JPH0343882B2

JPH0343882B2 -

Info

Publication number: JPH0343882B2
Application number: JP2997883A
Authority: JP
Inventors: Matadai Yoshida
Original assignee: Mutoh Industries Ltd
Current assignee: Mutoh Industries Ltd
Priority date: 1983-02-24
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1991-07-04
Also published as: JPS59155210A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、図板取付体の固定を解除して、図板
取付体を自由回転状態としたとき、図板取付体に
下向きにかかる荷重によつて図板取付体が落下方
向に急回転しないようにした製図台の平衡装置に
関する。

本発明は構造が簡単で小型化に適し、且つ図板
取付体を完全平衡状態に設定可能な製図台の平衡
装置を提供することを目的とするものである。

以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例に
基いて詳細に説明する。

２，４は水平足杆であり、これらに固定脚部材
６，８が立設され、該固定脚部材６，８に昇降脚
部材１０，１２がスライド自在に嵌合し、該昇降
脚部材１０，１２は、上下調整モール１４，１６
を締付け方向に回転することよつて所望の高さで
前記固定脚部材６，８に固定することができる。
前記脚部材６，８間には補強杆１８が架設されて
いる。脚部材１０，１２の上端間には管体２０が
架設されている。２４，２６は図板取付体であ
り、これらの垂直部は前記脚部材１０，１２の両
側部に、床面に水平な軸線Ｐ即ち前記管体２０の
中心軸線上の点を中心として回転自在に支承され
ている。２８は角度ブレーキ機構であり、モール
３０を締付け方向に回転することによつて前記図
板取付体２４，２６を前記脚部材１０，１２に固
定することができるように構成されている。

上記図板取付体２４，２６を、脚部材１０，１
２に回転自在に支承する機構及び上記角度ブレー
キ機構２８は一般的構成なのでその詳細な説明及
び図を省略する。前記図板取付体２４，２６の水
平部には図板３２が固定されている。３４は脚部
材１０，１２に固設された支持杆であり、これに
ストツパー杆３６が固定されている。前記図板３
２を水平状態に設定すると、図板３２の下面が前
記ストツパー杆３６の上端に当接するように、ス
トツパー杆３６の高さが設定されている。前記図
板３２には、製図機械（図示省略）が取付けられ
るものである。前記図板３２の回動範囲は、通
常、床面に対して水平状態と略垂直状態（あるい
は70度）の間に設定されている。３８は図板取付
体２６の垂直部の一側面に形成されたコ字状の立
ち上り部であり、該立ち上り部３８の両側部にね
じ杆４０が、軸方向に移動しないように、回転自
在に取付けられている。前記ねじ杆４０の一端に
はモール４２が固定されている。４４は前記ねじ
杆４０に螺合する駒部材であり、該駒部材４４
は、ねじ杆４０の回転と連動して回転しないよう
に立ち上り部３８のガイド面にスライド自在に当
接している。５０はコイルスプリングであり、こ
れの一端は前記脚部材１２にねじ止め固定されて
いる。５２は脚部材１２に回転自在に軸支された
ローププーリから成るロープガイドであり、これ
に屈曲自在な柔軟性のあるワイヤロープ５４が掛
けられている。前記ワイヤロープ５４の一端５４
ａは前記駒部材４４に連結し他端は前記コイルス
プリング５０に連結している。前記ワイヤロープ
５４とコイルスプリング５０は全体として伸縮付
勢体を構成している。

