JP2006524805A - 目標に対する照準器の角度調整装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に測地測定装置のための、目標に対する照準器（１）の角度調整装置に関する。本発明の装置は、参照基台（２）と、照準器（１）を参照基台（２）上に参照基台（２）に対して軸（４）まわりに旋回自在となるように設けるための少なくとも１つのベアリング（３）と、照準器（１）と参照基台（２）との間の軸（４）まわりの回転角度を精密に調整するためのギアと、軸（４）まわりのトルクの伝達を制限または遮断するための結合装置と、からなる。ギアと結合装置とは、照準器（１）と参照基台（２）との間のトルクの伝達に連続して設けられる。前記トルクの伝達は、ギアと結合装置とによって妨げられない場合、軸（４）まわりに照準器（１）と参照基台（２）との間にもたらされる。前記装置は、結合装置が磁場を発生するための少なくとも１つの電磁石（５）を備え、トルクの伝達が磁場の遮蔽度に応じて制限され、または遮断されるという特徴を有する。

Description

本発明は、目標に対する照準器の角度調整装置に関し、特に請求項１の特徴部前文に記載の測地用装置に関する。

照準器が少なくとも１軸回りに回転して目標に軸合わせされる、例えば経緯儀やタキメーターや総合的装置といった測地装置は、一般的に非常に高い角度調整精度によって区別され、その精度は等級に応じて０．５”又は０．１５ｍｇｏｎ以下にまで至っている。このような高い精度を得るためには、角度を正確に調整するための高精度駆動装置が要求される。高い角度調整精度に加えて、一方で、例えば＋／−１８０度の範囲において、高速で複雑ではない角度の粗調整を行うために、高速度の角度調整も要求される。たとえ水準器や他の測地装置が低い精度の等級であっても、一方で高速で他方でより高精度が角度調整には要求され、その角度微調整の精度は所要の精度等級に依存する。この、一方で精密な角度微調整と、他方で高速な角度調整という矛盾した要求は、目的の葛藤を生み、先行技術によって既知の異なる装置群の根源である。

測地装置における第一の既知の装置において、特に図と詳細な説明により、以下で装置が詳細に記述される経緯儀やタキメーターやトータル・ステーションにおいて、外部から切換可能で機械的に動作可能なクランプ装置の形式の摩擦継手が用いられ、前記継手は締め付けを緩めて直接目盛付定規（ａｌｈｉｄａｄｅ）又は望遠鏡を回転することによって高速手動調整を可能にし、例えば前記クランプ装置に連続して接続された限定範囲内での有限の角度微調整のための微細なネジ付き軸を駆動する。この装置は、１０５０Ｎｍｍ以上の十分に高い保持モーメントによってセットした角度の確実な固定と、締め付け解除後の容易に操作できる実質的に摩擦の無い高速調整とを可能にするが、微調整範囲の限界に達すると、微調整をそのまま続ける前に、締め付けを解除して再び高速調整から始めなければならず、微調整はその微調整範囲の中間に戻されなければならなかった。

例えば経緯儀のような、先行技術から既知であって以下に詳細に説明する第二の角度調整のための装置は、保持モーメントを克服して直接目盛付定規又は望遠鏡を回転することによって高速手動調整するためのトルク切換え式フリクションクラッチと、例えばロータリーノブによる間接的無制限角度微調整のための高精細ワーム駆動装置のような、前記フリクションクラッチに連続的に接続された機械的かつ連続的な高精細駆動装置とからなる。前記フリクションクラッチの保持モーメントは、顧客によって通常は操作中に変更することはできず、装置に介入して初期のばね張力を変えることによってだけ変更することができる。経緯儀設計幾何学によると、ロータリーノブと同じ部分、即ち目盛付定規の経緯儀ハウジングに配置されたレバーによって初期バネ張力を複雑でなく機械的に調整するには、フリクションクラッチが経緯儀の固定された下部に存在するため、運動学的理由による問題がある。約５２０Ｎｍｍあるフリクションクラッチに一定の保持トルクがあるために、フリクションクラッチが低い保持力であることが必要な、容易な操作による直接の迅速な調整や特に微調整実行中及び実行後に高い保持力の要求される、信頼性高く安全に固定された調整された角度を得ることは可能では無い。そして、例えば目盛付定規の経緯儀ハウジングに配置されたキーパッドの操作中や、目盛付定規に接続されたケーブルによって、突発的な角度の誤調整が生じるおそれがある。

