(57)【要約】【課題】簡単な構成で測定精度が高い傾斜センサを提供することを目的とする。【解決手段】傾斜部５ａと、一定以上傾けた場合に傾斜部５ａを転動移動可能な磁石体４と、磁石体４からの磁束密度を検出する検出素子６と、磁石体４の移動前後の磁極の方向を整列する整列磁石７とを有する。これにより、磁石体４が移動する前と後では、検出素子６で検出される磁束密度が異なることになり、この違いを比較し傾斜センサ１が傾いているか否かを的確に検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜部と、一定以上傾けた場合に前記傾斜部を転動移動可能な磁石体と、当該磁石体からの磁束密度を検出する検出素子と、前記磁石体の移動前後の磁極の方向を整列する整列磁石とを有することを特徴とする傾斜センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の傾斜センサにおいて、
前記磁石体は球形状であることを特徴とする傾斜センサ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の傾斜センサにおいて、
前記検出素子と前記整列磁石は、前記磁石体が前記傾斜部を移動した後が前記磁石体との距離が最も近くなるように設けられていることを特徴とする傾斜センサ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の傾斜センサにおいて、
前記検出素子と前記整列磁石は、前記磁石体が前記傾斜部を移動する前が前記磁石体との距離が最も近くなるように設けられていることを特徴とする傾斜センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜センサに関し、特に、簡単な構成で検出精度が高い傾斜センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の傾斜センサとして、特許文献１及び２には傾斜を検知するために転動する磁石が円盤の傾斜センサが、特許文献３には強磁性体の球を利用して磁石の磁束密度を変化させて検知する傾斜センサが、特許文献４には円盤よりも摺動抵抗の影響が少なくできる振り子の軸を利用した構造の傾斜センサが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３２４３２４号公報
【特許文献２】特開２００２−２１３９４９号公報
【特許文献３】特開２００３−１８５４３０号公報
【特許文献４】特開２００５−２５７５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１及び２に記載の傾斜センサでは、傾斜を検知するために転動する磁石が円盤のため磁石の側面が側壁に接触することで正確に検知角度を検出することが困難であった。特にセンサが感度面に直行する方向へ加速度や重力が加わると、より摺動抵抗が増えて誤差が増大する問題があった。
【０００４】
特許文献３に記載の傾斜センサでは、斜面が永久磁石でその上を強磁性体が移動するため、強磁性体が斜面の磁石の磁束密度を強く受けないと磁束密度検出素子が効果的に検出できない。この為、傾斜を検出するための強磁性体ボールが斜面の磁石に吸着され検出誤差が増大していた。
【０００５】
特許文献４に記載の傾斜センサでは、部品点数が増えること、及び、コンパクトに作ることが困難となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、簡単な構成で測定精度が高い傾斜センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の傾斜センサは、傾斜部と、一定以上傾けた場合に前記傾斜部を転動移動可能な磁石体と、当該磁石体からの磁束密度を検出する検出素子と、前記磁石体の移動前後の磁極の方向を整列する整列磁石とを有することを特徴とする。
【０００８】
さらに本発明の傾斜センサは、前記磁石体は球形状であることを特徴とする。
さらに本発明の傾斜センサは、前記検出素子と前記整列磁石は、前記磁石体が前記傾斜部を移動した後が前記磁石体との距離が最も近くなるように設けられていることを特徴とする。
さらに本発明の傾斜センサは、前記検出素子と前記整列磁石は、前記磁石体が前記傾斜部を移動する前が前記磁石体との距離が最も近くなるように設けられていることを特徴とする
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、傾斜センサにおいて、簡単な構成で検出精度を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１の傾斜センサの正面断面図である。図２は、実施例１の傾斜センサの側面断面図である。
