JPH0518751A - 傾斜角検出装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 傾斜による気泡の動きのわずらわしさがな
く、正しく気泡の位置が確実に検知できるようにする。 【構成】 液体１８と気泡１９を封入して傾斜角に応じ
て気泡１９を移動させるようにした容器１１と、この容
器１１に光を照射する投光器１２と投光器１２の光を気
泡１９に当てて気泡影の位置を検知するラインセンサ１
６を備えている。容器１１には気泡１９を観察する観察
窓２１ａを備え、観察窓２１ａの幅Ｄであって容器の第
１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに沿ったこの幅Ｄは、第
２方向Ｙに沿った気泡１９の幅Ｓより小さく設定されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は傾斜角を検出するため
の傾斜角検出装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】傾斜角検出装置は、気泡管の中に気泡を
封入してその気泡の位置により傾きの度合を検出する。
この気泡の径は気泡管の内径よりもかなり小さい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため三次元的に被
測定物が傾いている場合、気泡管内において気泡が長手
方向に移動するのはもちろんのこと、長手方向と直角の
方向、つまり気泡管１の管周囲にそっても移動する。こ
のため気泡の動きがわずらわしく、傾斜角の検出がしず
らい。

【０００４】この発明は、傾斜角の検出が容易になる傾
斜角検出装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の傾斜角検出装
置は、液体１８と気泡１９を封入して傾斜角に応じて気
泡１９を移動させるようにした容器１１を備えた傾斜角
検出装置において、容器１１には気泡１９を観察する観
察窓２１ａを備え、観察窓２１ａの幅Ｄであって容器１
１の第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに沿ったこの幅Ｄ
は、気泡１９の第２方向Ｙに沿った幅Ｓよりも小さく設
定されている。

【０００６】この発明の傾斜角検出装置では、好ましく
は容器１１は第１部材２０と第２部材２１とを組合せる
ことにより構成され、容器１１の内部に液体１８と気泡
１９を封入しており、第２部材２１は第１部材２０の上
部に位置して気泡１９を観察する観察窓２１ａを有して
おり、第２部材２１の第１方向Ｘに関する曲率半径Ｈ
は、第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに関する曲率半径
Ｉとは異なる構成である。

【０００７】さらに、この発明の傾斜角検出装置は、好
ましくは第１方向Ｘは第１部材２０の長手方向であり、
第１方向Ｘの曲率半径Ｈは、第２方向Ｙの曲率半径Ｉよ
り小さい。

【０００８】この発明の傾斜角検出装置の製造方法は、
管状の第１部材４０の一部分４０ａを軸方向Ｘに沿って
切断して除去する工程と、第１方向Ｘの曲率半径Ｈと第
１方向Ｘと直交する第２方向Ｙの曲率半径Ｉが異なるよ
うな凹部（実施例では凹面２２）を第２部材２１に形成
する工程と、第１部材２０に対して、除去した一部分４
０ａに代えて第２部材２１を固定して容器１１を形成す
る工程と、容器１１に液体１８を入れて気泡１９を形成
し、この気泡１９の第２方向Ｙにおける幅Ｓを第２部材
２１の第２方向Ｙにおける観察窓２１ａの幅Ｄより大き
く設定する工程と、容器を密封する工程と、からなる。

【０００９】さらに、この発明の傾斜角検出装置の製造
方法は、好ましくは第１方向Ｘの曲率半径Ｈは、第２方
向Ｙの曲率半径Ｉより小さい。

【００１０】

【実施例】図１を参照する。

【００１１】傾斜角検出装置１０は、容器１１、投光器
１２、レンズ１３、ラインセンサ１６を有している。容
器１１は好ましくは透明でありこの中には透明の液体１
８と気泡１９が封入されている。

