JP2009079967A - Tilt sensor device - Google Patents

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Koichi Hirayama
浩一 平山
Kazuhito Imuta
一仁 藺牟田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tilt sensor device which can be easily downsized and provides high inclination detection accuracy and long-term reliability. <P>SOLUTION: The tilt sensor device 9 includes capacitive electrodes 2 which face vertically across a space 1 and in which at least one includes a plurality of electrodes 2a and a conductor block 3 which is housed within the space 1 and can move through the plurality of electrodes 2a in accordance with the tilt of the space 1. Owing to the mediation of the conductor block 3 which moves in accordance with the tilt of the space 1, the capacitance between the vertically facing capacitive electrodes 2a, 2b changes, thereby allowing the tilt of the space 1 to be detected easily and with high precision through the change in capacitance. Wear and deformation in the capacitive electrodes 2 caused by the direct contact with the conductor block 3 can be prevented, providing high long-term reliability. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to an inclination sensor device that detects the direction of inclination (inclination) of an electronic device such as a mobile phone or a PDA (personal digital assistant) or a vehicle.

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。   Conventionally, as a tilt sensor device for detecting tilt, a casing made of an electrical insulator such as a resin, a linear metal material, etc. are arranged so as to penetrate from the inside to the outside of the casing, A structure having a plurality of electrically conductive pins that are electrically independent from each other and a conductive sphere enclosed in a housing is often used. The casing is usually composed of an upper plate and a lower plate, and conductive pins are arranged in an inner peripheral portion in which conductive spheres are enclosed. The conductive pins are attached so as to penetrate the upper plate and the lower plate in the thickness direction. In addition, when the upper plate and the lower plate are joined, a sphere is inserted between the upper plate and the lower plate, so that the sphere is enclosed inside the casing formed of the upper plate and the lower plate.

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。   In such an inclination sensor device, a portion of the conductive pin exposed to the outside of the housing is electrically connected to the electric circuit of the external electric circuit board via solder or the like. An external electric circuit to which the conductive pin is connected is electrically connected to a detector such as an ammeter or a detector including a buzzer.

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。）。   Then, the sphere rolls and moves in the housing according to the inclination of the inclination sensor device, and the two adjacent conductive pins are electrically connected by the conductive sphere, and this electrical connection is detected. Thus, the direction in which the conductive sphere has moved, that is, the direction of inclination can be detected (see, for example, Patent Document 1).

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。）。   Capacitance in which a fluid (dielectric) such as silicon oil is enclosed in a container, and the direction of inclination of the container is detected by a change in capacitance between the upper electrode and the lower electrode facing each other across the container A type tilt sensor device is also used (see, for example, Patent Document 2).

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。
特開平11−162306号公報 特開平10−160458号公報 By mounting this tilt sensor device as a component on an external electric circuit board constituting a device such as a vehicle tipping prevention device for working on rough terrain, such as a tractor, the tipping prevention device on which this tilt sensor device is mounted It is possible to detect the direction of inclination of the vehicle (that is, the vehicle or the like).
JP-A-11-162306 Japanese Patent Laid-Open No. 10-160458

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。   However, in the conventional inclination sensor device, the conductive pin is disposed so as to penetrate from the inside to the outside of the housing, and the conductive pin is electrically connected to the detection device or the like on the external electric circuit board. Therefore, there is a problem that so-called surface mounting and downsizing are difficult.

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。   In addition, since the sphere and the conductive pin are in direct contact with each other, the conductive pin may be worn or deformed, and the conductive pin and the sphere may not be in good contact with each other, and it is difficult to increase long-term reliability. there were.

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。   In the case of an inclination sensor device in which a fluid is sealed in a container, if the container is made small, the surface (liquid level) of the fluid due to the surface tension of the fluid or the wetting (climbing) on the wall of the container Since the influence of the fluctuation tends to increase, there is a possibility that the measurement accuracy of the capacitance is lowered and the detection accuracy of the tilt is lowered. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the size.

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。   In addition, the liquid level of the fluid may fluctuate due to vibration applied to the container and the capacitance may fluctuate irregularly, which may reduce the accuracy of detecting the tilt.

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。   In particular, in recent years, such a tilt sensor device has come to be mounted on a small-sized electronic device such as a mobile phone or a PDA and is used in an unstable state such as a handheld device. The demand for high tilt sensor devices is increasing.

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。   The present invention has been completed in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a tilt sensor device that is easy to miniaturize and has high tilt detection accuracy and long-term reliability. There is.

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。   The tilt sensor device according to the present invention includes a capacitive electrode that is vertically opposed to each other with a space therebetween, and at least one of which is composed of a plurality of electrodes, and is accommodated in the space, and the plurality of electrodes according to the inclination of the space And a conductor block movable between them.

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。   Moreover, the inclination sensor device of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the space is formed in an insulating container, and the capacitive electrode is arranged with the space interposed therebetween.

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。   The tilt sensor device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the upper and lower capacitive electrodes are arranged in parallel, and the conductor block has upper and lower surfaces parallel to the capacitive electrode.

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。   2. The tilt sensor device according to claim 1, wherein the tilt sensor device according to the present invention is configured so that the lower surface of the space is curved so that a central portion is lowered.

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。   In the inclination sensor device according to the aspect of the invention, in the configuration described above, one of the capacitive electrodes is the plurality of electrodes, and the other is one electrode facing a region where the plurality of electrodes are formed. It is characterized by this.

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。   The tilt sensor device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the space has a polygonal shape or a circular shape in plan view, and the capacitive electrode is disposed along an outer periphery of the space. is there.

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。   Further, the inclination sensor device according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned configuration, the plurality of capacitive electrodes have an interval between adjacent ones smaller than an external dimension when the conductor block is viewed in plan. is there.

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。   Moreover, the inclination sensor device of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the space is cylindrical, and the conductor block is cylindrical.

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。   In addition, the tilt sensor device of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the space is filled with a dielectric liquid.

