(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー墨出し器本体側のウォームギヤと基台側のウォームホイールギヤとを歯合させてウォームギヤをモーターで駆動させてレーザー墨出し器本体を水平方向に回転させことができる構造を有するレーザー墨出し器において、
前記モーターから減速ギヤ機構を経て前記ウォームギヤに至る駆動部を支持している支持部材が回転台の下面に枢着されて、ウォームギヤをウォームホイールギヤに押し当てる方向への付勢が、該支持部材をバネで付勢させることにより行なわれ、
前記ウォームギヤがその支持軸に僅かながら軸方向に進退自在に支持されて、該ウォームギヤの片側歯面をウォームホイールギヤの片側歯面に押し当てる方向への付勢が、該ウォームギヤを前記軸方向の一方に向けてバネで付勢させることにより行なわれるように構成されていることを特徴とするレーザー墨出し器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザー墨出し器本体が基台に対して水平回転自在であり、この水平回転の動力伝達を行なう駆動部側のウォームギヤとこれに歯合するウォームホイールギヤとの間のバックラッシを詰める方向にウォームギヤを付勢させることによりレーザー墨出し器本体の水平回転方向の振れ及び停止位置のズレを防ぐレーザー墨出し器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー墨出し器は、鉛直姿勢を基準にしたレーザーモジュールから直線状のレーザー光を室内の壁面や天井面などに向けて照射して、このレーザー光による水平方向や鉛直方向の墨出し線を基準にした建築・内装等の作業に役立てる基準器である。
【０００３】
ところで、レーザー墨出し器による墨出し作業中に、墨出し線を水平方向に移動させたり垂直方向の墨出し線の向きを回転させて次の作業の基準線にすることがよくある。このような場合、従来ではレーザー墨出し器を手で持ち上げてその向きを変える方法が一般的に採られていたが、最近ではレーザー墨出し器を床等の上に置いたままその上のレーザー墨出し器本体だけを手で水平方向に回してレーザー光の向きを変えることが出来るレーザー墨出し器が出現するに至っている。
【０００４】
ところがレーザー墨出し器本体を手で回す機種のレーザー墨出し器は、作業者が墨出し位置に居てレーザー光による墨出し線の動きや停止位置を確認しながらレーザー墨出し器の向きを変えることができないので、レーザー墨出し器の向きを変えるもう一人の作業者が必要であった。このため墨出し作業に手間と時間を要し、煩わしさがあった。
【０００５】
これに対応させて出願人は、本出願より以前にレーザー墨出し器をリモコン操作で水平方向に回転制御させる特許出願を済ませている。この先立つ特許出願のレーザー墨出し器は、レーザー墨出し器本体の水平回転制御を、モーターと、このモーターの出力回転を減速させる減速ギヤ機構と、この減速ギヤ機構と連動するウォームギヤとを回転台の下面に備え、当該ウォームギヤと歯合するウォームホイールギヤを基台に支持させており、モーターでウォームギヤを回転させてこのウォームギヤがウォームホイールギヤの周りを水平方向に回転する動力伝達構造を有する。つまりウォームギヤとともにレーザー墨出し器本体を水平方向に回転させようとしたのである。このようにウォームギヤとウォームホイールギヤを用いたのは、レーザー墨出し器本体に微細でゆっくりとした回転を与えて、レーザー光による墨出し線の動きを安定させて、所望の位置に正確に止めることが出来るようにするためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、当社において、上述したウォームギヤとウォームホイールギヤによる噛み合わせによるレーザー墨出し器の回転試験を繰り返し行なった結果、双方のギヤの間にバックラッシがあることにより極めて微細であるが、水平回転時及び停止時においてウォームギヤが軸方向に振れて移動したり停止することが判明した。この振れなどによる誤差は微細であってもレーザー光の照射先ではその誤差が拡大されてレーザー墨出し器の精度に大きな影響をもたらす。このため、とくに停止時において所望の正確な位置にレーザー光による墨出し線を映し出す筈であったのが、墨出し精度に大きく影響する数ｍｍ程度以上にズレ位置することがあった。
