JP2575218Y2

JP2575218Y2 - レーザー管傾斜調整装置

Info

Publication number: JP2575218Y2
Application number: JP1992016497U
Authority: JP
Inventors: 稔千葉
Original assignee: 株式会社ソキア
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2007-02-21
Also published as: JPH0566515U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はレーザー管傾斜調整装置
に係り、特に管体の敷設をする所謂パイプレイヤー等に
好適に用いられるレーザー管傾斜調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザー管傾斜調整装置は、レ
ーザー光を設定した勾配で水平からの角度で射出し、装
置本体が傾いても自動補正機構によって設定した勾配が
保たれるように構成されている。即ち、レーザー管傾斜
調整装置Ｓは、図４で示すように、支持板１ａと脚部１
ｂとを備えた脚体１と、光学ベース（第１のベース）２
と、センサーベース（第２のベース）３と、レーザー光
学系４とから構成されており、光学ベース２は水平補正
機構５によって傾動可能に形成され、センサーベース３
は勾配設定機構６によって傾動可能に構成されている。
そして上記光学ベース２には、レーザー光学系４を構成
するレーザー管７が設けられている。

【０００３】水平補正機構５は、レーザー光Ｌの射出側
の一端で、光学ベース２を上下方向回動可能に、脚体１
の支持板１ａに立設された支軸２ａで軸２ｂにより軸支
されている。そして他端側には、脚体１の支持板１ａ上
に固設されているモータＭ₁の出力軸（図示せず）と連
結された棒ねじ５ｂが、光学ベース２に形成された螺合
孔２ｃを貫通して配設されるが、この螺合孔２ｃには、
棒ネジ５ｂと螺合するボールねじ５ａが形成されてい
る。

【０００４】勾配設定機構６は、光学ベース２上に配設
されており、支軸３ａと軸３ｂにより上下方向に回動可
能に軸支されている。そして他端側には螺合孔３ｃが形
成され、この螺合孔３ｃには、棒ねじ６ｂと螺合するボ
ールねじ６ａが配設され、棒ねじ６ｂは、下端部でモー
タＭ₂ の出力軸（図示せず）と連結しており、モータＭ
₂ は光学ベース２上に固設されている。そして、センサ
ーベース３の上には、チルトセンサー（傾斜計）８が設
けられている。

【０００５】上記構成からなるレーザ管傾斜調整装置の
動作について、図８で示すブロック線図及び図５乃至図
７を参照して説明する。常時には、上記水平補正機構５
は、チルトセンサー８からの出力が零になるように、常
に光学ベース２の傾きを調整している。即ち、図５で示
すように、装置本体（図示せず）が傾斜した場合には、
水平補正機構５を構成するモータＭ₁ によって棒ねじ５
ｂを回動させ、光学ベース２が常に水平になるように、
チルトセンサー８と水平補正機構５との間でフィードバ
ック制御する。

【０００６】そして、例えば設定勾配を変える場合は、
図６及び図７で示すように、勾配増減スイッチ１１で勾
配の設定値（例えば角度θ）を変更する。この設定値の
変更により所定状態となるように勾配制御部１２から勾
配設定機構６を制御する。即ち、勾配制御部１２は現在
の勾配と設定値θとの差となる信号を勾配設定機構６に
送り、この勾配設定機構６は、勾配制御部１２からの信
号にしたがってセンサーベース３を角度θだけ上方へ傾
斜させる。これによりセンサーベース３上にあるチルト
センサー８の出力は、零ではなくなり角度θだけ傾斜し
ていることを示す。この状態を示したのが図６である。
次に、水平補正機構５によりチルトセンサー８の出力が
零になるまで光学ベース２を上記センサーベース３と反
対側へ傾ける。そして、チルトセンサー８の出力が零に
なった時点で、光学ベース２は設定した勾配分（即ち角
度θ）だけ傾斜する。この状態を示したのが図７であ
る。