前記図板取付体２６が軸線Ｐを中心として、第
２図中、図板３２が水平状態と上向き略垂直状態
となる、略90度の範囲内で回動すると、この回動
に伴つて駒部材４４が前記軸線Ｐを中心とする円
軌道に沿つて回動する。この駒部材４４の回動に
伴つて、駒部材４４とロープガイド５２間のロー
プ５４は、ロープガイド５２のロープ規制端Ｅ即
ち回動基点Ｅを中心として、第２図中、左右方向
に回動する。前記伸縮付勢体の、たわみ量がゼロ
のとき、即ち、両端に引張力が作用していない無
負荷状態における、脚部材１２上の支持点５３と
ロープ５４の一端５４ａとの間の長さ（伸縮付勢
体の有効長）は、支持点５３と回動基点Ｅ（即ち
ロープ規制端Ｅ）との間の距離と同じに設定され
ている。換言すれば、ロープ５４の一端５４ａを
前記回動基点Ｅに移動させた場合、スプリング５
０の伸長方向のたわみがゼロとなるように設定さ
れている。前記スプリング５０は前記図板取付体
２６にその回転方向にかかる荷重に対応したバネ
定数を有するものが採用されている。上記のよう
に伸縮付勢体の有効長を設定した理由は次の通り
である。

第３図に示すように、取付体２６の水平部の、
回転中心Ｐと回動基点Ｅを通る軸線との成す角を
θ、ロープ５４と上記軸線との成す角をα、取付
体２６とロープ５４との連結点をｃとする。スプ
リング５０の伸長量をｌとすると、このｌは、上
記θにより変化し、その値はｃ、Ｅ間距離であ
る。伸縮付勢体の取付体２６に作用するばね力Ｆ
はＦ＝Kl とおくことができる。ここでｋはばね定数であ
る。また、取付体２６に上記ばね力によつてかか
るトルク半径をＲとすると、トルク半径Ｒは、Ｒ＝（ａ＋ｒ）sinα とおくことができ、この式は、三角形PCEの正
弦定理ｒ／sinα＝ｌ／sinθからＲ＝（ａ＋ｒ）・ｒ・sinθ／ｌを導くことができる。ここでａはα＝０のときの
ｃ、Ｅ間距離、ｒはα＝０のときのPc間距離で
ある。

取付体２６に対する上記ばね力Ｆによるトルク
をＴとすると、Ｔ＝Ｆ・Ｒ＝ｋｌ・・（ａ＋ｒ）・ｒ・sinθ／ｌ＝ｋ・（ａ＋ｒ）・ｒ・sinθ ここで、上記ｋ，ａ，ｒは定数であることか
ら、トルクＴはsinθの関数となる。

即ち、トルクＴをsinθの関数とすることが、ロ
ープ５４の一端５４ａを回動基点Ｅに移動させた
場合、スプリング５０の伸長方向のたわみがゼロ
となるようにした理由である。

次に本実施例の作用について説明する。

取付体２４，２６に対する固定を解除すると、
図板３２及びこれに取付けられた製図機械等の重
量によつて取付体２６にはＰ点を中心として第２
図上、時針回転方向に回転トルクT′が発生する。
この回転トルクT′と、スプリング５０の弾力に
よつて上記取付体２６に作用する回転トルクＴの
大きさは同一で、両者は方向が逆であり、図板３
２は任意の角度で静止する。

上記の作用を、第３図の説明図を参照して更に
詳しく説明する。

取付体２６が脚部材１２に対して点Ｐを中心に
回転し、取付体２６のロープ連結点Ｃがロープ５
４を介してスプリング５０によつて引張られてい
る状態において、上記Ｃ点とガイド５２のロープ
規制端Ｅとが最短距離にある状態をゼロ度とし
て、取付体２６を角度回転させたとき、スプリ
ング５０によつて取付体２６に生じる回転トルク
Ｔを考えてみる。まず、取付体２６が角度回転
したときのスプリング５０の強さＦは、ｋをスプ
リング５０のばね定数、ｘをスプリング５０の伸
長量とすると、取付体２６の角度○がゼロ度のと
き、スプリング５０の張力がゼロとなるように設
定した場合Ｆ＝kx＝ｋ（ｌ−ａ）である。

