(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉筒状に形成された装置本体ケースと、
この装置本体ケースの鉛直方向の上部に設けられた透明な半球形であり、球の極点から全方位同心円に分度目盛を設けて、これら分度目盛の少なくとも特定の角度の目盛が導電性に形成されている分度目盛表示盤と、
この分度目盛表示盤の内部を含む前記装置本体ケースの上部に充満して封入され、所要の粘性および電気絶縁性を有するダンパー流体と、
このダンパー流体中に浮力を受けて浸漬させた浮子の基端部がヒンジ連結され、浮子の先端部に設けられた導電材料による針端子が前記分度目盛表示盤の特定角度目盛に接触したとき、電気的に導通可能となっている指針フロートと、
前記装置本体ケース内を仕切った密閉空間に格納され、前記指針フロートの針端子と前記特定角度目盛との接触による電気的導通時に警報音および警報点灯表示の少なくとも一方の信号を発生するアラーム手段と、
前記装置本体ケース内を仕切った密閉空間に格納され、前記特定角度目盛、前記針端子および前記アラーム手段に接続されて電源回路を形成する蓄電池を含む電源と、
を備えたことを特徴とするフロート型傾斜計装置。
【請求項２】
前記分度目盛の特定角度目盛から最大角度目盛までの間の面積領域が導電材料でコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載のフロート型傾斜計装置。
【請求項３】
前記特定角度目盛を含む分度目盛の全てが導電材料によって輪環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフロート型傾斜計装置。
【請求項４】
前記特定角度目盛だけが導電材料によって輪環状に形成され、他の分度目盛は表示マークとして輪環状に表記されていることを特徴とする請求項１に記載のフロート型傾斜計装置。
【請求項５】
前記特定角度目盛は任意に設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフロート型傾斜計装置。
【請求項６】
前記特定角度目盛が、前記装置本体ケースが鉛直線に対して傾斜したときの傾斜角２０°を示すものであることを特徴とする請求項５に記載のフロート型傾斜計装置。
【請求項７】
前記装置本体ケースは、水中使用時のシール性と耐水圧をもって形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフロート型傾斜計装置。
【請求項８】
バックホウを含む水中作業機に搭載されて使用されることを特徴とする請求項７に記載のフロート型傾斜計装置。
【請求項９】
前記特定角度目盛は、前記水中作業機の機体横転を予防するために警告する限界傾斜角を示すものであることを特徴とする請求項８記載のフロート型傾斜計装置。
【請求項１０】
前記限界傾斜角を示す警告は、前記水中作業機に搭乗したオペレータによって認識されるか、または水中作業機が水上リモコン操作される場合は警報電気信号として取り出し可能に構成されていることを特徴とする請求項９に記載のフロート型傾斜計装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロート型傾斜計装置に関し、特に陸上や水中工事に用いられるバックホウ等機体の横転を未然防止するに好適なフロート型傾斜計装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、傾斜計は構築物の鉛直度や傾斜角度の測定、移動物体の傾斜角度等の計測に用いられる。従来より、高速回転体（回転こま）の慣性を利用したジャイロ方式、重錘の重力を利用した下げ振り子方式、そして気泡の浮力を利用したフロート方式など、さまざまな科学原理を応用したものが提案されている。
【０００３】
例えば、ジャイロ方式になるものは特開昭６２ー２７７５１４号公報に記載の傾斜計や特開昭６０−２５２２１４号公報に記載の全方位傾斜計、そして重錘振り子方式になるものには特開昭５６−１５５８０８号公報と特開平８−１４８９５号公報にそれぞれ記載された傾斜計がある。気泡を利用したフロート方式には、周知の水準器がある。
【０００４】
橋脚や護岸の水中工事に用いられるバックホウ等の水中作業機においては、搭乗オペレータは機体の登坂能力や旋回能力等を作業性を示すうえで、機体の前後左右方向への傾斜角度を視認しつつ安全に作業を行う必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
係る水中作業機の場合、オペレータは機体に作用する浮力や水圧のために、機体の左右の傾きに対する判断は、陸上作業と比べて感覚的に乏しくなるのが普通である。
【０００６】
