(57)【要約】【課題】傾斜センサとしても加速度センサとしても好適な安定性と信頼性に優れた静電容量式の液体センサを提供する。【解決手段】平行な２側面を有する電気絶縁体製の筒状容器の前記側面に上下方向に延びる長方形の開口を設け、該開口の端面の全てについて容器外側に位置する角を切り欠き板状部材を嵌め込み可能な切欠き部を設ける。該切欠き部に、片側表面にシリコン酸化皮膜を形成した板状主電極を酸化皮膜を容器内側にして前記切欠き部の底面に当接するように嵌め込み隙間をシールする。該容器内に内容積の略１／２の導電性液体を封入し、前記容器上面より金属製副電極棒を、先端が容器内導電性液体中に十分深く浸かるように装入する。【選択図】  図１
2004333372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行する２つの側面（２、３）を有する電気絶縁体製の筒状密閉容器（６）の該２つの側面に開口（１３、１４）を設け、少なくとも片面にシリコン酸化皮膜を形成した板状主電極（４、５）を酸化皮膜を容器内側にして前記側面（２、３）に当接させて該開口（１３、１４）を塞ぎ、前記板状主電極（４、５）と前記側面（２、３）との隙間にシール剤（２８）を液密に介挿し、前記容器（６）内に内容積の略１／２の量の導電性液体（７）を封入し、該導電性液体（７）に電気的に接触する副電極（８）を容器（６）内に設けたことを特徴とする静電容量式液体センサ。
【請求項２】
平行する２つの側面（２、３）を有し上下の開口部を蓋（１１、１２）で密閉した電気絶縁体製の筒状容器（６）の前記２つの側面に上下方向に延びる長方形の開口（１３、１４）を設け、該開口の端面の全てについて容器外側に位置する角（１７、１８）を切り欠いて板状部材を嵌め込み可能な切欠き部（１９、２０）を設け、該切欠き部に少なくとも片面にシリコン酸化皮膜を形成した板状主電極（４、５）を酸化皮膜を容器内側にして前記切欠き部の底面（２３、２４）に当接するように嵌め込むと共に、該切欠き部の底面と板状主電極との当接部分の隙間及び板状主電極の外周面と前記切欠き部側面との隙間にシール剤（２８）を液密に介挿し、該容器内に内容積の略１／２の量の導電性液体（７）を封入し、前記容器上蓋（１１）の略中央より金属製副電極棒（８）を先端が容器内導電性液体中に十分深く浸かるように装入したことを特徴とする静電容量式液体センサ。
【請求項３】
前記筒状容器を四角筒状とし、平行する２つの側面を２組有し、該４側面に開口を設け、該開口をそれぞれシリコン酸化皮膜を有する板状主電極で塞いだことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電容量式液体センサ。
【請求項４】
前記切欠き部の底面（２３、２４）に溝（２９）を設け、該溝と前記板状主電極とにより形成される空間にもシール剤（２８）を液密に充填したことを特徴とする請求項２または３に記載の静電容量式液体センサ。
【請求項５】
前記金属製副電極棒（８）の代わりに、前記容器の下蓋（１２）の全部または一部を導体で形成して副電極として使用することを特徴とする請求項２ないし４の何れかに記載の静電容量式液体センサ。
【請求項６】
前記板状主電極の、前記容器外側を向く面全体を、シール剤で覆うことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の静電容量式液体センサ。
【請求項７】
前記シール剤として、低溶融点ガラスを使用することを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の静電容量式液体センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜センサとしてまた加速度センサ、感震器として好適な、導電性液体を使用した静電容量式液体センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
傾斜センサは、それが取り付けられた被測定物の水平面あるいは鉛直軸からの傾斜角の測定に使用されるセンサである。一方、加速度センサ、感震器は、それが固定された物体が受ける加速度の測定に使用されるセンサである。両者は測定対象が異なるため、通常は各々の物理量の測定に適した別々のセンサが選択使用される。
