JP2006349350A - レーザー墨出し器およびその三脚用傾き調整アタッチメント - Google Patents

Abstract

【課題】傾き角度調整を行っても、ライン光の位置がずれがなく、ライン光の位置を設定しなおす煩雑さを解消したレーザー墨出し器およびその三脚用傾き調整アタッチメントを得る。
【解決手段】レーザー墨出し器本体１０内にジンバル機構１２を介して吊り下げられたレーザーユニットホルダー１４と、三脚３０に取り付けることができレーザー墨出し器本体１０と実質一体の部材２２の受け部を有するベース部材２６と、ベース部材２６の受け部に沿ってレーザー墨出し器本体１０と実質一体の部材２２を移動させることによりレーザー墨出し器の傾きを調整する調整ねじ２８を備え、ベース部材２６の受け部とこの受け部によって受けられるレーザー墨出し器本体１０と実質一体の部材２２の一部の少なくとも一方は球面座２２２，２６４となっており、球面座を形成する球面の中心はレーザーユニットホルダー１４の揺動中心１８である。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築工事や部屋の間仕切り作業などを行う際に、レーザー光によって壁面に水平方向の基準線あるいは天井から壁面さらには床面に至る面に鉛直方向の基準線などを投射するレーザー墨出し器およびその三脚用傾き調整アタッチメントに関するものである。

レーザー光は、本来横断面が楕円形の光であるが、コリメートレンズおよび円柱状のロッドレンズを通すことにより、一条のライン光となる。上記ロッドレンズの中心軸線を鉛直方向に向ければ水平方向のライン光を投射することができ、ロッドレンズの中心軸線を水平方向に向ければ鉛直方向のライン光を投射することができる。レーザー墨出し器は、このような鉛直ライン光または水平ライン光を投射するレーザーユニットを利用したもので、ジンバル機構により支持されたレーザーユニットホルダーを備え、このレーザーユニットホルダーの所定位置にレーザーユニットが支持されている。レーザーユニットホルダーは、上記ジンバル機構により、傾きのない所定の姿勢に保持され、これによって鉛直ライン光または水平ライン光を投射することができるようになっている。

したがって、レーザー墨出し器を設置した状態でその姿勢が傾いていても、鉛直ライン光または水平ライン光を投射することができるが、より精度のよい鉛直ライン光または水平ライン光を投射するためには、レーザーユニットホルダーの振れ角がゼロであること、すなわち、レーザー墨出し器を設置したとき、レーザー墨出し器本体に傾きがないことが望ましい。そこで、レーザー墨出し器を設置するときは、水準器などを駆使して傾き角度調整を行い、なるべく傾きのない姿勢に調整している。

図２、図３は、従来のレーザー墨出し器における傾き調整手段の一例を示す。図２において、レーザー墨出し器５０は角度調整アタッチメント５２を介して三脚５４の雲台５６上に取り付けられている。角度調整アタッチメント５２はレーザー墨出し器５０の前後左右の傾きを調整することができる。レーザー墨出し器５０は例えば水平方向に拡散するレーザー光５８を放射し、照射対象である壁面に水平ライン光５９を投射する。

図３は、上記角度調整アタッチメント５２の具体例を示す。図３において、三脚５４の雲台５６の上にはベース板６０が載せられ、雲台５６を下から上に貫いて設けられている取り付けねじ５８がベース板６０の中心のねじ孔にねじ込まれることにより、ベース板６０が雲台５６に固定されている。ベース板６０の外周部には適宜数（例えば３個）の調整ねじ６４がねじ込まれている。調整ねじ６４はこれを回転操作するためのつまみ６２を有するとともに、つまみ６２から上に伸びた円柱部６６を有している。各調整ねじ６４のつまみ６２とベース板６０の間には隙間があり、この隙間に、各調整ねじ６４の外周に挿入された反発コイルばね６８が介在している。ばね６８は、各調整ねじ６４とベース板６０のねじ孔との間のがたつき防止ないしはバックラッシュ防止用で、ベース板６０と各調整ねじ６４のつまみ６２を互いに引き離す向きに付勢している。各調整ねじ６４の円柱部６６は墨出し器受け板７０の外周部に形成された孔を貫通し、止めリングが嵌められることによって墨出し器受け板７０の脱落防止が図られている。各調整ねじ６４は墨出し器受け板７０に対して相対回転可能となっている。墨出し器受け板７０の中央部には、墨出し器受け板７０を下から上に貫通して止めねじ７２が回転可能に嵌められ、図示されないレーザー墨出し器の底板に形成された取り付けねじ孔に上記止めねじ７２がねじ込まれることにより、墨出し器受け板７０上にレーザー墨出し器が固定されるようになっている。

