(57)【要約】  【課題】  小型化が容易であり、傾き（傾斜）の検知精度や長期信頼性の高い傾斜センサ装置を提供する。  【解決手段】  空間１を間に配して上下平行に対向するように配置され、一方の端部から他方の端部にかけて対向し合う幅が漸次狭くなる一対の帯状の容量電極２・２を備え、空間１の容量電極２・２が対向し合う部分に、上下面が一対の容量電極２・２にそれぞれ平行であるとともに、容量電極２・２の対向し合う幅の最大幅以上の幅を有し、容量電極２の両端部間を移動可能な誘電体ブロック３が配置されている傾斜センサ装置９である。空間１の傾斜に応じて移動する誘電体ブロック３により一対の容量電極２・２間の静電容量を漸次変化させ、この静電容量の変化により傾斜を検知するため、小型化が容易で傾斜の検知精度が高く、容量電極２の磨耗等が抑制されて長期信頼性も高い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間を間に配して上下平行に対向するように配置され、一方の端部から他方の端部にかけて対向し合う幅が漸次狭くなる一対の帯状の容量電極を備え、前記空間の前記容量電極が対向し合う部分に、上下面が前記一対の容量電極にそれぞれ平行であるとともに、前記容量電極の前記対向し合う幅の最大幅以上の幅を有し、前記容量電極の両端部間を移動可能な誘電体ブロックが配置されていることを特徴とする傾斜センサ装置。
【請求項２】
前記空間が絶縁容器に形成され、前記一対の容量電極が前記空間を挟んで配置されていることを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ装置。
【請求項３】
前記絶縁容器に形成された前記空間に前記誘電体ブロックが収容されており、該誘電体ブロックの比誘電率が、前記絶縁容器のうち前記一対の容量電極それぞれと前記空間との間に位置する部位の比誘電率よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の傾斜センサ装置。
【請求項４】
前記空間が、一対の前記容量電極の前記対向し合う幅の最大幅と同じ幅を有する四角柱状であり、前記空間に納まる幅を有する四角柱状の前記誘電体ブロックが配置されていることを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ装置。
【請求項５】
一方の前記容量電極が接地されており、他方の前記容量電極の前記一方または他方の端部に、該端部と反対側の端部との間のインピーダンスを測定するための端子が接続されていることを特徴とする請求項１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、携帯電話やＰＤＡ（携帯情報端末：Personal Digital Assistant）等の電子機器や、車両等の傾斜（傾き）の方向を検知する傾斜センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、傾斜を検知するための傾斜センサ装置として、樹脂等の電気絶縁体から成る筐体と、線状の金属材料等から成り、筐体の内側から外側に貫通するようにして配設され、互いに電気的に独立した複数の導電ピンと、筐体の内部に封入された導電性の球体とを具備した構造のものが多用されている。この筐体は、通常、上板と下板とから構成され、導電性の球体が封入された内部の外周部分に導電ピンが配列されている。この導電ピンは、上板や下板を厚み方向に貫通するようにして取り付けられている。また、上板と下板とを接合するときに、その間に球体を入れておくことにより、上板と下板とから成る筐体の内部に球体が封入される。
【０００３】
このような傾斜センサ装置は、導電ピンのうち筐体の外側に露出している部分が外部電気回路基板の電気回路に半田等を介して電気的に接続される。導電ピンが接続される外部の電気回路は、電流計等の検知器やブザー等を含む検知器等に電気的に接続されている。
【０００４】
そして、傾斜センサ装置の傾きに応じて筐体内で球体が転がって移動し、隣り合う２本の導電ピンの間が導電性の球体で電気的に接続され、この電気的な接続を検知することにより、導電性の球体が移動した方向、つまり傾きの方向を検知することができる（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
また、シリコンオイル等の流動体（誘電体）を容器内に封入し、容器を挟んで対向する上部電極および下部電極の間の静電容量の変化により容器の傾斜の方向を検知する静電容量型の傾斜センサ装置も使用されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００６】
この傾斜センサ装置を、トラクター等の不整地での作業用の車両の転倒防止装置等の機器を構成する外部電気回路基板に部品として搭載することにより、この傾斜センサ装置が搭載された転倒防止装置（つまり車両等）の傾きの方向を検知することができる。