【０００７】
ところで、パックラッシとは、ギヤを噛み合わせたときの歯面間の遊び又は隙間をいい、ギヤを製作するときの精度の誤差及び使用中の温度上昇による膨張などによって歯がせりあって噛み合いが正しく行われないようになるのを防ぐために必要なものである。
【０００８】
このため発明者は、双方のギヤの歯と歯の噛み合いにおいてバックラッシによる機能を維持させつつ、ウォームギヤの軸方向の振れを無くし、円滑な動力伝達が得られるようにする技術の開発に取りかかった。
そして、その後における鋭意・検討を重ね、幾度の試験を重ねてきた結果、ついに上述した点を改良したレーザー墨出し器の試作品を完成し、今回の出願をするまでに至った。
【０００９】
このような経緯を経て完成するに至った本発明は、レーザー墨出し器の基台上のレーザー墨出し器本体を水平方向に回転させるウォームギヤをウォームホイールギヤに押し当てる方向とウォームギヤの歯面をウォームホイールギヤの歯面に押し当てる方向にバネで付勢させて、ウォームギヤの歯とウォームホイールギヤの歯の噛み合いにおけるバックラッシを詰めることにより、ウォームギヤの動きや停止における振れ及びガタつきを無くし、延いてはレーザー光による墨出し線の振れや位置ずれを無くし、所望の正確な位置に墨出し線を安定した状態で映し出すことができるレーザー墨出し器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決する手段】
以上の目的を達成するために提案される本発明は、レーザー墨出し器本体側のウォームギヤと基台側のウォームホイールギヤとを歯合させてウォームギヤをモーターで駆動させてレーザー墨出し器本体を水平方向に回転させことができる構造を有するレーザー墨出し器において、
前記モーターから減速ギヤ機構を経て前記ウォームギヤに至る駆動部を支持している支持部材が回転台の下面に枢着されて、ウォームギヤをウォームホイールギヤに押し当てる方向への付勢が、該支持部材をバネで付勢させることにより行なわれ、
前記ウォームギヤがその支持軸に僅かながら軸方向に進退自在に支持されて、該ウォームギヤの片側歯面をウォームホイールギヤの片側歯面に押し当てる方向への付勢が、該ウォームギヤを前記軸方向の一方に向けてバネで付勢させることにより行なわれるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明におけるレーザー墨出し器の水平方向の回転は、基台に対してその上部のレーザー墨出し器本体が水平方向に回転することをいい、本発明におけるレーザー墨出し器には、レーザー墨出し器本体の下部を構成している回転台上に水平方向の墨出し線及び垂直方向の墨出し線のうちの１又は複数をレーザー光によって壁面や天井面に映し出すために必要な部品が搭載されている。この他、地墨スポットを照射するものも含まれる。
【００１２】
ところで、レーザー墨出し器を用いた墨出し作業中に作業位置を横方向に移動して行なうとき、直角方向に向きを変えた墨出し線が必要なときがよくある。これらのときにはレーザー墨出し器の向きを水平方向に回転させればよく、この回転はレーザー墨出し器本体が基台に水平方向に組み付けられているので、レーザー墨出し器本体を手で回して行なうことができるが、リモコン端末器の操作によりモーターを駆動させて行なうのを主とする。
【００１３】
