(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する容器本体と、前記凹部を閉じる周囲から中央に向かって漸次深くなる曲面を有し且つ前記容器本体の前記凹部が開口している端部の外径よりも大径の外径を有する天板とからなるとともに、気泡を形成する液体をその内部に封入した密閉容器と、
前記天板の前記曲面が形成されている面に当接して前記天板を安定に保持する位置決め部を有するホルダと、
前記天板を前記位置決め部に圧接させる圧接手段と
を備えたことを特徴とする傾斜センサ。
【請求項２】
前記天板は円形の平面を有しているとともに、
前記位置決め部は周方向における少なくとも３箇所で前記天板の前記曲面が形成されている面に当接する
ことを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ。
【請求項３】
前記位置決め部は、中心点を共通にする複数の円弧状の突起から構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の傾斜センサ。
【請求項４】
前記天板は円形の平面を有しているとともに、
前記位置決め部はその全周において前記天板の前記曲面が形成されている面に当接する環状の突起から構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ。
【請求項５】
前記位置決め部は、前記密閉容器をその内部に保持するために前記ホルダに形成された凹部の内周面に形成されたフランジである
ことを特徴とする請求項３又は４記載の傾斜センサ。
【請求項６】
前記容器本体は、前記天板の曲面が形成されている面にその一端面で接触する筒状部材と、この筒状部材の他端面を閉じる底板とからなる
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の傾斜センサ。
【請求項７】
前記液体は電解液である
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の傾斜センサ。
【請求項８】
前記天板及び前記容器本体はガラスから構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の傾斜センサ。
【請求項９】
前記容器本体は前記ホルダから離間している
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の傾斜センサ。
【請求項１０】
前記天板は円形の面を有しているとともに、前記曲面はこの面の全域に亘って形成されている球状凹面である
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の傾斜センサ。
【請求項１１】
前記天板は円形の面を有しているとともに、
前記曲面はこの平面のうち前記容器本体の前記凹部に面する部分のみに形成されている球状凹面である
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の傾斜センサ。
【請求項１２】
凹部を有する容器本体と、前記凹部を閉じる周囲から中央に向かって漸次深くなる曲面を有し且つ前記容器本体の外径よりも大径の外径を有する天板とからなるとともに、気泡を形成する液体をその内部に封入した密閉容器と、
前記密閉容器を収納する凹部が形成されたホルダと、
前記天板の外径よりも小径であって前記容器本体の内径よりも大径な内径を有するとともに、前記容器本体における前記曲面が形成された前記天板の面から前記容器本体の端部まで距離よりも前記ホルダの底からの距離が長くなる位置での前記ホルダの内周面に形成されたフランジと、
前記天板の前記曲面が形成されている面を前記フランジに圧接させる圧接手段と
を備えたことを特徴とする傾斜センサ。
【請求項１３】
前記気泡の位置を前記電解質の電気抵抗として検出するための電極が前記曲面と前記凹部の底面とに形成されている
ことを特徴とする請求項７記載の傾斜センサ
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、内部に気泡とともに液体を密閉した円筒状の密閉容器をホルダ内に固定した傾斜センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、測量機，航空機，自動車等の傾斜を検知するための傾斜センサとして、気泡管内に密封された液体中の気泡の位置に基づいて傾斜角を示す傾斜センサが用いられている。このような従来の傾斜センサを、図８に示す。
【０００３】
図８において、傾斜センサのホルダ５０の上面には、側方から見て凹形状の保持台５１，５１が一体に形成されている。そして、この保持台５１，５１上には、気泡管５２が載置されている。この気泡管５２は、その中央部において最も高くなるように曲げられたガラス管からなり、気泡Ｂを形成する液体Ｌが封入されている。この気泡管５２は、ホルダ５０が水平状態にあるときにその気泡Ｂが中央に位置するように位置決めされ、スペーサー５３を介して留め金５４によってホルダ５０に固定されている。このホルダ５０は、その下面に形成された固定部５５の固定孔５５ａ，５５ａに挿入された図示せぬ止めネジによって、図示せぬ測量機等の傾斜検知対象に固定される。そして、気泡管５２の図示せぬ内面又は外面に形成された電極によって気泡の位置が電気的に検出されて、傾斜検知対象の傾斜角を示す電気信号として用いられるのである。
