JP3814138B2

JP3814138B2 - 磁気エンコーダを内蔵した測量機

Info

Publication number: JP3814138B2
Application number: JP2000306062A
Authority: JP
Inventors: 雅実白井
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: JP2002116027A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、外部磁気対策を施した磁気エンコーダを搭載した測量機に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
従来のトータルステーション、セオドライトなどの測量機の中には、測角手段として、光学式エンコーダを搭載したものがある。周知の光学式エンコーダは、回転軸と一体に回転する円板に円周に沿って所定当ピッチで形成されたスケールと、該スケールの通過を検出するフォトセンサとを備えている。
【０００３】
このような光学式エンコーダと同様の角度測定手段として、磁気式エンコーダがある。磁気式エンコーダは、通常、磁気ドラムの外周面には分割数Ｎ（Ｎは正の整数）にて等ピッチで着磁された多極着磁層が形成され、この多極着磁層に対向させて配置された磁気センサを備えている。磁気センサは、例えば多極着磁層のピッチよりも小さいピッチで配置された４個の磁気抵抗素子を備え、磁気ドラムの回転に従って変化する磁気を磁気抵抗素子の抵抗値の変化として検知し、その変化の周期に基づいて磁気ドラムの回転角を求める構成である。
【０００４】
しかしながら、屋外、不特定場所で使用することを常とする測量機は、きわめて大きな外部磁界（磁気）の影響を受ける可能性がある。そのため磁気エンコーダを測量機に搭載する場合、通常は存在しない極めて大きな磁界対策が重要である。一方、測量機は携帯性が求められるので、軽量化のため、非磁性体であるアルミニウム、樹脂などの軽量素材によってカバーが形成されているので、測量機の近傍に極めて大きな磁界を発生する物体、装置が存在すると、その磁界の影響を受けて、磁気エンコーダの測定値に大きな誤差を生じてしまうおそれがある。
【０００５】
【発明の目的】
本発明はかかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、重量化することなく外部磁気の影響を除去できる磁気防止策を施した磁気エンコーダを搭載した測量機を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
この問題を解決する本願発明は、軸および該軸を回動自在に軸支する軸受けとの相対回転角を測定する磁気エンコーダを内蔵した測量機であって、前記軸および軸受けは、互いに相対回動自在に嵌合された軸受け内輪および軸受け外輪からなり、該軸受け外輪は、透磁率の高い磁性材で形成された、前記軸受け内輪の外周面を周回して環状空間を形成する断面略コ字状の環状部を有し、前記磁性材で囲まれた環状空間内に前記磁気エンコーダを収容したことに特徴を有する。
軸および軸受けは、互いに相対回動自在に嵌合された軸受け内輪および軸受け外輪からなり、前記軸受け内輪の前記軸受け外輪から突出した一方の端部には、前記軸受け外輪よりも大径のフランジ部が一体に形成され、または別体として形成された、前記軸受け外輪よりも大径のフランジ部が別体として形成されて固定され、前記軸受け外輪には、該軸受け外輪の外周面と前記フランジ部との間に前記環状の空間を形成する磁気シールドカバーを嵌合してもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図１は、本発明を適用する、磁気エンコーダを搭載したトータルステーションを、磁気エンコーダの要部が見えるように一部を切断して示す背面図、図２は同トータルステーションを、磁気エンコーダの要部が見えるように一部を切断して示す側面図である。
