JPS61104897A - 自在平行定規におけるスケ−ルバランス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自在平行定規におけるスケールのバランス装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来は、スケール取付板自体又は、該スケール取付板と
連動して回転する回転体の偏心位置にばねを作用させ、
このばね力によってスケール取付板又は回転体に、スケ
ール等の重量による重力方向回転トルクとは反対方向に
回転トルクを発生させ、スケールのバランスを図ってい
る。

〔発明が解決しようとする問題点１ 図板が傾射した状態においてスケールが連結するスケー
ル取付板のスケールの重量等による回転トルクＴ１は Ｔ１＝ＦＩＸＲ１である。

ここで、Ｆｌは、スケール取付板の重心Ｇに作用するス
ケール等の重量による下向きの荷重、また、Ｒ１はスケ
ール取付板の回転トルク発生要素としての半径である。

この半径Ｒ１はスケール取付板の回転にともなってサイ
ンカーブで変化する。しかるに上記Ｆ１は、一定である
。

上記スケール取付板の、定荷重Ｆ１による回転トルクＴ
１と相殺する回転トルクをスケール取付板に作用させれ
ば、スケール取付板を完全バランスさせることができる
。しかるに従来の方法によると、スケール取付板の回転
にともなって、上記ばねにたわみが生じ、ばね力が変化
してしまう。ばね力が変化してしまうと、スケール取付
板を完全バランスさせることができない。即ち、スケー
ル取付板の重心Ｇにスケール等の重量等によって作用す
る力Ｆ１は、スケール取付板の回転に関係なく一定であ
り、従って、上記ばね力も一定にしなければ、スケール
取付板のスケールの重量による回転モーメントと、ばね
力による回転モーメントとを互いに相殺させることがで
きない。しかしながら、ばね力を一定とした場合、ばね
のスか−ル取付板又は回転体に対する作用方向が常に一
定でなければスケールの完全バランスを図ることができ
ない。しかるに、ばねの位置が上記スケール取付板又は
回転体に対して無限大に離れていない限り、ばねの上記
作用方向を一定とすることができない。即ち、スケール
取付板又は回転体に対するばね力を一定としても、スケ
ールの精密なバランスを図ることができない。

本発明の目的は上記問題を解決してスケールの高精度な
バランスを図ることを目的とするものである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は上記問題点を解決するため、図板２上を所定の
向きを保持した状態で任意の位置に移動可能なヘッド１
６と、該ヘッド１６の支持基板１８に回転自在に支承さ
れた主軸２２と、該主軸２２の上部に固定されたハンド
ル２６と、前記主軸２２の下部に固定されたスケール取
付板２８と、該スケール取付板２８に取付けられたスケ
ール３０．３２とを備えた自在平行定規において、前記
スケール３０．３２と連動してｆｓ忍文曽奮重を嘲ルｔ
ｔｋ％回転自在な回転体３８と、前記ヘッドの支持基板
１８に回転自在に支承された略円錐台形のカム部を有す
るカムプーリ５４と、該カムプーリ５４を、所定回転方
向に付勢するばね５６と、前記カムプーリ５４に複数巻
回され一端部が、前記カムプーリ５４の拡径側に連結し
、他端部が前記回転体３８の偏心部に連結するロープ状
部材５８とから成り、前記カムプーリ５４の回転に伴う
前記ばね５６の力の増大に伴って、前記ロープ状部材５
８の巻回端Ｓが、前記カムプーリ５４の拡径方向に移動
するように成すとともに、ロープ状部材５８の前記回転
体３８に対する引張方向が変化しない場合において想定
される前記ロープ状部材５８の理想的バランス用引調力
をＦ、実際のロープ状部材５８が上記理想的不変引張方
向に対して成す角度をｅとすると、前記ロープ状部材５
の回転体３８に対するバランス用引張力Ｆ′がＦ’＝Ｆ
／ｃｏｓθとなるように、前記カムプーリ５４の径を設
定したことを特徴とするものである。

〔作用〕

傾斜図板２上でヘッド１６を静止させ、スケール３０，
３２を主軸２２を中心としてフリー回転状態とすると、
スケール３０．３２等の重量によって回転体３８に重力
方向の回転トルクが発生し、スケール３０．３２は図板
２に沿って落下方向に回転しようとする。

一方、回転体３８にはばね５６により回転力°に付勢さ
れたカムプーリ５４に巻回するロー状部材５８の引張力
が作用する。この引張力Ｆ′は、ロープ状部材５８の、
回転体３８に対する引張方向が変化しない場合において
想定される理想的引張力をＦ、ロープ状部材５８が上記
理想的不変引張方向に対して成す角度をθとすると、Ｆ
’＝Ｆ／ｃｏｓθとなる。この引張力Ｆ″による回転体
３８の回転トルクは１回転体３８の上記重力方向回転ト
ルクと精密に相殺し、スケール３０．３２は精密にバラ
ンス状態となる。