このような水中作業機の機体の全方位傾斜角度を検出するために、前記各公報記載の傾斜計を搭載した場合、いずれも機構が複雑であり、機能的にも水中での水圧に耐える堅牢性を備えているとは言い難く、しかも水圧や振動による外乱に影響され易い。さらには、透視の利かない過酷な作業環境での使用もほぼ不可能であるなど、いずれの従来例も水中作業機への採用条件を満足してはおらず、実用的ではない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、構造は簡潔にして、外乱の影響を受けることなく高精度の傾斜角度検出が可能なフロート型傾斜計装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、特に過酷な環境下で使用される水中作業機への採用に最適で、堅牢かつ高精度条件を満足させて、機体の横転予防に有効なフロート型傾斜計装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のフロート型傾斜計は、密閉筒状に形成された装置本体ケースと、この装置本体ケースの鉛直方向の上部に設けられた透明な半球形であり、球の極点から全方位同心円に分度目盛を設けて、これら分度目盛の少なくとも特定の角度の目盛が導電性に形成されている分度目盛表示盤と、この分度目盛表示盤の内部を含む前記装置本体ケースの上部に充満して封入され、所要の粘性および電気絶縁性を有するダンパー流体と、このダンパー流体中に浮力を受けて浸漬させた浮子の基端部がヒンジ連結され、浮子の先端部に設けられた導電材料による針端子が前記分度目盛表示盤の特定角度目盛に接触したとき、電気的に導通可能となっている指針フロートと、前記装置本体ケース内を仕切った密閉空間に格納され、前記指針フロートの針端子と前記特定角度目盛との接触による電気的導通時に警報音および警報点灯表示の少なくとも一方の信号を発生するアラーム手段と、
前記装置本体ケース内を仕切った密閉空間に格納され、前記特定角度目盛、前記針端子および前記アラーム手段に接続されて電源回路を形成する蓄電池を含む電源とを備えて構成されている。
【００１０】
この場合、分度目盛の特定角度目盛から最大角度目盛までの間の面積領域を導電材料でコーティングするか、または特定角度目盛を含む分度目盛の全てを導電材料によって輪環状に形成することができる。特定角度目盛だけが導電材料によって輪環状に形成して電気信号の取出しを可能とし、他の分度目盛は表示マークとして輪環状に表記することができる。
【００１１】
特定角度目盛としては、任意に設定可能であり、装置本体ケースが鉛直線に対して傾斜したときの例えば傾斜角２０°を示すものとすることができる。
【００１２】
特定角度目盛としては、装置本体ケースが鉛直線に対して傾斜したときの傾斜角、例えば２０°に設定することができる。
【００１３】
一方、装置本体ケースをむろん陸上作業機に搭載しての使用はもとより、水中使用時のシール性と耐水圧をもって形成することにより、バックホウを含む水中作業機に搭載しての使用にも有効である。この場合、機体の左右前後方向への転倒を未然に防止するために、機体の傾斜角度の限界値として、上記特定角度目盛を予め２０°に設定しておくことができる。
【００１４】
したがって、機体搭乗のオペレータは、機体の前後左右のいずれの方向の傾きであっても、２０°を限界として、それを電気信号によるアラーム音や点灯表示等で確認することにより、機体の転倒を未然防止することができる。
【００１５】
なお、水中作業機への搭載の場合、特定角度目盛の２０°は、それを示す警告を水中作業機に搭乗したオペレータによって認識するようにもできるし、水中作業機が水上リモコン操作される場合、警報電気信号として取り出しできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるフロート型傾斜計装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図３は、本実施の形態のフロート型の傾斜計装置１を搭載した、水中作業機であるバックホウ２の外観を示す側面図、平面図および正面図である。
【００１８】
バックホウ２は、油圧駆動で屈伸運動する作業アーム３の先端に取り付けたバケット４により、水底にてオペレータ室５に搭乗したオペレータの操作で均しなどの作業を行う。潜水したオペレータが水上の支援船等から圧力供給システム６で与圧を受けながら作業する場合、あるいは完全無人化で水上から遠隔操作することも可能となっている。
【００１９】
図４および図５は、一部断面で示す傾斜計装置１の正面図と平面図である。所要の耐圧剛性やシール性をもって密閉構造とした装置本体ケース１０は筒状である。装置本体ケース１０の天地方向でいう鉛直線上の上部には、透明な強化ガラスまたは透明アクリル等の合成樹脂材によって半球ドーム形状の分度目盛表示盤１２が設けられている。
【００２０】