以下に同様に詳細に説明される第３の既知の装置であるところの測地装置、特に経緯儀やタキメーターやトータル・ステーションにおける角度調整のための、無制限の角度微調整のための、無限の自動ロック式の微調整ウォーム駆動において、ウォームホイールの外側を回転するウォームと、その結果、ウォームとウォームホイールとの間の連動が解除され、それによって目盛付定規又は経緯儀を直接回転することによる、操作容易な手動高速角度調整が可能となる。前記精密ウォーム駆動装置が回転すると、設定した角度が固定され、精密ウォーム駆動装置を経由したロータリーノブによってのみ誤調整のおそれがあり、目盛付定規や望遠鏡の直接回転によっては誤調整されない。しかし、回転中に、ウォームをウォームホイールに嵌めてホイールの歯と係合させることは、ウォームの歯面とウォームホイールがいわゆる歯止め（ラテェティング）によって損傷するおそれがあり、その結果誤差が大きくなって調整精度が低下するおそれがあり、問題がある。

特許文献１には望遠鏡を目標に軸合わせするために分離可能な調整機構を有する経緯儀が記載されている。外部から切換可能な機械的に動作可能なフリクションクラッチを開放して、直接手動で望遠鏡を回転することによって、迅速な調整が可能である。クラッチが結合されると、ウォームに接続されたロータリーノブを手動で回転することで、ウォーム歯車によって間接的に望遠鏡を精密に調整することができる。ウォームが係合するウォームホイールは２枚のクラッチ板の間に配置される。前記クラッチが開放されると、前記２枚のクラッチ板は軸方向に間隔を空けて、その間に存在する前記ウォームホイールが自由に動けるようにして、前記望遠鏡が迅速に調整できるようにする。前記クラッチ板とその間にあるウォームホイールは、順に２個のヨークを設けたローラーの間に配置されて、前記クラッチ板上を回転する前記２個のローラー間の間隔を狭くして、前記クラッチ板が一緒に動けるようにする。その結果、ウォームホイールは２枚のクラッチ板の間に挟みつけられ、クラッチは閉じられて、ロータリーノブを用いてウォームを回転することによる望遠鏡の微調整が可能となる。ヨークが設けられたローラーがばねによって共に付勢されるため、前記クラッチは通常動作中は閉じている。ローラーが分離する方向に動き、これにより、ローラーに設けられたヨークの間に配置され、前記ウォームを取り囲む偏心スリーブの部分的な回転によって、迅速な調整のためにクラッチが開放される。前記偏心スリーブは、前記ロータリーノブの調整レバーへと続いている。前記２個のローラーはクラッチ板の一点のみに働くため、２枚のクラッチ板は共に不均一に付勢され、そのため相互に傾きが生じる。従って、ローラー近傍の小さな領域のみが有効な結合領域として働く。両クラッチ板への不均一な付勢の結果として、周辺に沿って異なる保持モーメントがさらに発生し、その結果傾きモーメントが、特にクラッチに負荷が加わった時に発生する。前記ローラーへの高い付勢力のために、前記装置の場合においてローラーの回転によって結合ディスク上に生じるような妨害を受けない微調整は不可能である。前記装置は、従って高精度測地装置の高い要求に合致することができない。特許文献１に開示された前記装置の更なる不利な点は、半径方向に大きなスペースを必要とすることである。最新の総合的装置においては、利用できる空間の中にこのような水平駆動装置としての調整機構の使用は許されない。複雑な組み立てと高い生産コストが必要な前記開示された装置の非常に多くの個別部品も、さらなる不利を構成する。更に、クラッチ板上にローラーの強い回転力があるために、溝が掘られるおそれがある。このように前記開示された装置が傷付きやすいという問題もあって、高精密装置において使用する場合には、ほとんど受け入れられない。

