JP2008268115A - Tilt sensor device - Google Patents
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Abstract
【課題】 小型化が容易であり、傾き(傾斜)の検知精度や長期信頼性の高い傾斜センサ装置を提供する。
【解決手段】 空間1を間に配して、それぞれ複数の帯状の電極2a,2bが横並びに平行に配置されるとともに上面視で格子状に上下に対向してなる容量電極2と、空間1の内部に収容され、空間1の傾きに応じて複数の帯状の電極2a,2b間を移動可能な誘電体ブロック3とを具備することを特徴とする傾斜センサ装置である。空間1の傾きに応じて移動する誘電体ブロック3の介在により上面視で格子状に配置された電極2a,2bの対向する部分(容量電極2)における静電容量が順次変化し、この静電容量の変化により空間1の傾きや加速度を容易に高い精度で検知することができる。また、誘電体ブロック3との直接接触による容量電極2の磨耗や変形等が防止され、長期信頼性が高い。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tilt sensor device that can be easily miniaturized and has high inclination (tilt) detection accuracy and high long-term reliability.
A plurality of strip-like electrodes 2a and 2b are arranged side by side in parallel with a space 1 therebetween, and a capacitor electrode 2 is vertically opposed to each other in a lattice shape in a top view. And a dielectric block 3 that can be moved between the plurality of strip-like electrodes 2a and 2b in accordance with the inclination of the space 1. Due to the interposition of the dielectric block 3 that moves according to the inclination of the space 1, the electrostatic capacitance in the opposing portion (capacitance electrode 2) of the electrodes 2 a and 2 b arranged in a lattice shape in a top view changes sequentially. The inclination and acceleration of the space 1 can be easily detected with high accuracy by changing the capacity. In addition, wear or deformation of the capacitor electrode 2 due to direct contact with the dielectric block 3 is prevented, and long-term reliability is high.
[Selection] Figure 1
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。
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、それぞれ複数の帯状の電極が横並びに平行に配置されるとともに上面視で格子状に上下に対向してなる容量電極と、前記空間の内部に収容され、該空間の傾きに応じて前記複数の帯状の電極間を移動可能な誘電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 inclination sensor device according to the present invention includes a capacitive electrode in which a plurality of strip-like electrodes are arranged side by side in parallel with a space therebetween, and are vertically opposed to each other in a lattice shape when viewed from above. And a dielectric block which is housed inside and is movable between the plurality of strip-shaped electrodes in accordance with the inclination of the space.
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、前記誘電体ブロックの比誘電率が、前記絶縁容器のうち前記容量電極と前記空間との間に位置する部位の比誘電率よりも大きいことを特徴とするものである。 In the inclination sensor device of the present invention, in the above configuration, the relative permittivity of the dielectric block is larger than the relative permittivity of a portion of the insulating container located between the capacitive electrode and the space. It is characterized by.
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、前記誘電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 of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the upper and lower capacitive electrodes are arranged in parallel, and the dielectric 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ものである。 In the above-described configuration, the tilt sensor device according to the present invention is characterized in 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、前記帯状の電極同士の間隔が、前記誘電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。 Moreover, the inclination sensor device of the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, the interval between the band-like electrodes is smaller than the outer dimension when the dielectric block is viewed in plan.
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、かつ前記誘電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。 The tilt sensor device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the space has a columnar shape, and the dielectric block has a columnar shape.
