(57)【要約】【課題】本発明は、ケーシングに設けるサーボ加速度計の取付角度を４５°傾けて設けることにより、大きい検出角度となった場合でも検出精度を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明による傾斜角度検出器は、ケーシング(20)内に設けられたサーボ加速度計(22)の取付角度を、加速度の検出角度方向（θ）とは逆方向に４５°傾けて配設した構成である。【選択図】図１
2007101478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング(20)内に設けられたサーボ加速度計(22)の振り子(21)の加速度による偏位を、前記振り子(21)の両側に設けられた検出用コンデンサ(6,7)の静電容量の変化により検出し、前記振り子(21)の偏位を零にするための偏位零復帰手段(40)を有するように構成した傾斜角度検出器において、
前記ケーシング(20)内に設けられた前記サーボ加速度計(22)の取付角度を、前記加速度の検出角度方向(θ)とは逆方向に４５°傾けて配設したことを特徴とする傾斜角度検出器。
【請求項２】
前記偏位零復帰手段(40)は、トルカコイルよりなることを特徴とする請求項１記載の傾斜角度検出器。
【請求項３】
前記偏位零復帰手段(40)は、前記静電容量の変化量に応じた静電引力を前記各検出用コンデンサにＤＣ電圧として印加することにより前記振り子(21)の偏位を零とする構成としたことを特徴とする請求項１記載の傾斜角度検出器。
【請求項４】
前記振り子(21)にはヒンジ(21e)が形成され、前記振り子(21)の両側面には導電体からなる振り子用電極(61,62)が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の傾斜角度検出器。
【請求項５】
前記サーボ加速度計(22)の前記振り子(21)は、ガラス体(60)よりなり、前記ガラス体(60)の両側部に前記振り子用電極(61,62)が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の傾斜角度検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜角度検出器に関し、特に、ケーシング内に設けたサーボ加速度計の取付角度を速度の検出角度方向とは逆方向に４５°傾けて配設することにより、加速度の検出角（傾斜角）が６０°以上の大きい角度となった場合でも、加速度計の検出精度を向上させるための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の傾斜角度検出器としては、例えば、特許文献１に開示されている構成を挙げることができる。
すなわち、図５に示されるように全体形状が箱形をなすケーシング２０の内底面２０Ａ上には振り子２１を有するサーボ加速度計２２がこの内底面２０Ａの面に対して直交して配設されていることにより傾斜角度検出器３０が構成されている。
【０００３】
前記サーボ加速度計２２は、図７に示すように構成されている。
すなわち、図７において符号１で示されるものは加速度検出用素子部であり、この加速度検出用素子部１は、ヒンジ２を介して左右に揺動可能なマス部３と、このマス部３の両側に離間して設けられた１対の電極４，５により形成された第１、第２検出用コンデンサ６，７とから構成されている。
【０００４】
前記マス部３には、電源部８からの直流電源８ａが供給され、各電極４，５には各検出用コンデンサ６，７の容量変化を検出する検出部９が接続され、この検出部９には制御部１０が接続されている。
前記制御部１０から出力されるＤＣ電圧１０ａは、前記各検出用コンデンサ６，７に印加されるように構成されている。
【０００５】
次に、動作について説明する。図７の状態において、加速度が印加されると、この加速度に応じてマス部３が左右何れかの方向に揺動し、各検出用コンデンサ６，７の静電容量が変化し、この静電容量の変化量に応じた静電引力が、ＤＣ電圧１０ａとして各検出用コンデンサ６，７に印加されることによって静電引力によりマス部３の移動が零位置へサーボ駆動され、このＤＣ電圧１０ａが前記零位置へ復帰させるための偏位零復帰手段４０を形成している。
この時のＤＣ電圧１０ａのレベルは加速度に比例するため、このＤＣ電圧１０ａの電圧レベルを検出することによって加速度の大きさを検出することができる。また、前述の場合は、ＤＣ電圧を検出用コンデンサ６，７に印加してサーボ駆動を行った従来例であるが、他の従来例としては、図示していないが、トルカコイルに電流を流して零位置へサーボ駆動する構成を用いられており、その電流値が印加された加速度に比例している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の傾斜角度検出器は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、傾斜角度検出器のケーシングの内底面にサーボ加速度計が垂直に設けられているため、傾斜計として使用する場合、振り子の傾斜角をθ〔°〕サーボ加速度計が検出する重力加速度をｇ〔Ｇ〕とすると、図６で示されるようにｓｉｎθ＝ｇの関係より、θを求めることができるが、加速度の傾斜角が大きくなると、サーボ加速度計の出力誤差が角度検出精度に影響し、例えば、サーボ加速度計の誤差が±２ｍＧあると、θ＝７５°では、±０．４５°の誤差を生じることになっていた。
すなわち、サーボ加速度計の検出角度が０°〜９０°の範囲において、前述のようにサーボ加速度計がケーシングの内底面の面に対して垂直に設けられた状態で、加速度の傾斜角が大きくなると、振り子の追従性が低下し、前述の誤差を避けることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による傾斜角度検出器は、ケーシング内に設けられたサーボ加速度計の振り子の加速度による偏位を、前記振り子の両側に設けられた検出用コンデンサの静電容量の変化により検出し、前記振り子の偏位を零にするための偏位零復帰手段を有するように構成した傾斜角度検出器において、前記ケーシング内に設けられた前記サーボ加速度計の取付角度を、前記加速度の検出角度方向とは逆方向に４５°傾けて配設した構成であり、また、前記偏位零復帰手段は、トルカコイルよりなる構成であり、また、前記偏位零復帰手段は、前記静電容量の変化量に応じた静電引力を前記各