(57)【要約】  【課題】  小型化が容易であり、傾き（傾斜）の検知精度や長期信頼性の高い傾斜センサ装置を提供する。  【解決手段】  空間１を間に配して、それぞれ複数の帯状の電極２ａ，２ｂが横並びに平行に配置されるとともに上面視で格子状に上下に対向してなる容量電極２と、空間１の内部に収容され、空間１の傾きに応じて複数の帯状の電極２ａ，２ｂ間を移動可能な誘電体ブロック３とを具備することを特徴とする傾斜センサ装置である。空間１の傾きに応じて移動する誘電体ブロック３の介在により上面視で格子状に配置された電極２ａ，２ｂの対向する部分（容量電極２）における静電容量が順次変化し、この静電容量の変化により空間１の傾きや加速度を容易に高い精度で検知することができる。また、誘電体ブロック３との直接接触による容量電極２の磨耗や変形等が防止され、長期信頼性が高い。【選択図】  図１
2008268115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間を間に配して、それぞれ複数の帯状の電極が横並びに平行に配置されるとともに上面視で格子状に上下に対向してなる容量電極と、前記空間の内部に収容され、該空間の傾きに応じて前記複数の帯状の電極間を移動可能な誘電体ブロックとを具備することを特徴とする傾斜センサ装置。
【請求項２】
前記空間が絶縁容器に形成され、前記容量電極が前記空間を挟んで配置されていることを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ装置。
【請求項３】
前記誘電体ブロックの比誘電率が、前記絶縁容器のうち前記容量電極と前記空間との間に位置する部位の比誘電率よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の傾斜センサ装置。
【請求項４】
上下の前記容量電極が平行に配置されており、前記誘電体ブロックが前記容量電極に平行な上下面を有することを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ装置。
【請求項５】
前記空間の下面が、中央部が低くなるように湾曲していることを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ装置。
【請求項６】
前記帯状の電極同士の間隔が、前記誘電体ブロックを平面視したときの外形寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ装置。
【請求項７】
前記空間が円柱状であり、かつ前記誘電体ブロックが円柱状であることを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やＰＤＡ（携帯情報端末、Personal Digital Assistant）等の電子機器や、車両等の傾斜（傾き）の方向を検知する傾斜センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、傾斜を検知するための傾斜センサ装置として、樹脂等の電気絶縁体から成る筐体と、線状の金属材料等から成り、筐体の内側から外側に貫通するようにして配設され、互いに電気的に独立した複数の導電ピンと、筐体の内部に封入された導電性の球体とを具備した構造のものが多用されている。筐体は、通常、上板と下板とから構成され、導電性の球体が封入された内部の外周部分に導電ピンが配列されている。この導電ピンは、上板や下板を厚み方向に貫通するようにして取り付けられている。また、上板と下板とを接合するときに、その間に球体を入れておくことにより、上板と下板とから成る筐体の内部に球体が封入される。
【０００３】
このような傾斜センサ装置は、導電ピンのうち筐体の外側に露出している部分が外部電気回路基板の電気回路に半田等を介して電気的に接続される。導電ピンが接続される外部の電気回路は、電流計等の検知器やブザー等を含む検知器等に電気的に接続されている。
【０００４】
そして、傾斜センサ装置の傾きに応じて筐体内で球体が転がって移動し、隣り合う２本の導電ピンの間が導電性の球体で電気的に接続され、この電気的な接続を検知することにより、導電性の球体が移動した方向、つまり傾きの方向を検知することができる（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
また、シリコンオイル等の流動体（誘電体）を容器内に封入し、容器を挟んで対向する上部電極および下部電極の間の静電容量の変化により容器の傾斜の方向を検知する静電容量型の傾斜センサ装置も使用されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００６】
この傾斜センサ装置を、トラクター等の不整地での作業用の車両の転倒防止装置等の機器を構成する外部電気回路基板に部品として搭載することにより、この傾斜センサ装置が搭載された転倒防止装置（つまり車両等）の傾きの方向を検知することができる。
【特許文献１】特開平11−162306号公報
【特許文献２】特開平10−160458号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の傾斜センサ装置においては、導電ピンを筐体の内側から外側に貫通するようにして配設し、この導電ピンを外部電気回路基板上に検知装置等に電気的に接続されるようにして実装する必要があるため、いわゆる表面実装や小型化が難しいという問題があった。
【０００８】
