JPH0754806Y2 - 測量機の測角装置に用いられるエンコーダ板支持構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、測量機の測角装置に用いられる光学式エン
コーダの一部品であるエンコーダ板の支持部の構造に関
する。

〔従来技術〕

トランシット、セオドライト或いはセオドライトと光波
距離計との一体型測量機は、三脚に取付けられる整準台
と、該整準台に対し鉛直軸回りに回動可能な支柱と、該
支柱に対し水平軸回りに回動可能な望遠鏡とから構成さ
れている。そして、前記水平軸及び鉛直軸には、回動角
度を測定する測角装置がそれぞれ取り付けられている。
この測角装置として、例えばオプチカルマイクロメータ
又は光学式ロータリーエンコーダが用いられ、本考案は
測角装置としての光学式ロータリーエンコーダに関する
ものである。

第３図に従来の光学式ロータリーエンコーダが内部に取
り付けられた測量機であるセオドライトの縦断面図を示
す。このセオドライトにおける望遠鏡10は水平軸12に固
定されており、この水平軸12は支柱14に回動可能に支承
されている。支柱14は全体が略Ｕ字型をしており、下方
中央には鉛直軸16を有する。この鉛直軸16の内部には求
心用光路18が形成されており、装置の測点を該求心用光
路18及びプリズム20を介して求心用望遠鏡（図示せず）
で覗くことにより、測点位置を正しく合わせることがで
きる。

支柱14の下方には定盤22が設けられており、この定盤の
軸受部24が前記鉛直軸16を回動可能に支承している。ま
た、定盤22の下方には下盤26が設けられ、整準ねじ25の
働きにより前記定盤22を水平状態に支えることができる
ようになっている。即ち、定盤22と下盤26の間には３個
の整準ねじ25が鉛直方向に設けられており、整準ねじに
一体化されている整準ツマミ25aによって回転可能とな
っている。そして整準ツマミ25aを回転させることによ
り定盤22と下盤26との間の距離を調整でき、この距離を
複数の整準ねじ25で異なる大きさに調整することで、下
盤26に対する定盤22の傾きを変え、定盤22を水平状態に
調整することができる。

そして水平軸12及び鉛直軸16には、測角装置である光学
式ロータリーエンコーダ28,30が設けられている。この
エンコーダ28,30は、光を断続的に通過させるエンコー
ダ板を備えている。図において、このエンコーダ板は、
ディスク板32、マスク板34と呼ばれ、両板は同心状に対
向して配置され相対的に回転する。また両板の間は微小
隙間（例えば70μ）が設けられて非接触状態となってお
り、これら両板を挾んで、発光部36と受光部38が対向し
て設けられている。前記ディスク板32及びマスク板34を
構成する円環状のガラス板の表面には、写真製版法によ
り等間隔目盛を構成する目盛パターンが形成されてお
り、この目盛パターンによって発光部36からの光を断続
的に通過させるようになっている。そしてこの断続的な
光を受けた受光部38では、断続的な電気信号を発生し、
この電気信号をカウントすることにより、水平軸12或は
鉛直軸16回りの回動角度を測定することができる。この
ようなディスク板32或はマスク板34と呼ばれるエンコー
ダ板は、第４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、
このエンコーダの円環状内側部分を鋼板部材40に接着さ
れることにより支持されている。

そして、前記ディスク板32とマスク板34の隙間が大きす
ぎると、光が散らされて受光部38へシャープな光が届か
なくなってしまう。このため隙間は微小でなければなら
ず、マスク板とディスク板はこの微小隙間を保った状態
で回転しなければならない。よってマスク板34とディス
ク板32の対向する各々の面は、高い平面精度が要求され
る。また目盛パターンは写真製版法によって形成される
が、ガラス板表面の平面精度が悪く例えば波打っている
と、干渉縞が発生し、目盛パターンの中の光が均一でな
く変化してしまい、測角装置としての測定精度を悪くし
てしまう。従ってマスク板34或はディスク板32を構成す
るガラス板には精密加工が行われている。

