JP5990797B2 - レーザー墨出し器の回転機構 - Google Patents

Description

本発明は、レーザー墨出し器を自在に回転させることができるレーザー墨出し器の回転機構に関する。

従来から、内装工事等の建設作業の際に、壁面や天井等の被照射物にレーザー光による水平や鉛直な線を照射するレーザー墨出し器が使用されている。一般に、レーザー墨出し器から照射されるレーザー光は赤色の可視光線であり、照射されたそのレーザー光の光跡を目視することにより、壁面等に水平方向や鉛直方向の基準線を設定することが行われている。

レーザー墨出し器からのレーザー光を壁面の縦方向に正確に合わせるためのものとして、レーザー墨出し器とレーザー墨出し器を操作するリモートコントローラとが特許文献１に提供されている。この特許文献１のレーザー墨出し器は、例えば床面等の土台上に置かれるケース本体と、ケース本体の上部に備えられる回転機構と、回転機構の上部に備えられるものであってレーザーラインを発光する発光部を有するレーザー照射器とから成るものが使用されている。レーザー墨出し器のレーザー照射器は、受光器兼用のリモートコントローラの操作によって回転させられる（特許文献１）。

この特許文献１では、レーザー墨出し器と受光器兼用のリモートコントローラとを遠く離れた位置（例えば１０メートル以上に離れた位置）に配置して、受光器兼用のリモートコントローラを操作することによってレーザー墨出し器から離れた位置で、レーザー照射器からのレーザー光の位置を調整することができるものであり、一人でレーザー光の位置調整の操作が可能になるものである。

特開２００６−２１５０１９

特許文献１のレーザー墨出し器におけるレーザー照射器の大きな回転はＤＣモーターで回転を行い、所定の位置を中心とする±３°の範囲でのレーザー光の中心を合わせる微調整をステッピングモーターで行なわせる。ここで、特許文献１のレーザー光の中心を合わせる微調整を行なう構造を図８に基づいて説明する。手動微動リング８０の上に、ステッピングモータ８２と所定の間隔Ｍを開けて配置される一対のインタラプタ８４，８６とが備えられる。所定の間隔Ｍを開けて配置される一対のインタラプタ８４，８６の間に、ガイド８８が配置される。ガイド８８は、ステッピングモータ８２によって回転させられるスクリューロッド９０に螺合されており、ステッピングモータ８２の回転によってスクリューロッド９０が回転し、スクリューロッド９０の回転によってガイド８８はインタラプタ８４とインタラプタ８６の間で水平方向に移動する。ガイド８８は一対の爪部９２ａ，９２ｂを備えており、その一対の爪部９２ａ，９２ｂの間の空間に、自動微動リング９４に固定された誘導軸９６が挿入嵌合されている。自動微動リング９４の上には、レーザー光を発光する発光手段（図示せず）が載せられている。

所定の位置にレーザー光の中心を合わせる微調整は、所定の中心位置の近似範囲にレーザー光が来ている時（所定の位置を中心とする±３°の範囲）に初めてステッピングモータ８２を作動し、スクリューロッド９０を回転させてガイド８８をインタラプタ８４とインタラプタ８６の間で水平方向に移動させる。ガイド８８の水平方向の移動に伴って、一対の爪部９２ａ，９２ｂに嵌合する誘導軸９６が移動させられ、自動微動リング９４が回転する。自動微動リング９４の時計回りと反時計回りの区別は、ステッピングモータ８２の正逆回転で調整する。このように、ステッピングモータ８２の回転と、スクリューロッド９０の回転と、ガイド８８の水平方向の移動と、自動微動リング９４の回転によって、レーザー光の中心位置を合わせる微調整を行なう。