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。   The inclination sensor device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the density of the conductor block is smaller than the density of the liquid, and the upper surface of the space is curved so that a central portion is higher. Is.

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。   According to the tilt sensor device of the present invention, a space electrode is provided between the capacitor electrode that is vertically opposed and at least one of which is composed of a plurality of electrodes. Since the conductor block is movable in accordance with the inclination of the space, that is, toward the lower side in the direction in which the device equipped with this inclination sensor device is inclined, ) To move. Then, the fact that the conductor block has moved on the side where the conductor block has moved (below the inclination) is detected by a change in capacitance between the capacitive electrodes that are vertically opposed to each other with a space in between. be able to. Therefore, it is possible to easily detect the direction in which the conductor block has moved, that is, the direction of inclination, with high accuracy by measuring the capacitance between the capacitive electrodes facing vertically and detecting the change. .

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。   In addition, since the direction of the inclination can be detected by a change in capacitance between the capacitive electrodes, there is no need for the conductor block to be in direct contact with the capacitive electrode, and the capacitive electrode that is likely to occur when both are in direct contact. Can be effectively prevented from being worn or deformed.

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。   In addition, since the capacitance between the capacitive electrodes is changed by the movement of the conductor block, the liquid level of the fluid changes due to irregular vibration or the like as in the conventional case, that is, the upper and lower sides constituting the capacitive electrode. It is possible to prevent the thickness of the dielectric interposed between the electrodes from fluctuating and erroneously detecting the change in capacitance and the direction of inclination.

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。   In addition, it is not necessary to consider the surface tension of the conductor block, and the capacitance generated between the capacitor electrodes facing each other can be effectively changed even with a small conductor block. Therefore, it is possible to provide a tilt sensor device that can be easily downsized.

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。   Therefore, according to the tilt sensor device of the present invention, it is possible to provide a tilt sensor device that is easy to downsize and has high tilt detection accuracy and long-term reliability.

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。   Further, in the tilt sensor device of the present invention, when the space is formed in the insulating container and the capacitive electrode is disposed across the space, the conductor block is sealed in the space in the insulating container, and the capacitive electrode is By forming inside the insulating container located above and below the space, the following effects can be obtained.

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。   That is, the conductor block can be reliably stored in the space, and the capacitor electrode is arranged so that the space is disposed in a portion corresponding to the outer peripheral portion of the space inside the insulating container, for example. Thus, a conductor block can be interposed between the capacitor electrodes according to the inclination of the space. In addition, a part of the insulating container is interposed between the conductor block and the capacitor electrode, thereby effectively preventing wear and chipping due to direct contact of the capacitor electrode with the conductor block, electrical short circuit between the capacitor electrodes, etc. can do. In addition, it is possible to form a plurality of electrodes while ensuring good electrical insulation between adjacent objects in the insulating container. Therefore, in this case, reliability and productivity as the tilt sensor device can be improved.

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。   Further, in the tilt sensor device of the present invention, when the upper and lower capacitive electrodes are arranged in parallel and the conductor block has upper and lower surfaces parallel to the capacitive electrode, for example, compared to a case where the conductor block is spherical. Thus, when a conductor block is interposed between the upper and lower capacitive electrodes, the capacitance between the capacitive electrodes can be changed more effectively. Therefore, it is possible to provide an inclination sensor device that can more reliably detect the inclination of the space due to a change in capacitance.

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。   Further, in the inclination sensor device of the present invention, when the lower surface of the space is curved so that the central portion is lowered, the inclination to the outer peripheral portion of the space of the conductor block is smaller than when the lower surface of the space is flat. The movement is suppressed by the curvature of the bottom surface of the space. For this reason, the conductor block may move to the outer periphery of the space due to a slight inclination of the inclination sensor device or an external force (a force different from the gravity force acting due to the inclination of the space) due to an erroneously applied vibration or the like. That is suppressed. Then, when the space is inclined at a predetermined angle to be detected, the conductor block moves to the outer periphery side of the space for the first time and is interposed between the upper and lower capacitance electrodes arranged on the outer periphery of the space to change the capacitance. The tilt is detected. That is, it is effective in suppressing the sensitivity of detection from becoming excessive.

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。   In this case, when the space is horizontal, the conductor block can move to the center along the curved lower surface. Therefore, for example, when a capacitance electrode corresponding to the center portion is arranged and the capacitance of the capacitance electrode in the center portion changes, the conductor block is located in the center portion of the space (the space is not inclined and is horizontal). It may be possible to detect that the space is horizontal, so that it can be detected more reliably. In addition, it is possible not to dispose the capacitive electrode only in the central portion so that it can be detected that the space is not tilted and is horizontal when the capacitance of any capacitive electrode is not changed.

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。   In the tilt sensor device according to the present invention, when the capacitive electrode is one of a plurality of electrodes and the other is one electrode facing the region where the plurality of electrodes are formed, This is effective in improving the productivity of the tilt sensor device with high accuracy. That is, when manufacturing a tilt sensor device with one electrode facing the other electrode, even if a slight positional shift occurs in the vertical direction, the opposing area of each capacitor electrode is set to a predetermined area (a plurality of areas). Of each electrode). For this reason, for example, it is not necessary to precisely align one electrode with the other electrode as in the case where the other electrode is also a plurality of electrodes, and it is effective in improving the productivity as a tilt sensor device. It is.

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。   Further, in the tilt sensor device of the present invention, when the space is a polygonal shape or a circular shape in a plan view, and the capacitor electrode is arranged along the outer periphery of the space, the entire circumference when the space is seen in a plan view. It is easy to detect the tilt. That is, since the capacitance electrode is arranged on the outer periphery of the space, the conductor block that has moved to the outer periphery of the space due to the inclination of the space can be interposed between the upper and lower capacitance electrodes to change the capacitance. In addition, since this space is polygonal or circular in plan view, for example, it corresponds to side portions and corner portions of the polygonal space, or fan-shaped portions having the same central angle of the circular space. By disposing the capacitive electrodes (a plurality of electrodes), the inclination can be detected for each certain range over the entire circumference of the space when viewed in plan.