【００１２】容器１１の下方には投光器１２と、レンズ
１３が配置されている。投光器１２の光は照明光として
レンズ１３により容器１１に与えられる。

【００１３】容器１１の上方には、ラインセンサ１６が
ある。ラインセンサ１６は気泡影を受光する。ラインセ
ンサ１６は、電荷蓄積型の受光素子列からなるもので、
例えばＣＣＤ等から構成される。第１方向Ｘと第２方向
Ｙは直交している。ラインセンサ１６が第１方向Ｘに沿
って配置されている。そして、第２Ｙ方向と平行な方向
を中心に容器１１の傾斜角がゼロのとき、容器１１が水
平状態に保たれていて、気泡１９の中心が容器１１の中
心位置に位置する。このときの気泡１９の中心とライン
センサ１６の中心は一致する。ラインセンサ１６が出力
する受光信号から傾斜角を演算するようになっている。

【００１４】図２と図３を参照する。図３は図２のＡ−
Ａ線での断面図である。容器１１は第１部材２０と第２
部材２１から構成されている。これら第１部材２０と第
２部材２１は好ましくは透明である。第１部材２０は第
２部材２１に対して低融点ガラスにより封着されてお
り、中に透明液体１８が入っている。この液体１８はた
とえばエーテルとアルコールの混合液であり粘性を考慮
している。容器１１の傾斜にともない気泡１９は第２部
材２１の内面２２に沿って移動する。

【００１５】内面２２は、次のように画成されている。
内面２２は図２のように曲面となっている。図２に示す
第１方向Ｘの曲率半径は、図３に示す第２方向Ｙの曲率
半径よりも小さく設定されている。すなわち図２と図３
で示す実施例では、図２に示すように第１方向Ｘともい
う軸方向における曲面形状は凹形状になっているが、第
２方向Ｙでは図３に示すように平面に設定されている。

【００１６】図３に示すように、第２部材２１の幅Ｄを
有する。この幅Ｄは第２方向Ｙの幅である。図３におけ
る第２方向Ｙに沿った気泡１９の幅Ｓは幅Ｄより大きく
設定されている。この幅Ｓは第１部材２０の内径よりわ
ずかに小さいかほぼ同じである。

【００１７】第２部材２１は上述のように透明である。
この第２部材２１は気泡１９の観察窓２１ａの役割を果
たす。したがって幅Ｄは観察窓２１ａの幅に相当する。
しかも図４と図５のように第２部材２１には気泡１９の
ための位置をみる目盛２３が形成されている。図５に示
すように、この目盛２３に対する気泡１９の位置により
目視で傾斜の度合を知ることができる。

【００１８】このような構成の容器１１は、次のように
して使用する。

【００１９】容器１１を水平に置いている場合には、図
５のように目盛２３，２３のところに気泡１９の前端２
５と後端２６が位置する。このとき気泡１９の側端２７
と他の側端２８は、第１部材２０の上側部３０，３０の
下に位置している。

【００２０】このため第２方向Ｙを中心に傾斜したとき
は、気泡１９は第１方向Ｘに動くが、第１方向Ｘを中心
に多少傾いても、図３のように観察窓２１ａの幅Ｄより
気泡１９の幅Ｓの方が広いので、気泡１９がＹ軸方向に
移動したようには見えない。

【００２１】次に、上述した容器１１の作り方を説明す
る。

【００２２】容器１１は次のようにして作られる。図６
に示すように、環状の部材４０を、第１方向Ｘに沿って
２つに切断するすなわち上記の第１部材２０と、不要と
なる部材４０ａの２つに分割する。この環状部材４０
は、例えばガラス、合成樹脂、ステンレスのような金属
等の材料により作られたものである。

【００２３】次に図７に示すように、第２部材２１を形
成する。第２部材２１は、内面２２が形成される。この
内面２２は既に述べたように、第１方向Ｘの曲率半径が
Ｙ方向の曲率半径より小さくなるようにする。図６に示
す第１部材２０の切断面は、図７で示すように第２部材
２１に合うように加工する。第２部材２１の第２方向Ｙ
の幅Ｄは、第１部材２０の開口幅Ｒとほぼ同じ大きさで
ある。

