JP5120753B2 - 墨出し装置用旋回駆動機構 - Google Patents

Description

本発明は、土木、建築、機械装置の設置時に使用するレーザー光源によるライン照射部と該ライン照射部の中心軸を鉛直に保つべき揺動機構を有する墨出し装置において、レーザーラインを水平基準面内で旋回するために使用する墨出し装置用旋回駆動機構に関するものである。

現在、広く使用されているレーザー墨出し装置を使用する場合、垂直ラインの方向を決めるために墨出し装置を水平面内で旋回する必要があるが、装置からラインが照射される壁までの距離が１０ｍ程度はなれていることが多い為、手動旋回機構部の他に速い旋回速度を有する粗動旋回機構と正確な旋回角度調整が出来る微調整旋回機構が必要である。
粗動旋回機構に関しては構造的に困難な問題は少ないが、微調整旋回機構に関しては旋回角度分解能が極めて小さく、駆動モータからの減速比が大きいためにその構造は複雑になり、旋回可能範囲が６度程度に限定されるものが多く、特に起動時に旋回動作範囲のセンターを定めるための準備動作が必要であるなど欠点がある。 従って、微調整旋回動作範囲を超える角度に調整するためには一旦粗動機構に切り替えた後に再び旋回動作範囲のセンターを定めるための準備動作を行い、改めて微調整旋回動作を行はねばならず極めて煩雑な動作を必要とするものである。

対策技術としては微調整機構にウオームギヤ−を使用してバックラッシュの軽減しようとするものがある。
特開 ２００２‐２１３９５６ しかし、上記特許技術は粗動機構についての記述は無く問題の解決には至っておらず、総合的な解決策が望まれている。

本発明は上記背景の下に成立するものでありその課題は、手動旋回機構部の他に速い旋回速度を有する粗動旋回機構と正確な旋回角度調整が出来る微調整旋回機構を有し、特に旋回可能範囲の制限が無く、起動時の旋回動作範囲のセンターを定めるための準備動作を必要とせず、使い勝手の良い旋回駆動機構を提供するものである。

本発明の課題を解決するための第１の手段は、レーザー光源によるライン照射部と該ライン照射部の中心軸を鉛直に保つべき揺動機構を有する墨出し装置において、該揺動機構を支持する旋回ベース部材と手動旋回リング部材と粗動用旋回リングと微調整用旋回リングを、支持脚を有する固定ベース部材の水平基準面に対して旋回自在に支持する。 粗動用旋回リングと微調整用旋回リングの夫々の外周部にリング状のギヤーを設け、該リング状のギヤーに噛合う２段ギヤーを手動旋回リング部材上に設けた軸に回転自在に嵌合せしめて設け、前記旋回ベース部材に設けた２個のモータによって粗動用旋回リングと微調整用旋回リングを回転駆動するごとく構成した墨出し装置用旋回駆動機構を提供するものであり、第２の手段は、粗動用旋回リングと微調整用旋回リングを回転駆動する２個のモータをパルスモータとした墨出し装置用旋回駆動機構を提供するものであり、第３の手段は、
パルスモータと粗動用旋回リング及び微調整用旋回リングのリング状のギヤーとの間に減速装置を介在した墨出し装置用旋回駆動機構を提供するものである。

本発明の効果は、墨出し装置用旋回駆動機構において、手動旋回機構部の他に速い旋回速度を有する粗動旋回機構と正確な旋回角度調整が出来る微調整旋回機構を有し、特に旋回可能範囲の制限が無く、起動時の旋回動作範囲のセンターを定めるための準備動作を必要とせず、使い勝手の良い旋回駆動機構を提供するものであり。 又、外部電源としての電源アダプターなどを接続した時においても、電線が絡まり装置が転倒する等の事故の発生を予防して安全性を高めることが出来、粗動旋回機構の回転速度を適度に定め、また微調整旋回機構の分解能を充分高めることが出来るものである。

