JP2001041744A - 振り子式水平器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は建設現場や木工現場あるいは機械工
場等において、水平出しや、鉛直出しならびに傾斜角度
等の測定を簡便且つ迅速に行うための振り子式水平器に
おいて、特に角度目盛りを正面および上面から読めるよ
うにする、より使い勝手のよい振り子式水平器の提供を
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
るかもしくは全回転できる各種形状の指針を用いて振り
子運動を行わせ、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測定するものである。こ
の原理を応用して水平レベル等の測定を速やかに行いそ
の角度を正面および上面から読めるようにするために、
本発明では正面と上面に角度目盛りを設け、内部に鉛直
指示針又は鉛直指示板を懸架した中空容器を直接かある
いは直方体形状物と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】 本発明は振り子の原理を応
用して、鉛直レベルあるいは水平レベルあるいは傾斜角
度等を簡便且つ迅速に測定できるようにした振り子式水
平器に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、水平レベルあるいは鉛直レベル
を簡便に測定する方法としては、一般に気泡式水準器も
しくはこれを応用した測定器具が広く用いられている。
この気泡式水準器は密閉管の内部に液体を充填し、そこ
に気泡を一つ作り、水平にするとこの気泡が密閉管の中
央部に来る性質を利用して、水平レベルや鉛直レベルあ
るいはこれらからの微少の偏差を測定するものである。
この外にも水平レベルを精密に測定するための振り子を
用いた電子式水準器などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 前記の気泡式水準器
には円形と管形があり、いずれも各国で規格化され現
在、水準器（水平器）といえば気泡式を指すくらいに広
く用いられている。しかし、この水準器は物理的、機械
的に不安定な気泡を用いているためにいろいろの技術的
課題を抱えている。例えば測定の際、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目盛りはあるが角度を示す目盛りが
ないので、角度を計算で算出しなければならず面倒であ
る。さらに気泡は温度によって容量が変化しやすく誤差
が生じやすい。

【０００４】 本水準器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
的に測定したり設定することは困難である。従って現場
での合わせ作業には便利であるが、オフラインでの設計
などには適していない。そのために電気的あるいは光学
的に種々の改良が試みられている。例えば特開平６−４
２９６８号、特開平８−２８５５８４号などはその一例
である。

【０００５】 一方、前記の振り子を用いた電子式ある
いは電気式の水準器は、主に振り子の振動によってイン
ダクタンスあるいは磁界を変化させて、それらトランス
ジューサーの信号を電気的に処理しメータにて読みとる
ものである。本装置は精密測定用に開発されたものであ
って、概して構造は複雑である。

【０００６】 このような状況に鑑みて本発明者は気泡
式とは異なる振り子の原理を応用して、水平レベルや鉛
直レベル等を簡便且つ迅速に測定する新しいタイプの振
り子式水平器を各種考案した。特願平１１−１９７９１
７号はその一つであって、汎用の気泡式水準器と同様に
水平出しや鉛直出しを簡便に行うことを主な目的とする
振り子式水平器である。

【０００７】 この特願平１１−１９７９１７号記載の
振り子式水平器は、鉛直方向を指示する振り子状の鉛直
指示針又は鉛直指示板を中空容器の内部に懸架した構造
の鉛直板を、直方体形状の水平板に組み込んで用いるも
のである。同じように鉛直指示針又は鉛直指示板を直方
体形状の中空容器の内部に懸架したより簡単な構造の振
り子式水平器も提案している。

