JPS60235014A - 水準器 - 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】 （１）産業上の利用分野 この発明は例えば各種産業機械例えば土木工事に用いる
杭打機などに用いる水準器に関するものである。

｛２｝従来の技術 杭打機により地盤に杭を打ち込む場合−従来では打ち込
まれる杭の上端を掴持するチャック手段のような、杭と
一体に動く部分に指針式の水準器を取付け、この水準器
の指針を遠くから観察する方法がとられている。

｛３）　発明が解決しようとする問題点上記のように指
針式水準器を杭打機のような対象物の所定の部分に取付
けてこれを離れた位置から観察する方法では指針が見に
くいので正確な測定かできず、対象物の向きがかわると
見えなくなる。一方向の傾斜しか観察できない。対象物
が振動するとさらに見にくくなるなどの問題がある。

（４）問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために、この発明は、中空本体
の上部に、上端を支点として自由に揺動する２振子を設
は一本体内の底部上には、前記振子の下端に設けた基準
点の偏位量を検出する無接点式の位置検知手段を設けた
ものである。

（５）　作用 この発明の水準器は上記の構成であり、中空本体を所望
の対象物に固定して使用する。すなわち、中空本体の垂
直の軸線が対象物の軸線と平行になるように取付けた場
合一対象物が鉛直であれば、振子の下端の基準点は一本
体内底部上の位置検知手段の中心部の直上となる。また
一対象物が鉛直線に対して傾斜している場合は一振子の
下端の基準点が位置検知手段の中心部以外の位置上とな
る。

従って位置検知手段と、別設の表示器に配列した表示点
とを信号伝送手段により接続して表示点を発光させるな
どの手段で表示させることにより対象物が鉛直線に対し
てどの程度傾斜しているかが分る。

（６）実施例 第１図の第１の実施例において、１は中空の本体であり
、円筒状の胴部２とその上端のキャップ３と底部４から
なっている。

５は胴部２の上端とキャップ３の下端間に挾んで固定し
た振子支持部材で−その中央に形成した縦孔に球面すべ
り軸受６をはめ、その中央の孔に振子７の軸部上端をは
めてナツト８で固定することにより、振子７が軸受６の
外周の球面の中心を支点として自由な方向に揺動し得る
ようにする。

また、前記の球面すべり軸受６は支持部材５上にネジ止
めした押え板９により浮上りを防止している。

１１はキャップ３の中央に固定した発光ダイオードで、
振子７の上端開口を照射している。また−振子７の中心
孔には光ファイバ１２をそう人してその下端を基準点１
３として振子７の下端開口に臨ませる。

１５は底部４内にネジ止めなどの手段で固定したプリン
ト基板で一図示例では振子７の支点、すなわち−前記一
軸受６の外側の球面の中心と同一の中心の球面の一部を
なすように湾曲している。ただし、プリント基板１５は
平板状でもよい。

１６は基板１５上に固定した多数の受光素子１６ａから
なる位置検知手段である。この受光素子１６ａは実施例
の場合、ＣｄＳセルあるいはホトダイオード−ホトトラ
ンジスタ、ホトサイリスクのような光導電素子を用いて
いる。

上記各受光素子１６ａは本体１の中心と同心の同心円上
に配置する場合と−Ｘ、Ｙ方向の格子状に配置する場合
がある。

位置検知手段１６としては上記のように多数の受光素子
１６ａを用いる他に、半導体を用いた非分割型の素子か
らなり一光点の位置を検出して連続した電気信号（ｘ、
ｙ座標信号）を得ることができる２次元位置検出素子を
用いる場合もある。

２１は表示部で一前記位置検知手段１６を構成する各受
光素子１６ａ　と同数の表示点としての発光タイオード
２２が一位置検知手段１６と同じ並び方で並んでいる。

また−表示部２１には各発光ダイオード毎に一人力信号
によりダイオード２２を発光させる回路を組み込み−こ
の回路の各入力端子と前記各位置検知手段１６の各受光
素子１６ａとを電線２３により接続して振子７の下端の
基蘭点１３より発せられる光線により照された位置検知
手段１６の照射位置に対応する発光ダイオード２２が発
光するようにし、前記発光ダイオード１１も電線２４で
表示部２１の回路に接続する。

第４図は取付例を示すもので一図中３１はクローラによ
り自走できる車体て−この車体３１上に油圧シリンダに
より起伏されるブーム３２．３３を設け、ブーム３３の
先端に油圧シリンダにより起伏されるアーム３４を設け
、このアーム３４の先端に揺動自在のブラケット３５を
取付ける。

また、ブラケット３５にはフレーム３６を旋回自在に取
付け、このフレーム３６に杭４０の打込み兼用引抜き装
置（Ａ）を取付ける。

すなわち一フレーム３６に水平ロック機構を介して取付
けた支持枠３８に一防振ゴムを介して装置（Ａ）の起振
部３７を取付け、その下部のチャック３９により杭４０
の上端を掴持する。

また、この発明の水準器の本体１は支持枠３８の側面に
取付ける。この支持枠３８に対する取付は手段は種々の
機構か考えられるが、第１図の実線または鎖線で示しで
あるように本体１の外側の適所に取付板２９を固定して
ボルト止めなどの手段により固定する。表示部２１は車
体３１内に設ける。

本体１の垂直の軸線とチャック３９により掴んた杭４０
の軸線とが平行になるようにし、起振部３７による振動
と、ブーム３２．３３−アーム３４の操作による押込力
との相乗作用で、杭４０は地盤４１中へ打ち込まれてい
く。

