JP3961805B2 - 自動レベル装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動レベル装置に関し、特に、自由に懸垂する振子のための懸架手段を具える多軸レーザーポインタ、水準器、回転式レーザーポインタ等の光学ポインタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述の構成を有する傾斜させて配置可能な装置において、本発明の限定的な対象となる振子システムでは、測定システム支持体として、少なくとも部分的に重力に従って調整される自由に懸垂する振子が使用される。
【０００３】
米国特許第５４５９９３２号明細書は、可視レーザービームを発生するレーザーダイオードを具える光学ポインタ装置を記載している。この場合、レーザーダイオードは、ビームスプリッタと共に自由に懸垂する渦電流減衰した振子の上に取り付けられる。振子は、コイルばねによる弾性を有する懸架手段の上方に固定される。レーザーダイオードに対しては、少なくとも１本の自由に弛む細いワイヤを介して給電する。揺動時には、コイルばね自体が静止状態から水平方向及び回転方向に複合振動を行う。そのため、懸架手段の近傍に付加的な減衰手段が必要となる。
【０００４】
米国特許第５９１７５８７号明細書は、プリズムを、弾性及び減衰性を有する懸架手段としてのゴムバンドで固定する光学ポインタ装置を記載している。
【０００５】
ドイツ特許出願公開第１９８１０４４号公報又は特開平１１−２９５０６９号公報は、ゴム状弾性材料からなる弾性薄肉ヒンジ又は薄肉ストリップを使用する可撓性の懸架手段を記載している。この懸架手段は、複数部分を有するフレーム構体から構成される。フレーム構体は、ハウジング及び振子の測定システム支持体に導電接触するための結合突部を具える。フレーム構体の各支持プレート間には、予め作製した薄肉ヒンジ又は薄肉ストリップを取り付ける。これらは、中央部分と両側に隣接する取付部分とを具える。薄肉ヒンジ又は薄肉ストリップは、測定システム支持体である振子の上に配置したレーザーダイオードの電力供給用とする導体又はワイヤを一体的に具えている。懸架手段は、ハウジング内に簡単に装着可能とし、又は交換可能として配置したモジュラーユニットを形成する。この既知の構成は、重力に従って全方向的に自由な水平調整を保障するために、カルダン継手の種類に応じて軸線方向に相前後させて相互に直角に配置された２個の薄肉ヒンジ又は薄肉ストリップが必要とされる点で、なお改良の余地がある。
【０００６】
米国特許第５５４１７２７号は、緩和性及び減衰性を有する懸架手段を、大きな弾性を有するダンベル形状のゴム製構造部材として形成してなる、精度の低い光学偏向ユニットを記載している。この構造部材は、半径方向に突出し、両側で軸線方向に開口を通じて延在する。
【０００７】
【発明の課題】
本発明の課題は、懸架手段の構成配置を小型化すると共に、懸架手段に要する部品点数を減少することにある。
【０００８】
【課題の解決手段】
この課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載した事項を特徴とするものである。また、本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載したとおりである。
【０００９】
本発明によれば、傾斜させて配置可能なハウジングにおけるモジュラーユニットとして形成した懸架手段が、重力によって少なくとも一水平方向で自由に揺動する振子として形成した測定システム支持体のために、ゴム状弾性材料からなる可撓性固定手段を２個の取付手段の間に具える。この固定手段はコンパクトな構造部材として形成され、その軸線方向の中央領域内で，該軸線方向に対する全ての直角方向に一様な曲げ抵抗モーメントを発生可能である。
【００１０】
上述した構成において、固定手段は、その軸線方向の中央領域に亙り、軸線に対する全ての直角方向に一様な曲げ抵抗と、これに対応する一様なねじれ抵抗とを発生する。従って、カルダン継手に類似した素子を形成するための構造部材が不要となり、配置形態は軸線方向で大幅に小型化される。ゴム状弾性材料の粘弾性効果により、固定手段の付加的な減衰が不要となる。
【００１１】
