JP2008224527A - レーザ墨出し装置の回転調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ墨出し装置の回転調整機構において、レーザ光線照射位置を目標位置に素早く、正確に合わせることができるようにする。
【解決手段】レーザ墨出し装置の回転調整機構ブロック３１は、レーザ光線出射部を粗動回転させる粗動回転板４１と、レーザ光線出射部を微動回転させる微動回転板４２と、粗動回転板４１を駆動する粗動用の駆動モータ４３と、微動回転板４２を駆動する微動用の駆動モータ４４と、粗動回転板４１及び微動回転板４２を回転可能に保持すると共に、粗動用の駆動モータ４３及び微動用の駆動モータ４４を固定するベース４５とを備える。粗動用の駆動モータ４３と微動用の駆動モータ４４を別個に設けているため、レーザ光線出射部の粗動回転と微動回転のそれぞれに最適な回転速度を設定することができ、これにより、レーザ光線の照射位置を目標位置に素早く、正確に合わせることが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、墨出し用のレーザ光線を出射するレーザ墨出し装置の回転調整機構に関するものであり、レーザ光線照射位置を目標位置に合わせる技術に関するものである。

従来、レーザ墨出し装置として、例えば、特許文献１に示されるように、レーザ光線照射位置を目標位置に正確に合わせる必要性から、レーザ墨出し装置の下部に回転台を設け、レーザ墨出し装置のレーザ光線出射部を自由に回転させる構造としたものがある。この特許文献１に示されるレーザ墨出し装置では、回転台は、レーザ光線出射部が設けられた旋回テーブルと、旋回テーブルを回転自在に支持する支持テーブルとを有しており、支持テーブルに設けられたモータによって、旋回テーブルを回転させるようになっている。すなわち、旋回テーブルは、周面に歯列部が設けられていて、この歯列部がモータの回転軸に取付けられた歯車と噛合っており、モータを駆動することによって、歯車を介して旋回テーブルを回転させ、これにより、旋回テーブルに設けられたレーザ光線出射部を回転させるようになっている。
特開平８−４３０９７号公報

ところで、レーザ墨出し装置においてレーザ光線照射位置を目標位置に素早く、正確に合わせるには、まず、旋回テーブルを粗動回転させて、レーザ光線照射位置を目標位置の付近に合わせ、続いて、その位置から旋回テーブルを微動回転させて、レーザ光線照射位置を目標位置まで正確に合わせる必要がある。

しかしながら、上述した従来のレーザ墨出し装置においては、１つのモータによって１対の歯車（旋回テーブルの周面に設けられた歯列部とモータの回転軸に取付けられた歯車）を介して旋回テーブルを回転させるようになっている。このような構成では、旋回テーブルを粗動回転させることは可能であるが、１対の歯車によって大きな減速比を得ることは困難であるため、旋回テーブルを微動回転させることは事実上不可能と考えられる。すなわち、従来のレーザ墨出し装置では、レーザ光線照射位置を目標位置に素早く、正確に合わせるのが困難であり、墨出し作業を効率良く行うことができなかった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、レーザ光線照射位置を目標位置に素早く、正確に合わせることができ、墨出し作業を効率良く行うことができるレーザ墨出し装置の回転調整機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、レーザ光線出射部をレーザ光線照射位置の調整のために回転させるレーザ墨出し装置の回転調整機構において、レーザ光線出射部を粗動回転させる高速回転が可能な粗動回転板と、レーザ光線出射部を微動回転させる微速回転が可能な微動回転板と、粗動回転板及び微動回転板を駆動する粗動用及び微動用の駆動モータと、粗動回転板及び微動回転板を回転可能に保持すると共に粗動用及び微動用の駆動モータを固定する固定台と、を備えたものである。

