JPH10160458A

JPH10160458A - 傾斜センサ

Info

Publication number: JPH10160458A
Application number: JP32309196A
Authority: JP
Inventors: Takahito Murata; 高人村田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】加速度や振動などの外力による誤検出を防
ぎ、計測すべき傾斜を表わす信号（傾斜成分）を取り出
す傾斜センサを提供する。【解決手段】上部電極と、下部電極と、該上部電極と
該下部電極との間に封入され傾斜に応じて変位する流動
体とを備え、該流動体の変位による出力信号の変化を取
り出すことによって傾斜角を計測する傾斜センサにおい
て、該流動体として、その粘性が外力の周波数に依存す
る物質を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は傾斜センサに関し、
特に、傾斜に応じた出力信号の変化を利用して傾斜角を
計測する傾斜センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】出力信号の変化を利用して傾斜角を計測
する傾斜センサとして、例えば、静電容量の変化を用い
るものがある。静電容量の変化を用いる傾斜センサにお
いては、一般に、上部電極及び下部電極を構成する密閉
容器の中に流動体が封入されている。このような流動体
としては、シリコンオイル（例えば、特開平６−１７４
５３５号公報に記載の重量計及び傾斜計）やケトン系の
液体が用いられる。尚、密閉容器は、通常、封入された
液体が容易に漏出しない構成を有する容器である。

【０００３】密閉容器の内部には、流動体によって満た
されていない中空部分（空気）が存在する。傾斜センサ
が傾くと、封入された流動体は傾き量に応じて変位する
ため、対向する電極間に挟まれる流動体の配置が変化す
る。従って、傾き量に応じて電極間における流動体と空
気との分布が変化し、その結果、両電極間の静電容量が
変化する。この静電容量の変化を信号として検出するこ
とにより、傾斜を測定することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ンオイルやケトン系の液体は粘性が低いため、傾斜セン
サに加わる振動や急激な加速度等の外力によっても容易
に変位する。従って、静的な傾斜量（例えば坂道におけ
る車体の傾斜等）を検出する目的で傾斜センサを構成し
た場合、実際に計測しようとする傾斜以外にも、このよ
うな振動や加速度による流動体の変位が信号として検出
されてしまう。このような信号はノイズ信号となり、正
しい傾斜の測定が妨げられる。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、（１）振動等の外力
による不要な信号成分を除くための信号処理回路を必要
とせず、測定すべき傾斜を表わす信号（傾斜成分）を検
出し、（２）振動などの外力が加わる状況下でも正しい
傾斜の測定が容易な傾斜センサを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による傾斜センサ
は、上部電極と、下部電極と、該上部電極と該下部電極
との間に封入され傾斜に応じて変位する流動体とを備
え、該流動体の変位による出力信号の変化を取り出すこ
とによって傾斜角を計測する傾斜センサであって、該流
動体として、その粘性が外力の周波数に依存する物質を
用いており、このことにより上記目的が達成される。

【０００７】前記流動体は、所定周波数以上の外力に対
して、所定粘度以上を示す物質であることが好ましい。

【０００８】前記下部電極は複数部分に分割されていて
もよい。

【０００９】１つの実施態様においては、前記出力信号
は、前記流動体の変位に基づく静電容量の変化を示す信
号である。

【００１０】もう１つの実施態様においては、前記出力
信号は、前記流動体の変位に基づく抵抗の変化を示す信
号である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明を実施の形態によって説明する。

【００１２】（実施形態１）図１（ａ）及び（ｂ）は、
実施形態１による傾斜センサ１００の外観を示してお
り、図１（ａ）はその下面図、図１（ｂ）は側面図であ
る。図２は、傾斜センサ１００の断面構成を示してい
る。

【００１３】まず、傾斜センサ１００の概要を説明す
る。これらの図に示されるように、傾斜センサ１００
は、上部電極１２を有する上部部材１０と、下部電極１
３（１３ａ〜１３ｄ）を有する下部部材１１とによって
密閉容器が形成されている。本実施形態においては、図
１（ａ）に示すように、下部電極１３は複数の部分１３
ａ〜１３ｄに分割されている。以下の記載において、下
部電極１３ａ〜１３ｄをあわせて示す場合には下部電極
１３として表記することにする。