【０００８】
このトータルステーション１１は、周知の、三脚等に装着するための底板１３、この底板１３に３本の整準ねじ１５で支持された整準台（台部）１７、この整準台１７に受け台１８を介して固定された鉛直軸受け２７、この鉛直軸受け２７に対して回転自在に軸支され、一対の支柱部２１ａを有するＵ字形状の架台（本体）２１、この架台２１の２本の支柱部２１ａ間に水平軸２３を介して回動自在に軸支された視準望遠鏡２５等を備えている。なお、水平軸２３は、視準望遠鏡２５の左右に固定され、架台２１の２本の支柱部２１ａに対して回動自在に支持されているが、図１には左側の水平軸２３のみを示した。
【０００９】
鉛直軸１９は、整準台１７に固定された鉛直軸受け２７に回動自在に支持されている。そして架台２１は、その支柱部２１ａを連結する基部２１ｂが鉛直軸１９の上端部に固定され、鉛直軸１９に一体として回動自在に支持されている。水平軸２３は、架台２１の一対の支柱部２１ａに固定された水平軸受け２９に回動自在に軸支されている。このように視準望遠鏡２５は、水平軸２３を介して上下方向（垂直方向）回動自在に架台２１に軸支され、さらに架台２１および鉛直軸１９を介して方位方向（水平方向）回転自在に整準台１７に軸支されている。
【００１０】
さらに、鉛直軸１９には、整準台１７に対する鉛直軸１９（架台２１、視準望遠鏡２５）の回転角（水平角、方位角）を測定する水平分度として磁気エンコーダ４１が装着され、水平軸２３には、架台２１に対する水平軸２３（視準望遠鏡２５）の回転角（高度角）を測定する高度分度として磁気エンコーダ５１が装着されている。これらの磁気エンコーダ４１、５１はそれぞれ、鉛直軸受け２７、水平軸２３に固定された磁気ドラム４３、５３と、磁気ドラム４３、５３の外周面に形成された多極着磁層に対して所定間隔で近接対向配置された磁気センサユニット４４、４５、および５４、５５を備えている。
【００１１】
また、詳細は図示しないが、各磁気センサユニット４４、４５、５４、５５の出力信号を検出して磁気エンコーダ４１、５１の回転角、つまり水平角、高度角を求める信号処理手段、演算手段を含む電子回路６１（図４参照）が架台２１の基部２１ｂに搭載されている。そして、トータルステーション１１を操作、制御するためのキーボードおよびキーボードによって入力された基礎データや測距結果などを表示するディスプレイを備えた操作パネル３１、３２が、架台２１の前後両表面に設けられている（図２参照）。
【００１２】
なお、図１、２において、符号３３はトータルステーション１１の持ち運びに利用するためのハンドグリップ、符号３４は磁気エンコーダ４１および不図示の電子回路、バッテリ等を保護するために架台２１に装着された防塵カバー、符号３５、３６はそれぞれ、視準望遠鏡２５の接眼レンズ、対物レンズである。
【００１３】
さらに図３および図４を参照して、磁気エンコーダの構成についてより詳細に説明する。磁気エンコーダ４１，５１の基本構成は同一なので、一方の磁気エンコーダ５１の構成について説明する。さらにこの磁気エンコーダ５１は複数の磁気センサユニット５４、５５を備えているが、それぞれの磁気センサユニット５４、５５の構成は同一なので、一方の磁気センサユニット５４の構成について説明する。図３は磁気エンコーダ５１の磁気センサユニット５４の各磁気抵抗素子と多極着磁層５３ａとの関係を説明するための拡大図、図４は磁気センサユニット５４が備えた磁気抵抗素子の結線を示す配線図である。磁気センサユニット５４は、アングル５６に固定され、アングル５６を介して架台２１に固定されている。
【００１４】
