(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光源部から出力される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る光学系を具備する本体と、該本体に対して開閉自在な複数本の支持脚とからなるレーザー墨出し器であって、上記本体は直交交差する２軸を備えるジンバル部を有して該ジンバル部により支持脚に対して揺動自在となっているとともに、鉛直下方にビームを放射する下方基準点放射部と、駆動用電源とを具備して、上記光学系とジンバル部と電源と下方基準点放射部とをこの順で上下方向に直線状に配置したものであり、上記支持脚はその閉脚時に本体とともに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】
光学系は単一のレーザー光源部と該レーザー光源部から出力されるビームを分岐させる分岐光学部材と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１記載のレーザー墨出し器。
【請求項３】
光学系はポイント光の出力用とライン光の出力用との複数のレーザー光源部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４】
光学系におけるレーザー光源部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５】
光学系における光偏向部材と円筒レンズとは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ていることを特徴とする請求項１〜４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２記載のレーザー墨出し器。
【請求項７】
光学系の外側全体を覆う保護カバーを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項８】
保護カバー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７記載のレーザー墨出し器。
【請求項９】
ジンバル部を支持する支持側部材と、ジンバル部を介して上記支持側部材により支持される本体との間に緩衝材を配してい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】
ジンバル部は水平方向２軸が鉛直方向においてずれた位置に配されたものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項１１】
ジンバル部の２軸は自動調心機能を有するベアリングで形成され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】
各支持脚は断面円弧状で閉脚時に本体外周面を覆う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】
各支持脚は柱状のものであるとともに本体はその外周面に閉脚状態の支持脚が納まる縦溝を備えてい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１４】
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１２または１３記載のレーザー墨出し器。
【請求項１５】
各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１２〜１４のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項１６】
支持脚を開閉自在に支持するリング状の台座を備えて、該台座にジンバル部の２軸のうちの本体外周面より突出する１軸が回動自在に保持され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】
本体に対して支持脚が着脱自在となっ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。
【請求項１８】
本体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。
【請求項１９】
ジンバル部より下方に位置する電源を錘としていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかの項に記載のレーザー墨出し器。
【請求項２０】
電源は着脱自在となっていることを特徴とする請求項１〜１３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ないために、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、レーザー光源部から出力される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る光学系を具備する本体と、該本体に対して開閉自在な複数本の支持脚とからなり、上記本体は直交交差する２軸を備えるジンバル部を有して該ジンバル部により支持脚に対して揺動自在となっているとともに、鉛直下方にビームを放射する下方基準点放射部と、駆動用電源とを具備して、上記光学系とジンバル部と電源と下方基準点放射部とをこの順で上下方向に直線状に配置したものであり、上記支持脚はその閉脚時に本体とともに棒状をなすものであることに特徴を有している。
【０００６】
上記光学系は単一のレーザー光源部と該レーザー光源部から出力されるビームを分岐させる分岐光学部材と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レーザー光源部を備えたものであってもよい。
【０００７】
また光学系におけるレーザー光源部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。
【０００８】
光学系の外側全体を覆う保護カバーを備えたものとするのも好ましく、この時、保護カバーがその外面にクリップ状係止部を備えているのも好ましい。
【０００９】
また、前記ジンバル部を支持する支持側部材と、ジンバル部を介して上記支持側部材により支持される本体との間に緩衝材を配しておくのも好ましい。
【００１０】
ジンバル部は水平方向２軸が鉛直方向においてずれた位置に配したものを好適に用いることができる。また、ジンバル部の２軸が自動調心機能を有するベアリングで形成されたものとするのも好ましい。
【００１１】
さらに前記の各支持脚は断面円弧状で閉脚時に本体外周面を覆うものとしたり、柱状のものとしてその閉脚時には本体の外周面に設けた縦溝に支持脚が納まるようにするとよい。
【００１２】
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。
【００１３】
本体への支持脚の取り付けは、支持脚を開閉自在に支持するリング状の台座を設けて、本体が挿通される該台座にジンバル部の２軸のうちの本体外周面より突出する１軸を回動自在に保持されたものとするとよい。
