JP2000352513A - 振り子式水平器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は垂直な壁面上あるいは平面上等にお
ける水平レベルあるいは鉛直レベルの設定および測定
を、正確且つ簡便に行うための水平器ならびに鉛直器の
提供を課題とする。 【解決手段】 本発明は振り子状に左右に自由回転でき
る円板状もしくは多角形状もしくはその他の形状物を用
いて振り子運動を行い、静止する位置から鉛直方向を設
定し、次いでこれと直角の水平方向を設定するものであ
る。この原理を応用して鉛直レベルならびに水平レベル
の設定を速やかに行うために、鉛直方向を設定するため
の振り子を有する鉛直板と、これと直角に交差する水平
板とを組み合わせて用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は垂直な壁面上ある
いは平面上等において水平レベルや鉛直レベルなどを設
定あるいは測定するための水平器および鉛直器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】 建設業や機械産業をはじめ各産業界に
おいては、各種構造物の壁面上に計測器類や製品などを
取り付ける場合が多々ある。又、オフィスや一般家庭な
どにおいても壁面上にリモコンパネルや絵画などを取り
付けることがある。一方、建物を建てたり機械を据え付
けたりする場合には、平面上において水平出しがしばし
ば行われる。このようなところでは美観を維持したり、
機能を保つために水平レベルや鉛直レベルの正確な設定
や測定が必要となる。又、設定作業を行う時にはその効
率化が求められる。

【０００３】 従来、壁面上あるいは平面上での水平レ
ベルや鉛直レベルの設定あるいは測定は、特別の場合を
除いて一般に気泡式の水平器を用いて行われている。こ
の気泡式の水平器は透明な短いカプセル管の内部にエー
テルやアルコールなどの液体を充填し、そこに気泡を一
つ作り、水平にするとこの気泡がカプセル管の中央部に
来る性質を利用して、水平レベルや鉛直レベルを設定し
たり測定するものである。このほかに目測や、計測によ
っても水平レベルや鉛直レベルの設定あるいは測定が日
常行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】 垂直な壁面上や平面
上で水平レベルあるいは鉛直レベルを設定したり測定す
るには、一般的な方法として前記のごとく気泡式の水平
器を用いる方法や、目測あるいは計測などの方法があ
る。このうち気泡式の水平器を用いる方法は、器具自体
の操作は簡単であるが、気泡が動きやすくて正確な水平
レベルあるいは鉛直レベルを出しにくい。又、気泡の位
置を示す印はあっても角度を測る目盛りがないので水平
や鉛直でない物についてはどの位の偏りであるかが分か
らない。 本器具はどちらかといえば既に取り付けられ
ている製品の水平度あるいは鉛直度を定性的に調べる程
度のものであり、水平レベルや鉛直レベルを定量的に設
定したり測定することは困難である。

【０００５】 一方、目測によって水平レベルを設定す
る方法は個人差が出たり、又、作業時の周囲の状況など
によって誤差が生じたりする。したがって正確で安定な
設定を行うには熟練が必要である。他方、計測による方
法は一般に作業が面倒であり、特に計測する時の基盤と
する基準面（線）が取りにくかったり、あるいは基準面
（線）自体が傾いていたりする時などはかなりの神経を
必要とする。時には寸法を間違えて曲がって取り付ける
ことも皆無ではない。

【０００６】 このような状況に鑑みて本発明は壁面上
や平面上における水平レベルあるいは鉛直レベルの設定
および測定を、正確且つ簡便に行うための水平器ならび
に鉛直器を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 本発明は振り子状に左
右に自由回転できる円板状もしくは多角形状もしくはそ
の他の形状物を用いて振り子運動を行い、静止する位置
から鉛直方向を設定し、次いでこれと直角の水平方向を
設定するものである。周知のように単純な機構の単振り
子を振れば単振動を行った後支えられている支点を通る
鉛直線上の力の釣り合いの位置、即ち単振動の原点で静
止する。この状態においては振り子の重りは鉛直方向を
向く。この時の周期は振り子の長さの平方根に比例す
る。換言すれば振り子の長さを短くすれば周期は小さく
なり早く静止するということになる。この原理を応用し
て鉛直レベルや水平レベルの設定あるいは測定を速やか
に行うために、本発明では鉛直方向を設定するための鉛
直板と、これと直角に交差する水平板とを組み合わせて
用いる。

