(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を間に配して上下に対向し、少なくとも一方が複数の電極２ａからなる容量電極２と、空間１内に収容され、空間１の傾きに応じて複数の電極２ａ間を移動可能な導体ブロック３とを具備する傾斜センサ装置９である。空間１の傾きに応じて移動する導体ブロック３の介在により上下に対向する容量電極２ａ・２ｂ間の静電容量が変化し、この静電容量の変化により空間１の傾きを容易に高い精度で検知することができる。また、導体ブロック３との直接接触による容量電極２の磨耗や変形等が防止され、長期信頼性が高い。【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に対向し、少なくとも一方が複数の電極からなる容量電極と、前記空間内に収容され、該空間の傾きに応じて前記複数の電極間を移動可能な導体ブロックとを具備す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】
上下の前記容量電極が平行に配置されており、前記導体ブロックが前記容量電極に平行な上下面を有す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４】
前記空間の下面が、中央部が低くなるように湾曲し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】
前記容量電極は、一方が前記複数の電極であり、他方が該複数の電極が形成されている領域に対向している１つの電極であ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６】
前記空間が平面視で多角形状または円形状であり、前記容量電極が前記空間の外周に沿って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７】
前記複数の容量電極は、隣接するもの同士の間隔が、前記導体ブロックを平面視したときの外形寸法よりも小さい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８】
前記空間が円柱状であり、かつ前記導体ブロックが円柱状であ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９】
前記空間の内部に誘電性の液体が充填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１０】
前記導体ブロックの密度が前記液体の密度よりも小さく、前記空間の上面が、中央部が高くなるように湾曲していることを特徴とする請求項９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、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。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に対向し、少なくとも一方が複数の電極からなる容量電極と、前記空間内に収容され、該空間の傾きに応じて前記複数の電極間を移動可能な導体ブロックとを具備す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、上下の前記容量電極が平行に配置されており、前記導体ブロックが前記容量電極に平行な上下面を有する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、前記空間の下面が、中央部が低くなるように湾曲し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。
【００１７】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記容量電極は、一方が前記複数の電極であり、他方が該複数の電極が形成されている領域に対向している１つの電極であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記空間が平面視で多角形状または円形状であり、前記容量電極が前記空間の外周に沿って配置されていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記複数の容量電極は、隣接するもの同士の間隔が、前記導体ブロックを平面視したときの外形寸法よりも小さいことを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記空間が円柱状であり、かつ前記導体ブロックが円柱状であることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記空間の内部に誘電性の液体が充填されていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上記構成において、前記導体ブロックの密度が前記液体の密度よりも小さく、前記空間の上面が、中央部が高くなるように湾曲していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
