(57)【要約】【課題】  広い温度範囲で精度の高い傾斜角度の測定が可能な傾斜センサ装置を得る。【解決手段】  本発明による傾斜センサ装置では、熱膨張率の小さなセラミック系の材料から成る扁平な板材により、傾斜センサ装置の可動部を構成する支持部材(2)及び一対のシャッタ(9a,9b)を形成したので、温度変化による支持部材(2)及び一対のシャッタ(9a,9b)の垂直方向への変形、即ち反りが発生し難い。これにより、温度変化による一対のシャッタ(9a,9b)及び一対のフォトリフレクタ(10a,10b)間の距離のずれを防止できる。このため、如何なる温度環境下においても支持部材(2)及び一対のシャッタ(9a,9b)が装置の傾きに正確に追従するので、広い温度範囲で精度の高い傾斜角度の測定が可能な傾斜センサ装置が得られる。また、一対のシャッタ(9a,9b)を含めた支持部材(2)の形状が扁平であるから、より小型で且つ薄形の傾斜センサ装置を実現することが可能となる。【選択図】  図１
2005024521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動コイルと、可動コイルが固定され且つ中心軸のまわりで回動自在に支持された支持部材と、可動コイルにトルクを発生させる磁気回路と、支持部材の両端に設けられた一対のシャッタと、一対のシャッタの変位を検出し且つその検出出力を可動コイルに負帰還させる一対の検出手段とを備え、電源に対して一対の検出手段と２個の抵抗とを橋絡接続してブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路の中心に可動コイルと傾斜角測定用抵抗とを直列に接続し、傾斜角測定用抵抗の両端から傾斜角度に対応する電圧出力を取り出す傾斜センサ装置において、
熱膨張率の小さいセラミック系の材料から成る扁平な板材により支持部材及び一対のシャッタを形成したことを特徴とする傾斜センサ装置。
【請求項２】
支持部材の中央部に巻回された絶縁被覆を有する線状の導体により可動コイルを構成した請求項１に記載の傾斜センサ装置。
【請求項３】
支持部材の一方の主面及び他方の主面に形成された渦巻状の導体パターンにより可動コイルを構成した請求項１に記載の傾斜センサ装置。
【請求項４】
支持部材の複数の層に亘って形成された渦巻状の導体パターンにより可動コイルを構成した請求項１に記載の傾斜センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は傾斜センサ装置、更に詳しくは広い温度範囲で高精度の測定が可能なトルク電流変換方式のサーボ型（又はトルク平衡型）傾斜センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
傾斜センサ装置は、土木測量、車両、船舶、ロボット又は各種プラント等の幅広い分野で使用されている。
従来から構成が簡素で且つ精度の高い傾斜センサ装置として、トルク電流変換方式のサーボ型（又はトルク平衡型）傾斜センサが知られている。従来のサーボ型傾斜センサは、例えば図１２(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、可動コイル(101)と、可動コイル(101)が固定され且つ中心軸Ｏのまわりで回動自在に支持された支持部材としての支持枠(102)と、可動コイル(101)にトルクＦを発生させる磁石(113)とその周囲に配置された強磁性体(114)とで構成された磁気回路と、支持枠(102)の両端に設けられた一対のシャッタ(109a,109b)と、一対のシャッタ(109a,109b)の変位を検出し且つその検出出力を可動コイル(101)に負帰還させる一対の検出手段としてのフォトリフレクタ(110a,110b)とを備えている。図１２(Ａ)に示すように、支持枠(102)の中央から十文字状に延び出す延出部(102a)の両端には一対のボス(104)が固着され、この一対のボス(104)に可動コイル(101)が固定されると共にスパンバンド(106)の一端が固着される。スパンバンド(106)の他端は、図示しないテンションスプリングに蝋付け等により固着されて緊張され、図１２(Ｃ)に示すようにその重心Ｇから距離ｄだけ上の中心軸Ｏで可動コイル(101)を支持する。可動コイル(101)は、図１２(Ｂ)に示すように磁石(113)とその周囲に配置された強磁性体(114)とで形成される円形の間隙Ｄ中に配置される。