また、球体と導電ピンとが直接接触し合うため、導電ピンに磨耗や変形等が生じて導電ピンと球体とが良好に接触しなくなる可能性があり、長期信頼性を高くすることが難しいという問題もあった。
【０００９】
また、流動体を容器に封入してなる傾斜センサ装置の場合には、容器を小さくすると、流動体の表面張力や容器の壁面に対する濡れ（這い上がり）等による流動体の表面（液面）の変動の影響が大きくなる傾向があるため、静電容量の測定精度が低下して傾きの検知精度が低下する可能性がある。そのため、小型化が難しいという問題があった。
【００１０】
また、容器に加わる振動等のために流動体の液面が変動して静電容量が不規則に変動し、傾きを検知する精度が低下する可能性もある。
【００１１】
特に、近年、このような傾斜センサ装置は、携帯電話やＰＤＡ等の小型で、かつ手持ち等の不安定な状態で使用される電子機器に搭載されるようになってきているため、小型で精度の高い傾斜センサ装置に対する需要が高くなっている。
【００１２】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、小型化が容易であり、傾き（傾斜）の検知精度や長期信頼性の高い傾斜センサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の傾斜センサ装置は、空間を間に配して、それぞれ複数の帯状の電極が横並びに平行に配置されるとともに上面視で格子状に上下に対向してなる容量電極と、前記空間の内部に収容され、該空間の傾きに応じて前記複数の帯状の電極間を移動可能な誘電体ブロックとを具備することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記空間が絶縁容器に形成され、前記容量電極が前記空間を挟んで配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記誘電体ブロックの比誘電率が、前記絶縁容器のうち前記容量電極と前記空間との間に位置する部位の比誘電率よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、上下の前記容量電極が平行に配置されており、前記誘電体ブロックが前記容量電極に平行な上下面を有することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記空間の下面が、中央部が低くなるように湾曲していることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記帯状の電極同士の間隔が、前記誘電体ブロックを平面視したときの外形寸法よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記空間が円柱状であり、かつ前記誘電体ブロックが円柱状であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の傾斜センサ装置によれば、空間を間に配して、それぞれ複数の帯状の電極が横並びに平行に配置されるとともに上面視で格子状に上下に対向してなる容量電極と、空間の内部に収容され、空間の傾きに応じて複数の帯状の電極間を移動可能な誘電体ブロックとを具備することから、空間の傾きに応じて、つまりこの傾斜センサ装置が搭載された機器が傾いた方向の下側に向かって、誘電体ブロックが重力（重力の分力）により移動する。この誘電体ブロックの移動に伴い、上下の帯状の電極が対向してなる容量電極の間の静電容量が、上下の帯状の電極が対向する部分（上面視したときの格子点）毎に順次変化し、その変化は帯状の電極を単位として静電容量の測定を行なうことにより検知することができる。そのため、上下に対向する帯状の電極の間の静電容量を測定して、その変化がどの帯状の電極の間で生じているかを検知することにより、誘電体ブロックが移動している方向、つまり傾きの方向を容易に、高い精度で検知することができる。この場合、ある帯状の電極（帯状の電極が上下に対向してなる容量電極の部分）における静電容量の変化からそれに隣り合う帯状の電極における静電容量の変化までに要した時間、つまり誘電体ブロックが隣り合う帯状の電極間を移動するのに要した時間を検知することにより、誘電体ブロックの移動速度および加速度を算出して検知することもできる。
【００２１】
また、傾きの方向は、容量電極の間の静電容量の変化で検知することができるので、誘電体ブロックが容量電極に直接接触する必要はなく、両者が直接接触した場合に発生しやすい容量電極の磨耗や変形等を効果的に防止することができる。
【００２２】
また、誘電体ブロックの移動により容量電極の間の静電容量を変化させるため、従来のように不規則な振動等に起因して流動体の液面が変化すること、つまり容量電極を構成する上下の電極の間に介在する誘電体の厚さが変動して、静電容量の変化および傾斜の方向を誤って検知するようなことが防止される。
【００２３】
また、誘電体ブロックについて表面張力を考慮する必要はなく、小さな誘電体ブロックの介在でも、容量電極の間に生じる静電容量を効果的に変化させることができる。そのため、小型化の容易な傾斜センサ装置とすることができる。
【００２４】
従って、本発明の傾斜センサ装置によれば、小型化が容易であり、傾きの検知精度や長期信頼性が高く、さらに加速度を検知することも可能な傾斜センサ装置を提供することができる。
【００２５】
また、本発明の傾斜センサ装置は、空間が絶縁容器に形成され、容量電極が空間を挟んで配置されている場合には、絶縁容器内の空間に誘電体ブロックを封入するとともに、容量電極を、空間の上下に位置する絶縁容器の内部に形成することにより、次のような効果を得ることができる。
