JP4020029B2

JP4020029B2 - Laser marking device

Info

Publication number: JP4020029B2
Application number: JP2003177152A
Authority: JP
Inventors: 尚之西川; 浩司阪本; 国法中村; 正人傘谷
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP2005010109A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザによるライン光を利用して、例えば屋内のレイアウトの間仕切り、配管や照明器具の墨出し作業を行うためのレーザ墨出し器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のレーザ墨出し器としては、例えば特許文献１に示されるように、基台に回転自在に支持された回転台の上面に複数本の柱を立設して、これらの柱で上部支持台を支持するとともに、上部支持台の中央にジャイロを装着し、ジャイロの上面にレーザモジュール取付台を介して４台のレーザユニットを四方に向けて配設した構造のものがある。各レーザユニットはライン状のレーザ光をそれぞれ放射するものであり、４台のレーザユニットの内の２台はレーザモジュール取付台の中心位置を挟んで背中合わせに配置されており、これら２台のレーザユニットから放射されるレーザ光は同一の鉛直面内に放射される。また、残りの２台のレーザユニットもレーザモジュール取付台の中心位置を挟んで背中合わせに配置されており、これら２台のレーザユニットから放射されるレーザ光は、他の２台のレーザユニットからのレーザ光が放射される鉛直面に対して垂直な鉛直面内に放射される。而して、４台のレーザユニットによって互いに直交する２つの鉛直面を示すクロスラインが天井と四方の側壁とに投射されるのである。
【０００３】
また、特許文献２に示されるように、支持体の左右の側面と上面とにレーザユニットを１台ずつ配置し、これら３台のレーザユニットからのレーザ光で天井と両側壁とに鉛直面を示す垂直ラインを放射するとともに、上記鉛直面に対して垂直な垂直ライン及び水平ラインをそれぞれ放射するためのレーザユニットを１台ずつ備えたレーザ墨出し器も従来より提供されている。
【０００４】
また更に、特許文献３に示されるように、鉛直面内にライン光を照射するレーザユニットを斜め上向きに配置したレーザ墨出し器が従来より提供されており、このレーザ墨出し器を一方の側壁に近接させて配置することで、対向する２つの側壁と天井と床の四面に鉛直面を示す連続したライン光を投射するものがあった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２３０８２８号公報
【特許文献２】
特許第２９４２９４８号明細書
【特許文献１】
特許第２７７２５１１号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したレーザ墨出し器の内、特許文献１に示されるレーザ墨出し器では、複数台のレーザユニットがレーザモジュール取付台の上面に４方を向いて配設されるため、取付台の面積が大きくなり、レーザ墨出し器が大型化して持ち運びに不便であった。また、レーザユニットなどの光学系がジンバル機構の上部に配置されているため、重心位置が高くなってジャイロの安定が悪くなり、レーザユニットからのライン光が鉛直面内に照射されるように調整する手間がかかる。
【０００７】
また、特許文献２に示されるレーザ墨出し器では、天井と両側壁とに垂直ラインを投射するために３台のレーザユニットが必要なため、合計５台のレーザユニットが必要になるから、製造コストがアップし、また光学系の調整が難しくなるという問題があった。
【０００８】
また更に、特許文献３に示されるレーザ墨出し器では、一方の側壁に寄せてレーザ墨出し器を配置すれば、対向する２つの側壁と天井と床の四面にライン光を投射できるが、図１１に示すようにレーザ墨出し器１を部屋の中央に配置した場合は、一方の側壁と天井と床の３面にしかライン光Ａを投射できなかった（図中の斜線部はライン光Ａが放射される鉛直面を示す）。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、設置場所に関わらず対向する２つの側壁と天井と床の４面に鉛直面を示すライン光を照射できる小型で低コストのレーザ墨出し器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、それぞれレーザ光を円筒レンズに通すことによって光軸を中心にして扇状に広がるライン光を放射する複数台のレーザユニットを備えたレーザ墨出し器において、対向する２つの側壁の内の一方と天井と床とに鉛直方向に沿って連続した第１の垂直ライン光を放射する第１のレーザユニットと、２つの側壁の内の他方と天井と床とに鉛直方向に沿って連続した第２の垂直ライン光を放射する第２のレーザユニットと、第１及び第２のレーザユニットが第１のレーザユニットを上側にして上下に並べて取り付けられた装置本体と、装置本体を第１支軸の周りに揺動自在に軸支する第１支持体、及び、該第１支持体を第１支軸と直交する第２支軸の周りに揺動自在に軸支する第２支持体で構成されるジンバル機構とを備え、装置本体に対して第１のレーザユニットをジンバル機構よりも上側に配置するとともに、第２のレーザユニットをジンバル機構よりも下側に配置し、且つ、第１及び第２の垂直ライン光が同一の鉛直面内に放射されるように第１及び第２のレーザユニットを装置本体に取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、第１のレーザユニットからの第１の垂直ライン光と第２のレーザユニットからの第２の垂直ライン光が同一の鉛直面内に放射されているので、２台のレーザユニットで対向する２つの側壁と天井と床との４面に同一の鉛直面を示す垂直ライン光を放射させることができ、またレーザユニットの台数が少なくて済むので、製造コストを低減でき、さらに第１及び第２のレーザユニットは上下に並べて装置本体に取り付けられているので、水平面内における装置本体の大きさを小型にできる。