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に対向し、少なくとも一方が複数の電極からなる容量電極と、空間内に収容され、空間の傾きに応じて複数の電極間を移動可能な導体ブロックとを具備することから、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、導体ブロックが重力（重力の分力）により移動する。そして、その導体ブロックが移動した側（傾きの下側）で、導体ブロックが移動してきたことを、空間を間に配して上下に対向する容量電極の間の静電容量の変化により検知することができる。そのため、上下に対向する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、導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。
【００２４】
また、傾きの方向は、容量電極の間の静電容量の変化で検知することができるので、導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。
【００２５】
また、導体ブロックの移動により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起因して流動体の液面が変化すること、つまり容量電極を構成する上下の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。
【００２６】
また、導体ブロックについて表面張力を考慮する必要はなく、小さな導体ブロックの介在でも、対向し合う容量電極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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、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導体ブロックを封入するとともに、容量電極を、空間の上下に位置する絶縁容器の内部に形成することにより、次のような効果を得ることができる。
【００２９】
すなわち、導体ブロックを確実に空間内に収めておくことができるとともに、例えば絶縁容器の内部のうち空間の外周部分に相当する部分に空間が間に配されるように容量電極を配置しておくことにより、空間の傾きに応じて容量電極の間に導体ブロックを介在させることができる。また、導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、容量電極の導体ブロックとの直接の接触による磨耗や欠け、容量電極間の電気的短絡等を効果的に防止することができる。また、絶縁容器に、隣接するもの同士の電気絶縁性を良好に確保して複数の電極を形成することができる。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。
【００３０】
また、本発明の傾斜センサ装置は、上下の容量電極が平行に配置されており、導体ブロックが容量電極に平行な上下面を有する場合には、例えば導体ブロックが球状であるような場合に比べて、上下の容量電極の間に導体ブロックが介在したときに、容量電極の間の静電容量をより効果的に変化させることができる。そのため、静電容量の変化による空間の傾きの検知がより確実な傾斜センサ装置とすることができる。
【００３１】
また、本発明の傾斜センサ装置は、空間の下面が、中央部が低くなるように湾曲している場合には、空間の下面が平坦な場合に比べて、導体ブロックの空間の外周部への移動が空間の底面の湾曲によって抑制される。そのため、傾斜センサ装置のわずかな傾きや、誤って加わった振動等による外力（空間の傾きにより作用する重力の分力とは異なる力）により導体ブロックが空間の外周部へ移動してしまうようなことは抑制される。そして、検知したい所定の角度に空間が傾斜したときに、初めて導体ブロックが空間の外周側へ移動し、空間の外周部に配置された上下の容量電極間に介在して静電容量を変化させて傾きが検知される。つまり、検知の感度が過敏になることを抑制する上で有効である。
【００３２】
また、この場合には、空間が水平なときには導体ブロックが湾曲した下面に沿って中央部に移動し得る。そのため、例えば中央部に対応した容量電極を配置して、その中央部の容量電極の静電容量が変化したときには導体ブロックが空間の中央部に位置している（空間が傾いておらず水平である）と検知できるようにして、空間が水平であることの検知をより確実なものとしてもよい。また、中央部のみには容量電極を配置しないようにして、いずれの容量電極でも静電容量が変化していないときには空間が傾いておらず水平であると検知できるようにすることもできる。
【００３３】
また、本発明の傾斜センサ装置は、容量電極は、一方が複数の電極であり、他方がその複数の電極が形成されている領域に対向している１つの電極である場合には、検知の精度が高い傾斜センサ装置の生産性を向上させる上で効果がある。すなわち、一方の電極と他方の電極とを対向させて傾斜センサ装置を製作する際に、上下で多少の位置ずれが生じたとしても、個々の容量電極の対向し合う面積を所定の面積（複数の電極のそれぞれの面積）とすることができる。そのため、例えば他方の電極も複数の電極である場合のように一方の電極と他方の電極との位置合わせを個々に精密に行なう必要はなく、傾斜センサ装置としての生産性を向上させる上で有効である。
【００３４】
また、本発明の傾斜センサ装置は、空間が平面視で多角形状または円形状であり、容量電極が空間の外周に沿って配置されている場合には、空間を平面視したときの全周で傾きを検知することが容易である。すなわち、空間の外周に容量電極が配置されているため、空間の傾きにより空間の外周部に移動した導体ブロックが上下の容量電極間に介在して静電容量を変化させることができる。また、この空間が平面視で多角形状または円形状であるため、例えば多角形状の空間の辺部分や角部分、または円形状の空間の中心角が同じ程度の扇状の各部分等に対応させて容量電極（複数の電極）を配置することにより、平面視したときの空間の全周にわたり、一定の範囲毎に傾きを検知することができる。