特許文献２には、少なくとも１台の電気サーボモーターによって経緯儀を目標に軸合わせする電気駆動装置が開示されている。目盛付定規と目標との粗い軸合わせは、この文献では、フリクションクラッチによってサーボモーターが目盛付定規を遮断することがないように目盛付定規の目標への手動軸合わせによっても、また目盛付定規の経緯儀ハウジングの下に配置されたターンテーブルによって特定される粗い要求角度値になるまで、電流供給によってサーボモーター自体によっても行うことができる。フリクションクラッチに一定保持モーメントがあるために、操作容易で機械的で迅速に調整すると同時に、安全で信頼性を有して設定角度を固定することは不可能である。電気的な迅速な調整には、発振を回避するための可変命令による複雑な決定、複雑な制御ループと、電気的駆動装置と、その電力供給のための付加的なスペースとが要求される。
米国特許６、０７６、２６６号 ドイツ国特許１９６１５５１５Ｃ１号

従って、本発明の目的は、特に測地装置のために、照準器の目標に対する角度を調整するための装置を提供することであり、前記装置は、照準器を直接回転することで、容易に操作できて、複雑ではなく、手動で迅速な角度調整を可能とし、迅速調整機構の安全で信頼性のある固定を可能とし、特に無制限調整範囲において、より正確で間接的な角度調整を可能とする。

本発明の更なる目的は、操作の利便性や安全性、生産コスト、装置サイズ、角度調整精度や耐用年数、保守性に関して、先行技術から既知の一般的タイプ毎に前記装置を最適化することである。

前記目的は、独立請求項記載の特徴を実現することによって達成される。代替手段か有利な方法によって発明をさらに展開する特徴が、従属請求項に記載される。目標に向けて照準器の参照基台に対する角度を調整するための本発明に係る駆動装置は、先行技術から既知の装置と同様に、照準器を前記参照基台に対して少なくとも１軸回りに回転させるための、例えばローラーベアリングやスライディングベアリングといった、回転自在に設けられた少なくとも１つのベアリングを備える。前記必ずしも静止しているとは限らない基台に対する軸回りの照準器の回転移動性を制限又は防止するために、少なくとも１つのギアと少なくとも１つの電磁石を備えた外部電気的切換クラッチ装置が照準器と基台との間に連続して配置される。前記照準器と基台間の軸回りのトルクの伝達が実質的にギアとクラッチ装置を経由して発生し、前記軸回りに基台に対する照準器の回転を前記ギア及び／又はクラッチ装置を経由して可能にする。前記トルク流がクラッチ装置によって阻止された場合、照準器は照準器に直接作用するモーメントによって、特に照準器を手動で直接回転することで、実質的に無抵抗に回転することが可能である。一方で、もし前記クラッチ装置を経由するトルク流が制限する方向に働くモーメントによって制限される場合、前記照準器に直接働くトルク、特に照準器を手動で回転するものは、直接回転を可能にするために、少なくとも前記クラッチ装置を制限するモーメントに相当する大きさである必要がある。完全に閉じたトルク流の場合、前記クラッチによって伝達可能な最大トルクとトルク流に存在する部品に加えることのできる負荷の限界とを考慮すると、前記照準器に直接働くモーメントによる照準器のクラッチ装置に対する直接回転は生じることができない。

前記クラッチによって照準器を直接回転する可能性に加えて、ギアの調整によってより精密な回転を生み出すことも可能である。軸回りに照準器と参照基台との間の回転角度を調整するためのギアと微調整用ギアに関する種々の実施例が、特に測地分野の経緯儀技術に関する先行技術文献によって知られている。このような無制限調整範囲を有するギアに関する有力な実施例としては、力の方向が反転すると自動でロックする方式で、ロータリーノブ又は電動モーターによって直接又は間接的に回転自在のウォームと、前記ベアリングの軸回りに配置されたウォームホイールとを備えたウォームギアがある。もちろん、特に調整範囲が有限のウォームホイールギア又は、例えばねじ山付き心軸ナットギアといった、無制限調整範囲を有する他のギアを使用することも可能である。前記ギアは、例えば手動又は電動モーターで駆動することが可能であり、少なくとも１つの第２ギアを用いて間接駆動によって実現することも可能である。

