JPH10176925A - 傾斜検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性、耐環境性に優れ、精度の良い誘導型
の傾斜検出装置を提供すること。 【解決手段】 ケーシング１の側面にコイル部２が設け
られており、該ケーシング１の内部において移動自在に
収納された磁気応答部材３が、該ケーシング１の傾斜時
において自重により該ケーシング１に対して相対的に変
位する。これによって、該ケーシング１の側面に対する
磁気応答部材３の位置、つまりコイル部２に対する磁気
応答部材３の相対的位置、が変位し、これに応じた出力
信号をコイル部２より得ることができる。検出対象の傾
斜に伴ってケーシングが傾斜するので、コイル部の出力
信号は、該検出対象の傾斜θを示している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、傾斜検出装置に関
し、建設機械、自動車、工作機械、その他あらゆる分野
で応用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の傾斜検出装置にはポテンショメー
タを用いたものがある。しかし、ポテンショメータにお
いて摺動接触子があるために耐久性の点で難があった。
また、従来知られた誘導型位置検出装置には、直線位置
検出装置としては差動トランスがあり、回転位置検出装
置としてはレゾルバがある。差動トランスは、１つの１
次巻線を１相で励磁し、差動接続された２つの２次巻線
の各配置位置において検出対象位置に連動する鉄心コア
の直線位置に応じて差動的に変化するリラクタンスを生
ぜしめ、その結果として得られる１相の誘導出力交流信
号の電圧振幅レベルが鉄心コアの直線位置を示すように
したものである。レゾルバは、複数の１次巻線を１相で
励磁し、サイン相取り出し用の２次巻線からサイン相の
振幅関数特性を示す出力交流信号を取り出し、コサイン
相取り出し用の２次巻線からコサイン相の振幅関数特性
を示す出力交流信号を取り出すようにしたものである。
この２相のレゾルバ出力は公知のＲ／Ｄコンバータとい
われる変換回路を用いて処理し、検出した回転位置に対
応する位相値をディジタル的に測定することができる。
また、サイン相とコサイン相のような複数相の交流信号
によって複数の１次巻線を夫々励磁し、検出対象直線位
置又は回転位置に応じて該交流信号を電気的に位相シフ
トした出力交流信号を出力し、この出力交流信号の電気
的位相シフト量を測定することにより、検出対象直線位
置又は回転位置をディジタル的に測定する技術も知られ
ている（例えば、特開昭４９−１０７７５８号、特開昭
５３−１０６０６５号、特開昭５５−１３８９１号、実
公平１−２５２８６号など）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、傾斜検出装置
として従来知られたポテンショメータは、前述の通り、
摺動接触子があるために耐久性の点で難があった。ま
た、劣悪な環境で使用するには適していないものであっ
た。また、従来知られた誘導型位置検出装置は、回転位
置または直線位置を検出するものであり、傾斜を検出す
ることのできるような構造を持っていなかった。一般
に、誘導型位置検出装置は、構造的に非接触であり、ま
た、コイルと磁性体（鉄片等）の簡単な構成により、簡
便かつ安価に製造することができ、かつ劣悪な環境下で
の使用にも耐えうるので、これを傾斜検出装置に適用で
きれば、広い応用・用途が見込まれる。本発明は上述の
点に鑑みてなされたもので、従来なかった新規な誘導型
の傾斜検出装置を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る傾斜検出装
置は、検出対象に取り付けられ、該検出対象の傾斜に伴
って傾斜するケーシングと、このケーシングの側面に設
けられ、該ケーシングと共に動くコイル部と、前記ケー
シングの内部において移動自在に収納され、該ケーシン
グの傾斜時において自重により該ケーシングに対して相
対的に変位する磁気応答部材とを具え、該検出対象の傾
斜に応じて前記ケーシングの側面に対する前記磁気応答
部材の位置が変位し、これに応じた出力信号を前記コイ
ル部より得ることにより該検出対象の傾斜を検出するこ
とを特徴とするものである。本発明によれば、ケーシン
グの側面にコイル部が設けられており、該ケーシングの
内部において移動自在に収納された磁気応答部材が、該
ケーシングの傾斜時において自重により該ケーシングに
対して相対的に変位する。これによって、該ケーシング
の側面に対する磁気応答部材の位置、つまりコイル部に
対する磁気応答部材の相対的位置、が変位し、これに応
じた出力信号をコイル部より得ることができる。検出対
象の傾斜に伴ってケーシングが傾斜するので、コイル部
の出力信号は、該検出対象の傾斜量を示している。

【０００５】一実施形態として、ケーシングの内部は円
形または凹曲線を成していて、そこに沿って磁気応答部
材が動くようにする。これにより、検出対象の傾きに応
じた磁気応答部材の滑らかな動きを得るようにすること
ができる。また、コイル部は磁気応答部材の動きの方向
に沿って複数のコイルを設けてなるようにしてよい。ま
た、コイル部は、１相の交流信号によって励磁され、前
記磁気応答部材の相対的位置に応じて、サイン相の振幅
関数特性を示す出力交流信号と、コサイン相の振幅関数
特性を示す出力交流信号との２相の出力交流信号を出力
するように、レゾルバ型位置検出原理によって構成する
ようにしたものであってよい。その場合、更に、サイン
相の振幅関数特性を示す出力交流信号とコサイン相の振
幅関数特性を示す出力交流信号とに基づき、該サイン相
の振幅関数及びコサイン相の振幅関数の位相値を検出
し、前記磁気応答部材の相対的位置に応じた位相値検出
データを得る位相検出回路を更に備えるようにすれば、
周辺環境の温度変化等の影響を受けにくい、精度のよい
装置を提供することができる。

【０００６】一実施形態によれば、磁気応答部材は、円
形状を成したものとするとよい。そうすれば、検出対象
の傾斜に応じてケーシング内を滑らかに転動するように
なり、検出精度の向上に役立つ。この場合、磁気応答部
材の円形状は真円に限らず、半円のような部分円形状で
あってもよい。また、磁気応答部材は固形のものに限ら
ず、非固定形状の物体からなるものであってもよい。例
えば、磁性流体や磁性粉体などを使用することができ
る。以上のような傾斜検出装置は一方向のみについての
傾斜を検出する。例えば、建設機械の作業アームの傾斜
検出のように、目的の傾斜方向が所定の一方向に決まっ
ている場合は、この傾斜検出装置を１つ設ければよい。
しかし、車体の前後の傾斜と左右横方向の傾斜を検出す
る場合のように、少なくとも２方向についての傾斜を検
出したい場合は、この傾斜検出装置を少なくとも２個互
いに異なる所定の方向に配置するようにすればよい。本
発明によれば、更に様々な実施の形態をとることがで
き、その詳細は、例示的に以下において示される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態をいくつかの代表例について説明する。図
示された各例は、相互に組み合わせることも可能であ
り、それらの組合せも本発明の実施に含まれる。図１は
本発明に係る傾斜検出装置１０の基本的構成例を示す図
であり、（ａ）は正面略図、（ｂ）は側面一部断面略図
である。図１（ａ）において、ケーシング１は、その内
部に円形の収納スペース１ａを有し、該スペース１ａ内
に磁気応答部材３が移動自在に収納されている。磁気応
答部材３は、例えば図１（ｃ）に斜視図で示すように、
円板形状をした例えば鉄のような磁性体からなるもので
ある。ケーシング１の側面には、１又は複数のコイル２
１〜２４を含むコイル部２が所定の配置で設けられてい
る。レゾルバ原理でコイル部２を構成する場合、ケーシ
ング１の円形スペース１ａの中心を中心とする適宜の円
周に沿って４つの極（ｓ，ｃ，／ｓ，／ｃ）を等角度間
隔（つまり９０度間隔）で形成するように４つの２次コ
イル２１〜２４を配置し、これに対応して１次コイル１
１〜１４を夫々設ける。なお、各コイルの巻軸方向（磁
束の方向）は、図１（ａ）において紙面に垂直な方向で
あり、（ｂ）においては紙面に平行な方向である。

