(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転可能な回転部と固定部とを有する測量機であって、上記回転部又は固定部の一方を構成する軸部材に複数のスリップリングが設けられ、該複数のスリップリングに対してそれぞれ摺接する複数のブラシが上記回転部又は固定部の他方に設けられ、該スリップリング及びブラシを介して上記回転部側と固定部側との間で通電するようにしたものにおいて、
上記軸部材は軸方向に直交するフランジ面を備え、上記複数のスリップリングは、上記相対回転中心を中心として同心円状にフランジ面に設けられ、上記複数のブラシのスリップリングに対する摺接位置がスリップリングの周方向に略等角度間隔となるように複数のブラシが配置され、回転部の相対回転時に上記複数のブラシの各々から軸部材に対して作用する力が略つり合うように、複数のブラシが配置されていることを特徴とする測量機。
【請求項２】
上記軸部材は回転部を構成し、上記複数のブラシは上記固定部の一部であるプリント基板に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の測量機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに相対回転可能な回転部と固定部とを有し、スリップリング及びブラシを介して回転部側と固定部側との間で通電するようにした測量機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、測量機として、望遠鏡が固設された回転可能な水平回転軸（回転部）とその水平回転軸を支持する柱部（固定部）とを有し、水平回転軸の外周面に複数のスリップリングをその軸方向に並設し、これら複数のスリップリングに対してそれぞれ摺接する複数のブラシを柱部内部に並設し、スリップリング及びブラシを介して水平回転軸側と柱部側との間で通電するようにしたものが知られている。また、水平回転軸がその軸方向に直交するフランジ面を備え、該フランジ面に複数のスリップリングが同心円状に設けられ、これら複数のスリップリングに対してそれぞれ摺接する複数のブラシを柱部内部に並設した測量機も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の、水平回転軸の外周面にスリップリングを設けたタイプの測量機では、ブラシと水平回転軸のスリップリングとの接触により、ブラシユニットから水平回転軸に対して摺動抵抗力及び押圧力が作用する。この摺動抵抗力及び押圧力は、その力の方向への水平回転軸のぶれの原因となり、この水平回転軸のぶれは測量値の誤差の要因となっていた。
【０００４】
また、水平回転軸のフランジ面にスリップリングを設けたタイプの測量機でも、ブラシから水平回転軸に対して摺動抵抗力が作用し、この摺動抵抗力によって水平回転軸がぶれて測量値の誤差の要因となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、回転部と固定部との間でスリップリング及びブラシを介して通電する場合に、固定部の一方を構成する軸部材がぶれず、精確に測量できる測量機を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、互いに相対回転可能な回転部と固定部とを有する測量機であって、上記回転部又は固定部の一方を構成する軸部材に複数のスリップリングが設けられ、該複数のスリップリングに対してそれぞれ摺接する複数のブラシが上記回転部又は固定部の他方に設けられ、該スリップリング及びブラシを介して上記回転部側と固定部側との間で通電するようにしたものにおいて、上記軸部材は軸方向に直交するフランジ面を備え、上記複数のスリップリングは、上記相対回転中心を中心として同心円状にフランジ面に設けられ、上記複数のブラシのスリップリングに対する摺接位置がスリップリングの周方向に略等角度間隔となるように複数のブラシが配置され、回転部の相対回転時に上記複数のブラシの各々から軸部材に対して作用する力が略つり合うように、複数のブラシが配置されていることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、回転部の相対回転時に複数のブラシの各々から軸部材に対して作用する力がつり合うので軸部材がぶれない。また、ブラシの設置位置の限定や、ブラシの数の限定等により、複数のブラシの各々から軸部材に対して作用する力が略つり合うように複数のブラシが配置できない場合には、回転部の相対回転時に上記複数のブラシの各々から軸部材に対して作用する力を合成した力の大きさが可及的に小さくなるように複数のブラシを配置しても良い。
【０００８】