本発明の傾斜センサ装置によれば、空間を間に配して、それぞれ複数の帯状の電極が横並びに平行に配置されるとともに上面視で格子状に上下に対向してなる容量電極と、空間の内部に収容され、空間の傾きに応じて複数の帯状の電極間を移動可能な誘電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、誘電体ブロックが重力(重力の分力)により移動する。この誘電体ブロックの移動に伴い、上下の帯状の電極が対向してなる容量電極の間の静電容量が、上下の帯状の電極が対向する部分(上面視したときの格子点)毎に順次変化し、その変化は帯状の電極を単位として静電容量の測定を行なうことにより検知することができる。そのため、上下に対向する帯状の電極の間の静電容量を測定して、その変化がどの帯状の電極の間で生じているかを検知することにより、誘電体ブロックが移動している方向、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。この場合、ある帯状の電極(帯状の電極が上下に対向してなる容量電極の部分)における静電容量の変化からそれに隣り合う帯状の電極における静電容量の変化までに要した時間、つまり誘電体ブロックが隣り合う帯状の電極間を移動するのに要した時間を検知することにより、誘電体ブロックの移動速度および加速度を算出して検知することもできる。 According to the tilt sensor device of the present invention, a plurality of strip-like electrodes are arranged side by side in parallel with a space between them, and capacitive electrodes are vertically opposed to each other in a lattice shape when viewed from above. And a dielectric block that can move between a plurality of strip-shaped electrodes according to the inclination of the space, so that an apparatus equipped with this inclination sensor device according to the inclination of the space is provided. The dielectric block moves by gravity (gravitational force) toward the lower side in the inclined direction. Along with the movement of the dielectric block, the electrostatic capacitance between the capacitive electrodes formed by the upper and lower strip electrodes facing each other sequentially at each portion (lattice point when viewed from above) where the upper and lower strip electrodes are opposed. The change can be detected by measuring the capacitance with the band-shaped electrode as a unit. Therefore, by measuring the capacitance between the strip-shaped electrodes facing vertically, and detecting which strip-shaped electrode the change is occurring, the direction in which the dielectric block is moving, that is, The direction of the tilt can be easily detected with high accuracy. In this case, the time required from the change in capacitance at a certain strip electrode (capacitance electrode portion where the strip electrodes face each other vertically) to the change in capacitance at the strip electrode adjacent thereto, that is, dielectric By detecting the time required for the body block to move between adjacent strip electrodes, the moving speed and acceleration of the dielectric block can be calculated and detected.
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、誘電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, the dielectric block does not need to be in direct contact with the capacitive electrode, and the capacitance that is likely to occur when both are in direct contact with each other. It is possible to effectively prevent electrode wear and deformation.
また、誘電体ブロックの移動により容量電極の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。 Further, since the capacitance between the capacitive electrodes is changed by the movement of the dielectric block, the liquid level of the fluid changes due to irregular vibrations as in the prior art, that is, the capacitive electrode is configured. It is possible to prevent the thickness of the dielectric interposed between the upper and lower electrodes from fluctuating and erroneously detecting the change in capacitance and the direction of inclination.
また、誘電体ブロックについて表面張力を考慮する必要はなく、小さな誘電体ブロックの介在でも、容量電極の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。 Further, it is not necessary to consider the surface tension of the dielectric block, and the capacitance generated between the capacitive electrodes can be effectively changed even with a small dielectric block interposed. 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が高く、さらに加速度を検知することも可能な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, has high tilt detection accuracy and long-term reliability, and can detect acceleration.
