(57)【要約】【課題】  対象方向以外の傾きによらず感度が確保される傾斜センサを提供する。【解決手段】  溝状の案内路１０が設けられ案内路１０の両端付近にそれぞれコイル３が巻回され対象物に固定される案内体１と、金属からなり球形状であって対象物の対象方向への傾きに伴って案内路１０内を変位可能な移動体２とを備える。移動体２を球形状としたことにより、案内体１が固定された対象物が対象方向以外の方向に傾いていた場合にも、移動体２が案内路１０内を転がって滑らかに変位することができるから、感度が確保される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に対して固定され対象物の傾きであって所定の対象方向への傾きを検出する傾斜センサにおいて、
金属からなる移動体と、内部を移動体が変位可能な案内路が設けられ対象物に対して固定される案内体と、それぞれ案内体に巻回された少なくとも１個のコイルとを備え、
案内路は対象物が傾いていないときの移動体の位置から対象方向に向かって上向きに傾斜しており、
移動体は球形状であることを特徴とする傾斜センサ。
【請求項２】
案内路には開口が設けられ、コイルは案内路の開口の少なくとも一部を覆う形で巻回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３】
対象方向が複数であって、
コイルは、各対象方向についてそれぞれ設けられ、案内路において、対象物の対象方向への傾きが所定の角度よりも大きいときの移動体の位置をそれぞれ囲む形で巻回されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の傾斜センサ。
【請求項４】
コイルは、案内路において、対象物の対象方向への傾きが所定の角度よりも小さいときの移動体の位置を囲む形で巻回されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の傾斜センサ。
【請求項５】
案内路の内面において対象物が対象方向に傾いていないときに移動体が位置しうる範囲の少なくとも一部の上側には、対象方向に向かって上方には傾いていない非誘導部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の傾斜センサ。
【請求項６】
案内路の下側の内面は、少なくとも上方から見て非誘導部に重ならない範囲では対象方向へ向かって上方へ傾斜していることを特徴とする請求項５記載の傾斜センサ。
【請求項７】
案内体において非誘導部と非誘導部に対向する部位とはそれぞれ他の部位よりも柔軟な材料で形成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の傾斜センサ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、対象物に固定されて対象物の傾きを検出する傾斜センサとして、図１４（ａ）（ｂ）に示すものが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この傾斜センサは、Ｖ字形状の空洞からなる案内路１０が内部に設けられ対象物（図示せず）に固定される案内体１と、案内路１０に収納されて案内体１に対し案内路１０に沿って変位可能な移動体２と、案内路１０の両端付近にそれぞれ設けられて移動体２の存在を検出する移動体センサＳＥとを備える。移動体２は、軸方向を図１４（ｂ）の左右方向に向けた円柱形状となっている。移動体２の外周面には環形状の突起２ａが設けられ、案内路１０の内面には突起２ａが挿入されるガイド溝１０ｂが設けられており、突起２ａがガイド溝１０ｂに挿入されることにより移動体２は案内路１０内で左右にスライド可能にガイドされている。
【０００４】
案内体１は、図１４（ａ）の上下方向を実際の上下方向へ向け、図１４（ａ）の左右方向を検出されるべき傾きの方向（以下、「対象方向」と呼ぶ。）へ向けるようにして対象物に固定される。
【０００５】
上記傾斜センサの動作を説明する。対象物が対象方向へ傾いていないときや対象物の対象方向への傾きが案内路１０の傾きよりも小さいときには移動体２は案内路１０の中央に位置する。このとき、いずれの移動体センサＳＥにも移動体２の存在は検出されない。
【０００６】
対象物が対象方向へ傾き、その傾きが案内路１０の傾きよりも大きくなると、移動体２は案内路１０の端へ移動し、傾いた方向の移動体センサＳＥにおいて移動体２が検出され、ここにおいて対象物の傾き及び傾きの方向が検出される。移動体センサＳＥとしては例えば光センサが用いられる。また、移動体２を永久磁石で構成するとともに移動体センサＳＥとして磁気センサやリードスイッチを用いるものや、移動体２を金属で構成するとともに移動体センサＳＥとしてコイルを用いて移動体２の接近に伴うコイルのインピーダンスの変化に基づいて移動体２を検出するものもある。