請求項２の発明は、請求項２に記載のレーザ墨出し装置の回転調整機構において、微動回転板と微動用の駆動モータは、微動用の駆動モータの回転を微動回転板に伝達する歯車を介して連結されており、歯車は、微動回転板の外周に配置されているものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレーザ墨出し装置の回転調整機構において、粗動回転板の一部と微動回転板の一部が密着しており、微動回転板が微動用の駆動モータにより駆動されたときに、微動回転板の回転に追随して粗動回転板が回転するように、密着部の摩擦力が設定されており、歯車は、微動用の駆動モータの回転速度を減速して微動回転板に伝達するようになっており、粗動回転板が粗動用の駆動モータにより駆動されたときに、粗動回転板の回転に追随して微動回転板が回転しないように、歯車の減速比が設定されているものである。

請求項１の発明によれば、レーザ墨出し装置のレーザ光線出射部を粗動回転させるための粗動用の駆動モータと微動回転させるための微動用の駆動モータを別個に設けているため、レーザ光線出射部の粗動回転と微動回転のそれぞれに最適な回転速度を設定することができ、これにより、レーザ光線の照射位置を目標位置に素早く、正確に合わせることが可能となり、墨出し作業を効率良く行うことができる。また、粗動用の駆動モータ及び微動用の駆動モータを粗動回転板及び微動回転板の回転の影響を受けることのない固定台に固定しているので、粗動用の駆動モータ及び微動用の駆動モータへの電源供給のための配線等が粗動回転板及び微動回転板の回転の影響を受けて絡まる等の不具合を生じることがなく、これにより、レーザ光線出射部がどの回転位置にあっても微動回転が可能すなわち３６０°微動が可能となり、墨出し作業を効率良く行うことができる。

請求項２の発明によれば、微動用の駆動モータの回転を微動回転板に伝達する歯車は、微動回転板の外周に配置されているので、微動回転板の回転軸方向における回転調整機構の寸法が大きくならず、これにより、回転調整機構をレーザ墨出し装置内に小スペースで収めることができる。

請求項３の発明によれば、粗動用の駆動モータにより粗動回転板を回転させたときには、微動回転板は歯車の減速比のためにロック状態となり回転せず、微動用の駆動モータにより微動回転板を回転させたときには、粗動回転板と微動回転板の密着部の摩擦力によって粗動回転板も回転し、これにより、レーザ光線出射部の粗動回転と微動回転の切替えが容易にできる構造を実現することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態によるレーザ墨出し装置について図面を参照して説明する。図１、図２は、レーザ墨出し装置の構成を示す。レーザ墨出し装置１は、墨出し用のレーザ光線を出射する装置であり、レーザ光線を出射する本体２と、本体２を回転させる回転台ブロック３と、本体２と回転台ブロック３との間に介在して、回転台ブロック３から本体２に回転を伝達する回転円盤４と、レーザ墨出し装置１を地面等に設置するための回転台脚５とを備えている。

本体２は、その内部にレーザ光線出射部（不図示）を備えており、レーザ光線出射部からのレーザ光線を開口部２ａ、２ｂ、２ｃから出射するようになっている。本体２は、開口部２ａからは、水平面と平行に拡がるライン状の光を出射し、開口部２ｂからは、鉛直面と平行に拡がるライン状の光を出射し、また、開口部２ｃからは、開口部２ｂからの出射方向とは異なる方向に向けて、鉛直面と平行に拡がるライン状の光を出射する。本体２は、水平面上で回転可能なように、回転円盤４を介して回転台ブロック３に支持されており、本体２を回転させると、本体２の内部に備えられたレーザ光線出射部が本体２と共に回転して、本体２からのレーザ光線の出射方向が変化するようになっている。

回転台ブロック３は、本体２を回転させる回転調整機構ブロック３１を回転台ケース３２に内蔵している。本体２は、本体２の側面方向からのネジ１１によるネジ止めによって、回転円盤４に固定されており、回転円盤４は、回転円盤４の上面方向からのネジ１２によるネジ止めによって、回転台ブロック３の回転調整機構ブロック３１（後述する粗動回転板４１）に固定されている。つまり、回転台ブロック３は、回転調整機構ブロック３１により回転円盤４を水平面上で回転させ、これにより、本体２を回転円盤４と共に水平面上で回転させるようになっている。

