(57)【要約】【課題】磁束発生手段の振り子体への圧入固定が容易で、完成時における組立精度のバラツキを生じない高品質の振り子型センサを提供する。【解決手段】振り子体７には磁束発生手段６ａおよび６ｂを圧入により搭載するための、Ｃ字状の切り欠き部７ｆ及び７ｇを振り子体７の外形状が曲率した部分に設けている。これにより、Ｃ字状の両側先端部は、それぞれが同形の突起形状となり、切り欠き部７ｆ及び７ｇ（磁束発生手段搭載部）の先端部に突起部７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄが形成される。圧入時、所定以上の圧入力に対しては同形状の突起部の為、強度面で弱くなりＣ字状の先端部が開き易くなり、曲げ強さも同等になる。よって、所定の圧入力以内で圧入が可能となり圧入作業が容易になる。【選択図】図１
2007183101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、筐体と、当該筐体に取り付けられた軸受けと、当該軸受けに軸支された回転軸と、当該回転軸に取り付けられる磁束発生手段と重り部を有する振り子体と、前記磁束発生手段からの磁束を検出する磁気センサとを備えた振り子型センサであって、
前記振り子体は、前記磁束発生手段を圧入固定するための切り欠き部を有しており、圧入により押し広げられる切り欠き部の両側先端部各々の曲げ強さが、概ね同じであることを特徴とする振り子型センサ。
【請求項２】
前記振り子体の切り欠き部の両側先端部が、平面的にみて概ね同形状であることを特徴とする請求項１に記載の振り子型センサ。
【請求項３】
前記振り子体は、外形状の少なくとも一部に曲率部を有し、当該曲率部に前記磁束発生手段を搭載するための切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の振り子型センサ。
【請求項４】
前記振り子体の切り欠き部の両側先端部は、前記振り子体の重り部の外形位置より外側に突出して成ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の振り子型センサ。
【請求項５】
前記磁束発生手段は、外形部に曲率を有し、前記切り欠き部には、前記磁束発生手段の外形部の曲率よりも大きい曲率部が、前記切り欠き部を二等分する中心線を挟んで対向していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の振り子型センサ。
【請求項６】
前記磁束発生手段が、円柱形状であることを特徴とする請求項５に記載の振り子型センサ。
【請求項７】
前記振り子体の前記切り欠き部には、前記磁束発生手段が、圧入代１０ミクロンから５０ミクロンの設定で圧入固定されることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の振り子型センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振り子型センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両、船舶、航空機等の移動体やロボット、工作機械等の産業機械等の傾斜を検出する振り子型センサが開発されている。当該振り子型センサは、様々な構成のものが開発されており、例えば、磁石及び磁気センサを備えた振り子型センサが実用化されている。
【０００３】
前記した磁石及び磁気センサを備えた振り子型センサは、筐体と、この筐体に取り付けられた軸受と、この軸受に軸支された回転軸と、この回転軸に取り付けられ、磁束発生手段を有する振り子体と、前記磁束発生手段からの磁束を検出する磁気センサとを有し、前記磁気センサを前記回転軸の上方に設け、かつ、前記磁束発生手段を前記振り子体の重心より上方に設けた構成のものが開示されている。（例えば特許文献１参照。）
【０００４】