【００１４】密閉容器には、流動体１７が封入されてい
る。流動体１７は、上部電極１２と下部電極１３との間
に介在している。上部電極１２と下部電極１３は、密閉
容器によって形成される空間を挟んで実質的に対向して
おり、上部電極１２と下部電極１３との間の空間に存在
する物質によって上部電極１２と下部電極１３との間の
静電容量が決定される。図３に示すように、傾斜センサ
１００が傾くと、その傾斜に応じて流動体１７が変位す
る。流動体１７の変位によって両電極間の静電容量が変
化する。この静電容量の変化を検出することによって傾
斜角を計測する。流動体１７は、その粘性が流動体１７
に加わる外力の周波数に依存する物質である。

【００１５】次に、傾斜センサ１００の構成及び動作を
より詳細に説明する。図１（ｂ）に示されるように、上
部部材１０は平板状の部材であり、その上に円盤状の上
部電極１２が設けられている。下部部材１１は、図１
（ａ）及び図２に示されるように、中央に丸く形成され
た湾曲部１１ａと、その周囲の平板部１１ｂとを有して
いる。湾曲部１１ａの外側には、下部電極１３が設けら
れている。下部電極１３は、図１（ａ）に示されるよう
に、複数の部分１３ａ〜１３ｄから構成される。好まし
くは、下部電極１３ａ〜１３ｄは、湾曲部１１ａに沿っ
て形成された電極を４分割した形状に形成される。

【００１６】また、上記の例では上部電極１２及び下部
電極１３をそれぞれ上部部材１０及び下部部材の外側
（表側）に設けているが、上部電極１２及び下部電極１
３は、どちらか一方、あるいは両方を、それぞれ上部部
材１０及び下部部材の内側（裏側）に設けてもよい（図
４（ａ）〜（ｃ））。

【００１７】下部部材１１の平板部１１ｂを上部部材１
０に接合することによって密閉容器１４が形成され、上
部部材１０と下部部材１１の湾曲部１１ｂとによって形
成される空間に流動体１７が封入されている。流動体１
７は密閉容器１４の所定部分を満たすように封入され、
密閉容器１４のうち、流動体１７によって満たされてい
ない部分は中空となる。この中空部は、例えば、空気で
あってよい。なお、「密閉」容器とは、流動体１３が容
易に漏出しない程度の密閉状態であればよく、完全な気
密状態である必要はない。また、密閉容器１４の形状は
図示されるような湾曲部１１ａの形状に限られるもので
はなく、上部電極１２と下部電極１３とが実質的に対向
し、その間に空間が形成される形状であればよい。ま
た、後述するように傾斜の方向を計測する便宜上、湾曲
部１１ａの形状は、傾斜センサ１００が水平状態におか
れた場合の鉛直軸について回転対称であることが好まし
い。

【００１８】図１（ｂ）に示されるように、上部電極１
２には電圧が印加されており、下部電極１３ａ〜１３ｄ
の各々から、上部電極１２に対する電位Ｖ_A〜Ｖ_Dが検出
される。図２に示されるように、傾斜センサ１００が水
平な状態（傾斜が無い状態）では、流動体１７は密閉容
器内において対称に存在し、所定の静電容量（基準値）
を示す。図３に示すように、傾斜センサ１００が傾く
と、流動体１７が一方に移動し、流動体１７の変位量に
応じて、上部電極１２と下部電極１３との間に存在する
流動体１７と中空部（空気）１５との割合が変化する。
従って、両電極間の静電容量は、傾斜センサ１００が水
平状態にある場合の基準値から変化する。この変化量を
検出することにより、傾斜角を計測することができる。

