JP2004160852A - 線図描き装置 - Google Patents
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Abstract
なく線図描きペンを移動させて線図を描くことができる線図描き装置を提供する。
【解決手段】線図書きペンAと、周面にラックギヤ6が周設されたテンプレートBとの組合せからなる線図描き装置であって、上記線図書きペンAは筒状の握り部1の内部に自転しながら公転する回転軸2に設けられた支持板3と、該支持板3の上記回転軸2に偏心した位置に支持される筆記ペン4とを設け、握り部1の先端には外周面にギヤ78が形成された作動リング5を回転可能に設け、上記作動リング5は上記回転軸2に連係して回転するようにし、上記線図書きペンAの作動リング5のギヤ78を上記テンプレートBのラックギヤ6に噛合した状態でテンプレートBの周面に沿って移動させた。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、線図を描きながら線図書きペンがテンプレートに沿って移動しながら線図を描くことができる線図描き装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、線図書きペンとして線図描き玩具が提案されている。この線図描き玩具は内トロコイド曲線を描くことができるようにしたもので、筆記具を設けた自転板を偏心して取付けた自転板支持手段が回転すると、自転板に軸着したギアは、ギア部と噛み合った状態で、自転板支持部材の回転に伴って移動するために必然的に自転するので結果として、自転板は、回転する自転板支持部材とともに公転しながら自転するので筆記具の内トロコイド曲線の軌道で移動することになり、花模様の線図を描くことができるようにしたものである。(例えば、特許文献1参照)
【0003】
【特許文献1】
実開平7−5793号公報(第6―8頁、図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の線図書き玩具は一定の場所に固定して単独の線図を書く場合は綺麗な花模様等の線図を書くことはできるが、線図描き玩具を移動して線図を描く場合は玩具の移動と玩具に設けられた筆記ペンの移動とが同期しないために線図の綺麗さが反映されない問題があった。
【0005】
本発明は上記問題点を解消し、線図書きペンの描く線図を乱すことなく線図描きペンを移動させて線図を描くことができる線図描き装置を提供することをその課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係る線図描き装置は、線図書きペンとテンプレートとの組合せからなる線図描き装置であって以下の要件を備えることを特徴とする。
(イ)上記線図書きペンは筒状の握り部の内部に自転しながら公転する回転軸に設けられた支持板と、該支持板の上記回転軸に偏心した位置に支持される筆記ペンとを設けたこと
(ロ)上記線図描きペンの先端に、外周面にギヤが形成された作動リングが回転可能に設けられていること
(ハ)上記作動リングは上記回転軸に連係して回転すること
(二)上記テンプレートの周面にはラックギヤが周設されていること
(ホ)上記線図書きペンは作動リングのギヤを上記テンプレートのラックギヤに噛合した状態でテンプレートの周面に沿って移動すること
【0007】
なお、前記ラックギヤを、テンプレートに代えて自在曲線定規に形成し、使用者の好みの図形で線図をかけるようにしてもよい。
【0008】
また、前記作動リングの外周面には前記ギヤに並接して摩擦係数の高い部材を周設しても構わない。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る線図描き装置の一例の使用状態を示し、この線図描き装置は線図描きペンAとテンプレートBとの組合せからなるものである。
【0010】
線図描きペンAは、図2に示すように、筒状の握り部1の内部に自転しながら公転する回転軸2に設けられた支持板3と、この支持板3の上記回転軸2に偏心した位置に支持された筆記ペン4と備えるとともに、上記握り部1の先端に、外周面にギヤ(以下、外周ギヤという)78が形成された作動リング5が回転可能に設けたもので、上記テンプレートBの周面に形成されたラックギヤ6に上記作動リング5の外周面に形成された外周ギヤ78を噛み合わせた状態で作動リング5を回転させることにより線図描きペンAをテンプレートBの形状に沿って移動させることができるようにしたものである。
【0011】
テンプレートBは、図3(a)(b)に示すように、径の大きな部分と径の小さな部分とから略三角形状に形成され、小径の部分には抑えピン7が回動可能に取り付けられ、大径部分には円形の開口部8aが形成され、中央部分には四角形、ハート形、星形などの開口部8b、8c、8dが形成され、周面にはラックギヤ6が周設されている。このテンプレートBの裏面のラックギヤ6の内側には凸縁9が周設され、表側面にして使用する場合はラックギヤ6が作動リング5の外周ギヤ78に噛み合い、裏側面にして使用する場合は作動リング5の外周ギヤ78はラックギヤ6に噛み合わないようになっている。
【0012】
握り部1は、図4に示すように、上ケース1aと下ケース1bとをネジ8で結合し、全体として筒状をなすもので、上ケース1aには電源スイッチ10の操作ボタン11を突出させる孔12及び切替ボタン13を突出させる孔14が形成され、下ケース1bには電池を収納するバッテリーボックス15が設けられ、着脱可能な蓋16がネジ17で固定されている。
【0013】
握り部1内部のバッテリーボックス15の前方にはモータ20が配置され、モータ20の回転軸に固定されたピニオン21は、減速ギア22と噛み合っている。減速ギア22は、第2の減速ギア23と噛み合い、減速ギア23はクラッチ付の第3の減速ギア24と噛み合っている。3個の減速ギア22、23、24は、それぞれ円筒状のギヤボックス25の内部に設けられた軸受けに支持され、且つギヤボックス25の内部に収納されている。
【0014】