図３は、従来技術による振り子型センサを示す図で、（ａ）は筐体の一部を取り外した状態の正面図、（ｂ）は側面の断面図をそれぞれ示すものである。筐体１ａおよび１ｂは互いが向かい合う形態で、外形状が一致するように組み立てられている。この筐体１ａおよび１ｂには軸受け２ａおよび２ｂが搭載されており、回転軸３を軸支している。この回転軸３には磁束発生手段６ａおよび６ｂが搭載された振り子体４が圧入により固定されており、振り子体４の重り部４ｅが重力により下に垂れ下がった状態（重力以外無負荷時）にて配置されている。磁束発生手段６ａおよび６ｂからの磁束を検出する磁気センサ５は、筐体１ａおよび１ｂの凹部１ｃの所定位置に磁束を検出し易い位置に適切に配置されている。
【０００５】
図３（ａ）の下方向が重力方向で、磁束発生手段６ａおよび６ｂが搭載された振り子体４は重力方向に一定で向きは変わらず、振り子型センサ、すなわち筐体１ａおよび１ｂが傾いた時、その筐体１ａおよび１ｂの凹部１ｃの所定位置に配置された磁束を検出する磁気センサ５の位置が変化し、見かけ上振り子体４が揺れたことと同様の作用となり、磁気センサ５は磁束の変化を検出し傾斜角が検知できる。
【０００６】
前記振り子体４は、一部に曲率を有する厚み０．５ｍｍでほぼ矩形板状に形成されており、円柱状の磁束発生手段６ａ及び６ｂ（例えば、外径が１ｍｍで高さ０．５ｍｍ）が前記振り子体４の切り欠き部４ａ及び４ｂに圧入され固定されている。振り子体４は、黄銅等の非磁性材料からなるものである。
【０００７】
また、前記磁束発生手段６ａ及び６ｂは磁石であり、回転軸３の両側に、回転軸３と平行に磁極の向きを逆にした状態で圧入固着してある。例えば、振り子体４の右側に、第一の磁束発生手段６ｂを正面側がＳ極、背面側がＮ極となるように固着し、かつ、左側は、第二の磁束発生手段６ａを正面側がＮ極、背面側がＳ極となるように固着している。
【特許文献１】特開２００５−８３９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記振り子体４の切り欠き部４ａ及び４ｂ（磁束発生手段搭載部）に磁束発生手段６ａ及び６ｂを圧入固定する振り子型センサにおいては、前記磁束発生手段６ａ及び６ｂを圧入する際の切り欠き部の先端部が、重り部４ｅ側に対しては広がりづらく、圧入作業が困難な場合があった。
【０００９】
また、前記磁束発生手段６ａ、６ｂの圧入固定においては、搭載時の位置ずれの問題がある。図４は、従来技術による磁束発生手段搭載部の部分概略図である。図４の従来技術の構成では、磁束発生手段を搭載する切り欠き部４ｂに磁束発生手段６ｂを圧入にて配置しているが、前記磁束発生手段６ｂが、設計中心位置に搭載された場合の外形４１において、この中心線Ａに対し、搭載後の磁束発生手段６ｂの中心位置は中心線Ｂとなり、ずれが生じている。このことは、磁束発生手段６ｂを搭載する切り欠き部４ｂの突起部４０が、図中の上方に圧入代分開いて（曲がって）搭載されていることにあった。これは、前記突起部４０の反対側が振り子体４であり、曲げ強さは前記突起部４０より十分強いことにある。
【００１０】
また、前記振り子体４の切り欠き部４ａ及び４ｂの穴径寸法精度と磁束発生手段６ａ及び６ｂの外径寸法精度が圧入固定に適した寸法精度となる必要がある。前記振り子型センサにおいては、前記磁束発生手段６ａ及び６ｂが外径１ｍｍであることより、圧入固定に適した寸法精度、すなわち圧入代は１０ミクロン程度が要求されるが、この精度が狂うと製造時の圧入作業を困難にし、完成時における磁束発生手段６ａ及び６ｂの搭載位置が設計中心位置４１に対して狂い、組立精度のバラツキを生じさせてしまう可能性があった。
【００１１】
本発明は、磁束発生手段の振り子体への圧入固定が容易で、完成時における組立精度のバラツキを生じない高品質の振り子型センサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
少なくとも、筐体と、当該筐体に取り付けられた軸受けと、当該軸受けに軸支された回転軸と、当該回転軸に取り付けられる磁束発生手段と重り部を有する振り子体と、前記磁束発生手段からの磁束を検出する磁気センサとを備えた振り子型センサであって、前記振り子体は、前記磁束発生手段を圧入固定するための切り欠き部を有しており、圧入により押し広げられる切り欠き部の両側先端部各々の曲げ強さが、概ね同じである振り子型センサとする。