【００３５】
また、本発明の傾斜センサ装置は、複数の容量電極は、隣接するもの同士の間隔が、導体ブロックを平面視したときの外形寸法よりも小さい場合には、空間の傾きに応じて移動した導体ブロックが、隣接する容量電極の間に偶然に入り込み、いずれの容量電極においても静電容量の変化が生じないというようなことが効果的に防止される。そのため、空間が傾いているにもかかわらず、いずれの容量電極においても静電容量が変化せず、傾いていないと誤検知されるようなことが効果的に防止され、より検知精度の高い傾斜センサ装置とすることができる。
【００３６】
また、本発明の傾斜センサ装置は、空間が円柱状であり、かつ導体ブロックが円柱状である場合には、直接接触（衝突）し合う、空間を構成する部材の内側面および導体ブロッの側面のいずれにも、欠けや亀裂等が生じる可能性の高い角部分や突起部分がない。そのため、導体ブロックや空間を構成する部材の機械的な破壊が抑制され、傾斜センサ装置としての長期信頼性を向上させることができる。
【００３７】
また、本発明の傾斜センサ装置は、空間の内部に誘電性の液体が充填されている場合には、導体ブロックの急激な移動が液体により抑制される。そのため、空間を構成する部材に導体ブロックが衝突して、導体ブロックや空間を構成する部材に割れや欠け等の機械的な破壊を生じる、というようなことがより効果的に抑制される。また、液体が誘電性のものであるため上下の容量電極の間に一定の静電容量が生じ、上下の容量電極の間に導体ブロックが介在しているときには、その静電容量が変化する。そのため、どの容量電極の位置に導体ブロックが存在しているかを検知して、傾斜の方向を検知することができる。したがって、この場合には、より信頼性の高い傾斜センサ装置を提供することができる。
【００３８】
また、本発明の傾斜センサ装置は、導体ブロックの密度が液体の密度よりも小さく、空間の上面が、中央部が高くなるように湾曲している場合には、空間が傾いていないときには、導体ブロックに作用する浮力により、導体ブロックが空間の上面に沿って中央部まで移動することができる。そのため、信頼性が高く、かつ空間が傾いていないということの検知がより確実な傾斜センサ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
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。
【００４０】
図１（ａ）は、本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の一例を示す平面図（透視図）であり、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ線における断面図である。図１において、１は絶縁容器４の内部に設けられた空間、２（２ａ，２ｂ）は空間１を間に配して上下に対向する容量電極、３は空間１内に収容された導体ブロック、４（４ａ，４ｂ）は絶縁容器、９は傾斜センサ装置である。
【００４１】
この傾斜センサ装置９は、傾斜センサ装置９が傾いたときに空間１内に収容した導体ブロック３が空間１の傾きに応じて空間１内の容量電極２ａ，２ｂ間を移動することにより、空間１を間に配して上下に対向する容量電極２ａ，２ｂの間の静電容量が、間に導体ブロック３が介在したときに変化することを利用して、傾きの方向を検知する。
【００４２】
すなわち、この傾斜センサ装置９によれば、空間１の傾きに応じて、つまり傾斜センサ装置９が実装された機器が傾いた方向の下側に向かって、導体ブロック３が重力（重力の分力）により移動する。そして、その導体ブロック３が移動した側（傾斜の下側）で、導体ブロック３が移動してきたことを、空間１を間に配して上下に対向する容量電極２ａ，２ｂの間の静電容量の変化により検知することができる。
【００４３】
これにより、上下に対向する容量電極２ａ，２ｂの間の静電容量を測定して、その間を移動する導体ブロック３の有無による変化を検知することにより、導体ブロック３が移動した方向、つまり空間１の傾きの方向を、容易に、かつ高い精度で検知することができる。
【００４４】
また、傾きの方向は、上下に対向する容量電極２ａ，２ｂの少なくとも一方を複数の電極で構成しておくことにより、それら複数の電極間の静電容量の変化を検知することによって検知することができるので、導体ブロック３が容量電極２ａ，２ｂ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２ａ，２ｂの磨耗や変形等を効果的に防止することができる。
【００４５】
また、本発明の傾斜センサ装置９は、導体ブロック３の移動により容量電極２ａ，２ｂ間の静電容量を変化させてその変化によって傾斜を検知するため、従来の傾斜センサ装置のように不規則な振動等に起因して流動体の液面が変化することにより傾斜の方向を誤って検知するようなこと、つまり上下に対向する容量電極の間に介在する誘電体の厚さが傾斜以外の要因で変動して静電容量の変化および傾きの方向を誤って検知するようなことが防止される。
【００４６】
また、導体ブロック３については、流動体の誘電体のように表面張力を考慮する必要はなく、導体ブロック３の介在によって対向し合う容量電極２ａ，２ｂ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。
【００４７】