【００２６】
すなわち、誘電体ブロックを確実に空間内に収めておくことができるとともに、例えば上面視で空間の全域にわたって容量電極が配置されるように、帯状の電極を上下に格子状に対向させて配置することにより、空間の傾きに応じて容量電極の間に誘電体ブロックを介在させることができる。また、誘電体ブロックと容量電極との間に絶縁容器の一部が介在することにより、容量電極の誘電体ブロックとの直接の接触による磨耗や欠け等を効果的に防止することができる。また、絶縁容器に、隣接するもの同士の電気絶縁性を良好に確保して容量電極を形成することができる。従って、この場合には、傾斜センサ装置としての信頼性や生産性を向上させることができる。
【００２７】
また、本発明の傾斜センサ装置は、誘電体ブロックの比誘電率が、絶縁容器のうち容量電極と空間との間に位置する部位の比誘電率よりも大きい場合には、絶縁容器の一部および空間を間に挟んで対向する容量電極の間の静電容量について、誘電体ブロックが介在したときの変化をより大きなものとすることが容易である。そのため、例えば空間およびその内部の誘電体ブロックの高さを抑えることによる薄型化や、傾きの精度の向上が容易な傾斜センサ装置とすることができる。
【００２８】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上下の容量電極が平行に配置されており、誘電体ブロックが容量電極に平行な上下面を有する場合には、例えば誘電体ブロックが球状であるような場合に比べて、上下の容量電極の間に誘電体ブロックが介在したときに、容量電極の間の静電容量をより効果的に変化させることができる。そのため、静電容量の変化による空間の傾きの検知がより確実な傾斜センサ装置とすることができる。
【００２９】
また、本発明の傾斜センサ装置は、空間の下面が、中央部が低くなるように湾曲している場合には、空間の下面が平坦な場合に比べて、誘電体ブロックの空間の外周部への移動が空間の底面の湾曲によって抑制される。そのため、傾斜センサ装置のわずかな傾きや、誤って加わった振動等による外力（空間の傾きにより作用する重力の分力とは異なる力）により誘電体ブロックが空間の外周部へ移動してしまうようなことは抑制される。そして、検知したい所定の角度に空間が傾斜したときに、はじめて誘電体ブロックが空間内を傾斜の方向へ移動し、容量電極２の間に介在して静電容量を変化させて傾きが検知される。つまり、検知の感度が過敏になることを抑制する上で有効である。
【００３０】
また、この場合には、空間が水平なときには誘電体が湾曲した下面に沿って中央部に移動し得る。そのため、例えば空間の中央部において容量電極の静電容量が変化したときには誘電体ブロックが空間の中央部に位置している（空間が傾いておらず水平である）と検知することができるため、空間が水平であることの検知をより確実なものとすることもできる。
【００３１】
また、本発明の傾斜センサ装置は、帯状の電極同士の間隔が、誘電体ブロックを平面視したときの外形寸法よりも小さい場合には、空間の傾きに応じて移動した誘電体ブロックが、隣接する帯状の電極の間に偶然に入り込み、いずれの帯状の電極が対向し合う部分においても静電容量の変化が生じないというようなことが効果的に防止される。そのため、空間が傾いているにもかかわらず容量電極のいずれにおいても静電容量が変化せず、傾いていないと誤検知されるようなことが効果的に防止され、より検知精度の高い傾斜センサ装置とすることができる。
【００３２】
また、本発明の傾斜センサ装置は、空間が円柱状であり、かつ誘電体ブロックが円柱状である場合には、直接接触（衝突）し合う、空間を構成する部材の内側面および誘電体ブロッの側面のいずれにも、欠けや亀裂等が生じる可能性の高い角部分や突起部分がない。そのため、誘電体ブロックや空間を構成する部材の機械的な破壊が抑制され、傾斜センサ装置としての長期信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の傾斜センサ装置について、添付の図面を参照しつつ説明する。
【００３４】
図１（ａ）は、本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の一例を示す上面図（透視図）であり、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ線における断面図である。図１において、１は絶縁容器４の内部に設けられた空間、２ａ，２ｂはそれぞれ空間１を間に配して複数が横並びに平行に配置された帯状の電極、３は空間１内に収容された誘電体ブロック、４（４ａ，４ｂ）は絶縁容器、９は傾斜センサ装置である。この帯状の電極（以下、単に電極ともいう）２ａ，２ｂが上面視で格子状に対向して容量電極２が構成されている。
【００３５】
この傾斜センサ装置９は、傾斜センサ装置９が傾いたときに空間１内に収容した誘電体ブロック３が空間１の傾きに応じて空間１内の電極２ａ，２ｂ間を移動することにより、空間１を間に配して格子状に上下に対向する電極２ａ，２ｂからなる容量電極２の間の静電容量が、間に誘電体ブロック３が介在したときに変化することを利用して、傾きの方向を検知する。
【００３６】