前記クラッチ装置は、外部から電気的に切換え可能であり、少なくとも１つの電磁石を有する。前記クラッチ装置を経由したトルク流は、磁界の発生や消滅によって制限又は中断される。このクラッチ原理は、先行技術から既知である。例えばばねの力に対抗する第一の強磁性摩擦体の磁界の作用によって、この第一摩擦体は、これら２摩擦体間に摩擦結合が発生する結果として第二摩擦体と接触可能となり、従ってトルクが伝達可能となり、磁界強度に対応した最大限界トルクまで伝達可能となる。この磁界強度は、電磁石に順々に加えられる電圧に依存する。従って、電圧とクラッチ装置の最大伝達トルクとの間には相関関係がある。例えば、少なくとも１つの永久磁石と、電圧を印加した際にその永久磁石の磁場を少なくとも部分的に、特に強磁性摩擦体の範囲で、減少又は中和する少なくとも１つの励磁巻線とからなる先行技術で知られた永久−電磁石を用いて、無電圧時には閉じていたトルクの伝達を、電圧を印加して遮断することが可能であり、トルクは一定の制限値まで伝達することが可能である。特に前記角度調整装置を備えた移動用機器の場合には、かかる永久−電磁石の使用は、トルクの伝達を遮断するために、言い換えれば、照準器の迅速な調整のために、電圧を短い時間のみ印加すれば良く、装置の電力消費を低減することができるので、有利であることが判明した。しかし、ばね力に対抗するように電磁石を使用することによっても、上記目的は達成することができる。もちろん、独立した磁石を複数個配置する形状でしようすることも、電磁石に対して可能である。電磁石を備えた電気的に外部から切換可能なクラッチの更なる効果は、先行技術によて知られている。

前記クラッチ装置とギアは、クラッチとギアの機能要素が通常の部品として形成された一般の装置と同様の形状をとることができる。

外部から電気的に切換可能なクラッチ装置を使用することで、このクラッチ装置のための制御装置を任意の位置に搭載することが更に可能である。

目標に対して照準器の角度を調整するための前記装置の応用可能な用途は、電気光学的な距離測定を伴う、例えば経緯儀、タキメーター、又はトータル・ステーション測地装置における使用であって、参照システムと目標との間の水平方向又は仰角の測定をすることで、前記照準器と水平又は垂直方向に測量するための目標とを軸合わせする少なくとも１つの装置に使用することである。前記照準器は、例えば照準望遠鏡や、カメラや、レーザーや機構部品の形式とすることができる。水準器、照準器システム又は測地スキャナにおいて前記装置を使用することも、なかんずく可能である。もちろん、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明の更なる有利な効果は、前記装置が軸に対し半径方向に小さなスペースしか必要としないことである。とりわけ最新のトータル・ステーションにおいて、水平方向駆動装置のためのスペースは垂直方向に非常に制限されている。水平方向駆動装置として用いた場合、本発明に係る装置内の前記クラッチ装置はギアの下に位置し、ほとんどの先行技術の装置のようにギア近傍ではないため、水平方向駆動装置としてスペースを節約する用途に利用可能である。本発明に係る装置は比較的少しのメンテナンス・フリーの部品によって構成されるため、生産コストと維持コストを削減することができる。前記クラッチを伝達する力は、調整が必要な高精密部品を経由しないため、前記クラッチ装置は照準器の微調整精度を損なわない。従って、クラッチ装置の開放や閉鎖の結果として、意図しない誤調整が発生することは回避することができる。