【０００８】 これらはいずれも中空容器の表面（正
面）又は表面（正面）と裏面に角度目盛りを設けて、正
面又は正面と裏面から水平レベル等が測定できるように
なっている。そのために、本振り子式水平器を低所にお
いた場合に角度目盛りが読みずらくなるという問題が生
じた。本発明はこの問題点を解決するために、少なくと
も正面と上面から角度目盛りが読めるようにするもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 本発明は鉛直方向を指
示する鉛直指示針又は鉛直指示板を内部に設けた中空容
器と直方体形状の水平板とを組み合わせた振り子式水平
器か、あるいは直方体形状の中空容器の内部に鉛直指示
針又は鉛直指示板を設けた振り子式水平器において、少
なくとも中空容器の正面と上面に角度目盛りを設け、こ
れらの角度目盛りを同一の指針である鉛直指示針又は鉛
直指示板によって、同時に読みとることができるように
するものである。これによって角度目盛りを正面および
上面から簡単に読みとることができてより便利になる。

【００１０】 本発明で用いる中空容器は少なくとも正
面（表面）ならびに上面（側面）が透明であって、形状
としては円筒状もしくは直方体形状が適している。該中
空容器の正面又は正面と裏面には、該中空容器が円筒状
の場合には中心点を通る位置に、又直方体形状の場合に
は直方体の中央部にその側線と平行かもしくは直角にな
るように中心線が設けられている。そして正面又は正面
と裏面ならびに上面には水平レベルあるいは鉛直レベル
からの偏差を測定するための角度目盛りが設けられてい
る。又必要に応じて周囲にマグネットを装着して、被測
定面への載着を容易にしたり、あるいは本振り子式水平
器を二個直角に連結して二次元の水平面が直接測定でき
るようにする。

【００１１】 一方、該中空容器の内部には、中央に縦
方向の鉛直線を有する鉛直指示針又は鉛直指示板が振り
子状に左右に自由回転できるかもしくは全回転でき、且
つ静止した時に該鉛直線が前記中心線と重なり合うこと
ができるように懸架されている。これらの鉛直指示針又
は鉛直指示板は前記中空容器の正面下部と上面にある角
度目盛りを同時に読みとることができるような十分な長
さが必要である。従って本発明における指針としては適
度な長さを持ち、しかも振り子運動が行えるように支点
よりも下部が重くなっている指針、例えば細長い板状も
しくは棒状の鉛直指示針や、円板状もしくは多角形状あ
るいはこれらと前記鉛直指示針との複合体からなる形状
物などが目的に応じて適用される。

【００１２】 ここで中空容器の上面というのは測定時
の位置を意味している。測定面である底面や側面の傾き
は被測定面の角度に応じて変化し、それにともなって中
空容器の傾きが変化し、その上面となる側面の位置も変
化する。従って中空容器が円筒状の場合には半円周に近
い側面が上面となり得る。

【００１３】 本発明における中空容器の材質としては
適度な強度を持つ樹脂や金属あるいは木材などを用いる
ことができる。これらの中では特に樹脂が好適である。
一方、鉛直指示針又は鉛直指示板の材質としては携帯時
や作業時の振動などによって変形しないような強度を持
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な鉛直方向
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ほうがよい。他方、鉛直指示針又
は鉛直指示板が前後にぶれて容器の周囲に接触しないよ
うにするために、これらを懸架する支点付近にカラー等
を挟むかあるいは一体化するなどの対策が望まれる。

【００１４】

【発明の実施の形態】 本発明の振り子式水平器は汎用
の気泡式水準器と同様に、建設現場や木工現場あるいは
機械工場等において水平出しや鉛直出しなどに使用する
ことを主な目的とする。本振り子式水平器の底面（測定
面）を被測定面に当てれば、鉛直指示針又は鉛直指示板
は振り子運動を行った後、鉛直方向を向いて静止する。
この時、中央に設けられた鉛直線は鉛直になるので、前
記中空容器の中央にある中心線がこの鉛直線に重なれば
該中心線も鉛直であり、これと直角の底辺は水平という
ことになる。この底辺によって水平レベルが測定でき
る。もし、該鉛直線と該中心線が重ならない場合にはそ
のずれを角度目盛りから読みとることによって水平面か
らどの位偏っているかが定量的に分かる。同様に側面
（測定面）を使用すれば鉛直方向からの偏差が測定でき
る。

