JP3597114B2 - レーザー墨出し器における耐衝撃構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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天井から壁面にかけて、通り芯あるいは「たち」と呼ばれる基準線を投射し、あるいは壁面に「ろく」と呼ばれる基準線を投射するレーザー墨出し器に関するもので、特にその耐衝撃構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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軸線を水平とした円柱状のロッドレンズを通すことにより、一条の鉛直光線となる。また、コリメートレンズおよび軸線を垂直とした円柱状のロッドレンズを通すことにより、一条の水平光線となる。
レーザー墨出し器は、このような鉛直光線または水平光線を投射するレーザー投光器を利用したもので、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投光器を備えたレーザーユニットが支持されている。
【０００３】
図４、図５、図６は、レーザー墨出し器の各種従来例を示すもので、以下に、それぞれの従来例について説明する。
図４において、板状の部材からなるベース２の下面側には、適宜数、例えば３個の脚４が高さを調節可能に設けられている。ベース２の上面側には、少なくとも２本の柱６が立てられている。各柱６の上端部にはジンバル機構８が取付けられている。ジンバル機構８は、各柱６の上端部に固定された固定リング１０と、この固定リング１０の内側において図示されない軸、例えばピボット軸により水平方向の軸線を中心に回転可能に支持された揺動リング１２と、この揺動リング１２の内側においてレーザーユニットホルダー１６を揺動可能に支持するピボット軸１４、１４とを有してなる。ピボット軸１４、１４の中心を結ぶ軸線は、上記固定リング１０で揺動リング１２を支持する軸の中心線に対し直交しかつ水平方向の軸線に沿って配置されている。レーザーユニットホルダー１６は、ジンバル機構８を介して支持されることにより、垂直方向に垂れ下がるとともに、任意の向きに揺動することができるようになっている。また、鉛直方向の姿勢を保つように、より具体的に言えば、互いに直交する上記軸線を含む二つの鉛直面が交差する線上にレーザーユニットホルダー１６の重心が位置する姿勢を保つようになっている。
【０００４】
上記レーザーユニットホルダー１６の上端部には、斜め上に向かってレーザー光を射出するレーザーユニット２０が取付けられている。レーザーユニット２０から射出されるレーザー光の進路上には、レーザーユニット２０の射出面近傍において、円柱状のロッドレンズ２２がその中心軸線を水平方向に向けてレーザーユニットホルダー１６に取付けられている。レーザーユニット２０から斜め上方に向けて射出されたレーザー光は、ロッドレンズ２２によって鉛直面内において扇状に広げられ、レーザー光の進行方向前方に位置する壁面に、レーザー光による鉛直線を描くようになっている。
【０００５】
上記レーザーユニットホルダー１６の上下方向中間部には、水平方向に向かってレーザー光を射出するレーザーユニット２４が取付けられている。レーザーユニット２４から射出されるレーザー光の進路上には、レーザーユニット２４の射出面近傍において、円柱状のロッドレンズ２６がその中心軸線を垂直方向に向けてレーザーユニットホルダー１６に取付けられている。レーザーユニット２４から水平方向に射出されたレーザー光は、ロッドレンズ２６によって水平面内において扇状に広げられ、レーザー光の進行方向前方に位置する壁面に、レーザー光による水平線を描くようになっている。
【０００６】
レーザーユニットホルダー１６の下端部は、ベース２に形成された孔６２を、空間的な余裕をもって貫いている。レーザーユニットホルダー１６の下部には、ベース２よりも上側において導電板６０が水平方向に取付けられている。ベース２の上面には、レーザーユニットホルダー１６の側方において、横向きのＵ字状のヨーク５６が固定され、上下で相対向するヨーク５６の水平片の対向面にはそれぞれ永久磁石５８、５８が固定されている。二つの永久磁石５８、５８間には空間があってこの空間には磁場が形成されており、この磁場内に、上記導電板６０の一部が進出している。レーザーユニットホルダー１６が揺動すると、導電板６０が上記磁場内で揺動することにより導電板６０に渦電流が発生し、レーザーユニットホルダー１６の揺動方向に対抗する電磁力が発生する。この電磁力がレーザーユニットホルダー１６の揺動に対する制動力となり、レーザーユニットホルダー１６のがたつきを抑制するとともに、レーザーユニットホルダー１６を鉛直の姿勢に迅速に落ち着かせるようになっている。