一方、マスク板或はディスク板を支持する鋼板部材40
は、支持部材としての性格から一定以上の強度をもたせ
るために、従来では大きな厚さ（例えば5mm）としてい
た。また前記マスク板34或はディスク板32を接着する鋼
板部材40の接着面は、高い平面精度を要求されていた。
即ち、鋼板部材40の接着面が高い平面精度を有さず、例
えば第５図（Ａ）に示されるように波打っているとする
と、鋼板部材40は変形しにくいため第５図（Ｂ）に示さ
れるように前記マスク板34或はディスク板32がこの波打
ち面形状に倣って歪んでしまい、せっかく高い平面精度
で仕上げたガラス面が歪んでしまうからである。従って
従来はエンコーダ板であるマスク板34或はディスク板32
のみならず、エンコーダ板を支持する鋼板部材40にも精
密加工が要求されていた。

〔考案の解決しようとする課題〕

以上のように従来の測量機器内部の測角装置は、エンコ
ーダ板のみならず、このエンコーダ板を支持する鋼板部
材40にも高い平面精度が要求され、精密加工が行われて
いた。このため測角装置全体のコストを高くしてしまう
ものであった。また鋼板部材40の平面精度は、ガラス板
の平面精度に比べ、高くすることが難しく、精度の高い
測角装置を得にくくしていた。

この考案は以上の問題点に鑑みてなされたもので、エン
コーダ板を支持する鋼板部材にあまり高い精密加工を施
す必要のないエンコーダ板の支持部を得ることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、測量機の測角装置に用いられる光学式エン
コーダであって、円環状のガラス板の表面に写真製版法
によりパターンを形成したエンコーダ板と、該エンコー
ダ板の円環状の内側部分を接着して支持する円状の縁を
有する鋼板部材と、を備えた光学式エンコーダのエンコ
ーダ板の支持構造において、前記鋼板部材の厚さが0.3
〜1.0mmで、該鋼板部材の中心部は他部材によって補強
されてなる測量機の測角装置に用いられるエンコーダ板
の支持構造である。

〔作用〕

以上のように、鋼板部材の厚さを極めて薄くすることに
より、例え鋼板部材が高い平面精度を有さず、例えば波
打っているような場合でも（第５図（Ｃ）参照）、鋼板
部材がエンコーダ板の方に馴染み、エンコーダ板は鋼板
部材から影響を受けずに済む（第５図（Ｄ）参照）。従
ってエンコーダ板は高い平面精度を維持したままで支持
される。

一方、鋼板部材の円周部分では前記エンコーダ板によっ
て逆に平面形状が維持され、中心部では他部材によって
補強されることより平面形状が維持されるので、鋼板部
材は厚さが極めて薄いにも拘らず全体として平面形状を
維持でき、支持部材としての働きを果たすことができ
る。

〔実施例〕

次に、この考案の一実施例を第１図及び第２図において
説明する。なお前記従来技術の示す第３図と同一の部分
については同一の符号を付す。

図の測量機はセオドライトであり、望遠鏡10は、水平軸
12に固定され、この水平軸12は支柱14により回動可能に
支持されている。この水平軸12の端部には、水平軸12と
同心に回転するエンコーダ板であるディスク板32が支持
されている。ディスク板32は、光学式ロータリーエンコ
ーダ28の一構成部材であり、円環状のガラス板の表面に
写真製版法により目盛パターンが形成されたものであ
る。この目盛パターンは半径方向に走る細長い等間隔目
盛が円周方向に連続して配列されているものである。目
盛と目盛の間隔は均一であり、この目盛パターンを透過
した光が断続的にディスク板32を通過する。

次ぎにこのディスク板32の支持構造を、第２図（Ｂ）を
参照しながら説明する。即ちディスク板32の図中左側
（外側）には円盤状の薄鋼板部材41が存在し、この薄鋼
板部材41の円状の縁42に対し、前記ディスク板32の円環
状の内側部分44が接着される。この薄鋼板部材41のさら
に左側（外側）には、薄鋼板部材41の中心部を補強しつ
つ薄鋼板部材41を水平軸12の端面に取り付ける取付板46
bが設けられている。また図中右側（内側）には押え板4
8が設けられ、前記取付板46bとともに薄鋼板41を左右か
ら（内外から）挾み、薄鋼板部材41の中心部を補強す
る。そして薄鋼板部材41を挾んだ状態で、押え板48と取
付板46bをねじ50によって一体化する。その後、取付板4
6bが水平軸12の端部に他のねじ52によって固定されて取
付けられる。