【特許文献１】特開２００６−１０５７６３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、上記従来例では移動体２が円柱形状であったために、案内体１が図１４（ｂ）の左右方向に傾いていると、移動体２と案内体１との間の摩擦力により移動体２がスムーズに変位することができず、従って感度が低下する可能性があった。
【０００８】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、対象方向以外の傾きによらず感度が確保される傾斜センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、対象物に対して固定され対象物の傾きであって所定の対象方向への傾きを検出する傾斜センサにおいて、金属からなる移動体と、内部を移動体が変位可能な案内路が設けられ対象物に対して固定される案内体と、案内体に巻回されたコイルとを備え、案内路は対象物が傾いていないときの移動体の位置から対象方向に向かって上向きに傾斜しており、移動体は球形状であることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、移動体が球形状であることにより、対象物が対象方向以外の方向に傾いていた場合にも、移動体と案内体との間での摩擦力による抵抗がほとんど発生せず、従って感度が確保される。また、コイルが案内体に巻回されていることにより、案内体に取り付けられる別部品にコイルを巻回する場合に比べ、コイルと案内路との位置関係のばらつきが生じにくいから、安定した感度を得ることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、案内路には開口が設けられ、コイルは案内路の開口の少なくとも一部を覆う形で巻回されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、コイルと移動体との間の距離を小さくして感度を向上することができる。また、案内路の開口のうちコイルで覆われない部分を移動体よりも大きくすれば、製造時に案内路への移動体の導入をコイルの巻回の後とすることにより、コイルの不良によるリスクを低減することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、対象方向が複数であって、コイルは、各対象方向についてそれぞれ設けられ、案内路において、対象物の対象方向への傾きが所定の角度よりも大きいときの移動体の位置をそれぞれ囲む形で巻回されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、いずれのコイルのインピーダンスが変化したかに基づいて傾きの方向が検出可能となる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、コイルは、案内路において、対象物の対象方向への傾きが所定の角度よりも小さいときの移動体の位置を囲む形で巻回されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、請求項３の発明に比べてコイルの個数が減少するから製造コストを低減することができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、案内路の内面において対象物が対象方向に傾いていないときに移動体が位置しうる範囲の少なくとも一部の上側には、対象方向に向かって上方には傾いていない非誘導部が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、非誘導部を設けない場合に比べ、対象物が上下に振動した際に移動体が上側の壁に当たっても、移動体が案内路の傾斜を上りにくくなるから、振動による誤検出を抑制することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、案内路の下側の内面は、少なくとも上方から見て非誘導部に重ならない範囲では対象方向へ向かって上方へ傾斜していることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、対象物が対象方向に傾いていないときには確実に移動体が非誘導部の下側に位置することになるから、非誘導部による効果を確実に得ることができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６の発明において、案内体において非誘導部と非誘導部に対向する部位とはそれぞれ他の部位よりも柔軟な材料で形成されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、案内体の全体を共通の材料で形成する場合に比べ、対象物が上下に震動したときの、非誘導部に対向する部位や非誘導部での移動体の跳ね返りに起因する誤検出、移動体や案内体の損傷、並びに騒音をそれぞれ抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、移動体が球形状であることにより、対象物が対象方向以外の方向に傾いていた場合にも、移動体と案内体との間での摩擦力による抵抗がほとんど発生せず、従って感度が確保される。
