JPH0514819U - 傾斜検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 傾斜検出装置において、任意の方向の傾斜角
度を精度良く検出できるようにすること。 【構成】 固定部材に設けた球状内面と、この球状内面
により滑動自在に支持される球状外面を有するとともに
重力により常時水平姿勢を保持され且つ検出可能な特性
を有する水平部材と、前記固定部材に支持されて前記水
平部材の前記特性を検出する傾斜センサとから構成され
ている。前記検出可能な特性としては、光学特性または
磁気特性等がある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ある部材または構造体等が水平状態から一定角度以上傾斜したとき にその傾斜を検出するための傾斜検出装置に関する。 このような傾斜検出装置は、たとえば高所作業車が３゜以上傾斜したとき、ま たは建設作業車が１３.５゜以上傾斜したときに警告を発する場合等に使用され る。

【０００２】

【従来の技術】

この種の従来の傾斜検出装置としては図１５（Ａ）〜図１５（Ｂ）に示すもの が知られている。 図１５（Ａ），図１５（Ｂ）に示す傾斜検出装置は、密封容器０１の中に水銀 ０２と端子０３，０４とを封入した水銀スイッチである。この水銀スイッチは図 １５（Ａ）に示す水平状態ではオフであるが、図１５（Ｂ）に示す左下がりの傾 斜状態では端子０３，０４間を水銀０２が接続してオンになる。したがって、左 下がりに所定角度以上傾斜した場合には、それを検出することができる。 図１６（Ａ），図１６（Ｂ）に示す傾斜検出装置は、リードスイッチ０５と容 器０６内に封入された磁性流体０７および磁性流体０７中に浮かんだ磁石０８と から構成されている。この傾斜検出装置を支持する部材が水平な状態（図１６（ Ａ）図参照）ではリードスイッチ０５は、磁石０８が接近した状態に在るのでオ ンであるが、傾斜状態（図１６（Ｂ）参照）ではリードスイッチ０５は磁石０８ が離れた遠方位置に在るのでオフである。 図１７（Ａ），図１７（Ｂ）に示す傾斜検出装置は、回動軸０９周りに揺動自 在に支持された振子０１０に所定の形状のスリット０１１を形成し、このスリッ ト０１１を挟んで発光素子０１２および受光素子０１３を対向配置したものであ る。この図１７（Ａ），図１７（Ｂ）に示した傾斜検出装置では、振子０１０が 回動軸０９周りに所定角度以上回転すると受光素子０１３が発光素子０１２の光 を受光しなくなる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記図１５（Ａ），図１５（Ｂ）に示した傾斜検出装置は、製品の バラツキが大きく、一定の傾斜角度で固定する（車体等に取り付ける）のが難し い。また、一方向の傾斜しか検出することができず、水銀による公害を引き起こ すおそれが在る。また、前記図１６（Ａ），図１６（Ｂ）に示した磁性流体を用 いた傾斜検出装置は、製品のバラツキが大きく、また、ヒステリシスも大きい。 したがって、小さな傾斜角度を正確に検出することは難しい。また、図１７（Ａ ），図１７（Ｂ）に示す傾斜検出装置は前記振子を支持する回転軸周りの傾斜角 度は検出できるが、前記回転軸に垂直な軸周りの傾斜は検出することができない という問題点があった。 本考案は、前述の事情に鑑み、傾斜検出装置において、任意の方向の傾斜角度 を精度良く検出できるようにすることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために、本考案の傾斜検出装置は、固定部材に設けた球状 内面と、この球状内面により滑動自在に支持される球状外面を有するとともに重 力により常時水平姿勢を保持され且つ検出可能な特性を有する水平部材と、前記 固定部材に支持されて前記水平部材の前記特性を検出する傾斜センサとから構成 されたことを特徴とする。 前記検出可能な特性としては、光学特性または磁気特性等がある。 また、前記特性を検出する傾斜センサとしては、光センサまたは近接スイッチ 等がある。

