(57)【要約】【課題】  安価で一般大衆に利用可能なレーザー式水準器を提供する。【解決手段】  レーザー式水準器（１０）が：ハウジング（１１）と；回動可能に該ハウジング接続された振り子（３０）と；第一レーザービームを第一通路に沿って放射するための、該振り子に設置された第一レーザーダイオード（４２）と；該第一レーザービームを第一平面ビームに変換するための、第一レンズ（４３）と；第二レーザービームを第二通路に沿って放射するための、該振り子に設置された第二レーザーダイオードと；該第二レーザービームを第二平面ビームに変換するための、第二レンズと；を具備する。【選択図】      図１
2005062191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基準面に設置可能なレーザー式水準器であって：
ハウジングと；
回動可能に該ハウジング接続された振り子と；
第一レーザービームを第一通路に沿って放射するための、該振り子に設置された第一レーザーダイオードと；
該第一レーザービームを第一平面ビームに変換するための、該第一通路における該振り子に設置された第一レンズであって、該第一平面ビームが該第一基準面に第一ラインを形成している、第一レンズと；
第二レーザービームを第二通路に沿って放射するための、該振り子に設置された第二レーザーダイオードと；
該第二レーザービームを第二平面ビームに変換するための、該第二通路における該振り子に設置された第二レンズであって、該第二平面ビームが第一基準面に第二ラインを形成している、第二レンズと；
を具備するレーザー式水準器において：
該第一ライン及び該第二ラインがほぼ直交していて、かつ交差していない；レーザー式水準器。
【請求項２】
該振り子の位置を該ハウジングに対して固定するためのロック機構をさらに具備している、請求項１に記載のレーザー式水準器。
【請求項３】
該ロック機構が、該振り子に接触している第一位置と、該振り子を迂回している第二位置との間で可動な回動式ロックを備えている、請求項２に記載のレーザー式水準器。
【請求項４】
該ロックを該第一位置に向けて付勢するばねをさらに具備している、請求項３に記載のレーザー式水準器。
【請求項５】
該ロックを該第一位置と該第二位置との間で移動するためのアクチュエータをさらに具備している、請求項３に記載のレーザー式水準器。
【請求項６】
該ハウジングが少なくとも一つの垂直基準面を備えている、請求項１に記載のレーザー式水準器。
【請求項７】
該第一ビームが、該垂直基準面にほぼ平行である、請求項６に記載のレーザー式水準器。
【請求項８】
該第二ビームが、該垂直基準面にほぼ直交している、請求項６に記載のレーザー式水準器。
【請求項９】
該ハウジングが、少なくとも一つの水平基準面を備えている、請求項１に記載のレーザー式水準器。
【請求項１０】
該第二ビームが、該水平基準面にほぼ平行である、請求項９に記載のレーザー式水準器。
【請求項１１】
該第一ビームが、該水平基準面にほぼ直交している、請求項９に記載のレーザー式水準器。
【請求項１２】
第一基準面に設置可能なレーザー式水準器であって：
ほぼ垂直な基準面を備えているハウジングと；
第一レーザービームを第一通路に沿って放射するための、該ハウジングに設置された第一レーザーダイオードと；
該第一レーザービームを第一平面ビームに変換するための、該第一通路における該ハウジングに設置された第一レンズであって、該第一平面ビームが該第一基準面に第一ラインを形成していて、該第一ラインが該垂直基準面にほぼ平行である、第一レンズと；
第二レーザービームを第二通路に沿って放射するための、該ハウジングに設置された第二レーザーダイオードと；
該第二レーザービームを第二平面ビームに変換するための、該第二通路における該ハウジングに設置された第二レンズであって、該第二平面ビームが第一基準面に第二ラインを形成していて、該第二ラインが該垂直基準面にほぼ直交している、第二レンズと；
を具備するレーザー式水準器。
【請求項１３】
第一基準面に設置可能なレーザー式水準器であって：
ほぼ水平な基準面を備えているハウジングと；
第一レーザービームを第一通路に沿って放射するための、該ハウジングに設置された第一レーザーダイオードと；
該第一レーザービームを第一平面ビームに変換するための、該第一通路における該ハウジングに設置された第一レンズであって、該第一平面ビームが該第一基準面に第一ラインを形成していて、該第一ラインが該水平基準面にほぼ直交している、第一レンズと；
