JPS61173110A - 地質構造用万能測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地質学的構造体の万能計測器に関し、その中特
に支持構造を有する鉱山開口部に対し設計され、その構
成は自由な地上におけるはかシでなく、地球磁場の影響
をうける環境下において形成される平坦状及び線状の地
質学的構造体部分の空間的配置位置を正確かつ迅速に測
定することを可能にするものである。

従来の技術 現在まで平坦状及び線状構造体部分の空間的配置状態は
通常種々形式の地質用羅針儀を用いて測定されている。

現在採用されている地質用羅針儀の欠点は邪魔する地磁
気の影響を受ける環境下において即ち鉱山開口部を開穿
したシ、交通用トンネルその他を構築したシする実際上
の凡ゆる地下鉱山において水平方向の所謂方位角の測定
が信頼できないものであシ或は全く誤り九測定さえもさ
れることがある。更にその欠点として、方位角測定時に
羅針儀による水平方向設定の必要性があげられ、又傾斜
計を使用して傾斜度を測定するとき該羅針儀を改めて使
用する必要性がある。その上面倒で信頼性に欠け、或は
鉱山構造体の屋根（垂下壁）や狭隘な継ぎ目において使
用者眼線の上方を羅針儀により測定することは不可能で
あることすらあシ、これと同時に急峻な傾斜の線状部分
に対しその空間的配置状態の直接的測定の困難さと甚だ
しい不正確な測定値をもつ欠点を内包していた。

地質用羅針儀は特にポケット形寸法の小形となっている
ため自由な地上の地質的構造体の測定に対しては満足で
きることは分りているけれども、地磁気界の影響を受け
る環境下では全く不充分であることが判明した。

羅針儀測定による誤差は鉱山現場における地磁気線の変
歪作用によりて生じ、これは鉱床又は岩石を形成する鉱
物類の形態をもつ強磁性物質の存在によるものあシ、こ
れらは磁性の感受特性や残留磁気及び支柱、採掘や輸送
系、配管系その他の鋼鉄製装備の存在によって特徴ずけ
られており、そしてこれらの装備は鋼鉄の冷却段階から
保有された個々の構造部分は相異なる残留磁気をもつも
のであシ、そして最終的には直流導電体や動力消費設備
の近傍において形成された強烈な電界場の作用をうけて
影響をうけるととＫなる。前述のことから次のように結
論される、即ち鉱山開口内部における磁界の特性は著し
く多数の種々な部分的作用が相互干渉を起して現われる
ことであシ、その最終的結果はその妨害作用を増加した
シ減小したシするかのいずれかとなる。この事実は何故
に局部的影響を与えた地磁界の力線方向に疑わしい変化
が記録されるかを示すものであシ、これは地質用羅針儀
の磁針が示す方位に関連して変化を起すことになる。

原理的に、磁界と無関係に測定をする最も簡単な装置は
構造要素部材と開口の軸線間の方向角度を測定可能にす
ることであシ、これは両側部に延びる回転腕を有する半
割分度器により形成される。

この計器による測定は上記回転腕の位置（これは測定し
た平面に対し利用される）を半割分度器上で読み取ると
とに基づくもので、このとき分度器直径は開口部軸線の
方向に合わされる。この測定は殊更に緩かな傾斜構造物
平面に限定されている。

急峻な傾斜外形の傾斜方向は正確には測定できないが、
大体の測定は可能である。この地質用羅針儀による傾斜
計はまた構造物要素の傾斜測定にも使用される。

上記と同様な原理に基づく、もっと複雑な測定具には所
謂コアーク（Ｋｏａｒｋ）氏の光学方位計（ｄｉｏｐｔ
＠ｒ−ｇｏｎｉｏｍ＠ｔｅｒ）があシ、この測定具はス
エーデン国の磁鉄鉱鉱床の構造測定に採用されたもので
ある〔エッチ、ジェー、コアーク（ＫＯＡＲＫ）氏の「
磁鉄鉱鉱床地区における構造体測定用光学方位計」に関
する論説参照（Ｎｅｕｅｓ　Ｊａｈｒｂ、Ｍｉｎ。