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。

〔突流、夜１１コ ２は図版であり、水平から垂直の間で所望の傾斜角度で
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！よ前記図板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の支持基板１８が連結している。前記支持基板１８
の管部に管状の複軸２０がナツトによって固定されてい
る。２２は管状の主軸であり、これの外周面は、前記複
軸２０の内周面に回転自在に嵌挿されている６前記主軸
２２の上部には、ナツトによって取付板２４が固定され
、該取付板２４にハンドル２６が固定されている。前記
主軸２２の下端鍔部には、スケール取付板２８が固定さ
れ。

該スケール取付板２８にスケール３０．３２が固定され
ている。３′４は取付板２４に固定された管体であり、
これの外周面に第１の回転体３６が管体３４に対して回
転角度調節可能にねじによって固定されている。前記回
転体３６の下部プーリ部には、歯車３７が形成されてい
る。３８は第２の回転体であり、支持基板１８に回転自
在に軸４０支されている。

前記第２の回転体３８のプーリ部に形成された歯４５と
、第１の回転体３６の歯３７との間には、タイミングベ
ルト４８が掛は渡されている。４２は、前記回転体３８
に直径方向に架設されたねじ軸であり、これにはモール
４４が螺合し、該モール４４の凹入部に駒部材４６が嵌
合している。駒部材４６は回転体３８のねじ軸４２に沿
った直線方向ガイドに支持され、モール４４と連動して
駒部材４６がねじ軸４２に沿って移動するように構成さ
れている。前記駒部材４６には、ロープ状部材５８の金
具端子５８ａが嵌着している。、チ＄は前恕丸持基板Ｎ
葛に叫転自在沌設けら氏た認ＡメガイＮプ憬穆−５０は
ブラケット５２に回転自在に設けられたベルトガイドプ
ーリである。５４は支持基板１８に軸体５５によって回
転自在に支承された、円錐台形のカム部を有するカムプ
ーリであり、これの円筒部の外周部の外周面には、ぜん
まいばね５６が配置され、該ばね５６の一端は、カムブ
ーＩＪ５４の円筒部に係合し、ばね５６の他端は。

支持基板１８に形成された管部１８ａの管壁に係合して
いる。前記カムプーリ５４のカムには、螺旋状に、ロー
プ案内溝が形成され、該ロープ溝に沿ってロープ状部材
５８が巻かれている。前記ロープ状部材５８の一端は、
ねじによってカムプーリ５４の拡径側の底部に係止され
ている。第７図に示すように、ばね５６と回転体３８と
の距離りが無限大で、ロープ状部材５８の回転体３８に
対する引張力向が、回転体３８の回転に伴って変化せず
。

一定であると仮定した場合、回転体３８に作用するロー
プ状部材５８の引張力Ｆが一定であれば１回転体３８に
作用するバランス用回転トルクは、スケール３０．３２
等の重量による重力方向回転トルクと完全に相殺する。

しかるに、ばね５６は水平スケール３０の角度位置が９
０度〜ゼロ度〜−９０度と変化するにつれて順次強くな
る。カムプーリ５４のトルクＴはばね５６によって発生
するのであるからスケール３０の角度位置が９０度〜ゼ
ロ度〜−９０度と変化するにつれて第８図に示すように
、大きくなる。一方、ロープ状部材５８によって駒部材
４６を引張る力Ｆは一定にすべきであるから、カムプー
リ５４の中心からロープ状部材５８の接点までの距離を
名とすると、Ｔ＝ｆＦ　　−’−、ｆ！、＝Ｔ／Ｆであ
り、名をばね５６の変化に比例して変化するようにカム
プーリ５４の径を構成すれば、ばね５６が増大しても、
これに比例して上記名が増大し上記ロープ状部材５８の
引張力Ｆを一定とすることができ、スケール３０．３２
のバランスを図ることができる。以上の如く、カムプー
リ５４の径を変化させることによりスケール３０．３２
の完全バランスを図ることができるはずであるが、上記
原理は、Ｌ＝閃を前提とし、実際にはＬ＝父には作れな
いので、その分の補正が必要である。

第９図に示すように、ロープ状部材５８の理想−走引張
力向に対して成す、実際のロープ状部材５８の引張力向
の成す角度をｅとし、上記Ｌ＝＝Ｏｏにおけるロープ状
部材５８の理想−走引張力向の引張力をＦとすると、実
際のロープ状部材５８の引張力Ｆ′はＦ’＝Ｆ／ｃｏｓ
ｅである。即ち、第１０図に示すように、カムプーリ５
４の中心とロープ状部材５８との接点との距離え１はＬ
＝■におけるＬの特性に比し、上記θの変化を考慮して
補正され、Ｆ’＝Ｆ／ｃｏｓθが成り立つように設定さ
れている。

尚、第１１図はカムプーリ５４を平面から見たときの上
記名とＪ、１の変化の様子を示す説明図である。

次に本実施例の作用について説明する。

水平スケール３０が横レール４に対して略平行のとき、
スケール取付板２８のスケール３０．３２等の重量によ
る主軸２２を中心とした回転トルクは、最大となる。こ
のとき、第２の回転体３８の、ばね５６による１回転ト
ルク発生要素としての半径が最大となるように、第２の
回転体３８の回転角度が、第６図に示す如く調整されて
いる。又、このとき。