また、ジンバル機構の下側に第２のレーザユニットを配置することで、第２のレーザユニットが錘の役目を果たして、装置本体の安定性が増し、振動などの外乱によって装置本体が動揺し、第１及び第２の垂直ライン光が鉛直方向からずれるのを防止できる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１及び第２のレーザユニットの光軸の仰角をそれぞれΦａ，Φｂとし、第１及び第２の垂直ライン光の広がり角度をそれぞれ２θａ，２θｂとすると、Φａ＋Φｂ＋θａ＋θｂ＞１８０°となるように仰角及び広がり角度を設定したことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、Φａ＋Φｂ＋θａ＋θｂ＞１８０°となるように仰角及び広がり角度を設定したことで、第１のレーザユニットからの第１の垂直ライン光と第２のレーザユニットからの第２の垂直ライン光の一部を天井で重なり合わせることができ、対向する２つの側壁と天井と床との４面に連続した垂直ライン光を放射させることができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、第１及び第２の垂直ライン光が放射される鉛直面に対して垂直な鉛直面内において、２つの側壁以外の側壁と天井と床とに鉛直方向に沿って連続した第３の垂直ライン光を放射する第３のレーザユニットを備え、第３のレーザユニットの光軸の仰角をΦｃ、第３の垂直ライン光の広がり角度を２θｃとすると、Φｃ＋θｃ＞９０°となるように、第３のレーザユニットを第１のレーザユニットと第２のレーザユニットとの間に上下に並べて装置本体に取り付けたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、Φｃ＋θｃ＞９０°とすることで、第１及び第２の垂直ライン光と第３の垂直ライン光とを交差させて、レーザ墨出し器の直上のポイントを表示することができる。また、第３のレーザユニットを第２のレーザユニットの下側に配置すると、第３の垂直ライン光が装置本体によってケラれるのを防ぐために第３のレーザユニットを装置本体から大きく飛び出させて配置する必要があるが、第３のレーザユニットを第１のレーザユニットと第２のレーザユニットの間に配置しているので、第３のレーザユニットの飛び出し量を小さくして、水平面内における装置本体の大きさを小型にでき、且つ、重心位置を安定させることができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、水平面内において第１〜第３の垂直ライン光が放射される３つの側壁に水平ライン光を放射する第４のレーザユニットを備え、第４のレーザユニットを第２のレーザユニットの下側に上下に並べて装置本体に取り付けたことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、３つの側壁と天井と床とに互いに直交する２つの鉛直面を示す垂直ラインと水平ラインとを放射することができ、さらに第４のレーザユニットは第２のレーザユニットの下側に上下に並べて取り付けられているので、水平面内における装置本体の大きさを小型にでき、且つ、重心位置を安定させることができる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項３又は４の発明において、装置本体に対して第３のレーザユニットをジンバル機構の下側に配置したことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、装置本体に対して第１のレーザユニットのみがジンバル機構の上側に配置され、他のレーザユニットはジンバル機構の下側に配置されるので、他のレーザユニットが錘の役目を果たして、装置本体の重心を下げることができ、装置本体の安定性が増し、振動などの外乱によって装置本体が動揺し、第１及び第２の垂直ライン光が鉛直方向からずれるのを防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
【００２３】
図２にはレーザ墨出し器１の全体斜視図を示し、図１にはカバー５を取り外した状態の正面図を示してある。尚、以下の説明では特に断りが無い場合、図１に示す向きにおいて上下左右の方向を規定し、図１における正面を前面という。従って、図４中の右側は後側となる。
【００２４】
このレーザ墨出し器１は基台３の下面に３本の支持脚１６を突設し、基台３の上面には後述の保持部１１を支持する４本の円柱４が立設されており、保持部１１によってレーザ照射装置２を揺動自在に吊持するジンバル機構が保持されている。また、基台３にはレーザ照射装置２を覆うようにしてカバー５が被着される。
【００２５】
レーザ照射装置２は、図４に示すように縦長の装置本体６に４台のレーザユニット２０ａ〜２０ｄを取り付けてあり、各レーザユニット２０ａ〜２０ｄからのライン光をカバー５に設けた照射窓５ａを通して外部へ照射するようになっている。各レーザユニット２０ａ〜２０ｄは鏡筒２５及び円筒レンズホルダー２６からなる器体２４を有し、鏡筒２５の内部には半導体レーザ素子２１とコリメートレンズ２２とが納装され、円筒レンズホルダー２６には円筒レンズ２３が取着されている。
【００２６】
図５（ａ）（ｂ）は各レーザユニット２０ａ〜２０ｄからライン光が照射される原理の説明図であり、半導体レーザ素子２１から放射されたレーザ光はコリメートレンズ２２に通されて平行光に変換された後、円筒レンズ２３に入射される。図５（ａ）に示すように、円筒レンズ２３に入射する光は中心軸方向においては屈折されず、この方向においてはレーザ光は収束されない。一方、図５（ｂ）に示すように、円筒レンズ２３の中心軸方向と直交する方向においては、円筒レンズ２３の周面の曲率によって、円筒レンズ２３の界面でレーザ光が屈折するから、この方向においてはレーザ光が扇状に広がるのである。而して、円筒レンズ２３から放射されるレーザ光は、円筒レンズ２３へのレーザ光の入射方向と、円筒レンズ２３の中心軸方向とにそれぞれ直交する一方向（すなわち、図５（ｂ）の上下方向）において扇状に広がるようなライン光となる。なお、垂直ラインを放射するレーザユニット２０ａ〜２０ｃから扇状に放射されるライン光の広がり角度を２θとし、光軸Ｌの水平線Ｌｈからの仰角をΦとすると、鉛直方向において（Φ±θ）の角度範囲でライン光が放射される。ここに、ライン光の広がり角度とは、ライン光の光軸Ｌからライン光の片側の端までの角度θの２倍の角度（すなわち扇形の中心角）のことを言い、本実施形態では広がり角度を１４０°（鈍角）としている。
【００２７】
次に、レーザ照射装置２を揺動自在に支持するジンバル機構について図３を参照して説明する。装置本体６の上側部には装置本体６を貫通する通し孔６ａが形成されており、この通し孔６ａに第１支持体７の第１支軸８を通すことによって、装置本体６は第１支持体７に対して第１支軸８の周りに揺動自在に軸支されている。すなわち、第１支持体７は矩形枠状に形成され、この第１支持体７に装置本体６を挿通した状態で、第１支持体７の対向する一対の片間に架け渡した第１支軸８を装置本体６の通し孔６ａに挿通することによって、装置本体６が第１支軸８の周りに揺動自在に軸支されるのである。
【００２８】
また第１支持体７は、第２支持体９に対して上記第１支軸８と直交する第２支軸１０の周りに揺動自在に軸支されている。すなわち、第２支持体９は第１支持体７よりも一回り大きな矩形枠状に形成され、第２支持体９内に第１支持体７を入れ子状に配置してある。そして、第１支持体７の第１支軸８を架け渡していない方の一対の片と、該一対の片に対向する第２支持体９の一対の片とにそれぞれ第２支軸１０を架設して、第１支持体７を第２支持体９に対して第２支軸１０の周りに揺動自在に軸支してある。