磁気ドラム５３の外周面には、分割数Ｎ（Ｎは正の整数）にて等ピッチで着磁された多極着磁層５３ａが形成されている。多極着磁層５３ａの磁極ピッチ（極の境界の間隔）をλとする。この多極着磁層５３ａに対して所定長の隙間で対向させて磁気センサユニット５４が配置されている。磁気センサユニット５４は、平面基板５４ａと、多極着磁層５３ａと対向する平面基板５４ａの対向面に、λ／４ピッチ相当で設けられた８個の磁気抵抗素子４ａ₁、４ｂ₁、４ａ₂、４ｂ₂、４ａ₃、４ｂ₃、４ａ₄、４ｂ₄を備えている。そして磁気センサユニット５４は、磁気抵抗素子４ａ₁〜４ａ₄、４ｂ₁〜４ｂ₄のほぼ中央に立てた垂線が磁気ドラム５３の回転中心を通るように配置されている。つまり、磁気抵抗素子４ａ₁〜４ａ₄、４ｂ₁〜４ｂ₄は、磁気ドラム５３の接線方向と平行に配置されている。なお、本明細書においてλピッチは、中心角に関する単位であり、Ｎ〜Ｓの１着磁ピッチを表す。
【００１５】
この磁気エンコーダ５１は、磁気ドラム５３が回転すると、多極着磁層５３ａが発生する磁界（磁力線）３の変化に依存する磁気抵抗素子４ａ₁〜４ａ₄、４ｂ₁〜４ｂ₄の抵抗値の変化を検出して、抵抗値の変化から磁気ドラム５３の回転角をλ／４ピッチで検出するインクリメンタル方式の磁気エンコーダである。なお、λ／４ピッチよりも小さい角度は、いわゆる内挿演算によって求められる。
【００１６】
８個の磁気抵抗素子４ａ₁、４ｂ₁、４ａ₂、４ｂ₂、４ａ₃、４ｂ₃、４ａ₄、４ｂ₄は、図３に示すように、４個の磁気抵抗素子４ａ₁〜４ａ₄からなるＡ相と、４個の磁気抵抗素子４ｂ₁〜４ｂ₄からなるＢ相とに分けられる。Ａ相の各磁気抵抗素子４ａ₁、４ａ₂、４ａ₃、４ａ₄とＢ相の各磁気抵抗素子４ｂ₁、４ｂ₂、４ｂ₃、４ｂ₄はそれぞれ交互に配置され、かつ同一相の磁気抵抗素子４ａ₁〜４ａ₄、４ｂ₁〜４ｂ₄の間隔はλ／２の等ピッチ、隣合う他の相の磁気抵抗素子との間隔はλ／４の等ピッチである。
【００１７】
これらＡ相、Ｂ相の磁気抵抗素子４ａ₁〜４ａ₄、４ｂ₁〜４ｂ₄はそれぞれ、図４に示すようにブリッジ結線されている。つまり、直列した磁気抵抗素子４ａ₁、４ａ₂と磁気抵抗素子４ａ₃、４ａ₄、磁気抵抗素子４ｂ₁、４ｂ₂と磁気抵抗素子４ｂ₃、４ｂ₄が並列接続され、各直列抵抗間からＡ相の端子ｅ₀、ｅ₁、およびＢ相の端子ｅ₀′、ｅ₁′が引き出されている。そして、電子回路６１は、ブリッジ結線された磁気抵抗素子間に定電圧Ｖを印加し、Ａ相の端子ｅ₀、ｅ₁、およびＢ相の端子ｅ₀′、ｅ₁′に現れる電圧の変化（位相）に基づいて磁界の変化を検出し、磁気ドラム５３の回転角ωを測定する。
【００１８】
この実施の形態によれば、Ａ相の磁気抵抗素子４ａ₁〜４ａ₄の抵抗値ａ₁、ａ₂、ａ₃、ａ₄は、磁気ドラム５３の回転により作用する磁界３の変化によって、下記式のように変化する。
ａ₁＝Ｒ₀＋Ｒsin（Ｎω)
ａ₂＝Ｒ₀＋Ｒsin（Ｎω＋π）＝Ｒ₀−Ｒsin（Ｎω）
ａ₃＝Ｒ₀＋Ｒsin（Ｎω＋２π）＝Ｒ₀＋Ｒsin（Ｎω）
ａ₄＝Ｒ₀＋Ｒsin（Ｎω＋３π）＝Ｒ₀−Ｒsin（Ｎω）
ただし、ωは磁気ドラム５３の回転角、Ｒ0は無磁界のときの抵抗値、Ｒは係数（抵抗比）、Ｎは多極着磁層５３ａの分割数、である。
【００１９】
したがって、端子ｅ₀と端子ｅ₁の出力を差動増幅すると、Ａ相の出力Ａoutは、
Ａout＝α×Ｒ×Ｖ／Ｒ₀×sin（Ｎω）
となる（ただし、αは増幅率）。
【００２０】
Ｂ相の磁気抵抗素子４ｂ₁〜４ｂ₄は、Ａ相の磁気抵抗素子４ａ₁〜４ａ₄に対してλ／４ピッチずらして配置してあるので、端子ｅ0′と端子ｅ1′の出力を差動増幅すると、Ｂ相の出力Ｂoutは、
Ｂout＝α×Ｒ×Ｖ／Ｒ₀×cos（Ｎω）
となる。
【００２１】
このＡ相の出力ＡoutおよびＢ相の出力Ｂoutのゼロクロス点を検出すれば、磁気ドラム５３の回転角を、３６０／４Ｎ（゜）単位で検出できる。つまり、分割数Ｎの４倍まで検出ピッチが小さくなり、分解能が高くなる。本発明の実施の形態では、Ａ、Ｂ相の出力Ａout、Ｂoutに基づいた下記の内挿計算によって、検出可能な検出ピッチを１／４Ｎよりもさらに小さくし、検出ピッチ数を増やして、分解能を高めている。