【００２４】
請求項２の発明によれば、案内路には開口が設けられ、コイルは案内路の開口の少なくとも一部を覆う形で巻回されているので、コイルと移動体との間の距離を小さくして感度を向上することができる。
【００２５】
請求項３の発明によれば、コイルが、複数の対象方向についてそれぞれ設けられ、案内路において、対象物の対象方向への傾きが所定の角度よりも大きいときの移動体の位置をそれぞれ囲む形で巻回されているので、いずれのコイルのインピーダンスが変化したかに基づいて傾きの方向が検出可能となる。
【００２６】
請求項４の発明によれば、コイルは、案内路において、対象物の対象方向への傾きが所定の角度よりも小さいときの移動体の位置を囲む形で巻回されているので、請求項３の発明に比べてコイルの個数が減少するから製造コストを低減することができる。
【００２７】
請求項５の発明によれば、対象方向に向かって上方には傾いていない非誘導部が設けられているので、非誘導部を設けない場合に比べ、対象物が上下に振動した際に移動体が上側の壁に当たっても、移動体が案内路の傾斜を上りにくくなるから、振動による誤検出を抑制することができる。
【００２８】
請求項６の発明によれば、案内路の下側の内面が、少なくとも上方から見て非誘導部に重ならない範囲では対象方向へ向かって上方へ傾斜しているので、対象物が対象方向に傾いていないときには確実に移動体が非誘導部の下側に位置することになるから、非誘導部による効果を確実に得ることができる。
【００２９】
請求項７の発明によれば、案内体において非誘導部と非誘導部に対向する部位とはそれぞれ他の部位よりも柔軟な材料で形成されているので、案内体の全体を共通の材料で形成する場合に比べ、対象物が上下に震動したときの、非誘導部に対向する部位や非誘導部での移動体の跳ね返りに起因する誤検出、移動体や案内体の損傷、並びに騒音をそれぞれ抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（実施形態１）
本実施形態は、図１〜図３に示すように、例えば合成樹脂成型品からなり案内路１０が設けられた案内体１と、金属からなり球形状であって案内路１０内に収納された移動体２と、それぞれ案内体１に巻回された２個のコイル３とを備える。
【００３２】
以下、上下左右は図３を基準とし、図２の上下方向を前後方向と呼んで詳しく説明する。
【００３３】
案内路１０は、案内体１の前面に設けられて前方から見てＶ字形の溝からなる。案内体１は前方から見て案内路１０の形状に合わせたＶ字形状となっており、コイル３は、案内体１の左右両端部の２箇所に、それぞれ案内路１０の開口の端部を覆う形で巻回されている。案内路１０の開口においてコイル３に覆われない面積は移動体２よりも大きくしてあり、移動体２は案内体１にコイル３を巻回した後で案内路１０に導入される。
【００３４】
また、案内体１の前側には、前方から見て案内路１０を覆う形で案内体１に機械的に結合して案内路１０からの移動体２の脱落を阻止する案内路カバー４が、例えば案内路カバー４の後面に突設した結合突起４１を案内体１の前面に設けた結合穴１１に嵌合させることによって取り付けられている。
【００３５】
さらに、本実施形態は、コイル３に電気的に接続されコイル３のインピーダンス変化に基づいて移動体２の位置を検出する検出回路がプリント配線板に実装されてなる検出回路ブロック５と、案内体１と検出回路ブロック５とがそれぞれ収納された収納凹部６０が前面に設けられたケース６と、ケース６に結合して収納凹部６０を覆うカバー７とを備える。検出回路は、例えば図４に示すように、コイル３を含む発振回路５１と、発振回路５１の出力から傾きの検出に関わる周波数成分を抽出する検波回路５２と、検波回路５２の出力の振幅を所定の閾値と比較することにより傾きの有無を判定し判定結果を出力端子５４から出力する論理回路５３とからなる。検出回路は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示や説明は省略する。
【００３６】
案内体１は、例えばそれぞれ収納凹部６０の底面から前方へ突設された複数個の結合突起６２が、それぞれ案内体１に前後に貫設された結合穴１２に嵌合することにより、ケース６に対して固定されている。また、案内路カバー４には、案内体１の結合穴１２に連通してケース６の結合突起６２が挿入される結合穴４２が前後に貫設されている。
【００３７】