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（傾斜）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。
【００４８】
空間１は、導体ブロック３を収容すること、およびこの導体ブロック３がそれぞれの間を移動することが可能な、少なくとも一方が複数の電極からなる複数の容量電極２（上下の容量電極２ａ，２ｂからなる組合せが複数ある）の間に配されることが可能な形状および寸法を有している。
【００４９】
このような条件を備える空間１の形状は、例えば四角柱状や三角柱状，六角柱状等の多角形の柱状または円柱状、またはこれらの形状において上面や下面，側面が湾曲したり一部に凹凸が設けられたりした形状である。
【００５０】
この図１に示す実施の形態の例においては、直方体状の絶縁容器４を中空状に形成し、その中空状の部分（円柱状）により空間１を形成している。
【００５１】
容量電極２は、上下に対向する容量電極２ａ，２ｂの間に静電容量を生じるものであり、前述したように、この静電容量が変化することにより空間１の傾斜の方向を検知するためのものである。
【００５２】
容量電極２は、導体ブロック３が移動することによる静電容量の変化を検知し、これにより傾きの方向を検知するものであるため、少なくとも一方が複数の電極からなる（この実施の形態の例では上側の容量電極２ａが円形を中心の周りに略４等分した形状の４つの電極からなる。）。すなわち、少なくとも一方が複数の電極（２ａ）であることにより、例えばその複数の電極２ａを空間１の外周部分に分散させて配置させておけば、どの上側の容量電極２ａとそれに対向する下側の容量電極２ｂとの間で静電容量が変化したかを検知することにより、空間１のどの部分に導体ブロック３が移動したか、つまり空間１がどの容量電極２ａの方向に傾いているかを容易に検知することができる。
【００５３】
この図１に示す実施の形態の例においては、平面視で、空間１を中心角が90度の扇形に４等分したそれぞれの領域（符号なし）に上側の容量電極（複数の電極）２ａが、各領域のほぼ全面を覆うように配置されている。なお、下側の容量電極２ｂは、平面視で空間１とちょうど重なるような範囲に１つ形成されている。
【００５４】
また、導体ブロック３は、空間１の傾きに応じて空間１内を移動し、その移動した部分に位置している上下の容量電極２ａ，２ｂの間の静電容量を変化させる機能を有している。この場合、上下の容量電極２ａ，２ｂの間の静電容量に対しては、介在する導体ブロック３の厚みの分、上下の容量電極２ａ，２ｂの間の距離を短くしたのと同じ効果が得られ、静電容量が大きくなる。
【００５５】
すなわち、例えば互いに平行な上下の容量電極２ａ，２ｂの間に生じる静電容量Ｃは、周知のように、Ｃ＝ε×Ｓ／ｄ（ただし、εは上下の容量電極２ａ，２ｂの間に介在する誘電体の誘電率、Ｓは上下の容量電極２ａ，２ｂの対向し合う面積、ｄは上下の容量電極２ａ，２ｂの間の距離）であり、この静電容量は、厚さｔの導体ブロック３が介在したときには、ε×Ｓ／（ｄ−ｔ）に変化する。
【００５６】
この導体ブロック３が収容された空間１に対して、上下の容量電極２ａ，２ｂの間の静電容量を測定し、静電容量の変化を検知することにより、導体ブロック３が移動した方向、つまり空間１の傾斜した方向を検知することができる。
【００５７】
このため、導体ブロック３は、空間１の傾いた方向に移動できるような形状および寸法で形成されて空間１内に収容されている。空間１内での導体ブロック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り、または転がることによるものである。
【００５８】
このような移動を容易とするために、導体ブロック３は、例えば三角柱状や四角柱状（直方体状）等の多角形の柱状や、円柱状，楕円柱状，球状等に形成されている。なお、導体ブロック３は、これらの形状であって上下面や側面等が湾曲しているものや、一部に凹凸部分が形成されているものでもよい。
【００５９】
また、導体ブロック３は、上下に対向する容量電極２ａ，２ｂ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厚さで形成されている。
【００６０】
このような導体ブロック３は、例えば、鉄や鉄−ニッケル合金，銅，銅−ニッケル合金，アルミニウム等の金属材料により形成されている。
【００６１】
また、導体ブロック３の厚さは、上下に対向する容量電極２ａ，２ｂ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。また、導体ブロック３の平面視したときの外形寸法は、複数に形成された容量電極２ａの個々について平面視したときの外形寸法と同程度に大きいことが好ましく、複数に形成された容量電極２ａの個々の外形寸法よりも大きいことがより好ましい。この場合、導体ブロック３の平面視したときの外形寸法が大き過ぎると、複数に形成されている容量電極２ａの隣り合うものの全域に導体ブロック３が跨って介在してしまうこと等により、傾きの方向の検知精度が低下する可能性がある。
【００６２】
この図１に示す実施の形態の例において、導体ブロック３は、空間１の高さよりも若干低い薄さの円柱状に形成されている。また、導体ブロック３は、平面視したときに、複数形成された一方の容量電極２ａのそれぞれの中央部分に収まる程度の外形寸法で形成されている。
【００６３】
導体ブロック３は、例えば、鉄−ニッケル合金からなるブロック状の原材料に、切断や研削，研磨等の加工を施して、円柱状等の所定の形状に成形することにより作製することができる。
【００６４】