一対のフォトリフレクタ(110a,110b)は、図１２(Ｃ)に示すように一対のシャッタ(109a,109b)に対して上側に配置され、図１３(Ａ)に示すようにそれぞれ対向するシャッタ(109a,109b)に光を照射する発光ダイオード(D1,D2)と、各発光ダイオード(D1,D2)と一対に設けられ且つシャッタ(109a,109b)からの反射光を受光するフォトトランジスタ(Tr1,Tr2)とを有する。各フォトリフレクタ(110a,110b)からそれぞれに対向するシャッタ(109a,109b)までの距離に対する各フォトリフレクタ(110a,110b)の光変換率の変化の一例を図１４に示す。距離ゼロから光変換率は急激に増加するが、或る一定の距離をピークとして、それより距離が増加すると次第に減少して行く。図１４において、このピーク値より左側を負帰還領域、右側を正帰還領域という。このサーボ型傾斜センサでは、距離の変化に対する光変換率の変化の大きい負帰還領域を利用する。また、図１３(Ａ)に示すように、電源(E)に対して一対のフォトリフレクタ(110a,110b)のフォトトランジスタ(Tr1,Tr2)と２個の抵抗(RA,RB)とを橋絡接続してブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路の中心に可動コイル(101)と傾斜角測定用抵抗(RO)とを直列に接続し、傾斜角測定用抵抗(RO)の両端から傾斜角度に対応する電圧出力ｅ0＝Ｉ・Ｒ0を取り出す。
【０００３】
上記の構成のサーボ型傾斜センサは以下のように動作する。一対のシャッタ(109)の傾斜角度がゼロで且つ水平のときは、２個の抵抗(RA,RB)及び一対のフォトリフレクタ(110a,110b)のフォトトランジスタ(Tr1,Tr2)のコレクタ−エミッタ間電圧ＶCE1、ＶCE2がそれぞれＲA＝ＲB、ＶCE1＝ＶCE2の関係を満足するので、可動コイル(101)には何れの方向にも電流は流れない。このとき、一対のフォトリフレクタ(110a,110b)のフォトトランジスタ(Tr1,Tr2)には同じ値の電流が流れてバランスしているが、少しでも本体が傾斜すればバランスが崩れ、可動コイル(101)にはフォトトランジスタ(Tr1,Tr2)のコレクタ−エミッタ間電圧ＶCEの低い方向に電流が流れる。このとき、ブリッジ回路の中心に可動コイル(101)と直列に接続された傾斜角測定用抵抗(RO)の両端の電圧ｅ0はｅ0＝ＶCE2−ＶCE1となる。ここで、本体が右側に傾斜した場合、右側のシャッタ(109b)が右側のフォトリフレクタ(110b)の端面Ｓ2に接近すると共に、左側のシャッタ(109a)が左側のフォトリフレクタ(110a)の端面Ｓ1から離れ、それらの光変換率が図１５に示すように変化する。これにより、図１３(Ａ)に示すように、右側のフォトリフレクタ(110b)のフォトトランジスタ(Tr2)のコレクタ−エミッタ間電圧ＶCE2が上昇し、左側のフォトリフレクタ(110a)のフォトトランジスタ(Tr1)のコレクタ−エミッタ間電圧ＶCE1が低下するので、フォトトランジスタ(Tr2)を流れる電流Ｉ1'が低下すると共に、フォトトランジスタ(Tr1)を流れる電流Ｉ2'は増加する。このため、図１３(Ｄ)に示すように抵抗(RB)を流れる電流Ｉ'は可動コイル(101)及び傾斜角測定用抵抗(RO)を介して電位の低いフォトトランジスタ(Tr1)側を正方向に流れ、可動コイル(101)は右振れ方向のトルクＦを生じる。然るに、右側のシャッタ(109b)が右側のフォトリフレクタ(110b)から押し戻され、この電流によるトルクＦと可動コイル(101)の傾斜によるトルクＦ'とがバランスするまで追従し、静止する。本体の傾斜が続く限り、可動コイル(101)に平衡電流Ｉ'が流れ続け、傾斜角測定用抵抗(RO)の両端子間には傾斜角度に対応する電圧ｅ0＝Ｉ'・Ｒ0が出力される。逆に、本体が左側に傾斜したときは、図１３(Ｂ)及び(Ｃ)に示すように前記とは逆向きの平衡電流Ｉが可動コイル(101)に流れ、傾斜角測定用抵抗(RO)の両端には傾斜角度に対応する電圧ｅ0＝Ｉ・Ｒ0が出力される。
【０００４】