ケース６の左右の両側面には、それぞれ、傾きを検出されるべき車体等の対象物（図示せず）への固定のための取付突起６１が突設されている。各取付突起６１には、それぞれ左右方向の外側と前後両側とにそれぞれ開放された切り欠き６１ａが設けられている。また、各取付突起６１には、例えば合成ゴムのような柔軟な材料からなり対象物と取付突起６１との間に介在する防振体８が例えば切り欠き６１ａへの圧入によって取り付けられている。各防振体８は、それぞれ、図５（ｂ）に示すように、円筒形状であって軸方向を前後方向に向けて切り欠き６１ａを前後に貫通する本体部８１と、本体部８１の前後の両端部からそれぞれ径方向に突設された円環形状であって取付突起６１を前後から挟む鍔部８２とを有する。さらに、防振体８には、図５（ａ）に示すように、円筒形状であって軸方向を前後方向に向けて防振体８の本体部８１に圧入される本体部９１と、本体部９１の前端部から径方向に突設された円環形状の鍔部８２とを有するカラー９が例えば圧入によって取り付けられ、本実施形態は例えばカラー９の本体部９１に前方から挿入されて対象物に螺合するねじ（図示せず）や、カラー９の本体部９１に前方から挿入されて対象物の反対側に配置されたナット（図示せず）に螺合するボルト（図示せず）によって対象物に固定される。
【００３８】
本実施形態は、図３の上下方向を上下方向に向け、図３の左右方向を検出されるべき傾きの方向（対象方向）に向けて、対象物（図示せず）に固定して用いられる。
【００３９】
本実施形態の動作を説明する。案内路１０の下面は左右方向の中央から外側へ向かって上向きに傾斜しているから、対象物が対象方向たる左右方向のいずれにも傾いていない、又は左右方向への傾きが案内路１０の上記傾斜よりも小さい場合には、移動体２は図６（ａ）に示すように案内路１０の中央に位置し、いずれのコイル３のインピーダンスも変化させない。一方、対象物が左右のいずれかに、案内路１０の上記傾斜よりも大きい程度だけ傾いた場合には、移動体２が、案内路１０の内部を転がり、図６（ｂ）に示すように傾いた方向のコイル３に入り込むことにより、該コイルのインピーダンス（インダクタンス）が変化する。すなわち、対象物の対象方向への傾きであって案内路１０の上記傾斜よりも大きい傾きをコイル３のインピーダンス変化に基づいて検出することができ、また、いずれのコイル３のインピーダンスが変化したかに基づいて傾きの方向を検出することができる。
【００４０】
上記構成によれば、移動体２が球形状であることにより、対象物が対象方向でない前後方向に傾いていたとしても、移動体２と案内体１との間の摩擦力による抵抗が生じることはなく、移動体２は案内路１０の内部を転がって滑らかに変位することができるから感度が確保される。
【００４１】
また、コイル３が案内体１に直接巻回されていることにより、案内体１に取り付けられる別部品にコイル３を巻回する場合に比べ、コイル３と案内路１０との位置関係のばらつきが生じにくいから、安定した感度を得ることができる。
【００４２】
さらに、図７（ａ）に示すように案内路１０が溝状であってコイル３が案内路１０の開口の一部を覆う形で巻回されていることにより、図７（ｂ）に示すように案内路１０を密閉された空洞状とする場合に比べてコイル３と移動体２との距離を小さくし、感度を向上することができる。また、移動体２の案内路１０への導入や案内路カバー４の取り付けを、案内体１へのコイル３の巻回の後とすることができるから、案内路カバー４の上からコイル３を巻回する場合に比べ、コイル３の巻回に不良が生じた場合のリスクが低減されている。
【００４３】
なお、傾きの方向を検出する必要がない場合には、コイル３を２箇所に設ける代わりに、図８（ａ）に示すように案内路１０の中央部を囲む形で１箇所のみにコイル３を設けてもよい。本実施形態の案内体１の下端部には、上記のようにコイル３を巻く際に巻きやすいように、コイル３の位置決め用に前後左右の側面に跨った巻回溝１３が設けられている。上記のように中央部のみにコイル３を巻回した場合、図６（ａ）（ｂ）の場合とは逆に、対象物が傾いたときに図８（ｂ）に示すように移動体２がコイル３から離れることによりコイル３のインピーダンスが変化する。この構成を採用すれば、コイル３の数が減少するから製造コストが低減する。
【００４４】
また、案内路カバー４を設ける代わりに、案内路１０からの移動体２の脱落をケース６やカバー７によって防止する構造としてもよく、この場合には部品点数が減少するから製造コストを低減することができる。
【００４５】
さらに、案内体１においてコイル３が巻回される部位のみを別部品として、別途取り付けられるようにしてもよい。この場合、上記別部品としてはコイル３が巻回された２箇所で互いに共通の部品を用いることができる。
【００４６】
（実施形態２）
本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるので、共通する部分については同じ符号を付して図示並びに説明を省略する。
【００４７】
本実施形態は、図９に示すように案内体１の形状が異なり、左右の傾斜した部位の間に平坦な部位が設けられたＵ字形状となっている。案内体１の左右両端部には、それぞれ案内路１０を囲む形で外径を小さくした巻回溝１４が設けられており、図１０のように左右両端部にコイル３を設ける場合にはコイル３は巻回溝１４によって位置決めされる。
【００４８】