【０００７】
次に、図５に示す従来例について説明する。なお、図４に示す従来例と実質的に同じ構成部分には共通の符号を付し、なるべく重複した説明は避けることにする。図５において、ベース２の上面側には、レーザーユニットホルダー１６の揺動をロックするためのロックレバー６４が水平面内において回転可能に取付けられている。ロックレバー６４は２個を一対として設けられるが、図５には一方のロックレバー６４のみが描かれている。２個一対のロックレバーは、間にレーザーユニットホルダー１６の下端部外周をおいて互いに接近しまた離れることができるように取付けられていて、互いに接近したときレーザーユニットホルダー１６の下端部外周を両側から挟み込んでレーザーユニットホルダー１６の揺動をロックし、互いに離れたときレーザーユニットホルダー１６の揺動を許容するようになっている。ロックレバー６４は操作レバー６６によって操作されるようになっている。レーザー墨出し器を使用しないときは、レーザーユニットホルダー１６ががたつかないように、レーザーユニットホルダー１６の揺動を上記のようにしてロックする。
【０００８】
図６は、別の形式のロック機構を有するレーザー墨出し器の従来例を示す。図６において、ベース２の中央部には、このベース２を上下に貫いてロック部材６６が上下方向に移動可能に取付けられている。ロック部材６６の上端部は円錐形の突部６８となっている。ロック部材６６はレーザー墨出し器に作り付けのものではなく、レーザー墨出し器を使用するときはロック部材６６を取り外し、レーザー墨出し器を使用しないときにロック部材６６を取り付けるようになっている。レーザーユニットホルダー１６の下端には、上記突部６８が面接触することができる円錐形の凹部６４が形成されている。ロック部材６６は、これを墨出し器に取付けることにより、上記突部６８がレーザーユニットホルダー１６の凹部６４に嵌まって面接触し、レーザーユニットホルダー１６の揺動をロックして、レーザーユニットホルダー１６のがたつきを防止するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す従来のレーザー墨出し器によれば、レーザーユニットホルダー１６の周囲をロックレバー６４で挟み込んでレーザーユニットホルダー１６の揺動をロックする構造になっているため、横方向からの衝撃に対しては有効であるが、上下方向の衝撃に対して弱いという難点がある。
図６に示す従来のレーザー墨出し器によれば、墨出し器本体とは別の部品としてロック部材６６を用意する必要があるため、ロック忘れやロック部材の紛失などの問題があり、また、使用中においても、一時的な休止ごとにロック部材６６を装着してロックすべきであるにもかかわらず、手間がかかるためにロックしないでおくことが多かった。
【００１０】
また、図４〜図６に示す従来のレーザー墨出し器によれば、誤って落としてしまった場合など、外部から大きな衝撃が加わった場合の対策が施されているわけではないため、ジンバル機構の軸受部が大きな衝撃力によって破損しあるいは変形し、可動部の軸がずれたり重心がずれたりして、レーザー光で描かれる線の垂直度や水平度を保つことができないという問題がある。
【００１１】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、上下方向からの衝撃にも水平方向からの衝撃にも強いロック構造とするとともに、落下等によって大きな衝撃が加わっても、可動部の軸や重心のずれを防止することができるレーザー墨出し器における耐衝撃構造を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、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、この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において、レーザーユニットホルダーの下端外周を包み込むすり鉢状の受け部を有するロック部材と、このロック部材を上下動させ、ロック部材が上方に移動したとき上記受け部をレーザーユニットホルダーの下端外周に当ててレーザーユニットホルダーの左右上下動を止めるロック部材移動機構とを有し、上記ロック部材は、少なくとも受け部が弾性を有していることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、ロック部材移動機構が、操作部材と、この操作部材が操作されることによってロック部材を上下動させるカム機構を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、ロック部材の受け部がレーザーユニットホルダーの下端外周に当たっているとき、レーザーユニットの電源をオフにするスイッチを有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかるレーザー墨出し器における耐衝撃構造の実施の形態について説明する。なお、前記従来例の構成と実質同一の構成部分には共通の符号を付した。
図１において、板状の部材からなるベース２の下面側には、適宜数、例えば３個の脚４が高さを調節可能に設けられている。ベース２の上面側には、少なくとも２本の柱６が立てられている。各柱６の上端部にはジンバル機構８が取付けられている。ジンバル機構８は、各柱６の上端部に固定された固定リング１０と、この固定リング１０の内側において図示されない軸、例えばピボット軸により水平方向の軸線を中心に回転可能に支持された揺動リング１２と、この揺動リング１２の内側においてレーザーユニットホルダー１６を揺動可能に支持するピボット軸１４、１４とを有してなる。ピボット軸１４、１４の中心を結ぶ軸線は、上記固定リング１０で揺動リング１２を支持する軸の中心線に対し直交しかつ水平方向の軸線に沿って配置されている。レーザーユニットホルダー１６は、ジンバル機構８を介して支持されることにより、垂直方向に垂れ下がるとともに、任意の向きに揺動することができるようになっている。また、鉛直方向の姿勢を保つように、より具体的に言えば、互いに直交する上記軸線を含む二つの鉛直面が交差する線上にレーザーユニットホルダー１６の重心が位置する姿勢を保つようになっている。
【００１７】
上記レーザーユニットホルダー１６の上端部には、斜め上に向かってレーザー光を射出するレーザーユニット２０が取付けられている。レーザーユニット２０から射出されるレーザー光の進路上には、レーザーユニット２０の射出面近傍において、円柱状のロッドレンズ２２がその中心軸線を水平方向に向けてレーザーユニットホルダー１６に取付けられている。レーザーユニット２０から斜め上方に向けて射出されたレーザー光は、ロッドレンズ２２によって鉛直面内において扇状に広げられ、レーザー光の進行方向前方に位置する壁面に、レーザー光による鉛直線を描くようになっている。
【００１８】
上記レーザーユニットホルダー１６の上下方向中間部には、水平方向に向かってレーザー光を射出するレーザーユニット２４が取付けられている。レーザーユニット２４から射出されるレーザー光の進路上には、レーザーユニット２４の射出面近傍において、円柱状のロッドレンズ２６がその中心軸線を垂直方向に向けてレーザーユニットホルダー１６に取付けられている。レーザーユニット２４から水平方向に射出されたレーザー光は、ロッドレンズ２６によって鉛直面内において扇状に広げられ、レーザー光の進行方向前方に位置する壁面に、レーザー光による水平線を描くようになっている。
【００１９】
ベース２は中心部に孔を有し、この孔を上下方向に貫通してロック部材３０が嵌められている。ロック部材３０は、下側約半分が円筒部で、上側約半分がすり鉢状の受け部３２となっている。ロック部材３０の下側の円筒部がベース２の孔に嵌まり、この孔の周壁をガイドとして上下動可能となっている。上記受け部３２内にレーザーユニットホルダー１６の下端外周が入り込んでいる。換言すれば、レーザーユニットホルダー１６の下端外周を上記受け部３２が包み込む形になっている。ロック部材３０が上方に移動したとき上記受け部３２がレーザーユニットホルダー１６の下端外周に当たり、レーザーユニットホルダー１６の左右方向への動きおよび上下方向への動きを止めるようになっている。ロック部材３０が下方に移動すると、上記受け部３２がレーザーユニットホルダー１６の下端外周から逃げ、ジンバル機構８で支持されたレーザーユニットホルダー１６があらゆる向きに揺動することができる。
【００２０】
ベース２の上面側には、ロック部材３０の円筒部を囲んで回転リング３４が配置されている。ベース２の上面にはまた、回転リング３４を外周から取り囲みかつ回転リング３４の上面外周縁部を軽く抑えるようにしてガイド部材３５が固定されていて、回転リング３４はガイド部材３５にガイドされて、ロック部材３０の周りに回転することができるようになっている。ガイド部材３５の内周側には適宜数の突起３６が形成されていて、これらの突起３６は、ロック部材３０の円筒部に形成されたカム溝に嵌まりカム機構を構成している。ロック部材３０の外周からは操作部材としての操作レバー３８が外方に伸び出ていて、レーザー墨出し器の外側から操作レバー３８を操作してロック部材３０を回転させることができるようになっている。
