JP3980177B2 - レーザ墨出し器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ墨出し器に関し、さらに詳しく言えば、建築作業時や部屋の間仕切りなどを行なう際、レーザ投射器より例えば天井から壁面にかけて通り芯（たち）と呼ばれる基準線を照射するレーザ墨出し器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光は、本来楕円光であるが、コリメートレンズおよび軸線をその光軸に対して水平としたロッドレンズを通すことにより、一条の鉛直光線となる。
【０００３】
レーザ墨出し器は、このようにしたレーザ投射器を利用したもので、水平回転軸に振り子状に軸支された支持アームを備え、この支持アームの所定位置にレーザ投射器が支持されている。
【０００４】
支持アームは水平回転軸に対して回転フリーの状態で軸支されており、一旦揺動すると垂直方向の定位置に納まるまで時間がかかるため、ほとんどの場合、磁気ダンパー手段が設けられている。
【０００５】
磁気ダンパー手段としては、ベース側において所定の間隔をもって対向的に配置された一対のマグネットと、その磁気ギャップ内に位置するように支持アーム側に取り付けられた非磁性体板とからなるものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
実際の作業時において、レーザ墨出し器は床面やテーブルなどの固定面上に置かれるが、その固定面が多少傾いていても、支持アームがその重量により垂直方向に指向するため、レーザ光も垂直を保つ。
【０００７】
しかしながら、置き方が悪かったり、固定面の傾斜が大きく、支持アームの振れ角が使用限度（振り子の限界角度、例えば支持アームがその周辺部材に当接する角度）以上になると、もはや支持アームが振り子として作用せず、そのレーザ光も垂直でなくなる。
【０００８】
傾斜が極端な場合は別として、支持アームの振れ角が使用限度付近では、レーザ光が果たして垂直なのかどうか目視にて判断するのは困難であり、したがって、垂直でないレーザ光を基準として建築作業などが行われてしまうおそれが多分にある。
【０００９】
これを防止するため、従来例として、支持アームの振れ角が使用限度以上になった場合には、これを検出してレーザ投射器への給電をオフとして、レーザ光が出ないようにしたものがある。
【００１０】
すなわち、支持アームの振れ角の限度位置にフォトカプラなどの光電センサを設け、その光電センサからの支持アーム検出信号にてレーザ投射器への給電をオフにするようにしている。
【００１１】
しかしながら、これによるとコストアップになるばかりでなく、追加された光電センサおよび制御回路などに対しても給電を必要とするため、消費電流が増えることになり、電池寿命が短くなるという課題が生ずる。
【００１２】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、光電センサなどの振れ角検出手段によることなく、きわめて簡単な構成で、支持アームの振れ角が限度角以上の場合には、レーザ光が外部に照射されないようにしたレーザ墨出し器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、床面などの固定面上に載置される基台と、同基台上に立設され、所定高さ位置に水平フレームを有する支持脚と、レーザ発光素子およびその光軸上において軸線を水平として配置されたロッドレンズを含むレーザ投射器と、同レーザ投射器を支持し、水平回転軸を介して上記水平フレームに垂直平面に沿って揺動可能に軸支された振り子状の支持アームと、上記レーザ投射器と対向する位置にレーザ出射窓を有し、上記基台上に被せられるケースカバーとを備え、上記レーザ投射器からのレーザ光を上記レーザ出射窓を通して外部に照射するレーザ墨出し器において、上記レーザ出射窓は、垂直方向に沿って形成された細長のスリット孔を有し、その対向する長辺の各々には、上記水平回転軸の軸線位置を頂点とし、かつ、上記頂点を通る二等分線が上記スリット孔の長さ方向中心線と合致する二等角辺に沿った傾斜角が付けられていることを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、レーザ墨出し器が所定の角度傾けられると、レーザ出射窓がレーザ投射器の光軸から外れるため、そのレーザ光が外部にでないようになる。この場合、上記傾斜角は、上記二等角辺の頂点を通る二等分線を基準として６度以下であることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面に示された実施例に基づいて、より詳しく説明する。図１はこの実施例に係るレーザ墨出し器の正面図、図２はその平面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は正面から内部を透視した正面側断面図である。
