JP2008203078A

JP2008203078A - トータルステーション用ミラー装置

Info

Publication number: JP2008203078A
Application number: JP2007039231A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Yamakawa; 道明山川
Original assignee: TECHNO I SYSTEM CO Ltd
Current assignee: TECHNO I SYSTEM CO Ltd
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】ポールのレベル出し操作を簡単且つ容易に行なえるトータルステーション用ミラー装置を提供する。
【解決手段】トータルステーションＴＳに使用するミラー装置であって、角柱状ポール本体６の上下両端部に夫々水平杆７，８を直角に取り付けると共に下部水平杆８の先端部に接地用コーン９を垂設してなる略々コ字状のポール５と、ポール本体６に沿ってスライド可能なスライドフレーム１０と、接地用コーン９の中心を通り且つポール本体６と平行な軸線Ｏの周りで回転可能にスライドフレーム１０に取り付けられたミラー取付枠１１と、ミラー取付枠１１に水平回転軸線２１周りに回転可能に取り付けられたプリズムミラー１２と、レベル出し気泡管１３と、スライドフレーム１０をポール本体６の所要位置でロックするロック手段１４とからなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、トータルステーションに使用されるミラー装置に関するものである。

トータルステーションは、測角機能と測距機能とが一体化した測量機で、本体とコンピュータとをケーブルで接続し、目標であるミラー装置までの角度と距離とを観測し、そのデータをリアルタイムで記録するようになっている。このミラー装置は、トータルステーションの本体から投射された測距測角用の光を反射してその本体へ送り返すもので、プリズム反射鏡からなる。

従来のミラー装置として、特許公報等の公知文献を具体的に挙げることはできないが、図７に従来のミラー装置を示しており、(a) は正面図、(b) は側面図、(c) は平面図である。このミラー装置は、ポール本体１６の下部に接地用コーン１９を形成してなるポール１５と、ポール本体１６に沿ってスライド可能なスライドフレーム２０と、スライドフレーム２０と一体にスライド可能で且つ接地用コーン１９の中心を通る軸線Ｏの周り及び水平回転軸線Ｈの周りで回転可能なプリズムミラー１２と、スライドフレーム２０の上端部に設けられたレベル出し気泡管１３と、スライドフレーム２０をポール本体１６の所要位置でロックするロック手段２４とからなるもので、設置にあたっては、ポール１５の接地用コーン１９を目的の場所の接地点に接地し、レベル出し気泡管１３を見ながらポール本体１６を適宜揺動させてレベル出しを行い、ポール本体１６を鉛直姿勢にすることによって、ポール１５を設置する。

従来のミラー装置によれば、ポール１５を設置する際に、ポール本体１６の上端部を掴んでレベル出し気泡管１３の気泡が中央部で止まるようにポール本体１５を左右前後等任意方向に揺動させながらレベル出しを行ってポール１５を鉛直姿勢にするわけであるが、このレベル出しに時間がかかり、また作業者がポール５を鉛直姿勢に保持するのが非常に難儀であった。

本発明は、上記の課題に鑑み、ポールのレベル出し操作を簡単且つ容易に行なえるトータルステーション用ミラー装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、トータルステーションＴＳの本体１から投射された測距測角用の光を反射してトータルステーションＴＳへ送り返すトータルステーション用ミラー装置であって、
角柱状ポール本体６の上下両端部に夫々水平杆７，８をポール本体６に対して直角に取り付けると共に下部水平杆８の先端部に接地用コーン９を垂設してなる略々コ字状のポール５と、ポール本体６に沿ってスライド可能なスライドフレーム１０と、接地用コーン９の中心を通り且つポール本体６と平行な軸線Ｏの周りで回転可能にスライドフレーム１０に取り付けられたミラー取付枠１１と、ミラー取付枠１１に水平回転軸線２１周りに回転可能に取り付けられたプリズムミラー１２と、ミラー取付枠１１の上部に設けられたレベル出し気泡管１３と、スライドフレーム１０をポール本体６の所要位置でロックするロック手段１４とからなることを特徴とする。

