JPH09292221A - 傾斜センサ - Google Patents
傾斜センサInfo
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- JPH09292221A JPH09292221A JP10821296A JP10821296A JPH09292221A JP H09292221 A JPH09292221 A JP H09292221A JP 10821296 A JP10821296 A JP 10821296A JP 10821296 A JP10821296 A JP 10821296A JP H09292221 A JPH09292221 A JP H09292221A
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Abstract
する際に気泡の径をノギス,マイクロメータ等により測
定する必要のない傾斜センサを提供する。 【解決手段】気泡Bを形成する電解液Aが封入される密
閉容器14は、円筒部材13と、この円筒部材13の上
下両端に接着された天板11及び底板12とから、構成
されている。この天板11の下面は、球面状に凹んだ球
状凹面17となっている。この球状凹面17中の帯状ギ
ャップ18状には、指標M1が、帯状ギャップ18の中
心線上であり、且つ、円盤状の天板11の中心から等距
離の二つの位置に、各々形成されている。製造技術者
は、気泡Bの径を指標M1に合わせるように、注入口1
5から電解液Aを注入する。
Description
角を検出する傾斜センサに関する。
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及び第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の上部電極と下
部電極の間に流れる電流値と第2の上部電極と下部電極
の間に流れる電流値との差に基いて傾斜角を検出するも
のが使用されている。
及び第2の上部電極は、傾斜センサが水平に置かれた状
態において、気泡に同じ状態で接するように、即ち電解
液に同じ面積で接触するように、配置されている。ま
た、気泡が傾斜センサの傾斜に応じて傾斜角の検出方向
に位置を変えると、電解液と2つの上部電極との接触面
積が傾斜角に比例して変化し、それに伴って2つの上部
電極と下部電極との間の電気抵抗値が変化する。そのた
め、2つの上部電極と下部電極との間にそれぞれ印加さ
れた電圧によってそれぞれの間を流れる電流値も、傾斜
角に比例して変化する。従って、傾斜角を測定すべき面
上に傾斜センサを置くとともに2つの上部電極と下部電
極との間にそれぞれ電圧を印加して、上記2つの電流値
を測定し、その差に基いて傾斜角を得ることができるの
である。
表面積が小さいことから、その電流密度が大きくなり、
電解液の電気分解が起こり易かった。また、2つの上部
電極と下部電極との距離の差が抵抗差を生じ、ひいては
傾斜角の検出誤差を生じるため、補正を行っていた。こ
のような点に鑑み、本件出願人は、これらを解消する傾
斜センサを提案している(公開特許公報平7−1461
42号)。
「公報記載傾斜センサ」という。)は、略平行に設けら
れた円板状の天板、底板と、これらの天板、底板との間
に設けられ、その軸心がこれらの天板、底板に略垂直で
ある円筒部材とから、構成されている。この公報記載傾
斜センサでは、底板の略全面にわたって下部電極を形成
することによって、電流密度を低くし、電解液の電気分
解を抑えている。また、2つの上部電極と下部電極との
距離の差から生ずる誤差を抑えるために行っていた補正
を不要とすべく、天板の円筒部材側の内壁面が一定の曲
率を有する球状凹面に仕上げられ、この球状凹面に上部
電極が形成されている。
斜センサ及び公報記載傾斜センサでは、傾斜角の検出精
度,検出範囲等の観点から、気泡の径が一定であること
が必要とされる。そのため、傾斜センサの製造工程にお
いて、気泡の径を適切な大きさにすべく、ノギス,マイ
クロメータ等によりその径を測定しながら、電解液を密
閉容器に注入していた。従って、傾斜センサの製造に時
間がかかるという欠点があった。
鑑みてなされたものであり、傾斜センサの製造工程にお
いて、電解液を注入する際に気泡の径をノギス,マイク
ロメータ等により測定する必要のない傾斜センサを提供
することを、目的とする。
するために、以下の手段を採用した。即ち、本願の第1
の発明は、少なくとも傾斜角検出方向においてその天側
の内面がアーチ状にカーブしているとともにその内部に
気泡を形成する液体を封入した透明部材からなる密閉容
器を備える傾斜センサであって、前記密閉容器は、少な
くともその天側が透明部材から構成されているととも
に、前記天側の内面に、前記気泡がなすべき径の大きさ
を指し示す指標を備えたことを特徴とする(請求項1に
対応)。
容器本体と前記凹部を閉じるための周囲から中央に向か
って漸次深くなる凹面が形成された透明部材からなる天
板とから構成されるとともに気泡を形成する液体をその
内部に封入した密閉容器を備えた傾斜センサであって、
前記凹面は、前記気泡がなすべき径の大きさを指し示す
指標を備えたことを特徴とする(請求項2に対応)。
ける天側の内面が、前記傾斜角検出方向に直交する方向
においても、その周辺から中央に向かって漸次深くなっ
