JP3217988U - 車載用傾斜検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車体の過剰な傾斜を車体の振動に影響されずに精度よく検出することにより、傾斜しすぎを警報して車体の転倒事故を未然に防ぐ車載用傾斜検知装置を提供する。
【解決手段】底部内側が凹曲面３の導体収容部１に複数個の小球導体４を移動自在に設け、この導体収容部１の外側で且つ凹曲面３の最低部２の下方にのぞむ位置に、近接センサ７を導体収容部１に対し一体に取り付ける。これにより小球導体４が導体収容部１の傾斜に伴い凹曲面３の最低部２より他に移動するのを近接センサ７により感知して車体の傾斜を検知する。他方、導体収容部１内に複数本の棒状突起２０を、最低部２の周りを囲むように間隔を開けて配置して、小球導体４を棒状突起２０に接触させてその移動を邪魔する。これにより車体が激しく振動するなどしても水平のときは小球導体４が最低部２に残るようにして、振動による誤検出を防ぎ、精度を向上する。
【選択図】図１

Description

本考案は車体の過剰な傾斜を検出するための傾斜センサに関する。

車体は傾き過ぎると転倒する。クレーンなどの大型建機では、転倒すると作業者ばかりか周囲をも巻き込む惨事になりかねない。このため建機の分野では、安全上、車体の傾斜を測定する傾斜センサの取り付けが義務付けられている。
建機より車体が一般に小さい移動農機には傾斜センサの取付け義務付けはないが、近年、転倒事故が増えている。例えば傾斜地でトラクタを運転中、車体が谷側に大きく傾斜して転倒すると作業者がその下敷きになって死傷したりすることがあるが、運転に不慣れな作業者が増えるに伴い、そうした転倒事故も増加傾向にある。

建機や移動農機などの車体は運転時に振動する。被検知体の振動は適正な傾斜検出の妨げとなる。本考案者は、振動しても適正な傾斜検出が可能なセンサを研究開発し、既に実用新案として出願した。特許文献１がそれである。

実用新案登録第３２１５５００号公報特許文献１では、金属製の小球導体を凹曲面上に移動自在に置いて、車体の傾斜で小球導体が凹曲面の最低部から他に移動するのを最低部直下の近接センサで感知することにより傾斜を検出する。凹曲面はばねで吊って車体の振動が伝わりにくい構造にしてある。

前記の傾斜センサは、それ以前のものに比べ、構造が簡易のわりに振動の影響を受けにくく精度も格段に向上したが、それでも、振動が激しいと小球導体が左右に動いて最低部から離れたり、あるいは車体が急に旋回すると遠心力で小球導体が動いて最低部から外れたりして、車体が傾斜していないのに近接センサが作動して誤ったセンサ信号を出力してしまうという問題点があった。

本考案はこのような問題点を解消するもので、車体が激しく振動してもまた小さい半径で急旋回しても、それらに影響されずに、車体の傾斜が安全な範囲を超えていないかを検出し、そのことで車体の転倒事故を未然に防ぐことを目的とする。
なお本考案で検出すべき「傾斜」は車体が転倒する程度の大きさの傾斜の意味で、「水平」は厳密な水平に限らず転倒などの危険がない傾斜（例えば移動農機では15度程度の傾斜）を含む意味である。

請求項１記載の考案の車載用傾斜検知装置は、底部内側が凹曲面の導体収容部に複数個の小球導体を移動自在に設け、前記導体収容部の外側で且つ前記凹曲面の最低部の下方にのぞむ位置に、近接センサを前記導体収容部に対し一体に取り付け、前記小球導体が前記導体収容部の傾斜に伴い前記凹曲面の最低部より他に移動するのを前記近接センサにより感知して傾斜を検知するものにおいて、前記導体収容部内に、複数本の棒状突起を、前記最低部を囲むように間隔を開けて配置し、移動する前記小球導体をこれら棒状突起に接触させることを特徴とする。

請求項２記載の考案は、請求項1記載の車載用傾斜検知装置において、前記棒状突起の隣接する間隔が前記小球導体の径より広く且つ径の3倍より狭くなるように配置することを特徴とする。

