(57)【要約】【課題】検出精度の低下をもたらすことなく傾斜検出装置の小型化を図る。【解決手段】ベース１２に対向するケース１３の内面には円板形状の共通電極１６が止着されている。密閉室１５内において、ベース１２の前面には半円形状の第１の対向電極１７と半円形状の第２の対向電極１８とが止着されている。密閉室１５内には絶縁性の液体１９が充填されている。液体１９には静電容量検出用粒子２０が混入されている。静電容量検出用粒子２０の密度は、液体１９の密度よりも大きく、静電容量検出用粒子２０の比誘電率は、液体１９の比誘電率よりも大きい。【選択図】　　　図１
2004069610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間して対向する第１の静電容量検出用電極と第２の静電容量検出用電極との間の静電容量に基づいて傾斜角度を検出する傾斜検出装置において、
前記一対の静電容量検出用電極の間に介在された液体と、
前記液体に混入された静電容量検出用粒子とを備え、
前記静電容量検出用粒子の密度と前記液体の密度とを異ならせ、前記静電容量検出用粒子の比誘電率と前記液体の比誘電率とを異ならせた傾斜検出装置。
【請求項２】
前記第１の静電容量検出用電極は、円形状の共通電極であり、前記第２の静電容量検出用電極は、前記共通電極の半円領域に対向する半円形状の第１の対向電極と、前記共通電極の残りの半円領域に対向する半円形状の第２の対向電極とである請求項１に記載の傾斜検出装置。
【請求項３】
前記共通電極と第１の対向電極との間における前記静電容量検出用粒子の集合体積と、前記共通電極と第２の対向電極との間における前記静電容量検出用粒子の集合体積との和は、前記共通電極と第１の対向電極の間の容積と、前記共通電極と第２の対向電極の間の容積との和の半分である請求項２に記載の傾斜検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
傾斜を検出する装置としては、静電容量を電気信号に変換する静電容量検出型の装置がある。この種の傾斜検出装置としては、機械機構又は特開平５−１７２５７１号公報に開示されるような流体機構を検出部に用いた装置が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの装置の体積は、数ｃｍ３〜百数十ｃｍ３程度である。機械的機構を用いた傾斜検出装置では、これを小型化しようとすると、摩擦や摩耗の影響が大きくなり、検出精度が低下する。そのため、機械機構を用いた傾斜検出装置の小型化は困難である。流体機構を用いた傾斜検出装置では、これを小型化しようとすると、流体の表面張力の影響が大きくなり、検出精度が低下する。そのため、流体機構を用いた傾斜検出装置の小型化も困難である。
【０００４】
本発明は、検出精度の低下をもたらすことなく傾斜検出装置の小型化を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、互いに離間して対向する第１の静電容量検出用電極と第２の静電容量検出用電極との間の静電容量に基づいて傾斜角度を検出する傾斜検出装置を対象とし、請求項１の発明では、前記一対の静電容量検出用電極の間に介在された液体と、前記液体に混入された静電容量検出用粒子とを備えた傾斜検出装置を構成し、前記静電容量検出用粒子の密度と前記液体の密度とを異ならせ、前記静電容量検出用粒子の比誘電率と前記液体の比誘電率とを異ならせた。
【０００６】
静電容量検出用粒子の密度が液体の密度よりも大きい場合には、静電容量検出用粒子は、沈んで集合する。静電容量検出用粒子の密度が液体の密度よりも小さい場合には、静電容量検出用粒子は、浮き上がって集合する。第１の静電容量検出用電極と第２の静電容量検出用電極との間の静電容量は、傾斜角度に応じた第１の静電容量検出用電極と第２の静電容量検出用電極との間の静電容量検出用粒子の数によって左右される。静電容量を検出するために液体と静電容量検出用粒子とを用いた構成は、小型化に伴う液体の表面張力の影響を軽減して検出精度の低下を防止する。