【００１４】
本体に対して支持脚を着脱自在とするのも好ましい。
【００１５】
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本体が備えていたり、ジンバル部より下方に位置する電源を錘としていたり、電源が着脱自在となっていたりしてもよい。
【００１６】
【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に対して開閉自在となっている３本の支持脚２とからなる該レーザー墨出し器の本体１は、その上端部内に上方へのポイント光を出力するとともに側方に扇状のライン光を出力する光学系３を収納し、その下方側に直交交差する２軸４１，４２を有するジンバル部４を備え、ジンバル部４の下方に電源である電池１５の収納部を備え、さらに下端に下方へ向けてポイント光を出力する下方基準点放射部５を備えたもので、上記光学系３は、半導体レーザー光源３１とこれから出力されるレーザーを集光する集光レンズ３２、光偏向部材と光分岐部材とを兼ねたハーフミラー３６、そしてハーフミラー３６で偏向された光を扇状のライン光とする円筒レンズ３７とからなり、ハーフミラー３６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３６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３７によって鉛直方向において扇状に広がる（もしくは水平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３６には反射率が高い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。
【００１７】
また、上記光学系３のうち、レーザー光源３１と集光レンズ３２とからなる光源部３０は本体１に固定であるが、ハーフミラー３６と円筒レンズ３７とは本体１の上端に着脱自在なキャップ部３８内に固定されて、光出射ユニット３５を構成しており、図４に示すように、円筒レンズ３７の向きが異なる他の光出射ユニット３５に付け替えることによって、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ようになっている。
【００１８】
ジンバル部４は、図５にも示すように、直交配置した２軸４１，４２を鉛直方向において位置をずらして設けたもので、支持脚２の上端が軸支されたリング状の台座２０によって両端が支持された軸４１と、該４１を備えた中間体４０と、中間体４０から突出する軸４２とからなり、軸４１の回りに中間体４０が揺動自在であり且つ中間体４０に対して軸４２の回りに本体１が揺動自在となっていることから、本体１の重心がジンバル部４よりも下方に位置するように構成された該レーザー墨出し器は、台座４０が傾いていても本体１は鉛直状態を保つ。
【００１９】
なお、直交配置した２軸４１，４２を鉛直方向において位置をずらしているのは、上記両軸４１，４２を同一平面内に配置する場合よりも外径を小さくすることができるためである。また、ここでは電源であるとともに重量物である電池１５をジンバル部４よりも下方に配置して錘として利用することで、本体１の重心をジンバル部４よりも下方に位置させている。また、電池１５の交換は、本体１下端にねじ込みで取り付ける下方基準点放射部５を取り外して本体１の下端を開放し、ここから電池１５の着脱を行うことで行うようにして、本体１上部の光学系３やジンバル部４の調整状態に影響を与えることなく電池１５の交換を行うことができるようにしてある。
【００２０】
そして、上端が前記台座２０に軸支されることで開閉自在となっている３本の支持脚２は、その水平断面が円弧状となっており、閉じた時には図２に示すように、本体１の下部外周面を覆って本体１と一体感のある棒状形態をなすようにしてある。
【００２１】
支持脚２は柱状のものでもよいが、この場合は図７に示すように、本体１の下部外周面に閉脚状態の支持脚２が嵌り込む縦溝１９を設けておくと、収納状態での外径を小さくすることができる。
【００２２】
支持脚２の接地部となる先端は、図８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。
【００２３】
図９に示すように、支持脚２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。
【００２４】
図１０は支持脚２を開けば電源スイッチＳＷが入り、支持脚２を閉じれば電源スイッチＳＷが切れるように、本体１の下部外周面で閉じた状態の支持脚２によって押し釦部が押される電源スイッチＳＷを用いたものを示している。
【００２５】
前記ジンバル部４については、その軸４１，４２の中間体４０による支持を図１１に示すように、自動調心機能を有する軸受４４，４４を介して行うようにしてもよい。軸受４４の自動調心機能により、ジンバル機構だけの場合よりも本体１の鉛直度の精度を高くすることができる。
【００２６】
また、各支持脚２を軸支している台座２０として、図１２に示すように、その内径が本体１の下部外径より大きいものを用いて、ジンバル部４の軸４１を台座２０の上面の溝２５で受けるようにすれば、台座２０及び支持脚２に対して本体１を上方へ抜き出すことで、本体１と支持脚２側とを分離することができるものとなる。この場合、長さ（高さ）の異なる支持脚２を複数種用意しておけば、水平ラインの高さの設定を支持脚２の交換によって行うことができる。
【００２７】
下方基準点放射部５は、前記光学系３とは異なるレーザー光源を備えたものとしてもよいが、図１３に示すように、光学系３のレーザー光源２１として後方への漏れ光を利用できるものであれば、この後方への漏れ光を利用するものであってもよい。調整の簡便化を図ることができる。ただし、この場合のジンバル部４及び電池１５は、鉛直下方に向かう上記漏れ光を遮断することがないような構成や配置にしておく。
【００２８】
図１４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３１及び集光レンズ３２と、側方に出射するライン光用のレーザー光源３１及び集光レンズ３２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３７とを経るようにしたものである。
【００２９】
前述のハーフミラー３６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３６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３１，３１を用いれば、一方の光源３１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。
【００３０】
図１５に他例を示す。これは支持脚２を軸支している台座２０と、該台座２０にジンバル部４を介して取り付けられた本体１との対向面に緩衝材８を配して、本体１の揺動限界角を越えた振れが本体１に生じても、本体１と台座２０とが直接当たってしまうことを緩衝材８で防ぐことで、耐衝撃性を高めたものを示している。
