(57)【要約】【課題】水平面に対して所定角度だけ傾斜させた状態で設置した場合であっても、初期の傾きを精度よく検知することのできる傾斜検知ユニットおよび当該傾斜検知ユニットを備える傾斜検知システムを得る。【解決手段】基板３および被取付部材６，７のうちいずれか一方に円周の少なくとも一部に沿った形状の長穴６１を形成するとともに、他方に長穴６１内に挿入される突部を形成している。そして、長穴６１内に挿入した突部を長穴６１内で移動させることで、基板３と被取付部材６，７とが相対回動するようにした。【選択図】図２
2012112755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜角度に応じた出力信号を出力する検出部が取り付けられた基板と、当該基板が取り付けられる被取付部材と、を備える傾斜検知ユニットであって、
前記基板および前記被取付部材のうちいずれか一方に円周の少なくとも一部に沿った形状の長穴を形成するとともに、他方に長穴内に挿入される突部を形成し、
前記長穴内に挿入した前記突部を長穴内で移動させることで、前記基板と前記被取付部材とが相対回動するようにしたことを特徴とする傾斜検知ユニット。
【請求項２】
傾斜角度に応じた出力信号を出力する検出部が取り付けられた基板と、当該基板が取り付けられる被取付部材と、を備える傾斜検知ユニットであって、
前記基板および前記被取付部材のうちいずれか一方に、円周上の少なくとも一部に沿って複数の係合部を形成し、他方に形成された被係合部を複数の係合部のうちのいずれか１つに選択的に係合させることで、前記基板を前記被取付部材に角度を変えて取り付けられるようにしたことを特徴とする傾斜検知ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の傾斜検知ユニットと、ＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ情報取得手段と、を備えることを特徴とする傾斜検知システム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の傾斜検知ユニットと、ロータリーエンコーダと、を備えることを特徴とする傾斜検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜検知ユニットおよび当該傾斜検知ユニットを備える傾斜検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、傾斜検知ユニットとして、回路基板をネジによって回転自在にケース本体内に取り付け、回路基板の上に、軸部を中心として回転できるように副回路基板を設け、当該副回路基板の上に傾きセンサを搭載したステムを実装したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１では、回路基板と副回路基板の角度を調整することで、傾きセンサ等の取付精度や部品寸法ばらつき等によって生じる傾斜センサユニットの主軸方向と傾きセンサの主軸方向とのずれを小さくし、高精度の傾斜角測定を行えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１１６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術は、傾きセンサ等の取付精度や部品寸法ばらつき等によって生じるずれを調整するために回路基板と副回路基板の角度を調整するものである。すなわち、傾斜検知ユニットを水平に設置した状態におけるセンサの初期角度を微調整するものである。
【０００６】
したがって、上記従来の技術では、傾斜検知ユニットを水平面に対して所定角度だけ傾斜させた状態で設置した際に、傾斜検知ユニットの初期の傾きを精度よく検知することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、水平面に対して所定角度だけ傾斜させた状態で設置した場合であっても、初期の傾きを精度よく検知することのできる傾斜検知ユニットおよび当該傾斜検知ユニットを備える傾斜検知システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にあっては、傾斜角度に応じた出力信号を出力する検出部が取り付けられた基板と、当該基板が取り付けられる被取付部材と、を備える傾斜検知ユニットであって、前記基板および前記被取付部材のうちいずれか一方に円周の少なくとも一部に沿った形状の長穴を形成するとともに、他方に長穴内に挿入される突部を形成し、前記長穴内に挿入した前記突部を長穴内で移動させることで、前記基板と前記被取付部材とが相対回動するようにしたことを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板および被取付部材のうちいずれか一方に円周の少なくとも一部に沿った形状の長穴を形成するとともに、他方に長穴内に挿入される突部を形成している。そして、長穴内に挿入した突部を長穴内で移動させることで、基板と被取付部材とが相対回動するようにした。
【００１０】
