JPH085374A

JPH085374A - 基準方向線設定装置

Info

Publication number: JPH085374A
Application number: JP13285894A
Authority: JP
Inventors: Akishige Shirasawa; 章茂白澤
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】地上の中心基線及び基準点に基づいて坑内に
基準方向線及び基準点を少ない人手と時間によって高精
度に設定することができる基準方向線設定装置を提供す
ること。【構成】視準望遠鏡と、垂直方向及び上記視準望遠鏡
の光軸と直交する水平向に可視光束を投射する光束投射
系と、該光束投射系から投射された可視光束を垂直面内
で回転させるための光束回転系とを有する投光機、及
び、平行に配置された一対のリニアーセンサと、垂直上
方からの光束を受光して受光位置を検出する受光位置検
出系と、上記一対のリニアーセンサの検出方向とほぼ一
致した方向に可視光束を投射する基準光束投射系とを有
する照準機を包含する基準方向線設定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基準方向線設定装置、
さらに詳しくは、例えばトンネル工事において、地上の
トンネル中心基線に対応する基準線及び基準点に基づい
て坑内測量を行うために該トンネル中心基線等の基準方
向を坑内に移すための基準方向線設定装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】トンネル工事において誤ったルートの掘
削推進の修正には膨大な費用と時間を要するから、坑内
において基準方向線及び基準点を高精度に設定すること
が強く望まれている。トンネル工事のための測量は、第
１ステップとして、地上において地上基準点と基準方向
線を設定し、第２ステップとして、立坑を設け、ピアノ
線やスチールテープを振動減衰装置付きの下げ振りとし
て使用するとともに、スチールテープの温度補正及び張
力補正を行って基準点を立坑内に設定し、第３ステップ
として、立坑内の複数の基準点を使用して立坑内に基準
方向線を設定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記第２ステップにお
いて、ピアノ線やスチールテープを振動減衰装置付きの
下げ振りとして使用するとともにスチールテープの温度
補正及び張力補正を行って基準点を立坑内に設定するこ
とは、多くの人手と時間を要し、またその設定精度にも
限界がある問題があった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、上述した従来の基準方向線設
定方法の問題点に鑑みてなされたものであって、地上の
中心基線及び基準点に基づいて坑内に基準方向線及び基
準点を少ない人手と時間によって高精度に設定すること
ができる基準方向線設定装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【発明の構成】本願の第１発明は、視準望遠鏡と、垂直
方向及び上記視準望遠鏡の光軸と直交する水平向に可視
光束を投射する光束投射系と、該光束投射系から投射さ
れた可視光束を垂直面内で回転させるための光束回転系
とを有する投光機、及び平行に配置された一対のリニア
ーセンサと、垂直上方からの光束を受光して受光位置を
検出する受光位置検出系と、上記一対のリニアーセンサ
の検出方向とほぼ一致した方向に可視光束を投射する基
準光束投射系とを有する照準機からなることを特徴とす
る基準方向線設定装置である。本願の第２発明は、視準
望遠鏡と、垂直方向及び上記視準望遠鏡の光軸と直交す
る水平方向に可視光束を投射する光束投射系と、該光束
投射系から投射された可視光束を垂直面内で回転させる
ための光束回転系とを有することを特徴とする基準方向
線設定装置用の投光機である。本願の第３発明は、平行
に配置された一対のリニアーセンサと、垂直上方からの
光束を受光して受光位置を検出する受光位置検出系と、
上記一対のリニアーセンサの検出方向とほぼ一致した方
向に可視光束を投射する基準光束投射系とを有すること
を特徴とする照準機である。

【０００６】

【作用】立坑等の上方の所定地上位置に投光機を設定
し、視準望遠鏡によって基準位置を視準し、光束投射系
から可視光束を垂直面内で回転させる。立坑等の中に照
準機を配置し、投光機からの垂直光束を受光位置検出系
によって受光するこにより照準機を位置決めし、上記回
転可視光束をリニアーセンサで受光するこにより照準機
を方向決めする。この照準機から射出される可視光束が
設定された基準方向線である。

【０００７】

【実施例】以下に本発明の実施例の基準方向線設定装置
を図に基づいて説明する。実施例の基準方向線設定装置
は、投光機１と、照準機１００とからなる。〔投光機〕投光機１は、図２及び図３に示すように、基
盤２に３本の整準ねじ４（図２に１本示し、図３に３本
示す）を介して支持された投光機本体６の上面に望遠鏡
部１０を配置してなる。投光機本体６内には、水平レー
ザ光軸ＨＯ上に、半導体可視レーザ光源１２、コリメー
トレンズ１４、傾斜補正機構１６、ハーフミラープリズ
ム１８が配置され、投光機本体６外の水平レーザ光軸Ｈ
Ｏ上に回転ペンタプリズム２０が配置されている。傾斜
補正機構１６は、吊り下げられたプリズム（図示せず）
等を利用して水平でなく入射した可視レーザ光を水平に
射出するための周知の機構である。ハーフミラープリズ
ム１８は、水平に入射した可視レーザ光の半分をそのま
ま水平に射出し、残りの半分を垂直下向きに反射する。
垂直下向きに反射された可視レーザ光は、基盤２の中央
部に形成された開口１９を通過する。回転ペンタプリズ
ム２０は、投光機本体６の側壁にベアリング２２を介し
て支持された投光窓２３付きの回転プリズムハウジング
２４内に配置され、水平に入射した可視レーザ光を直交
方向に反射し、投光窓２３を通して垂直面内に回転投射
する。回転プリズムハウジング２４は、プリズム回転モ
ータ３０の出力ギヤ３２と噛み合う駆動ギヤ３４を有
し、回転プリズムハウジング２４は高速回転、低速回転
及び停止の状態があり、高速回転の場合は例えば３００
rpm で回転させられる。

