JPH0861954A

JPH0861954A - 水平墨出し装置

Info

Publication number: JPH0861954A
Application number: JP19439294A
Authority: JP
Inventors: Kaneo Mizuno; 兼雄水野; Takeshi Muramoto; 武史村本; Mutsumi Tanaka; 睦田中; Akira Kawasaki; 章川崎; Yasushi Komamura; 裕史駒村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1996-03-08
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JP3579458B2

Abstract

(57)【要約】【目的】取扱いが容易で、かつ高い精度で水平墨出し
作業を行うことができる水平墨出し装置を提供する。【構成】水平墨出し装置５０は、光ビーム受光部１０
およびマーキング部１２を一体的に搭載した墨出しユニ
ット５１と、墨出しユニット５１を昇降自在に支持する
走行台車６０などで構成され、建物の壁面５に沿って走
行する。一方、光ビーム３を略水平方向に回転走査する
回転レーザ機器１が三脚２の上に載せられて、部屋の中
央付近に設置される。回転レーザ機器１から出射された
光ビーム３が走査されると、壁面５上に光の筋として見
える走査線４を形成する。光ビーム受光部１０の前面パ
ネル１１には、４つの受光素子が設けられ、所定位置に
光ビーム３が照射されると、マーキング部１２が動作し
て、壁面５の走査線４上に墨付けを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば建物などの建
築物を構築する際に、高さの基準位置を割り出す水平墨
出し作業等に用いられる水平墨出し装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築物の基準位置、たとえば水平
レベルを割り出す墨出し作業は、１人の作業者が床の中
央付近にレベルを設置し、他の作業者が壁面近傍に指準
となるスタッフを支え、目視で確認しながら墨付けを行
っている。

【０００３】また近年、作業の省力化のために、レベル
の代わりにレーザビームを基準線、たとえば鉛直線のま
わりに回転走査する回転レーザ機器（商品名「Beamer
２」、日本スピードショア株式会社）を設置して、壁面
に照射された光ビームの軌跡を確認しながら墨付けを行
う方法が普及しつつある。その際、レーザビームを直接
目視で観察して、フェルトペンなどの筆記具でマーキン
グしても構わないが、肉眼への光障害を防ぐために、フ
ォトトランジスタなどの光電変換素子を備えた光ビーム
検出装置を壁面上に設け、光ビーム位置の確認を行って
いる。

【０００４】従来の墨出し装置は、水平に走査された光
ビームを受光する光電変換素子を備えており、この光電
変換素子が光ビームを受光したときに、ＬＥＤ（発光ダ
イオード）などが発光して表示したり、ブザーなどが音
を発生することによって、作業者に光ビーム検出を告知
している。作業者は、このような光や音を確認した時点
で、墨出し装置に設けられた基準線に対応したマーキン
グを行う。こうして、各壁面の水平レベルが割り出され
て、墨出し作業を１人で行うことが可能になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
墨出し装置では、光ビーム位置を高精度に検出したとし
ても、作業者によるマーキング位置が変動したり、個人
差のばらつきが生じてしまい、墨出し精度の低下を招い
ているという課題がある。

【０００６】また、作業者が単独で光ビーム検出装置の
取扱いとマーキングを行わなければならず、極めて繁雑
で熟練を要するという課題がある。

【０００７】本発明の目的は、取扱いが容易で、かつ高
い精度で水平墨出し作業を行うことができる水平墨出し
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、壁面を走査す
る光ビームを受光するための光ビーム受光手段と、前記
光ビーム受光手段が光ビームを検出したときに、壁面に
光ビーム位置を墨付けするためのマーキング手段と、前
記光ビーム受光手段と前記マーキング手段とを一体的に
搭載した墨出しユニットと、前記墨出しユニットを上下
位置自在に昇降させるための昇降手段と、前記光ビーム
受光手段からの出力に基づいて、前記墨出しユニットが
光ビーム位置に追従するように前記昇降手段を制御する
ための昇降制御手段とを備えることを特徴とする水平墨
出し装置である。また本発明は、前記墨出しユニットお
よび前記昇降手段を搭載した走行台車と、前記走行台車
を操舵するための操舵手段と、前記走行台車と壁面との
相対位置を検出するための壁面検出手段と、前記壁面検
出手段からの出力に基づいて、前記操舵手段を制御する
ための操舵制御手段とを備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に従えば、壁面を走査する光ビームを光
ビーム受光手段が受光すると、マーキング手段が壁面に
光ビーム位置を墨付けする。光ビーム受光手段とマーキ
ング手段は墨出しユニットに一体的に搭載され、昇降手
段によって墨出しユニットの上下位置が制御される。さ
らに、昇降制御手段によって墨出しユニットが光ビーム
位置に追従するようになるため、光ビーム位置を容易か
つ高精度に検出することができる。

