JPH07146142A - 傾斜角センサ - Google Patents

傾斜角センサ

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JPH07146142A
JPH07146142A JP31586393A JP31586393A JPH07146142A JP H07146142 A JPH07146142 A JP H07146142A JP 31586393 A JP31586393 A JP 31586393A JP 31586393 A JP31586393 A JP 31586393A JP H07146142 A JPH07146142 A JP H07146142A
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JP
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tilt angle
angle sensor
cylindrical member
lower electrode
sensor according
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JP31586393A
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Masahide Inoue
正秀 井上
Hiroshi Sone
博 曽根
Yoshihisa Shijo
由久 四條
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/18Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using liquids
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    • G01C2009/182Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using liquids conductive

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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 傾斜角の検出において補正の必要がなく、ま
た耐久性の優れた傾斜角センサを得る。 【構成】 円筒部材13の両端を天板11と底板12に
接着することにより密閉容器14を形成し、この密閉容
器14内に電解液Aと気泡Bを密封する。天板11の円
筒部材13側の内壁面に上部電極21、22を、また底
板12の円筒部材13側の内壁面に下部電極23をマス
キングを用いて形成する。下部電極23を密閉容器14
下部のほぼ全面にわたって形成しているため、傾斜角の
検出において補正の必要がない。更に下部電極23と電
解液Aの接触面積が大きいため電解液Aの電気分解が少
ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水平に対する傾斜角を
検出する傾斜角センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来傾斜角センサとして、電解液と気泡
が密封された密閉容器の上部内壁面に第1および第2の
上部電極が、また下部内壁面のほぼ中央に下部電極が設
けられ、第1の上部電極および下部電極の電流値と第2
の上部電極および下部電極の電流値との差に基いて、傾
斜角センサの水平に対する傾斜角を検出するものが知ら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの傾斜
角センサにおいて、傾斜角センサが水平に設置されてい
るとき、下部電極が各上部電極に対して同じ距離に位置
していないと、各上部電極と下部電極間の距離の差によ
り、抵抗値に差が生じるため、補正を行う必要がある。
また、下部電極の表面積が比較的小さいので、電解液の
電流密度が大きくなり、電解液の電気分解が起こり易い
ため、従来の傾斜角センサは充分ではなく、改良が望ま
れていた。
【0004】本発明は以上の課題を解決するものであ
り、傾斜角の検出において補正の必要がなく、また耐久
性の優れた傾斜角センサを得ることを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る傾斜角セン
サは、電解液と気泡が密封された密閉容器の上部内壁面
に少なくとも2つの上部電極が、また下部内壁面に下部
電極が設けられており、この下部電極が下部内壁面のほ
ぼ全面にわたって形成されていることを特徴としてい
る。
【0006】
【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図
1は、本発明の第1実施例である傾斜角センサの断面図
であり、図2はこの傾斜角センサの下部電極を円筒部材
側から見たときの図である。図2において、傾斜角セン
サの角度検出方向はx軸の方向である。
【0007】傾斜角センサは相互にほぼ平行に設けられ
た円板状の天板11、底板12と、これらの天板11、
底板12との間に設けられ、その軸心がこれらの天板1
1、底板12にほぼ垂直である円筒部材13とを有して
いる。天板11の内壁面17は、中央部ほど高くなるよ
うに滑らかに湾曲している。円筒部材13、天板11、
底板12は、鉛ガラス等の絶縁性の材料により形成さ
れ、円筒部材13の外径は天板11、底板12の外径よ
りも小さい。円筒部材13は、上部で天板11に、また
下部で底板12にガラスペースト等の接着剤により液密
を保って固着され、これにより密閉容器14が構成され
ている。
【0008】円筒部材13には、細いガラス管等で形成
された注入口15が設けられ、注入口15の一端は密閉
容器14に開口している。傾斜角センサの製造工程にお
いて、この注入口15の他端より密閉容器14内に電解
液Aが注入された後、この端部を閉じることにより、密
閉容器14内に電解液Aと気泡Bが密封される。電解液
Aは、例えばヨウ化カリウムをメチルアルコールに溶解
した液である。気泡Bは天板11の内壁面に接して浮か
んでいる。
【0009】底板12の内壁面16は、例えば♯100
0の研磨剤により適度な粗度を有する粗面に仕上げられ
ている。この内壁面16に、従来公知のマスキングを用
いて、下部電極23がコーティングにより薄膜状に形成
される。すなわち、この粗面に仕上げられた内壁面16
のマスキングが施されていない部分(図2のハッチング
された部分)に、高周波スパッタにより薄膜状の白金膜
がコーティングされ、表面が粗面である下部電極23が
形成される。この後、下部電極23の白金膜は白金黒処
理される。下部電極23は底板12の内壁面16のほぼ
全面にわたって形成されており、その外周縁部23aは
密閉容器14の外面に露出している。
【0010】図3は第1実施例における天板11を円筒
部材13側から見たときの図である。天板11の内壁面
17は、公知の手法により、適度な粗度を有する凹面状
の粗面、例えば♯1000の研磨剤でR300の粗面に
仕上げられている。この天板11の円筒部材13側の内
壁面17において、検出方向(図3のx軸方向)に沿っ
