JPH0342332Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、作業用車両における車体などの傾斜
状態を検出する傾斜検出装置に関する。

従来技術 一般に、トラクタなどの作業用車両にあつて
は、起伏がはげしい現場で作業するようなことも
多いため、車体が一定以上に傾斜したときにそれ
を検知して警報を発したり、車体の姿勢制御など
を行なわせるようにしている。

その場合、特に小形のトラクタなどにあつて
は、前後または左右の一方向のみならず、前後、
左右および斜めの全方向における車体の傾斜状態
を検出する必要があるものとなつている。

従来、このような作業用車両などの全方向にお
ける傾斜状態を検出する傾斜検出装置として、円
板状のしや光体を糸線により水平に吊り下げた全
方向に揺動自在な振子を用いて、車体が傾斜した
ときの振子の動きに応じて固定側に設けられた光
センサによりそのしや光体が検知されなくなるこ
とをもつて車体の一定以上の傾斜状態を検出する
ようにしたものが提案されている（特開昭60−
85311号公報参照）。

このような従来の傾斜検出装置では、振子の重
りとなるしや光板を吊り下げる糸線がねじれてそ
のしや光板が回動することが否めず、そのためし
や光板が回動しても影響がないようにそれを真円
板状のものとして、前後、左右および斜めの全方
向ともに一律に設定された角度でしか車体が傾斜
状態にあることを検出せざるをえないものとなつ
ている。

しかし、作業用車両ごとにその車体の重心の位
置や四輪かまたは三輪かなどの種々の要因の違い
によつて車体の前、後、左、右または斜めの各方
向における傾倒特性がそれぞれ異なるものとなつ
ており、そのため各方向における傾倒特性にした
がつて各方向ごとにおける車体の傾斜検出角度を
それぞれ独立的に設定したい場合がある。

目的 本考案は以上の点を考慮してなされたもので、
前後、左右、斜めの全方向に揺動自在に吊り下げ
られた振子および光センサ等のセンサ手段を用い
て車体の傾斜状態を検出させる際、振子自体が何
ら回動することがないように吊り下げて全方向に
揺動する振子の向きが常に一定となるように規制
することにより、車体の各方向における傾倒特性
に応じてそれぞれ独立的に設定された傾斜検出角
度をもつて車体の各方向における傾斜状態をそれ
ぞれ検出させることができるようにした傾斜検出
装置を提供するものである。

特に本発明による傾斜検出装置では、振子をそ
れ自他が回動することがないように全方向に揺動
自在に吊り下げる際、振子の全方向における揺動
軌跡がほぼ同一球面となるような手段を講ずるよ
うにしたことを特徴としている。

構 成 本考案はその目的達成のため、椀状体をロツド
により全方向に揺動自在になるように水平に吊り
下げた振子手段と、椀状体の各方向ごとに設定さ
れた傾斜角度以上の揺動状態を検知するセンサ手
段とからなり、ロツドの先端をフツク状に曲げて
固定側に取り付けられたフツク受けに引つかける
ことにより椀状体を全方向に揺動自在に吊り下げ
るとともに、各方向における椀状体の揺動軌跡が
ほぼ同一球面を描くように方向に応じて椀状体の
曲率を変化させるようにしている。

以下、添付図面を参照して本考案の一実施例に
ついて詳述する。

本考案による傾斜検出装置にあつては、第１図
に示すように、アルミニウムまたは銅などの導電
製をもつた非磁性体からなる球穀体の一部をなす
椀状体１およびロツド２からなる振子がフレーム
３側に全方向に自在に揺動できるように吊り下げ
られており、その椀状体１の下面にはギヤツプｇ
を介して４つの永久磁石５，６，７，８（第２図
参照）がそれぞれ設けられている。

それらの各永久磁石５，６，７，８は、第２図
に示すように椀状体１の中心線上に中心○をもつ
た円上に等間隔に配されており、磁石取付板９上
に椀状体１の形状に応じて湾曲形成された接線方
向の各傾斜面部分にそれぞれ取り付けられてい
る。また永久磁石５と６および永久磁石７と８
は、椀状体１に対して互いに逆極性となるように
それぞれ取り付けられている。

なお、ベース１２上に磁石取付板９を挟んでフ
レーム３をネジ１３により取り付けるようにして
いる。また椀状体１が最大に振られたときにその
端部を係止する合成樹脂またはゴム製のストツパ
１０がフレーム３部分に熱かしめなどによつて取
り付けられている。

本考案では、振子をフレーム３側に取り付ける
際、第３図ａ，ｂに示すように、ロツド２の先端
を円形にフツク状に曲げてフツク部２′を形成す
るとともに、フレーム３側にフツク受４をハンダ
付けなどによつて取り付け、そのフツク受４にロ
ツド２のフツク部２′を引つかけることにより、
椀状体１自体が回動することがないようにそれを
全方向に揺動自在に吊り下げるようにしている。
図中、１５はハンダ部分を示している。