Ｇｅｏｌ、、Ｍｏｎａｔｓｈｅｆｔｅ、ＰＰ、１６９−
１７４，５ｔｕｔ、ｔｌｇａｒｔ−１９５１）：ｌ。

この測定具の基本的部分は他の八によって操作された経
緯儀にだけ使用されているものであシ、これは半割分度
器で、その直径が水平状態で測定平面に適用されかつこ
の回転腕は水準器と２個の腕に直角に取付けた小さな裏
張シ棒を具えている。

測定された構造体平面の傾斜方向は経緯儀の照準線の測
地学的に設定した方位（このとき経緯儀は良好な視野を
もつ場所に据付けられかつ光学的方位計の裏張シ棒を相
互に合致させて照準しこれら結合線は経緯儀の照準線と
合致する）及び分度器目盛上に読み取られる腕の位置と
から全く複雑に計算される。上記光学方位針の広範に亘
る利用は使用者の専問化された技術とその作業時間が少
なからず必要とされたために妨げられていた。

問題点を解決するための手段 前述した欠点は本発明に係る地質構造体に対する万能測
定器の利用により軽減しうるものである。

この測定器は取付部を具備し、該取付部は腕部材とジブ
から成シ、腕部材の一方端にはこれと直角方向にジブが
結合され、腕部材の他方端には自在形軸受ジャーナル（
ピン軸）に形成され、この軸受ジャーナルは軸受筒体内
を貫通する。この軸受筒体にはそこから半径方向に延び
る２個の対抗する軸が取シ付けられ、この軸の端部にそ
の直角方向に傾斜指示器が取付られる。更に測定器は懸
吊部を具備し、分度器目盛をもつ２個の垂直円板を具え
、この円板は前述の軸に回動自在でかっ懸吊体に強固に
結合されたものである。この懸吊部の懸吊体下部にはそ
の中心に整合した透明水平の分度器目盛が内蔵されてお
シ、その懸吊体下面には軸受の上方半部筒体が形成され
、この軸受には中空ピン軸が挿通されかつ割出し指標を
もつ透明な水平円板が担持されている。前記中空ピン軸
はその軸受の上方および下方半部筒体に軸方向および半
径方向に滑動可能に案内されている。

更に測定器の第３の構成要素をなす方位部は前記の下方
半部円筒を有し、この下部部分には、芯軸下部側と方向
バーが方向指示器に出来るだけ平行な方向に取付けられ
ており、芯軸社中空ビン軸内に挿通され、方向指示パー
は軸方向軸受の平面内において芯軸に結合されている。

回転する磁石軸は芯軸の頂部に接線方向に回動自在に枢
着されている。

本発明に係る測定器は公知の測定器のもつ欠点を解消す
るものであるが、それは次のようなものである。

方向測定時に羅針儀又は光学的方位計の水平的調整を必
要としないし、かつ傾斜測定時に繰返し使用する必要は
ない（傾斜計をもつ羅針儀に対して）。

鉱山現場や扶養な継ぎ目その他の屋根（垂下壁）におい
て、使用者の銀線上方に前述した両測定器具を使用す測
定作業は困難であシかつ信頼性がなく測定困難であるが
、このようなことは回避される。

傾斜した特に甚だしく急峻な傾斜線状要素の空間的傾斜
状態の直接的測定が困難でありかつ甚だしく不正確なも
のであったがこれを正確に遂行しうる。

この測定器はまたその水平分度器目盛に関してその透明
中空な水平円板の設定に対し第抑止部材が懸吊部に配置
されていること。更に方向指示器に関して透明中空の水
平円板の設定に対し第２の抑止部材が芯軸に平行な担持
用半部円筒の底部に配置されていること。更に磁石針位
置設定のために第３の抑止部材が設けられていることで
おる。