【００２９】
このようにして、レーザ照射装置２の装置本体６と第１支持体７と第１支軸８と第２支持体９と第２支軸１０とでジンバル機構を構成してあり、円柱４を介して基台３に支持された保持部１１に第２支持体９を保持させることで、装置本体６を全周方向に自在に揺動させ、自重によって鉛直方向に吊持するようになっている。
【００３０】
保持部１１は平板状をした枠体１２と蓋体１３とで構成される。枠体１２は矩形枠状であって、中央部に開口１２ａが設けてある。また、枠体１２の四隅部分には孔１２ｂが設けてあり、枠体１２を４本の円柱４に載置した状態で、枠体１２の四隅の孔１２ｂが各円柱４の上面部の雌ねじ穴４ａに連通するように設定してある。
【００３１】
一方、蓋体１３は下面が開口した箱状であって、上面から一側面の中間部にかけてレーザ照射装置２の上部を通すための開口１３ａが設けられ、蓋体１３の下端部の四隅には固定具挿入孔１３ｃを有する取付片１３ｂが設けてある。なお、蓋体１３の下面の開口は、枠体１２の開口１２ａよりも大きく設定してあり、開口１２ａは第２支持体９の内周形状及び大きさと略同じになっている。
【００３２】
而して、基台３の上面に立設された４本の円柱４上に枠体１２を載置し、この枠体１２の上面に一対の緩衝体１４，１４で両側から挟んだ第２支持体９を載置した後、枠体１２の上側から蓋体１３を被せて、枠体１２と蓋体１３との間に緩衝体１４，１４を介して第２支持体９を収納保持する。この時、レーザ照射装置２の下側部分は枠体１２の開口１２ａを通して下方に突出し、レーザ照射装置２の上側部分は蓋体１３の開口１３ａを通して上方に突出する。このように円柱４に載置した枠体１２と蓋体１３とで構成される保持部１１に第２支持体９を収納して保持した状態で、蓋体１３に設けた固定具挿入孔１３ｃと枠体１２の孔１２ｂとにねじのような固定具１５を通し、円柱４の上面に設けた雌ねじ穴４ａに固定具１５を螺合することで、枠体１２と蓋体１３とからなる保持部１１を円柱４に固着するとともに、上述のジンバル機構を保持部１１に保持させるのである。
【００３３】
ここで、各レーザユニット２０ａ〜２０ｄの配置について以下に詳細に説明する。図７及び図８は四方を側壁で囲まれた部屋の中央にレーザ墨出し器１を配置して墨出し作業を行う場合の説明図であり、４台のレーザユニット２０ａ〜２０ｄの内、第１及び第２のレーザユニットとしての２台のレーザユニット２０ａ，２０ｂは、同一の鉛直面Ｖ１を示すライン光Ａ，Ｂを対向する２つの側壁（図７中の左右の側壁）と天井と床とにそれぞれ投射するもので、レーザユニット２０ａは装置本体６の上部に、レーザユニット２０ｂは装置本体６の左側の側面にそれぞれ配置され、上述のジンバル機構によって装置本体６が鉛直方向に垂立した状態で、レーザユニット２０ａ，２０ｂからのライン光が同一の鉛直面Ｖ１内に照射されるように装置本体６に取り付けられている。すなわち、２台のレーザユニット２０ａ，２０ｂの光軸Ｌａ，Ｌｂは、レーザ墨出し器１が設置された点（地墨点）ｏを通り鉛直面Ｖ１に対して垂直な鉛直面Ｖ２に対して互いに反対側を向いており、レーザユニット２０ａからのライン光Ａ（第１の垂直ライン光）は、鉛直面Ｖ２に対向する一方の側壁と天井と床とに放射されて図中の点ａ，ｂ，ｃ，ｄを通る。また、レーザユニット２０ｂからのライン光Ｂ（第２の垂直ライン光）は、鉛直面Ｖ２に対向する他方の側壁と天井と床とに放射されて図中の点ｅ，ｆ，ｇ，ｈを通る。ここに、レーザユニット２０ａ，２０ｂは装置本体６に対してライン光Ａ，Ｂが同一平面内に放射されるように取り付けられているので、ライン光Ａが通る点ａ，ｂ，ｃ，ｄと、ライン光Ｂが点ｅ，ｆ，ｇ，ｈは共に鉛直面Ｖ１上の点になり、したがってライン光Ａ，Ｂにより対向する２つの側壁と天井と床とに鉛直面Ｖ１を示す連続した垂直ラインが投射されるのである。
【００３４】
図９に示すようにレーザユニット２０ａの光軸Ｌａの仰角（線分ｏａと光軸Ｌａとが為す角）をΦａ、光軸Ｌａを中心としたライン光の広がり角度（中心角）を２θａとして、レーザユニット２０ｂの光軸Ｌｂの仰角（線分ｏｅと光軸Ｌｂとが為す角）をΦｂ、光軸Ｌｂを中心としたライン光の広がり角度を２θｂとすると、側壁と天井と床とに連続したライン光を照射でき、且つ、Φａ＋Φｂ＋θａ＋θｂ＞１８０°となるように、レーザユニット２０ａ，２０ｂの取付角度やライン光の広がり角度を設定してあるので、天井面においてライン光Ａとライン光Ｂの一部が重なり合い、対向する２つの側壁と天井と床とに鉛直面Ｖ１を示す連続した垂直ラインを投射することができる（図７及び図８参照）。
【００３５】
なお、図９ではレーザユニット２０ａ，２０ｂが同じ高さに配置されているように簡略化して図示しているが、実際には図１０に示すようにレーザユニット２０ａがレーザユニット２０ｂよりも高さｈ１だけ上側に位置するように鉛直方向に並べて配置されている。ここで、光軸Ｌａの仰角を４５°、光軸Ｌｂの仰角を０°とし、ライン光Ａ，Ｂの広がり角度２θａ，２θｂをともに１４０°（θａ＝θｂ＝７０°）として、高さｈ１を７０ｍｍとすると、レーザユニット２０ａよりもｈ２＝３１９ｍｍだけ上方の点Ｘでライン光Ａ，Ｂが交わることになる。レーザ墨出し器１の一般的な使われ方を考慮すると、床面から天井面までの高さはおおよそ３ｍであるので、ライン光Ａ，Ｂが交わる点Ｘよりも天井の方が十分高い位置にあり、天井面でライン光Ａ，Ｂを確実に重なり合わせて連続したライン光を投射することができる。
【００３６】
また、第３のレーザユニットとしてのレーザユニット２０ｃは、点ｏを通り上記鉛直面Ｖ１に対して垂直な鉛直面Ｖ２を示すライン光Ｃ（第３の垂直ライン光）を、鉛直面Ｖ１に対向する一方の側壁と天井と床とに投射するもので、装置本体６の前側の側面に配置される。またレーザユニット２０ｃは、レーザユニット２０ａとレーザユニット２０ｂとの間に鉛直方向に並べて配置されており、ジンバル機構によって装置本体６が鉛直方向に垂立した状態で、レーザユニット２０ｃからのライン光Ｃが鉛直面Ｖ２内に照射されるように装置本体６に取り付けられている。
【００３７】
ところで、墨出し作業を行う場合には鉛直面Ｖ１を示すライン光Ａ，Ｂと鉛直面Ｖ２を示すライン光Ｃとがレーザ墨出し器１の直上のポイントで交差していることが望ましいので、レーザユニット２０ｃの光軸Ｌｃの仰角をΦｃ、ライン光Ｃの広がり角を２θｃとすると、側壁と天井と床とに連続したライン光を照射でき、且つ、Φｃ＋θｃ＞９０°となるように、レーザユニット２０ｃの取付角度やライン光Ｃの広がり角度を設定する。ここで、レーザユニット２０ｃはレーザユニット２０ａよりも下側に配置されており、レーザユニット２０ｃからのライン光Ｃがレーザ照射装置２の上部に配置されたレーザユニット２０ａによってケラれるため、レーザユニット２０ｃを装置本体６から長さＬ１だけ側方に飛び出させて配置する必要がある。仮にレーザユニット２０ｃがレーザユニット２０ｂよりも下側に配置されていると、レーザ照射装置２の上端からの距離が長くなるため、レーザユニット２０ｃの飛び出し量Ｌ１をさらに大きくしなければならず、レーザユニット２０ｃの重量によって装置本体６の重心位置が外側に偏ってしまうため、ジンバル機構により装置本体６を吊持する際の安定性が悪くなる。そこで、本実施形態ではレーザユニット２０ｃをレーザユニット２０ｂよりも上側に配置しており、レーザユニット２０ｃの飛び出し量Ｌ１をできるだけ小さくして、装置本体６の重心位置が外側に偏るのを防止し、装置本体６の安定性を向上させている。