tan^-1（Ａout／Ｂout）
【００２２】
また、偏心誤差を補正する場合は、前記の各磁気センサのほぼ１８０゜対向位置に、前記位相位置と同一の条件を満足する磁気センサユニットを配置すればよい。図示トータルステーションでは、１８０゜ずれた対向位置に配置された２個の各磁気センサユニット５４、５５、磁気センサユニット４４、４５の検出値を使用して偏心誤差を補正している。
【００２３】
以上は、本発明の実施の形態を適用するトータルステーションの基本構成であり、磁気対策を施していない。次に、本発明の特徴である磁気対策を施した実施の形態について、さらに図５および図６を参照して説明する。なお、同一の機能を有する部材には同一の符号を付して説明を省略する。この実施の形態は、磁気エンコーダを、磁性材で形成した軸受け内輪および軸受け外輪とで閉鎖された磁気シールド空間内に封入したことに特徴を有する。
【００２４】
この第１の実施の形態は、架台１９１と受け台２７１との間に、透磁率の高い磁性材によって形成した、軸受け内輪（軸）１２７および軸受け外輪（軸受け）１１９を介在させたことに特徴の一つがある。軸受け外輪１１９は軸受け内輪１２７に固定され、軸受け内輪１２７は受け台２７１に固定されている。磁気ドラム１４３は、軸受け内輪１２７の中径部１２７ｂに嵌合され、軸受け内輪１２７および受け台２７１と一体化されている。磁気ドラム１４３は、磁気ドラム４１の多極着磁層４３ａ同様の多極着磁層１４３ａを備えている。
一方軸受け外輪１１９は、軸受け内輪１２７の外周面との間に断面コ字形状の環状空間を形成するように、外周壁の上縁部および下縁部から軸心方向に延びるフランジ部１１９ａ、１１９ｂを備えている。そしてこの軸受け外輪１１９は、上部のフランジ部１１９ａが軸受け内輪１２７の外周面に形成された細径部１２７ａに嵌合され、下方のフランジ部１１９ｂが軸受け内輪１２７の太径部１２７ｃに嵌合されている。そして、上部のフランジ部１１９ａの下面が細径部１２７ａと中径部１２７ｂとの段部に摺接し、フランジ部１１９ａ、１１９ｂの内周端面がそれぞれ細径部１２７ａ、太径部１２７ｃの外周面に摺接して、軸受け外輪１１９を軸受け内輪１２７に対して相対回転自在に支持している。これらの軸受け内輪１２７および軸受け外輪１１９の材質は、透磁率の高い磁性材の中から選択される。
【００２５】
軸受け内輪１２７と軸受け外輪１１９との間には、軸受け内輪１２７および軸受け外輪１１９によって閉塞された環状の空間１０１が形成されている。本発明の第１の実施の形態では、この環状の空間１０１内に磁気ドラム１４３および磁気センサユニット１４４、１４５を収容してある。磁気センサユニット１４４、１４５は、軸受け外輪１１９の軸心を挟んで１８０度対向し、かつ磁気ドラム１４３の多極着磁層１４３ａに対して所定間隔、所定方向を保つように環状の空間１０１内に配置し、軸受け外輪１１９に固定してある。
【００２６】
図６には、図５における一方の磁気センサユニット１４５およびその周辺を拡大して断面図で示してある。磁気センサユニット１４５は、透磁率の高い磁性材から形成された基板１４５ａに装着されている。一方軸受け外輪１１９には、基板１４５ａに装着された磁気センサユニット１４５を、空間１０１内において所定の検出位置に保持するための取り付け窓１１９ｃが形成されている。磁気センサユニット１４５は、この取り付け窓１１９ｃから空間１０１内に挿入され、基板１４５ａが取り付け窓１１９ｃを囲む周縁部１１９ｄに当接した状態で、ねじなどによって軸受け外輪１１９に固定され、これによって多極着磁層１４３ａに対して所定間隔、所定の方向で保持されている。
また、磁気センサユニット１４５の出力端子に接続されたリード１４５ｂは、基板１４５ａに穿たれた孔から空間１０１外に引き出され、電子回路６１に接続されている。
【００２７】