【特許文献１】特開平11−162306号公報
【特許文献２】特開平10−160458号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の傾斜センサ装置においては、導電ピンを筐体の内側から外側に貫通するようにして配設し、この導電ピンを外部電気回路基板上に検知装置等に電気的に接続されるようにして実装する必要があるため、いわゆる表面実装や小型化が難しいという問題があった。
【０００８】
また、球体と導電ピンとが直接接触し合うため、導電ピンに磨耗や変形等が生じて導電ピンと球体とが良好に接触しなくなる可能性があり、長期信頼性を高くすることが難しいという問題もあった。
【０００９】
また、流動体を容器に封入してなる傾斜センサ装置の場合には、容器を小さくすると、流動体の表面張力や容器の壁面に対する濡れ（這い上がり）等による流動体の表面（液面）の変動の影響が大きくなる傾向があるため、静電容量の測定精度が低下して傾きの検知精度が低下する可能性がある。そのため、小型化が難しいという問題があった。
【００１０】
また、容器に加わる振動等のために流動体の液面が変動して静電容量が不規則に変動し、傾きを検知する精度が低下する可能性もある。
【００１１】
特に、近年、このような傾斜センサ装置は、携帯電話やＰＤＡ等の小型で、かつ手持ち等の不安定な状態で使用される電子機器に搭載されるようになってきているため、小型で精度の高い傾斜センサ装置に対する需要が高くなっている。
【００１２】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、小型化が容易であり、傾き（傾斜）の検知精度や長期信頼性の高い傾斜センサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の傾斜センサ装置は、空間を間に配して上下平行に対向するように配置され、一方の端部から他方の端部にかけて対向し合う幅が漸次狭くなる一対の帯状の容量電極を備え、前記空間の前記容量電極が対向し合う部分に、上下面が前記一対の容量電極にそれぞれ平行であるとともに、前記容量電極の前記対向し合う幅の最大幅以上の幅を有し、前記容量電極の両端部間を移動可能な誘電体ブロックが配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記空間が絶縁容器に形成され、前記一対の容量電極が前記空間を挟んで配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記絶縁容器に形成された前記空間に前記誘電体ブロックが収容されており、該誘電体ブロックの比誘電率が、前記絶縁容器のうち前記一対の容量電極それぞれと前記空間との間に位置する部位の比誘電率よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記空間が、一対の前記容量電極の前記対向し合う幅の最大幅と同じ幅を有する四角柱状であり、前記空間に納まる幅を有する四角柱状の前記誘電体ブロックが配置されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、一方の前記容量電極が接地されており、他方の前記容量電極の前記一方または他方の端部に、該端部と反対側の端部との間のインピーダンスを測定するための端子が接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の傾斜センサ装置によれば、空間を間に配して上下平行に対向するように配置され、一方の端部から他方の端部にかけて対向し合う幅が漸次狭くなる一対の帯状の容量電極を備え、空間の容量電極が対向し合う部分に、上下面が一対の容量電極にそれぞれ平行であるとともに、容量電極の対向し合う幅の最大幅以上の幅を有し、容量電極の両端部間を移動可能な誘電体ブロックが配置されていることから、空間の傾きに応じて、つまりこの傾斜センサ装置が搭載された機器が傾いた方向の下側に向かって、誘電体ブロックが重力（重力の分力）により一対の帯状の容量電極間を移動する。
【００１９】
そして、その誘電体ブロックの移動に応じて、上下平行に対向している一対の容量電極のうち誘電体ブロックが介在している部分の占める割合が漸次変化し、上下の容量電極の間に生じる静電容量が漸次変化する。また、この静電容量の変化は、誘電体ブロックが介在している部分における一対の容量電極の対向し合う幅（対向し合う容量電極のうち誘電体ブロックの介在により静電容量が大きくなる部分）が狭いほど小さい静電容量となるように変化するものである。
【００２０】
そのため、上下一対の容量電極の間の静電容量を測定して、その変化を検知することにより、誘電体ブロックが移動した方向、つまり傾きの方向を容易に、高い精度で検知することができる。
【００２１】
