Surveying instrument of the coarse and fine movement device

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は測量機の粗微動装置に係り、特に対象物視準時の望遠鏡角度の粗動調整と微動調整とを一つの操作つまみで行える測量機の粗微動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、測量機では望遠鏡の視準を精度良く行うために水平軸や鉛直軸の回転調整機構に各種の微動装置が組み込まれている。 この種の微動装置の構造としては、微動つまみの回転を微動軸の軸方向移動に変換して微動軸を移動させ、この微動軸で測量機の鉛直軸等の回転軸に嵌着された緊締環の突出部を押圧して回転軸に微小回転を生じさせる機構が提案されている（実公平１−３４１５１号、実公平３−２３５２４参照）。

【０００３】ところで、これらの回転軸微動装置ではあらかじめ視準する対象の方向までおおよそ手動で望遠鏡を向けその状態で望遠鏡の回転軸を緊締し、さらに回転軸の微動調整を行うようになっている。 このため測量機の望遠鏡視準を電動モータ等の駆動により自動化させる場合には粗動装置を併せて搭載し、粗動装置を駆動させた後に微動装置を駆動し、適正なモータ制御により望遠鏡視準を行うことが要求される。 図６は上述の粗動装置の一例を示した平面図である。 同図において、符号５０
は測量機の本体を示しており、本体５０の円筒部５０ａ
のほぼ中心位置には回転軸５１が回転軸軸受５２に回転自在に支持されており、この回転軸軸受５２に形成されたフランジ５２ａの外周縁にウォームホイール５３が嵌着されている。

【０００４】一方、このウォームホイール５３と噛合するウォーム５４が本体５０の一部において角形をなすように張り出した拡幅部５０ｂ内に収容されている。 このウォーム５４は拡幅部５０ｂの側面に固着された軸受５
４、５４に回転自在に支持された回転駆動軸５５に密嵌されている。 回転駆動軸５５の両端部には粗動つまみ５
６、５６が取り付けられており、この粗動つまみ５６を正逆回転させることにより回転軸５１を所定方向に粗動回転させることができる。 この回転軸５１の粗動回転の回転角と粗動つまみの回転比とはウォーム５４のリード値及びウォームホイール径により各種の値に決定することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、望遠鏡を視準するためにモータ制御により駆動するウォーム機構を用いた場合には、加工精度上ウォームのネジのリードを微小幅に形成することができないので、回転駆動軸に接続された駆動モータの分解能を十分引き出すことができない。 このため望遠鏡の視準精度が粗くなるという問題がある。

【０００６】また、ウォームのリードを微小幅に設定すると、望遠鏡を大きく振る場合など回転つまみを相当数回さなければならないという不便さがある。 この場合、
上述の微動装置を粗動装置とともに組み込み、両者の組み合わせ操作により望遠鏡の視準を行うこともできる。
しかし、本体内に複数の機構を収容し、さらにこれらを駆動するモータを搭載すると測量機が大型になり、小型高性能化というユーザの要請に応えられない。 そこで、
本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、簡単な構造により測量機の回転軸の粗微動調整を行える測量機の粗微動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は測量機の回転軸に嵌合されたウォームホイールと、操作つまみにより回転されるとともに送りネジ部が形成された回転駆動軸と、前記ウォームホイールと噛合するとともに前記送りネジ部に螺合するウォームと、前記回転駆動軸とウォームとの一体的な回転動作による前記ウォームホイールの粗動回転と前記送りネジ部の回転を介した前記ウォームの直進による前記ウォームホイールの微動回転とを切り替えるクラッチ手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】このとき前記ウォームは付勢手段により前記ウォームホイールと押圧状態を保持して噛合するように付勢されることが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明によれば、操作つまみにより回転自在な回転駆動軸に送りネジ部を形成するとともに、測量機の回転軸に嵌合されたウォームホイールと噛合するウォームを前記送りネジ部に螺合し、回転駆動軸上にクラッチ手段を設け、前記回転駆動軸とウォームとの一体的な回転動作による前記ウォームホイールの粗動回転と前記送りネジ部の回転を介した前記ウォームの直進による前記ウォームホイールの微動回転とを切り替えるようにしたので、前記ウォームホイールに取り付けられた回転軸の粗動回転と微動回転とを１本の回転駆動軸のみによるコンパクトな構造で容易に実現することができる。

【００１０】また、前記ウォームを付勢手段により前記ウォームホイールと押圧状態を保持して噛合するように付勢させたので、前記ウォームとウォームホイールとの摩擦を確実に生じさせることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明による測量機の粗微動装置の一実施例を図１乃至図４を参照して説明する。 図１は本発明による粗微動装置の一例を示した平面図である。 同図において、符号１は測量機の本体を示しており、この本体の円筒部１ａのほぼ中心位置には回転軸２が図示しない回転軸軸受に回転自在に支持されている。 さらにこの回転軸軸受に形成された環状フランジ３の外周縁３ａにウォームホイール４が嵌着されている。 一方、このウォームホイール４と噛合するウォーム５が本体の一部において角形をなすように張り出した拡幅部１ｂ内に収容されている。 この拡幅部１ｂの側面には対向した開口部１
ｃが形成され、この開口部１ｃに軸受６、７が嵌着されている。 さらにこの軸受６，７に回転駆動軸８が回転可能に支持されている。