【０００４】
ところで、出願人は、先に、気泡管の作成を容易にするために、気泡管として用いられる密閉容器を複数の部品から構成する発明を出願した（特願平５−３１５８６３号）。この密閉容器の構造を図９に示す。
【０００５】
図９において、天板６０は平凹レンズからなり、その球状凹面上には、中心軸に対して対称な形状の上部電極６３，６３が白金薄膜コーティングによって形成されている。また、底板６２は円盤状の平行平面ガラスからなり、その上面の全面に亘って下部電極６４が白金薄膜コーティングによって形成されている。なお、円筒部材６１は、天板６０及び底板６２の外形よりも若干細い外径を有するガラス管である。
【０００６】
そして、円筒部材６１の上端面には、その電極６３，６３を円筒部材６１の内部に露出させるようにして、天板６０がガラスペースト状の接着剤によって貼り付けられる。また、円筒部材６１の下端面には、その電極６４を円筒部材６１の内部に露出させるようにして、底板６２が同様にして貼り付けられている。このようにして作成された密閉容器内には、気泡Ｂを形成する量だけの空気を残して電解液Ｌが封入されている。
【０００７】
このように構成された密閉容器において各上部電極６３，６３と下部電極６４との間に電圧を印加すると、気泡Ｂの位置によって電解液Ｌの各上部電極６３，６３に対する接触面積が変化するので、これら各上部電極６３，６３と下部電極６４との間における抵抗値が変化する。この抵抗値の変化が、密閉容器の傾斜角を示す信号として、図示せぬ検出回路によって検出されるのである。従って、このような構成の密閉容器の場合には、各上部電極６３，６３と下部電極６４との間が等距離になるように、円筒部材６１の両端面が中心軸に対して直交する面をなすように形成されていることが必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記出願においては、傾斜検知対象に取り付けられたホルダに対して、図９のように構成される密閉容器をどのようにして固定するかについて記載がなかった。
【０００９】
そのため、例えば、図８に示したような従来の気泡管に対する固定法を図９の密閉容器に適用することも考えられる。しかし、その場合の位置決めは底板６２の下面を基準として行われることになるので、ホルダが水平状態のときに気泡Ｂを両上部電極６３，６３の間に位置させるようにするには（即ち、天板６０の球状凹面の中心位置が最も高くなるようにするには）、底板６２の下面と上面とが精度良く平行になるように加工されていなければならず、製造コストが高くついてしまうことになる。この場合、この底板６２の下面は、本来、気泡Ｂの位置を正確に検出することに関して何ら寄与をしていないのにも拘わらず、加工精度を高くして製造コストを高くしてしまうのは不合理である。
【００１０】
そこで、本発明は、以上の問題に鑑み、凹部を有する容器本体及びこの凹部を閉じる周囲から中央に向かって漸次深くなる曲面を有する天板から構成されるとともに気泡を形成する液体をその内部に封入してなる密閉容器を気泡管として用いる場合であっても、その容器本体の下面や天板の上面の加工精度如何に拘わらず、天板の曲面をホルダに対して所定の位置に位置決めすることができる傾斜センサを提供することを、課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
各請求項記載の発明は、上記課題を解決するためになされたものである。請求項１による傾斜センサは、凹部を有する容器本体と、前記凹部を閉じる周囲から中央に向かって漸次深くなる曲面を有し且つ前記容器本体の前記凹部が開口している端部の外径よりも大径の外径を有する天板とからなるとともに、気泡を形成する液体をその内部に封入した密閉容器と、前記天板の前記曲面が形成されている面に当接して前記天板を安定に保持する位置決め部を有するホルダと、前記天板を前記位置決め部に圧接させる圧接手段とを備えたことを特徴とする。このようにすれば、傾斜センサが振動しても密閉容器が安定に保持される。
【００１２】
