JP2007139735A - 回転レザー水準器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術の回転レザー水準器ではプリズムの回転を外部電動機等により、ベルト等を介して行っていた。 また、レザー発信器等の保持は吊線ジンバル機構によって行っていたので、装置の垂直度維持能力が低く、レザー光線のぶれを防ぐため高価なペンタプリズムを使用し、操作に当たっては、装置の水平度維持や、光軸合わせ等に高い技巧を必要としていた。
【解決手段】回転レザー水準器ではプリズム、回転ヘッド、電動機およびレザー発振器等を一体構造とし、回転ヘッドおよび電動機の回転軸等に設けられた開口をレザー光線の通路として用い、且つ、Ｘ軸ジンバルおよびＹ軸ジンバルにより、動作部の垂直度保持を精度高く行わせた。 また、必要に応じ、レザー光線の通路の先端を４５度に切断し反射面としたガラス円柱を配置し、レザー光線を水平面に拡散させた。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種建造物等の水平度を計測する、回転レザー方式の水準器に関する。

従来技術による、回転レザー方式の水準器は、中心部にレザー光の通る開口を持ち、電動機等によりベルト等を介して駆動される回転基盤上に取り付けられたペンタプリズムを設け、前記回転基盤の下に吊り線方式のジンバル機構に支えられたレザー発振器を配置し、前記レザー発信器からのレザー光を前記回転基盤の開口を通してペンタプリズム上に投射し、水平方向に屈曲していた。

前述した、従来技術で用いられる、吊線方式のジンバルでは吊下げられている、レザー発振器を全方位に渡って、垂直に保持する事が困難であり、高価なペンタプリズムを用いて、垂直なレザー光を屈曲し、水平な投射光に変えなければならなかった。
また、吊線方式ジンバルの垂直度保持能力が低いため、装置の水平度維持やレザー光線の光軸合わせ等に、高い技巧が必要とされた。

本発明による、回転レザー水準器では、レザー光屈曲用プリズムまたは反射鏡、或いはハーフミラーを、中空な回転軸を備えた電動機上に配置された回転部に取り付け、且つ、レザー発信器を電動機の下部に固定的に取り付け、全体を、Ｘ軸ジンバルおよびＹ軸ジンバルで支持する様にした。
更に、必要に応じ、レザー光の通路にガラス円柱を配置し、屈曲したレザー光が水平方向にある角度を持って拡散する様にした。

本発明による、回転レザー水準機では、レザー発信機、電動機回転部およびプリズムが、一体に構成され、Ｘ軸ジンバルおよびＹ軸ジンバルによって支えられているので、装置の、垂直安定度は極めて高い。
従って、高価なペンタプリズムを必要とせず、安価な三角プリズムまたは、平面反射鏡、或いはハーフミラーの使用で、十分な精度を保つ事が可能となった。
また、レザー光軸上に円形ガラス柱を配置した装置では、水平レザー光が、水平面上に拡散するので、観測が容易になり、且つ、より高い計測精度を得る事が可能となった。

本発明の実施にあたり、特に大きな制約は無く、広範囲な用途に適応する事が可能である。

次に、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
［図１］は、本発明の［請求項１］に係る、回転レザー水準器の部分構造図である。
図において、符号１は水平方向に屈曲させられたレーザー光線を示し、符号２は三角プリズムを示している。
この実施例では、レーザー光線の屈曲用に三角プリズムを利用した場合に付いて説明したが、単に４５度の傾斜角を持つ反射鏡、或いはハーフミラーを使用しても同様に機能させる事が可能である。
ハーフミラーを使用した場合は水平方向は勿論の事、垂直方向にもレーザー光線を投射する事が可能である。
また、ジンバル機構に支えられたレーザー発信器に少なくとも１個の垂直ラインレーザーを取付けることにより垂直のラインも照射できる。
符号３は、プリズム搭載用回転ヘッドを示している。
回転ヘッド３は、符号７で示される、電動機の永久磁石で構成された、回転磁極と一体に作られた回転フレーム６に取り付けられて回転する。
符号４および５は、前記回転フレームと、符号９で示される、電動機の固定フレーム間に挿入されたベアリングである。
固定フレーム９には、支持材を介して、電動機の巻き線磁極８が取り付けられている。
前記回転フレーム６および固定フレーム９は、その中心に、垂直な開口を持ち、垂直に放射されるレザー光線の通路を形成している。
符号１０はＸ軸ジンバルを、符号１１はＹ軸ジンバルを示している。
Ｘ軸ジンバル１０およびＹ軸ジンバル１１は、図示されていない装置筐体と固定フレイム９の間に配置され、それぞれＸ軸方向およびＹ軸方向の垂直平衡を保持する機能を果たしている。
符号１２は半導体レザー発振器を示し、固定フレームの垂直に設けられた開口を通し、三角プリズム２の傾斜面に向け、レザー光線を放射している。
レザー発振器１２は、ジンバル１０および１１によって、極めて正確に垂直に保持されているので、レザー光線には殆ど揺れを発生する事がなく、ぶれ防止機能を持つペンタプリズムの使用を必要としない。