【００１０】また、墨出しユニットおよび昇降手段を搭
載して走行台車を走らせると、墨出しユニットが光ビー
ム位置に追従しながら、壁面に水平で連続的な墨付けを
可能にする。また、光ビーム追従によって、走行する床
に多少の凹凸があっても、正確に光ビームを検知でき
る。さらに、走行台車と壁面との相対位置を検出しなが
ら、走行台車の操舵を行なうことによって、走行台車と
壁面との間隔を一定に保つことができるため、マーキン
グ手段から壁面までの距離が一定になり、確実な墨付け
を実現できる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す斜視図であ
る。水平墨出し装置５０は、光ビーム受光部１０および
マーキング部１２を一体的に搭載した墨出しユニット５
１と、墨出しユニット５１を昇降自在に支持する走行台
車６０などで構成され、建物の壁面５に沿って走行す
る。一方、光ビーム３を略水平方向に回転走査する回転
レーザ機器１が三脚２の上に載せられて、部屋の中央付
近に設置される。

【００１２】回転レーザ機器１から出射された光ビーム
３が走査されると、壁面５上に光の筋として見える走査
線４を形成する。光ビーム受光部１０の前面パネル１１
には、図２の部分平面図で示すように、フォトダイオー
ドやフォトトランジスタなどから成る４つの受光素子Ｐ
Ａ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤが垂直方向に等間隔で配列して設
けられており、光ビーム３のスポット３ａが水平方向に
走査して、光ビーム受光部１０と光ビーム３との相対位
置に応じて、各受光素子ＰＡ〜ＰＤのいずれかに入射す
る。光ビーム３のスポット３ａの大きさは、２つの受光
素子の中間部を走査する際に、両方とも受光可能なよう
に定められる。

【００１３】光ビーム３の走査位置を検出する場合、墨
出しユニット５１の上下移動によって光ビーム受光部１
０を徐々に下降させていくと、先ず光ビーム３が受光素
子ＰＤに入射する。このとき、発光素子ＬＥＤ３が点灯
して、光ビーム３の走査位置を上方へ移すべき旨の表示
を行う。さらに、光ビーム受光部１０を徐々に降下さ
せ、光ビーム３が受光素子ＰＢと受光素子ＰＣの中間部
を走査する状態になると、発光素子ＬＥＤ３が消灯し、
発光素子ＬＥＤ２が点灯して、光ビームの走査位置が基
準位置にある旨の表示を行う。この動作と併行して、図
１に示すように、光ビーム受光部１０の背面に設けられ
たマーキング部１２が動作して、壁面５の走査線４上に
墨付けを行う。さらに、光ビーム受光部１０を徐々に降
下させていき、受光素子ＰＣに光ビーム３が入射しなく
なると、発光素子ＬＥＤ２が消灯し、発光素子ＬＥＤ１
が点灯して、光ビーム３の走査位置を下方に移すべき旨
の表示が行われる。このようにして、光ビーム３の走査
位置の墨付けを行うことができる。

【００１４】図３は、図１のマーキング部１２を示す構
成図であり、図４は、図３に示したペン駆動部２０の内
部機構を示す部分断面図である。マーキング部１２の構
成を以下説明すると、所定の回転数で回転するモータ１
３の出力軸１４は、電磁クラッチ１５を介して回転軸１
６と連結しており、４つの歯車Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｇｄ
から成る減速部１７を介して、偏心カム１９の回転軸１
８と連結している。ペン駆動部２０は、図４に示すよう
に、円筒状の外筒２１と、円筒状の内筒２２と、ペン把
持筒２６などから成る三重筒機構を採用しており、偏心
カム１９の回転によって斜めに設置された平板２３を介
して内筒２２が往復運動するように構成されている。

【００１５】外筒２１は、光ビーム受光部１０の筺体の
一部に固定され、その内面と摺動するように内筒２２が
設けられる。外筒２１のペン先側の突起２１ａと内筒２
２の段差２２ａとの間が押し拡げられるように、コイル
ばね２４が装着されているとともに、外筒２１の後端部
の突起２１ｂと内筒２２の突起２２ｂとが係合して、内
筒２２の移動範囲を規制している。

【００１６】一方、内筒２２の内面と摺動するようにペ
ン把持筒２６が設けられ、内筒２２の突起２２ｃとペン
把持筒２６の突起２６ａとの間が押し拡げられるように
コイルばね２５が装着されているとともに、ペン把持筒
２６の後端側の突起２６ｃがその移動範囲を規制してい
る。ペン把持筒２６の先端には、ペンチャック２７が設
けられ、フェルトペンなどのペン２８を把持している。

【００１７】このような構成によって、電磁クラッチ１
５が所定時間連結し、偏心カム１９が所定角度、回転す
ることによって、ペン２８が往復運動して壁面５にマー
キングすることができる。なお、ペン２８の先端が壁面
５に当接すると、コイルばね２５が内筒２２の動きを吸
収し、そのためペン先に必要以上の力が作用しなくな
り、ペン先のつぶれを防止している。