請求項２は、請求項１に記載のトータルステーション用ミラー装置において、ポール５の上部水平杆７の先端部下面には上部側心出しコーン２２を前記接地用コーン９の中心を通る軸線Ｏと同軸状に設け、この心出しコーン２２を受けるコーン受け２３をスライドフレーム１０の上面側に設け、スライドフレーム１０の下部には下部側心出しコーン２４を前記接地用コーン９の中心を通る軸線Ｏと同軸に設け、この心出しコーン２４を受けるコーン受け２５を下部水平杆８の上面側に設けてなることを特徴とする。

請求項３は、請求項１又は２に記載のトータルステーション用ミラー装置において、プリズムミラー１２は、ミラーの光反射点が水平回転軸線２１上に位置するように設けてなることを特徴とする。

請求項４は、請求項１〜３の何れかに記載のトータルステーション用ミラー装置において、ロック手段１４は、角柱状ポール本体６の一側面に沿って転動する円錐台形ローラー２８を固着した回転軸２９をスライドフレーム１０に水平に軸架すると共に、その回転軸２９とスライドフレーム１０との間に、常時は円錐台形ローラー２８の外周面が角柱状ポール本体６の一側面に対して楔係合する方向に回転軸２９を軸方向に押圧してスライドフレーム１０をロックするバネ３０を介設してなるもので、ロックの状態で回転軸２９の一端部に設けた操作ツマミ３１を介して回転軸２９を回すことにより、円錐台形ローラー２８をポール本体６に沿って転動させてスライドフレーム１０を上下微動させ、バネ付勢力に抗して円錐台形ローラー２８がポール本体６に楔係合する方向と逆方向に回転軸２９を移動させることにより、スライドフレーム１０をロック解除するようにしたことを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によれば、ポール５を、ポール本体６とこれの上下両端部に直角に取り付けた上下水平杆７，８とで略々コ字状に形成すると共に、下水平杆８の先端部に接地用コーン９を垂設したことによって、レベル出し気泡管１３の気泡が中央部で止まる鉛直位置にポール５を位置決めするレベル出し操作が簡単に行なえると共に、このポール５を鉛直位置に保持するのが容易となる。

即ち、接地用コーン９を地面に接地させてポール５を立てた時に、ポール本体６が接地用コーン９に対し所要距離ｅだけ偏心した状態にあって、ポール５は立てた状態では偏心したポール本体６側へ常に倒れようとしているから、この倒れを戻すようにポール本体６を押してやることによってポール５を鉛直位置へ位置決めすることができ、それによりレベル出し気泡管１３によるレベルだしが非常に容易となる。また、ポール本体６の鉛直姿勢を維持するには、ポール本体６の倒れを戻す、つまり立て直す方向にポール本体６を押してやればよいから、ポール５の鉛直姿勢の維持は、ポール本体１６と接地用コーン９とが同軸である従来のポール１５に比べると、はるかに容易となる。

請求項２係る発明によれば、スライドフレーム１０を上方へスライドさせて、上部側心出しコーン２２をスライドフレーム１０のコーン受け２３に係合させるようにすることにより、ポール本体６の真直度や、ポール本体６に対する上水平杆７の直角度を矯正することができ、またまたスライドフレーム１０を下方へスライドさせて、下部側心出しコーン２４を下水平杆８のコーン受け２５に係合させるようにすることにより、ポール本体６の真直度や、ポール本体６に対する上水平杆７の直角度を上記同様にして矯正することができる。

請求項３係る発明によれば、プリズムミラー１２は、ミラー１２の光反射点Ｆが水平回転軸線２１上に位置するように設けられていて、水平回転軸線２１を中心とするプリズムミラー１２の回転角度が変わっても、ミラー１２の光反射点Ｆの位置は変わらないから、計測値が変わらず、測定精度を高めることができる。

請求項４係る発明によれば、スライドフレーム１０がロックされた状態で操作ツマミ３１を介して回転軸２９を回すことによって、スライドフレーム１０を上下方向に微調整させることができ、また操作ツマミ３１を介して回転軸２９を、円錐台形ローラー２８がポール本体６の一側面に楔係合する方向とは逆方向に回転軸２９を移動させることにより、スライドフレーム１０をロック解除することができ、そしてロック解除状態で操作ツマミ３１を上げ下げすることにより、スライドフレーム１０を上下方向に大幅に移動させることができる。

