JP3385158B2

JP3385158B2 - 傾斜センサ

Info

Publication number: JP3385158B2
Application number: JP10583496A
Authority: JP
Inventors: 由久四條; 正秀井上; 孝紳塩川; 博曽根
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 2003-03-10
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: DE19717580A1; JPH09292222A; US6032375A; DE19717580C2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、密閉容器内におけ
る気泡の位置を検出することによってこの密閉容器の傾
斜角を求める傾斜センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、測量機，航空機，自動車等の
傾斜を検知するための傾斜センサとして、気泡管内に密
封された液体中の気泡の位置を電気的に検出することに
よって傾斜角を測定する傾斜センサが用いられている。

【０００３】ところで、出願人は、先に、気泡管の作成
を容易にするとともに気泡管に取り付けられる電極の表
面積を広くするために、気泡管として用いられる密閉容
器を複数の部品から構成する発明を出願した（特願平５
−３１５８６３号）。この密閉容器の構造を、図７に示
す。

【０００４】図７において、天板６０はその片面のみが
球状凹面となっており、その球状凹面上には、中心軸に
対して対称な形状の上部電極６３，６３が白金薄膜コー
ティングによって形成されている。また、底板６２は円
盤状の平行平面ガラスからなり、その上面の全面に亘っ
て下部電極６４が白金薄膜コーティングによって形成さ
れている。なお、円筒部材６１は、天板６０及び底板６
２の外形よりも若干細い外径を有するガラス管である。

【０００５】そして、円筒部材６１の上端面には、その
電極６３，６３を円筒部材６１の内部に露出させるよう
にして、天板６０がガラスペースト状の接着剤によって
貼り付けられる。また、円筒部材６１の下端面には、そ
の電極６４を円筒部材６１の内部に露出させるようにし
て、底板６２が同様にして貼り付けられている。このよ
うにして作成された密閉容器内には、気泡Ｂを形成する
量だけの空気を残して電解液Ｌが封入されている。

【０００６】このように構成された密閉容器において各
上部電極６３，６３と下部電極６４との間に電圧を印加
すると、気泡Ｂの位置によって電解液Ｌの各上部電極６
３，６３に対する接触面積が変化するので、これら各上
部電極６３，６３と下部電極６４との間における抵抗値
が変化する。その結果、各上部電極６３，６３に流れる
電流同士の比が変化し、密閉容器の傾斜角を示す信号と
して、図示せぬ検出回路によって検出されるのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記傾
斜センサの密閉容器においては、その天板６０の下面
は、全方向において且つその全域において一定の曲率を
持った球面として形成されている。

【０００８】従って、傾斜角検出方向に直交する方向に
おいても、傾斜角検出方向と同程度に精密な取付精度が
要求されるという問題があった。即ち、密閉容器は、傾
斜角検出方向においては、傾斜角検出対象物の傾斜と検
出結果とを正確に対応させるために、この傾斜角検出対
象物に対して精度良く取り付けられる必要がある。一
方、傾斜角検出方向に直交する方向における取付精度
は、傾斜角検出対象物の傾斜と検出結果との対応に対し
て、直接的には影響しない。しかしながら、傾斜角検出
方向に直交する方向において密閉容器が鉛直方向から傾
くと、傾斜角検出方向における傾きがその傾斜角を検出
可能な範囲内であるにも拘わらず、気泡が円筒部材の壁
面に接触してしまう事が生じる。さらに、傾斜角検出方
向に直交する方向における密閉容器の傾斜角がこの傾斜
センサによって検出できる最大角を超えてしまうと、気
泡が円筒部材の壁面に常時接触するようになる。このよ
うに円筒部材の壁面に接触してしまうと、気泡の移動が
スムースでなくなるので、傾斜角検出対象物の傾斜角を
正確に検出することができない。従って、密閉容器を傾
斜角検出対象物に対して取り付ける際には、傾斜角検出
方向に直交する方向においても取付精度を精密にしなけ
ればならないのである。

