JPS6231845Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は物体上面の水平を出したり、水平度あ
るいは傾斜度を測定する水準器に係り、特に振子
を使用した水準器に関するものであつて、水平が
出し易く、かつ水平度あるいは傾斜度及び傾斜方
向の測定も極めて容易にしかも正確にできる振子
式水準器を提供することを目的とする。

以下図面によつて本考案の一実施例を説明す
る。

第１図は本考案水準器の正面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線断面矢視図である。

本考案においては、第１、第２図示のように水
平盤１上にアーチ２を垂設し、このアーチ２の天
井部３の中心懸垂点４より振子５を糸、ロツド６
等により垂下せしめると共に、アーチ２の両アー
ム７，８にそれぞれ振子５が振動できるようスリ
ツト９，１０を形成し、この両スリツト９，１０
の面にそれぞれ振子５をパルスとして検出する検
出装置１１，１２を設けてなる。また水平盤１の
上面には傾斜角度を目測できるよう角度目盛１３
が第２図示のように放射状に付されており、いず
れの方向に角度で何度位傾いているかを知ること
ができるようになつている。

なお、振子検出装置１１，１２としては、例え
ば光源１１ａ，１２ａとこれよりの光を受光する
ホトトランジスタ、ホトダイオード、ホトセル等
の受光素子１１ｂ，１２ｂとよりなる装置あるい
は振子５を磁石で作り、これを磁気ヘツドあるい
はホール素子等により検出する装置等を使用する
ことができる。

しかして物体上面の水平を出したい場合や水平
度あるいは傾斜度を測定したい場合には、物体上
面に本考案水準器を載置する。この場合、振子５
の指示する点が第１、第２図示のように放射状角
度目盛１３の中心０点を指示すれば、水準器の載
置された面は水平であり、傾斜度は０゜である。
また、この際振子５を例えば第１図示の矢印で示
す左方向より振り始めた時の両受光素子１１ｂ，
１２ｂより得られるパルスを時間経過に対して示
すと、第４図ａ示の如くなる。第４図ａにおいて
最初のパルスP₁は振子５がスリツト９内に右方よ
り入り受光素子１１ｂの前を左方向に通過した際
得られ、第２のパルスP₂は同じく受光素子１１ｂ
の前を右方向に通過した際得られ、第３のパルス
P₃は、振子５がスリツト１０内に左方より入り受
光素子１２ｂの前を右方向に通過した際得られ、
第４のパルスP₄は同じく受光素子１２ｂの前を左
方向に通過した際得られたパルスであり、第５の
パルスP₅以降は上記P₁〜P₄のパルスと同様に受光
素子１１ｂ，１２ｂより交互に得られ、その周期
はTsecである。

物体上面が水平である場合には、第４図ａ示の
ように検出装置１１，１２により得られるパルス
列はP₁，P₂のパルス間隔t₁とP₃，P₄のパルス間隔
t₂が等しい（t₁＝t₂）パルス列となつている。

いま第３図示のように物体上面がθ゜傾斜して
いる場合を考える。この場合、振子５の指示する
点は放射状角度目盛１３の０点よりその傾斜によ
つて定まる方向にθ゜だけずれた点になる。従つ
て角度目盛１３を読み取ることによつて傾斜方向
と傾斜角を知ることができる。また振子５の指示
が角度目盛１３の０点に一致するように物体上面
の傾きを修正すれば、物体上面の水平を出すこと
もできる。しかしこの目視による測定は簡便であ
るが正確ではないので、一層正確な測定を行うに
は、振子５の指示点と真の零点（目盛１３の０
点）を結ぶ方向（傾斜方向）に、両アーム７，８
のスリツト９，１０を結ぶ方向（第２図の左右方
向）を一致させて振子５がスリツト９，１０内を
通過して振動できるようにしてから振子５を例え
ば第３図の矢印で示す左方向より振り始め、この
時の両受光素子１１ｂ，１２ｂより得られるパル
スを測定する。この場合の測定パルス列は第４図
ｂに示す如くなる。即ち、振子５がスリツト９内
に右方より入り受光素子１１ｂの前を左方向に通
過した際に受光素子１１ｂよりパルスP₁が得ら
れ、次いで受光素子１１ｂの前を右方向に通過し
た際に受光素子１１ｂよりパルスP₂が得られる
が、θ゜傾斜しているので、θ゜に相当する量だ
け検出点が振子５の振り始め点に近いから、θ＝
０゜で傾斜していない第４図ａの場合に比してパ
ルスP₁が得られる時点が早くなり、逆にパルスP₂
が得られる時点は遅くなる。即ちP₁，P₂のパルス
間隔t₁″は長くt₁′＞t₁となる。次に振子５が振動
の中心を通過してスリツト１０内に左方より入り
受光素子１２ｂの前を右方向に通過した際、受光
素子１２ｂよりパルスP₃が得られ、次いで受光素
子１２ｂの前を左方向に通過した際、受光素子１
２ｂよりパルスP₄が得られるが、この方の検出点
は上記の左方の検出点とは逆に振子５の振り始め
点よりθ゜に相当する量だけ遠いから、傾斜して
いない第４図ａの場合に比してパルスP₃が得られ
る時点が遅くなり、逆にパルスP₄が得られる時点
は早くなる。即ち、P₃，P₄のパルス間隔t₂″は短
くt₂＜t₂′となる。

