(57)【要約】【課題】緩衝体の体積を小さくしても耐衝撃性に優れた墨出し器を、低コストで提供する。【解決手段】ジンバル機構３０によって揺動体２０が揺動可能に支持され、揺動体２０に取り付けられた光源ユニット５２，５４からライン光が放射される墨出し器。ジンバル機構３０は、固定の支持体１０に対して揺動体２０を揺動可能に支持する軸４２を有し、軸４２は、両端部外周が支持体１０に保持されている緩衝体４０に囲まれ緩衝体４０を介して支持体１０に支持されている。各緩衝体４０は、軸４２が挿入される円筒形の有底穴を有し、この有底穴に軸４２の端部が挿入されることにより軸４２の外周が緩衝体４０で囲まれ、軸４２の両端面が緩衝体４０の上記穴の底面に対向するように構成する。【選択図】図１
2006250570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジンバル機構によって揺動体が揺動可能に支持され、揺動体に取り付けられた光源ユニットからライン光が放射される墨出し器であって、
上記ジンバル機構は、固定された支持体に対して上記揺動体を揺動可能に支持する軸を有し、
上記軸は、その両端部外周が上記支持体に保持されている緩衝体に囲まれてこの緩衝体を介して上記支持体に支持されていることを特徴とする墨出し器。
【請求項２】
軸の両端部を支持する各緩衝体は、軸が挿入される円筒形の有底穴を有し、この有底穴に軸の端部が挿入されることにより軸の外周が緩衝体で囲まれるとともに、軸の両端面が緩衝体の上記穴の底面に対向する請求項１記載の墨出し器。
【請求項３】
軸の両端部は軸支部材の中心孔に挿入され、上記各軸支部材が緩衝体の有底穴に挿入されることにより、上記軸の両端部外周が上記軸支部材および緩衝体を介して支持体に支持されている請求項１記載の墨出し器。
【請求項４】
軸にはボールベアリングを介して中間支持体が回転自在に支持され、中間支持体は上記軸に対し直交する方向の第２の軸によって揺動体が揺動可能に支持されている請求項１記載の墨出し器。
【請求項５】
光源ユニットは、光源として半導体レーザーを有するレーザー光源ユニットである請求項１記載の墨出し器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザーなどの光源からの光束を一方向にのみ拡散して、鉛直方向または水平方向のライン光を対象面に照射する墨出し器に関するもので、特に、その衝撃吸収構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築現場では、柱や壁などの対象物の鉛直度や水平度の基準となる鉛直ライン光あるいは水平ライン光を照射する光学式墨出し器が使用されている。光学式墨出し器の光源はほとんどが半導体レーザーであり、一般的にはレーザー墨出し器と呼ばれている。レーザー墨出し器は、ジンバル機構ないしはジャイロ機構といわれる機構によって常に鉛直方向の姿勢をとることができるように揺動部材を振り子状に吊り下げ、上記揺動部材で半導体レーザーを含む光源ユニットを支持している。光源ユニットは、光源としての半導体レーザーと、半導体レーザーから放射される発散光を平行光束に変換するコリメートレンズと、平行光束を一方向にのみ拡散するロッドレンズを有する。上記平行光束は、ロッドレンズにその中心軸線に直交する方向から入射することにより、ロッドレンズで屈折されて上記中心軸線に直交する方向にのみ扇形に拡散される。この拡散光を建物の壁面、天井面、床面などに照射することにより、光による直線状のラインを描くことができる。そこで、上記光源ユニットをそのロッドレンズの中心軸線が水平になるように上記揺動部材に取り付けることによって鉛直方向のライン光を照射することができる。また、上記光源ユニットをそのロッドレンズの中心軸線が鉛直になるように上記揺動部材に取り付けることによって水平方向のライン光を照射することができる。以上がレーザー墨出し器の原理である。
【０００３】
レーザー墨出し器は、上記ように、光源ユニットを支持した揺動部材がジンバル機構ないしはジャイロ機構によって揺動可能に支持されている。レーザー墨出し器は、鉛直方向あるいは水平方向のライン光を精度よく照射する必要があり、そのためには、ジンバル機構ないしはジャイロ機構の摩擦抵抗ができるだけ小さいことが望まれる。そこで、ジンバル機構ないしはジャイロ機構の軸受け部分は、一般的にはボールベアリングとこれによって回転自在に支持される軸を主体として構成される。ところが、レーザー墨出し器のジンバル機構ないしはジャイロ機構に用いられるボールベアリングは、できるだけ摩擦抵抗の小さいものが選定されていて、耐衝撃性に難点がある。したがって、レーザー墨出し器を使用中に誤って倒しただけでも、ベアリング部が衝撃力によってダメージを受け、摩擦抵抗が大きくなって、照射されるライン光の精度が劣化するという問題点がある。