以下に先行文献と本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１（ａ）、（ｂ）に、先行技術により知られている第一の角度調整装置の２種類の異なる断面を示す。図（ｂ）は、図１（ａ）のラインＡ−Ａで切った断面である。測地で用いられる装置、特に経緯儀やタキメーターやトータル・ステーションは、ハウジング１７ａと図示しない経緯儀下部構造を有する２つの部分で示された参照基台２ａを有する目盛付定規の形式で部分的に示されている照準器１ａを有している。図ではローラーベアリング形状をしているが、滑りベアリング形状であってもよいところのベアリング３ａが照準器１ａの参照基台２ａに対する垂直軸４ａ回りの回転運動を可能としている。クランプピン１５ａを有するクランプリング１４ａが参照基台２ａの周囲に配置されている。前記測定装置の目盛付定規のハウジング１７ａ上で、偏心軸１６ａを図示しないクランプレバーに接続されたｃａｒｄａｎ状の高速調整用中空軸２０ａを経由して調整軸２１ａ周りに回転することで、クランプピン１５ａは前記軸４ａと直交する軸に沿って移動し、その結果参照基台２ａとクランプリング１４ａの間の摩擦抵抗が偏心軸１６ａと高速調整中空軸２０ａとの回転角度の関数として変化する。このように、クランプリング１４ａはクラッチ要素として働き、高速調整用中空軸２０ａによって動作し、これによってクランプリング１４ａと参照基台２ａとの間の軸４ａ周りのトルクの伝達を減少又は遮断することができ、その結果として照準器１ａの参照基台２ａに対する軸４ａ周りの回転角度を、直接照準器１ａの回転を手動で操作することで容易かつ迅速に調整することができる。前記締付けられた状態において、クランプリング１４ａと参照基台２ａ間に滑り無しで約１０５０Ｎｍｍの最大トルクを伝達することができるので、意図しない誤調整を防止することができる。しかし、クランプリング１４ａの締付けが不完全な場合には、軸４ａ周りの参照基台２ａに対する実質的に自由な回転が発生する。特に、クランプリング１４ａと参照基台２ａの一部とが、クランクピン１５ａと偏心軸１６ａと、高速調整用中空軸２０ａとともに、外部切換可能で機械的動作可能な摩擦クラッチを形成する。前記クランプリング１４ａは、コイルスプリング１８ａと微調整用主軸１９ａとを経由してハウジング１７ａと接続される。微調整用主軸１９ａを調整軸２１ａに沿って調整することで、照準器１ａは軸４ａ周りにクランプリング１４ａに対して回転する。微調整用主軸１９ａの調整軸２１ａに沿った移動は、図示しない精密ねじ山付き主軸駆動によって精密なものとなり、また測定装置の目盛付定規のハウジング１７ａ上に設けたロータリーノブによって駆動することができ、これによってクラッチ装置に連続して接続されたギアを形成する。このクラッチ装置とギアは、ハウジング１７ａの、従って照準器１ａと参照基台２ａとの間の軸４ａ周りに起こり得るトルク流の中に配置される。前記コイルスプリング１８ａは偏心軸１６ａを経由してクランプリング１４ａを微調整用主軸１９ａに対向する方向に付勢する。微調整用主軸１９ａの有限の調整距離と幾何学条件のせいで、照準器１ａの参照基台２ａに対する軸４ａ周りの角度の精密な調整は特定の制限下でのみ有効である。たとえ締付けられた状態であっても、コイルスプリング１８ａの力に対抗して参照基台２ａに対して照準器１ａをわずかに動かすことが可能であり、そのコイルスプリング１８ａの力に対抗するに十分な力が無くなり次第、元の調整角度は復活する。

図２（ａ）、（ｂ）に、先行技術に係る第二実施例である角度調整装置の２枚の断面図を示す。例えば経緯儀などの目盛付定規の形式をとった照準器１ｂが、ベアリング３ｂによって軸４ｂ周りに図示しない経緯儀構造を有する参照基台２ｂに対して回転自在に設けられている。また、参照基台２ｂに対して回転自在のウォームホイール１１ｂが軸４ｂの周囲を囲んでいる。トルクが、参照基台２ｂと前記ウォームホイール１１ｂとの間で予備張力ネジ２３ｂによって張力を加えられたフリクション・クラッチネジ２２ｂの摩擦抵抗によって、ネジ２３ｂで設定された限界の大きさまで軸４ｂの周囲に伝達される。静止摩擦抵抗から滑り摩擦への移行によって限界モーメントに達するとすぐに、フリクション・クラッチネジ２２ｂがウォームホイール１１ｂ又は参照基台２ｂとの間で滑り始め、その結果ウォームホイール１１ｂが参照基台２ｂに対して回転する。ウォームホイール１１ｂの歯１１１ｂがウォーム１０ｂの歯１０１ｂと係合する。前記ウォーム１０ｂは、照準器１ｂと間接的に接続し、図示しない経緯儀ハウジング上の図示しないロータリーノブによって間接的に調整軸２１ｂ周りに精密に回転する。このように、参照基台２ｂの一部と、フリクション・クラッチネジ２２ｂと、予備張力ネジ２３ｂと、ウォームホイール１１ｂの一部とで、特にウォームホイール１１ｂとウォーム１０ｂとによって形成されるギアに連続して接続されたトルク切換え式フリクション・クラッチ装置を形成する。前記ウォームホイール１１ｂは、クラッチ装置とギアの両方の構成要素である。前記フリクション・クラッチネジ２２ｂと予備張力ネジ２３ｂを備えたフリクション・クラッチ装置は、例えば約５２０Ｎｍｍ程度の限界モーメントを超えることで、照準器１ｂの参照基台２ｂに対する軸４ｂ周りの回転角度の直接の迅速な手動調整を可能とする。これに対し、ウォームホイール１１ｂとウォーム１０ｂとを備えたギアによって、回転角度の無限微調整が可能である。フリクション・クラッチの限界モーメントの大きさは、参照基台２ｂ上に設けられた予備張力ネジ２３ｂを調整することで調整できる。前記限界モーメントの大きさは、まず例えば照準器１ｂの制御時などでの突発的な誤調整を避けることができるように、第二に照準器１ｂが過度に大きな力を加えること無く直接調整できるように選ばれる。しかし、限界トルクをユーザーが適合させることはできない。従って、容易な操作で迅速な調整と、設定した角度を安全に固定することは、不可能である。