【０００３】
しかし、同じセンサでありながら傾斜角と加速度の双方の測定に使用可能なセンサとして、従来より導電性液体を使用した液体センサが知られている。この液体センサは、液体の表面が静止状態では常に水平を保つ原理を利用したもので、内部に液体を入れたセンサの容器が傾いた時に、内部の液体表面に対する容器の角度を検出して容器の傾斜角を測定する。逆に、水平に置かれたセンサの容器に水平方向の加速度が加えられた場合には、センサ内の液体表面が傾くことから、その傾斜角を検出して加えられた加速度を測定するというものである。本明細書では、このような原理を使って傾斜角や加速度を測定するセンサを液体センサと呼んでいる。
【０００４】
液体センサにおける、内部に入れた液体の表面と容器との傾斜角を検出する方式としては、抵抗式と静電容量式とが知られている。
【０００５】
抵抗式に関しては、例えば特許文献１に技術が開示されている。このセンサは、図１０に縦断面図を示すように、一端を閉じた円筒状の金属製容器１０１内に導電性液体１０２を適量封入し、開口部を金属製円板１０３で塞いである。下部の円板１０３からは金属製電極１０４が一対あるいは２対、円板１０３に電気絶縁的に貫通固定されている。容器１０１が傾くか、あるいは容器１０１に水平方向の加速度が加わると、容器１０１に対する内部の液体表面１０５の傾斜角が変化して金属製電極１０４と導電性液体１０２との接触面積が変わり、金属製容器１０１と各金属製電極１０４との間の電気抵抗が変化する。従って、その抵抗値の変化を測定して容器１０１の傾斜角、又は容器１０１に加えられた加速度の大きさを検出しようとするものである。
【０００６】
他方、静電容量式に関しては、例えば特許文献２に技術が開示されている。このセンサは、図１１に示すように、導電材性の筒状フレーム１１０の両端開口部を絶縁板１１１で覆った容器１１２内にほぼ半分の容積の導電性液体１１３と、これより比重の小さい絶縁性液体１１４とを封入し、両端の絶縁板１１１の外面に半円あるいは円形を複数個に分割した弧状の外部電極１１５を設けたものである。容器１１２が傾くと、両端絶縁板１１１とそれを挟む弧状外部電極１１５、導電性液体１１３とで構成されるコンデンサの静電容量が変化するので、その変化量を測定して容器の傾きを検出しようとするものである。
【０００７】
また、特許文献３には、静電容量式を使用した位置変位信号発生装置が開示されている。この装置は、容器に入れた電解液の中に１本の電極単体と、アルミ化成箔のような電極を有する２本の誘電体構造体の電極が浸漬され、その電極間に電気素子が接続された構成をなしている。電解液を入れた容器あるいは電極自体が位置変位すると、誘電体構造体の電極と電解液との接触面積が変わり、電極単体と誘電体構造体の電極間の静電容量に変化が生ずる。従って、その変化を測定して位置変位を検出しようとする装置である。
【０００８】
更に、本願発明の発明者らは、先に図１２に示すような静電容量式の液体センサを発明して出願している（特許文献４参照）。この液体センサ１２０は、密閉容器１２１の中に導電性液体１２２を内容積の略１／２封入し、下蓋１２３から密閉容器１２１に電気絶縁的に一対のリード端子１２４を貫通固定させる。そして、その先に表面がシリコン酸化皮膜で覆われた短冊状のシリコン電極１２５を対向して取り付けたもので、シリコン電極１２５の表面部にはシリコン酸化皮膜を誘電体とし、シリコン電極１２５と導電性液体１２２を電極とする平行板コンデンサが形成されている。密閉容器１２１あるいは液面１２６が傾くとシリコン電極１２５と導電性液体１２２との接触面積が変わってその静電容量が変化する。従って、その変化量を測定して液面１２６と密閉容器１２１との角度を求め、その値から密閉容器１２１の傾斜角または加えられた加速度を検出しようとするセンサである。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１３１６０号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平５−１７２５７１号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開平１１−１１８４１２号公報
