JPS61132394A - 自動製図機の芯なし検出装置 - 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〕 本発明は芯自動繰り出し機構を内蔵した記録ペンを作画
面に対して昇降制御する一方、該記録ペンを作画面に対
して一定間隔を保持所定量消耗したときに芯なし信号が
発生するようにした芯なし検出装置に関する。

〔従来の技術〕

鉛芯などの消耗性筆記芯を使用した自動製図機において
、上記芯を作画動作に伴うその摩減に応じて作画面に繰
り出すには、従来、特公昭５８−５４６７７号公報に開
示されているように、画線ヘッドに昇降可能に配設した
押し軸を芯に圧接して、該芯をその摩耗量に応じて作画
面に押し出している。

このような構成において、芯が作図に適しなトスイッチ
に衝突し、該リミットスイッチの投入信号によって芯が
作画に不適当な程摩耗した状態即ち芯なし状態を検出す
るように構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに最近、芯自動繰り出し機構を内蔵した記録ペン
が開発された。この記録ペンを自動製図機の画線ヘッド
に、作画面に対して昇降可能に保持し、該記録ペンを作
画面に対して昇降制御すれば、上記押し軸を用いなくと
も、自動作画が可能となる。この場合１作画中、記録ペ
ン内の芯が摩減により短くなり、作画に不適当な状態に
なると、線がかすれ、しかる後に、線が描くなり、該状
態で画線ヘッドが移動制御されることになる。この芯な
し状態をどのようにして検出するかが問題となる。

本発明は、芯自動繰り出し機構を内蔵した記録ペンを用
いた自動製図機において、記録ペン内の芯が減って所定
の寸法まで短くなったときこれを検出して芯なし信号を
出力するようにした芯なし検出装置を提供することを目
的とするものである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は上記目的を達成するため消耗性筆記芯４６のホ
ルダー筒４０に対する上昇方向の移動を阻止し前記芯４
のホルダー筒４０に対する下降方向の移動に対しては前
記芯４に対する固定力が作用しないように、前記芯４６
を挾持する前記ホルダー筒４０内に配設された芯チャッ
ク４８．５０と前記ホルダー筒４０の下方に所定量弾発
的に突出し、前記ホルダー筒４０が作画面に対して下降
したとき下端が前記作画面に当接するとともに前記芯チ
ャック４８．５０から所定間隔離れた下方で前記芯４６
を所定の摩擦力を有してスライド自在に保持し、前記ホ
ルダー筒４０がコントローラからのペンアップ信号で作
画面に対して所定位置まで上昇されると、前記芯４６を
前記芯チャック４８．５０に対して該芯４６のペンアッ
プ信号までの摩耗量分だけ下降方向に繰り出す芯保持管
５６とを備え前記芯４６の下降方向への繰り出しによっ
て前記芯チャック４８，５０から芯４６が離脱すると。

該芯チャック４８．５０の下端面によって前記芯４６の
前記ホルダー管４０に対する上昇方向の移動が係止され
るようにした芯自動繰り出し機構を内蔵した記録ペン１
８の前記ホルダー管４０を、コントローラのペンダウン
信号による画線ヘッド８に内蔵したソレノイド２４の駆
動力によって前記芯４６の下端が作画面に圧接するまで
下降し、該下降状態で前記画線ヘッド８をコントローラ
の指令により前記作画面に対して相対的に移動制御して
所定の作図を行うようにした自動製図機において、前記
芯保持管５６の前記ホルダー管４０に対する最下降位置
における該芯保持管５６の上端と前記芯チャック４８．
５０の下端との対向間隔を、予じめ設定したペンダウン
状態継続時間における前記芯４６の摩減長よりも長く設
定し、前記記録ペン１８の昇降と連動する部材とこれに
対向する前記画線ヘッド８の基板との少くともいづれか
一方側に。

