(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を出力する光出力部と、光出力部から出力された光を外部に放射する光学系と、鉛直下方に光を出力する下方基準点放射部とを備えた本体を筒状の外殻内にジンバル部を介して揺動自在に配しているレーザー墨出し器であって、本体にはジンバル部の上方側に光学系を、ジンバル部の下方側に光出力部と下方基準点放射部とを配して、光学系とジンバル部と光出力部と下方基準点放射部とを直線状に配置しており、上記外殻の下端側には開閉自在な複数本の支持脚が連結されているとともに、少なくとも一つの支持脚の内面側に電源部が配設され、上記支持脚はその閉脚時に外殻に連続する棒状をなすものであることを特徴とするレーザー墨出し器。
【請求項２】
光学系は光ビームを所定の角度で偏向させる光偏向部材と、偏向ビームを扇状のライン光に変換する円筒レンズとを備えていることを特徴とする請求項１記載のレーザー墨出し器。
【請求項３】
光学系は単一の光出力部から出力されるビームを分岐させる分岐光学部材を備えてポイント光とライン光とを出力するものであることを特徴とする請求項２記載のレーザー墨出し器。
【請求項４】
ポイント光の出力用とライン光の出力用との複数の光出力部を備えていることを特徴とする請求項１または２記載のレーザー墨出し器。
【請求項５】
光出力部におけるレーザー光源はその出力側と反対側に漏れ光を出力するものであるとともに、下方基準点放射部は上記漏れ光を放射するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項６】
光学系における光偏向部材と円筒レンズとは着脱自在なブロックとして設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項７】
光学系における分岐光学部材はライン光側への光量をポイント光側への光量よりも多くしているものであることを特徴とする請求項３記載のレーザー墨出し器。
【請求項８】
外殻はその外面にクリップ状係止部を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項９】
支持脚は断面円弧状でその閉脚時に電源部を覆うものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項１０】
支持脚は柱状のものでその閉脚時に電源部の外面に設けられた溝に嵌るものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項１１】
各支持脚はその接地部となる端部が先鋭形状となっていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項１２】
支持脚は伸縮による長さ調整自在なものであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項１３】
支持脚の開閉に伴ってオンオフされる電源スイッチを備えていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項１４】
外殻の外面に電源スイッチを備えていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項１５】
電源部は電池を着脱自在に保持しているものであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項１６】
外殻内面と外殻に対して揺動自在となっている本体との間に緩衝材を配置していることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項１７】
外殻内部に本体の振動を抑制する制振機構を配していることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザーによるライン光を利用して墨出しを行うためのレーザー墨出し器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
細身で携帯性に優れたレーザー墨出し器として、特許第３００３０９６号公報に示されたペンシル型の墨出し器がある。これは本体の上端にジャイロ機構を介して３本の開閉自在な支持脚を連結したものであり、その上端と下端とから鉛直方向のレーザーポイント光を射出するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のものでは上端にジャイロ機構があり、ここに支持脚が連結されているために、側方に向けた鉛直ライン光あるいは水平ライン光を出射させることができないものであり、鉛直上方と鉛直下方とのポイント光しか利用できず、このために、墨出し作業が限定されてしまっている。