【００１２】
傾斜センサ１は、ケース部材３と、ケース部材の内部空間３ａに形成される案内面５と、案内面５上に配設される磁石体４を有している。また、内部空間３ａの外側には、検出素子６と整列磁石７を有する。
【００１３】
ケース部材３は直方体状の形状であり、内部に内部空間３ａを有し、横方向は磁石体４が案内面５に沿って移動可能なスペースが確保されており、奥行き方向は磁石体４が入る程度のスペースである。また、ケース部材３の上部には、蓋部材２を有している。内部空間３ａには、必要に応じて液体が充填される。
【００１４】
磁石体４は、内部空間３ａ内でどの方向にも回転することができる形状の磁石であり、球形状が特に好ましい。Ｓ極とＮ極の磁極を磁石体４の両側でそれぞれ有している。
【００１５】
案内面５は、少なくとも、傾斜センサ１を傾けたときに磁石体４が転動して移動する傾斜部５ａを有している。図１においては、ケース部材３の中央で一番低くなっており、両側に傾斜部５ａを有している。これによりケース部材３が左右どちらかに一定（傾斜角）以上傾いた場合、磁石体４が転がり端まで移動する。
【００１６】
検出素子６は、磁石体４の磁束密度を検出するものであり、ホールＩＣ、ホール素子、磁気抵抗素子等の磁束密度−電気信号変換素子である。検出素子６は、内部空間３ａの外側に設置され、実施例１では、傾斜センサ１を傾け磁石体４が傾斜部５ａを移動すると近づく位置に設置される。図１において、ケース部材３の上部外側に、磁石体４が端まで移動した場合に近くなる左右両方の位置に設置されている。
【００１７】
整列磁石７は、磁石体４の磁極の方向を一定に整えるために設けられる磁石である。整列磁石７は、内部空間３ａの外側に設置され、実施例１では、傾斜センサ１を傾け磁石体４が傾斜部５ａを移動すると近づく位置に設置される。図１において、ケース部材３の上部外側（検出素子６より上部側）に、検出素子６に対向する位置にそれぞれ設置されている。なお、検出素子６での調整が可能であれば、幅方向中央に一つの設置でもよい。
【００１８】
図３は、実施例１の傾斜センサの第１の状態を示す側面断面図である。この状態では、傾斜センサ１は傾けておらず、磁石体４は下部（案内面５の一番低い位置）に位置している。このときの磁石体４の磁極の方向は整列磁石７によって整列され、図３において、整列磁石７のＳ極が内部空間３ａに向いているため磁石体４のＮ極が整列磁石７の方向を向いている。この場合のＮ極からＳ極への磁界は図３中の矢印で示され、検出素子６において、内部空間３ａから検出素子６へ向かう方向となっている。
【００１９】
一方、図４は、実施例１の傾斜センサの第２の状態を示す側面断面図である。この状態は、傾斜センサ１を傾け、磁石体４は上部に移動する。このときも磁石体４の磁極の方向は整列磁石７によって整列され、磁石体４のＮ極が整列磁石７の方向を向く。この場合のＮ極からＳ極への磁界は図４中の矢印で示され、検出素子６において、検出素子６から内部空間３ａへ向かう方向となっている。
【００２０】
図３と図４で示されたように、磁石体４が移動する前と後では、検出素子６における磁界の方向が異なり、検出素子６で検出される磁束密度が異なることになる。磁石体４が移動する前と後の磁束密度の情報を、例えば、図示しない制御部（ＣＰＵ）などで比較し、一定以上の差がある場合は傾斜センサ１が傾いていると判断することで的確に傾斜していることを検出することができる。
【００２１】
図５は、整列磁石の有無による影響を示すグラフである。図５で示されるように、整列磁石７がある場合（下の２つの折れ線）は、傾斜センサ１を傾けたときのホールＩＣ（検出素子６）で検出される測定磁束密度が安定していることが分かる。一方、整列磁石７がない場合（上の２つの折れ線）は、測定回ごとに検出される測定磁束密度がばらつき安定した検出ができないことが分かる。
【００２２】
図６は、ホールＩＣのＯＮ／ＯＦＦ時の磁束密度を示すグラフである。傾斜センサ１を傾けていない状態の磁石（磁石体４）がホールＩＣ（検出素子６）からが離れたときと、傾斜センサ１を傾けた状態の磁石がホールＩＣに近づいたときが示されている。ＧＡＰ（ホールＩＣに近づけた状態での磁石との距離）が近いと、これら二つの差が大きく有利であることが分かる。
【００２３】