【００３１】
図１６は本体１の上端部の光学系３の部分を覆って保護する保護カバー９を設けた例を示している。下端を台座２０に係合させることで取り付けられた上記保護カバー９は、本体１の台座２０に対する揺動範囲を制限する役も担っている。
【００３２】
上記保護カバー９の外面に図１７に示すようにクリップ状の係止部９０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９０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。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、レーザー光源部から出力される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る光学系を具備する本体と、該本体に対して開閉自在な複数本の支持脚とからなり、上記本体は直交交差する２軸を備えるジンバル部を有して該ジンバル部により支持脚に対して揺動自在となっているとともに、鉛直下方にビームを放射する下方基準点放射部と、駆動用電源とを具備して、上記光学系とジンバル部と電源と下方基準点放射部とをこの順で上下方向に直線状に配置したものであり、上記支持脚はその閉脚時に本体とともに棒状をなすものであるから、各部材は上下方向に並んでいるものであり、平面内において横に広がる部品配置ではないために細身とすることができて、ペン型のようなコンパクトなものを得ることができ、使用時に必要な設置スペースも小さくてすむものである。しかも、下方基準点放射部を備えるために、基準位置上に正確に設置することができるほか、ジンバル部を備えるために水平でない場所でも使用することができるものであり、加えるに開閉自在な脚は閉じた時に本体を保護することにもなり、本体中の部品の損傷がしにくいものである。そして、光学系がジンバル部よりも上方に位置しているために、ジンバル部や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。
【００３４】
上記光学系は単一のレーザー光源部と該レーザー光源部から出力されるビームを分岐させる分岐光学部材と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、レーザー光源部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ほか、一つのレーザー光源部の光量調節だけで上記両光出力の光量調節を行うことができる。
【００３５】
ポイント光の出力用とライン光の出力用との複数のレーザー光源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。
【００３６】
また光学系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調整も容易となる。
【００３７】
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】
光学系の外側全体を覆う保護カバーを備えたものとすると、落下衝撃や転倒衝撃に対する耐久性を高くすることができて精度維持に有効となる。
【００４０】
この時、保護カバー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。
【００４１】
また、前記ジンバル部を支持する支持側部材と、ジンバル部を介して上記支持側部材により支持される本体との間に緩衝材を配しておくと、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。
【００４２】
ジンバル部は水平方向２軸を鉛直方向においてずれた位置に配したものとすることで外形を細くしつつ鉛直精度の高いものを得ることができる。
【００４３】
また、ジンバル部の２軸が自動調心機能を有するベアリングで形成されたものとすると、さらに精度を高くすることができる。
【００４４】
前記の各支持脚は断面円弧状で閉脚時に本体外周面を覆うものとするのが外形を細くする点での効果が大きい。
【００４５】
柱状のものとする場合は、その閉脚時に本体の外周面に設けた縦溝に支持脚が納まるようにしておくことで外形を細くすることができる。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
本体への支持脚の取り付けは、支持脚を開閉自在に支持するリング状の台座を設けて、本体が挿通される該台座にジンバル部の２軸のうちの本体外周面より突出する１軸を回動自在に保持されたものとすると構造が簡単ですむ。
【００４９】
本体に対して支持脚を着脱自在とすれば、さらに小型で携帯性に富んだものとすることができるものであり、長さの異なる支持脚を用意しておけば、支持脚の交換で水平ライン光の高さを変更することができる。
【００５０】
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本体が備えていると、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。
【００５１】
ジンバル部より下方に位置する電源を錘とすれば、別途錘を設ける必要がなくなるために小型軽量化を図ることができ、さらに電源を着脱自在としておくのも好ましい。
【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を示す斜視図である。
【図２】同上の支持脚を閉じた状態の斜視図である。
【図３】同上の概略断面図である。
【図４】  (a)(b)は同上の光出射ユニットの２つの例を示す概略斜視図である。
【図５】同上のジンバル部の概略構成を示す正面図である。
【図６】同上の電池着脱構成を示す斜視図である。
【図７】支持脚の他例を示す斜視図である。
【図８】支持脚のさらに他例を示す斜視図である。
【図９】支持脚の別の例を示す斜視図である。
【図１０】電源スイッチの一例を示すもので、(a)は斜視図、(b)(c)はオンオフ構造の説明図である。
【図１１】ジンバル部の他例を示すもので、(a)は概略斜視図、(b)は概略断面図である。
【図１２】ジンバル部のさらに他例を示す斜視図である。
【図１３】光学系の他例を示す概略断面図である。
【図１４】光学系のさらに他例を示す概略断面図である。
【図１５】別の例の概略断面図である。
【図１６】保護キャップを設けた例の概略断面図である。
【図１７】保護キャップの他例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  本体
２  支持脚
３  光学系
４  ジンバル部
５  下方基準点放射部
１５  電池
３０  レーザー光源部
３６  ハーフミラー
３７  円筒レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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