JP2019120697A - 勾配測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定操作が簡便であり、操作者によって測定結果が異なることがない勾配測定装置を提供する。【解決手段】勾配測定装置１００は、長尺体５０の勾配を測定可能なものであり、伸縮ポール１０と、湾曲部２０と、吊り上げ部材３０と、位置決め機構４０と、を備えている。なお、伸縮ポール１０と湾曲部２０とは、吊り上げ部材３０を介して位置決め機構４０を支持し、位置決め機構４０を所定の測定箇所に移動させることに使用可能な支持部として機能する。位置決め機構４０は、吊り上げ部材３０に対して所定方向に回動可能に取り付けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、各種配管など長尺体の勾配を測定可能な勾配測定装置に関するものである。

従来、天井における配管など、高所に施工された配管の勾配が適正な値になっているかどうかの確認は、高所作業車または脚立などで高所まで昇り、気泡管水平器またはデジタル勾配計などで測定を行っていた。このような作業では時間がかかるので、最近では、より簡単に測定できる勾配測定装置が提案されている。

例えば、上述の勾配測定装置の例としては、下記特許文献１に開示されているものがある。なお、この特許文献１には、配管の勾配を測定する配管勾配測定器において、ベース部材、該ベース部材に固定され、被測定用配管に押し当てることにより該ベース部材を該被測定用配管に対し位置決めする位置決め部材および傾斜センサを備え、該ベース部材が前記位置決め部材により被測定用配管に対し位置決めされたときに、該被測定用配管の中心軸と前記傾斜センサの中心軸とが平行となるように該傾斜センサが該ベース部材に固定されたことを特徴とするものが開示されている。

特許第３９９９３６６号公報

しかしながら、上記従来の勾配測定装置では、操作者が配管に勾配測定装置を押し付けることによるランダムな力の加わりがあり、操作者によって測定結果が異なることがあるという問題がある。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、測定操作が簡便であり、操作者によって測定結果が異なることがない勾配測定装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の勾配測定装置は、長尺体の傾斜方向と、計測方向を規定する計測軸と、を位置決めするための位置決め機構が下部に形成された筐体と、前記筐体内に設けられ、少なくとも前記計測軸の加速度を検出する傾斜センサと、前記筐体を上部又は側部において支持して、前記筐体を所定の測定箇所に移動させることに使用可能な支持部と、を備え、前記位置決め機構は、前記長尺体に対する前記筐体の位置を決める位置決め用部材を有しており、前記位置決め用部材は、前記長尺体の上部に接触し、前記位置決め機構の前記長尺体上部の載置に用いる部分を含む∪字状または∨字状の凹部を有しており、前記支持部は、前記位置決め機構が前記長尺体の上部に載置された際、前記長尺体に接触しないように形成された湾曲部を有していることを特徴とする。

上記（１）の構成によれば、測定したい長尺体の上部に容易に載置でき、装置全体を吊り下げることができる。これにより、従来必要であった高所作業車および脚立などを使用することなく、比較的高い場所にある配管などの長尺体の勾配を容易に測定することができる。また、本勾配測定装置を吊り下げることによって、本勾配測定装置の重さ以外の力が長尺体に加わることを防止できる。すなわち、長尺体に操作者が押し付けることによるランダムな力の加わりがないので、誰が操作しても同じ測定結果を得ることが可能となる。なお、本勾配測定装置の重さを考慮した補正を行えば、より正確な勾配を測定することも可能となる。

（２）上記（１）の勾配測定装置においては、前記支持部が、前記湾曲部の一端部と先端部が連結されかつ操作者が把持可能な把持部を有し、前記把持部の少なくとも一部が、前記凹部の中心と前記筐体の中心とを結ぶ線に対して前記湾曲部と反対側に偏在した位置に設けられていることが好ましい。