【００１８】図５は、図１の光ビーム受光部１０の電気
的構成を示す回路図であり、受光部４０、判断部４１、
ブザー部４２、表示部４３、ペン作動部４４などで構成
される。受光部４０において、４つの受光素子ＰＡ〜Ｐ
Ｄの負荷として、抵抗ＲＡ〜ＲＤがそれぞれ接続されて
おり、受光素子ＰＢ、ＰＣの出力はオープンコレクタ出
力型のコンパレータＧ１、Ｇ２の反転入力に接続され
る。コンパレータＧ１、Ｇ２の非反転入力には、電源電
圧ＶＤを抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧した弁別電圧ＶＡが入力
される。コンパレータＧ１、Ｇ２の出力は、オープンコ
レクタ出力型のコンパレータＧ３、Ｇ４の反転入力に接
続されるとともに、コンパレータＧ３、Ｇ４の非反転入
力には弁別電圧ＶＡが入力される。なお、各コンパレー
タＧ３、Ｇ４の反転入力と電源電圧ＶＤとの間に、プル
アップ用の抵抗Ｒ３、Ｒ４およびコンデンサＣ３、Ｃ４
がそれぞれ並列接続されている。なお、コンデンサＣ
３、Ｃ４は、パルス信号を積分して、滑らかな波形に整
形する役目を有する。

【００１９】一方、コンパレータＧ１、Ｇ２の出力は、
ノット素子Ｇ５、Ｇ６を介して信号Ｂ、Ｃとして出力さ
れる。コンパレータＧ３、Ｇ４の出力は互いに接続され
て、一端にプルアップ用の抵抗Ｒ１２が接続された抵抗
Ｒ１３を介してトランジスタＴ４のベースに入力され
る。トランジスタＴ４はエミッタ接地され、そのコレク
タには電磁クラッチ１５が接続され、さらに電源電圧Ｖ
Ｄに対して所定の直流電圧を印加するための直流電源Ｖ
Ｅが接続されている。なお、モータ１３には、電源電圧
ＶＤが供給され、スイッチＳＷによって動作制御され
る。

【００２０】次に、判断部４１において、受光部４０か
ら、受光素子ＰＡ、ＰＤの出力信号Ａ、Ｄおよびノット
素子Ｇ５、Ｇ６の出力信号Ｂ、Ｃが供給され、信号Ａが
オア素子Ｇ７の一端に入力され、信号Ｂがオア素子Ｇ７
の他端およびアンド素子Ｇ８の一端に入力され、信号Ｃ
がアンド素子Ｇ８の他端およびオア素子Ｇ９の一端に入
力され、信号Ｄがオア素子Ｇ９の他端に入力される。オ
ア素子Ｇ７の出力は、ダイオードＤ１を介して、アンド
素子Ｇ１０の一端に入力される。なお、アンド素子Ｇ１
０の入力は、コンデンサＣ５および抵抗Ｒ５を介して接
地されている。アンド素子Ｇ８の出力は、ノット素子Ｇ
１８を介してアンド素子Ｇ１０の他端およびアンド素子
Ｇ１の一端に入力されるるともに、ダイオードＤ４を介
して、接地されたコンデンサＣ７および抵抗Ｒ７に接続
され、信号Ｙ２または信号Ｚ２として出力される。オア
素子Ｇ９の出力は、ダイオードＤ３を介して、接地され
たコンデンサＣ６、および抵抗Ｒ６の一端に接続され
て、アンド素子Ｇ１１の他方に入力される。アンド素子
Ｇ１０の出力は、オア素子Ｇ１２の一端に入力されると
ともに、信号Ｚ１として出力される。アンド素子Ｇ１１
の出力は、オア素子Ｇ１２の他端に入力されるととも
に、信号Ｚ３として出力される。オア素子Ｇ１２の出力
は、信号Ｙ１として出力される。なお、コンデンサＣ
５、Ｃ６、Ｃ７は、パルス信号を積分して、滑らかな波
形に整形する役目を有する。

【００２１】次に、ブザー部４２において、ナンド素子
Ｇ１３、Ｇ１４および帰還用の抵抗Ｒ８、Ｒ９、コンデ
ンサＣ１ａ、Ｃ１ｂから成る低周波発振回路と、ナンド
素子Ｇ１６、Ｇ１７および帰還用の抵抗Ｒ１０、Ｒ１
１、コンデンサＣ２から成る高周波発振回路とが形成さ
れており、信号Ｙ１はナンド素子Ｇ１３の他端に入力さ
れ、信号Ｙ２はオア素子Ｇ１５の他端に入力されるとと
もに、ナンド素子Ｇ１７の出力は圧電ブザーＢＺに接続
されている。

【００２２】一方、表示部４３において、発光素子ＬＥ
Ｄ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３をそれぞれ駆動するためのト
ランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３の各ベースに、各抵抗Ｒ１
４、Ｒ１６、Ｒ１８を介して、信号Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３が
それぞれ入力される。なお、各発光素子ＬＥＤ１、ＬＥ
Ｄ２、ＬＥＤ３には、各抵抗Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１９を
介して電源電圧ＶＤが供給される。

【００２３】この動作について、以下説明する。なお、
光ビーム受光部１０を使用するのに先立ってスイッチＳ
Ｗが投入され、モータ４４は定常回転に保っておく。

【００２４】（１）光ビーム３が受光素子ＰＡ〜ＰＤの
いずれにも入射しない場合、各受光素子ＰＡ〜ＰＤの出
力はＬ（ローレベル）となり、コンパレータＧ１、Ｇ２
の出力はどちらもＨ（ハイレベル）となるため、コンパ
レータＧ３、Ｇ４の出力はどちらもＬとなる。したがっ
て、トランジスタＴ４は遮断状態となり、電磁クラッチ
１５は動作しない。一方、判断部４１においても、図６
の真理値図表に示すように、信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは全て
Ｌとなるため、信号Ｙ１、Ｙ２および信号Ｚ１、Ｚ２、
Ｚ３は全てＬとなる。したがって、ブザー部４２におい
て、低周波発振回路の出力はＬで固定され、オア素子Ｇ
１５の出力もＬとなるため、高周波発振回路も停止状態
となり、圧電ブザーＢＺは音を発生しない。また、表示
部４３において、信号Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３はＬであるた
め、各発光素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３は消灯状態となる。