【００３８】
また、第４のレーザユニットとしてのレーザユニット２０ｄは水平面Ｈ１を示すライン光Ｄ（水平ライン光）を、ライン光Ａ〜Ｃが放射される３方の側壁に投射するもので、ジンバル機構によって装置本体６が鉛直方向に垂立した状態で、レーザユニット２０ｄからのライン光Ｄが水平面Ｈ１内に照射されるように装置本体６に取り付けられている。すなわち、上記３方の側壁に連続した水平ラインを照射できるように、レーザユニット２０ｄの取付角度やライン光Ｄの広がり角度が設定されている。ここで、レーザユニット２０ｄはレーザユニット２０ｂよりも下側に配置されている。上述のようにレーザユニット２０ｂは鉛直面Ｖ１を示すライン光Ｂを照射しており、レーザユニット２０ｂからのライン光Ｂは床面にも照射されるため、ライン光Ｂが基台３によってケラれるのを防止するために、レーザユニット２０ｂをできるだけ上側に配置するのが好ましく、本実施形態ではレーザユニット２０ｂをレーザユニット２０ｄよりも上側に配置している。
【００３９】
また、４台のレーザユニット２０ａ〜２０ｄの内、レーザユニット２０ａのみがジンバル機構の上側に配置され、他の３台のレーザユニット２０ｂ〜２０ｄはジンバル機構の下側に配置されているので、レーザユニット２０ｂ〜２０ｄが錘の役目を果たして、装置本体６の重心位置を下側にもっていくことができ、そのためジンバル機構がより安定して、外乱による振動などの影響を受けにくくなり、垂直ラインや水平ラインの精度が向上するという利点がある。
【００４０】
なお、本実施形態では上述のような理由で４台のレーザユニット２０ａ〜２０ｄを、レーザユニット２０ａ，２０ｃ，２０ｂ，２０ｄの順番に鉛直方向に並べて装置本体６に取り付けており、レーザユニット２０ａの鉛直下方に他の３台のレーザユニット２０ｃ，２０ｂ，２０ｄが配置されているので、４台のレーザユニット２０ａ〜２０ｄを水平な面内に並べて配置する場合に比べて、上側から見た装置本体６の大きさを小さくでき、レーザ墨出し器１の小型化が可能になったり、重心位置を低くして安定させることができる。なお、レーザユニット２０ａ〜２０ｄの順番は、重心位置を下げたり小型化を図ったりするために決定したものであり、これらの要求がなければ上述の順番にはこだわらない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明では、第１のレーザユニットからの第１の垂直ライン光と第２のレーザユニットからの第２の垂直ライン光が同一の鉛直面内に放射されているので、２台のレーザユニットで対向する２つの側壁と天井と床との４面に同一の鉛直面を示す垂直ライン光を放射させることができ、またレーザユニットの台数が少なくて済むので、製造コストを低減でき、さらに第１及び第２のレーザユニットは上下に並べて装置本体に取り付けられているので、水平面内における装置本体の大きさを小型にできる。また、ジンバル機構の下側に第２のレーザユニットを配置することで、第２のレーザユニットが錘の役目を果たして、装置本体の安定性が増し、振動などの外乱によって装置本体が動揺し、第１及び第２の垂直ライン光が鉛直方向からずれるのを防止できる。
【００４２】
請求項２の発明では、Φａ＋Φｂ＋θａ＋θｂ＞１８０°となるように仰角及び広がり角度を設定したことで、第１のレーザユニットからの第１の垂直ライン光と第２のレーザユニットからの第２の垂直ライン光の一部を天井で重なり合わせることができ、対向する２つの側壁と天井と床との４面に連続した垂直ライン光を放射させることができる。
【００４４】
請求項３の発明では、Φｃ＋θｃ＞９０°とすることで、第１及び第２の垂直ライン光と第３の垂直ライン光とを交差させて、レーザ墨出し器の直上のポイントを表示することができる。また、第３のレーザユニットの第２のレーザユニットの下側に配置すると、第３の垂直ライン光が装置本体によってケラれるのを防ぐために第３のレーザユニットを装置本体から大きく飛び出させて配置する必要があるが、第３のレーザユニットを第１のレーザユニットと第２のレーザユニットの間に配置しているので、第３のレーザユニットの飛び出し量を小さくして、水平面内における装置本体の大きさを小型にでき、且つ、重心位置を安定させることができる。
【００４５】
請求項４の発明では、３つの側壁と天井と床とに互いに直交する２つの鉛直面を示す垂直ラインと水平ラインとを放射することができ、さらに第４のレーザユニットは第２のレーザユニットの下側に上下に並べて取り付けられているので、水平面内における装置本体の大きさを小型にでき、且つ、重心位置を安定させることができる。
【００４６】
請求項５の発明では、装置本体に対して第１のレーザユニットのみがジンバル機構の上側に配置され、他のレーザユニットはジンバル機構の下側に配置されるので、他のレーザユニットが錘の役目を果たして、装置本体の重心を下げることができ、装置本体の安定性が増し、振動などの外乱によって装置本体が動揺し、第１及び第２の垂直ライン光が鉛直方向からずれるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のレーザ墨出し器のカバーを取り外した状態の正面図である。
【図２】同上の外観斜視図である。
【図３】同上の要部分解斜視図である。
【図４】同上のレーザ照射装置を右側から見た図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は同上のレーザユニットの光学系の説明図である。
【図６】同上のレーザユニットから放射されるライン光の説明図である。
【図７】同上のレーザユニット２０ａ，２０ｂから放射されるライン光の説明図である。
【図８】同上のレーザユニット２０ａ〜２０ｄから放射されるライン光の説明図である。
【図９】同上のレーザユニット２０ａ，２０ｂからのライン光を説明する簡略化した説明図である。
【図１０】同上のレーザユニット２０ａ，２０ｂからのライン光を説明する説明図である。
【図１１】従来のレーザ墨出し器の使用状態の説明図である。
【符号の説明】
１レーザ墨出し器
６装置本体
２０ａ，２０ｂレーザユニット
Ａ，Ｂライン光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser marking device for performing marking work on, for example, indoor layout partitions, piping, and lighting fixtures, using line light from a laser.
