(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の勾配を測定する配管勾配測定器において、
ベース部材、
該ベース部材に固定され、被測定用配管に押し当てることにより該ベース部材を該被測定用配管に対し位置決めする位置決め部材、
および、中心軸が一致する２枚の円板形状の固定電極と、該２枚の固定電極間に配置され、該固定電極の該中心軸と一致する中心軸を有し該中心軸の傾きに応じて移動する円板形状の可動電極とを有する傾斜センサを備え、
該ベース部材が前記位置決め部材により被測定用配管に対し位置決めされたときに、該被測定用配管の中心軸と前記傾斜センサの中心軸とが平行となるように該傾斜センサが該ベース部材に固定されたことを特徴とする配管勾配測定器。
【請求項２】
前記傾斜センサが固定された、球面の一部分を有する球面ホルダと、
前記球面ホルダの球面部分と接する面座を有するブラケットと、
前記球面ホルダを、前記ブラケットに、姿勢調整自在に固定する固定部材とからなるセンサ姿勢調整治具が前記ベース部材に固定され、
前記傾斜センサが該センサ姿勢調整治具を介在させて前記ベース部材に固定されてなることを特徴とする請求項１記載の配管勾配測定器。
【請求項３】
前記ベース部材は自在ボルトを備え、
該自在ボルトは、延長バーが脱着可能に取り付けられることを特徴とする請求項１または２記載の配管勾配測定器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管の勾配を測定する配管勾配測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、配管の勾配の測定に、例えば気泡式水準計が用いられている。
図１１、図１２は、その気泡式水準計を用いて配管の勾配を測定する方法の説明図である。
【０００３】
図１１は、配管に気泡式水準計を押し当てた状態を示す側面図、図１２は、その正面図である。
【０００４】
この気泡式水準計１００は、その上面１０２に気泡管１０１を備えており、配管１１０外壁の上面にその気泡式水準計１００を押し当てて、その時の気泡管１０１内の気泡の位置を読み取ることで配管１１０の勾配を測定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この気泡式水準計１００を用いて配管の勾配を測定する場合、図１２に示すように、気泡式水準計１００を配管１１０外壁の上面に押し当てて、さらに、気泡式水準計１００の上面１０２を水平ラインＬにほぼ一致させる必要がある。このとき、配管１１０の上面に押し当てられた気泡式水準計１００が配管１１０外壁の周回方向Ｃに大きく傾くと、気泡式水準計１００の上面が水平ラインＬからずれてしまい、配管の勾配を正確に測定することはできないという問題がある。
【０００６】
また、気泡式水準計１００を用いて配管の勾配を測定すると、気泡管１０１内の気泡の位置を読み取るときに上から覗き込む必要がある。従って、例えば、天井配管等の高所にある配管の傾斜を測定する場合、気泡の位置の読取りが困難なことがある。また、例えば、配管が密集しており、気泡式水準計１００を配管の上面に押し当てることができない場合、配管の勾配を測定することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、被測定用配管に押し当てられる角度に関わらず、配管の勾配を正確に測定することができる配管勾配測定器を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成する本発明の配管勾配測定器は、
配管の勾配を測定する配管勾配測定器において、
（１）ベース部材
（２）そのベース部材に固定され、被測定用配管に押し当てることにより該ベース部材を該被測定用配管に対し位置決めする位置決め部材
（３）および、中心軸が一致する２枚の円板形状の固定電極と、該２枚の固定電極間に配置され、該固定電極の該中心軸と一致する中心軸を有し該中心軸の傾きに応じて移動する円板形状の可動電極とを有する傾斜センサを備え、