この第１の実施の形態の軸受け内輪１２７、軸受け外輪１１９および基板１４５ａは、透磁率の高い磁性材料で形成されている。したがって、このトータルステーションが強い外部磁界１０３が存在する場所に置かれたとしても、この外部磁界１０３は軸受け内輪１２７、軸受け外輪１１９および基板１４５ａ内を通過して空間１０１内にはほとんど漏れない。すなわち、磁気センサユニット１４５は外部磁界１０３の影響は殆ど受けず、着磁層１４３ａの磁界のみを検出するので、正確な測定値を得ることができる。
【００２８】
また、図示第１の実施の形態では、軸受け外輪１１９、軸受け内輪１２７は架台１９１、受け台２７１とは別体として形成したが、それぞれ一体に形成することもできる。
なお、他方の磁気センサユニット１４４も磁気センサユニット１４５と同様に磁性材で形成された基板上に固定され、この基板を介して、軸受け外輪１１９に取り付け窓１１９ｃと同様に形成された取り付け窓に装着されている。
【００２９】
以上は、トータルステーションの軸、軸受けを磁性材からなる軸受け内輪および軸受け外輪で構成し、軸受け内輪および外輪で閉塞された環状空間内に磁気エンコーダを配置した第１の実施の形態である。次に、磁気エンコーダをシールドカバーによって磁気遮閉した本発明の第２の実施の形態について、図７を参照して説明する。図７は、図２、図６同様に、本発明を適用したトータルステーションの水平磁気エンコーダおよびその周辺の構造が見えるように一部切断した背面図である。この第２の実施の形態は、水平分度としての磁気エンコーダ２４１を、軸受け内輪２１９に一体に形成または固定した、透磁率の高い磁性材からなるフランジ部２１９ａと、透磁率の高い磁性材で形成したシールドカバー２２１とによって環状の空間内に遮閉したことに特徴を有する。
【００３０】
軸受け内輪２１９は、フランジ部２１９ａを有しない端部から、筒状の軸受け外輪２２７に挿入され、フランジ部２１９ａが軸受け外輪２２７の上端面に当接した状態で、軸線Ｏを軸心として相対回動自在に支持されている。フランジ部２１９ａは、軸受け外輪２２７の外径よりも大きく形成されていて、フランジ部２１９ａは、軸受け内輪２１９の抜け止めとしての作用も果たしている。
軸受け外輪２２７は、下端部が受け台１８の軸穴に嵌合され、下部のフランジ部２２７ａが受け台１８の上端面に当接した状態で受け台１８に固定されている。軸受け内輪２１９の上端部、つまりフランジ部２１９ａの上面に、架台２１が固定されている。したがって架台２１は、軸受け内輪２１９、軸受け外輪２２７を介して整準台１７に軸支され、軸心Ｏを中心として回動する。つまり、軸受け内輪２１９と軸受け外輪２２７とは相対回転する。
【００３１】
この軸受け外輪２２７に対する軸受け内輪２１９の相対回転角を検出する磁気エンコーダ２４１は、軸受け外輪２２７に嵌合固定された磁気ドラム２４３と、軸心Ｏを挟んでほぼ１８０度対向する位置に、磁気ドラム２４３の多極着磁層２４３ａに対して所定間隔で配置された磁気センサユニット２４４、２４５を備えている。この磁気センサユニット２４４、２４５は、軸受け内輪２１９のフランジ部２１９ａに固定されている。さらに軸受け外輪２２７には、半径部分の断面形状が略Ｌ字型の磁気シールドカバー２２１が相対回転自在に嵌合され、外輪２２７を周回する略Ｌ字型の底部２２１ａおよび周回部２２１ｂと、フランジ部２１９ａとによって環状空間を形成している。磁気シールドカバー２２１は透磁率の高い磁性材で形成され、この磁気シールドカバー２２１、フランジ部２１９ａとで閉鎖された環状空間内に磁気エンコーダ２４１が収容されている。
この第２の実施の形態では、磁気シールドカバー２２１は、フランジ部２１９ａ、すなわち、軸受け内輪２１９と一体に回転するが、磁気シールドカバー２２１は軸受け外輪２２７に固定し、フランジ部２１９ａに対して相対回動自在としてもよい。
【００３２】
