(57)【要約】【課題】ライン光の調整を簡単、且つ、高精度に行うことができるレーザ墨出し器を提供すること。【解決手段】鉛直機構に支持された鏡筒５と、該鏡筒５に設けられたレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザビームを分割するビームスプリッタと、前記鏡筒に回動可能に支持され、前記ビームスプリッタによって分岐されたレーザビームの光路を調整する偏角レンズと、レーザビームをライン光２９に変換する変換レンズ２３を保持するレンズホルダ２４を備えたレーザ墨出し器において、前記鏡筒５の端部に、レーザビームが通過する貫通孔が形成された第１調整部材１７を保持する壁部材（凹溝）と、該壁部材（凹溝）に前記第１調整部材１７の位置を調整する第１位置調整手段（調整ネジ）２７を設ける。【選択図】図１３
2008122110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直機構に支持された鏡筒と、該鏡筒に設けられたレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザビームを分割するビームスプリッタと、前記鏡筒に回動可能に支持され、前記ビームスプリッタによって分岐されたレーザビームの光路を調整する偏角レンズと、レーザビームをライン光に変換する変換レンズを保持するレンズホルダを備えたレーザ墨出し器において、
前記鏡筒の端部に、レーザビームが通過する貫通孔が形成された第１調整部材を保持する壁部材と、該壁部材に前記第１調整部材の位置を調整する第１位置調整手段を設けたことを特徴とするレーザ墨出し器。
【請求項２】
前記壁部材を凹溝で構成し、該凹溝に前記第１調整部材をレーザビームの光路を中心に回転可能に嵌合し、前記第１位置調整手段によって前記第１調整部材の位置を調整可能としたことを特徴とする請求項１記載のレーザ墨出し器。
【請求項３】
前記壁部材を凹溝で構成し、該凹溝に前記第１調整部材をレーザビームの光路を中心に回転可能に嵌合した際、前記凹溝の第１内径部と前記第１調整部材の第１内径部との間に隙間を設け、前記第１位置調整手段の出し入れにより、前記第１調整部材をレーザビームの光路を中心として前記隙間内で回転させてその位置を調整するようにしたことを特徴とする請求項２記載のレーザ墨出し器。
【請求項４】
前記第１位置調整手段を少なくとも２つ設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のレーザ墨出し器。
【請求項５】
前記第１調整部材をレーザビームの通過方向から鏡筒に固定するための固定手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のレーザ墨出し器。
【請求項６】
レーザビームが通過する貫通孔が形成された第２調整部材の位置を、レーザビームの通過方向に直交する方向に配置された丸ピンを介して前記第１調整部材に連結する第２位置調整手段によって前記丸ピンを中心として調整可能としたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のレーザ墨出し器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源から出射されたレーザビームをライン光に変換して照射することによって墨出しを行うレーザ墨出し器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ墨出し器として、１つのレーザ光源から出射されるレーザビームを、ハーフミラーを有するビームスプリッタにて複数のレーザビームに分光してライン光に変換するレンズを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
斯かるレーザ墨出し器においては、第１フランジの先に、レーザビームが通過する貫通孔を有する第２フランジが第１フランジに対して回動可能に軸支されている。そして、第１フランジに設けられたねじ孔に、第２フランジに形成されたＵ溝を介して回動調整手段である偏心ねじが螺合され、該偏心ねじを回転させることによって第２フランジが第１フランジに対して回転調整されるよう構成されている。このようにして第２フランジが回転調整されると、該第２フランジはねじで第１フランジに固定される。
【０００４】
