(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】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岐するビームスプリッタ１１と、前記鏡筒５に回動可能に支持され、前記ビームスプリッタ１１によって分岐されたレーザビーム９，１０の光路を調整する偏角レンズと、前記レーザビーム９，１０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、前記ビームスプリッタ１１にレーザビーム９，１０の光路を結んだ平面１４に対して直角に固定面を形成し、該ビームスプリッタ１１を締結部材１６によって前記鏡筒５に前記平面１４に対して平行に固定する。【選択図】図３
2008151516.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、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、
前記ビームスプリッタにレーザビームの光路を結んだ平面に対して直角に固定面を形成し、該ビームスプリッタを締結部材によって前記鏡筒に前記平面に対して平行に固定したことを特徴とするレーザ墨出し器。
【請求項２】
前記固定面は、前記平面に対して対称に前記鏡筒に固定したことを特徴とする請求項１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】
斯かるレーザ墨出し器の従来例を図１６〜図１８に示す。尚、図１６は従来のレーザ墨出し器におけるビームスプリッタの取付構造を示す斜視図、図１７は図１６の矢視Ｄ方向の図、図１８は図１７の上面図である。
【０００３】
従来のレーザ墨出し器は、図１６に示すように、分岐した複数のレーザビーム９，１０の光路を結んだ平面１４に対してビームスプリッタ１１のブロックの取付面１５を平行に設け、この取付面１５を鏡筒５の内面に当て、平面１４に対して直交する方向から締結部材１６を鏡筒５に締め付けてビームスプリッタ１１を鏡筒５に取り付けていた（特許文献１参照）。
【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】
【０００４】
上述のように、従来のレーザ墨出し器においては、分岐した複数のレーザビーム９，１０の光路を結んだ平面１４に対して直交する方向から締結部材１６を鏡筒５に締め付けてビームスプリッタ１１を鏡筒５に取り付けていたため、鏡筒５とビームスプリッタ１１の加工精度、部材の撓みや固定条件により、ビームスプリッタ１１の固定位置が誘導的になり、分岐したレーザビーム９，１０が正規の位置に照射されず、図１７及び図１８に示すようにθ４〜θ９の角度誤差が大きくなっていた。又、上記のようなレーザスプリッタ１１の取付方法では、使用環境や経年等により平面１４の方向の鏡筒面とビームスプリッタ１１の取付側の鏡筒面との撓み量が異なる場合には、上記と同様に角度誤差が大きくなる場合もあった。このようにレーザビーム１１で分岐されたレーザビーム９，１０の方向がばらつくと、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。
【０００５】
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】
【０００６】
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、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、前記ビームスプリッタにレーザビームの光路を結んだ平面に対して直角に固定面を形成し、該ビームスプリッタを締結部材によって前記鏡筒に前記平面に対して平行に固定したことを特徴とする。
【０００７】
又、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記固定面は、前記平面に対して対称に前記鏡筒に固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ビームスプリッタにレーザビームの光路を結んだ平面に対して直角に固定面を形成し、該ビームスプリッタを締結部材によって鏡筒に前記平面に対して平行に固定する構成を採用したため、ビームスプリッタ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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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はビームスプリッタの取付構造を示す斜視図、図４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の部分拡大図である。
【００１１】
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バル機構４が設置され、このジンバル機構４に鏡筒５が鉛直に懸架されている。
【００１２】
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が挿入され固定手段によって固定されている。
【００１３】
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８を複数のレーザビーム９，１０に分岐するビームスプリッタ１１が固定されている。このビームスプリッタ１１は、レーザ光源７側から入射されたレーザビーム８を第１ハーフミラー１２で直交方向の水平レーザビーム９に分岐する。第１ハーフミラー１２を直進したレーザビーム８は、第２全反射ミラー１３で斜め上方に垂直レーザビーム１０に分岐される。
【００１４】
又、図３に示すように、ビームスプリッタ１１にレーザビーム９，１０の光路を結んだ平面１４に対して直角α３に固定面１５を形成し、締結部材１６によって鏡筒５にビームスプリッタ１１を平面１４に対して平行に固定している。
【００１５】
更に、図２に示すように、それぞれに分岐されたレーザビーム９，１０は進行方向を微小に変えられる偏角レンズ１７を通過する。偏角レンズ１７は、楔形状の円柱のレンズであって、外周にねじ部を有するスリーブ１８の内側に接着剤等で固定されており、スリーブ１８は、鏡筒５の出射口に螺合されている。スリーブ１８は、後述する偏角レンズ１７の調整が終わった後に、固定手段であるナット１９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１９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。
【００１６】
ところで、鏡筒５の偏角レンズ１７の固定端部には、レーザビーム９，１０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２０が挿入嵌合されている。この第１調整部材２０には、レーザビーム９，１０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２０は、鏡筒５の前記凹溝内に、レーザビーム９，１０の光軸に対して回転可能に嵌合されている。
【００１７】
又、レーザビーム９，１０が通過する第１調整部材２０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２１が配設され、第１調整部材２０と第２調整部材２１の間には、レーザビーム９，１０の光路と直交する方向に軸芯を有する丸ピン２２が接触するように設けられ、第１調整部材２０と第２調整部材２１の丸ピン２２との接触部には、丸ピン２２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２０と第２調整部材２１は、レーザビーム９，１０の光路と直交する方向に丸ピン２２の軸芯の外側の２箇所に設けられたねじ２５によって連結され、第２調整部材２１は、２箇所のねじ２５の出し入れによって丸ピン２２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。