検出用コンデンサにＤＣ電圧として印加することにより前記振り子の偏位を零とする構成であり、また、前記振り子にはヒンジが形成され、前記振り子の両側面には導電体からなる振り子用電極が形成されている構成であり、また、前記サーボ加速度計の前記振り子は、ガラス体よりなり、前記ガラス体の両側部に前記振り子用電極が設けられている構成である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による傾斜角度検出器は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、振り子を有するサーボ加速度計が、ケーシングの内底面の面上において、検出角度方向とは逆方向に４５°傾けて設置しているため、検出角度に対して−４５°傾けた状態となり、大きい検出角度（６０°以上）に対して、検出精度を大幅に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】
【００１０】
本発明は、ケーシング内に設けたサーボ加速度計の取付角度を加速度の検出角度方向とは逆方向に４５°傾けて配設することにより、加速度の検出角（傾斜角）が６０°以上の大きい角度となった場合でも、加速度計の検出精度を向上させるようにした傾斜角度検出器を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１１】
以下、図面と共に本発明による傾斜角度検出器の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を用いて説明する。
図１において符号２０で示されるものは傾斜角度検出器３０の全体形状が箱形をなすケーシングであり、このケーシング２０にはボルト２０ａにより蓋体４１が設けられている。
【００１２】
前記サーボ加速度計２２は、前記ケーシング２０の内底面２０Ａの面上に、この面に対して４５°の角度で傾斜して設けられ、前記振り子２１も前記内底面２０Ａの垂直面２０ｂに対して４５°傾斜して設けられ、従来の図５の振り子２１の位置に対して４５°傾斜して配設されている。
【００１３】
前記傾斜角度４５°は、前記サーボ加速度計２２を加速度の検出角度方向θとは逆方向に４５°傾けて設置されており、検出角度方向θに対して−４５°傾けた位置に設置されている。
前記ケーシング２０内に設けられたプリント基板４２上には、回路部４３が設けられている。
【００１４】
前記サーボ加速度計２２は、図２で示されるように構成され、センサ部５０の振り子２１は、ヒンジ２１ｅを有し、その上部２１ｆは固定部２１ｇに固定されている。
前記振り子２１は、例えば、ガラス体６０で形成され、このガラス体６０の両側部に薄板状の振り子用電極６１，６２が形成されている。
【００１５】
前記振り子２１の両側部の外側位置には、一対の電極４，５が前記各振り子用電極６１，６２からわずかに離間した状態でエアギャップを形成した状態で配設されている。
前記電極４と振り子用電極６１とによりエアギャップの空気を誘電体とした第１検出用コンデンサ６を形成し、前記電極５と振り子用電極６２とによりエアギャップの空気を誘電体とした第２検出用コンデンサ７を形成している。
【００１６】
前記各検出用コンデンサ６，７は変位検出部７０に接続され、この変位検出部７０からの出力７０ａはデモジュレータ７１及びサーボアンプ７２から読取抵抗７３を介して、前記振り子２１の各振り子用電極６１，６２に隣接して設けられ周知の巻線型のトルカからなる偏位零復帰手段４０に接続されている。
【００１７】
次に、動作について説明する。図２で示すサーボ加速度計２２が、図１又は図３で示されるケーシング２０内で４５°傾斜した状態で配設されて、図示しない被検出装置に取付けられた状態において、加速度が外部から印加されると、この加速度に応じて振り子２１がヒンジ部２１ｅを中心として左右何れかの方向に揺動し、各検出用コンデンサ６，７の静電容量が変化し、この変化が前記変位検出部７０で検出され、その出力７０ａがデモジュレータ７１、サーボアンプ７２及び読取抵抗７３を介して前記偏位零復帰手段４０に電流が印加される。
【００１８】
前記変化は、前記振り子２１の偏位であり、この偏位を用いて前記偏位零復帰手段４０に電流を流し、前記振り子２１が平衡（すなわち、各検出用コンデンサ６，７の静電容量が等しくなる偏位が零となる状態）を保つようにしている。
【００１９】
従って、前述の偏位零復帰手段４０へ印加する電流値を検出することにより、加速度を測定することができる。
前記振り子２１は、図４に示されるように、地面８０と水平になった時、重力加速度１Ｇを示し、垂直の時に０Ｇとなる。
従って、振り子２１が地面８０に対して垂直な状態から水平状態に変化する間に、この時の加速度の姿勢（傾き）をsin θ＝ｇで算出することができる。
【００２０】
尚、本発明における偏位零復帰手段４０については、図２の前記トルカ−方式のみに限ることなく、図７の印加電圧１０ａを用いた方式とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、傾斜角度の検出において、各種自動機、航空機、慣性装置等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による傾斜角度検出器を示す断面図である。
【図２】図１のサーボ加速度計を示す構成図である。
【図３】図１の動作状態を示す断面図である。
【図４】図３の動作状態を示す説明図である。
【図５】従来の傾斜角度検出器を示す断面図である。
【図６】従来の振り子の動作を示す説明図である。
【図７】従来のサーボ加速度計を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
６，７    検出用コンデンサ
２０    ケーシング
２１    振り子
２１ｅ    ヒンジ
２２    サーボ加速度計
４０    偏位零復帰手段
θ    検出角度方向
６０    ガラス体
６１，６２    振り子用電極
【図１】
2007101478.tif 000003
【図２】
2007101478.tif 000004
【図３】
2007101478.tif 000005
【図４】
2007101478.tif 000006
【図５】
2007101478.tif 000007
【図６】
2007101478.tif 000008
【図７】
2007101478.tif 000009