また、傾きの方向は、誘電体ブロックの移動によって一対の容量電極の間に生じる静電容量の値の変化で検知することができるので、誘電体ブロックが容量電極に直接接触する必要はなく、両者が直接接触した場合に発生しやすい容量電極の磨耗や変形等を効果的に防止することができる。
【００２２】
また、誘電体ブロックの移動により一対の容量電極間の静電容量を変化させるため、従来のように不規則な振動等によって流動体の液面が変化すること、つまり対向し合う容量電極の間に介在する誘電体の厚さが変動して、静電容量の変化および傾斜の方向を誤って検知するようなことが防止される。
【００２３】
また、誘電体ブロックについては流動体のように表面張力を考慮する必要はなく、小さな誘電体ブロックの移動に応じて一対の容量電極の間に生じる静電容量を効果的に変化させることができる。そのため、小型化の容易な傾斜センサ装置とすることができる。
【００２４】
従って、本発明の傾斜センサ装置によれば、小型化が容易であり、傾きの検知精度や長期信頼性の高い傾斜センサ装置を提供することができる。
【００２５】
また、本発明の傾斜センサ装置は、空間が絶縁容器に形成され、一対の容量電極が空間を挟んで配置されている場合には、絶縁容器内の空間に誘電体ブロックを封入するとともに、一対の帯状の容量電極を、例えば空間の上下に位置する絶縁容器の内部それぞれに、空間の両端部間にわたるように形成することにより、誘電体ブロックを確実に空間内に収めて、上下に対向する帯状の容量電極の両端部間で、空間の傾きに応じて誘電体ブロックを移動させることができる。また、誘電体ブロックと容量電極との間に絶縁容器の一部が介在することにより、容量電極の誘電体ブロックとの直接の接触による磨耗や欠け等を効果的に防止することができる。従って、この場合には、傾斜センサ装置としての信頼性や生産性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明の傾斜センサ装置は、誘電体ブロックの比誘電率が、絶縁容器のうち容量電極と空間との間に位置する部位の比誘電率よりも大きい場合には、絶縁容器の一部および空間を間に挟んで対向する容量電極の間の静電容量について、誘電体ブロックの移動に伴う変化をより大きなものとすることができる。そのため、例えば空間およびその内部の誘電体ブロックの高さを抑えることによる薄型化や傾きの精度の向上が容易な傾斜センサ装置とすることができる。
【００２７】
また、本発明の傾斜センサ装置は、空間が、一対の容量電極の対向し合う幅の最大幅と同じ幅を有する四角柱状であり、空間に納まる幅を有する四角柱状の誘電体ブロックが配置されている場合には、帯状（細長い概ね四角形状）の容量電極に対して四角柱状（平面視で四角形状）の誘電体ブロックがより確実に、かつ広い範囲で効果的に介在することができる。そのため、上下に対向し合う帯状の容量電極の間で誘電体ブロックが介在する位置に応じた静電容量の変化を大きくすることができ、傾斜の検知をより確実に行なわせることができる。
【００２８】
また、この場合には、容量電極の全長にわたって、誘電体ブロックが容量電極の幅いっぱいに介在することがより容易であるため、一対の容量電極間に生じる静電容量は、より確実に、誘電体ブロックの位置に応じて直線的（１次関数的）に変化する。そのため、静電容量の値を基にした誘電体ブロックの位置の算出がより容易で精度の高いものとなる。
【００２９】
従って、この場合には、傾斜の検知がより確実で精度の高い傾斜センサ装置を提供することができる。
【００３０】
また、本発明の傾斜センサ装置は、一方の容量電極が接地されており、他方の容量電極の一方または他方の端部に、その端部と反対側の端部との間のインピーダンスを測定するための端子が接続されている場合には、一方の容量電極について端部間（一方の端部と他方の端部との間）のインピーダンスを検知することができ、誘電体ブロックの移動によるこのインピーダンスの変化を検知することにより空間の傾斜を検知することができる。
【００３１】
すなわち、この場合には、一方の容量電極において、端部間のインピーダンスが、接地導体としての他方の電極との間の静電容量に応じて変化する。そして、上下の容量電極の間の静電容量が誘電体ブロックの位置に応じて変化したときには、この静電容量の変化に応じて一方の電極で端部間のインピーダンスが変化し、このインピーダンスの値を基に、誘電体ブロックが空間内のどの位置に移動しているかを算出して、空間の傾きを検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の傾斜センサ装置について、添付の図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
図１は、本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。図１において、１は空間、２は空間１を間に配して上下平行に対向する一対の帯状の容量電極、３は空間１内に配置された誘電体ブロック、４は内部に空間１が形成された絶縁容器、９は傾斜センサ装置である。図１では、見やすくするために、誘電体ブロック３を空間１の外側に出して示している。