請求項３記載の考案は、請求項1記載の車載用傾斜検知装置において、前記導体収容部の上部を蓋体で閉じ、この蓋板に前記棒状突起を取り付けることにより、前記導体収容部内に複数の棒状突起を配置することを特徴とする。

請求項４記載の考案は、請求項３記載の車載用傾斜検知装置において、前記棒状突起の先端と前記導体収容部の前記凹曲面との間に隙間を設け、その隙間が前記小球導体の径より狭いことを特徴とする。

請求項５記載の考案は、請求項３記載の車載用傾斜検知装置において、前記蓋体に開けた通孔に樹脂製のカヌークリップから成る棒状突起を挿通することにより、前記蓋板に前記棒状突起を取り付けることを特徴とする。

請求項１記載の考案では、前記導体収容部を車体の適宜の場所に固定し、このとき車体が水平であれば、複数個の小球導体の全部が自重で導体収容部の凹曲面の最低部に集まり、これに近接センサが感応して、車体が水平であることを検知する。
車体が傾斜すると導体収容部も傾斜し、小球導体は棒状突起の間を抜け、凹曲面の低い方へ移動して最低部の位置から他に外れる。その結果、近接センサの上方に小球導体がなくなるため、これに近接センサが感応して、車体の過剰な傾斜を検知する。
他方、検知動作中に車体が走行する地面の凹凸を拾うなどして激しく振動した場合は、車体が水平でも小球導体は凹曲面を左右に動くが、動いても小球導体は棒状突起に接触して跳ね返され、凹曲面の最低部から外に出にくい。このためたとえ最低部の外に転がり出てもその数は少なく、小球導体の多くはあるいは少なくも1個は最低部に留まる。このように車体が水平である限り振動が激しくても近接センサは感応しない。
また車体が急旋回すると、遠心力で小球導体が凹曲面の最低部から他に移動することがある。その場合でも、前記の激しい振動のときと同様に、小球導体は棒状突起に邪魔され、多くはあるいは少なくも1個は凹曲面の最低部の外に出ないで残る。このため急旋回しても、車体が水平であれば、近接センサは感応しない。

このように請求項1記載の考案によれば、車体が傾斜すると小球導体の全部が棒状突起の間を抜けて凹曲面の低い方へ移動し、最低部には1個も小球導体が残らない。これに近接センサが感応して車体の過剰な傾斜を検知する。
他方、車体が激しく振動したり急旋回したりする場合は、小球導体は棒状突起に邪魔され、少なくも1個は凹曲面の最低部の外に出ないで残る。このため車体が水平である限り近接センサは感応せず傾斜を検知しない、すなわち誤検出しない、という効果を奏する。

請求項２記載の考案によれば、前記棒状突起の隣接する間隔が前記小球導体の径より広いので、車体が傾斜したときに小球導体が低い方へ全部通り抜けることができ、またその間隔が小球導体の径の3倍より狭いので、振動が激しいときに小球導体が棒状突起に接触して跳ね返され易いという効果を奏する。

請求項３記載の考案によれば、前記導体収容部の上部を蓋体で閉じ、この蓋板に前記棒状突起を取り付けるので、簡単に前記導体収容部内に複数の棒状突起を配置できるという効果を奏する。

請求項４記載の考案によれば、前記棒状突起の先端が前記導体収容部の前記凹曲面に接触しないので、前記棒状突起で前記蓋体が導体収容部より浮き上がって外れるということがない。また前記棒状突起と凹曲面との隙間が前記小球導体の径より狭いので、前記小球導体が隙間を通り抜けず確実に跳ね返えされるという効果を奏する。

請求項５記載の考案によれば、前記蓋体に開けた通孔に樹脂製のカヌークリップから成る棒状突起を挿通するので、前記棒状突起を簡単に取り付けられるという効果を奏する。

本考案を実施した傾斜検知装置の全体断面図 水平姿勢時における図1の凹曲面の概念図 図1の傾斜検知装置のブロック図 傾斜姿勢時における図1の凹曲面の概念図 本考案の別の実施例の導体収容部の断面図