【０００４】
そこで、レーザー光照射装置を第１支軸で揺動可能に軸支する第１支持体と、この第１支持体を第１支軸と直交する第２支軸で揺動可能に軸支する第２支持体と、第２支持体を保持するための保持部を設けた支持部材とを備え、第２支持体の前後方向、左右方向、上下方向の各両側に緩衝体を介在させた状態で第２支持体を上記保持部に保持したレーザー墨出し器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。上記「レーザー光照射装置」とは、レーザー光源を含む前記揺動部材に対応する部材である。第１支軸、第２支軸、第２支持体は、ジンバル機構ないしはジャイロ機構を構成している。上記緩衝体は、固定側の上記保持部側に加わった衝撃力が、上記ジンバル機構ないしはジャイロ機構とこれによって揺動可能に支持されている揺動体に伝達されるのを軽減して、ジンバル機構ないしはジャイロ機構がダメージを受けにくくしている。
【０００５】
特許文献１記載の発明によれば、レーザー墨出し器を倒し、あるいは落としたときに、ジンバル機構ないしはジャイロ機構を保護するのに効果的である。しかしながら、特許文献１記載の発明における上記緩衝体は、第２支持体の外側面、上下面、両側面全体を包み込むように構成する必要があることから、緩衝体の面積および体積が大きくなり、緩衝体がコスト高になること、そして緩衝体が存在することによってレーザー墨出し器の体積が大きくなるという難点がある。また、第２支持体も含めて、ジンバル機構ないしはジャイロ機構と揺動体とを緩衝する必要があって、緩衝する対象が多く、その分緩衝効果を高める必要がある。このことが緩衝体の体積が大きくなる一因ともなっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３０１７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上説明した従来技術の問題点を解消するためになされたもので、緩衝体の体積を小さくしても耐衝撃性に優れた墨出し器を、低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ジンバル機構によって揺動体が揺動可能に支持され、揺動体に取り付けられた光源ユニットからライン光が放射される墨出し器であって、上記ジンバル機構は、固定された支持体に対して上記揺動体を揺動可能に支持する軸を有し、この軸は、その両端部外周が上記支持体に保持されている緩衝体に囲まれてこの緩衝体を介して上記支持体に支持されていることを最も主要な特徴とする。
上記軸の両端部を支持する各緩衝体は、軸が挿入される円筒形の有底穴を有し、この有底穴に軸の端部が挿入されることにより軸の外周が緩衝体で囲まれるとともに、軸の両端面が緩衝体の上記穴の底面に対向するように構成するとなおよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ジンバル機構の一部を構成する軸を直接、緩衝体を介して支持体で支持しているため、部品点数を削減することができる。また、緩衝体は軸を緩衝すればよいので小さな体積でよく、耐衝撃性を備えた墨出し器でありながら、コンパクトな、また低コストの墨出し器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる墨出し器の実施例を、図面を参照しながら説明する。
図示の実施例はレーザー墨出し器の例である。まず、レーザー墨出し器の概要を説明し、その後に具体的な構成を説明することにする。図１、図２において、符号１０はやぐら型の支持台を示している。支持台１０は図示されないベース上に立てて固定されている。支持台１０の上部はジンバル機構３０の取り付け部となっていて、ここに取り付けられたジンバル機構３０によって揺動体２０が揺動可能にかつ常に鉛直方向の姿勢を保つように吊り下げられている。揺動体２０の上部はジンバル機構３０よりも上方に突出していて、この揺動体の上部に、水平方向のライン光を放射する光源ユニット５２と、鉛直方向のライン光を放射する光源ユニット５４が取り付けられている。
【００１１】