第２フランジには、変換レンズであるロッドレンズを収納するレンズホルダがピンで連結されている。又、レンズホルダと第２フランジ間には、ピンと直交する方向に弾性手段である圧縮ばねと調整ねじを配置し、調整ねじの進退によってレンズホルダがレーザビームの前後方向に揺動するよう構成されている。ここで、ロッドレンズは、レンズホルダの先端に形成されたＶ溝に取り付けられ、ホルダで押さえられてねじで固定されていた。
【特許文献１】特開２００６−０４７１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のレーザ墨出し器では、ライン変換レンズの位置調整や水平ライン光と垂直ライン光の直交調整等が面倒であるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ライン光の調整を簡単、且つ、高精度に行うことができるレーザ墨出し器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、鉛直機構に支持された鏡筒と、該鏡筒に設けられたレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザビームを分割するビームスプリッタと、前記鏡筒に回動可能に支持され、前記ビームスプリッタによって分岐されたレーザビームの光路を調整する偏角レンズと、レーザビームをライン光に変換する変換レンズを保持するレンズホルダを備えたレーザ墨出し器において、前記鏡筒の端部に、レーザビームが通過する貫通孔が形成された第１調整部材を保持する壁部材と、該壁部材に前記第１調整部材の位置を調整する第１位置調整手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記壁部材を凹溝で構成し、該凹溝に前記第１調整部材をレーザビームの光路を中心に回転可能に嵌合し、前記第１位置調整手段によって前記第１調整部材の位置を調整可能としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記壁部材を凹溝で構成し、該凹溝に前記第１調整部材をレーザビームの光路を中心に回転可能に嵌合した際、前記凹溝の第１内径部と前記第１調整部材の第１内径部との間に隙間を設け、前記第１位置調整手段の出し入れにより、前記第１調整部材をレーザビームの光路を中心として前記隙間内で回転させてその位置を調整するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記第１位置調整手段を少なくとも２つ設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記第１調整部材をレーザビームの通過方向から鏡筒に固定するための固定手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、レーザビームが通過する貫通孔が形成された第２調整部材の位置を、レーザビームの通過方向に直交する方向に配置された丸ピンを介して前記第１調整部材に連結する第２位置調整手段によって前記丸ピンを中心として調整可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、壁部材に保持された第１調整部材の位置を第１位置調整手段によって調整することによってライン光の調整を簡単、且つ、高精度に行うことができる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、壁部材である凹溝内で第１調整部材をレーザビームの光路を中心に回転させることによってその位置を調整するようにしたため、変換レンズで変換された水平ライン光の調整を簡単且つ高精度に行うことができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、壁部材である凹溝と第１調整部材との間に形成された隙間分だけ第１調整部材の位置を調整するため、該第１調整部材の位置を微調整してライン光の調整を簡単、且つ、高精度に行うことができる。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、第１位置調整手段を少なくとも２つ設けたため、第１調整部材の位置を微調整してライン光の調整を簡単、且つ、高精度に行うことができる。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、回転角が調整された第１調整部材を固定手段によって鏡筒に固定することができるため、より精度の高い製品が得られる。