上記のサーボ型傾斜センサでは、可動コイル(101)のセンサ本体に対する回動の検出に、可動コイル(101)に固定された支持枠(102)及び支持枠(102)の両端から対称に延びる一対のシャッタ(109a,109b)で構成された水平振子を用いたので、その高さを極めて低くしてコンパクトな傾斜センサ装置を実現することができる。また、一対のフォトリフレクタ(110a,110b)を一対のシャッタ(109a,109b)の上側及び下側に配置すれば、センサ自身の出力を大きくできるので、電子回路による温度ドリフトの影響を受け難くなるだけでなく、センサ自体もトルク電流変換方式であるため、外部磁場の影響を受け難く、安定してほぼ１秒の分解能を実現することができる。以上で述べたサーボ型傾斜センサの構成と類似の構成を有する傾斜センサ装置は、例えば下記の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特許第２６２２６１９号公報（第８頁、第７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のサーボ型傾斜センサでは、水平振子を構成する支持枠(102)及び一対のシャッタ(109a,109b)が燐青銅板により凸形状に形成されているため、周囲温度が上昇すると燐青銅板が膨張して図１６(Ａ)に示すような熱変形を生じ、逆に周囲温度が低下すると燐青銅板が収縮して図１６(Ｂ)に示すような熱変形を生じる（燐青銅板の熱膨張率：１７×１０-6[/℃]）。これにより、周囲温度の変化に対して一対のシャッタ(109a,109b)とそれぞれに対向する各フォトリフレクタ(110a,110b)との間隙ＬA,ＬBに誤差が生じるので、各フォトリフレクタ(110a,110b)の距離特性における動作点のずれが発生する。このため、各フォトリフレクタ(110a,110b)の温度特性におけるオフセット領域が広がるので、周囲温度の変化により傾斜角度の測定精度が低下する問題点が発生した。
【０００６】
そこで、本発明は広い温度範囲で精度の高い傾斜角度の測定が可能な傾斜センサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による傾斜センサ装置は、可動コイル(1)と、可動コイル(1)が固定され且つ中心軸(O)のまわりで回動自在に支持された支持部材(2)と、可動コイル(1)にトルクを発生させる磁気回路(13,14)と、支持部材(2)の両端に設けられた一対のシャッタ(9a,9b)と、一対のシャッタ(9a,9b)の変位を検出し且つその検出出力を可動コイル(1)に負帰還させる一対の検出手段(10a,10b)とを備え、電源(E)に対して一対の検出手段(10a,10b)と２個の抵抗(RA,RB)とを橋絡接続してブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路の中心に可動コイル(1)と傾斜角測定用抵抗(RO)とを直列に接続し、傾斜角測定用抵抗(RO)の両端から傾斜角度に対応する電圧出力ｅOを取り出す。この傾斜センサ装置では、熱膨張率の小さいセラミック系の材料から成る扁平な板材により支持部材(2)及び一対のシャッタ(9a,9b)を形成する。
【０００８】
温度変化による支持部材(2)及び一対のシャッタ(9a,9b)の垂直方向への変形、即ち反りが発生し難いため、温度変化による一対のシャッタ(9a,9b)及び一対の検出手段(10a,10b)間の距離のずれを防止できると共に、一対の検出手段(10a,10b)の距離特性における動作点のずれが生じない。したがって、如何なる温度環境下においても一対のシャッタ(9a,9b)と一対の検出手段(10a,10b)との間隔がほぼ一定に保持されるので、支持部材(2)及び一対のシャッタ(9a,9b)が装置の傾きに正確に追従する。このため、広い温度範囲で精度の高い傾斜角度の測定が可能な傾斜センサ装置が得られる。また、一対のシャッタ(9a,9b)を含めた支持部材(2)の形状が扁平であるから、より小型で且つ薄形の傾斜センサ装置を実現することができる。
【０００９】