て延びる2つの棒状の部分(図3のハッチングされた部
分)以外の部分にマスキングが施され、下部電極23と
同様な手法により、白金で形成された2つの薄膜状の上
部電極21、22が形成される。この後、上部電極2
1、22の白金膜は白金黒処理される。上部電極21、
22の外端部21a、22aは密閉容器14の外面に露
出している。
【0011】この外端部21a、22aおよび下部電極
23の外周縁部23aには、図1に示すように導線2
4、25、26の一端がそれぞれハンダ付け等により接
続されており、これらの導線24、25、26の他端は
図示しない検出回路に接続されている。
【0012】上部電極21、22は、傾斜角センサが水
平に置かれた状態において、気泡Bに同じ状態で接する
ように、すなわち電解液Aに同じ面積で接触するように
配置されている。気泡Bが水平位置からの傾斜に応じて
傾斜角の検出方向に位置を変えると、電解液Aと上部電
極21、22との接触面積が傾斜角に比例して変化し、
上部電極21、22と下部電極23との間の電気抵抗値
が変化する。この電気抵抗値の変化が、電流の変化とし
て検出回路によって計測される。
【0013】従来の傾斜角センサの製造では、電極を密
閉容器内に取付ける工程が必要であり、手間がかかっ
た。また各上部電極を左右対称で適性な位置に設けるこ
とが難しく、精度上問題があった。これに対し、本実施
例の傾斜角センサでは、密閉容器14を天板11、底板
12、円筒部材13の各部材により構成したため、加工
が容易である。また各電極21、22、23がマスキン
グを用いて形成されているため、各電極21、22、2
3を適性な位置に形成することが容易であり、その形状
を任意の形に定めることが容易である。
【0014】さらに従来の傾斜角センサでは、たとえ各
上部電極が適正な位置に設けられていても、下部電極が
適性な位置に配設されていないと、例えば傾斜角センサ
が水平な位置にあるときに各抵抗値に差が生じないよう
に、後から適当に補正を行う必要があった。第1実施例
による傾斜角センサでは、下部電極23が密閉容器14
の下部全面にわたって形成されているため、上部電極2
1、22が適性な位置に形成されていれば、傾斜角セン
サが水平な位置にあるときに各抵抗値がほぼ等しい値と
なるため、補正を行う必要がない。すなわち下部電極2
3を正確に配設するための調整が不要となる。
【0015】また、第1実施例の傾斜角センサでは、従
来のものに比べ下部電極23の表面積が大きいために、
この電極23と電解液Aとの接触面積が大きくなる。ま
た各電極21、22および23が、粗面に仕上げられた
内壁面16、17に薄膜状にコーティングされているた
めに、各電極21、22および23の表面もまた粗面で
あり、その表面積が大きい。これらにより第1実施例の
傾斜角センサは、各電極21、22および23における
電流密度が減少するため、電解液Aの電気分解が抑えら
れ、耐久性に優れている。
【0016】さらに、各電極21、22、23が密閉容
器14の外部に露出しているために、導線24、25、
26の結線等が容易である。
【0017】なお、各電極21、22、23が設けられ
る内壁面16、17は、多孔質であってもよい。
【0018】図4は第2実施例の上部電極21、22の
構成を示している。この図において、ハッチングされて
いない部分にマスキングが施された後、第1実施例と同
様の手法により、上部電極21、22が形成される。こ
れらの上部電極21、22は半円形を有しており、傾斜
角の検出方向と垂直な方向に一定の間隔を保って平行に
延びており、円筒部材13の外部に露出している。すな
わち、上部電極21、22の間は帯状部18によって隔
離されている。その他の構成は第1実施例と同様であ
る。
【0019】傾斜角センサの設置場所によっては、検出
方向の垂直方向(y軸方向)にも傾きが存在することが
多く、このような場合、従来、検出方向と垂直方向の2
方向にそれぞれ傾斜角センサを設置し、傾斜角センサに
垂直方向の傾きが発生しないようにしている。これに対
し、第2実施例の傾斜角センサでは、帯状部18が垂直
方向に延びているために、気泡Bが垂直方向に移動して
も、上部電極21、22と電解液Aとの接触面積に変化
はなく、気泡Bが検出方向に移動したときにのみ、上部
電極21、22と電解液Aとの接触面積に変化が生じ
る。したがって、第2実施例の構成を有する傾斜角セン
サによれば、上述した第1実施例による効果が得られる
ことに加えて、傾斜角センサがいかなる方向に傾いて
も、検出方向の傾きを正確に計測することができる。
【0020】図5は、第3実施例における上部電極2
1、22を示している。この上部電極21、22は、第
2実施例に比べ、y軸方向の両端部が削除されている。
通常、この種の高精度な傾斜角センサでは、傾きの検出
範囲が、0°の近くの数分程度の非常に狭い範囲の場合
が多いため、0°近辺の検出が特に重要である。すなわ
ち、数分程度の傾きでは、気泡Bの移動量は非常に少な
く、ほとんど動かない。したがってこのような場合、上
部電極21、22は第2実施例のように半円形を有して
いる必要はなく、気泡Bが移動する範囲内の幅を有して
いればよい。
【0021】すなわち、第3実施例の傾斜角センサによ
って、第2実施例と同様な効果を得ることができる。
【0022】図6は第4実施例の上部電極21、22、
31、32を示している。すなわち第4実施例では、天
板11の円筒部材13側の内壁面17に、第1実施例に
おけるx軸方向に沿って形成された一対の上部電極2
1、22と同様に、y軸方向にも一対の上部電極31、
32が形成されている。
【0023】このような構成を有する傾斜角センサによ
れば、第1実施例における効果に加えて、相互に直交す
る方向における傾斜角センサの傾きをそれぞれ独立して
検出をすることができる。
【0024】なお本発明は、以上の構成のものに限定さ
れるものではなく、例えば底板12と円筒部材13とが
一体化さた傾斜角センサ等にも適用可能である。
【0025】また、天板11、底板12と円筒部材13
との接着に使用される接着剤は、電解液Aおよび気泡B
に対して液密が保てればよく、無機系および有機系のも
のでもよい。
【0026】さらに、各電極21、22、23の材料
は、従来公知の金、貴金属合金等、電解液Aに侵され難
いものであればよく、特に限定されない。
【0027】また、各電極21、22、23は、蒸着、
メッキ等の方法を用いて密閉容器14に形成されていて
もよい。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、傾斜角の
検出において補正の必要がなく、また耐久性の優れた傾
斜角センサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である傾斜角センサを示す
断面図である。
【図2】底板を円筒部材側から見た平面図である。
【図3】第1実施例の天板を円筒部材側から見た底面図
である。
【図4】第2実施例の天板を円筒部材側から見た底面図
である。
【図5】第3実施例の天板を円筒部材側から見た底面図
である。
【図6】第4実施例の天板を円筒部材側から見た底面図
である。
【符号の説明】
11 天板 12 底板 13 円筒部材 14 密閉容器 21、22 上部電極 23 下部電極 16、17 内壁面 A 電解液 B 気泡