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。   In addition, in the inclination sensor device of the present invention, the plurality of capacitive electrodes are conductors that move according to the inclination of the space when the distance between adjacent ones is smaller than the outer dimension when the conductor block is viewed in plan. It is effectively prevented that the block accidentally enters between adjacent capacitive electrodes and no change in capacitance occurs in any capacitive electrode. Therefore, even if the space is inclined, the capacitance does not change in any of the capacitive electrodes, and it is effectively prevented from being erroneously detected that the capacitance is not inclined. It can be a sensor device.

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。   In addition, when the space is cylindrical and the conductor block is cylindrical, the inclination sensor device of the present invention is in direct contact (collision) with the inner surface of the member constituting the space and the side surface of the conductor block. None of them have corners or protrusions that are likely to cause chipping or cracking. Therefore, mechanical destruction of members constituting the conductor block and the space is suppressed, and long-term reliability as the tilt sensor device can be improved.

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。   In the tilt sensor device of the present invention, when the interior of the space is filled with a dielectric liquid, the rapid movement of the conductor block is suppressed by the liquid. Therefore, it is more effectively suppressed that the conductor block collides with a member constituting the space, and mechanical destruction such as a crack or a chip occurs in the conductor block or the member constituting the space. Further, since the liquid is dielectric, a certain capacitance is generated between the upper and lower capacitive electrodes, and the capacitance changes when a conductor block is interposed between the upper and lower capacitive electrodes. Therefore, it is possible to detect the direction of the inclination by detecting at which capacitor electrode the conductor block exists. Therefore, in this case, a more reliable tilt sensor device can be provided.

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。   In addition, the inclination sensor device according to the present invention has a conductor block density lower than the liquid density, and the upper surface of the space is curved so that the central portion is higher. Due to the buoyancy acting on the block, the conductor block can move to the center along the upper surface of the space. Therefore, it is possible to provide a tilt sensor device that is highly reliable and more reliably detects that the space is not tilted.

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。   The tilt sensor device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

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。   Fig.1 (a) is a top view (perspective view) which shows an example of embodiment of the inclination sensor apparatus of this invention, FIG.1 (b) is sectional drawing in the AA line. In FIG. 1, 1 is a space provided inside the insulating container 4, 2 (2 a, 2 b) is a capacitive electrode facing the top and bottom with the space 1 in between, 3 is a conductor block accommodated in the space 1 4 (4a, 4b) is an insulating container, and 9 is a tilt sensor device.

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。   The inclination sensor device 9 is configured such that when the inclination sensor device 9 is inclined, the conductor block 3 accommodated in the space 1 moves between the capacitive electrodes 2a and 2b in the space 1 according to the inclination of the space 1, thereby The direction of the inclination is detected by utilizing the fact that the electrostatic capacitance between the capacitive electrodes 2a and 2b which are vertically opposed to each other with 1 interposed therebetween changes when the conductor block 3 is interposed therebetween.

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。   In other words, according to the inclination sensor device 9, the conductor block 3 moves toward the lower side in accordance with the inclination of the space 1, that is, toward the lower side in the direction in which the device on which the inclination sensor device 9 is mounted. ) To move. Then, the fact that the conductor block 3 has moved on the side where the conductor block 3 has moved (the lower side of the slope) indicates that the electrostatic capacitance between the capacitive electrodes 2a and 2b that are vertically opposed to each other with the space 1 in between. It can be detected by a change in capacity.

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。   Thereby, the electrostatic capacitance between the capacitive electrodes 2a and 2b facing vertically is measured, and the change due to the presence or absence of the conductor block 3 moving between them is detected, so that the direction in which the conductor block 3 moves, that is, the space. The direction of the inclination of 1 can be detected easily and with high accuracy.

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。   Further, the direction of the inclination is detected by detecting a change in capacitance between the plurality of electrodes by forming at least one of the vertically facing capacitor electrodes 2a and 2b with a plurality of electrodes. Therefore, it is not necessary for the conductor block 3 to be in direct contact with the capacitive electrodes 2a and 2b, and it is possible to effectively prevent wear and deformation of the capacitive electrodes 2a and 2b that are likely to occur when both are in direct contact. .

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。   Further, the tilt sensor device 9 of the present invention changes the electrostatic capacitance between the capacitive electrodes 2a and 2b by the movement of the conductor block 3 and detects the tilt by the change, so that it is irregular as in the conventional tilt sensor device. The direction of the tilt is erroneously detected due to a change in the liquid level of the fluid due to excessive vibration, etc., that is, the thickness of the dielectric material interposed between the upper and lower capacitive electrodes is other than the tilt It is possible to prevent erroneous detection of the change in the capacitance and the direction of the tilt due to fluctuation due to the factor.

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。   Further, the conductor block 3 does not need to be considered for surface tension unlike the fluid dielectric, and the capacitance generated between the capacitor electrodes 2a and 2b facing each other is effectively changed by the intervention of the conductor block 3. Therefore, the tilt sensor device 9 can be easily downsized.

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。   Therefore, according to the inclination sensor device 9 of the present invention, it is possible to provide the inclination sensor device 9 that is easy to downsize and has high inclination (inclination) detection accuracy and high long-term reliability.

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。   The space 1 accommodates the conductor block 3, and a plurality of capacitive electrodes 2 (upper and lower capacitive electrodes 2a, 2b) at least one of which is composed of a plurality of electrodes, in which the conductor block 3 can move between each. There are a plurality of combinations of the above and the shapes and dimensions that can be arranged.

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。   The shape of the space 1 having such a condition is, for example, a polygonal columnar shape such as a quadrangular prism shape, a triangular prism shape, a hexagonal column shape, or a cylindrical shape, or in these shapes, the upper surface, the lower surface, and the side surface are curved or uneven in part It is a shape that was provided.