レーザー墨出し器本体の下部を構成している回転台の下面に沿った位置には、回転台を含めたレーザー墨出し器本体を水平方向に回転させるモーターと、このモーターの回転を減速して伝える減速ギヤ機構と、この減速ギヤ機構により減速された動力で低速回転するウォームギヤとが備えられており、このウォームギヤはその基台中心寄りの対向方向には基台中央部分により支持されたウォームホイールギヤに歯合している。このためモーターでウォームギヤを回転させると、ウォームホイールギヤとの歯合を通じてウォームギヤの方がウォームホイールギヤの周りを回転する。ウォームギヤは回転台を介してレーザー墨出し器本体に支持されているため、リモコン端末器のスイッチ操作によりモーターを右回り或いは左回りに回転させることにより、レーザー墨出し器本体は対応した方向に回転する。
【００１４】
このウォームギヤの歯とウォームホイールギヤの歯とは常時噛み合った状態にあり、双方の歯と歯の間には、噛み合いを円滑に進めるためにバックラッシといわれる隙間が必要であるが、このバックラッシがあることによってウォームギヤが軸方向に僅かながら振れるとレーザー光による墨出し線の照射角度に微細な誤差が生じる。この角度の誤差は微細で微妙であってもレーザー光の照射先で大きく広がった角度になるため、所望の位置に合わせた正確な墨出し線が得られない。つまり精度の高いレーザー墨出し器を実現出来ない。
【００１５】
本発明の特徴はこのバックラッシによる利点を失わせることなく、ウォームギヤとウォームホイールギヤの歯間の隙間を詰めてウォームギヤの振れなどが生じないようにした点にある。
【００１６】
その方法として本発明では、ウォームギヤをウォームホイールギヤに押し当てる方向にバネで付勢させとともに、ウォームギヤの片側歯面をウォームホイールギヤの片側歯面に押し当てる方向にバネで付勢させることによって実現した。また、このようにバネで付勢させてウォームギヤに後退する余地を持たせておけば双方の歯と歯の噛み合いがせりあって厳しくなることはなく円滑な噛み合いが実現できる。
【００１７】
なお、ウォームギヤの歯面の片側とウォームホイールギヤの歯面の片側とを接当させた場合、双方の歯と歯の噛み合いにおいてバックラッシの隙間が無くなるわけではなく、もう片側の歯面側には却って大きな隙間が生じる。しかしこのように歯面の片側側どうしが常に接当するように付勢させておけば、ウォームギヤはその支持軸方向に振れたりガタついたりしない。
【００１８】
ところがこの方向にウォームギヤ付勢させるだけでは、噛み合いが浅くなって噛み合いが安定しない。また長期間の使用により双方の歯と歯が滑る可能性が残る。このためウォームギヤをウォームホイールギヤに向けてバネで付勢させて双方の歯と歯の噛み合いを深くさせるようにした。
【００１９】
本発明において、２つの方向を合成した方向とはこのことをいう。
【００２０】
ウォームギヤをウォームホイールギヤに向けて付勢させる具体的な構造としては、ウォームギヤを回転させるモーターと、このモーターから出力された回転を低速回転させる減速ギヤ機構と、この減速ギヤ機構に連動するウォームギヤとを支持板などの１つの支持部材で支持し、この支持部材を回転台の下面にウォームギヤがウォームホイールギヤに接当・離反するようにピンで枢着させ、さらにウォームギヤがウォームホイールギヤに接当する方向に支持部材をバネで付勢させる方法を最適とする。
【００２１】
なお、ウォームギヤとウォームホイールギヤの歯どうしを深く噛み合わせても、ウォームギヤには付勢力に対抗した力が加わることにより、円滑な噛み合いが出来なくなるようなことはない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
続いて添付図面に従って本発明に係るレーザー墨出器の具体的な実施の形態について詳述する。
図１は本発明の１実施の形態に係るレーザー墨出し器（以下、本実施例のレーザー墨出し器、と略称する）を示した側面断面図であり、図２は平面図である。これら各図においては、内部がよくわかるように、上部の外形を形成しているカバーを取り外して示している。