上記（２）の構成によれば、位置決め機構が前記長尺体の上部に載置された際、筐体が前記計測軸回りに回転しないようにすることができる。特に、位置決め機構の位置と把持部の位置とを調整し、重心バランスの調整をしておくことで、操作者が把持部から手を離しても、本勾配測定装置は長尺体に載置されたままとなる。すなわち、本勾配測定装置がバランスを崩して落下してしまうことを防止することができる。

（３）上記（１）または（２）の勾配測定装置においては、前記長尺体の傾斜角度方向に回動可能に前記筐体に接続されているとともに、前記筐体を吊り上げている吊り上げ部を備え、前記湾曲部の他端部が、前記吊り上げ部に固定されていることが好ましい。

上記（３）の構成によれば、位置決め機構を前記長尺体の勾配に合わせて載置することが容易になる。また、支持部を鉛直方向に垂れ下がるようにすることも可能であるので、重心バランスを調整しておくことで、操作者が把持部から手を離しても、本勾配測定装置は長尺体に載置されたままとなる。すなわち、本勾配測定装置がバランスを崩して落下してしまうことを防止することができる。

（４）上記（１）または（２）の勾配測定装置においては、前記長尺体の上部に前記位置決め用部材を接触させて載置して、前記支持部が垂れ下がった状態になった場合に、前記状態を保持する前記位置決め機構の位置を規定する規定部材を前記湾曲部の一部に備え、前記位置決め機構が前記規定部材の少なくとも一部に当接していることが好ましい。

（５）上記（３）の勾配測定装置においては、前記長尺体の上部に前記位置決め用部材を接触させて載置して、前記支持部が垂れ下がった状態になった場合に、前記状態を保持する前記吊り上げ部の位置を規定する規定部材を前記湾曲部の一部に備え、前記吊り上げ部が前記規定部材の少なくとも一部に当接していることが好ましい。

上記（４）または（５）の構成によれば、位置決め機構または吊り上げ部材を支持部から取り外す必要があったとしても、次の作業時において、容易に重心バランスを調整した状態で、勾配測定装置を組み立てることができる。

本発明の実施の形態における勾配測定装置の全体図である。 本発明の実施の形態における勾配測定装置の一部拡大図である。 図２に示した筐体の斜視図であって、一方の位置決め用部材側から見た図である。 図２に示した筐体の斜視図であって、一方の側面から見た図である。 図２に示した筐体の動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態の変形例における勾配測定装置の位置決め機構を下側から見た図である。 本発明の実施の形態の変形例における勾配測定装置の湾曲部および伸縮ポールを示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１に示したように、本発明の実施の形態における勾配測定装置１００は、長尺体５０の勾配を測定可能なものであり、伸縮ポール１０と、湾曲部２０と、吊り上げ部材３０と、位置決め機構４０と、を備えている。なお、伸縮ポール１０と湾曲部２０とは、吊り上げ部材３０を介して位置決め機構４０を支持し、位置決め機構４０を所定の測定箇所に移動させることに使用可能な支持部として機能する。

伸縮ポール１０は、把持部１１と、連結部１２と、調整部１３と、を備えている。把持部１１は、位置決め機構４０を移動させるために、操作者が手で把持することができる部位である。

連結部１２は、伸縮ポール１０の先端に設けられ、湾曲部２０の一端部を連結固定している部分である。また、連結部１２は、把持部１１の内部空間に収納したり、把持部１１の内部空間から出したりすることができるようになっている。

調整部１３は、軸回りに回すことによって、連結部１２の位置を固定したり、固定を解除したりすることができるようになっている。すなわち、調整部１３は、連結部１２を把持部１１内から出して伸縮ポール１０の全体長さを調整した後に固定したり、その固定を解除したりすることができる。

湾曲部２０は、図２に示したように、棒状部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを備えている。棒状部２０ａは、一端部が連結部１２に連結固定されており、他端部が棒状部２０ｂと接続されている。棒状部２０ｂは、棒状部２０ａの他端部から略垂直方向に張り出すようにして延設されており、他端部が棒状部２０ｃの一端部と接続されている。棒状部２０ｃは、棒状部２０ｂの他端部から略垂直方向、かつ、棒状部２０ａの位置と反対方向に延設され、他端部が棒状部２０ｄの一端部と接続されている。棒状部２０ｄは、棒状部２０ｃの他端部から棒状部２０ｂと略平行方向となるように折り返して形成されている。

