(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）壁面を水平方向に走査する光ビーム３を受光するための光ビーム受光手段であって、この光ビーム受光手段は、上下に間隔をあけて配列される上受光素子ＰＢと下受光素子ＰＣとを有し、
これらの上下の受光素子ＰＢ，ＰＣの前記間隔および光ビーム３のスポット３ａの大きさは、走査される光ビーム３がこれらの上下の受光素子ＰＢ，ＰＣの中間部を走査する際に、両者の受光素子ＰＢ，ＰＣとも受光可能なように定められる光ビーム受光手段１０と、
（ｂ）前記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、
（ｃ）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、
（ｄ）前記墨出しユニットを、昇降用モータ６３の正逆回転によって、上下位置自在に昇降させるための昇降手段と、
（ｅ）前記墨出しユニットおよび前記昇降手段を搭載し、走行駆動する走行用モータ７７を有する走行台車と、
（ｆ）前記走行台車を操舵するための操舵手段と、
（ｇ）前記走行台車と前記壁面との相対位置を検出するための壁面検出手段であって、この壁面検出手段は、
走行台車の側部に設けられ、走行台車から前記壁面に向かって延び、軸１０７のまわりに角変位可能な長ロッド１０１と、
走行台車の前記側部に設けられ、走行台車から前記壁面に向かって延び、前記長ロッド１０１よりも短く、前記軸１０７のまわりに長ロッド１０１とは独立して角変位可能な短ロッド１０２と、
長ロッド１０１の角変位を検出する第１スイッチＳ１と、
短ロッド１０２の角変位を検出する第２スイッチＳ２とを有する壁面検出手段と、
（ｈ）前記光ビーム受光手段からの出力に応答し、
上受光素子ＰＢのみが光ビームを受光する第１受光モードであるとき、昇降手段の昇降用モータ６３によって墨出しユニットを上昇させ、
上下の受光素子ＰＢ，ＰＣの両者が光ビームを受光する第２受光モードであるとき、昇降手段の昇降用モータ６３は停止し、
下受光素子ＰＣのみが光ビームを受光する第３受光モードであるとき、昇降手段の昇降用モータ６３によって墨出しユニットを下降させる昇降制御手段と、
（ｉ）前記壁面検出手段からの出力に応答し、
第１および第２スイッチＳ１，Ｓ２がいずれも壁面を検出していないとき、操舵手段を走行台車が壁面に近付くように操縦させ、
第１スイッチＳ１が壁面を検出し、かつ第２スイッチＳ２が壁面を検出していないとき、操舵手段によって走行台車を直進させ、
第１および第２スイッチＳ１，Ｓ２がいずれも壁面を検出しているとき、操舵手段を走行台車が壁面から離れるように操縦させる操舵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】
上下の受光素子ＰＢ，ＰＣの各出力にそれぞれ関連するパルス信号を積分して滑らかな波形に整形するコンデンサＣ３〜Ｃ７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。
【請求項３】
（ｊ）第１、第２および第３発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３と、
（ｋ）光ビーム受光手段からの出力に応答し、前記第１受光モードであるとき、第１発光素子ＬＥＤ１を点灯し、
前記第２受光モードであるとき、第２発光素子ＬＥＤ２を点灯し、
前記第３受光モードであるとき、第３発光素子ＬＥＤ３を点灯する電気回路４３とを含むことを特徴とする請求項１または２記載の墨出し装置。
【請求項４】
マーキング手段は、光ビーム受光手段１０の背後に設けられ、
（Ｌ）壁面にマーキングするペン２８と、
（ｍ）光ビーム受光手段１０に固定される外筒２１と、
（ｎ）外筒２１内に摺動するように設けられる内筒２２と、
（ｏ）内筒２２に後方にばね力を与える第１コイルばね２４と、
（ｐ）内筒２２と摺動するように設けられ、ペン２８が設けられるペン把持筒２６と、
（ｑ）ペン把持筒２６に、前方にばね力を与える第２コイルばね２５と、
（ｒ）定常回転に保たれるマーキング用モータ１３と、
（ｓ）マーキング用モータ１３の動力によって回転され、内筒２２を往復運動させるカム１９と、
（ｔ）マーキング用モータ１３とカム１９との間に介在される電磁クラッチ１５と、
（ｕ）光ビーム受光手段からの出力に応答し、第１および第３受光モードであるとき、電磁クラッチ１５を動作させず、第２受光モードであるとき、電磁クラッチ１５を動作させて連結し、マーキングを行わせるペン作動部４４とを含むことを特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載の墨出し装置。
【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「Ｂｅａｍｅｒ２」、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、（ａ）壁面を水平方向に走査する光ビーム３を受光するための光ビーム受光手段であって、この光ビーム受光手段は、上下に間隔をあけて配列される上受光素子ＰＢと下受光素子ＰＣとを有し、
これらの上下の受光素子ＰＢ，ＰＣの前記間隔および光ビーム３のスポット３ａの大きさは、走査される光ビーム３がこれらの上下の受光素子ＰＢ，ＰＣの中間部を走査する際に、両者の受光素子ＰＢ，ＰＣとも受光可能なように定められる光ビーム受光手段１０と、
（ｂ）前記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、
（ｃ）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、
（ｄ）前記墨出しユニットを、昇降用モータ６３の正逆回転によって、上下位置自在に昇降させるための昇降手段と、
（ｅ）前記墨出しユニットおよび前記昇降手段を搭載し、走行駆動する走行用モータ７７を有する走行台車と、
（ｆ）前記走行台車を操舵するための操舵手段と、
（ｇ）前記走行台車と前記壁面との相対位置を検出するための壁面検出手段であって、この壁面検出手段は、
走行台車の側部に設けられ、走行台車から前記壁面に向かって延び、軸１０７のまわりに角変位可能な長ロッド１０１と、
走行台車の前記側部に設けられ、走行台車から前記壁面に向かって延び、前記長ロッド１０１よりも短く、前記軸１０７のまわりに長ロッド１０１とは独立して角変位可能な短ロッド１０２と、
長ロッド１０１の角変位を検出する第１スイッチＳ１と、
短ロッド１０２の角変位を検出する第２スイッチＳ２とを有する壁面検出手段と、
（ｈ）前記光ビーム受光手段からの出力に応答し、
上受光素子ＰＢのみが光ビームを受光する第１受光モードであるとき、昇降手段の昇降用モータ６３によって墨出しユニットを上昇させ、
上下の受光素子ＰＢ，ＰＣの両者が光ビームを受光する第２受光モードであるとき、昇降手段の昇降用モータ６３は停止し、
下受光素子ＰＣのみが光ビームを受光する第３受光モードであるとき、昇降手段の昇降用モータ６３によって墨出しユニットを下降させる昇降制御手段と、
（ｉ）前記壁面検出手段からの出力に応答し、
第１および第２スイッチＳ１，Ｓ２がいずれも壁面を検出していないとき、操舵手段を走行台車が壁面に近付くように操縦させ、
第１スイッチＳ１が壁面を検出し、かつ第２スイッチＳ２が壁面を検出していないとき、操舵手段によって走行台車を直進させ、
第１および第２スイッチＳ１，Ｓ２がいずれも壁面を検出しているとき、操舵手段を走行台車が壁面から離れるように操縦させる操舵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、上下の受光素子ＰＢ，ＰＣの各出力にそれぞれ関連するパルス信号を積分して滑らかな波形に整形するコンデンサＣ３〜Ｃ７を備えることを特徴とする。
また本発明は、（ｊ）第１、第２および第３発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３と、
（ｋ）光ビーム受光手段からの出力に応答し、前記第１受光モードであるとき、第１発光素子ＬＥＤ１を点灯し、
前記第２受光モードであるとき、第２発光素子ＬＥＤ２を点灯し、
前記第３受光モードであるとき、第３発光素子ＬＥＤ３を点灯する電気回路４３とを含むことを特徴とする。
また本発明は、マーキング手段は、光ビーム受光手段１０の背後に設けられ、
（Ｌ）壁面にマーキングするペン２８と、
（ｍ）光ビーム受光手段１０に固定される外筒２１と、
（ｎ）外筒２１内に摺動するように設けられる内筒２２と、
（ｏ）内筒２２に後方にばね力を与える第１コイルばね２４と、
（ｐ）内筒２２と摺動するように設けられ、ペン２８が設けられるペン把持筒２６と、
