(57)【要約】【課題】複数のライン光の調整を容易、且つ、高精度に行うことができるとともに、環境や経年によっても高い精度を維持することができるレーザ墨出し器を提供すること。【解決手段】鏡筒５と、該鏡筒５に設けられたレーザ光源７と、ビームスプリッタと、該ビームスプリッタから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５の適所に前記レーザ光源７の外形と同等形状の筒状の収納孔（第１内径部）６を設け、該収納孔６にレーザ光源７を嵌着し、鏡筒５の収納孔６の一部に該収納孔６よりも大きな切欠き部８を形成し、該切欠き部８に、レーザ光源７の外形と同等形状の第２内径部９を有するクランプ１０をレーザ光源７の外径方向に遥動可能に設け、該クランプ７を反レーザ光源方向から押圧してレーザ光源７を固定する。【選択図】図４
2008122112.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岐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から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、前記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、
前記鏡筒の適所に前記レーザ光源の外形と同等形状の筒状の第１内径部を設け、該第１内径部の一部に切欠き部を形成し、該切欠き部に前記レーザ光源の外形と同等形状の第２内径部を有するクランプ部材を設けたことを特徴とするレーザ墨出し器。
【請求項２】
前記クランプ部材を前記レーザ光源の外径方向に揺動可能に設け、該クランプ部材を介して前記レーザ光源を押圧部材によってレーザ光源方向に押圧することによって該レーザ光源を前記鏡筒の第１内径部に固定する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】
前記レーザ光源をレーザビームの光路の直線上になる鏡筒内に設けたことを特徴とする請求項１又は２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においては、鏡筒の適所にレーザ光源の外径よりも大きな内径部が設けられ、この内径部の一端に開放された割り溝が形成され、内径部にレーザ光源を挿入し、割り溝部をネジ等の固定手段によって締め付けることによってレーザ光源が挟持固定されていた。又、レーザ光源をネジ等で直接固定したものもあった。
【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】
【０００３】
ところが、従来のようにレーザ光源を固定した場合、該レーザ光源の固定位置が遊動的であるため、ライン変換レンズの位置調整、更には水平ライン光と垂直ライン光の直交調整等が困難であるという問題があった。
【０００４】
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、複数のライン光の調整を容易、且つ、高精度に行うことができるとともに、環境や経年によっても高い精度を維持する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】
【０００５】
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岐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から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、前記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、前記鏡筒の適所に前記レーザ光源の外形と同等形状の筒状の第１内径部を設け、該第１内径部の一部に切欠き部を形成し、該切欠き部に前記レーザ光源の外形と同等形状の第２内径部を有するクランプ部材を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記クランプ部材を前記レーザ光源の外径方向に揺動可能に設け、該クランプ部材を介して前記レーザ光源を押圧部材によってレーザ光源方向に押圧することによって該レーザ光源を前記鏡筒の第１内径部に固定することを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記レーザ光源をレーザビームの光路の直線上になる鏡筒内に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、鏡筒の第１内径部の一部に形成された切欠き部に、レーザ光源の外形と同等形状の第２内径部を有するクランプ部材を設けたため、該クランプ部材とレーザ光源が面接触して両者間に大きな摩擦力が発生し、レーザ光源を正規の位置に位置ずれなく確実に固定することができ、変換レンズで変換されたライン光の調整を簡単に行うことができる。又、調整する部材の数を削減することができるため、より精度の高い製品を得ることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、クランプ部材をレーザ光源の外径方向に遥動可能に設け、該クランプ部材をレーザ光源を押圧部材によってレーザ光源方向に押圧することによって該レーザ光源を鏡筒の第１内径部に固定するようにしたため、クランプ部材とレーザ光源が面接触して両者間に大きな摩擦力が発生し、小さな力でレーザ光源を正規の位置に確実に固定することができ、変換レンズで変換されたライン光の調整を簡単に行うことができる。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、レーザ光源をレーザビームの光路の直線上になる鏡筒内に設けたため、レーザ光源を正規の位置に正確に安定的に固定することができ、ライン光の調整を簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は本発明に係るレーザ墨出し器の破断側面図、図２は同レーザ墨出し器の鏡筒部の側断面図、図３はレーザ光源を固定していない状態を示す図２のＢ−Ｂ線断面図、図４はレーザ光源を固定している状態を示す図２のＢ−Ｂ線断面図、図５は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示す図１の上視図、図６は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示す図１の部分拡大図である。
