JP2004028779A

JP2004028779A - Laser marking device

Info

Publication number: JP2004028779A
Application number: JP2002184983A
Authority: JP
Inventors: Kuninori Nakamura; 中村　国法; Kazunari Yoshimura; 吉村　一成; Tatsuya Honda; 本田　達也
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: JP3912200B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and low-cost laser marking device capable of indicating an object by selecting desired marking lines with various combinations possible for marking operation in a wide application range and also for indicating only marking lines as needed. <P>SOLUTION: The laser marking device 1 irradiates a light beam to an object and is able to indicates lines or points to be as references. It has a single or multiple light source parts 2 for light beam irradiation, a campanulate main body part 3 installed freely detachably with the light source part 2 on a prescribed installation surface of the outer circumference, and a power supply part for driving the light source part 2, and is configured so as to irradiate the object by selecting desired marking lines based on the attaching or detaching of the light source part 2 against the main body part 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅建設とか電気工事等においてレーザー照射によって壁や天井に基準線をマークするレーザー墨出し装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築作業や部屋の間仕切りなどを行う際に、レーザー光によって壁面から天井面あるいは床面にかけて、通り芯あるいは「たち墨」と呼ばれる鉛直方向の基準線を投射し、あるいは壁面に「ろく墨」と呼ばれる水平方向の基準線を投射するレーザー墨出し装置が知られている。
【０００３】
その一例として特開２００１−２６４０６３号に示すものがある。これは本体部に設置した光源部からの光ビームをコーン状のミラーに反射させることで全方位のライン光を生成するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来例では、予め定められた方向に単一のライン光しか生成できない。つまり、ライン光の光源は、各方向に１個ずつであるため、単一の墨出しラインしか引けないという欠点があり、そのうえ、墨出しラインの角度も固定されていて、墨出し作業が限定されるという欠点がある。
【０００５】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、種々の組み合わせを持った所望の墨出しラインを選択して対象物に表示でき、しかも光源部によって墨出しラインを全方位にわたって表示でき、応用範囲の広い墨出し作業が可能となると共に、光源部の着脱によって必要に応じた墨出しラインのみが表示可能となり、これにより墨出し作業がはかどるうえに、光源部の交換、取り替え等も容易となり、小型で安価なレーザー墨出し装置を提供することにあり、他の目的とするところは、複数の光源部から同一方向に基準となる線を平行に且つ任意の間隔で表示することができるレーザー墨出し装置を提供することにあり、他の目的とするところは、状況に応じた墨出しラインを広い角度で生成することができ、必要に応じた墨出し作業を幅広い範囲で行なうことができるレーザー墨出し装置を提供することにあり、他の目的とするところは、天井墨の墨出し作業を簡単に且つ精度よく行なうことができるレーザー墨出し装置を提供することにあり、他の目的とするところは、光源部からの光ビームの照射方向を安定化させることができ、墨出し作業の精度を高めることができると共に、組み立てが容易なレーザー墨出し装置を提供することにあり、他の目的とするところは、衝撃に対する強度を高めることができるレーザー墨出し装置を提供することにあり、他の目的とするところは、本体部の傾きを補正して常に水準線が保たれるようにして高精度な墨出し作業が行なえるレーザー墨出し装置を提供することにあり、他の目的とするところは、不要な墨出しラインを取り除いて必要に応じた墨出し作業を効率的に行なうことができるレーザー墨出し装置を提供することにあり、更に他の目的とするところは、半導体レーザーの焦点調整作業を容易に且つ高精度で行なうことができるレーザー墨出し装置を提供することにある。
【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にあっては、対象物に光ビームＬＢを照射して、基準となる線や点を全方位にわたって表示できるレーザー墨出し装置において、光ビームＬＢを照射する単一或いは複数の光源部２と、光源部２が外周側の所定の取付け面に着脱自在に取り付けられる釣鐘状の本体部３と、光源部２を駆動する電源部とを有し、本体部３に対する光源部２の着脱によって所望の墨出しライン４を選択して対象物に照射できるように構成されていることを特徴としており、このように構成することで、単一或いは複数の光源部２を釣鐘状の本体部３の所定の取付け面に着脱自在に取り付けることで、種々の組み合わせを持った所望の墨出しライン４を選択して対象物に表示できる。
【０００７】
また上記本体部３の１つの取付け面に複数の光源部２を取り付け、基準となる線や点を所望の間隔Ｌで表示するのが好ましく、この場合、例えば１つの取付け面に並べて取り付けられた複数の光源部２から、同一方向に基準となる線を平行に且つ任意の間隔Ｌで表示することができ、例えば等間隔に物体を配置する作業が容易にできる。
【０００８】
また上記複数の光源部２は、互いに所望の角度で傾斜した基準となるライン光を照射できるのが好ましく、この場合、例えばタイルを貼るなどの作業の場合のように鉛直方向及び水平方向の基準以外に、所定の角度の基準ラインが必要になるときがある場合において、照射できる角度を予め自由に設定できる構造とすることで、状況に応じた墨出しライン４を広い角度で生成することができる。
【０００９】
また上記本体部３の頭頂部３ａに設けられた光源部２ａから鉛直下方向Ｃにポイント光を照射して床面に引かれた床墨に合致させることで、他の光源部２からの光ビームによって床墨の鉛直上方向に対応する天井墨を形成するのが好ましく、この場合、複数のレーザー墨出し装置１を用いることなく、天井の墨出し作業が簡便且つ精度よく行なうことができる。
【００１０】
また上記本体部３をジンバル機構５により鉛直状態になるように垂下して揺動自在とするのが好ましく、この場合、ジンバル機構５によって本体部３はその自重で鉛直状態を保たれるようになり、これにより本体部３は傾きのない所定の姿勢に保持され、これによって正確な鉛直光線または水平光線を投射することができる。
【００１１】
また上記ジンバル機構５のジンバル軸６は本体部３の内側に配置されているのが好ましく、この場合、レーザー墨出し装置１の外形を小型化することができる。
【００１２】
また上記ジンバル機構５のジンバル軸６は、本体部３の内側から外側に突出し且つ本体部３の外側に取り付けられている光源部２の先端２ｂよりも外側に突出しないように設置されているのが好ましく、この場合、ジンバル軸６を本体部３の外側に配置することで、組み立てが容易となり、しかもジンバル軸６の先端が光源部２の先端２ｂよりも外側に突出しないためにレーザー墨出し装置１の小型化を図ることができる。
【００１３】
また上記ジンバル機構５を支持する支持部材１１に緩衝材７を設けるのが好ましく、この場合、緩衝材７によって持ち運び等の際の落下や転倒などの衝撃からジンバル機構５や光源部２を保護することができ、衝撃に対する強度を高めることができる。
【００１４】
また上記本体部３の所望位置からの傾き角度を検出してその傾きを補正する手段を備えているのが好ましく、この場合、本体部３の傾きを補正して常に水準線が保たれるようにすることができる。
【００１５】
また上記光源部２の光路を選択的に遮断する光路切換部８を備えているのが好ましく、この場合、全方位の墨出しライン４が必要とされない場合には光路切換部８によって不要な墨出しライン４のみを取り除くことができ、必要に応じた墨出し作業を効率的に行なうことができる。
【００１６】
また上記光路切換部８は光路を機械的に遮断するのが好ましく、この場合、必要に応じた墨出し作業を行なうにあたって、例えばシャッター等の機械的手段によって光路切換部８の構成を簡易にすることができる。
【００１７】
また上記光路切換部８は光源部２を駆動する電源を電気的に開閉するのが好ましく、この場合、必要に応じた墨出し作業を行なうにあたって、光路の切り換えをスイッチ等の電気的手段を用いて行なうことができる。また光路を切り換えることで、例えば、部屋内のコンセント取り付け孔の位置を揃えたいときは、水平ラインのみ出射すればよく、電源の節約にもなると共に、長寿命にも効果がある。
【００１８】
また上記光源部２は、半導体レーザーＬＤを圧入して光軸方向の焦点位置調整ができるように構成されているのが好ましく、この場合、半導体レーザーＬＤの焦点位置と発光ポイントとを高精度に合致させることが容易となり、さらに焦点調整作業を容易に且つ高精度で行なうことができる。
【００１９】
また上記光源部２は、半導体レーザーＬＤに対して投光レンズ９を焦点平面上でスライドさせて光軸の位置調整ができるように構成されているのが好ましく、この場合、半導体レーザーＬＤの発光点の光軸に対して投光レンズ９の光軸を合致させることが容易となり、さらに光軸調整作業を容易且つ高精度で行なうことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２１】
本実施形態のレーザー墨出し装置１は、対象物に光ビームＬＢを照射して、基準となる線や点を全方位にわたって表示できるものであって、図１、図２に示すように、１本の光ビームＬＢが１個の光源に対応しており、複数本の光ビームＬＢを照射する複数の光源部２と、光源部２が外周側の所定の取付け面に着脱自在に取り付けられる釣鐘状の本体部３と、光源部２を駆動する電源部（図示せず）とを有し、本体部３に対する光源部２の着脱によって所望の墨出しライン４（基準となる線又は点）を選択して対象物に照射できるように構成されている。
【００２２】
ここで、本体部３は釣鐘状の四面体構造を有しており、複数の光源部２をその外周側を囲むようにして取り付けることで、四方にライン光が照射されるようになっている。図１に示す例では、本体部３の下段側の４つの取付け面３ｃはそれぞれ垂直面からなり、上段側の４つの取付け面３ｄはそれぞれ斜め上方向に向いた傾斜面からなり、頭頂部３ａは水平面からなり、ここでは各取付け面３ａ，３ｃ，３ｄにそれぞれ光源部２が着脱自在に取り付け可能となっている。
【００２３】
ここで、複数の光源部２は、組立を簡便化するためにすべて同一形状をしている。各光源部２は、図３に示すように、光源ブロック２ｃに組み込まれる半導体レーザーＬＤと、所定の位置にピンスポットを結ぶ投光レンズ９及びレンズホルダー２５と、光ビームＬＢをライン光に変換する円柱状のロッドレンズ１０とから構成される。各光源部２を駆動する電源部は、本例では乾電池を用いている。複数の光源部２はそれぞれ本体部３に対してネジ等を用いて自由に着脱可能に取り付けられており、光源部２の着脱によって所望の墨出しライン４を選択できるようになっている。ここにおいて、墨出しライン４は、床面に投影されたものを床墨、壁面に鉛直に投影されたライン光をたち墨４ａと称し、たち墨４ａと直角な鉛直のライン光をかね墨４ｂと称し、水平に投影されたライン光をろく墨４ｃと称する。例えば図２に示すように上段側の４個の光源部２のうち、対角方向に位置する２個の光源部２によりたち墨４ａを表示でき、残りの２個の光源部２によりかね墨４ｂを表示できるようになる。これらたち墨４ａとかね墨４ｂとは天頂部で直角に交差する。また図４に示すように、下段側の４個の光源部２のみを残して他の光源部２をすべて取り外せば、４個の光源部２から３６０°全周にわたってろく墨４ｃを表示できるようになる。なお、本体部３の頭頂部３ａに設けられた光源部２ａからは鉛直下方向にポイント光を照射して床面に引かれた床墨（基準墨）に合致させることで、上段側の光源部２からの光ビームによって床墨の鉛直上方向に対応する天井墨を形成できるようにしている。この天井面の墨出しについては後述する。
【００２４】
しかして、複数の光源部２を釣鐘状の本体部３の周囲を取り囲むように取り付けて全方位にわたってライン光を出射させることで、１つのレーザー墨出し装置１で所望の墨出しライン４を選択して対象物に照射できるようになる。しかも、各光源部２を所望の墨出しライン４を選択できるように本体部３に着脱自在に取り付けているため、光源部２を選択することで必要に応じた墨出し作業（たち墨４ａ、かね墨４ｂ、ろく墨４ｃの各墨出し作業）を行なうことができ、種々の組み合わせを持った墨出しライン４を選択して表示できる。しかも、本体部３に取り付けた複数の光源部２から送出される光ビームＬＢ（墨出し光線）を相互に組合せることにより、墨出しライン４と墨出しポイントとを同時に形成する使用方法も可能となり、墨出し作業の手間と費用を削減できると共に、応用範囲の広い墨出し作業が可能となり、そのうえ光源部２は本体部３から取外すことができるので、光源部２の交換、取り替えの手間が省ける。さらに、複数のレーザー墨出し装置１を用いることなく、墨出しを行うべき所要面全体にわたり墨出し作業をなし得るので、レーザー墨出し装置１の小型化設計が一層容易になるとともにコストダウンを図ることができる。さらに本例では、複数の光源部２はそれぞれ同一形状を持つため、レーザー墨出し装置１の内部構造が単純な構造となり、組み立て性を向上させることができ、また、同一形状であれば１台の光源組立調整装置を用いて最終の装置完成まで一気に組み上げることができるので、製造上、手間が省けて省力化に一層効果的となる。
【００２５】
図５は、釣鐘状の本体部３の１つの取付け面に２つの光源部２を並べて取り付け、基準となる線や点を所望の間隔Ｌで表示できるようにした場合の一例を示している。他の構成は図１の実施形態と同様であり、異なる点だけを述べる。本例では、本体部３の上段側の１つの取付け面３ｄに２個（或いは３個以上も可）の光源部２’，２”を同一方向に向けて取り付けて、垂直方向のライン光４ａ’，４ａ”を２本発生させるようにしている。この２本の垂直方向のライン光４ａ’，４ａ”の間隔Ｌは任意に設定できるので、対象物（壁、天井等）上に２本のライン光４ａ’，４ａ”を表示させて墨出し作業ができる構造となっている。もちろん、垂直方向には限らず、２本の水平方向のライン光を所定間隔で照射するものであってもよい。しかして、複数の光源部２から、同一方向に基準となる線を平行に且つ任意の間隔Ｌで表示できるため、例えば等間隔に物体を配置する作業が容易にできると共に、必要に応じた墨出し作業を簡易に行なえるものである。
【００２６】
図６は、２つの光源部２から互いに所望の角度θで傾斜した基準となるライン光を照射できるようにした場合の一例を示している。他の構成は図１の実施形態と同様であり、異なる点だけを述べる。本例では、上段側の取付け面３ｄの光源部２と下段側の取付け面３ｃの光源部２とから互いに所望の角度θで傾斜した基準となるライン光を照射できるようにしている。ここではロッドレンズ１０の軸を水平方向に向けることで水平なライン光を出力させることができ、鉛直方向に向けることで垂直なライン光を出力させることができるものであり、図６の例では、各光源部２は、光軸を中心に所定の角度で傾斜して取り付けられており、一方の光源部２から照射される垂直方向のライン光４ａ_１と、他方の光源部２から照射される垂直方向のライン光４ａ_２とが、互いにθ（例えば４５°）傾くように、各光源部２を傾けて取り付けてある。しかして、タイルを貼るなどの作業等の場合において、鉛直方向及び水平方向の基準以外に、所定の角度の基準ラインが必要になるときがある。このとき、本例のように、照射できる角度が予め自由に設定できる構造であれば、状況に応じたライン光４ａ_１，４ａ_２を生成することができ、幅広い墨出し作業を行なうことができる。なおライン光４ａ_１，４ａ_２の数及びその角度は図６の例には限定されず、適宜変更自在である。この結果、基準となる線を広い角度で照射できると共に、必要に応じた墨出し作業を行なえるものである。
【００２７】
図７は、釣鐘状の本体部３の頭頂部３ａに設けられた光源部２ａから鉛直下方向Ｃにポイント光を照射して床面に引かれた床墨（基準墨）に合致させることで、上段側の光源部２からの光ビームによって床墨の鉛直上方向に対応する天井墨（基準となる線又は点）を形成する場合の一例を示している。本体部３はケーシング４０内に収容され、ケーシング４０に形成した開口部を介してケーシング４０外部に帯状ないし扇状に光ビームＬＢが送出されるようになっている。なお図７中の１１は本体部３を支持する支持部材、７は衝撃緩和のための緩衝材、１２は底板１２である。他の構成は図１の実施形態と同様であり、異なる点だけを述べる。本例では、天井面での墨出しを行なうにあたって、図７（ａ）（ｂ）で示すように、本体部３の頭頂部３ａに設けた光源部２ａから鉛直下方向Ｃにポイント光を照射して、図示省略した床面に引かれた床墨（基準墨）にライン光を合致させる。このとき上段側の光源部２から天井面上に生成される垂直方向のライン光（通り芯）の交点がレーザー墨出し装置１の鉛直上方向となる。つまり、レーザー墨出し装置１からの鉛直下方向Ｃのポイント光を床墨に合わせるだけで下ポイント〜鉛直上ポイント（交点）が求められ、この交点が床墨の鉛直方向に対応する天井墨を形成する。またこのとき各光源部２，２ａからの墨出しラインは床面、壁面、天井面にわたって連続した墨出しラインで表されるので、これら相互の位置関係も同時に設定することができる。従って、複数のレーザー墨出し装置１を用いることなく、天井の墨出し作業が簡便に行なえるようになる。
