JP2020101433A

JP2020101433A - 水準器

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Publication number: JP2020101433A
Application number: JP2018239368A
Authority: JP
Inventors: 良哉榊原; Yoshiya Sakakibara
Original assignee: Wako Denki Co Ltd
Current assignee: Wako Denki Co Ltd
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: CN113167580A; KR20210105915A; JP6694218B1; US11668563B2; EP3901575B1; WO2020129339A1; EP3901575A4; EP3901575C0; EP3901575A1; CN113167580B; US20210302159A1

Abstract

【課題】水平状態や傾斜状態の度合いを線状に光る帯状発光体によって瞬時に、かつ明確に確認することができる水準器を提供する。【解決手段】傾斜角度を検出するセンサ１０と、ＬＥＤにより線状に発光して傾斜角度を表示する複数枚の帯状表示体からなる表示部２と、前記センサ１０からの出力信号を受けて特定の帯状表示体が光るように制御信号を出力する制御器１１を備えている。前記帯状表示体は、表示部の中央に位置する１枚の水平な帯状表示体５ａと、先端を表示部の中心に向けて屈曲させた複数枚の傾斜角度表示用の帯状表示体５ｂ、５ｃ・・・からなり、各帯状表示体の端部にはＬＥＤ６ａ、６ｂ・・・が取り付けられていて、表示部の中心と点対称の位置にある一対の帯状表示体が傾斜角度に対応して同時に光るように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、水平状態や傾斜状態の度合いを線状に光る帯状発光体によって瞬時に、かつ明確に確認することができる水準器に関するものである。

従来から、建設現場や配管工事現場等においては、水平あるいは垂直状態を確認するために水準器が広く使用されている。従来からある水準器の基本は、液体および気泡を封入した気泡管を用いた構造で、前記気泡が液体中の所定範囲内に位置するか否かにより水平状態を確認するタイプである。

しかし、従来タイプのものでは、気泡の位置を即座に確認することが難しいという問題があり、また暗い場所では全く気泡の位置が見えないという問題があった。そのため、特許文献１〜特許文献３に示されるように、気泡管に光を照射して夜間でも気泡の位置を確認できるようにした水準器が多数開発されている。

しかしながら、許文献１や特許文献３の場合も、気泡の位置で判別するため、瞬時に確認することが難しいという問題や、水準器の傍でないと確認することができないという問題があった。一方、特許文献４に示されるように、複数のラインセグメントを並べて目視用の表示部とし、傾斜に応じて前記ラインセグメントが表示されるようにした傾斜センサ装置も提案されているが、傾斜方向や傾斜度合いを瞬時に認識することが難しいという問題があった。

特開２００２−４８５３８号公報特開２０１４−５５８７２号公報会実用新案登録第３２１４９４３号公報特表平８−５０１１５２号公報

本発明は上記のような従来の問題点を解決して、水平状態や傾斜状態の度合いを線状に光る帯状発光体によって瞬時に、かつ明確に確認することができ、また遠くからでも、あるいは暗い場所でも正確に傾斜状態の度合いを確認するできる水準器を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明の水準器は、傾斜角度を検出するセンサと、ＬＥＤにより線状に発光して傾斜角度を表示する複数枚の帯状表示体からなる表示部と、前記センサからの信号を受けて特定の帯状表示体が光るように制御信号を出力する制御回路を備えていることを特徴とするものであり、これを請求項１に係る発明とする。

好ましい実施形態によれば、前記帯状表示体は、表示部の中央に位置する１枚の水平な帯状表示体と、先端を表示部の中心に向けて屈曲させた複数枚の傾斜角度表示用の帯状表示体からなり、各帯状表示体の端部にはＬＥＤが取り付けられていて、表示部の中心と点対称の位置にある一対の帯状表示体が傾斜角度に対応して同時に光るように構成されているものが好ましく、これを請求項２に係る発明とする。