更に前記ジブには案内部材が設置され、この案内部材内
に取付棒が腕に平行に配置されて第４抑止部材によって
取付は可能にされ、更にｔ九第５抑止部材が取付（１０
）と閉鎖部分の接触部上に配置され相互間の配置位置を
設定し、かくして垂直分度器目盛上の傾斜指示器の位置
もまた設定可能に構成される。

本発明に係る測定器は更に一方において垂直方向分度器
系に歯車連動による２個指針指示器を使用し、他方にお
いて反射式方向ファインダは水準化作用のジオプタ又紘
コリメータを具備する神子式方向バーからなシ、かつ最
終的には両側部に指向された僧正光線源を以りて調整ね
じにより考えた関係線方向例えば鉱山の軌道に向けて調
節可能に回動せしめることができる。更に方向バー上に
懸吊された平面鏡を利用し、方向バーに平行な軸線のま
わシに傾斜させ、或は相互に直交する一対の鏡を利用し
、或は最終的には方位設置系の下方に任意調整可能に懸
吊されて修正された光線によりて照明され、その軸線は
両側反射平面の含む角度の軸方向平面内に配置されてそ
の平面内においても回転可能に設けられる。

本発明の改良構成による利点は方位部品類がよシ正確に
調整組立が可能になる点でらシ、更にまた例えば適切に
設置した鉱山用ランプ又はレーザビームによ）照射され
た修正光線ビーム又は光線面の採用もまたこの改良構成
に寄与する。また既知の方向に配置されたバー材の如き
部材が利用される。他の長所は角度値の読みの精度が向
上されかつ実質的に寸法を小形化しうるむとであシ、即
ち垂直分度器系が小形化されて結果的に水平分度器系に
近づく。その懸吊部分の長さは懸吊部を垂直面内に含ま
せるに必要にして充分なモーメントの形成に関してのみ
選択されることになる。

測量索を垂下させるため、取付棒上に懸吊フックやクリ
ップの使用は地質調査作業例えば鉱山開口における傾斜
予測と作業穴の区分け、整列作業にも本発明に係る測定
器を利用しうる。

実施例 添付図面第１図は本発明に係る測定器の基本的な配列構
成を示し、第２図は平坦な反射表面を有する歯車連動式
測定器を示し、第３図と第４図は方位部の他の実施例の
細部を示し、上記第４図は縦断面図を示す。第５図は方
位部の別形式の可能な実施形態を示している。

第１図に示す地質構造体の万能測定器は取付（１０）と
懸吊（１０）と、方位（１０）とから構成される。上記
取付部の腕部材１にはこれに直角方向に連結されたジブ
２が形成される。腕部材１の他方端は中空ビン軸３に形
成され、該ビン軸３は軸受筒体４に挿通される。２個の
対抗する軸５，５が軸受筒体４の中心から半径方向に向
けて結合され、それらの軸端に直角方向に傾斜指示器６
が取付けられる。垂直方向の角度を読みとる。１対の相
互に向き合わされた傾斜指示器は例えばこれを符号ＮＬ
とするとこれは測定した平面の垂直線の傾斜又は外形の
傾斜を読みとるために使用され、第２の対の目盛を例え
ば符号Ｓにより表わすと、これ社測定された平面の傾斜
線の傾斜角を読みとるために使用される。

４個の四分円体に分割された垂直円板７は該測器の懸吊
部の上方に配置される。常に２個の対立する四分円体は
同時に対になって明示され例えば白色と赤色として現わ
れ、また異なる符号例えばｒＯＪと「＋」によってもよ
い。垂直円板７は軸５の周りを回転することができかつ
懸吊体８に強固に結合される。懸吊体８の下部には水平
角と方位角を測定するための装置が設けられており、こ
れにより水平方向の位置が瞬間的に定められる。

