(57)【要約】【課題】簡単な構造で傾斜を検出可能な傾斜センサーを提供することが課題である。【解決手段】環状の枠１０を有する筐体と、前記環状の枠１０の内側に沿って形成された複数の電極４、５、６及び７と、前記複数の電極４、５、６及び７上を前記環状の枠１０の円周方向に移動する、各々の位置関係が固定された複数の導電体２及び３と、前記複数の導電体２及び３に常時接している共通電極８と、を有する。【選択図】図１
2010281714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の枠を有する筐体と、
前記環状の枠の内側に沿って形成された複数の電極と、
前記複数の電極上を、前記環状の枠の円周方向に移動する複数の導電体と、
前記複数の導電体に常時接している共通電極と、
を有し、
前記複数の電極は前記環状の枠の内側を前記円周方向に分割して配置されたものであり、
前記複数の導電体の各々は位置関係が固定され、回転を伴いながら前記複数の電極上を移動し、
前記共通電極と前記複数の電極のいずれかとの間に存在する電流の流れを検出することにより前記筐体の傾きを検出することを特徴とする傾斜センサー。
【請求項２】
前記複数の電極の各々の境界には絶縁体が埋め込まれ、前記環状の枠の内側の面からの高さが、前記複数の電極の各々と前記絶縁体とで略同一であることを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサー。
【請求項３】
前記複数の導電体は、第１の球体と、前記第１の球体と同じ直径を有する第２の球体とを含み、
前記複数の電極は、前記筐体内の下部に位置する第１の電極を有し、
前記第１の電極の中心位置は重力方向に配置され、
前記第１の電極と前記第１の電極の両端に位置するふたつの絶縁体とを合わせた前記環状の枠の円周方向における前記複数の導電体の移動面に対する曲率半径をＲ１とし、
前記複数の導電体の移動面の長さに対しての中心角をα１とすると、
前記第１の球体は、
【数１】
2010281714.tif 000012
で求まる半径ｒ１を有する、請求項１または２に記載の傾斜センサー。
【請求項４】
前記複数の電極は、第２の電極、第３の電極、及び、第４の電極を更に含み、
複数の前記絶縁体の各々は同じ形状であり、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記第３の電極、及び、前記第４の電極は、いずれも両端の前記絶縁体の中心までの長さを含めた前記環状の枠の円周方向における前記複数の導電体の移動面の長さに対しての中心角が９０度であり、
前記第１の球体の半径は、
【数２】
2010281714.tif 000013
で求まる半径ｒ２を有することを特徴とする請求項３に記載の傾斜センサー。
【請求項５】
前記複数の導電体は、第１の球体と、前記第１の球体と同じ直径を有する第２の球体を含み、
前記複数の電極は、前記筐体内の下部に位置する第１の電極を有し、
前記第１の電極の中心位置は重力方向に配置され、
前記第１の電極と前記第１の電極の両端に位置するふたつの絶縁体とを合わせた前記環状の枠の円周方向における前記複数の導電体の移動面に対する曲率半径をＲ２とし、
前記複数の導電体の移動面の長さに対しての中心角をα２とすると、
検出する前記筐体の傾き角をθとするときに、
前記第１の球体は、
【数３】
2010281714.tif 000014
で求まる半径ｒ３を有することを特徴とする請求項１または２に記載の傾斜センサー。
【請求項６】
前記複数の導電体は、第１の球体、第２の球体及び第３の球体を含み、
前記第１の球体、前記第２の球体及び前記第３の球体は直列に配置され、
前記第１の球体、前記第２の球体または前記第３の球体を介して、前記共通電極と、前記複数の電極のいずれかとの間に電流が流れているかを検出することにより、前記筐体の傾きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の傾斜センサー。
【請求項７】
前記第２の球体及び前記第３の球体は、前記第１の球体と同じ半径を有し、
前記複数の電極は、前記筐体内の下部に位置する第１の電極を有し、
前記第１の電極の中心位置は重力方向に配置され、
前記環状の枠の円周方向において、前記第１の電極と前記第１の電極の両端に位置するふたつの絶縁体とを合わせた前記複数の導電体の移動面に対する曲率半径をＲ３とし、
前記複数の導電体の移動面の長さに対しての中心角をα３とすると、
前記第１の球体は、
【数４】
2010281714.tif 000015
で求まる半径ｒ４を有することを特徴とする請求項６に記載の傾斜センサー。
【請求項８】
更に、複数の軸を有する連結部を有し、
前記複数の導電体の各々は、前記複数の導電体の各々を回転させるための軸を通す穴を有し、
