JPS6189512A - 傾斜計 - 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、物体等の傾斜角を測定する傾斜計に関する。

〔従来の技術〕

従来４、この棟の傾斜計としては、例えば第４及び５図
に示すようなものがある。同図において（１八）は基台
、（２Ａ）は基台（１八）に固定したケース、（３八）
はケース（２Ａ）に取り付けたポテンションメータ、（
４Ａ）はケース（２Ａ）内に延在し回転し得るポテンシ
ョメーク（３八）の軸、（５Ａ）は軸（４Δ）のケース
（２Ａ）内の部分に取付けた重錘である。このような従
来の（頃斜計に於て、ケース（２Ａ）が軸線（Ｘ　−Ｘ
）のまわりに傾斜すると、ポテンショメータ（３八）の
軸（４八）は、重錘（５八）の作用により、垂直位置を
保持しようとし、結果として、傾斜角だけ軸（４＾）が
回転する。この軸（４Ａ）の回転角は、ポテンショメー
タ（３八）の抵抗値変化となるため、第５図に示す如く
、このポテンショメータ（３Δ）と、電源（Ｅ）、抵抗
器（６Ａ）　、　　（６Ｂ）等によりブリッジ回路をつ
くることにより、回転角を電圧Ｖに変換することができ
、これにより傾斜計を得ることができる。尚第５図に於
゛て、（３ＡＢ）はポテンショメータ（３八）の抵抗体
、Ｃ３ＡＣ）はそのブラシである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の傾斜針にあっては、第
５図に小す如く、ポテンショメーク（３Ａ）の抵抗体（
３ＡＢ）とブラシ（３４Ｃ）との接触による）ｇ擦）ル
クや、軸（４＾）を回転的に保持する為の軸受摩擦によ
る誤差があること、ダンピングがないために姿勢変化が
度々生ずるような所では、過度現象によるフラツキが大
きく使いにくつこと、小型化しにくいこと、高価なこと
、所要電力が大きいこと等の問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の如き諸問題を解決するため、本発明に置では、中
央開孔（２ａ）を有する本体（２）と、該本体（２）の
上方開口部に固定される調整板（３）と、該調整板（３
〕の略々中心にその上端が固定される懸吊線（４）と、
該懸吊線（４）の下端に振子状に吊持されその軸線方向
に沿って一ト方に光を発する発光素子（６）を有する重
錘（５）と、上記発光素子（６）よりの光を受は受光位
置に応じて異なる電気信号を発生ずる上記本体（２）に
固定した受光器（９）とより傾斜計を構成する。

〔作用〕

上述の如き傾斜計は、次の如く作用する。即ち、今、基
台１１）が第３図の紙面と直交する軸線のまわりに角度
θだけ傾斜すると、重錘（５）には、本体（２）の中心
線（０−０’）に対してθだけ傾斜した車力Ｗが作用す
る。θが零、即ち、基台ｆｉ＋が水平な時には、重錘（
５）に取付けた発光素子（６）からの光束の中心は中心
線（０−０’）に一致していたが、基台（１）が第３図
の如くθだけ傾斜した場合、上記光束の中心は、同図右
方に変位し、受光器（９）の中心より方方に離れたｐ点
に来ることになる。この場合、受光器（９）の出力を処
理することにより、上記傾斜角θに対応した出力を受光
器（９）より得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１乃至第２図に基づいて説
明する。第１図は、本発明の一実施例を全体的にポす一
部を断面とする図である。同図において、（１）は基台
、（２）は基台（１）の上面に例えばネジ（１ａ）によ
り取付けた円筒状の本体、（３）は本体（２）の上方開
口端に、例えば止めネジ（３ａ）により取付けた１ｌｉ
Ｉ整板で、その下面略々中火に：び吊線（４）の上端を
固定する。（５）は本体（２）の中央開孔（２ａ）内に
位置する円柱状の重錘で、その上部を懸吊線（（１）の
下端に固定し、重錘（５）を本体（２）の中央開孔（２
ａ）内に振子の如く振れ得るように吊持する。

又、重錘（５）の内部に発光素子（６）を取付けると共
に、その下部中央に垂直方向に伸びるピンホール（７）
を設ける。本体（２）の中央開孔（２ａ）の重錘（５）
の下方部と対向する部分の孔径を小として、重錘（５）
の所定幅以上の運動を阻止するス）　−／バー（８）を
形成すると共に、中央開孔（２ａ）の下部中央に、重錘
（５）のピンホール（７）を通過した発光素子（６）よ
りの光線を受発するように、第２図Ａ及びＢに示す如く
田の字状に配列したイイｌｉｄの受光阻止（９−１）　
、　　（９−２）（９−３）　、　　（９−４）からな
る受光器（９）を取付ける。

第２図において、（９−５）は受光器（９）のケース、
（９−６）は受光素子（９−１’）〜（９−４）より導
出した端子群を全体的に示す。受光器（９）の受光素子
（９−１）　　〜（９−４）は、それ等の対角線上にあ
るもの同志を差動的に接続した後、それ等の接続端をロ
ーパスフィルタ、（１０ａ’）　、　　（１０ｂ）等の
ノイズ除去手段に夫々接続する。

第１図に於て、（ｌｌａ　）　、　　（ｌｌｂ　）は調
整板（３）に取付けた端子で、図示せずも電源に接続さ
れ、（１２ａ　）　、　　（１２ｂ　）は発光素子（６
）に給電するため、端子（ｌｌａ　）　、　　（ｌｌｂ
　）と発光素子（６）の入力端子との間を接続するフレ
キシブルなリード線をそれぞれボす。又、（１３）はロ
ーパスフィルタ（１０ａ）（１０ｂ）の出力信号を受け
、傾斜角を表示する表示器であり、（１４）は本体（２
）の上方端を覆うカバーである。

