JPS63265111A - レーザ光線水準計測器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザー光線を発生させる為の手段と、垂
直方向に入射するレーザー光線を水平方向に偏向させる
ことが出来ると共に、水平面内でピボット動作を行うこ
との出来る回転反射手段及びレーザー平面の自動水準化
の手段を備え、さらに、レーザー平面が二つの軸で傾斜
可能であるレーザー光線水準計測器に関するものである
。

〔従来の技術〕

上記タイプのレーザー光線水準計測器は、水平面ないし
少なくとも一方向に所望の角度だけ傾斜させた平面を定
める為に用いられるものである。

この計測器から不可視的に射出されるレーザー光線は、
回転ヘッドにより水平方向に回転せしめられる。この回
転するレーザー光線は、次いで計測器の周囲の任意の点
において受光器により受光され、可視化される。かかる
レーザー光線水準計測器は、多くの異なった計測及び制
御を実施することが出来る、このレーザー光線水準計測
器は、レーザー平面が二つの軸において傾斜可能である
ので、例えば地下工事や農業用の大面積の地表面の水準
化の際に使用される。レーザーによって形成される基準
面は、二つの軸によって、横軸方向及び縦軸方向に任意
に傾斜可能であるので地表面は、それが駐車場、各種の
グランドまたは農耕地等には無関係に、排水の為に予め
設定された横軸方向及び縦軸方向の勾配を施すことが出
来る。この場合、測定ポールに固着されたレーザー光線
受光器を用いて制御を実施することが出来る。さらに、
改良された方法としてグレーグ−に固着された受光器に
より勾配作業を制御することが出来る。

従来のレーザ光線水準針の場合には、レーザー基準平面
の１ｔＦｉ斜は３脚と水準計との間の中間片により実施
されるので、水準計全体が傾く為、勾配は一方向にしか
施すことが出来なかった。この時に横軸方向も計測する
には、水準計を中間片上で９０度回転させなければなら
ず、この回転動作の際に水準計は振子状の動作を行い、
この場合の振子動作の最低位置に中央が、即ち４５度の
位置に在る。しかし、横軸方向の勾配が縦軸方向の勾配
とは別の値を持たねばならない時には、水準計には第３
の、上記の振子動作の最低位置に相当する勾配が設定さ
れねばならない。二つの所望の横軸方向□及び縦軸方向
の値によっては、この第３の値は９０度角の中央になく
何れかの端に近い値を示し、所望の横軸方向及び縦軸方
向の勾配を実現するには、その都度何れの角度位置に、
第３の補助的勾配値が設定されなければならないかを表
を用いで計算しなければならなかった。これは極めて手
間のかかる作業であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は、横軸方向及び縦軸方向の勾配を簡単に設定
することが出来、さらに、一つの勾配の調整により他の
勾配が影響を蒙ることのないレーザー光線水準計測器を
提供することを目的とする〔問題点を解決するための手
段〕 この発明では、上記目的を達成する為に次のような技術
的手段を講じている。

レーザー光線を発生する手段と、垂直方向に入射するレ
ーザー光線を水平方向に偏向させることが出来ると共に
、水平面内でピボット動作を行う回転反射手段とを備え
るレーザー光線水準計測器において、レーザー平面が二
つの軸（８）（９）で傾斜可能であり、この二つの軸（
８）（９）が互に直交する位置にあって、その交点にジ
ヨイント（１０）が設けられており、このジヨイント（
１０）が第１軸（８）の周りに水平に設けられたジヨイ
ントケーシング（１５）からなり、このケーシング（１
５）が少なくとも上部が開放されていると共に、第２軸
（９）と回転可能な中央片（１６）が設けられており、
さらに、自己水準計測プレート（７）またはレーザー回
転軸（６）にジヨイントケーシング（１５）が支持され
ることによって、中央片（１６）が自己水準計測プレー
ト（７）またはし−ザー回転軸（６）に接続されている
。

〔作用〕

従って、上記構成を有するレーザー水準計測器は、レー
ザー平面が二つの軸（８）（９）によって傾斜可能であ
る為、レーザーにより作り出される基準面の所望の横軸
方向の勾配及び縦軸方向の勾配を得ることが可能である
。

〔実施例〕

以下、添付の４つの図面に基いてこの発明の詳細な説明
する。

不可欠な機能的コンポネントは、円筒状のケーシング（
１）の中に収められている。計測器の為の電源としての
電池は、ケーシングの下部（２）に設けられている。ケ
ーシングの上部（３）のカバー（４）の中には、レーザ
ー回転軸（６）が中央に位置する穴に垂直に通されてい
る。このレーザー回転軸（６）はカバー（４）の中にジ
ンバルマウント（ｇｉｍｂａｌ−ｍｏｕｎｔ　）式に吊
下げられているので、その下端を直交する二方向に揺動
することが出来る。レーザー光を発生させる光源は、レ
ーザー回転軸（６）の下部に収められている。計測プレ
ート（７）は、レーザー回転軸（６）の下端にその面が
水平になるように取り付けられている。この計測プレー
ト（７）上には、二つの軸（８）（９）が互いに直角に
設けてあり、両輪（８）（９）の交点にジヨイント（１
０）が設けられ、このジヨイント（１０）は第１軸（８
）の水平方向の円形のパイプ状のジヨイントケーシング
（１５）から成る。このジヨイントケーシング（１５）
は、少（とも上側は開放され、第２軸（９）の周りを回
転することの出来る中央片（１６）が収納されている。

