JPH034114A - 鉛直指示器 - 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 本発明は、地上のあるポイントから鉛直繰上にあるライ
ン及びポイントを示す鉛直指示器に関するものである。

従来の技術 従来、建築、土木分野等で鉛直ポイントを知るためにＩ
Ｉ　３［の様な下げふりが使われている、しかしながら
、下げふりは風の影響を受けて揺れ動き、また新しい下
げふりでは糸の捻れ力が強く回転してなかか止まらない
ため、鉛直ポイントを知るのに大変な努力壷払って来た
。＊た。建ＷａＳでは風がないことは極めてまれで、鍼
が止まらないことがほとんどであり鉛直度はかなり狂っ
ているのが常であった。そのため最新の高層ビルといえ
ども上層では５０センチも１メートルも鉛直度がずれ、
そのずれを内装で苦労して補うといった場合がほとんど
である。

上記の様なａＪｌを解決するためにｊ１１２１３ｉに示
す様に鉛直指示装置が開発された、以下、第１２図壺用
いて説明する、図において２５はヘリウム・ネオンガス
レーザでジンバル２６により常に地球の中心にレーザ光
が向くように調整されている。＊た。　２７はレーザ光
のピント用レンズである、同図における鉛直指示装置の
原理はヘリウムネオンガスレーザの両端から出射される
直線レーザ光の下端を、地上のある基準点にセットする
ことにより上端から鉛直のレーザ光が出射されることを
利用したものである。この方式であると風や糸の戻りの
影響を受けずに鉛直線を得ることができる。しかしなが
ら上記の構成では、つぎの嫌な種々の問題がある。まず
第一に下端からのレーザ光を地下のポイントに合わす様
に本体を動かすため、どうしてもヘリウムガスレーザは
揺れ動く、また、静止を待ってずれを直すのに再度本体
を動さざるを得ず、本体を動かせば、また、静止を待つ
といったことを繰り返す必要があり、がなりの手間がか
かる。また上端からのレーザ光の焦点を合わすために、
ピント用のレンズ壷上下する必要があるがレンズがレン
ズが加工精度等により、わずかにでも原いているとピン
トを変えるだけで光軸が大きくずれるといった課題があ
った。さらに床上の点を上方へ移す方式であるので、数
階建ての構造物を作る際に途中の階では骨組みに鉛直指
示装置をセットして行く必要があるが、その際ヘリウム
・ネオンレーザを用いた装置ではどうしても大きく重く
ならざるを得なく、細い骨組み上にはセットできず、ま
た１重いためジンバル構造では支持ビンに大きな荷重が
かかるため、摩擦によるヒステリシスが大きくなり精度
を上げることが困難であるといった課題もあった。

そこで本発明は、上記の課題を解決すべく、車番ご。

基準ポイントに置くか、または鉄柱壁にセットするだけ
で精度よく、鉛直ラインを得る鉛直指示器を提供するも
のである。

また、本発明の他の目的は床上に置くことにより鉛直ラ
イン得るとともｌこ、垂直方向に立っている鉄柱にして
も、単に置くことにより鉛直ライン会得る鉛直指示＊壺
提供するものである、さらに、本発明の他の目的は前記
レーザ光に対し垂直に反射する鏡またはビームスプリッ
タ奄つけて、水平線指示できる機能をも有した鉛直・水
平指示器を提供するものである。

又、＠６の発明課題を解決するための手段上記問題点を
解決する本発明の技術的手段は、（１）可視光の半導体
レーザと、ＩＩＩＩ記半導体レーザの畠射光を平行光に
するための光学系とを同一管内に内蔵し、さらに前記半
導体レーザからの平行光の光軸が鉛直方向に向くように
Ｊ１！するための鱈とバランサーを備えてレーザーヘッ
ドを形成し、　また、前記レーザヘッドはケースに対し
ジンバル＃ＩＲ造にて吊り下げ、前記ジンバルの回転中
心が前記半導体レーザからの光軸中心と一致するように
構成し、前記ケースにおいては前記光軸中心シ二対し、
平行または垂直！あることを示す印から構成する。