前記芯４６が前記芯保持管５６の全長の全長とほぼ同一
長となるまで摩減した状態において前記芯４６の上端又
は芯保持管５６の上端が前記芯チャック４８．５０の下
端に係止されるまで前記記録ペン１８が下降されると動
作する芯有無検出器３９を設けたものである。

じめ、芯保持管５６がホルダー筒４０に対して最下降位
置にあるとき芯４６の下端と芯保持管５６の下端とが丁
度一致するように初期位置が設定される。上記した芯の
初期位置において、ホルダー筒４０がソレノイド２４の
付勢力によって下降すると、芯４６の下端は作画面に衝
突し、これにより、ホルダーＷｉ４０の下降が停止し、
芯４６の下端は、ソレノイド２４の励磁力によって決定
される圧力で作画面に圧接する６次に、画線ヘッド８が
コントローラによって駆動され、作画面に対して一定の
間隔を保持した状態で該作画面に対して移動し、これに
より、作画面に所定の作図が行われる。この作図中、芯
４６の減少に応じてホルダー筒４０はソレノイド２４の
励磁力によって下降方向に移動し、３圧が一定に保持さ
れる。このとき、芯４６の減少に応じて芯保持管５６は
作画面からの圧力によってホルダー筒４０に対して上昇
し、該芯保持管５６の上端が芯チャック４８．５０の下
端に接近する。予じめ設定したペンダウン状態継続時間
が経過すると、コントローラの指令によってホルダー筒
４０は作画面に対して所定位置まで上昇する。このとき
、芯保持管５６は芯４６の減少分に応じて、ホルダーＷ
ｉ４０に対して上昇した分だけ該ホルダー筒４０に対し
て最下降位置まで下降し、芯４６はこの芯保持管５６の
下降と連動して、芯チャック４８．５０に対して下降し
、芯４６は芯チャック４８．５０から、その減少分だけ
下降方向に繰り出される。このような記録ペン１８の昇
降動作が複数回行われると、芯４６は徐々に短くなり、
ついには、芯４６は芯チャック４８．５０から離脱する
。該状態において、ホルダー筒４０が作画面に対して下
降すると、芯４６の上端は芯チャック４８．５０の下端
により係止され、この係止作用によって作画面に所定の
３圧が加わる。即ち、ソレノイド２４の励磁力によるホ
ルダー筒４０の作画面に対する下降力は、芯チャック４
８．５０の下面で受けることになる。上記のように芯４
６が芯チャック４８．５０から離脱した状態で、一定時
間毎にホルダー筒４０の昇降動作が行われると、芯４６
の減少に伴い、ホルダー筒４０は、芯４６が芯チャック
４８．５．０に挾持されていた状態のときよりも、作画
面により近く接近する。芯４６が芯保持管５６と同じ長
さになるまで減少すると、芯保持管５６の上端から芯４
６が突出しなくなり、芯保持管５６の上端が芯チャック
４８．５０の下面に圧接して、芯保持管５６の下端が作
画面に対して圧接することになり、芯４６は、芯チャッ
ク４８．５０から圧力を受けることができなくなる。従
って芯４６が作画面に圧接しなくなってしまう。そのた
め、芯４６の長さが、芯保持管５６の全長よりも若干長
く、芯４６に作画面からの圧力がかかっている状態にお
いて芯有無検出器３９が動作し、該検出器３９から芯な
し情報が出力される。