本発明の一実施の形態では、支持部材(2)の中央部に巻回された絶縁被覆を有する線状の導体により可動コイル(1)を構成する。また、本発明の変更実施の形態では、支持部材(2)の一方の主面及び他方の主面に形成された渦巻状の導体パターン(21a,21b)により可動コイル(1)を構成する。この場合、プリント配線基板等の製造技法をそのまま適用できるので、可動コイル(1)を支持部材(2)上に容易に形成でき、傾斜センサ装置の製造工程を簡素化できる。また、可動コイル(1)を構成する導体パターン(21a,21b)を渦巻形状にすることにより、支持部材(2)を更に薄形化することができる。更に、本発明の変更実施の別の形態では、支持部材(2)の複数の層に亘って形成された渦巻状の導体パターン(21a,21b)により可動コイル(1)を構成する。この場合、多層プリント配線基板の製造技法を適用して可動コイル(1)の巻数を増加させることができるので、装置傾斜時に可動コイル(1)に流れる平衡電流を大きくすることが可能となる。これにより、傾斜角測定用抵抗(RO)の両端に発生する電圧出力ｅOが増加するので、傾斜センサ装置の検出感度を更に向上できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、熱膨張率の小さいセラミック系の材料から成る扁平な板材により、傾斜センサ装置の可動部を構成する支持部材及び一対のシャッタを形成したので、温度変化による一対のシャッタ及び一対の検出手段間の距離のずれを防止できる。このため、如何なる温度環境下においても支持部材及び一対のシャッタが装置の傾きに正確に追従するので、広い温度範囲で精度の高い傾斜角度の測定が可能な傾斜センサ装置が得られる。したがって、傾斜センサ装置を様々な温度環境下に適応させることが可能である。また、一対のシャッタを含めた支持部材の形状が扁平であるから、より小型で且つ薄形の傾斜センサ装置を容易に実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による傾斜センサ装置の４つの実施の形態を図１〜図１１に基づいて説明する。
本発明の傾斜センサ装置は、図１に示すように、例えばアルミナ(Al2O3)磁器又は窒化硼素(BN)焼結体等の熱膨張率の小さな（Al2O3：８×１０-6[/℃]、BN：４.８×１０-6[/℃]）セラミック系の材料から成る扁平な板材により、支持部材(2)及び一対のシャッタ(9a,9b)を形成した点に特徴がある。
【実施例１】
【００１２】
本発明の一実施の形態を示す実施例１の傾斜センサ装置では、図１に示すように、支持部材(2)の中央部にポリウレタン等の樹脂で絶縁被覆された導線が巻装され、可動コイル(1)を形成する。支持部材(2)の表面及び裏面には電磁制動用の導体パターン(20)がそれぞれループ状に形成されている。なお、点線は裏面に形成される導体パターン(20)を示し、実線及びハッチングで示す表面の導体パターン(20)と電気的に接続されて短絡回路を形成する。これにより、図６に示す一対の磁石(13)及びフレーム(14)の枠部(14b)で構成される磁気回路を通る磁束内に配置された支持部材(2)が右側又は左側に振れると、導体パターン(20)に逆起電力が発生して可動コイル(1)を含む電気回路に電流が誘導され、支持部材(2)の振れを妨げる方向の制動トルクが発生する。支持部材(2)の両側部には２つの突起(2a)がそれぞれ設けられ、それらの表面及び裏面に可動コイル(1)の始端及び終端を電気的に接続する導体パターンが形成されている。支持部材(2)の両側部には２枚１組のバンド圧着板(7)が装着され、各バンド圧着板(7a,7b)に設けられた２つの孔(71)に支持部材(2)の各突起(2a)が嵌入される。白金(Pt)−ニッケル(Ni)合金から成るスパンバンド(6)の一端が蝋付け等により一方のバンド圧着板(7a)の取付片(73)に固着され、各バンド圧着板(7a,7b)に設けられた折曲部(74)の間にスパンバンド(6)が挟持される。他方のバンド圧着板(7b)から絶縁板(3)を介してボス(4)の円筒部(41)にスパンバンド(6)を挿通した後、一方のバンド圧着板(7a)の両側から延出する２本の舌片(72)を内側に折り曲げることにより、絶縁板(3)及びボス(4)が他方のバンド圧着板(7b)に固着される。以上のようにして組み立てられた傾斜センサ装置の可動部は図２に示すフレーム(14)の枠部(14b)内に配置され、更にフレーム(14)の枠部(14b)に固定された一対の磁石(13)の磁極間に可動コイル(1)が固着された支持部材(2)が図５及び図６に示すように配置される。これと共に、ボス(4)の円筒部(41)に挿通されたスパンバンド(6)は更に図２に示すフレーム(14)の枠部(14b)の中心孔(14d)に挿通される。
【００１３】