そのため、傾斜検知ユニットの設置角度に応じて、基板を被取付部材に対して傾いた状態で取り付けることができる。このとき、傾斜検知ユニットを設置角度となるように傾斜させた状態で検出部が水平を検知するように、基板を被取付部材に取り付ければ、傾斜検知ユニットの設置角度を精度よく検知することが可能となる。このように、本発明によれば、傾斜検知ユニットを水平面に対して所定角度だけ傾斜させた状態で設置した場合であっても、傾斜検知ユニットの初期の傾きを精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかる傾斜検知ユニットの分解斜視図である。
【図２】図２は、基板と被取付部材との取り付け状態を示す正面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態にかかるセンサの重力検知方向を説明する説明図である。
【図４】図４は、傾斜検知ユニットを用いて傾斜角度を検知する状態を例示する図であって、（ａ）は傾斜角度が０°の時の傾斜検知ユニットの正面図、（ａ）は傾斜角度が４５°の時の傾斜検知ユニットの正面図、（ａ）は傾斜角度が９０°の時の傾斜検知ユニットの正面図である。
【図５】図５は、加速度センサの検知原理を示す説明図である。
【図６】図６は、加速度センサのセンサ出力と加速度成分との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、加速度センサのセンサ出力と傾斜角度との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、加速度センサのセンサ出力と感度との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる基板の正面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる基板の取付部材への取付状態とその時にセンサが水平を検知する状態の傾斜検知ユニットの傾斜角度を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施形態にかかる傾斜検知システムを模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる取付部材を示す正面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１実施形態の第３変形例にかかる取付部材を示す正面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第１実施形態の第４変形例にかかる基板を示す正面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第１実施形態の第５変形例にかかる基板を示す正面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第２実施形態にかかる基板の正面図である。
【図１７】図１７は、図１６に示す基板に実装された第１・第２・第３加速度センサの出力特性を示す説明図である。
【図１８】図１８は、図１６に示す基板に実装された第１・第２・第３加速度センサによる傾斜角度の検出範囲を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１３】
（第１実施形態）
本実施形態にかかる傾斜検知ユニット１は、傾斜角度に応じた出力電圧（出力信号）を出力する検出部８と、当該検出部８の出力電圧（出力信号）に基づいて傾斜角度を演算するマイクロコンピュータ（信号処理演算部）５と、を備えている。
【００１４】
本実施形態では、検出部８として、静電容量式の加速度センサ２が用いられている。
【００１５】
また、本実施形態では、加速度センサ２として、加速度の検出軸２ａが一方向となる１軸加速度センサを用いている。
【００１６】
この加速度センサ２としては、半導体基板に形成され、間隙をもって対向する櫛歯状の固定電極および可動電極からなる静電容量式の検知部を有する加速度センサを用いることができる。この加速度センサは、可動電極の位置変位による可動電極、固定電極間の静電容量値の変化を検出し、検出された静電容量値の変化に基づき、加速度センサに加えられた加速度を検知するようにしたものである。
【００１７】
そして、加速度センサ２の検出軸方向に生じる重力加速度成分を検知することで、傾斜角度を検知している。すなわち、加速度センサ２は、図３に示すように、検出軸方向が重力検知方向となっている。
【００１８】
例えば、傾斜検知ユニット１が水平のときに検出軸が水平となるように加速度センサ２を傾斜検知ユニット１内に取り付けた場合、傾斜検知ユニット１を図４（ａ）〜（ｃ）に示す傾斜角度となるように配置すると、加速度センサ２は、図４（ａ）〜（ｃ）に示す重力検知成分を検知する。
【００１９】
ここで、加速度センサの検知原理を図５〜図８に基づき説明する。
【００２０】
まず、図５に示すように、検出軸が水平となるように配置した加速度センサが水平面に対してθｘだけ傾斜すると、加速度センサの可動電極には、重力加速度Ｇの検出軸方向成分Ｇｘの加速度が加わった状態と等しくなる。
【００２１】
すなわち、加速度センサの可動電極には、
Ｇｘ＝Ｇ×ｓｉｎθ…（１）
の加速度が加わることとなる。