また、その他の好ましい実施形態によれば、各帯状表示体の端部には、異なる色のＬＥＤが取り付けられているものが好ましく、これを請求項３に係る発明とする。

また、その他の好ましい実施形態によれば、各帯状表示体の発光に対応して、異なる音を発するように構成されているものが好ましく、これを請求項４に係る発明とする。

請求項１に係る発明では、傾斜角度を検出するセンサと、ＬＥＤにより線状に発光して傾斜角度を表示する複数枚の帯状表示体からなる表示部と、前記センサからの信号を受けて特定の帯状表示体が光るように制御信号を出力する制御回路を備えているものとしたので、表示部の帯状表示体が傾斜角度に応じて線状に発光することとなり、この結果、水平か否か、あるいは傾斜角度を瞬時に確認することができ、しかも遠くからでも、また暗い場所でも傾斜状態の度合いを正確に確認することができる。

また、請求項２に係る発明では、前記帯状表示体は、表示部の中央に位置する１枚の水平な帯状表示体と、先端を表示部の中心に向けて屈曲させた複数枚の傾斜角度表示用の帯状表示体からなり、各帯状表示体の端部にはＬＥＤが取り付けられていて、表示部の中心と点対称の位置にある一対の帯状表示体が傾斜角度に対応して同時に光るように構成されているものとしたので、帯状表示体が傾斜角度に応じて線状に発光し、水平か否か、あるいは傾斜角度は何度で傾斜の向きはどちらか等を瞬時に確認することができる。

また、請求項３に係る発明では、各帯状表示体の端部には、異なる色のＬＥＤが取り付けられているものとしたので、水平か否か、あるいは傾斜角度は何度で傾斜の向きはどちらか等を色分けによって瞬時に確認することができる。

また、請求項４に係る発明では、各帯状表示体の発光に対応して、異なる音を発するように構成されているものとしたので、傾斜角度に応じた音色が聞こえることとなり、水準器を見なくても水平か否か、あるいは傾斜角度は何度かを知ることができる。

本発明の実施の形態を示す正面図である。傾斜した状態での使用の形態を示す正面図である。要部の拡大正面図である。本発明の実施の形態を示す斜視図である。その他の実施の形態を示す側面図である。本発明の水準器の動作原理を示す概略ブロック図である。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は本発明の水準器を示す正面図、図２は傾斜した状態での使用の形態を示す正面図、図３は要部の拡大正面図、図４は本発明の水準器の斜視図である。図において、１は板状のケース本体、２は表示部、３はカバー部、４はスイッチである。

前記表示部２は、ＬＥＤにより線状に発光して傾斜角度を表示する複数枚の帯状表示体から構成されている。この帯状表示体はアクリル板のような透明な合成樹脂板からなるもので、側面が磨りガラス状に加工されていることによりＬＥＤの光が側面全体を線状に発光させる構造となっている。

図示のものでは、前記帯状表示体は、表示部２の中央に位置する１枚の水平な帯状表示体５ａと、先端を表示部２の中心に向けて屈曲させた６枚の傾斜角度表示用の帯状表示体５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇからなる。また、これらの各帯状表示体の端部にはＬＥＤ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇが取り付けられている。

前記水平な帯状表示体５ａは１枚の水平な板構造で、表示部２を横断するように取り付けられており、一方、傾斜角度表示用の帯状表示体５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇは、図３に示されるように、先端を表示部２の中心に向けて屈曲させるとともに、先端が中心付近で終わっている。

傾斜角度表示用の帯状表示体は、水平状態の場合は帯状表示体５ａが線状に光るように構成されている。また、左上がりの傾斜で１度未満の場合は帯状表示体５ｂが光り、左上がりの傾斜で１度以上かつ２度未満の場合は帯状表示体５ｃが光り、左上がりの傾斜で２度以上かつ３度未満の場合は帯状表示体５ｃが光り、左上がりの傾斜で３度以上の場合は帯状表示体５ｃが点滅するように構成されている。
一方、左下がりの傾斜で１度未満の場合は帯状表示体５ｅが光り、左下がりの傾斜で１度以上かつ２度未満の場合は帯状表示体５ｆが光り、左下がりの傾斜で２度以上かつ３度未満の場合は帯状表示体５ｇが光り、左下がりの傾斜で３度以上の場合は帯状表示体５ｇが点滅するように構成されている。