【０００４】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは細身でコンパクトである上に垂直あるいは水平ライン光を出射させることができて、広い範囲の墨出し作業を行うことができるレーザー墨出し器を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、レーザー光を出力する光出力部と、光出力部から出力された光を外部に放射する光学系と、鉛直下方に光を出力する下方基準点放射部とを備えた本体を筒状の外殻内にジンバル部を介して揺動自在に配しているレーザー墨出し器であって、本体にはジンバル部の上方側に光学系を、ジンバル部の下方側に光出力部と下方基準点放射部とを配して、光学系とジンバル部と光出力部と下方基準点放射部とを直線状に配置しており、上記外殻の下端側には開閉自在な複数本の支持脚が連結されているとともに、少なくとも一つの支持脚の内面側に電源部が配設され、上記支持脚はその閉脚時に外殻に連続する棒状をなすものであることに特徴を有している。外殻の下端に開閉自在な支持脚を連結するとともに、支持脚で囲まれる空間を電源部の配置スペースとしたものである。
【０００６】
上記光学系は光ビームを所定の角度で偏向させる光偏向部材と、偏向ビームを扇状のライン光に変換する円筒レンズとを備えたものを好適に用いることができる。
【０００７】
また、光学系は単一の光出力部から出力されるビームを分岐させる分岐光学部材を備えてポイント光とライン光とを出力するものを好適に用いることができるが、ポイント光の出力用とライン光の出力用との複数の光出力部を備えたものであってもよい。
【０００８】
また光出力部におけるレーザー光源はその出力側と反対側に漏れ光を出力するもので、下方基準点放射部が上記漏れ光を放射するものであってもよく、さらに光学系における光偏向部材と円筒レンズとがレーザー光源を内蔵する本体に対して着脱自在なブロックとして設けられたものや、光学系における分岐光学部材がライン光側への光量をポイント光側への光量よりも多くしているものを好適に用いることができる。
【０００９】
上記外殻の外面にクリップ状係止部を備えているのも好ましい。
【００１０】
さらに支持脚は断面円弧状でその閉脚時に電源部を覆うものや、柱状でその閉脚時に電源部の外面に設けられた溝に嵌るようにするとよい。
【００１１】
各支持脚の接地部となる端部を先鋭形状としたり、各支持脚を伸縮による長さ調整自在なものとするのも好ましい。
【００１２】
支持脚の開閉に伴ってオンオフされる電源スイッチを備えたものや、外殻の外面に電源スイッチを備えたものを好適に用いることができる。電源部が電池を着脱自在に保持するものも好ましい。
【００１３】
さらには、外殻内面と外殻に対して揺動自在となっている本体との間に緩衝材を配置したり、外殻内部に本体の振動を抑制する制振機構を配したものを好適に用いることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図１〜図３は一例の概略構成を示すもので、上下に細長い円筒状となっている本体１と、この本体１の下端に開閉自在に連結された複数本（図示例では３本）の支持脚５とからなる該レーザー墨出し器の本体１は、円筒体として形成された外殻１０と、この外殻１０内に配した本体部１１とからなり、本体部１１は直交交差する２軸４１，４２を有するジンバル部４を介して外殻１０に連結されて、外殻１０の姿勢の如何にかかわらず、本体部１１はその自重で鉛直状態を保とうとするものとなっている。
【００１５】
軸５０によって上端を外殻１０の下端部に連結している支持脚５は、水平断面が円弧状のものとして形成されていて、開いた際に三脚として機能し、閉じた際には図３に示すように本体１に連続する筒状となるもので、そのうちの１本の支持脚５の内面には円柱状の電源部６が取り付けられたものとなっており、支持脚５を閉じればこれら支持脚５によって電源部６が包まれるようになっている。
【００１６】
