(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定面に当接される基準面が配された計測基部と、
内部に液体と気泡とが封入され、前記基準面の周縁部から中心部に向かって前記基準面から離間又は前記基準面に接近するよう一定角度に傾斜して配された気泡管と、
を備え、
前記気泡管が、長手方向中心軸線を有する第一気泡管及び第二気泡管を有し、各前記長手方向中心軸線が一致するように、前記第一気泡管及び前記第二気泡管が前記基準面の中心部近傍で互いに接続又は対向して配されるとともに、
前記基準面に対する前記気泡管の傾斜角度が変動して温度によらずに前記気泡の大きさ又は形状が変わることにより、測定時における気泡端の基準位置が変動するよう、前記気泡管が感度調整可能に配され、
前記第一気泡管及び前記第二気泡管が接続して配される場合には、前記第一気泡管及び前記第二気泡管の間を前記気泡が移動可能に連通されるとともに、測定時には前記気泡が前記第一気泡管から前記第二気泡管にわたる大きさに形成され、
前記第一気泡管及び前記第二気泡管が対向して配される場合には、前記第一気泡管及び前記第二気泡管が対向する位置又は最も離間した位置に前記気泡がそれぞれ配されるように、前記第一気泡管及び前記第二気泡管が前記基準面に対して傾斜して配されていることを特徴とする水準器。
【請求項２】
前記基準面に対する前記気泡管の傾斜角度を変動させる感度調整部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の水準器。
【請求項３】
前記基準面に対して前記気泡管を正面視したとき、前記気泡の気泡端の読取位置が、前記気泡管の中心軸線に沿って又は該中心軸線を挟んで一対に配されることを特徴とする請求項１又は２に記載の水準器。
【請求項４】
前記第一気泡管及び前記第二気泡管が接続して配される場合には、前記気泡管が、前記基準面の中心部又はその近傍にて屈曲又は湾曲して、前記基準面に対して回動可能に配されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の水準器。
【請求項５】
前記気泡管が直方体状に形成され、該気泡管の長手方向中心軸線近傍領域が、該中心軸線から離れた領域よりも窪んでいることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の水準器。
【請求項６】
前記気泡管が直方体状に形成され、該気泡管の長手方向中心軸線から離れた領域に、内部に突出する凸部が配されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の水準器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水準器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、単一気泡管による水準器の表面には目盛りが記載されており、測定面の傾斜にともなう気泡の移動量を目盛りで読み取り、傾斜量を計測している。この目盛りは、例えば目盛りあたりの傾斜量＝感度として０．０２ｍｍ／ｍで表記され、目盛りに対する気泡の移動量から傾斜量の計測をしている。
【０００３】
しかし測定環境の温度の影響によって気泡の大きさが変化すると、その変化分が測定誤差となってしまう。つまり、傾斜量を正確に測定するためには、計測時の気泡の大きさが規定の大きさとなっていなければならない。そこで正確な計測を行うため、JIS B7510には、計測準備作業として気泡の大きさを予め記した計測用目盛りと同一サイズになるように気泡の大きさを調整するよう明示されている。そのため、認定水準器には、気泡の大きさを調整するための気泡室も備えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６３３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の水準器は、計測の都度、気泡サイズの確認調整作業を行う必要があり、そのための気泡室は製造コストの上昇要因となっている。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、気泡の大きさの変化に影響されずに傾斜状態を測定でき、計測作業を容易にするとともに製造コストを抑えることができる水準器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。