【００３４】
この傾斜センサ装置９は、空間１内に配置した誘電体ブロック３が空間１の傾きに応じて一対の容量電極２・２の両端部間を移動することにより対向し合う上下平行な一対の容量電極２・２間に生じる静電容量が変化することを利用して、傾きの方向を検知する。
【００３５】
すなわち、この傾斜センサ装置９によれば、空間１を間に配して上下平行に対向する一対の帯状の容量電極２・２間に生じる静電容量は、上下の容量電極２・２が対向し合う面積および容量電極２・２間の距離が一定であるため、誘電体ブロック３が容量電極２の長さ方向のどの位置で介在しているかに応じて変化する。そして、例えば、あらかじめ誘電体ブロック３がどの位置にあるときには容量電極２・２間に生じる静電容量がどの値になるかということを算出または実測しておくことにより、容量電極２・２間の静電容量を基にして、空間１内の誘電体ブロック３の位置、つまり空間１の傾きを検知することができる。
【００３６】
このような構成の傾斜センサ装置９によれば、誘電体ブロック３の移動に応じて、上下平行に対向している一対の帯状の容量電極２・２のうち誘電体ブロック３が介在している部分の占める割合が漸次変化し、上下の容量電極２・２の間に生じる静電容量が変化する。また、この静電容量の変化は、誘電体ブロック３が介在している部分における一対の容量電極２・２の対向し合う幅（対向し合う容量電極２・２のうち誘電体ブロック３の介在により静電容量が大きくなる部分）が狭いほど小さい静電容量となるように変化するものである。
【００３７】
そのため、上下一対の容量電極２・２の間の静電容量を測定して、その変化を検知することにより、誘電体ブロック３が移動した方向、つまり傾きの方向を容易に、高い精度で検知することができる。例えば、誘電体ブロック３が容量電極２の他方の端部の方向に移動する（空間１が他方の端部側が下向きになるように傾斜している）場合には容量電極２・２の間に生じる静電容量が次第に小さくなり、逆方向に移動（傾斜）している場合には静電容量が次第に大きくなる。
【００３８】
また、傾きの方向は、一対の容量電極２・２の間に生じる静電容量の値で検知することができるので、誘電体ブロック３が容量電極２に直接接触する必要はなく、両者が直接接触した場合に発生しやすい容量電極２の磨耗や変形等を効果的に防止することができる。
【００３９】
また、誘電体ブロック３の移動により容量電極２・２間の静電容量を変化させるため、従来のように不規則な振動等によって流動体の液面が変化すること、つまり対向し合う容量電極２・２の間に介在する誘電体の厚さが変動することによって、静電容量の変化および傾斜の方向を誤って検知するようなことが防止される。
【００４０】
また、誘電体ブロック３については流動体のような表面張力を考慮する必要はなく、小さな誘電体ブロック３の介在でも、一対の容量電極２・２の間に生じる静電容量を効果的に変化させることができる。そのため、小型化の容易な傾斜センサ装置９とすることができる。
【００４１】
従って、本発明の傾斜センサ装置９によれば、小型化が容易であり、傾きの検知精度や長期信頼性の高い傾斜センサ装置９を提供することができる。
【００４２】
空間１は、誘電体ブロック３を収容すること、および一対の帯状の容量電極２・２の間に配され得るような形状および寸法を有している。
【００４３】
このような条件を備える空間１の形状は、例えば四角柱状や六角柱状，八角柱状等の多角形の柱状または円柱状等の形状である。
【００４４】
図１に示す実施の形態の例においては、四角柱状の絶縁容器４を中空状に形成し、その中空状の部分（四角柱状）を空間１としている。
【００４５】
空間１を間に配して上下平行に対向する容量電極２・２は、いわゆる平行平板コンデンサを形成しており、前述のように、間の空間１内での誘電体ブロック３の位置に応じて、生じる静電容量が変化する。
【００４６】
容量電極２・２は、空間１内での誘電体ブロック３の位置のみに応じて静電容量が変化するものである必要があるため、上下平行に対向するように配置されている。また、誘電体ブロック３の移動に応じて、一方の端部（符号なし）から他方の端部（符合なし）にかけて漸次、誘電体ブロック３が介在する割合を減少または増加の一方向に変化させる（誘電体ブロック３の位置と静電容量とを１対１で対応させる）必要があるため、一方の端部から他方の端部にかけて対向し合う幅が漸次狭くなっている。この場合、誘電体ブロック３が容量電極２の他方の端部（容量電極２・２の対向し合う幅が狭くなる方向）に向かって移動するときには、容量電極２・２の間で誘電体ブロック３の介在する割合が小さくなるので、静電容量は減少する。
【００４７】
また、誘電体ブロック３は、容量電極２の両端部間を、空間１の傾斜に応じて移動することができるような形状および寸法で形成されて、空間１内に配置されている。空間１内での誘電体ブロック３の移動は、空間１の下面上を、空間１の傾きに起因して作用する重力の分力によって滑ることによるものである。