【０００８】レゾルバ原理を採用する場合、コイル部２
の各極（ｓ，ｃ，／ｓ，／ｃ）に対応する２次コイル２
１〜２４に生じる誘導出力交流信号の振幅関数が、サイ
ン関数（図でｓを付記する）、コサイン関数（図でｃを
付記する）、マイナス・サイン関数（図で／ｓ（ｓバ
ー）を付記する）、マイナス・コサイン関数（図で／ｃ
（ｃバー）を付記する）、にそれぞれ相当するものとな
るように、各２次コイル２１〜２４の配置及び磁気応答
部材３（すなわち円板）のサイズを、設定する。種々の
条件によって、各コイルの配置は微妙に変わり得るし、
磁気応答部材３のサイズも変わりうるので、希望の関数
特性が得られるように各コイル配置を適宜調整したり、
あるいは２次出力レベルを電気的増幅によって調整する
ことにより、希望の振幅関数特性が最終的に得られるよ
うにすることができる。従って、各２次コイル２１〜２
４の配置と磁気応答部材３のサイズは重要ではあるが、
絶対的精度を要求されるわけではなく、設計上適宜に設
定若しくは変更できる。なお、明細書中では、表記の都
合上、反転を示すバー記号は「／（スラッシュ）」で記
載するが、これは、図中のバー記号に対応している。

【０００９】磁気応答部材３は、コイル部２の各極
（ｓ，ｃ，／ｓ，／ｃ）に対応する２次コイル２１〜２
４に対する近接位置関係に応じて、該２次コイルと対応
する１次コイルとの間の磁気結合（すなわち電磁誘導結
合）を変化させるものであり、その近接位置関係に応じ
た出力信号がコイル部２から出力されるようにするもの
である。円板からなる磁気応答部材３の直径は、各極コ
イルの配置間隔と同様に、レゾルバタイプの位置検出原
理に従って適切に設計される。図１（ａ）の例は一例に
すぎず、直径寸法の適量の減少又は増加が設計上可能で
ある。

【００１０】上記構成からなる傾斜検出装置１０が、検
出対象２０における所定の位置に固定される。すなわ
ち、ケーシング１の円形スペース１ａの径方向が、検出
しようとする傾斜の向きに沿うように、該傾斜検出装置
１０を検出対象２０に取付ける。例えば、図１（ａ）の
ように、検出対象２０の傾斜角θが０のとき、コサイン
極ｃが真下に位置するように取付ける。図２に示すよう
に、検出対象２０が適宜の角度θで傾斜すると、ケーシ
ング１がそれに伴って傾斜し、その内部の磁気応答部材
３は自重によってケーシング１に対して相対的に変位
し、その結果、コイル部２の各極に対する磁気応答部材
３の相対的位置が変化し、これに応じてコイル部２の出
力信号が該傾斜角θに対応する値を示すものとなる。

【００１１】すなわち、傾斜角θに応じて、磁気応答部
材３の各２次コイル２１〜２４に対する対応位置が変化
することにより、各極の１次コイル１１〜１４と２次コ
イル２１〜２４間の磁気結合が該傾斜角θに応じて変化
され、これにより、該傾斜角θに応じて振幅変調された
誘導出力交流信号が、各２次コイル２１〜２４の配置の
ずれに応じて異なる振幅関数特性で、各２次コイル２１
〜２４に誘起される。レゾルバ原理に従う検出を行なう
場合、各１次コイル１１〜１４は同相の交流信号で励磁
する。各２次コイル２１〜２４に誘起される各誘導出力
交流信号は、１次コイル１１〜１４が１相の交流信号に
よって共通に励磁されるが故に、その電気的位相が同相
であり、その振幅関数が磁気応答部材３の各２次コイル
２１〜２４に対する接近または遠ざかりに従ってそれぞ
れ変化する。

【００１２】図３は、コイル部２の１次及び２次コイル
の回路図であり、１次コイル１１〜１４には共通の励磁
交流信号（説明の便宜上、sinωｔで示す）が印加され
る。この１次コイルの励磁に応じて、傾斜角θに対応し
て変化する各極に対する磁気応答部材３の相対的位置に
応じた振幅値を持つ交流信号が各２次コイル２１〜２４
に誘導される。夫々の誘導電圧レベルは該傾斜角θに対
応して２相の関数特性sinθ，cosθ及びその逆相の関数
特性−sinθ，−cosθを示す。すなわち、各２次コイル
２１〜２４の誘導出力信号は、該傾斜角θに対応して２
相の関数特性sinθ，cosθ及びその逆相の関数特性−si
nθ，−cosθで振幅変調された状態で夫々出力される。
説明の便宜上、コイルの巻数等、その他の条件に従う係
数は省略し、２次コイル２１をサイン相として、その出
力信号を「sinθ・sinωｔ」で示し、２次コイル２２を
コサイン相として、その出力信号を「cosθ・sinωｔ」
で示す。また、２次コイル２３をマイナス・サイン相と
して、その出力信号を「−sinθ・sinωｔ」で示し、２
次コイル２４をマイナス・コサイン相として、その出力
信号を「−cosθ・sinωｔ」で示す。サイン相とマイナ
ス・サイン相の誘導出力を差動的に合成することにより
サイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交流信号Ａ（＝
２sinθ・sinωｔ）が得られる。また、コサイン相とマ
イナス・コサイン相の誘導出力を差動的に合成すること
によりコサイン関数の振幅関数を持つ第２の出力交流信
号Ｂ（＝２cosθ・sinωｔ）が得られる。なお、表現の
簡略化のために、係数「２」を省略して、以下では、第
１の出力交流信号Ａを「sinθ・sinωｔ」で表わし、第
２の出力交流信号Ｂを「cosθ・sinωｔ」で表わす。

