(57)【要約】【課題】本発明は傾斜角センサに関するものであり、測定精度の向上を目的とするものである。【解決手段】この目的を達成するために本発明は、特に、傾斜角センサにおいて球体導体７が当接する導体ケースの側壁６ａ部分を、導体カバー６の天面６ｂ側から基板４側に向けて拡開する傾斜面としたものである。この構成により傾斜角センサの測定精度を高めることが出来、特に車のロールオーバーを検知するといった高精度の測定精度を必要とする用途において有用である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に円弧状に設けられた抵抗体と、前記基板上において前記抵抗体の外周との所定の間隔をもって囲む環状の側壁を有する導体カバーと、一端が前記導体カバーと接続されるとともに他端側が前記基板の外周部に導出された第１の端子と、一端が前記抵抗体の一端と接続されるとともに他端側が前記基板の外周部に導出された第２の端子と、一端が前記抵抗体の他端と接続されるとともに他端側が前記基板の外周部に導出された第３の端子と、前記基板上の前記導体カバーで覆われた領域において前記壁面と前記抵抗体に当接しながら回転する球状導体とを備え、前記球状導体が当接する前記壁面部分を前記導体カバーの天面側から前記基板側に向けて拡開する傾斜面としたことを特徴とする傾斜角センサ。
【請求項２】
基板上の導体カバーで覆われた領域において球状導体の両側に加重球を設けたことを特徴とする請求項１に記載の傾斜角センサ。
【請求項３】
加重球の少なくとも表面を絶縁体で形成したことを特徴とする請求項２に記載の傾斜角センサ。
【請求項４】
導体カバーの中心部分を基板側に陥没させたことを特徴とする請求項１に記載の傾斜角センサ。
【請求項５】
球体導体の回動に伴い生じるチャタリングノイズを補正する外部補正回路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の傾斜角センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜角センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の傾斜角センサは図６に示されるように円筒状の導体ケース１の内部に球状導体２を配置し、この球状導体２を導体ケース１の壁面１ａに沿って回動させることで、この球状導体２を介して導体ケース１とケース内に設けられた抵抗体３との接触箇所が変化し、この抵抗値の変化を読み取ることによりその傾斜角を判断する構成となっていた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平７−１５９１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そして、このような傾斜角センサにおいては、導体ケース１の形状が円筒状であることから、球状導体２が当接する壁面１ａと抵抗体３とが直交する配置となるのであるが、球状導体２が導体ケース１内でスムーズに回動できるよう導体ケース１の内部高さ、つまり壁面１ａの内周高さが球状導体２の直径より大きなものとしなければならず、結果としてこのオフセットにより球状導体２が周回軌道内でチャタリングを起こしやすくなり傾斜角センサの測定精度に影響を及ぼしていた。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題を解決し傾斜角センサの測定精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために本発明は、特に、傾斜角センサにおいて球状導体が当接する導体ケースの壁面部分を、導体カバーの天面側から基板側に向けて拡開する傾斜面としたのである。
【発明の効果】
【０００７】
この構成により傾斜角センサの測定精度を高めることが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
【０００９】
図１は傾斜角センサの断面図であり、その基本構成はアルミナなどの絶縁性の基板４上にルテニウム等の抵抗体５を形成し、この抵抗体５が設けられた基板４の上面を導体カバー６で覆うとともにこの覆われた領域内に球状導体７を回動可能に配置した構成であり、抵抗体５が図２に示されるように基板４の中心部に対して円弧状に設けられ、この抵抗体５の外周に沿うよう所定の間隔を空けて導体カバー６の側壁６ａが設けられることで、球状導体７が側壁６ａに当接した状態で抵抗体５上を回動する構成としている。
【００１０】
なお、基板４における球状導体７の周回軌道上に設けられた突起部４ａは、球状導体７の周回規制を行うために設けられている。
【００１１】
また、図２に示されるように抵抗体５の両端側には基板４の外周面に電気的導通を確保する端子８ａ，８ｂが独立して設けられ、また図１に示されるように導体カバー６の中央部分においてもこの導体カバー６を基板４の外周面に電気的導通を図る端子８ｃが設けられており、抵抗体５の一端に接続された端子８ａから定格電圧を印加し他端を端子８ｂを介してグランド接続した状態において、基板４の回転に伴い球状導体７の抵抗体５との接点が変化し、この接点における電位が球状導体７および導体カバー６を介して端子８ｃから出力されるのである。
【００１２】
なお、図３は傾斜角センサを基板４の中心部を回転軸として球状導体７を図２における端子８ｂ側から端子８ａ側へその接点位置を移動するように回転させた場合の端子８ｃからの出力電位を示したものであり、球状導体７が端子８ｂ側に位置する場合は端子８ａ，８ｂ間に介在する抵抗体５の略全体が抵抗値として働くため端子８ｃからの出力電位は低くなり、この位置を起点として端子８ａ側に移動することにより端子８ａ，８ｂ間の抵抗体５の占める割合が低くなることから端子８ｃからの出力電位が高くなることが示されている。
