JP5109910B2 - レーザ墨出し器 - Google Patents

Description

本発明は、建築現場などで使用されるレーザ光を照射するレーザ墨出し器に関する。

従来のレーザ墨出し器は、スタンド上に配置された本体にレーザユニットを収納しており、本体に設けられた照射窓を介してレーザユニットからレーザ光を本体外部に照射する構成となっている。また、本体をスタンドに対して水平方向に回転することによりレーザ光を水平移動することが可能である。

一方、レーザ墨出し器は、自重によってレーザユニットを垂直に維持する機械式ジンバル方式と、モータによってレーザユニットの姿勢を制御する電子式ジンバル方式の２つに大きく分けられる。電子式ジンバル方式のレーザ墨出し器は、レーザユニットの姿勢を制御するためのモータを内蔵しているため、モータを制御する制御部が内部に設けられているため、機械式ジンバル方式では実現できなかった種々の制御が可能である。

例えば電子式ジンバル方式レーザユニットは、水平センサと２個のモータを含む姿勢制御ユニットにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に２軸制御され、水平センサが水平状態を検出する位置に自動で姿勢調整され、レーザユニットから照射されたレーザ光は水平または垂直なラインとなる。また、スタンドの中心位置にも照射窓が設けられており、レーザ墨出し器は、スタンドに対する本体の回転中心位置の下方にドット状のレーザ光（地墨レーザ光）を照射するように構成されており、この地墨レーザ光は、レーザ墨出し器を作業場に設置する際の基準として利用できるようになっている。すなわち、作業場に基準となる印をつけ、この印に地墨レーザ光を合わせれば墨出し器の設置ができる。なお、機械式ジンバル方式でも同様に地墨レーザ光を照射する構成になっている。

レーザ墨出し器は主に建築現場で使用され、床上に直接置いて使用するか、或いは、高い位置にレーザ光を照射する場合には三脚に取り付けて使用する。レーザ墨出し器の最も基本的な使用方法は、水平線及び垂直線をレーザラインとして照射し、レーザラインを作業の際の基準線として使用する。
また、レーザ墨出し器を作業場に設置する際の基準としてレーザ墨出し器本体下方から照射されるドット状の地墨レーザ光を作業場の基準位置に合わせて設置することが多い。地墨レーザ光はドット状の一点しかなく、しかもレーザ墨出し器本体の下方向に照射されるため、レーザ墨出し器を直接床上において使用する場合、作業者は床面の基準位置に対して位置合わせを行なう際に覗き込む姿勢になり作業し難いものであった。
従って、本発明の目的は、一点であった地墨レーザ光を複数照射できるようにし、墨出し作業の効率を向上させたレーザ墨出し器を提供することである。

上記目的は、レーザ光を照射するレーザ光源を有するレーザユニットと、該レーザユニットを収容する本体部と、該本体部を支持し前記本体部の下方に配置されたスタンド部と、を備え、水平面に対して直角に地墨レーザ光を下方向に照射可能なレーザ墨出し器において、前記地墨レーザ光から離間した位置であって、前記本体部の下方向に前記地墨レーザ光とは別の地墨レーザ光を照射可能としたことにより達成することができる。

このような構成にすることによって、レーザ墨出し器本体の下方向に複数の地墨レーザ光が照射可能であるため、レーザ墨出し器を墨出し作業の設置基準位置に容易に合わせることができ作業効率を向上することができる。

また、１つの地墨レーザ光を照射する地墨レーザ光源を備え、前記１つの地墨レーザ光を少なくとも２つの地墨レーザ光に分岐することが好ましい。このような構成にすることによって、レーザ光源が１つでも複数の地墨レーザ光を照射することができる。

また、前記少なくとも２つの地墨レーザ光は、それを結ぶ仮想線が直線となることが好ましい。このような構成にすることによって、レーザ墨出し器本体から照射される垂直ラインと中心となる地墨レーザ光との間の、レーザラインが照射されていない箇所を複数の地墨レーザ光で補間することができ、作業効率を更に向上することができ、墨出し精度を向上することができる。