固定手段を回転対称のダンベル状に形成するのが有利であり、この場合において、細い胴部は固定手段の曲げ領域を形成すると共に、両側の厚肉部分は固定手段を対応する取付手段に固定する。
【００１２】
軸線方向の両側の厚肉部分は、対応する取付手段の軸線方向貫通穴に形状結合するための半径方向凹所を具えるのが有利である。
【００１３】
厚肉部分の軸線方向の外側領域は、端部側に向けてテーパをもたせるのが好適である。それにより、外側領域は、僅かな軸線方向圧力によって強制的に貫通穴を通過させることが可能となり、半径方向に突出する係止突部を介して自動的に係合して形状結合する。
【００１４】
懸架手段は、可撓性の固定手段材の沿って延在する電線を具えるのが有利である。これらの電線は、少なくとも２個の導電回路を介して、測定システムをハウジング内における電気回路の残部に接続する。
【００１５】
電線は、両側で固定手段に対応する取付手段における接触面と結合し、ハウジングの測定システム支持体に対する電気的に接続可能とするのが有利である。
【００１６】
電線を可撓性の細いワイヤ又はストランドとして形成し、これらのワイヤ又はストランドは固定手段に沿って弛みをもって延在すると共に、固定手段の振動中心近傍の胴部を取り巻く配置とするのが有利である。
【００１７】
電線は、少なくとも前記中央領域で中空とする固定手段の内側を通過すると共に、軸線方向の引張り力に耐えるように固定手段に結合することができる。
【００１８】
少なくとも１本の電線を、可撓性の固定手段の周りに同軸渦巻状に配置することができる。
【００１９】
それぞれ渦巻状に配置した複数の電線を、固定手段の周りに分散配置した構成とすることも可能である。
【００２０】
電線を固定手段の外周面上にヘリカルに配置された導体として形成して凹所内の接触個所まで延在させ、対応する取付手段の接触面と電気的に接続可能とするのが好適である。
【００２１】
固定手段は、ポリアニリン、ポリピロル、グラファイト及び／又は導電性カーボンブラックを添加したエラストマ等の導電性ゴム状弾性材料から構成するのが有利である。電流回路の少なくとも一部は、固定手段自体により形成する。
【００２２】

【実施の形態】
以下、本発明を図示の好適な実施形態について更に具体的に説明する。
【００２３】
図１に示すように、モジュラーユニットとして形成した懸架手段１は、多軸レーザーポインタとする傾斜させて配置可能なハウジング３において、重力により軸線Ａに沿って少なくとも一水平方向で自由に揺動する振子として形成した測定システム支持体２のために、ショアＡ硬度が３０未満のゴム状弾性材料からなる可撓性固定手段５を２個の取付手段４，４’の間に具える。固定手段５の中央部は薄肉胴部６により構成され、厚さが約２ｍｍ、長さが約８ｍｍの曲げ領域を形成する。また、軸線方向で中央部６の両側に位置する厚さが約５ｍｍの厚肉部分７は、固定手段５を対応する取付手段４，４’に固定する。両側に配置した厚肉部分７は、対応する取付手段４の軸線方向貫通穴９に形状結合するための半径方向凹所８を形成する。厚肉部分７の軸線方向外側領域は、端部側に向けてテーパを有すると共に半径方向に突出する係止突部１０，１０’を形成する。懸架手段１は、約１００ｍＡの電流を供給するために、固定手段５に沿って延在する２本の電線１１を具える。電線１１は、両側で固定手段５に対応する取付手段４，４’における接触面１２に接続され、測定システム支持体２に対して装置ハウジング３を電気的に接続するものである。電線１１を細い可撓性ストランドとして形成し、これらのストランドは固定手段５に沿い、弛みをもって延在すると共に、振動中心Ｏ近傍の胴部６を取り巻くものである。
【００２４】
図２に示した固定手段５の第２実施形態において、電線１１は、少なくとも曲げ領域で中空とした胴部６の内側を通過すると共に、引張り力に耐えるように固定手段５と結合する。電線１１は、凹所８内の厚肉部分７に接触個所１３を形成する。接触個所１３は、予備取り付けの後に、予め取り付けた取付手段４，４’における対応する接触面（図示せず）に対して電気的に接続する。
【００２５】
図３に示した第３実施形態においては、電線１１を、固定手段５の外周面上に、その表面上で分離した細い導体１４として形成する。電線１１は、固定手段５をヘリカルに取り巻くと共に、対応する取付手段の接触面（図示せず）と電気接続可能な接触個所１３まで延在する。
【００２６】