以下に本発明の好適な実施形態について図面に基づいて説明すると、先ず図１はトータルステーション及び本発明に係るミラー装置を示す使用状態説明図であり、図２の(a) はミラー装置Ｍの正面図、(b)は右側面、図３は図２の(a) のＸ−Ｘ線断面図、図４は図２の(b)のＹ−Ｙ線拡大断面図、図５は２の(a)のＺ−Ｚ線断面図である。

図１においてＴＳはトータルステーションを示し、このトータルステーションＴＳは、三脚２に搭載したトータルステーション本体１を、制御・操作用パーソナルコンピュータ３にケーブル４で接続してなるもので、ミラー装置Ｍまでの角度と距離とを観測し、そのデータをリアルタイムで記録することができる。トータルステーション本体１は、図示は省略するが、測距部、画像取り込み部、画像処理部、測角部、ＣＮＣ駆動部（駆動手段）、自動焦点部及びこれらを制御するＣＰＵで構成されている。

ミラー装置Ｍは、角柱状ポール本体６の上下両端部に夫々水平杆７，８をポール本体６に対して直角に取り付けると共に下部水平杆８の先端部下面に接地用コーン９を垂設してなる略々コ字状のポール５と、ポール本体６に沿ってスライド可能なスライドフレーム１０と、接地用コーン９の中心を通り且つポール本体６と平行な軸線Ｏの周りで回転可能にスライドフレーム１０に取り付けられたミラー取付枠１１と、このミラー取付枠１１に水平回転軸線２１の周りに回転可能に取り付けられたプリズムミラー１２と、ミラー取付枠１１の上部に設けられたレベル出し気泡管１３と、スライドフレーム１０をポール本体６の所要位置でロックするロック手段１４とからなる。

ポール５の上部水平杆７には先端部下面に、上部側心出しコーン２２が前記接地用コーン９の中心を通る軸線Ｏと同軸状に突設され、この心出しコーン２２を受けるコーン受け２３がスライドフレーム１０の上面に設けられ、またスライドフレーム１０の下部には下部側心出しコーン２４が前記接地用コーン９の中心を通る軸線Ｏと同軸に設けられ、この心出しコーン２４を受けるコーン受け２５が下部水平杆８の上面に設けられている。

スライドフレーム１０は、ポール本体６が貫通する横断面矩形筒状の縦枠１０ａと、夫々平面視略Ｔ字状の上板１０ｂ及び下板１０ｃとでコ字枠状に形成され、縦枠１０ａ内には角柱状ポール本体６を案内するガイドローラー２６が軸着され、そして上板１０ｂの先端部と下板１０ｃの先端部との間に、ミラー取付枠１１がポール本体６と平行な軸線Ｏの周りで回転可能に設けられている。ミラー取付枠１１は、図２の(a) 及び図５から分かるように、左右側枠１１ａ，１１ａと上下枠１１ｂ，１１ｃとからなるもので、上下枠１１ｂ，１１ｃがスライドフレーム１０の上板１０ｂと下板１０ｃに対し枢軸２７ａ，２７ｂによって枢支連結されている。

プリズムミラー１２は、図５に概略示すように、ミラー１２の光反射点Ｆが水平回転軸線２１上に位置するように設けられており、これにより水平回転軸線２１を中心とするプリズムミラー１２の回転角度が変わっても、ミラー１２の光反射点Ｆが一定であるから、計測値が変わらず、測定精度を高めることができる。

ロック手段１４は、図４に示すように、角柱状ポール本体６の一側面６ａに沿って転動する円錐台形ローラー２８を固着した回転軸２９をスライドフレーム１０の縦枠１０ａに水平に軸架すると共に、その回転軸２９とスライドフレーム１０の縦枠１０ａとの間に、常時は円錐台形ローラー２８の外周面が角柱状ポール本体６の一側面６ａに対して楔係合する方向に回転軸２９を軸方向に押圧してスライドフレーム１０をポール本体６に対しロックするコイルバネ３０を介在させてなるもので、回転軸２９の一端部には操作ツマミ３１が取り付けられている。尚、コイルバネ３０は、回転軸２９を回しても捻じられないように回転軸２９とスライドフレーム１０との間に介装されている。また、角柱状ポール本体６の他側面６ｂにはスケール３４がミリ単位及びセンチ単位で形成されていて、接地用コーン９が地面Ｇに接した時のスライドフレーム１０の地面Ｇからの高さを視認できるようになっている。