【０００９】本発明の課題は、上記従来の問題点に鑑
み、傾斜角検出方向に直交する方向における取付精度を
緩和させることができる傾斜角センサを、提供すること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、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、前記凹面の底が、その中心で直
交する２方向において夫々異なる曲率を有する曲面とな
っていることを特徴とする。

【００１１】上述の容器本体は、一体成形によって作成
されたものであっても良いし、円筒とその下端面を閉じ
る底板とから構成されても良い。また、天板に形成され
た凹面は、夫々直交する２方向において曲率を有する曲
面を、その底面としている。この曲面は、トロイダル面
であっても良いし、二次曲面等の非曲面であっても良
い。また、トーラス（輪環面）の一部をなす曲面であっ
ても良い。

【００１２】密閉容器内の気泡の位置は、電気的に検出
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。

【００１３】なお、曲率が大きい方向においても傾斜角
を検出し得るように、密閉容器を構成しても良い。この
ように構成することは、精密な傾斜角検出を要する主た
る傾斜角検出方向に直交する方向においても、あまり精
密である必要はないが傾斜角を検出する必要がある場合
に、意味を持つ。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１の凹面の
底がトロイダル面であることで、特定したものである。
請求項３記載の発明は、請求項１の凹面の底をなす曲面
が、傾斜角を検出するための傾斜角検出方向における曲
率がその傾斜角検出方向に直交する方向における曲率よ
りも小さいことで、特定したものである。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１の容器本
体における前記凹部の開口が円型であるとともに、前記
凹面の外縁が前記凹部の開口と合致する円型であること
で、特定したものである。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項４の容器本
体が、その一端面が前記開口をなす円筒部材と、この円
筒部材の他端面を閉じる底板とからなることで、特定し
たものである。

【００１７】請求項６記載の発明は、請求項１におい
て、気泡の位置を検出する気泡位置検出手段と、この気
泡位置検出手段による検出結果に基づいて前記密閉容器
の傾斜角を算出する傾斜角算出手段とを更に備えたこと
で、特定したものである。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６の液体が
電解液であり、前記気泡位置検出手段が前記密閉容器の
前記天側の内面上に形成された電極と前記密閉容器の底
面上に形成された電極とを有することで、特定したもの
である。

【００１９】請求項８記載の発明は、請求項７の電極
が、前記天側の内面上においては、この内面の中心から
対称な二箇所に、対称な形状に形成されており、前記気
泡位置検出手段が、前記底面上に形成された電極と前記
天側の内面上に形成された各電極との間に流れる電流を
夫々測定し、それらの比として前記気泡の位置を検出す
ることで、特定したものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。

【００２１】

【実施形態１】＜傾斜センサの機械構成＞図３は、第１実施形態による
傾斜センサの上面図であり、図１は、図３におけるＩ−
Ｉ線に沿った縦断面を示す断面図であり、図２は、同様
にＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面を示す断面図である。

【００２２】各図において傾斜センサは、密閉容器Ａ，
この密閉容器Ａをその内部に保持するホルダ７，このホ
ルダ７を閉じるとともに密閉容器Ａをホルダ７に圧接さ
せる蓋８，並びに、これらホルダ７及び蓋８を覆うカバ
ー９から、構成されている。これら各構成部品の詳細
を、以下に説明する。（密閉容器）密閉容器Ａは、円筒部材２と、この円筒部
材２の上下両端に接着された天板３及び底板１とから、
構成されている。これら円筒部材２，天板３，及び底板
１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。

【００２３】天板の更に詳細な構成を、図４に示す。図
４（ａ）はこの天板３の下面の平面図であり、図４
（ｂ）は図４（ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断
面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＩ−Ｉ線
に沿った縦断面図である。これらの図によって示される
ように、天板３は、その上面が平面であるとともにその
下面中央に凹部３ａが形成された円盤状の透明板であ
り、その周面は、外径２２［ｍｍ］の円筒状の曲面とな
っている。