本発明に係る水準器は、測定面に当接される基準面が配された計測基部と、内部に液体と気泡とが封入され、前記基準面の周縁部から中心部に向かって前記基準面から離間又は前記基準面に接近するよう一定角度に傾斜して配された気泡管と、を備え、前記気泡管が、長手方向中心軸線を有する第一気泡管及び第二気泡管を有し、各前記長手方向中心軸線が一致するように、前記第一気泡管及び前記第二気泡管が前記基準面の中心部近傍で互いに接続又は対向して配されるとともに、前記基準面に対する前記気泡管の傾斜角度が変動して温度によらずに前記気泡の大きさ又は形状が変わることにより、測定時における気泡端の基準位置が変動するよう、前記気泡管が感度調整可能に配され、前記第一気泡管及び前記第二気泡管が接続して配される場合には、前記第一気泡管及び前記第二気泡管の間を前記気泡が移動可能に連通されるとともに、測定時には前記気泡が前記第一気泡管から前記第二気泡管にわたる大きさに形成され、前記第一気泡管及び前記第二気泡管が対向して配される場合には、前記第一気泡管及び前記第二気泡管が対向する位置又は最も離間した位置に前記気泡がそれぞれ配されるように、前記第一気泡管及び前記第二気泡管が前記基準面に対して傾斜して配されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明は、気泡管内部の気泡の移動感度を所定の感度に設定することができ、気泡位置の変化を一定にすることができる。
【０００８】
また、本発明に係る水準器は前記水準器であって、前記基準面に対する前記気泡管の傾斜角度を変動させる感度調整部を備えていることを特徴とする。
【０００９】
この発明は、基準面に対する気泡管の傾斜角度が変わると気泡の移動しやすさが変わるので、感度調整部によって気泡管の傾斜角度を所望の角度に変えて設定することにより、所望の測定感度に調整することができる。
【００１０】
また、本発明に係る水準器は前記水準器であって、前記基準面に対して前記気泡管を正面視したとき、前記気泡の気泡端の読取位置が、前記気泡管の中心軸線を挟んで一対に配されることを特徴とする。
【００１１】
この発明は、各読取位置での気泡端位置の水平時からの差分を計測することによって、気泡管の中心軸線に直交する方向の測定面の水平面に対する傾斜量を計測することができる。
【００１４】
また、本発明に係る水準器は前記水準器であって、前記第一気泡管及び前記第二気泡管が接続して配される場合には、前記気泡管が、前記基準面の中心部又はその近傍にて屈曲又は湾曲して、前記基準面に対して回動可能に配されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明は、気泡管そのものを中心軸線まわりに回転することによって、基準面に対する気泡管の傾斜角度を容易に変動することができる。
【００１６】
また、本発明に係る水準器は前記水準器であって、前記気泡管が直方体状に形成され、該気泡管の長手方向中心軸線近傍領域が、該中心軸線から離れた領域よりも窪んでいることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る水準器は前記水準器であって、前記気泡管が直方体状に形成され、該気泡管の長手方向中心軸線から離れた領域に、内部に突出する凸部が配されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明は、中心軸線から離れた外側ほど気泡管における気泡の占める領域が大きくなるので、気泡読取面の歪が気泡端位置へ及ぼす影響を抑えて気泡端の変化量をより精度よく測定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、気泡の大きさの変化に影響されずに傾斜状態を測定でき、計測作業を容易にするとともに製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水準器を示す全体概要図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る水準器による計測方法を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る水準器の変形例を示す要部概要図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る水準器を示す要部概要図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る水準器を示す要部概要図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る水準器を示す要部概要図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る水準器による計測方法を示す説明図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る水準器を示す要部概要図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る水準器を示す要部概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