【００２３】
図１及び図２をもとに本実施例のレーザー墨出し器１の概要を説明する。
本実施例のレーザー墨出し器１は、基台３上にレーザー墨出し器本体２を組み付けたもので構成されている。
【００２４】
基台３は、下面から下方に向けて脚部Ｍ・・を支持させた脚部取付部３ａ・・が突出形成されており、中央に短筒部３ｂが上方に向けて突出形成された椀形状を有する。
【００２５】
この短筒部３ｂの外周には基台３の内底に接する状態でウォームホイールギヤ４を上方から嵌挿されており、さらにこのウォームホイールギヤ４の上方から、ボールベアリング６と、上端にフランジ面が形成されており内壁に段部が突出形成された端筒形状を有する回転台取付台９と、ボールベアリング５とが、順に前記短筒部３ｂに嵌挿されている。そして、その上方から前記筒部３ｂ上端の外周面に形成されているネジ部３ｃに大径のナット７が螺合により締結されて、これらウォームホイールギヤ４とボールベアリング６と回転台取付台９とボールベアリング５とが基台３内に固定されている。このように回転台取付台９と前記短筒部３ｂとの間にボールベアリング５，６を介在させたことにより、回転台取付台９は基台３に対して水平回転自在になる。
【００２６】
次にレーザー墨出し器本体２について説明する。
レーザー墨出し器本体２の下端部を構成している回転台８は、前記基台２上部の椀内に入る大きさを有する大きさの円板形状を有し、その中央部に前記ポールベアリング５の外周径に相当する開口８ａが形成され、外周端が多少上方に立ち上げられてリブ８ｂが形成された形状を有する。この回転台８は、中央の開口８ａを前記ボールベアリング５の上端縁に嵌め入れるようにして前記回転台取付台９上にビス止めされて固定されている。このためレーザー墨出し器本体２は基台３に対して水平回転自在である。
【００２７】
この回転台８の上面の周方向を均等分割する数箇所には柱材１１・・が上方に向けて立設されており、この柱材１１・・の上端に前記回転台８と対称な形状を有する上部台１２が固定されている。そしてこの上部台１２の中央の穴１２ａにジャイロ１７がビス１３・・で止められて配設されており、このジャイロ１７に取付台１４が揺動自在に支持されており、この取付台１４の下部に段付円筒形状を有する鏡筒１５の上部が装着されている。このため鏡筒１５はジャイロ１７により揺動自在に吊下げられた状態となっている。
【００２８】
また前記取付台１４の上面には、水平及び垂直方向にレーザー光による墨出し線を照射するレーザーモジュール１２，１６を支持しているレーザーモジュール取付台２０が装着されている。また前記鏡筒１５内には地墨スポットのレーザー光を照射するレーザーモジュール２１が内装されている。
【００２９】
小径になっている鏡筒１５の下部１５ａには、円盤形状を有する揺動板２３が固定されている。このため鏡筒１５の下部１５ａはこの揺動板２３よりも数ｃｍ程度下方に突出した状態になっている。
【００３０】
そして、前記揺動板２３の外周縁近傍における周方向を均等する数箇所の上下位置に、鏡筒１５の揺動を磁気静止させる磁石２２・・，２６・・が備えられている。２４は上部の磁石２２・・の固定板である。
【００３１】
この他、前記柱材１１・・には、本実施例のレーザー墨出し器１の電源となる乾電池３０・・が電池ケース３１・・に収容された状態で備えられており、またこの柱材１１には制御回路基板６０が装着されている。このようにして回転台８を含めた上方の部分全体でレーザー墨出し器本体２が構成されており、このレーザー墨出し器本体２は基台３に対して水平方向に回転自在となっている。この回転は手でレーザー墨出し器本体２を回して行なうことが出来る他、図示しないリモコン端末器の操作により遠隔制御できるようになっている。
【００３２】