上記ジンバル機構の詳細な構成を、図３ないし図５を併せて参照しながら説明する。支持台１０は例えばプラスチックの一体成形品からなり、上部は四角形の筒型になっていて、相対向する一対の壁１２の内面側には、上側から下に向かって切り込まれた形で、下部が半円をなす馬蹄形の凹部１４が形成されている。この一対の凹部１４にはそれぞれ緩衝体４０が落とし込まれて、緩衝体４０が支持台１０に保持されている。緩衝体４０の外形は凹部１４の形に合わせて馬蹄形をなし、凹部１４を埋め合わせている。各緩衝体４０には相対向する面側から円筒形の穴が形成されている。この穴は緩衝体４０を突き抜けないように有底の穴になっている。各緩衝体４０の上記穴には円筒形の軸支部材４４が嵌められ、一対の軸支部材４４の中心孔には軸４２の各端部が挿入され、各軸支部材４４に半径方向外側からねじ込まれたイモねじ４６によって軸４２と各軸支部材４４が一体に結合されている。イモねじ４６は軸支部材４４の外周面よりも内周側に入り込んでいて、この状態で各軸支部材４４が緩衝体４０の穴に挿入されている。各緩衝体４０の材質として、ソルボセイン、ブチルゴムなどの高緩衝材を使用すると効果的である。
【００１２】
支持台１０の上記一対の壁１２の上面には押さえ板４８が置かれ、ビス５０で押さえ板４８が支持台１０に固定されることにより、各緩衝体４０が凹部１４から上側に抜け落ちるのを押さえ板４８が防止している。また、上記のように各緩衝体４０の軸支部材４４を受け入れる穴は有底の穴になっていて、軸４２の各端面または軸支部材４４の端面が上記穴の底面に対向しかつ上記穴の底面に当たることによって、各緩衝体４０が凹部１４から支持台１０の内方に抜け落ちるのを防止している。以上の構成を換言すれば、軸４２の両端部は軸支部材４４の中心孔に挿入され、各軸支部材４４が緩衝体４０の有底穴に挿入されることにより、上記軸４２の両端部外周が軸支部材４４および緩衝体４０を介して支持体１０に支持されていることになる。
【００１３】
上記軸４２は、中間支持体３１を水平方向に貫いている。中間支持体３１は上面側から見て四角形の枠型になっていて、相対向する一対の壁を上記軸４２が貫通するとともに、上記一対の壁に嵌め込まれたボールベアリング３２によって軸４２を回転自在に支持している。逆に言えば、中間支持体３１は軸４２によって回転自在に支持されている。
【００１４】
上記軸４２を第１の軸とすると、中間支持体３１は軸４２の上方において軸４２に対し直交する方向に第２の軸を支持している。この第２の軸によって揺動体２０が支持され、揺動体２０は第２の軸を中心に揺動自在となっている。第２の軸による揺動体２０の具体的な支持構造は図示されていないが、揺動体２０は円形の軸受け保持孔３６を有し、この軸受け保持孔３６に図示されないボールベアリングが嵌め込まれ、このボールベアリングによって上記第２の軸が回転自在に支持されている。第２の軸を中心とする揺動体２０の揺動面は軸４２の中心軸線を含む垂直方向の面であって、この揺動体２０の揺動に対して軸４２が干渉しないように、揺動体２０には軸４２に対する逃げ孔２６が形成されている（図１参照）。
【００１５】
以上説明したように、ジンバル機構３０は、支持台１０で支持された水平方向の軸４２と、軸４２を中心に回転自在に支持された中間支持体３１と、中間支持体３１に上記軸４２と直交する方向に支持された第２の軸によって構成されている。そして、上記第２の軸を中心にして揺動自在に支持された揺動体２０は、上記第２の軸を中心に揺動可能であることはもちろん、揺動体２０を支持している中間支持体３１が軸４２を中心に回転可能となっているため、揺動体２０は支持体１０に対してあらゆる方向に揺動することができる。したがって、支持体１０が傾いても、揺動体２０は常に鉛直方向の姿勢をとることができ、常に鉛直方向の姿勢をとるようにバランス調整される。
【００１６】
揺動体２０は下端に錘取り付け部２４が水平方向に向けて一体成形されていて、この錘取り付け部２４の下面には平板状の錘６０が取り付けられている。揺動体２０の上部はジンバル機構３０より上側に突き出ていて、この突き出した部分は四角の枠型の光源ユニット取り付け部２２となっている。光源ユニット取り付け部２２の枠内には水平方向のライン光を放射する光源ユニット５２が光軸を水平方向に向けて取り付けられている。光源ユニット取り付け部２２の上端には、鉛直方向のライン光を放射する光源ユニット５４が光軸を斜め上方に向けて取り付けられている。光源ユニット５２と光源ユニット５４はいずれも、光源として半導体レーザーを有するレーザー光源ユニットである。