前記複数の軸を前記穴に通すことにより、前記複数の導電体の各々の位置関係が直列に固定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の傾斜センサー。
【請求項９】
前記連結部は、前記直列の方向の中間地点に重りを有することを特徴とする請求項８に記載の傾斜センサー。
【請求項１０】
前記複数の導電体は、第１のローラー、第２のローラー及び第３のローラーを含み、
前記第１のローラー及び前記第２のローラーが前記複数の電極のいずれかに接し、
前記第３のローラーは、前記第１のローラー及び前記第２のローラーに接していることを特徴とする請求項９に記載の傾斜センサー。
【請求項１１】
前記筐体は、前記複数の電極に対する前記複数の導電体の上下動を抑制する制限壁を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の傾斜センサー。
【請求項１２】
前記筐体は前記環状の枠に対する側壁を有し、前記共通電極は、前記側壁上に形成された円形の電極であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の傾斜センサー。
【請求項１３】
前記筐体は、前記環状の枠の内側に前記複数の導電体が移動するＶ字状の断面を有するレールを有し、
前記レールは前記Ｖ字状の一方の内側斜面上に前記共通電極が形成され、他方の内側斜面上に前記複数の電極が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、機器や人の姿勢の傾きを検出する傾斜センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、傾斜センサーの傾きを検出する方法としては、容器内の液面の傾斜の変化による静電容量の変化を利用する方法、電解液と気泡を封入し気泡の位置の変化により上下電極間の抵抗変化を利用する方法、導電性球が傾斜の変化により移動することで導電性球が位置の異なる電極に接することを利用する方法等が提案されている。特に導電性球を用いたものは構造が簡易であり、様々な提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、Ｖ字状の溝に導電性球を入れ、断面がＶ字状となる方向に、ある一定以上傾いたときに導電性球が移動し、Ｖ字状の上端部分にある電極に前記導電性球が接触することで電流の流れが生じ、前記電流の流れを検出することでＶ字状の溝の角度に対応した傾斜を検出する傾斜センサーが提案されている。
【０００４】
また、傾斜センサーとは異なるが、導電性球を利用するものとしては特許文献２に示すような振動センサーがある。特許文献２では凹部を有する一対の電極の、各々の凹部を絶縁体を挟んで対向させたることで形成した空間の中に２個の導電性球を入れ、前記２個の導電性球が振動により移動することで繰り返される、導通・非導通の状態を検出することで振動の度合いを検出することができる振動センサーが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２８７９４５号公報
【特許文献２】特開２００３−１６１６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述の特許文献１の技術では、溝を形成するＶ字状の底部の角度により検出できる傾きが決まってしまい、例えば傾斜センサーを取り付けた機材が大きく傾いたときなどの検出は可能であるが、Ｖ字状の底部の角度に対して機材の傾きが相対的に小さいときの傾きの検出は難しい。また、機材の小さい傾きを検出しようとしてＶ字状の底部の角度を大きくすると、傾斜がなくても振動等により導電性球の移動が発生しやすくなり、実際は傾きが発生していないのにも拘らず、機材に傾きが発生していると検出してしまう可能性があるという課題がある。
【０００７】
また、上述の特許文献２においては、振動センサーを取り付けた機材が傾いている過程において発生する振動を検出することができるものの、機材の状態が傾いた状態で固定してしまった場合には導電性球の移動がなくなり、機材そのものの傾きの状態を正確に知ることができないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。また、本発明には、筐体の下部に位置し、その中心が重力方向を向いた電極を有するが、この電極を特に第１の電極と呼ぶ。
【０００９】
［適用例１］