【００１９】また、下部電極１３が１３ａ〜１３ｄに分
割されている場合には、傾斜センサ１００が水平状態に
あるとき、上部電極１２と下部電極１３との間に形成さ
れる静電容量は、下部電極１３ａ〜１３ｄのいずれにつ
いても等しくなる（基準値）。傾斜センサ１００が傾く
と、上述のように流動体１７が変位するため、全体の静
電容量が変化すると同時に、上部電極１２と下部電極１
３ａ〜１３ｄのそれぞれとの間に形成される静電容量に
も違いが生じる。各下部電極１３ａ〜１３ｄについての
静電容量の変化を検出することにより、あるいは各下部
電極１３ａ〜１３ｄから検出される静電容量を比較する
ことによって、傾斜角と同時に傾斜方向をも検出でき
る。

【００２０】以下、静電容量の検出について更に詳しく
説明する。

【００２１】一般に、面積Ｓを有する２つの電極が間隔
ｄで配置され、両電極間に誘電体εの媒体が存在する場
合、両電極間の静電容量Ｃは、Ｃ＝ε（Ｓ／ｄ）で求め
られる。傾斜センサ１００においては、上部電極１２及
び下部電極１３は一定の間隔で平行に配置されているわ
けではないが、両電極に挟まれた微小部分について、上
述の２つの平行電極の場合があてはまるとする。従っ
て、傾斜センサ１００の場合、微小部分について、面積
Ｓの電極間に、誘電率ε₁、厚さｄ₁の第１の媒体（流動
体１７）と、誘電率ε₂、厚さｄ₂の第２の媒体（空気）
とが挟持されているとする。この場合両電極間の静電容
量Ｃ’は、Ｃ’＝Ｓ／（ｄ₁／ε₁＋ｄ₂／ε₂）で与えられる。

【００２２】傾斜センサ１００の場合、流動体１７及び
空気の誘電率ε₁及びε₂がそれぞれ所定の値であるとす
ると、傾斜センサ１００が水平状態の場合（図２）、流
動体１７は湾曲部１１ａに一様に満たされ、流動体１７
の水準面は上部電極１２（上部部材１０）に対して平行
となる。従って、空気部分の厚さｄ₂は流動体１７の量
に応じた一定値となり、流動体１７の厚さｄ₁は密閉容
器（湾曲部１１ａ）の形状に応じ、湾曲部１１ａ上の位
置ｘに依存する所定の関数ｄ₁(x)で定められる。この微
小部分における値を加算（即ち位置ｘについて積分）す
ることにより、上部電極１２および下部電極１３間の静
電容量が求められる。より実用的には、図１（ｂ）に示
されるように、水平状態における各下部電極１３ａ〜１
３ｄからの出力電圧Ｖ_A〜Ｖ_Dを測定し、傾斜角計測の基
準電圧を求める。本実施形態における電極配置では、水
平状態において、各下部電極１３ａ〜１３ｄからの出力
電圧Ｖ_A〜Ｖ_Dはそれぞれ等しくなる。

【００２３】傾斜センサ１００が傾斜すると（図３）、
傾斜に応じて流動体１７は湾曲部１１ａの片側に変位
し、流動体１７の水準面は上部電極１２に対してある角
度（傾斜角θ）をなす。従って、流動体１７の厚さｄ₁
および空気部分の厚さｄ₂共に、位置ｘおよび傾斜角θ
の関数となる。例えば、図３に示されるように、傾斜角
θに応じて、上部電極１２と下部電極１３との間におけ
る流動体１７の配置が変化するため、両電極間の静電容
量Ｃ（位置ｘについて積分した上部電極１２及び下部電
極１３間の静電容量）は、傾斜角θの関数となる。この
ように、静電容量Ｃの変化から傾斜角θを求めることが
できる。

【００２４】また、図３に示されるように、傾斜センサ
１００が図中左側に傾いた場合、上部電極１２と下部電
極１３ｄとによって挟まれる領域は、ほぼ流動体１７に
よって満たされるが、反対側の上部電極１２と下部電極
１３ａとによって挟まれる領域は中空部分１５が多くな
る。従って、上部電極１２及び下部電極１３ａによって
挟まれた部分の静電容量と、上部電極１２及び下部電極
１３ｄによって挟まれた部分の静電容量とに差異が生じ
る。この差異は傾斜角θと同時に傾斜の方向（例えば、
方位角）に依存する。即ち、各傾斜角θについて、その
傾斜の方向によって、上部電極１２とそれぞれの下部電
極１３ａ〜１３ｄとの間に形成される静電容量に差異が
生じることになる。この下部電極１３ａ〜１３ｄ間の静
電容量の差異は、下部電極１３ａ〜１３ｄからの出力電
圧Ｖ_A〜Ｖ_Dの差異として検出され、これらの出力電圧Ｖ
_A〜Ｖ_Dから傾斜の方向を求めることができる。このよう
に、下部電極１３を複数に分割しておくことにより、傾
斜角θ及び傾斜の方向を計測することができる。