第二レーザービームを第二通路に沿って放射するための、該ハウジングに設置された第二レーザーダイオードと；
該第二レーザービームを第二平面ビームに変換するための、該第二通路における該ハウジングに設置された第二レンズであって、該第二平面ビームが第一基準面に第二ラインを形成していて、該第二ラインが該水平基準面にほぼ平行である、第二レンズと；
を具備するレーザー式水準器。
【請求項１４】
第一基準面に設置可能なレーザー式水準器であって：
スケールを備えているボデーと；
該ボデーに回転可能に設置されたハウジングと；
第一レーザービームを第一通路に沿って放射するための、該ハウジングに設置された第一レーザーダイオードと；
該第一レーザービームを第一平面ビームに変換するための、該第一通路における該ハウジングに設置された第一レンズであって、該第一平面ビームが、該第一基準面および該スケールの少なくとも一つに第一ラインを形成している、第一レンズと；
を具備するレーザー式水準器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー式計測器、特にレーザー式水準器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー式水準器は長い間建設業界において使用されてきた。レーザー式水準器において、通常事業用建設プロジェクト用の基準となる平面光源を作り出す努力がなされてきた。レーザー式水準器は基礎の掘削、敷設及び吊り天井（drop ceiling）の設置のような大スケールの建設プロジェクトに使用されてきた。レーザー式水準器は、ビーム式水準器、チョークライン又はトーピード水準器のような他の工具と比較して、建設物の初期レイアウト時における期間を著しく節約している。レーザー式水準器が有効となる作業の例としては、タイル敷設、キャビネット取り付け、カウンタートップの設置及び屋外デッキの建設がある。
【特許文献１】米国特許出願公開第１０／２７７４７４号明細書
【特許文献２】米国特許第５１４４４８７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、安価で一般大衆に利用可能なレーザー式水準器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明において、改善されたレーザー式水準器が提供されている。第一基準面に設置可能なレーザー式水準器が、ハウジングと；回動可能に該ハウジング接続された振り子と；第一レーザービームを第一通路に沿って放射するための、該振り子に設置された第一レーザーダイオードと；該第一レーザービームを第一平面ビームに変換するための、該第一通路における該振り子に設置された第一レンズであって、該第一平面ビームが該第一基準面に第一ラインを形成している、第一レンズと；第二レーザービームを第二通路に沿って放射するための、該振り子に設置された第二レーザーダイオードと；該第二レーザービームを第二平面ビームに変換するための、該第二通路における該振り子に設置された第二レンズであって、該第二平面ビームが第一基準面に第二ラインを形成している、第二レンズと；を具備していて、該第一ライン及び該第二ラインがほぼ直交していて、かつ交差していない。
【０００５】
本発明における他の特徴及び利点が、説明されていて、添付図面及び以下の詳細説明から明瞭なものとなるであろう。
添付図面は好適な実施の形態を示めしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
添付図を用いて本発明を説明するが、同一符号は同一部品を表わしている。図１−２は本発明の二つの異なる実施形態を図示している。当業者においては、両実施の形態は同様の特徴を備えていて、その利点を以下に説明する主な相違はハウジングの形状であることが理解されるであろう。
【０００７】
図１−２において、レーザー式水準器１０はハウジング１１を備えている。ハウジング１１は上部１１Ｔ及び下部１１Ｂを有している。ハウジングは、ハウジング１１を貫通する穴１２も有している。穴１２は、好ましくは上部１１Ｔを貫通している。穴１２の視野計は内壁面１１Ｉにより形成されている。
【０００８】