[0002]
[Prior art]
As this type of laser marking device, as shown in, for example, Patent Document 1, a plurality of columns are erected on the upper surface of a rotating table that is rotatably supported by a base, and these columns are used as upper supports. There is a structure in which a gyro is mounted in the center of the upper support base and four laser units are arranged on the upper surface of the gyro through four laser module mounting bases in the four directions. Each laser unit emits a line-shaped laser beam, and two of the four laser units are arranged back to back across the center position of the laser module mounting base. Laser light emitted from the unit is emitted in the same vertical plane. The remaining two laser units are also arranged back to back with the center position of the laser module mounting base in between, and the laser light emitted from these two laser units is emitted from the other two laser units. The laser beam is emitted in a vertical plane perpendicular to the vertical plane from which the laser beam is emitted. Thus, a cross line indicating two vertical planes orthogonal to each other is projected onto the ceiling and the four side walls by the four laser units.
[0003]
Further, as shown in Patent Document 2, one laser unit is disposed on each of the left and right side surfaces and the upper surface of the support, and the vertical planes are formed on the ceiling and both side walls by the laser beams from these three laser units. Conventionally, there has also been provided a laser marking device provided with one laser unit for emitting vertical lines and horizontal lines perpendicular to the vertical plane.
[0004]
Furthermore, as shown in Patent Document 3, there has conventionally been provided a laser marking device in which a laser unit that irradiates line light in a vertical plane is disposed obliquely upward, and this laser marking device is provided on one side wall. By arranging them close to each other, there are those that project continuous line light indicating a vertical surface on the two opposing side walls and the four surfaces of the ceiling and the floor.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-230828
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2942948
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2772511
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Among the laser marking devices described above, in the laser marking device shown in Patent Document 1, since a plurality of laser units are arranged facing the four directions on the upper surface of the laser module mounting table, the area of the mounting table is small. The size of the laser marking device became large and inconvenient to carry. In addition, since the optical system such as the laser unit is located at the top of the gimbal mechanism, the center of gravity is raised and the gyro becomes unstable, and the line light from the laser unit is adjusted to irradiate in the vertical plane. It takes time to do.
[0007]
In addition, the laser marking device disclosed in Patent Document 2 requires three laser units to project a vertical line to the ceiling and both side walls, so a total of five laser units are required. There was a problem that the cost was increased and it was difficult to adjust the optical system.
[0008]
Furthermore, in the laser marking device shown in Patent Document 3, if the laser marking device is arranged close to one side wall, the line light can be projected onto two opposing side walls, the ceiling and the floor. 11, when the laser marking device 1 is arranged at the center of the room, the line light A can be projected only on one side wall, the ceiling, and the floor (the hatched portion in the figure indicates the line light A). Shows the vertical plane where
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to irradiate line light indicating a vertical plane on four opposing side walls, a ceiling, and a floor regardless of the installation location. It is to provide a small and low cost laser marking device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a laser marking device comprising a plurality of laser units each emitting line light that spreads in a fan shape around the optical axis by passing laser light through a cylindrical lens. A first laser unit that emits first vertical line light that is continuous in a vertical direction to one of two opposing side walls, the ceiling, and the floor; and the other of the two side walls and the ceiling. A second laser unit that emits a second vertical line light continuous along the vertical direction on the floor and the floor, and the first and second laser units are mounted side by side with the first laser unit facing up. With the main unitA first support for pivotally supporting the apparatus main body around the first support shaft, and a shaft for swinging the first support around a second support shaft orthogonal to the first support shaft. A gimbal mechanism composed of a second supporting body;WithThe first laser unit is disposed above the gimbal mechanism with respect to the apparatus main body, the second laser unit is disposed below the gimbal mechanism, andThe first and second laser units are attached to the apparatus main body so that the first and second vertical line lights are emitted in the same vertical plane.
[0011]
  According to the present invention, since the first vertical line light from the first laser unit and the second vertical line light from the second laser unit are radiated in the same vertical plane, two lasers It is possible to radiate vertical line light indicating the same vertical surface on the four sides of the two side walls, the ceiling and the floor that are opposed by the unit, and the number of laser units can be reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. Since the first and second laser units are attached to the apparatus main body side by side, the size of the apparatus main body in the horizontal plane can be reduced.In addition, by arranging the second laser unit below the gimbal mechanism, the second laser unit serves as a weight, the stability of the apparatus body is increased, and the apparatus body is shaken by disturbance such as vibration, The first and second vertical line lights can be prevented from deviating from the vertical direction.
[0012]
The invention of claim 2 is the invention of claim 1, wherein the elevation angles of the optical axes of the first and second laser units are Φa and Φb, respectively, and the spread angles of the first and second vertical line lights are 2θa and If 2θb, the elevation angle and the spread angle are set so that Φa + Φb + θa + θb> 180 °.
[0013]
According to the present invention, by setting the elevation angle and the spread angle so that Φa + Φb + θa + θb> 180 °, the first vertical line light from the first laser unit and the second vertical line from the second laser unit are set. Part of the light can be overlapped on the ceiling, and continuous vertical line light can be emitted on the four surfaces of the two opposing side walls, the ceiling, and the floor.
[0016]
  Claim3According to the invention of claim 1 or 2, in the vertical plane perpendicular to the vertical plane from which the first and second vertical line lights are radiated, a side wall other than the two side walls, a ceiling and a floor are provided. Provided with a third laser unit that emits third vertical line light continuous along the vertical direction, where the elevation angle of the optical axis of the third laser unit is Φc and the spread angle of the third vertical line light is 2θc , Φc + θc> 90 °, and the third laser unit is mounted on the apparatus main body side by side between the first laser unit and the second laser unit.
[0017]
  According to the present invention, when Φc + θc> 90 °, the first and second vertical line lights and the third vertical line light are crossed to display a point immediately above the laser marking device. it can. The third laser unitTheIf the third laser unit is disposed below the second laser unit, the third laser unit needs to be greatly protruded from the apparatus main body in order to prevent the third vertical line light from being vignetted by the apparatus main body. Since the laser unit is arranged between the first laser unit and the second laser unit, the amount of protrusion of the third laser unit can be reduced, and the size of the apparatus main body in the horizontal plane can be reduced. In addition, the position of the center of gravity can be stabilized.