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。   In the example of the embodiment shown in FIG. 1, a rectangular parallelepiped insulating container 4 is formed in a hollow shape, and a space 1 is formed by the hollow portion (columnar shape).

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。   The capacitance electrode 2 generates a capacitance between the capacitance electrodes 2a and 2b that are vertically opposed to each other. As described above, the capacitance changes to detect the inclination direction of the space 1. belongs to.

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。   Since the capacitance electrode 2 detects a change in capacitance due to the movement of the conductor block 3 and thereby detects the direction of inclination, at least one of the capacitance electrodes 2 is composed of a plurality of electrodes (example of this embodiment) Then, the upper capacitive electrode 2a is composed of four electrodes having a shape obtained by dividing a circle into approximately four equal parts around the center. That is, since at least one is a plurality of electrodes (2a), for example, if the plurality of electrodes 2a are dispersed and arranged in the outer peripheral portion of the space 1, which upper capacitive electrode 2a and the lower side opposite thereto By detecting whether the capacitance has changed with respect to the capacitor electrode 2b, to which part of the space 1 the conductor block 3 has moved, that is, to which capacitor electrode 2a the space 1 is inclined. It can be easily detected.

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。   In the example of the embodiment shown in FIG. 1, the upper capacitive electrode (a plurality of electrodes) 2a is formed in each region (not shown) obtained by dividing the space 1 into a fan shape having a central angle of 90 degrees in plan view. Are arranged so as to cover almost the entire surface of each region. Note that one lower capacitor electrode 2b is formed in a range that just overlaps the space 1 in plan view.

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。   In addition, the conductor block 3 has a function of moving in the space 1 according to the inclination of the space 1 and changing the capacitance between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b located in the moved portion. ing. In this case, for the capacitance between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b, the same effect as that of shortening the distance between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b by the thickness of the intervening conductor block 3 is obtained. As a result, the capacitance increases.

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。   That is, for example, the capacitance C generated between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b parallel to each other is C = ε × S / d (where ε is between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b, as is well known). The dielectric constant of the intervening dielectric, S is the area where the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b face each other, d is the distance between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b), and this capacitance is the thickness t When the conductor block 3 is interposed, it changes to ε × S / (dt).

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。   In the space 1 in which the conductor block 3 is accommodated, the capacitance between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b is measured, and the change in the capacitance is detected, whereby the direction in which the conductor block 3 has moved, That is, the inclined direction of the space 1 can be detected.

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。   For this reason, the conductor block 3 is formed in a shape and a dimension that can move in the inclined direction of the space 1 and is accommodated in the space 1. The movement of the conductor block 3 in the space 1 is due to sliding or rolling on the lower surface of the space 1 due to the force of gravity acting due to the inclination of the space 1.

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。   In order to facilitate such movement, the conductor block 3 is formed in a polygonal column shape such as a triangular column shape or a quadrangular column shape (cuboid shape), a cylindrical shape, an elliptical column shape, a spherical shape, or the like. The conductor block 3 may have these shapes and the upper and lower surfaces, the side surfaces, and the like are curved, or the conductor block 3 may be partially formed with uneven portions.

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。   In addition, the conductor block 3 is formed with a thickness that can be changed between the capacitive electrodes 2a and 2b that are vertically opposed to each other so that the capacitance generated therebetween can be easily detected. ing.

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。   Such a conductor block 3 is made of a metal material such as iron, iron-nickel alloy, copper, copper-nickel alloy, or aluminum.

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。   Further, the thickness of the conductor block 3 is preferably as thick as possible in the space 1 in order to greatly change the capacitance between the capacitive electrodes 2a and 2b opposed vertically. The outer dimensions of the conductor block 3 when viewed in plan are preferably as large as the outer dimensions when viewed in plan for each of the plurality of capacitor electrodes 2a, and the plurality of capacitor electrodes 2a are formed. More preferably, it is larger than the individual external dimensions. In this case, if the outer dimension of the conductor block 3 in plan view is too large, the conductor block 3 may be interposed across the entire area of the adjacent capacitor electrodes 2a formed in plural, and so on. Direction detection accuracy may be reduced.

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。   In the example of the embodiment shown in FIG. 1, the conductor block 3 is formed in a thin cylindrical shape slightly lower than the height of the space 1. In addition, the conductor block 3 is formed with an outer dimension that can be accommodated in the central portion of each of the plurality of formed capacitive electrodes 2a when viewed in plan.

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。   The conductor block 3 can be produced, for example, by subjecting a block-shaped raw material made of an iron-nickel alloy to processing such as cutting, grinding, and polishing, and forming it into a predetermined shape such as a columnar shape.

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。   Such an inclination sensor device 9 is used when the space 1 is formed in the insulating container 4 and the capacitive electrodes 2 (2a, 2b) are arranged with the space 1 in between, for example, as in the example of this embodiment. Has the following effects.

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。   That is, by enclosing the conductor block 3 in the space 1 in the insulating container 4 and forming the capacitive electrodes 2a and 2b inside the insulating container 4 positioned above and below the space 1, the conductor block 3 is surely provided in the space. 1 can be accommodated. For example, by disposing a capacitive electrode 2 a made up of a plurality of electrodes in a portion corresponding to the outer peripheral portion of the space 1 in the interior of the insulating container 4, a conductor is provided between the capacitive electrodes 2 a and 2 b according to the inclination of the space 1. The block 3 can be easily interposed. Further, since a part of the insulating container 4 is interposed between the conductor block 3 and the capacitive electrode 2, wear or chipping due to direct contact of the capacitive electrodes 2a and 2b with the conductive block 3 is caused between the capacitive electrodes 2a and 2b. Can be effectively prevented. In addition, a plurality of capacitor electrodes 2a can be formed in the insulating container 4 while ensuring good dielectric properties between adjacent ones. Therefore, in this case, the reliability and productivity of the tilt sensor device 9 can be improved.