すなわち、この傾斜センサ装置９によれば、空間１の傾きに応じて、つまりこの傾斜センサ装置９が搭載された機器が傾いた方向の下側に向かって、誘電体ブロック３が重力（重力の分力）により移動する。この誘電体ブロック３の移動に伴い、上下の帯状の電極２ａ，２ｂが対向してなる容量電極２における静電容量が、上下の電極２ａ，２ｂが対向する部分（上面視したときの格子点）毎に順次変化し、その変化は帯状の電極２ａ，２ｂを単位として静電容量の測定を行なうことにより検知することができる。そのため、上下に対向する帯状の電極２ａ，２ｂの間の静電容量を測定して、その変化がどの帯状の電極２ａ，２ｂの間で生じているかを検知することにより、誘電体ブロックが移動している方向、つまり傾きの方向を容易に、高い精度で検知することができる。この場合、ある帯状の電極２ａ，２ｂ（帯状の電極２ａ，２ｂが上下に対向してなる容量電極２の部分）における静電容量の変化からそれに隣り合う帯状の電極２ａ，２ｂにおける静電容量の変化までに要した時間、つまり誘電体ブロック３が隣り合う電極２ａ，２ｂ間を移動するのに要した時間を検知することにより、誘電体ブロック３の移動速度および加速度を算出して検知することもできる。
【００３７】
なお、帯状の電極２ａ，２ｂが上下に対向してなる容量電極２間の静電容量は、前述のように電極２ａ，２ｂを単位として測定することができる。この場合、複数の電極２ａ，２ｂのそれぞれに接続する配線導体（符号なし）を設けておいて、その上下の配線導体を外部の測定用の電気回路に接続することにより、上下に対向する電極２ａ，２ｂ（容量電極２）間の静電容量を測定することができる。
【００３８】
そして、例えば図２（ａ）に示すように、電極２ａ，２ｂの並びのうち、ある上側の電極２ａ１と下側の電極２ｂ１とが対向する部分に誘電体ブロック３が介在しているときには電極２ａ１と電極２ｂ１との間の静電容量が増加する。その後、図２（ｂ）に示すように誘電体ブロック３が隣の電極２ｂ２の方向に移動した（電極２ａ１と２ｂ２との間に誘電体ブロック３が介在するようになった）ときには電極２ａ１と電極２ｂ２との間の静電容量が変化し、この方向に誘電体ブロック３が移動したことがわかり、この方向に空間１が傾いていることを検知することができる。誘電体ブロック３が電極２ａ２と電極２ｂ２との間に移動したときや、電極２ａ２と電極２ｂ１との間に移動したときも同様である。なお、図２（ａ）および（ｂ）は、図１に示す傾斜センサ装置９が作動するときの状況を、要部を拡大して模式的に示す上面図（透視図）である。図２において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００３９】
また、傾きの方向は、上下に対向する容量電極２の間の静電容量の変化を検知することによって検知することができるので、誘電体ブロック３が容量電極２（帯状の電極２ａ，２ｂ）に直接接触する必要はなく、両者が直接接触した場合に発生しやすい容量電極２の磨耗や変形等を効果的に防止することができる。
【００４０】
また、本発明の傾斜センサ装置９は、誘電体ブロック３の移動により容量電極２間の静電容量を変化させてその変化によって傾斜を検知するため、従来の傾斜センサ装置のように不規則な振動等に起因して流動体の液面が変化することにより傾斜の方向を誤って検知するようなこと、つまり容量電極２の間に介在する誘電体の厚さが傾斜以外の要因で変動して静電容量の変化および傾きの方向を誤って検知するようなことが防止される。
【００４１】
また、誘電体ブロック３については、流動体の誘電体のように表面張力を考慮する必要はなく、小さな誘電体ブロック３の介在によっても容量電極２の間に生じる静電容量を効果的に変化させることができるため、小型化の容易な傾斜センサ装置９とすることができる。
【００４２】
従って、本発明の傾斜センサ装置９によれば、小型化が容易であり、傾き（傾斜）の検知精度や長期信頼性が高く、さらに加速度を検知することも可能な傾斜センサ装置９を提供することができる。
【００４３】
なお、誘電体ブロック３の加速度を検知することにより、誘電体ブロック３に作用する力（傾斜に起因する重力の分力から摩擦力等の抗力を差し引いた力）を算出することができ、あらかじめ誘電体ブロック３に作用する摩擦力等を測定しておくことにより空間１の傾きの角度を算出することもできる。
【００４４】
空間１は、誘電体ブロック３を収容すること、およびこの誘電体ブロック３がそれぞれの間を移動することが可能な、横並びに平行に配置されるとともに上面視で格子状に上下に対向する複数の帯状の電極２ａ，２ｂの間に配されることが可能な形状および寸法を有している。
【００４５】
このような条件を備える空間１の形状は、例えば四角柱状や三角柱状，六角柱状等の多角形の柱状または円柱状、またはこれらの形状において上面や下面，側面が湾曲したり一部に凹凸が設けられたりした形状である。
【００４６】
この実施の形態の例においては、直方体状の絶縁容器４を中空状に形成し、その中空状の部分（円柱状）により空間１を形成している。
【００４７】
容量電極２は、帯状の電極２ａ，２ｂが上面視で格子状に上下に対向してなり、それぞれの間に静電容量を生じるものであり、前述したように、この静電容量が変化することにより空間１の傾斜の方向を検知するためのものである。
【００４８】
容量電極２は、誘電体ブロック３が空間内を移動することに伴う静電容量の変化を検知し、これにより傾きの方向や加速度を検知するものであるため、横並びに平行に配置された複数の帯状の電極２ａ，２ｂが上面視で格子状に上下に対向して構成されている。すなわち、帯状の電極２ａ，２ｂが格子状に対向して容量電極２を構成することにより、静電容量を生じる部分である（容量電極２）が空間１内に規則的に配列されることになる。そして、どの帯状の電極２ａ，２ｂが対向する部分で静電容量が変化しているかを検知することにより、空間１のどの部分に誘電体ブロック３が移動しているか、つまり空間１がどの容量電極２の方向に傾いているかを容易に検知することができる。また、ある容量電極２における静電容量の変化から、それに隣り合う容量電極２における静電容量の変化までに要した時間、つまり隣り合う容量電極２の間を誘電体ブロック３が移動するのに要した時間を測定することにより、誘電体ブロック３の移動速度および加速度を検知することもできる。