ていることを特徴とする(請求項3に対応)。
することができる。その場合、液体の静電容量によって
検出する方式を採っても良いし、液体中を流れる電流値
によって検出する方式を採っても良い。前者の場合、密
閉容器内に封入される液体としては誘電率の大きな液体
を用い、電極を容器外面に形成する。後者の場合、密閉
容器内に封入される液体としては電解液を用い、電極を
容器内面に形成する。また、何れの方式を採る場合であ
っても、天側の内面又は外面に形成される上部電極は、
傾斜角検出方向に沿って天板の中心位置に対して対称に
並べられるとともに相互に絶縁された2つの電極として
形成される。また、傾斜角検出方向が互いに直交する2
方向である場合には、相互に回転対称位置に形成された
4つの電極を上部電極とする。
この筒状部材の一端に液密を保って固着されるととも
に、その筒状部材側の面に少なくとも2つの上部電極が
形成された透明部材からなる天板と、前記筒状部材の他
端に液密を保って固着されるとともに、その筒状部材側
の面の略全面にわたって下部電極が形成された底板と、
前記筒状部材と前記天板と前記底板とによって密封され
た電解液及び気泡とからなる傾斜センサにおいて、前記
天板は、前記気泡がなすべき径の大きさを指し示す指標
を備えたことを特徴とする(請求項4に対応)。
状部材側の面は、球面状に凹んだ球状凹面であることに
より、第4の発明を特定したものである(請求項5に対
応)。
は2つであり、前記指標は、2つの点状の印からなり、
前記天板の球状凹面には、前記2つの上部電極が、前記
球状凹面の中心を通る一定幅の帯状部を挟んで対称の位
置に備えられているとともに、前記2つの印が、前記帯
状部上であって前記球状凹面の中心を挟んで反対側且つ
等距離の位置に備えられていることにより、第5の発明
を特定したものである(請求項6に対応)。
は4つの略長方形状の電極からなり、前記指標は、4つ
の点状の印からなり、前記天板の球状凹面には、前記4
つの上部電極が、前記球状凹面の中心を通って直交する
線上であって前記球状凹面の中心から等距離の位置にそ
れぞれ備えられているとともに、前記4つの印が、前記
4つの上部電極それぞれの間であって前記球状凹面の中
心から等距離の位置に備えられていることにより、第5
の発明を特定したものである(請求項7に対応)。
前記球状凹面の中心から等距離の2箇所に備えられてい
ることにより、第4の発明を特定したものである(請求
項8に対応)。
から図5の図面に基いて説明する。
斜センサを構成する密閉容器の外観斜視図である。ま
た、図2は、図1のV−V線における縦断面図である。
各図において、傾斜センサの密閉容器14は、円筒部材
13と、この円筒部材13の上下両端に接着された天板
11及び底板12とから、構成されている。これら円筒
部材13,天板11,及び底板12は、いずれも鉛ガラ
ス等の絶縁性の高い材料により形成され、ガラスペース
ト等の接着剤によって相互に液密に接着されている。
上面は、円形の平面となっている。また、その下面は、
曲率半径R=300[mm]の球面状に凹んだ球状凹面
17となっており、密閉容器14の内面をなしている。
また、その周面は、球状凹面17の最深点に立てた垂線
を中心にした円柱状に加工されており、その外径は21
[mm]となっている。
円筒部材13に固着される側から見た図である。天板1
1の球状凹面(周囲から中央に向かって漸次深くなる曲
面)17は、適度な粗度を有する粗面に仕上げられてい
る。この球状凹面17上には、白金薄膜からなる第1上
部電極21及び第2上部電極22が形成されている。こ
れら上部電極21,22は、図2において球状凹面17
の最深点(中心点)を通るように紙面に立てた線(図3
のy方向を向いた線)を中心に線対称に形成されている
とともに、一定幅の帯状ギャップ18を挟んで相互に離
間している。また、これら各上部電極21,22の外周
縁は、天板11の周面と同軸,且つ円筒部材13の外径
よりも大径、且つ球状凹面17の外径より小径の円弧型
となっている。この各上部電極21,22は、球状凹面
17における電極形成部分以外の部分にマスキングを施
し、高周波スパッタによって白金薄膜をデポジションす
ることにより形成される。また、組立時において円筒部
材13の外側にはみ出した各上部電極21,22の外端
部21a,22aには、導線24,25がそれぞれ半田
付けによって付着されている。
ち、この底板12の上面16及び下面30は、互いに平
行な平面となっている。また、その周面は、天板11と
同軸の円柱状に加工されており、その外径は19[m
m]となっている。
れる側から見た図である。底板12の上面16は、密閉
容器14の底面をなし、例えば#1000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。この上
面16には、白金薄膜からなる下部電極23が形成され
ている。この下部電極23は、底板12と同軸,且つ円
筒部材13の外径よりも大径であって上面16の外径よ
りも若干小径の円形に、形成されている。この下部電極
23は、上部電極21,22の場合と同じく、上面16
における電極形成部以外の部分にマスキングを施し、高
周波スパッタによって白金薄膜をデポジションすること
により形成される。また、組立時において円筒部材13