【００１２】また、軸受６には回転駆動軸８が遊嵌する円筒部６ａが形成されており、この円筒部６ａの端面位置には座面６ｂが形成され、この座面６ｂ上にウェーブワッシャ９を挟持する１組のテフロンワッシャ１０，１
１が装着され、さらにテフロンワッシャ１１側には略円筒形状のストッパ１２が取付ネジ１３を介して回転駆動軸８に密嵌されている。 また、この回転駆動軸８を回転させるために回転つまみ１４，１４が回転駆動軸８の両端部に取り付けられている。

【００１３】さらに回転駆動軸８のほぼ中央位置の周面にはストッパ１２近傍からネジが刻設されて送りネジ部８ａが形成される一方、この送りネジ部８ａと等しいピッチのネジ５ａがウォーム５の内周面に形成され、これによりウォーム５は回転駆動軸８の送りネジ部８ａに回転可能に螺合している。 なお、本実施例では回転駆動軸８の表面にはリードが０．５ｍｍの送りネジが切られているが、この部分にボールネジを螺旋状に装着しても良い。 またウォームホイールのリードと送りネジのリードとを所定値に設定することで粗微動回転比を各種設定できることはいうまでもない。

【００１４】このとき上述のストッパ１２とウォーム５
端面との間には係止部１５が形成されており、この係止部１５の接続・切り離し動作によりウォーム５と回転駆動軸８との間にクラッチ機構を構成するようになっている。 この係止部１５はストッパ１２に形成されたレバー１６とウォーム５の端面に突設された係止ピン１７とから構成されている。 その構成の詳細とその動作とは後述する。 さらにウォーム５の係止ピン１７の取り付けられた端面の反対側の回転駆動軸８にはバネストッパ１８が固着されており、このバネストッパ１８とウォーム５の端面との間にはコイルバネ１９が装着されている。 このコイルバネ１９はウォーム５をストッパ１２側に付勢し、これによりウォーム５とウォームホイール４とは噛み合う歯面同士が強く押圧され、大きな摩擦力が生じる。 このときウォーム５とウォームホイール４との噛合部が接触回転した際の歯面間の摺動摩擦は送りネジ部８
ａでのウォーム５の回転摩擦より大きくなっている。

【００１５】ここでこの係止部１５のクラッチ機構の構成について図２及び図３を参照して説明する。 図２
（ａ）には回転駆動軸８に固着されたストッパ１２が示されており、このストッパ１２の表面には回転駆動軸８
から半径方向に向けてストッパ１２本体と一体的なレバー１６が形成されている。 一方、このレバー１６と対向するウォーム５の端面には細棒状の係止ピン１７が突設されている。 この係止ピン１７とレバー１６とは通常、
同図（ｂ）に示した状態にあり、この状態から回転駆動軸８を矢印Ａ方向に回転すれば、レバー１６が係止ピン１７に当接して回転駆動軸８の回転に伴ってウォーム５
も一体的に回転する。

【００１６】図３（ａ）、（ｂ）にはレバー１６を形成する代わりにストッパ１２側にもウォーム５の係止ピン１７と同様の形状の係止ピン２０を突設した変形例が示されている。 この場合にも回転駆動軸８を矢印Ａ方向に回転すれば、ストッパ１２の係止ピン１７がウォーム５
の係止ピン２０に当接して回転駆動軸８の回転に伴い、
ウォーム５がストッパ１２、すなわち回転駆動軸８と一体的に回転する。

【００１７】次に、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示した矢印Ｂ方向に回転駆動軸８を回転させた場合について説明する。 矢印Ｂ方向に回転駆動軸８を回転すると、クラッチ機構の係止部１５が切り離され、送りネジ部８ａの回転がそのままウォーム５に伝達される。 このときウォーム５とウォームホイール４との噛合部の摺動摩擦が送りネジ部８ａでのウォーム５の回転摩擦より大きくなっているので、ウォーム５自身は送りネジ部８ａと共回りせず、ウォーム５にスラスト力が作用し、ウォーム５は回転駆動軸８の軸方向に微動送りされる。 これに伴いウォーム５と噛合するウォームホイール４も微動回転し、これにより回転軸の微動回転が実現する。 なお、図２
（ｂ）に示した例において、矢印Ａ方向に送りネジ部８
ａを回転させ、ウォーム５を上述と反対方向に微動送りするためには回転駆動軸８を約１周弱微動空転させてレバー１６を図示の状態と反対側から係止ピン１７に当接させておけば良い。