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、第２調整部材の位置を、第２調整手段によってレーザビームの通過方向に直交する方向に配置された丸ピンを中心として調整可能としたため、互いに直交する２つのライン光の調整を簡単、且つ、高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係るレーザ墨出し器の破断側面図、図２は図１のＡ部拡大詳細図、図３は図２の矢視Ａ方向の図、図４は図３のＤ−Ｄ線断面図、図５は図２のＣ−Ｃ線断面図、図６は図３から見た鏡筒凹溝の説明図、図７は図２から見た鏡筒凹溝の説明図、図８はビームスプリッタによって分岐されるレーザビーム光路を示す図１の上面図、図９はビームスプリッタによって分岐されるレーザビーム光路を示す図１の部分拡大図である。
【００２１】
図１に示すレーザ墨出し器においては、スタンド１上に回転可能なベース２が設けられ、該ベース２上にフレーム３が立設されている。そして、フレーム３上には鉛直機構を構成するジンパル機構４が配置され、このジンバル機構４には鏡筒５が鉛直に懸架されており、この鏡筒５には、鉛直方向に垂直に支持されたレーザ光源６が設けられている。
【００２２】
上記鏡筒５の内部には、前記レーザ光源６から出射されたレーザビーム７を複数のレーザビーム１１，１２に分岐するビームスプリッタ８（図９参照）が固定されている。このビームスプリッタ８は、図９に示すように、レーザ光源６から入射したレーザビーム７を第１ハーフミラー９で直交方向（水平レーザビーム１１）と直進方向に分岐する。そして、直進方向に分岐されたレーザビーム７は、第２ハーフミラー１０で斜め上方（垂直レーザビーム１２）に分岐される。
【００２３】
而して、それぞれに分岐されたレーザビーム１１，１２は、進行方向を微小に変えられる偏角レンズ１４（図１、図２及び図４参照）を通過する。偏角レンズ１４は楔形をした円柱のレンズであって、外周にねじ部を有するスリーブ１５の内側に接着剤等で固定されており、スリーブ１５は、鏡筒５の出射口に螺着されている。ここで、スリーブ１５は、後述する偏角レンズ１４の調整が終わった後に、固定手段であるナット１６により鏡筒５の出射口に固定される。尚、スリーブ１５の固定手段はナット１６に限らず、接着剤等での固定手段を用いても良く、双方の部材に係合するピン等で回り止めを行っても良い。
【００２４】
次に、鏡筒５の偏角レンズ１４を固定する端部には、図６及び図７に示すように、レーザビーム１１，１２の光軸に対して円筒状に形成された円筒部と、該円筒部から対称に直線状に形成された直線部から成る壁部材として凹溝２５が形成されており、レーザビーム１１，１２のビーム径とほぼ同等か若干大きな貫通孔が形成された第１調整部材１７（図２、図４及び図５参照）が鏡筒５の前記凹溝２５に回転可能に嵌合支持されている。ここで、第１調整部材１７は、凹溝２５の円筒部に嵌合される円形部と、前記凹溝２５の直線部に嵌合される直線部から構成されている。又、この第１調整部材１７の円形部の外径は、凹溝２５の円筒部の内径部２６と同等か若干小さく設定され、該第１調整部材１７は、鏡筒５の凹溝２５の底面３３に嵌合され、レーザビーム１１，１２の光軸に対して回転可能に設けられている。尚、第１調整部材１７の直線部の側面と凹溝２５の直線部の内側面との間には隙間が形成されている。
【００２５】
又、図３及び図５に示すように、鏡筒５にはレーザビーム１１，１２の通過方向と直交する方向であって、凹溝２５の中心（レーザビームの通過孔）から離れた箇所、即ち凹溝２５の直線部に第１位置調整手段である調整ネジ２７がそれぞれ螺合しており、これらの調整ネジ２７の進退動によって第１調整部材１７の回転角の微調整ができるよう構成されている。従って、凹溝２５の直線部に設けられた調整ネジ２７の進退動によって、第１調整部材１７は、該第１調整部材と凹溝２５の直線部間に形成された隙間分だけ円周方向に移動可能となるため、その回転角の微調整ができるようになる。尚、凹溝２５の円筒部内径と第１調整部材１７の円形部外径はほぼ同一寸法であるため、第１調整部材１７は、前後左右方向には移動せず、調整ネジ２７の進退動によって円周方向に回転する。そして、回転角が微調整された第１調整部材１７は、レーザビーム１１，１２の通過方向から固定ネジ２８で鏡筒５に固定される。
【００２６】
