JP2012215430A - 電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパス - Google Patents

Abstract

【課題】磁針の指示誤差を低減させることができる電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスを提供する。
【解決手段】磁針を備えた磁石盤と、磁石盤に対して鉛直軸周りに方位角及び水平軸周りに高低角を可変に回動可能に連結される視準装置と、視準装置と一体的に設けられたレーザ距離計と、レーザ距離計への電力を供給するバッテリーを収納するバッテリーボックス２２と、を備え、バッテリーボックス２２は、レーザ距離計に対して固定されたボックス本体２２２と、バッテリーの出し入れを可能にするべくボックス本体２２２に対して可動となったカバー２２４とから構成され、ボックス本体２２２内及びカバー２２４内には、それぞれ第１磁気遮蔽材３０及び第２磁気遮蔽材３２が設けられ、第１磁気遮蔽材及び第２磁気遮蔽材は、互いの境界部分においてオーバラップされて、バッテリーを包囲する仮想直方体の対向する１組の側面と下面と上面とを覆うようにして磁気回路を構成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電力によって作動する電力駆動機能装置を搭載した電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスに関する。

従来、この種の電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスとしては、測距機能を持つ距離計を備えた測量用磁気コンパスが知られている。

この測量用磁気コンパスでは磁北を基準とした目標に対する方位を磁針によって得ると共に、距離計によって目標までの距離を得ることができる。この測量用磁気コンパスを任意の地点まで運んで設置することで、例えばトラバース測量等を行うことができる。

しかしながら、このような電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスにおいては、電力駆動機能装置を搭載していない測量用磁気コンパスと比較して、磁針の指示に誤差が発生しやすく高精度の測量には問題があることが判明した。

本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、磁針の指示誤差を低減させることができる電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスを提供することである。

発明者らは、この測量用磁気コンパスの誤差の主な原因が、機能装置を駆動するための電力源であるバッテリーによって磁界が乱れることにあることを突き止めた。特にバッテリーとして用いられる電池自体の外ケースは磁性体で形成されているために、磁化を帯びやすいことが大きな要因と考えられる。この対策として、電池に対して消磁を行うことも考えられるが、使用により再び磁化されるために、あまり効果がない。

さらには、発明者らの研究によれば、電池の磁化感受率は、製造メーカによってばらつきがあり、且つ同じ製造メーカの製品であっても個体差が大きいことが判明した。そのため、使う電池によって且つその電池の置き方によっても発生する誤差にばらつきがでることが分かった。

さらには、測量用コンパスにおいては、バッテリーと磁気コンパスとの角度が可変になり得ることも誤差のばらつきを発生させる要因となり得る。

上記課題を解決するために、本発明は、電力によって作動する電力駆動機能装置を搭載する電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスであって、
磁針を備えた磁石盤と、
磁石盤に対して鉛直軸周りに方位角及び水平軸周りに高低角を可変に回動可能に連結される視準装置と、
視準装置と一体的に設けられた電力駆動機能装置と、
電力駆動機能装置への電力を供給するバッテリーを収納するバッテリーボックスと、を備え、
バッテリーボックスは、前記電力駆動機能装置に対して固定されたボックス本体と、バッテリーの出し入れを可能にするべくボックス本体に対して可動となったカバーとから構成され、
ボックス本体内及びカバー内には、それぞれ第１磁気遮蔽材及び第２磁気遮蔽材が設けられ、第１磁気遮蔽材及び第２磁気遮蔽材は、互いの境界部分においてオーバラップされて、バッテリーを包囲する仮想直方体の対向する１組の側面と下面と上面とを覆うようにして磁気回路を構成することを特徴とする。

また、第１磁気遮蔽材及び第２磁気遮蔽材は、バッテリーの前記仮想直方体の対向する別組の側面は覆わないことを特徴とする。

また、前記１組の側面は、前記別組の側面に比べて面積が大きいことを特徴とする。

本発明によれば、第１磁気遮蔽材及び第２磁気遮蔽材によって構成される磁気回路によって、バッテリーの磁場を閉じ込めるために、磁石盤の磁針による指示誤差を低減させることができる。