【００２４】第１部材２０に対し第２部材２１は、低融
点ガラスを介して融着される。この時は、第１部材２０
の両端部はまだ開口されたままである。

【００２５】図８に示すように、第１部材２０の一端を
熱により溶かして閉じる。すなわち側壁４２が形成され
ている。一方第１部材２０の他端は、先細り状の先細り
部分４４が形成される。しかしこの状態では先細り部分
４４は注入穴５８が開いている。

【００２６】次に容器１１は、液体１８が入った入れ物
の中に浸して、第１部材２０と第２部材２１の間に形成
された中空部４６の中に液体１８を注入孔４８から入れ
る。これにより、所定の大きさの気泡１９を形成する。
この気泡１９は第２部材２１の内面２２に接している。

【００２７】そして図９に示すように、先細り端４４
は、熱により閉じる。

【００２８】このようにして密閉形の容器１１が形成さ
れるのである。

【００２９】図１０ないし図１２は、容器の別の実施例
を示している。

【００３０】図１０の容器２１１は、図２で示した容器
１１と比べると、第１部材２２０の形状および第２部材
２２１の形状が異なる。

【００３１】第１部材２２０は、図６で示したように環
状部材を２つに分割することにより作られる。しかし図
１２に示す開口幅Ｕは、図７の開口幅Ｒより大きくなる
ように設定されている。図１１に示す第２部材２２１の
幅Ｂは、図７の第２部材２１の幅Ｄよりもかなり大きく
設定されている。この幅Ｂは、第１部材２２０の外径と
ほぼ等しいものである。

【００３２】第１部材２２０と第２部材２２１は低融点
ガラスにより接着されている。第２部材２２１の内面２
２２は、第１方向Ｘの曲率半径が第２方向Ｙの曲率半径
よりも小さくなるように設定された曲面である。この内
面２２２に気泡２１９が接している。

【００３３】第１部材２２０と第２部材２２１の間に形
成された中空部２４６には液体２１９が封入されてい
る。

【００３４】この図１０の実施例の気泡管の作り方およ
びエーテルとアルコールの混合液の透明な液体と気泡の
封入の仕方は、図６ないし図９で示した作り方と同様で
ある。

【００３５】図１１に示すように、気泡２１９の幅Ｃは
観察窓２２１ａの幅Ｕより大きく設定されている。

【００３６】図５で示す最初の実施例において、第１部
材２０の幅Ｅの部分を不透明とすることができる。また
図１２においても第１部材２２１のＦの幅の分だけ不透
明にすることができる。これにより気泡の目視がしやす
くなる。

【００３７】図１３は更に別の実施例を示している。こ
の場合の容器３１１の第１部材３２１と第２部材３２２
を有している。このうち第２部材３２２の内側から凹型
の気泡収容部４００が形成されている。この気泡収容部
４００の内底面４２２は、第１方向Ｘの曲率半径が第２
方向Ｙの曲率半径よりも小さくなるような曲面に形成さ
れている。

【００３８】ところでこの発明は上記実施例に限定され
るものではない。傾斜角を検出する別の実施例として、
傾斜角検出装置１０の第２部材２１の内面に静電容量セ
ンサ等を配置して気泡１９の移動量を検出することもで
きる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１から請求項３の発明によれば、
観察窓の幅が気泡の幅より小さいので、第１方向（Ｘ）
を中心として容器が傾いても、気泡は観察窓からはずれ
にくく、気泡の位置を確実に検知することができる。

【００４０】請求項４および５の発明によれば、第１方
向（Ｘ）を中心として容器が傾いても気泡は観察窓から
はずれて位置しにくい傾斜角検出装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の傾斜角検出装置を示す図。