透明な水平方向の分度器目盛９は測器の取付（１０）と
共に傾斜するが、これは懸吊体８の下方部分内部に配置
される。懸吊体８の下方部分の中心は回転調節可能な透
明中空の水平円板１２の中空なピン軸１１に直交状に交
わる軸受部材の上方半部筒体中に設けられており、上記
円板１２には構造体要素の測定された方向の方位を読み
とるため２個の対向した目盛が設けられている。芯軸１
４が中空ピン軸１１の内部を通シ、その−側は下方半部
筒体１３に結合され、その他側には推力軸受１７が設け
られる。該測器の取付（１０）と懸吊部間の水平角を読
みとるための方向指示器１６は上記推力軸受の平面内に
おいて芯軸１４に取付けられる。磁石針１８は芯軸１４
の頂部に枢着され、方向バー１５は下方半部筒体１３に
取付けられる。上記方向バー１５は方向指示器１６と相
互に平行関係を保りて指示器１６にしりかシと結合され
る。この改良構造の目的は目盛の起シうる読み違いと傾
斜方向の誤読を防ぐためである。

地質学的構造体に対する万能測定器は更に４個の抑止部
材を装備せしめている。その第１の抑止部材２１は水平
分斐器目盛９に対して透明中空の水平円板１２の位置を
定めるものであシ、第２の抑止部材２２は水平方向指示
器１６に対し透明中空の水平円板１２の位置を定める。

上記第１と第２抑止部材２１．２２は腕部材１の方向に
対して方向バー１５の位置を定めるものである。第３の
抑止部材２３は透明水平の分度器目盛９に対して磁石針
１８の位置を定める。ジブ２には案内部材２４が設けら
れ、この案内部材２４内に取付棒２５が腕部材１と平行
に取付けられ、かつこの取付棒２５に第４の抑止部材２
６を設けることができる。

この地質構造体用万能測定器は次のように作動する。取
付（１０）と懸吊（１０）と方位部相互間の関係角度は
分度器目盛で読みとられ、地質構造体の平坦かつ直線状
要素の空間的方位に関するデータが明示される。上記取
付部（このときのジブ２は平坦要素に適用され、取付棒
は測定した直線状要素に適用される）並びに懸吊部に含
まれた傾斜角度は構造要素の傾斜度を表示する。また取
付（１０）と方位部に含まれた水平方向の角度は既知の
方向に設定（例えば鉱山現場の軸線方向）され、構造要
素と既知方向に含まれた角度を表示する。関連する方向
に関する方位角値の一つを前身りて設定した後、測定さ
れた傾斜方向の方位角は透明円板１２を回転することに
より直接に読みとることができる。

第２図と第３図と第４図は本発明に係る測定器を略図的
に示したもので、適用（１０）と懸吊（１０）と方位部
の三部を基礎的部分として形成されている。上記取付部
はクランク腕１から成シ、該クランク腕の一部は傾斜可
能な掛け金２９を有する神子式の取付棒２５と、直角状
に結合されたジブ２（これは取外し可能である）とを以
って形成され、このクランク腕１の他端はジャーナル軸
３に形成されている。２個の対向する軸５が軸受筒体４
の中心から半径方向に延び、七の軸端は小指針２８とな
る。立方体部材２７に向う反転装置は軸５上に設けられ
、その回転作用は加速度が付与されて回転する大指針３
０をその端部に有する中空軸３１上に伝達する。