【００１３】こうして、傾斜角θに対応する第１の関数
値sinθを振幅値として持つ第１の出力交流信号Ａ＝sin
θ・sinωｔと、同じ傾斜角θに対応する第２の関数値co
sθを振幅値として持つ第２の出力交流信号Ｂ＝cosθ・s
inωｔとが出力される。このようなコイル構成によれ
ば、回転型位置検出装置として従来知られたレゾルバに
おいて得られるのと同様の、同相交流であって２相の振
幅関数を持つ２つの出力交流信号Ａ，Ｂ（サイン出力と
コサイン出力）をコイル部２から得ることができること
が理解できる。このコイル部２から出力される２相の出
力交流信号（Ａ＝sinθ・sinωｔとＢ＝cosθ・sinωｔ）
は、従来知られたレゾルバの出力と同様の使い方をする
ことができる。例えば、図３に示すように、コイル部２
の出力交流信号Ａ，Ｂを適切なディジタル位相検出回路
４０に入力し、前記サイン関数sinθとコサイン関数cos
θの位相値θをディジタル位相検出方式によって検出
し、傾斜角θのディジタルデータＤθを得るようにする
ことができる。ディジタル位相検出回路４０で採用する
ディジタル位相検出方式としては、公知のＲ−Ｄ（レゾ
ルバ−ディジタル）コンバータを適用してもよいし、本
発明者らによって開発済の新方式を採用してもよい。

【００１４】磁気応答部材３の形状は真円に限らず、半
円又はその他の部分円形状であってもよい。また、磁気
応答部材３は固形のものに限らず、例えば磁性流体や磁
性粉体のような非固定形状の物体からなるものであって
もよい。図４は磁気応答部材３のいくつかの変更例を示
すもので、（ａ）は部分円形状の固形の磁気応答部材３
ａを示す。（ｂ）は適量の磁性流体３ｂを磁気応答部材
３として使用する例を示す。（ｃ）は適量の磁性粉体３
ｃを磁気応答部材３として使用する例を示す。なお、磁
性粉体３ｃは、微粉体に限らず、砂鉄のような粒体であ
ってもよい。また、特に図示しないが、利用目的によっ
ては、図１のような固形の磁気応答部材３を使用する場
合にケーシング１のスペース１ａ内に非磁性の粘性流体
を封入し、傾斜に応じた磁気応答部材３の動きに対して
適量のダンプ作用を及ぼすようにしてもよい。

【００１５】なお、コイル部２における１次コイルの配
置は、該１次コイルによって励起した磁界を対応する各
２次コイルに及ぼすことができるような配置であれば適
宜の配置であってよい。上記のように個々の２次コイル
２１〜２４に対応して同じ位置に重複して個別の１次コ
イル１１〜１４をそれぞれ設ける例に限らず、図５に示
すように、ケーシング１内の円形スペース１ａの最外周
に沿ってすべての２次コイル２１〜２４を包囲するよう
に１個の１次コイル１５を設けてもよい。あるいは、い
くつかのグループに分けて複数の２次コイルを包囲する
ように複数の１次コイルを設けてもよい。

【００１６】ケーシング１内の、磁気応答部材３を収納
するためのスペースの形状も、上記実施例のような円形
スペース１ａに限らず、傾斜検出の目的を果たし得るも
のであれば、どのような形状であってもよい。例えば、
ケーシング１内スペースの縁部が凹曲線を成していて、
そこに沿って磁気応答部材３が動くようになっていれば
よい。図６は、ケーシング１内の、磁気応答部材３を収
納するためのスペース１ｂを、ドーナツ形状にした例を
示し、（ａ）は正面略図、（ｂ）は側面略図である。こ
のような場合、磁気応答部材３の形態は、図４に示した
ような部分円形状あるいは流体又は粉体がよい。この場
合も、１次コイルの配置は図５のような変形やその他の
変形が可能である。また、上記各実施例において、コイ
ル部２における２次コイルの数及び配置も様々な変形や
設計変更が可能である。

【００１７】以上のような傾斜検出装置１０は一方向の
みについての傾斜を検出するものである。すなわち、ケ
ーシング１のスペース１ａ，１ｂ内での磁気応答部材３
の動きの方向に沿う一方向の傾斜を検出することができ
る。例えば、建設機械の作業アームの傾斜検出のよう
に、目的の傾斜方向が所定の一方向に決まっている場合
は、この傾斜検出装置１０を１つ設ければよい。しか
し、車体の前後の傾斜と左右横方向の傾斜を検出するよ
うな場合のように、少なくとも２方向についての傾斜を
検出したい場合は、この傾斜検出装置１０を少なくとも
２個互いに異なる所定の方向に配置するようにすればよ
い。例えば、図７は、その一例を略示するものであり、
互いに９０度の角度で交差するように２つの傾斜検出装
置１０Ｘ，１０Ｙを検出対象２０に配置する。各傾斜検
出装置１０Ｘ，１０Ｙは、上述した傾斜検出装置１０と
同一構成である。これによって、検出対象２０のＸ軸方
向の傾斜（傾斜成分）を傾斜検出装置１０Ｘで検出する
ことができ、検出対象２０のＹ軸方向の傾斜（傾斜成
分）を傾斜検出装置１０Ｙで検出することができる。

【００１８】図８は、ディジタル位相検出回路４０とし
て、公知のＲ−Ｄ（レゾルバ−ディジタル）コンバータ
を適用した例を示す。コイル部２の２次コイル２１〜２
４から出力されるレゾルバタイプの２相の出力交流信号
Ａ＝sinθ・sinωｔとＢ＝cosθ・sinωｔが、それぞれア
ナログ乗算器３０，３１に入力される。順次位相発生回
路３２では位相角φのディジタルデータを発生し、サイ
ン・コサイン発生回路３３から該位相角φに対応するサ
イン値sinφとコサイン値cosφのアナログ信号を発生す
る。乗算器３０では、サイン相の出力交流信号Ａ＝sin
θ・sinωｔに対してサイン・コサイン発生回路３３から
のコサイン値cosφを乗算し、「cosφ・sinθ・sinωｔ」
を得る。もう一方の乗算器３１では、コサイン相の出力
交流信号Ｂ＝cosθ・sinωｔに対してサイン・コサイン
発生回路３３からのサイン値sinφを乗算し、「sinφ・c
osθ・sinωｔ」を得る。引算器３４で、両乗算器３０，
３１の出力信号の差を求め、この引算器３４の出力によ
って順次位相発生回路３２の位相発生動作を次のように
制御する。すなわち、順次位相発生回路３２の発生位相
角φを最初は０にリセットし、以後順次増加していき、
引算器３４の出力が０になったとき増加を停止する。引
算器３４の出力が０になるのは、「cosφ・sinθ・sinω
ｔ」＝「sinφ・cosθ・sinωｔ」が成立したときであ
り、すなわち、φ＝θが成立し、順次位相発生回路３２
から位相角φのディジタルデータが出力交流信号Ａ，Ｂ
の振幅関数の位相角θのディジタル値に一致している。
従って、任意のタイミングで周期的にリセットトリガを
与えて順次位相発生回路３２の発生位相角φを０にリセ
ットして、該位相角φのインクリメントを開始し、引算
器３４の出力が０になったとき、該インクリメントを停
止し、位相角θのディジタルデータを得る。なお、順次
位相発生回路３２をアップダウンカウンタ及びＶＣＯを
含んで構成し、引算器３４の出力によってＶＣＯを駆動
してアップダウンカウンタのアップ／ダウンカウント動
作を制御するようにすることが知られており、その場合
は、周期的なリセットトリガは不要である。