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。   The insulating container 4 has, for example, a quadrangular shape or a circular shape in plan view, and is formed with an external dimension that can provide at least the space 1 for accommodating the conductor block 3 therein.

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。   The insulating container 4 includes an aluminum oxide sintered body (aluminum oxide ceramics), an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, a silicon nitride sintered body, and a glass ceramic sintered body. Or a dielectric material such as a composite material of an inorganic material such as a ceramic material and a resin material, a ceramic material such as an epoxy resin, a polyimide resin, or an acrylic resin.

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。   In the example of this embodiment, the insulating container 4 is formed by bonding a flat lid 4b to the upper surface of an insulating base 4a having a recess (no symbol) on the upper surface. A space 1 in which the conductor block 3 is accommodated is constituted by the concave portion of the insulating base 4a and the lid 4b. The lid 4b may have a recess (not shown) that faces the recess 4a of the insulating base 4a.

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。   Further, the surface of the insulating container 4 which is the lower surface of the space 1 is subjected to polishing (for example, so-called mirror polishing) to increase the smoothness so that the conductor block 3 can easily slide and move. It may be left. In this case, if the insulating base 4a is a flat plate and the lid 4b has a recess (not shown) on the lower surface side, the upper surface of the insulating base 4a corresponding to the lower surface of the space 1 is polished. Can be done more easily. Therefore, it is effective in increasing the productivity of the inclination sensor device 9 that is easy to move by sliding of the conductor block 3 and has high accuracy of inclination detection.

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。   If the insulating container 4 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, a raw material powder mainly composed of aluminum oxide powder and added with silicon oxide, calcium oxide or the like is formed into a sheet together with an organic solvent and a binder. Insulating base 4a and lid 4b are manufactured by processing into a plurality of ceramic green sheets, laminating and firing, and then insulating base 4a and lid 4b are brazed and resin adhesive. It can manufacture by joining via.

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。   In addition, if the insulating container 4 is made of a resin material such as an epoxy resin or a polyimide resin, the uncured material of these resin materials is shaped into a predetermined insulating base 4a or lid 4b using a mold. The insulating base 4a and the lid 4b can be manufactured by molding and curing, and these can be manufactured by bonding them with a resin adhesive.

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。   The capacitor electrode 2 is formed, for example, inside the insulating container 4 so as to sandwich the space 1 vertically. The capacitive electrode 2 is formed of a metal material such as tungsten, molybdenum, manganese, copper, silver, palladium, gold, or platinum. Such a metal material is applied to the insulating base 4a and the lid 4b of the insulating container 4 in the form of a metallized layer, a plating layer, a metal foil, a vapor deposition layer, or the like.

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。   The capacitor electrode 2 is formed by, for example, printing a tungsten metal paste on a ceramic green sheet serving as the insulating base 4a or the lid 4b, and laminating the ceramic green sheets so that the printed metal paste is located inside. Can be formed.

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。   In the example of this embodiment, a wiring conductor (no symbol) is formed in the insulating container 4 from each capacitive electrode 2 to the lower surface. By connecting the exposed portion of the wiring conductor to an external electric circuit and measuring the capacitance between the upper and lower capacitance electrodes 2a and 2b, a change in the capacitance is detected, and the inclination or inclination of the space 1 is detected. The inclination of the sensor device 9 can be detected.

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。   The external electric circuit in this case is formed on, for example, a circuit board incorporated in a digital camera or a camera-equipped mobile phone. When the tilt sensor device 9 is connected as a component, the direction in which the image is captured is changed according to the orientation of the camera (so-called vertical position or horizontal position), and the upward direction at the time of shooting is always stored. Images can be captured and stored so as to coincide with the upward direction.

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。   Also, when viewing images with a digital camera, mobile phone, PDA (Personal Digital Assistant), etc., the upper side of the photo is always on the opposite side of the Earth's gravity, regardless of the orientation of the image display device, such as a digital camera or mobile phone. In other words, it is possible to display the image display device so that the user viewing the image display device can easily view the image such as a photograph.

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。   In the tilt sensor device 9, when the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b are arranged in parallel and the conductor block 3 has upper and lower surfaces parallel to the capacitive electrodes 2a and 2b, for example, the conductor block 3 is spherical. Compared with the case where it is, when the conductor block interposes between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b, the electrostatic capacitance between the capacitive electrodes 2a and 2b can be changed more effectively. Therefore, the inclination sensor device 9 can more reliably detect the inclination of the space due to the change in capacitance.

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。   In addition, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the inclination sensor device 9 has a lower surface of the space 1 that is curved so that the central portion is lower than a case where the lower surface of the space 1 is flat. Thus, the movement of the conductor block 3 to the outer peripheral portion is suppressed. Therefore, the conductor block 3 moves to the outer peripheral portion of the space 1 due to a slight inclination of the inclination sensor device 9 or an external force (a force different from the gravitational force acting due to the inclination of the space) due to an erroneously applied vibration or the like. This is suppressed. Then, when the space 1 is inclined at a predetermined angle to be detected, the conductor block 3 moves to the outer peripheral side of the space 1 for the first time, and is interposed between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b arranged on the outer peripheral portion of the space 1. The inclination is detected by changing the capacitance. That is, it is effective in suppressing the sensitivity of detection from becoming excessive. FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the tilt sensor device 9 of the present invention. In FIG. 2, the same parts as those in FIG.

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。   Such a configuration is effective, for example, when employed in an automobile antitheft device. In other words, it does not react with the inclination of the vehicle body (tilt sensor device 9) when another car passes by the wind or nearby, but reacts by opening / closing the door or by the inclination of a person riding (detecting the inclination and transmitting a signal) Etc.), the angle can be set.