図３（ａ）、図３（ｂ）は先行技術に係る第３実施例である、特に経緯儀、タキメーター、トータル・ステーション等の測地用測定装置における角度調整装置の２枚の断面図である。図２（ａ）、（ｂ）で示された実施例と同様に、前記装置は軸４ｃの周囲に設けられたウォームホイール１１ｃを有する。しかしここで、前記ウォームホイール１１ｃは、しっかりと参照基台２ｃに接続されている。ウォームホイール１１ｃの歯１１１ｃがウォーム２４ｃの歯２４１ｃと係合する。測定装置の図示しないハイジング、従って照準器１ｃに対し間接的に接続されたウォーム２４ｃを精密に回転することで、ベアリング３ｃに設けられた照準器１ｃの回転角度は軸４ｃ周りに参照基台２ｃに対して精密に調整することができる。前記ウォーム２４ｃは、ウォームホイール１１ｃの歯１１１ｃとの係合領域から回転回して離脱することが可能な枢軸回転式ウォームである。枢軸回転式ウォーム歯２４１ｃとウォームホイール歯１１１ｃとの係合が解除されるとすぐに、照準器１ｃの参照基台２ｃに対する軸４ｃ周りの回転角度を、容易に直接手動で照準器1cを操作することで、迅速に調整することが可能になる。この歯のシステムの係合には問題が多いことは明らかである。特に、枢軸回転式ウォーム歯２４１ｃとウォームホイール歯１１１ｃの歯面は、ラチェッチングによって損傷するおそれがある。