本発明に係る第１の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
本実施形態に係る水準器１は、図１に示すように、長手方向を有して測定面Ｓに当接される基準面２Ａが配された計測基部２と、計測基部２に移動可能に載置される本体基部３と、本体基部３に移動可能に載置された気泡管５と、基準面２Ａに対する気泡管５の傾斜角度を変動させる感度調整部６と、感度設定角ゼロ調整部７及び計測角ゼロ補正部８と、を備えている。
【００２２】
計測基部２は、略矩形平板状に形成されている。本体基部３には、計測基部２に載置された状態における鉛直方向上側に気泡管５を載置する載置面３Ａが配されている。この本体基部３は、載置面３Ａを正面視した際に略矩形状に形成され、計測基部２の長手方向の第一中心軸線Ｃ１及び本体基部３の長手方向の第二中心軸線Ｃ２が一致するように配されている。
【００２３】
気泡管５は、基準面２Ａの長手方向中心部にて第一気泡管１０及び第二気泡管１１に分割されて配されている。第一気泡管１０及び第二気泡管１１は、略直方体状に形成され、内部に液体１２と第一気泡１３Ａ又は第二気泡１３Ｂとがそれぞれ封入されている。
【００２４】
第一気泡管１０及び第二気泡管１１は、第一気泡管１０及び第二気泡管１１の長手方向の第三中心軸線Ｃ３を基準面２Ａに投影したときに、これと第一中心軸線Ｃ１及び第二中心軸線Ｃ２とが一致するよう、かつ、基準面２Ａの長手方向周縁部から第一中心軸線Ｃ１，Ｃ２と中心部で直交する第四中心軸線Ｃ４に向かって基準面２Ａから離間するように配されている。第一気泡管１０及び第二気泡管１１が本体基部３に載置された状態における鉛直方向上側の面が、図２に示すように、正面視略矩形状の気泡読取面１０Ａ，１１Ａとなっている。
【００２５】
そして、基準面２Ａに対して気泡読取面１０Ａ，１１Ａを正面視したとき、気泡端１３Ｃの一対の読取線（読取位置）１５Ａ，１５Ｂが、気泡管５の第三中心軸線Ｃ３を挟んで平行に気泡読取面１０Ａ，１１Ａに配される。第一気泡１３Ａ及び第二気泡１３Ｂは、常に一対の読取線１５Ａ，１５Ｂの一部を内部に含む大きさに形成されている。なお、一対の読取線１５Ａ，１５Ｂは、不図示の読取センサーによる計測ラインとして仮想的に配されたものでも構わない。また、一対の読取線は必ずしも平行である必要はなく、第三中心軸線Ｃ３を挟んで左右対称であってもよい。
【００２６】
感度調整部６は、第四中心軸線Ｃ４近傍に配されており、基準面２Ａに対する第一気泡管１０及び第二気泡管１１の傾斜角度を増減させるために、例えば、先端が載置面３Ａに当接された調整ボルト６Ａと、所定の厚さに形成されて調整ボルト６Ａが螺入された調整ナット６Ｂと、を備えている。なお、感度調整部６の構成はこれに限らず、基準面２Ａに対する第一気泡管１０及び第二気泡管１１の傾斜角度を増減できるものであれば他の構成でも構わない。また、感度調整部６が製造時のみ配されて出荷時には取り外されるようなものでも構わない。
【００２７】
感度設定角ゼロ調整部７は、基準面２Ａに対する本体基部３の傾斜角度を調整するもので本体基部３に配されている。また、計測角ゼロ補正部８は、水平面に対する計測基部２の傾斜角度を変動させるもので計測基部２に配されている。
【００２８】
次に、本実施形態に係る水準器１の作用について説明する。
この水準器１は、図２に示すように、水平面において気泡端１３Ｃが平行となる気泡端位置を気泡端１３Ｃの基準位置Ｂとしたとき、例えば測定面Ｓが第一中心軸線Ｃ１及び第二中心軸線Ｃ２と直交する方向に傾斜している場合、第一気泡１３Ａ及び第二気泡１３Ｂが変形する。すなわち、読取線１５Ａ側の気泡端１３Ｃが基準位置Ｂよりも接近する一方、読取線１５Ｂ側の気泡端１３Ｃは基準位置Ｂよりも離間する方向に第一気泡１３Ａ及び第二気泡１３Ｂが変形する。また、測定面Ｓが逆方向に傾斜している場合には、読取線１５Ａ側の気泡端１３Ｃが基準位置Ｂよりも離間する一方、読取線１５Ｂ側の気泡端１３Ｃは基準位置Ｂよりも接近する方向に第一気泡１３Ａ及び第二気泡１３Ｂが変形する。
【００２９】
そこでまず計測準備として、感度調整部６の調整ボルト６Ａを回転操作し、第一気泡管１０及び第二気泡管１１の基準面２Ａに対する傾斜角度を増減させて所定の感度設定角αに設定する。次に、基準面２Ａを測定面Ｓ上に設置し、計測基部２に対する本体基部３の向きを１８０度変えても、気泡読取面１０Ａにおける第一気泡１３Ａの気泡端１３Ｃの基準位置Ｂからの差分量Ｄ１、及び、気泡読取面１１Ａにおける第二気泡１３Ｂの気泡端１３Ｃの基準位置Ｂからの差分量Ｄ２が変わらないように計測角ゼロ補正部８を操作する。これにより本体基部３自身が持つ計測角に対する角度が０に補正される。
【００３０】