（２）請求項１記載の鉛直指示器のレーザヘッドにおい
てその錘下部を鋭くすると共に、静止時に鉛直方向にあ
る平行レーザ光の延直線上に、前記鍾下部の先が（るよ
うな調整機構を設け、またケースに於てはケースの外か
ら床面と前記錘下部の先が見えるように穴を開ける。

（３）請求項１記載または請求項２記載の鉛直指示器、
のケースの側面に磁石を取り付け、また、前記鉛直指示
器から出射されるレーザ光を出射口の位置を示す受光板
を設ける。

（４）　ｆｉｌ求項１詑載の鉛直指示器、または請求項
２記載の鉛直指示器に前記レーザから出射されるレーザ
光に対し、垂直に反射する反射鏡またはビームスプリッ
タを取り付ける。

（５）請求項１記載及び請求項２記載の鉛直指示器にに
対して、横に倒した時に置いた面を出射口　から出射さ
れるレーザ光とが平行となるように固定できる。固定機
構を付加する。

（６）Ｍ求項１記乳　及び環２記載の鉛直指示器に対し
て、前記レーザーヘッドをジンバルの回転中心ないし出
射光館を中心として、回転させる機構を絞ける（７）請
求の項６詑載の鉛直指示器に対して、レーザー光の照射
されている位置が検出できる受光面を投け、前記レーザ
ーヘッドの回転により生成された受光面上の照射ポイン
トが作る円の中心を向くように前記レーザーヘッドの重
心バランスを調整するような、　自動制御ｓＷ４を設け
る。

作　　　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

固定レンズを用いているのでレンズ移動による光軸のズ
レは発生しない、＊た、半導体レーザは単一の凸レンズ
で光を絞り、また、１ｍｍないし２ｍｍ径の出射口ノズ
ルを設けているが、このことにより１０ｍ先でも５ｍｍ
ないし１０　ｍ　ｍ　ｆｌ　１１度の弱光円の中心に、
Ｉｎｍないし３ｍｍ径の光の強い芯が現れるため、５ｍ
ｍないし１０ｍｍｇ、１１度の弱光はマーカの位置を捜
すのに便利であり、　１ｍｍないし３ｍｍは精度のよい
マークを付けるのに使え、単純な構成で大きな作用が得
られる。また、上記の構成により本体を小型載量に出来
るため、ｊｌｌの発明においては床の水平度があまり狂
っていない場合は、ケース上のライン奄床上の基準点に
セントするだけでかなり精度よく床上の基準点をレーザ
光により鉛直に上方に移すことが出来る。また、ｊｌｌ
３の発明による本発明の鉛直指示器は小型載量にできる
為、容易に鉄柱に取り付けることかで飢　前記鉛直指示
器からの鉛直レーザ光を本来受光すべき印とのズレをな
くするように鉄柱の傾きを変えていくと容易に鉄柱の鉛
直出しが出来る。また、第４の発明によりレーザヘッド
に反射鏡ないしビームスピリツタをつけることにより水
平線が容易に得られる。

また、ｔＪ５の発明によりケースの平面と平行にレーザ
ー光が出射されるので、水平台に置くなどして水平線を
得たり、また、直線性確認ができる。

また、Ｉ！６の発明により、鉛直度が何らかの原因でズ
レを発生しても、正確な鉛直度を得ることができる。

また、９Ｊ７の発明ではさらに修正機構を付加している
ので一層取扱が簡単になる。

実　　施　　例 本発明の実施例について以下、図面を参照して説明する
。なお、以下の図面において同一機能部品は同一番号を
付している。

実ＩＩｉ何１ 第１１ｉは本発明の第１の実施例における鉛直指示器で
ある。同図においてｌは本体、２はレーザヘッド、３は
ジンバル、４はバラチリ、５は電力ＩＩ、　　６及び７
はケース上の線で、この２つの線が作る平面と平面の交
線８上に鉛直方向レーザ光９が重なるように、線引きが
されている。