本適用例に係る傾斜センサーは、環状の枠を有する筐体と、前記環状の枠の内側に沿って形成された複数の電極と、前記複数の電極上を、前記環状の枠の円周方向に移動する複数の導電体と、前記複数の導電体に常時接している共通電極と、を有し、前記複数の電極は前記環状の枠の内側を前記円周方向に分割して配置されたものであり、前記複数の導電体の各々は位置関係が固定され、回転を伴いながら前記複数の電極上を移動し、前記共通電極と前記複数の電極のいずれかとの間に存在する電流の流れを検出することにより前記筐体の傾きを検出することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、検出したい角度に合わせた電極の配置と、電極上を移動可能な位置関係が固定した状態を形成できる導電体を用いることで、構造が単純で壊れにくく、安価な傾斜センサーを構成することが可能となる効果がある。複数の導電体を用いることで、複数の導電体の各々が他の導電体の余分な動きを抑制する働きを有することが期待でき、複数の導電体の各々の位置関係が、傾斜センサーを備えた機器の動きにともなう振動等により複数の導電体同士が離れるようなことがあったとしても、離れるのは瞬間的であり、少なくとも傾斜が固定した段階では複数の導電体同士の位置関係が固定した状態となり正確な測定を行うことが可能となる。また、複数の導電体そのものの形状は環状の枠を持つ筐体の、環状の枠の内側に沿って移動可能なものであればよく、その形状は、球状、コロ状、ローラー状、または円盤状のいずれであっても構わない。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記複数の電極の各々の境界には絶縁体が埋め込まれ、前記環状の枠の内側の面からの高さが、前記複数の電極の各々と前記絶縁体とで略同一であることが好ましい。略同一とは、前記複数の電極の各々の高さと前記絶縁体の高さとで差が存在したとしても、この差は前記複数の導電体の移動を滑らかにすることを妨げない差である、ということである。
【００１２】
この構成によれば、複数の電極と複数の絶縁体との接点部分に段差が発生するのを防ぐことができ、複数の導電体が複数の電極間を容易に移動することができるようになる効果がある。
【００１３】
［適用例３］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記複数の導電体は、第１の球体と、前記第１の球体と同じ直径を有する第２の球体とを含み、前記複数の電極は、前記筐体内の下部に位置する第１の電極を有し、前記第１の電極の中心位置は重力方向に配置され、前記第１の電極と前記第１の電極の両端に位置するふたつの絶縁体とを合わせた前記環状の枠の円周方向における前記複数の導電体の移動面に対する曲率半径をＲ１とし、前記複数の導電体の移動面の長さに対しての中心角をα１とすると、前記第１の球体は、
【００１４】
【数１】
2010281714.tif 000003
で求まる半径ｒ１を有することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、傾斜がない状態として設置した傾斜センサーが、傾斜がある状態に変化したことを検出することが可能となる効果がある。
【００１６】
［適用例４］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記複数の電極は、第２の電極、第３の電極、及び、第４の電極を更に含み、複数の前記絶縁体の各々は同じ形状であり、前記第１の電極、前記第２の電極、前記第３の電極、及び、前記第４の電極は、いずれも両端の前記絶縁体の中心までの長さを含めた前記環状の枠の円周方向における前記複数の導電体の移動面の長さに対しての中心角が９０度であり、前記第１の球体の半径は、
【００１７】
【数２】
2010281714.tif 000004
で求まる半径ｒ２を有することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、９０度単位での傾斜センサーの傾きを検出することができる効果がある。
【００１９】
［適用例５］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記複数の導電体として、第１の球体と、前記第１の球体と同じ直径を有する第２の球体とを含み、前記複数の電極は、前記筐体内の下部に位置する第１の電極を有し、前記第１の電極の中心位置は重力方向に配置され、前記第１の電極と前記第１の電極の両端に位置するふたつの絶縁体の部分とを合わせた前記環状の枠の円周方向における前記複数の導電体の移動面に対する曲率半径をＲ２とし、前記複数の導電体の移動面の長さに対しての中心角をα２とすると、検出する前記筐体の傾き角をθとするときに、前記第１の球体は、
【００２０】
【数３】
2010281714.tif 000005
で求まる半径ｒ３を有するこが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、傾斜センサーの傾きがθとなったことの検出を行いたい場合、前記複数の導電体の移動面に対して前記複数の導電体の半径を上記ｒ３のように設定することで、傾斜がない状態に設置した傾斜センサーの傾きがθになったことを検出する傾斜センサーを構成することが可能となる効果がある。