回転台脚５は、レーザ墨出し装置１を地面等に安定して設置できるように３本あり、回転台ブロック３の回転台ケース３２にネジ止め等により固定されている。このような構成のレーザ墨出し装置１は、回転台ブロック３の回転調整機構ブロック３１により本体２を回転（すなわち本体２の内部に備えられたレーザ光線出射部を本体２と共に回転）させることにより、レーザ光線の出射方向を変化させ、これにより、墨出し対象物へのレーザ光線の照射位置を調整するようになっている。

図３は、回転台ブロック３の構成を示す。回転台ブロック３は、上述の回転調整機構ブロック３１及び回転台ケース３２に加え、回転調整機構ブロック３１を動作させるための電源の供給や回転調整機構ブロック３１の制御を行う制御基板３３と、レーザ墨出し装置１のリモートコントロール時の受信部である受光素子３４と、回転調整機構ブロック３１を動作させるための電源である電池３５を収めるための電池ケース３６とを備えている。

制御基板３３、受光素子３４、及び電池ケース３６は、回転調整機構ブロック３１と共に、回転台ケース３２に内蔵されている。回転調整機構ブロック３１は、回転調整機構ブロック３１の上面方向からのネジ１３によるネジ止めによって、回転台ケース３２に固定されている。制御基板３３は、回転調整機構ブロック３１の下に配置されている。受光素子３４は、制御基板３３と一体的に設けられている。電池ケース３６は、制御基板３３の下に配置されている。

図４、図５（ａ）（ｂ）は、回転調整機構ブロック３１の構成を示す。回転調整機構ブロック３１は、高速回転が可能な粗動回転板４１と、微速回転が可能な微動回転板４２と、粗動回転板４１を駆動する粗動用の駆動モータ４３と、微動回転板４２を駆動する微動用の駆動モータ４４と、粗動回転板４１及び微動回転板４２を回転可能に保持すると共に、粗動用の駆動モータ４３及び微動用の駆動モータ４４を固定する固定台であるベース４５と、微動用の駆動モータ４４の回転速度を減速して微動回転板４２に伝達する微動減速ブロック４６等を備える。

粗動回転板４１は、回転調整機構ブロック３１の最上部に配置されており、粗動回転板４１には、上述のように回転円盤４が固定されている。従って、粗動回転板４１が回転することにより、回転円盤４と共に本体２が回転して、レーザ光線の出射方向が変化するようになっている。微動回転板４２は、粗動回転板４１の下に配置されている。粗動回転板４１及び微動回転板４２は、同軸で回転するようにベース４５に回転可能に保持されている。すなわち、図４に示すように、ベアリング４７、４８がベース４５の中央に形成された保持孔部４５ａに挿入されており、微動回転板４２の軸部４２ａがベアリング４７、４８を介して回転可能なようにベース４５の保持孔部４５ａに挿入されている。また、粗動回転板４１が微動回転板４２の上部に配置され、回転板押さえ４９が粗動回転板４１に固定されていると共に、回転板押さえ４９の軸部４９ａが粗動回転板４１の中心孔部４１ａを通して微動回転板４２の中心孔部４２ｂに回転可能に挿入されている。従って、粗動回転板４１及び微動回転板４２は、ベース４５の保持孔部４５ａを中心として同軸で回転する。粗動回転板４１及び微動回転板４２は、このようにして、同軸で回転するようにベース４５に回転可能に保持されている。

粗動用の駆動モータ４３は、ベース４５の切欠き部４５ｂに挿入配置されており、ネジ１４によりベース４５に固定されている。粗動用の駆動モータ４３の回転軸には、歯車５０が圧入保持されており、歯車５０は、粗動用の駆動モータ４３と共に同軸で回転するようになっている。粗動回転板４１は、外周面に歯列部が形成された歯車になっており、図５（ａ）に示すように、歯車５０と噛合している。従って、粗動回転板４１は、粗動用の駆動モータ４３が回転することにより、歯車５０を介して回転する。

