JPH10260040A - レーザーライナー墨出し器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十字ライン光の鉛直および垂直ライン光の同
時投射と水平ライン光の投射がスイッチにより切り換え
可能であるレーザーライナー墨出し器を提供する。 【解決手段】 半導体レーザー(4) からの光をコリメー
タレンズ(5) により平行光にして、マルチミラー(10)に
より中央部の一部の光は上方へ、他の光は斜め上方に導
き、ロッドレンズ(12)により垂直ライン光にすると共
に、上方へ向かう光束は別のロッドレンズ(13)により垂
直ライン光と交差させて十字ライン光とする。さらに、
別の半導体レーザー(6) からの光をコリメータレンズ
(7) により平行光にした光束をペンタプリズム(15)によ
り水平にし、ロッドレンズ(16)により水平ライン光にす
る。十字ライン光・垂直ライン光の投射と水平ライン光
の投射は切り換え可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の内装工事
などに用いられるレーザーライナー墨出し器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザーライナー墨出し器として
は、実開平3-60015 号公報に記載のような垂直器が開示
されている。この垂直器は、半導体レーザーとその出射
光を収束する集光レンズと、任意な高さの上方測点にレ
ーザースポットを結像させる合焦レンズとにより上方投
光光学系を構成し、発光ダイオードとその出射光を垂直
下方の床面にスポットを結像させる合焦レンズとにより
下方投光光学系を構成し、両者の光軸を垂直線上に一致
させて振子外筒中心に装着すると共に、三本の伸縮脚を
有する架台で前記外筒上部をジンバル機構により支えた
ものである。

【０００３】しかしながら、このような構造では、上方
投射光のスポットを鉛直線上に投射して天井や床面にマ
ーキングできるだけで、作業の幅が狭く限られていた。
また、この垂直器のジンバル機構に起因する設置時の振
子体の揺れを静止させるために固定ねじを用いている
が、この固定ねじを作業者が手でできるだけ静かに回し
て振子体を静止させるためにきわめて時間がかかり面倒
な作業であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、天井の鉛直スポットの投射による鉛直墨の墨出
しだけではなく、十字ライン光の鉛直および垂直ライン
光の投射が同時に可能であるようにすることにより鉛直
墨、垂直墨の墨出しが自由にできるレーザーライナー墨
出し器を提供することである。

【０００５】さらに、本発明の別の目的は、十字ライン
光の鉛直および垂直ライン光の同時投射と水平ライン光
の投射がスイッチにより切り換え可能であるレーザーラ
イナー墨出し器を提供することである。また、本発明の
他の目的は、遠隔制御または手動により投射光を回転さ
せることができるレーザーライナー墨出し器を提供する
ことである。

【０００６】さらに、本発明の別の目的は、ジンバル機
構に起因する据え付け時のレーザー光の揺れを瞬時に停
止させることができる手段を備えたレーザーライナー墨
出し器を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるレーザーライナー墨出し器は、墨出
し器の長手方向軸線と一致する光軸に沿って第一の半導
体レーザーを設けるとともに、その光路の上方延長上に
第一のコリメータレンズを設けて半導体レーザーからの
光束を平行光にし、さらにその上方の光路にマルチミラ
ーを設けて中央部の光束を垂直方向上方へ導き、他の光
束は斜め上方へ導き、この斜め上方の光路の延長上に第
一のロッドレンズを設けて垂直ライン光にして投射する
と共に、一方垂直方向上方へ導かれた光束はその光路の
延長上に設けた第二のロッドレンズにより鉛直ライン光
にし、この鉛直ライン光を前記垂直ライン光と交差させ
て十字ライン光にしてこれを投射させるようにした第一
の上方投光光学系を構成し、前記光軸の下方延長上にＬ
ＥＤを配置し、ＬＥＤより下方に投射される光束を結像
レンズを経て垂直下方の床面に像点を形成するようにし
た下方投光光学系を構成し、さらに前記光学系を三脚で
支持された架台にジンバル機構により鉛直な姿勢を保つ
ように支持したことを特徴とする。

