JP2015219231A

JP2015219231A - 振り子式水平・鉛直器及びスイッチ・センサー

Info

Publication number: JP2015219231A
Application number: JP2014114381A
Authority: JP
Inventors: 賢三田中; Kenzo Tanaka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2015-12-07

Abstract

【課題】羅針盤が北を指すように「重力（鉛直）方向に振り子が指す」原理により、重力軸に指針を設け、指針により感知する仕組みで、精度の高い振り子式水平・鉛直器及びスイッチ・センサーを提供する。【解決手段】重力方向を示す指針３の軸の一端に回転軸球１を設け、回転軸球１を軸受け板５の中央に設け回転軸とし、下部に錘２を設け、重力方向を示す指針３が底板６の中心点若しくは天板４の中心点を示すように設けた「重力（鉛直）方向に振り子が指す」の原理で感知することを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は、重力方向を示す指針の軸の一端に回転軸球を設け、その回転軸球の下部に錘を設け、指針が重力方向を示す振り子の原理を利用した振り子式水平・鉛直器及びスイッチ・センサーに関するものである。

従来、水平・鉛直器は気泡を利用する方法が主流であった。

これは、次のような欠点があった。
従来、水平・鉛直器は気泡による方法が主流であり、気泡そのものが大きいため精度は低かった。また、電気的に計測する水平器も開発されているが「液面が水平となる水準器の原理」を利用したもので、これも精度は高くない。
本発明は、以上のような精度の欠点をなくすためになされたものである。

課題を解決しようとする手段

重力方向を示す指針（３）の軸の一端に回転軸球（１）を設け、回転軸球（１）を軸受け板（５）の中央に設け回転軸とし、下部に錘（２）を設け、重力方向を示す指針（３）が底板（６）の中心点若しくは天板（４）の中心点を示すように設ける。また、それらを側板（７）及び天板（４）・底板（６）により覆い密閉状態とし、内部空間（８）は可能であれば、真空又は絶縁体の液体で満たすようにすることが望ましい。
本発明は、以上の構成よりなる振り子式水平・鉛直器であり、振り子式水平・鉛直器の原理を用いて、水平・鉛直か否かにより電気回路（９）が指針（３）の先端と底板（６）の中心点の導体若しくは天板（４）の中心点の導体が近づくことで電気抵抗が最少となることを感知する仕組みを利用し、底板（６）若しくは天板（４）を絶縁体とし、中心点のみ導体とすることにより軸受け板（５）と中心点を絶縁し、指針（３）が底板（６）の中心点の導体若しくは天板（４）の中心点の導体を示すことにより電気的に回路がオン・オフする仕組み（スイッチ）と振り子式水平・鉛直器の原理を用いて、電気回路（１１）が軸受け板（５）に絶縁体（１２）を設け、ドーム型指針感知板（１０）と軸受け板（５）を絶縁し、ドーム型指針感知板（１０）上の画素点で、上記振り子式水平・鉛直スイッチと同様な原理で電気抵抗が最少となることを感知する仕組みを利用し、方向及び傾斜角度を電気的に検知する仕組み（センサー）である。なお、この仕組みは上記絶縁体の範囲を限定するものではない。

発明の効果

羅針盤が北を指すように「重力（鉛直）方向に振り子が指す」原理により、重力軸に指針を設け、指針により感知する仕組みであるため、その先端は鋭利であり、気泡に比べ精度は飛躍的に高くなる。
以上のように本発明によれば、振り子式水平・鉛直器の原理を用いて、水平・鉛直か否かで電気回路がオン・オフする仕組み（スイッチ）は簡単で且つ中心点が見えにくい状態で、簡単に中心点が検出することができ、精度も高い。また、振り子式水平・鉛直器の原理を用いて、方向及び傾斜角度を電気的に検知する仕組み（センサー）ついても、簡単で精度も高く、方向及び傾斜角度の情報を提供することができる。
また、本発明よれば、物体に装着することによりその状態（方向及び傾斜角度）が把握でき、安全装置や制御装置・調整装置・観測装置等にも応用できる。
また、本発明よれば、地中深くに埋設することによりその場所の地盤等の状態（方向及び傾斜角度）が観測でき、地震予測にも応用可能となり得る。