前記芯有無検出器３９は、ホルダー筒４０が所定の間隔
まで作画面に接近したときに動作する位置に設定されて
いる。

〔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
説明する。

第４図において、２はＸ−Ｙプロッタの機体であり、テ
ーブル４上にＹレール６がＸ座標軸方向に沿って移動自
在に配設され、該Ｙレー、ル６には画線ヘッド８が移動
自在に取付けられている。前記画線ヘッド８には、第４
図に示す如く、昇降体１０に固設されたペン保持枠１２
と、一端部が前記昇降体１０にテーブル２面に対して平
行な平面内で回転自在に軸支され、開放端側が前記ペン
保持枠骨と接近する方向に付勢されたペン保持アーム１
４とから成るペンホルダー１６が設けられ、該ペンホル
ダー１６に芯自動繰り出し機構が内蔵された記録ペン１
８が脱着可能に保持されている。前記昇降体１０はヘッ
ド８の基板に固設されたガイド＠２０にスライド自在に
嵌挿され、該昇降体１０はコイルばね２２によって上方
向に付勢されている。２４はヘッド８の基板に固定され
たソレノイドであり、これの出力軸は昇降体１０に形成
された突片１゜ａに対向している。前記ソレノイド２４
はパーソナルコンピュータのＣ，ＰＵ３０　（第５図参
照）から成るコントローラのソレノイドドライバ３２に
接続している。３３は昇降体１０に配設されたペン保持
検出器であり、リミットスイッチにより構成されている
。前記Ｙレール６と画線ヘッド８はコントローラによっ
て制御されるＸＹモータ３４，３６に連係し、これらの
駆動によってテーブル４上の所定の位置に送られる。３
８は、ペンストッカーであり、複数の記録ペン１８が保
持されている。

前記画線ヘッド８を前記ペンストッカー３８の空の保持
部３８ａに移動させ、そのペンホルダー１６を該保持部
３８ａ内に位置させ。

しかる後に、画線ヘッド８を保持部３８ａから離反させ
ると、ペンストッカー３８に内蔵された公知のペン交換
機構（図示省略）によって、ペンホルダー１６に保持さ
れている記録ペン１８が前記保持部３８ａに移行し、ペ
ンの交換が行われるように構成されている。また、記録
ペンを保持していない画線ヘッド８を、記録ペンを保持
しているペンストッカー３８の保持部３８ｂに移動させ
、ペンホルダー１６を該保持部３８ｂ内に位置させ、し
かる後に、画線ヘッド８を保持部３８ｂから離反させる
と、上記ペン交換機構によって、保持部３８ｂに保持さ
れている記録ペンが画線ヘッド８のペンホルダー１６に
保持され、ペンの交換が行われるように構成されている
。３９はリミットスイッチから成る芯有無検出器であり
、前記ヘッド８の基板の底部に、前記突片１０ａの下方
に所定の間隔を存して対向して、固設されている。

次に、上記記録ペンの内部構造を第１図を参照して説明
する。

４０はホルダー筒であり、これの内周面に案内筒４２が
固定されている。４４は頭部ブロックであり、これの外
周部に環状の鍔部４４ａが形成され、該ブロック４４の
下部は前記案内筒４２の上部に固定されている。前記ブ
ロック４４の中心部には、鉛芯から成る筆記用消耗芯４
６をスライド自在に保持するための軸穴が透設されてい
る。前記案内筒４２の下部内壁面には下方に向けて拡径
するテーパー面４２ａが形成されている。４８．５０は
一対の芯チャックであり、これらの下部には下方に向け
て芯チャック４８．５０の横幅が増大するように曲面４
８ａ、５０ａが形成されている。前記テーパー面４２ａ
と前記曲面４８ａ、５０ａとの間には複数個の鋼球５２
が配置されている。前記一対の芯チャック４８゜５０は
、コイルスプリングの弾発力によって上方向に付勢され
ている。５４は前記ホルダー筒４０の下部に固着された
有底の筒体であり。