【０００８】また、上記の他の目的を達成するために、
本発明によるレーザーライナー墨出し器は、前記請求項
１のレーザーライナー墨出し器において、さらに前記光
軸と平行に第二の半導体レーザーを設けるとともに、こ
の第二の半導体レーザーの垂直な光路の上方延長上に第
二のコリメータレンズを設けて平行光にし、第二のコリ
メータレンズのさらに上方の光路にペンタプリズムまた
は反射鏡を配置して、前記平行光をを直角に折り曲げる
ようにして水平な光束にし、この水平な光束の光路の延
長上に第三のロッドレンズを配置して前記水平な光束を
水平ライン光にしてこれを投射するようにした第二の上
方投光光学系を構成し、さらに十字ライン光または鉛直
ライン光・垂直ライン光と水平ライン光を相互に切り換
えるためのスイッチを設けたことを特徴とする。

【０００９】さらに、上記の別の目的を達成するため
に、本発明によるレーザーライナー墨出し器は、前記投
光光学系のホルダを支持するジンバル機構を円筒部材に
取り付け、この円筒部材を架台内に回転可能に設けた回
転台に取り付け、この回転台を減速機構を介してモータ
により回転させるかまたは円筒部材を手で把持して回す
ことができるようにしたことを特徴とする。

【００１０】また、上記の他の目的を達成するために、
本発明によるレーザーライナー墨出し器は、回転台用モ
ータの遠隔制御手段は、赤外線パルス信号送信機と、架
台の外周の複数箇所に設けられたパルス信号受信部とか
らなり、これにより墨出し器から離れた所でライン光の
水平回転ができるようにしたことを特徴とする。またさ
らに、上記の別の目的を達成するために、本発明による
レーザーライナー墨出し器は、ジンバル機構を介して投
光光学系を含むホルダを支持する円筒部材内に環状板を
固定しかつこの環状板の下面にマグネットを取り付ける
とともに、前記下方投光光学系を支持するホルダ本体の
下面に非磁性体で電気良導体であるデスクを、その上面
がマグネットと対向するように取り付けることによりマ
グネットダンパーを構成したことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態により詳細に説明する。本発明のレーザーライナー
墨出し器は、本質的に、投光光学系を内蔵した投光部Ａ
と、上記投光部を取り付けて回転駆動するための駆動部
Ｂを内蔵した架台とからなる。

【００１２】図２に投光部Ａの縦断面を示す。この投光
部Ａの光学系は、ホルダ本体１の下面に取り付けられた
下方投光光学系と、ホルダ本体１の上のホルダ２、３に
取り付けられた第一および第二の上方投光光学系とから
なる。以下、第一の上方投光光学系を説明する。墨出し
器の中心軸線と一致する光軸Ｌ上に十字ライン光（図３
参照）（またはポイント光）の鉛直光源および垂直ライ
ン光の光源として第一の赤色半導体レーザー４が取り付
けられ、この第一の半導体レーザー４の光はその光軸に
沿った上方の光路に取り付けた第一のコリメータレンズ
５によりほぼ平行光にされる。

【００１３】さらにホルダ２に取り付けられたホルダ３
には、光軸Ｌ上に中心を置いて斜め上方に向けて「マル
チミラー」１０が取り付けられ、このマルチミラー１０
は、中央部がハーフミラー、その両側が全反射鏡となる
ように構成されている。マルチミラー１０により大部分
の光束が光束の長手方向に折り曲げられるように斜め上
方に導かれ、その斜め上方への光路Ｌ１の延長上に設け
たホルダ１１により保持された第一のロッドレンズ１２
により垂直ライン光となる（図３参照）。また、マルチ
ミラー１０の中央部のハーフミラーを透過した光束の一
部の光線は、光軸Ｌ上に設けた第二のロッドレンズ１３
により別の垂直ライン光となり、これを前述の垂直ライ
ン光と交差させて十字ライン光とする。ハーフミラーの
透過率は十数パーセントで充分で、ほとんど全反射に近
いことと、レーザー光束の最も強い中央部から透過させ
るので、垂直ライン光にしたときの光量を妨げることは
ほとんど無い。なお、１４、１４′はガラス窓である。