また、前記少なくとも２つの地墨レーザ光は３つ以上からなり、前記水平面に対して直角に照射された前記地墨レーザ光を中心に放射状に照射されることが好ましい。このような構成にすることによって、中心の地墨レーザ光に対して放射状に複数の地墨レーザ光が照射されるため、レーザ墨出し器本体をスタンドに対して回転させれば、基準位置を再調整する必要がなく、容易に墨出し作業を行なうことができ作業性を向上することができる。

また、前記１つの地墨レーザ光を前記少なくとも２つの地墨レーザ光に分岐するための分岐部材を備えたことが好ましい。また、前記地墨レーザ光を前記本体部の外部に照射するための照射窓を有し、前記分岐部材は、該照射窓に設けられていることが好ましい。これらのような構成にすることによって、複数の地墨レーザ光を容易に生成することができる。

また、前記照射窓を、前記本体部に対して水平方向に回転可能とすることが好ましい。このような構成にすることによって、中心の地墨レーザ光を基準として、その地墨レーザ光を中心に他の地墨レーザ光を回転することができるため、最初に合わせた位置から所定角度回転した位置での基準位置の設定を容易に行うことができる。

本発明によれば、複数の地墨レーザ光を照射できるため、床面の基準に対してレーザ墨出し器の設置がし易くなり作業効率を向上することができる。また、複数の直線状に整列した地墨レーザ光を複数発生させることができるため、垂直レーザラインと中心地墨レーザ光との間を別の地墨レーザ光で補間することができ、正確な位置決めができる。また、照射窓を回転させることができるため、直線状に整列した地墨レーザ光を任意の位置に回転させることができ、床面の基準に対してレーザ墨出し器を更に設置し易い。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態によるレーザ墨出し器の外観を示す斜視図、図２はレーザ墨出し器の底面を示す図、図３はレーザ墨出し器の内部機構を示す図、図４は地墨レーザ光の照射説明図、図５は地墨レーザ光の照射原理を示す説明図である。

まず、本発明のレーザ墨出し器について図１及び図２を用いて説明する。図１に示すように、レーザ墨出し器１は、主に本体部２とスタンド部３から構成される。本体部２は、後述するレーザユニットを収納するカバー４と、レーザユニットからのレーザ光をカバー４の外に照射するための照射窓５と、レーザユニットの姿勢制御やレーザ光の照射を指示するための操作部６等を備えている。スタンド部３には、スタンド部３に対して本体部２を水平方向に回転するための回転つまみ７が設けられており、回転つまみ７を回転することにより本体部２をスタンド部３に対して左右方向に水平回転することができる。更にスタンド部３には、床上に墨出し器１を置く際の足となる脚部８が複数、本実施形態では３本設けられており、各脚部８には、床面に対する本体部２の高さを調整するための調整つまみ９が設けられている。

墨出し器１の底部の本体部２またはスタンド部３の中央部分には、図２に示すように、レーザユニットから照射された地墨レーザ光を本体部２の外部に照射するための地墨レーザ光用の照射窓５ａが設けられている。照射窓５ａには、本発明の分岐部材となる回析格子１３が設けられており、後述するように、地墨レーザ光を複数に分岐することができるようになっている。

本体部２すなわちカバー４の内部には、図３に示すように、レーザユニット１０が収納されている。レーザユニット１０には、水平ラインＬ２の光源となるレーザ光源１１ａ１及び垂直ラインＬ３の光源となるレーザ光源１１ａ２と、地墨レーザ光Ｌ１の光源となるレーザ光源１１ｂが設けられている。レーザ光源１１ａ１及び１１ａ２から出たレーザ光は、照射方向に配置されたレンズを介して照射窓５から水平ラインＬ２及び垂直ラインＬ３として外部に照射される。尚、水平ラインＬ２及び垂直ラインＬ３のレーザ光源を１つとし、周知のビームスプリッタによってレーザ光の進行方向を変え、不図示のレンズを介して水平ラインＬ２及び垂直ラインＬ３に変更し本体外部に照射窓５から照射するようにしても良い。更に、電子式ジンバル方式のレーザ墨出し器１は、操作部６からの指示に従いレーザユニット１０の姿勢を制御する２つのモータを含む不図示のモータ機構部を備えており、レーザ光源１１には不図示の２つのセンサが設けられている。一方のセンサによりＸ軸方向の姿勢を検出しその検出結果を受けて制御部によって、センサに対応する一方のモータを制御すると共に、他方のセンサによりＹ軸方向の姿勢を検出して他方のモータを制御し、自動的にレーザユニット１０を適切な姿勢に制御するように構成されている。