【００２４】天板３の下面中央に形成された凹部３ａ
（周囲から中央に向かって漸次深くなる凹面に該当）の
底は、傾斜角検出方向（ｘ方向）及びこの傾斜角検出方
向に直交する方向（ｙ方向）に夫々曲率を有するトロイ
ダル面（その中心で直交する２方向において夫々異なる
曲率を有する曲面）となっている。そして、これら各方
向の曲率の中心は、天板３の中心軸延長線上に夫々存在
している。また、図４（ｃ）に示されるｘ方向の曲率
は、傾斜角の検出精度を向上させるために比較的小さく
設定されるが、図４（ｂ）に示されるｙ方向の曲率は、
傾斜角検出方向に直交する方向における取付角が多少悪
くても気泡Ｂが円筒部材２の内壁に付着することがない
様、ｘ方向の曲率よりも大きく設定される。具体的に
は、凹部３ａのｘ方向における曲率半径は３００［ｍ
ｍ］であり、ｙ方向における曲率半径は６０［ｍｍ］で
ある。この結果、凹部３ａの最深部は、天板３の中心軸
に一致するとともに、この最深部において凹部３ａ内面
に接する平面は、天板３の下面と平行となる。なお、凹
部３ａの外縁は半径６．３［ｍｍ］の円型に形成されて
いるので、凹部３ａの底と天板３の下面との間は、図４
（ｃ）に示されるように、ｘ方向において段差をなして
いる。

【００２５】天板３は、例えば、＃１０００の研磨剤に
より適度な粗度を有するガラスモールドによって形成さ
れ、その凹部３ａ内面（底及び側壁）は、粗面に仕上げ
られている。また、この凹部３ａ底には、白金薄膜から
なる第１上部電極４及び第２上部電極５が形成されてい
る。これら上部電極４，５は、図１において凹部３ａの
最深点（中心点）を通るように紙面に立てた垂線（図４
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、一定幅のスペースを挟んで相互に離間してい
る。また、これら各上部電極４，５の外周縁は、凹部３
ａの外縁と一致した円弧型となっている。なお、各上部
電極４，５の外周縁の一部は、凹部３ａの側壁を伝わっ
て凹部３ａの外側に延び、扇状に形成された突出部４
ａ、５ａとなっている。この各上部電極４，５は、天板
３の下面における電極形成部分以外の部分にマスキング
を施してから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。なお、密閉容器Ａの
組立時において円筒部材２の外側にはみ出した各突出部
４ａ，５ａの周辺部分には、リード線Ｃが半田付けによ
って付着される。

【００２６】底板１は、その平面図である図５に示され
るように、円盤状の透明板である。即ち、この底板１の
上面１ａ及び下面１ｂは、互いに平行な平面となってい
る。また、その周面は、天板３と同軸の円柱状に加工さ
れており、その外径は１９［ｍｍ］となっている。

【００２７】底板１の上面１ａは、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お
り、組立時においては、密閉容器Ａの底面をなす。この
上面１ａには、白金薄膜からなる下部電極６が形成され
ている。この下部電極６は、底板１と同軸であって円筒
部材２の外径よりも大径且つ上面１ａ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６は、上
部電極４，５の場合と同じく、上面１ａにおける電極形
成部以外の部分にマスキングを施してから高周波スパッ
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。なお、密閉容器Ａの組立時において円筒部材２
の外側にはみ出した下部電極６の周辺部分には、リード
線Ｃが半田付けによって付着される。

【００２８】円筒部材２は、外径１５［ｍｍ］且つ内径
１２．６［ｍｍ］の均一肉厚のガラス管から構成されて
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３の下面又は底
板１の上面１ａと同軸に接合している。この際、円筒部
材２の上端面における内側縁は、円筒部材２の内径と天
板３の凹部３ａの径とがともに１２．６［ｍｍ］である
ことから、この凹部３ａの側壁と連続することとなる。
なお、この円筒部材２は、底板１とともに、凹部（円筒
部材２の内周面と底板１の上面１ａとからなる空間）を
有する容器本体を、構成している。