次に、上記本発明の実施例の動作を、第３図を参照して
説明する。今、基台（１１が第３図の紙面と、直交する
軸線のまわりに角度θだけ傾斜すると、重ｄ　（５１に
は、本体（２）の中心線（０−０’）に対してθだけ傾
斜した重力Ｗが作用する。θがゼロ、即ち、基台＋１１
が水平な時には、重錘（５）に取付けた発光素子（６）
からの光束の中心は、中心線（０−０’）に一致してい
たが、基台（ＩＩが第３図の如くθだけ傾斜した場合、
重錘（５）は１旺吊線（４）に吊持されているため垂直
方向に一致しているので、上記光束の中心は、結果とし
て、同図右方に変位し、受光器（９）の中心より右方に
離れたｐ点に来るごとになる。

この場合、第２図へにボした受光素子（！Ｊ−２）が、
対角線上の他の受光素子（９−４）に対して、より大き
な面積の照射を発光素子（６）からうけることになる。

一方、上述の如く、受光素子（り−２）と（９−４）と
の出力を差動的に接続しであるので、上記傾斜角θに対
応した出力を受光器（９）より得ることができる。尚、
受光器（９）よりの出力をローパスフィルタ（１０ａ　
）　、　　（１０ｂ　）を通ずことにより、本体（２）
の運動に起因する重錘（５）の自由振動による成分を減
衰させ、出力電圧の振動を抑制することが出来る。

尚、基台（１）が上述の軸と直角な軸のまわりに傾斜す
れば、他の対の受光素子（９−１）　、　　（９−３）
が上述の受光素子（９−２）　、　　（９−４）と同様
の（すＪきをすること、明らかであろう。

而、ストッパー（８）は、過大な衝撃加速度等が、重錘
（５）に作用し、これが大きく偏位し、それを吊持して
いる懸吊線（４）が永久変形するのを防止するため、重
錘（５）の偏位を所定値以下に抑えるに供する。又、上
述の実施例では、ストッパー（８）とじては、中央開孔
（２ａ）の一部を小径として円筒状に構成したが、その
形状としては、円筒状に限定する必要はなく、例えば肉
薄のフランジ状となし、それを、中央開孔（２ａ）の内
周面上、重錘（５）の１１１ｇ々虫心と対重心る位置に
設けてもよいし、或は、中央開孔（２ａ）の内径は不変
とし、重錘（５）の略々重心近傍の外周に、所要の外径
（勿論中央開化（２ａ）の内径より小さい）のフランジ
状突起を設けるようにしても、同様の目的を達成するこ
とができる。

又、ピンホール（７）は発光素子（６）の幅広い光を一
定径の光束に制限し、傾斜計としての感度及びリニアリ
ティを向上させる光制限手段に供するもので、その直径
は上記受光素子（９−１）〜（９−４）の各々の外形寸
法の略々　１／２に選定することが望マしい。尚、ピン
ホール（７）に、又はその代りに、例えば凸レンズ等を
使用して、所望ビーム状の光束を得てもよいこと、明ら
かであろう。

更に、懸吊線（４）の上端を固定した調整＆（３）は、
これを本体（２）に対して移動させることにより、出力
電圧のゼロ点を調整するに供するもので、止めネジ（３
ａ）のネジ径に対して、調整板（３）に穿設したネジ孔
（３ｂ）の径を大きくして、調整板（３）の本体（２）
に対する固定位置を、変更し得るようにしである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、以下に列挙する
効果が得られる。即ち、 （ａｌ　　構造簡車且つ安価な（す↓斜計を提供できる
。

＋ｂ）　　第４及び５図に示した従来の傾斜計に比して
ブラシの摺動や軸受摩擦による１ｖ擦トルクが皆無の為
、ｄ」１本１１度且つ小型である。

（Ｃ１従来型傾斜計に対して、懸吊線を使用しているた
め自由振動数が高いごと、更に、ローパスフィルタを用
いているため、周波数応答特性及び減衰特性に優れてい
る。

（（ｊ）　　フィードハック型加速度計を傾斜計として
使用する場合に対して、次の如き特長がある。

（１）安価（２軸一体）　、＋２１小型、（３）直線性
が良い。

（ｅｌ　　発光素子（６）をビンボール（７）等の光制
限手段を有する重錘（５）に取付けたことにより、感度
及び直線性を良くすることが出来る。

（ｆ）　　調整板（３）を介して懸吊線（４）の上端を
本体（２）に取付ける構造としたため、ゼロ点の調整が
容易に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による傾斜計の一例の一部断面図、第２
図Ａ及びＢはその一部の上面図及び側面図、第３図は第
１図の傾斜計のり１作の説明に供する路線図、第４図は
従来の傾斜計の一部断面図、第５図はその電気回路を示
す接続図である。 図に於て、（１）は基台、（２）は本体、（３）は調整
板、（４）は＋７３吊線、（５）は重錘、（６）は発光
素子、（７）ばピンホール、（８）はストッパー、（９
）は受光器、（ＩＯａ）。 （１０ｂ）はローパスフィルタを夫々ボす。 Ｑ−６ 第４図　　　　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　中央開孔を有する本体と、該本体の上方開口部に固定
   される調整板と、該調整板の略々中心にその上端が固定
   される懸吊線と、該懸吊線の下端に振子状に吊持されそ
   の軸線方向に沿って下方に光を発する発光素子を有する
   重錘と、上記発光素子よりの光を受ける受光位置に応じ
   て異なる電気信号を発生する上記本体に固定した受光器
   とより成ることを特徴とする傾斜計。