【００１２】
【特許文献４】
特願２００２−１７９７８９号
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に記載の抵抗式液体センサの場合は、金属製電極が導電性液体（電解液）と直接に接しており、その境界面を通して抵抗値を測定するための電流が流れる。電流が流れると電極を構成する金属の溶出、導電性液体の電気分解といった化学変化が生じる。このため長期に渡ってセンサの安定性、信頼性を確保することが難しい。
【００１４】
前記特許文献２に記載のセンサは静電容量型ではあるが、コンデンサを形成する誘電体として通常の絶縁板を使用している。この絶縁板は容器の一部を形成しているため、厚みを薄くすることができない。従って、形成されるコンデンサの静電容量を大きくすることが困難で検出感度が低く、検出精度を確保することが難しい。
【００１５】
また、前記特許文献３に開示されている静電容量式センサの場合は、誘電体構造体の電極にアルミ化成箔を使用している。アルミ化成箔は、アルミ箔の表面に陽極酸化により誘電体であるアルミ酸化皮膜を形成したものであるが、安定性に問題があり、長期にわたる安定性と信頼性の確保が困難である。
【００１６】
本願発明の発明者の出願に係る前記特許文献４に記載の液体センサは、コンデンサを形成する電極を隔てる誘電体として、薄くて安定性に優れたシリコン酸化皮膜を使用しているため、少ない電極表面積で大きな静電容量が得られる。このため検出感度が高く、また長期に渡って安定性と信頼性を確保できる優れたセンサである。しかし、電極を密閉容器の内部に設けるため、製作に少し手間がかかる難点がある。
【００１７】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、前記特許文献４に記載の液体センサの有する優れた特性を生かしつつ、更に製作が容易で、安定性、信頼性にも優れた静電容量式の液体センサを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、静電容量式の液体センサであって、平行する２つの側面（２、３）を有する電気絶縁体製の筒状密閉容器（６）の該２つの側面に開口（１３、１４）を設け、少なくとも片面にシリコン酸化皮膜を形成した板状主電極（４、５）を酸化皮膜を容器内側にして前記側面（２、３）に当接させて該開口（１３、１４）を塞ぎ、前記板状主電極（４、５）と前記側面（２、３）との隙間にシール剤（２８）を液密に介挿して固定する。そして容器（６）内に内容積の略１／２の量の導電性液体（７）を封入し、該導電性液体（７）に電気的に接触する副電極（８）を容器（６）内に設けたことを特徴とする静電容量式液体センサである。
【００１９】
このような構成の液体センサは、主電極を密閉容器の外側から板状主電極を取り付けた構造であるため製作が容易である。また、コンデンサを形成する誘電体にシリコン酸化皮膜を使用するため、電気的、化学的安定性に非常に優れたコンデンサが形成される。このため、長期に渡り非常に安定した信頼性の高いセンサが得られる。また、シリコン酸化皮膜は非常に薄いため小さな面積で大きな静電容量が得られセンサ小型化にも効果がある。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明は、静電容量式の液体センサであって、平行する２つの側面（２、３）を有し、上下の開口部に上蓋（１１）、下蓋（１２）を取り付けて密閉した電気絶縁体でできた筒状容器を準備する。その容器の前記２つの側面には、上下方向に延びる長方形の開口（１３、１４）を設け、該開口の端面の全てについて容器外側に位置する角（１７、１８）を切り欠いて板状部材を嵌め込み可能な切欠き部（１９、２０）を設ける。そしてその切欠き部に、少なくとも片面にシリコン酸化皮膜を形成した板状主電極（４、５）を、酸化皮膜を容器内側にして切欠き部の底面（２３、２４）に当接するように嵌め込む。その上で、該切欠き部の底面と板状主電極との当接部分の隙間、及び板状主電極の外周面と切欠き部側面との隙間にシール剤（２８）を液密に介挿して密閉構造とする。そして、該容器内に内容積の略１／２の量の導電性液体（７）を封入すると共に、容器上蓋（１１）の略中央より金属製副電極棒（８）を、その先端が容器内導電性液体中に十分深く浸かるように装入したことを特徴とする静電容量式液体センサである。