角度調整アタッチメント５２は上記のように構成されているため、各調整ねじ６４をつまみ６２の操作によって正逆回転させることにより、ベース板６０に対する各調整ねじ６４の螺入量が変化し、各つまみ６２の高さ位置が変化する。これに応じて墨出し器受け板７０およびその上に取り付けられているレーザー墨出し器の姿勢ないしは傾き角度が変化する。調整ねじ６４が３箇所に設けられているとすれば、一つの調整ねじ６４によって例えばレーザー墨出し器の前後方向の傾きを調整することができ、別の一つの調整ねじ６４によって例えばレーザー墨出し器の左右方向の傾きを調整することができるように構成することができる。

図２、図３に類似の先行技術として、固定ベースに嵌合載置され固定ベースに対して回転可能であるとともに上面が脚部と当接する回転テーブルを有する微調整スタンドを備え、微調整スタンド上でレーザー墨出し器の水準調整ができるように、回転テーブルの上部当接面と墨出し器の脚の当接面とを当接させてなるレーザー墨出し器用微調整スタンドが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、図２、図３に示すような、また、特許文献１に記載されている従来の角度調整アタッチメントあるいは微調整スタンドによってレーザー墨出し器の傾きを調整すると、ジンバル機構によるレーザーユニットホルダーの揺動中心の高さ位置が変動し、その前に設定したライン光の位置がずれてしまい、再度、ライン光の位置を設定しなおす必要がある。このライン光の位置ずれは水平ライン光にも鉛直ライン光にもいえることである。このように、従来のレーザー墨出し器によれば、傾き角度調整のあとにライン光の位置を設定しなおす必要があり、調整が面倒であるという難点がある。

本発明に関連のある他の先行技術として、ジンバル機構により揺動可能に支持されたレーザーユニットホルダーと、レーザーユニットホルダーに取付けられた少なくとも一つのレーザーユニットとを有してなるレーザー墨出し器であって、レーザーユニットホルダーの傾きを検出するためにレーザーユニットホルダーに取付けられた水準センサと、磁石およびコイルからなり水準センサの出力に基づきコイルへの通電が制御されることによりレーザーユニットホルダーを所定の姿勢に保つ推力発生手段とを有する自動傾き調整機構が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２記載の発明は、レーザーユニットホルダーの傾きを能動的な制御によってゼロにするというもので、より精度の高い水平ライン光あるいは鉛直ライン光を投射するには制御量ができるだけ少ないのが望ましく、レーザー墨出し器本体の傾きを調整可能とすることも必要である。しかし、レーザー墨出し器本体の傾きを調整すると、前述の従来例と同様に、前もって設定したライン光の位置がずれてしまい、再度、ライン光の位置を設定しなおす必要があるという難点がある。

特開２００４−２０５２６０号公報 特開２００２−３９７５６号公報

本発明は、これまで説明してきた従来技術の問題点を解消するためになされたもので、レーザー墨出し器の傾き角度調整を行っても、前もって設定したライン光の位置がずれることがなく、よって、ライン光の位置を設定しなおす煩雑さを解消することができるレーザー墨出し器およびその三脚用傾き調整アタッチメントを提供することを目的とする。

本発明は、レーザー墨出し器本体内にジンバル機構を介して揺動可能にかつ所定の垂下姿勢を保つように吊り下げられたレーザーユニットホルダーと、三脚に取り付けることができレーザー墨出し器本体と実質一体の部材の受け部を有するベース部材と、ベース部材の上記受け部に沿ってレーザー墨出し器本体と実質一体の部材を移動させることによりレーザー墨出し器の傾きを調整する調整ねじを備え、ベース部材の上記受け部とこの受け部によって受けられるレーザー墨出し器本体と実質一体の部材の一部の少なくとも一方は球面座となっており、上記球面座を形成する球面の中心は上記レーザーユニットホルダーの揺動中心であることを最も主要な特徴とする。

調整ねじによってレーザー墨出し器の傾きを調整すると、レーザー墨出し器本体は球面座に沿って移動する。この移動軌跡は、レーザーユニットホルダーの揺動中心を中心とする円弧ないしは球面を描くので、レーザーユニットホルダーの高さ位置は変わらない。よって、レーザーユニットホルダーから放射されるレーザー光の高さ位置にも変わりがなく、レーザー墨出し器の傾き調整のたびにレーザー光の高さ位置、特に水平ライン光の高さ位置を再調整するという煩雑さを解消することができる。