【０００８】 本発明で用いる鉛直板の原型は、表面又
は表面と裏面の両方が透明な直方体を基本の形状とする
中空容器であり、この内部に円板状もしくは多角形状も
しくはその他の形状からなる鉛直指示板が振り子状に左
右に自由回転できるように設けられた構造となってい
る。容器の基本的な形状を直方体とするのは、水平や鉛
直あるいは直角などが最も出しやすいことと、他の形状
よりも取り扱いやすいためである。しかし、上部又は周
囲の一部には他の部材との取り合い等によって曲線にな
る場合がある。

【０００９】 この容器は必ずしも完全な密閉状態にす
る必要はないが、異物や風雨などの侵入あるいは他の物
との接触などによって鉛直指示板の自由回転が妨げられ
ることがないようにする。鉛直板の表面又は表面と裏面
の中央には鉛直方向に合わせるための中心線が縦方向に
刻まれており、又、左右両側面はこの中心線と正確に平
行になっている。鉛直板内部に設けられる鉛直指示板
は、鉛直板の表裏中心線を結ぶ位置にある吊りピンによ
って吊り下げられている。この周囲の一部には重りがつ
けられて振り子回転ができるような形状になっている
が、原則として自らの中心線に対して対称となっており
左右の重さがバランスしている。そしてこの表面と裏面
の中央には鉛直方向を示す鉛直線が縦方向に刻まれてい
る。

【００１０】 以上のような構成からなる鉛直板を水平
面に直角になるように起こしていくと内部の鉛直指示板
の中央に刻まれた鉛直線は重力によって鉛直方向を向
く。この鉛直線に鉛直板の中心線を重ね合わせれば鉛直
板ならびにその左右両側面は鉛直線と平行となり鉛直方
向を向くことになる。これによって鉛直レベルが設定で
きる。ここで直方体形状の水平板を鉛直板と直角に固定
すれば、この水平板は正しく水平方向を向くようにな
る。これによって水平レベルが設定できることになる。

【００１１】 以上が本発明において水平レベルならび
に鉛直レベルを設定するための手段であるが、本発明で
はこの外にもいろいろの使い方ができる。例えば鉛直板
の縦方向の側面に溝を設け、鉛直板を鉛直にした時これ
と直角の水平板と平行となるような平行板をこの溝に嵌
め込んで上下にスライドできるようにしておけば、複数
の水平線を容易に描いたり水平レベルの修正を速やかに
行うことが可能となる。

【００１２】 又、鉛直板の他方の側面に鉛直台を設
け、鉛直板と水平板を直角にした時、この鉛直台の上面
とその下方にある水平板の一側面に接する平面が鉛直板
の中心線と平行になるようにしておけば、この面を壁に
当てることによって壁の鉛直方向に対する傾きを知るこ
とができる。なおこの場合、鉛直指示板の先端部に角度
目盛りを設けておくようにする。一方、水平板上に長さ
の目盛りならびに鉛直板とのなす角度を目盛っておけば
物差しと分度器の役割を合わせ持つことができる。

【００１３】 本発明における鉛直板の原型は中空容器
の内部に振り子状に自由回転できる鉛直指示板を設けた
ものであるが、この形式のままで器具を大型化すると鉛
直指示板も大きくしなければならなくなり、取り扱いが
不便になるとともに製造コストが高くなる。そこで器具
を大型にする場合には前記の鉛直板と同じような中空容
器の内部に鉛直指示板を設けた標準タイプの鉛直板ユニ
ットを別に作り、これを細長い直方体の適当な位置に嵌
め込んだ鉛直板を作製するようにする。そしてこれを新
しい鉛直板として前記の鉛直板と同じように使用すれば
鉛直指示板を特に大きくせずに器具の大型化を図ること
ができる。