このロック手段１４の使用において、スライドフレーム１０がロックされた状態で操作ツマミ３１を掴んで回転軸２９を回すと、円錐台形ローラー２８が角柱状ポール本体６の一側面に沿って転動して、スライドフレーム１０を上下方向に微動させることができる。また、操作ツマミ３１を介して回転軸２９を、コイルバネ３０の付勢力に抗して円錐台形ローラー２８がポール本体６の一側面に楔係合する方向とは逆方向に回転軸２９を移動させる、つまり回転軸２９をスライドフレーム１０内へ押し込むような状態にすると、楔係合が解放されるためにスライドフレーム１０をロック解除することができる。しかして、このロック解除状態で操作ツマミ３１を上げ下げすることにより、スライドフレーム１０を上下方向に大幅に移動させることができ、そして操作ツマミ３１を放せば、コイルバネ３０の付勢力でスライドフレーム１０をロックすることができる。

図６の(a) は、ポール５の一部断面拡大正面図、(b) はその平面図で、ポール本体６と上下水平杆７，８との連結構造を示したものである。ポール本体６は例えばステンレス製の角パイプからなり、上下水平杆７，８は例えばジュラルミンのもので、上水平杆７には基端部側の上面に平面視長円形の深溝３２が形成され、その反対側の面には長円形の浅溝３３が形成され、両溝３２，３３間の厚肉壁部３４にビス挿通孔３５，３６が形成され、その一方のビス挿通孔３６は長孔となっている。

しかして、ポール本体６の上端に上水平杆７を取り付けるには、ポール本体６の上端部内に連結部片３７を嵌合してビス３８で固定し、また上水平杆７の下面側浅溝３３にはビス挿通孔３９とネジ孔４０を設けた座板４１を配置した状態で、上水平杆７の上面側深溝３２側からビス４２を厚肉壁部３４のビス挿通孔３５及び座板４１のビス挿通孔３９に通してポール本体側連結部片３７のネジ孔４３にねじ込んで締め付け、またビス４４を厚肉壁部３４の長孔３６から座板４１のネジ孔４０にねじ込んで締め付けることにより、上水平杆７をポール本体６の上端に直角に強固に連結固定することができる。

また、ポール本体６の下端に下水平杆８を取り付ける場合も上記同様で、ポール本体６の下端部内に連結部片３７を嵌合してビス３８で固定し、下水平杆８の下面側深溝３２に座板４１を配置した状態で、下水平杆８の下面側深溝３２側からビス４２を厚肉壁部３４のビス挿通孔３５及び座板４１のビス挿通孔３９に通してポール本体側連結部片３７のネジ孔４３にねじ込んで締め付け、またビス４４を厚肉壁部３４の長孔３６から座板４１のネジ孔４０にねじ込んで締め付けることにより、下水平杆８をポール本体６の下端に直角に強固に連結固定することができる。

上記のような構成よりなるミラー装置Ｍの使用にあたっては、図１に概略示すように、ポール５の接地用コーン９を目的の場所の接地点に接地した状態でポール５を地面Ｇに対し垂直に、即ち鉛直に立てる。このポール５の設置に際し、作業者は、ポール５の上水平杆７を握り、レベル出し気泡管１３を見ながら、気泡が真ん中にくるようにポール本体１６を前後左右に適宜揺動させ、気泡管１３の気泡が真ん中にきた時にポール５を静止させて、ポール５が地面Ｇに対し垂直に立ったことをトータルステーションＴＳ側に合図すると、トータルステーション本体１から紫外線がミラー装置Ｍのプリズムミラー１２に投射されて、計測が開始されることになり、その計測中はポール５を鉛直姿勢に保持する必要がある。

