(57)【要約】      （修正有）【課題】羅針盤が北を指すように「重力（鉛直）方向に物体が引き寄せられる（万有引力）」原理により、重力が鉛直方向であり、球体若しくは液体（水や水銀など）はドーム面や弧面上においてが重力方向に移動し、中央で静止する。この仕組みで、精度の高いドーム形水平・鉛直器及びスイッチ・センサーを提供する。【解決手段】正四角柱箱１の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円錐軸を有するドーム２（面であるＸ・Ｙの２軸方向に対応）を設け、ドーム２上に目印の動体である球体若しくは液体（水や水銀など）３を設ける。また、ドーム２面には円錐中心点からの方位角と方向角に対応するドーム中心点から複数の円と放射状の標線（測定目盛）４を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正四角柱箱（１）の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円錐軸を有するドーム（２）（面であるＸ・Ｙの２軸方向に対応）を設け、そのドーム（２）上に目印の動体である球体若しくは液体（水や水銀など）（３）を設ける。また、ドーム（２）面には円錐中心点からの方位角と方向角に対応するドーム中心点から複数の円と放射状の標線（測定目盛）（４）を設けたドーム形水平・鉛直器。
【請求項２】
長四角柱箱（６）の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円弧軸を有する弧（７）（線であるＸの１軸方向に対応）を設け、その弧（７）のラインに沿ってスムーズに移動できる目印の動体である円形を有するのもの：滑車の形状（１つのレールやラインに対応）・円柱形やソロバン玉状やラグビーボール状や球状など（複数以上のレールやラインに対応）（８）を設ける。また、弧（７）には弧の中心角に対応する複数の標線（測定目盛）（９）を設けた弧形水平・鉛直器。
【請求項３】
正四角柱箱の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円錐軸を有するドームが正四角柱箱と一体となる構造の容器（１１）に液体を満たし、その内部に目印の動体である球体の浮き又は気泡（水などの液体に対する油などを含む）など（１２）を設ける。また、ドーム面には円錐中心点からの方位角と方向角に対応するドーム中心点から複数の円と放射状の標線（測定目盛）（１３）を設けたドーム形水平・鉛直器。
【請求項４】
長四角柱箱の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円弧軸と円弧ラインを有する半円筒面が長四角柱箱と一体となる構造の容器（１４）に液体を満たし、その内部に目印の動体である球体の浮き又は気泡（水などに対する比重の低い油などを含む）など（１５）を設ける。また、弧には弧の中心角に対応する複数の標線（測定目盛）（１６）を設けた弧形水平・鉛直器。
【請求項５】
正四角柱箱（１）の軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円錐軸を有するドーム（２）（面であるＸ・Ｙの２軸方向に対応）を設け、そのドーム（２）上に動体を設けたドーム形水平・鉛直器の中心点の位置に動体が存するか否かにより、電気的に回路がオン・オフする電気回路（１７）を用いた仕組みのドーム形水平・鉛直スイッチ。
【請求項６】
正四角柱箱（１）の軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円錐軸を有するドーム（２）（面であるＸ・Ｙの２軸方向に対応）を設け、そのドーム（２）上に動体を設けたドーム形水平・鉛直器のドーム上に存する動体の位置により、方向及び傾斜角度を電気的に検知する電気回路（１８）を用いた仕組みのドーム形水平・鉛直センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、重力が鉛直方向であることを用いた水平・鉛直器で、重力（鉛直）線上に円錐軸を有するドーム（面であるＸ・Ｙの２軸方向に対応）に沿って重力方向に移動する目印の動体である球体若しくは液体（水や水銀など）または、弧（線であるＸの１軸方向に対応）のラインに沿ってスムーズに移動できる目印の動体である円形を有するのもの：滑車の形状（１つのレールやラインに対応）・円柱形やソロバン玉状やラグビーボール状や球状など（複数以上のレールやラインに対応）が重力方向に移動する原理を利用したドーム・弧形水平・鉛直器及びスイッチ・センサーに関するものであり、重力方向の正反対に働く浮力を利用し、ドーム又は弧のラインを有する半円筒容器に液体を満たし、その内部に目印の動体である球体の浮き又は気泡（水などに対する比重の低い油などを含む）などを入れ、球体の浮き又は気泡などの動体が重力方向の正反対に移動する浮力の原理を利用したドーム・弧形水平・鉛直器を含むものである。
ドーム面には円錐中心点からの方位角と方向角に対応するドーム中心点から複数の円と放射状の標線（測定目盛）が入っており、ドーム上の目印の動体である球体若しくは液体（水や水銀など）の位置が標線の最も中央の中心点にあれば、ドーム式水平・鉛直器は水平・鉛直であることになる。また、ドームを形作る円錐中心角度によって、測ることが可能な角度（範囲）は異なる。