この分度目盛表示盤１２には、ドーム頂点の極点すなわち中心鉛直線を０°として、その同軸上に例えば最大４５°までの角度範囲を１０°，２０°，３０°,４０°,４５°に分度して、各角度を示す全方位同心円の分度角度目盛１０°，２０°，３０°,４０°,４５°が表示されている。これら各分度目盛は、オペレータ室５内のオペレータが上方から見下ろして明確に視認できるように表記してある。
【００２１】
また、図６の模式図で明らかなように、この分度目盛表示盤１２の球内面に沿って、角度２０°から角度４５°までの目盛範囲を覆う導電箔体１３（図中、鎖線表示部）が接着接合してある。この導電箔体１３に代えて、導電ペイントを球内面に塗布などしてあってもよい。
【００２２】
また、上部の分度目盛表示盤１２を含む装置本体ケース１０の内部は、上段仕切板２２によって下部側と仕切られた密閉空間となっている。この密閉空間には、アクリル油などのように、適度な粘性と電気的絶縁性を有する本発明でいうダンパー流体であるダンパー油１４が充填されている。
【００２３】
ダンパー油１４中には、指針フロート１５が浸漬して設けられている。この指針フロート１５は、中空球体の浮子（フロート）１５ａと、この中心を貫通する形の先端部の針端子１５ｂと、浮子１５ａを浮力から繋ぎ止めるためのロッド１５ｃとよりなっている。浮子１５ａの形状は、図示のような中空球体とは限らず、正確な傾斜角度を指針するに最適な形状とすることができる。先端部の針端子１５ｂは好適な導電材料で形成され、浮子１５ａに作用する浮力によって、半球ドームの分度目盛表示盤１２の球内面に常に押し付けられて接触可能である。
【００２４】
したがって、分度目盛表示盤１２の球内面に設けた上記導電箔体１３と指針フロート１５側の針端子１５ｂとが相対的に移動して接触すると、電気的接続により電気信号を取り出せるようになっている。
【００２５】
また、浮子繋止用の上記ロッド１５ｃの基端部１５ｄは、上段仕切板２２上に鉛直線から３６０°の全方位へ回動可能にヒンジ軸支されている。このヒンジ基端部１５ｄは、配線１７で例えば充電式バッテリによる電源１６に接続されている。
【００２６】
こうした構造の指針フロート１５が、粘性の有るダンパー油１４中に浸漬することにより、バックホウ機体からの機械振動等よりなる外乱がケース本体１１を通して指針フロート１５に伝播するのを、ダンパー作用で吸振して防止する。
【００２７】
ここで、上記バッテリ電源１６としては、下段仕切板１８によって仕切られた装置本体ケース１０の密閉空間に格納されている。また、下段仕切板１８と中間部の中段仕切板１９との間に設けた密閉空間には、本発明でいうアラーム手段である警報ベル２０が格納されている。この警報ベル２０は、バックホウ２の機体が左右にそれ以上傾くのをオペレータに対して警報音を鳴動させて警告するためのものである。さらに、中段仕切板１９と上段仕切板２２との間にも密閉空間が設けられ、ここには回転式などによる通称パトライトとして、上記警報ベル２０とともにアラーム手段を構成する照明ランプ２１が配置されている。照明ランプ２１は、分度目盛表示盤１２の各分度角度目盛１０°，２０°，３０°,４０°,４５°を、水中下で見通しが悪く、暗い環境でもオペレータが明確に視認できるよう下方から照明する。
【００２８】
こうしたアラーム手段を構成する警報ベル２０および照明ランプ２１は、それぞれの配線１７により上記バッテリ電源１６に接続されてアラーム回路を形成している。
【００２９】
より具体的には、各分度角度目盛１０°，２０°，３０°,４０°,４５°のうち、例えば角度目盛２０°を特定角度に予め設定してアラーム回路を形成することができる。特定角度２０°を設定した場合、この角度２０°を超える最大４５°の角度の領域全てを上記導電箔体１３で覆っている。
【００３０】
したがって、以上の構成により、本実施の形態は次のように動作する。分度目盛表示盤１２に表示の角度目盛１０°，２０°，３０°,４０°,４５°のうち、予め角度２０°を特定角度に設定する。
【００３１】
図７および図８に示すように、作業水深下の水底では、水底の地盤形状や造成面傾斜によって、バックホウ２を登坂方向に角度θで前傾させて作業を行う場合が多々ある。この場合、機体の登坂能力を示す傾斜角度の表示手段により、オペレータは感覚的にも比較的安全に作業を行うことができる。
【００３２】
図８のように、バックホウ２の機体が左右に傾倒すると、それに応じて機体上の傾斜計装置１も図９および図１０に示すように傾斜する。傾斜角度が分度目盛表示盤１２上の設定された限界傾斜角である２０°を超えると、ケース本体１１内部の指針フロート１５では、針端子１５ｂが導電箔体１３に接触し、電気的に接続してアラーム回路がオン動作し、警報ベル２０を鳴動させる。
【００３３】
オペレータは、この警報ベル２０の鳴動を確認することで、操作中の機体が横転する危険性があることを認識し、それ以上傾くことで機体が横転しないように回避すべく処置を行うことができる。