【００１５】

【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。

【００１６】 （実施例１）図１は本発明の一実施例で
あるＡ型振り子式水平器１の構造を示す概略説明図であ
る。図１において、中空容器５は透明な樹脂製の円筒状
形状物であって、この正面と裏面の中心には中心線６が
縦方向に設けられており、又正面の円周ならびに上面
（側面）には角度目盛り１２および１３がそれぞれ設け
られている。

【００１７】 中空容器５の中心には正面下部ならびに
上面（側面）の角度目盛り１２および１３を指示できる
十分な長さを持ったアルミ製の鉛直指示針７が、円周方
向に全回転できるように吊りピン１０によって前後のぶ
れを防止するカラー１１を挟んで懸架されている。その
中央には鉛直方向を指示する鉛直線９が縦方向に刻まれ
ている。鉛直指示針７の上端は上面角度目盛り１３を読
みやすくするために直角に曲げられている。

【００１８】 このような鉛直指示針７を内部に設けた
中空容器５の一側面を、図１に示すように幅および高さ
を同じくする細長い直方体形状の木製の水平板１４に、
正面および裏面の中心線６を含む平面が該水平板１４の
底面（測定面）と垂直になり、且つ中空容器５の全側面
が水平板１４の全側面よりも高くならないようにして固
定する。このようにすれば底面（測定面）１５が水平に
なれば鉛直線９と中心線６はともに鉛直となって重なり
合うようになる。なお、底面（測定面）１５には常法に
従って被測定面に載着しやすいようにマグネット１８が
装着されている。

【００１９】 以上のように構成されたＡ型振り子式水
平器１の底面（測定面）１５を被測定面上に載置すれ
ば、中心線６と鉛直線９の交差する角度によって当該被
測定面の傾斜度合いを知ることができる。即ち鉛直線９
は振り子の原理によって常に鉛直方向を向くので、中心
線６との角度が０になって重なり合えば中心線６も鉛直
であり、これと直角の底辺は水平ということになる。も
しも重ならない場合にはそのずれを正面角度目盛り１２
あるいは上面角度目盛り１３から読みとれば、水平面か
らどの位偏っているかが定量的に分かる。同様に側面
（測定面）１６を使えば鉛直方向からの偏差が読みとれ
る。

【００２０】 （実施例２）図２は本発明の他の実施例
を示すＢ型振り子式水平器２の概略断面図である。図２
では針状と板状の組み合わせからなるアルミ製の鉛直指
示板８が、透明な円筒状樹脂製の中空容器５の中心に、
円周を全回転できるように吊りピン１０によってカラー
１１を挟んで懸架されている。中空容器５の正面および
上面には実施例１と同様に角度目盛り（図示せず）が設
けられている。

【００２１】 鉛直指示板８を内部に設けた中空容器５
の左右両側面は幅および高さを同じくする細長い直方体
形状の木製の水平板１４によって固定されている。ここ
で、中空容器５の正面中央にある中心線６は水平板１４
の側線１７と平行かもしくは直角になっており、又中空
容器５の全側面は、水平板１４のそれよりも高くならな
いようになっている。このように構成された振り子式水
平器は、中空容器５の両端に測定用の水平板を長く設け
ることができるので、大きな製品の水平レベルを測定す
るのに適している。

【００２２】 （実施例３）図３は本発明の簡単な構造
の実施例を示すＣ型振り子式水平器３の斜視図である。
図３において中空容器５は透明な直方体形状の樹脂であ
って、この正面と裏面の中央には中心線６が縦方向に刻
まれている。又、正面下部と上面には角度目盛り１２お
よび１３が設けられている。一方、正面および裏面の中
心線６を含む平面上の中空容器５の内部中央上方には、
アルミ製で針状の鉛直指示針７が振り子状に左右に自由
回転できるように吊りピン１０によってカラー１１を挟
んで懸架されている。又底面１５および側面１６ならび
に裏面にはそれぞれマグネット１８が装着されており、
磁性を持った被測定面への載着を容易にするとともに、
本振り子式水平器二個を直角に連結して二次元の水平面
が直接測定できるようにしてある。