【００１３】
前記振り子体の切り欠き部の両側先端部が、平面的にみて概ね同形状である振り子型センサとする。
【００１４】
前記振り子体は、外形状の少なくとも一部に曲率部を有し、当該曲率部に前記磁束発生手段を搭載するための切り欠き部を設けた振り子型センサとする。
【００１５】
前記振り子体の切り欠き部の両側先端部は、前記振り子体の重り部の外形位置より外側に突出して成る振り子型センサとする。
【００１６】
前記磁束発生手段は、外形部に曲率を有し、前記切り欠き部には、前記磁束発生手段の外形部の曲率よりも大きい曲率部が、前記切り欠き部を二等分する中心線を挟んで対向している振り子型センサとする。
【００１７】
前記磁束発生手段が、円柱形状である振り子型センサとする。
【００１８】
前記振り子体の前記切り欠き部には、前記磁束発生手段が、圧入代１０ミクロンから５０ミクロンの設定で圧入固定される振り子型センサとする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、磁束発生手段を搭載するための切り欠き部の両側先端部各々の曲げ強さを概ね同じにしたので、所定圧力による圧入が可能となり、製造時の圧入作業が容易になる。
【００２０】
また、前記切り欠き部の構成として、前記磁束発生手段の外形部の曲率よりも大きい曲率部を有し、該曲率部が前記切り欠き部を二等分する中心線を挟んで対向する構成としたので、前記磁束発生手段の搭載位置が設計通りになり、完成時における組立精度のバラツキをなくせるので、高精度の製品が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第一実施形態に係わる振り子型センサを示す図で、（ａ）は、筐体の一部を取り外した状態の正面図、（ｂ）は側面の断面図をそれぞれ示している。筐体１ａおよび１ｂは互いが向かい合う形態で、外形状が一致するように組み立てられている。この筐体１ａおよび１ｂには軸受け２ａおよび２ｂが搭載されており、回転軸３を軸支している。この回転軸３には、磁束発生手段６ａおよび６ｂが搭載された振り子体７が圧入により固定されており、振り子体７の重り部７ｅが重力により下に垂れ下がった状態（重力以外無負荷時）にて配置される。前記磁束発生手段６ａおよび６ｂは、円柱状に形成された磁石である。前記磁束発生手段６ａおよび６ｂからの磁束を検出する磁気センサ５は、筐体１ａおよび１ｂの凹部１ｃの所定位置で磁束を検出し易い位置に、適切に配置されている。
【００２３】
図１（ａ）の下方向が重力方向で、磁束発生手段６ａおよび６ｂが搭載された振り子体７は重力方向に一定で向きは変わらず、振り子型センサすなわち筐体１ａおよび１ｂが傾いた時、その筐体１ａおよび１ｂの凹部１ｃの所定位置に配置された磁束を検出する磁気センサ５の位置が変化し、見かけ上振り子体７が揺れたことと同様の作用となり、磁気センサ５は磁束の変化を検出し振り子体７の傾きが検知できる。このように振り子型センサが任意方向に傾いた場合、その傾きが検知できるのみならず、振り子型センサに衝撃等の力が作用した場合においても振り子体７が揺れることにより、その衝撃力などの力が判定可能である。
【００２４】
ここで、振り子体７には磁束発生手段６ａおよび６ｂを圧入により搭載するための、Ｃ字状の切り欠き部７ｆ及び７ｇを振り子体７の外形状が曲率した部分に設けている。これにより、Ｃ字状の両側先端部は、それぞれが同形の突起形状となり、切り欠き部７ｆ及び７ｇ（磁束発生手段搭載部）の先端部に突起部７ａ，７ｂ，７ｃおよび７ｄが形成される。圧入時、所定以上の圧入力に対しては同形状の突起部の為、強度面で弱くなりＣ字状の先端部が開き易くなり、曲げ強さも同等になる。よって、所定の圧入力以内で圧入が可能となり圧入作業が容易になる。さらに、圧入代の幅が大きく設定できることより、部品精度も所定の幅が設定でき低コストで製作できる。たとえば、圧入代の幅は通常１０μｍ程度に設定されるところであるが、本発明により圧入代の幅は１０μｍから５０μｍ程度で可能となり、部品加工においてもこの幅内での精度で製作が可能となる。
【００２５】