【０００７】
液体のみを用いた従来装置をそのまま小型にすると、静電容量が小さくなってしまい、傾斜検出装置によって得られる検出信号が弱くなってしまう。そのため、傾斜検出装置によって得られる検出信号を処理するための信号処理回路等を新たに設計し直す必要が生じる。前記液体の比誘電率よりも大きい比誘電率を有する静電容量検出用粒子を採用すれば、液体のみを用いた従来装置よりも大きい静電容量を得ることができる。従って、静電容量を従来程度に確保できるように傾斜検出装置を小型にした場合にも、傾斜検出装置によって得られる検出信号を従来程度の強さに確保することができ、傾斜検出装置によって得られる検出信号を処理するための従来の信号処理回路等をそのまま利用することができる。
【０００８】
請求項２の発明では、請求項１において、前記第１の静電容量検出用電極は、円形状の共通電極とし、前記第２の静電容量検出用電極は、前記共通電極の半円領域に対向する半円形状の第１の対向電極と、前記共通電極の残りの半円領域に対向する半円形状の第２の対向電極とから構成した。
【０００９】
共通電極を円形状とし、共通電極に対向する対向電極を半円形状とした構成は、検出される静電容量と傾斜角度との対応を付け易くする。
請求項３の発明では、請求項２において、前記共通電極と第１の対向電極との間における前記静電容量検出用粒子の集合体積と、前記共通電極と第２の対向電極との間における前記静電容量検出用粒子の集合体積との和は、前記共通電極と第１の静電容量検出用電極の間の容積と、前記共通電極と第２の静電容量検出用電極の間の容積との和の半分とした。
【００１０】
静電容量検出用粒子２０の集合体積とは、静電容量検出用粒子２０が沈んで集合しているときの静電容量検出用粒子２０と液体１９とが混在して部分の体積のことである。前記した集合の和を前記した容積の和の半分とする設定は、検出される静電容量と傾斜角度との対応を一層付け易くする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１（ａ），（ｂ）及び図２は、傾斜角度を検出するための傾斜検出装置１１を示す。傾斜検出装置１１を構成する絶縁性の平板形状のベース１２の前面には絶縁性のケース１３が取り付けられており、ケース１３の上部の開口１３１には蓋１４が取り付けられている。ベース１２、ケース１３及び蓋１４は、ベース１２とケース１３との間に密閉室１５を形成する。
【００１２】
ベース１２に対向するケース１３の内面には円板形状の共通電極１６が止着されている。第１の静電容量検出用電極としての共通電極１６には所定の電位が付与されている。
【００１３】
密閉室１５内において、ベース１２の前面には半円形状の第１の対向電極１７と半円形状の第２の対向電極１８とが止着されている。第１の対向電極１７と第２の対向電極１８とは、第１の対向電極１７の直径線となる径線縁１７１と、第２の対向電極１８の直径線となる径線縁１８１とが接触することなく近接して平行となるように配設されている。第１の対向電極１７と第２の対向電極１８とは、ケース１３内で電気的に短絡しないようになっている。第１の対向電極１７及び第２の対向電極１８は、共通電極１６に対向する第２の静電容量検出用電極である。
【００１４】
第１の対向電極１７は、図１（ｂ）において共通電極１６の左側の半円領域に対して平行な状態で対向しており、第２の対向電極１８は、図１（ｂ）において共通電極１６の右側の半円領域に対して平行な状態で対向している。第１の対向電極１７と第２の対向電極１８とは、共通電極１６と同じ大きさの円形状をなし、共通電極１６と垂直な方向に見た場合には、対向電極１７，１８の半円弧の周縁が共通電極１６の円周縁と重なる。
【００１５】