【０００５】

【作用】

前述の構成を備えた本考案の傾斜検出装置は、前記固定部材を建設車輌の車体 等の構造体に固定して使用される。したがって、前記固定部材は前記車体の傾斜 とともに傾斜するが前記水平部材は常時水平に保持される。このとき、水平部材 は前記固定部材の球状内面に沿って滑動する。このとき、水平部材は固定部材に 支持された前記傾斜センサに対して相対的に移動する。したがって前記固定部材 が傾斜したとき前記水平部材は、固定部材に支持された傾斜センサに対して相対 的に接近または離れるように移動することになる。そして、その移動量（すなわ ち、傾斜センサに対する水平部材の相対的移動量）は、前記固定部材の傾斜量に 対応している。したがって、前記水平部材の特性を検出する傾斜センサは、前記 水平部材の前記移動量（すなわち固定部材の傾斜量）に応じて検出信号が変化す る。 すなわち、前記水平部材の特性を検出する傾斜センサの検出信号は、前記固定 部材の傾斜量に応じて変化するので、その検出信号の変化により、前記固定部材 が固定された車体等の構造体の傾斜を検出することができる。

【０００６】

【実施例】

以下、図面により本考案の傾斜検出装置の実施例を説明する。 図１〜図４は本考案の第１実施例の説明図で、図１は側断面図、図２は第１図 のII−II線断面図、図３は作用説明図、図４は回路説明図である。 図１，２において、建設車両等の車体に取り付けられる固定部材１は、下側ケ ース２と、上側ケース３とを有している。前記下側ケース２には、透明な半球状 支持壁４が設けられており、半球状支持壁４の下面は下側ケース２の突出支持部 ２aによって支持されている。また、前記上側ケース３は、側壁部材５と上壁部 材６とに分割して構成されている。前記上側ケース３には、部分球状支持壁７お よび容器蓋８が設けられている。前記半球状支持壁４、部分球状支持壁７、およ び容器蓋８によって容器９が構成され、その半球状支持壁４および部分球状支持 壁７によって形成される容器９内面は滑らかに連続しており、それらの内面によ って球状内面（完全な球ではないが、「球状内面」ということにする）９aが形 成されている。 前記部分球状支持壁７の外周部には近接スイッチ支持部材１０が設けられてお り、この近接スイッチ支持部材１０には、円周を８等分した位置にそれぞれ近接 スイッチ１１が支持されている。 前記容器９の球状内面９aには、半球状の外側面を有する磁性金属材料製の水 平部材１２がベアリング１３によって摺動自在に支持されている。

【０００７】 前記建設車両等の車体に取り付けられる前記固定部材１が前記車体とともに水 平に保持されている場合には、前記固定部材１と前記水平部材（すなわち、可動 部材）１２とは、図１に示す状態に保持されている。このとき、前記固定部材１ に支持された近接スイッチ１１は、前記水平部材１２から上方に離れた位置に配 置されているので、ＯＦＦである。しかしながら、前記水平部材１２が前記容器 ９の球状内面９aに沿って摺動して、前記近接スイッチ１１に接近するとその近 接スイッチ１１はＯＮとなる。

【０００８】 図４は前記傾斜検出装置の傾斜検出回路の実施例を示す。 図４において、前記８個の近接スイッチ１１は並列接続されており、前記固定 部材１が前記車体とともに水平に保持されている場合には、全てＯＦＦである。 その場合、トランジスタＴＲ1はそのベース電位がエミッタ電位より高いのでＯ Ｎである。このとき、トランジスタＴＲ2はそのベース電位がエミッタ電位に等 しいのでＯＦＦである。しかしながら、前記固定部材１および車体が水平姿勢か ら傾斜して前記近接スイッチ１１のどれか１つでもＯＮになると、前記トランジ スタＴＲ1はそのベース電位がエミッタ電位に等しくなってＯＦＦとなる。この とき、トランジスタＴＲ2はそのベース電位がエミッタ電位よりも上昇してＯＮ になり、警報回路１４が作動するように構成されている。