ロープ状部材５８のカムプーリ５４における繰り出し側
の巻回端Ｓは、カムプーリ５４のカム部の中間に位置す
るように設定されている。図板２が傾斜していると、ス
ケール３０゜３２、スケール取付板２８等の重量によっ
て、スケール取付板２８に主軸２２を中心として、第５
図上、時針回転方向に回転モーメントが生じる。スケー
ル取付板２８の回転モーメントは、第１の回転体３６及
び、タイミングベルト４８を経て、第２の回転体３８に
伝達される。一方、ぜんまいばね５６によるカムプーリ
５４の回転モーメントによってロープ状部材５８にテン
ションが生じ、このロープ状部材５８のテンションによ
って第２の回転体３８に、上記スケール３０等の重量に
よる回転モーメントと相殺する方向の回転モーメントが
付与される。これによって、スケール取付板２８は、任
意の回転角度で静止状態を保持する。

次に第２の回転体３８の回転中心に対するロープ連結点
の距離を、調整する動作について説明する。

モール４４を回転すると、モール４４は。

ねじ軸４２に沿って移動し、モール４４と連動して、駒
部材４６は回転体３８上をその半径方向に移動する。駒
部材４６のねじ軸４２に沿った移動によ′つて１回転体
３８の回転中心に対するロープ状部材５８の連結点の距
離が変化する。スケール３０．３２の自重等によって、
スケール取付板２８にかかる荷重Ｗの値は、図板２の傾
斜角度を変化させると、この変化に伴って変化する。従
って、図板２の傾斜角度を変化させたときは、モール４
４を回転調整することによって、ロープ状部材５８の回
転体３８に対する偏心量を調整し、第２の回転体３８の
バランス方向の回転トルクの大きさを調整する。

尚、本発明の実施に際し、カムプーリ５４に回転力を付
与するばねは、ぜんまいばねに特に限定されるものでな
く、又、ロープ状部材５８の張力を付与する回転体は、
第２の回転体３８に特に限定されるものでなく、スケー
ル取付板２８、ハンドル２６等のスケール３０．３２と
連動する回転体にロープ状部材５８のバランス用張力を
付与する構成としても良い。

〔効果〕

本発明は上述の如く、スケール等の重量が回転モーメン
トとして作用する回転体に、前記回転モーメントと相殺
する方向に、回転モーメントを付与するばね力を、カム
プーリの径の変化により、回転体に対するばね力の作用
方向の変化に応じて自動的に調整するようにしたので、
スケールを精密にバランスさせることができる効果が存
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は断面図、第２図は断面図、第３図は断面図、第
４図は平面図、第５図は平面図、第６図は説明図、第７
図は説明図、第８図は説明図、第９図は説明図、第１０
図は説明図、第１１図は説明図である。 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
。 １４・・・・ダブルヒンジ機構、１６・・・・ヘッド。 １８・・・・支持基板、２０・・・・複軸、２２・・・
・主軸、２４・・・・取付板、２６・・・・ハンドル。 ２８・・・・スケール取付板、３０．３２・・・−スケ
ール、３４・・・・管体、３６・・・・第１の回転体、
３７・・・・歯、３８・・・・第２の回転体、４５・・
・・歯、４８・・・・タイミングベルト、４４・・・・
モール、４２・・・・ｉじ軸、４６・・・・駒部材、５
４・・・・カムプーリ、５６・・・・ぜんまいばね、５
８・・・・ロープ状部材。 第１図 第２図 第６図 第７図 第８図　　　　　　第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、図板２上を所定の向きを保持した状態で任意の位置
   に移動可能なヘッド１６と、該ヘッド１６の支持基板１
   ８に回転自在に支承された主軸２２と、該主軸２２の上
   部に固定されたハンドル２６と、前記主軸２２の下部に
   固定されたスケール取付板２８と、該スケール取付板２
   ８に取付けられたスケール３０、３２とを備えた自在平
   行定規において、前記スケール３０、３２と連動して 回転自在な回転体３８と、前記ヘッ ドの支持基板１８に回転自在に支承された略円錐台形の
   カム部を有するカムプーリ５４と、該カムプーリ５４を
   、所定回転方向に付勢するばね５６と、前記カムプーリ
   ５４に複数巻回され一端部が、前記カムプーリ５４の拡
   径側に連結し、他端部が前記回転体３８の偏心部に連結
   するロープ状部材５８とから成り、前記カムプーリ５４
   の回転に伴う前記ばね５６の力の増大に伴って、前記ロ
   ープ状部材５８の巻回端Ｓが、前記カムプーリ５４の拡
   径方向に移動するように成すとともに、ロープ状部材５
   ８の前記回転体３８に対する引張方向が変化しない場合
   において想定される前記ロープ状部材５８の理想的バラ
   ンス用引張力をＦ、実際のロープ状部材５８が上記理想
   的不変引張方向に対して成す角度をθとすると、前記ロ
   ープ状部材５の回転体３８に対するバランス用引張力Ｆ
   ’がＦ’：Ｆ／ｃｏｓθとなるように、前記カムプーリ
   ５４の径を設定したことを特徴とするスケールバランス
   装置。