【００４８】
なお、誘電体ブロック３は、上下平行に対向する容量電極２・２の間に介在し、その介在位置に対応して容量電極２の間の静電容量を変化させるものであるため、平行な上下の容量電極２・２のそれぞれに対して、上下面がそれぞれ平行なものとされている。
【００４９】
また、誘電体ブロック３は、容量電極２の最大幅部分（一方の端部）から最小幅部分（他方の端部）方向に、対向し合う容量電極２・２の間に介在する幅が漸次小さくなる（一方向に変化する）ものである必要があるため、容量電極２・２の対向し合う幅以上の幅を有するものとされている。
【００５０】
このような誘電体ブロック３としては、例えば四角柱状（直方体状）や円柱状等のものが挙げられる。なお、誘電体ブロック３は、これらの形状であって上下面と側面との間の稜部分が円弧状に面取り（いわゆるＲ面）加工されているものでもよい。
【００５１】
また、誘電体ブロック３は、上下に対向する容量電極２・２間に介在して、その間に生じている静電容量を検知が容易な程度に変化させることができるような材料および寸法で形成されている。
【００５２】
このような誘電体ブロック３は、例えば、チタン酸バリウム，チタン酸ストロンチウム，チタン酸マグネシウムまたはこれらの混合系材料等のセラミック材料や、スチロ−ル樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリフェニレンスルフィド樹脂等の樹脂材料等の比誘電率の高い材料からなる。これらの樹脂材料の比誘電率は約３（20℃）であり、チタン酸バリウムの比誘電率は約500以上（20℃）である。誘電体ブロック３は、容量電極２・２間の静電容量を大きく変化させる上では、比誘電率が約500以上のチタン酸バリウムまたはその混合系材料等の誘電体材料からなることが好ましい。
【００５３】
また、誘電体ブロック３の厚さは、上下に対向する容量電極２・２間の静電容量を大きく変化させる上では、空間１内において厚いほど好ましい。この実施の形態の例において、誘電体ブロック３は、空間１の高さよりも若干低い（薄い）四角柱状に形成されている。
【００５４】
誘電体ブロック３は、例えば、四角柱状の場合であれば、チタン酸バリウムの粉末を有機溶剤，バインダとともにシート状に加工して複数のセラミックグリーンシートを作製し、所定の四角板状に切断するとともに積層して四角柱状とした後、焼成することにより作製することができる。
【００５５】
なお、容量電極２について、一方の端部および他方の端部のそれぞれにおける幅は、傾斜センサ装置９の寸法（小型化の程度）や、使用する誘電体ブロック３の比誘電率、検知しようとする傾斜の程度等に応じて適宜設定すればよい。
【００５６】
例えば、誘電体ブロック３を、比誘電率が約500のチタン酸バリウムを用いて、１辺の長さが１ｃｍ（0.01ｍ）の立方体状に形成した場合であって、容量電極２の長さ（一方の端部と他方の端部との間の距離）を３ｃｍ（0.03ｍ）、一方の端部における幅を１ｃｍ（0.01ｍ）、他方の端部における幅を0.5ｃｍ（0.005ｍ）にそれぞれ設定した例では、空間１の高さを誘電体ブロック３の高さ（厚さ）と同程度とすると、静電容量の変化は次のようになる。
【００５７】
すなわち、空気の誘電率をε１（比誘電率は約１）とすると、一対の容量電極２・２の間に誘電体ブロック３が存在しないと仮定したときの静電容量は約ε１×（（0.01＋0.005）×0.03×（１／２））／0.01＝2.25×10−２×ε１（Ｆ）になる。これに対し、誘電体ブロック３が容量電極２の一方の端部に移動したときの静電容量の増加は500×ε１×（（0.01＋0.0083）×0.01×（１／２））／0.01≒4.6×ε１（Ｆ）程度であり、他方の端部に移動したときの静電容量の増加は500×ε１×（（0.0067＋0.005）×0.01×（１／２））／0.01≒2.9×ε１（Ｆ）程度である。この静電容量の変化は、誘電体ブロック３が存在しないと仮定した場合の静電容量に比べて十分に大きい。また、この程度の静電容量の差が誘電体ブロック３の位置に対応して生じれば、例えば静電容量に応じた電位差を検知する周知の手段で容易に検知することができるため、前述したような寸法の傾斜センサ装置９を提供することができる。
【００５８】
また、より比誘電率の大きな材料を用いて誘電体ブロック３を形成すれば、静電容量の変化がさらに大きくなるので、傾斜センサ装置９のより一層の小型化や検知の精度の向上が可能である。
【００５９】
このような傾斜センサ装置９は、例えばこの実施の形態の例のように、空間１が絶縁容器４に形成され、一対の容量電極２・２が空間１を挟んで配置されている場合には、次のような効果を得ることもできる。
【００６０】