【００１３】
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が設けられており、このベース２上にはフレーム３が立設されている。そして、フレーム３上には鉛直機構であるジンパル機構４が配置され、このジンバル機構４に鏡筒５が鉛直に懸架されている。
【００１４】
上記鏡筒５の下部には、図２に示すように、筒状の収納孔６が形成されており、この収納孔６にはレーザ光源７が挿入されている。収納孔６の一部には、図３及び図４に示すように、収納孔６の内径よりも大きな切欠き部８が形成されており、この切欠き部８にはレーザ光源７の外形と同形状９のクランプ１０が揺動可能に配置されている。又、鏡筒５の切欠き部８の外周側には、レーザ光源７の軸心に直交する方向にネジ孔１１が形成されており、このネジ孔１１にネジ１２を進退可能に螺合させ、このネジ１２によってクランプ１０をレーザ光源７側に押圧している。
【００１５】
又、図２に示すように、鏡筒５の内部には、レーザ光源７から出射されたレーザビーム１３を複数のレーザビーム１４，１５に分岐するビームスプリッタ１６が固定されている。このビームスプリッタ１６は、レーザ光源７側から入射されたレーザビーム１３を第１ハーフミラー１７で直交方向の水平レーザビーム１４に分岐する。第１ハーフミラー１７を直進したレーザビーム１３は、第２全反射ミラー１８で斜め上方に垂直レーザビーム１５に分岐される。
【００１６】
それぞれに分岐されたレーザビーム１４，１５は、進行方向を微小に変えられる偏角レンズ１９を通過する。偏角レンズ１９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２０の内側に接着剤等で固定されており、スリーブ２０は、鏡筒５の出射口に螺合されている。スリーブ２０は、後述する偏角レンズ１９の調整が終わった後に、固定手段であるナット２１によって鏡筒５の出射口に固定される。尚、固定手段はナット２１に限らず、接着剤等による固定や双方の部材に係合するピン等による回り止め等の手段を用いても良い。
【００１７】
ところで、鏡筒５の偏角レンズ１９の固定端部には、レーザビーム１４，１５の光軸に対して円形状の凹溝が形成されており、この凹溝内には、第１調整部材２２が挿入嵌合されている。この第１調整部材２２には、レーザビーム１４，１５のビーム径とほぼ同等か若干大きな貫通孔が形成されており、該第１調整部材２２は、鏡筒５の前記凹溝内に、レーザビーム１４，１５の光軸に対して回転可能に嵌合されている。
【００１８】
又、レーザビーム１４，１５が通過する第１調整部材２２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２３が配設され、第１調整部材２２と第２調整部材２３の間には、レーザビーム１４，１５の光路と直交する方向に軸芯を有する丸ピン２４が接触するように設けられ、第１調整部材２２と第２調整部材２３の丸ピン２４との接触部には、丸ピン２４の位置決め用のＶ溝が形成されている。そして、第１調整部材２２と第２調整部材２３は、レーザビーム１４，１５の光路と直交する方向に丸ピン２４の軸芯の外側の２箇所に設けられたねじ３１によって連結され、第２調整部材２３は、２箇所のネジ３１の出し入れによって丸ピン２４の軸芯を中心として回転してその角度が微調整された後に固定される。
【００１９】
そして、第２調整部材２３には、レーザビーム１４，１５をそれぞれ水平ライン光２９と垂直ライン光３０に変換する変換レンズ２５を保持するレンズホルダ２６が取り付けられている。又、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２７と制動用のブレーキ装置２８が設けられている。
【００２０】
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７〜図１６を参照しながら以下に説明する。
【００２１】
図７は偏角レンズによるレーザビームの角度補正方法を説明する図、図８は水平レーザビームの調整方法を説明する図、図９は垂直レーザビームの調整方法を説明する図、図１０は図１のＡ部拡大詳細図、図１１は図１０の矢視Ｃ方向の図、図１２は図１１のＤ−Ｄ線断面図、図１３はライン光の傾斜調整方法を説明する図、図１４はライン光の湾曲調整方法を説明する図、図１５は図１４のＥ−Ｅ線断面図、図１６はライン光の説明図である。
【００２２】
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。
【００２３】
レーザ光源７から出射したレーザビーム１３は、図５及び図６に示すように、レーザ光源７やビームスプリッタ１６等の部品精度のバラツキ等により、入射位置に対して出射位置に誤差δ１〜δ３が発生したり、角度誤差θ１〜θ３が発生する。図７はこのような誤差を楔状の偏角レンズ１９で修正する方法を示しており、ビームスピリッタ１６で分岐されたレーザビーム１４，１５を偏角レンズ１９に通し、偏角レンズ１９を取り付けたスリーブ２０を回転させることによってレーザビーム１４，１５の誤差を補正することができる。尚、偏角レンズ１９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。
【００２４】
図８及び図９はビームスピリッタ１６で分岐されたレーザビーム１４，１５を偏角レンズ１９で調整する調整方法を示す。この調整は、第１調整部材２２、第２調整部材２３、変換レンズ２５等が取り付けられていない状態で行い、偏角レンズ１９から出射されるビーム光１４，１５の照射位置で確認する。
【００２５】
図８は水平レーザビーム１４の調整方法を示し、偏角レンズ１９を回転させると水平レーザビーム１４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１４が水平基準線上にないと、変換後のライン光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。