【００１８】次に、本発明による粗微動装置を測量機の鉛直軸の回転調整機構に適用した例を図４を参照して説明する。 図４は測量機３０の鉛直軸３１の部分拡大図を示したものである。 同図において、符号３０Ａは測量機本体を示したものである。 本体３０Ａの下端部分には円形開口部３２が形成されている。 さらにこの円形開口部３２はこの開口を貫通するように配置された下盤本体３
０Ｂが設けられ、下盤本体３０Ｂの下端部３５に鉛直軸受３３の環状フランジ３４が固着されることにより閉塞される。 下盤本体３０Ｂには回転駆動軸８が図１の構成で軸受７、８を介して取り付いている。 また環状フランジ３４の上面に下端を当接するようにして水平目盛盤支持軸３６が鉛直軸受３３に外周に嵌着されている。 この水平目盛盤支持軸３６の上部位置には水平目盛盤３７を載置するための環状の目盛盤支持フランジ３６ａが形成されている。

【００１９】一方、鉛直軸受３３の上端部にはテーパボールレース面３３ａが形成されており、このレース面３
３ａと鉛直軸３１の周面に形成された支持フランジ３１
ａ下面とに包囲された空間内に鋼球３８が収容され、玉軸受３９が構成されている。 鉛直軸３１はこの玉軸受３
９で軸の鉛直方向が回転自在に支持されるとともに、回転方向に関しては筒状の鉛直軸受３３の内周面３３ｂの全面にわたって支持されるので回転時の振れ止めが図られ、回転精度が保持されるようになっている。

【００２０】一方、支持フランジ３１ａの外周面にはウォームホイール４が密嵌され、このウォームホイール４
と噛合するようにウォーム５が回転駆動軸８の送りネジ部８ａに回転可能に螺合されている。 このときこのウォーム５は図１に示した場合と同様にコイルバネによりストッパ方向に付勢されるとともに、クラッチ機構を備えているので、回転つまみの回転によりクラッチ機構の接続、切り離し動作を行うことができる。 以上述べた実施例において、本発明による粗微動装置により測量機の鉛直軸の粗微動回転を実現することができるようになる。
また併せて測量機の望遠鏡を支持する水平軸にこの粗微動装置を適用することにより望遠鏡視準をきわめて容易に行うことができるようになる。

【００２１】次に、他の実施例として上述の粗微動装置を顕微鏡の試料等を載置する回転テーブルに適用した例について図５を参照して説明する。 同図において、符号４０は回転テーブルの支持架台を示しており、この支持架台４０は中央位置に形成された肉厚円筒形状の軸受ブラケット４１とこの軸受ブラケット４１と一体的に形成された架台側面カバー４２とから構成されている。 このうち軸受ブラケット４１の内周面４１ａの上下位置には角溝４３が形成されており、この角溝４３にはそれぞれ玉軸受４４，４４が嵌着されている。

【００２２】一方、軸受ブラケット４１の上端面にはニードルベアリング４５が所定間隔で配設されており、このニードルベアリング４５と玉軸受４４とにより回転テーブル４６が支持されるようになっている。 すなわち回転テーブル４６の回転軸４７が玉軸受４４により回転自在に支持されるとともに回転テーブル４６の底面４８がニードルベアリング４５により支持される。 これにより面積の広い試料載置台４９は水平面を保持しながら回転できる。 このとき回転テーブル４６に形成された段部にはウォームホイール４が嵌着されており、さらにウォームホイール４に回転駆動軸８の送りネジ部８ａに螺合されたウォーム５が噛合している。 このウォーム５は上述の粗微動装置とまったく同様の構成からなり、回転つまみを回転させることにより観察者は回転テーブル上の試料台を所定方向に粗微動回転調整させることができる。

【００２３】また、上述の粗微動装置を工作機械の割出し盤等のワーク位置の粗微調整を必要とする装置に組み込むことも可能である。

【００２４】なお、以上の実施例で述べたウォームとウォームホイールとの摺動摩擦を増加させる付勢手段としては、コイルバネに代えてウォームホイールをシザース機構とし、このシザース機構によりウォームのネジ山を挟持して噛合時の摩擦抵抗を増加させても良い。 また、
回転駆動軸にギヤトレインを装着して回転駆動軸をモータ駆動しても良い。 この場合、位置検出部からの位置信号をフィードバックしてモータの正逆回転を行い、回転軸の適正な粗微動制御を行い、視準や位置出しを自動化させることも可能である。 このとき前記ギヤトレインにクラッチ機構を設けることによりモータ駆動と手動操作とを適宜切り替えるようにすることが好ましい。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば簡単な構造で測量機の回転軸の粗微動調整を容易に行え、測量機の視準機構や回転テーブルの回転調整装置のモータ制御による自動化に大きく寄与するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による測量機の粗微動装置の一実施例を示した平面断面図。

【図２】図１に示した係止部の部分拡大斜視図。

【図３】図２に示した係止部の変形例を示した部分拡大斜視図。

【図４】本発明による粗微動装置を測量機の鉛直軸に適用した例を示した横断面図。

【図５】本発明による粗微動装置を回転テーブルの回転軸に適用した例を示した横断面図。

【図６】従来の測量機の粗動調整装置の一例を示した平面断面図。

【符号の説明】

１ 測量機本体 ２ 回転軸 ４ ウォームホイール ５ ウォーム ８ 回転駆動軸 ８ａ 送りネジ部 １２ ストッパ １５ 係止部 １６ レバー １７ 係止ピン

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