（４）そのベース部材が前記位置決め部材により被測定用配管に対し位置決めされたときに、該被測定用配管の中心軸と前記傾斜センサの中心軸とが平行となるように該ベース部材に固定されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の配管勾配測定器が備えている傾斜センサは、位置決め部材が被測定用配管に押し当てられたときに、その傾斜センサの中心軸がその配管の中心軸と平行となるようにベース部材に固定されている。このため、位置決め部材をどの角度から被測定用配管に押し当てても、傾斜センサにより検出される傾斜は同じ値となる。従って、位置決め部材が被測定用配管に押し当てられる角度に関わらず、配管の勾配を正確に測定することができる。
【００１０】
ここで、本発明の配管勾配測定器は、上記傾斜センサが固定された、球面の一部分を有する球面ホルダと、上記球面ホルダの球面部分と接する面座を有するブラケットと、上記球面ホルダを、上記ブラケットに、姿勢調整自在に固定する固定部材とからなるセンサ姿勢調整治具が上記ベース部材に固定され、上記傾斜センサがそのセンサ姿勢調整治具を介在させて上記ベース部材に固定されてなることが好ましい。
【００１１】
センサ姿勢調整治具を備えると、傾斜センサの中心軸が被測定用配管の中心軸と平行となるようにその傾斜センサの中心軸の位置を調整することが容易に行なえる。
また、本発明の配管勾配測定器において、上記ベース部材は自在ボルトを備え、この自在ボルトは、延長バーが脱着可能に取り付けられることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態ついて説明する。
図１は、本発明の一実施形態の配管勾配測定器が備えている配管勾配測定器本体を示す上面図、図２は、その側面図、図３は、その正面図である。尚、図３では、信号ケーブルおよび表示器は図示省略されている。
【００１３】
この本発明の一実施形態の配管勾配測定器は、配管勾配測定器本体１０（例えば図１参照）と、後述する図９，図１０に示す延長バー５０を備えている。
配管勾配測定器本体１０はベース１１を備えており、このベース１１の両端部には、Ｖゲージ（本発明にいう位置決め部材）１２がネジ１３で取り付け固定されている。このＶゲージ１２は、配管に押し当てることによりベース１１をその配管に対し位置決めするものである。また、このベース１１上面には、図１に示すように、センサ姿勢調整治具２０を介在させて傾斜センサ３０が固定されている。
【００１４】
センサ姿勢調整治具２０は、ベース１１の上面にネジ１４で固定されたブラケット２１を備えている。そのブラケット２１には、半球体２２ａと、その半球体２２ａに一体的に形成された突起２２ｂとからなる球面ホルダ２２が貫通しており、そのブラケット２１は、その球面ホルダ２２の半球体２２ａの球面部分と接する球面座２１ａを有している。また、センサ姿勢調整治具２０は、半球体２２ａの側部を取り巻くようにブラケット２１に固定されたクランプブラケット２３を備えている。そのクランプブラケット２３には、４つの貫通孔が形成されており、これら４つの貫通孔には、それぞれ、図３に示すように、球面ホルダ２２の姿勢を調整するための調整ネジ２４，２５，２６，２７が貫通している。また、図１に示すように、球面ホルダ２２の突起２２ｂにはセンサブラケット２８がネジで取り付け固定されており、そのセンサブラケット２８に、配管の傾斜を検出する傾斜センサ３０が固定されている。その傾斜センサ３０で検出された信号は信号ケーブル３５を経由して表示器３６に送られ、その表示器３６に、配管の傾斜角が表示される。また、ベース１１上面中央には、図２に示すように、ネジ１５で自在ボルト１６が取り付けられており、この自在ボルト１６に、後述する図９、図１０に示す延長バー５０が着脱自在に取り付けられる。図１〜図３には、自在ボルト１６に延長バー５０が取り付けられていない状態が示されている。また、配管勾配測定器本体１０には、図２に示すように、ベース１１の裏側に表示器３６を着脱自在に取り付けるための表示器ホルダー１７が設けられている。配管勾配測定器本体１０を持ち運ぶときに、表示器ホルダー１７に表示器３６を取り付けることにより、その配管勾配測定器本体１０の持ち運びを容易に行なうことができる。ボールプランジャー１８は、表示器ホルダー１７に取り付けられた表示器３６が、その表示器ホルダー１７から抜けないように、その表示器３６を固定するものである。
