JPH0434410Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は、たとえば建設機械等の転倒すると大
きな危険性のある構造体が、現在どのような角度
まで傾斜しているかを検出する検出装置に用いら
れるセンサに関する。

〔従来の技術〕 建設機械、たとえばクレーンにおいては、作業
中にクレーンのアームが危険な角度以上に傾かな
いように、現在アームがどのような角度まで傾斜
しているかを検出するための検出装置が用いられ
ることがある。また、トラクターやコンバイン等
の農業機械においても作業中の転倒事故が生じて
いる。したがつてこれらの農業機械に対しても安
全面から、現在どのような角度まで傾斜している
かを検出するための検出装置が備えられることが
ある。

そして、これらの傾斜角度検出装置において用
いられる検出センサは耐水性、耐塵性、耐衝撃性
を要求され、一般的には振子等を用いた重力式の
ものになつている。

このような従来型のセンサを第６図ないし第７
図において説明する。第６図の振子１は回転軸２
がベアリングによつて支持され、先端の重り３が
磁気を帯びた磁性体から形成されている。この重
り３の下方にはホール素子４が設けられている。
このホール素子４は磁気素子の一種であり周囲の
磁界の強さで電気抵抗が変化するものである。し
たがつてこのホール素子４に電圧をかけておけば
重り３の移動によつて、電圧の変化が生ずるので
傾斜角度を検出することができる。

第７図に示すセンサは、一端が固定された板ば
ね５の先端に重り３が取付けられているものであ
る。このときの重り３の移動も前記第６図と同じ
ような仕組みで検出され、したがつて傾斜角度が
検出される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら第６図及び第７図の従来技術にお
いては、重り３が重力以外の加速度に対しても反
応してしまい装置の検出値が正しい値を示さない
ものであつた。

また第６図の従来技術においては、回転軸２に
は必ず摩擦力が生ずるので微少な傾斜角に対し重
り３が必ず反応することを期待し得ない場合があ
つた。このことは、横軸を傾斜角にとり縦軸を重
りの移動量にとつたグラフにおいて、必ずヒステ
リシスが発生するものであつたと言い換えること
ができる。さらに第７図の従来技術においては板
ばね５を用いているため余り大きな傾斜角度は検
出できない欠点があり、また傾斜角度と重り３の
移動量との間にリニヤな関係がなく、したがつて
傾斜角度を表示するためには板ばねのばね状数を
考慮して重りの移動量から傾斜角を求めるための
処理を行わねばならなかつた。

〔問題を解決するための手段〕

本考案に係る浮子振子式傾斜角度検出装置は、
液中に設置された振子と、振子の上部に連結され
た浮子と、その連結部に設けられた回転軸とを備
えた浮子振子式傾斜角度検出装置において、振子
全体は、振子全体の重さを相殺する浮力を有する
とともに、浮子の位置は、振子全体の浮心が振子
全体の重心より一定距離上方に定められ、回転軸
は、重心より上部又は下部の位置に設けられてい
るように構成されている。

〔作用〕

本考案によれば、振子に浮子を設けることによ
り、振子の回転軸に加わる力をほぼゼロとし回転
軸の摩擦を防止する。また浮子を用いるため、従
来と同様の回転軸回りのモーメントを発生する必
要がある場合においても、振子全体の重さを軽く
することができ、しかも振子の長さ方向に重さを
分散させることができるので、重力以外の加速度
の影響を受けにくいものとなる。また第７図の従
来例に比較して大きな傾斜角も検出することがで
き、傾斜に対する重りの移動量はリニアなものと
なる。

さらに詳しく述べると、本考案の検出装置は液
中に振子が設置され、この振子に振子全体の重さ
を相殺するための浮子が一体的に設けられる。浮
子の設けられる位置は振子全体の浮心が振子全体
の重心よりも一定距離だけ上方にくるように定め
られる。この一定距離により振子の姿勢が動方向
に向くためのモーメントを生じる。液は振子の浮
力を発生させるためのみならず、振子に加わる振
動を減衰するために存在する。浮心と重心の位置
はできるだけ離れたほうがよく、できるならばお
のおの振子の両端にくることが望ましい。しかし
ながらある程度の距離をもたせれば検出センサと
しての働きはおこなえる。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図および第２図におい
て説明する。この振子１は回転軸２を挟んで上方
に球状の浮子１１が形成されている。浮子１１の
内部は空洞である。回転軸２を挟んで下側には扇
状部分１２が形成され重りの働きをする。浮子１
１と扇状部分１２とよりなる振子全体は、振子全
体の重さを相殺する浮力を有するとともに、浮子
１１の位置は、振子全体の浮心が振子全体の重心
より一定距離上方に定められており、つまり浮子
１１による浮力中心Ｂと扇状部分１２に存在する
重心Ｇとの距離と、浮力との積が振子１を重力方
向に向かせるモ−メントとなる。

扇状部分１２の下端部にはスリツト１３により
バーコードが形成されている。このスリツト１３
を挟んで扇状部分１２の両側面にはおのおの発光
ダイオード１４とフオトダイオード１５が設けら
れている。発光ダイオード１４から出た光は、傾
斜角によつて決まる幾つかのスリツトを通つてフ
オトダイオード１５に受光される。このスリツト
の数と種類は傾斜角によつて決まるので、受光し
たフオトダイオードが発信する電気信号により傾
斜角度を検出することができる。

本考案の第２の実施例を第４図および第５図に
おいて説明する。この第２実施例においては第１
実施例の扇状部分１２に当たる部分が円盤状部分
２１となつている。これにより大きな傾斜角度に
対しても検出センサの働きをすることができる。
円盤状部分の周囲端部には第１図と同様のスリツ
ト１３が同様にバーコードを形成している。この
スリツト１３による傾斜角度の検出は第１実施例
と同様なので、第１および第２図と同一の番号を
付して説明を省略する。なお浮子１１は円盤状部
分２１の円周の一箇所に取付けられている。

第３図において第１実施例の変形例を示す。こ
の第３図においては浮心Ｂと重心Ｇが回転軸２に
対して同一方向に存在する。このような浮子はバ
ーコードをできるだけ液面近くに位置させようと
する場合に有効である。

〔考案の効果〕

本考案の浮子振子式傾斜角度検出装置によれ
ば、第６図および第７図の従来技術に比較して重
力以外の加速度の影響を受けにくい。また第６図
の従来技術に比較して回転軸に摩擦をなくすこと
ができる。さらには第７図の従来技術に比較して
大きな傾斜角を検出することができ、傾斜角に対
する振子の移動量もリニヤなものとなり検出した
傾斜角の表示が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面図、第２
図は第１図の側面図、第３図は第一実施例の変形
例を示す正面図、第４図は第２実施例を示す正面
図、第５図は第４図の側面図、第６図および第７
図は従来の検出センサを示す正面図である。 １……振子、２……回転軸、３……重り、４…
…ホール素子、５……板ばね、１１……浮子、１
２……扇状部分、１３……スリツト、１４……発
光ダイオード、１５……フオトダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液中に設置された振子と、該振子の上部に連結
   された浮子と、その連結部に設けられた回転軸と
   を備えた浮子振子式傾斜角度検出装置において、
   振子全体は、該振子全体の重さを相殺する浮力を
   有するとともに、前記浮子の位置は、前記振子全
   体の浮心が該振子全体の重心より一定距離上方に
   定められ、前記回転軸は、前記重心より上部又は
   下部の位置に設けられていることを特徴とする浮
   子振子式傾斜角度検出装置。