【００１３】
また、この端子８ｃからの出力電位の変化において局所的に電位が低下する部分が、球状導体７のチャタリングにより抵抗体５と導体カバー６とが非接続状態となることによるチャタリングノイズ９である。
【００１４】
そして、この傾斜角センサにおいては導体カバー６の形状が図１に示されるよう、基板４の上面に設けられた円弧状の抵抗体５の外周側を間隔を空けて囲むように設けられた環状の側壁６ａと、この側壁６ａの上端を塞ぐように設けられた天面６ｂとから形成され、特に側壁６ａにおける球状導体７との当接部分が天面６ｂ側から基板４側へと部分的に拡開した傾斜面としている。
【００１５】
すなわち、側壁６ａにおける球状導体７との当接部分を傾斜面としたことにより、球状導体７に対して下向きに加わる重力１０により、球状導体７を側壁６ａに押し付ける力１１と、抵抗体５に押し付ける力１２とが生じるため、図６に示される従来の傾斜角センサのように球状導体２に加わる重力方向に対して垂直な平面を構成する側壁１ａ上を回動する構成と異なり、球状導体７と側壁６ａおよび抵抗体５との当接度が向上でき、よって球状導体７のチャタリングが起き難くなるため傾斜角センサの測定精度を向上させることが出来るのである。
【００１６】
また、この傾斜角センサにおいては、導体カバー６の中心部分を基板４側に陥没させこの陥没部６ｃを基板４に設けられた貫通孔４ｂにかしめ付けた構成としており、導体カバー６の中心部を陥没させこの陥没部６ｃと側壁６ａとで球状導体７の軌道を制限することにより球状導体７のチャタリングが起き難くなり傾斜角センサの測定精度をより向上させることが出来るのである。
【００１７】
なお、図４に示されるように球状導体７の両側に均等に加重球１３を設けることで、図１に示す球状導体７に加わる重力１０の影響が大きくなるため、側壁６ａおよび抵抗体５への圧接応力をより大きなものとでき、球状導体７のチャタリングを抑制することが出来るのであり、この場合においては突起部４ａが加重球１３と球状導体７の配列の入れ替わりを防止する作用が付加されることとなる。
【００１８】
ただし、加重球１３を球状導体７と同様に電気導通性を有するもので構成した場合、抵抗体５と側壁６ａとの電気的接続が多点接続となり端子８ｃから出力される電位が不安定となることから、加重球１３は少なくとも表面が絶縁処理されたものを用いることが望ましい。
【００１９】
また、加重球１３と球状導体７が回動状態において離散した場合、球状導体７の側壁６ａおよび抵抗体５への当接力が落ちることから、球状導体７の両側に設けられる加重球１３の重量を球状導体７より大きくし慣性力を大きくすることで球状導体７との離散が抑制され傾斜角センサの測定精度を向上させることが出来るのである。
【００２０】
そして、このように球状導体７のチャタリングを抑制した場合においてもこのチャタリングを完全に押さえ込むことは困難なものであるため、より傾斜角センサの測定精度を高める場合、傾斜角センサに対して球状導体７の回動に伴い生じるチャタリングノイズ９を補正する外部補正回路１４を設けることが望ましい。
【００２１】
なお、外部補正回路１４の一例としては図５に示されるよう、傾斜角センサの端子８ｃにプルダウン抵抗回路１５とピークホールド回路１６とＡ／Ｄ変換回路１７を順に配置することで、球状導体７が非接触となるチャタリング時に一端が接地されたプルダウン抵抗１５ａによりその接続点におけるグランド電位を確保し、ピークホールド回路１６を形成するコンデンサ１６ａに蓄えられた電荷を抵抗１６ｂを介して接地することでチャタリング時の瞬間的な電位低下を抑制する。なおダイオード１６ｃはチャタリング時にはオフ状態となりコンデンサ１６ａに蓄えられた電荷がプルダウン抵抗回路１５側に流れることを防止するものである。
【００２２】
また、先に述べたピークホールド回路１６はコンデンサ１６ａに蓄えられた電荷を用いることで瞬間的な電位の低下を抑制することは出来るが、チャタリング時間が長くなった場合にはコンデンサ１６ａの蓄電荷が０となってしまい、電位低下の抑制が出来なくなるため、この場合の配慮としてトランジスタ１８ａを用いたオープン検出回路１８によりチャタリングの有無を診断しその診断結果を制御回路１９に伝達し、オープン検出回路１８の診断結果がチャタリング有りと判定した場合には、制御回路１９にて蓄えられたＡ／Ｄ変換回路１７からの出力電位履歴を参照し当該チャタリング発生による電位低下前の電位を出力するように制御し、オープン検出回路１８の診断結果が次にチャタリング無しと切り替わると先の制御を解除するように制御することでチャタリング時間が長くなった場合においてもチャタリングノイズ９を低減することが出来るのである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明にかかる傾斜角センサは、測定精度が高いという効果を有し、特に車のロールオーバーを検知するといった高精度の測定精度を必要とする用途において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態における傾斜角センサの断面図
【図２】同傾斜角センサの構造を示す模式図
【図３】同傾斜角センサから出力される電位特性図
【図４】他の傾斜角センサの構造を示す模式図
【図５】傾斜角センサに制御手法を示す制御ブロック図
【図６】従来の傾斜角センサを示す模式図
【符号の説明】
【００２５】
４  基板
５  抵抗体
６  導体カバー
６ａ  側壁
７  球状導体
８ａ  第１の端子
８ｂ  第２の端子
８ｃ  第３の端子
１３  加重球
１４  外部補正回路
【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】
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