【００２１】
上記操作レバー３８、回転リング３４、回転リング３４の突起３６、ロック部材３０の上記カム溝によって、ロック部材移動機構を構成しており、操作レバー３８の操作でロック部材３０を上下動させ、レーザーユニットホルダー１６のロックまたはロック解除を行うようになっている。操作レバー３８の操作ストローク範囲内にはスイッチ４０の操作レバーが進出しており、操作レバー３８を操作してロック部材３０を上向きに移動させ、その受け部３２をレーザーユニットホルダー１６の下端外周に当て、レーザーユニットホルダー１６をロックしているとき、スイッチ４０がレーザーユニット２０、２４の電源をオフにし、ロックが解除されてレーザーユニットホルダー１６が自由に揺動することができる状態では、スイッチ４０がレーザーユニット２０、２４の電源をオンにするようになっている。
【００２２】
ここで、ロック部材３０全体が剛体であるとすると、レーザーユニットホルダー１６のロック状態にあっても、ロック部材３０に対するレーザーユニットホルダー１６のがたつきを防止するには、ロック部材３０を相当大きな力でレーザーユニットホルダー１６に押し付ける必要があり、ジンバル機構８にダメージを与えるおそれがある。そこで、上記ロック部材移動機構内に弾性体を設け、この弾性体の介在のもとに上記ロック部材３０を上下動させるようにする。こうすれば、ロック部材３０が弾性力によってレーザーユニットホルダー１６に押し付けられるため、ロック部材３０を比較的弱い力でレーザーユニットホルダー１６に押し付けても、レーザーユニットホルダー１６のがたつきを上記弾性体で吸収することができる。
【００２３】
ロック部材３０に対するレーザーユニットホルダー１６のがたつきを防止するためには、ロック部材３０の少なくともすり鉢状の受け部３２に弾性を持たせてもよい。その手段としては、上記受け部３２自体をゴムなどの弾性体で作ってもよいし、受け部３２に適宜数のスリットを入れることによって弾性を持たせてもよい。
【００２４】
以上説明した実施形態によれば、ロック部材３０のすり鉢状の受け部３２をレーザーユニットホルダー１６の下端外周に当ててレーザーユニットホルダー１６をロックするため、レーザーユニットホルダー１６に左右方向および上下方向の衝撃が加わっても、レーザーユニットホルダー１６を不動状態に保持することができる。
また、ロック部材３０の受け部３２を、弾性力によってレーザーユニットホルダー１６に当てるため、上記受け部３２を弱い力でレーザーユニットホルダー１６に押し当てても、レーザーユニットホルダー１６のがたつきを防止することができるとともに、レーザーユニットホルダー１６にかかる衝撃を吸収することができる。
【００２５】
次に、図２に示す実施形態について説明する。この実施形態は、ジンバル機構を支持する支柱にクッション材を介在させたものである。図２において、レーザー墨出し器は、ベース２から立ち上がった適宜数の支柱６と、この支柱６に取り付けられたジンバル機構８と、このジンバル機構８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１６と、このレーザーユニットホルダー１６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。上記ベース２と支柱６との間にはクッション材４４が介在している。また、支柱６とジンバル機構８との間にもクッション材４６が介在している。その他の構成は図１に示す実施形態と同じであるから説明は省略する。
【００２６】
図２に示す実施形態によれば、ベース２と支柱６との間に介在しているクッション材４４によって、ベース２に加わった外部からの衝撃力が吸収され、ジンバル機構８およびレーザーユニットホルダー１６に加わる衝撃力が軽減される。同様に、支柱６とジンバル機構８との間に介在しているクッション材４６によっても、ベース２に加わった衝撃力が吸収され、ジンバル機構８およびレーザーユニットホルダー１６に加わる衝撃力が軽減される。こうして、ジンバル機構８やレーザーユニットに与えられるダメージが軽減され、ジンバル機構８の軸の狂いやレーザーユニットによって描かれる垂直線や水平線の狂いを無くすことができる。クッション材４４とクッション材４６は、いずれか一方が設けられていてもよいし、両方とも用いればなお効果的である。