密閉室１５内には絶縁性の液体１９が充填されている。本実施の形態では、液体１９は、シリコーンオイルである。液体１９には絶縁性の静電容量検出用粒子２０が混入されている。本実施の形態では、静電容量検出用粒子２０は、球形状である。又、静電容量検出用粒子２０は、ジルコニア製である。静電容量検出用粒子２０の密度は、液体１９の密度よりも大きく、静電容量検出用粒子２０の比誘電率は、液体１９の比誘電率よりも大きい。傾斜検出装置１１が静止状態にあるときには、静電容量検出用粒子２０は、図１（ｂ）及び図４に示すように沈んで集合している。この集合状態のときには、静電容量検出用粒子２０の集合上面２０１〔（図１（ｂ）に図示〕は、円形状の共通電極１６の円中心を通る直径線と一致する。
【００１６】
本発明では、静電容量検出用粒子２０が沈んで集合しているときの静電容量検出用粒子２０と液体１９とが混在して部分の体積を静電容量検出用粒子２０の集合体積ということにする。本実施の形態では、集合体積は、共通電極１６と第１の対向電極１７との間の容積Ｖ１と、共通電極１６と第２の対向電極１８との間の容積Ｖ２との和の半分である。容積Ｖ１及びＶ２は、いずれもπＲ２ｄ／２で表される。Ｒは、円形状の共通電極１６の半径を表す。ｄは、共通電極１６と対向電極１７，１８との間の間隔を表す。
【００１７】
図３は、傾斜検出装置１１の電気ブロック図を示す。第１の静電容量検出手段２１は、共通電極１６と第１の対向電極１７とを含んでおり、第２の静電容量検出手段２２は、共通電極１６と第２の対向電極１８とを含んでいる。第１の静電容量検出手段２１は、共通電極１６と第１の対向電極１７との間の静電容量を検出する。第２の静電容量検出手段２２は、共通電極１６と第２の対向電極１８との間の静電容量を検出する。
【００１８】
差演算手段２３は、第１の静電容量検出手段２１によって得られた静電容量Ｃ１と、第２の静電容量検出手段２２によって得られた静電容量Ｃ２との差ΔＣを演算する。差演算手段２３は、演算した静電容量差ΔＣを傾斜角度演算手段２４に出力する。傾斜角度演算手段２４は、静電容量差ΔＣに基づいてベース１２の傾斜角度θ（図４に図示）を演算する。
【００１９】
傾斜角度演算手段２４は、次式（１）を用いて傾斜角度θを演算する。
2004069610.tif 000003
式（１）におけるｄは、共通電極１６と対向電極１７，１８との間隔を表す。ε１は、液体１９の誘電率を表し、δ１は、液体１９の比誘電率を表し、δ２は、静電容量検出用粒子２０の比誘電率を表す。本実施の形態では、δ１＜δ２
である。
【００２０】
式（１）は以下のようにして導かれる。
図５（ａ）は、液体１９と静電容量検出用粒子２０とが混在している部分における簡略平断面図を示し、静電容量検出用粒子２０は、液体１９の中で最も密な面心立方構造の集合状態で存在しているものとする。図５（ｂ）は、図５（ａ）をコンデンサ構造と見なして考えた場合の断面図である。即ち、液体１９と静電容量検出用粒子２０とが混在している部分は、静電容量検出用粒子２０と同じ材質の誘電体２０Ａと、液体１９と同じ液体の誘電体１９Ａとが交互に並んだ直列コンデンサと見なすことができる。　図５（ｃ）は、図５（ｂ）における誘電体１９Ａを集めて隣り合わせに並べると共に、図５（ｂ）における誘電体２０Ａを集めて隣り合わせに並べた状態を示す。図５（ｂ）において交互に並んだ誘電体１９Ａの数と誘電体２０Ａの数とを無限大にしたとする。そうした場合、図５（ｃ）における対向電極１７，１８間の誘電体１９Ａの距離ｄ１と、図５（ｃ）における対向電極１７，１８間の誘電体２０Ａの距離ｄ２との比は、図５（ｃ）における誘電体１９Ａの体積と、図５（ｃ）における誘電体２０Ａの体積との比に相当すると考えられる。従って、距離ｄ１と距離ｄ２との比は、０．２６：０．７４となる。つまり、距離ｄ１，ｄ２と距離ｄとの間には次式（２），（３）が成り立つ。
【００２１】
ｄ１＝０．２６ｄ・・・（２）
ｄ２＝０．７４ｄ・・・（３）
共通電極１６の円形状の面積をＳとし、第１の対向電極１７及び第２の対向電極１８の半円形状の面積をそれぞれＳ／２とする。傾斜角度θが０°であるときの図６（ａ）の状態における共通電極１６と第１の対向電極１７との間の静電容量Ｃｏ１は、液体１９と静電容量検出用粒子２０とが混在している部分における静電容量Ｃ１１と、液体１９のみの部分におけるＣ１２との和である。静電容量Ｃ１１は、次式（４）で表され、静電容量Ｃ１２は、次式（５）で表される。