【０００８】整準ねじ４は、図４に示すように、自動整
準機構４０と組み合わせることができる。すなわち、２
本の整準ねじ４に、整準モータ４２の出力ギヤ４４と噛
み合う整準ギヤ４６を取り付ける。整準モータ４２の駆
動は、電気気泡管５０の出力信号によって制御される。
投光機本体６内の上部には、電気制御系を形成する電気
回路基盤６０が配置され、投光機本体６の上面には円形
気泡管６２が配置されかつバッテリーハウジング６４が
形成される。投光機本体６の下部には、投光機本体６の
視準方向を基盤２に対し微調整するための回転調整ノブ
６６が配置されている。以上の構成を有する投光機１
は、垂直な可視レーザ光面を設定できるから、単独で、
柱部材を垂直に設定すること、矢板を垂直に埋め込むこ
と、建築構造物の特定部分の方向や掘削機械の掘削方向
を設定すること等の工事作業の基準として有効に使用す
ることができる。〔照準機〕照準機１００は、図５及び図６に示すよう
に、基盤１０２に３本の整準ねじ１０４（図５に１本示
し、図６に３本示す）を介して支持されたＸＹ調整盤１
０６の上に照準機本体１０８を配置してなる。ＸＹ調整
盤１０６は、１対の蟻溝摺動機構１１０、１１２を直交
させてなり、蟻溝摺動機構１１０、１１２にはそれぞれ
Ｘ調整ねじ１１４及びＹ調整ねじ１１６が設られてい
る。

【０００９】照準機本体１０８は、下部に照準機本体１
０６の視準方向をＸＹ調整盤１０６に対し微調整するた
めの回転調整ノブ１２０及び円形気泡管１２１が配置さ
れている。照準機本体１０８の上面には、前後端部付近
にそれぞれリニアーセンサ１２２、１２４が配置され、
さらに可視レーザ光が通過する開口１２６及び複数の表
示器１３０が設けられている。照準機本体１０８の内部
の前方には、ガイドレーザ部１３２が設けられ、中央に
垂直レーザ検出部１３４が設けられ、後方にバッテリー
ハウジング１３６が設けられている。ガイドレーザ部１
３２は、水平軸支されたガイド鏡筒１４０に半導体可視
レーザ光源１４２、２枚のコリメートレンズ１４４、１
４６を配置してなり、ガイド鏡筒１４０はその可視レー
ザ光の射出方向がガイドレーザ光調節ノブ１４７に連結
された出力ギヤ１５０に噛み合うラック１５２によって
垂直面内で揺動調整される。垂直レーザ検出部１３４
は、開口１２６の下方にハーフミラープリズム１６０を
配置し、ハーフミラープリズム１６０の反射光軸上に受
光素子１６２を配置してなる。基盤１０２、ＸＹ調整盤
１０６及び照準機本体１０８には、ハーフミラープリズ
ム１６０を通過した可視レーザ光が通過する開口１６
４、１６６、１６８が設けられている。

【００１０】整準ねじ１０４は、投光機１と同じよう
に、自動整準機構（図示せず）と組み合わせることがで
きる。以上の構成を有する照準機１００は、傾斜した光
軸を有する可視レーザ光を設定できるから、単独で、一
般に傾斜して設定される上下水道管や通信用の配管を埋
設するためのガイドとして特に有効に使用することがで
きる。次に、上記投光機１及び照準機１００を使用した
基準方向線設定方法を説明する。図１に示すように、投
光機１から下向きに投射された垂直可視レーザ光を使用
して、三脚（図示せず）に支持された投光機１を立坑２
００の上方にある地上の第１基準位置２０２に設定し、
さらに望遠鏡部１０によって地上の第２基準位置２０４
に設置した視標２０６やスタッフ（図示せず）を視準し
て投光機１の視準方向を設定する。続いて、照準機１０
０を立坑２００内の下方に三脚（図示せず）等によって
支持する。投光機１から下向きに投射された垂直可視レ
ーザ光を、開口１２６及びハーフミラープリズム１６０
を介して受光素子１６２によって受光し、その受光状態
を表示する表示器１３０の表示によって、照準機１００
を位置出しする。次に、投光機１の回転ペンタプリズム
２０から射出されて垂直面内で回転する可視レーザ光を
リニアーセンサ１２２、１２４によって受光する。可視
レーザ光の受光位置を示す表示器１３０の表示を見なが
ら、ＸＹ調整盤１０６を調節して可視レーザ光がリニア
ーセンサ１２２、１２４の所定位置を通過するようにす
る。次に、ガイドレーザ光調節ノブ１４７を調節してガ
イドレーザ部１３２から射出される可視レーザ光の傾斜
を所定の角度にする。これで照準機１００が所定位置及
び所定方向に設定され、ガイドレーザ部１３２から射出
される可視レーザ光によって基準方向線が設定されたこ
とになる。