【００１４】 本発明における鉛直板の材質としては、
適度な強度を持つ樹脂や金属あるいは木材や竹などを用
いることができる。表面には透明な樹脂やガラスなどを
用いることができるが特に樹脂が好適である。表面と同
じように裏面にも透明な樹脂等を用いれば表裏両面が使
用でき、右向き、左向きの両サイドが利用できて便利に
なる。これに対して裏面やその周囲に丈夫でクリープの
少ない金属等を用いれば高い精度を長期間にわたって維
持することが可能となる。

【００１５】 本発明における鉛直指示板は、円板状も
しくは多角形状もしくはその他の形状の振り子である。
本発明者は細長い板状あるいは棒状の振り子を用いた水
平器を別に提案しているが、これに比べて円板状もしく
は多角形状の振り子は振り子の長さを短くすることがで
きるので静止時間が短くなり操作がやりやすくなるとと
もに指示板が見やすくなるメリットがある。一方、その
他の形状というのは細長い板状あるいは棒状物を除いた
振り子の長さの短い形状物で、人形とか動物あるいはこ
れらと類似の形状をした振り子が含まれる。これらは測
定作業をより楽しくしようとするような場合に用いる。

【００１６】 鉛直指示板の材質としては携帯時の振動
などによって変形しない程度の強度を持った樹脂や金属
などを用いることができる。但し、樹脂を用いる場合に
は静電気の影響によって正確に鉛直方向を示さないおそ
れがあるので静電気対策が必要である。又、金属の場合
には磁場で使用しても影響を受けないように非磁性体と
した方がよい。一方、鉛直板を垂直に立てた時鉛直指示
板が鉛直板の周囲に接触しないようにするために鉛直板
を適度に厚くするか、あるいは鉛直指示板を吊す支点の
ところにスペーサー等を挟むなどの対策が望まれる。

【００１７】 水平板は前記のごとく直方体を基本の形
状とする構造であり、鉛直板と同様の材料で作製するこ
とができる。使用する時は鉛直板と直角にするが、この
水平板の一端と鉛直板の下端とを回転軸で連結し、折り
たためるようにすればコンパクトにすることができ携帯
に便利になる。さらに樹脂あるいは薄い金属等を用いて
水平板を袋状に作り、鉛直板を回転させてこの内部に収
納できるようにすれば、軽量、コンパクトであるととも
に美観がよくなる。これらの場合には水平板側に、鉛直
板を直角状態に固定できるストッパーと、鉛直板を収納
しておくための繋止装置等を設けておく。又、鉛直板あ
るいは水平板の中にマグネットを埋め込んでおけば鉄板
上での作業がやりやすくなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】 本発明の振り子式水平器は前記
のごとく鉛直板と水平板が直角になって使用され、鉛直
レベル、水平レベルあるいはこれらからの偏りなどを簡
単に検出するので、各産業界や一般家庭などで広く使用
することができる。用途に応じて形状的には小型から大
型まで、精度的には汎用的なものから高精度のものまで
任意に作製することができる。小型であれば狭い場所や
複雑な場所でも使用することができ、又、軽量でコンパ
クトなものは建設工事や電気工事などを行う場合に胸の
ポケットに入れて手軽に携帯し、随時取り出して水平レ
ベルや鉛直レベルを簡単に設定あるいは測定することが
できるようになる。又、機械を据え付けるための水平出
しや鉛直出しにも使用することができる。一方、大型化
すれば現場での大型製品の水平取り付け作業や、レンガ
やタイルあるいは多くのパネルなどの水平で平行な取り
付け作業に使える。

【００１９】

【実施例】 次に実施例にもとずき本発明の振り子式水
平器を図面を参照して具体的に説明する。

【００２０】 （実施例１）図１は本発明の代表例であ
る請求項３に係わる振り子式水平器について、その構造
を示した概略説明図である。図１において鉛直板１は表
面と裏面が透明で細長い直方体の形状をした総樹脂製の
中空容器である。大きさは内法でそれぞれ幅が２２ｍ
ｍ、長さが７０ｍｍ、厚さが７ｍｍである。この表面お
よび裏面の中央には縦方向に中心線２がそれぞれ刻まれ
ており、前後左右の鉛直板側線３はこの中心線２に正確
に平行になっている。