更に、傾斜角度表示用の帯状表示体５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇと同じものが、表示部２の中心と点対称の関係でワンセット取り付けられており、各々の傾斜角度に対応して傾斜角度表示用の帯状表示体５ｂと５ｂ、または傾斜角度表示用の帯状表示体５ｃと５ｃ、または傾斜角度表示用の帯状表示体５ｄと５ｄ、または傾斜角度表示用の帯状表示体５ｅと５ｅ、または傾斜角度表示用の帯状表示体５ｆと５ｆ、または傾斜角度表示用の帯状表示体５ｇと５ｇが、一対となって同時に光る構造となっている。

従って、図２に示されるように、例えば左下がりで傾斜角度（θ）が２．５度の場合は、一対の傾斜角度表示用の帯状表示体５ｇと５ｇが同時に光って、表示部２を左下から右上へ続くように見える線状の勾配を表示することとなり、傾斜状態が左下がりであること、その角度が２度以上かつ３度未満であることを瞬時に確認することができる。また、従来の水準器の泡の確認と違って、遠くからでも、あるいは暗い場所でも正確に傾斜状態の度合いを確認することができる。一方、水平の場合は帯状表示体５ａが一直線状に水平に光るので、水平状態を瞬時に確認することができる。

図示のものでは、水平な帯状表示体５ａと、６枚の傾斜角度表示用の帯状表示体５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇからなる場合について説明したが、この枚数は任意に設計することができる。また、角度の設定も１度、２度、３度としたが、使用目的に応じてもっと細かい設定や粗い設定等、任意に変更することができる。

また、各帯状表示体の端部に取り付ける光源としてＬＥＤを示したが、その他の電球等を使用することもできる。更に、前記ＬＥＤ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇは１色でもよいが、異なる色とすれば、ＬＥＤの色で傾斜角度を認識することができ便利である。また、ＬＥＤ６ｄ、６ｇを例えば赤色にして点滅させれば、危険をより瞬時に認識できて便利である。

また、各帯状表示体の発光に対応して、異なる音を発する機能を付加することもでき、この場合は、線状の光によって傾斜状態を認識するのに加えて、音の種類や音の強弱等でも傾斜状態を認識することができて便利である。特に、水準器を視覚から見えない場所にセットした場合であっても傾斜状態を聴覚で認識できるので、例えば十分な作業スペースを確保できない場所等での作業もスムーズに行えることとなる。例えば、図６に示すように、制御基板に取り付けたスピーカ７で音を発することができる。

次に、本発明の水準器の動作原理について簡単に説明する。
図１に示すように、ケース本体１内には制御基板９が収められており、この制御基板９にはジャイロセンサ等の傾斜角度を検出するセンサ１０と、このセンサ１０からの信号を受けて特定の帯状表示体が光るように制御信号を出力する制御回路１１が含まれている。なお、１２は乾電池等の電源である。

図６の水準器の動作原理を示す概略ブロック図に示されるように、前記センサ１０からの信号が制御基板９に入力されると、制御回路１１内のセンサ演算回路およびＬＥＤ点灯回路によって、傾斜角度に対応した特定のＬＥＤが光るように信号が発せられる。いずれかのＬＥＤが光ることで、水平な帯状表示体５ａ、あるいは傾斜角度表示用の帯状表示体５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇのいずれかが線状に発光し、傾斜角度を表示することとなる。この時、表示部２の中心と点対称の位置にある一対の帯状表示体が同時に光るため、一対の帯状表示体が傾斜角度に応じて、その角度を表示するかのように線状に発光し、水平か否か、あるいは傾斜角度は何度で傾斜の向きはどちらか等を瞬時に確認することができることとなる。

更に、ＬＥＤを異なる色とすれば、ＬＥＤの色で傾斜角度を容易に認識することができ、音を発するように構成すれば、音の種類や音の強弱等でも傾斜状態を認識することができて便利である。
また、配管工事等においては、水準器を断面円形の配管上にセットする必要があり、配管上では本発明の水準器を自立させることが難しいが、図５に示されるように、逆Ｖ字状の補助脚１３を利用すれば容易に固定することが可能で便利である。

