JPH02107913A - 傾斜角発信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電柱や鉄塔、その他の構築物、あるいは大型
の産業機械等のような構造物の傾きを検出して、危険の
防止や、各種システムの管理を行うため、使用して有用
な傾斜角発信器に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、電柱や鉄塔等のような構築物の場合、老巧化や災
害、あるいは地盤性下等により、経時的にあるいは突然
大きく傾き、危険な状態になることがある。従って、こ
のような現象を、的確に把握し、保守することは、災害
等の防止上、是非とも必要とされることである。

また、大型クレーンやパワーショベル等の産業機械の場
合にあっても、地盤が軟弱であったり、あるいは足場が
脆弱である場合、突然大きく傾き、転倒事故に至ったり
することがある。従って、やはり、このような現象を、
的確に把握し、制御することは、安全作業上から、是非
とも必要とされることである。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、現在までのところ、上述したような構築物や
構造物等にあっては、傾きの検出管理は殆ど行われてい
ない。

と言うのは、航空機やロケット等のような高級な制御シ
ステムの場合には、現在、姿勢制御が実施されているが
、これらの場合、コストを度外視しても必要不可欠のも
のであるのに対して、上記した電柱や鉄塔等の構築物、
あるいは大型産業機械等の場合には、今のところ、導入
に適した傾斜角発信器、すなわち小型で低コスト、さら
に取扱い易いの簡便な手頃な装置が提供されていないか
らと、考えられる。

本発明は、このような従来の実情の鑑みてなされたもの
であり、その目的とすることろは、簡便な傾斜角発信器
を提供することにより、上記構築物や構造物への低コス
トでの設置を可能にすると共に、構築物や構造物の傾き
を多次元的に把握せんとするものである。

く課題を解決するための手段〉 か＼る目的を達成する本発明の傾斜角発信器は、被取付
体に、その感度方向を異して設置され、当該被取付体の
複数方向の傾きを検出する２以上の傾斜角検出センサと
、該各検出センサの検出信号を処理して外部（離間した
部分）に伝送する処理回路とからなるものである。

〈作用〉 本装置では、構築物や構造物等の被取付体の多次元（複
数方向）の傾きが複数個の傾斜角検出センサにより、的
確に検出され、この検出出力が処理回路によって、外部
に伝送される。このため、簡単に被取付体の傾斜を検出
し、監視することができる。

〈実施例〉 第１図は本発明に係る傾斜角発信器の一実施例を示した
ものである。

図中、ＩＡ、ＩＢは種々の構築物や構造物等の被取付体
に設置される二個の傾斜角検出センサ、２はこれらの検
出センサＩＡ、ＩＢからの検出信号を処理する処理回路
である。

本領斜角検出センサＩＡ、ＩＢは、重力の作用により被
取付体の傾きを検出できるものであれば、原則的に使用
可能であるが、例えば第２図に示した如きシリコンを素
材とした半導体加速度センサの使用が好ましい。これら
の加速度センサＩＡ、ＩＢは、例えば、シリコン基板１
０１等の中央部を、梁部１０２を介して延びた重り部１
０３を残してくりぬき、この重り部１０３の動きをフリ
ーにすると共に、梁部１０２の上面等に歪みゲージ回路
１０４を設けてなる。これらを、最近の半導体製造技術
等により製造すれば、極めて小型の簡単な半導体素子と
して得られる。

これらの傾斜角検出センサＩＡ、ＩＢには、第１図にお
いて明らかように、各センサＩＡ、ＩＢに対応した２系
統の回路系がある。そして、各センサＩＡ、ＩＢには、
例えば外部の電源３がら、給電線ｌ、〜２、およびダイ
オード５、定電圧ダイオード６、オペアンプ７等からな
る定電流回路４を通じて、駆動電流が供給される。なお
、この外部電源３は、センサチップと略直結した太陽電
池（日中給電と蓄電用）と蓄電池（夜間給電用）とを組
合せた装置系で代用させること等も可能である。

これらの傾斜角検出センサＩＡ、ＩＢからの各傾斜角検
出信号は、オペアンプ９、オペアンプ１０からなる増幅
回路８により増幅され、この増幅信号はオフセット回路
１１のオペアンプ１２に入力される。このオフセット回
路１１では、例えば可変抵抗１３により、被取付体の正
常時（非傾斜時）の出力を適宜値に調整する。このオフ
セット回路１１からの出力は、被取付体の傾きに対応し
た比例値として出力され、演算回路１６に入力される。

この演算回路１６では、上記２系統からの出力を受け、
被取付体の傾き成分（ベクトル）が演算され、例えば、
一方は傾きの大きさ信号として、また他方は方向信号と
して、２系統のトランジスタ１５からなる電流変調回路
１４に入力され、夫々の信号がコレクタ電流の形で、外
部の信号線１．３、ｌｚ　　′に伝送される。

