JPH04235309A - レーザービームによる水平・勾配出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築現場等で同一の高
さ位置を割り出すために好適な、レーザービームを利用
した水平又は勾配出し装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザービームの水平・勾配出し
装置は、レーザービームを投射するレーザービーム投射
器と、これを取り付ける固定台と、この固定台の基準面
を設定するための３点支持装置とを有し、３点支持位置
をつまみ螺子で調整し、その調整のため気泡式水準器を
使用していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来装置は
、装置を移動させるたびに、また、投射方向を変えるた
びに調整をやり直す必要があり、また、装置が複雑な光
学系を形成するため水平等の割り出しの精度確保上その
取扱いを慎重にする必要があり、簡易に取り扱うことが
できなかった。

【０００４】本発明は、簡易に取り扱うことができ、ま
た、調整なしに水平面内で３６０°投射方向を簡単に変
えることができるレーザービームによる水平・勾配出し
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明は、支持体と該支持体に支持された減衰振り子と該
減衰振り子に一体的に装着されたレーザービーム投射器
とからなり、該減衰振り子は支持体の微小領域に摩擦接
触して回動且つ揺動自在に枢支されていることを特徴と
するレーザービームによる水平・勾配出し装置である。

【０００６】

【作用】上記のような構成を有する本発明においては、
装置全体を任意の場所に置くと、減衰振り子は揺れるが
、減衰振り子は支持体の微小領域に摩擦接触し、また重
いので、支持体の微小領域に接触する減衰振り子の微小
領域面は支持体に対しわずかに滑りながら転動するので
素早く減衰する。

【０００７】一旦停止した減衰振り子を３６０°任意の
位置に回転させても、減衰振り子と支持体とが接触し合
う（枢支部を形成している）凹凸面部は軸対称に形成さ
れ、また減衰振り子も通常軸対称な質量分布をしている
ため減衰振り子は常に一定の傾角に保たれる。減衰振り
子は重いので上記傾角の誤差は小さい。レーザービーム
投射器は、減衰振り子に対し固定されているのでレーザ
ービームの投射角度は常に一定（例えば水平）である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【０００９】図１は、第１実施例を示す装置全体の側断
面図である。本体筒１の底部中央から円錐体状の支持体
２が立設されており、その上端は針先状になっている。 その針先部２ａは微小な凸曲面に形成され（図４）、ま
た、その凸曲面は軸対称である。この支持体２に減衰振
り子３が回動且つ揺動自在に枢支されている。減衰振り
子３は材料上の関係から２分割されており、前記凹曲面
を硬くするための硬い部分３Ａと、該減衰振り子３の全
体を重くし、かつ、重心を比較的に低くするための重く
て大きい部分３Ｂとから構成されている。減衰振り子３
はほぼ半球状に形成されており、軸対称な質量分布をし
ている。また、減衰振り子３の中央部には前記支持体２
を収容できるような円錐状の穴４が開設されている。減
衰振り子３の上方部中央（前記硬い部分３Ａの中央下部
）は、上記支持体２の上端針先部２ａが入り込む微小な
凹曲面に形成されている（図４）。この凹曲面も軸対称
である。

【００１０】このように支持体２と上記減衰振り子３と
はどちらも軸対称に一方が凹面部に他方が凸面部に形成
された小さい領域内で摩擦接触し合う関係にある。また
、減衰振り子３はほぼ軸対称な質量分布をしていると共
に、減衰振り子３の枢支（接触）点と重心との間の距離
Ｌ（図４）は該減衰振り子３の周期が長くならないよう
に比較的に短かく、かつ、静止位置で不安定にならない
ように長く設定されている。そして、後述する如く減衰
振り子３にはレーザービーム投射器６がそのレーザービ
ーム９が上記軸にほぼ直交する向きに投射するように一
体的に装着されている。