また、湾曲部２０は、一本の棒状部材をコの字状に折り曲げて形成したものである。なお、ここでは、湾曲部２０をコの字状に形成したものを示しているが、これに限られず、湾曲部２０は∪字状に形成されたものであってもよい。

吊り上げ部材３０は、長方体状の本体３１と、雄ねじ部３２と、貫通穴３３と、一対の調整ビス３４と、を備えている。本体３１の側面には、図２および図５に示したように、一対の板状部３１ａが位置決め機構４０側に突出するように延設されている。なお、一対の板状部３１ａのそれぞれ中央部には、調整ビス３４を挿入する穴（図示せず）が形成されている。

雄ねじ部３２は、本体３１の位置決め機構４０側と反対側の面から貫通穴３３まで切られた一対の雌ねじ部（図示せず）に螺合されており、棒状部２０ｄを挿入した際に締め付けることで、本体３１を棒状部２０ｄに固定することができるようになっている。なお、本体３１は、測定中、図５（ｂ）に示した状態（本体３１の高さ方向がＺ軸方向と略平行）となるように、鉛直方向に垂れ下がった湾曲部２０（棒状部２０ｄ）に固定されている。また、棒状部２０ｄの貫通穴３３への挿入位置は、測定中の各部位の位置関係が図１に示した状態（伸縮ポール１０の長さ方向が鉛直方向と略平行で、後述するアーム部４１ａ、４１ｂの下端の高さ位置が略同一）となるように、勾配測定装置１００全体の重心バランスが調整されている。

一対の調整ビス３４は、一対の板状部３１ａに設けられた穴（図示せず）に挿入して、図５（ａ）、（ｂ）に示したように、長尺体５０の勾配（ＸＺ平面および図５（ａ）の矢印方向）に沿って回動可能に、吊り上げ部材３０を位置決め機構４０（具体的には、後述する枠体４３）に連結するものである。

位置決め機構４０は、図３および図４に示したように、一対の位置決め用部材４１と、一対の連結部材４２と、枠体４３と、筐体４４と、を備えている。位置決め用部材４１は、アーム部４１ａ、４１ｂと、アーム部４１ａ、４１ｂ間に形成された凹部４１ｃと、を有した略Ｙ字型状に形成された板状部材である。また、位置決め用部材４１は一対となっており、枠体４３の一端部および他端部において対称的に対向するように設けられている。

一対の連結部材４２のそれぞれは、図３に示したように、一対の位置決め用部材４１のアーム部４１ａ同士と、一対の位置決め用部材４１のアーム部４１ｂ同士と、を連結しているものである。

枠体４３は、一対の位置決め用部材４１のアーム部４１ａ、４１ｂと反対側の端部の間において、一対の位置決め用部材４１に挟まれるように取り付けられている。また、枠体４３には、調整ビス３４を挿入して、吊り上げ部材３０を位置決め機構４０に対して回動可能に取り付けることができる穴４３ａが両側面に形成されている。

筐体４４は、枠体４３の下部に形成されており、内部に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび記憶部などを有した制御部と、長尺体５０の勾配測定に用いられる加速度センサと、該制御部および該加速度センサを駆動させるための電源と、各種データを送受信可能な通信部と、上記電源から各部への通電のオン・オフが可能な電源スイッチと、が設けられている。ここで、加速度センサは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の勾配を測定可能な３軸加速度センサでもよいし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの勾配を３つの１軸加速度センサで測定するものであってもよい。