更に、レーザビーム１１，１２が通過する第１調整部材１７の外側には、ビーム径とほぼ同等か若干大きな貫通孔が形成された第２調整部材１９が配設されており、図４及び図５に示すように、第１調整部材１７と第２調整部材１９の間には、レーザビーム１１，１２の光路に対して直交する方向に軸芯を有する丸ピン２０が接触するよう設けられ、第１調整部材１７と第２調整部材１９の丸ピン２０が接触する部位には、丸ピン２０を位置決めするためのＶ溝２１（図２参照）が形成されており、第１調整部材１７と第２調整部材１９は、レーザビーム１１，１２の光路と直交する方向に丸ピン２０の軸芯の外側２箇所に設けられた調整ネジ２２（図２及び図３参照）によって連結され、２箇所の調整ネジ２２の進退動によって第２調整部材１９が丸ピン２０の軸芯を中心として回転してその角度が微調整され、角度が微調整された第２調整部材１９は適所で固定される。
【００２７】
又、図２〜図４に示すように、第２調整部材１９にはレンズホルダ２４が２本の固定ネジ２８によって取り付けられており、このレンズホルダ２４には、レーザビーム１１，１２をそれぞれ水平及び垂直方向のライン光２９，３０（図１６参照）に変換するための変換レンズ２３が保持されている。
【００２８】
ところで、図１に示すように、ジンパル機構４に懸架された鏡筒５には、鉛直のバランスを取るためのウエイト３１と制動用のブレーキ装置３２が備えられている。
【００２９】
次に、以上のように構成されたレーザ墨出し器におけるライン光２９，３０の調整方法を図１０〜図１６を参照しながら以下に説明する。
【００３０】
尚、図１０は偏角レンズによるレーザビームの角度補正を説明する図、図１１は水平レーザビームの調整方法を説明する図、図１２は垂直レーザビームの調整方法を説明する図、図１３（ａ）〜（ｃ）はライン光の傾斜角の調整方法を説明する図、図１４は図１３（ａ）の矢視Ｅ方向の図（平面図）、図１５は図１４のＦ−Ｆ線断面図、図１６はライン光の説明図である。
【００３１】
図１に示すレーザ墨出し器の照射可能なライン光は、図１６に示す水平ライン光２９と、該水平ライン光２９に直交する垂直ライン光３０である。
【００３２】
レーザ光源６から出射したレーザビーム７は、図８及び図９に示すように、レーザ光源６やビームスプリッタ８等の部品精度のバラツキ等のために、入射位置に対する出射位置に誤差δ１〜δ３が発生したり、角度誤差θ１〜θ３が発生する。このような誤差を修正するために図１０に示す偏角レンズ１４が設けられており、ビームスピリッタ８で分岐されたレーザビーム１１，１２が通過する偏角レンズ１４を取り付けたスリーブ１５を回転させることによって、レーザビーム１１，１２の誤差を補正することができる。尚、偏角レンズ１４の楔の角度θｄは１〜１．５°程度であるが、この数値に限定されるものではない。
【００３３】
図１１及び図１２はビームスピリッタ８で分岐されたレーザビーム１１，１２を偏角レンズ１４で調整する調整位置を示す。この調整は、第１調整部材１７、第２調整部材１９、変換レンズ２３等が取り付けられていない状態で行い、偏角レンズ１４から出射されるレーザビーム１１，１２の照射位置で確認する。
【００３４】
図１１は水平レーザビーム１１の調整方法を示し、偏角レンズ１４を回転させると水平レーザビーム１１は０１の軌跡を描いて回転する。水平の場合は基準となる水平基準線上のｘ１かｘ２の点に合わせる。水平レーザビーム１１が水平基準線上にないと、変換後の水平ライン光２９が前下がりか前上がりのライン光になり、図１６に示すα２の角度が直角でなくなる。
【００３５】
図１０は垂直レーザビーム１２の調整方法を示し、偏角レンズ１４を回転させると垂直レーザビーム１２は０２の軌跡を描いて回転する。垂直の場合は基準となる垂直基準線上のｙ１かｙ２の点に合わせる。垂直レーザビーム１２が垂直基準線上にないと、変換後の垂直ライン光３０が水平ライン光２９に対して成す図１４に示す角度α２が直角でなくなる。
【００３６】
以上のようにして偏角レンズ１４を用いてレーザビーム１１，１２を調整した後、第１調整部材１７に丸ピン２０を介して第２調整部材１９を調整ネジ２２を用いて概略固定し、第２調整部材１９にはライン変換レンズ２３を保持するレンズホルダ２４を固定し、第１調整部材１７を鏡筒５の凹溝２５に挿入し、該第１調整部材１７をレーザビーム１１，１２の光軸に対して回転させて水平ライン光２９を調整する。
【００３７】