【００１１】従って、装置全体を任意の場所に置くと、
減衰振り子３は揺れるが、減衰振り子３は支持体２の微
小領域に摩擦接触し、また重いので、支持体２の微小領
域に接触する減衰振り子３の微小領域面は支持体２に対
しわずかに滑りながら転動するので素早く減衰する。接
触しあう微小領域と減衰振り子３の重心との間の距離は
比較的に短いので減衰率が高い。また、一旦停止した減
衰振り子３は、上記距離が比較的に長くて基準位置に戻
る方向へ回転モーメントが大きいので安定している。一
旦停止した減衰振り子３を３６０°任意の位置に回転さ
せても、減衰振り子３と支持体２とが接触し合う（枢支
部を形成している）凹凸面部は軸対称に形成され、また
減衰振り子３も通常軸対称な質量分布をしているので、
減衰振り子３は常に一定の傾角に保たれる。減衰振り子
３は重いので上記傾角の誤差は小さい。

【００１２】上記減衰振り子３の前記硬い部分３Ａの中
央上部には丸い凸部３ａが形成されており、この凸部３
ａに螺合、接着等の手段で筒体５が嵌着されている。筒
体５の筒穴は、上下が分かるように例えば五角形に形成
されている。筒体５の筒穴には断面同形のレーザービー
ム投射器６が嵌挿され、螺子７で筒体５と投射器６とが
一体化されている。投射器６の内部には半導体と電池が
内装されていて、図の矢印で示すような半導体レーザー
ビーム９を発光できるようになっている。また、分銅８
が投射器６に移動自在に嵌入されている。レーザービー
ム投射器６から投射されるレーザービーム９は、もとも
と投射器６の軸線にほぼ平行になるように設定されてい
るが、厳密に設定されているのではない。しかし、レー
ザービーム投射器６は、減衰振り子３に対し固定されて
いるのでレーザービーム９の投射角度は常に一定（例え
ば水平）である。

【００１３】蓋１０はレーザービーム９を直進的に通過
させる、透明ガラス又はその他の透明な材料で形成され
た円筒壁１０Ａを有し、本体筒１上に着脱可能に冠着さ
れている。このように本体筒１に蓋１０を設けて、その
内部にある減衰振り子３や投射器６等を外部から遮断し
て使用時に風やごみ等の影響を受けないようにしてある
。また、場合によっては、レーザービーム９の投射方向
位置の円筒壁１０Ａ上に開口を１箇所又は複数箇所設け
ることもあり得る。

【００１４】次に、上記実施例における装置の動作等に
ついて説明する。

【００１５】工場内で、図１に示すように組み立てる。 工場内には厳密に鉛直な面の鏡（反射板）が設置されて
いる。まず、投射器６のスイッチを入れる。投射器６は
電池式等であり、スイッチを入れた状態で使用時の重心
が定まる。レーザービーム９が上記設置鏡に反射して同
じ光路を帰らず上下いずれかにずれておれば偏心分銅８
の前後位置（図で左右位置）を変えて上下調整を行う。 念のため、本体筒１を回転させ（例えば回転テーブル上
に本体筒１を置いて回転テーブルを回転させ）、同一方
向にレーザービーム９を投射し、レーザービーム９の上
下方向のずれがないことを確認し、分銅８をわずかの量
の接着剤を使って投射器６に固定する。使用者は電池を
交換する時に投射器６を筒体５から取り外すが、電池交
換後分銅８が筒体５に突き当たる位置で螺子７により投
射器６を筒体５に固定すれば使用可能である。建設現場
は、地面、床、台など荒れているが、本体筒１をそのま
ま設置するだけでよい。但し、減衰振り子３が支持体２
に当たるほど傾くところに置かない。

【００１６】本体筒１を置いた瞬間は、鉛直軸に対し減
衰振り子３は傾動している。極端に示すと、図４の減衰
振り子３の枢支部の拡大図に示すように傾いているが、
減衰振り子３の左右半分ずつの質量に働く重力（　　＝
１／２Ｍｇ）に基づく回転モーメントＬＲ（Ｌは減衰振
り子３の重心Ｇと接触点Ｐとの距離、Ｒは傾き方向の重
力の成分）が減衰振り子３に作用し、減衰振り子３は鉛
直に立ち直ろうとするが、逆に振れる時、減衰振り子３
の凹曲面と支持体２の凸曲面は、滑りなく転動するので
はなく、減衰振り子３の大きい慣性モーメントと重さの
ため微小量であるが、両曲面は摩擦摺動で滑り、減衰す
る。このため素早く減衰して減衰振り子３は静止する。 減衰振り子３は重心を高めにする上方部にも重心を低め
にする下方部にも質量が分布しているので、重心位置が
低くなれば振り子としての性質が強くなる。振り子とし
ての周期は比較的に短くて減衰速さが速く、また、停止
後の安定がよい。蓋１０を取り、手で投射器６を押せば
投射器６は減衰振り子３と一体に３６０°回転すること
ができ、任意の回転位置ですぐに揺れが止まる。レーザ
ービーム９の水平面に対する角度は零度であるので、レ
ーザービーム９の投射スポットの位置は、本体筒１を動
かさない限り、同一水準の高さにある。なお、別途に分
銅を用意しておけば、レーザービーム９の水平面に対す
る角度を調整することができる。

