JPS5942409A - 勾配検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両の傾斜状態を知る勾配検出器であって、傾
斜によって電極間に位置せしめた誘電性液体が移動し、
電極間の静電容量が変化することにより傾斜状態を知る
ようにした勾配検出器に関するものである。

従来、勾配検出器としては水準器の如く液体中の気泡の
位置を目視により確認するものがあるが、視認しづらく
、正確な傾斜角度を検知することができなかった。

本発明は傾斜角度を電気的に正確に検知し得る勾配検出
器を提供することを目的とするもので、本発明の勾配検
出器は絶縁性密封容器にその容量よシも少量の誘電性の
液体を封入して移動可能となし、一方、容器の外周には
該容器をはさむように電極を対設して、該電極を上記液
体の移動による電極間の静電容量の変化に伴なって発振
周波数が変化する発振回路に接続せしめた勾配検出器を
提供するものである。本発明によれば正確な傾斜角度の
表示が可能となるとともに、加速度を検出してシートベ
ルト等の安全機構を作動せしめることが可能となる。

以下図示の実施例により本発明を説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１の実施例を示す。検
出器のハウジング１は容器部１１と蓋１２とよシなる。

該ハウジングｌは第１図においてその上下方向を車両の
上下方向とし、左右方向を車両の前後方向として車体に
設置してあり、容器部１１の底面は垂直方向となってい
る。

容器部ｌｌ内には絶縁性材料例えばガラスまたはゴムよ
りなる環状のチューブ２が容器部１１の底面と平行に、
すなわち垂直方向に収納しである。チューブ２は欠内部
を連結部材２１で連結して環状としである。チューブｚ
内にはその容量のほぼ半分の誘電性液体３が密封しであ
る。

チューブ２の一方の側面には液体３の各液面を含む左右
位置に電極４１．４２が互いに独立に配設してあり、他
の側面には上記電極４１．４２と対向するように一体の
電極４３が配設しである。そして上記電極４３の側面に
は発振回路６１（第３図）を形成したプリント板６が配
設しである。

次に上記チューブ２、電極板４１．４２．４３およびプ
リント板６の容器部１１への組込構造について説明すれ
ば、容器部１１の底面の四隅には突出面１１１が形成し
てあり、その上に容器１１の内径面とほぼ同一形状のプ
リント板６が載置してあシ、さらにその上に半円形の電
極４３が載置しである。電極４３にはスタッド５２ａ、
５２ｂが螺着してあり、その下端がプリント板６を貫通
し、これにょシミ極４３はプリント板６上に位置決めさ
れる。プリント板６とスタッド５２ａ、５２ｂとは半田
付けにょシ固定する。

電極４３にはチューブ２と合致する形状の溝が形成して
あってこの溝にチューブ２が載置嵌合せしめである。さ
らにその上にはそれぞれチューブ２と合致する形状の溝
を形成した電極４１．４２が載置しである。そして該電
極４１．４２にはスタッド５１ａ、５１ｂが螺着してあ
り、その下端がプリント板６を貫通し、これにより電極
４１，４２はそれぞれプリント板６上に位置決めされる
。プリント板６とスタッド５１ａ１５、ｌｂとは半田付
けによシ固定する。

容器部１１の四隅の突出面１１１上には円柱状のスペー
サ部材７が立設しである。このスペーサ部材７の下端面
にはねじ棒（図示せず）が突設してあり、このねじ棒は
プリント板を貫通して上記突出面１１１才に螺入され、
その下端面がプリント板６を押しつけることによりプリ
ント板６は容器部１１の底部に固着せしめられている。

各スペーサ部材７の上面は容器部１１の開口端と一致す
る。

一方、第１図に示すように容器部１１の側壁には上縁部
に切欠き１１２が形成してあって、これに配線用ブッシ
ング８の一端が嵌着せしめである。プリント基板６上に
形成した発信回路６１の出力を取シ出すリード線６２は
その一端がプリント基板６に接続され、他端は上記ブッ
シング８を経てハウジング１外に延び、車室に設置した
表示器に接続される。

容器部１１の開口端面には蓋１２が被冠しである。そし
てこの蓋１２は上面からビス１２３を各スタッド７の上
端部に形成したねじ孔に螺入することにより容器部１１
に固定される。