【００２５】実用上は、例えば、傾斜角θ及びその傾斜
の方向をいろいろに変化させた場合について、下部電極
１３ａ〜１３ｄからの出力電圧Ｖ_A〜Ｖ_Dをあらかじめ測
定し、実測値に基づくテーブルを作成しておく。このよ
うなテーブルを例えばＲＯＭに記憶しておき、テーブル
を参照することにより検出された出力電圧から傾斜角θ
及びその方向を求めればよい。

【００２６】次に、本実施形態において用いる流動体１
７について説明する。上述のように、傾斜センサ１００
は、傾斜角θに応じた流動体１７の変位による静電容量
の変化に基づいて傾斜角θを測定している。ここで、傾
斜センサ１００における流動体１７の動作を考える。傾
斜センサ１００が水平状態にある場合、流動体１７は密
閉容器内においてその位置エネルギーが最小（極小）の
状態にある（図２）。傾斜センサ１００が傾斜すると、
流動体１７は、密閉容器壁面との摩擦や流動体１７の慣
性などにもよるが、傾斜した密閉容器につれて移動す
る。従って、密閉容器内における流動体１７の配置は、
その最小エネルギー状態からずれることになる。流動体
１７は、流動体１７に作用する重力加速度（即ち外力、
あるいは荷重）に従って密閉容器内で変形し、傾斜した
密閉容器内における最小位置エネルギーを与える所定の
位置に納まる（図３の状態）。

【００２７】このように、傾斜によって流動体１７に作
用する外力は、重力加速度に基づく力である。従って、
力の大きさは単位体積当り実質的に定常であり、傾斜の
変化によってその方向のみが変化する。例えば、車載用
の傾斜センサの場合、車両が走行する道路の傾斜の変化
（坂道）によって、傾斜センサに加わる外力がそれ程急
激に変化することはなく、傾斜による外力は低周波数の
荷重となる。一方、路面の凹凸などによる車体の振動や
急加速等によって加わる外力は、比較的高周波数の荷重
である。

【００２８】本出願人は、傾斜による外力と、それ以外
の振動などによる外力との周波数の違いに着目し、流動
体１７として、その粘度が外力の周波数に依存する物質
を用いることに想到した。即ち、流動体１７として、ど
れくらい急激に外力が変化するかによってその粘性抵抗
が異なり、外力に対する応答性（変位・変形のし易さ）
が外力の周波数に依存する物質を用いることにした。特
に、所定周波数以上の外力に対して、その粘度が所定以
上になる物質が好ましい。

【００２９】このような物質として、例えば、バンシン
グパテを素材としたリバースフォームを用いることがで
きる。リバースフォームは、緩やかな荷重に対しては、
その衝撃を吸収して変形するが、急激な力に対しては変
形せずに弾性を示す物質である。例えば、ある種のスポ
ーツシューズの踵部分に使用されているものである。リ
バースフォームのポリマーは、擬似結合と呼ばれるゆる
い結合を有している。この擬似結合は、緩慢な力（低周
波のエネルギー刺激）に対しては切れ易く、ポリマー同
士が滑るように動く。また、急激な力（高周波のエネル
ギー刺激）に対しては強い結合力を示す。また、一旦切
れた結合は時間とともに再び形成される。図５に、リバ
ースフォームの擬似結合の一例を示す。図５において、
Ｓｉは珪素、Ｏは酸素、Ｂはホウ素、Ｒは有機基（メチ
ル基）を示す。ポリマー同士をつなぐ酸素Ｏとホウ素Ｂ
との結合が擬似結合である。