すなわち、絶縁容器４内の空間１に誘電体ブロック３を封入するとともに、一対の容量電極２・２を、例えば空間１の上下に位置する絶縁容器４の内部それぞれに、空間１の全長にわたるように形成することにより、誘電体ブロック３を確実に空間１内に収めて、上下に対向する容量電極２・２の両端部間で、空間１の傾きに応じて誘電体ブロック３を移動させることができる。また、誘電体ブロック３と容量電極２との間に絶縁容器４の一部が介在することにより、容量電極２の誘電体ブロック３との直接の接触による磨耗や欠け等を効果的に防止することができる。従って、この場合には、傾斜センサ装置９としての信頼性や生産性を向上させることができる。
【００６１】
絶縁容器４は、例えば空間１を内部に形成し得るような寸法を有する、四角柱状や六角柱状，八角柱状等の多角形の柱状または円柱状等の形状のものである。
【００６２】
絶縁容器４は、酸化アルミニウム質焼結体（酸化アルミニウム質セラミックス）や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラスセラミック焼結体等のセラミック材料や、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂等の樹脂材料、セラミック材料等の無機材料と樹脂材料との複合材料等の電気絶縁性の材料により形成されている。
【００６３】
この実施の形態の例において、絶縁容器４は、図２に示すように、上面に凹部（符号なし）を有する絶縁基体４ａの上面に、平板状の蓋体４ｂが接合されて形成されている。絶縁基体４ａの凹部と蓋体４ｂとにより、誘電体ブロック３を収容する空間１が構成されている。なお、図２は図１に示す傾斜センサ装置の断面図である。図２において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００６４】
蓋体４ｂは、絶縁基体４ａの凹部４ａと対向する凹部（図示せず）を有しているものでもよい。
【００６５】
また、絶縁容器４のうち空間１の下面となる面は、誘電体ブロック３が滑って移動することを容易とするために、研磨加工（例えば、いわゆる鏡面研磨加工）を施して平滑度を高めておいてもよいし、いわゆるエンボス加工を施した面として誘電体ブロック３の貼り付きを防止しておいてもよい。この場合、絶縁基体４ａを平板状とし、蓋体４ｂを下面側に凹部（図示せず）を有しているものとしておくと、空間１の下面に相当する、絶縁基体４ａの上面の研磨加工がより容易に行なえる。そのため、誘電体ブロック３の滑りによる移動が容易で傾きの検知の精度が高い傾斜センサ装置９の生産性を高める上で有効である。また、エンボス加工を施す場合には、絶縁容器の下面（少なくとも一対の容量電極２・２が対向し合う範囲）の全面に同じ程度に凹または凸部分が形成されるようにして、容量電極２・２間の静電容量に対するエンボス加工の影響を抑えることが好ましい。また、例えば、フッ素系樹脂材料のように比誘電率および摩擦係数がともに低い（容量電極２・２間の静電容量への影響が小さく、誘電体ブロック３が滑りやすい）材料からなるシートにエンボス加工を施し、これを絶縁容器４のうち空間１の下面となる面に貼り付けてもよい。
【００６６】
絶縁容器４は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、酸化アルミニウムの粉末を主成分とし、酸化ケイ素や酸化カルシウム等を添加してなる原料粉末を、有機溶剤，バインダとともにシート状に加工して複数のセラミックグリーンシートを作製し、積層した後、焼成することにより、絶縁基体４ａおよび蓋体４ｂを作製し、その後、絶縁基体４ａと蓋体４ｂとをろう材やガラス，樹脂接着剤を介して接合することにより製作することができる。
【００６７】
また、絶縁容器４は、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料からなる場合であれば、これらの樹脂材料の未硬化物を、金型を用いて所定の絶縁基体４ａや蓋体４ｂの形状に成型し、硬化させることにより絶縁基体４ａや蓋体４ｂを作製し、これらを樹脂接着剤で接合することにより製作することができる。
【００６８】
空間１が絶縁容器４に形成されている構成において、一対の帯状の容量電極２・２は、例えば絶縁容器４の内部に、空間１を上下に挟むように形成されている。この容量電極２は、タングステンやモリブデン，マンガン，銅，銀，パラジウム，金，白金等の金属材料により形成される。このような金属材料は、メタライズ層やめっき層，金属箔，蒸着層等の形態で絶縁容器４の絶縁基体４ａや蓋体４ｂに被着される。
【００６９】
容量電極２は、例えば、タングステンの金属ペーストを絶縁基体４ａや蓋体４ｂとなるセラミックグリーンシートに印刷しておいて、この印刷した金属ペーストが内部に位置するようにセラミックグリーンシートを積層することにより形成することができる。
【００７０】
なお、絶縁容器４には、上下の容量電極２・２のそれぞれから下面にかけて、容量電極２を外部の電気回路と接続するための配線導体（図示せず）を形成してもよい。この配線導体の露出部分を外部の電気回路に接続して、上下の容量電極２・２の間の静電容量を測定するようにすれば、静電容量の変化を検知し、空間１の傾きつまり傾斜センサ装置９の傾きを検知することができる。また、空間１の傾斜を示す信号を傾斜センサ装置９が搭載された機器に送ったり、ディスプレイ（図示せず）に表示させたりすることもできる。