【０００７】このように、レーザー光学系４は、光学ベ
ース２に取付けられており、先ずセンサーベース３を所
定角傾斜させ、次にセンサーベース３が水平になるよう
に、光学ベース２を傾斜させる。そして光学ベース２が
傾斜した分だけレーザー光Ｌの射出方向も傾斜するよう
になっている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いては、レーザー光Ｌの射出方向を直接に制御するので
はなく、光学ベース２及びセンサーベース３の傾きを制
御して、この傾きによりレーザー光Ｌの射出方向を制御
している。一般に、レーザー光学系を構成するレーザー
管、例えばＨｅ−Ｎｅレーザー管を例にすると、ウオー
ムアップ時において、レーザー光の射出方向が経時的に
変化する。また、レーザー管からの発熱によって、レー
ザー管（レーザー光学系）と光学ベースとの間の角度も
変化する。したがって従来技術では、このレーザー光の
射出方向の変化は、全て機械の誤差となっている。

【０００９】そこで従来技術においては、レーザー管か
らレーザー光を射出させて、レーザー光の方向が安定す
るまで約３０分程度待機し、その後レーザー光を使用し
て測量等を行なうようになっており、レーザー光が使用
可能になるまで待たなければならず、迅速性に欠け作業
能率において支障を来すと共に非常に使い勝手が悪いと
いう問題があった。

【００１０】本考案の目的は、機械の誤差の発生を防止
し、測量する際の装置の待機を不要として、迅速に測定
を行なうことのできるレーザ管傾斜調整装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本考案に係るレーザー管
傾斜調整装置は、脚体と、この脚体上に配設され水平に
対し傾動できると共にレーザー光学系が配設された第１
のベースと、この第１のベース上に配設され水平に対し
傾動できると共に水平検出手段が配設された第２のベー
スとを備え、前記水平検出手段によって第２のベースの
水平状態を保持するように前記第１のベースを傾動制御
してなるレーザー管傾斜調整装置において、このレーザ
ー管傾斜調整装置には、前記レーザー光学系からのレー
ザー光の出射方向の変化を検出する変位検出手段が設け
られ、この変位検出手段の検出した変位が零となるよう
に前記第２のベースを傾動制御して構成する。

【００１２】

【作用】本考案のレーザー管傾斜調整装置には、レーザ
ー光学系からのレーザー光の出射方向の変位を検出する
変位検出手段が設けられ、この変位検出手段の検出した
変位が、零となるように第２のベースを傾動制御するの
で、レーザー管から射出されるレーザー光が変化する
と、変位検出手段によって検出され、この検出された変
位が零となるように、第２のベースが傾動制御される。
そして、第２のベースの傾動は、この第２のベース上の
水平検出手段を傾かせ、この水平検出手段が水平となる
ように、第１のベースを傾動制御して、レーザー光の水
平を確保する。

【００１３】換言すると、レーザー光学系からの射出さ
れたレーザー光の一部を、変位検出手段に導き、レーザ
ー光学系からのレーザー光の射出角変化が、第１のベー
スに対して変化した時、レーザー光の変位検出手段がそ
の変位を検出し、レーザー光の変化分を差し引いた分だ
けを第２のベースを傾斜制御させる。このようにして水
平検出手段からの出力によって、レーザー光の射出の変
化分を除いて、第１のベース全体を傾斜制御する。

【００１４】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本考案を
限定するものでなく、本考案の趣旨の範囲内で種々改変
することができるものである。図１乃至図３は、本考案
に係る実施例を示すもので、本例ではパイプ敷設を例に
とって説明する。また本例におけるレーザー管傾斜調整
装置では、前記した図４乃至図７で示す構成と同様構成
であるので、図４乃至図７を参照すると共に、同一部材
等には同一符号によって説明する。

【００１５】本例のレーザー管傾斜調整装置Ｓは、図４
で示すように、支持板１ａと脚部１ｂとを備えた脚体１
と、光学ベース（第１のベース）２と、センサーベース
（第２のベース）３と、レーザー光学系４とから構成さ
れており、光学ベース２は水平補正機構５によって傾動
可能に形成され、センサーベース３は勾配設定機構６に
よって傾動可能に構成されている。そして上記光学ベー
ス２には、レーザー光学系４を構成するレーザー管７が
設けられている。