このように本発明の第２の実施の形態の磁気エンコーダ２４１の少なくとも磁気センサユニット２４４、２４５は、磁性材からなるフランジ部２１９ａおよび磁気シールドカバー２２１によって閉鎖された空間２０１に閉じこめられている。すなわち、このトータルステーションが設定される環境に外部磁界１０３が存在しても、その磁気は磁性材からなるフランジ部２１９ａ、磁気シールドカバー２２１内を通過するので、空間内２０１に漏れることがほとんどない。したがって、磁気センサユニット２４４、２４５は外部磁界１０３の影響を受けることが無く、着磁層２４３ａの磁気のみを検知するので、正確な角度測定ができる。
【００３３】
なお、図示第２の実施の形態では垂直分度としての磁気エンコーダ２４１の磁気シールド構造について説明したが、水平軸周りの磁気エンコーダの磁気シールド構造にも同様の構造を適用できる。
【００３４】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図８および図９を参照して説明する。この第３の実施の形態は、図１、２に示したトータルステーションにおいて、磁気エンコーダ５１の磁気センサ５４、５５、磁気エンコーダ４１の磁気センサ４４、４５の外周を覆うように磁気シールド板３０１、３０３を、架台２１の内面に貼ったことに特徴を有する。この構成によれば、磁気エンコーダ５１、４１の軸とほぼ直交する方向の外部磁界が磁気シールド板３０１、３０３によって遮断されるので、磁気センサユニット５４、５５および４４、４５は外部磁界の影響が小さくなり、測定値に誤差を生じない。
【００３５】
この第３の実施の形態では、磁気センサユニット５４、５５、または４４、４５のセンサ感度方向の外部磁界を遮閉すれば磁気シールド効果が得られる。したがって、磁気ドラム２３の表面と対向する防塵カバー３４の内面まで磁気シールド板を貼らなくてもよいが、防塵カバー３４の内面に磁気シールド板を貼れば磁気シールド効果はより確実になる。
【００３６】
なお、この第３の実施の形態では磁気シールド板を架台２１の内面に接着剤で貼ることができるが、架台２１自体または架台２１の該当する一部分を透磁率の高い磁性材で形成してもよい。ようするに、磁気エンコーダ５１のセンサを覆う部材に磁気シールド板を貼るか、磁性材を塗布すればよい。
【００３７】
以上、本発明についてトータルステーションに適用した実施の形態について説明したが、本発明は測角用の磁気エンコーダを搭載した測量機全般に適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り本発明は、測量機に搭載され、相対回転する軸受けまたは軸の相対回転角を測定する磁気エンコーダを、軸または軸受けの周囲に形成された磁性材で囲まれた環状空間内に収容したので、収容外部磁界があっても、その磁気は環状の空間を形成する磁性材内を通過するので、磁気エンコーダは外部磁界の影響を受けることがなく、正確な測角が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する磁気エンコーダを搭載したトータルステーションを、磁気エンコーダの要部が見えるように一部を切断して示す背面図である。
【図２】同トータルステーションを、磁気エンコーダの要部が見えるように一部を切断して示す側面図である。
【図３】同磁気エンコーダの磁気ドラムと磁気センサとの関係を説明する拡大図である。
【図４】同磁気エンコーダの磁気抵抗素子の結線の一例を示す回路図である。
【図５】図１、２に示すトータルステーションに本発明の磁気シールド構造を適用した第１の実施の形態の磁気シールド構造の要部および磁気エンコーダの要部が見えるように一部を切断して示す側面図である。
【図６】図５に示した磁気シールド構造の要部を拡大して示す断面図である。
【図７】図１、２に示すトータルステーションに本発明を適用した第２の実施の形態の要部を、磁気エンコーダおよび磁気シールド構造の要部が見えるように一部を切断して示す側面図である。