【００７１】
この場合の外部の電気回路は、例えば、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話に組み込まれる回路基板に形成されている。そして、傾斜センサ装置９が部品として接続されると、カメラの向き（いわゆる縦位置や横位置）に応じて画像の写し込まれる向きを変え、常に撮影時の上方向を保存されている画像の上方向と一致させるようにして撮像し、その画像を保存することができる。
【００７２】
また、デジタルカメラや携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等で画像を見る時も、デジタルカメラや携帯電話等の画像表示機の方向にかかわらず、常に写真の上側が地球の重力の反対側に表示されるように、つまり画像表示機を見ている利用者が写真等の画像を見やすいようにして表示することができる。
【００７３】
また、このように絶縁容器４に空間１を形成するとともに一対の容量電極２・２を配置してなる傾斜センサ装置９においては、誘電体ブロック３の比誘電率が、絶縁容器４のうち容量電極２と空間１との間に位置する部位の比誘電率よりも大きい場合には、絶縁容器４の一部および空間１を間に挟んで対向する容量電極２・２の間の静電容量について、誘電体ブロック３の移動に伴う変化をより大きなものとすることが容易である。そのため、例えば空間１の傾きが小さく、誘電体ブロック３の移動がわずかな距離であるような場合でも、上下の容量電極２・２の間の静電容量の変化を検知が可能な程度に大きくさせることができる。従って、この場合には、傾きの検知の精度を向上させる上で効果がある。
【００７４】
また、例えば空間１の高さを極力低く抑えて傾斜センサ装置９の一層の小型化（薄型化）を図るような場合や、図３に示すように、容量電極２の外部接続をしやすくすること等のために容量電極２を絶縁容器４の外表面に形成したような場合には、空間１の高さに対して容量電極２と空間１との間に介在する絶縁容器４の厚さが比較的厚くなる。このようなときに、誘電体ブロック３の比誘電率を、絶縁容器４のうち容量電極２と空間１との間に位置する部位の比誘電率よりも大きくしておくと、誘電体ブロック３の介在による静電容量の変化（増加）をより効果的に行なわせることができる。そのため、この構成は、傾斜センサ装置９の薄型化を図る上でも有効である。なお、図３は、本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。図３において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００７５】
また、この傾斜センサ装置９は、空間１が、一対の容量電極２・２の対向し合う幅の最大幅と同じ幅を有する四角柱状であり、空間１に納まる幅を有する四角柱状の誘電体ブロック３が配置されている場合には、一対の帯状（細長い概ね四角形状）の容量電極２・２に対して四角柱状（平面視で四角形状）の誘電体ブロック３がより効率よく広い範囲で介在することができる。そのため、上下に対向し合う容量電極２・２間で誘電体ブロック３が介在する位置に応じた静電容量の変化を大きくすることが容易であり、傾斜の検知精度の向上や小型化を図る上で有利である。
【００７６】
また、この場合には、容量電極２の全長にわたって、誘電体ブロック３が、容量電極２・２の対向し合う幅いっぱいに介在することが容易であるので、一対の容量電極２・２間に生じる静電容量は、より精度よく、誘電体ブロック３の位置に応じて変化する。そのため、静電容量の値を基にした誘電体ブロック３の位置の算出がより容易になる。
【００７７】
従って、この場合には、傾斜の検知精度の向上や小型化等が容易な傾斜センサ装置９を提供することができる。
【００７８】
また、この傾斜センサ装置９は、例えば図４に示すように、一方の容量電極２（図４に示す例では下側の容量電極２）が接地されており、他方の容量電極２（図４に示す例では上側の容量電極２）の一方または他方の端部（符号なし）に、その端部と反対側の端部との間のインピーダンスを測定するための端子Ｐが接続されている場合には、一方の容量電極２について端部間（一方の端部と他方の端部との間）のインピーダンスを検知することができ、このインピーダンスの変化を検知することにより空間１の傾斜を検知することができる。なお、図４は、本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を示す斜視図である。図４において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００７９】