上記ｌは次の式によつて求めることができる。

ｌ＝｛（rsin）²＋（ｒ＋ａ−rcos²）｝^1/2 ＝〔r²sin²＋｛ｒ（１−cos）＋ａ｝²〕^1/2 ＝｛r²sin²＋r²（１−2cos＋cos²）＋2ra（
１−cos＋a²｝^1/2 ＝｛（r²sin²＋r²−2r²cos＋r²cos²＋2ra−2
racos＋a²｝^1/2 ＝｛r²（sin²＋cos²）＋r²−2r²cos＋2ra（
１−cos）＋a²｝^1/2 ＝｛2r²−2r²cos＋2ra（１−cosθ）＋a²｝^1/2 ＝｛2r²（１−cosθ）＋2ra（１−cosθ）＋a²｝^1/
2 ＝｛（１−cos）（2r₂＋2ra）＋a²｝^1/2 また、ロープ５４の張力によつて、取付体を回
転させるために必要とされる回転半径ＲはＲ＝
（ａ＋ｒ）sinαとして求めることができるこれを変形すると、Ｒ＝（ａ＋ｒ）rsin／ｌスプリング５０の伸びによる取付体２６を回転
させるトルクＴは、Ｔ＝Ｆ×Ｒなのでこの式に上記ＦとＲの値を入
れると。

Ｔ＝ｋ（ｌ−ａ）（ａ＋ｒ）ｒ・sin／ｌとなる。

ａ＝０のときは、Ｔ＝krsinとなる。krは一定であり、この式
からＴはsinの関数であることが判る。ここで、
第４図に示す如く、ｗを取付体側の重心Ｇに、取
付体２６を回転させる方向にかかる、図板３２の
重量等による荷重、r′を重心Ｇと取付体２６の回
転中心との距離とすると、取付体２６の水平面を
床面に対して略垂直になるまでを回転して、荷重
ｗが取付体２６に回転トルクとして作用しない取
付体の状態をゼロ度としたとき、取付体を度回
転したときの、荷重ｗによつて生じる回転トルク
T′は T′＝wr′sinで求められる。

wr′の値は一定であり、これからトルクT′はsin
の関数であることが判る。

このことは、ａ＝０の場合、取付体２６の正逆
方向の回転トルクＴ，T′を完全バランスさせる
ことができることを示している。また、第５図に
示す如く、上記ｒを、短くしたときのトルク変化
は、上記ｌ＝｛（１−cos）（2r²＋2r・ａ）＋a²｝^1/2 を変化させると、ｌ＝｛（１−cos）（2rs²＋2rsb）＋b²｝^1/2 となる。

尚rsは取付体２６の回転中心とロープ連結点Ｃ
との距離、ｂは取付体２６がゼロ度のときのガイ
ド５２のロープ規制端とロープ連結点C′との距離
である。尚、ロープ連結点ＣをＤ点に移動する
と、ロープ８２の張力がゼロとなる。この点Ｄと
ガイド８０のロープ規制端Ｅとの距離をａ，点Ｄ
と上記ロープ連結点C′との距離をｄとすると、上
記ｂは、ｂ＝（ａ＋ｄ）で表わされる。

実際のスプリング５０の伸びlrは、 lr＝（ｌ−ｂ）＋ｄスプリング５０の強さＦはＦ＝Ｋ（ｌ−ｂ＋ｄ）となる。

また回転トルク発生要素としての、取付体回転
平面上に想定される回転半径Ｒは、Ｒ＝（ａ＋ｒ）sinα ＝（ａ＋ｒ）rs・sin／ｌよつて、スプリング５０によつて取付体２６に
生じる回転トルクＴは、Ｔ＝Ｆ×Ｒ＝ｋ（ｌ−ｂ＋ｄ）（ａ＋ｒ）rs・sin／ｌとなる。