【００１９】温度変化等によってコイル部２の１次及び
２次コイルのインピーダンスが変化することにより２次
出力交流信号における電気的交流位相ωｔに誤差が生じ
るが、上記のような位相検出回路においては、sinωｔ
の位相誤差は自動的に相殺されるので、好都合である。
これに対して、従来知られた２相交流信号（例えばsin
ωｔとcosωｔ）で励磁することにより１相の出力交流
信号に電気的位相シフトが生じるようにした方式では、
そのような温度変化等に基づく出力位相誤差を除去する
ことができない。ところで、上記のような従来のＲ−Ｄ
コンバータからなる位相検出回路は、追従比較方式であ
るため、φを追従カウントするときのクロック遅れが生
じ、応答性が悪い、という問題がある。そこで、本発明
者等は、以下に述べるような新規な位相検出回路を開発
したので、これを使用すると好都合である。

【００２０】図９は、本発明に係る傾斜検出装置に適用
される新規なディジタル位相検出回路４０の一実施形態
を示している。図９において、検出回路部４１では、カ
ウンタ４２で所定の高速クロックパルスＣＫをカウント
し、そのカウント値に基づき励磁信号発生回路４３から
励磁用の交流信号（例えばｓｉｎωｔ）を発生し、コイ
ル部２の１次コイル１１〜１４与える。カウンタ４２の
モジュロ数は、励磁用の交流信号の１周期に対応してお
り、説明の便宜上、そのカウント値の０は、基準のサイ
ン信号sinωｔの０位相に対応しているものとする。コ
イル部２の２次コイル２１〜２４から出力される２相の
出力交流信号Ａ＝sinθ・sinωｔとＢ＝cosθ・sinωｔ
は、検出回路部４１に入力される。

【００２１】検出回路部４１において、第１の交流出力
信号Ａ＝sinθ・sinωｔが位相シフト回路４４に入力さ
れ、その電気的位相が所定量位相シフトされ、例えば９
０度進められて、位相シフトされた交流信号Ａ’＝sin
θ・cosωｔが得られる。また、検出回路部４１において
は加算回路４５と減算回路４６とが設けられており、加
算回路４５では、位相シフト回路４４から出力される上
記位相シフトされた交流信号Ａ’＝sinθ・cosωｔとコ
イル部１０の２次コイル２１〜２４から出力され第２の
交流出力信号Ｂ＝cosθ・sinωｔとが加算され、その加
算出力として、Ｂ＋Ａ’＝cosθ・sinωｔ＋sinθ・cosω
ｔ＝sin（ωｔ＋θ）なる略式で表わせる第１の電気的
交流信号Ｙ１が得られる。減算回路４６では、上記位相
シフトされた交流信号Ａ’＝sinθ・cosωｔと上記第２
の交流出力信号Ｂ＝cosθ・sinωｔとが減算され、その
減算出力として、Ｂ−Ａ’＝cosθ・sinωｔ−sinθ・cos
ωｔ＝sin（ωｔ−θ）なる略式で表わせる第２の電気
的交流信号Ｙ２が得られる。このようにして、検出対象
傾斜角θに対応して正方向にシフトされた電気的位相角
（＋θ）を持つ第１の電気的交流信号Ｙ１＝sin（ωｔ
＋θ）と、同じ前記検出対象位置（ｘ）に対応して負方
向にシフトされた電気的位相角（−θ）を持つ第２の電
気的交流信号Ｙ２＝sin（ωｔ−θ）とが、電気的処理
によって夫々得られる。

【００２２】加算回路４５及び減算回路４６の出力信号
Ｙ１，Ｙ２は、夫々ゼロクロス検出回路４７，４８に入
力され、それぞれのゼロクロスが検出される。ゼロクロ
スの検出の仕方としては、例えば、各信号Ｙ１，Ｙ２の
振幅値が負から正に変化するゼロクロスつまり０位相を
検出する。各回路４７，４８で検出したゼロクロス検出
パルスつまり０位相検出パルスは、ラッチパルスＬＰ
１，ＬＰ２として、ラッチ回路４９，５０に入力され
る。ラッチ回路４９，５０では、カウンタ４２のカウン
ト値を夫々のラッチパルスＬＰ１，ＬＰ２のタイミング
でラッチする。前述のように、カウンタ４２のモジュロ
数は励磁用の交流信号の１周期に対応しており、そのカ
ウント値の０は基準のサイン信号sinωｔの０位相に対
応しているものとしたので、各ラッチ回路４９，５０に
ラッチしたデータＤ１，Ｄ２は、それぞれ、基準のサイ
ン信号sinωｔに対する各出力信号Ｙ１，Ｙ２の位相ず
れに対応している。各ラッチ回路４９，５０の出力は誤
差計算回路５１に入力されて、「（Ｄ１＋Ｄ２）／２」
の計算が行なわれる。なお、この計算は、実際は、「Ｄ
１＋Ｄ２」のバイナリデータの加算結果を１ビット下位
にシフトすることで行われるようになっていてよい。

【００２３】ここで、コイル部２と検出回路部４１間の
配線ケーブル長の長短による影響や、コイル部２の各１
次及び２次コイルにおいて温度変化等によるインピーダ
ンス変化が生じていることを考慮して、その出力信号の
位相変動誤差を「±ｄ」で示すと、検出回路部４１にお
ける上記各信号は次のように表わされる。 Ａ＝sinθ・sin（ωｔ±ｄ） Ａ’＝sinθ・cos（ωｔ±ｄ） Ｂ＝cosθ・sin（ωｔ±ｄ） Ｙ１＝sin（ωｔ±ｄ＋θ） Ｙ２＝sin（ωｔ±ｄ−θ） Ｄ１＝±ｄ＋θ Ｄ２＝±ｄ−θ

【００２４】すなわち、各位相ずれ測定データＤ１，Ｄ
２は、基準のサイン信号sinωｔを基準位相に使用して
位相ずれカウントを行なうので、上記のように位相変動
誤差「±ｄ」を含む値が得られてしまう。そこで、誤差
計算回路５１において、「（Ｄ１＋Ｄ２）／２」の計算
を行なうことにより、 （Ｄ１＋Ｄ２）／２＝｛(±ｄ＋θ)＋(±ｄ−θ)｝／２ ＝ ±２ｄ／２ ＝ ±ｄ により、位相変動誤差「±ｄ」を算出することができ
る。

【００２５】誤差計算回路５１で求められた位相変動誤
差「±ｄ」のデータは、減算回路５２に与えられ、一方
の位相ずれ測定データＤ１から減算される。すなわち、
減算回路５２では、「Ｄ１−（±ｄ）」の減算が行なわ
れるので、 Ｄ１−（±ｄ）＝±ｄ＋θ−（±ｄ）＝θ となり、位相変動誤差「±ｄ」を除去した正しい検出位
相差θを示すディジタルデータが得られる。このよう
に、本発明によれば、位相変動誤差「±ｄ」が相殺され
て、検出対象傾斜角θに対応する正しい位相差θのみが
抽出されることが理解できる。