【００２８】
図８は、釣鐘状の本体部３をジンバル機構５により鉛直状態になるように垂下して揺動自在に支持した場合の一例を示している。他の構成は図１の実施形態と同様であり、異なる点だけを述べる。図８（ａ）に示す例では、本体部３の内側に筒形の支持部材１１が配置されている。支持部材１１の下端部は図８（ｂ）に示すように、衝撃緩和のための緩衝材７を介して底板１２に支持されている。支持部材１１の上部には、支持部材１１の縦軸と直交する水平なＡ軸方向に沿って一対の側壁１３，１３が対向して設けられ、Ａ軸方向と直交する水平なＢ軸方向には切欠き部１４，１４がそれぞれ開口している。図８（ａ）に示すＢ軸方向に沿ってジンバル軸６が配置されている。なおジンバル軸６は図８（ｂ）では図示を省略している。ジンバル軸６の両端部は支持部材１１の切欠き部１４，１４から支持部材１１の外側に突出しており、ジンバル軸６の両端部に設けた一対の第１ベアリング１５，１５が、本体部３のＢ軸方向における２側壁に設けた一対のベアリング取付部１７にそれぞれ取り付けられており、ジンバル軸６は第１ベアリング１５によって本体部３に対してＢ軸回りに回転自在となっている。さらに、ジンバル軸６の中央部の左右両端部には一対の第２ベアリング１６，１６が設けられ、この一対の第２ベアリング１６，１６は支持部材１１のＡ軸方向における２側壁１３，１３に設けたベアリング取付部１８にそれぞれ取り付けられており、ジンバル軸６は第２ベアリング１６により支持部材１１に対してＡ軸回りに回転自在となっている。これにより、本体部３は、二次元平面内の互いに直交するＡ軸回りとＢ軸回りに各々回転自在とされたジンバル軸６を介して支持部材１１にて支持された構造となり、墨出し作業時に本体部３が揺動して鉛直状態より外れた場合にも、ジンバル軸６が二次元平面で揺動することで、本体部３はその自重で常時鉛直を保つようになり、これにより本体部３は傾きのない所定の姿勢に戻されるので、正確な鉛直光線または水平光線を投射することができるようになっている。しかして、本体部３がジンバル機構５によって常時鉛直に保たれることで、光源部２からの光ビームＬＢの照射方向を安定化させることができ、墨出し作業の精度を高めることができる。また二自由度のジンバル軸６は本体部３の内側に配置されているので、装置の外形を小型化できるものである。
【００２９】
図９は図８の変形例を示し、ジンバル機構５のジンバル軸６が本体部３の内側から外側に突出し且つ本体部３の外側に取り付けられている光源部２の先端２ｂよりも外側に突出しないように設置される場合の一例を示している。他の構成は図９の実施形態と同様であり、異なる点だけを述べる。本例では、図９（ａ）のＢ軸方向に沿って配置されるジンバル軸６（図９（ｂ）では図示省略）の両端部が支持部材１１の切欠き部１４，１４から支持部材１１の外側に突出し、さらに本体部３に設けた開口３ｂを貫通して本体部３の外側に突出している。この本体部３の外側に突出したジンバル軸６の両端部に設けた第１ベアリング１５，１５は、本体部３の外側で且つ光源部２の先端２ｂよりも外側に突出しない位置に配置されていると共に、第１ベアリング１５，１５は底板１２から立設された柱状のベアリング受け部材（図示せず）に取り付けられている。なお、ジンバル軸６の第２ベアリング１６，１６は支持部材１１に回転自在に支持される点は図８の場合と同様である。しかして、本例ではジンバル軸６によって装置の安定性を高めることができる効果に加えて、ジンバル軸６の両端部を本体部３の外側に突出させることによって、ジンバル軸６の第１ベアリング１５，１５を本体部３の内側ではなく、本体部３の外側で組み立て可能となり、組立が容易になるという効果も得られる。
【００３０】
図１０は、図８又は図９に示したジンバル機構５を支持する支持部材１１を緩衝材７を介して底板１２に支持した場合の一例を示している。他の構成は図８又は図９の実施形態と同様であり、異なる点だけを述べる。本例では、レーザー墨出し装置１の底板１２と支持部材１１との間に緩衝材７を挟み込んである。ちなみにレーザー墨出し装置１は高精度を維持するために、落下や転倒などの衝撃からジンバル機構５や光源部２を保護する必要がある。このため衝撃がこれらのジンバル機構５等に伝わり難くするために本発明では緩衝材７を設けている。緩衝材７としてはスポンジや軟らかいウレタンゴムシート等が使用される。しかして、緩衝材７によって落下衝撃、転倒衝撃等を緩和させることができる、レーザー墨出し装置１の衝撃に対する強度を高めることができる。
【００３１】
また、前記図８、図９ではジンバル機構５を用いた場合を説明したが、本体部３の傾きを補正する場合の例として、図１１に示すように、本体部３の所望位置からの傾き角度を検出してその傾きを補正する手段を設けるようにしてもよい。他の構成は図１の実施形態と同様であり、異なる点だけを述べる。本例では、台座７０に本体部３を載置すると共に、台座７０に本体部３の傾斜角度を検出する角度検出部１９を設けてあり、この角度検出部１９によって傾斜に応じた角度だけ本体部３の傾きを補正するようにしている。これにより、本体部３の傾きを補正して、常に水準線が保たれるようにすることができ、高精度な墨出し作業が行なえる。なお、角度検出部１９は、気泡管などを有した傾斜センサ２０でよく、これからの傾斜信号を補正部に送って演算処理し、補正角度を求めて、補正角度に応じた分だけピストン等の駆動部２１を矢印方向イに移動させるようにしてもよい。
図１２、図１３は、複数の光源部２の光路を選択的に遮断する光路切換部８を備えた場合の一例を示している。他の構成は図１１の実施形態と同様であり、異なる点だけを述べる。本例では、墨出し作業を行なうにあたって、全方位の墨出しラインが必要とされない場合は、図１２に示すように、不要な墨出しラインを取り除くために光路を遮断する光路切換部８を設置し、必要に応じた墨出しラインのみを生成するものである。ここでは、光路切換部８は光路を機械的に遮断する場合を説明する。その一例として光路切換部８は光路を遮断するためのシャッター２２と、シャッター２２を駆動するシャッター駆動部２３とからなる。シャッター２２を鉛直方向ロに駆動させることで、下段側の光源部２と上段側の光源部２とのいずれかに切り換えて遮断できるようになる。またシャッター２２等の機械的手段を用いて遮断することで、必要に応じた墨出し作業ができると共に、シャッター２２等の機械的手段によって光路切換部８の構成が簡易となる。
【００３２】
図１３（ａ）は、図１２の変形例として光路切換部８を光源部２を駆動する電源を電気的に開閉する場合の一例を示し、図１３（ｂ）は、各光源部２において光源駆動部５０とスイッチＳＷと電源Ｗとを備えた場合の一例を示している。なお図１３（ｂ）中において８０は光源ブロック２ｃに設けられた穴であり、この穴８０に半導体レーザーＬＤが光軸方向ハに沿って圧入されるようになっている。他の構成は図３の実施形態と同様である。ここでは、光路の切り換えを、スイッチＳＷ等の電気的手段を用いて行なうことで、光路を電気的に開閉するものであり、このように光路を切り換えることで、例えば、部屋内のコンセント取り付け孔の位置を揃えたいときは、水平ラインのみ出射すればよいものであり、必要に応じた墨出し作業が行なえるようになる。そのうえ不要な出射をなくすことで、電源の節約にもなると共に、長寿命にも効果がある。
【００３３】
図１４は、光源部２が半導体レーザーＬＤを圧入して光軸方向ハの焦点位置調整を行なう構造となっている場合の一例を示している。他の構成は図３の実施形態と同様であり、異なる点だけを述べる。図１４は光源ブロック２ｃの断面図であり、投光レンズ９と半導体レーザーＬＤの位置関係は、半導体レーザーＬＤの発光点を点光源とみなすと、平行な光ビームを取り出すために、投光レンズ９の焦点位置に発光ポイントを設定する必要がある。すなわち、焦点位置と発光ポイントを高精度に合致させるように、半導体レーザーＬＤを光軸方向ハに調整する必要がある。本例では、半導体レーザーＬＤのステム部を図１４の矢印方向ハに向かって光源ブロック２ｃに設けられた穴８０に圧入することで実現している。なお投光レンズ９は焦点位置調整時は固定しておく。しかして、半導体レーザーＬＤの光軸方向ハの焦点位置調整作業を容易に行なうことができるので、組立作業性が向上すると共に、高精度な墨出し作業を実現できる。
【００３４】
図１５は、光源部２が半導体レーザーＬＤに対して投光レンズ９を焦点平面上でスライドさせて光軸の位置調整を行なう構造となっている場合の一例を示している。他の構成は図１４の実施形態と同様であり、異なる点だけを述べる。ちなみに、光源ブロック２ｃに組み込まれる投光レンズ９と半導体レーザーＬＤの位置関係は、半導体レーザーＬＤの発光点の光軸に対して投光レンズ９の光軸を合致させ、光源部２の基準面と光ビームの出射方向を互いに平行になるように設定する必要がある。すなわち、互いの光軸を合致させる必要がある。本例では、図１５に示すように、投光レンズ９の座面をスライドさせることで実現している。つまり投光レンズ９を組み込むレンズホルダー２５を図１５の水平方向ニ又は鉛直方向ホの直交する２軸方向に往復移動させることで調整を行なうようにしている。調整は、光源部２に設けられた調整用穴にピンを差し込んでレンズホルダー２５を押すことで行なうものであり、これにより光軸調整作業を容易に行なうことができ、組立作業性が向上すると共に、高精度な墨出し作業を実現できるものである。
【００３５】
以上、本発明のレーザー墨出し装置１の実施形態を説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、この実施形態では、墨出し光線としてレーザー光を用いたが、その他の線状光線も用い得るものである。なお、光源部２の数は必ずしも９個に限られるものではなく、また複数個に限らず、単一の光源部２のみを備えたものであってもよいものである。
【００３６】
【発明の効果】
上述のように請求項１記載の発明にあっては、対象物に光ビームを照射して、基準となる線や点を全方位にわたって表示できるレーザー墨出し装置において、光ビームを照射する単一或いは複数の光源部と、光源部が外周側の所定の取付け面に着脱自在に取り付けられる釣鐘状の本体部と、光源部を駆動する電源部とを有し、本体部に対する光源部の着脱によって所望の墨出しラインを選択して対象物に照射できるように構成されているので、単一或いは複数の光源部を釣鐘状の本体部の所定の取付け面に着脱自在に取り付けることで、種々の組み合わせを持った所望の墨出しラインを選択して対象物に表示できる。しかも、光源部によって墨出しラインを全方位にわたって表示でき、応用範囲の広い墨出し作業が可能となると共に、光源部の着脱によって必要に応じた墨出しラインのみが表示可能となる。従って、墨出し作業がはかどるうえに、光源部の交換、取り替え等も容易となり、そのうえ複数のレーザー墨出し装置を用いることなく、墨出しを行うべき所要面全体にわたり墨出し作業をなし得るので、小型で安価にレーザー墨出し装置を製作することができるものである。
【００３７】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上記本体部に１つの取付け面に複数の光源部を取り付け、基準となる線や点を所望の間隔で表示できるようにしたので、例えば１つの取付け面に並べて取り付けた複数の光源部から同一方向に基準となる線を平行に且つ任意の間隔で表示することができ、例えば等間隔に物体を配置する作業が容易にできるなど、必要に応じた墨出し作業を行なうことができる。
【００３８】
また請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、上記複数の光源部は、互いに所望の角度で傾斜した基準となるライン光を照射できるので、例えばタイルを貼るなどの作業の場合のように鉛直方向及び水平方向の基準以外に、所定の角度の基準ラインが必要になるときがある場合において、照射できる角度を予め自由に設定できる構造とすることで、状況に応じた墨出しラインを広い角度で生成することができ、必要に応じた墨出し作業を幅広い範囲で行なうことができる。
【００３９】
また請求項４記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上記本体部の頭頂部に設けられた光源部から鉛直下方向にポイント光を照射して床面に引かれた床墨に合致させることで、他の光源部からの光ビームによって床墨の鉛直上方向に対応する天井墨を形成するので、複数のレーザー墨出し装置を用いることなく、天井の墨出し作業が簡便且つ高精度で行なえるものである。
【００４０】
また請求項５記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上記本体部をジンバル機構により鉛直状態になるように垂下して揺動自在に支持したので、ジンバル機構によって本体部はその自重で鉛直状態を保たれるようになり、これにより本体部は傾きのない所定の姿勢に保持され、これによって正確な鉛直光線または水平光線を投射することができる結果、光源部からの光ビームの照射方向を安定化させることができ、墨出し作業の精度を高めることができる。
【００４１】
また請求項６記載の発明は、請求項５記載の効果に加えて、上記ジンバル機構のジンバル軸は本体部の内側に配置されているので、レーザー墨出し装置の外形を小型化することができる。
【００４２】
また請求項７記載の発明は、請求項５記載の効果に加えて、上記ジンバル機構のジンバル軸は、本体部の内側から外側に突出し且つ本体部の外側に取り付けられている光源部の先端よりも外側に突出しないように設置されているので、ジンバル軸を本体部の外側で支持可能となり、組み立てが容易となり、しかもジンバル軸の先端が光源部の先端よりも外側に突出しないことでレーザー墨出し装置の小型化を図ることができる。
【００４３】
また請求項８記載の発明は、請求項５記載の効果に加えて、上記ジンバル機構を支持する支持部材に緩衝材を設けたので、緩衝材によって持ち運び等の際の落下や転倒などの衝撃からジンバル機構や光源部を保護することができ、衝撃に対する強度を高めることができ、レーザー墨出し装置の高精度化を維持できる。
【００４４】
また請求項９記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上記本体部の所望位置からの傾き角度を検出してその傾きを補正する手段を備えているので、本体部の傾きを補正して常に水準線が保たれるようにすることができ、高精度な墨出し作業が行なえるものである。
【００４５】
また請求項１０記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上記光源部の光路を選択的に遮断する光路切換部を備えているので、全方位の墨出しラインが必要とされない場合には光路切換部によって不要な墨出しラインを取り除くことができ、必要に応じた墨出しラインのみを生成でき、必要に応じた墨出し作業を効率的に行なうことができる。
【００４６】
また請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の効果に加えて、上記光路切換部は光路を機械的に遮断するので、必要に応じた墨出し作業を行なうにあたって、例えばシャッター等の機械的手段によって光路切換部の構成を簡易にすることができる。
【００４７】
また請求項１２記載の発明は、請求項１０記載の効果に加えて、上記光路切換部は光源部を駆動する電源を電気的に開閉するので、必要に応じた墨出し作業を行なうにあたって、光路の切り換えをスイッチ等の電気的手段を用いて行なうことが可能となる。
【００４８】
また請求項１３記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上記光源部は、半導体レーザーを圧入して光軸方向の焦点位置調整ができるように構成されているので、半導体レーザーの焦点位置と発光ポイントとを高精度に合致させることが容易となり、組立作業性が向上すると共に、焦点調整作業を容易に且つ高精度で行なうことで、高精度な墨出し作業を実現できる。
【００４９】
また請求項１４記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上記光源部は、半導体レーザーに対して投光レンズを焦点平面上でスライドさせて光軸の位置調整ができるように構成されているので、半導体レーザーの発光点の光軸に対して投光レンズの光軸を合致させることが容易となり、組立作業性が向上すると共に、光軸調整作業を容易且つ高精度で行なうことができ、高精度な墨出し作業を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す斜視図である。
【図２】同上の垂直ライン光と水平ライン光の説明図である。
【図３】同上の光源部の分解斜視図である。
【図４】同上の水平ライン光のみを表示する場合の説明図である。
【図５】同上の２本の垂直ライン光を間隔をあけて表示する場合の説明図である。
【図６】同上の２本の垂直ライン光を傾斜させて表示する場合の説明図である。
【図７】（ａ）は他の実施形態の断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図８】（ａ）は更に他の実施形態の平面図、（ｂ）は断面図である。
【図９】（ａ）は更に他の実施形態の平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１０】更に他の実施形態の説明図である。
【図１１】更に他の実施形態の説明図である。
【図１２】更に他の実施形態の説明図である。
【図１３】（ａ）は更に他の実施形態の説明図、（ｂ）は（ａ）の各光源部において光源駆動部とスイッチと電源とを備えた場合の説明図である。
【図１４】更に他の実施形態の破断した斜視図である。
【図１５】更に他の実施形態の破断した斜視図である。
【符号の説明】
１　レーザー墨出し装置
２，２ａ　光源部
２ｂ　先端
３　本体部
３ａ　頭頂部
４　墨出しライン
５　ジンバル機構
６　ジンバル軸