図８に示す微調整機構において、レーザー光の中心位置を合わせた状態では、ガイド８８の水平方向の位置は一般に、インタラプタ８４かインタラプタ８６のいずれかに偏った位置になっている。このため、次のレーザー墨出し器の使用時に電源を入れると、ガイド８８をインタラプタ８４とインタラプタ８６の中間位置に移動させるためのセンタリング（リカバリー操作）を必要とし、そのセンタリング（リカバリー操作）が完了するまでに若干の時間がかかっていた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、従来技術で必要としたリカバリー操作の必要性を無くし、電源を入れると直ちに使用が可能なるレーザー墨出し器の回転機構を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明は、発信手段からの信号を受信するための受信手段を備えた本体部と、レーザー光を発光する発光手段を備えるもので前記本体部に対して回転可能なレーザー照射器と、を有するレーザー墨出し器において、本体部に対して回転自在な太陽歯車と、本体部に対して回転自在な内歯車と、前記太陽歯車と前記内歯車との両方に噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車を回転自在に保持するものであって前記レーザー照射器と共に回転する保持プレートと、前記太陽歯車を駆動させるための第一駆動手段と、前記第一駆動手段によって駆動させられる第一歯車列と、前記第一歯車列における前記第一駆動手段とは反対側に位置するものであって前記太陽歯車と噛み合う第一最後尾歯車と、前記内歯車を駆動させるための第二駆動手段と、前記第二駆動手段によって駆動させられる第二歯車列と、前記第二歯車列における前記第二駆動手段とは反対側に位置するものであって前記内歯車と噛み合う第二最後尾歯車とを有することを特徴とするものである。本発明は、前記太陽歯車や前記内歯車や前記第一歯車列や前記第二歯車列を回転自在な状態で保持するものであって、前記本体部に対して回転自在な歯車支持基部を備えることを特徴とするものである。本発明は、前記第一駆動手段をステッピングモーターとし、前記第二駆動手段をＤＣモーターとしたことを特徴とするものである。本発明は、前記保持プレートに保持される前記遊星歯車の数を２とすることを特徴とするものである。

従来技術では、レーザー墨出し器を次回に使用する時に、電源を入れるとガイドを一対のインタラプタの中間位置に移動させるためのセンタリング操作（リカバリー操作）に若干の時間がかかっていた。これに対して本発明に係わるレーザー墨出し器の回転機構では、センタリング操作（リカバリー操作）を必要としないので、電源を入れて、第一駆動手段による太陽歯車の回転か、第二駆動手段による内歯車の回転のいずれかが行われ、レーザー照射器の回転を直ちに行うことができる。

本発明に係る回転機構を備えたレーザー墨出し器とそのレーザー墨出し器を操作する受光器兼用リモートコントローラとを示す構成図である。 図１に示す受光器兼用リモートコントローラの正面図である。 レーザー墨出し器からレーザー照射器と遊星歯車部材とを外した状態で本体部を見た平面図である。 図３の要部のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係るレーザー墨出し器の回転機構の構成図である。 図４や図５に示す回転機構に用いる遊星歯車部材の斜視図である。 本発明で使用するリモコンの受光素子にレーザー光が照射されている状態を示す正面図である。 従来のレーザー墨出し器の回転機構のステッピングモーターユニットの概略図である。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る回転機構を備えたレーザー墨出し器とそのレーザー墨出し器を操作する受光器兼用リモートコントローラとを示す構成図、図２は図１に示す受光器兼用リモートコントローラの正面図、図３はレーザー墨出し器からレーザー照射器と遊星歯車部材とを外した状態で本体部を見た平面図、図４は図３の要部のＡ−Ａ線断面図、図５は本発明に係るレーザー墨出し器の回転機構の構成図、図６は図４や図５に示す回転機構に用いる遊星歯車部材の斜視図である。

図１には、本発明に係わる回転機構を内蔵するレーザー墨出し器１０と、レーザー墨出し器１０からのレーザー光１２を受光すると共にレーザー墨出し器１０の回転機構を駆動させるための操作手段を有する受光器兼用リモートコントローラ１４（以下「リモコン１４」とする）を示す。レーザー墨出し器１０は、レーザー光１２を発光させる発光手段１５を備えるレーザー照射器１６と、リモコン１４のからの操作信号（発信信号）を受信する受信手段１７を備える本体部１８とを有する。レーザー照射器１６は本体部１８の上方に本体部１８に対して回転自在に載せられており、使用時に本体部１８は床面２０等の上に載せられる。

リモコン１４（図２参照）には、第一受光素子２２と第二受光素子２４とを有する受光領域２６と、受光領域２６の上または下に設けられる中心位置表示ランプ２８と、一方の中心位置表示ランプ２８の左右両側に備えられる第一近似位置表示ランプ３０ａと、第二近似位置表示ランプ３０ｂとを備える。また、リモコン１４には、図１に示すように、右方向か左方向かのいずれかの方向にレーザー照射器１６を回転させるための回転方向スイッチ３１ａ，３１ｂを備える。図７に示すように、第一受光素子２２と第二受光素子２４とが接触しており、その接触位置にレーザー光１２の中心が来た時に、レーザー光１２が所定の中心位置に来たものとみなして中心位置ランプ２８が光るようにする。例えば第一受光素子２２にレーザー光１２が位置する場合には、レーザー光１２を第二受光素子２４側に移動させるように、レーザー照射器１６を回転させる（その操作は後述する）。この場合には、第一近似位置表示ランプ３０ａが光るようにする。第二受光素子２４にレーザー光１２が位置する場合には、レーザー光１２を第一受光素子２２側に移動させるようレーザー照射器１６を回転させる。この場合には、第二近似位置表示ランプ３０ｂが光るようにする。