そしてハウジング１１は蓋１２の両端突出部に形成した
抜き穴１２１．１２２で車両の垂直面部にボルト締めす
ることにより固冗される。

第３図に発振回路６１の回路例を示す。図中６１１．６
１２．６１３．６１４はインバータ、６１５はトランジ
スタ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は抵抗、Ｃ１は電極４１．４３
で形成されるコンデンサ、Ｃ２は％Ｅ極４２．４ｓで形
成されるコンデンサ、Ｃ３は固定コンデンサである。ま
だＴ＋、Ｔｚ、Ｔｚはそれぞれ電源端子、出力端子、ア
ース端子である。

本発振回路６１はインバータ６１１．６１２．６１３．
６１４、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、抵抗Ｒ３で発振
部を構成するＲｅ発振回路で、コンデンサＣ１、Ｃ２の
容量変化によりその発振周波数が変化する。

上記の如き構成を有する勾配検出器について以下にその
作動を説明する。

車両が水平路面を走行している場合には検出器のチュー
ブ２と電極４１Ｓ４２．４３より成る検出部は第１図に
示す状態にあり、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の静
電容量は等しく、第３図に示す発振回路６１からは上記
コンデンサＣ１、Ｃ２の容量によって決まる周波数ｆ、
の信号が端子Ｔ２　に出力される。

次に車両が坂路を下る場合には検出部は第４図に示す状
態となる。図中ｍｘは車両が水平状態にある場合の液体
３の液面を示し、θは車両の傾斜角を示す。図で明らか
なように、液体３が移動することによって電極４１．４
３間に位置する液体３は減少し、コンデンサＣ１の静電
容量が小さくなる一方、電極４２．４３間に位置する液
体３は増加してコンデンサＣ２の静電容量は大きくなる
。これにより、発振回路６１の発振周波数けｆｏ　　よ
り小さい値となる。

第５図に車両が坂路を上がる場合の検出部の状態を示す
。この場合にはコンデンサＣ１の静電容量は大きくなシ
、反対にコンデンサＣ２の静電容量は小さくなる。これ
により発振回路６１の発振周波数はｆｏ　　よシ大きい
値となる。。

ここで、液体３の移動による上記コンデンサＣ１，Ｃ２
の容量変化分は等しく、また発振回路６１の発振周波数
の変化量はコンデンサＣ１，Ｃ２の容量の差に比例する
から、本実施例のように電極４１．４２．４３を配設す
ると、電極４１．４２．４３が一対のみの場合に比して
２倍の発振周波数変化を得ることができる。

本検出器を車両に取シ付けた場合、車両の振動等によシ
液体３が移動して発振回路６１の発振周波数が短かい周
期で変動するが、一定時間の平均周波数をとるようにす
れば影響は無視できる。

また、ブレーキを作動せしめた時の液体の移動に伴なう
周波数変化を検知して、急停止時にはシートベルトをロ
ックする等、本検出器を加速度検出器として使用するこ
ともできる。

さらに本検出器を車両の幅方向、すなわち垂直に置いた
容器部の底面が車両の幅方向を向くように設置すれば、
カーブ走行時の遠心力による液体の移動により加速度を
検出して運転者に警告を発することができる。

かくの如く、本発明の勾配検出器は環状チューブ内に誘
電性液体を移動可能に封入し、上記チューブの傾斜ある
いは液体自体の慣性による該液体の移動に伴ないチュー
ブを挟持した電極間の静電容量が変化するようにし、上
記電極を接続した発振回路の発振周波数を変化せしめる
ようにしたので、正確な勾配を表示することができ、か
つ加速度を検知して安全機構を作動させることもできる
。

上記実施例では電極を二対としだがもちろん一対でも良
い。

第６図ないし第８図は本発明の第２の実施例を示すもの
で、全方向への傾斜角度を検知できるようにしたもので
ある。

密封容器９はその上下面が凸状湾曲面としである。上記
容器９内には気泡３′を形成するように誘電性液体３が
満たしてあり、容器９を水平にした状態では図示の如く
気泡３′は容器９の湾曲面をなす中央部に集中している
。