【００２２】
このような傾斜センサーを用いることにより、所定の傾斜（θ）以下の傾斜に対しての対応は必要ないが、所定の傾斜（θ）以上の傾斜が発生した場合に対応が必要となる用途を想定した傾斜センサーを構成することが可能となる効果がある。
【００２３】
［適用例６］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記複数の導電体は、第１の球体、第２の球体及び第３の球体を含み、前記第１の球体、前記第２の球体及び前記第３の球体は直列に配置され、前記第１の球体、前記第２の球体または前記第３の球体を介して、前記共通電極と前記複数の電極のいずれかとの間に電流が流れているかを検出することにより、前記筐体の傾きを検出することが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、複数の導電体として３つの球体を用いることで、振動に対しての影響を少なくすることができる効果がある。
【００２５】
［適用例７］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記第２の球体及び前記第３の球体は、前記第１の球体と同じ半径を有し、前記複数の電極は、前記筐体内の下部に位置する第１の電極を有し、前記第１の電極の中心位置は重力方向に配置され、前記環状の枠の円周方向において、前記第１の電極と前記第１の電極の両端に位置するふたつの絶縁体とを合わせた前記複数の導電体の移動面に対する曲率半径をＲ３とし、前記複数の導電体の移動面の長さに対しての中心角をα３とすると、前記第１の球体の半径ｒ４は、
【００２６】
【数４】
2010281714.tif 000006
とすることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、３つの導電体のうちの中央に位置する導電体が常に重力方向に位置するように環状の枠の内部を移動することになるため、複数の電極の位置の設定が決め易くなり傾斜センサーの設計が容易となる効果がある。
【００２８】
［適用例８］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、更に、複数の軸を有する連結部を有し、前記複数の導電体の各々は、前記複数の導電体の各々を回転させるための軸を通す穴を有し、前記複数の軸を前記穴に通すことにより、前記複数の導電体の各々の位置関係が直列に固定されていることを特徴とする。これにより、複数の導電体が振動などにより瞬間的に離れることがあっても実質的な測定に対して影響が少なくなる効果がある。
【００２９】
この構成によれば、連結部を用いることにより複数の導電体の位置関係を固定することで、複数の導電体それぞれの位置関係が筐体に伝わる振動などの影響によりずれることを防ぐことができる。これにより、正確な傾斜の検出を可能とすることができる効果がある。
【００３０】
［適用例９］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記連結部は、前記直列の方向の中間地点に重りを有することが好ましい。
【００３１】
この構成によれば、常に連結部の中間地点を重力方向に位置づけることができ、正確な傾斜の検出につなげることができる効果がある。
【００３２】
［適用例１０］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記複数の導電体が、第１のローラー、第２のローラー及び第３のローラーを含み、前記第１のローラー及び前記第２のローラーが前記複数の電極のいずれかに接し、前記第３のローラーは、前記第１のローラー及び前記第２のローラーに接していることが好ましい。
【００３３】
この構成によれば、第１のローラー及び第２のローラーの間に第３のローラーが存在することで、第３のローラーが第１のローラーまたは第２のローラーのうちの一方のローラーに発生した回転を他方のローラーに伝達する役割をすることになり、前記複数の電極上の移動がスムーズなものとなる効果がある。
【００３４】
［適用例１１］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記筐体は、前記複数の電極に対する前記複数の導電体の上下動を抑制する制限壁を有することが好ましい。
【００３５】
この構成によれば、複数の導電体が複数の電極から離れる動きを抑制することができる効果がある。
【００３６】
［適用例１２］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記筐体は前記環状の枠に対する側壁を有し、前記共通電極は、前記側壁上に形成された円形の電極であることが好ましい。
【００３７】