７　緩衝材
８　光路切換部
９　投光レンズ
Ｃ　鉛直下方向
Ｄ　墨出しラインの間隔
ＬＢ　光ビーム
ＬＤ　半導体レーザー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser marking device for marking a reference line on a wall or a ceiling by laser irradiation in house construction or electric construction.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when performing architectural work or partitioning a room, a laser beam projects a vertical reference line called a sashimi or “tatami” from the wall surface to the ceiling or floor, or “black ink” on the wall. There is known a laser marking device that projects a horizontal reference line called "".
[0003]
One example is disclosed in JP-A-2001-264063. This is to generate omnidirectional line light by reflecting a light beam from a light source section installed in a main body section to a cone-shaped mirror.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, only a single line light can be generated in a predetermined direction. In other words, since there is only one light source for the line light in each direction, there is a drawback that only a single blackout line can be drawn. In addition, the angle of the blackout line is fixed, and the blackout work is limited. There is a disadvantage that it is done.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional example, and has as its object to select a desired blackout line having various combinations and display it on an object. The light source unit can display the blackout line in all directions, enabling a wide range of application of the blackout line, and also enabling the display of only the blackout line as needed by attaching and detaching the light source unit. In addition, it is easy to replace and replace the light source unit, and to provide a small and inexpensive laser marking device. Another purpose is to provide a line from multiple light source units in the same direction as a reference. Is to provide a laser marking device capable of displaying the marks in parallel and at arbitrary intervals. Another object is to generate a marking line according to the situation at a wide angle. It is an object of the present invention to provide a laser marking device capable of performing a marking operation as required in a wide range, and another object is to perform a marking operation of a ceiling ink easily and accurately. It is another object of the present invention to provide a laser marking device capable of performing a laser marking device that can stabilize the direction of irradiation of a light beam from a light source unit and increase the accuracy of a marking device. Another object of the present invention is to provide a laser marking device that can be easily assembled. Another object of the present invention is to provide a laser marking device that can increase the strength against impact. The object of the present invention is to provide a laser marking device that can perform a high-precision marking operation by correcting the inclination of the main body so that the level line is always maintained. Another object of the present invention is to provide a laser marking device capable of removing unnecessary marking lines and efficiently performing a marking operation as needed. An object of the present invention is to provide a laser marking device capable of performing an adjusting operation easily and with high accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a laser marking device that irradiates an object with a light beam LB to display a reference line or point in all directions. One or a plurality of light source units 2, a bell-shaped main body unit 3 in which the light source unit 2 is detachably mounted on a predetermined mounting surface on the outer peripheral side, and a power supply unit for driving the light source unit 2; The light source unit 2 is configured to be able to select and irradiate a desired blackout line 4 to an object by attaching and detaching the light source unit 2 to and from the light source unit 2. Can be detachably mounted on a predetermined mounting surface of the bell-shaped main body portion 3 so that a desired blackout line 4 having various combinations can be selected and displayed on an object.
[0007]
Further, it is preferable that a plurality of light source units 2 are mounted on one mounting surface of the main body unit 3 and a reference line or point is displayed at a desired interval L. In this case, for example, the light sources 2 are mounted side by side on one mounting surface. The reference lines can be displayed in parallel in the same direction at an arbitrary interval L from the plurality of light source units 2, and, for example, the work of arranging objects at equal intervals can be easily performed.
[0008]
Further, it is preferable that the plurality of light source units 2 can irradiate a reference line light inclined at a desired angle with respect to each other. In this case, for example, as in the case of work such as attaching a tile, the reference in the vertical direction and the horizontal direction is preferable. In addition to the above, when there is a case where a reference line having a predetermined angle is required in some cases, the irradiation angle can be freely set in advance so that the blackout line 4 according to the situation can be generated at a wide angle. it can.
[0009]
In addition, by irradiating point light in a vertically downward direction C from the light source unit 2a provided on the top 3a of the main body unit 3 so as to match the black ink drawn on the floor surface, the light from the other light source units 2 is emitted. It is preferable to form a ceiling black corresponding to a vertically upward direction of the floor black by the beam. In this case, the blacking operation of the ceiling can be performed simply and accurately without using a plurality of laser blacking devices 1.
[0010]
Further, it is preferable that the main body 3 is suspended vertically by the gimbal mechanism 5 so as to be swingable. In this case, the main body 3 is maintained vertically by its own weight by the gimbal mechanism 5. As a result, the main body 3 is held in a predetermined posture without inclination, and thereby it is possible to project an accurate vertical ray or horizontal ray.
[0011]
The gimbal shaft 6 of the gimbal mechanism 5 is preferably disposed inside the main body 3, and in this case, the outer shape of the laser marking device 1 can be reduced in size.
[0012]
The gimbal shaft 6 of the gimbal mechanism 5 is installed so as to protrude outward from the inside of the main body 3 and not to protrude outside the tip 2b of the light source 2 attached to the outside of the main body 3. In this case, it is preferable to dispose the gimbal shaft 6 outside the main body 3 to facilitate the assembly, and since the tip of the gimbal shaft 6 does not protrude outside the tip 2b of the light source 2, laser marking is performed. The size of the device 1 can be reduced.
[0013]
Further, it is preferable to provide a cushioning material 7 on the support member 11 that supports the gimbal mechanism 5. In this case, the cushioning material 7 protects the gimbal mechanism 5 and the light source unit 2 from an impact such as dropping or falling when carrying or the like. And the strength against impact can be increased.
[0014]
Further, it is preferable to provide a means for detecting the inclination angle of the main body 3 from a desired position and correcting the inclination. In this case, the inclination of the main body 3 is corrected so that the level line is always maintained. Can be
[0015]
Further, it is preferable that an optical path switching unit 8 for selectively blocking the optical path of the light source unit 2 is provided. In this case, when the omnidirectional blackout line 4 is not required, the optical path switching unit 8 causes unnecessary black lines. Only the delivery line 4 can be removed, and the blackout work can be efficiently performed as needed.
[0016]
Further, it is preferable that the optical path switching unit 8 mechanically cuts off the optical path. In this case, when performing a blackout operation as necessary, the configuration of the optical path switching unit 8 is simplified by mechanical means such as a shutter. be able to.