従つて傾斜度０゜の時に得られる第４図ａ示の
パルス列を標準とし、傾斜度θ゜の時に得られる
第４図ｂ示の如きパルス列を測定して標準と比較
し、その位相関係、例えばP₁，P₂のパルス間隔t₁
とt₁′の差及びP₃，P₄のパルス間隔t₂とt₂′の差によ
り傾斜角θ゜を測定でき、かつ両アーム７，８の
スリツト９，１０を結ぶ方向を傾斜方向に一致さ
せてある（このようにしなければ、振子５がスリ
ツト９，１０内を通過して振動できないので、電
気的な傾斜角の測定ができない）から、第４図ｂ
のパルス列において検出装置１１により検出した
パルスP₁，P₂の間隔t₁′が長く、検出装置１２に
より検出したパルスP₃，P₄の間隔t₂′が短くなつ
た場合は、検出装置１１側が検出装置１２側より
低くなる状態で傾斜していることが判る。

上記傾斜角θ゜及び傾斜方向の測定には、両検
出装置１１，１２より得られる傾斜度θ゜の時の
測定パルス列を、予め記憶した傾斜度０゜の時の
標準パルス列と比較し、両者のパルス間隔t₁，
t₁′の差及びt₂，t₂′の差から傾斜角θ゜を測定で
き、かつ傾斜度θ゜の時に両検出装置１１，１２
より得られる測定パルス列のパルス間隔t₁′，
t₂′の差から傾斜方向を測定できる測定器を用い
ることは記す迄もない。

なお、本考案においては、放射状角度目盛１３
を設けてある方が便利であるが、必ずしも必要で
はない。また振子５の振動は、常に所定の振動特
性をもつて行う必要があるので、振動の付与には
バネ動力や電気エネルギーを利用することが望ま
しいが、一定振幅の振動でも減衰振動でも特性が
変らなければよいので、常に一定の振動特性が得
られるよう、予じめ定めた角度で振子５より手を
離し振り始めるようにしてもよい。

上述のように本考案によれば、物体上面の水平
が出し易く、かつ水平度あるいは傾斜度及び傾斜
方向の測定も極めて容易にしかも正確にでき、特
に水平盤上に放射状角度目盛を付しておけば目視
による測定も可能になり一層簡便なものとなる等
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案水準器の一実施例の正面図、第
２図はそのＡ−Ａ線断面矢視図、第３図は物体上
面が傾斜している場合の本考案水準器の状態を示
す正面図、第４図ａ，ｂは本考案水準器の動作説
明用波形図である。 １……水平盤、２……アーチ、３……天井部、
４……中心懸垂点、５……振子、６……糸、ロツ
ド等、７，８……アーム、９，１０……スリツ
ト、１１，１２……検出装置、１３……放射状角
度目盛。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水平盤上にアーチを垂設し、このアーチの天井
   部の中心懸垂点より振子を垂下せしめると共に、
   アーチの両アームにそれぞれ振子が振動できるよ
   うスリツトを形成し、この両スリツトの面にそれ
   ぞれ振子をパルスとして検出する検出装置を設
   け、この両検出装置より得られる傾斜度θ゜の時
   の測定パルス列を、予め記憶した傾斜度０゜の時
   の標準パルス列と比較し、両者のパルス間隔の差
   から傾斜角θ゜を測定できる測定器を具備してな
   る振子式水準器。