微動減速ブロック４６は、入力ユニット６１及び出力ユニット６２により構成されている。入力ユニット６１及び出力ユニット６２（すなわち微動減速ブロック４６）は、ベース４５の段落ち部４５ｃに配置されており、ベース４５に固定されている。微動用の駆動モータ４４は、微動減速ブロック４６の入力ユニット６１に支持されている。すなわち、微動用の駆動モータ４４は、微動減速ブロック４６の入力ユニット６１を介してベース４５に固定されている。出力ユニット６２の歯車８６は、微動用の駆動モータ４４の回転速度を減速した回転速度で回転するようになっている。微動回転板４２は、外周面に歯列部が形成された歯車になっており、図５（ｂ）に示すように、歯車８６と噛合している。従って、微動回転板４２は、微動用の駆動モータ４４が回転することにより、微動減速ブロック４６を介して、微動用の駆動モータ４４の回転速度を減速した回転速度で回転する。

図６は、微動減速ブロック４６の入力ユニット６１の構成を示し、図７は、微動減速ブロック４６の出力ユニット６２の構成を示す。入力ユニット６１は、歯車７１と、歯車７１に噛合される歯車７２と、歯車７２に噛合される歯車７３と、歯車７３と共に同軸で回転する歯車７４と、これらの歯車７１〜７４を回転自在に軸支する固定板７５、７６とを備えている。また、固定板７５には、微動用の駆動モータ４４が固定されている。歯車７１は、微動用の駆動モータ４４の回転軸に圧入保持されており、微動用の駆動モータ４４と共に同軸で回転するようになっている。

出力ユニット６２は、歯車８１と、歯車８１と共に同軸で回転する歯車８２と、歯車８２に噛合される歯車８３と、歯車８３と共に同軸で回転する歯車８４と、歯車８４に噛合される歯車８５と、歯車８５と共に同軸で回転する歯車８６とを備える。歯車８１及び歯車８２は、固定板８７、８８に回転自在に軸支されており、歯車８３及び歯車８４は、固定板８９、９０に回転自在に軸支されており、歯車８５及び歯車８６は、固定板９１、９２に回転自在に軸支されている。固定板８７、８８、固定板８９、９０、及び固定板９１、９２は、固定台９３にネジ等により固定されている。

このような構成の入力ユニット６１及び出力ユニット６２は、入力ユニット６１の歯車７４を出力ユニット６２の歯車８１に噛合させることにより、微動減速ブロック４６とされている。すなわち、微動減速ブロック４６は、歯車７１〜７４、８１〜８６を備えたものとなっている。微動減速ブロック４６において、入力ユニット６１の歯車７４と出力ユニット６２の歯車８１、出力ユニット６２の歯車８２と歯車８３、及び出力ユニット６２の歯車８４と歯車８５により、各々、回転速度を減速するウォームギアが構成されている。従って、微動用の駆動モータ４４を回転させると、微動用の駆動モータ４４の回転速度は歯車７１〜７４、８１〜８６によって減速され、歯車８６が微動用の駆動モータ４４の回転速度を減速した回転速度で回転する。

このような構成の微動減速ブロック４６は、上述のように、ベース４５に固定されており、歯車８６が微動回転板４２に噛合している。すなわち、微動回転板４２と微動用の駆動モータ４４は、微動減速ブロック４６の歯車７１〜７４、８１〜８６を介して連結されており、微動減速ブロック４６は、歯車７１〜７４、８１〜８６によって、微動用の駆動モータ４４の回転速度を減速して微動回転板４２に伝達するようになっている。従って、微動回転板４２は、微動用の駆動モータ４４が回転することにより、微動減速ブロック４６の歯車７１〜７４、８１〜８６を介して、微動用の駆動モータ４４の回転速度を減速した回転速度で回転する。