【００１６】
これによると、このレーザ墨出し器１はほぼ円盤状に形成された基台１０と、この基台１０上に被せられるケースカバー３０とを備えている。基台１０およびケースカバー３０はともに合成樹脂からなるが、基台１０の底面には、安定性を高めるため、同じ高さの３つの円錐状突起１１１が均等に配置された底部基板１１がネジ止めされている。
【００１７】
基台１０の上面側には、門型状に形成された支持脚１２が設けられている。この場合、支持脚１２の上面が水平なフレーム部１２１となっており、このフレーム部１２１に水平回転軸１３を介して支持アーム１４が振り子状に揺動可能に取り付けられている。
【００１８】
水平回転軸１３は例えば図４においてその紙面と直交する方向（図３の断面図では左右方向）に配向されており、したがって支持アーム１４は図４の紙面と平行な垂直面内で振り子状に揺動する。
【００１９】
この実施例において、支持アーム１４はアルミダイカストからなり、水平回転軸１３に対する軸受け部１４１の上方には、レーザ投射器２０を取り付けるためのブラケット部１４２が一体に形成されている。なお、支持アーム１４の重心は水平回転軸１３よりも下方に設定されている。
【００２０】
図３の断面図に示されているように、ブラケット部１４２には、レーザ投射器２０を斜め上向きとしてケースカバー３０の角部と対向させるような傾斜面が形成されている。
【００２１】
レーザ投射器２０は、図５（ａ）の平面図および同図（ｂ）の断面図に示されているように、発光ユニット２１と、同発光ユニット２１の正面開口部に取り付けられたロッドレンズ２２とを備えている。発光ユニット２１のホルダー２１１内には、レーザダイオード２１２とコリメータレンズ２１３が収納されており、また、ホルダー２１１の後端にはレーザダイオード２１２の駆動回路基板２１４が取り付けられている。
【００２２】
ロッドレンズ２２は、その軸線がレーザダイオード２１２から発光されるレーザ光の光軸に対して水平となるように、そのレンズホルダー２２１を介して発光ユニット２１に取り付けられており、これにより楕円状のレーザ光から垂直とされた１条のレーザ光が得られる。
【００２３】
支持アーム１４の下部側には、銅などの非磁性金属板からなる制動板１５が取り付けられている。図３に示されているように、この実施例において、制動板１５は逆Ｕ字状に形成されており、その一方の側板１５１が磁気ダンパの構成要素とされている。なお、他方の側板１５２は後述するロック手段の被ロック側となっている。
【００２４】
すなわち、基台１０上には、ほぼＵ字状に折り曲げられ、その各辺にマグネット１６１，１６１がそれぞれ取り付けられたヨーク１６が立設されており、そのマグネット１６１による磁気ギャップ内において制動板１５の一方の側板１５１が振り子運動するように配置されている。
【００２５】
ケースカバー３０のレーザ投射器２０と対向する角部には、レーザ光を外部に照射するための開口部３１が同ケースカバー３０の上面から側面にかけて斜めに形成されている。
【００２６】
図３の断面図に示されているように、この実施例では、その開口部３１に透明なカバーガラス３１１と遮光カバー３１２とがはめ込まれており、この遮光カバー３１２にレーザ出射窓３２が形成されている。
【００２７】
レーザ出射窓３２は、通り芯としてのレーザ光が天井から壁面にかけて照射されるように、垂直方向に細長のスリット孔からなるが、その対向する長辺３２１，３２１には下方に向けて狭まるような傾斜角が付けられており、この実施例では逆三角形状とされている。
【００２８】
すなわち、図６に拡大して示されているように、本発明において、レーザ出射窓３２の対向する２つの長辺３２１，３２１の各々には、スリット孔の長さ方向中心線Ｃの延長線Ｈ上における上記水平回転軸１３の回転軸線位置を頂点Ｏとする二等角辺Δ１，Δ２に沿った傾斜角が付けられている。
【００２９】
図６において、レーザ投射器２０から出射されるレーザ光（レーザビーム）Ｂはその中央部分が若干楕円状に膨らんだ状態としてハッチング付きで示されているが、レーザ出射窓３２の長辺３２１，３２１の間隔は、もっとも狭い下端の幅でも、その楕円状に膨らんだ幅よりも大きくされている。
【００３０】
本器としてのレーザ墨出し器１が、水平な固定面上に置かれており、何らの傾きがない場合には、レーザ出射窓３２は図６の実線で示す正立位置（Ｎ）に位置し、レーザ光Ｂはレーザ出射窓３２を通して外部に照射される。