図２に示すように、軟鉄等の強磁性体から成る板材をプレス加工して成るフレーム(14)は、円板形状の基部(14a)と、基部(14a)の中央にロ字形状に形成された枠部(14b)と、枠部(14b)の中央から両側に翼状に延び出す一対の延出部(14c)と、枠部(14b)の両端に穿設された中心孔(14d)と、基部(14a)の外周縁から直角に延出し且つカバー取付用の切欠が形成された４つのブラケット(14e)と、枠部(14b)の近傍に基部(14a)から張り出して形成されたゼロ調整装置取付部(14f)と、ゼロ調整装置取付部(14f)に穿設された取付孔(14g)とを有する。フレーム(14)の枠部(14b)の内側には希土類金属とコバルト系合金（例えばサマリウム(Sm)−コバルト(Co)系等）から成る一対の磁石(13)が固定され、磁気回路を形成する。フレーム(14)の枠部(14b)の中心孔(14d)には、燐青銅板をプレス加工して成る一対のバネホルダ(8a,8b)が図５及び図６に示すように嵌着される。各バネホルダ(8a,8b)は、中心にスパンバンド(6)を挿通する貫通孔が穿設された円板状の基部から直角方向に延び出す４本の爪(81)と、４本の爪(81)とは反対方向に貫通孔から円筒状に延び出し且つ図１に示す可動部のボス(4)の円筒部(41)を受ける軸受部(82)とを有し、更に一方のバネホルダ(8a)の１本の爪(81)に対してゼロ調整用爪(83)が直角に延出する。各バネホルダ(8a,8b)の４本の爪(81)の内側には、ガラス−エポキシ樹脂から成るバネ絶縁板(12)を介してベリリウム銅(Cu-Be)から成るテンションスプリング(5)が配置され、一端に鍔部を有する円筒状のブッシュ(19)をそれぞれの中心に穿設された貫通孔に圧入することにより、バネ絶縁板(12)及びテンションスプリング(5)が各バネホルダ(8a,8b)に固着される。これと共に、図６に示すように各バネホルダ(8a,8b)、バネ絶縁板(12)及びテンションスプリング(5)の各貫通孔とブッシュ(19)の空洞内にスパンバンド(6)が挿通され、その他端が付勢された状態のテンションスプリング(5)に蝋付け等により固着され、或る程度の張力をもって緊張される。フレーム(14)の延出部(14c)の下面には、それぞれスペーサ(11)を介して一対のフォトリフレクタ(10a,10b)が配置され、図７及び図８に示すように各フォトリフレクタ(10a,10b)のリード端子(22)が配線基板(15)の図示しない配線パターンに半田付け等により固着される。なお、本実施の形態で使用する各フォトリフレクタ(10a,10b)は、図１２に示す各フォトリフレクタ(110a,110b)とほぼ同等の構成及び電気的特性を有する。
【００１４】
図３に示すように、フレーム(14)のゼロ調整装置取付部(14f)にはゼロ調整装置(17)が装着される。ゼロ調整装置(17)は、ゼロ調整ねじ(17a)と、ゼロ調整ねじ(17a)に螺合する駒(17b)と、駒(17b)に固着され且つ一方のバネホルダ(8a)のゼロ調整用爪(83)と係合するゼロ調整アーム(17c)と、フレーム(14)のゼロ調整装置取付部(14f)の取付孔(14g)に遊嵌され且つゼロ調整ねじ(17a)の端部に螺着される半固定ブッシュ(17d)とで構成される。このゼロ調整装置(17)は、ゼロ調整ねじ(17a)を回動させると、駒(17b)が上下方向に移動してゼロ調整アーム(17c)に係合する一方のバネホルダ(8a)が回動し、テンションスプリング(5)に固着されたスパンバンド(6)の捩れによって支持部材(2)が右側又は左側に傾斜するので、傾斜センサ装置を水平でない面に設置した場合等のゼロ調整、即ち電源(E)を投入しない状態において一対のフォトリフレクタ(10a,10b)の各端面とそれらに対向する一対のシャッタ(9a,9b)の対向面とを平行にすることができる。
【００１５】
図１に示す可動部及び図３に示すゼロ調整装置(17)が取り付けられたフレーム(14)は、図４に示すように固定用孔(18b)を有する地板(18)の主面に固定される。但し、図４では全体的な構成を明瞭に示すため、図１に示す可動部、図３に示すゼロ調整装置(17)、スパンバンド(6)、フレーム(14)に装着される一対のバネホルダ(8a,8b)、バネ絶縁板(12)、テンションスプリング(5)及びブッシュ(19)の図示を省略している。フレーム(14)の枠部(14b)及び延出部(14c)の上面には、ゼロ調整孔(15a)を有するアルミナ磁器製の配線基板(15)が固着される。