【００２２】
ここで、検出軸方向成分Ｇｘと加速度センサの出力電圧Ｖｏｕｔとの関係は、図６に示すように、
Ｖｏｕｔ＝Ｓ×Ｇｘ＋Ｖｏｆｆ…（２）
となる。
【００２３】
すなわち、加速度センサの出力電圧Ｖｏｕｔは、検出軸方向成分Ｇｘに比例する。なお、Ｓは加速度センサの感度を示しており、使用するセンサによって決まるものである。また、同一のセンサを用いた場合であっても、高緯度地域において重力加速度を検知するセンサとして用いた場合には、Ｓが大きくなり、低緯度地域において重力加速度を検知するセンサとして用いた場合には、Ｓが小さくなる。そして、Ｖｏｆｆは、加速度センサのオフセット出力電圧（検出軸が水平となるようにセンサを配置した時の出力電圧値）を示している。
【００２４】
上述の式２に式１を代入すると、傾斜角度θｘと加速度センサの出力電圧Ｖｏｕｔとの関係が導き出せる。
【００２５】
すなわち、傾斜角度θｘと加速度センサの出力電圧Ｖｏｕｔとの関係は、図７に示すように、
Ｖｏｕｔ＝Ｓ×Ｇ×ｓｉｎθ＋Ｖｏｆｆ…（３）
となり、サインカーブとして描かれることとなる。
【００２６】
このように、傾斜角度θｘと加速度センサの出力電圧Ｖｏｕｔとの関係がサインカーブとして描かれるため、加速度センサの傾斜角度の変化に対する出力電圧値の変化量は、変化する前の傾斜角度の値によって異なることとなる。
【００２７】
具体的には、図８に示すように、加速度センサの傾斜角度が０°近傍では、接線の傾きが大きくなり、９０°に近づくにつれて接線の傾きが小さくなる。このように接線の傾きが小さいと、角度変化による出力値の変化量が小さくなり、傾斜角度の小さな変化を検知し難くなる。
【００２８】
また、同じ角度の場合でも、加速度センサの感度の大小によって、接線の傾きは異なる。すなわち、図８に示すように、感度が大きい（高い）加速度センサの方が、感度が小さい（低い）加速度センサよりも接線の傾きが大きくなる。このように、感度が大きい加速度センサの方が角度変化による出力電圧値の変化量が大きくなるため、感度が大きい加速度センサを用いれば、より高精度に傾斜角度の変化を検知することができる。
【００２９】
そして、本実施形態では、図１および図２に示すように、加速度センサ２およびマイクロコンピュータ５は、センサ実装基板３の実装面（表面）に実装されている。この加速度センサ２およびマイクロコンピュータ５が実装されたセンサ実装基板３は、取付基板６に取り付けられている。この取付基板６は略矩形状をしており、当該取付基板６の４隅には挿通孔６ｂが形成されている。
【００３０】
そして、図１に示すように、センサ実装基板３が取り付けられた取付基板６は、ケーシング７に内蔵される。
【００３１】
ケーシング７には、上方に開口し、取付基板６が内蔵される直方体状の収納部７１が設けられており、当該収納部７１の収納空間内の４隅には、取付基板６を載置する取付台７１ａが形成されている。さらに、取付台７１ａには、ねじ孔７１ｂが形成されている。そして、挿通孔６ｂがねじ孔７１ｂと連通するように取付基板６を取付台７１ａ上に載置し、挿通孔６ｂおよびねじ孔７１ｂにねじ２０を挿入することで、取付基板６を取付台７１ａに取り付けている。
【００３２】
さらに、ケーシング７は、４隅に挿通孔７５ａが形成された蓋７５を備えている。そして、挿通孔７５ａと収納部７１上部の４隅に形成されたねじ孔７１ｃとが連通するように蓋７５を収納部７１上に載置し、挿通孔７５ａおよびねじ孔７１ｃにねじ２１を挿入することで、収納部７１の収納空間を蓋している。
【００３３】
また、収納部７１の下面両側からは、第１のフランジ部７２が突設されており、収納部７１の背面両側からは、第２のフランジ部７３が突設されている。そして、第１のフランジ部７２および第２のフランジ部７３を、傾斜角度が計測される被検知部材１１に固定することで、傾斜検知ユニット１が被検知部材１１に装着される（図１１参照）。
【００３４】
このとき、被検知部材１１の基準状態（図４（ａ）参照）で、第１のフランジ部７２が垂直に、第２のフランジ部７３が水平となるように傾斜検知ユニット１を装着する。また、ケーシング７の前面には、コネクタ７４が設けられており、当該コネクタ７４を介してマイクロコンピュータ５で演算した傾斜角情報を外部に取り出すことができるようになっている。
【００３５】
ここで、本実施形態では、センサ実装基板（基板）３および取付基板（被取付部材）６のうちいずれか一方である取付基板（被取付部材）６に、円周の少なくとも一部に沿った形状の長穴６１を形成するとともに、他方であるセンサ実装基板（基板）３に、長穴６１内に挿入される突部を形成している。
【００３６】
そして、長穴６１内に挿入した突部を長穴６１内で移動させることで、センサ実装基板（基板）３が取付基板（被取付部材）６に対して相対回動するようにしている。
【００３７】
具体的には、図１および図２に示すように、取付基板６に、貫通孔６２を形成するとともに、当該貫通孔６２を中心とする円弧状（円周の少なくとも一部に沿った形状）に延在する長穴６１を形成している。このとき、長穴６１の円弧部分の角度が４５°〜９０°とするのが好ましい。角度を４５°以上とすれば、傾斜検知ユニット１を被検知部材１１に正位置および逆位置（正位置の上下を逆にした状態）で取り付けることで、０°から９０°の傾斜を検知することができる。また、角度を９０°とすれば、正位置の状態で取り付けるだけで、０°から９０°の傾斜を検知することができる。