このように構成されたレーザ墨出し器１は、通常使用時には、操作部６を操作して電源スイッチをオンする。制御部は、センサによってレーザユニット１０の姿勢を適切な姿勢にするためにモータ機構部を制御する。その後、操作部６に設けられたライン照射スイッチ等を操作することにより、水平または垂直なレーザ光をレンズから照射窓５を介して所望の位置に照射することができる。また、操作部６に設けられたライン強度スイッチを操作することにより、照射ラインの強度を制御することができレーザ墨出し器１の使用環境に応じて最適な見易いライン強度にすることができる。更に、電源スイッチをオンすると、或いは地墨レーザ光用のスイッチをオンすると、本体部２の下方から、水平面（重力に直交する面）に対して直交する方向に床上に向けて照射窓５ａを介してドット状の地墨レーザ光Ｌ１が照射される。この地墨レーザ光Ｌ１は、レーザ墨出し器１を作業場所に設置する際の基準位置に合わせるための基準となる。

ここで、従来のレーザ墨出し器では、照射窓５ａから照射される地墨レーザ光は一点のみであったため、基準合せを行う際に本体を覗き込まなければならない等、作業性が悪いものであった。そこで本発明では、レーザ光源１１ｂから照射された地墨レーザ光Ｌ１を少なくとも２つ以上の複数に分岐し、レーザ墨出し器１の真下のみではなく、その他に、真下の地墨レーザ光から離間した位置に別のドット状の地墨レーザ光を照射するようにしている。複数の地墨レーザ光を結ぶ仮想線が直線となるように複数の地墨レーザ光を照射している。１つの地墨レーザ光Ｌ１を分岐部材１３によって複数の地墨レーザ光に分岐しており、分岐部材１３は地墨レーザ光Ｌ１が照射される照射窓５ａに設けている。

次に、地墨レーザ光用のレーザ光源１１ｂから複数の地墨レーザ光を生成する方法について図４及び図５を用いて説明する。図４に示すように、地墨用の照射窓５ａには、分岐部材となる回析格子１３が取り付けられている。レーザ光源１１ｂから照射された地墨レーザ光Ｌ１は照射窓５ａを介して回析格子１３に入射され、回析格子１３から照射される地墨レーザ光は複数に分岐され、更に、直線状に並んだ地墨レーザ光Ｌ１１乃至Ｌ１５として照射される。回析格子１３を透過した地墨レーザ光Ｌ１１乃至Ｌ１５は、光の強度の最も強い０次光Ｌ１３を中心として図４の左右に１次光となる地墨レーザ光Ｌ１２及びＬ１４、２次光となる地墨レーザ光Ｌ１１及びＬ１５として直線上に分岐され照射され、光の強度は、外側（０次光Ｌ１３から遠い位置）の地墨レーザ光が弱くなる。

図５に示すように、回析格子１３は、透明な基部１３ａの表面に高さがミクロンオーダーの微細な凹凸１３ｂが多数刻み込まれた構造を有する光学部品から構成されている。基部１３ａに入射された地墨レーザ光Ｌ１は、入射角度によって凹凸１３ｂで屈折されることで、複数の地墨レーザ光Ｌ１１乃至Ｌ１５に分岐される。