【００１８】
そして、第２調整部材２１には、レーザビーム９，１０をそれぞれ水平ライン光２６と垂直ライン光２７に変換する変換レンズ２８を保持するレンズホルダ２９が取り付けられている。又、図１に示すように、ジンバル機構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３０と制動用のブレーキ装置３１が設けられている。
【００１９】
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２６，２７の調整方法を図６〜図１５を参照しながら以下に説明する。
【００２０】
図６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７は水平レーザビームの調整方法を説明する図、図８は垂直レーザビームの調整方法を説明する図、図９は図１のＡ部拡大詳細図、図１０は図９の矢視Ｂ方向の図、図１１は図１０のＣ−Ｃ線断面図、図１２はライン光の傾斜調整方法を説明する図、図１３はライン光の湾曲調整方法を説明する図、図１４は図１３の側面図、図１５はライン光の説明図である。
【００２１】
図１に示すレーザ墨出し器の照射可能なライン光は図１５に示す水平ライン光２６と、該水平ライン光２６に直交する垂直ライン光２７である。
【００２２】
レーザ光源７から出射したレーザビーム８は、図４及び図５に示すように、レーザ光源７やビームスプリッタ１１等の部品精度のばらつき等により、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６はこのような誤差を楔状の偏角レンズ１７で修正する方法を示しており、ビームスプリッタ１１で分岐されたレーザビーム９，１０を偏角レンズ１７に通し、偏角レンズ１７を取り付けたスリーブ１８を回転させることによってレーザビーム９，１０の誤差を補正することができる。尚、偏角レンズ１７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。
【００２３】
図７及び図８はビームスプリッタ１１で分岐されたレーザビーム９，１０を偏角レンズ１７で調整する調整方法を示す。この調整は、第１調整部材２０、第２調整部材２１、変換レンズ２８等が取り付けられていない状態で行い、偏角レンズ１７から出射されるレーザビーム９，１０の照射位置で確認する。
【００２４】
図７は水平レーザビーム９の調整方法を示し、偏角レンズ１７を回転させると水平レーザビーム９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９が水平基準線上にないと、変換後のライン光２６が前下がりか前上がりのライン光になり、図１５に示すα２の角度が直角でなくなる。
【００２５】
図８は垂直レーザビーム１０の調整方法を示し、垂直レーザビーム１０を垂直基準線上のｙ１かｙ２の点上に調整する。垂直レーザビーム１０が垂直基準線上にないと、図１５に示す垂直ライン光２７と水平ライン光２６との角度α２が直角でなくなる。
【００２６】
水平ライン光２６と垂直ライン光２７は、第１調整部材２０をレーザビーム９，１０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２１を連結している丸ピン２２の両側に配置した２本のネジ２５の出し入れで丸ピン２２の軸芯を起点に第２調整部材２１を回転させることによって垂直ライン光２７の湾曲が調整される。
【００２７】
以上説明した調整によって、水平ライン光２６の傾斜と垂直ライン光２７の湾曲が調整され、水平ライン光２６は地軸に対し水平（一直線）に、垂直ライン光は地軸に対して垂直（一直線）になるよう調整される。
【００２８】
この一連の調整作業において、ビームスプリッタ１１の取り付け方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が大きくなったり、調整範囲が広がるために調整が困難になる。又、ライン光２６，２７の調整においても、入射するレーザビーム９，１０が変換レンズ２８の中心から大きくずれるため、変換レンズ２８をレーザビーム９，１０の中心に合わせる手間が掛かる。
【００２９】
これに対して、本発明に係るレーザ墨出し器によれば、前述のようにレーザビーム９，１０の光路を結んだ平面１４に対してビームスプリッタ１１の固定面１５を直角α３に形成し、締結部材１６によってビームスプリッタ１１を前記平面１４に対して平行に固定し、ビームスプリッタ１１の取付面を平面１４に対して左右対称にした構成を採用したため、鏡筒５に撓みが生じた場合でもビームスプリッタ１１が傾くことがないため、図４及び図５に示すレーザビーム９，１０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２６，２７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。
【００３０】
又、従来の構成では、ビームスプリッタ１１を固定した後に不図示のカバーを取り付ける（図１６の手前左側に取り付ける）必要があるために手間が掛かり、カバー取り付け時にレーザびビームスプリッタ１１の固定位置がずれる場合も考えられるが、本発明によれば、ビームスプリッタ１１自体がカバーの役割を担っているため、カバー取り付け前の手間や位置ずれをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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】ビームスプリッタの取付構造を示す斜視図である。
【図４】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の部分拡大図である。
【図６】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７】水平レーザビームの調整方法を説明する図である。
【図８】垂直レーザビームの調整方法を説明する図である。
【図９】図１のＡ部拡大詳細図である。
【図１０】図９の矢視Ｂ方向の図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１２】ライン光の傾斜調整方法を説明する図である。
【図１３】ライン光の湾曲調整方法を説明する図である。
【図１４】図１３の側面図である。
【図１５】ライン光の説明図である。
【図１６】従来のレーザ墨出し器におけるビームスプリッタの取付構造を示す斜視図である。
【図１７】図１６の矢視Ｄ方向の図である。
【図１８】図１７の上面図である。
【符号の説明】
【００３２】
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      レーザビーム
９      水平レーザビーム
１０    垂直レーザビーム
１１    ビームスプリッタ
１２    第１ハーフミラー
１３    第２全反射ミラー
１４    平面
１５    固定面
１６    締結部材
１７    偏角レンズ
１８    スリーブ
１９    ナット
２０    第１調整部材
２１    第２調整部材
２２    丸ピン
２５    ねじ
２６    水平ライン光
２７    垂直ライン光
２８    変換レンズ
２９    レンズホルダ
３０    ウエイト
３１    ブレーキ装置
【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】
2008151516.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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