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解液と気泡が密封された密閉容器の上
    部内壁面に少なくとも2つの上部電極が設けられ、下部
    内壁面に下部電極が設けられた傾斜角センサにおいて、
    下部電極が下部内壁面のほぼ全面にわたって形成されて
    いることを特徴とする傾斜角センサ。
  2. 【請求項2】 前記密閉容器が、円筒部材と、この円筒
    部材の一端に液密を保って固着され、上部電極が形成さ
    れた天板と、前記円筒部材の他端に液密を保って固着さ
    れ、下部電極が形成された底板とを備えたことを特徴と
    する請求項1に記載の傾斜角センサ。
  3. 【請求項3】 上部電極の外端部が、密閉容器の外部に
    露出していることを特徴とする請求項1に記載の傾斜角
    センサ。
  4. 【請求項4】 下部電極の外周縁部が、密閉容器の外部
    に露出していることを特徴とする請求項1に記載の傾斜
    角センサ。
  5. 【請求項5】 上部電極および下部電極が薄膜状である
    ことを特徴とする請求項1に記載の傾斜角センサ。
  6. 【請求項6】 上部電極および下部電極がマスキングを
    用いて形成されていることを特徴とする請求項1に記載
    の傾斜角センサ。
  7. 【請求項7】 天板および底板の内壁面が、粗面である
    ことを特徴とする請求項1に記載の傾斜角センサ。
  8. 【請求項8】 天板および底板の円筒部材側の内壁面
    が、多孔質であることを特徴とする請求項1に記載の傾
    斜角センサ。
  9. 【請求項9】 上部電極が、傾斜角検出方向と垂直な方
    向に一定の間隔を保って平行に延びていることを特徴と
    する請求項1に記載の傾斜角センサ。
JP31586393A 1993-11-22 1993-11-22 傾斜角センサ Pending JPH07146142A (ja)

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