ジヨイントケーシング（１５）は水平化機能を有する計
測プレート（７）に支持され、かつ中央片（１６）はレ
ーザー回転軸（６）に接続されている。第２軸（９）は
ジヨイントケーシング（１５）に二つのフランジボール
ベアリングにより支持されている。二つの軸（８）（９
）のジヨイント（１０）とは反対側の軸端（１２）には
、この軸（８）（９）の傾斜を、計測プレート（７）の
平面に対する勾配率によって変更する為の手段が設けら
れている。この手段は、計測プレート（７）に支持され
ているネジ棒（１３）から成り、軸端（１２）はこのネ
ジ棒（１３）の垂直方向に移動することが出来る。両輪
（８）（９）は、それぞれの軸端（１２）に於て事由に
レーザー回転軸（６）することが出来、かつ縦方向に摺
動し得る如く保持されている。

正しく機能する為には、ジヨイントケーシング（１５）
の揺動輪は、レーザー回転軸（６）のジンバルマウント
（ｇｉｍｂａｌ−ｍｏｕｎｔ）式の吊下げ機構の外部の
可動ジンバル（ｇｉｍｂａｌ）　　（５）の揺動軸に一
致しなければならない。

ジヨイント（１０）の中央片（１６）は、中間片（１１
）の中のピボット（１４）によレーザー回転軸（６）に
接続されており、かつこの場合ピボット（１４）は、中
央片（１６）の中で球面支持されており、かつ第２軸（
９）が中央片（１６）およびピボット（１４）を通され
る際の中央片（１６）の穴（２０）の直径が第２軸（９
）の直径よりも大きく、従って中央片（１６）に固定さ
れた第１軸（８）は第２軸（９）に比較して揺動が制約
され、従ってこの二つの軸（８）（９）の勾配の開塾の
際に出現する二つの軸（８）（９）の互に対する位置の
偏移が吸収される如き製薬される形で中央片（１６）は
ピボット（１４）の周りでレーザー回転軸（６）するこ
とが出来る。ジヨイント（１０）のジヨイントケーシン
グ（１５）は、球面支持の形で計測プレート（７）の垂
直脚（１７）に固定されている。

計測プレート（７）には、二つの水準器（１８）（１９
）が互に直交する如く取り付けられている。

この水準器（１８）　　（１９）には、導電性の液体が
充填されている。各水準器（１８）　　（１９）には、
二つの電流回路の操作の為の電気接点が設けられている
。各水準器（１Ｂ）　　（１９）の二つの電流回路の電
流は、各水準器（１８）　　（１９）毎に−っの電動モ
ーター（２０）または（２１）を正逆方向に回転させる
。これらの二つの電動モーター（２０）　　（２１）は
、上側のケーシング部分（３）のカバー（４）の下面に
固定されている。電動モーター（２０）　　（２１）は
、各一本の偏心シャフトを持ち、かつこのシャフトがレ
ーザー回転軸（６）の外周面に接触する計測プレート（
７）は、常に水平の姿勢を保たねばならない。万一計測
プレート（７）が水平位置から偏位した場合には、電流
は二つの水準器（１Ｂ）　　（１９）およびモーター（
２０）　　（２１）を介して計測プレート（７）を再び
水平位置に戻すように流れる。

レーザー回転軸（６）の上端には、別のパイプ片が回転
可能な状態で支持され、かつこれはその自由端に於てレ
ーザー光線の発射の為の窓（２３）ヲ持つヘッド（２２
）を持つ。ヘッド（２２）には、下から上に垂直に入射
するレーザー光線を水平光線に屈折させる為の５角形の
プリズムが存在する。別のパイプ片は、ヘッド（２２）
と共に第３のモーター（２４）によりエンドレスゴムバ
ンドを介して常時回転することが出来る。受光器により
窓（２３）から不可視的に水平方向に発射されるレーザ
ー光線は可視化される。