この構成によれば、筐体の傾斜角度に係わらず、複数の導電体は安定して共通電極に接することができる効果がある。
【００３８】
［適用例１３］
上記適用例に係る傾斜センサーにおいて、前記筐体は、前記環状の枠の内側に前記複数の導電体が移動するＶ字状の断面を有するレールを有し、前記レールは前記Ｖ字状の一方の内側斜面上に前記共通電極が形成され、他方の内側斜面上に前記複数の電極が形成されていることが好ましい。
【００３９】
この構成によれば、複数の導電体と共通電極及び複数の電極との接触に関して、環状の枠の大きさの影響を軽減することができ、筐体の変形などの影響を軽減する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施例を説明する断面図。
【図２】本発明の第１の実施例を説明する断面図。
【図３】本発明の第１の実施例を説明する断面図。
【図４】本発明の第２の実施例を説明する断面図。
【図５】本発明の第２の実施例を説明する断面図。
【図６】本発明の第２の実施例を説明する断面図。
【図７】本発明の第３の実施例を説明する断面図。
【図８】本発明の第４の実施例を説明する断面図。
【図９】本発明の第５の実施例を説明する断面図。
【図１０】本発明の第５の実施例を説明する断面図。
【図１１】本発明の第６の実施例を説明する断面図。
【図１２】本発明の実施形態の説明における断面図の向きを示す図。
【図１３】本発明の第７の実施例を説明する断面図。
【図１４】本発明の第８の実施例を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、傾斜センサーのいくつかの実施形態について、図を用いて具体的に説明する。尚、以下の実施形態においては、電源、配線、電流測定器等の図示は特に行わず、便宜上これらは存在し、必要な接続及び配線がなされているものとして説明を行う。
【００４２】
また、以下の実施形態を説明する上で、いずれの傾斜センサーも同様の環状の枠を有する形状のものとする。傾斜センサーの外形については、傾斜センサーの筐体の外形が環状の枠の形状を有している必要はなく、傾斜センサーの筐体の内部に実施形態で示す構造と同等の構造を備えていればよい。すなわち、以下の実施形態は、傾斜センサーの外形そのものが環状の枠であることに限定するものではない。また、図によっては同一部品に対しての記載形態に違いがあるが、このことが直接発明の内容に影響を与えるものではない。図１２は以下の実施形態で説明する傾斜センサーの外形を上部から見た図であり、Ａ−Ａ’及びＢ−Ｂ’は以下の実施形態の説明に用いる図の断面の位置を示す。
【００４３】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、傾斜が発生したことを検知するための傾斜センサーのひとつである。尚、以下説明において「正立」とは、「傾斜センサーの傾斜角度が０度であること」を示すものとする。
【００４４】
図１は、第１の実施形態で説明する傾斜センサー１が正立しているときの、図１２のＡ−Ａ’における断面図である。図１において傾斜センサー１が検出する傾斜の方向は図中のＣ及びＤである。実施形態の説明において、環状の枠の内面側に形成された電極を内周電極と呼ぶことにする。傾斜センサー１は、環状の枠１０の内面側を４分割するように内周電極４、５、６及び７を有している。内周電極上を移動する球状の導電体が２及び３である。図１中９は絶縁部材であり、隣り合う内周電極同士の接触を防ぐと共に環状の枠１０と各内周電極との間の段差を極力少なくし、球状の導電体２及び３が内周電極上を滑らかに移動できるようにさせる役割を果たしている。図１中８は共通電極であり、共通電極８と内周電極４、５、６または７との間には、球状の導電体２または３を介して電流が流れることになる。球状の導電体２及び３は、重力方向にあり続けるように内周電極上及び絶縁部材上を移動する。
【００４５】
図１は、傾斜センサー１が正立した状態であり、内周電極４の中心が重力方向を向いた状態にある。第１の実施形態においては、内周電極４が第１の電極にあたる。この状態において球状の導電体２は共通電極８及び内周電極５に接しており、球状の導電体３は共通電極８及び内周電極７に接している。傾斜センサー１が正立した状態にある場合、共通電極８と内周電極５及び内周電極７との間で電流の流れが発生し、共通電極８と内周電極４及び６との間には電流の流れが発生していない。
【００４６】
傾斜センサー１が正立の状態から例えば図１のＣの方向に、絶縁部材９の大きさによって決められる傾斜角度を超えて傾いた場合、傾斜センサー１の傾きに応じて球状の導電体２及び３が重力により移動をし、球状の導電体３が内周電極４に接することになる。これにより共通電極８と内周電極７との間の電流の流れはなくなり、共通電極８と内周電極４との間に電流の流れが発生する。電流の流れる内周電極の位置が変わることにより、傾斜センサー１に傾きが発生したことを知ることができる。このときの状態を図２に示す。