【００３０】図６は、リバースフォームに用いられるバ
ンシングパテの外力に対する応答の周波数依存性を模式
的に示している。図６において、バンシングパテの周波
数依存性は、曲線６０によって示している。また、比較
のため、高減衰（ダンピング）シリコンゴム（曲線６
１）、炭素含有の天然ゴム（曲線６２）、及び通常のシ
リコンゴム（曲線６３）の周波数依存性を共に示してい
る。また、図６に示されるデータは、各物質を丸棒状に
形成し、外力として捻れ力を加えた場合の結果である
（室温２５度Ｃ）。図６のグラフの横軸は外力（捻れ
力）の周波数、縦軸は外力の周波数に対する各物質の剪
断弾性率（ｔａｎδ）である。ここで、δは、捻り力に
対する丸棒の捻れ角の大きさに対応する。即ち、δが大
きいほど変形し易く、粘性が低いことを示している。
尚、グラフの縦軸、横軸ともに対数スケールである。

【００３１】曲線６０からわかるように、バンシングパ
テは、外力の周波数が低いとき、即ちゆっくりと捻った
場合には非常に“柔らかく”、外力に従って容易に変形
する（粘性が低い）。外力の周波数が増加するにつれ
て、バンシングパテの応答は“固く”なる（粘性が高
い）。曲線６０で示されるように、バンシングパテの粘
性は、外力の周波数が０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚの間で、
対数スケールで約３０倍程度変化する。曲線６１〜６３
からわかるように、他のゴム材料においては、このよう
な外力に対する粘性の周波数依存性は見られない。尚、
この値は一例であり、バンシングパテの周波数に対する
粘性の変化の割合は、その材料の組成に応じて変化させ
ることができる。

【００３２】従って、このようなバンシングパテを素材
としたリバースフォームを傾斜センサ１００の流動体１
７として用いることにより、振動や急加速などによる早
い荷重に対しては変位が少なく、傾斜による遅い荷重に
対してはその荷重（即ち傾斜角）に応じた変位を得るこ
とができる。このことにより、傾斜センサ１００によっ
て振動や急激な加速度成分を除いた純粋な傾斜成分のみ
を検出することができる。

【００３３】例えば、傾斜センサ１００を車載用センサ
として用いる場合には、走行中の車両に特徴的な振動数
（例えば、０．１Ｈ〜１Ｈｚ）の範囲で高粘性を示すよ
うに流動体１７（例えばリバースフォーム）の組成等を
設定することにより、振動による影響を除き、正確な傾
斜角の測定を行うことができる。

【００３４】また、流動体としてケトン系溶液を用いる
従来の重量／傾斜センサは、ケトン系溶液の沸点が低い
ため、その使用温度が約８０度Ｃ以下に限られていた。
リバースフォームの場合、シリコンオイルと同様その沸
点がかなり高いため、広範囲の温度状況下で傾斜角を計
測することが可能となる。

【００３５】上述のように、本実施形態によれば、傾斜
センサ１００の流動体１７として周波数依存性のある粘
性を示す物質（例えばリバースフォーム）を用いること
により、振動や急加速などによる不要な信号成分を除く
ための信号処理回路を必要とせず、測定すべき傾斜を表
わす信号（傾斜成分）を選択的に検出することができ
る。

【００３６】また、車両制御においても、例えば傾斜に
応じたエンジン出力の制御やブレーキの制御に応用でき
る。特に、ブレーキ制御（ＡＢＳ等）は走行中に行われ
るため、本発明の傾斜センサが有効である。例えば、本
発明による傾斜センサによって傾斜を測定することによ
り、下り坂においては、アンチブロック制御において
も、ブレーキをあまり弱めすぎないようにする等の制御
が可能である。

【００３７】（実施形態２）図７（ａ）及び（ｂ）は、
本発明の他の実施形態による傾斜センサ２００の断面構
成を示している。図７（ａ）は傾斜センサ２００が水平
な状態、図７（ｂ）は傾斜センサ２００が傾斜した状態
を示している。傾斜センサ２００の基本的な構造は、実
施形態１による傾斜センサ１００の構造と同様であり、
詳細な説明は省略する。傾斜センサ１００と同様の構成
要素には同一の符号を付している。傾斜センサ２００に
おいては、上部部材１０と下部部材１１とによって形成
される密閉容器中に、流動体１７だけでなく、更に、可
動部材１８が封入されている。可動部材１８は、例え
ば、金属球など、密閉容器１４内で動き易くかつ比重の
大きい部材である。