また第１図の構成において、椀状体１の下面中
央部には、第４図に示すような形状をもつた光反
射パターンＰが貼付または印刷形成され、その光
反射パターンＰに対向してベース１２の水平時に
そのパターンＰの中心○に光があたるように反射
式による光センサ１６が配されている。

その光反射パターンＰは、第５図に示すよう
に、四輪の車体２０の重心Ｇに応じた各方向にお
ける傾倒特性にそれぞれしたがつて、前方（図中
矢印で示す方向）への傾斜検出角度をθA、後方
への傾斜検出角度をθB、左および右方への傾斜
検出角度をθCとしてそれぞれ設定された各傾斜
検出角度に応じて、車体２０の重心Ｇ位置と左、
右の前車輪位置ａ，ｂとを結ぶ線間の角度αと、
同じくその重心Ｇ位置と左、右の後車輪位置ｃ，
ｄとを結ぶ線間の角度βにしたがう円弧角をもつ
て中心○を同心とした半径Ａ，Ｂ，Ｃの円をそれ
ぞれ描くことによつて形成されている。またその
光反射パターンＰは、車体２０の前後、左右に対
応するように椀状体１の底部に設けられる。光反
射パターンＰにおける円弧角α，βは、車体２０
における前方斜め方向または後方斜め方向への傾
倒と横方向への傾倒との境界を決定している。

一方、この境界付近ではθα←→θc、あるいはθβ
←→θcの切替わりが大きいので、図中点線で示すよ
うにパターンを形成して、切替わりを少しゆるや
かにしてもよい。

なお、光センサ１６が設けられている光センサ
ユニツト１７とその下側に配されたプリント基板
１８とが一体となつてネジ１９により磁石取付板
９側に取り付けられている。またプリント基板１
８には、光センサ１６の出力状態に応じてベース
１２の傾斜状態を検出する電気回路が形成されて
いる。第１図中、２１は外箱を、２２はパツキン
をそれぞれ示している。

しかしてこのように構成されたものでは、椀状
体１が全方向に自在に揺動できるように垂下され
た振子構造をとつているために、それを車両に搭
載して車体２０を傾斜を検出する場合、車体２０
の前後、左右および斜めの全方向における傾斜状
態に応じてその椀状体１が振動する。その際、車
体２０がある方向に予め設定された傾斜検出角度
以上に傾斜すると、その椀状体１におれる円形の
光反射パターンＰが光センサ１６から外れ、その
発光素子から発せられた光が反射されずに受光素
子により受光されなくなつて車体２０の一定以上
の傾斜状態が検出されることになる。

その場合、光反射パターンＰが方向性をもつて
椀状体１に形成されているために、椀状体１自体
が回動してしまうと方向性をもつた車体２０の傾
斜検出に誤差を生じてしまうことになるが、本考
案では特に丸棒からなるロツド２のフツク部２′
およびフツク受４を互いの軸径に応じた曲率をも
つてわん曲させて係合させるようにしているため
に、椀状体１が回動することがないようにそれを
吊り下げることができる。したがつて、光反射パ
ターンＰにしたがう各方向ごとの車体２０の一定
以上の傾斜状態を精度良く検出することができる
ようになる。

光反射パターンＰは、車体２０の重心Ｇ位置お
よびその車輪位置による傾倒特性にしたがつてそ
の形状および大きさがそれぞれ決定され、各種車
体に応じた全方向における所定の傾斜検出にその
光反射パターンＰを変更するだけで容易に対応さ
せることができるようになる。

なお光反射式の光センサ１６および光反射パタ
ーンＰを用いる代わりに、椀状体１に同一パター
ンの孔をあけ、その孔を通して発光素子からの光
が受光素子によつて受光できるような光センサを
設け、椀状体１の揺動により光がしや断されたと
きをもつて車体の傾斜状態を検出するようにして
もよいことはいうまでもない。

また、椀状体１の下面に４つの永久磁石５，
６，７，８をそれぞれ椀状体１の接線方向に傾斜
させて設けた磁気ダンパ構造をとるようにしてい
るので、各永久磁石５，６，７，８を単に水平に
設けた場合に比して各磁石間に磁束が充分にいき
わたるようになり、そのため椀状体１に比較的大
きなうず電流が発生し、それにより椀状体１に充
分な磁気制動力が全方向にわたつて作用して車両
の走行振動やエンジン振動などが外乱として椀状
体１に加わつてそれが微振動するようなことが防
止され、全方向における振子のダンパ作用が有効
に発輝される。

なお、永久磁石の代わりにそれぞれ電磁石を用
いるようにしてもよいことはいうまでもない。ま
た配設される磁石の数は本実施例においては４つ
使用しているが２つでもよく、その磁石数が多く
なるほど振子に作用する磁気制動力を強くするこ
とができるようになる。