【００２１】
このような構成の液体センサは、主電極を筒状容器の外側から、窓枠にガラスを嵌め込むと同じ要領で板状主電極を取り付ける構造であるため製作が容易である。また、コンデンサを形成する誘電体として機能するシリコン酸化皮膜は、電気的、化学的安定性に非常に優れた誘電体皮膜であるため、長期に渡り非常に安定した信頼性の高いセンサが得られる。また、シリコン酸化皮膜は非常に薄いため小さな面積で大きな静電容量が得られ、センサ小型化に効果がある。
【００２２】
また、請求項３に記載の発明は、前記筒状容器を四角筒状とし、平行する２つの側面を２組有し、該４側面に開口を設け、該開口をそれぞれシリコン酸化皮膜を有する板状主電極で塞いだことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電容量式液体センサである。
【００２３】
このような構成の液体センサによれば、水平面内で直交する２つの軸に沿った傾斜角又は加速度を検出することができる。そして、求めた検出値をベクトル的に合成することで、最大傾斜の方向、加速度の方向、およびそれらの値を求めることが可能となる。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明は、前記切欠き部の底面（２３、２４）に溝（２９）を設け、該溝と前記板状主電極とにより形成される空間にもシール剤（２８）を液密に充填したことを特徴とする請求項２または３に記載の静電容量式液体センサである。
【００２５】
このような構成によれば、板状主電極を一層強固に容器に固定することができると共に、容器の密閉性も向上する。
【００２６】
また、請求項５に記載の発明は、前記金属製副電極棒（８）の代わりに、前記容器の下蓋（１２）の全部または一部を導体で形成して副電極として使用することを特徴とする請求項２ないし４の何れかに記載の静電容量式液体センサである。
【００２７】
このような構造によっても、容器内部の導電性液体の電位を容易に外部に取り出すことができる。
【００２８】
また、請求項６に記載の発明は、前記板状主電極の、前記容器外側を向く面全体を、シール剤で覆うことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の静電容量式液体センサである。
【００２９】
このようにすれば、主電極の外面を保護することができる上、シリコン製主電極の割れを防止する効果がある。
【００３０】
また、請求項７に記載の発明は、前記シール剤として、低溶融点ガラスを使用することを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の静電容量式液体センサである。
【００３１】
低溶融点ガラスは安定性に優れているため、液体センサの安定性、信頼性向上に効果がある。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下に本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。図２に本実施形態の液体センサの外観斜視図を、図３にはその正面図を、図１にはその縦断面図（Ａ−Ａ断面図）を、図４には横断面図（Ｂ−Ｂ断面図）を示す。
【００３３】
本実施形態の液体センサ１は、簡単に言えば、両端を封じた筒状容器６の平行な２つの側面２、３に開口１３、１４を設け、該開口１３、１４に表面をシリコン酸化皮膜で覆った板状主電極４、５を嵌め込んで密閉し、内部に導電性液体７を適量封入して上蓋１１から金属性副電極棒８を液中に差し込んだ構造をなしている。
【００３４】
筒状容器６は、平行な２つの側面２、３を有する筒状容器である。側面に平行な２つの面を有すればよく、横断面が必ずしも矩形である必要はない。上下の開口部９、１０は上蓋１１、下蓋１２により密閉されている。この筒状容器６は、上蓋１１、下蓋１２も含めてセラミック、硬質ガラス、合成樹脂等の電気絶縁性材料で形成されている。
【００３５】