図示は省略するが、配線基板(15)の主面には図１３(Ａ)に示す２個の抵抗(RA,RB)及び傾斜角測定用抵抗(RO)が実装され、更に外付けの可動コイル(1)と各フォトリフレクタ(10a,10b)の発光ダイオード(D1,D2)及びフォトトランジスタ(Tr1,Tr2)とを電気的に接続してブリッジ回路を構成する配線パターンが形成されている。ゼロ調整孔(15a)には、ゼロ調整装置(17)を構成するゼロ調整ねじ(17a)のねじ頭が配置される。フレーム(14)の４つのブラケット(14e)に形成された切欠には、図５に示すようにプレス等によりカバー(16)に形成された４つの凸片(16a)が係止し、これによりカバー(16)がフレーム(14)に固定される。カバー(16)の上面には信号引出口(16b)が形成され、配線基板(15)からの各種信号の入出力線が引き出される。
【００１６】
以上のようにして組み立てが完了した傾斜センサ装置において、内部機構を明瞭に示すためにフレーム(14)の枠部(14b)の上半分及びカバー(16)の凸片(16a)から上の部分を切り取った場合の平面図を図５に示す。図５において、破線部分は切り取られたフレーム(14)の枠部(14b)の上半分の構成を示し、それ以外は隠蔽部分を示す。図６は、組み立てが完了した傾斜センサ装置を図５に示すＡ−Ａ線に沿って切断した場合の右側の断面図を示す。図７は、組み立てが完了した傾斜センサ装置をゼロ調整装置(17)側を正面として見た場合の正面図を示す。図８は、組み立てが完了した傾斜センサ装置を図７とは反対の側から見た場合の背面図を示す。但し、図７及び図８では、内部機構を明瞭に示すためにカバー(16)は断面で示した。なお、実施例１の傾斜センサ装置の電気的構成及び基本的な動作は図１２に示す従来の傾斜センサ装置とほぼ同様であるから、説明は省略する。
【００１７】
実施例１では、熱膨張率の小さなアルミナ磁器又は窒化硼素焼結体等から成る扁平な板材により、可動部を構成する支持部材(2)及び一対のシャッタ(9a,9b)を形成したので、温度変化による支持部材(2)及び一対のシャッタ(9a,9b)の垂直方向への変形、即ち反りが発生し難い。このため、温度変化による一対のシャッタ(9a,9b)と一対のフォトリフレクタ(10a,10b)との間の距離のずれを防止でき、それ故に一対のフォトリフレクタ(10a,10b)の距離特性における動作点のずれが生じない。したがって、如何なる温度環境下においても一対のシャッタ(9a,9b)と一対のフォトリフレクタ(10a,10b)との間隔がほぼ一定に保持されるので、支持部材(2)及び一対のシャッタ(9a,9b)が装置の傾きに正確に追従する。よって、広い温度範囲で精度の高い傾斜角度の測定が可能な傾斜センサ装置が得られる。また、一対のシャッタ(9a,9b)を含めた支持部材(2)の形状が扁平であるから、より小型で且つ薄形の傾斜センサ装置を実現することが可能となる。
【実施例２】
【００１８】
実施例１は変更が可能である。例えば、図９に示す実施例２は、支持部材(2)の表面及び裏面に形成された渦巻状の導体パターン(21a,21b)により可動コイル(1)を構成した実施の形態を示す。図９に示す実施例２において、実線で示す渦巻状の導体パターン(21a)は支持部材(2)の表面に形成され、破線で示す渦巻状の導体パターン(21b)は支持部材(2)の裏面に形成される。支持部材(2)の表面に形成された導体パターン(21a)の始端は突起(2a)の表面に形成された導体パターンに電気的に接続され、同導体パターン(21a)の終端は支持部材(2)の表面と裏面とを連絡する第１の導体ホール(2b)に電気的に接続される。一方、支持部材(2)の裏面に形成された導体パターン(21b)の始端は第２の導体ホール(2c)及び同一面に形成された第１の接続パターン(2d)を介して第１の導体ホール(2b)に電気的に接続され、同導体パターン(21b)の終端は第３の導体ホール(2e)及び表面に形成された第２の接続パターン(2f)を介して突起(2a)の表面に形成された導体パターンに電気的に接続される。実施例２では、プリント配線基板の製造技法を適用することにより、可動コイル(1)を支持部材(2)上に容易に形成できるので、傾斜センサ装置の製造工程を簡素化することが可能となる。また、可動コイル(1)を構成する導体パターン(21a,21b)を渦巻形状にすることにより、支持部材(2)を更に薄形にすることが可能となる。
【実施例３】