【０００９】 次に前記第１実施例の作用を説明する。 前記固定部材１を建設車両の車体等に取り付けて使用する際、その車体等が水 平姿勢にあるとき前記固定部材１および水平部材１２等は第１図に示す状態に保 持されている。 このとき、前記水平部材１２は前記前記８個の近接スイッチ１１から離れた位 置に在るので、８個の各近接スイッチ１１は全てＯＦＦである。このとき、前述 のようにトランジスタＴＲ2はＯＦＦであり、前記警報回路１４は非作動状態に ある。

【００１０】 前記固定部材１が水平姿勢から傾斜すると、水平部材１２は前記容器９の球状 内面９aに沿って摺動して、前記近接スイッチ１１のいずれかに接近する。前記 水平部材１２が接近した近接スイッチ１１はＯＮとなる。前記近接スイッチ１１ のどれか１つでもＯＮになると、前記トランジスタＴＲ1はそのベース電位がエ ミッタ電位と等しくなってＯＦＦとなる。このとき、トランジスタＴＲ2はＯＮ になり、警報回路１４が作動する。 このとき、傾斜検出装置が装着された車両の作業を中止することにより車両等 の横転等が防止される。

【００１１】 次に図５〜図８により、本考案の第２実施例を説明する。なお、この第２実施 例の説明中、前記第１実施例と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより 重複する詳細な説明は省略する。 この第２実施例は、前記第１実施例の構成を次の(a)〜(c)のように変更した点 で第１実施例と相違しているが、その他の点では変わりがない。 (a) 前記水平部材１２は中央部が円錐状に切除されており、その中心部には貫 通孔１２aが形成されている点。 (b) 前記第１実施例の８個の近接スイッチ１１が省略され、その代わりに、前 記固定部材１が水平状態（図５に示された状態）のときに前記貫通孔１２aの中 心に対向する位置に、１個の近接スイッチ１１が配設されている点。 (c) 前記図４に示す第１実施例の傾斜検出回路の８個の並列接続の近接スイッ チ１１が１個の近接スイッチ１１に置き代えられて、傾斜検出回路が図８に示す ように構成された点。

【００１２】 次に前記第２実施例の作用を説明する。 前記固定部材１を建設車両の車体等に取り付けて使用する際、その車体等が水 平姿勢にあるとき前記固定部材１および水平部材１２等は図５に示す状態に保持 されている。 このとき、前記近接スイッチ１１は、前記水平部材１２の貫通孔１２aの中心 に対向しており、前記金属製の水平部材１２の構成物質から離れた位置に在るの で、近接スイッチ１１はＯＦＦである。このとき、前記トランジスタＴＲ2はＯ ＦＦであり、前記警報回路１４は非作動状態にある。

【００１３】 前記固定部材１が水平姿勢から傾斜すると、水平部材１２は前記容器９の球状 内面９aに沿って摺動する。このとき、近接スイッチ１１は、図７に示すように 水平部材１２の構成物質（金属）に接近してＯＮとなる。近接スイッチ１１がＯ Ｎになると、前記トランジスタＴＲ2はそのベース電位がエミッタ電位と等しく なっしＯＦＦになり、警報回路１４が作動する。 このとき、傾斜検出装置が装着された車両の作業を中止することにより車両等 の横転等が防止される。