平行する側面２、３には、上下方向に細長く延びる長方形の開口１３、１４が形成されている。その開口１３、１４を形成する各４つの端面１５、１６は、全ての外側の角１７、１８が断面長方形形状に各端面１５、１６の延在方向にわたって切り欠かれて板状部材を嵌め込み可能な切欠き部１９、２０が形成されている。この切欠き部１９、２０によって、開口１３、１４の開口断面積は、側面２、３の厚さ方向途中位置を境として、容器内側の開口１３、１４の断面積が、容器外側の開口２１、２２の断面積よりも小さくなっている。
【００３６】
この開口２１、２２には、板状主電極４、５が嵌め込まれる。この板状主電極４、５はシリコン（Ｓｉ）製で、少なくとも片側表面全体を酸化してシリコン酸化皮膜が形成されたものである。その形状は、面積が容器内側の開口１３、１４の断面積より大きく、容器外側の開口２１、２２の断面積よりも僅かに小さく形成されたものであり、シリコン酸化皮膜を有する面が前記切欠き部１９、２０の底面２３、２４に当接するように嵌め込まれる。主電極４、５の外面には、電極の電位を取り出すためのリード線２５、２６が、シリコン酸化皮膜を取り除いた電極表面部分に導電性ペーストやハンダ付け等により接続されている。
【００３７】
なお、主電極４、５の材料であるシリコンとしては、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、多結晶シリコン等を使用することができる。また、シリコン酸化皮膜は、熱酸化法、ＣＶＤ法など、ＩＣ製造プロセスで使われる一般的な方法で成膜することができる。
【００３８】
この板状主電極４、５の嵌め込みの際には、主電極４、５と切欠き部１９、２０の底面２３、２４との当接部分の隙間、および主電極４、５の外周面と切欠き部１９、２０の側面との隙間に低溶融点ガラスや合成樹脂性接着剤等のシール剤２８を充填し、主電極４、５を筒状容器６に液密に固定する。
【００３９】
密閉された筒状容器６の内部には、筒状容器６の内容積の略１／２の量の導電性液体７が封入される。金属性副電極棒８は、その先端が導電性液体７中に十分深く浸かるようにして、上蓋１１に貫通固定されている。
【００４０】
導電性液体７とシール剤２８とが接触すると、シール剤２８が膨潤して接着力が低下したり、導電性液体７中にシール剤２８の成分が溶け込んで導電率が変化したりすることがあるので、導電性液体７とシール剤２８とが触れる面積は極力小さくすることが望ましい。そのため主電極４、５を開口１３、１４に嵌め込むときには、はみ出さない程度に適量のシール剤２８を切欠き部の底面２３、２４に塗布して押しつけるように嵌め込む。その後、主電極４、５を強固に固定するために、容器６の外側から十分な量のシール剤２８を主電極４、５の外周面とその外周面に隣接する容器開口部付近に盛り上げるようにする。
【００４１】
このようにすることで、アルコールを主成分とする導電性液体７にシール剤２８が触れる部分は、主電極４、５と密閉容器６との間の僅かな隙間に介挿された部分だけとなり、シール剤２８が膨潤して接着力が低下したり、導電性液体７にシール剤２８の成分が溶け込んで導電率が低下することが防止される。
【００４２】
なお、導電性液体７には、溶媒に硝酸リチウム、ヨウ化カリウム等の電解質を溶解させて調製したものを用いる。溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテル類等の有機溶媒が適している。これらの溶媒は単独でも、また複数を組み合わせて使用してもよい。筒状容器６内の残りの上部空間には、不活性ガスを封入しておく。
【００４３】
次に、このように構成した液体センサ１の作用について説明する。主電極４、５の容器内側表面はシリコン酸化皮膜で覆われている。このシリコン酸化皮膜は誘電体であるので、このシリコン酸化皮膜を挟んで主電極４を一方の電極とし導電性液体７を他方の電極とする平行板コンデンサＣ１と、主電極５を一方の電極とし導電性液体７を他方の電極とする平行板コンデンサＣ２とが形成されている。
【００４４】
主電極４、５と導電性液体７との接触面積をそれぞれＳ１、Ｓ２、シリコン酸化皮膜の厚さをｔ、その誘電率をεとすると、コンデンサＣ１、Ｃ２の静電容量Ｃ１、Ｃ２は次式で表わされる。
Ｃ１＝ε・Ｓ１／ｔ
Ｃ２＝ε・Ｓ２／ｔ