【００２２】
Ｃ１１＝（εｏ×Ｓ／４）／（ｄ１／δ１＋ｄ２／δ２）・・・（４）
Ｃ１２＝（ε１×Ｓ／４）／ｄ　　　　　　　　　　　　・・・（５）
式（２）におけるεｏは、真空誘電率を表す。図６（ａ）の状態における共通電極１６と第１の対向電極１７との間の静電容量Ｃｏ１は、次式（６）のように静電容量Ｃ１１，Ｃ１２の和で表される。
【００２３】
2004069610.tif 000004
式（６）は、次式（７）に変形できる。
【００２４】
2004069610.tif 000005
δ１×εｏ＝ε１であるから、式（７）は、次式（８）に変形できる。
【００２５】
2004069610.tif 000006
式（２），（３）を式（８）に代入すると、次式（９）が得られる。
【００２６】
2004069610.tif 000007
傾斜角度θが０°であるときの共通電極１６と第２の対向電極１８との間の静電容量Ｃｏ２は、傾斜角度θが０°であるときの共通電極１６と第１の対向電極１７との間の静電容量Ｃｏ１と同じ大きさである。
【００２７】
傾斜角度θが０°でないときの図６（ｂ）の状態における共通電極１６と第１の対向電極１７との間の静電容量Ｃｅ１は、液体１９と静電容量検出用粒子２０とが混在している部分における静電容量Ｃｅ１１と、液体１９のみの部分におけるＣｅ１２との和である。図６（ｂ）において液体１９と静電容量検出用粒子２０とが混在している部分に対応する第１の対向電極１７の面積Ｓ１１は、次式（１０）で表される。
【００２８】
Ｓ１１＝Ｓ／４＋（Ｓ／４）（θ／９０）・・・（１０）
図６（ｂ）において液体１９のみの部分に対応する第１の対向電極１７の面積Ｓ１２は、次式（１１）で表される。
【００２９】
Ｓ１２＝Ｓ／４−（Ｓ／４）（θ／９０）・・・（１１）
静電容量Ｃｅ１１は、次式（１２）で表され、静電容量Ｃｅ１２は、次式（１３）で表される。
【００３０】
Ｃｅ１１＝（ε１×Ｓ１１）／（ｄ１＋ｄ２×δ１／δ２）・・・（１２）
Ｃｅ１２＝（ε１×Ｓ１２）／ｄ　　　　　　　　　・・・（１３）
図６（ｂ）の状態における共通電極１６と第１の対向電極１７との間の静電容量Ｃｅ１は、次式（１４）のように静電容量Ｃｅ１１，Ｃｅ１２の和で表される。
【００３１】
2004069610.tif 000008
式（１４）に式（１０），（１１）を代入すると、次式（１５）が得られる。
【００３２】
2004069610.tif 000009
式（１５）は次式（１６）に変形できる。
【００３３】
2004069610.tif 000010
式（８）及び式（１６）から次式（１７）が得られる。
【００３４】
2004069610.tif 000011
式（２），（３）を式（１７）に代入すると、次式（１８）が得られる。
【００３５】
2004069610.tif 000012
傾斜角度θが０°でないときの図６（ｃ）の状態における共通電極１６と第２の対向電極１８との間の静電容量Ｃｅ２は、液体１９と静電容量検出用粒子２０とが混在している部分における静電容量Ｃｅ２１と、液体１９のみの部分におけるＣｅ２２との和である。図６（ｂ），（ｃ）の状態における傾斜角度θは、同じ角度である。図６（ｃ）において液体１９と静電容量検出用粒子２０とが混在している部分に対応する第２の対向電極１８の面積Ｓ２１は、次式（１９）で表される。
【００３６】
Ｓ２１＝Ｓ／４−（Ｓ／４）（θ／９０）・・・（１９）
図６（ｃ）において液体１９のみの部分に対応する第２の対向電極１８の面積Ｓ２２は、次式（２０）で表される。
【００３７】
Ｓ２２＝Ｓ／４＋（Ｓ／４）（θ／９０）・・・（２０）
静電容量Ｃｅ２１は、次式（２１）で表され、静電容量Ｃｅ２２は、次式（２２）で表される。
【００３８】
Ｃｅ２１＝（ε１×Ｓ２１）／（ｄ１＋ｄ２×δ１／δ２）・・・（２１）
Ｃｅ１２＝（ε１×Ｓ２２）／ｄ　　　　　　　　　・・・（２２）
図６（ｃ）の状態における共通電極１６と第２の対向電極１８との間の静電容量Ｃｅ２は、次式（２３）のように静電容量Ｃｅ２１，Ｃｅ２２の和で表される。