ジンバル部４によって上下方向のほぼ中央部が外殻１０内面に連結されている上記本体部１１は、その下部側にレーザー光源２０と集光レンズ２１と駆動回路２２とを備えた光出力部２が配設され、上部側に光出力部２から上方に出力されたレーザー光を偏向させるハーフミラー３０とハーフミラー３０で偏向された光を扇状のライン光とする円筒レンズ３１とを備えた光学系３が配設されたもので、上方に向けて光を出力する上記光出力部２には、下方にもレーザー光を出力する下方基準点放射部２５が設けられている。この下方基準点放射部２５は、上記レーザー光源２０とは別の光源を備えたものとしてもよいが、レーザー光源２０として後方への漏れ光を利用できる半導体レーザーを用いるのであれば、この後方への漏れ光を利用するものであってもよい。上下方向のビームを同軸で使うことになるために調整の簡便化を図ることができる。
【００１７】
支持脚５を開いてその下端を接地させることでレーザー墨出し器を置いた状態で光出力部２を作動させれば、半導体レーザー光源２０から出力されるレーザーは集光レンズ２１で集光された後、ジンバル部４の中心に設けられた開口部（図示せず）を通じて光分岐部材と光偏向部材とを兼ねたハーフミラー３０に至り、ハーフミラー３０を透過したレーザービームは鉛直上方に向けてのポイント光となり、ハーフミラー３０で偏向されて水平方向に向けられたレーザービームは円筒レンズ３１によって鉛直方向において扇状に広がるライン光となる。なお、ハーフミラー３０には反射率が高いもの（たとえば反射率９０％、透過率１０％のもの）を用いてライン光の光量がポイント光の光量よりも大きくなるようにしてある。また、ここでは円筒レンズ３１として軸が水平方向に向けられているものを用いたが、図４に示すように、軸が鉛直方向に向けられた円筒レンズ３１を用いれば、水平なライン光を出力させることができる。
【００１８】
図５及び図６は上記構成のレーザー墨出し器の具体構成を示すもので、本体１の外殻１０は上下端が閉じた円筒状となっており、上端面と下端面及び上部の一郭には透明板１２が配設されて上方へのポイント光と下方へのポイント基準光、並びに扇状に広がるライン光を外部に出力することができるようになっている。
【００１９】
ジンバル部４によって外殻内１０において揺動自在に支持されている本体部１１の上部にハーフミラー３０と円筒レンズ３１とが取り付けられており、本体部１１の下部に下方基準点放射部２５を兼ねている光出力部２が取り付けられている。また、外殻１０内面の下端には、本体部１１の下端外周面との衝突時の衝撃を和らげるための緩衝材１４が配設されており、さらに本体部１１と外殻１０との間には制振機構１６が配設されている。
【００２０】
上記緩衝材１４は、本体部１１の揺動限界角を越えた振れが本体部１１に生じても、本体部１１と外殻１０とが直接当たってしまうことを防ぐことで、耐衝撃性を高める。
【００２１】
上記制振機構１６は図７に示すように本体部１１に取り付けた銅板あるいはアルミニウム板のような金属板１７と、対向する内面に夫々永久磁石１９を取り付けたヨーク１８とからなるもので、外殻１０の内面にヨーク１８を介して固定されている上記一対の永久磁石１９，１９間のギャップ内に上記銅板１７が位置している。外殻１０に対して本体部１１が揺動する時、ヨーク１８と永久磁石１９とによる磁気回路を横切る金属板１７も揺動するために、この時、金属板１７に渦電流が発生するとともに、この渦電流により本体部１１の揺動を抑える力が生じるものである。なお、外殻１０側に金属板１７を、本体部１１側にヨーク１９と永久磁石１９，１９を設けてもよいのはもちろんである。
【００２２】
そして支持脚５であるが、ここでは３本の支持脚５を外殻１０の下端部に夫々軸５０で連結しているとともに、そのうちの１本の内面側に電源部６を設けてある。また、外殻１０の下部外周面には筒体５５を螺合連結して外殻１０に対して外殻１０の軸方向に筒体５５を螺進退させることができるようにしてある。この筒体５５は、その下端縁が支持脚５の上端肩部に当接することで、支持脚５５の開脚角度を規制するもので、外殻１０に対して筒体５５を図中の上方に上限まで移動させた時、支持脚５の開脚角度を最大とすることができ、また筒体５５を下げれば、支持脚５５を閉脚状態に保持することができるようになっている。
【００２３】
上記電源部６は、支持脚５を閉じた際に支持脚５によって覆い隠される。また、支持脚５を開いて接地させる時、光出力部２の下方基準点放射部２５から出力される下方に向けたレーザーポイント光を電源部６が遮ってしまうことがないように、ここでの電源部６の上端は角を落としてある。なお、電源部６は図８に示すように、筒状の容器６０内に電池６１を納めたものとして形成されており、蓋６２の取り外しにより電池６１の交換を行うことができるものとなっている。
【００２４】