容器９の上面にはこれに接して互いに独立の扇形の電極
４４．４５．４６．４７が配設してあり、下面にはこれ
に接して一体の電極４８が配設しである。さらに電極４
Ｂの下面にはこれに接して発振回路６１′（第８図参照
）を形成したプリント板６が配設してアシ、上記電極４
４．４５．４６．４７とプリント板６とは金属製のスタ
ッド５１によシ結合され、電極４８とプリント板６とは
金属製のスタッド５２により結合しである。そして容器
９は電極４４．４５．４６．４７と電極４８との間に挟
着されている。

第８図に発振回路６１を示す。図中６１６ａ、６１６ｂ
、６１６（３，６１６Ｃ１，６１６ｅ、６１６ｆ、６１
６ｇ、６１６ｈはアナログスイッチで、端子Ｇに１１」
レベル信号を与えると端子Ｓ１Ｄ間が導通する。Ｃ４、
Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７はそれぞれ電極４４．４５．４６．４
７と電極４８とで形成されるコンデンサである。

上１己アナログスイッチ６１６ａ〜６］６ｈの端子Ｇに
はスイッチ導通信号、ｍｌ、、ｍ２．０３．０４が入力
しである。上記信号、１２＋’　１−ｄ　４け周期的に
順次ｒｌＪレベルとなるパルスで、各信号Ｏ１−〆４に
よってコンデンサＣ４〜Ｃ７が対となって順次発振回路
６１′に接続され、各コンデンサＣ４〜Ｃ７の＃電容社
に応じた周波数の出力が発振回路６１′より発せられる
。

上記構成を有する検出器において、検出器が水平の場合
には第６図に示すように気泡３′は円形容器９の中心に
あり、誘電性液体３は各電極４４〜４８間に等址づつ存
在する。この時信号０１〜０４で順次選択したコンデン
サ０４〜Ｃ７に対応する発振回路６′の発振周波数を基
準周波数とする。

ビ ーＮ−′ 検出器が傾斜する気泡３′が移動し、各電極４４〜４８
間に位置する液体３の量が変化する。これによシコンデ
ンザ０４〜Ｃ７の静電谷ｊｔｋが灰化して、信号ダ１−
０４で選択されるコンデンサ０４〜Ｃマに対応して発振
回路６０周波数が上記基準周波数より変化する。この時
の周波数の増減およびその変化量により車両の傾斜した
方向および傾斜角度が知れる。もちろん、第１の寅雄側
同様加速度も検知できる。

以上の如く本発明の勾配検出器は車両の傾斜あるいは自
身の慣性により誘電性液体が移動して電極間の静電容量
が灰化し、これによって発振回路の発振周波数が変化す
るようにしたので、正確な傾斜角度および加速度を電気
信号としてとり出すことができ、表示が可能であるとと
もに安全機構等を作動せしめることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はδｌ、１の実施例を示すもので、
第１図は検出器の一部切欠き正面図、第２図は第１図の
ｕ−ｎ線断Ｗｊ図、第３図は発振回路の回路図、第４図
、第５図は誘電性液体の移動状態を示す図で第４図は坂
路を下る場合、第５図は収路を上がる場合、第６図ない
し第８図は第２の実施例を示すもので、第６図は検出部
の正面図、第７図は第６図の■−■線断面図、第８図（
ｄ二発振回路の回路図である。 １・・・検出器ハウジング １１−・検出器谷器部 １２・・・検出器蓋 ２・・・チューブ（密封容器） ３・・・誘電性液体 ３′・・・微泡 ４１．４２．４５．４４．４５．４６．４７．４Ｂ・・
・電極６１．６］、・・・発振回路 ９・・・密封容器 Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７・・・電極で形成
されるコンデンサ 第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気絶縁性の密封容器内にはその容量よシも小量
   の誘電性液体を満たして容器の傾斜によシ液体を移動可
   能となし、上記容器の外周部には該容器をはさむように
   して少くとも一対の電極を設け、該電極を上記液体の移
   動による電極間の静電容量の変化に伴なって発振周波数
   が変化する発振回路に接続せしめた勾配検出器。
2. （２）上記容器を環状に形成し、容器の外周部には容器
   内の液面位置に相対向する電極を設けた特許請求の範囲
   第１項記載の勾配検出器。
3. （３）上記容器の少くとも上面を曲面に形成して容器内
   の誘電性液体中の気泡が上記曲面の頂部に集中するよう
   になし、容器の外周部には上記気泡の周囲に相対向する
   電極を設けた特許請求の範囲第１項記載の勾配検出器。