これの内周面にスライド自在に芯保持管５６の鍔部の外
周面が嵌合している。前記保持管５６の下半分は、前記
筒体５４の底部に形成された穴から下方に突出している
。前記保持管５６の鍔部の上面と前記芯チャック４８゜
５０の下面との間にはコイルスプリングが圧縮配置され
ている。５７は環状のゴム体であり、前記保持管５６の
上端に固着され、該ゴム体５７の軸穴の径は芯４６の径
よりも若干小径に形成されている。前記ブロック４４の
軸穴、芯チャック４８，５０、ゴム体５７の軸穴及び保
持管５６内には１本の芯４６が嵌挿装置されている。第
１３′図において、６０はコントローラのマニュアル操
作盤、６２はモータドライバ、６４はカウント回路であ
り、所定のプリセット値が設定され、該プリセット値に
達するまでパルス数をカウントすると、ペンアップ号を
出力するように設定されている。このプリセット値によ
り一作画動作における芯４６の摩耗量が決定される。６
６．６８．７０はオア回路である。上記頭部ブロック４
４その他の記録ペン１８の構成部分を透明体により構成
し、記録ペンＩ８内部に芯４６が内置されているか否か
を外部から確認し得るように構成している。

次に本実施例の作用について説明する。

まず、記録ペン１８内に新しい芯４６をセットする。芯
４６はその下端が丁度芯保持管５６の下端と一致するよ
うにその突出量が設定される。コントローラのＣＰＵ３
０からペンダウン信号が出力されると、ドライバー３２
が駆動されてソレノイド２４が通電し、ソレノイド２４
のロンドが下降する。これにより、昇降体１０が下降し
、ペンホルダー１６に保持された記録ペン１８が下降し
て芯４６の先端がテーブル４上の両紙面にソレノイド２
４の励磁力により、所定の圧力で弾接する６芯４６が両
紙に圧接すると、芯４６は、両紙がらの圧力によって芯
チャック４８．５０に対して相対的に上昇しようとする
。芯チャック４８＋　５０は芯４６が上昇しようとする
と、鋼球５２が曲面４８ａとテーパー面４２ａとの間に
きつく喰い込み、鋼球５２によってチャック４８，４８
ａは互いに接近する方向に加圧される。この加圧力によ
って芯４６は、チャック片４８，４８ａに対して上昇す
る方向の移動が阻止される。芯４６の下端がテーブル４
上の両紙即ち作画面に圧接すると昇降体１０の下降が停
止する。芯４６が両紙に圧接した状態において、保持管
５６は、第１図に示すように、筒体５４に対して最下降
位置にあり、保持管５６の鍔部の下面は、筒体５４の底
壁の上面に弾接している。次に、ＣＰＵ３０からモータ
ドライバー６２にパルスが供給行な平面内で所定の方向
に移動し、両紙上に所定の作図が行われる。作図中、芯
４６は芯チャック４８．５０に固定された状態で、その
先端が摩減する。芯４６先端の摩減に伴って、昇降体１
０及びペンホルダー１６はソレノイド２４の励磁力によ
って下降し、芯４６の下端の作画面との圧力を一定に維
持する。

この芯４６下端の摩減により、保持管５６は、芯４６の
摩減量と同量だけ筒体５４に対してコイルばねの弾力に
抗して相対的に上昇し、保持管５６の鍔部の下面は筒体
５４の底壁の上面から離反する。作画の一工程における
芯４６の摩減量はパルス数に換算され、該パルス数は、
予じめカウント回路６４にプリセットされている。芯４
６が所定量摩耗したところで、カウント回路６４は、ペ
ンアップ信号を出力する。このとき、突片１０ａは検出
器３９の検出部の上方に所定の間隔を存して位置し、突
片１０ａが検出器３９に接触しないように設定されてい
る。即ち、突片１０ａと検出器３０との初期設定間隔を
Ｘ、芯４６の一作画工程における減少長をｙとするとＸ
〉ｙの関係に設定されている。上記ペンアップ信号によ
ってドライバー３２が駆動され、ソレノイド２４への通
電が遮断されると、昇降体１０はコイルスプリング２２
の弾発力によって所定の位置まで上昇する。この昇降体
１０の上昇により、記録ペン１８は上昇し、芯４６の先
端が作画面から離反する。この記録ペン１８が上昇する
とき、保持管５６は、コイルスプリングＳ１の弾発力に
よって該保持管５６の鍔部が筒体５４の底壁に係止され
るまで、筒体５４に対して相対的に下降する。この保持
管５６の筒体５４に対する下降により、ゴム体５７に密
嵌する芯４６は、該ゴム体５７との摩擦力により、保持
管５６と連動して下降する。この芯４６の下降により、
芯４６は、チャック４８．５０に対して相対的に下降方
向に引張られるのであるが、この芯４６の引張方向は、
チャック４８と５０の締付力が緩む方向に作用するため
、芯４６は、その摩耗量分だけ、保持管５６と連動して
チャック４８．５０間をスライドし、下方向に繰り出さ
れることになる。尚、カウント回路６４がペンアップ信
号を出力すると、この信号はオア回路６８を経て、カウ
ント回路６４のリセット端子に入力され、カウント回路
６４がリセットされる。このようにして、ペンアップ動
作ごとに芯４６がその摩耗量分下方向に繰り出される。