[0017]
It is preferable that the optical path switching section 8 electrically opens and closes a power supply for driving the light source section 2. In this case, when performing a blackout operation as required, the optical path is switched using an electric means such as a switch. Can be done. Further, by switching the optical path, for example, when it is desired to align the positions of the outlet mounting holes in the room, only the horizontal line needs to be emitted, which saves power and has an effect on long life.
[0018]
Further, the light source unit 2 is preferably configured so that the focus position in the optical axis direction can be adjusted by press-fitting the semiconductor laser LD. In this case, the focus position and the light emitting point of the semiconductor laser LD can be accurately determined. It is easy to match, and the focus adjustment operation can be performed easily and with high accuracy.
[0019]
The light source section 2 is preferably configured so that the light projecting lens 9 can be slid on the focal plane with respect to the semiconductor laser LD to adjust the position of the optical axis. In this case, the light emission of the semiconductor laser LD is preferable. It becomes easy to match the optical axis of the light projecting lens 9 with the optical axis of the point, and the optical axis adjustment operation can be performed easily and with high accuracy.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
[0021]
The laser marking device 1 of the present embodiment can irradiate an object with a light beam LB and display a reference line or point in all directions. As shown in FIGS. The light beams LB correspond to one light source, a plurality of light source units 2 for irradiating the plurality of light beams LB, and a bell which is detachably mounted on a predetermined mounting surface on the outer peripheral side. It has a main body 3 in a shape of a letter, and a power supply section (not shown) for driving the light source section 2. A desired blackout line 4 (a reference line or point) is formed by attaching and detaching the light source section 2 to and from the main body section 3. It is configured to be able to selectively irradiate an object.
[0022]
Here, the main body 3 has a bell-shaped tetrahedral structure, and a plurality of light sources 2 are attached so as to surround the outer periphery thereof, so that line light is emitted in all directions. In the example shown in FIG. 1, the four lower mounting surfaces 3c of the main body 3 are each formed of a vertical surface, and the four upper mounting surfaces 3d are each formed of a slant surface facing obliquely upward. Is a horizontal plane, and here, the light source unit 2 can be detachably attached to each of the attachment surfaces 3a, 3c, 3d.
[0023]
Here, the plurality of light source units 2 all have the same shape in order to simplify assembly. As shown in FIG. 3, each light source unit 2 converts a light beam LB into a line light, a semiconductor laser LD incorporated in the light source block 2c, a light projecting lens 9 and a lens holder 25 connecting a pin spot at a predetermined position. And a cylindrical rod lens 10. In this example, a dry cell is used as a power supply unit for driving each light source unit 2. The plurality of light source sections 2 are freely detachably attached to the main body section 3 using screws or the like, and a desired blackout line 4 can be selected by attaching or detaching the light source sections 2. In this case, the black-out line 4 is referred to as floor ink and the line light vertically projected on the wall surface is referred to as floor black 4a. And the horizontally projected line light is referred to as black ink 4c. For example, as shown in FIG. 2, among the four light source units 2 on the upper side, the black light 4 a can be displayed by the two light source units 2 located diagonally, and the black light is displayed by the remaining two light source units 2. 4b can be displayed. These inks 4a and 4b intersect at a right angle at the zenith. Also, as shown in FIG. 4, if all of the other light source units 2 are removed except for the lower four light source units 2, the black ink 4c can be displayed from the four light source units 2 over the entire 360 ° circumference. become. The light source 2a provided on the top 3a of the main body 3 emits point light vertically downward to match the black ink (reference black) drawn on the floor surface, so that the upper light source The ceiling beam corresponding to the vertically upward direction of the floor ink can be formed by the light beam from the section 2. The marking of the ceiling surface will be described later.
[0024]
Thus, a plurality of light source units 2 are attached so as to surround the periphery of the bell-shaped main body unit 3 to emit line light in all directions, so that one laser marking device 1 selects a desired marking line 4. Then, the object can be irradiated. In addition, since each light source unit 2 is detachably attached to the main body unit 3 so that a desired blackout line 4 can be selected, the blackout work (tachi 4a, black ink 4a, Each of the black ink lines 4b and 6c can be selected, and the black ink lines 4 having various combinations can be selected and displayed. Moreover, by combining the light beams LB (marking light rays) sent from the plurality of light sources 2 attached to the main body 3 with each other, a method of simultaneously forming the marking line 4 and the marking point is also possible. In addition to reducing the labor and cost of the blackout operation, the blackout operation can be performed in a wide range of applications. In addition, since the light source unit 2 can be removed from the main body unit 3, replacement and replacement of the light source unit 2 is reduced. Can be omitted. Furthermore, since it is possible to perform the blacking operation on the entire required surface where the blacking is to be performed without using a plurality of laser blacking devices 1, it is easier to reduce the size of the laser blacking device 1 and to reduce the cost. be able to. Furthermore, in this example, since the plurality of light source units 2 have the same shape, the internal structure of the laser marking device 1 has a simple structure, and the assemblability can be improved. By using the light source assembling / adjusting device, the device can be assembled at a stroke until the final device is completed. This saves time and effort in manufacturing, and is more effective in labor saving.
[0025]
FIG. 5 shows an example in which two light source units 2 are mounted side by side on one mounting surface of a bell-shaped main body unit 3 so that a reference line or point can be displayed at a desired interval L. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 1, and only different points will be described. In this example, two (or even three or more) light sources 2 ′ and 2 ″ are mounted on one mounting surface 3 d on the upper side of the main body 3 in the same direction, and the vertical line light 4 a ', 4a "are generated. Since the interval L between the two vertical line lights 4a ', 4a "can be set arbitrarily, the two line lights 4a', 4a" are displayed on an object (wall, ceiling, etc.) and ink is extracted. It has a structure that allows work. Of course, not limited to the vertical direction, two horizontal line lights may be irradiated at predetermined intervals. Thus, since the reference lines can be displayed in parallel in the same direction at an arbitrary interval L from the plurality of light source units 2, for example, the work of arranging the objects at equal intervals can be easily performed, and the black as required. This makes it possible to easily perform the putting out operation.
[0026]