図４（ａ）と４（ｂ）は、本発明に係る角度調整装置の実施例である。図４（ｃ）は、図４（ａ）の部分拡大図である。照準器１は、遊びの無いベアリングであるが滑りベアリングでも良いベアリング３によって、軸４周りに参照基台２に対し回転自在に設けられており、図では２つの部分からなるように示されている。例えばアルミ合金からなる磁石受け２７が、軸４を囲む電磁石５と共に参照基台２にしっかりと固定されている。参照基台２に対して回転自在のウォームホイール１１が電磁石５の上で、上と同様に軸４と参照基台２の周囲を囲んでいる。軸４を中心とする円上の１２０度の間隔を開けた３本のネジ２５（以降はウォームホイールネジ２５と称す）が、バネ鋼でできた薄い平板状、又はバネ薄膜状のバネ部材８をウォームホイール１１に結合する。前記バネ部材８は、３本の別のネジ２６（以降ブレーキ・ディスクネジ２６と称す）によって、平板強磁性ブレーキ・ディスク６に接続される。前記ネジ２６は、上と同様に円上に１２０度の間隔を空け、ウォームホイールネジ２５に対して６０度ずらして設けられている。前記ブレーキ・ディスク６は、例えば９ＳＭｎＰＢ３０から作られる。ウォームホイール１１とバネ部材８とブレーキ・ディスク６とウォームホイールネジ２５とブレーキ・ディスクネジ２６とを特別な配置とした結果、ブレーキ・ディスク６は、バネ返しによって、ウォームホイール１１に対し軸４方向に移動可能である。通常の状態では、ウォームホイール１１とバネ部材８とブレーキ・ディスク６とは直接重なり合っている。電磁石５の磁場による力がブレーキ・ディスク６に軸４に沿った電磁石５の方向に働くとすぐに、始動時に平坦だったバネ部材８が弾性変形し、ネジ２５、２６の配置のおかげで前記円に沿って波形に変形する。従って前記バネ力に対抗して、ブレーキ・ディスク６は電磁石５の方向へ移動し、十分な磁力によって、対向する電磁石面９とブレーキ・ディスク面７とが一体となるように接触して、円周全体に沿って摩擦面として振舞う。前記電磁石５が磁石受け２７を経由して参照基台２と接続されているため、電磁石５に印加される電圧に応じた磁場の活動によって、トルクはウォームホイール１１と参照基台２との間を伝達することが可能である。磁力がブレーキ・ディスク６に加えられなくなると、バネ部材８は平らな状態に戻り、その結果ブレーキ・ディスク６は始めの位置に戻って、ブレーキ・ディスク面７と電磁石面９との間の接触部分は消失する。とりわけ、電磁石面９を有する電磁石５と、ブレーキ・ディスク面７を有するブレーキ・ディスク６と、バネ部材８と、バネ２５、２６とウォームホイール１１の一部とで、このように電気的に外部から切換え可能なクラッチ装置を構成しているので、電圧に応じて、トルクの伝達を実質的に遮断することや、最大伝達トルクを変化させることが可能である。ウォームホイール１１は、ウォーム１０の歯１０１と係合するウォームホイール歯１１１を有する。前記ウォーム１０は、調整軸２１周りに回転自在となるように設けられ、間接的に照準器１と接続されている。従って、もし前記トルク流がクラッチ装置によって遮断されない場合、照準器１と参照基台２の間の軸４周りの回転角度は、ウォーム１０の調整軸２１周りの回転によって、より精密に調整することが可能である。 一方、前記トルク流が遮断された場合、照準器１を直接回転することによって回転角度の直接の迅速な手動調整が可能となる。前記ウォームホイール１１とそのウォーム歯１１１は、ウォーム１０とそのウォーム歯１０１とともに、クラッチ装置に連続して接続されるギアを構成する。前記ギアとクラッチ装置とは、照準器１と参照基台２との間の軸４周りの見込まれるトルク流の中に設けられる。もちろん、ウォーム１０の上流で別の駆動用ギアを接続することができる。前記ウォームホイール１１は、まずクラッチ装置の要素であり、次にギアの構成要素である。開示された実施例は、電圧を印加した時にブレーキ・ディスク６に磁場が作用するように電磁石を用いても、電圧無印加時にブレーキ・ディスク６に永久磁石の磁場が働き、ブレーキ・ディスク６の領域にある少なくとも１つの励磁巻線に電圧を印加してその磁場を減少させるように永久磁石を用いても実現することができる。これを代替する実施例においては、ウォームホイールネジ２５とブレーキ・ディスクネジ２６は省略される。代わりに、スポット溶接やスポット接着による固定手段が用いられる。

本発明に係る角度調整装置の別の実施例は、図４（ａ）、４（ｂ）、４（ｃ）に示された実施例の変形であって、図５に詳細に示す。ここで、バネ部材８を有する移動可能なブレーキ・ディスク６の代わりに、軸４方向に移動可能で、磁石支持バネ部材２９によって磁石受け２８に設けられた電磁石５をクラッチ装置内で使用する。電磁石５の磁場は、直接強磁性体ウォームホイール１２に作用し、その結果、電磁石５は磁石支持バネ部材２９の作用に対抗して強磁性体ウォームホイール１２の方向へ移動し、 十分な磁力によって、互いに対向する電磁石面９とウォームホイール面１３とが一体となるように接触し、摩擦表面として働くようになる。また、磁石支持バネ部材２９を省略して、軸４方向に移動可能となるように磁石受け２８に誘導電磁石を設けることも可能であり、その結果、磁力が働かない時に、重力が電磁石５を始動位置に移動する。前記変形例の図５の残りの構造と動作態様は、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した実施例と同じである。

（ａ）と（ｂ）は、クランプ装置の形状で表された、外部切換可能で機械的動作可能な摩擦クラッチを備えた先行技術に係る角度調整装置の第１実施例を示す２つの図である。 （ａ）と（ｂ）は、トルク切換式摩擦クラッチを備えた先行技術に係る角度調整装置の第２実施例を示す２つの図である。 （ａ）と（ｂ）は、ウォームホイールから回転離脱可能なウォームを備えた先行技術に係る角度調整装置の第３実施例を示す２つの図である。 （ａ）と（ｂ）は、 電磁石を有する外部から電気的に切換え可能なクラッチ装置を備えた本発明に係る角度調整装置の実施例を示す２つの図である。（ｃ）は図４（ａ）の詳細図である。 本発明に係る角度調整装置の別の実施例を示す詳細図である。