本発明を実施するための最良の形態は、レーザー光源によるライン照射部と該ライン照射部の中心軸を鉛直に保つべき揺動機構を有する墨出し装置において、該揺動機構を支持する旋回ベース部材と手動旋回リング部材と粗動用旋回リングと微調整用旋回リングを、支持脚を有する固定ベース部材の水平基準面に対して旋回自在に支持する。 粗動用旋回リングと微調整用旋回リングの夫々の外周部にリング状のギヤーを設け、該リング状のギヤーに噛合う２段ギヤーを手動旋回リング部材上に設けた軸に回転自在に嵌合せしめて設け、前記旋回ベース部材に設けた２個のモータによって粗動用旋回リングと微調整用旋回リングを回転駆動するごとく構成し、粗動用旋回リングと微調整用旋回リングを回転駆動する２個のモータをパルスモータとし、更にパルスモータと粗動用旋回リング及び微調整用旋回リングのリング状のギヤーとの間に減速装置を介在した墨出し装置用旋回駆動機構である。

以下図について本発明の１実施形態について説明する。
図１は、本発明の墨出し装置用旋回駆動機構の一実施形態の構造を示す側断面図であり、図２はその上断面図、図３及び図４はその動作状態を示す模式上面図である。
図１、図２において、旋回ベース部材１はその上面に図示しないレーザー光源によるライン照射部と該ライン照射部の中心軸を鉛直に保つべき揺動機構を有するべきものであり、該旋回ベース部材１の穴２を、支持脚３を有する固定ベース部材４の円筒部５を、ベアリング６を介して嵌合することで該固定ベース部材４の上面の水平基準面Ａに平行な面内で旋回自在に組合せる。 該旋回ベース部材１と固定ベース部材４の中間において、固定ベース部材４の円筒部５に嵌合し、平面リング部７に接する状態で手動旋回リング部材８を旋回自在に組合せ、該手動旋回リング部材８の円筒部に回転自在に嵌合する粗動ギヤーリング９の両端には粗動駆動ギヤー１０と粗動従動ギヤー１１が固着されている。 更に粗動ギヤーリング９の外径部に回転自在に嵌合する微調ギヤーリング１２の両端部には微調駆動ギヤー１３と微調従動ギヤー１４が固着されている。 又、手動旋回リング部材８に植設したギヤー軸１５には２段ギヤー１６が回転自在に嵌合し、該２段ギヤー１６の第１のギヤー１７は粗動従動ギヤー１１に、第２のギヤー１８は微調従動ギヤー１４に、噛合っている。 粗動駆動用モータ１９と微調駆動用モータ２０は旋回ベース部材１に取り付けられ、夫々減速機２１、２２及びピニオン２３、２４を介して粗動駆動ギヤー１０と微調駆動ギヤー１３に噛合っている。 手動旋回リング部材８に植設したギヤー軸２５には補助ギヤー２６と補助ギヤー２７が回転自在に嵌合し、補助ギヤー２６は粗動従動ギヤー１１に、補助ギヤー２７は微調従動ギヤー１４に噛合っている。 ねじりバネ２８は一端で補助ギヤー２６に係合し他端で補助ギヤー２７に係合し両者に捻り荷重を掛け前記第１のギヤー１７と粗動従動ギヤー１１及び、第２のギヤー１８と微調従動ギヤー１４間に生ずるバックラッシュを防止している。

次に図３によって本発明の動作状態を説明する。 図３において、粗動旋回時には微調従動ギヤー１４は停止しており、粗動従動ギヤー１１が粗動駆動用モータ１９と粗動駆動ギヤー１０を介して中心点Ｏ１の周りに回転移動量Ｓ１だけ回転駆動される。 従って微視的に見た場合、２段ギヤー１６の第１のギヤー１７は粗動従動ギヤー１１によって微調従動ギヤー１４と第２のギヤー１８との噛合い点Ｏ２を中心として回転するので、ギヤー軸１５は回転移動量Ｓ２だけ移動することになる。 この場合Ｓ２はＳ１より大きい。