【００３８】
そして、センサ実装基板３の長穴６２に対応する位置に貫通孔３２を形成している。そして、当該貫通孔３２と貫通孔６２とを連通させた状態で、センサ実装基板（基板）３を取付基板（被取付部材）６に対して相対回動させた際に長穴６１に沿って移動する部位に貫通孔３１を形成している。本実施形態では、略矩形状のセンサ実装基板（基板）３の対角線の両端部に貫通孔３１，３２が形成されている。
【００３９】
さらに、本実施形態では、貫通孔３２と貫通孔６２とを連通させた状態でネジ８１によってネジ止めするとともに、貫通孔３１にボルト８２を挿通し、当該ボルト８２の軸部を長穴６２に挿通させた状態でナットを取り付けることで、センサ実装基板（基板）３を取付基板（被取付部材）６に相対回動可能に取り付けている。
【００４０】
このように、本実施形態では、ボルト８２の軸部が、他方であるセンサ実装基板（基板）３に形成され、長穴６１内に挿入される突部に相当している。
【００４１】
そして、センサ実装基板（基板）３が相対回動可能に取り付けられた取付基板（被取付部材）６を、ケーシング７に取り付けることで、センサ実装基板（基板）３はケーシング７に、当該ケーシング７に対して相対回動可能に取り付けられることとなる。
【００４２】
なお、本実施形態では、センサ実装基板（基板）３を取付基板６を介してケーシング７に相対回動可能に取り付けたものを例示したが、センサ実装基板（基板）３をケーシング７に直接取り付けるようにしてもよい（図９および図１０参照）。
【００４３】
図９および図１０では、センサ実装基板３に貫通孔３２を設けるとともに、当該貫通孔３２を中心とした円弧状の長穴３１を形成し、ケーシング７に形成された突部７６をセンサ実装基板３の長穴３１および貫通孔３２に挿入することで、センサ実装基板３をケーシング７に、当該ケーシング７に対して回動可能に取り付けるようにしたものを例示している。なお、センサ実装基板３に突部を形成するとともに、ケーシング７に円弧状の長穴もしくは溝を形成するようにしてもよい。
【００４４】
また、図１２に示すように、取付基板６に、貫通孔６２を形成するとともに、当該貫通孔６２を中心とする円周状（円周の少なくとも一部に沿った形状）の長穴６１を形成してもよい。このとき、貫通孔６２を有する部位が完全に周縁部から分離してしまわないように、例えば、Ｃ字状の長穴とするのが好適である。また、貫通孔６２を有する部位を完全に周縁部から分離し、それぞれをケーシング７に固定することで、円周状（円周の少なくとも一部に沿った形状）の長穴６１が形成されるようにしてもよい。そして、同様の構成をセンサ実装基板３側に形成してもよい（図１４参照）。
【００４５】
また、図１３に示すように、センサ実装基板（基板）３および取付基板（被取付部材）６のうちいずれか一方である取付基板（被取付部材）６に、円周上の少なくとも一部に沿って複数の貫通孔または突部（係合部）３１を形成し、他方であるセンサ実装基板（基板）３に形成された突部または貫通孔（被係合部）を複数の貫通孔（係合部）３１のうちのいずれか１つに選択的に係合させることで、センサ実装基板３を取付基板（被取付部材）６に角度を変えて取り付けられるようにしてもよい。そして、同様の構成（複数の係合部）をセンサ実装基板３側に形成してもよい（図１５参照）。なお、これらの構成は、センサ実装基板（基板）３をケーシング７に直接取り付ける場合にあっても適用することが可能である。
【００４６】
さらに、本実施形態では、センサ実装基板（基板）３をケーシング７に対して相対回動させて、ケーシング７の基準面（傾斜検知ユニット１が図４（ａ）の状態のときの水平面）に対して所望の角度となるようにし、その状態でボルト８２およびナットを締結してセンサ実装基板（基板）３を取付基板（被取付部材）６に固定することで、傾斜検知ユニット１を水平面に対して所定角度だけ傾斜させた状態で設置した際に、加速度センサ２の検出軸２ａが水平となるようにしている。
【００４７】
このように、ケーシング７の基準面に対して角度を変えてセンサ実装基板（基板）３をを取り付けることで、例えば、図１０に示すように、センサ実装基板（基板）３をケーシング７の基準面（水平面）に対する傾斜角度が０°となるように取り付けた場合には、傾斜検知ユニット１を０°にした際に、加速度センサが０°（重力加速度成分がゼロ：０Ｇ）を検知する。また、センサ実装基板（基板）３をケーシング７の基準面（水平面）に対する傾斜角度が−２０°となるように取り付けた場合には、傾斜検知ユニット１を＋２０°にした際に、加速度センサが０°（重力加速度成分がゼロ：０Ｇ）を検知する。
【００４８】
このような傾斜検知ユニット１は、太陽の動きに追尾させて移動させる太陽光発電パネル等、様々な被検知部材に搭載することができる。
【００４９】
以下では、傾斜検知ユニット１の使用方法を図１１に基づき説明する。
【００５０】
本実施形態では、センサ実装基板（基板）３がケーシング７に、当該ケーシング７に対して相対回動可能に取り付けられた傾斜検知ユニット１と、ロータリーエンコーダ１３と、を備える傾斜検知システム１０を例示する。
【００５１】