この場合に、図７で示す従来のミラー装置で問題とされていた点は、レベル出し気泡管１３の気泡が中央部で止まる鉛直位置にポールを位置決めするレベル出しに時間がかかると共に、ポールを鉛直位置に保持するのが非常に面倒であったわけであるが、この発明のポール５は、ポール本体６とこれの上下両端部に直角に取り付けた上下水平杆７，８とで略々コ字状に形成すると共に、下水平杆８の先端部に接地用コーン９を垂設したことによって、レベル出し気泡管１３の気泡が中央部で止まる鉛直位置にポール５を位置決めするレベル出し操作が簡単に行なえると共に、このポール５を鉛直位置に保持するのが容易となった。

即ち、図７で示すような従来のミラー装置では、ポール本体１６と接地用コーン９とが同軸であるため、ポール１５が倒れている状態では斜め方向のベクトルが働くため、そのポール１５を鉛直姿勢に立て直そうとすれば、ベクトルをゼロの状態にしてやらなければとないないため、鉛直位置への位置決めが非常に難しくなり、またポール１５を鉛直姿勢に保持するにはベクトルゼロの状態を保たなければならないため、その保持が非常に面倒となる。

これに対し、本発明に係るポール５は、ポール本体６と上下水平杆７，８とで略々コ字状に形成し、下水平杆８の先端部に接地用コーン９を垂設したことにより、接地用コーン９を地面に接地させてポール５を立てた時に、図２の(a) に示すように、ポール本体６が接地用コーン９に対し所要距離ｅだけ偏心した状態にあって、ポール５は立てた状態では偏心したポール本体６側へ常に倒れようとしているから、この倒れを戻すようにポール本体６を押してやることによってポール５を鉛直位置へ位置決めすることができ、それによりレベル出し気泡管１３によるレベルだしが非常に容易となる。また、ポール本体６の鉛直姿勢を維持するには、ポール本体６の倒れを戻す、つまり立て直す方向にポール本体６を押してやればよいから、ポール５の鉛直姿勢の維持はポール本体１６と接地用コーン９とが同軸である従来のポール１５に比べてはるかに容易となる。

また、このミラー装置Ｍにおいては、図２の(a) に示すように、ポール５の上部水平杆７の先端部下面には上部側心出しコーン２２を接地用コーン９の中心を通る軸線Ｏと同軸状に設け、この心出しコーン２２を受けるコーン受け２３をスライドフレーム１０の上面側に設け、またスライドフレーム１０の下部には下部側心出しコーン２４を前記接地用コーン９の中心を通る軸線Ｏと同軸に設け、この心出しコーン２４を受けるコーン受け２５を下部水平杆８の上面側に設けているから、スライドフレーム１０を上方へスライドさせて、上部側心出しコーン２２をスライドフレーム１０のコーン受け２３に係合させるようにすることにより、ポール本体６の真直度や、ポール本体６に対する上水平杆７の直角度を矯正することができる。即ち、上部側心出しコーン２２がコーン受け２３に的確に係合しな場合は、それが係合するように上水平杆７の取付状態を調整したり、またポール本体６自体の曲がり変形を矯正すればよい。またスライドフレーム１０を下方へスライドさせて、下部側心出しコーン２４を下水平杆８のコーン受け２５に係合させるようにすることにより、ポール本体６の真直度や、ポール本体６に対する上水平杆７の直角度を上記同様にして矯正することができる。

またスライドフレーム１０をポール本体６の所要位置でロックするロック手段１４は、角柱状ポール本体６の一側面に沿って転動する円錐台形ローラー２８を固着した回転軸２９をスライドフレーム１０に水平に軸架すると共に、その回転軸２９とスライドフレーム１０との間に、常時は円錐台形ローラー２８の外周面が角柱状ポール本体６の一側面に対して楔係合する方向に回転軸２９を軸方向に押圧してスライドフレーム１０をロックするバネ３０を介設してなるものであるから、ロックの状態で操作ツマミ３１を介して回転軸２９を回すことによって、スライドフレーム１０を上下方向に微調整させることができ、また操作ツマミ３１を介して回転軸２９を、円錐台形ローラー２８がポール本体６の一側面に楔係合する方向とは逆方向に回転軸２９を移動させる、つまり回転軸２９をスライドフレーム１０内へ押し込むような状態にすることにより、スライドフレーム１０をロック解除することができ、しかしてロック解除状態で操作ツマミ３１を上げ下げすることにより、スライドフレーム１０を上下方向に大幅に移動させることができる。