１２（Ｉはジンバル３と結合した状態のレーザーヘッド
２の内部構成図である。　　同図で、１０はバランサ、
　１３は錘、１６はレーザー光取束用レンズ、１７は可
視光半導体レーザー、１１は半導体レーザー駆動回路、
　１２はジンバル構成ピンである０次にＩＩＩを聞いて
この一実施例の構成に１ｉける作用を説明する。

床上の基準点２９または基準線３０上に線６と縁７との
交点壷金わせると、レーザヘッド２は一定時間後振れが
収まり、レーザー出射口３１からのレーザ光が鉛直線を
示すことになる。なお、レーザー光が鉛直に向くように
バランサ１０により、バランス調装されているものとす
る。

通常床は水準器によりかなり精度よく水平になっている
ので、上記の方法でかなり精度よく床上のポイントを鉛
直線上へ移すことができる。

実施例２ 第３図は１２の発明の実施例のレーザーヘッドである０
図においては＃１１３の先端が静止時に支ａ８上に来る
ように調整できる機構をもったもので、ネジ２８を前後
させることにより出射ノズル３２の傾きをかえて＊＊す
る。

このように＊Ｊ！されたレーザーヘッドにて説明する。

のぞき穴１４　告用いて床上のポイントと錘１３の先端
の頭が合うようにセットすると、床面が水平になってい
なくても床面の基準ポイントの鉛直線を平行レーザー光
として得ることができる。

実施例３ 第４図は本発明の第３の実施例における鉛直指示器であ
る。

同図おいて、第一図と異なる点は本体１に鉄柱取り受光
板１５を設けた点である、実施例（１）の受光板１５は
透明または、不透明な材質で磁石２ｏと垂直な線１９と
平行の線２１には、目盛りが刻んである。

なお１９と２１の交点（ｄ）までの距離と本体１の（Ｃ
）から（ｂ）までの位！！関係及び距離は等しい点に配
置しである。受光板には本体と同様に磁石が設けてあり
、鉄柱にセットする際に本体１も受光板１５と、の鉛直
からの頷きとして分かる。よって鉄柱を鉛直に立てるに
は、前記レーザー光の点が（ｄ）に来るように鉄柱の基
礎ボルトの締め付けを！１９Ｉ！、すればよく、極めて
容易に精度よく鉛直に鉄柱を立てることが可能となる。

なお、受光板の代わりにシールを上の水平骨組みに張り
付けて、上記と同様に鉄柱の傾きを調整してもよい。

実施Ｎ、４ ９Ｊ５図は本発明の！！４の実施例における鉛直指示器
の斜視図である。

同図において第１ＩＩないし第３図と異なる点は、　レ
ーザーヘッド２のレーザー出射口側に、レーザービーム
に対し４５度の傾きをもつ反射鏡を設けてあり。

重心が中心に来るようにバランスされた反射鏡アタッチ
メント２２が般けである点である、従って本実施例よれ
ば、このアタッチメントにより鉛直なレーザー光は水平
なレーザ光に容易に変換される。１１た、アタッチメン
ト２２を水平に回転できるようにしておくと、空間上に
水平、鉛直面を容易に得ることができ、単に鉛直線のみ
ならず水平線も同一の指示器で得ることができる。また
、ＩＩ４の実施例は、１１６図のように水平に調整され
たテーブル２５上に置かれた本体１の上面に、前記本体
１の上面と４５度の傾きをなす反射鏡をもった、アタッ
チメント２２をつけても同様の効果が得られる。また、
図／／は第４の発明の一実施例としてビームスプリッタ
３２を用いて垂直、水平光を同時に得ようとしているも
のである。　、ビームスプリッタ３２は４５度方向のハ
ーフ建う−があり、１１直光から９０度の光をも得られ
るため、水平、垂直が同時に得られる。