【００１５】
以下、この配管勾配測定器本体１０が備えている傾斜センサ３０の構造および作用について説明する。
この傾斜センサ３０には、２枚の円板形状の固定電極と、１枚の円板形状の可動電極が内蔵されている。
【００１６】
図４は、その傾斜センサに内蔵されている固定電極および可動電極を横から見た図、図５は、図４において、それら電極を矢印Ａ方向から見た図である。
この傾斜センサ３０には、図４に示すように、互いに一致する中心軸ｃを有する２つの円板形状の固定電極３１，３２が内蔵されている。これら固定電極３１，３２の間には、中心軸が２つの固定電極３１，３２の中心軸ｃと一致する円板形状の可動電極３３が配置されている。この可動電極３３と、各固定電極３１，３２との間にはバネ３４が挟まれており、これら２つのバネ３４により、可動電極３３は、２つの固定電極３１それぞれから等距離離れた基準位置ａに移動する方向に付勢されている。これら２つの固定電極３１，３２および可動電極３３は、互いに一致した中心軸ｃを有しており、以下、この中心軸ｃを傾斜センサ３０の中心軸と呼ぶ。傾斜センサ３０の中心軸ｃは、センサ姿勢調整治具２０により、Ｖゲージ１２を配管に押し当てたときに、その配管の中心軸と平行となるように調整されている。この傾斜センサ３０の中心軸ｃの調整方法については後述する。
【００１７】
上記のように、傾斜センサ３０の中心軸ｃは、Ｖゲージ１２を配管に押し当てたときに、その配管の中心軸と平行となるように調整されている。従って、配管勾配測定器本体１０のＶゲージ１２が水平に保持された配管に押し当てられると、傾斜センサ３０の中心軸ｃは水平に保たれる。このとき、可動電極３３に作用する重力の中心軸方向の成分はゼロであり、可動電極３３は、図４に示すように、基準位置ａに保持される。一方、配管勾配測定器本体１０のＶゲージ１２が傾いた配管に押し当てられると、傾斜センサ３０の中心軸ｃが傾き、可動電極３３に作用する重力に、傾斜センサ３０の中心軸方向の成分が生じる。
【００１８】
図６は、傾斜センサの中心軸が斜めに傾いた様子を示す図である。
中心軸ｃが傾くと、可動電極３３に作用する重力ｇに中心軸方向の成分ｇc が生じ、その可動電極３３が、基準位置ａから２つの固定電極３１，３２のうちの一方の固定電極３１寄りに移動する。このとき、水平軸ｈに対する中心軸ｃの傾斜角θに応じて重力ｇの中心軸方向成分ｇc が変化するため、可動電極３３が移動する距離χも変化する。従って、中心軸ｃの傾斜角θに応じて、各固定電極３１，３２それぞれと可動電極３３との間隔が変化し、固定電極３１と可動電極３３との間の静電容量、および、固定電極３２と可動電極３３との間の静電容量が変化する。つまり、配管の傾斜角に応じて、固定電極３１と可動電極３３との間の静電容量、および、固定電極３２と可動電極３３との間の静電容量が変化する。傾斜センサ３０には、これら静電容量の差に応じた電圧の信号を出力する回路（図示せず）が内蔵されており、この回路から出力された信号が信号ケーブル３５（例えば図１参照）を経由して表示器３６に送られ、配管の傾斜角が表示される。
【００１９】
ところで、本発明では、被測定用配管の傾斜を測定するためには、傾斜センサの中心軸を被測定用配管の中心軸と平行とする必要がある。本実施形態では、センサ姿勢調整治具２０を備えており、このセンサ姿勢調整治具２０を用いて傾斜センサ３０の姿勢を調整することにより、傾斜センサ３０の中心軸ｃが被測定用配管の中心軸と平行となるようにその傾斜センサ３０の中心軸ｃの位置を調整している。以下、傾斜センサ３０の中心軸ｃの調整方法について説明する。