図４に示した第４実施形態において、細い可撓性ストランドにより構成した電線１１は、導電性エラストマからなる可撓性固定手段５の周りに同軸渦巻状に配置される。
【００２７】
図５に示した第５実施形態において、それぞれ細い可撓性ストランドを渦巻状に配置して構成した電線１１は、可撓性固定手段５の外周側に均等に分散配置される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による自由懸垂振子用の懸架手段を具える自動レベル装置を示す説明図である。
【図２】 固定手段の第２実施形態を示す説明図である。
【図３】 固定手段の第３実施形態を示す説明図である。
【図４】 固定手段の第４実施形態を示す説明図である。
【図５】 固定手段の第５実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 懸架手段
２ 測定システム支持体
３ ハウジング
４ 取付手段
５ 固定手段
６ 胴部（中央部）
７ 厚肉部分
８ 凹所
９ 貫通穴
１０ 係止突部
１１ 電線
１２ 接触面
１３ 凹所接触個所
１４ 導体

Claims (13)

1. 傾斜させて配置可能なハウジング（３）内の少なくとも一方向で自由に揺動可能な測定システム支持体（２）のためのモジュラーユニットとして形成した懸架手段（１）を具える自動レベル装置であって、該懸架手段（１）はゴム状弾性材料からなる可撓性の固定手段（５）を２個の取付手段（４）の間に具え、該固定手段（５）をコンパクトな構造部材として形成すること、及び、該固定手段（５）が、その軸線方向の中央領域（６）内で、該軸線方向に対する全ての直角方向に一様な曲げ抵抗モーメントを発生可能であることを特徴とする自動レベル装置。
2. 請求項１記載の装置において、固定手段（５）は、その軸線方向に関して回転対称形状に形成したことを特徴とする自動レベル装置。
3. 請求項１又は２に記載の装置において、固定手段（５）の前記中央領域を細い胴部（６）として形成すると共に、その軸線方向両側の厚肉部分（７）により固定手段（５）を対応する取付手段（４）に固定することを特徴とする自動レベル装置。
4. 請求項３記載の装置において、前記厚肉部分（７）は、対応する取付手段（４）の軸線方向貫通穴（９）に形状結合するための半径方向凹所（８）を具えることを特徴とする自動レベル装置。
5. 請求項４記載の装置において、前記厚肉部分（７）の軸線方向の外側領域は端部側に向けてテーパを有することを特徴とする自動レベル装置。
6. 請求項４記載の装置において、懸架手段（１）は固定手段（５）に沿って延在する少なくとも１本の電線（１１）を具えることを特徴とする自動レベル装置。
7. 請求項６記載の装置において、前記電線（１１）は、両側で固定手段（５）に対応する取付手段（４）における接触面（１２）と結合し、ハウジング（３）の測定システム支持体（２）に対して電気的に接続可能であることを特徴とする自動レベル装置。
8. 請求項６又は７に記載の装置において、前記電線（１１）を可撓性の細いワイヤ又はストランドとして形成し、該ワイヤ又はストランドは固定手段（５）に沿って弛みをもって延在することを特徴とする自動レベル装置。
9. 請求項６記載の装置において、前記電線（１１）は、少なくとも前記中央領域で中空とした固定手段（５）の内側を通過することを特徴とする自動レベル装置。
10. 請求項６又は７に記載の装置において、前記電線（１１）を固定手段（５）の外周面上に導体（１４）として形成したことを特徴とする自動レベル装置。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載の装置において、前記固定手段はゴム状弾性を有する導電性材料から構成することを特徴とする自動レベル装置。
12. 請求項６〜１１の何れか一項に記載の装置において、少なくとも１本の電線（１１）が、可撓性の固定手段（５）の周りに同軸の渦巻状に配置されることを特徴とする自動レベル装置。
13. 請求項６〜１１の何れか一項に記載の装置において、それぞれ渦巻状に配置した複数の電線（１１）を、固定手段（５）の周りに分散配置したことを特徴とする自動レベル装置。

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