【００２１】 鉛直板１内部のほぼ中央には、中心線２
を結ぶ位置に設けられた吊りピン６によってアルミ製で
円板状の鉛直指示板４が吊り下げられている。この鉛直
指示板４は円板の周囲の一部に重りが取り付けられた振
り子であって、大きさは直径が約１８ｍｍ、厚さが０．
５ｍｍである。この表裏両面の中央には鉛直方向を示す
鉛直線５が縦方向に刻まれている。なお、図１で鉛直指
示板４は表面の樹脂の下にあるが、分かりやすくするた
めに実線で示してある。鉛直板１の下部は半円形になっ
ておりその中心に回転軸３０が設けられ、該回転軸３０
を介して水平板２０と連結している。

【００２２】 水平板２０は容易に変形しない強度を有
する厚さ２ｍｍの樹脂板を使って袋状としたもので、互
いに相対する水平板側線２１は正確に平行になってい
る。この底部には鉛直板１が水平板２０と直角になった
時、その状態で固定するためのストッパー９が備えられ
ている。又、鉛直板１と水平板２０にはそれぞれ鉛直板
繋止マグネット１０が取り付けられており、鉛直板１を
折りたたんだ時に水平板２０に繋止できるようにしてあ
る。

【００２３】 いま、鉛直板１を垂直方向に立てると内
部にある鉛直指示板４の鉛直線５は重力によって鉛直方
向を向く。ここで鉛直板１の中心線２を鉛直線５に重ね
合わせれば、鉛直板１は鉛直方向を向くのでこの側線３
を使って鉛直レベルが設定できる。さらに水平板２０を
鉛直板１と直角にすれば直ちに水平レベルが得られる。

【００２４】 一方、この鉛直板１の上部側面に鉛直台
１１を設け、鉛直板１と水平板２０を直角にした時、鉛
直台１１の上面とその下にある水平板２０の縦側面Ｂ２
３に接する平面が鉛直板１の中心線２と平行になるよう
にしてある。こうすることによってこの面を壁に当てた
時、鉛直線５と鉛直板１の中心線２の重なり具合で壁が
鉛直か否かが分かる。もし、鉛直でない場合には鉛直線
５と中心線２はずれるので、そのずれる角度を角度目盛
り１６から読めばどのくらいの偏りであるかが分かる。
同様に鉛直板１と水平板２０を直角にして、それぞれの
側線３および２１を壁に掛かっている製品の直角部分に
当てれば、鉛直線５と中心線２の重なり具合からこの製
品の水平度あるいは鉛直度を角度目盛り１６から読みと
ることができる。請求項１および請求項２の発明につい
ても同様の結果が得られる。

【００２５】 （実施例２）図２は請求項４に係わる概
略説明図である。図に示してある鉛直板１と平行板１２
ならびに水平板２０は何れも樹脂製である。鉛直板１の
側面には鉛直板側線３に沿って縦方向に平行板スライド
用溝１４が設けられている。平行板１２は、鉛直板１と
水平板２０が直角になった時水平板２０と平行になるよ
うにこの溝に嵌め込まれ、平行板支持部１３を動かすこ
とによって上下に平行にスライドできるようになってい
る。何れにも長さ目盛り１５が刻まれているので複数の
水平平行線を任意の幅、長さで容易に描くことができ
る。

【００２６】 図３は鉛直板１と水平板２０のなす角度
を示す説明図で、図のように水平板２０に角度目盛り１
６を刻んでおけば分度器と同じような使い方ができる。
なお、ここには鉛直板１と水平板２０を直角の状態で固
定するための相互嵌合型のストッパー９と、鉛直板１を
水平板２０に収納して繋止するための鉛直板繋止マグネ
ット１０を示してある。このようにすれば直角状態で使
用しやすくなるとともに、折りたたんでコンパクトに収
納することができるので携帯に便利になる。