このような本考案による傾斜検出装置では、ロ
ツド２の先端に形成されたフツク部２′をフレー
ム３側に設けられたフツク受４に引つかけて椀状
体１を吊り下げるようにしているので、第３図ａ
に示すように椀状体１がＸ方向に揺動するときに
はその揺動中心が○位置となり、同図ｂに示すよ
うに椀状体１がＹ方向に揺動するときにはその揺
動中心が○′位置となり、そのためＸ方向とＹ方
向とにおける椀状体１の揺動中心にずれを生じて
真円球の球殻体の一部をなす椀状体１の各方向に
おける揺動軌跡が異なる。

そのため特に本考案では、Ｘ方向およびＹ方向
における椀状体１の曲率をその揺動方向に応じて
変化させることにより、椀状体１の各方向におけ
る揺動軌跡がほぼ同一球面を描くようにしてい
る。

すなわち、第３図ａに示すように椀状体１を正
面からみたときにはその椀状体１の曲率中心が椀
状体１のＸ方向における揺動中心となる○位置に
くるようにするとともに、同３図ｂに示すように
椀状体１を側面からみたときにはその椀状体１の
曲率中心が椀状体１のＹ方向における揺動中心と
なる○′位置にくるように、椀状体１を楕円状に
わん曲形成させるようにしている（第２図参照）。

したがつてこのように椀状体１を形成すれば、
椀状体１のＸ方向およびＹ方向における各揺動中
心○，○′がそれぞれの方向に対応する椀状体１
の曲率中心と一致することになり、各方向におけ
る椀状体１の揺動軌跡がほぼ同一球面を描くよう
にすることができる。

このため椀状体１の揺動に拘らず各永久磁石５
〜８と椀状体１との間の各ギヤツプｇの大きさを
ほぼ一定に維持して、椀状体１に作用する磁気制
動力をほぼ均一に維持することもできる。

さらに、光反射パターンＰと光センサ１６との
距離の変動をほとんどなくすこともできるので、
検出精度を良好に維持することができる。

また第６図は本発明の他の実施例を示すもの
で、この場合は椀状体１の側断面形状にあつてそ
の両端部分の曲率が他の部分よりも大きくなるよ
うにしている。なおこの場合、椀状体１の正断面
形状は曲率一定の円弧状となつている。

第７図は光センサによる車体の傾斜状態検出系
統の具体的な回路構成例を示すもので、LED（発
光素子）から発せられた光がホトトランジスタ
Ｐ・Tr（受光素子）により受光されるときにはコ
ンパレータCMPの出力がローレベルとなつて警
報器ALMが何ら動作せず、またLEDから発せら
れた光が前述のようにしや断されてホトトランジ
スタＰ・Trにより受光されなくなつたときには
コンパレータCMPの出力がハイレベルとなつて
警報器ALMが動作し、それにより車体が一定以
上に傾斜した旨を報知するようになつている。図
中、REGは三端子レギユレータである。特にこ
の場合には、コンパレータCMPの比較入力側に
RC遅延回路DLYを設けて、車両の発進、停止時
または加減速時における加速度によつて椀状体が
瞬間的に大きく揺動しても、その一時的な光しや
断によつては警報器ALMが動作することがない
ようにしている。

効 果 以上、本考案による傾斜検出装置にあつては、
車体の各方向における傾倒特性に応じて形成され
た検出パターンをロツドを介して全方向に揺動自
在に吊り下げられた椀状体に設け、その検出パタ
ーンを利用してセンサにより車体の各方向ごとに
設定された傾斜角度以上の揺動を検出する際、フ
ツク手段によりロツドおよび椀状体からなる振子
をそれ自体が回動することがないように全方向に
揺動自在に吊り下げるとともに、フツク手段をと
るがために生ずる椀状体の方向による揺動軌跡の
ずれをなくすように椀状体の曲率を方向によつて
変化させるようにしているため、各方向における
車体の一定以上の傾斜状態を方向性をもつて精度
良く検出することができるという優れた利点を有
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による傾斜検出装置の一実施例
を示す正断面図、第２図は同実施例における椀状
体に対する４つの磁石の配設状態を示す平面図、
第３図ａ，ｂは同実施例における振子部分の正面
図および側面図、第４図は光反射パターンの一例
を示す図、第５図は第４図に示す光反射パターン
に応じた車体の状態を示す図、第６図は本発明の
他の実施例における振子部分の側断面図、第７図
は光センサによる車体の傾斜状態検出系統の具体
的な回路構成例を示す結線図である。 １……椀状体、２……ロツド、２′……フツク
部、３……フレーム、４……フツク受、５，６，
７，８……永久磁石、２０……車体、１６……光
センサ、Ｐ……光反射パターン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 椀状体をロツドにより全方向に揺動自在になる
   ように水平に吊り下げた振子手段と、椀状体の各
   方向ごとに設定された傾斜角度以上の揺動状態を
   検知するセンサ手段とからなり、ロツドの先端を
   フツク状に曲げて固定側に取り付けられたフツク
   受けに引つかけることにより椀状体を全方向に揺
   動自在に吊り下げるとともに、各方向における椀
   状体の揺動軌跡がほぼ同一球面を描くように方向
   に応じて椀状体の曲率を変化させるようにしたこ
   とを特徴とする傾斜検出装置。