[0018]
  Claim4The invention of claim3In the invention, a fourth laser unit that emits horizontal line light to three side walls from which the first to third vertical line lights are radiated in a horizontal plane is provided, and the fourth laser unit of the second laser unit is provided. It is characterized in that it is attached to the main body of the device side by side vertically.
[0019]
According to the present invention, it is possible to radiate a vertical line and a horizontal line indicating two vertical planes orthogonal to each other on the three side walls, the ceiling, and the floor, and the fourth laser unit is the second laser unit. Since they are mounted side by side on the lower side, the size of the apparatus main body in the horizontal plane can be reduced, and the position of the center of gravity can be stabilized.
[0020]
  Claim5The invention of claim3Or4In the invention ofTheA third laser unit is arranged below the gimbal mechanism with respect to the mounting body.
[0021]
According to the present invention, only the first laser unit is disposed on the upper side of the gimbal mechanism and the other laser units are disposed on the lower side of the gimbal mechanism with respect to the apparatus main body. As a result, the center of gravity of the apparatus main body can be lowered, the stability of the apparatus main body can be increased, and the apparatus main body can be prevented from being shaken by disturbances such as vibrations, thereby preventing the first and second vertical line lights from deviating from the vertical direction. .
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0023]
FIG. 2 shows an overall perspective view of the laser marking device 1, and FIG. 1 shows a front view with the cover 5 removed. In the following description, unless otherwise specified, the vertical and horizontal directions are defined in the direction shown in FIG. 1, and the front in FIG. Therefore, the right side in FIG. 4 is the rear side.
[0024]
The laser marking device 1 has three support legs 16 projecting from the lower surface of the base 3, and four columns 4 that support a holding portion 11 described later are erected on the upper surface of the base 3. The gimbal mechanism that oscillates the laser irradiation device 2 is held by the holding unit 11. A cover 5 is attached to the base 3 so as to cover the laser irradiation device 2.
[0025]
As shown in FIG. 4, the laser irradiation apparatus 2 has four laser units 20a to 20d attached to a vertically long apparatus body 6, and an irradiation window 5a in which line light from each of the laser units 20a to 20d is provided on the cover 5. It is designed to irradiate outside. Each of the laser units 20a to 20d has a body 24 composed of a lens barrel 25 and a cylindrical lens holder 26. Inside the lens barrel 25, a semiconductor laser element 21 and a collimating lens 22 are mounted. A cylindrical lens 23 is attached.
[0026]
FIGS. 5A and 5B are explanatory views of the principle that the line light is irradiated from each of the laser units 20a to 20d. The laser light emitted from the semiconductor laser element 21 is passed through the collimator lens 22 to become parallel light. After the conversion, the light enters the cylindrical lens 23. As shown in FIG. 5A, the light incident on the cylindrical lens 23 is not refracted in the central axis direction, and the laser light is not converged in this direction. On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the direction orthogonal to the central axis direction of the cylindrical lens 23, the laser light is refracted at the interface of the cylindrical lens 23 due to the curvature of the peripheral surface of the cylindrical lens 23. In the direction, the laser beam spreads in a fan shape. Thus, the laser light emitted from the cylindrical lens 23 is in one direction orthogonal to the incident direction of the laser light to the cylindrical lens 23 and the central axis direction of the cylindrical lens 23 (that is, in FIG. 5B). The line light spreads in a fan shape in the vertical direction. Note that if the spread angle of the line light radiated in a fan shape from the laser units 20a to 20c radiating the vertical line is 2θ and the elevation angle of the optical axis L from the horizontal line Lh is Φ, (Φ ± θ) in the vertical direction. Line light is emitted in the angular range. Here, the spread angle of the line light means an angle twice the angle θ from the optical axis L of the line light to one end of the line light (that is, a fan-shaped central angle). The angle is 140 ° (obtuse angle).
[0027]
Next, a gimbal mechanism for swingably supporting the laser irradiation device 2 will be described with reference to FIG. A through hole 6a penetrating the apparatus main body 6 is formed in the upper part of the apparatus main body 6. By passing the first support shaft 8 of the first support body 7 through the through hole 6a, the apparatus main body 6 has a first hole. The support 7 is pivotally supported around the first support shaft 8 so as to be swingable. In other words, the first support 7 is formed in a rectangular frame shape, and the first support 7 is bridged between a pair of opposing pieces of the first support 7 with the apparatus main body 6 inserted into the first support 7. By inserting the shaft 8 into the through hole 6 a of the apparatus main body 6, the apparatus main body 6 is pivotally supported around the first support shaft 8.
[0028]
The first support 7 is pivotally supported around the second support shaft 10 orthogonal to the first support shaft 8 with respect to the second support 9. That is, the second support 9 is formed in a rectangular frame shape that is slightly larger than the first support 7, and the first support 7 is nested in the second support 9. Then, the second support shafts 10 are respectively attached to the pair of pieces of the first support body 7 that do not bridge the first support shaft 8 and the pair of pieces of the second support body 9 that face the pair of pieces. The first support 7 is pivotally supported around the second support shaft 10 so as to be swingable with respect to the second support 9.
[0029]
In this manner, the gimbal mechanism is configured by the apparatus main body 6 of the laser irradiation apparatus 2, the first support 7, the first support shaft 8, the second support 9 and the second support shaft 10. By holding the second support 9 on the holding portion 11 supported by the base 3, the apparatus main body 6 is freely swung in the entire circumferential direction and is suspended in the vertical direction by its own weight. Yes.
[0030]
The holding part 11 includes a flat frame 12 and a lid 13. The frame 12 has a rectangular frame shape and is provided with an opening 12a in the center. In addition, holes 12 b are provided at the four corners of the frame 12, and the holes 12 b at the four corners of the frame 12 are internally threaded on the upper surface of each column 4 in a state where the frame 12 is placed on the four columns 4. It is set to communicate with the hole 4a.
[0031]
On the other hand, the lid body 13 has a box shape with an open bottom surface, provided with openings 13a through which the upper part of the laser irradiation apparatus 2 passes from the top surface to an intermediate portion on one side surface. An attachment piece 13b having a fixture insertion hole 13c is provided. The opening on the lower surface of the lid 13 is set to be larger than the opening 12 a of the frame 12, and the opening 12 a is substantially the same as the inner peripheral shape and size of the second support 9.