【００２０】
図７は、丸棒の上下面に、配管勾配測定器本体のＶゲージを押し当てた様子を示す図である。
丸棒４０をおおむね水平に固定し、その丸棒４０の上面にＶゲージ１２を押し当てたときの配管勾配測定器本体１０（図７中に実線で示す）の傾斜センサ３０の出力電圧と、そのＶゲージ１２を丸棒４０の下面に押し当てたときの配管勾配測定器本体１０（図７中に点線で示す）の傾斜センサ３０の出力電圧が互いに等しくなるように、４つの調整ネジ２４，２５，２６，２７（図３参照）のうちの２つの調整ネジ２４，２５を用いて、傾斜センサ３０の姿勢を調整することによりその傾斜センサ３０の中心軸ｃの位置を調整する。尚、丸棒４０は、十分な真円度、直線度、表面粗さを有するものとする。
【００２１】
図８は、丸棒の左右の側面に、配管勾配測定器本体のＶゲージを押し当てた様子を示す図である。この図８に示すｘ，ｙ，ｚ方向は、図７に示すｘ，ｙ，ｚ方向と対応している。
丸棒４０の左側面にＶゲージ１２を押し当てたときの配管勾配測定器本体１０（図８中に実線で示す）の傾斜センサ３０の出力電圧と、その配管勾配測定器本体１０を丸棒４０の周回方向に１８０度移動させて右側面にＶゲージ１２を押し当てたときの配管勾配測定器本体１０（図８中に点線で示す）の傾斜センサ３０の出力電圧が互いに等しくなるように、４つの調整ネジ２４，２５，２６，２７（図３参照）のうちの２つの調整ネジ２６，２７を用いて、傾斜センサ３０の中心軸ｃの位置を調整する。
【００２２】
上記のようにして丸棒４０の、上面、下面、および側面それぞれにＶゲージ１２を押し当てたときの傾斜センサ３０の出力電圧が互いに一致するまで、４つの調整ネジ２５，２６，２７，２８で、図７、図８を参照しながら説明した傾斜センサ３０の中心軸ｃの位置調整を順次行ない、互いの出力電圧が一致したら、調整ネジ２４，２５，２６，２７を固定する。このようにして、傾斜センサ３０の中心軸ｃのアライメントが完了する。尚、図７、図８において、丸棒４０の上面、下面、および側面それぞれの面にＶゲージ１２を押し当てるときは、４つの調整ネジ２４，２５，２６，２７がｘ方向を向くようにＶゲージ１２を押し当てる。
【００２３】
本実施形態では、センサ姿勢調整治具２０を備えているため、傾斜センサ３０の中心軸ｃのアライメントを容易に行なうことができる。
次に、本実施形態において、配管の傾斜角θを算出するときに用いる式の求め方について説明する。
【００２４】
この式を求めるにあたって、水平に保持された配管にＶゲージ１２を押し当てたときの傾斜センサ３０の出力電圧Ｖ0 の値を決定する。
上記のようにして、丸棒４０の、上面、下面、および側面それぞれにＶゲージ１２を押し当てて傾斜センサ３０の中心軸ｃのアライメントをしたときの傾斜センサ３０の出力電圧をＶ1 とすると、その出力電圧Ｖ1 を求めるときに配管勾配測定器本体１０のＶゲージ１２が押し当てられた丸棒４０はおおむね水平に固定されてはいるものの、その丸棒４０の中心軸は水平軸から上下方向に斜めにずれている恐れがある。その丸棒４０の中心軸が水平軸からずれていると、そのずれの分だけ、この出力電圧Ｖ1 の値は上記の出力電圧Ｖ0 の値からずれる。この出力電圧Ｖ1 と出力電圧Ｖ0 とのずれを校正するために、４つの調整ネジ２４，２５，２６，２７がｘ方向とは反対方向を向くようにして配管勾配測定器本体１０のＶゲージ１２を丸棒４０の側面に押し当て、このときの傾斜センサ３０の出力電圧Ｖ2 を測定する。このようにして求めた出力電圧Ｖ1 ，Ｖ2 から、出力電圧Ｖ0 を、Ｖ0 ＝（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）／２と決定する。
【００２５】
また、傾斜センサ３０の中心軸の傾きが１度変化したときにその傾斜センサ３０が出力する電圧の変化分（センサ感度）をＫ（Ｖ／度）、配管勾配測定器本体１０のＶゲージ１２を被測定配管に押し当てたときの傾斜センサ３０の出力電圧をＶout とすると、その被測定配管の傾斜角θは、