ソーラーパネル等の被検知部材１１は、図１１に示すように、固定部材１２に対して相対回動可能に取り付けられている。そして、傾斜検知ユニット１は、水平面に対して所定角度（θ）傾いた際に、加速度センサが０°（重力加速度成分がゼロ：０Ｇ）を検知するように設定されており、この傾斜検知ユニット１が被検知部材１１に取り付けられている。さらに、被検知部材１１の固定部材１２に対する回転量を検知するロータリーエンコーダ１３が設けられている。
【００５２】
この被検知部材１１は、固定部材１２を水平面に対して垂直（鉛直方向）に載置した際に、水平（図１１の２点鎖線）となるように取り付けられている。そして、被検知部材１１が水平状態のときに、傾斜検知ユニット１の底面が水平面となるように、当該傾斜検知ユニット１を被検知部材１１に取り付けている。
【００５３】
かかる構成とすることで、傾斜検知ユニット１の加速度センサが０°（重力加速度成分がゼロ：０Ｇ）を検知するように固定部材１２を載置すれば、被検知部材１１は、初期状態において、水平面に対して所定角度（θ）傾いた状態で配置されることとなる。
【００５４】
そして、被検知部材１１の固定部材１２に対して傾斜させる際には、ロータリーエンコーダ１３を用いて固定部材１２に対する傾斜角度を検知する。
【００５５】
このように、傾斜検知ユニット１で初期の傾斜角度を検知するとともに、ロータリーエンコーダ１３で固定部材１２に対する傾斜角度を検知することで、被検知部材１１の水平面に対する傾斜角度、言い換えると、鉛直方向に対する傾斜角度をより正確に検知することができる。
【００５６】
このとき、加速度センサが０°（重力加速度成分がゼロ：０Ｇ）を検知することで、被検知部材１１の初期傾斜角度を設定するようにしているため、重力加速度の変化により生じる誤差をなくすことができ、地理的条件に左右されることなく、より正確に被検知部材１１および傾斜検知ユニット１の初期傾斜角度を設定することができる。
【００５７】
なお、図１１では、傾斜検知ユニット１と、ロータリーエンコーダ１３と、を備える傾斜検知システム１０を例示したが、ロータリーエンコーダ１３を用いなくてもよい。すなわち、傾斜検知ユニット１のみを用いて被検知部材１１の初期傾斜角度を設定するとともに、被検知部材１１の水平面に対する傾斜角度を検知するようにしてもよい。
【００５８】
このとき、傾斜検知システムが傾斜検知ユニット１だけでなくＧＰＳ衛生からのデータ（ＧＰＳ情報）を取得するＧＰＳ情報取得手段を備えるようにするのが好適である。
【００５９】
すなわち、ＧＰＳ情報取得手段を設けることで、設置場所の緯度や高度などの地理的情報を取得するようにし、当該取得データに基づき設置場所における重力の補正を行うようにするのが好適である。こうすれば、緯度や高度の違いによる重力のばらつきをなくすことができ、地理的条件に左右されることなく、より正確に被検知部材１１および傾斜検知ユニット１の初期傾斜角度を設定することができる。
【００６０】
なお、傾斜検知ユニット１で初期の傾斜角度を検知するとともに被検知部材１１の水平面に対する傾斜角度を検知し、ロータリーエンコーダ１３で固定部材１２に対する傾斜角度を検知する傾斜検知システムを構成することも可能である。
【００６１】
なお、ロータリーエンコーダ１３およびＧＰＳ情報取得手段としては公知のものを用いることができる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態では、センサ実装基板（基板）３および取付基板６もしくはケーシング７（被取付部材）のうちいずれか一方に円周の少なくとも一部に沿った形状の長穴６１を形成するとともに、他方に長穴６１内に挿入される突部（ボルト８２の軸部）を形成している。そして、長穴６１内に挿入した突部を長穴６１内で移動させることで、センサ実装基板（基板）３と取付基板６もしくはケーシング７（被取付部材）とが相対回動するようにした。
【００６３】
そのため、傾斜検知ユニット１の設置角度に応じて、センサ実装基板（基板）３を取付基板６もしくはケーシング７（被取付部材）に対して傾いた状態で取り付けることができる。このとき、傾斜検知ユニット１を設置角度となるように傾斜させた状態で検出部２ａが水平を検知するように、センサ実装基板（基板）３を取付基板６もしくはケーシング７（被取付部材）に取り付ければ、加速度センサ２が０°（重力加速度成分がゼロ：０Ｇ）を検知することで、傾斜検知ユニット１の初期傾斜角度を設定することができ、傾斜検知ユニット１の設置角度を精度よく検知することが可能となる。このように、本実施形態によれば、傾斜検知ユニット１を水平面に対して所定角度だけ傾斜させた状態で設置した場合であっても、傾斜検知ユニット１の初期の傾きを精度よく検知することができる。
【００６４】
また、本実施形態のように、センサ実装基板（基板）３がケーシング７に、当該ケーシング７に対して相対回動可能に取り付けられた傾斜検知ユニット１と、ロータリーエンコーダ１３と、を備える傾斜検知システム１０を用いれば、傾斜検知ユニット１で初期の傾斜角度を検知するとともに、ロータリーエンコーダ１３で固定部材１２に対する傾斜角度を検知することで、被検知部材１１の水平面に対する傾斜角度、言い換えると、鉛直方向に対する傾斜角度をより正確に検知することができる。