「前記天板の前記曲面が形成されている面に当接して前記天板を安定に保持する位置決め部」とは、天板の容器本体側の面と当接し、この天板を傾かせることなく保持することができる部位（面，突起，等）のことである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１における前記天板が円形の平面を有しているとともに、前記位置決め部は周方向における少なくとも３箇所で前記天板の前記曲面が形成されている面に当接することを、特徴とする。即ち、周方向の少なくとも３箇所において位置決め手段が天板の平面と当接すれば、両者間がガタなく位置決めされる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２における前記位置決め部は中心点を共通にする複数の円弧状の突起から構成されることを、特徴とする。即ち、円弧状にすれば、接触面積が広くなるので、それだけ安定した保持ができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１における前記天板は円形の平面を有しているとともに、前記位置決め部はその全周において前記天板の前記曲面が形成されている面に当接する環状の突起から構成されることを、特徴とする。即ち、環状突起とすれば、最も安定に保持することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４における前記位置決め部は、前記密閉容器をその内部に保持するために前記ホルダに形成された凹部の内周面に形成されたフランジであることを、特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の前記容器本体は、前記天板の曲面が形成されている面にその一端面で接触する筒状部材と、この筒状部材の他端面を閉じる底板とからなることを、特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の前記液体は電解液であることを、特徴とする。請求項８記載の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の前記天板及び前記容器本体はガラスから構成されることを、特徴とする。これらがガラスから構成されれば、目視によって気泡の位置を検知することができる。
【００１９】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の前記容器本体は前記ホルダから離間していることを、特徴とする。完全にこれらが離間していれば、天板の曲面が形成されている面を安定保持する際の妨げにならない。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載の前記天板は円形の面を有しているとともに、前記曲面はこの面の全域に亘って形成されていてる球状凹面であることを、特徴とする。この場合、ホルダ（又は、その位置決め部）は、この曲面の縁を保持すれば良い。
【００２２】
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載の前記天板は円形の平面を有しているとともに、前記曲面はこの平面のうち前記容器本体の前記凹部に面する部分のみに形成されている球状凹面であることを、特徴とする。
【００２３】
請求項１２による傾斜センサは、凹部を有する容器本体と、前記凹部を閉じる周囲から中央に向かって漸次深くなる曲面を有し且つ前記容器本体の外径よりも大径の外径を有する天板とからなるとともに、気泡を形成する液体をその内部に封入した密閉容器と、前記密閉容器を収納する凹部が形成されたホルダと、前記天板の外径よりも小径であって前記容器本体の内径よりも大径な内径を有するとともに、前記容器本体における前記曲面が形成された前記天板の面から前記容器本体の端部まで距離よりも前記ホルダの底からの距離が長くなる位置での前記ホルダの内周面に形成されたフランジと、前記天板の前記曲面が形成されている面を前記フランジに圧接させる圧接手段とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１３による傾斜センサは、前記気泡の位置を前記電解質の電気抵抗として検出するための電極が前記曲面と前記凹部の底面とに形成されていることを特徴とする。
【００２５】
なお、容器本体は一体成形されたものでも良い。また、密閉容器内の気泡の位置を電気的に検出する場合、液体の静電容量の変化によって検出する方式を採っても良い。この場合、密閉容器内に封入される液体としては誘電率の大きな液体を用い、電極を天板の外面及び容器本体の底の外面に形成する。このように気泡の位置を静電容量の変化によって検出する方式，又は請求項８のように抵抗値の変化によって検出方式の何れであっても、天板に形成される上部電極は、傾斜を測定する方向に沿って天板の中心位置に対して対称に並べられるとともに相互に絶縁された２つの電極として形成される。また、傾斜を測定する方向が互いに直交する２方向である場合には、相互に回転対称位置に形成された４つの電極を上部電極とする。また、周囲から中央に向かって漸次深くなる曲面とは、天板の傾きに従って気泡位置が移動する形状であれば良いので、アーチであっても良いし、二次曲面，特に回転面であっても良い。回転面とする場合、球面であっても良いし、回転楕円面，回転双曲面，回転放物面でも良い。
【００２６】
【本発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
【実施形態１】
＜傾斜センサの機械構成＞