【００２６】
図９は垂直レーザビーム１５の調整方法を示し、偏角レンズ１９を回転させると垂直レーザビーム１５は０２の軌跡を描いて回転する。垂直の場合は垂直レーザビーム１５を垂直基準線上のｙｌかｙ２の点上に調整する。垂直レーザビーム１５が垂直基準線上にないと、図１６に示す垂直ライン光３０と水平ライン光２９との角度α２が直角でなくなる。
【００２７】
水平ライン光２９と垂直ライン光３０は、第１調整部材２２をレーザビーム１４，１５の光軸に対して回転させることによって、その傾斜が調整される。又、第２調整部材２３を連結している丸ピン２４の両側に配置した２本のネジ３１の出し入れで丸ピン２４の軸芯を起点に第２調整部材２３を回転させることによって、垂直ライン光３０の湾曲が調整される。
【００２８】
以上説明した調整によって、水平ライン光２９の傾斜と垂直ライン光３０の湾曲が調整され、水平ライン光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。
【００２９】
この一連の調整作業において、レーザ光源７の固定によって位置がずれていたり、環境や経年等で位置が変化する場合は誤差δ１〜δ３やθ１〜θ３が大きくなり、調整範囲が広がるために調整が困難になる。又、ライン光２９，３０の調整においても、入射するレーザビーム１４，１５が変換レンズ２５の中心から大きくずれるため、変換レンズ２５をレーザビーム１４，１５の中心に合わせる手間が掛かる。
【００３０】
これに対して、本発明に係るレーザ墨出し器によれば、前述のようにクランプ１０でレーザ光源７を固定する構成を採用したため、図５及び図６に示すレーザビーム１４，１５の誤差δ１〜δ３やθ１〜θ３を小さく抑えることができ、複数のライン光２９，３０の調整を容易、且つ、高精度に行うことができるとともに、環境や経年によっても高い精度を維持することができる。
【００３１】
特に、本実施の形態では、レーザ光源７は、鏡筒５の切欠き部８が形成されている部分をクランプ１０により、残りの部分を収納孔６により面接触で固定されているため、垂直に固定され該レーザ光源７に作用する下方の力（重力）に対する摩擦力が大きくなり、該レーザ光源７の固定がズレなく確実に行われる。又、クランプ１０は、ネジ１２のみでレーザ光源７の方向に押圧されているため、レーザ光源７を簡単な構成で且つ小さな力で正規の位置に確実に固定することができる。
【００３２】
又、レーザ光源７をレーザビーム１４，１５の光路の直線上になる鏡筒５内に設けているため、該レーザ光源７及び固定部が均一に安定した環境状態にあり、温度や湿度による精度変化が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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】本発明に係るレーザ墨出し器の鏡筒部の側断面図である。
【図３】レーザ光源を固定していない状態を示す図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】レーザ光源を固定している状態を示す図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】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示す図１の上視図である。
【図６】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示す図１の部分拡大図である。
【図７】偏角レンズによるレーザビームの角度補正方法を説明する図である。
【図８】水平レーザビームの調整方法を説明する図である。
【図９】垂直レーザビームの調整方法を説明する図である。
【図１０】１のＡ部拡大詳細図である。
【図１１】図１０の矢視Ｃ方向の図である。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１３】ライン光の傾斜調整方法を説明する図である。
【図１４】ライン光の湾曲調整方法を説明するである。
【図１５】図１４のＥ−Ｅ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】
【００３４】
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        収納孔
７        レーザ光源
８        切欠き部
９        レーザ光源の外形形状
１０      クランプ
１１      ネジ孔
１２      ネジ
１３      レーザビーム
１４      水平レーザビーム
１５      垂直レーザビーム
１６      ビームスプリッタ
１７      第１ハーフミラー
１８      第２全反射ミラー
１９      偏角レンズ
２０      スリーブ
２１      ナット
２２      第１調整部材
２３      第２調整部材
２４      丸ピン
２５      変換レンズ
２６      レンズホルダ
２７      ウエイト
２８      ブレーキ装置
２９      水平ライン光
３０      垂直ライン光
３１      ネジ
【図１】
2008122112.tif 000003
【図２】
2008122112.tif 000004
【図３】
2008122112.tif 000005
【図４】
2008122112.tif 000006
【図５】
2008122112.tif 000007
【図６】
2008122112.tif 000008
【図７】
2008122112.tif 000009
【図８】
2008122112.tif 000010
【図９】
2008122112.tif 000011
【図１０】
2008122112.tif 000012
【図１１】
2008122112.tif 000013
【図１２】
2008122112.tif 000014
【図１３】
2008122112.tif 000015
【図１４】
2008122112.tif 000016
【図１５】
2008122112.tif 000017
【図１６】
2008122112.tif 000018