【００２３】 本Ｃ型振り子式水平器３は振り子の振幅
が小さく従って角度目盛りが小範囲になるが、支点から
下の鉛直線を長くとれるので比較的精度を高くすること
ができる。又二個直角に連結すれば水平面が直接測定で
きる。構造は簡単であり安価に作製することができるの
で、水平レベルあるいは鉛直レベルもしくはそれらから
の微少の偏差を簡便に測定するのに適している。

【００２４】 （実施例４）図４は本発明の簡単な構造
の他の実施例を示すＤ型振り子式水平器４の斜視図であ
る。図４では多角形状に近いアルミ製の鉛直指示針７が
直方体形状の樹脂製中空容器５の中心に吊りピン１０に
よってカラー１１を挟んで懸架されている。該鉛直指示
針７は円周方向に全回転できるようになっており、正面
および裏面に設けられた円形の角度目盛り１２によって
広範囲の角度が測定できるようになっている。振り子部
分の長さが短いので精度は若干劣るが、振り子の周期が
短くなるので大よその角度なら簡便且つ迅速に測定でき
るようになる。

【００２５】 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。例えば鉛直指示針又は鉛直指示板
としては実施例の形状以外にも、振り子の機能を有する
形状物であればさらに各種の形状物が使用できる。 こ
れら鉛直指示針又は鉛直指示板を懸架する方法において
も吊りピンで懸架する以外にベアリングを使用したり、
オイル式にすることもできる。

【００２６】

【発明の効果】 以上述べたように本発明は振り子運動
を行う鉛直指示針又は鉛直指示板等の指針によって鉛直
レベルを速やかに検出し、これと直角の水平レベルを即
座に測定できるようにしたものである。角度目盛りを少
なくとも正面と上面に設けてあるので、従来の汎用気泡
式水準器よりもはるかに簡便で定量的に、正面および上
面から水平レベルや鉛直レベルあるいは傾斜角度等を測
定することができる。これによって、水平、鉛直、傾斜
など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Ａ型振り子式水平
器の概略説明図である。

【図２】 本発明の実施例２に係わるＢ型振り子式水平
器の概略断面図である。

【図３】 本発明の実施例３に係わるＣ型振り子式水平
器の斜視図である。

【図４】 本発明の実施例４に係わるＤ型振り子式水平
器の斜視図である。

【符号の説明】

１ Ａ型振り子式水平器 ２ Ｂ型振
り子式水平器 ３ Ｃ型振り子式水平器 ４ Ｄ型振
り子式水平器 ５ 中空容器 ６ 中心線 ７ 鉛直指示針 ８ 鉛直指
示板 ９ 鉛直線 １０ 吊りピ
ン １１ カラー １２ 正面
角度目盛り １３ 上面角度目盛り １４ 水平
板 １５ 底面（測定面） １６ 側面
（測定面） １７ 側線 １８ マグ
ネット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直方向を指示する鉛直指示針又は鉛直
   指示板を内部に設けた中空容器と直方体形状の水平板と
   を組み合わせた振り子式水平器か、あるいは直方体形状
   の中空容器の内部に鉛直指示針又は鉛直指示板を設けた
   振り子式水平器において、少なくとも中空容器の正面な
   らびに上面に角度目盛りを設け、これらの角度目盛りを
   同一の指針である鉛直指示針又は鉛直指示板によって読
   みとることができるようにすることを特徴とする振り子
   式水平器。
2. 【請求項２】 前記鉛直指示針が細長い板状もしくは棒
   状の形状物であり、又、前記鉛直指示板が円板状もしく
   は多角形状もしくはこれらと前記鉛直指示針との複合物
   であることを特徴とする振り子式水平器。