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誘電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。 In addition, 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 dielectric block is sealed in the space in the insulating container, and the capacitive electrode is The following effects can be obtained by forming inside the insulating container positioned above and below the space.
すなわち、誘電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、例えば上面視で空間の全域にわたって容量電極が配置されるように、帯状の電極を上下に格子状に対向させて配置することにより、空間の傾きに応じて容量電極の間に誘電体ブロックを介在させることができる。また、誘電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、容量電極の誘電体ブロックとの直接の接触による磨耗や欠け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容量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。 In other words, the dielectric block can be reliably stored in the space, and the strip electrodes are arranged in a lattice pattern so that the capacitor electrodes are disposed over the entire space in a top view, for example. Thus, a dielectric block can be interposed between the capacitive electrodes according to the inclination of the space. Further, since a part of the insulating container is interposed between the dielectric block and the capacitive electrode, it is possible to effectively prevent wear or chipping caused by direct contact of the capacitive electrode with the dielectric block. In addition, it is possible to form a capacitive electrode 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、誘電体ブロックの比誘電率が、絶縁容器のうち容量電極と空間との間に位置する部位の比誘電率よりも大きい場合には、絶縁容器の一部および空間を間に挟んで対向する容量電極の間の静電容量について、誘電体ブロックが介在したときの変化をより大きなものとすることが容易である。そのため、例えば空間およびその内部の誘電体ブロックの高さを抑えることによる薄型化や、傾きの精度の向上が容易な傾斜センサ装置とすることができる。 In addition, the tilt sensor device according to the present invention is configured so that when the relative permittivity of the dielectric block is larger than the relative permittivity of a portion of the insulating container located between the capacitive electrode and the space, a part of the insulating container In addition, it is easy to make the change between the capacitance electrodes facing each other with the space therebetween larger when the dielectric block is interposed. Therefore, for example, the inclination sensor device can be easily reduced in thickness by suppressing the height of the space and the dielectric block in the space and the inclination accuracy can be easily 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、誘電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、例えば誘電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誘電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。 In the tilt sensor device of the present invention, when the upper and lower capacitive electrodes are arranged in parallel and the dielectric block has upper and lower surfaces parallel to the capacitive electrode, for example, the dielectric block is spherical. In comparison with this, when a dielectric 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、誘電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)により誘電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、はじめて誘電体ブロックが空間内を傾斜の方向へ移動し、容量電極2の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 tilt sensor device of the present invention, when the lower surface of the space is curved so that the central portion is lowered, the outer periphery of the space of the dielectric block is compared with the case where the lower surface of the space is flat. Is suppressed by the curvature of the bottom surface of the space. For this reason, the dielectric block moves to the outer periphery of the space due to a slight inclination of the tilt sensor device 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 is inclined at a predetermined angle to be detected, the dielectric block is moved in the direction of inclination for the first time in the space, and is interposed between the
また、この場合には、空間が水平なときには誘電体が湾曲した下面に沿って中央部に移動し得る。そのため、例えば空間の中央部において容量電極の静電容量が変化したときには誘電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)と検知することができるため、空間が水平であることの検知をより確実なものとすることもできる。 In this case, when the space is horizontal, the dielectric can move to the center along the curved lower surface. Therefore, for example, when the capacitance of the capacitive electrode changes in the central portion of the space, it can be detected that the dielectric block is located in the central portion of the space (the space is not inclined and is horizontal) The detection that the space is horizontal can be made more reliable.