FIG. 6 shows an example in which two light source units 2 can emit reference line light inclined at a desired angle θ with respect to each other. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 1, and only different points will be described. In this example, the light source unit 2 on the upper mounting surface 3d and the light source unit 2 on the lower mounting surface 3c can emit reference line light inclined at a desired angle θ with respect to each other. Here, by directing the axis of the rod lens 10 in the horizontal direction, horizontal line light can be output, and by directing the axis of the rod lens 10 in the vertical direction, vertical line light can be output. In the example of FIG. Each of the light source units 2 is attached to be inclined at a predetermined angle about the optical axis, and the vertical line light 4a emitted from one of the light source units 2 is provided. ₁ And the vertical line light 4a emitted from the other light source unit 2. ₂ Are inclined and attached to each other so that they are inclined to each other by θ (for example, 45 °). Thus, in the case of work such as attaching a tile, a reference line having a predetermined angle may be required in addition to the reference in the vertical and horizontal directions. At this time, if the irradiation angle can be freely set in advance as in this example, the line light 4a according to the situation may be used. ₁ , 4a ₂ Can be generated, and a wide range of blackout operations can be performed. The line light 4a ₁ , 4a ₂ The number and the angles are not limited to the example of FIG. 6 and can be changed as appropriate. As a result, it is possible to irradiate a reference line at a wide angle and to perform a blackout operation as needed.
[0027]
FIG. 7 shows that the light source 2a provided on the crown 3a of the bell-shaped main body 3 emits a point light in a vertically downward direction C to match the black ink (reference black) drawn on the floor surface. An example is shown in which a ceiling black (a reference line or point) corresponding to a vertically upward direction of the floor black is formed by a light beam from the light source unit 2 on the upper side. The main body 3 is accommodated in the casing 40, and the light beam LB is transmitted to the outside of the casing 40 through the opening formed in the casing 40 in a belt shape or a fan shape. In FIG. 7, reference numeral 11 denotes a support member for supporting the main body 3, reference numeral 7 denotes a cushioning material for cushioning impact, and reference numeral 12 denotes a bottom plate 12. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 1, and only different points will be described. In this example, when performing blackout on the ceiling surface, as shown in FIGS. 7A and 7B, point light is emitted in a vertically downward direction C from a light source unit 2 a provided on the top 3 a of the main unit 3. Then, the line light is made to match the black ink (reference black) drawn on the floor (not shown). At this time, the intersection of the vertical line light (core) generated on the ceiling surface from the light source unit 2 on the upper stage becomes the vertically upward direction of the laser marking device 1. In other words, just by matching the point light in the vertical downward direction C from the laser marking device 1 to the floor ink, a lower point to a vertical upper point (intersection) is obtained, and this intersection is used to determine the ceiling ink corresponding to the vertical direction of the floor ink. Form. Further, at this time, since the blackout lines from the respective light source units 2 and 2a are represented by continuous blackout lines over the floor surface, wall surface, and ceiling surface, their mutual positional relationship can be set at the same time. Therefore, the ceiling marking operation can be easily performed without using a plurality of laser marking devices 1.
[0028]
FIG. 8 shows an example of the case where the bell-shaped main body 3 is suspended vertically by the gimbal mechanism 5 so as to be in a vertical state. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 1, and only different points will be described. In the example shown in FIG. 8A, a cylindrical support member 11 is arranged inside the main body 3. As shown in FIG. 8B, the lower end of the support member 11 is supported by a bottom plate 12 via a cushioning member 7 for cushioning the impact. A pair of side walls 13, 13 are provided on the upper portion of the support member 11 so as to face each other along a horizontal A-axis direction orthogonal to the longitudinal axis of the support member 11, and in a horizontal B-axis direction orthogonal to the A-axis direction. Are open at the notches 14, 14, respectively. The gimbal shaft 6 is arranged along the B-axis direction shown in FIG. The gimbal shaft 6 is not shown in FIG. Both ends of the gimbal shaft 6 protrude outside of the support member 11 from the notches 14, 14 of the support member 11, and a pair of first bearings 15, 15 provided at both ends of the gimbal shaft 6 are connected to the main body 3. The gimbal shaft 6 is rotatable around the B-axis with respect to the main body 3 by the first bearing 15 by being attached to a pair of bearing mounting portions 17 provided on two side walls in the B-axis direction. Further, a pair of second bearings 16, 16 are provided at the left and right ends of the central portion of the gimbal shaft 6, and the pair of second bearings 16, 16 are provided on two side walls 13, 13 of the support member 11 in the A-axis direction. The gimbal shaft 6 is rotatable around the A-axis with respect to the support member 11 by the second bearing 16 by being attached to the provided bearing attachment portions 18 respectively. As a result, the main body 3 has a structure supported by the support member 11 via the gimbal shaft 6 that is rotatable about the A-axis and the B-axis that are orthogonal to each other in the two-dimensional plane. Even when the main body 3 swings out of the vertical state sometimes, the gimbal shaft 6 swings in a two-dimensional plane, so that the main body 3 always keeps vertical by its own weight. Since the part 3 is returned to a predetermined posture without inclination, it can project an accurate vertical ray or horizontal ray. Thus, since the main body 3 is always kept vertically by the gimbal mechanism 5, the irradiation direction of the light beam LB from the light source 2 can be stabilized, and the accuracy of the blackout operation can be improved. Since the two-degree-of-freedom gimbal shaft 6 is arranged inside the main body 3, the outer shape of the device can be reduced.
[0029]
FIG. 9 shows a modification of FIG. 8, in which the gimbal shaft 6 of the gimbal mechanism 5 projects outward from the inside of the main body 3 and outwards beyond the tip 2b of the light source 2 attached to the outside of the main body 3. An example is shown in which the device is not installed. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 9, and only different points will be described. In this example, both ends of the gimbal shaft 6 (not shown in FIG. 9B) arranged along the B-axis direction in FIG. And projecting outside the main body 3 through an opening 3b provided in the main body 3. The first bearings 15, 15 provided at both ends of the gimbal shaft 6 protruding outside the main body 3 are arranged at positions outside the main body 3 and not protruding outside the front end 2 b of the light source 2. At the same time, the first bearings 15 and 15 are attached to a columnar bearing receiving member (not shown) erected from the bottom plate 12. Note that the second bearings 16 and 16 of the gimbal shaft 6 are rotatably supported by the support member 11 as in the case of FIG. In this embodiment, in addition to the effect that the stability of the device can be enhanced by the gimbal shaft 6, the first bearing 15 of the gimbal shaft 6 is formed by projecting both ends of the gimbal shaft 6 to the outside of the main body 3. , 15 can be assembled outside the main body 3, not inside the main body 3, and the effect that the assembling becomes easy can be obtained.
[0030]