【００４９】
この実施の形態の例においては、上面視で空間１が円形状であり、空間１の上下それぞれに複数の帯状の電極２ａ，２ｂが一定の間隔で横並びに平行に配置されている。そして上下の帯状の電極２ａ，２ｂは上面視で互いに直交するように配置され格子状に対向している。
【００５０】
なお、この実施の形態の例においては、帯状の電極２ａ，２ｂは一定の間隔で並べられているが、例えば空間１の外周部分において中央部分よりも間隔（誘電体ブロック３の移動距離）を広くして、外周部分ほど速度が速くなる傾向のある誘電体ブロック３の移動について、その移動速度や加速度の測定の精度を維持するようにしてもよい。このように電極２ａ（２ｂ）と電極２ａ（２ｂ）との間の間隔を広くしておくと、その間の誘電体ブロック３の移動に要する時間が短くなり過ぎて相対的な測定誤差が大きくなる、というようなことを防ぐことができる。
【００５１】
また、電極２ａ，２ｂは、空間１の形状等に応じて、例えば図３に示すように、上面視で楕円形状の空間１に対し、上面視で斜めに格子状に交差するような（いわゆる斜め格子状）ものでもよい。なお、図３は、図１に示す傾斜センサ装置９の変形例を模式的に示す上面図（透視図）である。図３において図１と同じ部位には同じ符号を付している。
【００５２】
ただし、電極２ａや電極２ｂの並び方が不規則になると、静電容量の変化した電極２ａ，２ｂが空間１のどの部分に位置しているか、またはどの程度の速度で誘電体ブロック３が移動しているかを検知，算出する基準である電極２ａ，２ｂの位置や隣接間隔がばらばらになり、傾きや加速度を明確に検知することが難しくなる。そのため、帯状の電極２ａ，２ｂは、複数が横並びに平行に配置されたものとする必要がある。
【００５３】
また、誘電体ブロック３は、空間１の傾きに応じて移動し、その移動した部分に位置している電極２ａ，２ｂ間の静電容量を大きくする機能を有している。この誘電体ブロック３が収容された空間１に対して、電極２ａ，２ｂ間の静電容量を測定し、静電容量の変化を検知することにより、誘電体ブロック３が移動している方向、つまり空間１の傾斜している方向を検知することができる。
【００５４】
このため、誘電体ブロック３は、空間１の傾いた方向に移動できるような形状および寸法で形成されて空間１内に収容されている。空間１内での誘電体ブロック３の移動は、空間１の下面上を、空間１の傾きに起因して作用する重力の分力によって滑り、または転がることによるものである。
【００５５】
このような移動を容易とするために、誘電体ブロック３は、例えば三角柱状や四角柱状（直方体状）等の多角形の柱状や、円柱状，楕円柱状，球状等に形成されている。なお、誘電体ブロック３は、これらの形状であって上下面や側面等が湾曲しているものや、一部に凹凸部分が形成されているものでもよい。
【００５６】
また、誘電体ブロック３は、帯状の電極２ａ，２ｂが上下に対向してなる容量電極２間に介在して、その間に生じている静電容量を、検知が容易な程度に変化させることができるような材料および寸法で形成されている。
【００５７】
このような誘電体ブロック３は、例えば、チタン酸バリウムや、チタン酸ストロンチウム，チタン酸マグネシウムまたはこれらの混合系材料等のセラミック材料や、スチロ−ル樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリフェニレンスルフィド樹脂等の樹脂材料等の比誘電率の高い材料からなる。これらの樹脂材料の比誘電率は約３（20℃）であり、チタン酸バリウムの比誘電率は約500以上（20℃）である。誘電体ブロック３は、電極２ａ，２ｂ間の静電容量を大きく変化させる上では、比誘電率が約500以上のチタン酸バリウムまたはその混合系等の誘電体材料からなることが好ましい。
【００５８】
また、誘電体ブロック３の厚さは、上下に対向する容量電極２の間の静電容量を大きく変化させる上では空間１内において厚いほど好ましい。また、誘電体ブロック３の平面視したときの外形寸法は、電極２ａ，２ｂが上下に対向する部分（個々の容量電極２）を上面視したときの外形寸法と同程度に大きいことが好ましい。この場合、誘電体ブロック３を平面視したときの外形寸法が大き過ぎると、個々に形成されている容量電極２の隣り合うものの全域に誘電体ブロック３が跨って介在してしまうこと等により、傾きの方向の検知精度が低下する可能性がある。
【００５９】
この実施の形態の例において、誘電体ブロック３は、空間１の高さよりも若干低い薄さの円柱状に形成されている。また、誘電体ブロック３は、平面視したときに、帯状の電極２ａ，２ｂが上下に対向する部分よりも若干大きな外形寸法で形成されている。
【００６０】
誘電体ブロック３は、例えば、円柱状の場合であれば、チタン酸バリウムの粉末を有機溶剤，バインダとともにシート状に加工して複数のセラミックグリーンシートを作製し、所定の円板状に切断するとともに積層して円柱状とした後、焼成することにより作製することができる。
【００６１】
このような傾斜センサ装置９は、例えばこの実施の形態の例のように、空間１が絶縁容器４に形成され、容量電極２（帯状の電極２ａ，２ｂ）が空間１を挟んで配置されている場合には、次のような効果がある。
【００６２】
