(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーを出力するレーザー出力部と、レーザー出力部から出力されたレーザーを集光する投光レンズと、投光レンズを経たレーザーをライン光生成用のシリンドリカルレンズに向けて偏向させる偏向手段とを本体部に設けるとともに、該本体部を支持体にて揺動自在に枢支しているレーザー墨出し装置であって、上記本体部は光学部品保持用のボディと、シリンドリカルレンズの取り付け用の取付部と、取付部にシリンドリカルレンズを固定する固定部材と、取付部でのシリンドリカルレンズの姿勢を調整する調整部とを備えており、上記取付部はシリンドリカルレンズを納める凹所として上記ボディに形成され、上記固定部材はシリンドリカルレンズを取付部に対して押さえ固定する弾性体であり、調整部はボディの一部であるとともにボディの上記凹所に配したシリンドリカルレンズと接触し且つ外力の印加による塑性変形で可動となっている壁で形成していることを特徴とするレーザー墨出し装置。
【請求項２】
調整部はシリンドリカルレンズの姿勢を２軸回りに調整自在となっていることを特徴とする請求項１記載のレーザー墨出し装置。
【請求項３】
調整部はシリンドリカルレンズと平行な棒状部として形成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザー墨出し装置。
【請求項４】
調整部はシリンドリカルレンズの軸方向において間隔をおいて接触する突部を備えていることを特徴とする請求項３記載のレーザー墨出し装置。
【請求項５】
調整部はその端部に薄肉部を備えていることを特徴とする請求項３または４記載のレーザー墨出し装置。
【請求項６】
固定部材は不要光の漏洩防止のための光遮蔽部を備えていることを特徴とする請求項１記載のレーザー墨出し装置。
【請求項７】
固定部材は本体部に取り付けられた複数のシリンドリカルレンズを夫々固定する固定部を一体に備えたものであることを特徴とする請求項１または６記載のレーザー墨出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は住宅建設や電気工事に際して壁や天井に基準線をマークするために用いるレーザー墨出し装置、殊にライン光を出力させるためのシリンドリカルレンズの調整構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー墨出し装置においては、レーザー発振器から出力されたレーザーを投光レンズに通して所定距離のところで集光させるとともに、シリンドリカルレンズに通すことで扇状に広がるライン光を得ているが、この時、設置面の傾斜にかかわらずライン光が鉛直あるいは水平となるように、上記のレーザー発振器や投光レンズやシリンドリカルレンズを備えた本体部を支持体に対してジンバル機構などを介して揺動自在に取り付けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここにおいて、ジンバル機構などによって本体部の鉛直度を確保できても、本体部におけるシリンドリカルレンズの取付精度が悪ければ、出力されるライン光は鉛直あるいは水平とならずに傾いてしまう。ちなみに５ｍ先で±２ｍｍ以下の精度をライン光が持つようにするには、シリンドリカルレンズをμｍ以下のオーダーの精度で本体部に取り付ける必要がある。
【０００４】
しかし、従来はシリンドリカルレンズや本体部の部品精度及び組立精度で上記精度を確保していたことから、多数のものを安価に製造することは非常に困難であった。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは高精度を安価に得ることができるレーザー墨出し装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、レーザーを出力するレーザー出力部と、レーザー出力部から出力されたレーザーを集光する投光レンズと、投光レンズを経たレーザーをライン光生成用のシリンドリカルレンズに向けて偏向させる偏向手段とを本体部に設けるとともに、該本体部を支持体にて揺動自在に枢支しているレーザー墨出し装置であって、上記本体部は光学部品保持保持用のボディと、シリンドリカルレンズの取り付け用の取付部と、取付部にシリンドリカルレンズを固定する固定部材と、取付部でのシリンドリカルレンズの姿勢を調整する調整部とを備えており、上記取付部はシリンドリカルレンズを納める凹所として上記ボディに形成され、上記固定部材はシリンドリカルレンズを取付部に対して押さえ固定する弾性体であり、調整部はボディの一部であるとともにボディの上記凹所に配したシリンドリカルレンズと接触し且つ外力の印加による塑性変形で可動となっている壁で形成していることに特徴を有している。本体部が備えている調整部によってシリンドリカルレンズの姿勢を調整することで所要の精度を保つことができるようにしたものである。
【０００７】
上記調整部はシリンドリカルレンズの姿勢を２軸回りに調整自在としておくのが好ましい。
【０００８】
そして、調整部はシリンドリカルレンズと平行な棒状部として形成されたものが好ましく、殊にシリンドリカルレンズの軸方向において間隔をおいて接触する突部を備えていることが好ましい。さらに、調整部がその端部に薄肉部を備えていると、塑性変形させることが容易となる。