FIG. 10 shows an example of a case where the support member 11 supporting the gimbal mechanism 5 shown in FIG. 8 or 9 is supported on the bottom plate 12 via the cushioning material 7. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 8 or FIG. 9, and only different points will be described. In this example, the cushioning material 7 is sandwiched between the bottom plate 12 and the support member 11 of the laser marking device 1. Incidentally, in order to maintain high accuracy, the laser marking device 1 needs to protect the gimbal mechanism 5 and the light source 2 from impacts such as dropping and falling. Therefore, in order to make it difficult for the impact to be transmitted to the gimbal mechanism 5 and the like, the cushioning member 7 is provided in the present invention. As the cushioning material 7, a sponge, a soft urethane rubber sheet, or the like is used. Thus, the shock resistance of the laser marking device 1, which can reduce the drop impact, the fall impact, and the like, can be increased by the cushioning material 7.
[0031]
8 and 9, the case where the gimbal mechanism 5 is used has been described. As an example of correcting the tilt of the main body 3, as shown in FIG. Means for detecting the angle and correcting the inclination may be provided. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 1, and only different points will be described. In this example, the main body 3 is placed on the pedestal 70, and the pedestal 70 is provided with an angle detection unit 19 for detecting an inclination angle of the main body 3, and the angle detection unit 19 controls the main body 3 by an angle corresponding to the inclination. The inclination of the section 3 is corrected. Thus, the inclination of the main body 3 can be corrected so that the level line is always maintained, and a high-precision blackout operation can be performed. Note that the angle detection unit 19 may be an inclination sensor 20 having a bubble tube or the like. The inclination signal is sent to the correction unit and is subjected to arithmetic processing to determine a correction angle. The drive unit 21 may be moved in the direction of the arrow A.
FIGS. 12 and 13 show an example in which an optical path switching unit 8 for selectively blocking the optical paths of the plurality of light source units 2 is provided. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 11, and only different points will be described. In this example, when the stakeout line is not required in performing the stakeout work, as shown in FIG. 12, an optical path switching unit 8 for blocking the optical path to remove the unnecessary stakeout line is provided. Then, only a blackout line as needed is generated. Here, a case where the optical path switching unit 8 mechanically interrupts the optical path will be described. As an example, the optical path switching unit 8 includes a shutter 22 for blocking an optical path, and a shutter driving unit 23 for driving the shutter 22. By driving the shutter 22 in the vertical direction B, it becomes possible to switch to one of the lower light source unit 2 and the upper light source unit 2 and shut off. In addition, by blocking using mechanical means such as the shutter 22, blackout work can be performed as needed, and the configuration of the optical path switching unit 8 is simplified by the mechanical means such as the shutter 22.
[0032]
FIG. 13A shows an example in which the optical path switching unit 8 electrically opens and closes a power supply for driving the light source unit 2 as a modification of FIG. 12, and FIG. An example is shown in which a drive unit 50, a switch SW, and a power supply W are provided. In FIG. 13B, reference numeral 80 denotes a hole provided in the light source block 2c, into which the semiconductor laser LD is press-fitted along the optical axis direction C. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. Here, the switching of the optical path is performed by using electrical means such as a switch SW to electrically open and close the optical path. By switching the optical path in this manner, for example, an outlet mounting hole in a room is provided. When it is desired to align the positions, only the horizontal line needs to be emitted, and the blackout work can be performed as needed. In addition, eliminating unnecessary emission not only saves power but also has an effect on long life.
[0033]
FIG. 14 shows an example in which the light source unit 2 has a structure in which the semiconductor laser LD is press-fitted to adjust the focal position in the optical axis direction c. Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 3, and only different points will be described. FIG. 14 is a sectional view of the light source block 2c. The positional relationship between the light projecting lens 9 and the semiconductor laser LD is as follows. It is necessary to set the light emitting point at the focal position of No. 9. That is, it is necessary to adjust the semiconductor laser LD in the optical axis direction C so that the focal position and the light emitting point match with high accuracy. In the present embodiment, this is realized by press-fitting the stem portion of the semiconductor laser LD into the hole 80 provided in the light source block 2c in the direction of arrow C in FIG. The light projecting lens 9 is fixed at the time of adjusting the focal position. Thus, the focus position adjusting operation of the semiconductor laser LD in the optical axis direction C can be easily performed, so that the assembling workability is improved and a highly accurate blackout operation can be realized.
[0034]
FIG. 15 shows an example in which the light source unit 2 is configured to adjust the position of the optical axis by sliding the light projecting lens 9 on the focal plane with respect to the semiconductor laser LD. Other configurations are the same as those in the embodiment of FIG. 14, and only different points will be described. Incidentally, the positional relationship between the light projecting lens 9 incorporated in the light source block 2c and the semiconductor laser LD is such that the optical axis of the light projecting lens 9 matches the optical axis of the light emitting point of the semiconductor laser LD, and the reference plane of the light source unit 2 It is necessary to set the emission directions of the light beam and the light beam to be parallel to each other. That is, it is necessary to match the optical axes of each other. In this example, as shown in FIG. 15, this is realized by sliding the seat surface of the light projecting lens 9. In other words, the adjustment is performed by reciprocating the lens holder 25 in which the light projecting lens 9 is incorporated in the two axial directions perpendicular to the horizontal direction D or the vertical direction E in FIG. The adjustment is performed by inserting a pin into the adjustment hole provided in the light source unit 2 and pressing the lens holder 25, whereby the optical axis adjustment work can be easily performed, and the assembling workability is improved. At the same time, high-precision blackout work can be realized.
[0035]
The embodiment of the laser marking device 1 of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment. For example, in this embodiment, a laser beam is used as a mark-out ray, but other linear rays may be used. Note that the number of light source units 2 is not necessarily limited to nine, and is not limited to a plurality, and may include only a single light source unit 2.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, in a laser marking device capable of irradiating an object with a light beam and displaying a reference line or point in all directions, a single laser beam irradiation device is used. Alternatively, it has a plurality of light source sections, a bell-shaped main body section in which the light source section is detachably mounted on a predetermined mounting surface on the outer peripheral side, and a power supply section for driving the light source section. Since a desired blackout line can be selected to irradiate the target object, a single or a plurality of light sources can be detachably attached to a predetermined attachment surface of the bell-shaped main body, and various A desired blackout line having a combination can be selected and displayed on the object. Moreover, the ink-out line can be displayed in all directions by the light source unit, so that the ink-out work with a wide range of applications can be performed, and only the ink-out line as required by attaching and detaching the light source unit can be displayed. Therefore, not only can the ink-marking work be accelerated, but also the replacement and replacement of the light source unit can be easily performed.In addition, without using a plurality of laser-marking devices, the ink-marking work can be performed over the entire required surface to be blacked out. A small and inexpensive laser marking device can be manufactured.