図３は、第１実施形態による傾斜センサの上面図であり、図１は、図３におけるＩ−Ｉ線に沿った縦断面を示す断面図であり、図２は、同様にＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面を示す断面図である。
【００２８】
各図において傾斜センサは、密閉容器Ａ，この密閉容器Ａをその内部に保持するホルダ７，このホルダ７を閉じるとともに密閉容器Ａをホルダ７に圧接させる蓋８，並びに、これらホルダ７及び蓋８を覆うカバー９から、構成されている。これら各構成部品の詳細を、以下に説明する。
（密閉容器）
密閉容器Ａは、円筒部材２と、この円筒部材２の上下両端に接着された天板３及び底板１とから、構成されている。これら円筒部材２，天板３，及び底板１は、いずれも鉛ガラス等の絶縁性の高い材料により形成され、ガラスペースト等の接着剤によって相互に液密に接着されている。
【００２９】
天板３は、平凹レンズ形状を有する透明板である。即ち、この天板３の上面は、円形の平面となっている。また、その下面は、曲率半径Ｒ＝３００［ｍｍ］の球面状に凹んだ球状凹面３ａとなっており、密閉容器Ａの内面をなしている。即ち、この下面が、天板３の球状凹面３ａがその全面に亘って形成されている面に相当する。また、その周面は、球状凹面３ａの最深点に立てた垂線を中心にした円柱状に加工されており、その外径は２１［ｍｍ］となっている。
【００３０】
天板３の球状凹面（周囲から中央に向かって漸次深くなる曲面）３ａは、例えば＃１０００の研磨剤により適度な粗度を有する粗面に仕上げられている。この球状凹面３ａ上には、白金薄膜からなる第１上部電極４及び第２上部電極５が形成されている。これら上部電極４，５は、図１において球状凹面３ａの最深点（中心点）を通るように紙面に立てた線（図４のｙ方向を向いた線）を中心に線対称に形成されているとともに、一定幅のスペースを挟んで相互に離間している。また、これら各上部電極４，５の外周縁は、天板３の周面と同軸，且つ円筒部材２の内径と同径の円弧型となっている。なお、各上部電極４，５の外周縁の一部は、円筒部材２の外径より大径，且つ球状凹面３ａの外径より小径の扇状の突出部４ａ、５ａとして形成されている。この各上部電極４，５は、球状凹面３ａにおける電極形成部分以外の部分にマスキングを施し、高周波スパッタによって白金薄膜をデポジションすることにより形成される。この後、各上部電極４，５をなす白金薄膜は、白金黒処理される。また、組立時において円筒部材２の外側にはみ出した各上部電極４，５の突出部４ａ，５ａの周辺部分には、リード線Ｃが半田付けによって付着されている。
【００３１】
底板１は、円盤状の透明板である。即ち、この底板１の上面１ａ及び下面１ｂは、互いに平行な平面となっている。また、その周面は、天板３と同軸の円柱状に加工されており、その外径は１９［ｍｍ］となっている。
【００３２】
底板１の上面１ａは、密閉容器Ａの底面をなし、例えば＃１０００の研磨剤により適度な粗度を有する粗面に仕上げられている。この上面１ａには、白金薄膜からなる下部電極６が形成されている。この下部電極６は、底板１と同軸，且つ円筒部材２の外径よりも大径であって上面１ａの外径よりも若干小径の円形に、形成されている。この下部電極６は、上部電極４，５の場合と同じく、上面１ａにおける電極形成部以外の部分にマスキングを施し、高周波スパッタによって白金薄膜をデポジションすることにより形成される。この後、下部電極６をなす白金薄膜は、白金黒処理される。また、組立時において円筒部材２の外側にはみ出した下部電極６の周辺部分には、リード線Ｃが半田付けによって付着されている。
【００３３】
円筒部材２は、均一肉厚のガラス管から構成されており、その外径は１５［ｍｍ］となっている。そして、その上下両端は、その中心軸に直交する面に沿って切断されており、夫々、天板３の球状凹面３ａ又は底板１の上面１ａと同軸に接合している。なお、円筒部材２の上端面は、天板３の球状凹面３ａに密着させるために、その中心軸の延長線上に存在する点を中心として、球状凹面３ａと同じ曲率の球面として形成されている。また、円筒部材２の下端面は、底板１の上面１ａと密着させるために、平面として形成されている。なお、この円筒部材２は、底板１とともに、凹部（円筒部材２の内周面と底板１の上面１ａとからなる空間）を有する容器本体を、構成している。そのため、容器本体の凹部が開口している端部（円筒部材２の上端）は、天板３の外径よりも小径となると言えるのである。
【００３４】
このようにして構成される密閉容器Ａ内には、気泡Ｂを形成する量の空気を残して、電解液Ｌが封入されている。この電解液Ｌは、例えば、ヨウ化カリウムをメチルアルコールに溶解した液である。この気泡Ｂは、天板３の球状凹面３ａの最深部が重力方向に最も高い位置に位置する限り（即ち、天板３の球状凹面３ａの縁部が水平に保たれている限り）、他の部分（例えば、天板３の上面の向き，円筒部材２の端面の軸に対する角度，底板１の下面１ｂの向き）の加工精度が不十分であっても、球状凹面３ａの中心に位置するようになる。
（ホルダ）