リモコン１４には、電源スイッチ３２と、リモコン追尾スイッチ３４と、ブザースイッチ３６と、が備えられている。リモコン１４には更に、水準器３８と、レーザー墨出し器１０を駆動操作するための操作信号を発信するための発信手段４０を備える。

次に、本発明の回転機構について図３乃至図５に基づいて説明する。図３乃至図５に示すように、回転機構４２は主に、太陽歯車４４と、内歯車４６と、太陽歯車４４と内歯車４６との両方に噛み合う２個の遊星歯車４８と、遊星歯車４８を回転自在に保持する保持プレート５０と、太陽歯車４４を駆動させるための第一駆動手段５２と、第一駆動手段５２によって駆動させられる第一歯車列５４と、第一歯車列５４における第一駆動手段５２とは反対側に位置するものであって太陽歯車４４と噛み合う第一最後尾歯車５６と、内歯車４６を駆動させるための第二駆動手段５８と、第二駆動手段５８によって駆動させられる第二歯車列６０と、第二歯車列６０における第二駆動手段５８とは反対側に位置するものであって内歯車４６と噛み合う第二最後尾歯車６２とを有する。太陽歯車４４や内歯車４６や第一歯車列５４や第二歯車列６０は、回転自在な状態で歯車支持基部６４（図４）に支持されている。

本体部１８には回転つまみ６６（図３）が取付けられており、この回転つまみ６６は連結手段（図示せず）を介して歯車支持基部６４を本体部１８のＯ−Ｏ線（図４）を中心に回転できるように設定されている。第一駆動手段５２にはステッピングモータを使用し、第二駆動手段５８にはＤＣモータを使用するのが望ましいが、第一駆動手段５２や第二駆動手段５８に使用するモータはそれらに限るものではない。

図６に示すように、遊星歯車４８は保持プレート５０に回転自在に２個取り付けられており、その２個の遊星歯車４８は太陽歯車４４や内歯車４６と噛み合っており（図４及び図５）、保持プレート５０は本体部１８の上に回転可能に載せられている。この保持プレート５０の上にレーザー照射器１６が載せられており、保持プレート５０の回転とレーザー照射器１６の回転とが同一回転となるように設定されている。保持プレート５０に取り付けられる遊星歯車４８の数は、保持プレート５０の回転時の回転安定性の上から２個が望ましいが、１個でも３個以上であっても良い。

次に、本発明に係る回転機構４２を備えたレーザー墨出し器１０とリモコン１４とで、壁面に墨出し線を引く作業の手順について説明する。なお、第一駆動手段５２にはステッピングモータを使用し、第二駆動手段５８にはＤＣモータを使用するものとして説明する。図１に示すように、床面２０には地墨線６８が予め引かれている。この地墨線６８が引かれている床面２０の延長線上の壁面７０に縦方向にレーザー墨出し器１０のレーザー光１２を映し出す手順である。レーザー墨出し器１０には下方に向けて鉛直方向下方に向けて下方レーザー光７２を出す機能を有しており、下方レーザー光７２を地墨線６８の上に合致させるようにレーザー墨出し器１０を床面２０に置く。一方、リモコン１４は、正面をレーザー墨出し器１０に対面させ、一方の側面を床面２０に接触させ、リモコン１４の中心位置表示ランプ２８の位置（第一受光素子２２と第二受光素子２４との接合位置に合致する位置）を床面２０に引かれた地墨線６８と合わせる。レーザー墨出し器１０における本体部１８の受信手段１７をリモコン１４の発信手段４０側に向ける。

リモコン１４の電源スイッチ３２を入れ、その後、リモコン１４の追尾スイッチ３４を入れる。レーザー照射器１６の右方向か左方向の回転方向は、図１に示すリモコン１４の回転方向スイッチ３１ａ，３１ｂで操作する。これによって、リモコン１４の発信手段４０から信号を発信し、その信号を受信手段１７によって受信する。先ず、レーザー光１２が第一受光素子２２や第二受光素子２４のいずれにも入っていない場合には、第二駆動手段５８を駆動させて内歯車４６を回転させ、第一受光素子２２か第二受光素子２４かのいずれかにレーザー光１２が入る方向に高速でレーザー照射器１６を回転させる。