微調旋回時には粗動従動ギヤー１１は停止しており、微調従動ギヤー１４が微調駆動用モータ２０と微調駆動ギヤー１３を介して中心点Ｏ１の周りに回転移動量Ｓ３だけ回転駆動される。 従って微視的に見た場合、２段ギヤー１６の第２のギヤー１８は微調従動ギヤー１１によって粗動従動ギヤー１１と第１のギヤー１７との噛合い点Ｏ３を中心として回転するので、ギヤー軸１５は回転移動量Ｓ４だけ移動することになる。 この場合Ｓ４はＳ３より小さい。 従って微調整用の減速機２２の減速比をその分だけ削減することができる。

次に図４によって本発明のバックラッシュ防止動作を説明する。 図４において、手動旋回リング部材８に植設したギヤー軸２５には補助ギヤー２６と補助ギヤー２７が回転自在に嵌合し、補助ギヤー２６は粗動従動ギヤー１１に、補助ギヤー２７は微調従動ギヤー１４に噛合っている。 粗動従動ギヤー１１及び微調従動ギヤー１４には２段ギヤー１６が噛合っているので、そのままでは両者に歯面の干渉が生じるが、ねじりバネ２８の一端が補助ギヤー２６に係合し他端が補助ギヤー２７に係合し、両者に捻り荷重を掛け前記第１のギヤー１７と粗動従動ギヤー１１及び、第２のギヤー１８と微調従動ギヤー１４間に生ずるバックラッシュを防止している。 このバックラッシュ防止機構は本発明において粗動従動ギヤー１１と微調従動ギヤー１４の間に噛合う２段ギヤー１６に対して設けることが最も有効である。 しかし、細部については、本実施例の構造に限定するものではない。

又、旋回ベース部材１に複数個の光電センサー２９をその指向角が重なり合うごとく設け、全周何処からの光信号も受信可能とすることで、外部からの光信号による遠隔操作によって上記の粗動駆動用モータ１９と微調駆動用モータ２０の制御を行うことができる。 その場合、遠隔操作を開始した時、最初に光信号を受けた光電センサー２８を記憶し、その方向から一定角度（一例として１８０度）以上の旋回ベース部材１の旋回動作範囲を制限する事ができる。 そのためには粗動駆動用モータ１９と微調駆動用モータ２０に使用するモータはパルスモータであることが望ましく、その場合は上記１８０度旋回するために必要なパルス数で停止するごとくすれば良いので制御は容易となる。 このことは旋回ベース部材１に外部電源アダプターを取り付けて長時間の作業を行う場合に電源ケーブルが固定ベース部材４の支持脚３に絡まって装置全体が転倒する等の事故を防止することが出来る。 尚、本発明は、本出願人の特許出願２００８−２５８８７に一部共通する部分が有るが微調駆動用モータ２０を含めた制御構造である点が異なるものである。

又、粗動駆動用モータ１９と微調駆動用モータ２０には夫々減速機２１、２２及びピニオン２３、２４を介して粗動駆動ギヤー１０と微調駆動ギヤー１３に噛合っている。 上記説明において粗動駆動用モータ１９と微調駆動用モータ２０にはパルスモータを使用することが望ましいが一般に小型のパルスモータ回転角度分解能は大きく、そのままでは墨出し装置の微小な旋回角度調整には適さない。 従って減速機２１、２２が必要になるが図３で説明したごとく粗動従動ギヤー１１がＳ１だけ回転移動したとき、ギヤー軸１５はＳ２だけ移動することになる。 この場合Ｓ２はＳ１より大きいので粗動旋回時に高速で旋回することが出来る。 又、微調旋回時にギヤー軸１５の回転移動量Ｓ４は微調従動ギヤー１４の回転移動量Ｓ３より小さいので微調旋回機構の分解能を充分高めることが出来る一方減速機２２の減速比の値を小さくすることが出来、内部の減速ギヤーの枚数を減らすことなど構造を簡単にする事が出来る。