上記複数のスリップリングは軸部材の外周面に上記相対回転中心を中心として軸方向に並設され、上記複数のブラシのスリップリングに対する摺接位置がスリップリングの周方向に略等角度間隔となるように複数のブラシが配置されるようにしても良く、また、上記軸部材は軸方向に直交するフランジ面を備え、上記複数のスリップリングは、上記相対回転中心を中心として同心円状にフランジ面に設けられ、上記複数のブラシのスリップリングに対する摺接位置がスリップリングの周方向に略等角度間隔となるように複数のブラシが配置されるようにしても良い。また、上記軸部材は回転部を構成し、上記複数のブラシは上記固定部の一部であるプリント基板に固定されるようにしても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１はトータルステーション１であり、本体２に左右１対に垂設された柱部２１（固定部）の間に、視準望遠鏡３が軸方向と垂直に固設された水平回転軸３１（回転部）が回転自在に保持されている。
【００１０】
視準望遠鏡３及び水平回転軸３１の柱部２１に対する回転角である鉛直角は、図２に示すように、水平回転軸３１の一端に設けられ、本体２の柱部２１内部に内蔵されるインクリメンタル方式の光学式ロータリーエンコーダ４によって検出される。検出された鉛直角は本体２下部に設けられた操作表示部５の液晶表示部分５１に表示される。また、操作者は液晶表示部分５１に表示される作動状態表示を視認しながら操作パネル５２を操作して測角を行う。
【００１１】
水平回転軸３１の他端には、軸方向に直交するフランジ面を有するフランジ部３２が形成され、該フランジ部３２のフランジ面には６つのスリップリング３３が、図３（ａ）に示すように、水平回転軸３１の回転中心を中心として同心円状に設けられている。６つのスリップリング３３はそのリング中心の半径がそれぞれ８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍ、１６ｍｍ、１８ｍｍに形成されている。
【００１２】
一方、フランジ部３２が形成された方の水平回転軸３１の端部を支持する柱部２１の内部には、トータルステーション１の駆動系を制御するための電子機器を搭載したプリント基板２２が内蔵されている。このプリント基板２２には、上記６つのスリップリング３３に対してそれぞれ摺接する６つのブラシ２３が並設されている長方形板状のブラシユニット２４が固定されている。上記６つのブラシ２３のうち３つのブラシ２３は、図３（ａ）に示すように、ブラシユニット２４の一端側２４ａに、残りの３つのブラシ２３はブラシユニット２４の他端側２４ｂにそれぞれ並設されている。また、ブラシ２３のスリップリング３３と摺接する摺接部２３ａは、図３（ｂ）に示すように、スリップリング３３方向に付勢され、一直線上に位置するように設置されている。具体的には、ブラシユニット２４の一端側２４ａに並設された３つのブラシ２３は、その摺接部２３ａがブラシユニット２４の長手方向中央からそれぞれ１４ｍｍ、１６ｍｍ、１８ｍｍの距離にくるように設置され、ブラシユニット２４の他端側２４ｂに並設された３つのブラシ２３は、その摺接部２３ａが、ブラシユニット２４の長手方向中央からそれぞれ８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍの距離にくるように設置される。
【００１３】
ブラシユニット２４は、図３（ｃ）に示すように、ブラシユニット２４の一端側２４ａと他端側２４ｂとが水平回転軸３１の回転中心を挟むように、且つ、６つのブラシ２３の摺接部２３ａが一番大きいスリップリング３３の所定の直径直線上で６つのスリップリング３３とそれぞれ摺接するように位置決めされ、固定される。これにより、ブラシユニット２４の一端側２４ａに並設された３つのブラシ２３が６つのスリップリング３３のうち外側の３つのスリップリング３３とそれぞれ摺接し、ブラシユニット２４の他端側２４ｂに並設された３つのブラシ２３が６つのスリップリング３３のうち内側の３つのスリップリング３３とそれぞれ摺接する。これは、６つのブラシ２３のスリップリング３３に対する摺接位置が、スリップリング３３の周方向に１８０度間隔となるように６つのブラシ３３を配置したものである。
【００１４】
次に、上述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００１５】
このトータルステーション１で測量を行う場合、操作者は目標物を視準するために視準望遠鏡３を鉛直回転させる。このとき、視準望遠鏡３とともに水平回転軸３１が回転し、該水平回転軸のフランジ部３２に設けられた６つのスリップリング３３も回転する。これら６つのスリップリング３３は水平回転軸３１の回転中心を中心として同心円状に設けられているので、スリップリング３３が回転しても６つのブラシ２３は常に６つのスリップリングにそれぞれ摺接する。この摺接により、スリップリング３３及びブラシ２３を介して水平回転軸３１側と柱部２１側との間で通電が行われる。
【００１６】