ホルダ７は、アルミニウムの削り出しによって形成されている。そして、図３に示すように、上面側から見て、隣り合う２つの角が大きく面取りされているとともに他の２つの角が小さく面取りされた略正方形の板状に、形成されている。このホルダ７の上面には、その中心位置に立てた軸ｌを中心に、天板３の外径とほぼ同内径を有する円筒形状の凹部７ｄが穿たれている。また、この凹部７ｄの周囲には、扇形の支持柱部７ａが等角度間隔で３個突出形成されている。この３個の支持柱部７ａの内面は、凹部７ｄの内周面の延長面をなしている。これら各支持柱部７ａの内面には、軸ｌに直交する同一面上にフランジ面を有する円弧状の突起である内方フランジ７ｃが形成されている。この内方フランジ７ｃの内径は、天板３の外径よりも小径，且つ底板１の外径よりも大径となっている。また、この内方フランジ７ｃのフランジ面（図１，図２における上側面）と凹部７ｄの底との間隔は、密閉容器Ａにおける球状凹面３ａの周縁と底板１の下面１ｂとの間隔よりも大きくなっている。従って、この内方フランジ７ｃは、天板３の球状凹面３ａに当接してこの天板３を安定に保持する位置決め部となっている。また、この内方フランジ７ｃを有するホルダ７は、密閉容器Ａの容器本体を通過させるとともに容器本体を通過させた状態で天板３の球状凹面３ａが形成されている面の通過を阻止することによりこの球状凹面３ａが形成されている面を安定に保持する機能を、有することになるのである。
【００３５】
また、各支持柱部７ａの端面は、軸ｌに直交する同一の面上に形成されている。この各支持柱部の端面には、軸ｌと平行な方向に向けて、雌ねじ孔７ｂが形成されている。
【００３６】
なお、ホルダ７の上面における周縁部は、軸ｌを中心として各支持柱部７ａの外周面と同径の環状帯を残し、一段低く削られている。
図３に示すように、小さく面取りされた角に挟まれたホルダ７の縁部からは、矩形の取着部１０が一体に突出形成され、図２に示すように、途中から９０度下方（重力方向）に折れ曲がっている。この取着部１０の先端には、図１に示すように、測定対象にこの傾斜センサを固定するための固定ネジ１１，１１を挿通するための固定孔１０ａが２個並べて穿たれている。なお、この固定孔１０ａは、固定ネジ１１の軸の外径よりも大径の内径を有している。従って、測定対象にこの傾斜センサを固定する際に、傾斜センサを図１の面内において若干回転させて、傾きの調整を行うことができる。
（蓋）
蓋８も、また、アルミニウムの削り出しによって、ホルダ７の各支持柱部７ａの外周面と同径の円盤状に形成されている。蓋８には、各支持柱７ａの上に載置されたときに各支持柱７ａの雌ねじ孔７ｂ位置と一致する３カ所の位置に、この雌ねじ孔７ｂにねじ込まれる皿ネジ１３のネジ頭が入り込む座ぐり８ｃが形成されている。また、蓋８の内面には、軸ｌを中心として、天板３の外径よりも若干小径の円形溝８ａが形成されている。この円形溝８ａには、天板３を圧接するためのＯリング１２が填め込まれている。従って、これら蓋８及びＯリング１２が、天板３を位置決め部（内方フランジ７ｃ）に圧接させる圧接手段に該当するのである。また、この蓋８の中心には、外部から密閉容器Ａ内の気泡を観察するための覗き孔８ｂが形成されている。
（カバー）
カバー９も、また、アルミニウムの削り出しによって、各支持柱７ａの外径と同径の内径を有する有底円筒形に形成されている。このカバー９は、密閉容器Ａが外部からの進入物によって破損されるのを防止するためや、埃等のゴミが傾斜センサ内に侵入するのを防止している。なお、カバー９の縁部の２カ所には、各電極４，５，６に導通するリード線Ｃを外部に通して図示せぬ傾き検出回路に接続させるための切り欠き９ａ，９ａが、形成されている。
＜傾斜センサの組立手順＞
傾斜センサを組み立てるには、先ず、鉛ガラスの円盤を研磨して上記した形状の天板３，及び底板１を作成するとともに、鉛ガラス管を研磨して上記した形状の円筒部材２を作成する。また、アルミブロックから上述した形状のホルダ７，蓋８，及びカバー９を削り出す。
【００３７】
次に、上述した手法によって、天板３の球状凹面３ａに上部電極４，５を形成するとともに、底板１の上面１ａに下部電極６を形成する。
次に、底板１の上面１ａと円筒部材２の下端面とを同軸に合わせて、ガラスペーストからなる接着剤によって液密に接着する。そして、このようにして構成された容器本体の凹部内に、その縁より液面が若干低くなるようにして、電解液Ｌを注入する。そして、天板３の球状凹面３ａと円筒部材２の上端面とを、天板３の外周面と円筒部材２の外周面とが同軸になるようにして、ガラスペーストからなる接着剤によって液密に接着する。そして、各電極４，５，６に、夫々リード線Ｃの一端を半田付けによって固着する。このようにして、密閉容器Ａが完成する。
【００３８】
この密閉容器Ａ内では、球状凹面３ａと電解液Ｌとの間の表面張力により、容器本体内に残された空気が気泡Ｂを形成する。このとき、球状凹面３ａの最深部（球状凹面３ａの中心）は円筒部材２の中心軸の延長線上に位置し、円筒部材２を鉛直方向に沿って立てた場合には、球状凹面３ａの最深部の位置が密閉容器Ａの内部において最も高い位置となる。
【００３９】