【００２６】この点を図１０を用いて更に説明する。図
１０においては、位相測定の基準となるサイン信号sin
ωｔと前記第１及び第２の交流信号Ｙ１，Ｙ２の０位相
付近の波形を示しており、同図（ａ）は位相変動誤差が
プラス（＋ｄ）の場合、（ｂ）はマイナスの場合（−
ｄ）を示す。同図（ａ）の場合、基準のサイン信号sin
ωｔの０位相に対して第１の信号Ｙ１の０位相は「θ＋
ｄ」だけ進んでおり、これに対応する位相差検出データ
Ｄ１は「θ＋ｄ」に相当する位相差を示す。また、基準
のサイン信号sinωｔの０位相に対して第２の信号Ｙ２
の０位相は「−θ＋ｄ」だけ遅れており、これに対応す
る位相差検出データＤ２は「−θ＋ｄ」に相当する位相
差を示す。この場合、誤差計算回路５１では、 （Ｄ１＋Ｄ２）／２＝｛(＋ｄ＋θ)＋(＋ｄ−θ)｝／２ ＝ ＋２ｄ／２ ＝ ＋ｄ により、位相変動誤差「＋ｄ」を算出する。そして、減
算回路５２により、 Ｄ１−（＋ｄ）＝＋ｄ＋θ−（＋ｄ）＝θ が計算され、正しい位相差θが抽出される。

【００２７】図１０（ｂ）の場合、基準のサイン信号si
nωｔの０位相に対して第１の信号Ｙ１の０位相は「θ
−ｄ」だけ進んでおり、これに対応する位相差検出デー
タＤ１は「θ−ｄ」に相当する位相差を示す。また、基
準のサイン信号sinωｔの０位相に対して第２の信号Ｙ
２の０位相は「−θ−ｄ」だけ遅れており、これに対応
する位相差検出データＤ２は「−θ−ｄ」に相当する位
相差を示す。この場合、誤差計算回路５１では、 （Ｄ１＋Ｄ２）／２＝｛(−ｄ＋θ)＋(−ｄ−θ)｝／２ ＝ −２ｄ／２ ＝ −ｄ により、位相変動誤差「−ｄ」を算出する。そして、減
算回路５２により、 Ｄ１−（−ｄ）＝−ｄ＋θ−（−ｄ）＝θ が計算され、正しい位相差θが抽出される。なお、減算
回路５２では。「Ｄ２−（±ｄ）」の減算を行なうよう
にしてもよく、原理的には上記と同様に正しい位相差θ
を反映するデータ（−θ）が得られることが理解できる
であろう。

【００２８】また、図１０からも理解できるように、第
１の信号Ｙ１と第２の信号Ｙ２との間の電気的位相差は
２θであり、常に、両者における位相変動誤差「±ｄ」
を相殺した正確な位相差θの２倍値を示していることに
なる。従って、図９におけるラッチ回路４９，５０及び
誤差計算回路５１及び減算回路５２等を含む回路部分の
構成を、信号Ｙ１，Ｙ２の電気的位相差２θをダイレク
トに求めるための構成に適宜変更するようにしてもよ
い。例えば、ゼロクロス検出回路４７から出力される第
１の信号Ｙ１の０位相に対応するパルスＬＰ１の発生時
点から、ゼロクロス検出回路４８から出力される第２の
信号Ｙ２の０位相に対応するパルスＬＰ２の発生時点ま
での間を適宜の手段でゲートし、このゲート期間をカウ
ントすることにより、位相変動誤差「±ｄ」を相殺し
た、電気的位相差（２θ）に対応するディジタルデータ
を得ることができ、これを１ビット下位にシフトすれ
ば、θに対応するデータが得られる。

【００２９】ところで、上記実施例では、＋θをラッチ
するためのラッチ回路４９と、−θをラッチするための
ラッチ回路５０とでは、同じカウンタ４２の出力をラッ
チするようにしており、ラッチしたデータの正負符号に
ついては特に言及していない。しかし、データの正負符
号については、本発明の趣旨に沿うように、適宜の設計
的処理を施せばよい。例えば、カウンタ４２のモジュロ
数が４０９６（１０進数表示）であるとすると、そのデ
ィジタルカウント０〜４０９５を０度〜３６０度の位相
角度に対応させて適宜に演算処理を行なうようにすれば
よい。最も単純な設計例は、カウンタ４２のカウント出
力の最上位ビットを符号ビットとし、ディジタルカウン
ト０〜２０４７を＋０度〜＋１８０度に対応させ、ディ
ジタルカウント２０４８〜４０９５を−１８０度〜−０
度に対応させて、演算処理を行なうようにしてもよい。
あるいは、別の例として、ラッチ回路５０の入力データ
又は出力データを２の補数に変換することにより、ディ
ジタルカウント４０９５〜０を−３６０度〜−０度の負
の角度データ表現に対応させるようにしてもよい。

【００３０】ところで、傾斜角θが静止状態のときは特
に問題ないのであるが、検出対象傾斜角θが時間的に変
化するときは、それに対応する位相角θも時間的に変動
することになる。その場合、加算回路４５及び減算回路
４６の各出力信号Ｙ１，Ｙ２の位相ずれ量θが一定値で
はなく、移動速度に対応して時間的に変化する動特性を
示すものとなり、これをθ(t)で示すと、各出力信号Ｙ
１，Ｙ２は、 Ｙ１＝sin｛ωｔ±ｄ＋θ(t)｝ Ｙ２＝sin｛ωｔ±ｄ−θ(t)｝ となる。すなわち、基準信号sinωｔの周波数に対し
て、進相の出力信号Ｙ１は＋θ(t)に応じて周波数が高
くなる方向に周波数遷移し、遅相の出力信号Ｙ２は−θ
(t)に応じて周波数が低くなる方向に周波数遷移する。
このような動特性の下においては、基準信号sinωｔの
１周期毎に各信号Ｙ１，Ｙ２の周期が互いに逆方向に次
々に遷移していくので、各ラッチ回路４９，５０におけ
る各ラッチデータＤ１，Ｄ２の計測時間基準が異なって
くることになり、両データＤ１，Ｄ２を単純に回路５
１，５２で演算するだけでは、正確な位相変動誤差「±
ｄ」を得ることができない。

【００３１】このような問題を回避するための最も簡単
な方法は、図９の構成において、傾斜角θが時間的に動
いているときの出力を無視し、静止状態のときの出力の
みを用いて、静止状態が得られた時の傾斜角θを測定す
るように装置の機能を限定することである。すなわち、
そのような限定された目的のために本発明を実施するよ
うにしてもよいものである。しかし、検出対象傾斜角θ
が時間的に変化している最中であっても時々刻々の該検
出対象傾斜角θに対応する位相差θを正確に検出できる
ようにすることが望ましい。そこで、上記のような問題
点を解決するために、検出対象傾斜角θが時間的に変化
している最中であっても時々刻々の該検出対象傾斜角θ
に対応する位相差θを検出できるようにした改善策につ
いて図１１を参照して説明する。