[0032]
Thus, the frame body 12 is placed on the four cylinders 4 erected on the upper surface of the base 3, and the second body sandwiched from both sides by the pair of buffer bodies 14, 14 on the upper surface of the frame body 12. After placing the support body 9, the lid body 13 is covered from the upper side of the frame body 12, and the second support body 9 is stored and held between the frame body 12 and the lid body 13 via the buffer bodies 14 and 14. . At this time, the lower portion of the laser irradiation device 2 protrudes downward through the opening 12 a of the frame 12, and the upper portion of the laser irradiation device 2 protrudes upward through the opening 13 a of the lid 13. Thus, the fixture insertion hole 13c provided in the lid 13 in a state where the second support 9 is housed and held in the holding portion 11 constituted by the frame 12 and the lid 13 placed on the cylinder 4. And a hole 12 b of the frame body 12, a fixing tool 15 such as a screw is passed through, and the fixing tool 15 is screwed into a female screw hole 4 a provided on the upper surface of the column 4, thereby comprising the frame body 12 and the lid body 13. The holding unit 11 is fixed to the cylinder 4 and the above-described gimbal mechanism is held by the holding unit 11.
[0033]
Here, the arrangement of the laser units 20a to 20d will be described in detail below. FIG. 7 and FIG. 8 are explanatory diagrams when the laser marking device 1 is arranged in the center of a room surrounded by side walls on all sides, and the marking operation is performed, and among the four laser units 20a to 20d, The two laser units 20a and 20b as the first and second laser units have two side walls (left and right side walls in FIG. 7), a ceiling, and a floor facing the line lights A and B indicating the same vertical plane V1. The laser unit 20a is disposed on the upper portion of the apparatus main body 6 and the laser unit 20b is disposed on the left side surface of the apparatus main body 6. The apparatus main body 6 is vertically suspended by the above-described gimbal mechanism. In the state, it is attached to the apparatus main body 6 so that the line light from the laser units 20a and 20b is irradiated in the same vertical plane V1. That is, the optical axes La and Lb of the two laser units 20a and 20b pass through a point (ground ink point) o where the laser marking device 1 is installed and are perpendicular to the vertical surface V2 with respect to the vertical surface V1. The line light A (first vertical line light) from the laser unit 20a is radiated to one of the side walls, the ceiling, and the floor facing the vertical plane V2, and points a, It passes b, c, d. Further, the line light B (second vertical line light) from the laser unit 20b is radiated to the other side wall, the ceiling, and the floor facing the vertical plane V2, and points e, f, g, and h in the figure are obtained. Pass through. Here, since the laser units 20a and 20b are attached to the apparatus main body 6 so that the line lights A and B are radiated in the same plane, the points a, b, c and d through which the line light A passes and The line light B has points e, f, g, and h on the vertical plane V1. Therefore, the vertical line V1 is shown on the two side walls, the ceiling, and the floor opposed to each other by the line lights A and B. A line is projected.
[0034]
As shown in FIG. 9, the elevation angle (angle formed by the line segment oa and the optical axis La) of the optical axis La of the laser unit 20a is Φa, and the spread angle (center angle) of the line light around the optical axis La is 2θa. When the elevation angle of the optical axis Lb of the laser unit 20b (angle formed by the line segment oe and the optical axis Lb) is Φb and the spread angle of the line light centered on the optical axis Lb is 2θb, the side wall, the ceiling, and the floor Since the mounting angles of the laser units 20a and 20b and the spread angle of the line light are set so that continuous line light can be irradiated and Φa + Φb + θa + θb> 180 °, the line light A and the line light B are set on the ceiling surface. Are overlapped, and a continuous vertical line indicating the vertical plane V1 can be projected onto two opposing side walls, the ceiling, and the floor (see FIGS. 7 and 8).
[0035]
In FIG. 9, the laser units 20a and 20b are shown in a simplified manner so as to be arranged at the same height, but in actuality, the laser unit 20a is higher than the laser unit 20b as shown in FIG. They are arranged side by side in the vertical direction so as to be located on the upper side by h1. Here, the elevation angle of the optical axis La is 45 °, the elevation angle of the optical axis Lb is 0 °, the spread angles 2θa and 2θb of the line lights A and B are both 140 ° (θa = θb = 70 °), and the height h1 Is 70 mm, the line lights A and B intersect at a point X that is h2 = 319 mm above the laser unit 20a. Considering the general usage of the laser marking device 1, the height from the floor surface to the ceiling surface is approximately 3 m, so that the ceiling is sufficiently higher than the point X where the line lights A and B intersect. Therefore, the continuous line light can be projected by reliably overlapping the line lights A and B on the ceiling surface.
[0036]
The laser unit 20c as the third laser unit opposes the line light C (third vertical line light) indicating the vertical plane V2 passing through the point o and perpendicular to the vertical plane V1 to the vertical plane V1. It projects on one side wall, ceiling and floor, and is disposed on the front side surface of the apparatus body 6. The laser unit 20c is arranged in the vertical direction between the laser unit 20a and the laser unit 20b, and the line light C from the laser unit 20c in a state where the apparatus main body 6 is vertically suspended by the gimbal mechanism. Is attached to the apparatus main body 6 so as to be irradiated in the vertical plane V2.
[0037]
By the way, when performing the marking operation, it is desirable that the line lights A and B indicating the vertical plane V1 and the line light C indicating the vertical plane V2 intersect at a point immediately above the laser marking device 1. Assuming that the elevation angle of the optical axis Lc of the laser unit 20c is Φc and the spread angle of the line light C is 2θc, the laser beam can be irradiated to continuous line light on the side wall, ceiling, and floor, and Φc + θc> 90 °. The mounting angle of the unit 20c and the spread angle of the line light C are set. Here, the laser unit 20c is disposed below the laser unit 20a, and the line light C from the laser unit 20c is vignetted by the laser unit 20a disposed at the upper part of the laser irradiation apparatus 2, so that the laser unit 20c It is necessary to displace the device from the device body 6 by a length L1 to the side. If the laser unit 20c is disposed below the laser unit 20b, the distance from the upper end of the laser irradiation device 2 becomes longer, and therefore the pop-out amount L1 of the laser unit 20c must be further increased. Since the center of gravity of the apparatus main body 6 is biased outward due to the weight of the unit 20c, the stability when the apparatus main body 6 is suspended by the gimbal mechanism is deteriorated. Therefore, in the present embodiment, the laser unit 20c is arranged above the laser unit 20b, and the protrusion amount L1 of the laser unit 20c is made as small as possible to prevent the center of gravity of the apparatus main body 6 from being biased to the outside. The stability of the apparatus main body 6 is improved.
[0038]
The laser unit 20d as the fourth laser unit projects line light D (horizontal line light) indicating the horizontal plane H1 onto three side walls from which the line lights A to C are emitted. The main body 6 is attached to the apparatus main body 6 so that the line light D from the laser unit 20d is irradiated into the horizontal plane H1 in a state where the main body 6 is vertically suspended. That is, the mounting angle of the laser unit 20d and the spread angle of the line light D are set so that the horizontal lines continuous on the three side walls can be irradiated. Here, the laser unit 20d is disposed below the laser unit 20b. As described above, the laser unit 20b irradiates the line light B indicating the vertical plane V1, and the line light B from the laser unit 20b is also irradiated to the floor surface. In order to prevent this, it is preferable to arrange the laser unit 20b as high as possible. In this embodiment, the laser unit 20b is arranged above the laser unit 20d.