本発明（振り子式水平・鉛直器）の指針が下向きの場合の斜視図である。本発明（振り子式水平・鉛直器）の指針が上向きの場合の斜視図である。本発明（振り子式水平・鉛直器）の平面図である。本発明（振り子式水平・鉛直器）の指針が下向きの場合の断面図である。本発明（振り子式水平・鉛直器）の指針が上向きの場合の断面図である。本発明（振り子式水平・鉛直スイッチ）の指針が下向きの場合の断面図である。本発明（振り子式水平・鉛直スイッチ）の指針が上向きの場合の断面図である。本発明（振り子式水平・鉛直センサー）の指針が下向きの場合の断面図である。本発明（振り子式水平・鉛直センサー）の指針が上向きの場合の断面図である。本発明（振り子式水平・鉛直器）の回転軸球を設けず軸受け板に直結する場合の指針が下向きの斜視図である。本発明（振り子式水平・鉛直器）の回転軸球を設けず天板に直結する場合の指針が下向きの斜視図である。本発明（振り子式水平・鉛直センサー）の平面図である。本発明（振り子式水平・鉛直センサー）のドーム型指針感知板の拡大斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。
重力方向を示す指針（３）の軸の一端に回転軸球（１）を設け、回転軸球（１）を軸受け板（５）の中央に設け回転軸とし、下部に錘（２）を設け、重力方向を示す指針（３）が底板（６）の中心点若しくは天板（４）の中心点を示すように設ける。また、それらを側板（７）及び天板（４）・底板（６）により覆い密閉状態とし、内部空間（８）は可能であれば、真空又は絶縁体の液体で満たすようにすることが望ましい。
本発明は、以上の構成よりなる振り子式水平・鉛直器であり、振り子式水平・鉛直器の原理を用いて、水平・鉛直か否かにより電気回路（９）が指針（３）の先端と底板（６）の中心点の導体若しくは天板（４）の中心点の導体が近づくことで電気抵抗が最少となることを感知する仕組みを利用し、底板（６）若しくは天板（４）を絶縁体とし、中心点のみ導体とすることにより軸受け板（５）と中心点を絶縁し、指針（３）が底板（６）の中心点の導体若しくは天板（４）の中心点の導体を示すことにより電気的に回路がオン・オフする仕組み（スイッチ）と振り子式水平・鉛直器の原理を用いて、電気回路（１１）が軸受け板（５）に絶縁体（１２）を設け、ドーム型指針感知板（１０）と軸受け板（５）を絶縁し、ドーム型指針感知板（１０）上の画素点で、上記振り子式水平・鉛直スイッチと同様な原理で電気抵抗が最少となることを感知する仕組みを利用し、方向及び傾斜角度を電気的に検知する仕組み（センサー）である。なお、この仕組みは上記絶縁体の範囲を限定するものではない。また、回転軸球を設けず軸受け板に線や糸状の導体で直結する場合（図１０）や回転軸球を設けず天板に線や糸状の導体で直結する場合（図１１）についても、本発明に含まれるものである。
本発明は、以上の構成よりなる振り子式水平・鉛直器及びスイッチ・センサーであり、物体に装着することによりその状態（方向及び傾斜角度）が把握でき、安全装置や制御装置・調整装置・観測装置等にも応用でき、地中深くに埋設することによりその場所の地盤等の状態（方向及び傾斜角度）が観測でき、地震予測にも応用可能となり得る。
本発明は、以上のように物体の水平・鉛直を正確に把握するためになされたものである。

１回転軸球
２錘
３指針
４天板
５軸受け板
６底板：水平面を計測する。
７側板：鉛直面を計測する。
８内部空間：真空又は絶縁体の液体
９電気回路：中心点・画素点で電気抵抗が最少となることを感知する仕組み。
１０電気回路：画素点で電気抵抗が最少となることを感知する仕組み。
１１ドーム型指針感知板（方位・方向角感知）
１２絶縁体

Claims

重力方向を示す指針（３）の軸の一端に回転軸球（１）を設け、回転軸球（１）を軸受け板（５）の中央に設け回転軸とし、下部に錘（２）を設け、重力方向を示す指針（３）が底板（６）の中心点若しくは天板（４）の中心点を示すように設けた振り子式水平・鉛直器。
振り子式水平・鉛直器の原理を用いて、水平・鉛直か否かにより電気回路（９）が指針（３）の先端と底板（６）の中心点の導体若しくは天板（４）の中心点の導体が近づくことで電気抵抗が最少となることを感知する仕組みを利用し、底板（６）若しくは天板（４）を絶縁体とし、中心点のみ導体とすることにより軸受け板（５）と中心点を絶縁し、指針（３）が底板（６）の中心点の導体若しくは天板（４）の中心点の導体を示すことにより電気的に回路がオン・オフする仕組みの振り子式水平・鉛直スイッチ。
振り子式水平・鉛直器の原理を用いて、電気回路（１１）が軸受け板（５）に絶縁体（１２）を設け、ドーム型指針感知板（１０）と軸受け板（５）を絶縁し、ドーム型指針感知板（１０）上の画素点で、上記振り子式水平・鉛直スイッチと同様な原理で電気抵抗が最少となることを感知する仕組みを利用し、方向及び傾斜角度を電気的に検知する仕組みの振り子式水平・鉛直センサー。