【００３２】図１１は、図９の検出回路部４１における
誤差計算回路５１と減算回路５２の部分の変更例を抽出
して示しており、他の図示していない部分の構成は図９
と同様であってよい。検出対象傾斜角θが時間的に変化
している場合における該傾斜角θに対応する位相差θ
を、＋θ（ｔ）および−θ（ｔ）で表わすと、各出力信
号Ｙ１，Ｙ２は前記のように表わせる。そして、夫々に
対応してラッチ回路４９，５０で得られる位相ずれ測定
値データＤ１，Ｄ２は、 Ｄ１＝±ｄ＋θ(t) Ｄ２＝±ｄ−θ(t) となる。この場合、±ｄ＋θ(t) は、θの時間的変化に
応じて、プラス方向に０度から３６０度の範囲で繰り返
し時間的に変化してゆく。また、±ｄ−θ(t) は、θの
時間的変化に応じて、マイナス方向に３６０度から０度
の範囲で繰り返し時間的に変化してゆく。従って、±ｄ
＋θ(t) ≠ ±ｄ−θ(t) のときもあるが、両者の変化
が交差するときもあり、そのときは±ｄ＋θ(t) ＝ ±
ｄ−θ(t) が成立する。このように、±ｄ＋θ(t) ＝
±ｄ−θ(t) が成立するときは、各出力信号Ｙ１，Ｙ２
の電気的位相が一致しており、かつ、夫々のゼロクロス
検出タイミングに対応するラッチパルスＬＰ１，ＬＰ２
の発生タイミングが一致していることになる。

【００３３】図１１において、一致検出回路５３は、各
出力信号Ｙ１，Ｙ２ののゼロクロス検出タイミングに対
応するラッチパルスＬＰ１，ＬＰ２の発生タイミング
が、一致したことを検出し、この検出に応答して一致検
出パルスＥＱＰを発生する。一方、時変動判定回路５４
では、適宜の手段により（例えば一方の位相差測定デー
タＤ１の値の時間的変化の有無を検出する等の手段によ
り）、検出対象傾斜角θが時間的に変化するモードであ
ることを判定し、この判定に応じて時変動モード信号Ｔ
Ｍを出力する。誤差計算回路５１と減算回路５２との間
にセレクタ５５が設けられており、上記時変動モード信
号ＴＭが発生されていないとき、つまりＴＭ＝“０”す
なわち検出対象傾斜角θが時間的に変化していないと
き、セレクタ入力Ｂに加わる誤差計算回路５１の出力を
選択して減算回路５２に入力する。このようにセレクタ
５５の入力Ｂが選択されているときの図１１の回路は、
図９の回路と等価的に動作する。すなわち、検出対象傾
斜角θが静止しているときは、誤差計算回路５１の出力
データがセレクタ５５の入力Ｂを介して減算回路５２に
直接的に与えられ、図９の回路と同様に動作する。

【００３４】一方、上記時変動モード信号ＴＭが発生さ
れているとき、つまりＴＭ＝“１”すなわち検出対象傾
斜角θが時間的に変化しているときは、セレクタ５５の
入力Ａに加わるラッチ回路５６の出力を選択して減算回
路５２に入力する。上記時変動モード信号ＴＭが“１”
で、かつ前記一致検出パルスＥＱＰが発生されたとき、
アンドゲート５７の条件が成立して、該一致検出パルス
ＥＱＰに応答するパルスがアンドゲート５７から出力さ
れ、ラッチ回路５６に対してラッチ命令を与える。ラッ
チ回路５６は、このラッチ命令に応じてカウンタ４２の
出力カウントデータをラッチする。ここで、一致検出パ
ルスＥＱＰが生じるときは、カウンタ４２の出力をラッ
チ回路４９，５０に同時にラッチすることになるので、
Ｄ１＝Ｄ２であり、ラッチ回路５６にラッチするデータ
は、Ｄ１又はＤ２（ただしＤ１＝Ｄ２）に相当してい
る。

【００３５】また、一致検出パルスＥＱＰは、各出力信
号Ｙ１，Ｙ２のゼロクロス検出タイミングが一致したと
き、すなわち「±ｄ＋θ(t) ＝ ±ｄ−θ(t)」が成立し
たとき、発生されるので、これに応答してラッチ回路５
６にラッチされるデータは、Ｄ１又はＤ２（ただしＤ１
＝Ｄ２）に相当しているが故に、（Ｄ１＋Ｄ２）／２と
等価である。このことは、 （Ｄ１＋Ｄ２）／２＝[{±ｄ＋θ(t)}＋{±ｄ−θ(t)}]／２ ＝２（±ｄ）／２＝±ｄ であることを意味し、ラッチ回路５６にラッチされたデ
ータは、位相変動誤差「±ｄ」を正確に示しているもの
であることを意味する。

【００３６】こうして、検出対象傾斜角θが時間的に変
動しているときは、位相変動誤差「±ｄ」を正確に示す
データが一致検出パルスＥＱＰに応じてラッチ回路５６
にラッチされ、このラッチ回路５６の出力データがセレ
クタ５５の入力Ａを介して減算回路５２に与えられる。
従って、減算回路５２では、位相変動誤差「±ｄ」を除
去した検出対象傾斜角θのみに正確に応答するデータθ
（時間的に変動する場合はθ(t) ）を得ることができ
る。なお、図１１において、アンドゲート５７を省略し
て、一致検出パルスＥＱＰを直接的にラッチ回路５６の
ラッチ制御入力に与えるようにしてもよい。また、ラッ
チ回路５６には、カウンタ４２の出力カウントデータに
限らず、図１１で破線で示すように誤差計算回路５１の
出力データ「±ｄ」をラッチするようにしてもよい。そ
の場合は、一致検出パルスＥＱＰの発生タイミングに対
して、それに対応する誤差計算回路５１の出力データの
出力タイミングが、ラッチ回路４９，５０及び誤差計算
回路５１の回路動作遅れの故に、幾分遅れるので、適宜
の時間遅れ調整を行なった上で、誤差計算回路５１の出
力をラッチ回路５６にラッチするようにするとよい。ま
た、動特性のみを考慮して検出回路部４１を構成する場
合は、図１１の回路５１及びセレクタ５５と図１の一方
のラッチ回路４９又は５０を省略してもよいことが、理
解できるであろう。