前記ディスク板32に対面した状態で、マスク板34が支柱
14側に固定され支持される。この支持構造を第２図
（Ａ）を参照して説明する。マスク板34の図中右側（内
側）には薄鋼板部材41が存在し、薄鋼板部材41の円状の
縁42に対しマスク板34の円環状の内側部分44が接着され
る。薄鋼板部材41の中心部は、図中左側（外側）の押え
板48と右側（内側）の取付板46aによって挾まれ、ねじ
止めされることにより補強される。

前記ディスク板32とマスク板34とは微小隙間（例えば70
μ）を介して対面し、水平軸12の回動にともないディス
ク板32が回動する。マスク板34は、前記ディスク板32と
同様に、高い平面精度を出すように精密加工されたガラ
ス板の表面に写真製版法により目盛パターンが形成され
たものである。この目盛パターンは、前記ディスク板32
の目盛パターンとは異なり、円周方向に長いスリット
（光が通過できるもの）を形成するものであり、回動角
度を測定する際の角度のインデックスの働きを有するも
のである。

対面したディスク板32とマスク板34を挾んだ状態で発光
部36と受光部38は対向して配置されて支柱側に固定され
ている。そしてバッテリー54から供給された電流により
発光部36が発光し、この光はディスク板32及びマスク板
34の目盛パターンを透過し断続して両板を通過し、受光
部38に受けられる。受光部38はこの断続した光を断続し
た電気信号に変換し、この電気信号は図示しない回路に
よってカウントされ演算されて回動角度が読み取られ
る。

また鉛直軸16にもエンコーダ28と同様のエンコーダ30が
設けられている。即ち、鉛直軸16を回動可能にしている
軸受部24には、光学式エンコーダ30の一構成部材である
ディスク板32が固定されている。そしてこのディスク板
32に対面するようにマスク板34が鉛直軸16側に支持され
ている。

そしてこの支持構造を第２図（Ｃ）を参照して説明す
る。即ち円環状のマスク板34の内側部分44が薄鋼板部材
41の円状の縁42に接着され、この薄鋼板部材41の中心部
は、鉛直軸16のフランジ部56と取付板46cで挾まれ、ね
じ58によって止められ補強されている。さらにディスク
板32とマスク板34を挾んで発光部36と受光部38が対向し
て配置されて光学式ロータリーエンコーダが構成されて
いる。

以上の実施例で使用されている３つの薄鋼板部材41は、
円周部分がマスク板34或はディスク板32に接着されて平
面形状が維持されており、中心部は押え板48と取付板4
6、或はフランジ部56と取付板46により挾まれ補強され
て平面形状が維持されている。薄鋼板部材は後に示す表
例から明らかなように、導鋼板部材のみの部分が少ない
ので薄鋼板部材全体として平面形状を維持でき、よって
支持部材としての働きを十分に達成することができる。

なお、マスク板34、ディスク板32、薄鋼板部材41の各寸
法、及び薄鋼板部材41が他部材（押え板48、取付板46a,
46b,46c、或はフランジ部56等）によって補強される部
分の寸法を次ぎの表に示す。

以上の実施例によれば、マスク板或はディスク板を支持
する鋼板部材の単価を従来例の場合に比べて10分の１に
することができた。即ち、従来の鋼板部材は平面精度を
出すため、まず丸棒を10mm厚さ程度にスライスし、焼き
鈍し加工を施した後、切削し研磨する。次ぎに孔開け加
工を行い、およそ5mm程度の厚さに仕上げる。特にマス
ク板及びディスク板を接着する接着面の研磨は念入りに
行われ、加工コストを引き上げていた。これに対し本実
施例の薄鋼板部材は、通常のステンレス鋼板（板厚0.5m
mのSUS）を写真腐蝕法（フォトエッチング法）によって
抜き加工し、所定の外形さらには内径を有しボルト孔等
を備えた円盤を作る。この時、従来のような高い平面精
度を出すための精密加工を行う必要はない。この円盤に
対し、マスク板やディスク板を構成するガラス板を紫外
線硬化タイプの接着剤により接着する。このように製造
した場合には精密加工が必要でないことから、鋼板部材
の単価を従来の10分の１にすることができた。また振動
試験等の結果、この薄鋼板部材は十分に支持部材として
の働きを有することが判明した。