すなわち、絶縁容器４内の空間１に誘電体ブロック３を封入するとともに、複数の帯状の電極２ａ，２ｂを横並びに平行に、空間１の上下に位置する絶縁容器４の内部に形成することにより、誘電体ブロック３を確実に空間１内に収めることができる。そして、例えば絶縁容器４の内部のうち空間１に相当する部分の全域に容量電極２が配置されるように帯状の電極２ａ，２ｂを格子状に配置することにより、空間１の傾きに応じて電極２ａ，２ｂからなる容量電極２の間に誘電体ブロック３をより確実に介在させることができる。また、誘電体ブロック３と容量電極２との間に絶縁容器４の一部が介在することにより、容量電極２の誘電体ブロック３との直接の接触による磨耗や欠け等を効果的に防止することができる。また、絶縁容器４に、隣接するもの同士の電気絶縁性を良好に確保して複数の電極２ａ，２ｂを形成することができる。従って、この場合には、傾斜センサ装置９としての信頼性や生産性を向上させることができる。
【００６３】
絶縁容器４は、外形の形状が例えば上面視で四角形状や円形状であり、少なくとも、内部に誘電体ブロック３を収容するための空間１を設けることができる程度の外形寸法で形成されている。また、絶縁容器４は、例えば図３に示したように、外形の形状が上面視で角部分を円弧状に面取りした四角形状でもよい。
【００６４】
絶縁容器４は、酸化アルミニウム質焼結体（酸化アルミニウム質セラミックス）や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラスセラミック焼結体等のセラミック材料や、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂等の樹脂材料、セラミック材料等の無機材料と樹脂材料との複合材料等の電気絶縁性の材料により形成されている。
【００６５】
この実施の形態の例において、絶縁容器４は、上面に凹部（符号なし）を有する絶縁基体４ａの上面に、平板状の蓋体４ｂが接合されて形成されている。絶縁基体４ａの凹部と蓋体４ｂとにより、誘電体ブロック３を収容する空間１が構成されている。なお、蓋体４ｂは、絶縁基体４ａの凹部と対向するような凹部（図示せず）を有しているものでもよい。
【００６６】
なお、絶縁容器４の絶縁基体４ａは、例えば図４に示すように、空間１に相当する円柱状の貫通部分（符号なし）を有する絶縁層43の下側に、帯状の電極２ｂが形成された絶縁層42および最下層の絶縁層41が順次積層されて形成されている。また、蓋体４ｂは、例えば、帯状の電極２ａが形成された絶縁層44の上側に最上層の絶縁層45が積層されて形成されている。図４は、図１に示す傾斜センサ装置を分解して示す斜視図である。図４において図１と同様の部位には同様の符号を付している。なお、図４においては、図を見やすくするために配線導体（後述）を省略している。
【００６７】
また、絶縁容器４のうち空間１の下面となる面は、誘電体ブロック３が滑って移動することを容易とするために、研磨加工（例えば、いわゆる鏡面研磨加工）を施して平滑度を高めておいてもよい。この場合、絶縁基体４ａを平板状とし、蓋体４ｂを下面側に凹部（図示せず）を有しているものとしておくと、空間１の下面に相当する、絶縁基体４ａの上面の研磨加工がより容易に行なえる。そのため、誘電体ブロック３の滑りによる移動が容易で傾きの検知の精度が高い傾斜センサ装置９の生産性を高める上で有効である。
【００６８】
絶縁容器４は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、酸化アルミニウムの粉末を主成分とし、酸化ケイ素や酸化カルシウム等を添加してなる原料粉末を、有機溶剤，バインダとともにシート状に加工して複数のセラミックグリーンシートを作製し、それぞれ絶縁層41〜45に相当する形状および寸法に切断加工や打ち抜き加工を施すとともに積層した後焼成することにより、絶縁基体４ａおよび蓋体４ｂを作製し、その後、絶縁基体４ａと蓋体４ｂとをろう材や樹脂接着剤を介して接合することにより製作することができる。なお、絶縁層41〜45は、それぞれの厚さや電極２ａ，２ｂを形成するスペースの確保等の都合に応じて、複数のセラミックグリーンシートを積層して形成するようにしてもよい。
【００６９】
また、絶縁容器４は、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料からなる場合であれば、これらの樹脂材料の未硬化物を、金型を用いて所定の絶縁基体４ａや蓋体４ｂの形状に成型し、硬化させることにより絶縁基体４ａや蓋体４ｂを作製し、これらを樹脂接着剤で接合することにより製作することができる。
【００７０】
また、絶縁容器４が樹脂材料からなる場合には、未硬化の熱硬化性や光（紫外線）硬化性の樹脂を、金型を用いて絶縁層41〜45の形状に成型した後、硬化させ、その後、各絶縁層41〜45の形状に成型された硬化物を樹脂接着剤で接合することにより絶縁容器４を製作してもよい。
【００７１】
容量電極２は、例えば絶縁容器４の内部に、空間１を上下に挟むように形成されている。この容量電極２（容量電極２を構成する帯状の電極２ａ，２ｂ）は、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，白金等の金属材料により形成される。このような金属材料は、メタライズ層やめっき層，金属箔，蒸着層等の形態で絶縁容器４の絶縁基体４ａや蓋体４ｂに被着される。
【００７２】