次に、この密閉容器Ａをホルダ７の上面に形成された支持柱部７ａの間に落とし込む。すると、密閉容器Ａの天板３は、この支持柱部７ａの内面によってその径方向への移動が規制されるとともに、内方フランジ７ｃのフランジ面によってその軸方向の位置決めがなされて、安定保持される。即ち、密閉容器Ａ全体の位置決めは、内方フランジ７ｃのフランジ面と球状凹面３ａの周縁部との接触のみによってなされる。即ち、この状態において、円筒部材２及び底板１は、ホルダ７内の空間内に宙づりとなっており、ホルダ７の凹部７ｄから離間している。よって、球状凹面３ａの周縁部の各点と最深部とが等距離にあることから、ホルダ７の軸ｌを鉛直方向に沿って立てると、内方フランジ７ｃと球状凹面３ａとの接触によって位置決めされる密閉容器Ａの軸も鉛直方向に向き、球状凹面３ａの最深部（中心点）が密閉容器Ａ内面で最も高い位置になる。従って、気泡Ｂがこの球状凹面３ａの最深部（中心点）に移動するのである。
【００４０】
次に、密閉容器Ａを回転させて、各上部電極４，５が並ぶ方向を、傾斜を検出したいとする方向に調節する。即ち、図１の面内で、各上部電極４，５が紙面の左右方向に並ぶように、密閉容器Ａの回転位置を調節する。
【００４１】
次に、蓋８の円形溝８ａにＯリング１２を填め、この蓋８をホルダ７に被せる。そして、蓋８の各座ぐり８ｃを各雌ネジ穴７ｂに合致させ、座ぐり８ｃを介して３本の皿ネジ１３を各雌ネジ穴７ｂにねじ込む。そして、皿ネジ１３を可能な限りねじ込むと、天板３の上面の傾きがどのようであっても、Ｏリング１２が変形しつつその全周において天板３の上面に接触し、天板３の全周においてこの天板３をホルダ７の内方フランジ７ｃに押しつける。従って、上述した位置に位置決めされた状態で、密閉容器Ａがホルダ７に固定される。
【００４２】
以上のような手順により、傾斜センサが組み立てられる。
＜傾斜センサの動作＞
次に、このようにして組み立てられた傾斜センサによって傾斜測定対象の傾斜角を測定する際における傾斜センサの動作を説明する。
【００４３】
先ず、測定の準備として、傾斜センサを傾斜測定対象に固定する。上述した例では、この傾斜センサは、取着部１０の面に沿った方向の傾斜を測定するようにその密封容器Ａの回転位置が調整されている。従って、傾斜測定対象が箱状物である場合には、傾斜が測定される方向に沿った面上に、この傾斜センサの取着部１０を固定ネジ１１によって固定する。この固定ネジ１１が挿通される取着部１０の固定孔１０ａ，１０ａの内径は、固定ネジ１１の軸部の外経よりも大径なので、この取着部１０の面内においてこの傾斜センサを若干回転させて、測定対象の水平面と傾斜センサの水平面（軸ｌに直交する面）とを合致させることができる。この作業は、蓋８の覗き孔８ｂから密閉容器Ａ内の気泡Ｂを見ながら、気泡Ｂが密閉容器Ａの中央に移動するようにして行う。このような調整を行った後に、蓋８の上部から、カバー９をホルダ７に被せる。この時、カバー９に設けた切り欠き９ａから、各リード線Ｃを夫々引き出し、その他端を図示せぬ傾斜検出回路に接続する。
【００４４】
このように傾斜センサの固定が完了すると、図示せぬ傾斜検出回路によって、各上部電極４，５と下部電極６との間に電圧をかける。すると、各上部電極４，５と電解液Ｌとの接触面積に応じて、各上部電極４，５と下部電極６との間の抵抗値が変化する。この抵抗値は、図示せぬ傾斜検出回路によって検出され、傾斜角を示す値に変換される。
【００４５】
そして、測定対象が水平状態に保たれ、気泡Ｂが密閉容器Ａ内の中央に位置すると、各上部電極４，５と下部電極６との間に生じる抵抗値は同じ値となるので、図示せぬ傾斜検出回路では傾斜角＝０と検出される。これに対して、測定対象が何れかの向きに傾くと、それに応じて気泡Ｂの位置も上部電極４又は５の何れかの側に変移する。すると、各上部電極４，５と下部電極６との間に生じる抵抗値に差が生じ、図示せぬ傾斜角検出装置において測定対象の傾斜角を示す値が出力されるのである。
【００４６】
【実施形態２】
本発明の第２の実施形態による傾斜センサは、上述の第１実施形態と比較して、密閉容器Ｂの天板２３の下面２３ａの中央部にのみ球状凹面２３ｂが形成されていることを特徴とする。
【００４７】
図５は、この第２実施例による傾斜センサの構成を示す縦断面図である。本実施形態の傾斜センサは、第１実施形態のものと異なり、密閉容器Ｄ，この密閉容器Ｄをその内部に保持するホルダ２７，及び、このホルダ２７を閉じるとともに密閉容器Ｄをホルダ２７に圧接させる蓋２８から構成されている。これら各構成部品の詳細を、以下に説明する。
（密閉容器）
本実施形態の密閉容器Ｄは、第１実施形態の密閉容器Ａと同様に、円筒部材２２と、この円筒部材２２の上下両端に接着された天板２３及び底板２１とから、構成されている。これら円筒部材２２，天板２３，及び底板２１は、いずれも鉛ガラス等の絶縁性の材料により形成され、ガラスペースト等の接着剤によって相互に液密に接着されている。
【００４８】