上部１１Ｔは振り子アセンブリ３０を担持していてもよい。好ましくは振り子アセンブリ３０は、金属あるいはプラスチックで作られている主ボデー３１を備えている。主ボデー３１はナイフエッジ１１ＩＫに設置されている。ナイフエッジ１１ＩＫは、内壁面１１Ｉにより接続及び／又は支持されている。代りに、ナイフエッジ１１ＩＫが、ハウジング１１により接続及び／又は支持されていてもよい。当業者においては、振り子アセンブリ３０が、ナイフエッジ１１ＩＫ以外の、ピン又は軸受又は点又は他の振り子手段のような手段により支持されていてもよいことは、理解されるであろう。
【０００９】
主ボデー３１は、少なくとも一つのレーザーアセンブリ４０、好ましくは、ナイフエッジ１１ＩＫの上方と右方に設置された二つのレーザーアセンブリ４０を担持している。当業者においては、レーザーアセンブリ４０が、ナイフエッジ１１ＩＫの左方に設置されていてもよいことは理解されるであろう。当業者においては、レーザーアセンブリ４０が、レーザービームを放射することは理解されるであろう。従って、レーザービームがハウジング１１から放射されることを可能にするべく窓１３を備えたハウジング１１を提供することは好適なことである。
【００１０】
好ましくは、レーザーアセンブリ４０が主ボデー３１に設置されていて、レーザー式水準器１０が壁面に対して設置される場合、ほぼ水平及びほぼ垂直なレーザービームを放射する自己整準式振り子アセンブリを提供するようになっている。穴１２の中心がレーザービームの交点を示めすようにレーザーアセンブリ４０を整列することは好適なことである。
【００１１】
当業者においては特許文献１によりレーザー式水準器１０のエレメントがどのように機能し、かつそれらはどのように較正されるか等について知ることができ、ここに参考として包含するものである。
【００１２】
図１−２において、主ボデー３１は、ウエート３３を備えていて、重力の下部中心を提供し振り子アセンブリ３０の性能を強化するようになっている。さらに、主ボデー３１は、必要に応じて振り子アセンブリ３０において重力の中心を調節するべく、少なくとも一つの調節スクリュー３３Ａを備えている。
【００１３】
主ボデー３１は、磁気性材料、又はフェライト材料、又は亜鉛又は銅のような非フェライト系導電材料で作られたプラーク３３Ｍも備えている。プラーク３３Ｍは、ハウジング１１例えばハウジング１１の前方壁面又は後方壁面の内側に設置された少なくとも一つの磁石（好ましくは二つの磁石）と整列していて、振り子アセンブリ３０に対して減衰作用を提供するようになっている。プラークが移動し磁石（一つ以上）により供給された磁場と相互作用する場合、プラーク３３Ｍ内に渦電流が発生される。
【００１４】
当業者においては、振り子アセンブリ３０は好ましくは完全にハウジング１１に入っていることが理解されるであろう。しかしながら、振り子アセンブリ３０は、もし完全ではないとしても少なくとも部分的にハウジング１１の外側に設置されていてもよい。
【００１５】
当業者においては、振り子アセンブリ３０の運動を減衰するための減衰機構が備えられていてもよいことは理解されるであろう。
当業者においては、特許文献２に開示された振り子機構を知ることができ、ここに参考として包含するものである。
【００１６】
ハウジング１１の下部１１Ｂは、レーザーアセンブリ４０を駆動するためのバッテリ５０を担持している。
【００１７】
図２，３において、レーザーアセンブリ４０が主ボデー３１に設置されている。レーザーアセンブリ４０は、調節可能に主ボデー３１と接続されたほぼ円筒状のバレル４１と、バレル４１に設置されたレーザーダイオード４２と、バレル４１に設置されたラインレンズ４３とを含んでいる。好適な実施の形態において、調節バレル４１はレーザーダイオード４２とラインレンズ４３とを移動させるようになっていることが、当業者において理解されるであろう。好ましくは、ラインレンズ４３は、レーザーダイオード４２から発射されたレーザービームを平面ビームに変換している。さらに、視準レンズがレーザーダイオードとラインレンズ４３との間に設置されていてもよいことが当業者において理解されるであろう。
【００１８】
図１において、そのような装置を用いて、レーザー式水準器１０が壁面Ｗに対して設置される際、レーザーアセンブリ４０は、好ましくは壁面Ｗに接触し壁面にレーザーラインＬＬを形成するレーザー平面ＬＰを放射する。少なくともレーザー平面ＬＰの一部が壁面Ｗに接触するようにレーザーアセンブリ４０を配向することが好適であることが、同業者においては理解されるであろう。さらに、同業者においては、前述の振り子アセンブリ３０にレーザーアセンブリ４０を備えることは、壁面に対してほぼ水平かつほぼ垂直なレーザーラインを投影するレーザー式水準器１０をもたらすことが理解されるであろう。