また、上記制御部は、上記記憶部に、測定した勾配情報を記憶する制御を行うことができる。また、上記制御部は、上記記憶部に格納された通信プログラムを用いて、上記加速度センサから得た勾配情報を上記通信部から無線または有線で外部端末（いわゆるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）またはタブレットＰＣなど）に送信する制御を行うことができる。また、上記制御部は、上記記憶部に格納された演算プログラムを用いて、上記加速度センサから得た勾配情報について、所定の補正をして、より正確に近似する勾配値を算出する制御を行うこともできる。その他、上記制御部は、記憶部に格納された各種プログラムを実行することによって、様々な機能を発揮することができる。

ここで、図２に示したように、棒状部２０ａ（伸縮ポール１０）の中心軸は、凹部４１ｃの中心と筐体４４の中心とを結ぶ線に対して、距離Ａだけずれている。このとき、棒状部２０ａ（伸縮ポール１０）の中心軸、および、凹部４１ｃの中心と筐体４４の中心とを結ぶ線は、鉛直線に略平行になっているが、この状態となるように、距離Ａは決定されている。なお、距離Ａは、吊り上げ部材３０を棒状部２０ｄに沿って適宜移動させ、実際に長尺体５０に載置し、各部位の位置が図１に示したようになるように調整することによって決定することが可能である。

次に、本実施形態における勾配測定装置１００を用いた勾配測定作業について説明する。

まず、筐体４４内に設置された電源スイッチ（図示せず）をＯＮにして、加速度センサ、制御部など電力が必要な装置などに通電させる。その後、図１および図５（ｂ）に示したように、勾配測定装置１００を測定したい長尺体５０に移動させ、位置決め機構４０を長尺体５０の上部に載置する。このとき、上記制御部は、上記加速度センサから得た長尺体５０の勾配データを上記記憶部に記憶するか、若しくは、上記外部端末に上記通信部を介して送信する。なお、上記勾配データを上記記憶部に記憶した場合は、後に上記記憶部から上記外部端末に上記勾配データを読み込ませる。最後に、長尺体５０から勾配測定装置１００を取り外し、測定は完了する。

なお、上記勾配データを読み込んだまたは受信した上記外部端末は、所定のプログラムに基づいて、取得した勾配データが長尺体の設置について設計通りの値となっているかどうかの確認を行う。

以上のように、本実施形態における勾配測定装置１００では、測定したい長尺体５０の上部に容易に載置でき、装置全体を吊り下げることができる。これにより、従来必要であった高所作業車および脚立などを使用することなく、比較的高い場所にある配管などの長尺体５０の勾配を容易に測定することができる。

また、勾配測定装置１００を吊り下げることによって、勾配測定装置１００の重さ以外の力が長尺体に加わることを防止できる。すなわち、長尺体５０に操作者が押し付けることによるランダムな力の加わりがないので、誰が操作しても同じ測定結果を得ることが可能となる。なお、勾配測定装置１００の重さを考慮した補正を行えば、より正確な勾配を測定することも可能となる。

また、勾配測定装置１００では、位置決め機構４０が長尺体５０の上部に載置された際、筐体が計測軸（Ｘ軸）回りに回転しないようにすることができる。特に、位置決め機構４０の位置と把持部（伸縮ポール１０）の位置とを調整して、予め重心バランスの調整をしているので、操作者が把持部（伸縮ポール１０）から手を離しても、勾配測定装置１００は長尺体５０に載置されたままとなる。すなわち、勾配測定装置１００がバランスを崩して落下してしまうことを防止することができる。特に、予め重心バランスの調整を最適なものにしている場合は、位置決め機構４０が長尺体５０の上部に載置された際、操作者が把持部（伸縮ポール１０）から手を離しても、伸縮ポール１０が鉛直方向に保持されるとともに、位置決め機構４０が勾配計測するのに最適な位置を保持している状態（図１のような状態）となる。

また、勾配測定装置１００では、位置決め機構４０を長尺体５０の勾配に合わせて載置することが容易になる。また、伸縮ポール１０と湾曲部２０とを鉛直方向に垂れ下がるように重心バランスを調整しているので、操作者が把持部（伸縮ポール１０）から手を離しても、勾配測定装置１００は長尺体５０に載置されたままとなる。すなわち、勾配測定装置１００がバランスを崩して落下してしまうことを防止することができる。