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。   In this case, when the space 1 is horizontal, the conductor block 3 moves to the center along the curved lower surface. Therefore, for example, when a capacitance electrode (not shown) corresponding to the central portion is arranged and the capacitance of the capacitance electrode at the central portion changes, the conductor block 3 is positioned at the central portion of the space 1 (space 1 is horizontal), and the detection that the space 1 is horizontal may be made more reliable. Further, the capacitive electrode 2 may not be disposed in the center of the space 1 so that it can be detected that the space 1 is horizontal when the capacitance of any capacitive electrode 2 is not changed.

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。   In this configuration, as shown in FIG. 3, the upper surface of the space 1 is curved so as to be substantially parallel to the curved lower surface, and the capacitive electrodes 2 a and 2 b are parallel to the upper and lower surfaces of the conductor block 3. You may arrange so that it may become. In this case, in addition to the effect of curving the lower surface of the space 1, the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b as described above are arranged in parallel, and the conductor block 3 is parallel to the capacitive electrodes 2a and 2b. It is also possible to obtain the effect of having upper and lower surfaces (more effectively changing the capacitance between the capacitive electrodes 2a and 2b). FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the tilt sensor device 9 of the present invention. In FIG. 3, the same parts as those in FIG.

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。   In addition, in the inclination sensor device 9, the capacitive electrode 2 is composed of one electrode 2b, one of which is a plurality of electrodes 2a and the other of which is opposed to a region (not indicated) where the plurality of electrodes 2a are formed. In some cases, there is an effect in improving the productivity of the tilt sensor device 9 with high tilt detection accuracy.

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。   That is, when manufacturing the tilt sensor device 9 with one electrode (upper capacitive electrode) 2a and the other electrode (lower capacitive electrode) 2b facing each other, for example, the positions of the insulating base 4a and the lid 4b Even if a slight positional shift occurs in the vertical direction as in the case of the shift, the area where the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b face each other can be set to a predetermined area (the area of one electrode 2a). . Therefore, for example, as in the case where the lower capacitive electrode 2b is also composed of a plurality of electrodes (not shown), it is not necessary to precisely position the upper and lower capacitive electrodes 2a, 2b individually, and the inclination sensor device 9 This is effective in improving productivity.

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。   In addition, the inclination sensor device 9 has a shape when the space 1 is viewed in plan when the space 1 is polygonal or circular in plan view and the capacitor electrode 2 is disposed along the outer periphery of the space 1. It is easy to detect the inclination all around.

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。   That is, since the capacitive electrode 2 is arranged on the outer periphery of the space 1, the conductor block 3 that has moved to the outer peripheral portion of the space 1 due to the inclination of the space 1 is interposed between the upper and lower capacitive electrodes 2 a and 2 b, so Can be changed. In addition, since the space 1 is polygonal or circular in plan view, for example, as shown in FIGS. 4A to 4C, side portions and corner portions of the polygonal space 1 or a circular space. By disposing the capacitor electrode 2a so as to correspond to the fan-shaped portions having the same central angle of 1, the inclination can be detected for each constant range R over the entire circumference of the space 1 when viewed in plan. 4A to 4C are plan views schematically showing another example of the embodiment of the electronic device 9 of the present invention. 4, parts similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

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。   FIG. 4A shows a case where the space 1 is square in plan view. The electrode 2 (one electrode 2a formed in plural) is formed in a quadrangular shape from each corner portion of the square-shaped space 1 toward the central portion. In this case, it is possible to detect the inclination in the direction of each corner (so-called four directions of front, rear, left and right), but it is not necessary to detect the direction of the inclination very finely, such as a tractor overturn prevention device. It is suitable for applications where it is desirable to reliably detect the inclination in the four directions.

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。   FIG. 4B shows a case where the space 1 is circular in plan view. In this example, the capacitor electrode 2 (2a) is formed in a fan shape in each region obtained by dividing the space 1 into eight fan shapes having a central angle of 45 degrees. In this case, it is possible to detect the inclination in the direction of each region (so-called front / rear / left / right and 8 directions therebetween), which is particularly suitable for mobile phone and PDA image display devices, and for applications such as tractor fall prevention devices. Is also suitable.

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。   FIG. 4C shows a case where the space 1 has a regular octagonal shape in plan view. The electrode 2 (2a) is formed in an elliptical shape from each side portion of the regular octagonal space 1 toward the central portion. In this case as well, the inclination can be detected in the direction of each corner (so-called front / rear / left / right and 8 directions between them), which is suitable for applications such as image display devices such as mobile phones and PDAs, and tumbler fall prevention devices. Yes.

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。   Further, in the example shown in FIG. 4C, the capacitor electrode 2 c is formed vertically at the center of the space 1 so as to face each other with the space 1 interposed therebetween. For example, when the space 1 is horizontal and the conductor block 3 is located at the center of the space 1, the capacitance of the capacitor electrode 2c at the center increases, and it can be detected that the space 1 is horizontal. . Such a configuration is particularly effective when, for example, the lower surface of the space 1 is curved such that the central portion is lowered as described above.

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。   In order to make the detection accuracy in each direction uniform, the polygonal shape is preferably a regular polygonal shape such as a square shape, a regular hexagonal shape, or a regular octagonal shape. Moreover, in order to facilitate the detection in the front-rear and left-right directions as described above, a polygonal shape of a quadrangle or more is preferable.

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。   For example, if it is necessary to detect the inclination only in two opposing directions, the space 1 is a rectangle whose width on the short side is approximately the same as that of the conductor block 3 in plan view as shown in FIG. It may be in the shape. FIG. 5 is a perspective view schematically showing another example of the embodiment of the tilt sensor device 9 of the present invention. 5, parts similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The conductor block 3 (cylindrical or quadrangular prism) is shown separately from the space 1 for easy viewing.

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。   Such a tilt sensor device 9 is one of the most basic forms of the tilt sensor device 9 of the present invention, and is excellent in terms of productivity and cost.

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。   If two tilt sensor devices having such a structure are used in combination so as to be orthogonal to each other, tilt in four directions can be detected effectively.