本考案の実施の形態を示す図に従って実施例1を説明する。
１は導体収容部で、合成樹脂やガラスのような絶縁体により形成する。その底部内側は中央が最低部２となるような擂鉢状の凹曲面３を呈している。凹曲面３の任意の断面はサイクロイド曲線を成している。
４は球形の鋼鉄製小球導体で、実施例１ではそれを5個、導体収容部１に移動自在に収容する。小球導体４の直径は５ｍｍである。
５は導体収容部１の上部を閉じる円形の蓋板で、その中心に断面半円形の凹所６を形成する。
７は近接センサで、導体収容部1の底部外側で前記最低部２の下方にのぞむ位置に、導体収容部1とは一体に取り付ける。近接センサ7は「導体有り」で出力がオフになるノーマルクローズ型を用いる。
このようにして小球導体４を収容した蓋板5付きの導体収容部１と近接センサ7により傾斜検知体8を構成する。
9は円筒形の絶縁体製の本体ケースで、これに傾斜検知体8を本体ケース９とは直接接触しないように格納し、これら傾斜検知体8と本体ケース９との間に、コイルバネから成る振動吸収体10A、10B を介装する。そのうち10Aは傾斜検知体8の底面と本体ケース９の床板11の間に介装した3本のコイルバネで、正三角形の頂点に位置するように配置する。10Bは傾斜検知体8の蓋板5と本体ケース９の天井板12との間に介装したコイルバネで、その下端に有する半球状の半球子13を蓋板5の凹所6に上から嵌め込んで蓋板５を弾圧する。
14は電源部で、床板11の下方に取り付け、近接センサ7とは信号線（図示省略）を介して接続する。電源部14には電圧レギュレータを内蔵し、図示しない外部電源の電圧12ボルトを5ボルトに降下した後、近接センサ7に給電する。近接センサ7はスイッチング回路15を介し、電源12ボルトを利用して、ブザーもしくはランプのような報知器16に接続する。なお外部電源は、車体に付属のバッテリか、本体ケース９に内蔵した電池のいずれでもよい。
図中、17は外部電源に通じる電源ケーブルの差込口、１８は電源部１４のスイッチレバー、１９は車体取付け用の永久磁石である。

２０は棒状突起を示す。実施例１では樹脂製のカヌークリップを用いる。カヌークリップは胴部に長さ方向の縦溝（図示省略）を有し、この縦溝の溝幅を狭めて胴部を孔に押し込むと、細い首部が孔に嵌って抜けない仕組みになっている。その特徴を生かして、2枚の平板の孔に通して平板同士を1枚に重ね合わせたりするのに広く使われている。
実施例１では、このカヌークリップの棒状突起２０を蓋体５に明けた孔に挿通して6本それぞれを固定する。棒状突起２０は、図２のとおり、最低部２を中心とする円周に沿って等間隔に配置する。隣接する棒状突起２０の間隔Ｌは、小球導体４の径より広く且つ径の3倍より狭い。棒状突起２０の先端と導体収容部１の凹曲面３との間には隙間２１を設ける。隙間２１は小球導体4の径よりも狭い。

このように構成した傾斜検知装置Aをトラクタのような車体の水平な場所たとえばボンネットに固定する。車体への固定は永久磁石19のほか締結ボルトを利用してもよい。

こうして傾斜検知装置Aを搭載した車体が水平姿勢の場合、5個の小球導体4は、図１及び２に示すように、自重で導体収容部1の凹曲面3の最低部2に全部集まる。近接センサ7はノーマルクローズ型のため、センサ出力オフで報知器16は鳴動しない。
また車体が走行し耕耘作業等により振動しても水平姿勢であれば、傾斜検知体8は本体ケース9に対しコイルバネ10A,10Bで吊られた構造だから、振動が吸収されて傾斜検知体8には伝わらない。また半球子13が凹所6を支点に擂粉木のように角度変更自在に傾動し、本体ケース9の左右方向の振動を吸収する。このため車体が振動していても傾斜検知体8は振動しにくい。