【００３８】リバースフォームの比重は約０．３程度で
あるため、比較的重い可動部材１８を入れることにより
傾斜センサ２００の慣性力を高めることができる。可動
部材１８と流動体１７との相乗効果により、傾斜に対す
る感度を高くすることができる。例えば、慣性の大きい
可動部材１８により、微小な振動などによる小さな外力
の影響を少なくすることができる。大きな振動や急加速
などの高周波数の外力によって可動部材１８が急激に動
こうとした場合には、流動体１７の高い粘性抵抗によっ
て可動部材の動きが阻止される。また、測定すべき傾斜
角による低周波数の外力が加わった場合には、流動体１
７は低い粘性を示すため、可動部材１８と共に外力（傾
斜）に応じて変位する。

【００３９】流動体１７中に可動部材１８を入れること
により、上部電極１２及び下部電極１３間に形成される
静電容量の計算は複雑にはなるが、理論的に計算可能で
ある。より実用的には、実施形態１の場合と同様に、様
々な傾斜角θ及びその傾斜の方向について、下部電極１
３ａ〜１３ｄから検出される電圧値を実測して参照テー
ブルを作成しておくことにより、より容易に傾斜角及び
傾斜方向を求めることができる。

【００４０】（実施形態３）図８は、本発明のもう１つ
の実施の形態による傾斜センサ３００の断面構成を示し
ている。傾斜センサ３００の基本的な構造は、実施形態
１による傾斜センサ１００の構造と同様であり、詳細な
説明は省略する。傾斜センサ１００と同様の構成要素に
は同一の符号を付している。

【００４１】傾斜センサ３００においては、上部部材１
０と下部部材１１とによって形成される密閉容器中に、
流動体１７の代わりに流動体１９が封入されている。流
動体１９は、流動体１７と同様の媒体（例えばリバース
フォーム等の物質）に、金属粉や強誘電体粉を分散させ
たものである。

【００４２】まず、流動体１９として、媒体中に金属粉
（例えば、Ｆｅ粉、Ａｌ粉等）を分散させたものを用い
る場合について説明する。この場合、流動体１９が導電
性を示すため、上部電極１２及び下部電極１３間の抵抗
を測定し、その変化を検出することにより傾斜量が検出
できる。従って、傾斜角計測のための信号処理回路を簡
素化することができる。

【００４３】なお、両電極（上部電極１２及び下部電極
１３ａ〜１３ｄ）間の抵抗値と各傾斜角及び傾斜の方向
との関係については、上記の実施態様と同様、予め測定
を行い参照テーブルを作成しておくことができる。

【００４４】また、流動体１９として、媒体中に強誘電
体粉（例えば、ＳｉＯ₂粉、Ｔａ粉等）を分散させたも
のを用いる場合には、流動体１９の誘電率を高くするこ
とができる。従って、傾斜角の変化に対する上部電極１
２及び下部電極１３間の静電容量の変化がより大きくな
るため、傾斜角検出の分解能を高めることができる。こ
の場合も、上記と同様に、両電極（上部電極１２及び下
部電極１３ａ〜１３ｄ）間の静電容量と各傾斜角及び傾
斜の方向との関係については、予め測定を行うことによ
って参照テーブルを作成することができる。

【００４５】（実施形態４）上記の実施形態１〜３にお
いては、周波数依存性のある粘性を示す物質として、あ
る振動数の範囲で高粘性を示す流動体を用いた傾斜セン
サを説明してきた。本発明はこの例に限られるものでは
なく、以下に示すような実施の形態によっても加速度や
振動などの外力による御検出を防ぐことができる。