[0037]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, a plurality of light sources are mounted on one mounting surface of the main body so that reference lines and points can be displayed at desired intervals. Thus, for example, a plurality of light source units arranged side by side on one mounting surface can display reference lines in the same direction in parallel and at arbitrary intervals, for example, making it easy to arrange objects at equal intervals. For example, it is possible to perform a blackout operation as needed.
[0038]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first or second aspect, the plurality of light source units can irradiate a reference line light inclined at a desired angle with respect to each other. In addition to vertical and horizontal references, such as in the case of work such as pasting, when there is a case where a reference line of a predetermined angle is required, by adopting a structure in which the irradiation angle can be freely set in advance, A blackout line according to the situation can be generated at a wide angle, and a blackout operation as needed can be performed in a wide range.
[0039]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the floor ink is drawn on the floor surface by irradiating a point light vertically downward from a light source unit provided at the top of the main body. The ceiling black corresponding to the vertically upward direction of the floor black is formed by the light beam from the other light source unit by matching with the above, so that the blacking work of the ceiling is simple and without using a plurality of laser blacking devices. It can be performed with high precision.
[0040]
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the main body is suspended vertically by a gimbal mechanism so as to be in a vertical state. The vertical state is maintained by its own weight, so that the main body is held in a predetermined posture without inclination, and thereby it is possible to project an accurate vertical or horizontal ray, and as a result, the light beam from the light source section is emitted. Can be stabilized, and the accuracy of the blackout operation can be increased.
[0041]
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fifth aspect, since the gimbal axis of the gimbal mechanism is disposed inside the main body, the outer shape of the laser marking device can be reduced in size. .
[0042]
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the effect of the fifth aspect, the gimbal axis of the gimbal mechanism protrudes outward from the inside of the main body, and extends from the tip of the light source unit attached to the outside of the main body. The gimbal shaft can be supported outside the main unit, making it easy to assemble.The gimbal shaft does not protrude beyond the light source. The size of the dispensing device can be reduced.
[0043]
According to the eighth aspect of the invention, in addition to the effect of the fifth aspect, a shock absorbing material is provided on the support member for supporting the gimbal mechanism. The gimbal mechanism and the light source can be protected, the strength against impact can be increased, and the laser marking device can maintain high accuracy.
[0044]
According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, since there is provided a means for detecting an inclination angle of the main body from a desired position and correcting the inclination, the inclination of the main body is reduced. Correction can be performed so that the level line is always maintained, and high-precision blackout work can be performed.
[0045]
According to the tenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, since an optical path switching unit for selectively blocking the optical path of the light source unit is provided, the omnidirectional blackout line is not required. In this case, an unnecessary blackout line can be removed by the optical path switching unit, and only the blackout line as needed can be generated, so that the blackout work as needed can be performed efficiently.
[0046]
According to an eleventh aspect of the present invention, in addition to the effect of the tenth aspect, the optical path switching unit mechanically cuts off the optical path. The configuration of the optical path switching unit can be simplified by the means.
[0047]
According to a twelfth aspect of the present invention, in addition to the effect of the tenth aspect, the optical path switching section electrically opens and closes a power supply for driving the light source section. Can be switched using an electric means such as a switch.
[0048]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the light source unit is configured so as to adjust the focal position in the optical axis direction by press-fitting the semiconductor laser. It becomes easy to match the focal position and the light emitting point with high precision, and the assembling workability is improved, and by performing the focus adjustment work easily and with high precision, a highly accurate blackout work can be realized.
[0049]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the light source unit is configured such that the position of the optical axis can be adjusted by sliding the light projecting lens on the focal plane with respect to the semiconductor laser. As a result, it is easy to match the optical axis of the light projecting lens with the optical axis of the light emitting point of the semiconductor laser, thereby improving the assembling workability and performing the optical axis adjustment work easily and with high precision. And high-precision blackout work can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of vertical line light and horizontal line light in the above.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the light source unit.
FIG. 4 is an explanatory diagram when only the horizontal line light is displayed.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a case where two vertical line lights are displayed at an interval.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a case in which two vertical line lights are displayed while being inclined.
FIG. 7A is a cross-sectional view of another embodiment, and FIG. 7B is a perspective view.
FIG. 8A is a plan view of still another embodiment, and FIG. 8B is a cross-sectional view.
9A is a plan view of still another embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view.
FIG. 10 is an explanatory diagram of still another embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram of still another embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram of still another embodiment.
FIG. 13A is an explanatory diagram of still another embodiment, and FIG. 13B is an explanatory diagram of a case where each light source unit of FIG.
FIG. 14 is a cutaway perspective view of still another embodiment.
FIG. 15 is a cutaway perspective view of still another embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Laser marking device
2,2a light source unit
2b tip
3 Body
3a top
4 Inking line
5 Gimbal mechanism
6 Gimbal axis
7 cushioning material
8 Optical path switching unit
9 Floodlight lens
C Vertical downward direction
D Spacing line spacing
LB light beam
LD semiconductor laser