今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。たとえば、上記実施の形態の変形例として、以下のものが挙げられる。ここで、本変形例においては、上記実施形態の部材と同様の部位には、下二桁の符号が同じ符号を付しており、その部位の説明を省略することがある。また、特に説明しない部分は、上記実施の形態と同様であるので、説明を省略することがある。

図６は、上記実施形態の変形例に係る勾配測定装置の位置決め機構１４０を下側から見た図である。筐体１４４は、長方体形状をしており、下面に開口部が設けられており、当該開口部に、蓋部１４５と、光透過部材からなる板部材１４６と、スイッチ１４７と、を備えている。蓋部１４５は、開閉可能なものであり、筐体１４４内部に本勾配測定装置の電源（乾電池または充電可能なバッテリー（図示せず）など）を内蔵可能となっている。板部材１４６の一部には電源のスイッチ１４７のオン／オフ操作ができるように窓部１４６ａが設けられている。筐体１４４と板部材１４６との間には、上記実施形態と同様の制御部が設けられているとともに、図示しない電灯部（ＬＥＤなど）が設けられている。この電灯部は、スイッチ１４７がオンに操作され、電源の電圧が十分な場合、点灯するようになっており、点灯した場合、板部材１４６を光が透過して、点灯していることがわかるようになっている。このように、筐体１４４の下面に、蓋部１４５と、光透過部材からなる板部材１４６と、スイッチ１４７と、を設けることで、作業時に降雨などがあっても、筐体１４４内部の制御部などが濡れにくくなるので、故障の原因を排除することができる。

また、上記実施の形態の別の変形例として、図７に示した湾曲部１２０を用いた勾配測定装置が挙げられる。なお、ここでは、上記実施の形態の勾配測定装置１００と異なる点について主に説明する。

湾曲部１２０の形状は、上記実施の形態の湾曲部２０と同様のものであるが、棒状部１２０ｄに、送り止め部材１６０（規定部材）および落下防止キャップ１６１が設けられている点で、上記実施の形態の勾配測定装置１００と異なっている。

送り止め部材１６０は、上記位置決め機構４０または上記位置決め機構１４０が棒状部１２０ｄに取り付けられる場合において、あらかじめ設定された位置において固定されている。ここで、「あらかじめ設定された位置」とは、棒状部材１２０ｄの先端側から、上記位置決め機構４０の吊り上げ部材３０または上記位置決め機構１４０の吊り上げ部材（図示せず）を送り止め部材１６０に当接する位置まで押し込んだ場合、図２に示した勾配測定装置１００と同様、重心バランスが調整された状態（たとえば、作業者が手を離しても、伸縮ポールが鉛直方向に保持される状態になるとともに、位置決め機構が勾配計測するのに最適な位置を保持している状態）になる位置のことである。したがって、棒状部の適切な位置に予め固定された送り止め部材１６０に当接する位置に、上記位置決め機構４０の吊り上げ部材３０または上記位置決め機構１４０の吊り上げ部材（図示せず）を適切に組み付けるだけで、重心バランスを自動的に調節することができる。すなわち、運搬時などにおいて、棒状部材１２０ｄから上記位置決め機構４０および吊り上げ部材３０、または、上記位置決め機構１４０および吊り上げ部材（図示せず）を取り外す必要があったとしても、次の作業時において、容易に重心バランスを調整して、本変形例の勾配測定装置を組み立てることができる。

落下防止キャップ１６１は、棒状部１２０ｄの先端部に取り外し可能に設けられたものである。なお、落下防止キャップ１６１は、取り外し可能ではあるが、上記位置決め機構４０の吊り上げ部材３０または上記位置決め機構１４０の吊り上げ部材（図示せず）を棒状部１２０ｄに設けた際、吊り上げ部材３０または上記位置決め機構１４０の吊り上げ部材（図示せず）を雄ねじ部で棒状部１２０ｄに固定し忘れた場合において、棒状部１２０ｄの先端部にずれてきても、棒状部１２０ｄから落下してしまわないように止めることができるようになっている。