すなわち、この場合には、一方の容量電極２において、端部間のインピーダンスが、接地導体としての他方の容量電極２との間の静電容量に応じて変化する。そして、上下の容量電極２・２の間の静電容量が誘電体ブロック３の位置に応じて変化したときには、この静電容量の変化に応じて一方の容量電極２で端部間のインピーダンスが変化し、このインピーダンスの値を基に、誘電体ブロック３が空間１内のどの位置に移動しているかを算出して、空間１の傾きを検知することができる。
【００８０】
この場合、一方の容量電極２の端部間のインピーダンスは、この端部間における容量電極２・２間の静電容量に反比例するので、例えば誘電体ブロック３が容量電極２の他方の端部に向かって移動する（静電容量が減少する）ときにはインピーダンスが高くなる。
【００８１】
なお、一方の端部に端子Ｐが接続された一方の容量電極２のインピーダンスの測定は、端子Ｐから一方の容量電極２に一定の信号を与え、この信号が他方の端部で反射して一方の端部（端子Ｐ）に返ったときの反射係数を基に算出することにより行なうことができる。すなわち、この場合に一方の端部に返った信号は、一方の容量電極２の端部間のインピーダンスに応じた反射係数を有しているので、信号の反射係数を検知することにより一方の容量電極２のインピーダンスを算出し検知することができる。なお、反射係数（ｒ）は、端子Ｐから一方の容量電極２に供給した信号の電圧（Ｅ１）と、他方の端部から返ってきた信号の電圧（Ｅ２）との比（ｒ＝Ｅ２／Ｅ１）であり、インピーダンスは（１＋ｒ）／（１−ｒ）に比例する。
【００８２】
このような端子Ｐは、容量電極２と同様の金属材料が容量電極２と同様の方法で絶縁容器４に被着されたものや、鉄−ニッケル合金，鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料からなる線状の部材が容量電極２にろう材等を介して接合されたもの等により形成される。
【００８３】
また、端子Ｐは、例えば絶縁容器４に形成されて容量電極２に接続された配線導体（図示せず）を介して、信号の反射係数を測定する電気回路（図示せず）と電気的に接続される。信号の反射係数を測定する電気回路は、別体の部品（セラミック配線基板に形成された回路等）として絶縁容器４に取り付けたものでもよく、この絶縁容器４に容量電極２と同様の導体により回路パターンとして被着形成されたものでもよい。
【００８４】
また、この測定を行なう際には、測定用の電気回路に基準電位を与える必要がある。この基準電位は、例えば接地された他方の容量電極２（接地電位）により与えることができ、一方の容量電極２に接続される端子Ｐとは電気的に独立した端子（図示せず）を他方の容量電極２に電気的に接続させるようにすればよい。
【００８５】
なお、図４では、接地した他方の容量電極２を、全長にわたって同じ幅の帯状に形成した例を示している。このように、対向し合う容量電極２の一つを全長にわたって同じ幅の帯状に形成した場合には、一対の容量電極２・２の対向し合う幅の調整が容易であるため、傾斜センサ装置９としての生産性を向上させることができる。
【００８６】
なお、このような傾斜センサ装置９は、例えば、まず、前述のようにして作製した絶縁基体４ａの凹部内に誘電体ブロック３を入れ、次に、凹部を塞ぐようにして蓋体４ｂを絶縁基体４ａの上面に接合することにより製作することができる。
【００８７】
また、蓋体４ｂと絶縁基体４ａとの接合は、例えば、有機樹脂接着剤やガラス，ろう材等の接合材を介して接合することにより行なうことができる。あるいは、あらかじめ両者の接合面に金属層（図示せず）を形成しておき、この金属層の間をろう材で接合するようにしてもよい。なお、金属層は、容量電極２と同様の金属材料を用い、同様の方法で形成することができる。
【００８８】
なお、本発明は上記の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、絶縁容器４の少なくとも一部をガラスやアクリル系樹脂，メタクリル系樹脂等の透光性の材料で形成しておいて、外側から誘電体ブロック３の位置を視認できるようにしておいてもよい。この場合には、空間１の傾きに応じて誘電体ブロック３が正常に移動しているか否かを目視や画像認識によって容易に確認することができ、より高精度で、かつ点検の容易な傾斜センサ装置９とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す傾斜センサ装置の断面図である。
【図３】本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９０】
１・・・空間
２・・・容量電極
３・・・誘電体ブロック
４・・・絶縁容器
４ａ・・絶縁基体
４ｂ・・蓋体
９・・・傾斜センサ装置
Ｐ・・・端子
【図１】
2009156585.tif 000003
【図２】
2009156585.tif 000004
【図３】
2009156585.tif 000005
【図４】
2009156585.tif 000006