芯４６が短くなると、芯４６は第２図に示すように、チ
ャック４８と５０との間から外れ、チャック４８．５０
は、これらの下部がテーパー面４２ａと曲面４８ａ。

５０ａ、１球５２及びコイルスプリングの相互案内作用
により、互いに当接し、この当接状態のチャック４８．
５０の下端面によって芯４６の上端を係止することにな
る。更に芯４６が摩耗すると、芯４６の下端がテーブル
４上の両紙に圧接するのに必要とされる昇降体１０の下
降量が増大し、記録ペン下降時において、突片１０ａは
検出器３９に更に接近する。芯４６の全長が第３図に示
すように。

ゴム体５７を含む芯保持管５６の全長より若干長い又は
同長程度まで短くなり、芯４６の上端がゴム体５７の上
端より若干突出し、又は同一平面上に位置した状態で、
ペンダウン信号により、芯４６の下端が両紙面に当接す
るまで、ソレノイド２４の励磁力により昇降体１０が下
降すると、突片１０ａが検出器３９に当接し、該検出器
３９が働いて、芯無し信号を出力する。もし、第３図に
示す状態において、画線ヘッド８の作画方向の駆動を続
行すると、芯４６先端の摩減により、芯保持管５６の下
端に作画面からの圧力がかかつてしまい、芯４６の下端
が画線面に圧接しなくなり、画線がかすれ、その後１画
線が不可能な状態となる。上記検出器３９のペン無し信
号はＣＰＵに送られ、ＣＰＵはこの信号を受け、予じめ
記憶されたプログラムに従って、画線ヘッド８を停止し
、しかる後に、ペン交換信号を出力する。このペン交換
信号に基いて、画線ヘッド８の記録ペン１８は、ペンス
トツカニ３８の所望の記録ペンと自動的に交換される。

尚、第２図に示すように芯４６がチャック４８．５０か
ら外れた後、若干摩耗した状態で、記録ペン１８が下降
したときに検出器３９が作動するように上記間隔Ｘを設
定しても良い。尚、上記検出器３９のペン無し信号に基
いて、ＣＰＵは、暮煉へ芯無し警報ランプを点灯し、あ
るいは、芯無し警報ブザーを駆動するようにしても良い
。また、検出器３９は突片１０ａ側に設け、記録ペン１
゛８が下降したとき、画線ヘッド８の基板面によって投
入されるようにしても良い。また、自動製図機は作画面
を床面に対して垂直とした構成即ち、第４図が正面図と
なるような構成としても良い。従って、上記明細書にお
いて、用いた上昇と下降という表現は作画面を基準とし
たものであり、作画面を垂直に設定した場合には、作画
面に垂直に近づく移動が下降、遠ざかる方向の移動が上
昇ということになる。