【００１９】
図２において、レーザー式水準器１０は所定位置に振り子アセンブリ３１をロックするためにロッキングアセンブリ５０を備えている。好ましくは、ロッキングアセンブリ５０は、レーザーアセンブリ４０をオン−オフするスイッチアクチュエータ５１と組合わされている。しかしながら、同業者においては、ロッキングアセンブリ５０はスイッチ又はスイッチアクチュエータ５１と分離されていてもよいことが理解されるであろう。
【００２０】
スイッチアクチュエータ５１は傾斜面あるいはカム面５１Ｃを備えている。カム面５１Ｃは、ロック５２と接触、好ましくはロック５２の傾斜面又はロック面５２Ｃと接触している。
【００２１】
ロック５２は、好ましくはハウジング１１に回動可能に取りつけられている。ロック５２は、主ボデー３１と接触する円錐状ロッキング部分５２Ｐを備えている。好ましくは、主ボデー３１は接触するロッキング部分５２Ｐと対応する部分を備えていて、二つの部分が接触する場合主ボデー３１が回動できないようになっている。主ボデー３１は、常時ロッキング部分５２Ｐが主ボデー３１に接触する同一位置において一貫して正確にロックされるように、両部分をデザインすることが望ましい。主ボデー３１は、一貫した接触とロッキング操作を可能にするための調節ねじ５４を担持している。
【００２２】
そのような装置を用いて、ロック５２は、ロッキング部分５２Ｐが主ボデー３１と接触するロッキング位置と、ロッキング部分５２Ｐは主ボデー３１と接触しないバイパス位置との間を回動する。好ましくは、ばね５３がロック５２をロッキング位置に向けて付勢している。
【００２３】
ユーザーは、スイッチアクチュエータ５１を上向きに移動することにより、レーザー式水準器１０を作動することができる。もしユーザーがスイッチアクチュエータ５１を上向きに移動しつづければ、カム面５１Ｃは、ロック５２をバイパス位置に向けて反時計まわりに回動させ、従って振り子アセンブリ３０のロッキングを解除する。ユーザーがレーザー式水準器１０を停止及び／又は振り子アセンブリ３０をロックしようとする場合、ユーザーは、ばね５３がロック５２をロッキング位置へ移動させるように、スイッチアクチュエータ５１を下向きに移動する必要がある。
【００２４】
ユーザーが、ある理由で（レーザーアセンブリ４０が起動状態の場合に）振り子アセンブリ３０のロックを望むかも知れない。ハウジング１１が少なくとも一つの垂直基準面１１Ｖを備えていて、その垂直基準面１１Ｖは、ナイフエッジ１１ＩＫ上方に設置されたレーザーアセンブリ４０により放射されるレーザービームにほぼ平行であり、及び／又はナイフエッジ１１ＩＫの右方に設置されたレーザーアセンブリ４０により放射されたレーザービームにほぼ直交している。同様に、ハウジング１１は、少なくとも一つの水平基準面１１Ｈを有していて、その水平基準面１１Ｈは、ナイフエッジ１１ＩＫ上方に設置されたレーザーアセンブリ４０により放射されるレーザービームにほぼ直交していて、及び／又はナイフエッジ１１ＩＫの右方に設置されたレーザーアセンブリ４０により放射されるレーザービームにほぼ平行である。
【００２５】
従って、もし振り子アセンブリ３０がロックされ、かつレーザー式水準器１０が壁面ＷＳに対して載置されると、レーザー式水準器１０は、壁面ＷＳにほぼ平行で直交しているレーザービームを放射する。
【００２６】
ユーザーは角度を測定するためにレーザー式水準器１０を使用することを望むかもしれない。図５において、レーザー式水準器１０は角度測定アセンブリ６０に設置されている。角度測定アセンブリ６０は、ボデー６１、ボデー６１におけるポスト６２及びボデー６１におけるスケールエッジ６３を備えている。スケールエッジ６３は角度表示器６３Ｉを備えている。
【００２７】
角度を測定するために、レーザー式水準器１０はポスト６２に回転可能に設置されている。ユーザーはレーザー式水準器１０及び角度測定アセンブリを起点に移動する。好ましくは、上向きのレーザーラインがスケールエッジに投影されている。ユーザーはレーザーラインが０°であることを確かめることができる。続いてユーザーはレーザー式水準器１０（角度測定アセンブリ６０ではない）を所望する端点に回転する。スケールエッジ６３におけるレーザーラインの位置を読み取ることにより、ユーザーは起点と端点との間の角度を知ることができる。