弧には弧の中心角に対応する複数の標線（測定目盛）が入っており、弧上のラインに沿ってスムーズに移動できる目印の動体である円形を有するのもの：滑車の形状（１つのレールやラインに対応）・円柱形やソロバン玉状やラグビーボール状や球状など（複数以上のレールやラインに対応）の位置が標線の最も中央にあれば、弧式水平・鉛直器は水平・鉛直であることになる。また、弧を形作る円弧中心角度によって測ることが可能な角度（範囲）は異なる。
なお、上記において移動する目印の動体である物体が、ドーム又は弧に対し摩擦抵抗がゼロに近づけることが可能な方法（磁力を用いて浮かせるなど）であれば、移動する目印の動体である物体の形状は限定的ではなく、このドーム又は弧に対し摩擦抵抗がゼロに近づけることが可能な方法（磁力を用いて浮かせるなど）についても、本発明に含むものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、水平・鉛直器は気泡を利用する方法が主流であり、その気泡の位置には水平・鉛直度合を示す傾斜角度と方向角度は測定できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  これは、次のような欠点があった。
従来、水平・鉛直器は気泡による方法が主流であり、その気泡の位置には水平・鉛直度合を示す傾斜及び方向角度は測定できなかった。なお、気泡そのものが大きいため精度は低かった。また、電気的に計測する水平器も開発されているが「液面が水平となる水準器の原理」を利用したもので、これも精度は高くない。
本発明は、以上のような精度の欠点をなくすためになされたものである。
【課題を解決しようとする手段】
【０００５】  正四角柱箱（１）の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円錐軸を有するドーム（２）（面であるＸ・Ｙの２軸方向に対応）を設け、そのドーム（２）上に目印の動体である球体若しくは液体（水や水銀など）（３）を設ける。また、ドーム（２）面には円錐中心点からの方位角と方向角に対応するドーム中心点から複数の円と放射状の標線（測定目盛）（４）を設ける。なお、その正四角柱箱（１）は密閉状態とし、内部空間（５）は可能であれば、真空にすることが望ましい。しかしながら、動体が液体であり、真空で気化し易い物質であれば、必ずしも真空でなくても良い。
また、長四角柱箱（６）の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円弧軸を有する弧（７）（線であるＸの１軸方向に対応）を設け、その弧（７）のラインに沿ってスムーズに移動できる目印の動体である円形を有するのもの：滑車の形状（１つのレールやラインに対応）・円柱形やソロバン玉状やラグビーボール状や球状など（複数以上のレールやラインに対応）（８）を設ける。また、弧（７）には弧の中心角に対応する複数の標線（測定目盛）（９）を設ける。なお、その長四角柱箱（６）は密閉状態とし、内部空間（１０）は可能であれば、真空にすることが望ましい。
また、正四角柱箱の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円錐軸を有するドームが正四角柱箱と一体となる構造の容器（１１）に液体を満たし、その内部に目印の動体である球体の浮き又は気泡（水などの液体に対する油などを含む）など（１２）を設ける。また、ドーム面には円錐中心点からの方位角と方向角に対応するドーム中心点から複数の円と放射状の標線（測定目盛）（１３）を設ける。
また、長四角柱箱の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円弧軸と円弧ラインを有する半円筒面が長四角柱箱と一体となる構造の容器（１４）に液体を満たし、その内部に目印の動体である球体の浮き又は気泡（水などに対する比重の低い油などを含む）など（１５）を設ける。また、弧には弧の中心角に対応する複数の標線（測定目盛）（１６）を設ける。
本発明は、以上の構成よりなるドーム・弧形水平・鉛直器であり、ドーム・弧形水平・鉛直器の原理を用いて、水平・鉛直か否かにより電気的にオン・オフする電気回路（１７）を用いた仕組み（スイッチ）とドーム・弧式水平・鉛直器の原理を用いて、方向及び傾斜角度を電気的に検知する電気回路（１８）を用いた仕組み（センサー）である。
【発明の効果】
【０００６】  羅針盤が北を指すように「重力（鉛直）方向に物体が引き寄せられる（万有引力）」原理により、重力が鉛直方向であることを用いた水平・鉛直器で、ドーム（面であるＸ・Ｙの２軸方向に対応）に沿って重力方向に移動する球体若しくは液体（水や水銀など）または、弧（線であるＸの１軸方向に対応）のラインに沿ってスムーズに移動できる円形を有するのもの：滑車の形状（１つのレールやラインに対応）・円柱形やソロバン玉状やラグビーボール状や球状など（複数以上のレールやラインに対応）が重力方向に移動する原理を用いたドーム・弧形水平・鉛直器に関するものであり、重力方向の正反対に働く浮力を利用し、ドーム又は弧を有する容器に液体を満たし、その中に球体の浮き又は気泡（水などに対する比重の低い油などを含む）などを入れ、球体の浮き又は気泡などが重力方向の正反対に働く浮力の原理を利用したドーム・弧形水平・鉛直器を含むものである。
なお、上記において移動する物体が、ドーム又は弧に対し摩擦抵抗がゼロに近づけることが可能な方法（磁力を用いて浮かせるなど）であれば、移動する物体の形状は限定的ではない。