【００６５】
このとき、加速度センサが０°（重力加速度成分がゼロ：０Ｇ）を検知することで、被検知部材１１の初期傾斜角度を設定するようにすれば、重力加速度の変化により生じる誤差をなくすことができ、地理的条件に左右されることなく、より正確に被検知部材１１および傾斜検知ユニット１の初期傾斜角度を設定することができる。
【００６６】
また、傾斜検知システムが傾斜検知ユニット１だけでなくＧＰＳ衛生からのデータ（ＧＰＳ情報）を取得するＧＰＳ情報取得手段を備えるようにすれば、緯度や高度の違いによる重力のばらつきをなくすことができ、地理的条件に左右されることなく、より正確に被検知部材１１および傾斜検知ユニット１の初期傾斜角度を設定することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、加速度センサ２を１軸センサとしている。なお、２軸センサや３軸センサを用いても本発明を実施することはできるが、１軸センサを用いた方が、２軸センサや３軸センサを用いる場合に比べて加速度センサの感度を向上させることができる。その結果、より精度良く傾斜検知ユニット１の傾斜角度を検出することができるようになる。
【００６８】
（第２実施形態）
本実施形態にかかる傾斜検知ユニット１は、基本的に上記第１実施形態とほぼ同様の構成をしている。
【００６９】
すなわち、傾斜検知ユニット１は、傾斜角度に応じた出力電圧（出力信号）を出力する検出部８と、当該検出部８の出力電圧（出力信号）に基づいて傾斜角度を演算するマイクロコンピュータ（信号処理演算部）５と、を備えている。
【００７０】
ここで、本実施形態にかかる傾斜検知ユニット１が上記第１実施形態の傾斜検知ユニット１と主に異なる点は、検出部８として、複数の加速度センサが用いられていることにある。
【００７１】
具体的には、図１６に示すように、傾斜検知ユニット１には、３つ（複数）の検出部（第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４）８が配置されている。
【００７２】
本実施形態では、第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４として、加速度の検出軸２ａ、３ａ、４ａが一方向となる１軸加速度センサをそれぞれ用いている。なお、第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４は、同種類で同感度の加速度センサを用いるのが好ましい。
【００７３】
ここで、本実施形態では、第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４（複数の検出部のうち少なくとも２つの検出部）を、それぞれの検出軸２ａ、３ａ、４ａが各々異なる方向を向くように、センサ実装基板３に実装している。
【００７４】
具体的には、第１の加速度センサ（第１の検出部）２を、実装面が鉛直面となるように配置したセンサ実装基板３に、検出軸２ａが水平方向に対して４５°傾斜した状態で実装した。そして、第２の加速度センサ（第２の検出部）３を、図１６に示すように、検出軸３ａが、実装面（第１の検出部の検出軸を含む平面に相当）に略平行であって、第１の加速度センサ（第１の検出部）２の検出軸２ａに対して一方向（図１６中、時計回り方向）に第１の角度θ１だけ回転させた状態となるように、センサ実装基板３に実装した。また、第３の加速度センサ（第３の検出部）４を、図１６に示すように、検出軸４ａが、実装面（第１の検出部の検出軸を含む平面に相当）に略平行であって、第１の加速度センサ（第１の検出部）２の検出軸２ａに対して逆方向（図１６中、反時計回り方向）に第２の角度θ２だけ回転させた状態となるように、センサ実装基板３に実装した。
【００７５】
なお、図１６では、第１の加速度センサ２を実装面の中央部に、第２および第３の加速度センサ３，４を水平方向および鉛直方向のセンターライン上に配置したものを例示したが、加速度センサの取付位置は、図１６に示したものに限定されるものではない。すなわち、第２の加速度センサ３は、検出軸３ａが検出軸２ａに対して第１の角度θ１だけ回転させた状態となっていればよく、第３の加速度センサ４は、検出軸４ａが検出軸２ａに対して第２の角度θ２だけ回転させた状態となっていればよい。
【００７６】
例えば、図１６において、第１・第２・第３の加速度センサ２，３，４の配置位置を互いに入れ替えて配置してもよい。すなわち、実装面の中央部に第２の加速度センサ３や第３の加速度センサ４を配置したり、水平方向のセンターライン上に第１の加速度センサ２や第３の加速度センサ４を配置したりしてもよい。
【００７７】
さらに、本実施形態では、第１の角度θ１および第２の角度θ２をそれぞれ３０度に設定している。すなわち、第２の加速度センサ（第２の検出部）３は、図１６に示すように、実装面が鉛直面となるように配置したセンサ実装基板３に、検出軸３ａが水平方向に対して１５°傾斜した状態で実装されている。また、第３の加速度センサ（第３の検出部）４は、図１６に示すように、実装面が鉛直面となるように配置したセンサ実装基板３に、検出軸４ａが水平方向に対して７５°傾斜した状態で実装されている。
【００７８】