【００２７】 （実施例３）図４は請求項５に係わる概
略説明図である。ここでは器具の大型化を図る時、鉛直
指示板４の長大化を避けるために標準型の鉛直板ユニッ
ト３１を用いた一例を示してある。鉛直板ユニット３１
は前記の鉛直板１と同様に、表面と裏面が透明な直方体
形状の樹脂製中空容器であり、この内部のほぼ中央に鉛
直指示板４が吊された構造になっている。ここで用いた
鉛直板ユニット３１の大きさは幅が約３０ｍｍ、高さが
４０ｍｍ、厚さが７ｍｍであり、この表裏両面の中央に
は中心線２が縦方向に刻まれている。又、鉛直指示板４
の表裏両面の中央には鉛直線５が縦方向に刻まれてお
り、鉛直板ユニット３１を垂直にすれば鉛直指示板４な
らびにその表面にある鉛直線５は重力によって鉛直方向
を向くようになっている。

【００２８】 この鉛直板ユニット３１を約５倍長い直
方体形状の木材のほぼ中央に設けた穴に、その側線３と
ユニットの中心線２が正しく平行になるように嵌め込
む。これを新しい鉛直板１として前記と同じようにして
使用する。こうすれば鉛直指示板４を特に大きくせずに
器具を大型化することができ、表裏両面を使って右向
き、左向きの両サイドを利用するとともに上下の幅を広
げて作業範囲を大きくすることができるようになる。

【００２９】 なお、本発明は前記の実施例に限定され
るものではなく、通常の知識を有する者にとっては種々
の変更が可能である。例えば前記の鉛直指示板として
は、実施例に止まらず振り子機能を持つ物であればさら
にいろいろの形状物を使用することができる。

【００３０】

【発明の効果】 以上述べたように、本発明は振り子状
の鉛直指示板によって鉛直レベルを速やかに検出、設定
し、さらにこれと直角の水平レベルを即座に設定できる
ようにしたものである。長さ目盛りや角度目盛りを設け
ることができるので、従来の気泡式水平器よりもはるか
に正確で簡単に、しかも定量的に水平レベルならびに鉛
直レベルなどを設定あるいは測定することができるよう
になる。器具は比較的安価に作製することができるの
で、各種の産業界や一般家庭などでの気楽な利用が可能
となる。これによって水平、鉛直、傾斜等の各種取り付
け作業の効率化とエラー低減が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１に係わる振り子式水平器の
概略説明図である。

【図２】 本発明の実施例２に係わる振り子式水平器の
概略説明図である。

【図３】 鉛直板と水平板の角度を表示する説明図であ
る。

【図４】 本発明の実施例３に係わる振り子式水平器の
概略説明図である。

【符号の説明】

１ 鉛直板 ２ 中心線 ３ 鉛直板側線 ４ 鉛直指示板 ５ 鉛直線 ６ 吊りピン ７ 支点 ８ スペーサー ９ ストッパー １０ 鉛直板繋止
マグネット １１ 鉛直台 １２ 平行板 １３ 平行板支持部 １４ 平行板ス
ライド用溝 １５ 長さ目盛り １６ 角度目盛
り １７ マグネット ２０ 水平板 ２１ 水平板側線 ２２ 水平板縦
側面Ａ ２３ 水平板縦側面Ｂ ３０ 回転軸 ３１ 鉛直板ユニット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振り子状に左右に自由回転できる円板状
   もしくは多角形状もしくはその他の形状物からなる鉛直
   指示板を、表面又は表面と裏面が透明な直方体を基本の
   形状とする中空容器の内部に設けた構造の鉛直板と、直
   方体を基本の形状とする水平板を直角に交差させて用い
   ることを特徴とする振り子式水平器。
2. 【請求項２】 鉛直板の下端と水平板の一端を回転軸で
   連結し、回転によって折りたたむことができるようにす
   るとともに、直角の状態で両者を固定できるようにする
   ことを特徴とする請求項１記載の振り子式水平器。
3. 【請求項３】 水平板を袋状とし、その内部に鉛直板を
   収納できるようにすることを特徴とする請求項２記載の
   振り子式水平器。
4. 【請求項４】 鉛直板の縦方向の側面に溝を設け、鉛直
   板と直角状態にある水平板と平行となるような平行板を
   この溝に嵌め込んで上下にスライドできるようにするこ
   とを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかに記
   載の振り子式水平器。
5. 【請求項５】 前記鉛直板が表面又は表面と裏面が透明
   な中空容器の内部に前記鉛直指示板を設けた構造からな
   る鉛直板ユニットを内蔵した直方体形状物であることを
   特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の
   振り子式水平器。