【００１６】本例では、レーザー光学系４を構成するレ
ーザー管７の出射方向前方位置に変位検出手段として
の、ビームスプリッター１５及びレーザー光射出角度検
出部１６を備えている。射出されたレーザ光Ｌは、第３
図で示すターゲットＴに投射され水平レーザー光を目で
確認できる。ターゲットＴには中心からの目盛線が描か
れており、レーザー光とパイプ径中心との関係が確認で
きるようになっている。またターゲットＴは、高さ調整
機構を有しており、パイプ径の大きさに従って変えるこ
とができるようになっている。そしてビームスプリッタ
ー１５は、レーザー管７から射出したレーザー光Ｌの一
部を分離し、この分離したレーザー光Ｌ１をレーザー光
射出角度検出部１６に導く。このレーザー光射出角度検
出部１６は、コリメータレンズ系とレーザー光入射位置
検出素子（例えばＰＳＤ又はＣＣＤ）とから構成されて
おり、ビームスプリッター１５で分離されたレーザー光
Ｌ１はコリメータレンズ系によってレーザー光入射位置
検出素子上に結像し、その結像位置を検出する。コリメ
ータレンズの焦点距離とＰＳＤの変位量とから角度に換
算され、勾配制御部１２に角度変位量を出力するように
構成されている。前記ビームスプリッター１５とコリメ
ータレンズとレーザー光入射位置検出素子で構成される
レーザー光射出角度検出部１６は、レーザー光学系前面
であって光学ベース（第１のベース）２上に設けられて
いる。

【００１７】水平補正機構５及び勾配設定機構６は前記
した従来例と同様である。即ち、水平補正機構５は、レ
ーザー光Ｌの射出側の一端で、光学ベース２を上下方向
に回動可能にするように、脚体１の支持板１ａ上に立設
された支軸２ａで軸２ｂにより軸支されている。そして
他端側には、脚体１の支持板１ａ上に固設されているサ
ーボモータ等からなるモータＭ₁ の出力軸（図示せず）
と連結された棒ねじ５ｂが、光学ベース２に形成された
螺合孔２ｃを貫通して配設されるが、この螺合孔２ｃに
は、棒ネジ５ｂと螺合するボールねじ５ａが形成されて
いる。また勾配設定機構６は、光学ベース２上に配設さ
れており、前記支軸２ａと反対側に立設された支軸３ａ
と軸３ｂにより上下方向に回動可能に軸支されている。
そして他端側には螺合孔３ｃが形成され、この螺合孔３
ｃには、棒ねじ６ｂと螺合するボールねじ６ａが配設さ
れ、棒ねじ６ｂは、下端部でサーボモータ等からなるモ
ータＭ₂ の出力軸（図示せず）と連結しており、モータ
Ｍ₂ は光学ベース２上に固設されている。そして、セン
サーベース３の上には、チルトセンサー（傾斜計）８が
設けられている。

【００１８】またレーザー光Ｌの射出側と反対側の面１
０には、図２で示すように、横気泡管１７が設けられて
いる。なお、図２中、符号９は電源ケーブルであり、符
号１８はコネクタ部、符号１９は調整ボタン、Ｐはパイ
プである。

【００１９】次に、上記構成からなるレーザー管傾斜調
整装置Ｓについて、パイプＰの敷設に用いた場合の動作
について説明する。先ず、図２で示すように、パイプＰ
内にレーザー管傾斜調整装置Ｓの装置本体を配置する。
このとき、パイプＰの中心にレーザー光射出口の位置を
合わせるようにする。次に横気泡管１７により装置本体
の位置が水平になるように、装置本体を矢印で示すよう
に傾動して調整する。このように配置したレーザー管傾
斜調整装置Ｓにおいては、例えば第１のベースである光
学ベース２と、第２のベースであるセンサーベース３は
平行に保持されており、モータＭ₁ の駆動はチルトセン
サー８に連係して、チルトセンサー８が常時水平状態と
なるように、光学ベース２は傾動制御される。このため
光学ベース２上のレーザー光学系４（レーザー管７）も
水平状態に保持されている。このような状態は、図４で
示す従来技術と同様である。

【００２０】今、レーザー管７の電源を投入し、レーザ
ー光Ｌを射出させると、時間と共にレーザー管７及びそ
の周辺の温度が上昇し、レーザー光学系４から射出する
レーザー光Ｌの向きが変化する。このレーザー光Ｌの射
出方向の変化は、レーザー光を分離するビームスプリッ
ター１５を介してレーザー光射出角度検出部１６で検出
され、この角度変位量が勾配制御部１２に出力される。
勾配制御部１２は角度変位量に比例した量だけモータＭ
₂ を駆動して、センサーベース３（第２のベース）を傾
動させる。これに伴ってチルトセンサー８がセンサーベ
ース３の傾斜を検知し、傾動量に相当する量だけモータ
Ｍ₁ を駆動して、光学ベース２の傾斜が上記センサーベ
ース３と水平に対して反対になるように光学ベースを傾
斜させる。これによってレーザー管７から射出するレー
ザー光Ｌは、常に水平状態に保持されることとなる。