［図２］は、本発明による、［請求項２］に係る回転レザー水準器の一実施例を示す部分構造図である。
図において符号１３はその上端が４５度の傾斜で切断され研磨された、ガラスの円柱を示している。
その他の構成部品は［図１］と同様である。
レザー発振器１２から放射されたレザー光線は、前記ガラスの円柱内を垂直に上昇し、先端部の４５度に切断された切断面で反射し、水平方向に屈曲する。
この場合、円柱１３の円弧状の表面を光線が抜ける時、ガラスと空気の屈折率の違いにより、レザー光線は水平方向に拡散し、計測対象物に表面に線分状の輝線を描く。
この場合も［実施例１］と同様に垂直ラインレーザーを取付けることにより垂直のラインも照射できる。この場合十字線の投影が出来る。
この現象は、計測を容易に、且つ、正確にする効果がある。

従来技術による、回転レザー水準器では、レザー発振器を吊線ジンバルで支持し、レザー光線の垂直性を保ち、ペンタプリズムによりレザー光線を水平に屈曲し、且つ、プリズムの回転は、外部電動機により、ベルト等を介して行っていたので、水平度の保持能力が低く、装置の使用に当たっては、装置の水平度の調整、レザー光線の光軸合わせ等、技巧を要する操作が必要であったが、本発明による回転レザー水準器においては、一体形電動機でプリズムまたは反射鏡を回転し、水平度の保持は、Ｘ軸ジンバルおよびＹ軸ジンバルによって高い精度で行われるので、操作者には高い技能を必要とせず、容易に高い精度の測量が実行可能となった。
従って、今後、本発明による回転レザー水準器は産業界に広く活用されるものと思われる。

は、本発明による、回転レザー水準器の一実施例を示す、部分構造図である。 は、本発明による、レザー光線の通路にガラス円柱を配置した、回転レザー水準器の部分構造図である。

符号の説明

１、・・・・・・・・・レザー光線
２、・・・・・・・・・三角プリズム
３、・・・・・・・・・回転ヘッド
４、５、・・・・・・・ベアリング
６、・・・・・・・・・回転フレーム
７、・・・・・・・・・永久磁石磁極
８、・・・・・・・・・巻き線磁極
９、・・・・・・・・・固定フレーム
１０、・・・・・・・・Ｘ軸ジンバル
１１、・・・・・・・・Ｙ軸ジンバル
１２、・・・・・・・・半導体レザー発振器
１３、・・・・・・・・ガラス円柱・・

Claims (2)

1. 三角プリズムまたは４５度の傾斜角を持つ反射鏡、或いはハーフミラーを備え、回転ヘッド、回転フレーム、回転軸中心に開口を持つ電動機、固定フレームおよびレザー発振器を一体構造とし、Ｘ軸ジンバルおよびＹ軸ジンバルにより、前記一体構造の動作機構の垂直度を保持させた事を特徴とする、回転レザー水準器。
2. レザー発振器から放射された垂直なレザー光線の通路に先端を４５度に切断されたガラス円柱を配置し、先端の切断面を反射鏡として用い、且つ、水平に屈曲したレザー光線を部分的に水平面に拡散させた事を特徴とする、［請求項１］に係る、回転レザー水準器

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