【００３４】
一方、図１１は、フロート型傾斜計装置１の第２の実施の形態について、その上部の分度目盛表示盤１２を模式的に示す平面図である。
【００３５】
この場合、図６の第１実施の形態で示された導電箔体１３に代えて、同心円のすべての角度目盛１０°，２０°，３０°,４０°,４５°を導電材料３０〜３４によって円形に形成するか、あるいは導電ペイントにより円形に表示している。
【００３６】
したがって、指針フロート１５側の針端子１５ｂが、分度角度目盛１０°，２０°，３０°,４０°,４５°のいずれかに接触すると、その傾斜角度に応じた電気信号を取り出すことができる。むろんそれらの分度角度目盛のいずれかを予め特定角度に設定した回路としておくことも可能である。実際に、上記分度角度目盛のうち、角度１０°という傾斜角度は、体験的にバックホウ２が横転する角度としては軽微でほとんど問題ではない。本実施の形態では、一応この角度１０°の場合も導電材料３０で形成して電気信号が検出できるようにしてある。
【００３７】
また一方、図１２は、分度目盛表示盤１２の第３の実施の形態について模式的に示す平面図である。
【００３８】
この場合もまた図６の第１実施の形態で示された導電箔体１３に代えて、同心円の分度角度目盛１０°，２０°，３０°,４０°,４５°のうち、角度２０°を特定角度に予め定め、それを導電材料４０で円形に形成するか、あるいは導電ペイントにより円形に表示した構造である。他のすべての分度角度目盛１０°，３０°,４０°,４５°は、それぞれなんら導電機能をもたずに通常の傾斜角度表示マークとして円形に表示されている。
【００３９】
したがって、この場合は、指針フロート１５側の針端子１５ｂが、分度角度目盛２０を示す円形の導電材料４０に接触すると、その電気信号によってアラーム回路がオン動作する。回路のオンでアラーム手段の警報ベル２０が鳴動し、パトライト方式の照明ランプ２１が回転点灯する。そうした警報を認識したオペレータはバックホウ機体がそれ以上左右のその方向に傾くと、横転の危険性があることをいち早く察知でき、転倒事故を未然に防止することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるフロート型傾斜計装置は、構造は簡潔にして、外乱の影響を受けることなく高精度の傾斜角検出が可能であり、特に、水圧を受けかつ透視の悪い過酷な環境下で使用される水中作業機への採用に最適で、堅牢かつ高精度条件を満足させるとともに、機体の横転予防に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフロート型傾斜計装置の実施の形態を水中作業機のバックホウに搭載した例を示す外観側面図である。
【図２】その外観平面図である。
【図３】その外観正面図である。
【図４】本実施の形態のフロート型傾斜計装置の単体を示す組立縦断面図である。
【図５】その組立平面図である。
【図６】第１の実施の形態として要部の分度目盛表示盤における各分度角度目盛と導電領域を模式的に示す平面図である。
【図７】バックホウの登坂方向の傾斜状態を示す外観側面図である。
【図８】バックホウの左右方向への傾き状態を示す外観正面図である。
【図９】図８において第１の実施の形態によるフロート型傾斜計装置が傾斜時の状態を示す組立縦断面図である。
【図１０】その組立平面図である。
【図１１】第２の実施の形態として分度角度目盛とそれらを導電材料で形成した場合を模式的に示す平面図である。
【図１２】第３の実施の形態として分度角度目盛のうち特定角度目盛２０°のみを導電材料で形成した場合を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１  傾斜計装置
２  水中作業機のバックホウ
１０  装置本体ケース
１１  ケース本体
１２  分度目盛表示盤
１３  導電箔体（導電領域）
１４  ダンパー油（ダンパー流体）
１５  指針フロート
１５ａ  浮子
１５ｂ  針端子
１５ｃ  浮子繋止用ロッド
１６  充電式バッテリ電源
１７  電源回路配線
２０  警報ベル（アラーム手段）
２１  分度目盛の照明を兼ねるパトライト式ランプ
３０〜３４  各分度角度目盛を示す同心円の導電材料
４０  限界傾斜角２０°の分度角度目盛を示す導電材料
【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】
0003764909.tif 000009
【図９】
0003764909.tif 000010
【図１０】
0003764909.tif 000011
【図１１】
0003764909.tif 000012
【図１２】
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