図７は、本発明の傾斜センサの組み付け関係の一例を示す斜視図である。ケース部材３に傾斜部５ａを有するインナー部材５０を入れて、磁石体４、蓋部材２を組み付ける例である。このように、インナー部材５０を取替え可能にしておくことで、案内面５の傾斜部５ａの傾斜角を変えることができ、傾斜センサ１の検知角度を変えることができる。これにより様々な利用分野の要求に答えることが容易となる。一方、蓋部材２には、孔２ａを有しており、栓部材１５で封止できる。これにより、内部空間３ａに液体を充填しやすくなる。また、材質としては、例えば、インナー部材５０は樹脂とし、ケース部材３は液の封止と磁場が通ることを考慮しアルミが適用される。
【００２４】
図８は、実施例１の傾斜センサの第１の取り付け例を示す側面断面図である。図９は、実施例１の傾斜センサの第１の取り付け例を示す正面断面図である。この例では、整列磁石７をハウジング１１内に設け、検出素子６をハウジング１１と接続される基板１２に設けている。
【００２５】
図１０は、実施例１の傾斜センサの第２の取り付け例を示す正面断面図である。この例では、ケース部材３０が埋込部３０ａを有しており、これに整列磁石７を埋設することで部品点数を減らすことが可能となる。
【００２６】
実施例１では、傾斜センサ１が傾いたとき、磁石体４が傾斜部５ａ移動して整列磁石７に近づくように構成している。このため、傾斜センサ１を傾き始めたときは、整列磁石７の影響が少なく、傾きの検出を精度よくできる。さらに、傾きを直す場合は、磁石体４が整列磁石７の影響ですぐには戻らずある程度のヒステリシスをもつことができる。これは、転倒角度を正確に検出したい場合に有効である。
【実施例２】
【００２７】
図１１は、実施例２の傾斜センサの正面断面図である。図１２は、実施例２の傾斜センサの側面断面図である。実施例２では、実施例１と異なる点について説明する。同一の箇所には同一の符号を付してある。
【００２８】
実施例１と異なる点は、検出素子６と整列磁石７の位置である。これらは、傾斜センサ１’を傾けないときに一番近づく位置に設置される。すなわち図１１において、案内面５の一番低い位置に検出素子６と整列磁石７が内部空間３ａの外側に対向するように設けられている。そして、傾斜センサ１’を傾けたときは、磁石体４が移動して磁界の方向が変化する。この原理は実施例１と同様である。
【００２９】
実施例２では、検出素子６を１つで両側の傾きに対応できるためコストを安くすることができる。実施例２では、傾斜センサ１’を傾けないときが磁石体４が整列磁石７に一番近くなるように構成している。このため、傾きを直す場合のほうが、磁石体４が整列磁石７の影響で戻りやすい特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１の傾斜センサの正面断面図である。
【図２】実施例１の傾斜センサの側面断面図である。
【図３】実施例１の傾斜センサの第１の状態を示す側面断面図である。
【図４】実施例１の傾斜センサの第２の状態を示す側面断面図である。
【図５】整列磁石の有無による影響を示すグラフである。
【図６】ホールＩＣのＯＮ／ＯＦＦ時の磁束密度を示すグラフである。
【図７】本発明の傾斜センサの組み付け関係の一例を示す斜視図である。
【図８】実施例１の傾斜センサの第１の取り付け例を示す側面断面図である。
【図９】実施例１の傾斜センサの第１の取り付け例を示す正面断面図である。
【図１０】実施例１の傾斜センサの第２の取り付け例を示す側面断面図である。
【図１１】実施例２の傾斜センサの正面断面図である。
【図１２】実施例２の傾斜センサの側面断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１、１’  傾斜センサ
２      蓋部材
２ａ    孔
３      ケース部材
３ａ    内部空間
４      磁石体
５      案内面
５ａ    傾斜部
６      検出素子
７      整列磁石
１１    ハウジング
１２    基板
１５    栓部材
５０    インナー部材
【図１】
2010140842.tif 000003
【図２】
2010140842.tif 000004
【図３】
2010140842.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010140842.tif 000007
【図６】
2010140842.tif 000008
【図７】
2010140842.tif 000009
【図８】
2010140842.tif 000010
【図９】
2010140842.tif 000011
【図１０】
2010140842.tif 000012
【図１１】
2010140842.tif 000013
【図１２】
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