さらに車体の振動が激しく傾斜検知体8も振動してしまう場合、小球導体4は５個あり互いに衝突して振動を打ち消しあうと同時に、小球導体4は棒状突起２０に当たって自由な移動を邪魔され、５個のうち少なくも１個は、凹曲面３の最低部２に残る。このため、傾斜検知体8が振動するほどの激しい振動でも、車体が水平なら、近接センサ7はセンサ出力オフのままとなる。
車体が小さい半径で急旋回した場合も、小球導体4は棒状突起２０に自由な移動を邪魔され、凹曲面３の最低部２に残るため、車体が水平姿勢である限り、近接センサ7はセンサ出力オフのままとなる。
このように小球導体4が衝撃で激しく動いても車体が水平の場合は、棒状突起２０の間隔Ｌが小球導体４の径の3倍より狭く衝突の確率が高いため、最低部２に残る確率も高く近接センサ7はセンサ出力オンにならない。

他方、車体が傾斜すると、振動の強弱に関わりなく、小球導体4は自重で転が
り傾斜に沿い棒状突起２０の間隔Ｌの間を通過し、図4に示すとおり、5個全部が凹曲面３の周辺部に移動する。
このように小球導体４が車体の傾斜でゆっくり動く場合は、棒状突起２０の間隔Ｌが小球導体４の径より広いので、棒状突起２０の間を1個ずつ通過して全部最低部２の外に移動する。その結果、最低部２に小球導体４はなくなり、近接センサ7はセンサ出力オンになり報知器16が鳴動して車体の過剰な傾斜を知らせる。

図５の実施例２では、棒状突起20を導体収容部１の凹曲面３に起立した状態に形成する。実施例１では蓋体５は必須だが、実施例２では必須でなく省略も可能である。近接センサ７は、実施例１と同様に、導体収容部1の底部外側で最低部の下方にのぞむ位置に導体収容部1とは一体に取り付ける。隣接する棒状突起２０の間隔Ｌも、実施例１と同様で、小球導体4の動作も実施例１と変わらないため説明を省略する。

本考案の車載用傾斜検知装置は振動の影響を受けにくいことから、移動農機のような振動の激しい車体向けの安全装置として好適である。

１は導体収容部
２はその最低部
３は凹曲面
４は小球導体
５は蓋板
６は凹所
７は近接センサ
８は傾斜検知体
９は本体ケース
10A,10Bは振動吸収体
11は床板
12は天井板
13は半球子
14は電源部
15はスイッチング回路
16は報知器
20は棒状突起
21は隙間
Ｌは間隔

Claims (5)

1. 底部内側が凹曲面の導体収容部に複数個の小球導体を移動自在に設け、前記導体収容部の外側で且つ前記凹曲面の最低部の下方にのぞむ位置に、近接センサを前記導体収容部に対し一体に取り付け、前記小球導体が前記導体収容部の傾斜に伴い前記凹曲面の最低部より他に移動するのを前記近接センサにより感知して車体の傾斜を検知するものにおいて、
   前記導体収容部内に複数本の棒状突起を、前記最低部の周りを囲むように間隔を開けて配置し、移動する前記小球導体をこれら棒状突起に接触させるようにして成る車載用傾斜検知装置。
2. 前記棒状突起の隣接する間隔が前記小球導体の径より広く且つ径の3倍より狭くなるように配置することを特徴とする請求項1記載の車載用傾斜検知装置。
3. 前記導体収容部の上部を蓋体で閉じ、この蓋板に前記棒状突起を取り付けることにより、前記導体収容部内に複数の棒状突起を配置することを特徴とする請求項1記載の車載用傾斜検知装置。
4. 前記棒状突起の先端と前記導体収容部の前記凹曲面との間に隙間を設け、その隙間が前記小球導体の径より狭いことを特徴とする請求項３記載の車載用傾斜検知装置。
5. 前記蓋体に開けた通孔に樹脂製のカヌークリップから成る棒状突起を挿通することにより、前記蓋板に前記棒状突起を取り付けることを特徴とする請求項３記載の車載用傾斜検知装置。