θ＝（Ｖout −Ｖ0 ）／Ｋ  …（１）
で表わされる。この（１）式を用いて、傾斜角θが求められる。
【００２６】
本実施形態では、配管勾配測定器本体１０にセンサ姿勢調整治具２０が備えられており、このセンサ姿勢調整治具２０の調整ネジ２４，２５，２６，２７を用いて、Ｖゲージ１２が配管に押し当てられたときに傾斜センサ３０の中心軸がその配管の中心軸と平行となるように、その傾斜センサ３０の中心軸の位置を調整することにより、Ｖゲージ１２をどの角度から配管に押し当てても、傾斜センサ３０に内蔵された可動電極３３の移動量χを等しくすることができる。従って、配管の傾斜を測定するときに、配管の周回方向に関して、Ｖゲージ１２の押し当てられる位置を限定する必要はなく、任意の位置にＶゲージ１２を押し当てることにより配管の傾斜角を測定することができる。
【００２７】
尚、本実施形態では、傾斜センサ３０の姿勢を調整するセンサ姿勢調整治具２０を備えているが、予め、傾斜センサ３０が、Ｖゲージ１２が配管に押し当てられたときにその傾斜センサ３０の中心軸がその配管の中心軸と平行になるように固定されているのであれば、センサ姿勢調整治具２０は備えなくてもよい。
【００２８】
ところで、本実施形態では、天井配管等、高所にある配管の傾斜を、立脚等を用いることなく測定することができるように、延長バーを備えている。
図９は、配管勾配測定器本体に延長バーが取り付けられた状態を示す側面図、図１０は、その正面図である。図９，図１０では、配管勾配測定器本体１０は逆さまに図示されており、その配管勾配測定器本体１０の上面側（傾斜センサ３０が配置された側）は本体カバー５２で覆われている。
【００２９】
この延長バー５０は複数のアルミパイプ５１が直線状に伸縮自在に取り付けられた構成となっており、その延長バー５０の先端のアルミパイプ５１が、配管勾配測定器本体１０に備えられた自在ボルト１６（例えば図２参照）に着脱自在に取り付けられている。この延長バー５０は０度〜１５度の範囲内で自在に傾けることができ、これにより、延長バー５０を用いて配管勾配測定器本体１０を配管に押し当てるときのその延長バー５０の可動範囲が広げられ、配管勾配測定器本体１０が配管に押し当てやすくなっている。
【００３０】
この延長バー５０を用いることにより、高所にある配管の傾斜を測定するときに、配管の傾斜を測定する人が立脚等に昇る必要がなく、作業性の向上が図られる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の配管勾配測定器によれば、被測定用配管に押し当てられる角度に関わらず、配管の勾配を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の配管勾配測定器が備えている配管勾配測定器本体を示す上面図である。
【図２】  図１に示す配管勾配測定器本体の側面図である。
【図３】  図１、図２に示す配管勾配測定器本体を示す正面図である。
【図４】  傾斜センサに内蔵されている固定電極および可動電極を横から見た図である。
【図５】  図４において、傾斜センサに内蔵されている固定電極および可動電極を矢印Ａ方向から見た図である。
【図６】  傾斜センサの中心軸が斜めに傾いた様子を示す図である。
【図７】  丸棒の上下面に、配管勾配測定器本体のＶゲージを押し当てた様子を示す図である。
【図８】  丸棒の左右の側面に、配管勾配測定器本体のＶゲージを押し当てた様子を示す図である。
【図９】  配管勾配測定器本体に延長バーが取り付けられた状態を示す側面図である。
【図１０】  配管勾配測定器本体に延長バーが取り付けられた状態を示す正面図である。
【図１１】  配管に気泡式水準計を押し当てた状態を示す側面図である。
【図１２】  配管に気泡式水準計を押し当てた状態を示す正面図である。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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