第一受光素子２２か第二受光素子２４かのいずれかにレーザー光１２が照射された場合には、第二駆動手段５８の駆動が停止され、第一駆動手段５２が駆動を開始する。即ち、レーザー照射器１６を回転させる場合には、第一駆動手段５２か第二駆動手段５８のどちらか一方のみを回転させる。第一駆動手段５２の駆動によって太陽歯車４４が回転し、レーザー照射器１６の回転を微細に調整する。ここで、第一受光素子２２にレーザー光１２が照射された場合には、第一近似位置表示ランプ３０ａが光ると共に、レーザー光１２が第二受光素子２４側に移動する方向に太陽歯車４４を回転させる。この反対に、第二受光素子２４にレーザー光１２が当った場合には、第二近似位置表示ランプ３０ｂが光ると共に、レーザー光１２が第一受光素子２２側に移動するように太陽歯車４４を回転させる。なお、内歯車４６を回転させてレーザー照射器１６を高速で回転させ、太陽歯車４４を回転させてレーザー照射器１６の回転を微細に調整すると前述したが、太陽歯車４４を回転させてレーザー照射器１６を高速で回転させ、内歯車４６を回転させてレーザー照射器１６の回転を微細に調整するようにしても良い。

レーザー光１２が第一受光素子２２か第二受光素子２４のみに照射している場合には、もう一方の受光素子側に向けてレーザー照射器１６は微細に回転させられる。図７（ａ）に示すように、レーザー光１２が第一受光素子２２と第二受光素子２４の両方にかかっているときには、片側（図７（ａ）では第一受光素子２２側）にかかる面積が広い場合には、
レーザー光１２が第一受光素子２２側にあるとして、第一近似位置表示ランプ３０ａが光ると共に、レーザー光１２が第二受光素子２４側に移動する方向にレーザー照射器１６が回転させられる。その後、図７（ｂ）に示すように、第一受光素子２２と第二受光素子２４の両方に均等にレーザー光１２が照射されている位置になると、所望の位置にレーザー光１２が位置したと判断して、第一駆動手段５２の駆動を停止させて、レーザー照射器１６の回転を停止させる。この状態では、中心位置表示ランプ２８が光り、所定の短い時間だけブザーが鳴る。

この中心位置表示ランプ２８が光った状態では、レーザー光１２は地墨線６８と合致した状態となっており、レーザー光１２が地墨線６８と合致した位置に垂直に壁面７０に照射されている。この状態において、壁面７０に照射されているレーザー光１２に墨入れ作業を行う。

以上の説明では、第一受光素子２２にレーザー光１２が照射された場合について説明したが、第二受光素子２４にレーザー光１２が照射された場合でも、同じ内容の動作が行われる。

本発明では、レーザー光の位置合わせは、リモコン１４の電源スイッチ３２と追尾スイッチ３４と回転方向スイッチ３１ａまたは３１ｂを押せば、レーザー照射器１６は直ちに回転を開始するので、作業を速やかに開始することができる。

１０ レーザー墨出し器
１２ レーザー光
１４ 受光器兼用リモートコントローラ
１５ 発光手段
１６ レーザー照射器
１７ 受信手段
１８ 本体部
２２ 第一受光素子
２４ 第二受光素子
４０ 発信手段
４２ 回転機構
４４ 太陽歯車
４６ 内歯車
４８ 遊星歯車
５０ 保持プレート
５２ 第一駆動手段
５４ 第一歯車列
５６ 第一最後尾歯車
５８ 第二駆動手段
６０ 第二歯車列
６２ 第二最後尾歯車
６４ 歯車支持基部

Claims (4)

1. 発信手段からの信号を受信するための受信手段を備えた本体部と、レーザー光を発光する発光手段を備えるもので前記本体部に対して回転可能なレーザー照射器と、を有するレーザー墨出し器において、本体部に対して回転自在な太陽歯車と、本体部に対して回転自在な内歯車と、前記太陽歯車と前記内歯車との両方に噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車を回転自在に保持するものであって前記レーザー照射器と共に回転する保持プレートと、前記太陽歯車を駆動させるための第一駆動手段と、前記第一駆動手段によって駆動させられる第一歯車列と、前記第一歯車列における前記第一駆動手段とは反対側に位置するものであって前記太陽歯車と噛み合う第一最後尾歯車と、前記内歯車を駆動させるための第二駆動手段と、前記第二駆動手段によって駆動させられる第二歯車列と、前記第二歯車列における前記第二駆動手段とは反対側に位置するものであって前記内歯車と噛み合う第二最後尾歯車とを有することを特徴とするレーザー墨出し器の回転機構。
2. 前記太陽歯車や前記内歯車や前記第一歯車列や前記第二歯車列を回転自在な状態で保持するものであって、前記本体部に対して回転自在な歯車支持基部を備えることを特徴とする請求項１記載のレーザー墨出し器の回転機構。
3. 前記第一駆動手段をステッピングモーターとし、前記第二駆動手段をＤＣモーターとしたことを特徴とする請求項１または２記載のレーザー墨出し器の回転機構。
4. 前記保持プレートに保持される前記遊星歯車の数を２とすることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１項記載のレーザー墨出し器の回転機構。

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