以上のような本発明によれば、ドーム・弧形水平・鉛直器の原理を用いて、水平・鉛直か否かで電気的にオン・オフする電気回路を用いた仕組み（スイッチ）は簡単で且つ中心点が見えにくい状態で、簡単に中心点が検出することができ、精度も高い。また、ドーム・弧形水平・鉛直器の原理を用いて、方向及び傾斜角度を電気的に検知する電気回路を用いた仕組み（センサー）ついても、簡単で精度も高く、方向及び傾斜角度の情報を提供することができる。
また、本発明よれば、物体に装着することによりその状態（方向及び傾斜角度）が把握でき、安全装置や制御装置・調整装置・観測装置等にも応用できる。
また、本発明よれば、地中深くに埋設することによりその場所の地盤等の状態（方向及び傾斜角度）が観測でき、地震予測にも応用可能となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】  本発明（ドーム形水平・鉛直器）の斜視図である。
【図２】  本発明（弧形水平・鉛直器）の斜視図である。
【図３】  本発明（ドーム形水平・鉛直器）の浮力を利用した場合の斜視図である。
【図４】  本発明（弧形水平・鉛直器）の浮力を利用した場合の斜視図である。
【図５】  本発明（ドーム形水平・鉛直器）の平面図である。
【図６】  本発明（弧形水平・鉛直器）の平面図である。
【図７】  本発明（ドーム・弧形水平・鉛直器）の断面図である。
【図８】  本発明（ドーム・弧形水平・鉛直器）の浮力を利用した場合の断面図である
【図９】  本発明（ドーム形水平・鉛直スイッチ）の断面図である。
【図１０】  本発明（ドーム形水平・鉛直センサー）の断面図である。
【図１１】  本発明（ドーム形水平・鉛直センサー）の測定時の平面図である。
【図１２】  本発明（ドーム形水平・鉛直センサー）の測定時のドーム形感知板の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】以下、本発明を実施するための形態について説明する。
正四角柱箱（１）の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円錐軸を有するドーム（２）（面であるＸ・Ｙの２軸方向に対応）を設け、そのドーム（２）上に目印の動体である球体若しくは液体（水や水銀など）（３）を設ける。また、ドーム（２）面には円錐中心点からの方位角と方向角に対応するドーム中心点から複数の円と放射状の標線（測定目盛）（４）を設ける。なお、その正四角柱箱（１）は密閉状態とし、内部空間（５）は可能であれば、真空にすることが望ましい。しかしながら、動体が液体であり、真空で気化し易い物質であれば、必ずしも真空でなくても良い。
また、長四角柱箱（６）の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円弧軸を有する弧（７）（線であるＸの１軸方向に対応）を設け、その弧（７）のラインに沿ってスムーズに移動できる目印の動体である円形を有するのもの：滑車の形状（１つのレールやラインに対応）・円柱形やソロバン玉状やラグビーボール状や球状など（複数以上のレールやラインに対応）（８）を設ける。また、弧（７）には弧の中心角に対応する複数の標線（測定目盛）（９）を設ける。なお、その長四角柱箱（６）は密閉状態とし、内部空間（１０）は可能であれば、真空にすることが望ましい。
また、正四角柱箱の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円錐軸を有するドームが正四角柱箱と一体となる構造の容器（１１）に液体を満たし、その内部に目印の動体である球体の浮き又は気泡（水などの液体に対する油などを含む）など（１２）を設ける。また、ドーム面には円錐中心点からの方位角と方向角に対応するドーム中心点から複数の円と放射状の標線（測定目盛）（１３）を設ける。
また、長四角柱箱の高さ方向軸が重力を示す鉛直軸（Ｚ軸方向）であり、その軸上に円弧軸と円弧ラインを有する半円筒面が長四角柱箱と一体となる構造の容器（１４）に液体を満たし、その内部に目印の動体である球体の浮き又は気泡（水などに対する比重の低い油などを含む）など（１５）を設ける。また、弧には弧の中心角に対応する複数の標線（測定目盛）（１６）を設ける。
本発明は、以上の構成よりなるドーム・弧形水平・鉛直器であり、ドーム・弧形水平・鉛直器の原理を用いて、水平・鉛直か否かにより電気的にオン・オフする電気回路（１７）を用いた仕組み（スイッチ）とドーム・弧式水平・鉛直器の原理を用いて、方向及び傾斜角度を電気的に検知する電気回路（１８）を用いた仕組み（センサー）である。
本発明は、以上のように物体の水平・鉛直を正確に把握するためになされたものである。
【符号の説明】
【０００９】１  正四角柱箱
２  ドーム（面であるＸ・Ｙの２軸方向に対応）
３  目印の動体（球体若しくは液体など）
４  複数の円と放射状の標線（測定目盛）
５  内部空間
６  長四角柱箱
７  弧
８  弧ラインに沿ってスムーズに移動できる目印の動体
９  弧の上端面の標線（測定目盛）
１０  長四角柱箱の内部空間
１１  ドームが正四角柱箱と一体の容器
１２  ドーム状容器の目印の動体
１３  ドーム状容器の標線（測定目盛）
１４  弧面と長四角柱箱が一体の容器
１５  弧状容器の目印の動体
１６  弧状容器の標線（測定目盛）
１７  電気回路（ドーム形水平・鉛直スイッチ）
１８  電気回路（ドーム形水平・鉛直センサー）
【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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