また、本発明の傾斜センサ装置は、帯状の電極同士の間隔が、誘電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誘電体ブロックが、隣接する帯状の電極の間に偶然に入り込み、いずれの帯状の電極が対向し合う部分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容量電極のいずれ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。 Further, in the tilt sensor device of the present invention, when the distance between the strip-like electrodes is smaller than the outer dimension when the dielectric block is viewed in plan, the dielectric block moved according to the inclination of the space is adjacent to the dielectric block. It is possible to effectively prevent a change in capacitance from occurring between the strip-shaped electrodes accidentally entering and the portion where any strip-shaped electrodes face each other. Therefore, even if the space is tilted, the capacitance does not change in any of the capacitive electrodes, and it is effectively prevented from being erroneously detected that it is not tilted, and the tilt sensor has higher detection accuracy. It can be a device.
また、本発明の傾斜センサ装置は、空間が円柱状であり、かつ誘電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誘電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、誘電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 dielectric block is cylindrical, the tilt sensor device according to the present invention directly contacts (collises) the inner surface of the member constituting the space and the dielectric block. None of the side surfaces have corners or protrusions that are highly likely to be chipped or cracked. Therefore, mechanical destruction of the dielectric block and the members constituting the space is suppressed, and the long-term reliability as the tilt sensor device can be improved.
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上面図(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、2a,2bはそれぞれ空間1を間に配して複数が横並びに平行に配置された帯状の電極、3は空間1内に収容された誘電体ブロック、4(4a,4b)は絶縁容器、9は傾斜センサ装置である。この帯状の電極(以下、単に電極ともいう)2a,2bが上面視で格子状に対向して容量電極2が構成されている。
FIG. 1A is a top view (perspective view) showing an example of an embodiment of the tilt sensor device of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA. In FIG. 1,
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内に収容した誘電体ブロック3が空間1の傾きに応じて空間1内の電極2a,2b間を移動することにより、空間1を間に配して格子状に上下に対向する電極2a,2bからなる容量電極2の間の静電容量が、間に誘電体ブロック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 tilt sensor device 9 is configured such that when the tilt sensor device 9 is tilted, the
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、つまりこの傾斜センサ装置9が搭載された機器が傾いた方向の下側に向かって、誘電体ブロック3が重力(重力の分力)により移動する。この誘電体ブロック3の移動に伴い、上下の帯状の電極2a,2bが対向してなる容量電極2における静電容量が、上下の電極2a,2bが対向する部分(上面視したときの格子点)毎に順次変化し、その変化は帯状の電極2a,2bを単位として静電容量の測定を行なうことにより検知することができる。そのため、上下に対向する帯状の電極2a,2bの間の静電容量を測定して、その変化がどの帯状の電極2a,2bの間で生じているかを検知することにより、誘電体ブロックが移動している方向、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。この場合、ある帯状の電極2a,2b(帯状の電極2a,2bが上下に対向してなる容量電極2の部分)における静電容量の変化からそれに隣り合う帯状の電極2a,2bにおける静電容量の変化までに要した時間、つまり誘電体ブロック3が隣り合う電極2a,2b間を移動するのに要した時間を検知することにより、誘電体ブロック3の移動速度および加速度を算出して検知することもできる。
In other words, according to the tilt sensor device 9, the
なお、帯状の電極2a,2bが上下に対向してなる容量電極2間の静電容量は、前述のように電極2a,2bを単位として測定することができる。この場合、複数の電極2a,2bのそれぞれに接続する配線導体(符号なし)を設けておいて、その上下の配線導体を外部の測定用の電気回路に接続することにより、上下に対向する電極2a,2b(容量電極2)間の静電容量を測定することができる。
Note that the capacitance between the
そして、例えば図2(a)に示すように、電極2a,2bの並びのうち、ある上側の電極2a1と下側の電極2b1とが対向する部分に誘電体ブロック3が介在しているときには電極2a1と電極2b1との間の静電容量が増加する。その後、図2(b)に示すように誘電体ブロック3が隣の電極2b2の方向に移動した(電極2a1と2b2との間に誘電体ブロック3が介在するようになった)ときには電極2a1と電極2b2との間の静電容量が変化し、この方向に誘電体ブロック3が移動したことがわかり、この方向に空間1が傾いていることを検知することができる。誘電体ブロック3が電極2a2と電極2b2との間に移動したときや、電極2a2と電極2b1との間に移動したときも同様である。なお、図2(a)および(b)は、図1に示す傾斜センサ装置9が作動するときの状況を、要部を拡大して模式的に示す上面図(透視図)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。
For example, as shown in FIG. 2 (a), when the