図中７は電源スイッチで本体１の外殻１０の外周面に配設してあり、この電源スイッチ７の投入で光出力部２が作動する。本体１は細身の円筒状であることから、レーザーポインターとしての使用も可能なものである。
【００２５】
上記電源スイッチ７は、図９に示すようにいずれかの支持脚５に配置するとともに、支持脚５を開けば電源スイッチ７が入り、支持脚５を閉じれば電源スイッチ７が切れるように、他の支持脚５によって押し釦部７０が押されるものとしてもよい。
【００２６】
支持脚５の接地部となる先端は、図１０に示すように尖ったものとしておくと、接地ポイントが点接触となるために、安定性を高めることができる。
【００２７】
図１１に示すように、支持脚５をテレスコピック式に伸縮させて長さを調整することができるものとしてもよい。光学系３として水平ライン光を出力するものを用いる場合、鉛直ラインを固定したままで水平ラインを上下に移動させることができる。
【００２８】
支持脚５として円柱状のものを用いてもよいが、この場合、いずれかの支持脚５に設ける電源部６は図１２に示すようにその外周面に支持脚５が嵌る溝６５を備えたものとしておくと、小型化することができる。
【００２９】
図１３は外殻１０の外面にクリップ状の係止部１９を設けて、本体１を衣服のポケットに入れて持ち運びする時、係止部１９を衣服に係止しておくことで、ポケットから本体１が飛び出して落下してしまうことを防ぐことができるようにしたものを示している。
【００３０】
図１４に他例を示す。これは外殻１０内の本体部１１の上部に取り付けた光学系３のブロックを円筒レンズ３１の向きが異なる他の光学系３のブロックに交換することができるようにしたものを示しており、円筒レンズ３１の向きが異なる光学系３に付け替えることで、垂直ライン光と水平ライン光とを選択的に出力することができる。
【００３１】
図１５に他例を示す。これは光学系３に鉛直上方に出射するポイント光用のレーザー光源２０及び集光レンズ２１と、側方に出射するライン光用のレーザー光源２０及び集光レンズ２１とを設けて、後者から出力されるレーザービームが全反射ミラー３９と円筒レンズ３１とを経るようにしたものである。
【００３２】
前述のハーフミラー３０を用いて単一のレーザー光源２１からの光を分岐させる場合、ハーフミラー３０に反射率が高いものを用いてライン光の光量をポイント光の光量よりも大きくすることができるが、ポイント光用とライン光用の２つの光源２０，２０を用いれば、一方の光源２０の全光量をライン光として使用することができるために、より光量を多くすることができる。また、ポイント光とライン光との各光量調節を独立して行うこともできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、レーザー光を出力する光出力部と、光出力部から出力された光を外部に放射する光学系と、鉛直下方に光を出力する下方基準点放射部とを備えた本体を筒状の外殻内にジンバル部を介して揺動自在に配しているレーザー墨出し器であって、本体にはジンバル部の上方側に光学系を、ジンバル部の下方側に光出力部と下方基準点放射部とを配して、光学系とジンバル部と光出力部と下方基準点放射部とを直線状に配置しており、上記外殻の下端側には開閉自在な複数本の支持脚が連結されているとともに、少なくとも一つの支持脚の内面側に電源部が配設され、上記支持脚はその閉脚時に外殻に連続する棒状をなすものであり、外殻の下端に開閉自在な支持脚を連結していることから、細身のものを得ることができる上に、支持脚が側方へのライン光の出力の邪魔になることがなく、広い範囲の墨出し作業を行うことができるものである。しかも支持脚で囲まれる空間を電源部の配置スペースとしていることから、無駄なスペースが生じることがなく、また、支持脚を開けば電源部が下方基準点放射部から出力される光の経路から退避することになるために、電源部が下方基準点放射部から出力する光の邪魔になるようなことがないものである。
【００３４】
そして、上記光学系に光ビームを所定の角度で偏向させる光偏向部材と、偏向ビームを扇状のライン光に変換する円筒レンズとを備えたものを用いることで、墨出しに便利なライン光を出力させることができる。
【００３５】
また、光学系に単一の光出力部から出力されるビームを分岐させる分岐光学部材を備えてポイント光とライン光とを出力するものを用いると、光出力部（レーザー光源）の数が少なくてすむために、内部構造を簡略化することができて小型軽量化にさらに有利となる。
【００３６】