【００１４】 次に図９〜図１３により、本考案の第３実施例を説明する。なお、この第３実 施例の説明中、前記第１実施例と同一の構成要素には同一の符号を付すことによ り重複する詳細な説明は省略する。 この第３実施例は、前記第１実施例の構成を次の(a)〜(c)のように変更した点 で第１実施例と相違しているが、その他の点では変わりがない。 (a) 前記水平部材１２の外側面が中央部分の光反射面１２bと、周辺部分の光吸 収面１２cとから構成された点。 (b) 前記第１実施例の８個の近接スイッチ１１が省略され、その代わりに、前 記部分球状支持壁７の外周部には円周を８等分した位置で且つ前記固定部材１が 水平状態（図９に示された状態）のときに前記光吸収面１２cとに対向する位置 に、それぞれ光センサ支持壁１０′が設けられている。そして各光センサ支持壁 １０′にはそれぞれ１個の反射型光センサ１１′が支持されている。 (c) 前記図４に示す第１実施例の傾斜検出回路の８個の並列接続の近接スイッ チ１１が反射型光センサ１１′に置き代えられて、傾斜検出回路が図１３に示す ように構成された点。

【００１５】 次に前記第３実施例の作用を説明する。 前記固定部材１を建設車両の車体等に取り付けて使用する際、その車体等が水 平姿勢にあるとき前記固定部材１および水平部材１２等は図９に示す状態に保持 されている。 このとき、前記各反射型光センサ１１′は、図９、図１２（Ａ）に示すように 前記水平部材１２の光吸収面１２cに対向しており、全てＯＦＦである。このと き、前記トランジスタＴＲ1，ＴＲ2はＯＦＦであり、前記警報回路１４は非作動 状態にある。

【００１６】 前記固定部材１が水平姿勢から傾斜すると、水平部材１２は前記容器９の球状 内面９aに沿って摺動する。このとき、前記反射型光センサ１１′は、図１１、 図１２（Ｂ）に示すように水平部材１２の前記光反射面１２bに対向するように なってＯＮとなる。前記反射型光センサ１１′がＯＮになると、前記トランジス タＴＲ1はそのベース電位がエミッタ電位と等しくなってＯＦＦになるとともに 、前記トランジスタＴＲ2はそのベース電位がエミッタ電位より上昇してＯＮに なり、警報回路１４が作動する。 このとき、傾斜検出装置が装着された車両の作業を中止することにより車両等 の横転等が防止される。

【００１７】 図１４は本考案の第４実施例の説明図である。この第４実施例は、反射型光セ ンサ１１′を楕円周上に配置した点で、前記円周上に配置した第３実施例と相違 している。その他の点では第４実施例と第３実施例に相違はない。

【００１８】 以上、本考案の実施例を詳述したが、本考案は、前記実施例に限定されるもの ではなく、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の要旨の範囲内で種々の 小設計変更を行うことが可能である。 例えば、前記第１実施例において前記水平部材１２の外側表面を光反射面に形 成するとともに近接スイッチ１１の代わりに反射型光センサ１１′を配置するこ とも可能である。また、前記各実施例において、前記水平部材を支持する球状内 面に粘性流体（シリコンオイル）等を封入したり、または、前記水平部材を導電 部材によって構成するとともに水平部材の球状外面に近接して磁力発生部材を配 設したりすることも可能である。それらの場合、水平部材が球状内面に沿って摺 動しょうとしたときにその移動に対して、粘性流体によるブレーキや、渦電流の 発生によるブレーキが作用する。このようにすることにより、固定部材を支持し た車両等が突発的な加速度、振動等を受けた場合の傾斜センサの感度を低くする ことができる。

【００１９】

【考案の効果】

前述の本考案の傾斜検出装置は、固定部材に対する前記水平部材の相対的回動 量が所定値以上となったときの前記傾斜センサの出力信号の変化により前記車体 等の傾斜が検出される。そして、本考案は、水銀のような、公害、汚染の原因と なる物質を使用せずに傾斜角度を検出することができる。また、本考案は、角度 に対するヒステリシスを生じないので、常に同じ精度で傾斜を検出することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の傾斜検出装置の第１実施例の構
造説明図で傾斜検出対象物が水平姿勢に在るときの状態
を示す図である。