図１を参照しつつ図３に示すように、前記基台３の内底には３本のピン４４，４５，４６を介してバネ体４７が支持されており、このバネ体４７を前記ウォームホイールギヤ４の下部周側面に付勢力をもたせて接当させてある。このため、レーザー墨出し器本体２はこのバネ体４７の付勢力に勝る力で手で回すと、ウォームホイールギヤ４は基台３の短筒部３ｂ及びその下面に対して空滑りして回転する。
【００３３】
レーザー墨出し器本体２の遠隔操作による回転は、回転台８の下面に備えられている駆動手段４０により行われる。
【００３４】
次に本発明の要部となるこの駆動手段４０の駆動構造を、図１を参照しつつ図４乃至図６により説明する。
これら各図に示すように、レーザー墨出し器本体２側の駆動手段４０の動力伝達部は、小形のモーター４２と、当該モーター４２の回転を減速させる減速ギヤ機構５０と、当該減速ギヤ機構５０の出力軸５０ａに支持された平歯車５９と、当該平歯車５９に歯合するギヤ部分４３ｂが一端に形成されたウォームギヤ４３とによって構成されている。
モーター４２と減速ギヤ機構５０は支持部材である支持板４１の下面に枢着されている。ウォームギヤ４３は支持軸５２に遊嵌状態で支持されており、この支持軸５２は前記支持板４１の一端を下方に折曲させて形成されている軸受部分４１ｂと支持軸５２の下面に装着されている支持部材４上で固着されている筒形軸受５３とによってその両端部分が装着されている。このようにして各部材を装着した前記支持板４１は、前記枢着ピン４８を支点としてウォームギヤ４３がウォームホイールギヤ４に当接・離反する回転台８の下面に片支持状態で枢着されている。
【００３５】
そして前記枢着ピン４８の下部にスプロケット５６を支持させ、さらにこのスプロケット５６に嵌装させたバネ５５の両端を当該支持板４１の一点と前記回転板８に形成されている開口８ｂに係止させて、ウォームギヤ４３がウォームホイールギヤ４に当接するように支持板４１を矢（Ａ）方向に付勢させている。このためウォームギヤ４３の歯４３ａはウォームホイールギヤ４の歯４ａに軽く押し付けられた状態で歯合している。
【００３６】
このように構成したことによって、前記モーター４２が回転すると、その回転は減速ギヤ機構５０により減速されて平歯車５２が回転し、さらにこの平歯車５２を通じてウォームギヤ４３が回転してウォームホイールギヤ４の周りの歯４ａ・・・・に沿って周方向に回転する。このモーター４２はリモコン端末器のスイッチの切替操作により左回転又は右回転を選択することができるため、ウォームギヤ４３を支持しているレーザー墨出し器本体２は左右いずれかの水平方向に回転する。
【００３７】
ところで本実施例においては、図５及び図７に示すように、前記軸受部分４１ｂと前記筒形軸受５３との間の間隔Ｌ１はウォームギヤ４３の長さＬ２よりも若干広してある。さらにウォームギヤ４３の前記軸受部分４１ｂ側の端面に軸心を中心とする大径の凹部４３ｃが形成されており、この凹部４３ｃ内から前記軸受部分４１ｂに向けてコイルバネ５４を支持軸５２に支持させてある。このため、ウォームギヤ４３は矢（Ｂ）方向に付勢されてウォームギヤ４３の歯４３ａの片側歯面がウォームホイールギヤ４の歯４ａの片側歯面に接するまで移動して位置している。このように構成したことにより、ウォームギヤ４３はウォームホイールギヤ４に当接し且つ双方の歯４３ａ，４ａとの噛み合いの隙間であるバックラッシを詰めることができる。
【００３８】
次にこのバックラッシについて説明する。
図８はバックラッシを説明するための図であり、同図に示すように、例えばウォームギヤ４３とウォームホイールギヤ４のように、２つのギヤどうしの噛み合いにおいて一方のギヤの歯間が他方のギヤの歯幅と略等しいと、噛み合いが厳しくなって円滑な動力伝達が行なわれない。このため、一方のギヤの歯間（ｔ１）を他方のギヤの歯幅（ｔ２）よりも広くする考え方が一般的である。この間隔の差（Ｓ１＋Ｓ２）がバックラッシである。このようにバックラッシは双方のギヤの円滑な噛み合いを維持させる利点がある。