第１磁気遮蔽材及び第２磁気遮蔽材は、バッテリーの対向する１組の側面と下面と上面とを覆うように磁気回路を構成すれば、指示誤差の低減効果が得られ、バッテリーを全て覆う必要はないために、第１磁気遮蔽材及び第２磁気遮蔽材の使用量を抑えることができる。

本発明の実施形態に係る電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスを三脚に取付けた状態を示す全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスの背面から見た全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスのバッテリーボックスのバッテリー本体の平面図である。 図３の４−４線に沿って見た断面図である。 図３の５−５線に沿って見た断面図である。 バッテリーと磁気遮蔽材との関係を表す概略斜視図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

図１及び図２は、本発明の実施形態に係る電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスの全体構成を示す斜視図である。

図示したように、本発明の電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパス１０（以下、単に「測量用磁気コンパス１０」とも言う）は、大別して、基台部１２と、磁石盤支持部１４と、支柱１６と、視準装置１８と、電力駆動機能装置としてのレーザ距離計２０と、バッテリーボックス２２と、を備えている。

基台部１２は、測定点に設置された三脚Ｔの上部に着脱可能に取付けることができるようになっており、基台部１２の上部には磁石盤支持部１４が連結される。

磁石盤支持部１４は、軸受を介して基台部１２に対して枢動可能に且つ磁石盤支持部１４の中心部を通過する鉛直軸の周りに回動可能に連結される。磁石盤支持部１４は、円筒状の支持本体１４１を有しており、支持本体１４１の内側には、磁針１４３を備えた磁石盤１４２が配設される。また、磁石盤支持部１４の鉛直軸Ｖ周りの回動を固定するための固定つまみ１４５と、固定つまみ１４５によって回動を固定した上でさらに微動回動させるときの調整つまみ１４６が設けられる。

磁石盤支持部１４の支持本体１４１には、フォーク状の支柱１６の両端１６１、１６１が連結されている。支柱１６の中央部１６２は磁石盤支持部１４から上方に向かって突出しており、中央部１６２には該中央部１６２を貫通する水平軸Ｈの周りに回動可能に視準装置１８が連結され、視準装置１８を回動させるための調整つまみ１６５が設けられる。水平軸Ｈは、前記鉛直軸Ｖと交差するようになっている。また、中央部１６２の下方には高低角指標１６３が設けられる。

視準装置１８は、目標に視準を合わせるための望遠鏡１８１及び接眼合焦レンズ１８２を有する。また、望遠鏡ケース１８３には高低角分度１８４が取付けられ、高低角指標１６３によって高低角の読取が可能となっている。

レーザ距離計２０は、視準装置１８に近接して平行に設けられ、レーザ距離計２０の距離計ケース２０１は、望遠鏡ケース１８３に対して一体的に固定されている。従って、レーザ距離計２０は視準装置１８と一体に可動する。距離計ケース２０１内にはレーザ発振機と制御基板等の部品が内蔵される。

バッテリーボックス２２は、図３〜図５に示したように、ボックス本体２２２と、カバー２２４と、を備える。ボックス本体２２２は、レーザ距離計２０の距離計ケース２０１と一体に構成されることができる。カバー２２４は、バッテリーの出し入れを可能とするべく、ボックス本体２２２に対して可動になっている。この例では、カバー２２４は、ボックス本体２２２に対して着脱可能となっており、距離計ケース２０１に対してネジ２２５によって固定されることで、ボックス本体２２２に対して固定されるようになっている。バッテリーボックス２２はバッテリーの質量を考慮して、前記水平軸Ｈの真上に配置されると好ましい。

この例では、ボックス本体２２２内に２本の乾電池Ｃ、Ｃが極性を逆にして並んで収納される。このため、ボックス本体２２２内にバッテリーガイド２２６が配置されており、バッテリーガイド２２６に形成された仕切り２２６ａによって各乾電池Ｃに対応した区画２２６ｂ、２２６ｂが形成される。バッテリーガイド２２６の底面には、一方の区画２２６ｂに対応して一方の乾電池Ｃのマイナス端子に接触するためのコイルスプリング２２８及び端子２３０が固定され、他方の区画２２６ｂに対応して他方の乾電池Ｃのプラス端子に接触するためのリーフスプリング２３２が固定されている。リーフスプリング２３２及び端子２３０はバッテリーガイド２２６を挿通してリード線２３１に接続されており、リード線２３１を介してレーザ距離計２０の部品への電力供給がなされるようになっている。