【００１１】

【発明の効果】本願発明の基準方向線設定装置によれ
ば、地上の中心基線及び基準点に基づいて坑内に基準方
向線及び基準点を少ない人手と時間によって高精度に設
定することができる効果を有する。また、本願発明の投
光機は、基準方向線設定装置の一部として使用するだけ
でなく、垂直な可視レーザ光面を設定できるから、単独
で、柱部材を垂直に設定すること、矢板を垂直に埋め込
むこと、建築構造物の特定部分の方向や掘削機械の掘削
方向を設定すること等の工事作業の基準として有効に使
用することができる。さらに、本願発明の照準機は、基
準方向線設定装置の一部として使用するだけでなく、傾
斜した光軸を有する可視レーザ光を設定できるから、単
独で、一般に傾斜して設定される上下水道管や通信用の
配管を埋設するためのガイドとして特に有効に使用する
ことができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の基準方向線設定装置の使用説
明図である。

【図２】本発明の実施例の投光機の断面図である。

【図３】本発明の実施例の投光機の斜視図である。

【図４】本発明の実施例の投光機の自動整準機構の断面
図である。

【図５】本発明の実施例の照準機の断面図である。

【図６】本発明の実施例の照準機の斜視図である。

【符号の説明】

１投光機２基盤４整準ねじ６投光機本体１０望遠鏡部１２半導体可視レーザ光源１４コリメートレンズ１６傾斜補正機構１８ハーフミラープリズム２０回転ペンタプリズム２２ベアリング２２２４回転プリズムハウジング３０プリズム回転モータ４０自動整準機構４０４２整準モータ５０電気気泡管６６回転調整ノブ１００照準機１０２基盤１０４整準ねじ１０６ＸＹ調整盤１０８照準機本体１１４Ｘ調整ねじ１１６Ｙ調整ねじ１２０回転調整ノブ１２２リニアーセンサ１２４リニアーセンサ１３０表示器１３２ガイドレーザ部１３４垂直レーザ検出部１４０ガイド鏡筒１４２半導体可視レーザ光源１４７ガイドレーザ光調節ノブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】視準望遠鏡と、垂直方向及び上記視準望
遠鏡の光軸と直交する水平向に可視光束を投射する光束
投射系と、該光束投射系から投射された可視光束を垂直
面内で回転させるための光束回転系とを有する投光機、
及び平行に配置された一対のリニアーセンサと、垂直上
方からの光束を受光して受光位置を検出する受光位置検
出系と、上記一対のリニアーセンサの検出方向とほぼ一
致した方向に可視光束を投射する基準光束投射系とを有
する照準機からなることを特徴とする基準方向線設定装
置。
【請求項２】視準望遠鏡と、垂直方向及び上記視準望
遠鏡の光軸と直交する水平方向に可視光束を投射する光
束投射系と、該光束投射系から投射された可視光束を垂
直面内で回転させるための光束回転系とを有することを
特徴とする基準方向線設定装置用の投光機。
【請求項３】上記可視光束が、可視レーザ光であるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の投光機。
【請求項４】上記可視光束が、半導体可視レーザ光源
から放射されることを特徴とする請求項１又２記載の投
光機。
【請求項５】上記光束回転系が、ペンタプリズムを回
転させてなることを特徴とする請求項１又２記載の投光
機。
【請求項６】上記投光機が、自動整準機構を包含して
いることを特徴とする請求項１又２記載の投光機。
【請求項７】平行に配置された一対のリニアーセンサ
と、垂直上方からの光束を受光して受光位置を検出する
受光位置検出系と、上記一対のリニアーセンサの検出方
向とほぼ一致した方向に可視光束を投射する基準光束投
射系とを有することを特徴とする照準機。
【請求項８】上記受光位置検出系が、受光光束の一部
をそのまま透過させる分光手段を有していることを特徴
とする請求項１又７記載の照準機。
【請求項９】上記照準機が、自動整準機構を包含して
いることを特徴とする請求項１又７記載の照準機。
【請求項１０】上記照準機が、ＸＹ調整盤を包含して
いることを特徴とする請求項１又７記載の照準機。
【請求項１１】上記可視光束が、可視レーザ光である
ことを特徴とする請求項１又７記載の照準機。
【請求項１２】上記可視光束が、半導体可視レーザ光
源から放射されることを特徴とする請求項１又７記載の
照準機。
【請求項１３】上記照準機が、ＸＹ調整盤を包含して
いることを特徴とする請求項１又７記載の照準機。