の外側にはみ出した下部電極23の外周縁部23aに
は、導線26が半田付けによって付着されている。
構成されており、その外径は15[mm]となってい
る。そして、その上下両端は、その中心軸に直交する面
に沿って切断されており、夫々、天板11の球状凹面1
7又は底板12の上面16と同軸に接合している。な
お、円筒部材13の上端面は、天板11の球状凹面17
に密着させるために、その中心軸の延長線上に存在する
点を中心として、球状凹面17と同じ曲率の球面として
形成されている。また、円筒部材13の下端面は、底板
12の上面16と密着させるために、平面として形成さ
れている。なお、この円筒部材13は、底板12ととも
に、凹部(円筒部材13の内周面と底板12の上面16
とからなる空間)を有する容器本体を、構成している。
には、気泡Bを形成する量の空気を残して、電解液Aが
封入されている。この電解液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。この気泡
Bは、天板11の球状凹面17の最深部が重力方向に最
も高い位置に位置する限り(即ち、天板11の球状凹面
17の縁部が水平に保たれている限り)、球状凹面17
の中心に位置するようになる。
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内に開口している。傾斜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。
ャップ18上には、指標M1が、帯状ギャップ18の中
心線上であり、且つ、円板状の天板11の中心から等距
離の二つの位置に、各々形成されている。この指標M1
は、天板11の球状凹面17の周縁が水平方向を向いた
状態下での気泡Bの周縁位置、即ち気泡Bの径がなすべ
き大きさを指し示すような位置及び間隔で形成されてい
る。この指標M1は、上部電極21,22と同時にマス
キングにより白金膜として形成してもよいし、全く独自
の工程,独自の材質によって形成してもよい。また、指
標M1は、天板11の球状凹面17に微小な窪み又は突
起として形成してもよい。指標M1を上部電極21,2
2と同時にマスキングにより白金膜として形成すること
とすれば、製造工程を増やすことなく、指標M1を設け
ることができる。傾斜センサの製造技術者は、密閉容器
14を水平にした状態で、この指標M1に気泡Bの径
(最大幅)が合致するように、注入口15から電解液A
を注入する。
に係る傾斜センサを設置する際に、気泡Bの径(最大
幅)が指標M1に合致するようにすれば、高い精度で傾
斜センサを設置することができる。 <第1実施形態による傾斜角の検出>上部電極21,2
2は、天板11の球状凹面17の周縁が水平に置かれた
状態において、気泡Bに対して同じ状態で接するよう
に、すなわち電解液Aに対して同じ面積で接触するよう
に配置されている。水平位置からの傾斜に応じて気泡B
が傾斜角検出方向に移動すると、電解液Aと上部電極2
1,22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。そのため、2つの上部電極と下部電極との間に
それぞれ印加された電圧によってそれぞれの間を流れる
電流値も、傾斜角に比例して変化する。従って、傾斜角
を測定すべき面上に傾斜センサを置くとともに2つの上
部電極21,22と下部電極23との間にそれぞれ電圧
を印加して、上記2つの電流値を測定し、その差に基い
て傾斜角を得ることができるのである。 <第1実施形態の効果>従来の傾斜センサの製造では、
気泡の径をノギス,マイクロメータ等により測定しなが
ら電解液を密閉容器内に注入する必要があり、時間がか
かっていた。これに対し、本実施形態による傾斜センサ
では、天板11に指標M1が設けられているため、この
指標M1に気泡Bの径を合わせるように電解液Aを注入
すればよい。従って、気泡Bの径をノギス,マイクロメ
ータ等により測定しながら電解液Aを注入する必要がな
く、傾斜センサの製造を容易にすることができる。
天板11及びこの天板11の円筒部材13に固着される
側の球状凹面17上に形成された上部電極21,22,
31,32を示している。すなわち本第2実施形態で
は、天板11の球状凹面17に、図5におけるx軸方向
に沿って形成された一対の略長方形状の第1上部電極2
1,第2上部電極22と同様に、y軸方向にも一対の略
長方形状の第3上部電極31,第4上部電極32が形成
されている。
の指標M2が、それぞれ隣接する上部電極と等間隔であ
り、且つ、円板状の天板11の中心から等距離の位置
に、設けられている。この指標M2は、本実施形態によ
る傾斜センサの気泡Bの径がなすべき大きさを指し示す
ように、位置している。傾斜センサの製造技術者は、こ
の指標M2に気泡Bの径を合わせるように、注入口15
から電解液Aを注入する。本第2実施形態のその他の構
成,使用方法等は、第1実施形態と同一であるため、説
明を省略する。
1実施形態における効果に加えて、相互に直交する方向
の傾きを、それぞれ独立して検出することができる。
傾斜センサの製造工程において、気泡の径をノギス,マ
イクロメータ等により測定しながら電解液を注入する必
要がなくなり、製造が容易になる。
を示す図
Claims (8)
- 【請求項1】少なくとも傾斜角検出方向においてその天