本発明の傾斜角検出センサＩＡ、ＩＢによる傾斜角検出
の一例を示すと、第３図（Ａ）　、（Ｂ）の如くである
。つまり、例えば被取付体Ａの上面に傾斜角検出センサ
ＩＡ、ＩＢを水平に設置した場合（第３図（Ａ））、セ
フすＩＡ、ＩＢの重り部１０３には垂直の重力Ｇが作用
するわけであるが、被取付体Ａが傾くと、水平時の重力
Ｇとは異なった重力の成分Ｇ′が作用するようになり（
第３図（Ｂ））、この相違が梁部１０２の歪みゲージに
より検出され、被取付体Ａの傾きが検出される。

また、本発明で、このような傾斜角検出センサＩＡ、Ｉ
Ｂを２個用いたのは、第２図のセンサ構造から明らかな
ように、このセンサにあっては、重り部１０３の動き易
い方向（図中、上下方向、最大感度方向）と動き難い方
向（図中、水平方向、最少感度方向）があるため、これ
らの２個の検出センサＩＡ、ＩＢを、夫々の最大感度方
向を異にして、例えば直行させて、同一被取付体に設置
する必要があるからである。このような設置方法により
、例えば第４図に示したように大きさと方向を持った傾
き成分（ベクトル）１０５が得られる。

このベクトル１０５の演算は上述のように演算回路１６
により行われる。

そして、上記被取付体Ａが、電柱や鉄塔等のような構築
物の場合には、上記信号線ｚ、、ｅ、’を適宜管理局に
集め、モニタするとよい。なお、多数の被取付体Ａ・・
・に設置した場合には、適宜弁別手段を傾斜角発信器お
よび管理局側装置に組み込むようにするとよい。

また、被取付体Ａが、大型クレーンやパワーショベル等
の産業機械の場合には、上記信号線１３、ｉ！、３′か
らの信号により、ブザ等を鳴らして警報したり、あるい
は警告灯を点灯させたり、さらにはこれらを併用すると
よい。

なお、本発明では、信号の処理回路２は上記第１図の実
施例のものに限定されず、傾斜角検出センサＩＡ、ＩＢ
からの検出信号に対応して、何らかの信号を外部に伝送
するものであれば、他の回路であってもかまわない。従
って、例えば、上記演算回路１６の変更により、いずれ
か一方の傾斜角検出センサＩＡ、１Ｂが被取付体Ａの傾
斜角を検出した場合、１本の信号線２３を通じて、傾斜
角信号（例えば、傾斜の大きさ信号のみ）を取り出すよ
うにすることもできる。また、信号線ｌ。

、！３　′による有線方式に限らず、処理回路２の変更
により、無線方式とすることも可能である。

また、第２図の傾斜角検出センサＩＡ、ＩＢは、夫々別
体として構成してもよいが、同一の基板にその最大感度
方向を異にして配列成形してもよく、その場合には、上
記処理回路２を、基板の延設部分等に一体あるいは別体
として設置することができる。また、上記実施例では、
傾斜角検出センサが２個の場合であったが、本発明は、
これに限定されるものではない。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように本発明によれば、電柱や
鉄塔、その他の構築物、あるいは大型の産業機械等のよ
うな構造物の傾きを検出するにおいて、採用し易い、小
型で低コストな優れた傾斜角発信器を提供することがで
き、この装置の設置によって、被取付体の危険の防止や
、各種システムの管理を効果的に行うことができる。特
に、本領斜角発信器には、２個以上の傾斜角検出センサ
が組み込まれているため、被取付体の多次元的な傾きを
把握することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る傾斜角発信器の一実施例を示した
概略結線図、第２図は第１図の装置で用いる傾斜角検出
センサの一例を示した部分欠截斜視図、第３図（Ａ）　
、（Ｂ）は傾斜角検出センサの被取付体への設置状態と
傾斜時の作用を示した各概略説明図、第４図は被取付体
の傾き成分を示した概略説明図である。 図中、 ＬＡ、ＩＢ・・・・傾斜角検出センサ、２・・・・処理
回路、 Ａ・・・・被取付体、 特許出願人　　　　藤倉電線株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　被取付体に、その感度方向を異して設置され、
   当該被取付体の複数方向の傾きを検出する２以上の傾斜
   角検出センサと、該各検出センサの検出信号を処理して
   外部に伝送する処理回路とからなる傾斜角発信器。
2. （２）　前記傾斜角検出センサが半導体加速度センサで
   ある請求項１項記載の傾斜角発信器。