以下、本発明にかかるレーザー墨出し器およびその三脚用傾き調整アタッチメントの実施例を、図面を参照しながら説明する。
図１において、符号１０はレーザー墨出し器本体を示している。レーザー墨出し器本体１０内には、従来一般のレーザー墨出し器と同様に、ジンバル機構１２によってレーザーユニットホルダー１４が揺動可能に、かつ、所定の垂下姿勢を保つことができるように吊り下げられている。符号１８はレーザーユニットホルダー１４の揺動中心を示す。レーザーユニットホルダー１４にはレーザーユニット１６が取り付けられている。レーザーユニット１６は、レーザー光源としての半導体レーザーと、半導体レーザーから放射される発散光を平行光束とするコリメートレンズと、平行光束を一方向にのみ拡散する円柱形のロッドレンズを有してなる。図１に示すレーザーユニット１６はロッドレンズの中心軸線が鉛直方向を向き、レーザーの平行光束を水平方向にのみ拡散して放射し、照射対象の壁面に水平ライン光３８を投射するようになっている。符号３６はレーザーユニット１６から放射されるレーザー光を示しており、レーザー墨出し器本体１０には、レーザー光３６を外に向かって放射するための窓孔１９が形成されている。

レーザー墨出し器本体１０は底部に三脚取り付け孔を有していて、この三脚取り付け孔を使って直接三脚に取り付けることができるが、図１に示す実施例では、角度調整アタッチメント２０を介して三脚３０の雲台３２上に取り付けられている。角度調整アタッチメント２０は、主としてベース部材２６と、墨出し器受け部材２２と、複数の調整ねじ２８を有してなる。ベース部材２６は三脚３０の雲台３２の上に載せられるとともに、雲台３２を下から上に貫いて回転可能に設けられた取り付けねじ３４がベース部材２６のねじ孔にねじ込まれることによって雲台３２に固定されている。ベース部材２６は上面側に墨出し器受け部材２２の受け部として、凹形の球面座２６４を有している。球面座２６は、上記取り付けねじ３４がねじ込まれるねじ孔を中心とする円形の孔の縁を面取りした形で、円弧に沿い一定幅の帯状に形成されている。

上記墨出し器受け部材２２は、レーザー墨出し器本体１０の上記三脚取り付け孔にねじ込むことによってレーザー墨出し器本体１０を一体に結合する取り付けねじ２４を有している。レーザー墨出し器本体１０に墨出し器受け部材２２を一体に結合した状態では、墨出し器受け部材２２はレーザー墨出し器本体１０と実質一体の部材といっても差し支えない。墨出し器受け部材２２は下面側に凸形の球面座２２２を有している。この球面座２２２は、墨出し器受け部材２２の中心軸線を中心とする円弧に沿って形成された突部の角を面取りした形で、円弧に沿い一定幅の帯状に形成されている。上記球面座２２２はベース部材２６の凹形の球面座２６４に当接している。ベース部材２６の球面座２６４と墨出し器受け部材２２の球面座２２２は同じ半径の球面に沿うように形成され、これらの球面の中心は、ジンバル機構１２で揺動自在に吊り下げられたレーザーユニットホルダー１４の揺動中心１８と一致している。

墨出し器受け部材２２は、これをベース部材２６の球面座２６４の球面に沿って移動させることができ、これによって墨出し器受け部材２２およびこれと一体のレーザー墨出し器本体１０の傾きを調整することができる。レーザー墨出し器本体１０の傾き調整は、複数の調整ねじ２８を正逆回転させることによって行うことができる。各調整ねじ２８は、墨出し器受け部材２２の周縁部２２４に形成された孔を貫通し、ベース部材２６の周縁部に形成されたねじ孔２６２にねじ込まれている。ベース部材２６の周縁部上面と墨出し器受け部材２２の周縁部２２４の下面との間には隙間があり、この隙間の範囲でベース部材２６に対し墨出し器受け部材２２を傾けることができるようになっている。

調整ねじ２８が３個あり、これらの調整ねじ２８をそれぞれａ，ｂ，ｃとすれば、ａとｂを結ぶ直線に対しｂとｃを結ぶ直線が直交するように配置するとよい。このような配置にすれば、例えば、墨出し器の前後方向の傾き調整はａとｂの調整ねじで行い、左右方向の傾き調整はｂとｃの調整ねじで行う、というように使い分けることができる。

調整ねじ２８によって墨出し器の傾き調整を行うとき、墨出し器受け部材２２およびレーザー墨出し器本体１０はベース部材２６の球面座２６４に沿って移動する。球面座２６４を構成する球面の中心はレーザーユニットホルダー１４の揺動中心１８と一致している。傾き調整によってレーザーユニットホルダー１４が相対的に揺動するが、この揺動中心１８の高さ位置は変動しないから、レーザーユニット１６から放射されるレーザー光の高さ位置が墨出し器の傾き調整に基づいて変動することはない。したがって、墨出し器の傾き調整のたびに、ライン光の高さ位置調整を行わなければならないという煩雑さを回避することができる。