このとき、第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４の出力特性は、図１７に示すように、第１の加速度センサ２では第１の特性線α（図１７中、実線）となり、第２の加速度センサ３では第２の特性線β（図１７中、破線）となり、また、第３の加速度センサ４では第３の特性線γ（図１７中、一点鎖線）となる。
【００７９】
ところで、本実施形態では、上述したように、加速度センサは、重力加速度Ｇの検出軸方向成分Ｇｘ（加速度センサを水平に対してθだけ傾斜させた場合、Ｇ×ｓｉｎθ）を加速度として検知するようになっている。そのため、第１の特性線αと第２の特性線βおよび第１の特性線αと第３の特性線γは、図１７に示すように、それぞれ３０度の位相をもったサインカーブとして描かれることとなる。
【００８０】
マイクロコンピュータ５は、第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４からそれぞれ出力される電圧を取り込み、当該出力電圧（出力信号）に基づいて、各加速度センサ２、３、４の検出軸２ａ、３ａ、４ａに対する加速度を演算するようになっている。この加速度は、上述したように、検出軸の水平に対する傾斜角に応じて変化するものであり、この加速度の変化を利用して、傾斜角度が算出される。なお、本実施形態では、第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４として、加速度に対応したアナログ信号を出力するものを用いている。
【００８１】
また、本実施形態では、センサ実装基板３を、鉛直（重力加速度Ｇ方向）に配置した状態で、実装面の直交する軸を中心として傾斜検知ユニット１を回転させた際の、傾斜検知ユニット１の傾斜角度を検知するようにしている。
【００８２】
このとき、第１・第２・第３の加速度センサ（検出軸が各々異なる方向を向くように配置された検出部）２、３、４は、センサ実装基板３を鉛直に配置した状態（傾斜検知ユニット１が傾斜角度を検出できるようにした状態）で、第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４の検出軸２ａ、３ａ、４ａのうち、いずれの検出軸２ａ、３ａ、４ａを水平にした場合であっても、他の検出部の検出軸が水平にならないように配置されることとなる。
【００８３】
すなわち、本実施形態では、検出軸２ａ、３ａ、４ａのうち、検出軸２ａを水平にした場合には、他の検出軸３ａ、４ａは水平にならず、検出軸３ａを水平にした場合には、他の検出軸２ａ、４ａは水平にならず、検出軸４ａを水平にした場合には、他の検出軸２ａ、３ａは水平にならないように、第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４を配置している。
【００８４】
ここで、本実施形態では、マイクロコンピュータ（信号処理演算部）５が、第１・第２・第３の加速度センサ（検出軸が各々異なる方向を向くように配置された検出部）２、３、４のうち、検出軸が最も水平に近い加速度センサ（検出部）を選択し、選択した加速度センサ（検出部）の出力信号に基づいて傾斜角度を演算するようにしている。
【００８５】
具体的には、第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４が示す出力電圧Ｖｏｕｔのうちオフセット出力電圧Ｖｏｆｆに一番近い値のセンサからのデータ出力に基づいて傾斜角度を演算するようにしている。
【００８６】
上述したように、本実施形態では、第１の角度θ１および第２の角度θ２を、それぞれ３０度に設定している。したがって、水平方向を０度、時計回り方向を＋として、センサ実装基板３、すなわち、傾斜検知ユニット１を回転させた場合（図１６参照）、傾斜検知ユニット１の回転角度（傾斜角度）が以下の範囲にあるときに、それぞれの加速度センサ２、３、４が選択されることとなる（図１８参照）。
【００８７】
まず、傾斜検知ユニット１の回転角度（傾斜角度）が、０度から＋３０度の間では第２の加速度センサ３が選択される。このとき、第２の加速度センサ３の傾斜軸の傾きは、水平に対して−１５度から＋１５度の間にある。
【００８８】
また、傾斜検知ユニット１の回転角度（傾斜角度）が、＋３０度から＋６０度の間では第１の加速度センサ２が選択される。このとき、第１の加速度センサ２の傾斜軸の傾きは、水平に対して−１５度から＋１５度の間にある。
【００８９】
そして、傾斜検知ユニット１の回転角度（傾斜角度）が、＋６０度から＋９０度の間では第３の加速度センサ４が選択される。このとき、第３の加速度センサ４の傾斜軸の傾きは、水平に対して−１５度から＋１５度の間にある。
【００９０】
このように、第１の角度θ１および第２の角度θ２をそれぞれ３０度に設定することで、傾斜検知ユニット１を０度から＋９０度まで回転（傾斜）させた場合に、傾斜検知ユニット１の傾斜角度が０度から＋９０度までのいずれの角度であっても、水平に対して−１５度から＋１５度の範囲にある加速度センサを用いることができるようになる。第１・第２・第３の特性線α、β、γはサインカーブを描いており、図１７に示すように、水平に対して−１５度から＋１５度の範囲では、ほぼ直線（各センサ出力特性のなかでも傾きの大きな直線）となっている（図１７の特性線α、β、γの太線部分）。すなわち、本実施形態では、第１・第２・第３の加速度センサ２、３、４は、より精度良く検出することのできる範囲だけが用いられるようになっている。