１ケース本体
２表示部
３カバー部
４スイッチ
５ａ水平な帯状表示体
５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ傾斜角度表示用の帯状表示体
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇＬＥＤ
７スピーカ
１０センサ
１１制御回路
１２電源
１３補助脚
２０配管

しかしながら、特許文献１や特許文献３の場合も、気泡の位置で判別するため、瞬時に確認することが難しいという問題や、水準器の傍でないと確認することができないという問題があった。一方、特許文献４に示されるように、複数のラインセグメントを並べて目視用の表示部とし、傾斜に応じて前記ラインセグメントが表示されるようにした傾斜センサ装置も提案されているが、傾斜方向や傾斜度合いを瞬時に認識することが難しいという問題があった。

特開２００２−４８５３８号公報特開２０１４−５５８７２号公報実用新案登録第３２１４９４３号公報特表平８−５０１１５２号公報

上記課題を解決するためになされた本発明の水準器は、傾斜角度を検出するセンサと、ＬＥＤにより線状に発光して傾斜角度を表示する複数枚の帯状表示体からなる表示部と、前記センサからの信号を受けて特定の帯状表示体が光るように制御信号を出力する制御回路を備えた水準器であって、
前記帯状表示体は、表示部の中央に位置する１枚の水平な帯状表示体と、先端を表示部の中心に向けて屈曲させた複数枚の傾斜角度表示用の帯状表示体からなり、各帯状表示体の端部にはＬＥＤが取り付けられていて、表示部の中心と点対称の位置にある一対の帯状表示体が傾斜角度に対応して同時に光るように構成されていることを特徴とするものであり、これを請求項１に係る発明とする。

また、その他の好ましい実施形態によれば、各帯状表示体の端部には、異なる色のＬＥＤが取り付けられているものが好ましく、これを請求項２に係る発明とする。

また、その他の好ましい実施形態によれば、各帯状表示体の発光に対応して、異なる音を発するように構成されているものが好ましく、これを請求項３に係る発明とする。

更に、前記帯状表示体は、表示部の中央に位置する１枚の水平な帯状表示体と、先端を表示部の中心に向けて屈曲させた複数枚の傾斜角度表示用の帯状表示体からなり、各帯状表示体の端部にはＬＥＤが取り付けられていて、表示部の中心と点対称の位置にある一対の帯状表示体が傾斜角度に対応して同時に光るように構成されているものとしたので、帯状表示体が傾斜角度に応じて線状に発光し、水平か否か、あるいは傾斜角度は何度で傾斜の向きはどちらか等を瞬時に確認することができる。

また、請求項２に係る発明では、各帯状表示体の端部には、異なる色のＬＥＤが取り付けられているものとしたので、水平か否か、あるいは傾斜角度は何度で傾斜の向きはどちらか等を色分けによって瞬時に確認することができる。

また、請求項３に係る発明では、各帯状表示体の発光に対応して、異なる音を発するように構成されているものとしたので、傾斜角度に応じた音色が聞こえることとなり、水準器を見なくても水平か否か、あるいは傾斜角度は何度かを知ることができる。

Claims

傾斜角度を検出するセンサと、ＬＥＤにより線状に発光して傾斜角度を表示する複数枚の帯状表示体からなる表示部と、前記センサからの信号を受けて特定の帯状表示体が光るように制御信号を出力する制御回路を備えていることを特徴とする水準器。
帯状表示体は、表示部の中央に位置する１枚の水平な帯状表示体と、先端を表示部の中心に向けて屈曲させた複数枚の傾斜角度表示用の帯状表示体からなり、各帯状表示体の端部にはＬＥＤが取り付けられていて、表示部の中心と点対称の位置にある一対の帯状表示体が傾斜角度に対応して同時に光るように構成されている請求項１に記載の水準器。
各帯状表示体の端部には、異なる色のＬＥＤが取り付けられている請求項１または２に記載の水準器。
各帯状表示体の発光に対応して、異なる音を発するように構成されている請求項１〜３のいずれかに記載の水準器。