天板２３は、円盤状の平行平面ガラスから構成されており、その外径は２１［ｍｍ］となっている。この天板２３の下面２３ａの中央部には、この下面２３ａと同軸に、密閉容器Ｂの内面をなす球状凹面（周囲から中央に向かって漸次深くなる面）２３ｂが形成されている。従って、この球状凹面２３ｂの最深部は、天板２３の下面２３ａの中心と一致するようになる。なお、この球状凹面２３ｂの縁部の径は、筒状部材２２の内径と同径で、１３［ｍｍ］となっている。
【００４９】
天板２３の球状凹面２３ａは、例えば＃１０００の研磨剤により適度な粗度を有する粗面に仕上げられている。この球状凹面２３ａ上には、図６に示すように、白金薄膜からなる第１上部電極２４及び第２上部電極２５が形成されている。これら上部電極２４，２５の形状は、第１実施例の各上部電極４，５とほぼ同形状であるが、その外周縁の外径は、球状凹面２３ａの縁の径よりも若干小径となっている。また、これら各上部電極２４，２５の外縁の一部に設けられた突出部２４ａ，２５ａは、球状凹面２３ｂ内から周縁の平面部分に向かって延びている。即ち、傾斜センサの組立状態において円筒部材２２の外部には露出するがホルダ２７には接触しない位置まで突出部２４ａ，２５ａが延びるように、形成されているのである。即ち、各突出部２４ａ，２５ａの外径は、円筒部材２２の外径よりも大径であるがホルダ２７の内径よりは小径となっている。これら上部電極２４，２５の形成の手法は、第１実施形態のものと同じである。
【００５０】
底板２１は、円盤状の平行平面ガラスであり、その外径は１９［ｍｍ］となっている。この底板２１の構成は、第１実施形態のものと全く同じである。
円筒部材２２は、均一肉厚のガラス管から構成されており、その外径は１５［ｍｍ］であり、その内径は１３［ｍｍ］となっている。そして、その上下両端は、その中心軸に直交する面に沿って切断されており、夫々、天板２３の下面２３ａ又は底板２１の上面２１ａと同軸に接合している。なお、本第２実施形態では、円筒部材２２の上端面は天板２３の下面２３ａの平面部分に密着するので、その下端面と同様に、円筒部材２２の軸に直交する面として形成されている。なお、この円筒部材２２は、底板２１とともに、凹部（円筒部材２２の内周面と底板２１の上面２１ａとからなる空間）を有する容器本体を、構成している。
【００５１】
このようにして構成される密閉容器Ｄ内には、第１実施形態の場合と同様に、気泡Ｂを形成する量の空気を残して、電解液Ｌが密封されている。この気泡Ｂは、天板２３の球状凹面２３ｃの最深部が重力方向に最も高い位置に位置する限り、他の部分の加工精度が不十分であっても、球状凹面２３ｃの中心に位置するようになる。
（ホルダ）
ホルダ２７は、アルミニウムの削り出しによって、有底円筒形状に形成されている。ホルダ２７の中心に形成された凹部２７ｄの内径は、２段となっている。即ち、その最奥部は、天板２３よりも小径であるが底板２１よりも大径である内径を有する小径部となっており、その開口端部近傍部分は、天板２３よりも若干大径の内径を有する大径部となっている。この小径部と大径部との間に形成された段差が、天板２３の位置決めを行うフランジ部２７ｃとなっているのである。このフランジ部２７ｃと凹部２７ｄの底面との間の距離は、密閉容器Ｄにおける天板２３の下面２３ａと底板２１の下面２１ｂとの間の長さよりも長くなっている。従って、このフランジ部２７ｃは、天板２３の下面２３ａに当接してこの天板２３を安定に保持する位置決め部となっている。また、このフランジ部２７ｃを有するホルダ２７は、密閉容器Ｄの容器本体を通過させるとともに容器本体を通過させた状態で天板２３の通過を阻止して球状凹面２３ｂが形成されている天板２３の面を安定に保持する機能を、有することになるのである。
【００５２】
なお、ホルダ２７の開口端面における複数箇所には、雌ねじ穴が形成されている。
（蓋）
蓋２８も、また、アルミニウムの削り出しによって、ホルダ２７の外径と同径の円盤状に形成されている。蓋２８には、ホルダ２７の開口端面上に載置されたときに各雌ねじ孔と一致する箇所に、この雌ねじ孔にねじ込まれる皿ネジ３３のネジ頭が入り込む座ぐりが形成されている。また、蓋２８の内面（ホルダ２７に接する面）には、この蓋２８と同軸に、天板２３の外径よりも若干小径の円柱状の突出部２８ａが形成されている。この突出部２８ａの外周には、天板２３を圧接するためのＯリング３２が填め込まれている。
＜傾斜センサの組立手順＞
傾斜センサを組み立てるには、先ず、鉛ガラスの円盤を研磨して上記した形状の天板２３，及び底板２１を作成するとともに、鉛ガラス管を研磨して上記した形状の円筒部材２２を作成する。また、アルミブロックから上述した形状のホルダ２７，及び蓋２８を削り出す。
【００５３】
次に、第１実施形態の場合と同手順に従って、密閉容器Ｄを組み立てる。そして、組み立てた密閉容器Ｄをホルダ２７の凹部２７ｄに挿入する。すると、密閉容器Ｄの天板２３は、この凹部２７ｄの大径部内面によってその経方向への移動が規制されるとともに、フランジ部２７ｃによってその軸方向の位置決めがなされる。即ち、密閉容器Ｄ全体の位置決めは、フランジ部２７ｃと天板２３の下面２３ａの平面部分との接触のみによってなされる。即ち、この状態において、円筒部材２２及び底板２１は、凹部２７ａ内に宙づりとなっており、凹部２７ａの内面から離間している。よって、ホルダ２７の軸を鉛直方向に沿って立てると、フランジ部２７ｃと天板２３の下面２３ａとの接触によって位置決めされる密閉容器Ｄの軸も鉛直方向に向き、球状凹面２３ｂの最深部（中心点）が密閉容器Ｄ内面で最も高い位置になる。従って、気泡Ｂがこの球状凹面２３ｂの最深部（中心点）に移動するのである。