【００１９】
図１０(Ａ)〜(Ｃ)に示す実施例３は、支持部材(2)の三つの層に亘って形成された渦巻状の導体パターン(21a,21b)により可動コイル(1)を構成した実施の形態を示す。図１０(Ａ)〜(Ｃ)に示す実施例３において、実線で示す渦巻状の導体パターン(21a)は支持部材(2)の第１の層〜第３の層の各表面に形成され、破線で示す渦巻状の導体パターン(21b)は支持部材(2)の第１の層〜第３の層の各裏面に形成される。図１０(Ａ)に示すように、支持部材(2)の第１の層の表面に形成された導体パターン(21a)の始端Ａは第１の層の突起(2a)の表面に形成された導体パターンに電気的に接続され、同導体パターン(21a)の終端Ｂは第１の層の表面と裏面とを連絡する導体ホール及び裏面に形成された接続パターンを介して第１の層の裏面に形成された導体パターン(21b)の始端Ｃに電気的に接続される。第１の層の裏面の導体パターン(21b)の終端Ｄは、図１０(Ｂ)に示すように、支持部材(2)の第２の層の表面の接続ホールＥ、同一面に形成された接続パターン及び第２の層の表面と裏面とを連絡する導体ホールを介して第２の層の裏面に形成された導体パターン(21b)の始端Ｆに電気的に接続される。第２の層の裏面の導体パターン(21b)の終端Ｇは、第２の層の表面と裏面とを連絡する導体ホール、表面に形成された接続パターン、導体ホールＨ、裏面に形成された接続パターン及び第２の層の表面と裏面とを連絡する導体ホールを介して第２の層の表面に形成された導体パターン(21a)の始端Ｉに電気的に接続される。第２の層の表面の導体パターン(21a)の終端Ｊは、図１０(Ｃ)に示すように、支持部材(2)の第３の層の表面に形成された導体パターン(21a)の始端Ｋに電気的に接続される。第３の層の表面の導体パターン(21a)の終端Ｌは、第３の層の表面と裏面とを連絡する導体ホール及び裏面に形成された接続パターンを介して第３の層の裏面に形成された導体パターン(21b)の始端Ｍに電気的に接続される。第３の層の裏面の導体パターン(21b)の終端Ｎは、第３の層の表面と裏面とを連絡する導体ホール、表面に形成された接続パターン、導体ホール及び裏面に形成された接続パターンを介して第３の層の突起(2a)の裏面に形成された導体パターンＯに電気的に接続される。
【実施例４】
【００２０】
また、図１１(Ａ)〜(Ｅ)に示す実施例４は、図１０(Ａ)〜(Ｃ)に示す渦巻状の導体パターン(21a,21b)を形成する順序を変更した実施の形態を示す。図１１(Ａ)〜(Ｅ)に示す実施例４では、図１１(Ａ)に示す支持部材(2)の第１の層の表面に形成された渦巻状の導体パターン(21a)の始端Ａが第１の層の突起(2a)の表面に形成された導体パターンに電気的に接続され、同導体パターン(21a)の終端Ｂが図１１(Ｂ)に示す支持部材(2)の第２の層の表面に形成された渦巻状の導体パターン(21a)の始端Ｃに電気的に接続される。第２の層の表面の導体パターン(21a)の終端Ｄは、図１１(Ｃ)に示す支持部材(2)の第３の層の表面に形成された渦巻状の導体パターン(21a)の始端Ｅに電気的に接続される。第３の層の表面の導体パターン(21a)の終端Ｆは、第３の層の表面と裏面とを連絡する導体ホール、裏面に形成された接続パターンを介して第３の層の裏面に形成された渦巻状の導体パターン(21b)の始端Ｇに電気的に接続される。第３の層の裏面の導体パターン(21b)の終端Ｈは、図１１(Ｄ)に示す支持部材(2)の第４の層の裏面に形成された渦巻状の導体パターン(21b)の始端Ｉに電気的に接続される。第４の層の裏面の導体パターン(21b)の終端Ｊは、図１１(Ｅ)に示す支持部材(2)の第５の層の裏面に形成された渦巻状の導体パターン(21b)の始端Ｋに電気的に接続される。第５の層の裏面の導体パターン(21b)の終端Ｌは、第５の層の表面と裏面とを連絡する導体ホール、表面に形成された接続パターン、導体ホール、裏面に形成された接続パターンを介して第５の層の突起(2a)の裏面に形成された導体パターンＭに電気的に接続される。
【００２１】
実施例３及び４の何れにおいても、多層プリント配線基板の製造技法を適用して支持部材(2)の三つの層に亘って渦巻状の導体パターン(21a,21b)を形成して可動コイル(1)を構成したので、実施例２に比較して可動コイル(1)の巻数をほぼ３倍に増加させることができる。これにより、装置傾斜時に可動コイル(1)に流れる平衡電流が大きくなり、傾斜角測定用抵抗(RO)の両端に発生する電圧出力ｅOが増加するので、傾斜センサ装置の検出感度を更に向上することが可能である。