【００９１】
すなわち、本実施形態では、傾斜検知ユニット１を一方向である＋方向（図１６中、時計回り方向）に０度から＋９０度まで回転させた際には、マイクロコンピュータ（信号処理演算部）５は、第２の加速度センサ（第２の検出部）３、第１の加速度センサ（第１の検出部）２、第３の加速度センサ（第３の検出部）４の順に、傾斜角度検出用の加速度センサを選択するようになっている。
【００９２】
一方、傾斜検知ユニット１を逆方向である−方向（図１６中、反時計回り方向）に＋９０度から０度まで回転させた際には、マイクロコンピュータ（信号処理演算部）５は、第３の加速度センサ（第３の検出部）４、第１の加速度センサ（第１の検出部）２、第２の加速度センサ（第２の検出部）３の順に、傾斜角度検出用の加速度センサを選択するようになっている。
【００９３】
そして、選択した加速度センサの出力電圧（出力信号）Ｖｏｕｔに基づいて、傾斜角度を演算するようになっている。
【００９４】
このように、複数の加速度センサが実装されたセンサ実装基板３をケーシング７に、当該ケーシング７に対して回動可能に取り付けるようにしても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。なお、被検知部材１１および傾斜検知ユニット１の初期傾斜角度を設定する際には、複数の加速度センサのうちいずれか１つを選択し、当該加速度センサが０°（重力加速度成分がゼロ：０Ｇ）を検知することで被検知部材１１および傾斜検知ユニット１が初期傾斜角度となるように、センサ実装基板３をケーシング７に取り付けるようにすればよい。
【００９５】
本実施形態の構成は、上記第１実施形態で示した傾斜検知システムのいずれにあっても適用することができるが、特に、傾斜検知システムが傾斜検知ユニット１とＧＰＳ衛生からのデータ（ＧＰＳ情報）を取得するＧＰＳ情報取得手段とを備える場合に、複数の加速度センサが実装されたセンサ実装基板３を用いれば、より効果的である。
【００９６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００９７】
例えば、上記実施形態では、センサ実装基板（基板）３の貫通孔３１，３２を結ぶ直線と加速度センサの検出軸方向とが交差するものを例示したが、加速度センサの取付角度を変化させたり、貫通孔３１，３２の形成位置を変えることで、センサ実装基板（基板）３の貫通孔３１，３２を結ぶ直線と加速度センサの検出軸方向とが平行となるようにしてもよい。
【００９８】
また、上記第２実施形態では、第１・第２・第３の加速度センサ（３つの検出部）を用いたものを例示したが、検出部は、複数（２つ、または４つ以上）備えていてもよい。このとき、１つの加速度センサに複数の検出部を設けるようにしてもよい。
【００９９】
また、３つ以上の検出部を用いる場合、全ての検出部の検出軸を異ならせる必要はなく、検出軸を一致させたものが含まれていてもよい。
【０１００】
また、上記各実施形態では、第１・第２・第３の加速度センサを、１つの平面上にそれぞれ取り付けたものを例示したが、各加速度センサを積層するとともに、それぞれの検出軸の方向を異ならせるようにしてもよい。また、各加速度センサを、別の基板に実装し、それらの基板を、相互に平行配置させつつ鉛直に配置させるようにしてもよい。
【０１０１】
また、複数の検出部を実装する場合、それぞれの相対角度は３０°に限らず個数や検知精度に応じて適宜設定することができる。
【０１０２】
また、検出部（加速度センサ）や基板、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  傾斜検知ユニット
２  加速度センサ（検出部）
２ａ  検出軸
３  センサ実装基板（基板）
６  取付基板（被取付部材）
７  ケーシング（被取付部材）
１０  傾斜検知システム
１３  ロータリーエンコーダ
６１  長穴
【図１】
2012112755.tif 000003
【図２】
2012112755.tif 000004
【図３】
2012112755.tif 000005
【図４】
2012112755.tif 000006
【図５】
2012112755.tif 000007
【図６】
2012112755.tif 000008
【図７】
2012112755.tif 000009
【図８】
2012112755.tif 000010
【図９】
2012112755.tif 000011
【図１０】
2012112755.tif 000012
【図１１】
2012112755.tif 000013
【図１２】
2012112755.tif 000014
【図１３】
2012112755.tif 000015
【図１４】
2012112755.tif 000016
【図１５】
2012112755.tif 000017
【図１６】
2012112755.tif 000018
【図１７】
2012112755.tif 000019
【図１８】
2012112755.tif 000020