また、カバー２２４内には、端子サポート２３４及びリーフスプリング２３６が固定される。リーフスプリング２３６は、一端が一方の乾電池Ｃのプラス端子に接触し、他端が他方の乾電池Ｃのマイナス端子に接触するようになっている。

さらに、ボックス本体２２２及びカバー２２４内には、それぞれ第１磁気遮蔽材３０と第２磁気遮蔽材３２が設けられる。第１磁気遮蔽材３０及び第２磁気遮蔽材３２は、例えばパーマロイといった高い透磁率を持つ材料からなる薄板を緩やかに屈曲させて構成され、乾電池Ｃを包囲するようになっている。

図６に概略して示したように、２本の乾電池Ｃ，Ｃを並べて収納したときにバッテリー全体を包囲する仮想直方体４０を考えると、第１磁気遮蔽材３０は、その下面４０ｂと対向する１組の側面４０ｃ、４０ｄの一部を覆うようにしてボックス本体２２２内に配設される。第２磁気遮蔽材３２は、仮想直方体４０に対して、その上面４０ａと前記対向する１組の側面４０ｃ、４０ｄの一部を覆うようにしてカバー２２４内に配設される。

この場合の仮想直方体４０においては、２本の乾電池が並んだ方向の１組の側面４０ｃ、４０ｄの面積が、それに直交する別の組の側面４０ｅ、４０ｆの面積の２倍となる。第１磁気遮蔽材３０と第２磁気遮蔽材３２が覆う１組の対向する側面は、仮想直方体の２組の対向する側面のうち、大きい面積の方の側面４０ｃ、４０ｄとすると好ましく、小さい面積の方の側面４０ｅ、４０ｆについては、第１磁気遮蔽材３０と第２磁気遮蔽材３２で覆う必要はない。また、好ましくは、第１磁気遮蔽材３０と第２磁気遮蔽材３２の幅は、覆うべき側面４０ｃ、４０ｄの幅に一致させるか、覆うべき側面の幅よりも若干大きい幅にするとよい。

カバー２２４が、ボックス本体２２２に取付けられたときに、第１磁気遮蔽材３０と第２磁気遮蔽材３２の互いの境界部分において、一方の磁気遮蔽材が他方の磁気遮蔽材に対して接触する必要はないが、互いに対向する程度にオーバラップされており、これによって、磁気結合を確立することができるようになっている。こうして、第１磁気遮蔽材３０と第２磁気遮蔽材３２とによって、閉じた磁気回路が構成される。

さらに、第１磁気遮蔽材３０及び第２磁気遮蔽材３２と、乾電池の外ケースまたは端子との接触を防ぐべく、複数の絶縁テープ３４が第１磁気遮蔽材３０と第２磁気遮蔽材３２の適宜個所に貼付される。

以上のように構成される測量用磁気コンパス１０においては、測定点において、基台部１２を調節することによって磁石盤支持部１４を水平に配置した後、視準装置１８によって目標に視準させるべく、磁石盤支持部１４を基台部１２に対して鉛直軸Ｖ周りに回動し、且つ、視準装置１８を水平軸Ｈ周りに回動する。こうして、視準装置１８を目標に合わせたときの磁針の指示を読み取ることで、磁北を基準とした目標の方位を測定することができる。また、レーザ距離計２０を作動させることで、目標までの距離を測定することができる。

第１磁気遮蔽材３０と第２磁気遮蔽材３２とで磁気回路を構成することで、乾電池による磁場を囲い込み、磁針の指示誤差を低減させることができる。そして、乾電池の種類、製造メーカによらずに、乾電池の置き方、または磁石盤支持部１４の回動によらずに、一律１°未満の指示誤差に抑えることができる。

仮想直方体４０の小さい面積の方の側面４０ｅ、４０ｆについては、第１磁気遮蔽材３０と第２磁気遮蔽材３２で覆う必要はないために、使用する第１磁気遮蔽材３０と第２磁気遮蔽材３２の量を節約することができ、製造コストを低減することができる。