容量電極２は、例えば、タングステンの金属ペーストを絶縁基体４ａや蓋体４ｂとなるセラミックグリーンシート（例えば絶縁層42，44となるもの）に印刷しておいて、この印刷した金属ペーストが内部に位置するようにセラミックグリーンシートを積層することにより形成することができる。
【００７３】
また、絶縁容器４が樹脂材料からなり、電極２ａ，２ｂが銅からなる場合であれば、例えば金属箔の接着や、無電解めっき，エッチング加工等の手段により、絶縁層42，44に相当する硬化物の表面等に所定パターンに銅の薄膜を被着させておくことによって形成することができる。
【００７４】
なお、この実施の形態の例において、絶縁基体４ａおよび蓋体４ｂには、各電極２ａ，２ｂから絶縁基体４ａの下面や蓋体４ｂの上面等の外表面にかけて配線導体（符号なし）が形成されている。この例において、配線導体は、電極２ａ，２ｂのそれぞれから絶縁基体４ａの下面や蓋体４ｂの上面にかけて形成された貫通導体（符号なし）と、貫通導体の露出端面に接続する表面導体（符号なし）とにより構成されている。
【００７５】
この配線導体の露出部分（表面導体）を外部の電気回路に接続して、上下の電極２ａ，２ｂ間の静電容量を測定することにより、静電容量の変化を検知し、空間１の傾きつまり傾斜センサ装置９の傾きを検知することができる。
【００７６】
この場合の外部の電気回路は、例えば、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話に組み込まれる回路基板に形成されている。そして、傾斜センサ装置９が部品として接続されると、カメラの向き（いわゆる縦位置や横位置）に応じて画像の写しこまれる向きを変え、常に撮影時の上方向を保存されている画像の上方向と一致させるようにして撮像，保存することができる。
【００７７】
また、デジタルカメラや携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等で画像を見る時も、デジタルカメラや携帯電話等の画像表示機の方向にかかわらず、常に写真の上側が地球の重力の反対側に表示されるように、つまり画像表示機を見ている利用者が写真等の画像を見やすいようにして表示することができる。
【００７８】
また、このように絶縁容器４に空間１を形成するとともに容量電極２を配置してなる傾斜センサ装置９においては、誘電体ブロック３の比誘電率が、絶縁容器４のうち容量電極２と空間１との間に位置する部位の比誘電率よりも大きい場合には、絶縁容器４の一部および空間１を間に挟んで対向する容量電極２の間の静電容量について、誘電体ブロック３が介在したときの変化をより大きなものとすることが容易である。そのため、例えば空間１の傾きが小さく、誘電体ブロック３のうち一部のみが容量電極２の間に介在しているような場合でも、上下の容量電極２の間の静電容量を検知が可能な程度に変化させることができ、傾きの検知の精度が向上する。
【００７９】
また、例えば図５（ａ）に示すように、空間１の高さを極力低く抑えて傾斜センサ装置９の一層の小型化（薄型化）を図るような場合や、図５（ｂ）に示すように、容量電極２の外部接続をしやすくすること等のために容量電極２（この例では上側の電極２ａのみ）を絶縁容器４の外表面に形成したような場合には、空間１の高さに対して容量電極２と空間１との間に介在する絶縁容器４の厚さが比較的厚くなる。このようなときに、誘電体ブロック３の比誘電率を、絶縁容器４のうち容量電極２と空間１との間に位置する部位の比誘電率よりも大きくしておくと、誘電体ブロック３の介在による静電容量の変化（増加）をより効果的に行なわせることができる。そのため、この構成は、傾斜センサ装置９の薄型化を図る上でも有効である。なお、図５（ａ）および（ｂ）は、本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。図５において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００８０】
また、この傾斜センサ装置９は、上下の容量電極２が平行に配置されており、誘電体ブロック３が容量電極２に平行な上下面を有する場合、つまり上側の帯状の電極２ａと下側の帯状の電極２ｂとが互いに上下に平行であり、その電極２ａに平行な上面および電極２ｂに平行な下面を有する誘電体ブロック３が空間１内に収容された場合には、例えば誘電体ブロック３が球状であるような場合に比べて、電極２ａ，２ｂの間に誘電体ブロックが介在したときに、電極２ａ，２ｂの間の静電容量をより効果的に変化させることができる。そのため、静電容量の変化による空間１の傾きの検知がより確実な傾斜センサ装置９とすることができる。
【００８１】
また、この傾斜センサ装置９は、図６に示すように、空間１の下面が、中央部が低くなるように湾曲している場合には、空間１の下面が平坦な場合に比べて、誘電体ブロック３の外周部への移動が抑制される。そのため、傾斜センサ装置９のわずかな傾きや、誤って加わった振動等による外力（空間の傾きにより作用する重力の分力とは異なる力）により誘電体ブロック３が空間１の外周部へ移動してしまうようなことは抑制される。そして、検知したい所定の角度に空間１が傾斜したときに、はじめて誘電体ブロック３が空間１の外周側へ移動し、空間１を間に配して規則的に配置された容量電極２の間に順次介在して静電容量を変化させて傾きが検知される。つまり、検知の感度が過敏になることを抑制する上で有効である。なお、図６は、本発明の傾斜センサ装置９の実施の形態の他の例を示す断面図である。図６において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００８２】