実施例５ １７図は本発明のｍ５の実施例における鉛直指示器の斜
視間である、因においては一実！Ｉｉ例の固定機構であ
りレバー３３をａ側にすることにより、ヘッドを固定し
レバー３３をｂｍにすることによりヘッド２をフリーに
することができる。

実施例６ 第８図は本発明の！Ｊ６の実施例における鉛直指示器の
斜視間である０図において、３４はシンバル３を低速で
回転させる回転機構であり、モータ３５によりジンバル
の回転中心を中心軸としてレーザーヘッド２が回転する
。

この回転機構により受光板に当たった光の楕円軌跡の中
心３６が正確な鉛直ポイントとなる。

実施例７ ｆｆｉ８図に又、本発明の１７の実施例における、鉛直
指示器も示す０図においては光の当たったポイントを′
検出する位置検出器３７　（ＰＳＤ）であり、受光ポイ
ントが作る円の中心に光軸が向くようにバランス機構を
調整する割御装置Ｉ！３８が付加されているため、自動
的に受光ポイントが垂直鉛直線上のポイントになるよう
にフィードバックされ安定した鉛直ポイントが得られる
。

本発明の１１ないしｆＪ７の発明は上記の実施例の他　
　種々のａｍに構成することができる。レーザーヘッド
への電力供給は細線で行うかわりに、Ｗ９図の様に絶縁
材２４で電気的に地織されたジンバル３の固定ピン２３
を利泪して、電力を供給することにより、電力線５の影
響を全く受けないようにしても良いし、又、　レーザー
ヘッド２の振れの数束を早くするために、園１０に示す
様なフィル４０と磁石４１でＷ４成され、磁界の変化を
妨げる様に利御する電磁ダンパ４２を殺けてもよい、ま
た、光軸が鉛直方向に向くように１１１１するための、
バランサーを設けたが他のバランスＲ１１方法例えば、
錘を削る方式でもよい、またレーザーヘッド２において
、　レンズホルダを分離して焦点距離を任意にＩＩ！ｉ
ｌ［、でもよい。

可視光半導体レーザー素子を水平方向へ移動できる機構
や、図１１のように傾きをかえる機構３９を絞けて、半
導体レーザーの持つ垂直方向に対する出射方向のズレを
補正するようＣごしてもよい。

ヌ、駆動回路１１をレーザーヘッド２に内蔵せずに外部
に配置してもよい。

でもよい、又、上述の一実施例では、二つの線８゜７の
交線８に鉛直方向の平行レーザー光が重なるものとした
が、レーザー呂射口３工とジンバル３の回転中心が近い
場合、ジンバル３の回転中心が交線８に重なるように配
置しても誤差はあまり生じないので、その構成でもよい
、　　又、出射口３１の口ｆ！に奄１〜２■としたが任
意の大きさでもマーカの中心を読むことができるのでそ
うしてもよい。

れる。

発明の効果 以上のように第１の発明によれば、鉛直方向に出射する
レーザー光の出口の位置を示す線、ないし印があるので
、それを床面上の基準線または基準点に合わすだけで、
その鉛直線がレーザービームとして闇単に得られる。

ｆｆ１２の発明によれば１本体に床上のポイントに設定
するための線、ないし窓がもうけられているので、精度
よく鉛直ラインを得ることができる。

ｆｆ３の発明によれば、　レーザー受光板が設けられて
あり、受光板と鉛直指示器に鉄柱に取り付けられるため
の磁石がついているので、容易に鉄柱に取りインドとの
ズレを容易に知ることができる。

第４の発明によれば、単に９０度方向の反射板またはビ
ームスプリッタを設けるだけで、可視レーザーの水平基
準線が得られ、同一の本体にて垂直、水平の基準線が得
られる。