また、薄鋼板部材は前記したように単にステンレス鋼板
を抜き加工するのみで製作できるものであって、高い平
面精度は有していないものの、従来のように精密加工さ
れたガラス板を歪ませる等の悪影響を与えることがな
い。この作用を第５図（Ｃ），（Ｄ）のイメージ的な説
明図によって説明する。即ち従来のように板厚の厚い鋼
板部材40に対し接着剤によってディスク板32又はマスク
板34であるガラス板を接着する場合、鋼板部材40の加工
精度が悪く、例えば第５図（Ａ）に示すように鋼板部材
の表面が波打っているとすると、接着によりガラス板は
厚い鋼板部材の波打った形状に倣って歪んでしまい（第
５図（Ｂ））、せっかく精密加工されたガラス表面の平
面精度が悪くなってしまう。これに対し第５図（Ｃ）に
示されるように薄鋼板部材41にガラス板を接着する場合
は、精密加工された高い平面精度を有するガラスの表面
に薄い鋼板部材41が馴染むようにして接着するため、ガ
ラス板の表面は薄鋼板部材の表面形状の影響を受けず、
逆に薄鋼板部材41をガラス板の表面形状に倣わせ、した
がってガラス板は高い平面精度を保持する（第５図
（Ｄ））。

なお、以上の実施例においては薄鋼板部材は写真腐飾法
により抜き加工を行なうものであったが、他の実施例に
おいてはプレスによる打ち抜き加工も可能である。

また、以上の実施例においては測量機としてセオドライ
トを例にとって説明したが、トランシット、あるいはセ
オドライトと光波距離計との一体型測量機等の各種測量
機等で、水平軸や鉛直軸を有する測量機であれば、本考
案を適用することは可能である。

さらに前記実施例においては相対回動するディスク板と
マスク板は共に円環状をしていたが、受光部及び発光部
に対して回動しないマスク板を円環状ではなく、円環状
の一部を構成する略扇型としたり、単にディスク板の一
部に対応する小さな板材とすることも可能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案の測量機の測角装置に用
いられるエンコーダ板支持構造によれば、エンコーダ板
を接着によって支持する鋼板部材は厚さが極めて薄いの
で、鋼板部材側の接着面の平面精度が低くても鋼板部材
はエンコーダ板の方に馴染むので、平面精度が低いこと
による影響をエンコーダ板側に与えることがない。従っ
てエンコーダ板は高い平面精度を維持したまま支持され
る。一方、厚さの極めて薄い鋼板部材は、円周部分が前
記エンコーダ板に接着されて平面形状が維持され、中心
部は他部材によって補強されることにより平面形状が維
持され、この結果、鋼板部材は全体として平面形状を維
持された状態で支持部材としての働きを果たすことがで
きる。

従って、鋼板部材への精密加工が不要になった分だけ測
角装置全体のコストを下げることができ、またガラス板
よりも精密加工が難しい鋼板部材への精密加工を省くこ
とができ、測角装置全体の精度をあげることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第２図は第
１図の要部を示し、同図（Ａ）は水平軸に取り付けられ
た光学式エンコーダのマスク板の取り付け構造を示す斜
視図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に対面するディスク板の
支持構造を示す斜視図、同図（Ｃ）は第１図の鉛直軸に
設けられた光学式エンコーダのマスク板の支持構造を示
す斜視図、第３図は従来例を示す縦断面図、第４図は第
３図の要部を示す図であり、同図（Ａ）は前記第３図
（Ａ）に対応する図、同図（Ｂ）は前記第３図（Ｂ）に
対応する図、同図（Ｃ）は前記第３図（Ｃ）に対応する
図、第５図は本実施例の作用を説明するための図であ
る。 10……望遠鏡、12……水平軸、14……支柱、16……鉛直
軸、24……軸受部、28,30……測角装置である光学式ロ
ータリーエンコーダ、32……エンコーダ板であるディス
ク板、34……エンコーダ板であるマスク板、36……発光
部、38……受光部、41……薄鋼板部材、46a,46b,45c…
…取付板、48……押え板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】測量機の測角装置に用いられる光学式エン
   コーダであって、円環状のガラス板の表面に写真製版法
   によりパターンを形成したエンコーダ板と、該エンコー
   ダ板の円環状の内側部分を接着して支持する円状の縁を
   有する鋼板部材と、を備えた光学式エンコーダのエンコ
   ーダ板の支持構造において、前記鋼板部材の厚さが0.3
   〜1.0mmで、該鋼板部材の中心部は他部材によって補強
   されてなることを特徴とする測量機の測角装置に用いら
   れるエンコーダ板支持構造。