【００２５】（２）光ビーム３が受光素子ＰＡにのみ入
射する場合、受光素子ＰＡの出力のみＨとなり、他はＬ
となる。コンパレータＧ１〜Ｇ４の出力は前述（１）と
同じであるため、電磁クラッチ１５は動作せず、一方、
判断部４１において、信号ＡのみＨで、信号Ｂ〜ＤはＬ
となる。したがって、図６の真理値図表によれば、信号
Ｙ１および信号Ｚ１がＨとなり、ブザー部４２におい
て、低周波発振回路が動作し、その出力レベルに対応し
て高周波発振回路が動作するため、圧電ブザーＢＺは、
高周波発振回路の発振周波数で音程が決まり、低周波発
振回路の発振周波数で断続周期が決まる断続音を発生す
る。一方、表示部４３において、信号Ｚ１のみがＨとな
るため、発光素子ＬＥＤ１のみが点灯する。

【００２６】（３）光ビーム３が受光素子ＰＡ、ＰＢの
両方に入射する場合、受光素子ＰＡ、ＰＢの出力がＨと
なり、他はＬとなる。したがって、コンパレータＧ１の
出力はＬに反転し、コンパレータＧ３の出力はＨに反転
する。しかし、コンパレータＧ４の出力がＬのままであ
るため、トランジスタＴ４は遮断状態のままとなり、電
磁クラッチ１５は動作しない。判断部４１において、信
号Ａ、ＢはＨで、信号Ｃ、ＤはＬとなり、図６の真理値
図表によれば、信号Ｙ１および信号Ｚ１がＨとなるた
め、ブザー部４２および表示部４３の動作は前述（２）
と同じになる。

【００２７】（４）光ビーム３が受光素子ＰＢにのみ入
射する場合、受光素子ＰＢの出力のみＨとなり、他はＬ
となる。したがって、コンパレータＧ１〜Ｇ４の出力
は、前述（３）と同じになる。一方、判断部４１におい
て、信号ＢのみＨで、他はＬとなり、図６の真理値図表
によれば、信号Ｙ１および信号Ｚ１がＨとなるため、ブ
ザー部４２および表示部４３の動作は前述（２）と同じ
になる。

【００２８】（５）光ビーム３が受光素子ＰＢ、ＰＣの
両方に入射する場合、受光素子ＰＢ、ＰＣの出力はＨと
なり、コンパレータＧ１、Ｇ２の出力がともにＬにな
り、コンパレータＧ３、Ｇ４の出力がともにＨとなる。
したがって、トランジスタＧ４が導通状態となり、電磁
クラッチ１５が動作し、マーキングが行われる。一方、
制御部４１において、信号Ｂ、ＣがＨで、信号Ａ、Ｄが
Ｌになり、図６の真理値図表によれば、信号Ｙ２および
信号Ｚ２がともにＨとなるため、ブザー部４２におい
て、低周波発振回路の動作が停止し、高周波発振回路の
みが動作する。したがって、圧電ブザーＢＺは連続音を
発生する。他方、表示部４３において、信号Ｚ２のみが
Ｈとなるため、発光素子ＬＥＤ２のみが点灯する。

【００２９】（６）光ビーム３が受光素子ＰＣにのみ入
射する場合、受光素子ＰＣの出力のみがＨとなり、他は
Ｌとなる。したがって、コンパレータＧ１の出力はＨ
で、コンパレータＧ２の出力はＬとなり、次にコンパレ
ータＧ３の出力はＬで、コンパレータＧ４の出力はＨと
なるため、トランジスタＴ４は遮断状態となり、電磁ク
ラッチ１５は動作しない。判断部４１において、信号Ｃ
のみがＨで、他はＬとなるため、図６の真理値図表によ
れば、信号Ｙ１および信号Ｚ３がＨとなるため、ブザー
部４２が前述（２）と同じように断続音を発生するとと
もに、表示部４３において発光素子ＬＥＤ３のみが点灯
状態となる。

【００３０】（７）光ビームが受光素子ＰＣ、ＰＤの両
方に入射する場合、受光素子ＰＣ、ＰＤの出力がＨとな
り、他はＬとなる。したがって、コンパレータＧ１〜Ｇ
４は、前述（６）と同じになる。一方、判断部４１にお
いて、信号Ｃ、ＤがＨとなり、信号Ａ、ＢがＬとなり、
図６の真理値図表によれば、信号Ｙ１、Ｚ３がＨとな
り、ブザー部４２および表示部４３の動作は前述（６）
と同じになる。