また、傾きの方向は、上下に対向する容量電極2の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、誘電体ブロック3が容量電極2(帯状の電極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2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 detecting a change in capacitance between the
また、本発明の傾斜センサ装置9は、誘電体ブロック3の移動により容量電極2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、つまり容量電極2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
また、誘電体ブロック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、小さな誘電体ブロック3の介在によっても容量電極2の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。
In addition, the
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が高く、さらに加速度を検知することも可能な傾斜センサ装置9を提供することができる。 Therefore, according to the inclination sensor device 9 of the present invention, there is provided the inclination sensor device 9 that can be easily downsized, has high inclination detection accuracy and long-term reliability, and can detect acceleration. be able to.
なお、誘電体ブロック3の加速度を検知することにより、誘電体ブロック3に作用する力(傾斜に起因する重力の分力から摩擦力等の抗力を差し引いた力)を算出することができ、あらかじめ誘電体ブロック3に作用する摩擦力等を測定しておくことにより空間1の傾きの角度を算出することもできる。
By detecting the acceleration of the
空間1は、誘電体ブロック3を収容すること、およびこの誘電体ブロック3がそれぞれの間を移動することが可能な、横並びに平行に配置されるとともに上面視で格子状に上下に対向する複数の帯状の電極2a,2b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
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
この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 this embodiment, the rectangular
容量電極2は、帯状の電極2a,2bが上面視で格子状に上下に対向してなり、それぞれ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
容量電極2は、誘電体ブロック3が空間内を移動することに伴う静電容量の変化を検知し、これにより傾きの方向や加速度を検知するものであるため、横並びに平行に配置された複数の帯状の電極2a,2bが上面視で格子状に上下に対向して構成されている。すなわち、帯状の電極2a,2bが格子状に対向して容量電極2を構成することにより、静電容量を生じる部分である(容量電極2)が空間1内に規則的に配列されることになる。そして、どの帯状の電極2a,2bが対向する部分で静電容量が変化しているかを検知することにより、空間1のどの部分に誘電体ブロック3が移動しているか、つまり空間1がどの容量電極2の方向に傾いているかを容易に検知することができる。また、ある容量電極2における静電容量の変化から、それに隣り合う容量電極2における静電容量の変化までに要した時間、つまり隣り合う容量電極2の間を誘電体ブロック3が移動するのに要した時間を測定することにより、誘電体ブロック3の移動速度および加速度を検知することもできる。
Since the
この実施の形態の例においては、上面視で空間1が円形状であり、空間1の上下それぞれに複数の帯状の電極2a,2bが一定の間隔で横並びに平行に配置されている。そして上下の帯状の電極2a,2bは上面視で互いに直交するように配置され格子状に対向している。
In the example of this embodiment, the
なお、この実施の形態の例においては、帯状の電極2a,2bは一定の間隔で並べられているが、例えば空間1の外周部分において中央部分よりも間隔(誘電体ブロック3の移動距離)を広くして、外周部分ほど速度が速くなる傾向のある誘電体ブロック3の移動について、その移動速度や加速度の測定の精度を維持するようにしてもよい。このように電極2a(2b)と電極2a(2b)との間の間隔を広くしておくと、その間の誘電体ブロック3の移動に要する時間が短くなり過ぎて相対的な測定誤差が大きくなる、というようなことを防ぐことができる。
In the example of this embodiment, the strip-
また、電極2a,2bは、空間1の形状等に応じて、例えば図3に示すように、上面視で楕円形状の空間1に対し、上面視で斜めに格子状に交差するような(いわゆる斜め格子状)ものでもよい。なお、図3は、図1に示す傾斜センサ装置9の変形例を模式的に示す上面図(透視図)である。図3において図1と同じ部位には同じ符号を付している。
In addition, the
ただし、電極2aや電極2bの並び方が不規則になると、静電容量の変化した電極2a,2bが空間1のどの部分に位置しているか、またはどの程度の速度で誘電体ブロック3が移動しているかを検知,算出する基準である電極2a,2bの位置や隣接間隔がばらばらになり、傾きや加速度を明確に検知することが難しくなる。そのため、帯状の電極2a,2bは、複数が横並びに平行に配置されたものとする必要がある。
However, if the arrangement of the
また、誘電体ブロック3は、空間1の傾きに応じて移動し、その移動した部分に位置している電極2a,2b間の静電容量を大きくする機能を有している。この誘電体ブロック3が収容された空間1に対して、電極2a,2b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、誘電体ブロック3が移動している方向、つまり空間1の傾斜している方向を検知することができる。
The
このため、誘電体ブロック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内での誘電体ブロック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
このような移動を容易とするために、誘電体ブロック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、誘電体ブロック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
また、誘電体ブロック3は、帯状の電極2a,2bが上下に対向してなる容量電極2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材料および寸法で形成されている。
Further, the
このような誘電体ブロック3は、例えば、チタン酸バリウムや、チタン酸ストロンチウム,チタン酸マグネシウムまたはこれらの混合系材料等のセラミック材料や、スチロ−ル樹脂,ポリプロピレン樹脂,ポリフェニレンスルフィド樹脂等の樹脂材料等の比誘電率の高い材料からなる。これらの樹脂材料の比誘電率は約3(20℃)であり、チタン酸バリウムの比誘電率は約500以上(20℃)である。誘電体ブロック3は、電極2a,2b間の静電容量を大きく変化させる上では、比誘電率が約500以上のチタン酸バリウムまたはその混合系等の誘電体材料からなることが好ましい。
Such a
また、誘電体ブロック3の厚さは、上下に対向する容量電極2の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、誘電体ブロック3の平面視したときの外形寸法は、電極2a,2bが上下に対向する部分(個々の容量電極2)を上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い。この場合、誘電体ブロック3を平面視したときの外形寸法が大き過ぎると、個々に形成されている容量電極2の隣り合うものの全域に誘電体ブロック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
この実施の形態の例において、誘電体ブロック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、誘電体ブロック3は、平面視したときに、帯状の電極2a,2bが上下に対向する部分よりも若干大きな外形寸法で形成されている。