また、図１１に示すように、ケース６の左右両端面及び上面の左右両端部には、それぞれ前方に開放された結合凹部６３が設けられており、各結合凹部６３の底面にはそれぞれ結合突起６４が外向きに突設されている。また、カバー７において上端の２箇所と左右両端の一箇所ずつとの結合凹部６３に対応する位置には、それぞれ結合片７３が後方へ突設されている。各結合片７３にはそれぞれ結合穴７４が貫設されており、各結合片７３の結合穴７４にそれぞれ結合突起６４が係入することによりケース６とカバー７とは互いに結合している。ケース６とカバー７とが互いに結合した状態では、各結合片７３はそれぞれ結合凹部６３に収納される。また、各結合突起６４はそれぞれ前端部が前方へ向かって突出寸法を小さくするように傾斜している。カバー７をケース６に結合させる際には、各結合片７３をそれぞれ結合凹部６３に前方から押し込めば、各結合片７３はそれぞれ上記傾斜により先端を結合凹部６３の底面から離す方向に弾性変形し、やがて結合穴７４が結合突起６４に至ると、結合突起６４が結合穴７４に係入することで各結合片７３がそれぞれ弾性復帰し、ここにおいてカバー７とケース６とは互いに結合する。
【００４９】
ところで、実施形態１の案内路１０では、案内路１０の上側の内面の全体が、対象方向たる左右方向のいずれかに向かって上方へ傾斜しているから、対象物が振動したときに移動体２が案内路１０の上側の内面に当たると、移動体２は上記傾斜によって誘導されていずれかのコイル３に到達し、その結果として対象物が傾斜していないにもかかわらず傾斜が誤検出されるということが起こりうる。
【００５０】
そこで、本実施形態の案内路１０には、対象物が傾いていないときの移動体２の位置である左右方向の中央部の上側の内面が、水平な非誘導部１０ａとなっている。これにより、対象物が上下に震動した場合であっても、移動体２は非誘導部１０ａに当たるのみであって対象方向たる左右方向へは誘導されないから、上記のような誤検出が抑制される。
【００５１】
また、案内路１０の下面において上方から見て非誘導部１０ａに重ならない範囲は、全体にわたり、左右方向の外側へ向かって上方へ傾斜している。これにより、図１２に示すように案内路１０の下面においてより広い範囲を平坦とする場合に比べ、より確実に移動体２を非誘導部１０ａの下側に位置させて非誘導部１０ａによる上記効果を得ることができる。
【００５２】
なお、図１３に示すように、案内路１０の内面において非誘導部１０ａとその対向面との両面を、それぞれ案内体１の他の部位よりも柔軟な材料からなるダンパ１５によって形成してもよい。ダンパ１５を設けるには、例えば合成ゴムやエラストマのような柔軟な材料からなるシートを非誘導部１０ａ及びその対向面にそれぞれ貼着や嵌着のような手段で固着する。この構成を採用すれば、ダンパ１５を設けない場合に比べ、対象物が上下に震動したときの、非誘導部１０ａに対向する部位や非誘導部１０ａでの移動体２の跳ね返りに起因する誤検出、移動体２や案内体１の損傷、並びに騒音をそれぞれ抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態１の要部を示す斜視図である。
【図２】同上を示す分解斜視図である。
【図３】同上においてカバーと検出回路ブロックと案内路カバーとをそれぞれ取り外した状態を示す正面図である。
【図４】検出回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】（ａ）はカラーを示す断面図であり、（ｂ）は防振体を示す断面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の動作を示す説明図であり、（ａ）は対象物が傾いていない状態を示し、（ｂ）は対象物が傾いている状態を示す。
【図７】（ａ）は同上の要部を示す断面図であり、（ｂ）は同上の比較例の要部を示す断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の別の形態の動作を示す説明図であり、（ａ）は対象物が傾いていない状態を示し、（ｂ）は対象物が傾いている状態を示す。
【図９】本発明の実施形態２においてコイルと案内路カバーと検出回路ブロックとカバーとをそれぞれ取り外した状態を示す正面図である。
【図１０】同上の要部を示す正面図である。
【図１１】同上を示す分解斜視図である。
【図１２】同上の比較例の要部を示す正面図である。
【図１３】同上の別の形態の要部を示す正面図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）はそれぞれ従来例を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  案内体
２  移動体
３  コイル
１０  案内路
１０ａ  非誘導部
１５  ダンパ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008186640.tif 000012
【図１１】
2008186640.tif 000013
【図１２】
2008186640.tif 000014
【図１３】
2008186640.tif 000015
【図１４】
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