【００１７】図２、図３は、第２実施例を示す。図２は
装置全体の側断面図、図３は図２におけるＡ−Ａ矢視図
である。この実施例の改変の主要点は、重心をやや低め
に設定し、停止時の安定性を高めようとするものである
が、重心を低めに設定したときの周期の増大及び減衰時
間の増大を招くことがないようにしてある。

【００１８】図２、図３に示すように、減衰振り子３の
部分３Ｂを凹面体に形成し、中に減衰玉３Ｃが入れてあ
る。部分３Ａと部分３Ｂとの間は３つの連結枝３Ｄで連
結されている。支持体２を支持する放射状に伸びた３本
の支持枝１１Ａを有するリング１１Ｂが本体筒１の上端
に装着されている。第１実施例とは逆に支持体２側に凹
曲面が形成され、ここに減衰振り子３の部分３Ａに形成
された針状の凸曲面が枢支されている。本体筒１は、支
持台１２に回転自在に枢支されている。なお、筒体５、
レーザービーム投射器６等の取付けは第１実施例と同じ
である。本第２実施例によると、重心は低くなったが、
減衰玉３Ｃが素早く減衰振り子３の部分３Ｂを元の基準
位置に戻すように働くので減衰時間が長くなることがな
い。

【００１９】図５は減衰振り子３の枢支部の第３実施例
を示す拡大図である。この実施例は、減衰振り子３と支
持体２とが摩擦接触しあう微小領域に関し、第１実施例
が点領域接触であったのに対して凹曲面の中央（最も窪
んだ位置）に微小穴３ｂを穿設して円領域接触にしたも
のである。この改良は凹曲面の加工をし易くするためで
ある。

【００２０】本発明は、上記３つの実施例に限定される
ものではない。例えば、凹凸両曲面は、小球面に限られ
ず、互いに異なる各種曲面が用いられる。それら曲面は
、減衰振り子の形状、材質、質量、減衰効果の要求され
る度合、現場で要求される水平精度等によって各様に設
計変更がなされる。

【００２１】また、調整の仕方としては、投射器を減衰
振り子に対し傾斜させるための傾斜装置の付加、偏心分
銅の採用、螺子式の３点分銅の付加等の改良、改変があ
る。更には、レーザービーム投射器に代えて、鉛直ミラ
ーを減衰振り子に取り付けたり、鉛直向きに投射させる
ようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、次のよう
な効果を奏する。

【００２３】■水平や勾配の割り出しが簡単に行え、し
かも取扱いや保守が容易である。

【００２４】■設置場所に多少の凹凸があってもそのま
ま設置するだけでよく、また、移動のたびに特別な調整
が不要であるので使用が簡便である。従来の３脚台を取
り付けて使用すれば高さ調整も容易である。

【００２５】■水平面内３６０°の使用が可能であり、
角度を変えても調整は不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す装置全体の側断面図
である。

【図２】本発明の第２実施例を示す装置全体の側断面図
である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図４】減衰振り子の枢支部の拡大図である。

【図５】減衰振り子の枢支部の第３実施例を示す拡大図
である。

【符号の説明】

１…本体筒 ２…支持体 ３…減衰振り子 ３Ｃ…減衰玉 ６…（レーザービーム）投射器 ９…レーザービーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　支持体と該支持体に支持された減衰振
   り子と該減衰振り子に一体的に装着されたレーザービー
   ム投射器とからなり、該減衰振り子は支持体の微小領域
   に摩擦接触して回動且つ揺動自在に枢支されていること
   を特徴とするレーザービームによる水平・勾配出し装置
   。