尚、本実施例においては、粗動駆動用モータ１９と微調駆動用モータ２０には夫々減速機２１、２２が一体化した形で示されているが、減速機能を別途ギヤートレインによってパルスモータと分離した構造としても本発明の主旨を外れるものではないことは云うまでもない。

尚、ベース部材１と固定ベース部材４をベアリング６を介して嵌合する方式については旋回動作をガタツキの無い円滑なものとするためのものであり、この構造に限定するものではない。

以上の説明で明らかなごとく、本発明の墨出し装置用旋回駆動機構は、微調整旋回機構の旋回可能範囲の制限が無く、起動時の旋回動作範囲のセンターを定めるための準備動作を必要とせず、使い勝手の良い旋回駆動機構を提供するものである。 外部電源としての電源アダプターなどを接続した時においても、電線が絡まり装置が転倒する等の事故の発生を予防して安全性を高めることが出来、粗動旋回機構の回転速度を適度に定め、また微調整旋回機構の分解能を充分高めることが出来るものであり、作業性を大幅に改善することが出来るものであり、その産業上の効果は極めて著しい。

本発明の墨出し装置用旋回駆動機構の一実施形態の構造を示す上断面図である。 その側断面図である。 動作状態を示す模式上面図である。 動作状態を示す模式上面図である。

符号の説明

１：旋回ベース部材
２：穴
３：支持脚
４：固定ベース部材
５：円筒部
６：ベアリング
７：平面リング部
８：手動旋回リング部材
９：粗動ギヤーリング
１０：粗動駆動ギヤー
１１：粗動従動ギヤー
１２：微調ギヤーリング
１３：微調駆動ギヤー
１４：微調従動ギヤー
１５：ギヤー軸
１６：２段ギヤー
１７：第１のギヤー
１８：第２のギヤー
１９：粗動駆動用モータ
２０：微調駆動用モータ
２１：減速機
２２：減速機
２３：ピニオン
２４：ピニオン
２５：ギヤー軸
２６：補助ギヤー
２７：補助ギヤー
２８：ねじりバネ
２９：光電センサー
Ｏ１：中心点
Ｏ２：噛合い点
Ｏ３：噛合い点
Ｓ１：回転移動量
Ｓ２：回転移動量
Ｓ３：回転移動量
Ｓ４：回転移動量
Ａ：水平基準面

Claims (4)

1. レーザー光源によるライン照射部と該ライン照射部の中心軸を鉛直に保つべき揺動機構を有する墨出し装置において、該揺動機構を支持する旋回ベース部材と手動旋回リング部材と粗動用旋回リングと微調整用旋回リングとを、支持脚を有する固定ベース部材の水平基準面に対して旋回自在に支持する。 粗動用旋回リングと微調整用旋回リングの夫々の外周部にリング状のギヤーを設け、該リング状のギヤーに噛合う２段ギヤーを手動旋回リング部材上に設けた軸に回転自在に嵌合せしめて設け、前記旋回ベース部材に設けた２個のモータによって粗動用旋回リングと微調整用旋回リングを回転駆動するごとく構成したことを特徴とする墨出し装置用旋回駆動機構。
2. 粗動用旋回リングと微調整用旋回リングを回転駆動する２個のモータをパルスモータとしたことを特徴とする請求項１記載の墨出し装置用旋回駆動機構。
3. 粗動用旋回リングと微調整用旋回リングを回転駆動する２個のモータをパルスモータとし、夫々のパルスモータと粗動駆動ギヤーに噛合っているピニオン及び微調駆動ギヤーに噛合っているピニオンとの間に減速装置を介在せしめたことを特徴とする請求項１記載の墨出し装置用旋回駆動機構。
4. 粗動用旋回リング及び微調整用旋回リングのリング状のギヤーに対して、手動旋回リング部材上に設けた軸に回転自在に嵌合せしめて設けた２段ギヤーと、バネによる捻り負荷を加えた他のギヤーとを噛合わせたことを特徴とする請求項１記載の墨出し装置用旋回駆動機構。

Images