JPH0751396B2 - 自在平行定規における定規の平衡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自在平行定規において、傾斜図板上で定規をヘ
ッド基板に対してフリーの状態にしたとき、定規が自重
によりヘッド基板に対して落下方向に急回転せず、安定
静止状態を保持するようにするための定規の平衡装置に
関する。

〔従来の技術〕

此種の装置としては、第８図に示すように、定規が連結
する縦軸20に円形の偏心カム22を固定し、ヘッド基板に
Ｌ型の梃子34を回転自在に軸36支し、該梃子34の一方
に、コイルばねＳの一端を連結し、該コイルばねＳの引
張力によって梃子34の他方をコロから成る回転体48を介
して偏心カム22の外周面に弾接し、前記コイルばねＳの
他端を、モール52の回転によって長手方向に移動調整可
能なねじ杆50の一端に連結した構成のものが公知であ
る。傾斜図板上でヘッドを固定し、ヘッド基板に対して
縦軸20を自由回転状態とすると、縦軸20は、これに連結
する定規の重量によって第８図中、時計方向に急回転し
ようとするが、回転体48からの弾発力によって、偏心カ
ム22には反時計方向に回転トルクが付与されており、こ
の回転トルクと前記定規の自重による縦軸20の回転トル
クとは相殺するようにばねＳの弾力と、カム22形状が設
定されているため、縦軸20は、定規の重量によって急回
転することなく、バランス状態を保持する。前記ばねＳ
の弾力の大きさは、モール52を回転することによって調
整することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記縦軸20の定規の自重による、定規の＋90度から−90
度の回転に伴うトルク変化はサイン（sin）カーブとな
る。そのため、ばねＳの弾力によって偏心カム22に生じ
るトルクも定規の回転に伴ってサインカーブで変化する
必要がある。

ばねＳのカム22に作用する力をＦ、回転体48の偏心カム
22に対する作用方向の延長線と、これに平行で且つ偏心
カム22の回転中心を通る直線との最短距離をｌ（即ちカ
ムのトルク発生要素としての半径）、ばねＳによって偏
心カム22に発生する回転トルクをＴとすると、 Ｔ＝Fl ∴ ｌ＝T/F 以上の式により、図板立面時、（例えば傾斜角60度の状
態）において、偏心カム22にその回転にともなって、サ
インカーブのトルク特性を有する定規バランス用のトル
クが生じるように、偏心カム22の形状が決定される。

このようにして図面立面用のカムが形成されるが、図板
を水平方向に近い角度に倒した状態のときは、定規の重
量により縦軸に作用する回転トルクは小さくなるため、
これに対応して、ばねＳの力を弱める必要がある。この
操作は、第８図中、モール52を回転してねじ50を、右方
向に移動することにより行う。このようにばねＳの力を
弱めると、第11図（ｂ）のように、偏心カム22のトルク
Ｔの特性が変化する。更に、図板を水平方向に倒して、
ばねＳの力を弱くすると、第９図に示す如く、偏心カム
22のトルクＴの特性が変化し、定規を＋90度位置から−
90度方向に回転すると、その途中で、カム22に対するば
ね力がゼロとなり第10図に示すように、回転体48がカム
22に弾接しなくなって、回転体48とカム22との間にスキ
間ｄが形成され、定規のバランスを図ることができなく
なってしまう問題点が存する。

本発明は上記問題点を解決することを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決する手段〕

上記問題点を解決するため、本発明は、定規が連結する
偏心カム22に対して定規バランス用の回転トルクを付与
するための梃子34に、たわみ・ばね力変化特性が数次曲
線近次特性を有するばね手段42を連結し、該ばね手段42
によって前記梃子34に回転トルクを付与するように成す
とともに、前記ばね手段42を、その長手方向に変位可能
なばねホルダー46に支持せしめたものである。

〔作用〕

図板が急傾斜状態にあり、偏心カム22にバランス用のト
ルクを強く作用させたいときは、ばね手段42の強弾力領
域が偏心カム22に作用するように、ばねホルダー46を偏
心カム22から離反する方向に移動調整する。図板２が緩
傾斜状態のときは、ばねホルダー46を梃子34に接近する
方向に移動調整して、ばね手段42全体を縮ませる。これ
によりばね手段42の弱弾力領域が梃子34を介して偏心カ
ム22に作用するようになる。これによって偏心カム22と
回転体48との間にスキ間が発生することがない。