【図２】この発明の傾斜角検出装置の容器を示す軸方向
における断面図。

【図３】この発明の図２に示した容器のＡ−Ａ線におけ
る断面図。

【図４】この発明の図２の容器の一部切欠き斜視図。

【図５】この発明の図２の容器を平面的に見た図。

【図６】この発明の図２の容器の製造の第１段階を示す
図。

【図７】この発明の同容器の製造の第２段階を示す斜視
図。

【図８】この発明の同容器の製造の第３段階を示す図。

【図９】この発明の同容器の製造の第４段階を示す図。

【図１０】この発明の傾斜角検出装置の別の容器の例を
示す断面図。

【図１１】この発明の図１０のＧ−Ｇ線における断面
図。

【図１２】この発明の図１０の容器を平面的に見た図。

【図１３】この発明の傾斜角検出装置のさらに別の容器
の例を示す一部を切欠いた斜視図。

【図１４】従来の傾斜角検出装置の気泡管を示す平面
図。

【符号の説明】

１０ 傾斜角検出装置 １２ 光源 １３ レンズ １６ ラインセンサ １１ 容器 １９ 気泡 ２０ 第１部材 ２１ 第２部材 ２２ 第２部材の内面 Ｄ 第１部材の幅 Ｓ 気泡の幅 ◆

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体（１８）と気泡（１９）を封入して
   傾斜角に応じて気泡（１９）を移動させるようにした容
   器（１１）を備えた傾斜角検出装置において、容器（１
   １）には気泡（１９）を観察する観察窓（２１ａ）を備
   え、観察窓（２１ａ）の幅（Ｄ）であって容器（１１）
   の第１方向（Ｘ）と直交する第２方向（Ｙ）に沿ったこ
   の幅（Ｄ）は、気泡（１９）の第２方向（Ｙ）に沿った
   幅（Ｓ）より小さく設定されていることを特徴とする傾
   斜角検出装置。
2. 【請求項２】 容器（１１）は第１部材（２０）と第２
   部材（２１）とを組合せることにより構成され、容器
   （１１）の内部に液体（１８）と気泡（１９）を封入し
   ており、第２部材（２１）は第１部材（２０）の上部に
   位置して気泡（１９）を観察する観察窓（２１ａ）を有
   しており、第２部材（２１）の第１方向（Ｘ）に関する
   曲率半径（Ｈ）は、第１方向（Ｘ）と直交する第２方向
   （Ｙ）に関する曲率半径（Ｉ）とは異なる構成となる請
   求項１に記載の傾斜角検出装置。
3. 【請求項３】 第１方向（Ｘ）は第１部材（２０）の長
   手方向であり、第１方向（Ｘ）の曲率半径（Ｈ）は、第
   ２方向（Ｙ）の曲率半径（Ｉ）より小さい請求項２に記
   載の傾斜角検出装置。
4. 【請求項４】 管状の第１部材（４０）の一部分（４０
   ａ）を軸方向（Ｘ）に沿って切断して除去する工程と、 第１方向（Ｘ）の曲率半径（Ｈ）と第１方向（Ｘ）と直
   交する第２方向（Ｙ）の曲率半径（Ｉ）が異なるような
   凹部（２２）を第２部材（２１）に形成する工程と、 第１部材（２０）に対して、除去した一部分（４０ａ）
   に代えて第２部材（２１）を固定して容器（１１）を形
   成する工程と、 容器（１１）に液体（１８）を入れ気泡（１９）を形成
   し、この気泡（１９）の第２方向（Ｙ）における幅
   （Ｓ）を、第２部材（２１）の第２方向（Ｙ）における
   観察窓（２１ａ）の幅（Ｄ）より大きく設定する工程
   と、 容器（１１）を密封する工程と、からなる傾斜角検出装
   置の製造方法。
5. 【請求項５】 第１方向（Ｘ）の曲率半径（Ｈ）は、第
   ２方向（Ｙ）の曲率半径（Ｉ）より小さい請求項３に記
   載の傾斜角検出装置の製造方法。