【００３７】図１２は、位相変動誤差「±ｄ」を相殺す
ることができる位相差検出演算法についての別の実施例
を示す。コイル部２の２次コイル２１〜２４から出力さ
れるレゾルバタイプの前記第１及び第２の交流出力信号
Ａ，Ｂは、検出回路部６０に入力され、図９の例と同様
に、第１の交流出力信号Ａ＝sinθ・sinωｔが位相シフ
ト回路４４に入力され、その電気的位相が所定量位相シ
フトされて、位相シフトされた交流信号Ａ’＝sinθ・co
sωｔが得られる。また、減算回路４６では、上記位相
シフトされた交流信号Ａ’＝sinθ・cosωｔと上記第２
の交流出力信号Ｂ＝cosθ・sinωｔとが減算され、その
減算出力として、Ｂ−Ａ’＝cosθ・sinωｔ−sinθ・cos
ωｔ＝sin（ωｔ−θ）なる略式で表わせる電気的交流
信号Ｙ２が得られる。減算回路４６の出力信号Ｙ２はゼ
ロクロス検出回路４８に入力され、ゼロクロス検出に応
じてラッチパルスＬＰ２が出力され、ラッチ回路５０に
入力される。

【００３８】図１２の実施例が図９の実施例と異なる点
は、検出対象傾斜に対応する電気的位相ずれを含む交流
信号Ｙ２＝sin（ωｔ−θ）から、その位相ずれ量θを
測定する際の基準位相が相違している点である。図９の
例では、位相ずれ量θを測定する際の基準位相は、基準
のサイン信号sinωｔの０位相であり、これは、傾斜検
出装置１０のコイル部２に入力されるものではないの
で、温度変化等によるコイルインピーダンス変化やその
他の各種要因に基づく位相変動誤差「±ｄ」を含んでい
ないものである。そのために、図９の例では、２つの交
流信号Ｙ１＝sin（ωｔ＋θ）及びＹ２＝sin（ωｔ−
θ）を形成し、その電気的位相差を求めることにより、
位相変動誤差「±ｄ」を相殺するようにしている。これ
に対して、図１２の実施例では、コイル部２から出力さ
れる第１及び第２の交流出力信号Ａ，Ｂを基にして、位
相ずれ量θを測定する際の基準位相を形成し、該基準位
相そのものが上記位相変動誤差「±ｄ」を含むようにす
ることにより、上記位相変動誤差「±ｄ」を排除するよ
うにしている。

【００３９】すなわち、検出回路部６０において、コイ
ル部２から出力された前記第１及び第２の交流出力信号
Ａ，Ｂがゼロクロス検出回路６１，６２に夫々入力さ
れ、それぞれのゼロクロスが検出される。なお、ゼロク
ロス検出回路６１，６２は、入力信号Ａ，Ｂの振幅値が
負から正に変化するゼロクロス（いわば０位相）と正か
ら負に変化するゼロクロス（いわば１８０度位相）のど
ちらにでも応答してゼロクロス検出パルスを出力するも
のとする。これは信号Ａ，Ｂの振幅の正負極性を決定す
るsinθとcosθがθの値に応じて任意に正又は負となる
ため、両者の合成に基づき３６０度毎のゼロクロスを検
出するためには、まず１８０度毎のゼロクロスを検出す
る必要があるためである。両ゼロクロス検出回路６１，
６２から出力されるゼロクロス検出パルスがオア回路６
３でオア合成され、該オア回路６３の出力が適宜の１／
２分周パルス回路６４（例えばＴ−フリップフロップの
ような１／２分周回路とパルス出力用アンドゲートを含
む）に入力されて、１つおきに該ゼロクロス検出パルス
が取り出され、３６０度毎のゼロクロスすなわち０位相
のみに対応するゼロクロス検出パルスが基準位相信号パ
ルスＲＰとして出力される。この基準位相信号パルスＲ
Ｐは、カウンタ６５のリセット入力に与えられる。カウ
ンタ６５は所定のクロックパルスＣＫを絶えずカウント
するものであるが、そのカウント値が、前記基準位相信
号パルスＲＰに応じて繰返し０にリセットされる。この
カウンタ６５の出力がラッチ回路５０に入力され、前記
ラッチパルスＬＰ２の発生タイミングで、該カウント値
が該ラッチ回路５０にラッチされる。ラッチ回路５０に
ラッチしたデータＤが、検出対象傾斜角θに対応した位
相差θの測定データとして出力される。

【００４０】コイル部２から出力される第１及び第２の
交流出力信号Ａ，Ｂは、それぞれ、Ａ＝sinθ・sinω
ｔ、Ｂ＝cosθ・sinωｔ、であり、電気的位相は同相で
ある。従って、同じタイミングでゼロクロスが検出され
るはずであるが、振幅係数がサイン関数sinθ及びコサ
イン関数cosθで変動するので、どちらかの振幅レベル
が０か又は０に近くなる場合があり、そのような場合
は、一方については、事実上、ゼロクロスを検出するこ
とができない。そこで、この実施例では、２つの交流出
力信号Ａ＝sinθ・sinωｔ、Ｂ＝cosθ・sinωｔのそれぞ
れについてゼロクロス検出処理を行ない、両者のゼロク
ロス検出出力をオア合成することにより、どちらか一方
が振幅レベル小によってゼロクロス検出不能であって
も、他方の振幅レベル大の方のゼロクロス検出出力信号
を利用できるようにしたことを特徴としている。

【００４１】図１２の例の場合、コイル部２のコイルイ
ンピーダンス変化等による位相変動誤差が、例えば「−
ｄ」であるとすると、減算回路４６から出力される交流
信号Ｙ２は、図１３の（ａ）に示すように、Ｙ２＝sin
（ωｔ−ｄ−θ）となる。この場合、コイル部２の出力
信号Ａ，Ｂは、角度θに応じた振幅値sinθ及びcosθを
夫々持ち、図１３の（ｂ）に例示するように、Ａ＝sin
θ・sin（ωｔ−ｄ）、Ｂ＝cosθ・sin（ωｔ−ｄ）、と
いうように位相変動誤差分を含んでいる。従って、この
ゼロクロス検出に基づいて図１３の（ｃ）のようなタイ
ミングで得られる基準位相信号パルスＲＰは、本来の基
準のサイン信号sinωｔの０位相から位相変動誤差−ｄ
だけずれたものである。従って、この基準位相信号パル
スＲＰを基準として、減算回路４６の出力交流信号Ｙ２
＝sin（ωｔ−ｄ−θ）の位相ずれ量を測定すれば、位
相変動誤差−ｄを除去した正確な値θが得られることに
なる。

【００４２】なお、コイル部２の配線長等の装置条件が
定まると、そのインピーダンス変化は主に温度に依存す
ることになる。そうすると、上記位相変動誤差±ｄは、
この傾斜検出装置が配備された周辺環境の温度を示すデ
ータに相当する。従って、図９の実施例のような位相変
動誤差±ｄを演算する回路５１を有するものにおいて
は、そこで求めた位相変動誤差±ｄのデータを温度検出
データとして適宜出力することができる。従って、その
ような本発明の構成によれば、１つの傾斜検出装置によ
って検出対象の傾斜を検出することができるのみなら
ず、該傾斜検出装置の周辺環境の温度を示すデータをも
得ることができる、という優れた効果を有するものであ
る。勿論、温度変化等によるセンサ側のインピーダンス
変化や配線ケーブル長の長短の影響を受けることなく、
検出対象の傾斜に応答した高精度の検出が可能となる、
という優れた効果をも奏するものである。また、図９や
図１２の例は、交流信号における位相差を測定する方式
であるため、図８のような検出法に比べて、高速応答性
にも優れた検出を行なうことができる、という優れた効
果を奏する。