【００３１】
これに対して、レーザ墨出し器１が傾いて置かれた場合、それに伴なってレーザ出射窓３２は図６の（Ｌ）もしくは（Ｒ）に示す位置に傾くが、レーザ光Ｂは支持アーム１４の振り子的な動きによって垂直状態を保持する。
【００３２】
したがって、図６に示すレーザ出射窓３２の傾き位置（Ｌ）および（Ｒ）が、このレーザ墨出し器１の限界傾き位置であるとすると、レーザ光Ｂはレーザ出射窓３２によってほとんど遮られ、外部に照射されない。
【００３３】
このようにして、本発明によれば、光電センサなどを用いることなく、レーザ墨出し器１が所定の角度傾けられると、レーザ出射窓３２がレーザ光Ｂから外れるため、そのレーザ光が外部にでないようにすることができる。
【００３４】
なお、本発明において、レーザ出射窓３２の各長辺３２１，３２１の傾斜角は、上記二等角辺の頂点Ｏを通る二等分線（上記の延長線Ｈ）を基準として６度以下（頂点Ｏの挟角としては１２度以下）であることが好ましい。
【００３５】
また、この実施例では、レーザ投射器２０が水平回転軸１３の回転軸線よりも上方に位置しているため、レーザ出射窓３２は逆三角形状とされているが、レーザ投射器２０が水平回転軸１３の回転軸線よりも下方に位置している場合には、レーザ出射窓３２は上記の逆三角形状とは反対に正立の三角形状に変更されることは容易に理解されよう。
【００３６】
ケースカバー３０の上面には電源オンオフ用の回転式操作ノブ３３が設けられている。この操作ノブ３３はケースカバー３０内に突出する回転軸３３１を備えている。また、ケースカバー３０の背面には電池収納部３４が形成されているとともに、この電池収納部３４に対して電池カバー３５が着脱自在に取り付けられている。
【００３７】
基台１０の平面図が示されている図７を参照すると、基台１０上にはマイクロスイッチなどの機械的接点を有する電源スイッチ４１と、この電源スイッチ４１をオンオフするカムレバー４２とが設けられている。カムレバー４２は、垂直方向に延びる回転駆動軸４３を介して操作ノブ３３の回転軸３３１に連結されている。
【００３８】
なお、支持脚１２の背面側には、回転駆動軸４３を垂直状態に保持するための保持手段が設けられている。この実施例において、同保持手段は支持脚１２の背面側の上部に水平に張り出すように形成された軸挿通孔を有するフランジ１２３と、その下方位置に形成されたほぼＵ字状の軸保持溝１２４とからなる。
【００３９】
カムレバー４２の一端側には電源スイッチ４１の板バネ片４１１に対して作用する突起４２１が形成されている。また、カムレバー４２の他端側には、同カムレバー４２を電源オン位置と電源オフ位置とに選択的に付勢保持するバネ手段が設けられている。
【００４０】
この実施例では、同バネ手段としてコイルバネ４４が用いられている。このコイルバネ４４はカムレバー４２の他端と、基台１０上に形成されているボス１１３との間に装着されており、その死点を乗り越えてカムレバー４２をいずれかの方向に付勢し、図７にはカムレバー４２を電源オフ位置側に保持した状態が示されている。
【００４１】
カムレバー４２の突起４２１がある一端側には、支持アーム１４に対するロック手段としてのフック４５が連結されている。基台１０上には、このフック４５を支持アーム１４側方向に摺動するように案内するフックガイド４６が設けられている。
【００４２】
なお、カムレバー４２とフック４５は、カムレバー４２に立設されているピン４７２と、フック４５に穿設されている長孔４７２とにより連結されており、これにより、カムレバー４２の回転がフック４５に直線運動として伝達される。
【００４３】
フック４５の先端（支持アーム１４側の一端）には、一つの谷部４５１を挟んでその両側に連設された２つの山部４５２，４５２が形成されている。これに対して、支持アーム１４側の先に説明した他方の側板１５２には、上記谷部４５１に係合可能な係合片１５３が設けられている。
【００４４】
操作ノブ３３を図２において反時計方向に回してＯＮ位置にすると、これに伴なってカムレバー４２が図７において同じく反時計方向に回動し、コイルバネ４４がその死点を乗り越えた時点で、カムレバー４２が電源オン側方向に付勢され、電源スイッチ４１がオンになる。これと同時に、フック４５が図７の鎖線位置まで後退し、支持アーム１４側の係合片１５３を釈放する。
【００４５】
これに対して、操作ノブ３３を図２において時計方向に回してＯＦＦ位置にすると、カムレバー４２が同じく時計方向に回動して図７の状態になり、これにより、電源スイッチ４１がオフになるとともに、フック４５が前進し係合片１５３を捕捉する。
【００４６】