すなわち、コンデンサＣ１、Ｃ２の静電容量Ｃ１、Ｃ２の値は、主電極４、５と導電性液体７との接触面積Ｓ１、Ｓ２から計算され、逆に、静電容量Ｃ１、Ｃ２の値が判明すれば、主電極４、５と導電性液体７との接触面積Ｓ１、Ｓ２を計算で求めることができる。
【００４５】
このような関係式を利用して、本実施形態の液体センサ１を傾斜センサとして使用する場合を説明する。図１に示すように筒状容器６の中心軸が導電性液体７の液面２７に垂直になるように置かれていた場合を考える。この状態では、主電極４、５と導電性液体７との接触面積Ｓ１、Ｓ２は等しいため静電容量Ｃ１、Ｃ２の値は等しくなる。
【００４６】
この状態から、図５に示すように筒状容器６の中心軸が傾斜角θだけ、主電極４、５の表面に垂直な線に沿って鉛直軸から傾いたとする。すると、主電極４と導電性液体７との接触面積Ｓ１は増加するため静電容量Ｃ１の値は増加し、反対に、主電極５と導電性液体７との接触面積Ｓ２は減少するため静電容量Ｃ１の値は減少する。ところで、接触面積Ｓ１、Ｓ２の差と傾斜角θとの間には、筒状容器６の横断面形状で決まる一定の関係がある。従って、静電容量Ｃ１とＣ２との差を測定して求めれば、傾斜角θの値を計算で求めることができる。このような作用により、この液体センサ１は傾斜センサとして使用することができる。
【００４７】
次に、本実施形態の液体センサ１を、加速度センサとして使用する場合について説明する。同じく筒状容器６を図１に示すように、中心軸が鉛直になるように水平な物体に固定しておいて、これに図６に示すように、主電極４、５の表面に垂直な線方向に水平加速度が加えられたとする。筒状容器６が傾かないとすると、筒状容器６の導電性液体７は、その有する慣性により加速度方向とは反対の側に寄せられて液面２７が水平位置から傾斜角θだけ傾く。このことから、前記傾斜センサとしての使用の場合と同様に、静電容量Ｃ１とＣ２の値に差が生ずるので、その差を測定することにより傾斜角θを求めることができる。傾斜角θが求まれば、筒状容器６に加えられた加速度の大きさを計算あるいは予め実験により求めておいた較正曲線より求めることができる。このような作用により、この液体センサ１は、加速度センサとしても使用することができる。なお、感震器は加速度センサの一種であるので、この液体センサ１は感震器としても使用することができる。
【００４８】
以上の測定過程におけるコンデンサＣ１、Ｃ２の静電容量Ｃ１、Ｃ２の値の差は、金属性副電極棒８とリード線２５との間のコンデンサＣ１と、金属性副電極棒８とリード線２６との間のコンデンサＣ２とを、ブリッジ回路の隣り合うインピーダンス素子として接続する公知の交流ブリッジ回路により測定することができる（例えば、特許文献４参照）。
【００４９】
（第２の実施形態）
第１の実施形態の液体センサは、主電極が一対であるために水平面内の一方向に沿った傾斜角又は加速度しか測定することができない。これに対して本第２の実施形態の液体センサは、水平面内で直交する２方向に沿った傾斜角又は加速度を測定できる構成のセンサである。図７に本実施形態の液体センサ１ａの外観斜視図を、図８にその横断面図を示す。なお、本液体センサ１ａは、第１の実施形態の液体センサ１と同一、類似構造部分が多いので、液体センサ１と同一または相当部分には同一符号が付してある。
【００５０】
本実施形態の液体センサ１ａは、筒状容器６が四角筒状に形成されている。そして、四角筒状の４つの側面の各々に、第１の実施形態の場合と同様にシリコン酸化皮膜を有する４枚の板状主電極４、５、４ａ、５ａが取り付けられた構造となっている。この板状主電極４ａ、５ａを追加して設けたことが第１の実施形態の液体センサ１と異なる点で、その他の点は同じである。板状主電極４、５、４ａ、５ａの筒状容器６の側面への取り付け構造は、第１の実施形態の場合と同様である。
【００５１】
板状主電極４、５、４ａ、５ａをこのように配置したことにより、主電極４、５の表面に垂直な線に沿った傾斜角又は角速度と、主電極４ａ、５ａの表面に垂直な線に沿った傾斜角又は角速度とを同時に測定することができる。すなわち、水平面内で互いに直交する２つの方向に沿った傾斜角又は加速度を測定することができる。更に、そのようにして測定した直交する２つの方向に沿った傾斜角又は加速度をベクトル的に合成することで、二次元表面上における最大傾斜方向や加速度の方向、及びそれらの値の大きさを求めることができる。