【００３９】
2004069610.tif 000013
式（２３）に式（１９），（２０）を代入すると、次式（２４）が得られる。
【００４０】
2004069610.tif 000014
式（２４）は次式（２５）に変形できる。
【００４１】
2004069610.tif 000015
式（８）及び式（２５）から次式（２６）が得られる。
【００４２】
2004069610.tif 000016
式（２），（３）を式（２６）に代入すると、次式（２７）が得られる。
【００４３】
2004069610.tif 000017
静電容量Ｃｅ１と静電容量Ｃｅ２との差ΔＣ＝（Ｃｅ１−Ｃｅ２）は、次式（２８）で表される。
【００４４】
2004069610.tif 000018
面積Ｓ＝πＲ２を式（２８）に代入すると、式（１）が得られる。傾斜角度θが０°のとき、ΔＣは零となる。つまり、検出された静電容量Ｃｅ１と検出された静電容量Ｃｅ２とが等しいとき（ΔＣが零のとき）には、算出される傾斜角度θは０°となる。傾斜角度θが０°ではないとき、ΔＣは零以外の値をとる。傾斜検出装置１１が図１（ｂ）の状態から図４の状態へと左側に傾いたとき（検出された静電容量Ｃｅ１が検出された静電容量Ｃｅ２よりも大きいとき）には、算出される傾斜角度θは正の値となる。傾斜検出装置１１が図１（ｂ）の状態から右側に傾いたとき（検出された静電容量Ｃｅ１が検出された静電容量Ｃｅ２よりも小さいとき）には、算出される傾斜角度θは負の値となる。
【００４５】
第１の実施の形態では、以下の効果が得られる。
（１）ケース１３内に液体のみを半分ほど入れた従来構成では、液体が表面張力によって液体の液面よりも上位位置における対向電極１７，１８及び共通電極１６の表面に付着する。そのため、ケース１３を小型にするほど、液体の液面よりも上位位置において対向電極１７，１８の表面及び共通電極１６の表面に表面張力によって付着している付着液体の割合（対向電極１７，１８と共通電極１６との間の液体の量に対する前記付着液体の割合）が多くなる。即ち、ケース１３を小型にするほど、ケース内における気体部分が液体の表面張力の影響によって気泡形状に近づいてゆく。前記した付着液体の割合が多くなるほど、対向電極１７，１８と共通電極１６との間の静電容量の検出値と、付着液体がない場合に予想される検出値との差の割合（予想される検出値に対する前記差の割合）が大きくなる。つまり、ケース１３内に液体のみを半分ほど入れた従来構成では、ケース１３を小型にするほど、検出精度が落ちる。これに対し、ケース１３内に液体１９を充填した構成では、ケース１３内に気体部分が存在しない。
【００４６】
液体１９内に静電容量検出用粒子２０を混入した構成では、共通電極１６と第１の対向電極１７との間の静電容量は、傾斜角度θに応じた共通電極１６と第１の対向電極１７との間の静電容量検出用粒子２０の数によって左右される。同様に、共通電極１６と第２の対向電極１８との間の静電容量は、傾斜角度θに応じた共通電極１６と第２の対向電極１８との間の静電容量検出用粒子２０の数によって左右される。ケース１３内に充填された液体１９内に混入している静電容量検出用粒子２０は、共通電極１６の表面や対向電極１７，１８の表面に付着してしまうことはない。つまり、傾斜角度θの変化に応じて静電容量検出用粒子２０の集合上面２０１が水平になるように静電容量検出用粒子２０が動く。
【００４７】
本実施の形態では、ケース１３内に気体部分が存在せず、静電容量検出用粒子２０が傾斜角度θの変化に応じて動く。そのため、ケース１３を従来よりも小型にした場合にも、傾斜角度θのときに検出された対向電極１７，１８と共通電極１６との間の静電容量は、傾斜角度θのときに予想される対向電極１７，１８と共通電極１６との間の静電容量に高い精度で一致する。従って、既存の傾斜検出装置に比べて傾斜検出装置１１の体積を例えば数十分の１から数百分の１の大きさに小さくした場合にも、式（１）を用いて算出される傾斜角度θは、実際の傾斜角度を高い精度で反映する。
【００４８】