【００２９】このようにして構成される密閉容器Ａ内に
は、気泡Ｂを形成する量の空気を残して、電解液Ｌが封
入されている。この電解液Ｌ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３の凹部３ａ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３の下面が水平に保たれ
ている限り）、凹部３ａの中心に位置するようになる。
また、図４のｙ方向において天板３が傾いていたとして
も、図４のｘ方向において傾いていなければ、気泡Ｂ
は、両上部電極４，５間のギャップを中心として位置す
ることとなる。そして、このｙ方向における傾斜角が所
定の角度（仮に、「第２の角度」という）内であれば、
このｙ方向における傾斜角が当該傾斜センサによって検
出可能な最大角（仮に、「第１の角度」という。但し、
第２の角度＞第１の角度）を超えていたとしても、気泡
Ｂは円筒部材２の内壁に接することがない。この状態か
ら天板３（即ち、密閉容器Ａ）が図４のｘ方向に傾いた
場合、その傾斜角が第１の角度を超えない限り、気泡Ｂ
は、凹部３ａ内においてｘ方向に移動する。（ホルダ）ホルダ７は、アルミニウムの削り出しによっ
て形成されている。そして、図３に示すように、上面側
から見て、隣り合う２つの角が大きく面取りされている
とともに他の２つの角が小さく面取りされた略正方形の
板状に、形成されている。

【００３０】このホルダ７の上面には、その中心位置に
立てた軸ｌを中心に、天板３の外径とほぼ同内径を有す
る円筒形状の凹部７ｄが穿たれている。ホルダ７の上面
における凹部７ｄの周囲には、扇形の支持柱部７ａが等
角度間隔で３個突出形成されている。この３個の支持柱
部７ａの内面は、凹部７ｄの内周面の延長面をなしてい
る。これら各支持柱部７ａの内面には、軸ｌに直交する
同一平面上にフランジ面（図１，図２における上側面）
を有する円弧状の突起である内方フランジ７ｃが、形成
されている。この内方フランジ７ｃの内径は、天板３の
外径よりも小径，且つ底板１の外径よりも大径となって
いる。また、この内方フランジ７ｃのフランジ面と凹部
７ｄ底面との間隔は、密閉容器Ａにおける天板３の下面
と底板１の下面１ｂとの間隔よりも大きくなっている。
また、各支持柱部７ａの端面は、軸ｌに直交する同一の
平面上に形成されており、夫々、軸ｌと平行な方向を向
いた雌ねじ孔７ｂを有している。また、各支持柱部７ａ
の外周面は、軸ｌを中心とした円柱状の曲面上に形成さ
れており、その上半分において若干小径となっている。