【００５２】
（変形実施形態）
前述した第１、第２の実施形態の液体センサ１、１ａは、次のように変形して実施してもよい。例えば、第１の実施形態の液体センサ１の場合の板状主電極４、５の嵌め込みの際には、図４に示したように主電極４、５と切欠き部１９、２０の底面２３、２４との当接部分の隙間、および主電極４、５の外周面と切欠き部１９、２０の側面との隙間に接着剤等のシール剤２８を介挿して板状主電極４、５を筒状容器６に液密に固定した。
【００５３】
この固定と液密状態とを一層確実にするために、図９に示すように、切欠き部１９、２０の底面２３、２４に凹形、Ｕ字形、Ｖ字型等の溝２９を形成し、形成した溝２９と主電極４、５とにより形成される空間にシール剤を液密に充填する構造とするとよい。このようにすると主電極４、５は、周辺部の３面によって筒状容器６に固定されるため、固定が強固になると共に液漏れ防止に効果がある。
【００５４】
また、前記第１、第２の実施形態では、副電極として金属製電極棒８を、上蓋１１を貫通して導電性液体７中に十分深く浸かるようにして固定した。電極棒をこのように副電極として使用する代わりに、下蓋１２の全部または一部を導電体で形成して副電極とし、その導電体部分にリード線を取り付けて導電性液体７の電位を取り出すような構造としてもよい。
【００５５】
また、切欠き部１９、２０に嵌め込んだ前記板状主電極４、５の外面全体をシール剤で覆うとよい。板状主電極４、５の外面を保護すると同時に、シリコンで製作された板状主電極４、５の割れを防止する効果がある。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液体センサは、主電極を筒状容器の外側から、窓枠にガラスを嵌め込むと同じ要領で取り付ける構造であるため、特許文献４に記載した液体センサよりも製作が容易である。また、コンデンサを形成する誘電体として使用しているシリコン酸化皮膜は、半導体ＩＣの絶縁皮膜として広く採用されていることから分かるように、電気的、化学的安定性に非常に優れた誘電体皮膜である。従って、長期に渡り非常に安定した信頼性の高いセンサが得られる。同時にシリコン酸化皮膜は、非常に薄いため小さな面積で大きな静電容量が得られ、センサ小型化にも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液体センサの縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る液体センサの外観斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る液体センサの正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る液体センサの横断面図である。
【図５】本発明の液体センサを傾斜センサとして使用する場合の説明図である。
【図６】本発明の液体センサを加速度センサとして使用する場合の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る液体センサの外観斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る液体センサの横断面図である。
【図９】筒状容器への主電極の取り付け方の他の実施形態である。
【図１０】従来技術に係る抵抗式液体センサの一例である。
【図１１】従来技術に係る静電容量式液体センサの一例である。
【図１２】従来技術に係る静電容量式液体センサの他の例である。
【符号の説明】
図面中、１、１ａは静電容量式液体センサ、４、４ａ、５、５ａは板状主電極、６は筒状容器、７は導電性液体、８は金属製副電極棒、１１は上蓋、１２は下蓋、１３、１４は開口（容器内側の開口）、１９、２０は切欠き部、２１、２２は容器外側の開口、２３、２４は切欠き部の底面、２５、２６はリード線、２７は液面、２８はシール剤を示す。
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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