【００３１】（８）光ビーム３が受光素子ＰＤにのみ入
射する場合、受光素子ＰＤの出力がＨとなり、他はＬと
なる。したがって、コンパレータＧ１、Ｇ２の出力はと
もにＨとなり、次にコンパレータＧ３、Ｇ４の出力はと
もにＬとなるため、トランジスタＴ４は遮断状態とな
り、電磁クラッチ１５は動作しない。一方、判断部４１
において、信号ＤがＨとなり、他はＬとなり、図６の真
理値図表によれば、信号Ｙ１および信号Ｚ３がＨとな
り、ブザー部４２および表示部４３の動作は前述（６）
と同じになる。

【００３２】図７は、以上説明した動作内容を示す図表
である。光ビーム３がいずれかの受光素子ＰＡ〜ＰＤに
入射すると、断続音が発生するともに下矢印または上矢
印の表示が行われ、さらに光ビーム３が受光素子ＰＢ、
ＰＣの両方に入射する場合だけ連続音が発生するとも
に、照準状態を示す表示が行われる。このように、光ビ
ーム３が所定の受光素子に入射するときに、音または光
で告知するとともに、光ビームの位置を迅速にマーキン
グすることが可能になる。

【００３３】なお、以上の説明において、マーキング手
段として、モータ、電磁クラッチ、偏心カム等を組み合
わせる例を説明したが、電磁プランジャでペンを往復打
点する構成でも構わず、また、ノズルからインクを飛ば
すインクジェット方式でも構わない。

【００３４】図８は水平墨出し装置５０の概略形状を示
し、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は正面図、図８
（ｃ）は底面図、図８（ｄ）は右側面図である。走行台
車６０は、箱状筐体の底板６０ａに駆動用の後輪７０と
操舵用の前輪８０が取付けられ、自力走行を可能にして
いる。走行台車６０の上には、光ビーム受光部１０およ
びマーキング部１２を一体的に搭載した墨出しユニット
５１が上下位置自在に支持される。

【００３５】図９は、墨出しユニット５１の昇降機構を
示す部分構成図である。走行台車６０の両側面には一対
のトラックレール６１が上方に延びるように固定され、
スライド部５２は各トラックレール６１と係合して上下
方向に円滑に案内される。墨出しユニット５１は一対の
スライド部５２によって支持されて上下移動自在とな
り、その底面中央付近にはラック５３が上下方向に固定
される。

【００３６】一方、別のスライド部６７がトラックレー
ル６１と係合し、固定ユニット６６を支持している。な
お、固定ユニット６６は走行台車６０の上面に固定され
る。固定ユニット６６にはステッピングモータ６３が取
付けられ、その出力軸にラック５３と係合するピニオン
６４が装着される。ステッピングモータ６３の出力軸の
先端は軸受６５で軸支されており、出力軸の撓みを防止
している。こうしてステッピングモータ６３の回転方向
および回転量を制御することによって、墨出しユニット
５１の上下位置を任意に設定することができる。

【００３７】図１０は、ステッピングモータ６３を制御
する昇降制御回路である。図５の表示部４３において、
発光素子ＬＥＤ１、ＬＥＤ３の各アノード側から信号Ｚ
４、Ｚ６が取出され、走行台車６０が沈んで光ビーム３
が上方に偏位すると、発光素子ＬＥＤ１が点灯して信号
Ｚ４はＬ（ローレベル）、信号Ｚ６はＨ（ハイレベル）
になる。また、走行台車６０が浮上がり光ビーム３が下
方に偏位すると、発光素子ＬＥＤ３が点灯して信号Ｚ４
はＨ、信号Ｚ６はＬになる。また、光ビーム３の照射位
置が適正であれば、信号Ｚ４、Ｚ６ともにＬになる。

【００３８】信号Ｚ４、Ｚ６はトランジスタＴ５、Ｔ６
のベースにそれぞれ入力され、エミッタはパルス発振器
６３ａの正転端子および逆転端子に接続される。パルス
発振器６３ａは、正転端子および逆転端子の信号レベル
に応じて、時計回りのＣＷパルスおよび反時計回りのＣ
ＣＷパルスを選択的に出力し、ドライバ６３ｂは各パル
ス信号に基づいてステッピングモータ６３の正転方向ま
たは逆転方向に駆動する。

【００３９】信号Ｚ４がＬ、信号Ｚ６がＨの場合には、
墨出しユニット５１を上昇させる方向にステッピングモ
ータ６３の出力軸を回転させ、一方、信号Ｚ４がＨ、信
号Ｚ６がＬの場合には、墨出しユニット５１を下降させ
る方向にステッピングモータ６３の出力軸を回転させ、
さらに信号Ｚ４、Ｚ６ともにＬの場合には、ステッピン
グモータ６３の出力軸を停止する。こうして走行台車６
０が上下に変動しても、墨出しユニット５１の上下位置
を光ビーム３の照射位置に対して一定になるように制御
することができる。

【００４０】図１１は、後輪７０の駆動機構を示す構成
図である。一対の後輪７０は車軸７１で連結され、軸受
７８によって走行台車６０を支持している。車軸７１に
固定された歯車７２はモータ７７の出力軸に装着された
歯車７３と係合し、所定の減速比で回転駆動される。モ
ータ７７の出力軸は、カップリング７４を介して別の回
転軸７６と連結しており、回転軸７６は軸受７５で軸支
される。こうして歯車７２と歯車７３との逃げを防止し
ている。モータ７７を通電すると所定回転数で回転し、
各後輪７０には同じトルクが伝達されて走行が開始す
る。