【００５４】
次に、密閉容器Ｄを回転させて、各上部電極２４，２５が並ぶ方向を、傾斜を検出したいとする方向に調節する。
次に、蓋２８の突出部２８ａにＯリング３２を填め、この蓋２８をホルダ２７に被せる。そして、蓋２８の各座ぐりをホルダ２７の各雌ネジ穴に合致させ、皿ネジ３３をねじ込む。そして、皿ネジ３３を可能な限りねじ込むと、天板２３の上面の傾きがどのようであっても、Ｏリング３２が変形しつつその全周において天板２３の上面に接触し、天板２３の全周においてこの天板２３をホルダ２７のフランジ部２７ｃに押しつける。従って、上述した位置に位置決めされた状態で、密閉容器Ｄがホルダ２７に固定される。
【００５５】
以上のような手順により、傾斜センサが組み立てられる。
＜傾斜センサの動作＞
次に、このようにして組み立てられた傾斜センサによって傾斜測定対象の傾斜角を測定する際における傾斜センサの動作は第１実施形態の場合と全く同様なので、その説明を省略する。
【００５６】
【実施形態３】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本第３実施形態は、第１実施形態と比較し、天板３の球状凹面３ａ上に形成される上部電極の形状のみを異にしている。即ち、第１実施形態の傾斜センサは、図１の紙面方向における傾斜のみを検出するものであり、図２の紙面方向における傾斜を検出することはできなかった。従って、その上部電極４，５の形状は、図４に示すように、ｘ方向（図１の紙面方向）に２つの上部電極４，５を並べただけの形状となっていた。
【００５７】
これに対して、本第３実施形態は、図１の紙面方向のみならず図２の紙面方向においても傾斜を検出することができるようにしたものである。
図７は、本第３実施例による傾斜センサを構成している天板３をその球状凹面３ａ側から見た図である。図７において球状凹面３ａ上に形成された上部電極４１〜４４は、球状凹面３ａと同軸の略円形に形成され、ｘ軸方向（図１の紙面方向）及びｙ軸方向（図２の紙面方向）に延びた十字線上のギャップによって４個の独立した上部電極４１〜４４をなしている。従って、第１上部電極４１についての抵抗及び第２上部電極４２についての抵抗の合成抵抗と第３上部電極４３についての抵抗及び第４上部電極４４についての抵抗の合成抵抗との差がｘ軸方向の傾きを示し、第１上部電極４１についての抵抗及び第３上部電極４３についての抵抗の合成抵抗と第２上部電極４２についての抵抗及び第４上部電極４４についての抵抗の合成抵抗との差がｙ軸方向の傾きを示すことになる。
【００５８】
なお、本第３実施形態におけるその他の構成及び作用は、第１実施形態のものと同様なので、その説明を省略する。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の傾斜センサによれば、凹部を有する容器本体及びこの凹部を閉じる周囲から中央に向かって漸次深くなる曲面を有する天板から構成されるとともに気泡を形成する液体をその内部に封入してなる密閉容器を気泡管として用いる場合であっても、その容器本体の下面や天板の上面の加工精度如何に拘わらず、天板の球状凹面をホルダに対して所定の位置に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態による傾斜センサの図３におけるＩ−Ｉ線に沿った縦断面図
【図２】  本発明の第１の実施形態による傾斜センサの図３におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図
【図３】  図１の傾斜センサの上面図
【図４】  図１の天板の球状凹面を示す平面図
【図５】  本発明の第２の実施形態による傾斜センサの縦断面図
【図６】  図５の天板の下面を示す平面図
【図７】  本発明の第３の実施形態による傾斜センサに用いられる天板の球状凹面を示す平面図
【図８】  従来の気泡管固定機構を示す図
【図９】  密閉容器の構造を示す縦断面図
【符号の説明】
１    底板
２    円筒部材
３    天板
３ａ  球状凹面
７    ホルダ
７ｃ  内方フランジ
８    蓋
２１    底板
２２    円筒部材
２３    天板
２３ａ  下面
２３ｂ  球状凹面
２７    ホルダ
２７ｃ  フランジ部
２８    蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003641302.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003641302.tif 000009
【図９】
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