[0039]
Of the four laser units 20a to 20d, only the laser unit 20a is disposed on the upper side of the gimbal mechanism, and the other three laser units 20b to 20d are disposed on the lower side of the gimbal mechanism. The units 20b to 20d serve as weights, and the center of gravity of the apparatus body 6 can be moved downward, so that the gimbal mechanism is more stable and less susceptible to vibrations caused by disturbances, There is an advantage that the accuracy of the horizontal line is improved.
[0040]
In the present embodiment, for the reasons described above, the four laser units 20a to 20d are arranged in the vertical direction in the order of the laser units 20a, 20c, 20b, and 20d and attached to the apparatus main body 6, and the laser unit 20a Since the other three laser units 20c, 20b, and 20d are disposed vertically below, the apparatus main body as viewed from above compared to the case where the four laser units 20a to 20d are arranged side by side in a horizontal plane. The size of 6 can be reduced, and the laser marking device 1 can be downsized, and the position of the center of gravity can be lowered and stabilized. Note that the order of the laser units 20a to 20d is determined in order to lower the position of the center of gravity or to reduce the size of the laser unit.
[0041]
【The invention's effect】
  As described above, in the first aspect of the invention, the first vertical line light from the first laser unit and the second vertical line light from the second laser unit are radiated in the same vertical plane. Therefore, two laser units can radiate vertical line light indicating the same vertical plane on the four sides of the two side walls, the ceiling, and the floor facing each other, and the number of laser units can be reduced. The manufacturing cost can be reduced, and the first and second laser units are attached to the apparatus main body side by side, so that the size of the apparatus main body in a horizontal plane can be reduced.In addition, by arranging the second laser unit below the gimbal mechanism, the second laser unit serves as a weight, the stability of the apparatus body is increased, and the apparatus body is shaken by disturbance such as vibration, The first and second vertical line lights can be prevented from deviating from the vertical direction.
[0042]
In the invention of claim 2, the elevation angle and the spread angle are set so that Φa + Φb + θa + θb> 180 °, so that the first vertical line light from the first laser unit and the second vertical line from the second laser unit are set. Part of the line light can be overlapped on the ceiling, and continuous vertical line light can be emitted on the four surfaces of the two opposing side walls, the ceiling, and the floor.
[0044]
  Claim3In the present invention, by setting Φc + θc> 90 °, the first and second vertical line lights and the third vertical line light can be crossed to display a point immediately above the laser marking device. Further, when the third laser unit is arranged below the second laser unit, the third laser unit is greatly protruded from the apparatus main body in order to prevent the third vertical line light from being vignetted by the apparatus main body. However, since the third laser unit is disposed between the first laser unit and the second laser unit, the amount of protrusion of the third laser unit is reduced, and the apparatus main body in the horizontal plane Can be reduced in size and the position of the center of gravity can be stabilized.
[0045]
  Claim4In the invention, the vertical line and the horizontal line indicating two vertical planes orthogonal to each other can be emitted to the three side walls, the ceiling, and the floor, and the fourth laser unit is disposed below the second laser unit. Accordingly, the size of the apparatus main body in the horizontal plane can be reduced, and the position of the center of gravity can be stabilized.
[0046]
  Claim5In the present invention, since only the first laser unit is disposed on the upper side of the gimbal mechanism and the other laser units are disposed on the lower side of the gimbal mechanism with respect to the apparatus main body, the other laser units serve as weights. The center of gravity of the apparatus main body can be lowered, the stability of the apparatus main body can be increased, the apparatus main body can be prevented from being shaken by disturbances such as vibration, and the first and second vertical line lights can be prevented from deviating from the vertical direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a laser marking device according to an embodiment with a cover removed.
FIG. 2 is an external perspective view of the same.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the main part of the above.
FIG. 4 is a view of the above laser irradiation apparatus as viewed from the right side.
5A and 5B are explanatory views of the optical system of the laser unit of the above.
FIG. 6 is an explanatory diagram of line light emitted from the laser unit.
FIG. 7 is an explanatory diagram of line light emitted from the laser units 20a and 20b.
FIG. 8 is an explanatory diagram of line light emitted from the laser units 20a to 20d.
FIG. 9 is a simplified explanatory diagram illustrating line light from the laser units 20a and 20b.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining line light from the laser units 20a and 20b.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a use state of a conventional laser marking device.
[Explanation of symbols]
1 Laser marking device
6 Device body
20a, 20b laser unit
A, B line light

Claims

In a laser marking device including a plurality of laser units that emit line light that spreads in a fan shape around the optical axis by passing laser light through a cylindrical lens, one of two opposing side walls and a ceiling A first laser unit that emits first vertical line light that is continuous with the floor in the vertical direction; and a second laser unit that is continuous with the other of the two side walls, the ceiling, and the floor along the vertical direction. A second laser unit that emits vertical line light; an apparatus main body in which the first and second laser units are mounted side by side with the first laser unit facing upward; and the apparatus main body around the first support shaft And a second support body that pivotally supports the first support body around a second support shaft that is orthogonal to the first support shaft. and a gimbal mechanism, the apparatus body With the first laser unit is placed above the gimbal mechanism, the second laser unit is disposed below the gimbal mechanism, and, first and second vertical lines light radiation in the same vertical plane A laser marking device characterized in that the first and second laser units are attached to the apparatus main body.

Assuming that the elevation angles of the optical axes of the first and second laser units are Φa and Φb, and the spread angles of the first and second vertical line lights are 2θa and 2θb, respectively, the elevation angle and the angle so that Φa + Φb + θa + θb> 180 ° 2. The laser marking device according to claim 1, wherein a spread angle is set.

In a vertical plane perpendicular to the vertical plane from which the first and second vertical line lights are emitted, a third vertical line that is continuous along the vertical direction with the side walls other than the two side walls, the ceiling, and the floor. A third laser unit that emits light, and the third laser unit has a third laser unit such that Φc + θc> 90 °, assuming that the elevation angle of the optical axis of the third laser unit is Φc and the spread angle of the third vertical line light is 2θc. The laser marking device according to claim 1 or 2, wherein the laser units are attached to the apparatus main body while being vertically arranged between the first laser unit and the second laser unit .

A fourth laser unit that emits horizontal line light is provided on three side walls from which the first to third vertical line lights are radiated in a horizontal plane, and the fourth laser unit is disposed below the second laser unit. 4. The laser marking device according to claim 3 , wherein the laser marking device is mounted on the apparatus main body side by side .

Device third laser marking device according to claim 3 or 4, wherein the laser unit, characterized in that disposed below the gimbal mechanism with respect to the body.