続いて、差分量Ｄ１と差分量Ｄ２とが同一となるように、一方の長手方向１６Ａ側又は他方の長手方向１６Ｂ側の感度設定角ゼロ調整部７を操作する。これにより、気泡管５自身が持つ計測角に対する角度が０に補正されて感度調整角αが水平面からの角度となり、測定面Ｓの絶対傾斜角度を計測する準備が整う。
【００３１】
ここで、仮に温度変化などで第一気泡１３Ａ及び第二気泡１３Ｂの大きさが変化しても、水平時に気泡端１３Ｃの位置が第三中心軸線Ｃ３方向に平行移動するだけであって、気泡端１３Ｃの差分量Ｄ１，Ｄ２は変化しない。
【００３２】
また、傾斜計測時には、気泡端１３Ｃの移動量は傾斜量に比例しその気泡移動の絶対量は感度設定角αのみによって決まる。つまり、気温による第一気泡１３Ａ及び第二気泡１３Ｂの大きさの変化に影響されずに正確に傾斜量の測定が可能となる。
【００３３】
こうして、例えば、感度設定角度が１度のとき、２０／１０００の傾斜量を気泡端１３Ｃの差分量Ｄ１，Ｄ２の一目盛分に設定しておくことにより、一目盛りあたりの傾斜感度と気泡端の位置の差分量とから絶対傾斜量の測定をすることができる。計測時には、不図示の読取センサーを一対の読取線１５Ａ，１５Ｂ上で走査して気泡端１３Ｃの位置を読取る。
【００３４】
この水準器１によれば、一対の読取線１５Ａ，１５Ｂでの気泡端１３Ｃ位置の測定前後における差分量Ｄ１，Ｄ２を計測することによって、水平面に対する測定面Ｓの傾斜量を計測することができる。この際、感度設定角ゼロ調整部７を調整することによって、基準面２Ａに対する第一気泡管１０及び第二気泡管１１の傾斜角度を変動させ、感度を調整することができる。
【００３５】
また、第一気泡管１０及び第二気泡管１１の端側ほど気泡端１３Ｃの変化量が大きくなるので、一対の読取線１５Ａ，１５Ｂが第三中心軸線Ｃ３から離間して配されていることにより、基準面２Ａを測定面Ｓに載置した際、一対の読取線１５Ａ，１５Ｂにおける気泡端１３Ｃの移動量を読み取りやすくしてより高感度にて計測することができる。
【００３６】
なお、図３に示すように、気泡管５を構成する第一気泡管１０及び第二気泡管１１が、基準面２Ａの長手方向中心部を挟んで、周縁部から中心部に向かって基準面２Ａに接近する方向に配される水準器１７としても構わない。この場合、第一気泡１３Ａ及び第二気泡１３Ｂは基準面２Ａの周縁部側に配されるものの、水準器１と同様の作用・効果を奏することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、第２の実施形態について図４を参照しながら説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る水準器２０の気泡管２１の第三中心軸線Ｃ３近傍領域が、第三中心軸線Ｃ３から離れた領域よりも窪んでいるとした点である。
【００３８】
すなわち、気泡管２１の気泡読取面２１Ａは、図４（ａ）に示すように、両端側から第三中心軸線Ｃ３側に向かって漸次変形するよう形成されている。なお、図４（ｂ）に示すように、第三中心軸線Ｃ３近傍領域が平面状であって、かつ、気泡管２２の気泡読取面２２Ａ側内部の第三中心軸線Ｃ３から離れた領域に凸部２３が配されている水準器２５でもよい。
【００３９】
この水準器２０，２５によれば、第三中心軸線Ｃ３から離れるほど気泡管２１，２２における気泡１３の占める領域が相対的に大きくなるので、気泡読取面２１Ａ，２２Ａの歪が気泡端位置へ及ぼす影響を抑えて気泡端１３Ｃの変化量をより精度よく測定することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
次に、第３の実施形態について図５を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第３の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る水準器３０の気泡管３１を構成する第一気泡管３２及び第二気泡管３３が、略円管状に形成されているとした点である。
【００４１】
この水準器３０では、計測基部３５が、第１の実施形態に係る水準器１における本体基部３の機能も兼ねている。すなわち、計測基部３５には、基準面３５Ａとともに載置面３５Ｂが配されている。そして、水準器３０は、水準器１における感度設定角ゼロ調整部７及び計測角ゼロ補正部８の機能を併せ持つ計測基部ゼロ補正部３６を備えている。
【００４２】
気泡端１３Ｃの読取線３７は、第三中心軸線Ｃ３と一致するように配される。そのため、この水準器３０では、例えば測定面Ｓが第三中心軸線Ｃ３の方向に傾斜している場合、気泡端１３Ｃは基準位置Ｂと平行に読取線３７方向に移動する。
【００４３】