回析格子１３を設けたレーザ墨出し器１を作業現場で使用する際には、図６に示すように、操作部６の地墨レーザ光用のスイッチをオンにすると、レーザ光源１１ｂから照射した地墨レーザ光Ｌ１は、照射窓５ａに取り付けられた回析格子１３によって複数のドット状の地墨レーザ光Ｌ１１乃至Ｌ１５に分岐され、その地墨レーザ光Ｌ１１乃至Ｌ１５を結ぶ仮想線は直線になるように地墨レーザ光は整列されて照射される。従って、基準位置を複数設けておけば、レーザ墨出し器１の下方を覗き込まなくとも容易に複数の地墨レーザ光を基準位置に合わせることでき、操作性や作業性を教条することができる。また、垂直ラインＬ３のライン開始点は、レーザ墨出し器１から離れた位置にあるため、地墨レーザ光がレーザ墨出し器１とライン開始点との間を補間することができるため、精度の良い墨出し作業を行なうことができる。また、本体部２から真下（水平面に対して直角の方向）に照射される地墨レーザ光Ｌ１３を中心にして離間した位置に放射状に照射するようにしても良い。この場合、地墨レーザ光を結んだ仮想線が直線となり、且つ地墨レーザ光Ｌ１３を中心にしてその直線が所定角度で形成するように回析格子１３の凹凸１３ｂを構成すれば良い。このように構成することによって、レーザ墨出し器本体の基準合せを再度行なわずに、本体部２を水平方向に回転するのみで別の作業を行なうことができる。

また、照射窓５ａを保持するホルダ１２をスタンド部３（本体２）に対して回転可能に構成すれば、図７に示すように、図６の状態から所定角度回転した位置に基準線を引くことができ、作業性が向上すると共に精度の良い墨出し作業を行なうことができる。また、照射窓５ａの回転角度を表示する表示部を設ければ、更に作業性を向上することができる。

本実施の形態では、地墨レーザ光用の照射窓５ａの表面に回析格子１３を取り付けた構成にしたが、作業に応じて回析格子１３を着脱可能に構成しても良いし、照射窓５ａに直接回析格子を刻み込んでも良い。また照射窓表面に回折格子のパターンを印刷などの方法で転写してもよい。また、回析格子は、照射窓に設ける必要はなく、１つの地墨レーザ光を複数に分岐できればどこに設けても良い。

本発明の実施形態によるレーザ墨出し器の外観を示す斜視図であり、（ａ）は前面正面斜視図、（ｂ）は後方斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザ墨出し器の底部を示す図である。 本発明の実施形態によるレーザ墨出し器の内部機構図である。 本発明の実施形態によるレーザ墨出し器の地墨レーザ光の照射説明図である。 本発明の実施形態によるレーザ墨出し器の照射原理を示す説明図である。 本発明の実施形態による複数の地墨レーザ光を照射した状態を示す図である。 図６の状態から地墨レーザ光の照射位置を変更した状態を示す図である。

符号の説明

１はレーザ墨出し器、２は本体部、３はスタンド部、４はカバー、５は照射窓、６は操作部、７は回転つまみ、８は脚部、９は調整つまみ、１０はレーザユニット、１１はレーザ光源、１２はホルダ、１３は分岐部材（回析格子）である。

Claims (7)

1. レーザ光を照射するレーザ光源を有するレーザユニットと、該レーザユニットを収容する本体部と、該本体部を支持し前記本体部の下方に配置されたスタンド部と、を備え、水平面に対して直角に地墨レーザ光を下方向に照射可能なレーザ墨出し器において、
   前記地墨レーザ光から離間した位置であって、前記本体部の下方向に前記地墨レーザ光とは別の地墨レーザ光を照射可能としたことを特徴とするレーザ墨出し器。
2. １つの地墨レーザ光を照射する地墨レーザ光源を備え、
   前記１つの地墨レーザ光を少なくとも２つの地墨レーザ光に分岐することを特徴とする請求項１記載のレーザ墨出し器。
3. 前記少なくとも２つの地墨レーザ光は、それを結ぶ仮想線が直線となることを特徴とする請求項２記載のレーザ墨出し器。
4. 前記少なくとも２つの地墨レーザ光は３つ以上からなり、前記水平面に対して直角に照射された前記地墨レーザ光を中心に放射状に照射されることを特徴とする請求項２又は３記載のレーザ墨出し器。
5. 前記１つの地墨レーザ光を前記少なくとも２つの地墨レーザ光に分岐するための分岐部材を備えたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のレーザ墨出し器。
6. 前記地墨レーザ光を前記本体部の外部に照射するための照射窓を有し、
   前記分岐部材は、該照射窓に設けられていることを特徴とする請求項５記載のレーザ墨出し器。
7. 前記照射窓を、前記本体部に対して水平方向に回転可能としたことを特徴とする請求項６記載のレーザ墨出し器。

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