上記回転調整機構ブロック３１において、粗動回転板４１の下面と微動回転板４２の上面（すなわち粗動回転板４１の一部と微動回転板４２の一部）は、ある摩擦を持って密着している。そして、この粗動回転板４１と微動回転板４２との密着部の摩擦力は、微動回転板４２が微動用の駆動モータ４４により回転駆動されたときに、微動回転板４２の回転に追随して粗動回転板４１が回転するように、粗動用モータ４３の回転力よりも大きく設定されている。従って、微動用の駆動モータ４４によって微動回転板４２を回転駆動すると、粗動回転板４１と微動回転板４２との密着部の摩擦力によって、微動回転板４２と共に粗動回転板４１も回転する。

また、微動減速ブロック４６の歯車７１〜７４、８１〜８６は、粗動回転板４１が粗動用の駆動モータ４３により回転駆動されたときに、粗動回転板４１の回転に追随して微動回転板４２が回転しないように、歯車７１〜７４、８１〜８６の減速比（歯車７４と歯車８１の減速比、歯車８２と歯車８３の減速比、及び歯車８４と歯車８５の減速比）が設定されている。従って、粗動用の駆動モータ４３によって粗動回転板４１を回転駆動すると、粗動回転板４１は、微動回転板４２上を滑りながら回転し、微動回転板４２は、回転しない。

上述のように回転調整機構ブロック３１が動作するので、粗動用の駆動モータ４３を駆動することにより、粗動回転板４１が高速回転し、これにより、本体２が粗動回転して、レーザ光線の出射方向が粗調整される。また、微動用の駆動モータ４４を駆動することにより、微動回転板４２が微速回転して、微動回転板４２と共に粗動回転板４１が微速回転し、これにより、本体２が微動回転して、レーザ光線の出射方向が微調整される。また、粗動用の駆動モータ４３に保持された歯車５０と粗動回転板４１の歯車比は小さく、手動の力によって粗動回転板４１を回転させることができ、従って、本体２を手動で回転させて、レーザ光線の出射方向を調整することもできる。なお、この場合、粗動回転板４１は、粗動用の駆動モータ４３を駆動した場合と同様に微動回転板４２上を滑りながら回転する。

図８（ａ）（ｂ）は、上記回転調整機構ブロック３１を回転台ケース３２に収納した状態を示す。回転調整機構ブロック３１において、粗動用の駆動モータ４３、微動用の駆動モータ４４、及び微動減速ブロック４６（入力ユニット６１と出力ユニット６２）は、微動回転板４２の外周に配置されていると共に、概ねベース４５の最大径の範囲内に配置されている。従って、回転調整機構ブロック３１の全体がコンパクトに構成できており、回転台ブロック３が小型化できている。

上述のような実施形態のレーザ墨出し装置１によれば、レーザ墨出し装置１の本体２（すなわち本体２の内部に備えられたレーザ光線出射部）を粗動回転させるための粗動用の駆動モータ４３と微動回転させるための微動用の駆動モータ４４を別個に設けているため、本体２の粗動回転と微動回転のそれぞれに最適な回転速度を設定することができ、これにより、レーザ光線の照射位置を目標位置に素早く、正確に合わせることが可能となり、墨出し作業を効率良く行うことができる。

しかも、粗動用の駆動モータ４３及び微動用の駆動モータ４４を粗動回転板４１及び微動回転板４２の回転の影響を受けることのないベース４５に固定しているので、粗動用の駆動モータ４３及び微動用の駆動モータ４４への電源供給のための配線等が粗動回転板４１及び微動回転板４２の回転の影響を受けて絡まる等の不具合を生じることがなく、これにより、本体２がどの回転位置にあっても微動回転が可能すなわち３６０°微動が可能となり、墨出し作業を効率良く行うことができる。