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、容量電極２（２ａ，２ｂ）が空間１を挟んで配置されている場合には、次のような効果がある。
【００６５】
すなわち、絶縁容器４内の空間１に導体ブロック３を封入するとともに、容量電極２ａ，２ｂを、空間１の上下に位置する絶縁容器４の内部に形成することにより、導体ブロック３を確実に空間１内に収めることができる。そして、例えば絶縁容器４の内部のうち空間１の外周部分に相当する部分に複数の電極からなる容量電極２ａを配置することにより、空間１の傾きに応じて容量電極２ａ，２ｂの間に導体ブロック３を容易に介在させることができる。また、導体ブロック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２ａ，２ｂの導体ブロック３との直接の接触による磨耗や欠け、容量電極２ａ，２ｂ間の電気的短絡等を効果的に防止することができる。また、絶縁容器４に、隣接するもの同士の誘電性を良好に確保して複数の容量電極２ａを形成することができる。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。
【００６６】
絶縁容器４は、例えば平面視で四角形状や円形状であり、少なくとも、内部に導体ブロック３を収容するための空間１を設けることができる程度の外形寸法で形成されている。
【００６７】
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誘電性の材料により形成されている。
【００６８】
この実施の形態の例において、絶縁容器４は、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、導体ブロック３を収容する空間１が構成されている。なお、蓋体４ｂは、絶縁基体４ａの凹部４ａと対向するような凹部（図示せず）を有しているものでもよい。
【００６９】
また、絶縁容器４のうち空間１の下面となる面は、導体ブロック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。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、導体ブロック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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
容量電極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。
【００７３】
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。
【００７４】
なお、この実施の形態の例において、絶縁容器４には、各容量電極２から下面にかけて配線導体（符号なし）が形成されている。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２ａ，２ｂの間の静電容量を測定することにより、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。
【００７５】
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、撮像し保存することができる。
【００７６】
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。
【００７７】
また、この傾斜センサ装置９は、上下の容量電極２ａ，２ｂが平行に配置されており、導体ブロック３が容量電極２ａ，２ｂに平行な上下面を有する場合には、例えば導体ブロック３が球状であるような場合に比べて、上下の容量電極２ａ，２ｂの間に導体ブロックが介在したときに、容量電極２ａ，２ｂの間の静電容量をより効果的に変化させることができる。そのため、静電容量の変化による空間の傾きの検知がより確実な傾斜センサ装置９とすることができる。
【００７８】
また、この傾斜センサ装置９は、図２に断面図で示すように、空間１の下面が、中央部が低くなるように湾曲している場合には、空間１の下面が平坦な場合に比べて、導体ブロック３の外周部への移動が抑制される。そのため、傾斜センサ装置９のわずかな傾きや、誤って加わった振動等による外力（空間の傾きにより作用する重力の分力とは異なる力）により導体ブロック３が空間１の外周部へ移動してしまうようなことは抑制される。そして、検知したい所定の角度に空間１が傾斜したときに、初めて導体ブロック３が空間１の外周側へ移動し、空間１の外周部に配置された上下の容量電極２ａ，２ｂ間に介在して静電容量を変化させて傾きが検知される。つまり、検知の感度が過敏になることを抑制する上で有効である。なお、図２は、本発明の傾斜センサ装置９の実施の形態の他の例を示す断面図である。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。
【００７９】
このような構成のときには、例えば、自動車の盗難防止装置等に採用した場合に有効である。つまり、風や近くを他の自動車が通過した時の車体（傾斜センサ装置９）の傾きでは反応せず、ドアの開閉や人の乗車による傾きで反応（傾きを検知して信号を発信すること等）するように、角度を設定できる。
【００８０】