【００１４】次に第二の上方投光光学系を説明する。ホ
ルダ２の上部には、さらに光軸Ｌと平行な光軸Ｌ２上に
光源として第二の赤色半導体レーザーが６が取り付けら
れ、光軸Ｌ２上の延長部に第二のコリメータレンズ７が
取り付けられている。レーザー光源６から出た上向きの
光がコリメータレンズ７により平行光または遠点に結像
する。さらに、前記の光軸Ｌ２の上方延長上にペンタプ
リズム１５（またはミラー）が設けられており、これに
より前記平行光が長手方向に直角に折り曲げられるよう
に水平方向に反射され、この水平方向の光路Ｌ３に取り
付けられた別のロッドレンズ１６により水平ライン光に
なって投射される。なお、１４″はガラス窓を示す。

【００１５】さらに、ホルダ本体１の下部には墨出し器
の中心軸線に沿って下方投光光学系が設けられている。
ホルダ本体１の下面に、ＬＥＤ（発光ダイオード）１７
を下向きに内蔵したホルダ１８が取り付けられ、このホ
ルダの下端には結像レンズ１９が設けられている。下方
投光光学系はＬＥＤから出射した光を結像レンズ１９に
より床面に結像させる。

【００１６】上方投光光学系のマルチミラー１０によっ
て上方へ垂直に透過した光の光軸と、下方投光光学系の
結像レンズ１９により床面に結像した像点はジンバル機
構２２の中心と一致していなければならない。以上説明
したホルダ２、３に取り付けられた上方投光光学系とホ
ルダ本体１に取り付けられた下方投光光学系は、円筒部
材２０の上端に固定された支持リング２１に取り付けた
ジンバル機構２２を介して鉛直に姿勢を保つようになっ
ている。しかしながら、実際には、設置の際に、ジンバ
ル機構２２に支持された上方投光光学系と下方投光光学
系からの投射光が静止するまで時間がかかるが、以下に
述べるマグネットダンパーを用いると、瞬時に停止させ
ることができる。

【００１７】図２において、円筒部材２０の下部内周面
に環状板２３が固定され、その下面に環状のマグネット
２４を有する環状のホルダ２５が固定され、一方ホルダ
本体１の下面にフランジパイプ２６が取り付けられ、こ
のフランジパイプ２６の下端部に非磁性体で電気良導体
のデスク２７を、その上面がマグネット２４の下に位置
するように取り付けてある。これにより、光学系のホル
ダ本体１に固定されたデスク２７をマグネット２４によ
り瞬時に停止させることができる。

【００１８】円筒部材２０の外側上部には、ほぼ截頭円
錐形のカバー２９が取り付けられている。円筒部材２０
には、さらに十字ライン光（または鉛直ライン光）・垂
直ライン光と水平ライン光を切り換えるためのスイッチ
２８が設けられている。このための電源は駆動部Ｂ（図
１）から供給される。このほか、カバー２９には、レー
ザーライナー墨出し器を輸送する際に、ホルダ本体１を
一方の側に押しつけて固定するためのピン４３を有する
固定手段４４が設けられている。またさらに、カバー２
９の頂部下面には、気泡管４５が取り付けられている。
ジンバル機構２２により鉛直に支持された投光光学系が
傾いてホルダ本体１と円筒部材２０が接触し、鉛直でな
くなると、光が出ない状態になるようになっている。そ
のとき、気泡管４５を見ながら三脚４１を調整して投光
光学系を鉛直の姿勢に戻すことができる。

【００１９】さらに、投光部Ａと駆動部Ｂの組立に際し
ては、上方投光光学系と下方投光光学系を内蔵した円筒
部材２０の下端部内面に段部２０ａ（図２）が形成され
ているので、図１の円筒部材２０の左側下端部に示した
ように駆動部Ｂの回転台３０の円筒状突起３０ａに投光
部Ａの円筒部材２０を上から嵌めこんでねじにより容易
に固定することができる。

【００２０】この駆動部Ｂは、バレル架台３１と、バレ
ル架台３１内に固定された基板３２と、この基板３２の
中央に固定された内輪３３と、この内輪３３に軸受３４
を介して回転可能に支持された外輪３５と、この外輪３
５から突出するフランジ部に取り付けられたウオームギ
ヤ３６と、このウオームギヤ３６にこれと噛み合う歯車
機構を介して駆動連結されたモータ３７とからなる。