上記各変形例によれば、作業時などにおいて重心バランスを設定しやすく、また、位置決め機構および吊り上げ部材の落下を防止することができる。なお、本変形例では、吊り上げ部材の備えた勾配測定装置について説明したが、吊り上げ部材を備えていない位置決め機構の側部に設けた貫通穴（たとえば、上記実施形態の穴４３ａと同様の穴）に湾曲部の棒状部（たとえば、上記実施形態の棒状部２０ｄまたは上記変形例の棒状部１２０ｄ）を挿入し、当該位置決め機構に対して当該棒状部が回動可能に取り付けられた勾配測定装置について、送り止め部材１６０と同様の規定部材を適用し、当該位置決め機構の位置を当該棒状部において規定して容易にバランス調整できるようにしてもよい。

１０ 伸縮ポール
１１ 把持部
１２ 連結部
１３ 調整部
２０、１２０ 湾曲部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ 棒状部
３０ 吊り上げ部材
３１ 本体
３１ａ 板状部
３２ 雄ねじ部
３３ 貫通穴
３４、１３４ 調整ビス
４０、１４０ 位置決め機構
４１、１４１ 位置決め用部材
４１ａ、４１ｂ、１４１ａ、１４１ｂ アーム部
４１ｃ、１４１ｃ 凹部
４２、１４２ 連結部材
４３ 枠体
４３ａ 穴
４４、１４４ 筐体
５０ 長尺体
１００ 勾配測定装置
１４５ 蓋部
１４６ 板部材
１４６ａ 窓部
１４７ スイッチ

Claims (5)

1. 長尺体の傾斜方向と、計測方向を規定する計測軸と、を位置決めするための位置決め機構が下部に形成された筐体と、
   前記筐体内に設けられ、少なくとも前記計測軸の加速度を検出する傾斜センサと、
   前記筐体を上部又は側部において支持して、前記筐体を所定の測定箇所に移動させることに使用可能な支持部と、
   を備え、
   前記位置決め機構は、前記長尺体に対する前記筐体の位置を決める位置決め用部材を有しており、
   前記位置決め用部材は、前記長尺体の上部に接触し、前記位置決め機構の前記長尺体上部の載置に用いる部分を含む∪字状または∨字状の凹部を有しており、
   前記支持部は、前記位置決め機構が前記長尺体の上部に載置された際、前記長尺体に接触しないように形成された湾曲部を有していることを特徴とする勾配測定装置。
2. 前記支持部が、前記湾曲部の一端部と先端部が連結されかつ操作者が把持可能な把持部を有し、
   前記把持部の少なくとも一部が、前記凹部の中心と前記筐体の中心とを結ぶ線に対して前記湾曲部と反対側に偏在した位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の勾配測定装置。
3. 前記長尺体の傾斜角度方向に回動可能に前記筐体に接続されているとともに、前記筐体を吊り上げている吊り上げ部を備え、
   前記湾曲部の他端部が、前記吊り上げ部に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の勾配測定装置。
4. 前記長尺体の上部に前記位置決め用部材を接触させて載置して、前記支持部が垂れ下がった状態になった場合に、前記状態を保持する前記位置決め機構の位置を規定する規定部材を前記湾曲部の一部に備え、
   前記位置決め機構が前記規定部材の少なくとも一部に当接していることを特徴とする請求項１または２に記載の勾配測定装置。
5. 前記長尺体の上部に前記位置決め用部材を接触させて載置して、前記支持部が垂れ下がった状態になった場合に、前記状態を保持する前記吊り上げ部の位置を規定する規定部材を前記湾曲部の一部に備え、
   前記吊り上げ部が前記規定部材の少なくとも一部に当接していることを特徴とする請求項３に記載の勾配測定装置。
   

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