また、この場合には、空間１が水平なときには導体ブロック３が湾曲した下面に沿って中央部に移動する。そのため、例えば中央部に対応した容量電極（図示せず）を配置して、その中央部の容量電極の静電容量が変化したときには導体ブロック３が空間１の中央部に位置している（空間１が水平である）と検知できるようにして、空間１が水平であることの検知をより確実なものとしてもよい。また、空間１の中央部には容量電極２を配置しないようにして、いずれの容量電極２でも静電容量が変化していないときには空間１が水平であると検知できるようにすることもできる。
【００８１】
なお、この構成において、図３に示すように、空間１の上面を、湾曲した下面にほぼ平行になるように湾曲させるとともに、容量電極２ａ，２ｂが導体ブロック３の上下面に対して平行になるよう配置してもよい。この場合には、空間１の下面を湾曲させた効果に加えて、前述したような、上下の容量電極２ａ，２ｂが平行に配置されており、導体ブロック３が容量電極２ａ，２ｂに平行な上下面を有する場合の効果（容量電極２ａ，２ｂの間の静電容量をより効果的に変化させること）を得ることもできる。なお、図３は、本発明の傾斜センサ装置９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。
【００８２】
また、この傾斜センサ装置９は、容量電極２は、一方が複数の電極２ａであり、他方がその複数の電極２ａが形成されている領域（符号なし）に対向している１つの電極２ｂである場合には、傾きの検知の精度が高い傾斜センサ装置９の生産性を向上させる上で効果がある。
【００８３】
すなわち、一方の電極（上側の容量電極）２ａと他方の電極（下側の容量電極）２ｂとを対向させて傾斜センサ装置９を製作する際に、例えば絶縁基体４ａと蓋体４ｂとの位置ずれのように、上下で多少の位置ずれが生じたとしても、個々の上下の容量電極２ａ，２ｂの対向し合う面積を所定の面積（一方の電極２ａのそれぞれの面積）とすることができる。そのため、例えば下側の容量電極２ｂも複数の電極（図示せず）からなる場合のように、上下の容量電極２ａ，２ｂ間の位置合わせを個々に精密に行なう必要はなく、傾斜センサ装置９としての生産性を向上させる上で有効である。
【００８４】
また、この傾斜センサ装置９は、空間１が平面視で多角形状または円形状であり、容量電極２が空間１の外周に沿って配置されている場合には、空間１を平面視したときの全周で傾斜を検知することが容易である。
【００８５】
すなわち、空間１の外周に容量電極２が配置されているため、空間１の傾きにより空間１の外周部に移動した導体ブロック３が上下の容量電極２ａ，２ｂ間に介在して静電容量を変化させることができる。また、この空間１が平面視で多角形状または円形状であるため、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、多角形状の空間１の辺部分や角部分、または円形状の空間１の中心角が同じ扇状の各部分等に対応させて容量電極２ａを配置することにより、平面視したときの空間１の全周にわたり、一定の範囲Ｒ毎に傾斜を検知することができる。なお、図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の電子装置９の実施の形態の他の例を模式的に示す平面図である。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。
【００８６】
図４（ａ）は、空間１が平面視で正方形状の場合を示している。電極２（複数に形成された一方の電極２ａ）は、正方形状の空間１の各角部分から中央部に向かって四角形状に形成されている。この場合には、各角部の方向（いわゆる前後左右の４方向）で傾きを検知することができ、例えばトラクターの転倒防止装置等のような、あまり細かく傾きの方向を検知する必要はないものの４方向の傾きは確実に検知したいような用途に適している。
【００８７】
また、図４（ｂ）は空間１が平面視で円形状の場合を示している。この例において、容量電極２（２ａ）は、空間１を、中心角が45度の８個の扇状に８等分した各領域に扇状に形成されている。この場合には、各領域の方向（いわゆる前後左右とその間の８方向）で傾きを検知することができ、特に携帯電話やＰＤＡの画像表示機に適し、またトラクターの転倒防止装置等の用途にも適している。
【００８８】
また、図４（ｃ）は、空間１が平面視で正八角形状の場合を示している。電極２（２ａ）は、正八角形状の空間１の各辺部分から中央部分に向かって楕円形状に形成されている。この場合にも、各角部の方向（いわゆる前後左右とその間の８方向）で傾きを検知することができ、携帯電話やＰＤＡ等の画像表示機、トラクターの転倒防止装置等の用途に適している。
【００８９】
また、この図４（ｃ）に示す例では、空間１の中央部に容量電極２ｃを、空間１を挟んで対向するように上下に形成している。例えば空間１が水平で導体ブロック３が空間１の中央部に位置しているときには、この中央部の容量電極２ｃの静電容量が大きくなり、空間１が水平であることを検知することができる。このような構成は、例えば前述したように空間１の下面が、中央部が低くなるような湾曲したものである場合に特に有効である。
【００９０】
なお、各方向での検知の精度を揃えるために、多角形状としては、正方形状や正六角形状，正八角形状等の正多角形状が好ましい。また、前述したような、前後左右での検知を容易とするためには、四角形以上の多角形状が好ましい。
【００９１】
なお、例えば、傾きを検知する必要が対向する２方向のみの場合であれば、空間１は、図５に示すように、平面視で、短辺側の幅が導体ブロック３と同程度の長方形状でもよい。なお、図５は、本発明の傾斜センサ装置９の実施の形態の他の例を模式的に示す斜視図である。図５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。見やすくするために導体ブロック３（円柱状のものや四角柱状のもの）は空間１とは別に示している。