【００２１】なお、外輪３５のフランジ上に載っている
回転台３０の内周面には内側へ突出する環状突起３０ｂ
が形成されているので、その上に外側へ突出する環状突
起３８ａを有するねじリング３８を外輪３５の上端外周
縁の雄ねじ部にねじこむことにより、回転台３０を回転
可能に保持することができる。なお、４０は単三電池で
ある。

【００２２】このように構成された駆動部Ｂのバレル架
台の外周面に三箇所以上リモコン信号受信部を設けて、
リモコン信号送信部から赤外線パルス信号を送信すれ
ば、回転台３０の、したがって光学系を内蔵した投光部
Ａの連続および微動の正逆回転および停止を行なうこと
ができる。また、手でカバー２９を把持して投光部Ａを
回すことができる。というのは、円筒部材２０を嵌め込
んで固定した回転台３０が回転しても、そのときウオー
ム歯車３６がウオームと噛み合っているので、ウオーム
歯車３６は回転できず、したがってこれが固定された外
輪３５も回転できず、このため外輪３５上端にねじこま
れたねじリング３８の環状突起３８ａの下を回転台３０
の環状突起３０ｂがすべりながら回転することができる
からである。

【００２３】なお、駆動部Ｂには図示されてないが、制
御回路が内蔵されている。また、バレル架台３１の外周
には、脚の長さが調節可能な三脚４１が取り付けられて
いる。また、図１に示すように、駆動部Ｂのバレル架台
３１の下面には、アダプタ用の取り付けねじ４２′を有
するねじリング４２が固定されている。このねじリング
４２の雌ねじ４２′に、測量用三脚のＣ形のねじ（Ｍ３
５×２）またはＢ形のねじ（Ｗ５／８）を有するアダプ
タを取り付けることができ、或いはビデオカメラ用三脚
ねじ（３／８）を有するアダプタを取り付けて三脚の高
さを変えることで、水平ライン光の高さを自由に設定す
ることができる。

【００２４】次に、本発明によるレーザーライナー墨出
し器を天井、壁面、床面に墨出しするために使用してい
る状態を図３に示す。そのとき、床面の下部光の像点に
対し、十字ライン光の交点（またはポイント光）は鉛直
であり、この交点を通る垂直ライン光は垂直な壁面に投
射したときに垂直線となるように調整される。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
レーザーライナー墨出し器によれば、従来のスポット照
射による墨出しに比べて十字ライン光、垂直ライン光の
投射ができる光学系を用いて線または点の墨出しが迅速
にできるので、墨出し作業がより能率的になった。ま
た、鉛直十字ライン光と垂直ライン光の同時投射が可能
であり、鉛直墨、垂直墨の墨出しが自由自在である。

【００２６】請求項２の発明のレーザーライナー墨出し
器によれば、請求項１の十字ライン光・垂直ライン光の
同時投射できる光学系の他に、さらに水平ライン光の投
射ができる光学系を有するので、これらの光学系の間を
スイッチを用いてワンタッチで切り換えることができ
る。これにより、鉛直、垂直、水平の墨出しが自由自在
にできる。

【００２７】さらに、請求項３の発明のレーザーライナ
ー墨出し器によれば、モータの駆動によりまたは手動に
より回転台に取り付けた円筒部材内の光学系をバレル架
台の上で回転させてライン光を水平に回転させることが
でき、容易に所望の位置へライン光を投射することがで
きる。また、請求項４の発明のレーザーライナー墨出し
器によれば、駆動部のバレル架台の周面の複数箇所にレ
ーザー光受信器を設けてあるので、リモコンの送信器よ
りのパルス信号をどの方向からでも受信でき、これによ
り墨出し器から離れた所でライン光の水平回転ができ
る。

【００２８】さらに、請求項５の発明の構成によれば、
マグネトダンパーによる制動方式を用いてあるので、設
置時のジンバル機構に起因する投射光の振れを瞬時に停
止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレーザーライナー墨出し器全体の
縦断面図である。