（ｑ）ペン把持筒２６に、前方にばね力を与える第２コイルばね２５と、
（ｒ）定常回転に保たれるマーキング用モータ１３と、
（ｓ）マーキング用モータ１３の動力によって回転され、内筒２２を往復運動させるカム１９と、
（ｔ）マーキング用モータ１３とカム１９との間に介在される電磁クラッチ１５と、
（ｕ）光ビーム受光手段からの出力に応答し、第１および第３受光モードであるとき、電磁クラッチ１５を動作させず、第２受光モードであるとき、電磁クラッチ１５を動作させて連結し、マーキングを行わせるペン作動部４４とを含むことを特徴とする。
【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。
【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の部分正面図で示すように、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ＰＡ、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。受光素子ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤの前記間隔および光ビーム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、両者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１０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１３の出力軸１４は、電磁クラッチ１５を介して回転軸１６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１８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２２の段差２２ａとの間が押し拡げられるように、すなわち内筒２２に、後方（図４の右方）にばね力を与えるコイルばね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、すなわちペン把持筒２６に、前方（図４の左方）にばね力を与えるコイルばね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１５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〜ＰＤ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Ｃ３、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ＶＤに対して所定の直流電圧を印加するための直流電源ＶＥ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Ｇ１０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Ｇ１８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Ｃ５、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、Ｒ１１、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ＬＥＤ１、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Ｒ１４、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、ＬＥＤ２、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ＳＷが投入され、モータ１３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Ｇ１５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（第１受光モード）、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（第２受光モード）、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Ｔ４が導通状態となり、電磁クラッチ１５が動作して連結し、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（第３受光モード）、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〜Ｇ４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Ｚ４、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ＣＣＷ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６０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６０ａ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１０１、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、１０６は、ハウジング部材１０８、１０９に固定された軸１０７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、１０２の静止位置を決定している。
【００４４】
揺動部材１０５、１０６には、ロッド１０１、１０２の反対方向に延出するように電極ロッド１０３、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、１１４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１０３、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１０１、１０２は静止位置を保ち、電極ロッド１０３、１０４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Ｓ１、Ｓ２の状態を検知することによって、ロッド１０１、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１００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１１５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ＳＬ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Ｇ２４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ＲＬ２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Ｇ２０、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ＯＮ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の一部を示す部分正面図である。
【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
【図１】
0003579458.tif 000002
【図２】
0003579458.tif 000003
【図３】
0003579458.tif 000004
【図４】
0003579458.tif 000005
【図５】
0003579458.tif 000006
【図６】
0003579458.tif 000007
【図７】
0003579458.tif 000008
【図８】
0003579458.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003579458.tif 000011
【図１１】
0003579458.tif 000012
【図１２】
0003579458.tif 000013
【図１３】
0003579458.tif 000014
【図１４】
0003579458.tif 000015
【図１５】
0003579458.tif 000016
【図１６】
0003579458.tif 000017