上記懸吊部はケーシング３３によって形成され、その底
部内に結果的には該ケーシングに強固に固定した垂直円
板７内に推力軸受３２が設けられ、その内部において軸
５はケーシング３３に対して回転する。ケーシング３３
は透明水平の分度器目盛９とカバー３４とを収容する懸
吊体８に強固に固着され、ケーシング内には立方体部材
３４に向う反転装置が配置されている。方位部は芯軸１
４の先端に枢着された磁石針１Ｂを有し、該芯軸は中空
ピン軸１１を頁送する。水平角と方位角との複合指針を
取付けた指示器の小指針２８は上記中空ピン軸に取付け
られる。上下の半部筒体（１０゜１３）は肩部を有する
中空ピン軸の他端に取付けられ、その周９に小形分度器
目盛１５のスリーブ４２が回転し、方向バー１５の傾斜
が割出し指標３６に関して設定される。該方向バー１５
はジオプタ４３又はコリメータ３７（稀に両側部分に指
向された傾斜可能々修正光線を用いる）を装備し挿し千
秋に伸縮自在に形成されている。反射平面鏡３８は方向
バー１５に平行な軸線の周シに枢動回転可能に支持され
、方向バー１５上に摺動可能に取付けられ、又は最終的
には互に直交するか又は任意の等角度で対称的に調節可
能な反射平面鏡３９が方向バー１５の下方に垂下され、
各反射平面鏡３９は修正光線４０を発する小光源により
位置決めされ、その軸線は両反射平面鏡のなす角の軸方
向平面内に配置され、そして該平面において傾斜可能で
ある。

この測量は次のように改変することができる。

即ち抑止部材４１が懸吊体の底部に配置され、該測量の
懸吊部分に対して方位角部分の相互位置を即ち水平分度
器目盛９に対し水平角及び方位角の２個指針形指示器を
設定する。芯軸１４の底部には、該磁石針１８を設定す
るための第３の抑止部材２３が配置され、又はもう一つ
別の抑止部材が稀に上記垂直方向の分度器目盛に対し２
個の指針傾斜指示器の位置設定に対し、その取付（１０
）と懸吊（１０）との間に配置されることがある。

更に該測量には２個の指針傾斜指示計の修正用ねじ並び
に水平角と方位角用の２個指針指示計の修正用ねじを設
けている。これは水平分度器目盛９に関し、既知の関連
する方向の値に上記指示器を設定するために用いられる
。これは取付棒２５の方向を方向バー１５の方向に合致
させる場合に可能となる。