【図８】図１、２に示すトータルステーションに本発明を適用した第３の実施の形態の磁気エンコーダおよび磁気シールド構造の要部が見えるように図２同様に一部を切断して示す側面図である。
【図９】図８に示した第３の実施の形態の磁気エンコーダおよび磁気シールド構造の要部が見えるように図１同様に一部を切断して示す背面図である。
【符号の説明】
１１トータルステーション（測量機）
１３底板
１５整準ねじ
１７整準台
１８受け台
１９鉛直軸
２１架台
２３水平軸
２５視準望遠鏡
２７鉛直軸受け
２９水平軸受け
３１３２ディスプレイを備えた操作パネル
４１５１磁気エンコーダ
４３５３磁気ドラム（回転部、分度板）
５３ａ多極着磁層
４４５４第１の磁気センサユニット（検出手段）
４５５５第２の磁気センサユニット（検出手段）
４ａ₁ ４ａ₂ ４ａ₃ ４ａ₄ Ａ相の磁気抵抗素子
４ｂ₁ ４ｂ₂ ４ｂ₃ ４ｂ₄ Ｂ相の磁気抵抗素子
６１制御回路（磁界制御手段）
１０１空間
１１９軸受け外輪
１１９ｃ取り付け窓
１２７軸受け内輪
１４４１４５磁気センサユニット
１４５ａ基板
１９１架台
２１９軸受け内輪
２１９ａフランジ部
２２７軸受け外輪
２４１磁気エンコーダ
２４３磁気ドラム
２４４２４５磁気センサユニット

Claims

軸および該軸を回動自在に軸支する軸受けとの相対回転角を測定する磁気エンコーダを内蔵した測量機であって、
前記軸および軸受けは、互いに相対回動自在に嵌合された軸受け内輪および軸受け外輪からなり、該軸受け外輪は、透磁率の高い磁性材で形成された、前記軸受け内輪の外周面を周回して環状空間を形成する断面略コ字状の環状部を有し、
前記磁性材で囲まれた環状空間内に前記磁気エンコーダを収容したこと、を特徴とする磁気エンコーダを内蔵した測量機。
請求項１記載の磁気エンコーダを内蔵した測量機において、前記軸受け外輪から突出した軸受け内輪の一方の端部には、前記軸受け外輪よりも大径のフランジ部が一体にまたは別体として形成され、前記軸受け外輪には、該軸受け外輪の外周面と前記フランジ部との間に前記環状の空間を形成する磁気シールドカバーが嵌合されている磁気エンコーダを内蔵した測量機。
請求項２記載の磁気エンコーダを内蔵した測量機において、前記磁気シールドカバーは前記フランジ部および軸受け内輪と一体に回転するように装着されている磁気エンコーダを内蔵した測量機。
請求項２記載の磁気エンコーダを内蔵した測量機において、前記磁気シールドカバーは前記軸受け外輪に固定されている磁気エンコーダを内蔵した測量機。
請求項１記載の磁気エンコーダを内蔵した測量機において、前記磁気エンコーダは、外周面に周回方向に等ピッチで着された多極着磁層を有する環状の磁気ドラムおよび該磁気ドラムの多極着磁層と対向し、該磁気ドラムの回転によって変化する磁気を検出する磁気センサとを備え、前記磁気ドラムが前記軸受け内輪に一体として回転するように嵌合され、前記磁気センサは、前記軸受け外輪の環状部の内面に固定されている磁気エンコーダを内蔵した測量機。
請求項５記載の磁気エンコーダを内蔵した測量機において、前記軸受け外輪の環状部には、前記磁気センサを外部から前記空間内に挿入する窓を備え、前記磁気センサは透磁率の高い磁性材で形成された基板に固定され、前記窓から前記環状空間内に挿入された状態で、前記基板を介して前記環状部に固定されている磁気エンコーダを内蔵した測量機。
請求項２乃至４のいずれか一項記載の磁気エンコーダを内蔵した測量機において、前記磁気エンコーダは、外周面に周回方向に等ピッチで着された多極着磁層を有する環状の磁気ドラムおよび該磁気ドラムの多極着磁層と対向し、該磁気ドラムの回転によって変化する磁気を検出する磁気センサとを備え、前記磁気ドラムは前記軸受け内輪に一体として回転するように嵌合されている磁気エンコーダを内蔵した測量機。