【００４１】図１２は前輪８０の操舵機構を示すもので
あり、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は部分正面
図である。前輪８０の車軸８１はキングピン８８によっ
て角変位自在に軸支され、両側からスラストベアリング
８９を介してウイング部材８６、８７によって挟持され
る。ウイング部材８６、８７はスペーサ９０を介して一
体的に固定され、さらに回転軸９１が板部材９２によっ
てウイング部材８６に一体化される。回転軸９１の両端
は、フレーム部材９３、９４によって緩く挟持され、す
べり軸受を構成する。こうしてウイング部材８６、８７
は回転軸９１とともに上下方向に角変位自在に保持さ
れ、さらにウイング部材８６と走行台車６０の底板６０
ａとの間にコイルばね９５が装着されることによって、
前輪８０の弾性支持を実現している。

【００４２】フレーム部材９３の中心線上に、軸８５の
回りに角変位する操舵アーム８４が軸支される。操舵ア
ーム８４の揺動端と車軸８１のナックルアーム８２との
間は、一対のタイロッド８３がピン結合によって連結し
ている。また、操舵アーム８４の揺動端には紙面垂直方
向に延びる係合部８４ａが形成され、その中央には上下
方向の係合溝８４ｂが形成される。係合部８４ａは、後
述する操舵コイルの可動部と係合しており、操舵コイル
に流れる電流の向きを制御することによって、操舵アー
ム８４が軸８５の回りに角変位する。図１２（ａ）にお
いて、操舵アーム８４が反時計回り（矢印方向）に角変
位すると、タイロッド８３を介してナックルアーム８２
がキングピン８８を中心に反時計回りに角変位し、前輪
８０がキングピン８８を中心に角変位する。こうして操
舵コイルが操舵アーム８４を揺動することによって、前
輪８０を電気的に操縦することができる。

【００４３】図１３は壁面検出器１００を示すものであ
り、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は中央断面図
である。壁面検出器１００は、長短２本のロッド１０
１、１０２が壁面５に接触するか否かを検出する接触式
センサである。鋼線等から成る可撓性のロッド１０１、
１０２は、合成樹脂等の電気絶縁性材料から成る揺動部
材１０５、１０６に固定される。揺動部材１０５、１０
６は、ハウジング部材１０８、１０９に固定された軸１
０７の回りに角変位可能なように、スラストベアリング
１１０および座金が各部材間に装着される。こうしてロ
ッド１０１、１０２は独立して軸１０７回りに角変位自
在になる。さらに、ハウジング部材１０８、１０９を連
結する一対のボルト１１１と各ロッド１０１、１０２と
の間にコイルばね１１２が張架され、ロッド１０１、１
０２の静止位置を決定している。

【００４４】揺動部材１０５、１０６には、ロッド１０
１、１０２の反対方向に延出するように電極ロッド１０
３、１０４がそれぞれ固定される。電極ロッド１０３、
１０４も同様に軸１０７の回りに揺動可能であり、揺動
方向の両側に一定距離隔てて一対の棒状電極１１３、１
１４が配置され、合成樹脂等のハウジング部材１０８、
１０９に固定される。棒状電極１１３、１１４にはリー
ド線が接続され、後述する操舵制御回路（図１５（ａ）
参照）のグランドに接地される。また、電極ロッド１０
３、１０４からもリード線が引出され、操舵制御回路の
ナンド素子Ｇ２０、Ｇ２１に接続される。こうして電極
ロッド１０３、１０４はスイッチＳ１、Ｓ２の可動電極
を構成し、棒状電極１１３、１１４は固定電極を構成す
る。

【００４５】長いロッド１０１と短いロッド１０２と長
さの差は５〜１０ｍｍ程度に設定されており、１）壁面
検出器１００が壁面５から離れている場合、ロッド１０
１、１０２は静止位置を保ち、電極ロッド１０３、１０
４は何れの棒状電極１１３、１１４とも非接触となる。
２）壁面検出器１００が壁面５に徐々に近づくと、先ず
長いロッド１０１が壁面５に接触して軸１０７回りに角
変位し、電極ロッド１０３が棒状電極１１３、１１４の
何れか一方に接触して、スイッチＳ１を閉じる。３）さ
らに壁面検出器１００が壁面５に近づくと、短いロッド
１０２が壁面５に接触して軸回りに角変位し、電極ロッ
ド１０４が棒状電極１１３、１１４の何れか一方に接触
して、スイッチＳ２を閉じる。このようにスイッチＳ
１、Ｓ２の状態を検知することによって、ロッド１０
１、１０２と壁面５との接触状態を検知でき、壁面検出
器１００は走行台車と壁面との相対位置を検出できる。