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。   In the example shown in FIG. 5, a plurality of capacitive electrodes 2 are arranged from the outer peripheral part to the central part of the space 1. By arranging a plurality of capacitance electrodes 2, even when the movement distance of the conductor block 3 is small, the direction of the inclination can be detected by changing the capacitance of the capacitance electrode 2 close to the center. In the example of this embodiment, the capacitor electrode 2 is shown as an example in which a plurality of capacitor electrodes 2 that are vertically opposed to each other are formed.

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。   In addition, in the inclination sensor device 9, the plurality of capacitive electrodes 2 a move according to the inclination of the space 1 when the interval between adjacent ones is smaller than the outer dimension when the conductor block 3 is viewed in plan view. Thus, it is effectively prevented that the conductor block 3 accidentally enters between the adjacent capacitive electrodes 2 (2a) and no capacitance change occurs in any of the capacitive electrodes 2. Therefore, in spite of the inclination of the space 1, the capacitance does not change in any of the capacitance electrodes 2, and it is effectively prevented from being erroneously detected that the capacitance is not inclined. A high inclination sensor device 9 can be obtained.

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。   In addition, the inclination sensor device 9 of the present invention has a member (insulating container 4) constituting the space 1 that directly contacts (collises) when the space 1 is cylindrical and the conductor block 3 is cylindrical. None of the inner surface of the insulating base 4a and the like and the side surface of the conductor block 3 have corners or protrusions that are likely to be chipped or cracked. Therefore, mechanical destruction of the members constituting the conductor block 3 and the space 1 is suppressed, and the long-term reliability as the tilt sensor device 9 can be improved.

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。   Further, as shown in FIG. 6, in the inclination sensor device 9, when the space 1 is filled with the dielectric liquid 5, the rapid movement of the conductor block 3 is suppressed by the liquid 5. . Therefore, it is effectively suppressed that the conductor block 3 collides with a member constituting the space 1 to cause mechanical destruction such as cracking or chipping in the conductor block 3 or the member constituting the space 1. . Further, since the liquid 5 is dielectric, a certain capacitance is generated between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b, and the conductor block 3 is interposed between the upper and lower capacitive electrodes 2a and 2b. , Its capacitance changes. Therefore, it is possible to detect the direction of the inclination by detecting the position of the capacitor block 2 where the conductor block 3 is present. Therefore, in this case, the tilt sensor device 9 with higher reliability can be provided.

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。）。   As such a liquid 5, it is necessary to use a liquid that is in a liquid state in a temperature range where the inclination sensor device 9 is used. For example, when used at a temperature range of about 10 to 35 ° C., so-called room temperature, pure water (relative permittivity is about 80), oleic acid, stearic acid (relative permittivity is about 2 to 3). ) Oily compounds such as octane, isopentane, cyclopentane (having a relative dielectric constant of about 2 to 3), and other hydrocarbon compounds having a carbon number of 8 or more (those with a linear, side chain, or cyclic molecular structure). (The relative dielectric constants are values at 20 ° C.).

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。   In order to fill the interior of the space 1 with the liquid 5, for example, the space 1 is formed in the insulating container 4 including the insulating base 4a and the lid 4b, and a through-hole (not shown) is formed in a part of the lid 4b. And the conductor block 3 is enclosed in the space 1 of the insulating container 4 and the liquid 5 is filled into the space 1 from the through hole provided in the lid 4b, and then the through hole is closed. The method can be used. The through hole is, for example, a small piece member (not shown) made of the same material as that of the lid body 4b in a portion surrounding the through hole in the surface of the lid body 4b via a brazing material, resin, glass or the like. It can be blocked by bonding. The through hole may be filled with a material such as resin or glass.

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。   Further, for example, as shown in a cross-sectional view in FIG. 7, the inclination sensor device 9 is curved so that the density of the conductor block 3 is smaller than the density of the liquid 5 and the upper surface of the space 1 is higher in the center. When the space 1 is not tilted, the conductor block 3 can be moved along the upper surface of the space 1 by buoyancy, for example, and moved to the center of the space 1. Therefore, it is possible to provide the tilt sensor device 9 that is more reliable and that can more reliably detect that the space 1 is not tilted. In this case, the conductor block 3 moves by buoyancy toward the upper side when the space 1 is inclined.

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。 In order to make the density of the conductor block 3 smaller than the density of the liquid 5, for example, the conductor block 3 may be formed in a hollow shape so that the density of the entire conductor block 3 is reduced. As described above, when pure water (density is about 10 3 kg / m 3 , that is, about 1 g / cm 3 ) is used as the liquid 5, aluminum (density is about 2.7 g) as the conductor material for forming the conductor block 3. / Cm 3 (20 ° C.)), and it may be hollow so that about 63% or more of its internal volume is occupied by air (density is about 0.0012 g / cm 3 , (20 ° C.)).

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。   In addition, since the conductor block 3 receives resistance due to friction with the inner surface such as the upper surface of the space 1 with respect to movement due to buoyancy, the conductor block 3 also has a sufficient buoyancy to ensure smooth movement. As described above, the thickness is preferably as thick as possible in the space 1. That is, when such a liquid 5 is filled in the space 1, the conductor block 3 has a cubic shape or a quadrangular prism shape close thereto, or a circle having a height similar to that of the space 1 and a cross-sectional diameter equal to the height. A columnar shape or the like is suitable. In order to reduce the size of the inclination sensor device 9, the conductor block 3 is preferably smaller than a rectangular column shape (cubic shape) having a side length of about 1 cm.

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。 Further, the buoyancy acting on the conductor block 3 increases in proportion to the volume of the conductor block 3, and the upward resultant force obtained by subtracting gravity from the buoyancy increases in proportion to the density difference between the conductor block 3 and the liquid 5. . The difference in density between the liquid 5 and the conductor block 3 is preferably about 0.5 g / cm 3 or less. If the difference in density exceeds 0.5 g / cm 3 , for example, the buoyancy acting on the conductor block 3 formed to be as thick as possible in the space 1 as described above becomes large, and the conductor block 3 becomes the upper surface of the space 1. Since the frictional force tends to be increased by being pressed against the surface, it becomes difficult to move smoothly according to the inclination, or the member constituting the space 1 and the conductor block 3 are likely to be worn or mechanically broken. there's a possibility that.