レーザー平面を傾斜させる為に二本のネジ棒（１３）が
互に無関係に回転され、かつこの場合に両軸（８）（９
）は回転に相当する量だけその軸端（１２）と共に上下
方向に移動する。ネジ棒（１３）の回転は、この場合各
一つの、この場合には図に示されていないモーターによ
り行われ、かつモーターはケーシング（１）のキーボー
ドによりコントロールされる。これにより二つの軸（８
）　　（９）の各々に対しては、別個に所望の勾配値、
大抵の場合にＯから１０％の間の値を与えることが出来
る。両軸（８）（９）の勾配は、計測プレート（７）に
も伝えられる。しかし計測プレート（７）は、上記の自
動的な水平化動作により常に水平位置に保持される。希
望の勾配は、従って最終的にレーザー回転軸（６）を介
して回転するレーザーにより形成される基準面に伝達さ
れる。この場合、例えば５％の縦軸勾配と３％の横軸勾
配を持つレーザー平面が基準とされることにより施工さ
れる可き、またはコントロールされる可き地表面がそれ
に比較されることが出来る。

記載されたジヨイント構造は、一つの傾斜軸を調整した
場合に他の傾斜軸が勾配と方向に関して影響を受けるこ
とはな（、かつ安定を保つことを保証する。個々の部材
は、常に力によロンク作用の働く如く互に結合されてい
る為に機器の搬送時の揺動が入力値を変えることもなけ
れば部材の損傷または損耗を招くこともない。ジヨイン
ト（１０）は、レーザー回転軸（６）の側方に設けられ
ているからレーザー光源には接近が容易であり、かつ簡
単に取替えることが出来る。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、この発明は、小型かつ
軽量で、広井可動範囲にわたって自動的に水準計測を行
うことが出来、さらに、レーザーにより作り堕される基
準面の、所望の横軸方向の勾配及び縦軸方向の勾配を得
ることが可能である等、優れた効果を有するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る計測器の縦断面図。 第２図は、第１図の１−１線に沿う断面図。第３図、第
４図はジヨイントを通る部分の長軸断面を模式的に示す
説明図。 （６）・・・レーザー光線軸　（７）・・・計測プレー
ト（８）・・・第１軸　（９）・・・第２軸　（１０）
・・・ジヨイント（１１）・・・中間部分　（１２）・
・・軸端（１３）・・・ネジ棒　（１４）・・・ピボッ
ト　　（１５）・・・ジヨイントケーシング　（１６）
・・・中央片　（１７）・・・垂直脚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザー光線を発生する手段と、垂直方向に入射す
   るレーザー光線を水平方向に偏向させることが出来ると
   共に、水平面内でピボット動作を行う回転反射手段とを
   備えるレーザー光線水準計測器において、レーザー平面
   が二つの軸（８）（９）で傾斜可能であつて、この二つ
   の軸（８）（９）が互に直交する位置にあり、その交点
   にジョイント（１０）が設けられてあつて、このジョイ
   ント（１０）が第１軸（８）の周りに水平に設けられた
   ジョイントケーシング（１５）からなり、このケーシン
   グ（１５）が少なくとも上部が開放されていると共に、
   第２軸（９）と回転可能な中央片（１６）が設けられて
   おり、さらに、自己水準計測プレート（７）またはレー
   ザー回転軸（６）にジョイントケーシング（１５）が支
   持されることによつて、中央片（１６）が自己水準計測
   プレート（７）またはレーザー回転軸（６）に接続され
   ていることを特徴とするレーザー光線水準計測器。 ２、中央片（１６）がピボット（１４）および中間部分
   （１１）を介してレーザー回転軸（６）と接続されてお
   り、ピボット（１４）が中央片（１６）のボールベアリ
   ングにより支持され、さらに、中央片（１６）の穴（２
   ０）の直径が、中央片（１６）及びピボット（１４）を
   貫通する第２軸（９）の直径よりも大きく、中央片（１
   ６）に固定された第１軸（８）が、第２軸（９）に対し
   て限定的に揺動可能であつて、さらに、中央片（１６）
   がピボット（１４）の周りで限定的に回転可能であり、
   二つの軸（８）（９）の変位による傾斜の調整が可能で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のレ
   ーザー光線水準計測器。 ３、二つの軸（８）（９）のジョイント（１０）と反対
   側の軸端（１２）に、これらの軸（８）（９）の傾斜を
   計測プレート（７）の平面を基準にした度数で変えるた
   めの手段が設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のレーザー光線水準計測器。 ４、上記手段が計測プレート（７）に支持されているネ
   ジ棒（１３）から成り、さらに、ネジ棒（１３）に軸端
   （１２）が垂直方向に移動可能であるように支持されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のレ
   ーザー光線水準計測器。 ５、レーザー回転軸（６）がジンバルマウント（ｇｉｍ
   ｂａｌ−ｍｏｕｎｔｅｄ）式に計測器のケーシングに吊
   下げられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のレーザー光線水準計測器。 ６、ジョイントケーシング（１５）の揺動軸が、外部の
   可動ジンバルの揺動軸と一致することが特徴である特許
   請求の範囲第５項に記載のレーザー光線水準計測器。 ７、ジョイントケーシング（１５）が、垂直脚（１７）
   にボールベアリングにより支持される形で、計測プレー
   ト（７）に固定されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のレーザー光線水準計測器。