そこでまず計測準備として、感度調整部６を操作し、第一気泡管３２及び第二気泡管３３の基準面３５Ａに対する傾斜角度を増減させて所定の感度設定角αに設定する。次に、基準面３５Ａを不図示の測定面上に設置して計測基部ゼロ補正部３６を操作し、気泡読取面３２Ａ，３３Ａにおける気泡端１３Ｃの基準位置からの差分量を読取線３７上で一致させる。これにより感度設定角αは水平面からの角度となり、計測に際して設定された感度設定角となるとともに、計測角に対する角度が０に補正される。
【００４４】
こうして、傾斜感度と気泡端の位置の差分量とから絶対傾斜量の測定をする。
この水準器３０によれば、測定面の傾斜方向と第一気泡１３Ａ及び第二気泡１３Ｂの移動方向とを一致させることができ、傾斜方向を容易に認識することができる。
【００４５】
（第４実施形態）
次に、第４の実施形態について図６及び図７を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第４の実施形態と第３の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る水準器４０の気泡管４１が、長手方向中心部にて直管状態からわずかに屈曲して形成されているとした点である。
【００４６】
気泡管４１は、内部に一つの気泡４２が封入されている。気泡管４１は、その屈曲部分が基準面３５Ａの長手方向中心部に配されるように載置面３５Ｂに載置される。なお、気泡管は長手方向中心部にて直管状態からわずかに湾曲して形成されていてもよい。
【００４７】
感度調整部４３は、載置面３５Ｂに対して気泡管４１を位置決めする構成となっている。感度設定角を調整する際には、まず載置面３５Ｂに対する気泡管４１の固定状態を解除する。そして、図７に示すように、気泡管４１自体を載置面３５Ｂ上で回転させることにより、基準面３５Ａに対する気泡管４１の傾斜角度が変動する。こうして所望の位置にて再び固定することにより、感度設定角を調整する。
【００４８】
この水準器４０によれば、感度調整部４３により気泡管４１を載置面３５Ｂに対して回転することによって、基準面３５Ａに対する気泡管４１の傾斜角度を容易に変動することができる。
【００４９】
（第５実施形態）
次に、第５の実施形態について図８を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第５の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る水準器５０の気泡管５１を構成する第一気泡管５２及び第二気泡管５３が、略Ｕ字状になるよう形成され、先端側同士が、連通管５５によって連通されているとした点である。
【００５０】
第一気泡管５２及び第二気泡管５３は、不図示の基準面の長手方向中心部を挟んで、周縁部から中心部に向かって基準面に接近する方向に配される。そのため、第一気泡１３Ａ及び第二気泡１３Ｂは、第一気泡管５２及び第二気泡管５３の先端側に配されている。
【００５１】
不図示の基準面に対して気泡読取面５２Ａ，５３Ａを正面視したとき、気泡端１３Ｃの読取線１５Ａ，１５Ｂは、分岐部分の第五中心軸線Ｃ５及び第六中心軸線Ｃ６とそれぞれ一致するように配される。すなわち、気泡端１３Ｃは読取線１５Ａ，１５Ｂ方向にそれぞれ移動する。ただし、例えば測定面Ｓが第三中心軸線Ｃ３の方向に傾斜している場合には、気泡端１３Ｃは読取線１５Ａ，１５Ｂ上を同一方向に移動し、不図示の測定面が第三中心軸線Ｃ３と直交する第四中心軸線Ｃ４方向に傾斜している場合には、気泡端１３Ｃは読取線１５Ａ，１５Ｂ上を互いに異なる方向に移動する。
【００５２】
この水準器５０によれば、第１の実施形態に係る水準器１と同様の作用・効果を奏して測定面の傾斜量を測定できる
【００５３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、図９に示すように、気泡管５６が正面視して略Ｈ字状に一体に形成され、第三中心軸線Ｃ３の中心部で屈曲又は湾曲された水準器５７でも構わない。この場合、水準器５７が第四中心軸線Ｃ４に沿って延伸可能な伸延部５８を備えるとともに、連通管５５の代わりに気泡管５６に開放孔５６ａが設けられることにより、長距離間の傾斜量を測定することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１，１７，２０，２５，３０，４０，５０，５７  水準器
２，３５  計測基部
２Ａ，３５Ａ  基準面
５，２１，２２，３１，４１，５１，５６  気泡管
６  感度調整部
１２  液体
１３Ａ  第一気泡（気泡）
１３Ｂ  第二気泡（気泡）
１３Ｃ  気泡端
１５Ａ，１５Ｂ，３７  読取線（読取位置）
２３  凸部
４２  気泡
【図１】
0005528507.tif 000002
【図２】
0005528507.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005528507.tif 000010