〔実施例〕

以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例を参照して
詳細に説明する。

２は図板であり、所望の傾斜角度で固定し得るように傾
斜可能な製図台の支持枠に固定されている。４は前記図
板２の上辺に配設された横レールであり、これに横カー
ソル６が移動自在に取り付けられている。前記横カーソ
ル６には縦レール８の上端が連結している。前記縦レー
ル８の下端は尾部コロを介して図板２上に走行自在に載
置されている。12は前記縦レール８に移動自在に取り付
けられた縦カーソルであり、これに公知のダブルヒンジ
機構14を介してヘッド16の基板18が連結している。

第２図において、20は、ヘッド基板18に回転自在に支承
された縦軸であり、これの上部に円形の偏心カム22とハ
ンドル24が固定され、縦軸20の下部には定規取付板26が
固定されている。前記定規取付板26には水平定規30と垂
直定規32が固定されている。34はＬ字状の梃子であり、
その中間部が前記基板18に回転自在に軸36支されてい
る。前記ヘッド基板18に形成された立ち上り部にはねじ
38が軸方向に移動しないように回転自在に支承され、該
ねじ38の一端には目盛付きモール40が固定されている。
46は、前記ねじ38に螺合されたスプリングホルダーであ
り、これの下面はヘッド基板18にスライド自在に当接し
ている。前記モール40を回転すると、前記スプリングホ
ルダー46は、ねじ38に沿って、ねじ38の回転方向に応じ
て、梃子34に対して接近又は離反する方向に移動するよ
うに構成されている。42は、長さ及びばね定数の異なる
複数のコイルばねa,b,c,dから成るばね手段であり、該
ばね手段42の一方側は前記スプリングホルダー46に係合
し、他方側は梃子34の垂直部に係合している。

前記ばね手段42のたわみばね力特性Ｘは、第４図に示す
ように４次曲線に近似している。第５図に示すように、
強いばねS1と、ストロークの長い弱いばねS2とが一本ず
つであると、第６図に示すばね作用交換点Ｚにおいて、
大きくばね力が変化することになるので、長さ及びばね
定数の異なるばねの数を増やすことによって、第７図に
示すように、ばね手段の、たわみ量に対するばね力の変
化特性カーブＸをなめらかな数次曲線とすることが望ま
しい。前記梃子34の水平部の一方端にはコロから成る回
転体48が回転自在に軸支され、該回転体48は、前記ばね
手段42の引張力によって前記カム22の外周面に弾接して
いる。

尚、第２図に示すヘッド16の内部構造は、細部を省略し
た原理的構成を示すものであり、定規取付板26と基板18
との間の、公知の角度固定機構及びインデックス機構等
を省略している。

次に本実施例の作用について説明する。図板２を所望の
角度に傾斜させ、縦カーソル12を縦レール８に固定した
状態で、縦軸20をヘッド基板18に対して自由回転状態に
すると、定規30,32の重量によって、縦軸20には、第３
図中、時計方向に回転トルクが生じ、水平定規30は、横
レール４に平行な状態から、縦軸20の回転中心を中心と
して、時計方向に、図板２に沿って急回転落下しようと
する。この縦軸20に生じる回転トルクは、水平定規30が
横レール４に対して水平な状態をゼロ度とすると、この
ゼロ度のときほぼ最大となり、定規がプラス及びマイナ
ス90度のときほぼ最小となるサインカーブで変化する。
従って、縦軸20に定規30,32の重量による回転トルクと
相殺するサインカーブ特性の回転トルクを付与すれば定
規30,32を図板２上に、任意の回転角度で静止バランス
させることができる。ばね手段42によって、偏心カム22
に付与される回転トルクＴは、 Ｔ＝Ｆ×ｌ ここでＦはばね手段42の回転体48を介してカム22に作用
するばね力、ｌは回転体48の弾発力によって偏心カム22
に回転トルクを発生させる要素としての半径である。本
実施例では、たわみばね力変化特性が数次曲線Ｘ（第４
図参照）に近似したばね手段42を使用したとき、定規30
の回転に伴い、縦軸20に発生するバランス用のトルクが
サインカーブとなるように、偏心カム22の形状を上記半
径ｌに基づいて決定している。図板２の傾斜角度を変化
させた場合、定規30,32の重量によって、縦軸20にかか
る回転トルクは変化する。図板２の傾斜を急角度にした
ときは、定規落下回転トルクは増大し、図板２の傾斜を
ゆるやかにしたときは、定規落下回転トルクは小さくな
る。図板２を床面に対して、60度に傾斜させたときは、
モール40を回転して、ばねホルダー46の梃子34に対する
距離を予じめ設定した目盛によって調整し、水平定規30
を＋90度から−90度に回転したとき、偏心カム22に、サ
インカーブトルクＴが得られるように、ばね使用領域を
設定する。サインカーブトルクＴは、図板２が60度のと
きの定数落下回転トルクと略一致し、両者は縦軸20に反
対方向に作用して、定規30,32はバランスする。