杭４０が垂直状態で打ち込まれている間は本体１も垂直
である。従って常に鉛直を保っている振子７に対して本
体１の軸線が二数しているから、発光ダイオード１１で
発せられた光線は光ファイバ１２を経て下端の基準点１
３に達し、位置検知手段１６の中央を照しているから−
この手段１６からの出力信号により、表示部２１の中央
の発光ダイオード２２が光り、杭４０が正しく打込まれ
ていることが分る。

また、杭４０が傾斜すると、これと一体の支持枠３８に
固定した本体１も傾斜する。しかし−振子７は鉛直を保
ったままであるから−その下端の基準点１３は基板１５
の中心から移動し一位置検知手段１６の中心部以外の位
置に光線を当てるから、この位置検知手段１６のその位
置に該当する表示部２１の発光ダイオード２２が発光す
る。従って杭４０がどの方向へどれだけ傾斜したかが分
り、ブーム３２．３３などの操作で修正でき、その修正
状況も表示部２１に配置されている発光ダイオード２２
の点灯状態を見ることにより刻々と示される。

上記は杭打ちの場合の実施例であるが、その他の各種の
建設工事や大型部材の組立てのさいの部材の垂直水平の
測定や傾斜角の測定も容易である。

また、本体１を取付ける対象物の形状も千差万別である
から取付板２９も種々の形状や取付角とする。

第２図は他の実施例て一底部４のみが変っている。この
例では底部４の周囲のフランジ１７の部分が一振子７の
支点を中心とする球面の一部をなすように湾曲している
。本体１の下端面はフランジ１７の上面に適合する球面
となっており−ここに複数のネジ孔を設け、フランジ１
７に放射状に設けた複数の長孔１８にボルト１９をそう
人して、このボルト１９を本体１の下端のネジ孔にねじ
込んで固定する。他の部分は第１図の実施例と同じであ
る。

上記の実施例の場合−ボルト１９を弛めると一基板１５
は球面に沿って自由に動かせる。従って本体１を対象物
に固定したのち、基板１５の位置の微調整ができ、基板
１５を倫心させて固定すれば一定の傾斜角の測定が行え
る。

上記の実施例において一位置検知手段１６の多数の受光
素子１６ａのかわりに多数の受光部を設け、この各受光
部と表示部２１とを複数の光ファイバによって接続し一
基準点１３の光を基板１５上に配置した光ファイバの端
部である受光部に入光させて−この光を表示部に配置さ
れた光ファイバの端部で発光させるようにすることもで
きる。

第３図はプリント基板取付部の他の実施例で−この例で
は本体１の底部４の内周を球状の凹面の一部とじ−ここ
に球面状の外周面を有する基板取付部材１０を回動自在
にはめ込み、本体１にねじ込んだ複数の押ネジ１４によ
り任意の角度で基板取付部材１０を固定し得るようにし
、この部材１０に基板１５を固定して任意の傾斜角を測
定できるようにしたものであり−その他は第１−第２の
実施例と同様である。

また−振子７の下端の基準点１３を永久磁石とし、基板
１５上の位置検知手段１６は磁気センサとして一基準点
１３をこの磁気センサにより検知して発光ダイオード２
２を光らせるようにもてきる。

その他に表示部２１で表示するとともに、または表示す
るかわりに自動制御回路に偏位量を入力して、ロボット
などの対象物の姿勢を自動的に修正する自動制御系に用
いる姿勢検知用の水準器としても利用できる。

（７）効果 この発明の水準器は本体を対象物に固定し一表示部はそ
れより離れた場所に設置できるので杭打ち機の上端部の
ような人が近寄れない部分に本体を取付けた場合でも安
全な位置で杭などの傾斜を正確に測定できる。また一本
体内の振子はあらゆる方向に傾斜できるので、杭などの
あらゆる方向への傾斜を測定してこれを正しい状態に復
元させることができる。振子の基準点と本体底部の位置
検出手段とは光または磁気などによる無接点式であるか
ら、摩擦などによる誤差の発生や故障が著しく少ないな
どの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２図はこの発明の水準器の各実施例の縦断正
面図−第３図は要部の他の実施例を示す一部切欠縦断正
面図、第４図は同上を取付けた杭打ち兼引抜き装置の側
面図である。 １・・・本体、４　底部−６球面すべり軸受−７・・振
子−１１，２２・・発光ダイオード、１２・光ファイバ
、１３　基準点−１５プリント基板、１６・位置検知手
段。 特許出願人　日本二−マチック工業株式会社同　代理人
　鎌　１）　文　ニ 、第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　中空本体内の上部に、上端を支点として自由に揺
   動する振子を設け、本体内の底部上には、前記振子の下
   端に設けた基準点の偏位置を検出する無接点式の位置検
   知手段を設けたことを特徴とする水準器。 ２、振子下端の基準点は光点とし１本体底部の位置検知
   手段は、光点を検知して電気信号に変換する光センサと
   したことを特徴とする特許の範囲第１項記載の水準器。 ３、本体底部に設けた位置検知手段は多数の受光素子を
   同心円状に配したことを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の水準器。 ４、本体底部に設けた位置検知手段は多薮の受光素子を
   Ｘ．Ｙ方向の格子状に配したことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の水準器。 ５、本体底部に設けた位置検知手段は半導体２次元検知
   用素子１個で構成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の水準器。 ６、振子下端の基準点を磁気発信部とし、本体底部の位
   置検知手段は磁気発信部の磁気を検知して電気信号に変
   換する磁気センサとしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の水準器。