（１−２）傾斜角度θが変化した場合、静電容量検出用粒子２０が安定状態（即ち、沈んで集合している静電容量検出用粒子２０の集合上面２０１が水平になっている状態）へ迅速に復帰することは、変化している傾斜角度θを正確に検出する上で重要である。静電容量検出用粒子２０の応答時間Ｔを次式（２９）で定義する。
【００４９】
Ｔ＝Ｒ／ｖ・・・（２９）
式（２９）におけるｖは、液体１９内における静電容量検出用粒子２０の沈降速度を表す。そうすると、応答時間Ｔは、次式（３０）によって算出できる。
【００５０】
Ｔ＝９μＲ／〔２ｒ２（ｍ２−ｍ１）ｇ〕・・・（３０）
式（３０）におけるｒは、静電容量検出用粒子２０の半径を表し、μは、液体１９の粘性係数を表す。Ｍは、静電容量検出用粒子２０の体積を表し、ｍ１は、液体１９の密度を表し、ｍ２は、静電容量検出用粒子２０の密度を表す。ｇは、重力加速度である。
【００５１】
式（３０）は、次式（３１）の運動方程式から導かれる。
Ｍ×ｍ２×α＝−Ｍ×ｍ２×ｇ＋Ｍ×ｍ１×ｇ＋６πμｖｒ・・・（３１）
αは、静電容量検出用粒子２０の加速度を表す。式（３１）における（−Ｍ×ｍ２×ｇ）は、静電容量検出用粒子２０に作用する重力を表す。（Ｍ×ｍ１×ｇ）は、静電容量検出用粒子２０に作用する浮力を表す。６πμｖｒは、液体１９によって静電容量検出用粒子２０に作用する粘性抗力を表す。沈降速度ｖを一定値と仮定すると、式（３１）における加速度αは０となり、式（３１）は、次式（３２）となる。
【００５２】
０＝−Ｍ×ｍ２×ｇ＋Ｍ×ｍ１×ｇ＋６πμｖｒ・・・（３２）
式（３２）から次式（３３）が導かれる。
ｖ＝Ｍ（ｍ２−ｍ１）ｇ／（６πμｒ）・・・（３３）
球形の静電容量検出用粒子２０の体積Ｍは、４πｒ３／３であるから、式（３３）は次式（３４）に変形できる。
【００５３】
2004069610.tif 000019
式（３４）を式（２９）に代入すると、式（３０）が得られる。応答時間Ｔは、静電容量検出用粒子２０が円形状の共通電極１６の半径Ｒだけ移動するのに要する時間である。つまり、静電容量検出用粒子２０が図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態へ沈降する際に、速度ｖで移動する静電容量検出用粒子２０が全て沈んで集合するのに要する時間が応答時間Ｔとなる。応答時間Ｔが短いほど、傾斜角度θが変化した場合に静電容量検出用粒子２０が安定状態へ復帰する時間が短くなる。
【００５４】
式（３０）から明らかなように、粘性係数μが小さいほど応答時間Ｔが短くなり、静電容量検出用粒子２０の半径ｒが小さいほど応答時間Ｔが短くなる。又、液体１９の密度ｍ１と静電容量検出用粒子２０の密度ｍ２との差が大きいほど応答時間Ｔが短くなる。そこで、粘性係数μ及び密度ｍ１の小さい絶縁性の液体を適宜に選択すると共に、密度ｍ２の大きい静電容量検出用粒子を用い、静電容量検出用粒子２０の半径ｒを可及的に大きくすることによって応答時間Ｔを短くすることができる。
【００５５】
液体１９の材質がシリコーンオイル、静電容量検出用粒子２０の材質がジルコニアの場合、μ＝９．３５×１０−３［Ｐａ・ｓｅｃ　］、ｍ１＝９３５［ｋｇ／ｍ３］、ｍ２＝６５００［ｋｇ／ｍ３］である。ｒ＝１００［μｍ］、Ｒ＝２［ｍｍ］とすると、応答時間Ｔは、０．１５［ｓｅｃ　］となる。この応答時間は、実用的に問題のない値であり、ジルコニアは、傾斜角度θの変化に伴う傾斜検出装置１１の応答性を高める上で、静電容量検出用粒子２０の材質として特に好適である。
【００５６】
（１−３）静電容量検出用粒子２０の形状を球形状とすれば、静電容量検出用粒子２０が液体１９に混入している部分での、静電容量検出用粒子２０の占有空間の大きさと、液体１９の占有空間の大きさとの比が常に一定となる。そのため、静電容量検出用粒子２０が沈んだ安定状態においては、式（１）は、静電容量と傾斜角度θとを常に高い精度で対応付ける。即ち、静電容量検出用粒子２０を球形状にする構成は、傾斜検出装置１１の検出精度を高める上で好適である。
【００５７】