第５図は該測量の方位部を図示し、その方向バーＩ！＞
上に光源４４が懸吊され、この光源はスロット４６を有
するスリーブ４５の内部に設けられ、方向バー１５に平
行又は同一の軸線まわシに回転可能に設けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定器に関しその基本的構成をもつ第
１実施例の骨組的説明図であシ、第２図は本発明の第２
実施例の骨組的説明図で、特に平面反射鏡を具えた歯車
連鎖結合系を具備する測定器を示し、 第３図および第４図は本発明に係わる方位部の異なる実
施例についての詳細説明図であシ、第５図は前記方位部
について、もう一つの異なる実施例を示す。 １・・・腕部材、２・・・ジブ、３・・・ジャーナル軸
部、４・・・軸受筒体、５・・・対向軸、６・・・傾斜
指示計、７・・・垂直円板、８・・・懸吊体、９・・・
透明水平分度器目盛、１０・・・上方半部筒体、１１・
・・中空ピン軸、１２・・・透明中空水平円板、１３・
・・下方半部筒体、１４・・・芯軸、１５・・・方向バ
ー、１６・・・方向指示器、１７・・・推力軸受、１Ｂ
・・・磁石針、２１・・・第１抑止部材、２２・・・第
２抑止部材、２３・・・第３抑止部材、２４・・・案内
部材、２５・・・取付棒、２６・・・第４抑止部材、２
７・・・立方体部材、２９・・・掛け金、３３・・・ク
ーシング、３４・・・カバー。 手続補正書（方式） 昭和６１年２　月、ｙｏ日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、腕部材とジブを有する取付部と、懸吊部と、方位部
   とから成る測定器であって、前記取付部の腕部材（１）
   はその一端にジブ（２）が直角に結合され、その他端は
   自在軸受のジャーナル軸（３）に形成されて軸受円筒（
   ４）内に挿通し前記軸受円筒（４）の中心部から２個の
   対向軸（５）が放射状に形成されその軸（５）の端部に
   傾斜指示器（６）がそれに直角に結合して形成され、ま
   た前記懸吊部は分度器目盛をもつ２個の垂直円板（７）
   を有して前記対向軸（５）に回動自在に嵌合すると共に
   懸吊体（８）に強固に結合され、かつ該懸吊体（８）の
   下方部分は透明水平な分度器目盛（９）が装着されると
   共に前記下方部分の中心部に軸受を構成する上方半部筒
   体（１０）が形成され、かつ該軸受内に透明水平円板（
   １２）を担持する中空ピン軸（１１）が挿通され、該中
   空ピン軸（１１）は前記軸受の上方半部筒体（１０）と
   下方半部筒体（１３）内に軸方向および半径方向に滑動
   可能に案内され、また前記方位部は前記下方半部筒体（
   １３）を含み、この筒体（１３）に芯軸（１４）の下側
   部と前記指示器（１６）の方向に平行に配置した方向バ
   ー（１５）が取付けられると共に前記芯軸（１４）は中
   空ピン軸（１１）内に挿通され、かつ前記方向バー（１
   ５）は推力軸受（１７）の平面内において芯軸（１４）
   に結合されると共に磁石針（１８）は芯軸（１４）の頂
   部に回転自在に保持されている地質構造用万能測定器。 ２、水平分度器目盛（９）に関して透明水平円板（１２
   ）の設定に対し第１抑止部材（２１）は懸吊体（８）に
   配置されている特許請求の範囲第１項記載の地質構造用
   万能測定器。 ３、方向指示器（１６）に関して透明水平円板（１２）
   を設定するために第２抑止部材（２２）が前記下方半部
   筒体（１３）に配置されている特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の地質構造用万能測定器。 ４、磁石針（１８）の位置設定のための第３抑止部材（
   ２３）が芯軸（１４）と平行関係にある前記下方半部筒
   体（１３）の底部に配置されている特許請求の範囲第１
   項又は第２項又は第３項記載の地質構造用万能測定器。 ５、案内部材（２）４は腕部材（１）と平行関係を保っ
   て滑動可能に案内されるようにジブ（２）に形成されか
   つ取付棒（２５）上に第４抑止部材（２６）によって取
   着可能にされている特許請求の範囲第１項から第４項ま
   でのいずれかに記載された地質構造用測定器。 ６、前記垂直分度器系並びに水平分度器系には共に修正
   ねじにより充分な角度値設定を可能にした歯車連動によ
   る２個指針指示計が取付けられており、更に前記方位部
   には方向バー（１５）の傾斜度設定に対する分度器目盛
   （３５）と割出し指標（３６）を設けると共に前記方向
   バー（１５）に平行な軸線又は同一軸線の回りに回転可
   能な反射平面鏡を、設置している特許請求の範囲第１項
   から第５項までのいずれかに記載された地質構造用万能
   測定器。 ７、前記方位部にはジオプタ（４３）又はコリメータ（
   ３７）が設けられると共に修正光線を両側に向って指し
   向ける傾動可能な光源を設けている特許請求の範囲第１
   項から第６項までのいずれかに記載された地質構造用万
   能測定器。 ８、前記方位部には相互に直交又は任意角度の対称性を
   以って調整可能にされかつ小さい修正光源（４０）によ
   り照射可能にされた一対の懸吊反射平面鏡（３９）を具
   備し、その軸線は前記左右の両平面鏡（３９）の含む角
   の軸方向平面内に配置され、該平面内に傾斜可能に形成
   されている特許請求の範囲第１項から第７項までのいず
   れかに記載された地質構造用万能測定器。 ９、前記方向バー（１５）は挿子状に伸縮自在に形成さ
   れ又は傾斜回転可能に構成されている特許請求の範囲第
   １項から第８項までのいずれかに記載された地質構造用
   万能測定器。 １０、前記ジブ（２）は伸縮自在に形成されている特許
   請求の範囲第１項から第９項までのいずれかに記載され
   た地質構造用万能測定器。 １１、前記取付け棒（２５）は傾斜可能な掛け金（２９
   ）を具えかつ伸縮自在である特許請求の範囲第１項から
   第１０項までのいずれかに記載された地質構造用万能測
   定器。