【００３１】ホルダ７の上面における周縁部は、軸ｌを
中心として各支持柱部７ａの外周面と同径の環状帯を残
し、一段低く削られている。図３に示すように、小さく
面取りされた角に挟まれたホルダ７の縁部からは、矩形
の取着部１０が一体に突出形成され、図２に示すよう
に、途中から９０度下方（重力方向）に折れ曲がってい
る。この取着部１０の先端には、図１に示すように、傾
斜角検出対象物にこの傾斜センサを固定するための固定
ネジ１１，１１を挿通するための固定孔１０ａが２個並
べて穿たれている。なお、この固定孔１０ａは、固定ネ
ジ１１の軸の外径よりも大径の内径を有している。従っ
て、傾斜角検出対象物にこの傾斜センサを固定する際
に、傾斜センサを図１の面内において若干回転させて、
傾きの調整を行うことができる。（蓋）蓋８は、アルミニウムの削り出しによって、上述
した各支持柱部７ａの外周面の上半分における外径と同
径の円盤状に、形成されている。この蓋８には、各支持
柱７ａの上に載置されたときに各支持柱７ａの雌ねじ孔
７ｂ位置と一致する３カ所に、この雌ねじ孔７ｂにねじ
込まれる皿ネジ１３のネジ頭が入り込む座ぐり８ｃが、
形成されている。また、蓋８の下面には、軸ｌを中心と
して、天板３の外径よりも若干小径の円形溝８ａが形成
されている。この円形溝８ａには、天板３を圧接するた
めのＯリング１２が填め込まれている。また、この蓋８
の中心には、外部から密閉容器Ａ内の気泡を観察するた
めの覗き孔８ｂが形成されている。（カバー）カバー９は、アルミニウムの削り出しによっ
て、上述した各支持柱７ａの外周面の下半分における外
径と同径の内径を有する有底円筒形に、形成されてい
る。このカバー９は、密閉容器Ａが外部からの侵入物に
よって破損される事や埃等のゴミが傾斜センサ内に侵入
する事を、防止している。なお、カバー９の縁部の２カ
所には、各電極４，５，６に導通するリード線Ｃを外部
に通して傾斜角検出回路（図６参照）に接続させるため
の切り欠き９ａ，９ａが、形成されている。＜傾斜センサの組立手順＞傾斜センサを組み立てるに
は、先ず、鉛ガラスのガラスモールドによって、上記し
た形状の天板３，円筒部材２及び底板１を作成するとと
もに、これらを適宜研磨する。また、アルミブロックか
ら、上述した形状のホルダ７，蓋８，及びカバー９を削
り出す。

【００３２】次に、上述した手法によって、天板３の凹
部３ａの内面に上部電極４，５を形成するとともに、底
板１の上面１ａに下部電極６を形成する。次に、底板１
の上面１ａと円筒部材２の下端面との間，及び、天板３
の下面と円筒部材２の上端面との間を、夫々同軸に合わ
せて、ガラスペーストからなる接着剤によって液密に接
着する。そして、円筒部材２の側面に形成されている図
示せぬ注入口を通じて、円筒部材２内に電解液Ｌを注入
する。そして、適当量の空気を残留させた状態で、この
図示せぬ注入口を熱溶解させて密閉する。そして、各電
極４，５，６に、夫々リード線Ｃの一端を半田付けによ
って固着する。このようにして、密閉容器Ａが完成す
る。

【００３３】この密閉容器Ａ内では、凹部３ａの内面と
電解液Ｌとの間の表面張力により、残留した空気が気泡
Ｂを形成する。このとき、凹部３ａの最深部（凹部３ａ
の中心）は円筒部材２の中心軸の延長線ｌ上に位置す
る。

【００３４】次に、この密閉容器Ａをホルダ７の上面に
形成された各支持柱部７ａの間に落とし込む。すると、
密閉容器Ａの天板３は、内方フランジ７ｃのフランジ面
によって安定保持され、円筒部材２及び底板１は、ホル
ダ７内の空間内に宙づりとなる。よって、天板３の下面
と凹部３ａの最深部に接する面とが平行であることか
ら、ホルダ７の軸ｌを鉛直方向に沿って立てると、凹部
３ａの最深部（中心点）が密閉容器Ａ内部において最も
高い位置になる。従って、気泡Ｂがこの凹部３ａの最深
部（中心点）に移動するのである。

【００３５】次に、密閉容器Ａを回転させて、各上部電
極４，５が並ぶ方向，即ち、凹部３ａの曲率が最も小さ
い方向を、傾斜角検出方向に向ける。即ち、図１の面内
で、各上部電極４，５が紙面の左右方向に並ぶように、
密閉容器Ａの回転位置を調節する。このように天板３の
ホルダ７に対する回転位置を調整すると、各上部電極
４，５の突出部４ａ，５ａが各支持柱部７ａの間の空間
に位置することになるので、これら各上部電極４，５が
ホルダ７から絶縁される。