図板２を床面に対して６度に傾斜させたときは、モール
40を回転してばねホルダー46を、梃34に対して接近さ
せ、梃34に対する距離を予じめ設定した目盛によって調
整し、ばね特性の使用領域を第４図中、Ｈに設定し、バ
ランス用トルクＴ′を得るようにする。このトルクＴ′
はほぼサインカーブとなり、定規落下回転トルクと略一
致し、定規のバランスが保持される。

尚、たわみ・ばね力変化特性が数次曲線特性であるよう
なばね手段は、ばね定数の異なる複数種類のばねの組み
合わせ、又は、長さの異なる複数のばねの組み合わせ、
又は、ばね定数と長さの異なる複数のばねの組み合わせ
によって構成することができる。

尚、本実施例では、４本のばねa,b,c,dによって、第４
図、第７図に示す数次曲線特性Ｘを得たが、上記数次曲
線特性Ｘは、複数本のばねによって得る構成に特に限定
されるものでなく、第12図に示すように、１本の先細状
の円錐コイルばね80を用いても良い。また、第13図ａに
示すように、一方向に向けて幅が小さくなる板ばね82
を、巻回して形成したいわゆる竹の子ばねによっても上
記数次曲線特性Ｘを得ることができる。第14図は、巻径
が同じでリードが一方向に向けて変化するコイルばね84
であり、このばねによっても、上記数次曲線特性Ｘを得
ることができる。

〔効果〕

本発明は、上述の如く、数次曲線特性を有するばね手段
を用いて偏心カムをコロを介して押圧するようにしたの
で、図板の傾斜がゆるやかな場合にも、ばね手段のばね
力微少領域を使用することで、コロを偏心カムに弾接さ
せて、偏心カムに定規バランス用の回転トルクを付与す
ることができ、コロと偏心カムとの間にスキ間が発生し
てバランス不可能状態となるのを防止することができる
効果が存する。

【図面の簡単な説明】

第１図はＢ−Ｂ線断面図、第２図はＡ−Ａ線断面図、第
３図は平面図、第４図は説明図、第５図は平面図、第６
図は説明図、第７図は説明図、第８図は平面図、第９図
は説明図、第10図は平面図、第11図は説明図、第12図は
外観図、第13図は外観図、第14図は外観図である。 ２……図板,4……横レール,6……横カーソル,8……縦レ
ール,12……縦カーソル,16……ヘッド,18……基板,20…
…縦軸,22……偏心カム,24……ハンドル,28……定規取
付板,30……水平定規,32……垂直定規,34……梃子,36…
…軸,38……ねじ,40……モール,42……ばね手段,44……
ピン,46……スプリングホルダー,48……回転体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】図板上を平行移動可能に支持されたヘッド
   基板18に縦軸20を回転自在に支承し、該縦軸20の下部に
   定規取付板28を固定し、前記縦軸20の上部にハンドル24
   を固定した装置において、前記縦軸20に偏心カム22を固
   定し、前記ヘッド基板18に梃子34を回転自在に支承し、
   前記ヘッド基板18に、前記梃子34に対して移動調整可能
   にばねホルダー46を設け、該ばねホルダー46と前記梃子
   34の、その回転中心に対して偏心した部分との間に、た
   わみ量に対するばね力の変化特性が数次曲線近似特性を
   有するばね手段42を架設し、該ばね手段42の弾力によっ
   て前記梃子34の一方を回転体48を介して前記偏心カム22
   の外周面に弾接したことを特徴とする自在平行定規にお
   ける定規の平衡装置。