側の内面がその周辺から中央に向かって漸次深くなって
いるとともにその内部に気泡を形成する液体を封入した
透明部材からなる密閉容器を備える傾斜センサであっ
て、 前記密閉容器は、少なくともその天側が透明部材から構
成されているとともに、 前記天側の内面に、前記気泡がなすべき径の大きさを指
し示す指標を備えたことを特徴とする傾斜センサ。 - 【請求項2】凹部を有する容器本体と前記凹部を閉じる
ための周囲から中央に向かって漸次深くなる凹面が形成
された透明部材からなる天板とから構成されるとともに
気泡を形成する液体をその内部に封入した密閉容器を備
えた傾斜センサであって、 前記凹面は、前記気泡がなすべき径の大きさを指し示す
指標を備えたことを特徴とする傾斜センサ。 - 【請求項3】前記天側の内面は、前記傾斜角検出方向に
直交する方向においても、その周辺から中央に向かって
漸次深くなっていることを特徴とする請求項1記載の傾
斜センサ。 - 【請求項4】筒状部材と、この筒状部材の一端に液密を
保って固着されるとともに、その筒状部材側の面に少な
くとも2つの上部電極が形成された透明部材からなる天
板と、前記筒状部材の他端に液密を保って固着されると
ともに、その筒状部材側の面の略全面にわたって下部電
極が形成された底板と、前記筒状部材と前記天板と前記
底板とによって密封された電解液及び気泡とからなる傾
斜センサにおいて、 前記天板は、前記気泡がなすべき径の大きさを指し示す
指標を備えたことを特徴とする傾斜センサ。 - 【請求項5】前記天板の筒状部材側の面は、球面状に凹
んだ球状凹面であることを特徴とする請求項4記載の傾
斜センサ。 - 【請求項6】前記上部電極は2つであり、 前記指標は、2つの点状の印からなり、 前記天板の球状凹面には、前記2つの上部電極が、前記
球状凹面の中心を通る一定幅の帯状部を挟んで対称の位
置に備えられているとともに、前記2つの印が、前記帯
状部上であって前記球状凹面の中心を挟んで反対側且つ
等距離の位置に備えられていることを特徴とする請求項
5記載の傾斜センサ。 - 【請求項7】前記上部電極は4つの略長方形状の電極か
らなり、 前記指標は、4つの点状の印からなり、 前記天板の球状凹面には、前記4つの上部電極が、前記
球状凹面の中心を通って直交する線上であって前記球状
凹面の中心から等距離の位置にそれぞれ備えられている
とともに、前記4つの印が、前記4つの上部電極それぞ
れの間であって前記球状凹面の中心から等距離の位置に
備えられていることを特徴とする請求項5記載の傾斜セ
ンサ。 - 【請求項8】前記指標は、前記球状凹面の中心から等距
離の2箇所に備えられていることを特徴とする請求項4
記載の傾斜センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10821296A JPH09292221A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 傾斜センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10821296A JPH09292221A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 傾斜センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09292221A true JPH09292221A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=14478875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10821296A Withdrawn JPH09292221A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 傾斜センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09292221A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010512522A (ja) * | 2006-12-15 | 2010-04-22 | ザトーリウス アクチエン ゲゼルシャフト | 気泡水準器を含む電子秤 |
CN108981668A (zh) * | 2018-10-12 | 2018-12-11 | 苏州合衡动电子科技有限公司 | 高精度双轴倾角传感器 |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP10821296A patent/JPH09292221A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010512522A (ja) * | 2006-12-15 | 2010-04-22 | ザトーリウス アクチエン ゲゼルシャフト | 気泡水準器を含む電子秤 |
CN108981668A (zh) * | 2018-10-12 | 2018-12-11 | 苏州合衡动电子科技有限公司 | 高精度双轴倾角传感器 |
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