また上述した実施形態のミラー装置Ｍにおいて、スライドフレーム１０は、ポール本体６が貫通する横断面矩形筒状の縦枠１０ａと、上板１０ｂ及び下板１０ｃとでコ字枠状に形成され、このコ字枠状スライドフレーム１０の上板１０ｂと下板１０ｃとに、プリズムミラー１２を備えたミラー取付枠１１が回転可能に取り付けてあるが、このプリズムミラー１２を備えたミラー取付枠１１は各プリズムメーカーによって大きさの異なる種々のタイプのものがあるため、スライドフレーム１０を形成する縦枠１０ａや上下板１０ｂ，１０ｃの長さを変えることによって、種々のタイプに対応できるようにしている。

図１はトータルステーション及び本発明に係るミラー装置を示す使用状態説明図である。ミラー装置の正面図、(b)は右側面である。図２の(a) のＸ−Ｘ線断面図である。図２の(b)のＹ−Ｙ線拡大断面図である２の(a)のＺ−Ｚ線断面図である。 (a) はポールの一部断面拡大正面図、(b) はその平面図である。従来のミラー装置を示すもので、(a) は正面図、(b) は側面図、(c) は平面図である。

符号の説明

ＴＳトータルステーション
Ｍミラー装置
１トータルステーション本体
５ポール
６ポール本体
７上水平杆
８下水平杆
９接地用コーン
１０スライドフレーム
１１ミラー取付枠
１２プリズムミラー
１３レベル出し気泡管
１４ロック手段

Claims

トータルステーションの本体から投射された測距測角用の光を反射してトータルステーションへ送り返すトータルステーション用ミラー装置であって、
角柱状ポール本体の上下両端部に夫々水平杆をポール本体に対して直角に取り付けると共に下部水平杆の先端部に接地用コーンを垂設してなる略々コ字状のポールと、ポール本体に沿ってスライド可能なスライドフレームと、接地用コーンの中心を通り且つポール本体と平行な軸線の周りで回転可能にスライドフレームに取り付けられたミラー取付枠と、ミラー取付枠に水平回転軸線周りに回転可能に取り付けられたプリズムミラーと、ミラー取付枠の上部に設けられたレベル出し気泡管と、スライドフレームをポール本体の所要位置でロックするロック手段とからなるトータルステーション用ミラー装置。
ポールの上部水平杆の先端部下面には上部側心出しコーンを前記接地用コーンの中心を通る軸線と同軸状に設け、この心出しコーンを受けるコーン受けをスライドフレームの上面側に設け、スライドフレームの下部には下部側心出しコーンを前記接地用コーンの中心を通る軸線と同軸に設け、この心出しコーンを受けるコーン受けを下部水平杆の上面側に設けてなる請求項１に記載のトータルステーション用ミラー装置。
プリズムミラーは、ミラーの光反射点が水平回転軸線上に位置するように設けてなる請求項１又は２に記載のトータルステーション用ミラー装置。
ロック手段は、角柱状ポール本体の一側面に沿って転動する円錐台形ローラーを固着した回転軸をスライドフレームに水平に軸架すると共に、その回転軸とスライドフレームとの間に、常時は円錐台形ローラーの外周面が角柱状ポール本体の一側面に対して楔係合する方向に回転軸を軸方向に押圧してスフスライドフレームをロックするバネを介設してなるもので、ロックの状態で回転軸の一端部に設けた操作ツマミを介して回転軸を回すことにより、円錐台形ローラーをポール本体に沿って転動させてスライドフレームを上下微動させ、バネ付勢力に抗して円錐台形ローラがポール本体に楔係合する方向と逆方向に回転軸を移動させることにより、スライドフレームをロック解除するようにした請求項１〜３の何れかに記載のトータルステーション用ミラー装置。