【００９２】
このような傾斜センサ装置９は、本発明の傾斜センサ装置９のうち最も基本的な形態の１つであり、生産性やコストの点では優れている。
【００９３】
また、このような構造の傾斜センサ装置を２個、互いに水平に直交するように組み合わせて使用すれば、４方向の傾きを有効に検知することもできる。
【００９４】
この図５に示す例では、容量電極２は、空間１の外周部分から中央部分にかけて複数が配列されている。容量電極２が複数配列されていることにより、導体ブロック３の移動距離が小さい場合でも、中央に近い容量電極２の静電容量が変化することにより、傾きの方向を検知することができる。なお、この実施の形態の例では、容量電極２は、上下に対向する両方が複数ずつ形成された例を示している。
【００９５】
また、この傾斜センサ装置９は、複数の容量電極２ａは、隣接するもの同士の間隔が、導体ブロック３を平面視したときの外形寸法よりも小さい場合には、空間１の傾斜に応じて移動した導体ブロック３が、隣接する容量電極２（２ａ）の間に偶然に入り込み、いずれの容量電極２においても静電容量の変化が生じないというようなことが効果的に防止される。そのため、空間１が傾いているにもかかわらず、いずれの容量電極２においても静電容量が変化せず、傾いていないと誤検知されるようなことが効果的に防止され、より検知精度の高い傾斜センサ装置９とすることができる。
【００９６】
また、本発明の傾斜センサ装置９は、空間１が円柱状であり、かつ導体ブロック３が円柱状である場合には、直接接触（衝突）し合う、空間１を構成する部材（絶縁容器４の絶縁基体４ａ等）の内側面および導体ブロック３の側面のいずれにも、欠けや亀裂等が生じる可能性の高い角部分や突起部分がない。そのため、導体ブロック３や空間１を構成する部材の機械的な破壊が抑制され、傾斜センサ装置９としての長期信頼性を向上させることができる。
【００９７】
また、この傾斜センサ装置９は、図６に示すように、空間１の内部に、誘電性の液体５が充填されている場合には、導体ブロック３の急激な移動が液体５により抑制される。そのため、空間１を構成する部材に導体ブロック３が衝突して導体ブロック３や空間１を構成する部材に割れや欠け等の機械的な破壊を生じる、というようなことが効果的に抑制される。また、液体５が誘電性のものであるため、上下の容量電極２ａ，２ｂの間に一定の静電容量が生じ、上下の容量電極２ａ，２ｂの間に導体ブロック３が介在しているときには、その静電容量が変化する。そのため、どの容量電極２の位置に導体ブロック３が存在しているかを検知して、傾斜の方向を検知することができる。したがって、この場合には、より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。
【００９８】
このような液体５としては、傾斜センサ装置９が使用される温度域において液体の状態であるものを用いる必要がある。例えば、温度域が10〜35℃程度の、いわゆる室温程度で使用される場合であれば、純水（比誘電率が約80）や、オレイン酸，ステアリン酸（比誘電率が約２〜３）等の油状のものや、オクタン，イソペンタン，シクロペンタン（比誘電率が約２〜３）等の炭素数が８以上の炭化水素化合物（直鎖や側鎖，環状の分子構造のもの）を用いることができる（それぞれの比誘電率は20℃における値である。）。
【００９９】
なお、空間１の内部に液体５を充填するには、例えば、絶縁基体４ａと蓋体４ｂとからなる絶縁容器４に空間１を形成するとともに、蓋体４ｂの一部に貫通孔（図示せず）を設けておき、絶縁容器４の空間１内に導体ブロック３を封入するとともに、蓋体４ｂに設けた貫通孔から空間１内に液体５を充填した後、貫通孔を塞ぐこと等の方法を用いることができる。貫通孔は、例えば、蓋体４ｂと同様の材料からなる小片状の部材（図示せず）を蓋体４ｂの表面のうち貫通孔を取り囲む部分に、ろう材や樹脂，ガラス等を介して接合することにより塞ぐことができる。また、貫通孔は、樹脂やガラス等の材料を充填して塞ぐようにしてもよい。
【０１００】
また、この傾斜センサ装置９は、例えば図７に断面図で示すように、導体ブロック３の密度が液体５の密度よりも小さく、空間１の上面が、中央部が高くなるように湾曲している場合には、空間１が傾いていないときには、浮力により導体ブロック３が、例えば空間１の上面に沿って移動して、空間１の中央に移動することができる。そのため、より信頼性が高く、かつ空間１が傾いていないということの検知をより確実に行なえる傾斜センサ装置９を提供することができる。なお、この場合には、導体ブロック３は、空間１が傾斜したときに上側となる方向に向かって浮力により移動する。
【０１０１】
導体ブロック３の密度を液体５の密度よりも小さくするには、例えば導体ブロック３を中空状に形成して、導体ブロック３全体の密度を小さくするようにすればよい。前述したように液体５として純水（密度が約10３ｋｇ／ｍ３、つまり約１ｇ／ｃｍ３）を用いる場合であれば、導体ブロック３を形成する導体材料としてアルミニウム（密度が約2.7ｇ／ｃｍ３（20℃））を用い、その内部の体積の約63％以上が空気（密度が約0.0012ｇ／ｃｍ３，（20℃））で占められるような中空状とすればよい。
【０１０２】
また、導体ブロック３は、浮力による移動に対して空間１の上面等の内面との摩擦により抵抗を受けるため、十分な浮力を確保して移動をスムーズに行なわせる上でも、導体ブロック３は、前述のように、その厚さが、空間１内において厚いほど好ましい。つまり、このような液体５を空間１に充填した場合には、導体ブロック３は、立方体やそれに近い四角柱状や、高さが空間１と同程度で横断面の直径が高さと同程度の円柱状等のものが適している。なお、導体ブロック３は、傾斜センサ装置９の小型化を図る上では、１辺の長さが約１ｃｍの四角柱状（立方体状）よりも小さいことが好ましい。