【００２８】
レーザー式水準器１０を壁面に保持する手段を備えたレーザー式水準器１０を提供することは好適なことである。図１に図示するように、レーザー式水準器１０は、ピン１９を穴１２に挿入することにより保持される。
【００２９】
代りに図３に示めすように、ハンガアセンブリ７０がレーザー式水準器１０を保持するために使用されてもよい。ハンガアセンブリ７０は中心穴７４を備えた主ボデー７１を有していて、その中心穴７４はねじ又は壁面に打ち込まれた釘の頭部を受け入れるようになっている。主ボデー７１は、マークあるいは釘の位置をわかりやすくするために透明な材料で作られている。
【００３０】
ハンガアセンブリ７０は、主ボデー７１から後方に延伸しているポスト７２も備えている。リブ７３が、構造体強度等を強化するために主ボデー７１とポスト７２との間に設置されている。ポスト７２はスナップフック７４を備えている。フック７４は、強力性のある材料で作られていて、移動される場合、初期位置に復帰するようになっている。
【００３１】
レーザー式水準器１０をハンガアセンブリ７０に設置するために、ユーザーはレーザー式水準器１０をポスト７２に設置する必要がある。好ましくは、レーザー式水準器１０はそのポスト７２を収容するためのキャビテー１１Ｃを備えている。レーザー式水準器１０はフック７４と係合するためにタブ１１Ｔを備えていて、従ってハンガアセンブリ７０を保持している。ハンガアセンブリ７０をレーザー式水準器１０から取りはずすために、ユーザーは、フック７４をクリアタブ１１Ｔに向けて下向きに押すだけで、ハンガアセンブリ７０を引き出すことができる。
【００３２】
別のハンガアセンブリ８０を図４に示めす。ハンガアセンブリ８０は主ボデー８１を備えていて、主ボデー８１からピン８４が延伸している。主ボデー８１はマークあるいは釘の位置をわかりやすくするために透明材料で作られている。ハンガアセンブリ８０は、主ボデー８１から後方に延伸するポスト８２を備えている。リブ８３が構造体強度等を強化するために主ボデー８１とポスト８２との間に設置されている。
【００３３】
好ましくは、ポスト８２は後方に延伸しているフランジ８２Ｆを備えていて、ハンガアセンブリ１８０がフランジ８２Ｆにおける台に置かれる場合、ピン８４はほぼ垂直に延伸しないようになっている。
【００３４】
そのような構造体を用いて、ユーザーはピン８４を壁面に押しつけることができる。好ましくは、レーザー式水準器１０はポスト８２を収容するためにキャビテー１１Ｃを備えている。ユーザーは、キャビテー１１Ｃをポスト８２と整列させ、レーザー式水準器１０をリブ８３が停止するまで壁面に向けて移動する。ユーザーがレーザー式水準器１０を移動する場合、レーザー式水準器１０は重力により下向きにわずかに移動する。タブ１１Ｔはポスト８２と接触し、さらなる下向きの移動を停止する。
【００３５】
レーザー式水準器１０を係合解除するために、ユーザーは、タブ１１Ｔがポスト８２をバイパスしユーザーがハンガアセンブリ８０を引き出せるように、レーザー式水準器１０を持上げるべきである。
【００３６】
同業者においては、ここに開示された手段への追加と代替の他のものがあることは理解されるであろう。しかしながら、これらの追加及び／又は代替は本発明と等価なものであると考りょされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明によるレーザー式水準器の第一実施形態の斜視図である。
【図２】図２は、本発明によるレーザー式水準器の第二実施形態の断面図である。
【図３】図３は、レーザー式水準器用の第一壁面保持アセンブリを示めす。
【図４】図４は、第二保持アセンブリを備えたレーザー式水準器の部分断面図である。
【図５】図５は、レーザー式水準器と共に使用する角度測定器を示めす。
【符号の説明】
【００３８】
１０    レーザー式水準器
１１    ハウジング
３０    振り子アセンブリ
３１    主ボデー
４０    レーザーアセンブリ
４２    レーザーダイオード
４３    ラインレンズ
【図１】
2005062191.tif 000003
【図２】
2005062191.tif 000004
【図３】
2005062191.tif 000005
【図４】
2005062191.tif 000006
【図５】
2005062191.tif 000007