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℃）。 For example, pure water (density is about 1 g / cm 3 (20 ° C.)) is used as the liquid 5, and the conductor block 3 is made to have a density of about 0.9 g / cm 3 (20 ° C.) using a hollow aluminum block. In this case, the buoyancy per 1 cm 3 of the conductor block 3 is about 0.01N. In this case, since the gravity acting on the conductor block 3 is about 0.009 N, the resultant force is about 0.001 N (per 1 cm 3 ) upward. Here, in order to adjust the density of the hollow aluminum block to 0.9 g / cm 3 (20 ° C.), a hollow shape in which about 67% of the internal volume of the block is occupied by air may be used ( 20 ℃).

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。   This resultant force is about 1/10 of gravity, and if this force is used, the conductor block 3 is pressed against the upper surface of the space 1 to prevent movement, or the conductor block 3 and the insulation constituting the space 1 are insulated. It is possible to prevent the inner surface of the container or the like from being easily damaged mechanically or worn due to mutual collision or friction.

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。 On the other hand, when the density difference between the liquid 5 and the conductor block 3 exceeds 0.5 g / cm 3 , the resultant force acting on the conductor block 3 exceeds 1/2 of gravity, and the moving speed is also high. Since the speed is increased, there is a possibility that problems such as wear and deformation are likely to occur due to friction or collision with the space 1 (insulating container 4) accompanying repeated movement.

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。   If the density difference between the liquid 5 and the conductor block 3 becomes too small, the movement speed of the conductor block 3 when the space 1 is inclined may be slow, and it may be difficult to detect the inclination effectively. .

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。 Therefore, the difference in density between the liquid 5 and the conductor block 3 is preferably about 0.1 g / cm 3 or more. In this case, the resultant force acting on the conductor block 3 per volume of 1 cm 3 (about 0.9 g) is about 0.001 N upward, and the obtained acceleration is about 0.001 / (0.9 × 10 −3 ) = 0.9 m / s 2 . Become. Actually, since the movement is along the upper surface of the curved space 1, the acceleration actually generated in the conductor block 3 becomes a component corresponding to the curvature. If this degree of acceleration can be secured, the length is about several centimeters. The conductor block 3 can smoothly move in the space 1 according to the inclination of the space 1.

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。   For example, in such an inclination sensor device 9, the conductor block 3 is first placed in the recess of the insulating base 4a manufactured as described above, and then the lid 4b is closed so as to close the recess. It can be manufactured by bonding to the upper surface of 4a.

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。   Further, the lid 4b and the insulating base 4a can be joined by, for example, joining via a joining material such as an organic resin adhesive, glass, brazing material or the like. In this case, a metal layer (not shown) may be formed in advance on the joint surface between the two, and the metal layers may be joined with a brazing material. The metal layer can be formed by using the same metal material as that of the capacitor electrode 2 and using the same method.

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。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, at least a part of the insulating container 4 may be formed of a light-transmitting material such as glass, acrylic resin, or methacrylic resin so that the position of the conductor block 3 can be seen from the outside. . In this case, it is possible to easily confirm visually whether or not the conductor block 3 is moving normally according to the inclination of the space 1, and the inclination sensor device 9 can be more accurately and easily inspected. can do.

（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。(A) is a top view which shows an example of embodiment of the inclination sensor apparatus of this invention, (b) is sectional drawing in the AA line. 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。It is sectional drawing which shows the other example of embodiment of the inclination sensor apparatus of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the other example of embodiment of the inclination sensor apparatus of this invention. （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。(A)-(c) is a top view which shows typically the other example of embodiment of the inclination sensor apparatus of this invention, respectively. 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。It is a perspective view which shows typically the other example of embodiment of the inclination sensor apparatus of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the other example of embodiment of the inclination sensor apparatus of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the other example of embodiment of the inclination sensor apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Space 2 ... Capacitance electrode 2a ... Upper capacitance electrode 2b ... Lower capacitance electrode 2c ... Central capacitance electrode 3 ... Conductor block 4 ... Insulating container 4a ... Insulation Substrate 4b ... Lid 5 ... Liquid 9 ... Tilt sensor device

Claims (10)

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。 A capacitive electrode that is vertically opposed to each other with at least one of a plurality of electrodes, and a conductor block that is accommodated in the space and is movable between the plurality of electrodes according to the inclination of the space; An inclination sensor device comprising: 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。 The tilt sensor device according to claim 1, wherein the space is formed in an insulating container, and the capacitive electrode is disposed across the space. 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。 2. The tilt sensor device according to claim 1, wherein the upper and lower capacitive electrodes are arranged in parallel, and the conductor block has upper and lower surfaces parallel to the capacitive electrode. 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。 The tilt sensor device according to claim 1, wherein a lower surface of the space is curved so that a central portion is lowered. 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。 2. The tilt sensor device according to claim 1, wherein one of the capacitive electrodes is the plurality of electrodes, and the other is one electrode facing a region where the plurality of electrodes are formed. 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。 The tilt sensor device according to claim 1, wherein the space has a polygonal shape or a circular shape in a plan view, and the capacitive electrode is disposed along an outer periphery of the space. 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。 2. The tilt sensor device according to claim 1, wherein an interval between adjacent ones of the plurality of capacitive electrodes is smaller than an outer dimension when the conductor block is viewed in plan. 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。 2. The tilt sensor device according to claim 1, wherein the space is cylindrical and the conductor block is cylindrical. 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。 The tilt sensor device according to claim 1, wherein the space is filled with a dielectric liquid. 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。 The inclination sensor device according to claim 9, wherein the density of the conductor block is smaller than the density of the liquid, and the upper surface of the space is curved so that a central portion is higher.
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