【００４７】
図１のＤの方向に傾斜センサー１が傾いた場合も同様のことが言え、Ｄの方向に絶縁部材９の大きさによって決められる傾斜角度を超えて傾いた場合、傾斜センサー１の傾きと共に導電体２が内周電極４に接することになる。これにより共通電極８と内周電極５との間の電流の流れがなくなり、共通電極８と内周電極４との間で電流の流れが発生する。これにより傾斜センサー１がＤの方向に傾きが発生したことを知ることができる。このときの状態を図３に示す。
【００４８】
図１において、内周電極４と内周電極４の両端の絶縁部材９とを含めた環状の枠１０の円周方向に対する複数の導電体の移動面の長さの中心角をα１、及び複数の導電体の移動面に対しての曲率半径をＲ１とした場合、導電体２及び導電体３の半径ｒ１は下記式で求まる値となる。
【００４９】
【数５】
2010281714.tif 000007
【００５０】
傾斜センサー内を移動する導電体の数は複数である。複数の導電体が触れ合うことで若干の摩擦が発生するものの、お互いの動きを抑制する働きが生じることから、傾斜センサーの外部から与えられる振動などが原因となって発生する可能性がある導電体それぞれの余分な動きを抑制する効果があり、より精度の高い傾斜センサーとすることができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
次に、図４に示す傾斜センサー１０１について、第２の実施形態として説明を行う。傾斜センサー１０１は、上記説明をした第１の実施形態における傾斜センサー１と同様に、環状の枠２０を有する。傾斜センサー１０１を真上から見た図は傾斜センサー１と同じであり、図１２を用いることができる。図４、５及び６は図１２におけるＡ−Ａ’における断面図である。傾斜センサー１０１は、外形を形作る環状の枠２０、内周電極２１、２２、２３及び２４、前記内周電極上を移動する導電体３１及び３２、及び、前記導電体３１及び３２と常に接している共通電極４１を有している。第２の実施形態においては、内周電極２１が第１の電極にあたる。
【００５２】
内周電極２１、２２、２３及び２４は、環状の枠２０の内側に、環状の枠２０の円周方向を４分割するように形成され、それぞれの内周電極の間には絶縁部材５１が埋め込まれている。絶縁部材５１は４箇所に存在することになり、環状の枠２０において対向する絶縁部材５１の中心部分同士を結ぶふたつの直線は環状の枠２０の中心で交差し、ふたつの直線の交わる角度は９０度である。
【００５３】
図４は傾斜センサー１０１が正立しているときの状態を示している。内周電極２１の中心が重力の方向、つまり真下を向いた状態にある。この状態において導電体３１及び導電体３２はそれぞれ絶縁部材５１に接しており、共通電極４１は内周電極２１、２２、２３及び２４のいずれの電極との間にも電流の流れは発生していない。
【００５４】
図５は傾斜センサー１０１がＣの方向に僅かに傾斜した場合の状態を示す図である。この状態において、導電体３１は内周電極２２に接し共通電極４１と内周電極２２との間には電流の流れが発生している。また、導電体３２は内周電極２１に接し共通電極４１と内周電極２１との間にも電流の流れが発生している。
【００５５】
図６は傾斜センサー１０１がＤの方向に僅かに傾斜した場合の状態を示す図である。導電体３１は内周電極２１に接し、共通電極４１と内周電極２１との間には電流の流れが発生している。また、導電体３２は内周電極２４に接し、共通電極４１と内周電極２４との間にも電流の流れが発生している。
【００５６】
以上から、傾斜センサー１０１の傾きの状態は電流が流れている内周電極の組み合わせで知ることができ、すなわち、（いずれの内周電極にも電流の流れがない）は正立、（内周電極２１、内周電極２２）に電流の流れがある場合はＣの方向に傾きがある状態、（内周電極２１、内周電極２４）に電流の流れがある場合はＤの方向に傾きがある状態にあることがわかる。
【００５７】
複数の導電体の移動面における曲率半径がＲ１とすると、導電体３１及び３２の半径ｒ２は下記の式で求まる値となる。
【００５８】
【数６】
2010281714.tif 000008
【００５９】
傾斜センサー１０１においては正立ではいずれの内周電極に対しても電流の流れがなく、正立を長く維持している機器に対して用いると消費電力を低くすることができる。また、９０度単位でいずれの内周電極に対しても電流の流れがなくなることから、これを利用してジャイロにおいて発生するドリフトの補正に利用することも可能である。
【００６０】
（第３の実施形態）
図７に示す傾斜センサー２０１について、第３の実施形態として説明を行う。
【００６１】