【０００９】
また、固定部材が不要光の漏洩防止のための光遮蔽部を備えていたり、本体部に取り付けられた複数のシリンドリカルレンズを夫々固定する固定部を一体に備えたものが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、このレーザー墨出し装置は、図２に示す支持体２と、この支持体２内に配設されているとともに支持体２に対してジンバル機構（図示せず）を介して取り付けられている図３に示す本体部１とからなるもので、上部が円筒体として形成されているとともにこの円筒体の内部にジンバル機構を介して本体部１を枢支している支持体２は、その下部に開閉自在な３本の支持脚２０を備えており、これら支持脚２０を開いた状態で設置すれば、本体部１はジンバル機構による枢支のために自重によって鉛直状態を保つ。
【００１１】
一方、本体部１は図４に示すように、光学部品保持用のボディ１０に、レーザー出力部である半導体レーザー素子１２及び集光レンズ１３を備えたレーザーアセンブリ１１と、ハーフミラーで構成された２つの偏向部材１４，１６と、２つのシリンドリカルレンズ１
５，１７等を組み付けたもので、レーザーアセンブリ１１における半導体レーザー素子１２が上面に取り付けられた基板１８の下面には発光ダイオード（図示せず）が取り付けられており、ボディ１０の底部にはレンズ押さえ２２によって上記発光ダイオードから下方に出力される光の集光用のレンズ２３が取り付けられている。また、ボディ１０にはジンバル機構における直交する２軸のうちの１つが通される軸孔２５が形成されている。図中２６はこのジンバル機構の軸を受ける軸受である。
【００１２】
半導体レーザー素子１２から上方へ出力されるレーザーは集光レンズ１３を経た後、偏向部材１４によって上方への光と横方向への光に分岐し、横方向への光はボディ１０に固定されたミラー２７で反射してシリンドリカルレンズ１５を通過する。偏向部材１４を通過した光は、さらに偏向部材１６によって上方への光と斜め上方への光に分岐し、上方への光はそのままボディ１０の上方へと出力され、斜め上方への光はシリンドリカルレンズ１７を通過する。
【００１３】
ここにおいて、シリンドリカルレンズ１５はその軸方向が鉛直状態となるように保持されることから、シリンドリカルレンズ１５を通過して扇状に広がるレーザーは図３に示す水平ライン光Ｈを構成する。また、シリンドリカルレンズ１７はその軸方向が水平状態となるように保持されることから、シリンドリカルレンズ１７を通過して扇状に広がるレーザーは鉛直ライン光Ｖを構成する。さらに偏向部材１６を透過したレーザーは鉛直上方に上ポイント光ＵＰを、発光ダイオードは鉛直下方に下ポイント光ＤＰを形成する。
【００１４】
偏向部材１４，１６はそれぞれボディ１０に形成された傾斜面に押さえ部材２８，２９で固定され、直径が４〜６ｍｍ、長さが８〜１２ｍｍ程度の大きさのシリンドリカルレンズ１５，１７はボディ１０に設けた凹所３５，３７に夫々納められて厚さが０．１〜０．４ｍｍ程度の押さえばね３１におけるばね片３２，３３によってボディ１０に固定される。
【００１５】
そして、シリンドリカルレンズ１７を納める凹所３７は、図１に示すように、ボディ１０の上端付近に正面に開口するものとして形成されているとともに、ボディ１０の上端側の部分の長手方向両端がシリンドリカルレンズ１７の軸方向長さよりも大きく、さらにボディ１０の上端面と凹所３７との間の部分の肉厚が上記両端部において各々切欠を形成することで薄くされている。この薄肉部４０，４０は塑性変形を容易とするために設けたものであり、図１に矢印で示す部分（薄肉部４０の０．５〜１ｍｍ内側）を調整ピンで押して薄肉部４０を塑性変形させることによって、突部４２をシリンドリカルレンズ１７に接触させているボディ１０上端の壁４１を動かすことで、シリンドリカルレンズ１７のＸ軸回り（図３参照）の姿勢を調整し、鉛直ライン光Ｖを鉛直線に合わせることができるようにしてある。なお、シリンドリカルレンズ１７の軸方向において間隔をおいて並んでいる突部４２は上記調整を容易にするために設けたもので、幅０．３〜１ｍｍ程度、長さ２〜４ｍｍ程度の平面形状としてあるが、これは半径０．１〜０．５ｍｍ程度の半円柱型（図６参照）のものであってもよく、さらには突部４２を設けていなくても調整は可能である。
【００１６】
また、シリンドリカルレンズ１７を納めた凹所３７の背後は偏向部材１６の取り付けのための斜面となっていて、シリンドリカルレンズ１７の両端部の背後の壁４３も肉厚が薄くなっていることから、この壁４３を調整ピンで押して塑性変形させることで、シリンドリカルレンズ１７のＺ軸回りの姿勢を調整することも可能であり、従って、シリンドリカルレンズ１７の軸をＹ軸に正確に合わせることができる。
【００１７】
シリンドリカルレンズ１５を納めた凹所３５にしても、図５に示すように、該凹所３５が開口する正面と隣接する側面から凹所３５の奥部に繋がるスリット４５を設けるとともに、凹所３５の長手方向両端部の上記側面側に夫々薄肉部４６，４６を設けて、シリンドリカルレンズ１５が接する上記側面側の壁４７を調整ピンで押圧することによって上記薄肉部４６を塑性変形させて壁４７を移動させることで、Ｘ軸回りのシリンドリカルレンズ１５の姿勢を調整してシリンドリカルレンズ１５の軸方向をＺ軸に合わせることができるようにしている。もちろん、凹所３５の奥部の壁の肉厚を薄くしておけば、凹所３７の場合と同様に、シリンドリカルレンズ１５の背後の壁を移動させてＹ軸回りの調整も行うこ