このような構成のときには、例えば、自動車の盗難防止装置等に採用した場合に有効である。つまり、風や近くを他の自動車が通過した時の車体（傾斜センサ装置９）の傾きでは反応せず、ドアの開閉や人の乗車による傾きで反応（傾きを検知して信号を発信すること等）するように、角度を設定できる。
【００８３】
また、この場合には、空間１が水平なときには誘電体ブロック３が湾曲した下面に沿って中央部に移動する。そのため、空間１の中央部分で容量電極２の静電容量が変化したときには誘電体ブロック３が空間の中央部に位置している（空間１が水平である）と検知することが可能であり、空間１が水平であることの検知をより確実なものとすることができる。
【００８４】
なお、この構成において、図７に示すように、空間１の上面を、湾曲した下面にほぼ平行になるように湾曲させるとともに、電極２ａ，２ｂが誘電体ブロック３の上下面に対して極力平行になるよう配置してもよい。この場合には、空間１の下面を湾曲させた効果に加えて、前述したような、上下の容量電極２が平行に配置されており、誘電体ブロック３が容量電極２に平行な上下面を有する場合の効果（容量電極２間の静電容量をより効果的に変化させること）を得ることもできる。なお、図７は、本発明の傾斜センサ装置９の実施の形態の他の例を示す断面図である。図７において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００８５】
また、このように空間１の下面を湾曲させた構成において、前述のように加速度を検知しようとする場合には、下面が湾曲している分、空間１全体の傾斜に対して空間１の下面の見かけの傾斜が小さくなって誘電体ブロック３の移動（加速）が妨げられるため、その分を補正して加速度を算出する必要がある。
【００８６】
また、この傾斜センサ装置９は、複数の帯状の電極２ａ，２ｂ同士の間隔が、誘電体ブロック３を平面視したときの外形寸法よりも小さい場合には、空間１の傾斜に応じて移動した誘電体ブロック３が、隣接する帯状の電極２ａ，２ｂの間に偶然に入り込み、いずれの容量電極２においても静電容量の変化が生じないというようなことが効果的に防止される。そのため、空間１が傾いているにもかかわらず、いずれの容量電極２においても静電容量が変化せず、傾いていないと誤検知されるようなことが効果的に防止され、より検知精度の高い傾斜センサ装置９とすることができる。
【００８７】
また、本発明の傾斜センサ装置９は、空間が円柱状であり、かつ誘電体ブロック３が円柱状である場合には、直接接触（衝突）し合う、空間１を構成する部材（絶縁容器４の絶縁基体４ａ等）の内側面および誘電体ブロック３の側面のいずれにも、欠けや亀裂等が生じる可能性の高い角部分や突起部分がない。そのため、誘電体ブロック３や空間１を構成する部材の機械的な破壊が抑制され、傾斜センサ装置９としての長期信頼性を向上させることができる。
【００８８】
なお、このような傾斜センサ装置９は、例えば、まず、前述のようにして作製した絶縁基体４ａの凹部内に誘電体ブロック３を入れ、次に、凹部を塞ぐようにして蓋体４ｂを絶縁基体４ａの上面に接合することにより製作することができる。
【００８９】
また、蓋体４ｂと絶縁基体４ａとの接合は、例えば、有機樹脂接着剤やガラス，ろう材等の接合材を介して接合することにより行なうことができる。この場合、あらかじめ両者の接合面に金属層（図示せず）を形成しておき、この金属層の間をろう材で接合するようにしてもよい。なお、金属層は、容量電極２と同様の金属材料を用い、同様の方法で形成することができる。
【００９０】
なお、本発明は上記の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、絶縁容器４の少なくとも一部をガラスやアクリル系樹脂，メタクリル系樹脂等の透光性の材料で形成しておいて、外側から誘電体ブロック３の位置を視認できるようにしておいてもよい。この場合には、空間１の傾きに応じて誘電体ブロック３が正常に移動しているか否かを容易に確認することができ、より高精度で、且つ点検の容易な傾斜センサ装置９とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】（ａ）は本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の一例を示す上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、図１に示す傾斜センサ装置が作動するときの状況を模式的に示す要部拡大上面図である。
【図３】図１に示す傾斜センサ装置の変形例を示す上面図である。
【図４】図１に示す傾斜センサ装置を分解して示す斜視図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図７】本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１・・・・空間
２・・・・容量電極
２ａ・・・帯状の電極
２ｂ・・・帯状の電極
３・・・・誘電体ブロック
４・・・・絶縁容器
４ａ・・・絶縁基体
４ｂ・・・蓋体
41〜45・・絶縁層
９・・・・傾斜センサ装置
【図１】
2008268115.tif 000003
【図２】
2008268115.tif 000004
【図３】
2008268115.tif 000005
【図４】
2008268115.tif 000006
【図５】
2008268115.tif 000007
【図６】
2008268115.tif 000008
【図７】
2008268115.tif 000009