【図２】駆動部を内蔵するバレル架台に取り付ける前の
投光部の縦断面図である。

【図３】建築物の内装工事に使用中の状態のレーザーラ
イナー墨出し器を示す。

【符号の説明】

Ｌ 長手方向軸線と一致する光軸 １ ホルダ本体 ２，３ 光学系ホルダ ４ 第一の半導体レーザー ５ 第一のコリメータレンズ ６ 第二の半導体レーザー ７ 第二のコリメータレンズ １０ マルチミラー １２ 第一のロッドレンズ １３ 第二のロッドレンズ １５ ペンタプリズム １６ 第三のロッドレンズ １７ ＬＥＤ １９ 結像レンズ ２０ 円筒部材 ２２ ジンバル機構 ２３ 環状板 ２４ マグネット ２７ デスク ２８ 十字ライン光・垂直ライン光
と水平ライン光の間の切り換えスイッチ ３０ 回転台 ３１ バレル架台 ３７ モータ ４１ 三脚

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方投光光学系と下方投光光学系を内蔵
   するレーザーライナー墨出し器において、 墨出し器の長手方向軸線と一致する光軸に沿って第一の
   半導体レーザーを設けるとともに、その光路の上方延長
   上に第一のコリメータレンズを設けて半導体レーザーか
   らの光束を平行光にし、さらにその上方の光路にマルチ
   ミラーを設けて中央部の光束を垂直方向上方へ導き、他
   の光束は斜め上方へ導き、この斜め上方の光路の延長上
   に第一のロッドレンズを設けて垂直ライン光にして投射
   すると共に、一方垂直方向上方へ導かれた光束はその光
   路の延長上に設けた第二のロッドレンズにより鉛直ライ
   ン光にし、この鉛直ライン光を前記垂直ライン光と交差
   させて十字ライン光にしてこれを投射させるようにした
   第一の上方投光光学系を構成し、 前記光軸の下方延長上にＬＥＤを配置し、ＬＥＤより下
   方に投射される光束を結像レンズを経て垂直下方の床面
   に像点を形成するようにした下方投光光学系を構成し、 さらに前記光学系を三脚で支持された架台にジンバル機
   構により鉛直な姿勢を保つように支持したことを特徴と
   するレーザーライナー墨出し器。
2. 【請求項２】 前記請求項１のレーザーライナー墨出し
   器において、 さらに前記光軸と平行に第二の半導体レーザーを設ける
   とともに、この第二の半導体レーザーの垂直な光路の上
   方延長上に第二のコリメータレンズを設けて平行光に
   し、第二のコリメータレンズのさらに上方の光路にペン
   タプリズムまたは反射鏡を配置して、前記平行光をを直
   角に折り曲げるようにして水平な光束にし、この水平な
   光束の光路の延長上に第三のロッドレンズを配置して前
   記水平な光束を水平ライン光にしてこれを投射するよう
   にした第二の上方投光光学系を構成し、さらに十字ライ
   ン光または鉛直ライン光・垂直ライン光と水平ライン光
   を相互に切り換えるためのスイッチを設けたことを特徴
   とする請求項１のレーザーライナー墨出し器。
3. 【請求項３】 前記投光光学系のホルダを支持するジン
   バル機構を円筒部材に取り付け、この円筒部材を架台内
   に回転可能に設けた回転台に取り付け、この回転台を減
   速機構を介してモータにより回転させるかまたは円筒部
   材を手で把持して回すことができるようにしたことを特
   徴とする請求項１または２のレーザーライナー墨出し
   器。
4. 【請求項４】 回転台用モータの遠隔制御手段は、赤外
   線パルス信号送信機と、架台の外周の複数箇所に設けら
   れたパルス信号受信部とからなり、これにより墨出し器
   から離れた所でライン光の水平回転ができるようにした
   ことを特徴とする請求項３のレーザーライナー墨出し
   器。
5. 【請求項５】 ジンバル機構を介して投光光学系を含む
   ホルダを支持する円筒部材内に環状板を固定しかつこの
   環状板の下面にマグネットを取り付けるとともに、前記
   下方投光光学系を支持するホルダ本体の下面に非磁性体
   で電気良導体であるデスクを、その上面がマグネットと
   対向するように取り付けることによりマグネットダンパ
   ーを構成したことを特徴とする請求項３または４のレー
   ザーライナー墨出し器。