ｌの値は、取付体２６の回転角度によつて変化
するので、スプリング５０によつて取付体２６に
生じる回転トルクＴの変化特性は、sinのカー
ブを形成しない。しかるに、製図機械等の重量に
よつて取付体２６に生じる回転トルクT′の取付
体の回転に伴う変化特性はsinのカーブを形成
するため、取付体２６に生じる正逆方向の回転ト
ルクをバランスさせることができない。しかしな
がら、第５図において、取付体２６上のロープ連
結点Ｃを、ロープガイド５２のロープ規制端Ｅに
持ち来たしたとき、スプリング５０の張力がゼロ
となるように設定すれば、スプリング５０のばね
力ＦはＦ＝klで求めることができる。

ここで、Ｈをロープ規制端Ｅと取付体の回転中
心Ｐとの距離、rsをロープ連結点ＣとＰとの距離
とすると、スプリング５０の伸びｌは、ｌ＝√²＋²−2・・となる。

スプリング５０による回転トルク発生要素とし
ての、回転半径ＲはＲ＝Ｈ・sinα そしてｘ＝ｌ・sinα＝rs・sin であるから、Ｒ＝Ｈ・rs・sin／ｌこれからスプリング５０のばね力によつて取付
体２６に生じる回転トルクＴは、Ｔ＝kl×Ｒ kl×Ｈ・rs・sin／ｌｋ・Ｈ・rs・sin これにより、スプリング５０による回転トルク
Ｔは、sin×定数となりSINカーブとなる。上
記式から、ロープ端をガイド５２のロープ規制端
Ｅに移動した時、スプリング５０の張力がゼロと
なるように設定すれば、スプリング連結点Ｃを取
付体２６の第２図上、回転中心から左側の任意の
位置に設定してもスプリング５０によつて取付体
２６に生じる回転トルクＴの変化特性をSINカー
ブとすることができることが判る。尚、第６図に
示す如く、ロープガイドを設けない場合、ロープ
ガイドが取付体に対して無限に遠い所にあると仮
定すると、スプリングのばね力＝ｋ（rs−rs・cos）＝krs（１−cos）で求めることができる。
また、ばねによる回転トルク発生要素としての回
転半径ＲはＲ＝rs・sinであるからスプリングの引張力
によつて回転体に生じる回転トルクＴは、Ｔ＝krs（１−cos）×rs・sin ＝ｋ・rs・sin（１−cos）従つて、回転トルクＴの変化特性は、第７図に
示す如く、sinのカーブを形成しない。

次に、上記回転半径Ｒを調整する動作について
説明する。

モール４２を回転するとねじ軸４０が回転す
る。これにより駒部材４４がねじ軸４０に沿つて
移動し、ロープ端子５４ａは、駒部材４４と連動
して取付体２６上を、その延長方向に移動する。
上記ロープ端子５４ａの移動によつて取付体２６
の回転中心に対する、ロープ連結点Ｃの距離が変
化する。従つて、製図機械を交換したときは、モ
ール４２を回転調整することによつて、前記荷重
Ｗによつて取付体２６に生じる回転トルクT′に
対して、スプリング５０の引張荷重Ｆによつて取
付体２６に生じる回転トルクＴの大きさを一致さ
せることができる。尚、第８図及び第９図に示す
如く、筒体６０を脚部材１２に回転自在に軸６２
支し、コイルスプリング６６によつて付勢された
ロツド６４の先端６４ａを取付体２６の偏心部に
回転自在に連結して、ロツド６４の引張力によつ
て取付体２６を反時針回転方向に付勢するように
しても良い。この構成の場合は、ロツド６４の先
端６４ａを筒体６０の回転中心に移動すると、コ
イルスプリング６６の弾発力がゼロとなるように
スプリングの初期弾力を設定する。