ところで、任意には、この測量用磁気コンパス１０において２つの目標間の挟角を測定する機能を持つ水平分度機能を持たせることができる。この水平分度機能を備える場合には、磁石盤支持部１４において、支持本体１４１とは別に、水平分度１５０ａが付されて支持本体１４１に対して相対回動する水平分度盤１５０を設ける（図２）。水平分度盤１５０は、基台部１２と磁石盤支持部１４との間に設けられた軸受に対して鉛直軸周りで回動しないように弾性体によって常時付勢されており、従って、常時は、水平分度盤１５０は基台部１２に対して相対回動せず、支持本体１４１は水平分度盤１５０に対して相対回動可能となっている。一方、レバー１５２を操作すると、支持本体１４１に内蔵されたストッパーが水平分度盤１５０に向かって移動するので、支持本体１４１を回動して支持本体１４１と水平分度盤１５０との相対的回動位置を基準位置（リセット位置）にすると、ストッパーが水平分度盤１５０と係合し、水平分度盤１５０は弾性体に抗して支持本体１４１と共に一体回動可能となる。

よって、水平分度機能を使用する場合には、レバー１５２を操作して、支持本体１４１と水平分度盤１５０とを基準位置（リセット位置）に合わせた後、両者を一体に回動して、視準装置１８で目標を視準し、その後、レバー１５２を元に戻して、支持本体１４１を水平分度盤１５０に対して回動して次の目標に視準し、基準位置（リセット位置）からの回動角度を水平分度１５０ａで読取ることで、２つの目標間の挟角を求めることができる。

このような水平分度機能を持つ場合には、磁針による角度測定と、水平分度による角度測定との両方の測定が出来るので、両方の測定結果を、周囲環境による磁場の影響の少ない所で比較することで、磁針の誤差を簡単に評価することができるようになる。そして、この評価により、磁針の指示誤差が所望の範囲であることを確認することで、正確な測定を行うことができる。

尚、以上の例ではバッテリーとして２つの乾電池を用いていたが、この例に限らずに、１つの乾電池または他の形状の電池、畜電池を使用する場合であっても同様に適用することが可能である。

また、以上の例では、搭載する電力駆動機能装置として測距機能を持つレーザ距離計２０を例にとったが、これに限るものではなく、例えば測位機能を持つＧＰＳ受信機といった他の電力駆動機能装置とすることも可能である。

１０ 電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパス
１４２ 磁石盤
１４３ 磁針
１８ 視準装置
２０ レーザ距離計（電力駆動機能装置）
２２ バッテリーボックス
２２２ ボックス本体
２２４ カバー
３０ 第１磁気遮蔽材
３２ 第２磁気遮蔽材
４０ 仮想直方体
４０ａ 上面
４０ｂ 下面
４０ｃ、４０ｄ 側面
４０ｅ、４０ｆ 側面
Ｖ 鉛直軸

Claims (3)

1. 電力によって作動する電力駆動機能装置を搭載する電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパスであって、
   磁針を備えた磁石盤と、
   磁石盤に対して鉛直軸周りに方位角及び水平軸周りに高低角を可変に回動可能に連結される視準装置と、
   視準装置と一体的に設けられた電力駆動機能装置と、
   電力駆動機能装置への電力を供給するバッテリーを収納するバッテリーボックスと、を備え、
   バッテリーボックスは、前記電力駆動機能装置に対して固定されたボックス本体と、バッテリーの出し入れを可能にするべくボックス本体に対して可動となったカバーとから構成され、
   ボックス本体内及びカバー内には、それぞれ第１磁気遮蔽材及び第２磁気遮蔽材が設けられ、第１磁気遮蔽材及び第２磁気遮蔽材は、互いの境界部分においてオーバラップされて、バッテリーを包囲する仮想直方体の対向する１組の側面と下面と上面とを覆うようにして磁気回路を構成することを特徴とする電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパス。
2. 第１磁気遮蔽材及び第２磁気遮蔽材は、バッテリーの前記仮想直方体の対向する別組の側面は覆わないことを特徴とする請求項１記載の電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパス。
3. 前記１組の側面は、前記別組の側面に比べて面積が大きいことを特徴とする請求項２記載の電力駆動機能装置付き測量用磁気コンパス。

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