傾斜センサー２０１は、外形を形作る環状の枠２００、環状の枠２００の内側に形成された内周電極７１、７２及び７３、前記内周電極上を移動する導電体１３１及び１３２、内周電極７１と内周電極７２の間に形成された絶縁部材６１、内周電極７２と内周電極７３との間に形成された絶縁部材６２、内周電極７１と内周電極７３との間に形成された絶縁部材６３、及び、前記導電体１３１及び１３２と常に接している共通電極１４１を有している。第３の実施形態においては、内周電極７１が第１の電極にあたる。
【００６２】
傾斜センサー２０１は、内周電極７１の中心が重力方向（真下）にあるときが正立である。傾斜センサー２０１が正立の状態にあるときは導電体１３１は内周電極７２の絶縁部材６１側の端部に接し、導電体１３２は内周電極７３の絶縁部材６３側の端部に接している。内周電極７１の両端を含めた前記内周電極７１における前記複数の導電体の移動面の曲率半径をＲ２、内周電極７１の前記導電体の移動面の長さに対しての中心角をα２とすると導電体１３１及び導電体１３２の半径ｒ５は下記の式で決まる値となる。
【００６３】
【数７】
2010281714.tif 000009
【００６４】
上記の式におけるθ１は、絶縁部材６１及び絶縁部材６３の複数の導電体の移動面における円周方向の長さに対しての中心角であり、検出したい傾き角に合わせて設定する。例えば絶縁部材６１の前記複数の導電体の移動面における円周方向の長さに対しての中心角を１５度に設定した場合は、電流が流れている内周電極の組み合わせにより、（内周電極７３）のみに電流の流れがある場合は、Ｄの方向に傾きが発生し、その傾き角度が１５度未満である状態、（内周電極７１、内周電極７３）に電流の流れがあるときは、Ｄの方向に傾きが１５度以上発生している状態にあることがわかる。これにより、内周電極７１に電流が流れたとき傾斜角度が１５度になったときであり、特定の角度になった時点で何らかの制御を行うときの角度の変化の検出に使用することができる。
【００６５】
同様に、（内周電極７２）のみに電流の流れがある場合はＣの方向に１５度以内の傾きが発生している状態、（内周電極７１、内周電極７２）に電流の流れがあるときは１５度以上の傾きがＣの方向にある状態にあることがわかる。内周電極７１に電流が流れたときは傾斜角度が１５度になったときであり、特定の角度になった時点で何らかの制御を行うときの角度の変化の検出に使用することができる。
【００６６】
上記の複数の実施形態からもわかるように、複数の内周電極と内周電極間の絶縁部材のそれぞれの環状の枠に対しての中心角の設定を変えることで任意の角度を検出することが可能となる。このことから、特定の角度を検出したときに何らかの制御を行うような場合の傾斜を検出することに用いる傾斜センサーを簡易な構造で構成することができる。
【００６７】
また、傾斜センサー２０１は、内周電極７１における導電体の移動面の長さに対しての中心角を一定にした場合、検出したい角度の決定を導電体１３１及び１３２の半径によって決めることもできる。
例えば、内周電極７１の導電体の移動面の長さにおける中心角を９０度とした場合、傾斜を検出したい角度をθ２とすれば、導電体１３１及び１３２の半径ｒ５は下記の式で決まる値となる。
【００６８】
【数８】
2010281714.tif 000010
【００６９】
（第４の実施形態）
図８に示す傾斜センサー３０１について、第４の実施形態として説明を行う。傾斜センサー３０１は傾斜センサー１に対して導電体の数をひとつ増やし３個としたものである。内周電極３２１、３２２、３２３及び３２４は図１における内周電極４、５、６及び７にそれぞれ対応する。図８において、内周電極３２１が第１の電極にあたる。導電体３３１、３３２及び３３３は、導電体３３１の内周電極との接点位置が図１における傾斜センサー１の導電体２の内周電極の接点位置に対応して、導電体３３３の内周電極との接点位置が図１における導電体３の接点位置に対応して内周電極及び絶縁部材上を移動する。内周電極３２１と内周電極３２１の両端の絶縁部材３０９とを含めた環状の枠３２０の円周方向に対する複数の導電体の移動面の長さの中心角をα３とすると、図８において、導電体３３１、３３２及び３３３の半径ｒ４は下記の式によって決定される値となる。
【００７０】
【数９】
2010281714.tif 000011
【００７１】
また、図８には移動する複数の導電体が内周電極から離れることを抑制するための制限壁３６１の例も図示してある。
【００７２】
（第５の実施形態）