In the example of this embodiment, the
誘電体ブロック3は、例えば、円柱状の場合であれば、チタン酸バリウムの粉末を有機溶剤,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、所定の円板状に切断するとともに積層して円柱状とした後、焼成することにより作製することができる。
If the
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(帯状の電極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。
In such an inclination sensor device 9, for example, as in the example of this embodiment, the
すなわち、絶縁容器4内の空間1に誘電体ブロック3を封入するとともに、複数の帯状の電極2a,2bを横並びに平行に、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、誘電体ブロック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に相当する部分の全域に容量電極2が配置されるように帯状の電極2a,2bを格子状に配置することにより、空間1の傾きに応じて電極2a,2bからなる容量電極2の間に誘電体ブロック3をより確実に介在させることができる。また、誘電体ブロック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2の誘電体ブロック3との直接の接触による磨耗や欠け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電気絶縁性を良好に確保して複数の電極2a,2b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
絶縁容器4は、外形の形状が例えば上面視で四角形状や円形状であり、少なくとも、内部に誘電体ブロック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。また、絶縁容器4は、例えば図3に示したように、外形の形状が上面視で角部分を円弧状に面取りした四角形状でもよい。
The outer shape of the insulating
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電気絶縁性の材料により形成されている。
The insulating
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、誘電体ブロック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
なお、絶縁容器4の絶縁基体4aは、例えば図4に示すように、空間1に相当する円柱状の貫通部分(符号なし)を有する絶縁層43の下側に、帯状の電極2bが形成された絶縁層42および最下層の絶縁層41が順次積層されて形成されている。また、蓋体4bは、例えば、帯状の電極2aが形成された絶縁層44の上側に最上層の絶縁層45が積層されて形成されている。図4は、図1に示す傾斜センサ装置を分解して示す斜視図である。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。なお、図4においては、図を見やすくするために配線導体(後述)を省略している。
For example, as shown in FIG. 4, the insulating
また、絶縁容器4のうち空間1の下面となる面は、誘電体ブロック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、誘電体ブロック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
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、それぞれ絶縁層41〜45に相当する形状および寸法に切断加工や打ち抜き加工を施すとともに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。なお、絶縁層41〜45は、それぞれの厚さや電極2a,2bを形成するスペースの確保等の都合に応じて、複数のセラミックグリーンシートを積層して形成するようにしてもよい。
If the insulating
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
また、絶縁容器4が樹脂材料からなる場合には、未硬化の熱硬化性や光(紫外線)硬化性の樹脂を、金型を用いて絶縁層41〜45の形状に成型した後、硬化させ、その後、各絶縁層41〜45の形状に成型された硬化物を樹脂接着剤で接合することにより絶縁容器4を製作してもよい。
When the insulating
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(容量電極2を構成する帯状の電極2a,2b)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
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(例えば絶縁層42,44となるもの)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。
For example, the
また、絶縁容器4が樹脂材料からなり、電極2a,2bが銅からなる場合であれば、例えば金属箔の接着や、無電解めっき,エッチング加工等の手段により、絶縁層42,44に相当する硬化物の表面等に所定パターンに銅の薄膜を被着させておくことによって形成することができる。
Further, if the insulating
なお、この実施の形態の例において、絶縁基体4aおよび蓋体4bには、各電極2a,2bから絶縁基体4aの下面や蓋体4bの上面等の外表面にかけて配線導体(符号なし)が形成されている。この例において、配線導体は、電極2a,2bのそれぞれから絶縁基体4aの下面や蓋体4bの上面にかけて形成された貫通導体(符号なし)と、貫通導体の露出端面に接続する表面導体(符号なし)とにより構成されている。
In the example of this embodiment, wiring conductors (not indicated) are formed on the insulating
この配線導体の露出部分(表面導体)を外部の電気回路に接続して、上下の電極2a,2b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。
By connecting the exposed portion (surface conductor) of this wiring conductor to an external electric circuit and measuring the capacitance between the upper and
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こまれる向きを変え、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,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. Then, when the tilt sensor device 9 is connected as a component, the direction in which the image is captured is changed according to the direction 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 match 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、このように絶縁容器4に空間1を形成するとともに容量電極2を配置してなる傾斜センサ装置9においては、誘電体ブロック3の比誘電率が、絶縁容器4のうち容量電極2と空間1との間に位置する部位の比誘電率よりも大きい場合には、絶縁容器4の一部および空間1を間に挟んで対向する容量電極2の間の静電容量について、誘電体ブロック3が介在したときの変化をより大きなものとすることが容易である。そのため、例えば空間1の傾きが小さく、誘電体ブロック3のうち一部のみが容量電極2の間に介在しているような場合でも、上下の容量電極2の間の静電容量を検知が可能な程度に変化させることができ、傾きの検知の精度が向上する。
In addition, in the tilt sensor device 9 in which the