【００４３】なお、上記各実施例において、コイル部２
と磁気応答部材３による検出原理を、公知の位相シフト
タイプ位置検出原理によって構成してもよい。例えば、
図３に示されたコイル部２において、１次コイルと２次
コイルの関係を逆にして、サイン相のコイル２１とマイ
ナス・サイン相のコイル２３を互いに逆相のサイン信号
ｓｉｎωｔ，−ｓｉｎωｔによって励磁し、コサイン相
のコイル２２とマイナス・コサイン相のコイル２４を互
いに逆相のコサイン信号ｃｏｓωｔ，−ｃｏｓωｔによ
って励磁し、コイル１１〜１４から検出対象傾斜θに応
じた電気的位相シフトθを含む出力信号ｓｉｎ（ωｔ−
θ）を得るようにしてもよい。あるいは、コイル部２と
磁気応答部材３による検出原理を、公知の差動トランス
型の位置検出原理に基づいてアナログ検出出力を得るよ
うに構成してもよい。

【００４４】あるいは、上記各実施例において、コイル
部２の構成として、１次コイルと２次コイルの対を含む
ように構成せずに、１つのコイルのみによって構成し、
該１つのコイルを所定の交流信号によって定電圧駆動
し、該コイルへの磁性体（磁気応答部材３）の侵入量に
応じて生じるインダクタンス変化に基づく電流変化を計
測することにより、傾斜θの検出データを得るようにし
てもよい。その場合、該電流変化に応答する出力信号の
振幅変化を測定する方法、あるいは該電流変化に応答す
るコイル各端部での出力信号間の位相変化を測定する方
法などによって所要の測定を行うことができる。

【００４５】なお、磁気応答部材３の形状は、上記実施
例のような円板や部分円形状に限らず、球体あるいはそ
の他任意の形状であってよい。また、材質も、鉄等の磁
性体に限らず、銅のような良導電体であってもよい。良
導電体を磁気応答部材として使用した場合は渦電流損に
よって磁気抵抗変化が得られ、１次及び２次コイル間の
結合係数が変化されることは既に知られている。また、
磁性体と良導電体の組合せによって、相補的に磁気結合
係数の変化率を高めて検出感度を向上させることも知ら
れているので、これを採用してもよい。その他、コイル
部２と磁気応答部材３による検出手段の構成は任意の変
形が可能である。そのほか、上記実施例で示した新規か
つ有意義な構成の一部を選択的に採用して傾斜検出装置
を構成してもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ケーシン
グの側面にコイル部が設けられており、該ケーシングの
内部において移動自在に収納された磁気応答部材が、該
ケーシングの傾斜時において自重により該ケーシングに
対して相対的に変位し、これによって、該ケーシングの
側面に対する磁気応答部材の位置、つまりコイル部に対
する磁気応答部材の相対的位置、が変位し、これに応じ
た出力信号をコイル部より得ることにより、検出対象の
傾斜を検出することができるものである。従って、非接
触で傾斜検出を行なうことができ、耐久性や耐環境性に
も優れており、従来にない有用な傾斜検出装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る傾斜検出装置の一実施例を示す
図。

【図２】 図１の検出動作を説明する図。

【図３】 図１におけるコイル部の構成例を示す回路
図。

【図４】 図１における磁気応答部材の変更例を示す
図。

【図５】 図１における１次コイルの配置の変更例を示
す図。

【図６】 図１におけるケーシング内スペースの変更例
を示す図。

【図７】 図１に示した傾斜検出装置を直交関係で２つ
組合せて２軸方向の傾斜を検出する例を示す略図。

【図８】 本発明に係る傾斜検出装置に適用可能な位相
検出タイプの測定回路の一例を示すブロック図。

【図９】 本発明に係る傾斜検出装置に適用可能な位相
検出タイプの測定回路の別の例を示すブロック図。

【図１０】 図９の動作説明図。

【図１１】 図９の回路に付加される変更例を示すブロ
ック図。

【図１２】 本発明に係る傾斜検出装置に適用可能な位
相検出タイプの測定回路の更に別の例を示すブロック
図。

【図１３】 図１２の動作説明図。

【符号の説明】

１０，１０Ｘ，１０Ｙ 傾斜検出装置 ２０ 検出対象 １ ケーシング ２ コイル部 １１〜１４，１５ １次コイル ２１〜２４ ２次コイル ３ 磁気応答部材 ４０ ディジタル位相検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤津 伸行 東京都東大和市新堀２−1453−43 (72)発明者 坂元 和也 東京都羽村市川崎１丁目１番５号、ＭＡＣ 羽村コートＩＩ−405 (72)発明者 坂本 宏 埼玉県川越市山田896−８ (72)発明者 山本 明男 東京都国立市西１−13−29 ＫＭハイツ 101

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出対象に取り付けられ、該検出対象の
   傾斜に伴って傾斜するケーシングと、 このケーシングの側面に設けられ、該ケーシングと共に
   動くコイル部と、 前記ケーシングの内部において移動自在に収納され、該
   ケーシングの傾斜時において自重により該ケーシングに
   対して相対的に変位する磁気応答部材とを具え、該検出
   対象の傾斜に応じて前記ケーシングの側面に対する前記
   磁気応答部材の位置が変位し、これに応じた出力信号を
   前記コイル部より得ることにより該検出対象の傾斜を検
   出することを特徴とする傾斜検出装置。
2. 【請求項２】 前記ケーシングの内部は円形または凹曲
   線を成していて、そこに沿って前記磁気応答部材が動く
   ようにした請求項１に記載の傾斜検出装置。
3. 【請求項３】 前記コイル部は前記磁気応答部材の動き
   の方向に沿って複数のコイルを設けてなるものである請
   求項１又は２に記載の傾斜検出装置。
4. 【請求項４】 前記コイル部は、１相の交流信号によっ
   て励磁され、前記磁気応答部材の相対的位置に応じて、
   サイン相の振幅関数特性を示す出力交流信号と、コサイ
   ン相の振幅関数特性を示す出力交流信号との２相の出力
   交流信号を出力するものである請求項１乃至３のいずれ
   かに記載の傾斜検出装置。
5. 【請求項５】 前記磁気応答部材は、円形状を成したも
   のである請求項１乃至４のいずれかに記載の傾斜検出装
   置。
6. 【請求項６】 前記磁気応答部材は、非固定形状の物体
   からなるものである請求項１乃至４のいずれかに記載の
   傾斜検出装置。
7. 【請求項７】 １つの前記検出対象において、前記請求
   項１乃至５のいずれかに記載の傾斜検出装置を、少なく
   とも２個互いに異なる方向に配置し、少なくとも２方向
   についての傾斜を検出することを特徴とする傾斜検出装
   置。