【００３６】次に、蓋８の円形溝８ａにＯリング１２を
填め、この蓋８をホルダ７に被せる。そして、蓋８の各
座ぐり８ｃを各雌ネジ穴７ｂに合致させ、座ぐり８ｃを
介して３本の皿ネジ１３を各雌ネジ穴７ｂにねじ込む。
そして、皿ネジ１３を可能な限りねじ込むと、天板３の
上面の傾きがどのようであっても、Ｏリング１２が変形
しつつその全周において天板３の上面に接触し、天板３
の全周においてこの天板３をホルダ７の内方フランジ７
ｃに押しつける。従って、上述した位置に位置決めされ
た状態で、密閉容器Ａがホルダ７に固定される。

【００３７】以上のような手順により、傾斜センサが組
み立てられる。＜傾斜センサに接続される傾斜角検出回路＞次に、以上
のように構成された傾斜センサによって傾斜角を検出す
るための傾斜角検出回路の構成を、図６によって説明す
る。図６において、コードＣを介して各電極４，５，６
に接続された制御部１６は、密閉容器Ａの傾斜角を求め
る処理を実行する中央演算処理装置（Central Processi
ng Unit:ＣＰＵ）等である。表示器１８は、制御部１６
で得られた傾斜角を表示する液晶表示板（Liquid Cryst
al Display:ＬＣＤ）である。スイッチ１９は、制御部
１６に対し主電源を投入するためのスイッチである。

【００３８】制御部１６は、スイッチ１９によって主電
源が投入された時には、各上部電極外端部４，５と下部
電極６との間に各々パルス状に電圧を印加し、各電圧印
加時に第１上部電極４に流れる電流値及び第２上部電極
５に流れる電流値同士の比を、それぞれ測定する。制御
部１６は、この電流比に対して所定の定数を掛けること
により、傾斜角を算出する。さらに制御部１６は、この
ようにして算出した傾斜角を、表示器１８に表示させ
る。従って、各電極４，５，６及び制御部１６が気泡位
置検出手段に相当し、制御部１６が傾斜角算出手段に相
当する。＜傾斜センサの動作＞次に、以上のように構成される傾
斜センサの動作を説明する。

【００３９】先ず、測定の準備として、傾斜センサを傾
斜角検出対象物に固定する。上述した例では、この傾斜
センサは、取着部１０の面に沿った方向の傾斜を測定す
るようにその密封容器Ａの回転位置が調整されている。
従って、傾斜角検出対象物が箱状物である場合には、傾
斜角検出方向に沿った垂直面上に、この傾斜センサの取
着部１０を固定ネジ１１によって固定する。この固定ネ
ジ１１が挿通される取着部１０の固定孔１０ａ，１０ａ
の内径は、固定ネジ１１の軸部の外経よりも大径なの
で、この取着部１０の面内においてこの傾斜センサを若
干回転させて、傾斜角検出対象物の水平面と傾斜センサ
の水平面（軸ｌに直交する面）とを合致させることがで
きる。この調整作業は、蓋８の覗き孔８ｂから密閉容器
Ａ内の気泡Ｂを見ながら、気泡Ｂが両上部電極４，５の
中央に移動するようにして行う。このような調整を行っ
た後に、蓋８の上部から、カバー９をホルダ７に被せ
る。この時、カバー９に設けた切り欠き９ａから、各リ
ード線Ｃを夫々引き出し、それらの他端を制御部１６に
接続する。

【００４０】このように傾斜センサの固定が完了する
と、操作者は、スイッチ１９によって制御部１６へ主電
源を投入する。すると、制御部１６は、各上部電極４，
５と下部電極６との間に電圧を印加し、第１上部電極４
に流れる電流値及び第２上部電極５に流れる電流値を夫
々測定し、これら各電流値同士の比を算出する。