また、例えば図5(a)に示すように、空間1の高さを極力低く抑えて傾斜センサ装置9の一層の小型化(薄型化)を図るような場合や、図5(b)に示すように、容量電極2の外部接続をしやすくすること等のために容量電極2(この例では上側の電極2aのみ)を絶縁容器4の外表面に形成したような場合には、空間1の高さに対して容量電極2と空間1との間に介在する絶縁容器4の厚さが比較的厚くなる。このようなときに、誘電体ブロック3の比誘電率を、絶縁容器4のうち容量電極2と空間1との間に位置する部位の比誘電率よりも大きくしておくと、誘電体ブロック3の介在による静電容量の変化(増加)をより効果的に行なわせることができる。そのため、この構成は、傾斜センサ装置9の薄型化を図る上でも有効である。なお、図5(a)および(b)は、本発明の傾斜センサ装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。図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。
For example, as shown in FIG. 5A, the height of the
また、この傾斜センサ装置9は、上下の容量電極2が平行に配置されており、誘電体ブロック3が容量電極2に平行な上下面を有する場合、つまり上側の帯状の電極2aと下側の帯状の電極2bとが互いに上下に平行であり、その電極2aに平行な上面および電極2bに平行な下面を有する誘電体ブロック3が空間1内に収容された場合には、例えば誘電体ブロック3が球状であるような場合に比べて、電極2a,2bの間に誘電体ブロックが介在したときに、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1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。
Further, in this inclination sensor device 9, when the upper and lower
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、誘電体ブロック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)により誘電体ブロック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、はじめて誘電体ブロック3が空間1の外周側へ移動し、空間1を間に配して規則的に配置された容量電極2の間に順次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6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6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 FIG. 6, the tilt sensor device 9 has a dielectric material that has a lower surface when the lower surface of the
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が水平なときには誘電体ブロック3が湾曲した下面に沿って中央部に移動する。そのため、空間1の中央部分で容量電極2の静電容量が変化したときには誘電体ブロック3が空間の中央部に位置している(空間1が水平である)と検知することが可能であり、空間1が水平であることの検知をより確実なものとすることができる。
In this case, when the
なお、この構成において、図7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、電極2a,2bが誘電体ブロック3の上下面に対して極力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2が平行に配置されており、誘電体ブロック3が容量電極2に平行な上下面を有する場合の効果(容量電極2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7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7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. 7, the upper surface of the
また、このように空間1の下面を湾曲させた構成において、前述のように加速度を検知しようとする場合には、下面が湾曲している分、空間1全体の傾斜に対して空間1の下面の見かけの傾斜が小さくなって誘電体ブロック3の移動(加速)が妨げられるため、その分を補正して加速度を算出する必要がある。
Further, in the configuration in which the lower surface of the
また、この傾斜センサ装置9は、複数の帯状の電極2a,2b同士の間隔が、誘電体ブロック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誘電体ブロック3が、隣接する帯状の電極2a,2b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, the inclination sensor device 9 moves in accordance with the inclination of the
また、本発明の傾斜センサ装置9は、空間が円柱状であり、かつ誘電体ブロック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)の内側面および誘電体ブロック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、誘電体ブロック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 tilt sensor device 9 of the present invention has a member (insulating container 4) that is in direct contact (collision) with the
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の凹部内に誘電体ブロック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。
In such an inclination sensor device 9, for example, the
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
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は可能である。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、外側から誘電体ブロック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の傾きに応じて誘電体ブロック3が正常に移動しているか否かを容易に確認することができ、より高精度で、且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
1・・・・空間
2・・・・容量電極
2a・・・帯状の電極
2b・・・帯状の電極
3・・・・誘電体ブロック
4・・・・絶縁容器
4a・・・絶縁基体
4b・・・蓋体
41〜45・・絶縁層
9・・・・傾斜センサ装置
DESCRIPTION OF
41 ~ 45 ・ ・ Insulating layer 9 ・ ・ ・ ・ Tilt sensor device
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100985479B1 (en) * | 2010-03-09 | 2010-10-05 | (주)제이와이테크놀로지 | Apparatus and method for measuring angle using accelerometer |
| KR101823894B1 (en) | 2012-10-18 | 2018-01-31 | 현대자동차주식회사 | An automatic controlling structure of suspension using tilt angle sensor |
-
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- 2007-04-24 JP JP2007114207A patent/JP2008268115A/en active Pending
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