Claims

In a laser marking device capable of irradiating an object with a light beam and displaying a reference line or point in all directions, a single or a plurality of light source units for irradiating the light beam, and a light source unit having a predetermined outer peripheral side It has a bell-shaped main body removably attached to the mounting surface, and a power supply unit for driving the light source unit, so that a desired blackout line can be selected and irradiated to the target object by attaching and detaching the light source unit to and from the main body unit. A laser ink marking device characterized by comprising:

2. The laser marking device according to claim 1, wherein a plurality of light sources are mounted on one mounting surface of the main body so that reference lines and points can be displayed at desired intervals.

The laser marking device according to claim 1, wherein the plurality of light source units are capable of irradiating a reference line light inclined at a desired angle with respect to each other.

By irradiating point light vertically downward from the light source unit provided at the top of the main unit to match the black ink drawn on the floor surface, the light beam from the other light source unit causes the vertical light of the black ink. 2. The laser marking device according to claim 1, wherein a ceiling ink corresponding to the upward direction is formed.

2. The laser marking device according to claim 1, wherein the main body is suspended by a gimbal mechanism so as to be vertically oriented and swingably supported.

6. The laser marking device according to claim 5, wherein the gimbal axis of the gimbal mechanism is disposed inside the main body.

The gimbal shaft of the gimbal mechanism is installed so as to protrude outward from the inside of the main body and not to protrude outside the front end of the light source unit attached to the outside of the main body. Laser marking device as described.

6. The laser marking device according to claim 5, wherein a buffer member is provided on a support member that supports the gimbal mechanism.

2. The laser marking device according to claim 1, further comprising means for detecting an inclination angle of the main body from a desired position and correcting the inclination.

2. The laser marking device according to claim 1, further comprising an optical path switching unit that selectively blocks an optical path of the light source unit.

The laser marking device according to claim 10, wherein the optical path switching unit mechanically interrupts the optical path.

The laser marking device according to claim 10, wherein the optical path switching unit electrically opens and closes a power supply for driving the light source unit.

2. The laser marking device according to claim 1, wherein the light source unit is configured to adjust a focal position in an optical axis direction by press-fitting a semiconductor laser.

2. The laser marking device according to claim 1, wherein the light source unit is configured to adjust a position of an optical axis by sliding a light projecting lens on a focal plane with respect to the semiconductor laser.