また、第１０図に示す如く、両端部７０ａと７
０ｂを重ね合わせた状態のとき弾力がゼロとなる
ように設定された曲げばね７０の一端７０ａを脚
部材１２に回転自在に軸７２支し、他端７０ｂを
取付体２６の偏心部に回転自在に連結するように
しても、上記実施例のように、図板取付体２６の
完全バランスを図ることができる。上記第１乃至
第３の実施例において、ロープガイド５２、軸６
２、軸７２は、伸縮付勢体の、図板取付体２６の
回動に伴う揺動運動を脚部材１２上の一点の回動
基点を中心とする揺動運動に規制する回動案内部
材を構成している。また、筒体６０、ロツド６４
及びコイルスプリング６６は全体として伸縮付勢
体を構成し、同様に、曲げばね７０は伸縮付勢体
を構成している。第２図において、コイルスプリ
ング５０のたわみ量がゼロの状態（初期状態）に
おいて、伸縮付勢体の有効長即ち、伸縮付勢体の
脚部材１２上の支持点５３とロープ５４の一端５
４ａまでの長さは、前記支持点５３と回動基点
（即ちロープ規制端Ｅ）までの距離と同一に設定
されている。

第８図及び第９図において、コイルスプリング
６６のたわみ量がゼロの状態（初期状態）におい
て、伸縮付勢体（筒体６０、ロツド６４、コイル
スプリング６６）の有効長即ち伸縮付勢体の脚部
材１２上の支持点（軸６２の中心点）とロツド６
４の先端６４ａまでの長さは、前記支持点との伸
縮付勢体の脚部材１２上の回動基点Ｅ（即ち軸６
２の中心点）までの距離と同一に設定されてい
る。第８図及び第９図に示す実施例において、前
記支持点と回動基点Ｅは共通の軸６２の中心位置
に設定されている。そのため上記有効長の値及び
前記支持点、回動基点Ｅ間距離はいづれもゼロに
設定されている。

第１０図において、ばね７０のたわみ量がゼロ
の状態（初期状態）において、伸縮付勢体（曲げ
ばね７０）の有効長即ち伸縮付勢体の脚部材１２
上の支持点（軸７２の中心点）と他端７０ｂまで
の長さは、前記支持点と伸縮付勢体の脚部材１２
上の回動基点Ｅ（即ち軸７２の中心点）までの距
離と同一に設定されている。第１０図に示す実施
例において、前記支持点と回動基点Ｅは共通の軸
７２の中心位置に設定されている。そのため、上
記有効長の値及び支持点、回動基点Ｅ間距離はい
づれもゼロに設定されている。

本発明は上述の如く構成したので、簡単な構成
で図板取付体の平衡を正確に設定することができ
る効果が存する。

【図面の簡単な説明】

第１図は正面図、第２図は側面図、第３図は説
明図、第４図は説明図、第５図は説明図、第６図
は説明図、第７図は説明図、第８図は他の実施例
を示す側面図、第９図は同、説明図、第１０図は
他の実施例を示す側面図である。２，４……水平足杆、２４，２６……図板取付
体、１２……昇降脚部材、３２……図板、５０…
…スプリング、５４……ワイヤロープ。

Claims

【特許請求の範囲】

１脚部材１２と、該脚部材１２に床面に対して
略垂直な平面内で回転自在に支承された図板取付
体２６とから成る製図台において、伸縮付勢体の
一方を前記脚部材１２側に支持し、該伸縮付勢体
の他端５４ａ，６４ａ，７０ｂを前記図板取付体
２６の、前記脚部材１２に対する回転中心から所
定間隔離れた偏心位置に回動自在に連結し、前記
脚部材１２側に前記伸縮付勢体の、前記図板取付
体２６の回動に伴う揺動運動を前記脚部材１２上
の一点の回動基点Ｅを中心とする揺動運動に規制
する回動案内部材５２，６２，７２を設け、前記
伸縮付勢体の、そのたわみ量がゼロの状態におけ
る有効長と、前記伸縮付勢体の前記脚部材１２上
の支持点５３と前記回動基点Ｅ間距離とを略同一
としたことを特徴とする製図台の平衡装置。