【００４６】なお、以上の説明において、長短２つのロ
ッド１０１、１０２を用いる例を示したが、任意の長さ
を持つ複数のロッドを使用することも可能である。

【００４７】図１４は、壁面検出器１００の設置箇所を
例示する配置図である。走行台車６０は壁面５を左にし
て走行する場合、走行台車６０の左側に壁面検出器１０
０を配置する。このとき、走行台車６０に１つの壁面検
出器１００を設置するだけでも足りるが、走行台車６０
の走行方向に延びるアーム１１５を設けて、アーム１１
５に壁面検出器１００を複数箇所取付けることによっ
て、柱等の突出物を検出して回避するように構成しても
よい。また、部屋の隅部など壁面５が直交しているとこ
ろでは、走行台車６０の衝突を回避する必要があるた
め、壁面検出器１００をアーム１１５の先端に取付けて
自動停止制御を行なうことができる。

【００４８】図１５（ａ）（ｂ）は、操舵制御回路の一
例を示す回路図であり、図１５（ｃ）は真理値を示す図
表である。図１６は、操舵コイルＳＬの動作図である。
図１５（ａ）において、図１３の壁面検出器１００にお
いて長いロッド１０１が接触するとスイッチＳ１が閉じ
てＯＮになり、短いロッド１０２が接触するとスイッチ
Ｓ２が閉じてＯＮになる。

【００４９】スイッチＳ１、Ｓ２はナンド素子Ｇ２０、
Ｇ２１にそれぞれ接続され、ナンド素子Ｇ２０の出力は
ナンド素子Ｇ２２、Ｇ２４に、ナンド素子Ｇ２１の出力
はナンド素子Ｇ２３、Ｇ２４にそれぞれ入力される。ナ
ンド素子Ｇ２４は、ナンド素子Ｇ２０、Ｇ２１の各出力
の論理積の反転を演算する。ナンド素子Ｇ２５は、ナン
ド素子Ｇ２２、Ｇ２３の各出力の論理積の反転を演算す
る。ナンド素子Ｇ２６は、ナンド素子Ｇ２４、Ｇ２５の
各出力の論理積の反転を演算する。ナンド素子Ｇ２６の
出力は、リレーＲＬ２を駆動するトランジスタＴ７のベ
ースに接続される。ナンド素子Ｇ２４の出力は、ナンド
素子Ｇ２７を介してリレーＲＬ１を駆動するトランジス
タＴ８のベースに接続される。なお、ナンド素子Ｇ２０
〜Ｇ２３、Ｇ２７は入力が共通接続されて、反転素子と
して動作する。

【００５０】次に図１５（ｂ）において、操舵コイルＳ
Ｌと直流電源との間に、リレーＲＬ１、ＲＬ２によって
動作するスイッチＳ３、Ｓ４が介在し、リレーＲＬ１は
操舵コイルＳＬに流れる電流の向きを切替える機能を有
し、リレーＲＬ２は操舵コイルＳＬの電流を遮断する機
能を有する。

【００５１】操舵コイルＳＬは、図１６に示すように、
回転軸に対して垂直方向に磁化された回転磁石ＭＧを両
側から挟むように一対のコア９７が配置され、コア９７
に導線を巻回することによって、電磁石を構成してい
る。回転磁石ＭＧには一体的に回転する操舵レバー９６
が取付けられる。操舵レバー９６の先端には突起９６ａ
が形成され、図１２（ａ）の係合溝８４ｂに挿入され
て、操舵アーム８４の係合部８４ａと係合している。

【００５２】次に図１５（ｃ）の真理値表を参照して、
操舵制御回路の動作を説明する。

【００５３】１）壁面検出器１００が壁面５から離れて
いる場合、スイッチＳ１、Ｓ２はＯＦＦであり、ナンド
素子Ｇ２０、Ｇ２１はＬ（ローレベル）になり、ナンド
素子Ｇ２２、Ｇ２３はＨ（ハイレベル）、ナンド素子Ｇ
２４はＨ、ナンド素子Ｇ２５はＬ、ナンド素子Ｇ２６は
Ｈ、ナンド素子Ｇ２７はＬとなり、リレーＲＬ２がＯＮ
になり、操舵コイルＳＬには実線矢印方向の電流がＯＮ
になる。すると、図１６（ｂ）に示すように、回転磁石
ＭＧが反時計方向に角変位して、図１２（ａ）の操舵ア
ーム８４を軸８５を中心に反時計方向に角変位させ、前
輪８０を左方へ切って、走行台車６０を壁面５に近付け
るように操縦する。

【００５４】２）壁面検出器１００が壁面５に近づい
て、長いロッド１０１が壁面５に接触している場合、ス
イッチＳ１がＯＮでスイッチＳ２がＯＦＦとなり、ナン
ド素子Ｇ２０はＨ、ナンド素子Ｇ２１はＬ、ナンド素子
Ｇ２２はＬ、ナンド素子Ｇ２３はＨになり、さらにナン
ド素子Ｇ２４はＨ、ナンド素子Ｇ２５はＨ、ナンド素子
Ｇ２６はＬ、ナンド素子Ｇ２７はＬとなり、リレーＲＬ
２がＯＦＦになり、操舵コイルＳＬの電流がＯＦＦにな
る。すると、図１６（ａ）に示すように、回転磁石ＭＧ
がスプリング等によって中立状態になり、図１２（ａ）
の操舵アーム８４も走行方向と平行になり、前輪８０は
直進状態になる。したがって、スイッチＳ１だけがＯＮ
となる状態を持続するように走行台車６０を直進する。