とができることから、シリンドリカルレンズ１５を軸方向をＺ軸にさらに正確に合わせることができる。
【００１８】
なお、薄肉部４０，４６やスリット４５は、ボディ１０の一部を塑性変形させることが容易となるようにするために設けたものであり、従って薄肉部４０，４６やスリット４５がなくともボディ１０の一部を塑性変形させてシリンドリカルレンズ１５，１７の調整ができる構成となっているのであれば、薄肉部４０，４６やスリット４５は不要である。
【００１９】
ところで、凹所３５における壁４７に対向する内側面とシリンドリカルレンズ１５との間の隙間（図５(c)における３５’）から光が漏れ出て水平ライン光Ｈの一部が明るくなってしまう場合、図６に示すように、両シリンドリカルレンズ１５，１７の固定のための押さえばね３１におけるシリンドリカルレンズ１５用のばね片３３に漏光を防ぐ光遮蔽片３４を設けておくとよい。
【００２０】
上記調整を行うにあたっては、本体部１の周面のうちの隣接する２面（図示例では正面と上記壁４７を有する側面とは反対側の側面）とに設けた平面部を調整台（図示せず）の固定部に接触固定させた状態でレーザーを出力させて水平ライン光Ｈと鉛直ライン光Ｖとを予め基準線を付した壁面などの投射面に投射し、ライン光Ｈ，Ｖが水平基準線及び鉛直基準線に合致するように調整部である壁４１，４３、４７を動かしてシリンドリカルレンズ１５，１７の姿勢を調整する（図７参照）。
【００２１】
本体部１が上述のように上ポイント光ＵＰも出力するものである場合は、上記平面部を用いた位置合わせではなく、図８に示すように、上ポイント光ＵＰが予め設けてある基準点に合うように本体部１を調整台の固定部に固定した後、水平ライン光Ｈと鉛直ライン光Ｖとを予め基準線を付した壁面などの投射面に投射し、水平及び鉛直ライン光Ｈ，Ｖが水平基準線及び鉛直基準線に合致するように調整を行えばよい。水平ライン光Ｈは円筒レンズ１５の姿勢を、鉛直ライン光Ｖは円筒レンズ１７の姿勢を変化させて個別に調整する上に相互に影響しあうことはないために、これらライン光を水平基準線及び鉛直基準線に合わせ込むことは簡単に行うことができる。
【００２２】
しかも、上記調整は、ボディ１０の一部を塑性変形させることで行うものであり、円筒レンズ１５，１７を別途調整手段を介してボディ１０に取り付けた場合に比して、別途調整手段を全く必要としないものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、シリンドリカルレンズはボディの凹所に納めて弾性体で押さえ固定した状態で調整することができるものであり、シリンドリカルレンズの配設固定が容易であるとともに調整作業もしやすいものであり、しかも上記調整はボディにおけるシリンドリカルレンズに接した壁を塑性変形させることで行うために、別途調整部材を必要とすることがなくてコストを低減させることができるとともに小型化を図ることができるものであり、所要の精度を容易に確保することができると同時に精度の確保に必要なコストを低減することができる
また、調整部はシリンドリカルレンズの姿勢を２軸回りに調整自在としておくと、より正確な調整を行うことができる。
【００２４】
この場合の調整部はシリンドリカルレンズと平行な棒状部として形成しておくと、調整部を容易に形成することができるとともに調整作業も楽になる。
【００２５】
殊にシリンドリカルレンズの軸方向において間隔をおいて接触する突部を備えていると、シリンドリカルレンズの姿勢を的確に調整することができる。
【００２６】
さらに、調整部がその端部に薄肉部を備えていると、塑性変形させることが容易となるために、調整作業が容易となる。
【００２７】
また、固定部材が不要光の漏洩防止のための光遮蔽部を備えていると、出力されるライン光の一部が明るくなってしまう事態が生じるのを防ぐことができる。
【００２８】
そして固定部材が本体部に取り付けられた複数のシリンドリカルレンズを夫々固定する固定部を一体に備えていると、単一の固定部材で複数のシリンドリカルレンズの固定を行うことができて、組立性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の一例を示すもので、(a)は本体部の要部正面図、(b)は本体部の要部断面図、(c)は本体部の要部斜視図である。
【図２】  同上の斜視図である。
【図３】  (a)(b)は同上の本体部の斜視図である。
【図４】  同上の本体部の分解斜視図である。
【図５】  (a)(b)は同上の他の要部の斜視図、(c)はＡ−Ａ線断面図である。
【図６】  同上の他例の部分正面図である。
【図７】  同上の調整作業の一例のフローチャートである。
【図８】  同上の調整作業の他例のフローチャートである。
【符号の説明】
１  本体部
２  支持体
１５  シリンドリカルレンズ
１７  シリンドリカルレンズ
３５  凹所
３７  凹所
４０  薄肉部
４１  壁
【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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