図示の実施例は、三脚３０とレーザー墨出し器本体１０の間に角度調整アタッチメント２０が介在しているものとして説明したが、角度調整アタッチメント２０に相当する機構がレーザー墨出し器自体の一部を構成する部材としてレーザー墨出し器本体１０に組み込まれていてもよい。
図示の実施例では、ベース部材２６と墨出し器受け部材２２の両方に球面座が設けられている。このような構成にすれば、ベース部材２６と墨出し器受け部材２２が面接触することにより安定に当接しあう利点がある。しかし、球面座は、ベース部材２６と墨出し器受け部材２２の少なくとも一方に形成され、他方の部材は球面座に点接触または線接触的に当接するものであっても、本発明の目的を達成することができ、本発明の技術的範囲に属するものである。

ジンバル機構１２は、互いに直交する方向の二つの水平軸を有し、一つの水平軸で固定部に対し中間揺動枠が揺動自在に支持され、他の一つの水平軸で上記揺動枠に対しレーザーユニットホルダーが揺動自在に支持されていて、上記二つの水平軸は同じ高さの平面上にある。したがって、レーザーユニットホルダー１４の揺動中心１８は一つである。ところが、上記二つの軸の高さ位置が異なり、レーザーユニットホルダー１４の揺動方向によって揺動中心が異なるものがある。このようなレーザー墨出し器に本発明を適用するには、いずれか一方の揺動中心と球面座の球面の中心とが一致するように、あるいは互いに異なる揺動中心の中間位置に球面座の球面の中心が一致するように構成してもよい。レーザーユニットホルダー１４の揺動中心と球面座の球面の中心がほぼ一致していれば、本発明の技術的範囲に属し、所期の効果を得ることができる。

図示の実施例は、水平ライン光３８のみを投射するレーザー墨出し器として描かれているが、本発明は、鉛直ライン光を投射するレーザー墨出し器にも、水平および鉛直方向のライン光を投射するレーザー墨出し器にも、地墨あるいは天墨を投射することができるレーザー墨出し器にも適用可能である。

本発明にかかるレーザー墨出し器およびその三脚用傾き調整アタッチメントの実施例を示す断面図である。 従来のレーザー墨出し器の例を概略的に示す正面図である。 従来のレーザー墨出し器に用いられる角度調整アタッチメントの例を示す一部断面正面図である。

符号の説明

１０ レーザー墨出し器本体
１２ ジンバル機構
１４ レーザーユニットホルダー
１６ レーザーユニット
１８ レーザーユニットホルダーの揺動中心
２０ 角度調整アタッチメント
２２ 墨出し器受け部材
２６ ベース部材
２８ 調整ねじ
３０ 三脚
２２２ 凸形の球面座
２６４ 凹形の球面座

Claims (6)

1. レーザー墨出し器本体内にジンバル機構を介して揺動可能にかつ所定の垂下姿勢を保つように吊り下げられたレーザーユニットホルダーと、
   三脚に取り付けることができレーザー墨出し器本体と実質一体の部材の受け部を有するベース部材と、
   ベース部材の上記受け部に沿ってレーザー墨出し器本体と実質一体の部材を移動させることによりレーザー墨出し器の傾きを調整する調整ねじを備え、
   ベース部材の上記受け部とこの受け部によって受けられるレーザー墨出し器本体と実質一体の部材の一部の少なくとも一方は球面座となっており、
   上記球面座を形成する球面の中心は上記レーザーユニットホルダーの揺動中心であることを特徴とするレーザー墨出し器。
2. レーザー墨出し器本体と実質一体の部材は、レーザー墨出し器本体にその三脚取り付け孔を利用して結合される墨出し器受け部材である請求項１記載のレーザー墨出し器。
3. ベース部材に凹形の球面座が形成され、この球面座で受けられる墨出し器受け部材の一部はレーザーユニットホルダーの揺動中心を中心とする球面からなる凸形の球面座である請求項２記載のレーザー墨出し器。
4. 調整ねじは墨出し器受け部材の外周部に複数個配置され、墨出し器受け部材を貫通してベース部材にねじ込まれている請求項２記載のレーザー墨出し器。
5. レーザー墨出し器本体にその三脚取り付け孔を利用して結合することができる墨出し器受け部材と、
   三脚に取り付けることができ上記墨出し器受け部材の受け部を有するベース部材と、
   ベース部材の上記受け部に沿って上記墨出し器受け部材を移動させることによりレーザー墨出し器の傾きを調整する調整ねじを備え、
   上記ベース部材の受け部とこの受け部によって受けられる上記墨出し器受け部材の一部の少なくとも一方は球面座となっており、
   上記球面座を形成する球面の中心は上記レーザーユニットホルダーの揺動中心であることを特徴とするレーザー墨出し器の三脚用傾き調整アタッチメント。
6. ベース部材に凹形の球面座が形成され、この球面座で受けられる墨出し器受け部材の一部はレーザーユニットホルダーの揺動中心を中心とする球面からなる凸形の球面座である請求項５記載のレーザー墨出し器の三脚用傾き調整アタッチメント。
   

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