ポイント光の出力用とライン光の出力用との複数の光出力部を備えたものであってもよく、この場合は各光出力の光量を大きくとることができるとともに、各光出力を個別に調節することができる。
【００３７】
また光出力部におけるレーザー光源がその出力側と反対側に漏れ光を出力するもので、下方基準点放射部が上記漏れ光を放射するものであると、さらにレーザー光源部の数を少なくすることができて小型軽量化に有利となるとともに鉛直上下方向の光軸調整が不要となることから調整も容易となる。
光学系における光偏向部材と円筒レンズとをレーザー光源を備える本体に対して着脱自在なブロックとして設けておけば、該ブロックの交換だけで鉛直ライン光と水平ライン光とを使い分けることができるものであり、また同時に両ライン光を生成するものに比して、小型のものとすることができる。
【００３８】
光学系に分岐光学部材を用いたものでは、ライン光側への光量をポイント光側への光量よりも多くしておくことが実用の面で好ましい。
【００３９】
外殻の外面にクリップ状係止部を設けておけば、衣服のポケットなどに入れて持ち運ぶ際に係止部を衣服に係止しておくことで、落下を防止することができる。
【００４０】
また、支持脚は断面円弧状でその閉脚時に電源部を覆うものとするのと、外形を細くする点での効果が大きい。
【００４１】
支持脚を柱状のものとする場合は、その閉脚時に電源部の外面に設けた溝に嵌るようにしておくことで外形を細くすることができる。
【００４２】
各支持脚の接地部となる端部を先鋭形状とすれば、接地面積が小さくなるために安定して自立するものを得ることができる。
【００４３】
各支持脚を伸縮による長さ調整自在なものとするのも水平ライン光を高さを変えることができることになって好ましい。
【００４４】
さらには、支持脚の開閉に伴ってオンオフされる電源スイッチを備えていると、電源スイッチのオンオフ操作の手間が不要となるとともに電源スイッチの切り忘れが生じるおそれを少なくすることができる。さらに電源部が電池を着脱自在に保持するものも好ましい。
【００４５】
殻内面と外殻に対して揺動自在となっている本体との間に緩衝材を配置しておくと、本体の許容揺動角を越えた動きが生じた場合にも本体が受ける衝撃を小さくすることができて、耐久性の高いものを得ることができる。
【００４６】
また、外殻内部に本体の振動を抑制する制振機構を配しておけば、使用に際しての本体の揺動を早期に停止させることができて、墨出し作業の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の概略断面図である。
【図２】同上の支持脚を開いた状態の概略斜視図である。
【図３】同上の支持脚を閉じた状態の概略斜視図である。
【図４】同上の光学系の他例を示す概略断面図である。
【図５】同上の具体例を示す縦断面図である。
【図６】同上の具体例を示す横断面図である。
【図７】同上の制振機構の断面図である。
【図８】同上の電源部の分解斜視図である。
【図９】電源スイッチの他例を示すもので、(a)は斜視図、(b)(c)はオンオフ構造の説明図である。
【図１０】支持脚の他例を示す斜視図である。
【図１１】支持脚のさらに他例を示すもので、（ａ）は正面図、(b)は支持脚の断面図である。
【図１２】支持脚の別の例を示すもので、（ａ）は正面図、(b)(c)は水平断面図である。
【図１３】他例の断面図である。
【図１４】  (a)(b)は光学系の２つの例を示す概略斜視図である。
【図１５】別の例の概略断面図である。
【符号の説明】
１  本体
２  光出力部
３  光学系
４  ジンバル部
５  支持脚
６  電源部
１０  外殻
１１  本体部
【図１】
0003664039.tif 000002
【図２】
0003664039.tif 000003
【図３】
0003664039.tif 000004
【図４】
0003664039.tif 000005
【図５】
0003664039.tif 000006
【図６】
0003664039.tif 000007
【図７】
0003664039.tif 000008
【図８】
0003664039.tif 000009
【図９】
0003664039.tif 000010
【図１０】
0003664039.tif 000011
【図１１】
0003664039.tif 000012
【図１２】
0003664039.tif 000013
【図１３】
0003664039.tif 000014
【図１４】
0003664039.tif 000015
【図１５】
0003664039.tif 000016