図９に示す傾斜センサー４０１について、第５の実施形態として説明を行う。第５の実施形態では、傾斜センサー４０１の内周電極の配置は傾斜センサー３０１と同じにしてある。導電体４３１及び４３２を連結するのが連結部４７１である。連結部の形状はどのようなものでもよいが、導電体４３１の内周電極の接点位置が図１における導電体２の接点位置に対応し、導電体４３２の内周電極との接点位置が図１における導電体３の接点位置に対応するように連結部４７１の長さと導電体の半径の長さを設定すればよい。共通電極４４１との接点は導電体４３１及び４３２、または連結部４７１のいずれかに有すればよく、共通電極４４１の形状も接点が保てる形状であればどのようなものでもよい。連結部４７１を有することで導電体４３１と導電体４３２とで発生する摩擦が軽減できると共に、ふたつの導電体の位置関係が振動などにより変化することがないため、安定した傾斜角の検出が可能となる。
【００７３】
図１０の傾斜センサー５０１は、図９に示した傾斜センサー４０１における連結部４７１の代わりに中心部に重りを有する連結部５７１を用いたものである。連結部の中心部が重力方向に位置しようとする動きを生じさせることから、内周電極及び絶縁部材上の導電体の移動を滑らかにさせることができる。
【００７４】
（第６の実施形態）
図１１に示す傾斜センサー６０１について、第６の実施形態として説明を行う。
【００７５】
連結部６７１は、導電体４３１及び導電体４３２に接するローラー４３３を有している。これにより導電体４３１または導電体４３２のいずれか一方の導電体に生じた回転はローラー４３３を通じて他方の導電体に伝えられる。回転が伝わることより埃またはちり等が筐体内部に侵入して複数の導電体のいずれかの回転に支障を与えるような場合となっても、導電体４３１及び導電体４３２が連動して回転することになることから、内周電極及び絶縁部材上の移動が滑らかに行えるようになる。また、前記ローラー４３３は重りの役割も果たし、導電体４３１及び導電体４３２を水平にする力をかける働きも有し、安定した傾斜角の検出が可能となる。
【００７６】
（第７の実施形態）
図１３は、図１２におけるＢ−Ｂ’の断面図である。図１３は、環状の枠２０の幅に対して導電体１３１の直径が短い場合を示している。共通電極１４１及び１４２を環状の枠２０の蓋に相当する部分にあたる両側に設けている。図１３において１２１及び１２３が内周電極である。共通電極を前記蓋に相当する部分の両側に設けることで、傾斜センサーが傾斜を検出する軸以外の方向に対して傾いた状態が発生しても、導電体は共通電極１４１または１４２のいずれかに接することが可能となる。これにより安定した傾斜の検出が可能となる。図１３における共通電極の形態は、他の実施形態にも適用可能である。
【００７７】
（第８の実施形態）
環状の枠２０の幅に対して、導電体の直径が短い場合の他の対応形態を図１４に示す。
図１４は、前記複数の導電体をＶ字型のレール上を移動させるようにしたものである。Ｖ字型の片側である２４２が共通電極であり、Ｖ字型の他方の２２１及び２２３が内周電極に相当する電極となる。電極２２１及び２２３は、検出する傾きに応じた間隔毎に絶縁部材を埋め込むのは他の実施例と同じである。図１４は環状の枠２０の幅に対して前記複数の導電体の直径が短い場合を示しているが、共通電極が筐体の内壁に位置しない構造となっているため、傾斜を測定するための構造という観点からにいうと特に筐体の外壁の存在はなくても差し障りはない。
【００７８】
尚、上記説明された実施形態及び応用形態は、用途に応じて適宜に組み合わせて、または変更若しくは改良を加えて用いることができるものであり、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７９】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１,６０１…傾斜センサー、１０，２０，２００，３２０…環状の枠、２，３，３１，３２，３３１，３３２，３３３，４３１，４３２…導電体、４，５，６，７，２１，２２，２３，２４，７１，７２，７３，１２１，１２３，２２１，２２３，３２１，３２２，３２３，３２４…内周電極、８，４１，２４２…共通電極、９，５１，６１，６２，６３，３０９…絶縁部材、４３３…ローラー
４７１，５７１，６７１…連結部。
【図１】
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【図２】
2010281714.tif 000017
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010281714.tif 000021
【図７】
2010281714.tif 000022
【図８】
2010281714.tif 000023
【図９】
2010281714.tif 000024
【図１０】
2010281714.tif 000025
【図１１】
2010281714.tif 000026
【図１２】
2010281714.tif 000027
【図１３】
2010281714.tif 000028
【図１４】
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