【００２７】
図３に示す実施形態は、ベースにクッション材を介在させた例である。図３において、ベース５０は、板状のクッション材５２と、このクッション材５２を上下から挟んだ剛体の板５４、５４とを有してなる。このベース５０のから適宜数の支柱６が立ち上がり、支柱６の上端部にジンバル機構８が取付けられ、ジンバル機構８によってレーザーユニットホルダー１６が揺動自在に支持されている。
【００２８】
図３に示す実施形態によれば、レーザー墨出し器の外部から衝撃力が加わると、ベース５０のクッション材５２が衝撃を吸収して支柱６に加わるのを軽減し、ジンバル機構８およびレーザーユニットホルダー１６に加わる衝撃力が軽減され、図２に示す実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
図１乃至図３に示す本発明の実施形態においては、それぞれ二つのレーザーユニット２０、２４が設けられ、鉛直線と水平線とを描くことができるようになっていたが、用途によっては、垂直線または水平線のみを描くレーザーユニットが１個だけ設けられているものであってもよい。また、図１乃至図３には示されていないが、通常は、例えば図４について説明したような制動手段を有している。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１乃至３記載の発明によれば、ロック部材のすり鉢状の受け部をレーザーユニットホルダーの下端外周に当ててレーザーユニットホルダーをロックするように構成されているため、レーザーユニットホルダーに左右方向および上下方向の衝撃が加わっても、レーザーユニットホルダーを不動状態に保持することができる。ロック部材は、少なくとも受け部が弾性を有していて、このロック部材の受け部を、弾性力によってレーザーユニットホルダーに当てるため、上記受け部を弱い力でレーザーユニットホルダーに押し当てても、レーザーユニットホルダーのがたつきを防止することができるとともに、レーザーユニットホルダーにかかる衝撃を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるレーザー墨出し器における耐衝撃構造の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明にかかるレーザー墨出し器における耐衝撃構造の別の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明にかかるレーザー墨出し器における耐衝撃構造のさらに別の実施形態を示す断面図である。
【図４】従来のレーザー墨出し器の一例を示す断面図である。
【図５】従来のレーザー墨出し器の別の例を示す断面図である。
【図６】従来のレーザー墨出し器のさらに別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
２ ベース
８ ジンバル機構
１６ レーザーユニットホルダー
２０ レーザーユニット
２４ レーザーユニット
３０ ロック部材
３２ 受け部材
３８ 操作部材としての操作レバー
４０ スイッチ
４４ クッション材
４６ クッション材
５０ ベース
５２ クッション材

Claims (3)

1. 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、この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において、
   レーザーユニットホルダーの下端外周を包み込むすり鉢状の受け部を有するロック部材と、
   上記ロック部材を上下動させ、ロック部材が上方に移動したとき上記受け部をレーザーユニットホルダーの下端外周に当ててレーザーユニットホルダーの左右上下動を止めるロック部材移動機構と、を有し、
   上記ロック部材は、少なくとも受け部が弾性を有していることを特徴とするレーザー墨出し器における耐衝撃構造。
2. ロック部材移動機構は、操作部材と、この操作部材が操作されることによってロック部材を上下動させるカム機構を有する請求項１記載のレーザー墨出し器における耐衝撃構造。
3. ロック部材の受け部がレーザーユニットホルダーの下端外周に当たっているとき、レーザーユニットの電源をオフにするスイッチを有する請求項１記載のレーザー墨出し器における耐衝撃構造。

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