なお、フック４５の先端には１つの谷部４５１と２つの山部４５２，４５２が設けられているため、このレーザ墨出し器１が傾いていて、係合片１５３が谷部４５１からずれている場合には、係合片１５３がいずれか一方の山部４５２の反谷部４５１側の裾にてロックされることになる。
【００４７】
図８には、レーザ投射器２０および支持脚１２の背面側が示されている。これによると、支持脚１２背面にはレーザ投射器２０に電源を供給する中継端子板５１が取り付けられている。この中継端子板５１にレーザ投射器２０の駆動回路基板２１４から引き出された電源リード線２１５，２１５を接続するにあたって、この実施例では次のようにしている。
【００４８】
すなわち、電源リード線２１５，２１５には線径が例えば４５μ程度の極細線が用いられるが、この種のレーザ墨出し器１においては、このような極細線であっても、そのモーメントが支持アーム１４の振り子運動に与える影響は無視できない。
【００４９】
そこで、電源リード線２１５，２１５を、支持アーム１４の垂直軸線を中心として駆動回路基板２１４の左右対称位置から引き出すとともに、先に説明したフランジ１２３に、そのリード線引き出し位置から見てほぼ等しい位置にリード線挿通孔１２４を穿設し、電源リード線２１５，２１５をともにそのリード線挿通孔１２４を通したうえで、中継端子板５１にハンダ付けするようにしている。
【００５０】
これによれば、支持アーム１４に対する各電源リード線２１５，２１５のモーメントがほぼ均等となり、支持アーム１４の振り子運動に与える影響を最小限とすることができる。なお、この実施例のようなフランジ１２３がない場合には、リード挿通孔１２４と同じ位置で接着テープなどにより、電源リード線２１５，２１５を支持脚１２の背面側に止めるようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザ出射窓について、その細長スリット孔の対向する長辺の各々に、レーザ投射器を支持する支持アームの水平回転軸の軸線位置を頂点とし、かつ、その頂点を通る二等分線が上記スリット孔の長さ方向中心線と合致する二等角辺に沿った傾斜角を付けたことにより、電気的もしくは機械的な角度センサなどを使用することなく、支持アームの振れ角が限度角以上の場合には、レーザ光が外部に照射されないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るレーザ墨出し器の正面図。
【図２】上記レーザ墨出し器の平面図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】上記レーザ墨出し器の内部構造を正面側から透視した断面図。
【図５】上記実施例中のレーザ投射器の平面図およびその断面図。
【図６】上記実施例中のレーザ出射窓とレーザ光との関係を説明するための模式図。
【図７】上記実施例中の基台の平面図。
【図８】上記実施例におけるレーザ投射器および支持脚の背面図。
【符号の説明】
１ レーザ墨出し器
１０ 基台
１２ 支持脚
１２１ 水平フレーム
１２３ フランジ
１２４ リード挿通孔
１３ 水平回転軸
１４ 支持アーム
１４２ ブラケット
１５ 制動板
１６ ヨーク
１６１ マグネット
２０ レーザ投射器
２１５ 電源リード線
２２ ロッドレンズ
３０ ケースカバー
３２ レーザ出射窓
３２１ 長辺
３３ 操作ノブ
３４ 電池収納部
４１ 電源スイッチ
４２ カムレバー
４３ 回転駆動軸
４５ フック
５１ 中継端子板

Claims (2)

1. 床面などの固定面上に載置される基台と、同基台上に立設され、所定高さ位置に水平フレームを有する支持脚と、レーザ発光素子およびその光軸上において軸線を水平として配置されたロッドレンズを含むレーザ投射器と、同レーザ投射器を支持し、水平回転軸を介して上記水平フレームに垂直平面に沿って揺動可能に軸支された振り子状の支持アームと、上記レーザ投射器と対向する位置にレーザ出射窓を有し、上記基台上に被せられるケースカバーとを備え、上記レーザ投射器からのレーザ光を上記レーザ出射窓を通して外部に照射するレーザ墨出し器において、
   上記レーザ出射窓は、垂直方向に沿って形成された細長のスリット孔を有し、その対向する長辺の各々には、上記水平回転軸の軸線位置を頂点とし、かつ、上記頂点を通る二等分線が上記スリット孔の長さ方向中心線と合致する二等角辺に沿った傾斜角が付けられていることを特徴とするレーザ墨出し器。
2. 上記傾斜角は、上記二等角辺の二等分線を基準として６度以下であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ墨出し器。

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