ここで、スリップリング３３の回転時にブラシ２３とスリップリング３３との摺接点ｐに生じる摺動抵抗力の大きさをｆ（Ｎ）とすると、図４に示すように、ブラシユニット２４の一端側２４ａに並設された３つのブラシ２３から水平回転軸３１に対して作用する力は、スリップリングがａ方向に回転した場合、Ａ方向（図４において右方向）に３ｆの大きさの力となる。一方、ブラシユニット２４の他端側２４ｂに並設された３つのブラシ２３から水平回転軸３１に対して作用する力は、スリップリングがａ方向に回転した場合、Ａ方向とは逆方向（図４において左方向）に３ｆの大きさの力となる。
【００１７】
したがって、ブラシユニット２４の一端側２４ａの３つのブラシ２３の摺動抵抗力を合成した力３ｆと、他端側２４ｂの３つのブラシ２３の摺動抵抗力を合成した力３ｆとをさらに合成すれば明らかなように、水平回転軸に作用する力は０となる。すなわち、水平回転軸３１の回転時に６つのブラシの各々から水平回転軸３１に対して作用する力がつり合っているので、摺動抵抗力が軸ぶれの原因とならない。
【００１８】
なお、上記説明した水平回転軸３１のフランジ部３２及びそのフランジ面に設けられるスリップリング３３は、本体２の下面に設けられ整準台６に軸支される図示しない鉛直軸にも同様のものが設けられ、該整準台６の内部には上記説明したブラシユニット２４と同様のものが設けられている。この鉛直軸及び整準台６にそれぞれ設けられる図示しないスリップリング及びブラシユニットは、水平回転軸３１の場合と同様に位置決めされ、固定される。これにより、水平回転軸３１の場合と同様に、鉛直軸にも軸ぶれが生じない。
【００１９】
また、上記実施形態においては、６つのブラシ２３のスリップリング３３に対する摺接位置がスリップリング３３の周方向に１８０度間隔となるように６つのブラシ３３を配置したが、これは３６０度を６の１以外の約数２、３、６で除した角度である、１８０度、１２０度、６０度間隔となるように６つのブラシ３３を配置すれば、６つのブラシの各々から水平回転軸３１に対して作用する力をつり合わせることができる。すなわち、ブラシ２３の総数がｎ個であるような場合には（ｎは自然数とする。以下同じ。）、３６０度をｎの１以外の約数で除した角度間隔となるようにｎ個のブラシ３３を配置すれば、該ｎ個のブラシの各々から水平回転軸３１に対して作用する力をつり合わせることができる。例えば、ブラシ２３の総数が３この場合には、図５（ａ）に示すように、３つブラシ２３のスリップリング３３に対する摺接位置がスリップリング３３の周方向に１２０度間隔となるように配置すれば良い。
【００２０】
また、ブラシ２３の総数が奇数（２ｎ＋１）個であって、設計上の制限等によって図５（ａ）のようなブラシ２３の配置が採用できないような場合等には、図５（ｂ）に示すように、ブラシ２３をｎ個と（ｎ＋１）個とに分けてブラシユニット２４の一端側２４ａと他端側２４ｂとにそれぞれ設置するようにしても良い。この構成を採用することにより、水平回転軸３１の回転時に複数のブラシの各々から水平回転軸３１に対して作用する力を合成した力の大きさが小さくなる。
【００２１】
また、上記実施形態においては、水平回転軸３１のフランジ面にスリップリング３３が設けられるタイプのものについて説明したが、水平回転軸３１の外周面にその回転中心を中心として軸方向にスリップリング３３が並設されるタイプの場合にも、図３、図５（ａ）及び（ｂ）に説明したようなブラシ２３の配置を採用することができる。例えば、図６に示すように、複数のブラシ２３のスリップリングに対する摺接位置がスリップリング３３の周方向に略等角度間隔となるように、複数のブラシを配置するようにしても良い。図６では、３つブラシ２３のスリップリング３３に対する摺接位置がスリップリング３３の周方向に１２０度間隔となるように配置している。
【００２２】
また、本実施の形態においては、測量機がトータルステーション１である場合について説明したが、本発明は他の測量機、例えばトランシットや光波距離計等にも用いることができる。
【００２３】
なお、本発明は上記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、回転部の相対回転時に複数のブラシの各々から軸部材に対して作用する力がつり合うか、又は軸部材に作用する力を合成した力の大きさが可及的に小さくなるので軸部材がぶれにくい。そのため、測量値に誤差が生じず、精確に測量することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施したトータルステーションの外観斜視図
【図２】  図１に示すトータルステーションの主要部の断面図
【図３】  スリップリング及びブラシユニットを示す図
【図４】  スリップリングに作用する摺動抵抗力を示す図
【図５】  本発明の他の実施形態のスリップリング及びブラシユニットを示す平面図
【図６】  本発明の他の実施形態の主要部を示す斜視図
【符号の説明】
２３  ブラシ
２４  ブラシユニット
３３  スリップリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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