【００４６】例えば、粘性の周波数依存性が異なる物質
を用いた２つの傾斜センサを組み合わせて使用する。即
ち、外力の周波数に拘らず、その粘性が略一定である第
１の流動体を用いた第１傾斜センサと、外力の周波数が
増加するにつれてその粘性が低くなる第２の流動体を用
いた第２傾斜センサとを組み合わせて用いるのである。
第１及び第２傾斜センサの基本的な構造は、上述の実施
形態第１〜３の傾斜センサと同様の構成とすることがで
きる。第１及び第２傾斜センサからは、それぞれの流動
体の変位に応じた出力信号（検出値）が得られる。

【００４７】第１傾斜センサの流動体は周波数依存性が
ほとんどない物質（実質的に粘性一定）であるため、第
１傾斜センサの出力信号は、真の傾斜角を表わす傾斜角
信号と、加速度や振動などの外力による信号とが混在す
る信号となる。一方、第２傾斜センサの流動体は周波数
が高くなるにつれて低粘性となるため、加速度や振動な
どによる高周波の変位には良く応答するが、傾斜角によ
る低周波の変位には応答しない。従って、第２傾斜セン
サの出力信号は、実質的に、加速度や振動などの外力に
よる信号のみとなる。第１傾斜センサの出力信号から、
第２傾斜センサの出力信号を減算することにより、真の
傾斜角を表わす傾斜角信号のみを抽出することができ
る。

【００４８】尚、第１及び第２傾斜センサからの２つの
出力信号の減算においては、外力による信号が効果的に
除去されるように各出力信号を調整しておく、あるいは
必要に応じ、各出力信号に重みを付けて減算を行うこと
ができる。

【００４９】

【発明の効果】上述のように、本発明の傾斜センサによ
れば、加速度や振動などの外力による不要な信号成分を
除くための信号処理回路を必要とせず、測定すべき傾斜
を表わす信号（傾斜成分）を正確に検出することができ
る。

【００５０】また、本発明の傾斜センサによれば、加速
度や振動などの外力による誤検出を防ぐことができるの
で、傾斜以外に外力が加わる状況下においても使用可能
である。例えば、車載用の傾斜センサとして用いる場
合、走行中の車両においても傾斜を計測することができ
る。特に、粗い路面を走行中であっても傾斜の計測が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による傾斜センサの外観を示す図であっ
て、（ａ）は下部平面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】本発明の１つの実施形態による傾斜センサが水
平状態にあるときを示す断面図である。

【図３】本発明の１つの実施形態による傾斜センサが傾
斜した状態にあるときを示す断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の傾斜センサにおけ
る電極配置の例を示す図である。

【図５】本発明の傾斜センサの流動体に用いる物質（リ
バースフォーム）の組成の一例を示す図である。

【図６】本発明の傾斜センサの流動体に用いる物質（リ
バースフォーム）の粘性の、外力の周波数に対する依存
性を模式的に示す図である。

【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態に
よる傾斜センサの断面（水平状態及び傾斜した状態）を
示す図である。

【図８】本発明のもう１つの実施形態による傾斜センサ
の断面を示す図である。

【符号の説明】

１００、２００、３００傾斜センサ１０上部部材１１下部部材１１ａ湾曲部１１ｂ平板部１２上部電極１３（１３ａ〜１３ｄ）下部電極１４密閉容器１５中空部１７流動体１８可動部材１９流動体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部電極と、下部電極と、該上部電極と
該下部電極との間に封入され傾斜に応じて変位する流動
体とを備えており、該流動体の変位による出力信号の変化を取り出すことに
よって傾斜角を計測する傾斜センサであって、該流動体として、その粘性が外力の周波数に依存する物
質を用いる傾斜センサ。
【請求項２】前記流動体は、所定周波数以上の外力に
対して、所定粘度以上を示す物質である、請求項１に記
載の傾斜センサ。
【請求項３】前記下部電極が複数部分に分割されてい
る、請求項１に記載の傾斜センサ。
【請求項４】前記出力信号は、前記流動体の変位に基
づく静電容量の変化を示す信号である、請求項１に記載
の傾斜センサ。
【請求項５】前記出力信号は、前記流動体の変位に基
づく抵抗の変化を示す信号である、請求項１に記載の傾
斜センサ。