【図２】図２は前記図１のII−II線断面図である。

【図３】図３は前記図１の状態から傾斜検出対象物が傾
斜した状態を示す図である。

【図４】図４は同第１実施例で使用される傾斜検出回路
を示す図である。

【図５】図５は本考案の傾斜検出装置の第２実施例の構
造説明図で傾斜検出対象物が水平姿勢に在るときの状態
を示す図である。

【図６】図６は前記図５のVI−VI線断面図である。

【図７】図７は前記図５の状態から傾斜検出対象物が傾
斜した状態を示す図である。

【図８】図８は同第２実施例で使用される傾斜検出回路
を示す図である。

【図９】図９は本考案の傾斜検出装置の第３実施例の構
造説明図で傾斜検出対象物が水平姿勢に在るときの状態
を示す図である。

【図１０】図１０は前記図１０のIX−IX線断面図であ
る。

【図１１】図１１は前記図９の状態から傾斜検出対象物
が傾斜した状態を示す図である。

【図１２】図１２は第３実施例の作用説明図で、図１２
（Ａ）は前記図９の底面図、図１２（Ｂ）は前記図１１
の底面図である。

【図１３】図１３は第３実施例で使用される傾斜検出回
路を示す図である。

【図１４】図１４は本考案の傾斜検出装置の第４実施例
の構造説明図で前記第３実施例の図１２Ａに対応する図
である。

【図１５】図１５は第１従来例の説明図である。

【図１６】図１６は第２従来例の説明図である。

【図１７】図１７は第３従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 固定部材 ９a 球状内面 １２ 水平部材 １１ 傾斜センサ（近接スイッチ） １１′ 傾斜センサ（反射型光センサ）

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【手続補正書】

【提出日】平成４年９月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本考案の傾斜検出装置の第１実施例の
構造説明図で傾斜検出対象物が水平姿勢に在るときの状
態を示す図である。

【図２】 図２は前記図１のII−II線断面図である。

【図３】 図３は前記図１の状態から傾斜検出対象物が
傾斜した状態を示す図である。

【図４】 図４は同第１実施例で使用される傾斜検出回
路を示す図である。

【図５】 図５は本考案の傾斜検出装置の第２実施例の
構造説明図で傾斜検出対象物が水平姿勢に在るときの状
態を示す図である。

【図６】 図６は前記図５のVI−VI線断面図である。

【図７】 図７は前記図５の状態から傾斜検出対象物が
傾斜した状態を示す図である。

【図８】 図８は同第２実施例で使用される傾斜検出回
路を示す図である。

【図９】 図９は本考案の傾斜検出装置の第３実施例の
構造説明図で傾斜検出対象物が水平姿勢に在るときの状
態を示す図である。

【図１０】 図１０は前記図１０のIX−IX線断面図であ
る。

【図１１】 図１１は前記図９の状態から傾斜検出対象
物が傾斜した状態を示す図である。

【図１２】 図１２は第３実施例の作用説明図で、図１
２（Ａ）は前記図９の底面図、図１２（Ｂ）は前記図１
１の底面図である。

【図１３】 図１３は第３実施例で使用される傾斜検出
回路を示す図である。

【図１４】 図１４は本考案の傾斜検出装置の第４実施
例の構造説明図で前記第３実施例の図１２Ａに対応する
図である。

【図１５】 図１５は第１従来例の説明図である。

【図１６】 図１６は第２従来例の説明図である。

【図１７】 図１７は第３従来例の説明図である。

【符号の説明】 １…固定部材、９a…球状内面、１２…水平部材、１１
…傾斜センサ（近接スイッチ）、１１′…傾斜センサ
（反射型光センサ）

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図５】

【図６】

【図１２】

【図４】

【図７】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１４】

【図８】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１３】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部材に設けた球状内面と、この球状
   内面により滑動自在に支持される球状外面を有するとと
   もに重力により常時水平姿勢を保持され且つ検出可能な
   特性を有する水平部材と、前記固定部材に支持されて前
   記水平部材の前記特性を検出する傾斜センサとから構成
   された傾斜検出装置。