図２は、本発明の第二実施形態に係わる振り子型センサを示す図で、（ａ）は筐体の一部を取り外した状態の正面図、（ｂ）は側面の断面図をそれぞれ示している。これは、先に説明の第一実施形態と同様の構成機能であるが、振り子体８の外形状が違った形態である。
【００２６】
図２（ａ）の振り子体８は、圧入時所定以上の圧入力に対して先端部が開き易く、強度面で弱くなる突起形状となるように、切り欠き部８ｆ及び８ｇを重り部８ｅの外形位置より外側に突出させ形成している。これにより切り欠き部８ｆ及び８ｇの先端部に突起部８ａ、８ｂ、８ｃおよび８ｄが形成される。この形状においても曲げ強さは同等である。したがって第一実施形態と同様に、圧入時、所定の圧入力以内で圧入が可能となり圧入作業が容易になる。さらに、圧入代の幅が大きく設定できることより、部品精度も所定の幅が設定でき低コストで製作できる。
【００２７】
図５は、本発明の第三実施形態に係わる振り子型センサの構成を説明する図で、磁束発生手段搭載部の部分概略図である。９は、振り子体である。本実施形態では、磁束発生手段６ｂを搭載する切り欠き部９ａの突起部９ｂおよび９ｃとが、概ね同形状及び同曲げ強さで構成されている。該構成とすれば、前記突起部９ｂおよび９ｃは、本図中の上下方向に各々ほぼ均等に開く（曲がる）ので、前記磁束発生手段６ｂが設計中心位置に搭載された場合の外形４１の上下方向に対して正確に搭載される。さらには、前記磁束発生手段６ｂを搭載する切り欠き部９ａの曲率部９ｄと対向する側に曲率部９ｅを設けたことで、本図中の横方向のずれを、設計中心位置に搭載された場合の外形４１へと呼び込み修正する形態となる。該構成は、前記磁束発生手段６ｂの外形部の曲率よりも大きい曲率部９ｄ及び９ｅとし、前記切り欠き部９ａを二等分する中心線を挟んで対向させることで実現可能である。ここで、前記曲率部９ｄおよび前記曲率部９ｅは同一寸法に設定されている。本図中に示す中心線Ｃは、前記磁束発生手段６ｂが設計中心位置に搭載された場合の外形４１の中心であり、かつ磁束発生手段６ｂを搭載した後での中心線でもある。本実施形態によれば、本図に示すごとく中心位置が一致し、前記磁束発生手段６ｂの搭載位置が設計通りになる。これにより、振り子型センサ完成において所定位置から磁束が発生し、これを検知した磁気センサからも所定の出力が得られることとなり、特性が安定し、低コストで高精度の製品が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係わる振り子型センサを示す図で、（ａ）は筐体の一部を取り外した状態の正面図、（ｂ）は側面の断面図。（実施例１）
【図２】本発明に係わる振り子型センサを示す図で、（ａ）は筐体の一部を取り外した状態の正面図、（ｂ）は側面の断面図。（実施例２）
【図３】従来技術による振り子型センサを示す図で、（ａ）は筐体の一部を取り外した状態の正面図、（ｂ）は側面の断面図。
【図４】従来技術による磁束発生手段搭載部の部分概略図。
【図５】本発明に係わる振り子型センサの構成を説明する図で、磁束発生手段搭載部の部分概略図。（実施例３）
【符号の説明】
【００２９】
１ａ  筐体  
１ｂ  筐体  
２ａ  軸受け  
２ｂ  軸受け  
３    回転軸
４    振り子体
４ａ  切り欠き部
４ｂ  切り欠き部
４ｅ  振り子体の重り部
５    磁気センサ
６ａ  磁束発生手段
６ｂ  磁束発生手段
７    振り子体
７ａ  突起部
７ｂ  突起部
７ｃ  突起部
７ｄ  突起部
７ｅ  振り子体の重り部
７ｆ  切り欠き部
７ｇ  切り欠き部
８    振り子体
８ａ  突起部
８ｂ  突起部
８ｃ  突起部
８ｄ  突起部
８ｅ  振り子体の重り部
８ｆ  切り欠き部
８ｇ  切り欠き部
９    振り子体
９ａ  切り欠き部
９ｂ  突起部
９ｃ  突起部
９ｄ  切り欠き部の曲率部
９ｅ  切り欠き部の曲率部
４０  突起部
４１  外形
【図１】
2007183101.tif 000003
【図２】
2007183101.tif 000004
【図３】
2007183101.tif 000005
【図４】
2007183101.tif 000006
【図５】
2007183101.tif 000007