【０１０３】
また、導体ブロック３に作用する浮力は、導体ブロック３の体積に比例して大きくなり、浮力から重力を差し引いた上向きの合力は導体ブロック３と液体５との密度の差に比例して大きくなる。液体５と導体ブロック３との密度の差は、0.5ｇ／ｃｍ３以下程度が好ましい。この密度の差が0.5ｇ／ｃｍ３を超えると、例えば前述したように空間１内において極力厚くするようにして形成した導体ブロック３に作用する浮力が大きくなり、導体ブロック３が空間１の上面に押し付けられて摩擦力が大きくなる傾向があるため、傾斜に応じてスムーズに移動することが難しくなったり、空間１を構成する部材や導体ブロック３に磨耗や機械的な破壊を生じやすくなったりする可能性がある。
【０１０４】
例えば、液体５として純水（密度が約１ｇ／ｃｍ３（20℃））を用い、導体ブロック３を、中空状のアルミニウムのブロックを用いて密度が約0.9ｇ／ｃｍ３（20℃）になるように作製した場合であれば、導体ブロック３の体積１ｃｍ３当りの浮力は約0.01Ｎである。この場合、導体ブロック３に作用する重力が約0.009Ｎなので、合力は上向きに約0.001Ｎ（１ｃｍ３当り）になる。ここで、中空状のアルミニウムのブロックの密度を0.9ｇ／ｃｍ３（20℃）に調整するには、ブロックの内部の体積の約67％が空気で占められるような中空状とすればよい（20℃）。
【０１０５】
この合力は、重力の約１／10程度であり、この程度の力であれば、導体ブロック３が空間１の上面に押し付けられて移動が妨げられたり、導体ブロック３や空間１を構成する絶縁容器の内面等に、互いの衝突や摩擦に起因する機械的な破壊や磨耗を生じやすくなったりするようなことを抑制することができる。
【０１０６】
これに対して、液体５と導体ブロック３との密度の差が0.5ｇ／ｃｍ３を超えるようになると、導体ブロック３に作用する合力が重力の１／２を超えるようになり、移動速度も速くなるため、繰り返しの移動に伴う空間１（絶縁容器４）との摩擦や衝突等により、磨耗や変形等の不具合を生じやすくなる可能性がある。
【０１０７】
なお、液体５と導体ブロック３との密度の差が小さくなり過ぎると、空間１が傾いたときの導体ブロック３の移動速度が遅く、傾きを効果的に検知することが難しくなる可能性がある。
【０１０８】
そのため、液体５と導体ブロック３との密度の差は、0.1ｇ／ｃｍ３程度以上であることが好ましい。この場合、導体ブロック３に体積１ｃｍ３（約0.9ｇ）当りに作用する合力が上向きに約0.001Ｎであり、得られる加速度は0.001／（0.9×10−３）＝0.9ｍ／ｓ２程度になる。実際には湾曲した空間１の上面に沿った移動であるので、導体ブロック３に実際に生じる加速度はその湾曲に応じた成分になるが、この程度の加速度が確保できれば、長さが数ｃｍ程度の空間１内を、空間１の傾きに応じて導体ブロック３がスムーズに移動することができる。
【０１０９】
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の凹部内に導体ブロック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。
【０１１０】
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。この場合、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。
【０１１１】
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が可能である。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、外側から導体ブロック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の傾きに応じて導体ブロック３が正常に移動しているか否かを目視で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】
【０１１２】
【図１】（ａ）は本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】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】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】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図６】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７】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。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・空間
２・・・容量電極
２ａ・・上側の容量電極
２ｂ・・下側の容量電極
２ｃ・・中央部分の容量電極
３・・・導体ブロック
４・・・絶縁容器
４ａ・・絶縁基体
４ｂ・・蓋体
５・・・液体
９・・・傾斜センサ装置
【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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