また、微動用の駆動モータ４４の回転を微動回転板４２に伝達する歯車７１〜７４、８１〜８６（すなわち微動減速ブロック４６）は、微動回転板４２の外周に配置されているので、微動回転板４２の回転軸方向における回転調整機構ブロック３１の寸法が大きくならず、これにより、回転調整機構ブロック３１を回転台ケース３２内に小スペースで収めることができる。

さらに、粗動用の駆動モータ４３により粗動回転板４１を回転させたときには、微動回転板４２は歯車７１〜７４、８１〜８６の減速比のためにロック状態となり回転せず、微動用の駆動モータ４４により微動回転板４２を回転させたときには、粗動回転板４１と微動回転板４２の密着部の摩擦力によって粗動回転板４１も回転するようになっており、これにより、本体２の粗動回転と微動回転の切替えが容易にできる構造を実現することができる。

なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、本体２は、回転円盤４を介さずに、回転調整機構ブロック３１の粗動回転板４１に直接に固定されてもよい。微動用の駆動モータ４４は、ベース４５に直接に取付けて固定されていてもよい。微動減速ブロック４６は、入力ユニット６１と出力ユニット６２を一体的に構成したものであってもよい。

本発明の一実施形態に係るレーザ墨出し装置の全体構成を示す斜視図。 同レーザ墨出し装置の分解斜視図。 同レーザ墨出し装置の回転台ブロックの分解斜視図。 同回転台ブロックの回転調整機構ブロックの分解斜視図。 （ａ）は同回転調整機構ブロックを組立てた状態の斜視図、（ｂ）は同回転調整機構ブロックの粗動回転板を外した状態の斜視図。 同回転調整機構ブロックの微動減速ブロックの入力ユニットの斜視図。 同回転調整機構ブロックの微動減速ブロックの出力ユニットの斜視図。 （ａ）は同レーザ墨出し装置の回転台ブロックの上から見た平面図、（ｂ）は同回転台ブロックの横から見た側面図。

符号の説明

１ レーザ墨出し装置
２ 本体
２ａ、２ｂ、２ｃ 開口部
３ 回転台ブロック
４ 回転円盤
５ 回転台脚
３１ 回転調整機構ブロック
３２ 回転台ケース
４１ 粗動回転板
４２ 微動回転板
４３ 粗動用の駆動モータ
４４ 微動用の駆動モータ
４５ ベース（固定台）
４６ 微動減速ブロック
４７、４８ ベアリング
４９ 回転板押さえ
５０ 歯車
６１ 入力ユニット
６２ 出力ユニット
７１〜７４、８１〜８６ 歯車

Claims (3)

1. レーザ光線出射部をレーザ光線照射位置の調整のために回転させるレーザ墨出し装置の回転調整機構において、
   前記レーザ光線出射部を粗動回転させる高速回転が可能な粗動回転板と、
   前記レーザ光線出射部を微動回転させる微速回転が可能な微動回転板と、
   前記粗動回転板及び微動回転板を駆動する粗動用及び微動用の駆動モータと、
   前記粗動回転板及び微動回転板を回転可能に保持すると共に前記粗動用及び微動用の駆動モータを固定する固定台と、
   を備えたことを特徴とするレーザ墨出し装置の回転調整機構。
2. 前記微動回転板と前記微動用の駆動モータは、前記微動用の駆動モータの回転を前記微動回転板に伝達する歯車を介して連結されており、
   前記歯車は、前記微動回転板の外周に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ墨出し装置の回転調整機構。
3. 前記粗動回転板の一部と前記微動回転板の一部が密着しており、前記微動回転板が前記微動用の駆動モータにより駆動されたときに、前記微動回転板の回転に追随して前記粗動回転板が回転するように、前記密着部の摩擦力が設定されており、
   前記歯車は、前記微動用の駆動モータの回転速度を減速して前記微動回転板に伝達するようになっており、前記粗動回転板が前記粗動用の駆動モータにより駆動されたときに、前記粗動回転板の回転に追随して前記微動回転板が回転しないように、前記歯車の減速比が設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ墨出し装置の回転調整機構。
   
   

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