符号の説明

１ 照準器
２ 参照基台
３ ベアリング
４ 軸
５ 電磁石
６ ブレーキ・ディスク
７ ブレーキ・ディスク面
８ バネ部材
９ 電磁石面
１０ ウォーム
１１ ウォームホイール
１２ ウォームホイール
１３ ウォームホイール面

Claims (10)

1. 参照基台（２）と、照準器（１）を軸（４）まわりに参照基台（２）に対して回転自在に設けるための少なくとも一つのベアリング（３）と、照準器（１）と参照基台（２）との間の軸（４）まわりの回転角度調整用ギアと、軸（４）まわりのトルクの伝達を制限または遮断するためのクラッチ装置とからなり、前記ギアとクラッチ装置とは前記照準器（1）と参照基台（２）との間のトルクの伝達に連続するように接続され、前記クラッチ装置によって遮断されなければ、前記軸（４）まわりの照準器（１）と参照基台（２）との間のトルクの伝達が直接又は間接的に実質的に前記ギアとクラッチ装置とによって発生するところの、特に測地測定装置のための目標に対する照準器（１）の角度を調整するための装置であって、前記クラッチ装置が、磁場を発生するための少なくとも一つの電磁石（５）を有し、前記軸（４）まわりのトルクの伝達を、前記磁場を発生させたり休止させることによって制限又は遮断することができることを特徴とする角度調整装置。
2. 前記電磁石（５）が、少なくとも一つの永久磁石と、電圧印加時に前記永久磁石の磁場を少なくとも部分的に低下又は中和する少なくとも一つの励起巻線とからなる永久−電磁石で構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記電磁石（５）が実質的に環状で軸（４）を囲むように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記電磁石（５）が、実質的に中心が軸（４）上にあり軸（４）と垂直円上に、少なくとも２個の独立した電磁石を配置する構成としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
5. 前記クラッチ装置が、互いに押圧することで生じる摩擦によるトルク伝達のための、特に軸（４）の周囲に設けられた円状の部分からなる、摩擦表面を形成する少なくとも２つの部分を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
6. 上記クラッチ装置が、軸（４）まわりに設けられ、磁場を発生させるブレーキディスク面（７）を有する強磁性体ブレーキディスク（６）と、第一に前記ギアに接続され第二に前記ブレーキディスク（６）と接続される、特に円盤状の平板バネ部材（８）とを備え、摩擦表面を形成する部品が、少なくともブレーキ・ディスク面（７）を有する強磁性体ブレーキ・ディスク（６）と電磁石面（９）を有する電磁石（５）とから構成され、前記ブレーキ・ディスク（６）が、特に磁場の作用の結果として、前記バネ部材（８）のバネの力に対抗して電磁石（５）の方向に、ブレーキ・ディスク面（７）が電磁石面（９）を押圧するところまで移動可能であることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 前記ギアがウォーム（１０）とウォームホイール（１１）とからなり、その中心が軸（４）上にあり、前記クラッチ装置のブレーキ・ディスク（６）が前記クラッチ装置のバネ部材（８）によって前記ギアのウォームホイール（１１）に直接接続されることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 摩擦表面を形成する前記クラッチ装置の各部のうち一部と前記ギアの歯車部とが共通部分として形成されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
9. 前記ギアがウォーム（１０）と、磁場が発生可能であり中心が軸（４）上にありウォームホイール面（１３）を有する強磁性体ウォームホイール（１２）とからなり、前記クラッチ装置とギアとの共通部が、前記強磁性体ウォームホイール（１２）からなり、摩擦表面を形成する複数の部分が、少なくともウォームホイール面（１３）を有する前記強磁性体ウォームホイール（１２）と、電磁石面（９）を有する電磁石（５）とで構成され、特に磁場の作用の結果として、また特にバネ部材（８）のバネ力に対抗する結果として、前記電磁石（５）が、前記電磁石面（９）とウォームホイール面（１３）とが互いに押圧するところまで強磁性体ウォームホイール（１２）方向に移動自在であることを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 回転角度調整のための前記ギアが、無限調整範囲を有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の装置。

Images