【００４１】この際、第１上部電極４と下部電極６との
間の抵抗値及び第２上部電極５と下部電極６との間の抵
抗値は、各上部電極４，５と電解液Ｌとの接触面積に応
じて変化するので、それに応じて各上部電極４，５に流
れる電流同士の比も変化することになる。即ち、傾斜角
検出対象物が傾斜角検出方向において水平位置にある時
には、上述の調整に拠り気泡Ｂが両上部電極４，５の中
央に位置するので、各上部電極４，５と下部電極６との
間に生じる抵抗値は同じ値となるので、両電流値は同じ
となる。これに対して、傾斜角検出対象物が測定方向に
おいて傾くと、それに応じて気泡Ｂの位置も上部電極４
又は５の何れかの側に変移する。すると、各上部電極
４，５と下部電極６との間に生じる抵抗値に差が生じ、
各上部電極４，５に流れる電流値に差が生じる。

【００４２】制御部１６は、算出した電流比に対して所
定の定数を掛けることによって傾斜角の値を算出し、算
出した傾斜角の値を表示部１９上に表示する。制御部１
６は、このような電圧印加から傾斜角の表示までの一連
の動作を、スイッチ１９によって主電源が投入されてい
る間、間欠的に繰り返す。

【００４３】本実施形態の傾斜センサによると、密閉容
器Ａを構成する天板３の凹部３ａの底面は、傾斜角検出
方向において曲率が小さくその傾斜角検出方向に直交す
る方向において曲率が大きい曲面となっている。従っ
て、精密な傾斜角検出を必要とする傾斜角検出方向にお
いては、気泡Ｂは、傾斜角に対して感度良く反応して移
動する。その結果、傾斜角を精密に測定することができ
る。これに対して、傾斜角検出方向に直交する方向にお
いては、傾斜角検出方向における検出可能な最大角より
も大きく傾斜しても、気泡Ｂが円筒部材２の内壁には、
接しない。従って、本実施形態の傾斜センサによれば、
この傾斜センサを取り付ける傾斜角検出対象物の側面が
正確に垂直でなくても、気泡Ｂが円筒部材２の内壁から
離れるので、正確な傾斜角検出ができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の傾斜セ
ンサによれば、傾斜角検出方向に直交する方向における
取付精度を緩和させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による傾斜センサの
図３におけるＩ−Ｉ線に沿った縦断面図

【図２】本発明の第１の実施形態による傾斜センサの
図３におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図

【図３】図１の傾斜センサの上面図

【図４】図１の天板の三面図

【図５】図１の底板の平面図

【図６】本発明の第１実施形態による傾斜センサに接
続される傾斜角検出回路を示すブロック図

【図７】従来の傾斜センサの縦断面図

【符号の説明】

１底板２円筒部材３天板３ａ凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者曽根博東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (56)参考文献特開平７−146142（ＪＰ，Ａ) 特開平５−18751（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 9/24 - 9/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】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、前記凹面の底は、傾斜角を検出するための傾斜角検出方
向における曲率がその傾斜角検出方向に直行する方向に
おける曲率よりも小さい曲面となっていることを特徴と
する傾斜センサ。
【請求項２】前記凹面の底はトロイダル面であることを
特徴とする請求項１記載の傾斜センサ。
【請求項３】前記容器本体における前記凹部の開口は円
型であるとともに、前記凹面の外縁は、前記凹部の開口
と合致する円型であ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】前記容器本体は、その一端面が前記開口を
なす円筒部材と、この円筒部材の他端面を閉じる底板と
からなることを特徴とする請求項4記載の傾斜センサ。
【請求項５】前記気泡の位置を検出する気泡位置検出手
段と、この気泡位置検出手段による検出結果に基づいて前記密
閉容器の傾斜角を算出する傾斜角算出手段とを更に備え
たことを特徴とする請求項1記載の傾斜センサ。
【請求項６】前記液体は電解液であり、前記気泡位置検出手段は前記密閉容器の前記天側の内面
上に形成された電極と前記密閉容器の底面上に形成され
た電極とを有す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】前記電極は、前記天側の内面上において
は、この内面の中心から対称な二箇所に、対称な形状に
形成されており、前記気泡位置検出手段は、前記底面上に形成された電極
と前記天側の内面上に形成された各電極との間に流れる
電流を夫々測定し、それらの比として前記気泡の位置を
検出することを特徴とする請求項６記載の傾斜センサ。