ｆＪ５の発明によれば、レーザーヘッド固定機構により
運搬中にブレが発生しても、ヘッド自体の精度の劣化奄
防止することができる他、落下晴のケースの一面と平行
にレーザービームを固定することにより、平行出し、さ
らに水平面を上に本体を置くこと１６の発明によれば何
らかの要因で鉛直指示度が狂っても受光円の中心は常に
正確である。

又、第７の発明によればフィードバック機構により常に
正確な鉛直指示度が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図　　本発明の一実施例の鉛直指示器！２１１１　
　　本発明の１１の発明のレーザヘット第３図　　本発
明の１２の発明のレーザヘッド第４図　　本発明の第３
の実施例における鉛直指示器 第５図　　本発明の１１！４の実施例における鉛直指示
器 第６図　　本発明の第５の実施例における鉛直指示器 第７図　　本発明の第６の実施例における鉛直指示器 第８図　　本発明の第７の実施例における鉛直指第９図 第１０図 第１１図 第１２図 ｊ１１４５ｆｌ 示器 電線レスタイプのジンバル 電磁ダンパー付きの鉛直指示器 傾き調整機構付きの鉛直指示器 従来の鉛直指示器第１３図従来のさげふりベアリングを
使用したジンノくル 本体。 ２　レーザヘッド、　　３ ジンバル 　０ 床上の基準線。 ３１　出射口。 〉３

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）可視光の半導体レーザと、前記半導体レーザの出
   射光を平行光にするための光学系とを同一管内に内蔵し
   、さらに前記半導体レーザからの平行光の光軸が鉛直方
   向に向くように調整するための鍾とバランサーを備えて
   レーザーヘッドを構成し、また、前記レーザヘッドはケ
   ースに対しジンバル構造にて吊り下げ、前記ジンバルの
   回転中心が前記半導体レーザからの光軸中心と一致する
   ように構成し、前記ケースにおいては前記光軸中心に対
   し、平行または垂直であることを示す印から構成される
   鉛直指示器。
2. （２）請求項１記載の鉛直指示器のレーザヘッドにおい
   てその錘下部を鋭くすると共に、静止時に鉛直方向にあ
   る平行レーザ光の延直線上に、前記錘下部の先端がくる
   ような調整機構を設け、またケースに於てはケースの外
   から床面と前記鍾下部の先端が見えるような、のぞき窓
   を開けた鉛直指示器。
3. （３）請求項１記載または請求項２記載の鉛直指示器、
   のケースの側面に磁石を取り付け、また、前記鉛直指示
   器から出射される鉛直指示器のレーザ光が本来の示すべ
   き鉛直位置を示す受光板を設けたことを特徴とする鉛直
   指示器。
4. （４）請求項１記載の鉛直指示器、または請求項２記載
   の鉛直指示器に前記レーザから出射されるレーザ光に対
   し、垂直に反射する反射鏡またはビームスプリッタを取
   り付けたことを特徴とする鉛直指示器。
5. （５）請求項１記載及び請求項２記載の鉛直指示器にに
   対して、横に倒した時に置いた面を出射口から出射され
   るレーザ光とが平行となるように固定できる、固定機構
   を付加した鉛直指示器。
6. （６）請求項１記載、及び項２記載の鉛直指示器に対し
   て、前記レーザーヘッドをジンバルの回転中心ないし出
   射光軸を中心として、回転させる機構を設けたことを特
   徴とする鉛直指示器。
7. （７）請求の項６記載の鉛直指示器に対して、レーザー
   光の照射されている位置が検出できる受光面を設け、前
   記レーザーヘッドの回転により生成された受光面上の照
   射ポイントが作る円の中心を向くように前記レーザーヘ
   ッドの重心バランスを調整するような、自動制御機構を
   設けたことを特徴とする鉛直指示器。