（１−４）式（１）によれば、液体１９の比誘電率δ１と静電容量検出用粒子２０の比誘電率δ２との比が大きいほど、傾斜時に静電容量差ΔＣの変化量が大きくなる。傾斜時に静電容量差ΔＣの変化量が大きいほど、傾斜角度θの検出精度が高くなる。シリコーンオイルの比誘電率は２．２であり、ジルコニアの比誘電率は４６である。シリコーンオイルの比誘電率とジルコニアの比誘電率との比（４６／２．２）は大きいので、ジルコニアは、傾斜角度θの検出精度を高める上で、静電容量検出用粒子２０の材質として特に好適である。
【００５８】
本発明では以下のような実施の形態も可能である。
（１）前記した実施形態において、液体１９よりも密度の小さい静電容量検出用粒子２０を用いること。
【００５９】
この場合、傾斜検出装置１１が静止状態にあるときには、静電容量検出用粒子２０は、浮き上がって集合している。そして、この集合状態のときには、静電容量検出用粒子２０の集合下面が円形状の共通電極１６の円中心を通る直径線と一致するようにすれば、式（１）を用いて傾斜角度θを算出することができ、前記した実施形態と同じ効果が得られる。
【００６０】
（２）前記した実施形態において、第１の対向電極１７と第２の対向電極１８とのうちのいずれか一方のみを前記した実施形態の配置状態で第２の静電容量検出用電極として用いること。
【００６１】
この場合、検出された静電容量が静電容量Ｃｏ１のときには、式（９）を用いて傾斜角度θを算出するようにすればよい。検出された静電容量が静電容量Ｃｏ１よりも大きいときには、式（１８）を用いて傾斜角度θを算出するようにすればよい。検出された静電容量が静電容量Ｃｏ１よりも大きいときには、式（２７）を用いて傾斜角度θを算出するようにすればよい。
【００６２】
（３）前記の実施形態では、式（１）を理論的に導いて、傾斜角度θと静電容量とを対応させたが、傾斜角度θと静電容量との対応付けを実験的に求めてもよい。
【００６３】
一例として、傾斜角度θを例えば１°，２°，３°，４°，５°・・・のように１°間隔で変えて、そのときの傾斜角度θに対応する静電容量（Ｃｅ１，Ｃｅ２に相当）を実験で検出し、この実験で検出した静電容量に１°，２°，３°，４°，５°・・・の傾斜角度θを割り振ること。そして、ｎ°（ｎは、１，２，３，４，５・・・の整数）と（ｎ＋１）°との間の傾斜角度に対しては、例えば線形補間によって算出した静電容量を割り振ること。つまり、ｎ°と（ｎ＋１）°との間の傾斜角度（ｎ＋ρ）°（０＜ρ＜１）には、Ｃ（ｎ）＋〔Ｃ（ｎ＋１）−Ｃ（ｎ）〕×ρの静電容量が割り振られる。Ｃ（ｎ）は、ｎ°に対して割り振られた静電容量であり、Ｃ（ｎ＋１）は、（ｎ＋１）°に対して割り振られた静電容量である。
【００６４】
（４）静電容量検出用粒子の形状は、球形状に限らず、正六面体等の他の形状でもよい。あるいは粉砕して形成した粒子を静電容量検出用粒子として用いてもよい。粉砕粒子の場合には、式（１）に相当するような静電容量と傾斜角度θとを対応付ける理論式を導くことが難しい。前記（３）項のように、傾斜角度θと静電容量との対応付けを実験的に求めるのは、粉砕粒子を静電容量検出用粒子として用いる場合に好適である。
【００６５】
（５）中空の球形状粒子を静電容量検出用粒子として用いること。中空の球形状粒子の密度は、液体の密度よりも大きくても小さくてもよい。中空の球形状粒子の比誘電率は、液体の比誘電率よりも大きくても小さくてもよい。
【００６６】
（６）液体の比誘電率よりも小さい比誘電率を有する静電容量検出用粒子を用いること。
（７）前記した実施形態において、対向電極１７，１８と共通電極１６との間における静電容量検出用粒子の集合体積を対向電極１７，１８と共通電極１６との間の容積の半分よりも多く、あるいは少なくすること。
【００６７】
（８）静電容量検出用粒子２０の材質として、アルミナ（密度４．０［ｇ／ｃｍ３］、比誘電率８．５）、ＳｉＣ（密度３．１６［ｇ／ｃｍ３］、比誘電率９．７），ＳｉＮ（密度３．２［ｇ／ｃｍ３］、比誘電率１１．７）、ＧａＡｓ（（密度５．３２［ｇ／ｃｍ３］、比誘電率１０．９）等を用いること。