即ち、図１３（ａ）に示す状態から図１３（ｂ）に示すように一方（図の上方）の調整ネジ２７を矢印方向に前進させ、他方（図の下方）の調整ネジ２７を矢印方向に後退させれば、水平ライン光２９は鎖線位置から反時計方向に回動して実線位置へと調整される。又、逆に図１３（ａ）に示す状態から図１３（ｃ）に示すように一方（図の上方）の調整ネジ２７を矢印方向に後退させ、他方（図の下方）の調整ネジ２７を矢印方向に前進させれば、水平ライン光２９は鎖線位置から時計方向に回動して実線位置へと調整される。
【００３８】
以上のように、水平ライン光２９は、図１３（ｂ）に示すようにライン照射側から見て左側（反時計方向）に回転した場合は、レンズ中心よりも左側が下がり、右側が上がる傾斜となり、逆に図１３（ｃ）に示すように右側（時計方向）に回転させた場合は、レンズ中心よりも左側が上がり、右側が下がる傾斜となる。垂直ライン光３０についても同様である。
【００３９】
以上の調整は、鏡筒５に設けた調整ネジ２７の出し入れで第１調整部材１７の回転角を微調整をすることによってなされる。そして、第１調整部材１７の角度調整がなされた後は、該第１調整部材１７は固定ネジ２８によって鏡筒５に固定される。
【００４０】
次に、第１調整部材１７と第２調整部材１９を連結している丸ピン２０の両側に配置した２本の調整ネジ２２の出し入れによって丸ピン２０の軸芯を起点に第２調整部材１９を回転させることによって、該第２調整部材１９の角度を微調整する。
【００４１】
水平ライン光２９は、側面及びライン照射側から見て第２調整部材１９を軸芯に対して右側に回転させた場合にはライン照射側から見てＵ字形の湾曲し、逆に左側に回転させた場合にはライン照射側から見て逆Ｕ字形に湾曲する。垂直ライン光３０についても同様である。
【００４２】
以上説明した方法によって水平ライン２９は地軸に対し水平（一直線）に、垂直ライン光３０は地軸に対し垂直（一直線）になるよう調整される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るレーザ墨出し器の破断側面図である。
【図２】図１のＡ部拡大詳細図である。
【図３】図２の矢視Ａ方向の図である。
【図４】図３のＤ−Ｄ線断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図３から見た鏡筒凹溝の説明図である。
【図７】図２から見た鏡筒凹溝の説明図である。
【図８】ビームスプリッタによって分岐されるレーザビーム光路を示す図１の上面図である。
【図９】ビームスプリッタによって分岐されるレーザビーム光路を示す図１の部分拡大図である。
【図１０】偏角レンズによるレーザビームの角度補正を説明する図である。
【図１１】水平レーザビームの調整方法を説明する図である。
【図１２】垂直レーザビームの調整方法を説明する図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）はライン光の傾斜角の調整方法を説明する図である。
【図１４】図１３（ａ）の矢視Ｅ方向の図（平面図）である。
【図１５】図１４のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１６】ライン光の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１        スタンド
２        ベース
３        フレーム
４        ジンバル機構
５        鏡筒
６        レーザ光源
７        レーザビーム
８        ビームスプリッタ
９        第１ハーフミラー
１０      第２ハーフミラー
１１      水平レーザビーム
１２      垂直レーザビーム
１４      偏角レンズ
１５      スリーブ
１６      ナット
１７      第１調整部材
１９      第２調整部材
２０      丸ピン
２１      Ｖ溝
２２      調整ネジ
２３      変換レンズ
２４      レンズホルダ
２５      凹溝
２６      凹溝内径部
２７      調整ネジ
２８      固定ネジ
２９      水平ライン光
３０      垂直ライン光
３１      バランスウエイト
３２      ブレーキ装置
３３      凹溝内径部の底面
【図１】
2008122110.tif 000003
【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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