〔効果〕

本発明は上述の如く、芯自動繰り出し機構を内蔵した記
録ペンをソレノイドの励磁力によって作画面に対して下
降させ、記録ペン内の消耗性筆記芯をソレノイドの励磁
力によって作画面に弾接させているので、上記芯が摩耗
により減少するとその減少に応じて記録ペンがソレノイ
ドの励磁力により作画面方向に接近下降し、一定の間隔
まで記録ペンが作画面に接近したとき、芯有無検出器が
動作するように構成したので、記録ペン内の芯Ｉ所定量
摩減したとき、これを検出することができる効果が存す
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の好適な実施例を示し、第１図２・・・・機
体、　４・・・・テーブル、　６・・・・Ｙレール、　
　８・・・・画線ヘッド、　　１０・・・・昇降体、　
　１２・・・・ペン保持枠、　　１４・・・・ペン保持
アーム、　　１６・・・・ペンホルダー。 １８・・・・記録ペン、　２０・・・・ガイド軸。 ２２・・・・コイルばね、　　２４・・・・ソレノイド
。 ３０・・・・ＣＰＵ、　　３２・・・・ソレノイドドラ
イバ、　３３・・・・ペン保持検出器、　３４゜３６・
・・・モータ、　３８・・・・ペンストッカー。 ３９・・・・芯有無検出器、　４０・・・・ホルダー筒
、　４４・・・・頭部ブロック、　４２・・・・案内筒
、　４６・・・・芯、　　４８．５０・・・・芯チャッ
ク、　５６・・・・芯保持管 特許出願人　　　　　武藤工業株式会社代理人弁理士　
　　　　西　島　綾　雄　　、ｍ＝＝１ 冒２ Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、消耗性筆記芯４６のホルダー筒４０に 対する上昇方向の移動を阻止し前記芯４のホルダー筒４
   ０に対する下降方向の移動に対しては前記芯４に対する
   固定力が作用しないように、前記芯４６を挾持する前記
   ホルダー筒４０内に配設された芯チャック４８、５０と
   、前記ホルダー筒４０の下方に所定量弾発的に突出し、
   前記ホルダー筒４０が作画面に対して下降したとき下端
   が前記作画面に当接するとともに前記芯チャック４８、
   ５０から所定間隔離れた下方で前記芯４６を所定の摩擦
   力を有してスライド自在に保持し、前記ホルダー筒４０
   がコントローラからのペンアップ信号で作画面に対して
   所定位置まで上昇されると、前記芯４６を前記芯チャッ
   ク４８、５０に対して該芯４６のペンアップ信号までの
   摩耗量分だけ下降方向に繰り出す芯保持管５６とを備え
   前記芯４６の下降方向への繰り出しによって前記芯チャ
   ック４８、５０から芯４６が離脱すると、該芯チャック
   ４８、５０の下端面によって前記芯４６の前記ホルダー
   管４０に対する上昇方向の移動が係止されるようにした
   芯自動繰り出し機構を内蔵した記録ペン１８の前記ホル
   ダー管４０を、コントローラのペンダウン信号による、
   画線ヘッド８に内蔵したソレノイド２４の駆動力によっ
   て前記芯４６の下端が作画面に圧接するまで下降し、該
   下降状態で前記画線ヘッド８をコントローラの指令によ
   り前記作画面に対して相対的に移動制御して所定の作図
   を行うようにした自動製図機において、前記芯保持管５
   ６の前記ホルダー管４０に対する最下降位置における該
   芯保持管５６の上端と前記芯チャック４８、５０の下端
   との対向間隔を、予じめ設定したペンダウン状態継続時
   間における前記芯４６の摩減長よりも長く設定し、前記
   記録ペン１８の昇降と連動する部材とこれに対向する前
   記画線ヘッド８の基板との少くともいづれか一方側に、
   前記芯４６が前記芯保持管５６の全長とほぼ同一長とな
   るまで摩減した 状態において前記芯４６の上端又は芯保持管５６の上端
   が前記芯チャック４８、５０の下端に係止されるまで前
   記記録ペン１８が下降されると動作する芯有無検出器３
   ９を設けたことを特徴とする芯なし検出装置。