各光源ユニット５２，５４は、半導体レーザーと、半導体レーザーから放射される発散性のレーザー光を平行光束にするコリメートレンズを有するとともに、平行光束を一方向にのみ拡散する円柱形のロッドレンズを有する。光源ユニット５２が有するロッドレンズ５３はその中心軸線が鉛直になるように揺動対２０に取り付けられ、ロッドレンズ５３の中心軸線に対し直交する方向からレーザーの平行光束が入射することにより、レーザー光束が水平方向にのみ拡散されて放射され、建物の壁面などに水平方向のライン光を照射することができるようになっている。光源ユニット５４が有するロッドレンズ５５はその中心軸線が水平になるように揺動体２０に取り付けられ、ロッドレンズ５５の中心軸線に対し直交する方向からレーザーの平行光束が入射することにより、レーザー光束が鉛直方向にのみ拡散されて放射され、建物の天井面、壁面、床面などに鉛直方向のライン光を照射することができるようになっている。前述の揺動体２０のバランス調整は、光源ユニット５２，５４を取り付けた状態で行われる。
【００１７】
上記実施例において最も特徴とする構成は、緩衝体４０およびこれによって支持されるジンバル機構３０の部分にある。対をなす緩衝体４０は、軸４２の両端部を、軸支部材４４を介して軸４２の中心軸線の周りから包み込んでいるため、軸４２の周りから軸４２およびボールベアリング３２に加わる衝撃力を軽減することができる。また、軸４２の中心軸線方向から衝撃力が加わると、軸４２および軸支部材４４の端面が一対の緩衝体４０のうち、一方の緩衝体４０の内底面に当たって緩衝され、軸４２およびボールベアリング３２に加わる衝撃力を軽減することができる。
【００１８】
上記緩衝体４０は、ジンバル機構３０の一部を構成する軸４２を緩衝するようになっていて、軸４２の支持体を緩衝するものではない。前記特許文献１記載の発明は、ジンバル機構を支持する支持体を、緩衝体を介して支持している。これを図示の本発明の実施例に対応させて説明すると、支持体１０の上部に、緩衝体４０を介して第２の支持体を取り付け、この第２の支持体によって上記軸４２に相当する軸を支持している。これに対して本願発明の実施例では、第２の支持体に相当するものがなく、ジンバル機構の一部を構成する軸４２を直接、緩衝体４０を介して支持体１０で支持している。したがって、部品点数を削減することができるとともに、緩衝体４０は軸４２を緩衝すればよいので小さな体積でよく、耐衝撃性を備えた墨出し器でありながら、コンパクトな墨出し器を得ることができる。
【００１９】
軸４２は、これを緩衝体４０に直接挿入してもよいが、図示の実施例のように軸４２の外周に挿入した軸支部材４４を緩衝体４０に挿入することにより、緩衝体４０に対する接触面積を増大させることができ、衝撃が加わったときの緩衝能力を高めて、ジンバル機構３０に与えるダメージを軽減することができる。
【００２０】
なお、「ジンバル機構」は「ジャイロ機構」という場合もある。
図示の実施例では、水平方向のライン光と鉛直方向のライン光を照射するためにそれぞれ１個ずつ光源ユニットが揺動体１０に取り付けられているが、光源ユニットの構成は任意である。
図示の例では、緩衝体４０が第１の軸としての軸４２を支持する部分にのみ使用されているものとして説明したが、軸４２に直交する方向の第２の軸を支持する部分にも緩衝体を使用すると、さらに緩衝効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかる墨出し器の実施例を示す一部断面側面図である。
【図２】上記実施例の分解斜視図である。
【図３】上記実施例の支持体を示す平面図である。
【図４】図３中の線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。
【図５】図３中の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０    支持体
２０    揺動体
３０    ジンバル機構
３１    中間支持体
３２    ボールベアリング
４０    緩衝体
４２    軸
４４    軸支部材
５２    光源ユニット
５４    光源ユニット
【図１】
2006250570.tif 000003
【図２】
2006250570.tif 000004
【図３】
2006250570.tif 000005
【図４】
2006250570.tif 000006
【図５】
2006250570.tif 000007