【００２２】
本発明の実施態様は前記４つの実施例１〜４に限定されず、更に種々の変更が可能である。例えば、上記の各実施例１〜４では一対のシャッタ(9a,9b)に対して上側に一対のフォトリフレクタ(10a,10b)を設けたが、下側にもう一対のフォトリフレクタを設けると共にもう一つのブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路を既存のブリッジ回路と並列に接続することにより、フォトリフレクタの検出出力を増加させてもよい。この場合は、フォトリフレクタの検出出力の演算回路等を構成する電子回路の温度ドリフトによる影響を最小限に抑え、高い分解能が得られる利点がある。また、実施例３及び４では支持部材(2)の三つの層に亘って渦巻状の導体パターン(21a,21b)を形成して可動コイル(1)を構成したが、三つの層に限定することなく、四つ以上の層に亘って渦巻状の導体パターン(21a,21b)を形成して可動コイル(1)を構成することも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による傾斜センサ装置を構成する可動部の一実施の形態を示す組立斜視図（実施例１）
【図２】本発明の傾斜センサ装置を構成するフレーム固定部を示す組立斜視図
【図３】ゼロ調整装置の構成を示す組立斜視図
【図４】本発明の傾斜センサ装置の組立斜視図
【図５】本発明の傾斜センサ装置の内部機構を示す平面図
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う側断面図
【図７】図５の正面図
【図８】図５の背面図
【図９】図１の変更実施の形態を示す平面図（実施例２）
【図１０】図９の巻線パターンを三層とした場合の実施の形態を示す斜視図（実施例３）
【図１１】図１０の変更実施の形態を示す斜視図（実施例４）
【図１２】従来の傾斜センサ装置の構成を示す部分図
【図１３】図１２の電気回路図
【図１４】図１２のフォトリフレクタの距離−光変換率特性を示すグラフ
【図１５】図１２のシャッタと図１４のグラフとの関係を示す説明図
【図１６】図１２のシャッタの熱変形の様子を示す正面図
【符号の説明】
【００２４】
(1,101)・・可動コイル、  (2)・・支持部材、  (2a)・・突起、  (2b,2c,2e)・・第１〜第３の導体ホール、  (2d,2f)・・第１、第２の接続パターン、  (3)・・絶縁板、  (4,104)・・ボス、  (41)・・円筒部、  (5)・・テンションスプリング、  (6,106)・・スパンバンド、  (7,7a,7b)・・バンド圧着板、  (71)・・孔、  (72)・・舌片、  (73)・・取付片、  (74)・・折曲部、  (8a,8b)・・バネホルダ、  (81)・・爪、  (82)・・軸受部、  (83)・・ゼロ調整用爪、  (9a,9b,109a,109b)・・シャッタ、  (10a,10b,110a,110b)・・フォトリフレクタ（検出手段）、  (11)・・スペーサ、  (12)・・バネ絶縁板、  (13,113)・・磁石、  (14)・・フレーム、  (14a)・・基部、  (14b)・・枠部、  (14c)・・延出部、  (14d)・・中心孔、  (14e)・・ブラケット、  (14f)・・ゼロ調整装置取付部、  (14g)・・取付孔、  (15)・・配線基板、  (15a)・・ゼロ調整孔、  (16)・・カバー、  (16a)・・凸片、  (16b)・・信号引出口、  (17)・・ゼロ調整装置、  (17a)・・ゼロ調整ねじ、  (17b)・・駒、  (17c)・・ゼロ調整アーム、  (17d)・・半固定ブッシュ、  (18)・・地板、  (18a)・・固定用孔、  (19)・・ブッシュ、  (20,21a,21b)・・導体パターン、  (22)・・リード端子、  (102)・・支持枠（支持部材）、  (102a)・・延出部、  (114)・・強磁性体、
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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