【００３９】
ところがこのようにバックラッシがあると、ウォームギヤ４３は水平回転方向にブレが生じ易い。このブレによる角度の誤差はほんの僅かであってもレーザー光の照射先ではその角度が大きく拡大されて墨出し線の位置が大きくズレる。つまり正確な墨出し線が得られなくなる恐れがある。特にウォームギヤ４３が停止した瞬間にこのブレが生じ易い。
【００４０】
本実施例においては、このバックラッシによる利点を生かしつつバックラッシを詰めて、ウォームギヤ４３延いてはレーザー墨出し器本体（２）のブレを防いだところにある。
その方法は、前述したように、前記バネ体５５と前記コイルバネ５４によりウォームギヤ４３を矢（Ａ）方向及び矢（Ｂ）方向に付勢させ、さらに図７及び図９に示すように、ウォームギヤ４３の歯４３ａの片側歯面がウォームホイールギヤ４の歯４ａの片側歯面に接当して深く噛み合うように付勢させたのである。つまりウォームギヤ４３を矢（Ａ）方向と矢（Ｂ）方向とを合成させた方向に付勢させたのである。これを判り易く示した図が図９である。
【００４１】
【発明の効果】
以上、説明した本発明に係るレーザー墨出し器によれば、レーザー墨出し器本体側に支持させたウォームギヤを基台側に支持させたウォームホイールギヤに押し当てる方向にバネで付勢させるとともに、ウォームギヤの歯の片側歯面をウォームホイールギヤの歯の片側歯面に押し当てる方向にバネで付勢させてバックラッシを詰めるようにしたことによって、ウォームギヤの動きや停止における振れを無くすことが出来るようになったのである。この結果、レーザー光による墨出し線の振れを無くして所望の正確な位置に墨出し線を安定させて映し出すことが出来るようになったのである。
【００４２】
また、ウォームギヤのウォームホイールギヤに当接する方向への付勢を、モーター及び減速機構とともに支持板に装着してこの支持板を回転台の下面に枢着させて片支持させ、さらにこの支持板をバネで付勢させて行なうようにしたことにより、ウォームギヤの支持及び付勢を安定させることが出来、しかも確実な噛み合いが得られるようになったのである。
【００４３】
さらに、ウォームギヤの軸方向の付勢を、ウォームギヤを支持軸に対して僅かながら進退自在に支持するとともに、ウォームギヤを軸方向の一方に向けてパネで付勢させて行なうようにしたことによって、簡単な構造で確実な付勢が得られるようになったのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係るレーザー墨出し器の側面断面図である。
【図２】同じく平面図である。
【図３】基台の内部構造を示した平面断面図である。
【図４】本発明の要部である駆動部の構造を回転台の上から見た部分拡大図である。
【図５】本発明の要部である駆動部の構造を回転台の下から見た部分拡大図である。
【図６】本発明の要部である駆動部の構造を示した側面部分断面図である。
【図７】ウォームギヤとウォームホイールギヤとが噛み合った状態を示した平面断面図である。
【図８】ウォームギヤとウォームホイールギヤとの噛み合いによるバックラッシを説明するために示した図である。
【図９】本発明におけるウォームギヤとウォームホイールギヤとの噛み合いを示した図である。
【符号の説明】
１    レーザー墨出し器
２    レーザー墨出し器本体
３    基台
３ａ  短筒部
４    ウォームホイールギヤ
５    ボールベアリング
６    ボールベアリング
８    回転台
４０  駆動部
４１  支持板
４２  モーター
４３  ウォームギヤ
５０  減速ギヤ機構
５４  コイルバネ
５５  バネ
【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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