【００２１】このように、レーザー光学系４から射出さ
れたレーザー光Ｌの一部（Ｌ１）を、レーザー光射出角
度検出部１６に導き、レーザー光学系４からのレーザー
光Ｌの射出角が、光学ベース２に対して変化した時、レ
ーザー光射出角度検出部１６が角度変位を検出し、勾配
制御部１２に出力する。勾配制御部１２は、そのレーザ
ー光射出角の変位分を差し引いた分の勾配を勾配設定機
構６に指示する。勾配設定機構６はレーザー光射出角の
変位分だけセンサーベース３を傾斜させる。これにより
チルトセンサー８が傾斜を検知して、このチルトセンサ
ー８からの出力によって水平機構５は、光学ベース２全
体をレーザー光射出角の変位分だけ傾斜させ、レーザー
光射出角の変位分が補正される。

【００２２】次に、パイプを所定勾配に敷設する場合に
ついて説明する。勾配を設定する場合には、前記したの
と同様にしてパイプ内に装置本体を配置し、先ず勾配増
減スイッチ１１で勾配の設定値を変更する。この設定値
の変更は勾配制御部１２を介して勾配設定機構６を制御
する。即ち、勾配制御部１２は現在の勾配と設定値との
差となる信号を勾配設定機構６に送り、勾配設定機構６
は、勾配制御部１２からの信号にしたがってセンサーベ
ース３を傾斜する。センサーベース３上のチルトセンサ
ー８の出力は零ではなくなり傾斜していることを示す。
次に、水平補正機構５はチルトセンサー８の出力が零に
なるまで光学ベース２を傾ける。そして、チルトセンサ
ー８の出力が零になった時点で、光学ベース２は設定し
た勾配分だけ傾斜する。このように所定勾配にした後、
図３で示すように、次に接合されるパイプＰの内にター
ゲットＴを置く。そしてレーザー光Ｌの中心が、ターゲ
ットＴの中心に位置するよう、接合されるパイプＰを敷
設する。このようにして接合するパイプＰを順次敷設し
ていく。

【００２３】

【考案の効果】以上のように本考案によれば、ウオーム
アップ時において、レーザー光の射出方向が経時的に変
化しても、レーザー光の射出方向が安定するまで、装置
の使用を待つ必要がないので、電源投入と同時に使用す
ることができ、作業能率の向上を図ることができる。ま
たレーザー光の出射方向を検出して制御するので、機械
の誤差によることなく、レーザー光の出射方向を正確に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る実施例を示すブロック線図であ
る。

【図２】レーザ管傾斜調整装置をパイプに配置するとき
の説明図である。

【図３】パイプを敷設するときの説明斜視図である。

【図４】レーザ管傾斜調整装置の概略側面図である。

【図５】レーザ管傾斜調整装置本体が傾斜した状態を示
す概略側面図である。

【図６】レーザ管傾斜調整装置の角度を設定するときの
動作を示す概略側面図である。

【図７】レーザ管傾斜調整装置の角度を設定するときの
動作を示す概略側面図である。

【図８】従来例を示すブロック線図である。

【符号の説明】

１脚体１ａ支持板１ｂ脚部２第１のベース（光学ベース）３第２のベース（センサーベース）４レーザー光学系５水平補正機構６勾配設定機構７レーザー管８水平検出手段（チルトセンサー）１２勾配制御部１５変位検出手段（ビームスプリッター）１６変位検出手段（レーザ光射出角度検出部）ＰパイプＳレーザー管傾斜調整装置

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】脚体と、該脚体上に配設され水平に対し
傾動できると共にレーザー光学系が配設された第１のベ
ースと、該第１のベース上に配設され水平に対し傾動で
きると共に水平検出手段が配設された第２のベースとを
備え、前記水平検出手段によって第２のベースの水平状
態を保持するように前記第１のベースを傾動制御してな
るレーザー管傾斜調整装置において、該レーザー管傾斜
調整装置には、前記レーザー光学系からのレーザー光の
出射方向の変化を検出する変位検出手段が設けられ、該
変位検出手段の検出した変位が零となるように前記第２
のベースを傾動制御したレーザー管傾斜調整装置。