【００５５】３）壁面検出器１００が壁面５により近づ
くと、ロッド１０１、１０２ともに壁面５に接触した場
合、スイッチＳ１、Ｓ２はＯＮであり、ナンド素子Ｇ２
０、Ｇ２１はＨになり、ナンド素子Ｇ２２、Ｇ２３は
Ｌ、ナンド素子Ｇ２４はＬ、ナンド素子Ｇ２５はＨ、ナ
ンド素子Ｇ２６はＨ、ナンド素子Ｇ２７はＨとなり、リ
レーＲＬ１、ＲＬ２がＯＮになり、操舵コイルＳＬには
破線矢印方向の電流がＯＮになる。すると、図１６
（ｃ）に示すように、回転磁石ＭＧが時計方向に角変位
して、図１２（ａ）の操舵アーム８４を軸８５を中心に
時計方向に角変位させ、前輪８０を右方へ切って、走行
台車６０を壁面５から離れるように操縦する。

【００５６】４）長いロッド１０１に対応するスイッチ
Ｓ１がＯＦＦで、短いロッド１０２に対応するＳ２はＯ
Ｎとなる場合は現実にありえないため、説明は省く。

【００５７】こうして壁面５との間隔を一定に保ちなが
ら走行台車６０が走行可能になり、正確な墨付けを行な
うことができる。

【００５８】

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、回
転走査される光ビームの照射位置に追従しながら高精度
に検出できるため、壁面に光ビーム位置を迅速、かつ高
精度に墨付けすることが可能になる。また、墨出しユニ
ットおよび昇降手段を搭載して走行台車を走らせると、
壁面に水平で連続的な墨付けを行なうことができる。ま
た、壁面に対する走行位置を一定に保つことができるた
め、確実な墨付けを実現できる。したがって、墨付けの
人為的な変動やばらつきを排除して、墨出し作業の省力
化および安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】光ビーム受光部１０の前面パネル１１の一部を
示す部分平面図である。

【図３】図１のマーキング部１２を示す構成図である。

【図４】図３に示したペン駆動部２０の内部機構を示す
部分断面図である。

【図５】図１の光ビーム受光部１０の電気的構成を示す
回路図である。

【図６】図５に示した判断部４１の真理値を示す図表で
ある。

【図７】図１の光ビーム受光部１０の動作内容を示す図
表である。

【図８】水平墨出し装置５０の概略形状を示し、図８
（ａ）は平面図、図８（ｂ）は正面図、図８（ｃ）は底
面図、図８（ｄ）は右側面図である。

【図９】墨出しユニット５１の昇降機構を示す部分構成
図である。

【図１０】ステッピングモータ６３を制御する昇降制御
回路である。

【図１１】後輪７０の駆動機構を示す構成図である。

【図１２】前輪８０の操舵機構を示し、図１２（ａ）は
平面図、図１２（ｂ）は部分正面図である。

【図１３】壁面検出器１００を示すものであり、図１３
（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は中央断面図である。

【図１４】壁面検出器１００の設置箇所を例示する配置
図である。

【図１５】図１５（ａ）（ｂ）は、操舵制御回路の一例
を示す回路図であり、図１５（ｃ）は真理値を示す図表
である。

【図１６】操舵コイルＳＬの動作図である。

【符号の説明】

１回転レーザ機器３光ビーム３ａスポット４走査線５壁面１０光ビーム受光部１１前面パネル１２マーキング部１５電磁クラッチ１９偏心カム２０ペン駆動部２６ペン把持筒２７ペンチャック４０受光部４１判断部４２ブザー部４３表示部４４ペン作動部５０水平墨出し装置５１墨出しユニット５２スライド部５３ラック６０走行台車６１トラックレール６３ステッピングモータ６４ピニオン７０後輪８０前輪８２ナックルアーム８３タイロッド８４操舵アーム８４ｂ係合溝８６、８７ウイング部材８８キングピン９１回転軸９５コイルばね９６操舵レバー９６ａ突起１００壁面検出器１０１、１０２ロッド１０３、１０４電極ロッド１０５、１０６揺動部材１１２コイルばね１１３、１１４棒状電極

フロントページの続き (72)発明者川崎章東京都江東区大島１丁目２番23号株式会社昭電内 (72)発明者駒村裕史大阪府枚方市招堤大谷２丁目10番１号大阪高級鋳造鉄工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】壁面を走査する光ビームを受光するため
の光ビーム受光手段と、前記光ビーム受光手段が光ビームを検出したときに、壁
面に光ビーム位置を墨付けするためのマーキング手段
と、前記光ビーム受光手段と前記マーキング手段とを一体的
に搭載した墨出しユニットと、前記墨出しユニットを上下位置自在に昇降させるための
昇降手段と、前記光ビーム受光手段からの出力に基づいて、前記墨出
しユニットが光ビーム位置に追従するように前記昇降手
段を制御するための昇降制御手段とを備えることを特徴
とする水平墨出し装置。
【請求項２】前記墨出しユニットおよび前記昇降手段
を搭載した走行台車と、前記走行台車を操舵するための操舵手段と、前記走行台車と壁面との相対位置を検出するための壁面
検出手段と、前記壁面検出手段からの出力に基づいて、前記操舵手段
を制御するための操舵制御手段とを備えることを特徴と
する請求項１記載の水平墨出し装置。