【００６８】
前記した実施の形態から把握できる発明について以下に記載する。
〔１〕請求項２において、前記共通電極と第１の対向電極との間における前記静電容量検出用粒子の集合体積と、前記共通電極と第２の対向電極との間における前記静電容量検出用粒子の集合体積との和は、前記共通電極と第１の対向電極の間の容積と、前記共通電極と第２の対向電極の間の容積との和の半分よりも少ない傾斜検出装置。
【００６９】
〔２〕請求項２において、前記共通電極と第１の対向電極との間における前記静電容量検出用粒子の集合体積と、前記共通電極と第２の対向電極との間における前記静電容量検出用粒子の集合体積との和は、前記共通電極と第１の対向電極の間の容積と、前記共通電極と第２の対向電極の間の容積との和の半分よりも多い傾斜検出装置。
【００７０】
〔３〕請求項２及び請求項３のいずれか１項において、前記共通電極と第１の対向電極との間の静電容量を検出する第１の静電容量検出手段と、前記共通電極と第２の対向電極との間の静電容量を検出する第２の静電容量検出手段とを備え、前記第１の静電容量検出手段によって検出された静電容量と、前記第２の静電容量検出手段によって検出された静電容量との差に基づいて傾斜角度を演算する傾斜角度演算手段を備えている傾斜検出装置。
【００７１】
〔４〕前記〔３〕項において、前記傾斜角度演算手段は、式（１）に基づいて傾斜角度を演算する傾斜検出装置。
〔５〕請求項１乃至請求項３、前記〔１〕項乃至〔４〕項のいずれか１項において、静電容量検出用粒子は、球形状である傾斜検出装置。
【００７２】
〔６〕請求項１乃至請求項３、前記〔１〕項乃至〔５〕項のいずれか１項において、前記静電容量検出用粒子の密度は、前記液体の密度よりも大きい傾斜検出装置。
【００７３】
〔７〕請求項１乃至請求項３、前記〔１〕項乃至〔５〕項のいずれか１項において、前記静電容量検出用粒子の密度は、前記液体の密度よりも小さい傾斜検出装置。
【００７４】
〔８〕請求項１乃至請求項３、前記〔１〕項乃至〔７〕項のいずれか１項において、前記静電容量検出用粒子の比誘電率は、前記液体の比誘電率よりも大きい傾斜検出装置。
【００７５】
〔９〕請求項１乃至請求項３、前記〔１〕項乃至〔７〕項のいずれか１項において、前記静電容量検出用粒子の比誘電率は、前記液体の比誘電率よりも小さい傾斜検出装置。
【００７６】
〔１０〕請求項１乃至請求項３、前記〔１〕項乃至〔９〕項のいずれか１項において、第１の静電容量検出用電極と第２の静電容量検出用電極とをケース内に収容し、前記ケース内に前記液体を充填した傾斜検出装置。
【００７７】
【発明の効果】
本発明では、互いに離間して対向する第１の静電容量検出用電極と第２の静電容量検出用電極との間に介在される液体に静電容量検出用粒子を混入したので、検出精度の低下をもたらすことなく傾斜検出装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態を示し、（ａ）は一部破断斜視図。（ｂ）は正断面図。
【図２】図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図。
【図３】ブロック図。
【図４】正断面図。
【図５】（ａ）は要部拡大平断面図。（ｂ）は模式図。（ｃ）は模式図。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、式（１）の導出を説明するための簡略図。
【図７】（ａ），（ｂ）は、応答時間を説明するための簡略図。
【符号の説明】
１１…傾斜検出装置。１６…第１の静電容量検出用電極としての共通電極。１７…第２の静電容量検出用電極としての第１の対向電極。１８…第２の静電容量検出用電極としての第２の対向電極。１９…液体。２０…静電容量検出用粒子。θ…傾斜角度。
【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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