なお。モータ20は上記ギヤボックス25にネジ28で固定されるカバー27で覆われている。
【0015】
そして、減速ギア24はギア26と噛み合っている。このギア26は、握り部1の先端に位置する円形部材31の後方へ突出した円弧状の枠体32をネジ42で結合した円形部材33の回転軸34に縁付きネジ54で軸着されている。
【0016】
なお、円形部材33の後端には、後述する切替部材66の内部に設けられた突起69(図6参照)と係合するための突起35が突出形成されている。
【0017】
そして、ギヤ26にはギヤ36、37を介してクラッチギヤ38が噛み合っている。このクラッチギヤ38は回転軸39の後端に固定され、この回転軸39の先端に固定されたギヤ40は、作動リング5の内周ギヤ79に噛み合って作動リング5を回転させるようになっている(図5参照)。
【0018】
筆記ペン4(外側の筆記ペン4a、内側の筆記ペン4b)は円形の支持板3の前面に設けられた支持部46に支持されている。この支持部46は筆記ペン4の軸部を嵌め込む軸受部47がスプリング48で付勢されて支持筒49内に収容されるとともに固定部材50で固定されたもので、筆記ペン4は支持部46に着脱できるようになっているとともにスプリング48で常に筆記面に圧接され、ペン先が筆記面から浮かないようになっている。
【0019】
支持板3の裏面から後方へ延びた回転軸2には、円形部材31に形成された孔53を貫通してギア55が軸着され、円形部材33に設けた軸受57に回転自在に嵌込まれ、縁付きねじ59で止められている。
【0020】
上記円形部材33は、内周ギア65を有する円筒状の切替部材66の内部に位置し、切替部材66には歯数の異なる内周ギヤ67が形成された筒体68が連結されている。そして、支持板3の回転軸2に軸着しているギア55は内周ギア65又は67の何れかに選択的に噛み合っている。
【0021】
上記切替部材66の外周には溝71が形成され、後端面には後述する係止部材81の前面に突出形成された突起83と係合するための2個の突起72が後方に突出形成され、切替部材66の内部には円形部材33の突起35と係合するための突起69が前方に向けて突出形成されている。
【0022】
上記切替部材66と筒体68とは一体化した状態で側壁に開口部61を有する円筒部材62の内部に収納され、開口部61には切り替えボタン13に連結されたスライド板73に形成された係合凸部74が挿入され、係合凸部74は切替部材66の外周に設けた溝71に嵌合している。
【0023】
係止部材81は円筒状で、ギヤボックス25と円筒部材62とで挟持されている。この係止部材81の内部には、切替部材66の突起72と係合して切替部材66の回転を阻止するための2個の突起83が前方に向けて突出形成されている。
【0024】
そして、握り部1の先端には透明な円筒状のカバー75が嵌込まれ、ネジ76で固定されている。
【0025】
カバー75の先端にはガイド縁77が前方に突出形成され、このガイド縁77には内周面と外周面とに外周ギヤ78と内周ギヤ79とがそれぞれ形成された作動リング5が嵌装され、この作動リング5は固定リング80で周回可能に固定されている。
【0026】
上記内周ギヤ79にはギヤ40が噛み合い、モータ20の回転に連係して回転するギヤ26に、ギヤ36、37を介して噛み合うクラッチギヤ38の回転軸39に固定されたギヤ40が噛み合うようになっているので、モータ20が回転すると、ギヤ22、23を介してギヤ24が回転し、ギヤ37、36を介してギヤ24に噛み合っているクラッチギヤ38が回転すると、回転軸39を介してギヤ40が回転するので、このギヤ40に内周ギヤ79が噛み合っている作動リング5が回転するようになっている。
【0027】
上記構成の線図描きペンAによれば、図6(a)に示すように、切替ボタン13を最も先端の位置Aに設定した状態で電源スイッチ11をONにすると、モータ20によりピニオン21が回転し、この回転はギア22、23、24を介してギア26に伝達される。
【0028】
ギア26は、回転軸34に軸着されているので、円形部材31及び33はギア26と一体に回転する。従って、円形部材31に偏心して取付けられている支持板3は円を描いて公転する。
【0029】
このとき、切替部材66は、内側に突出している突起69が円形部材33の後方に突出した突起35と係合しているので、円形部材33と一体に公転する。その結果、公転する円形部材33上を移動する回転軸2のギア55は、公転する切替部材66の内周ギヤ65と噛み合って移動するため、回転軸2自体は回転しないので筆記ペン4の軌跡は、筆記ペン4の取り付け位置(外側の筆記ペン4aと内側の筆記ペン4bの何れか一方を使用)と本数(筆記ペン4aと内側の筆記ペン4bの両方使用)とで3種類の円となる(図7(a)参照)。
【0030】
そして、図6(b)に示すように、切替ボタン13を中央の位置Bに設定した場合は、切替ボタン13の係合凸部74は切替部材66の外周に設けた溝71に係合しているので、切替部材66も中央の位置に移動する。この状態ではギヤ55は切換部材66の内周ギヤ65に噛み合っている。
【0031】
電源スイッチ11をONにすると、モータ20によりピニオン21が回転し、この回転はギア22、23、24を介してギア26に伝達される。
【0032】
ギア26は、回転軸34に軸着されているので、円形部材31及び33はギア26と一体に回転する。従って、円形部材31に偏心して取付けられている支持板3は円を描いて公転する。
【0033】
このとき、切替部材66の内側に突出している突起69は円形部材33の後方に突出した突起35から離れ、切替部材66の後方に突出した突起72が係止部材81の内部の突起83と係合し、切替部材66は回転できないので支持板3の回転軸2に取付けられたギア55は、切替部材66の内周ギヤ65と噛み合っているが、切換部材66が回転していないので、円形部材31及び33が回転すると、停止している内周ギヤ65と噛み合っているギア55は、円形部材31、33と共に移動するために回転することになる。その結果、支持板3は、回転する円形部材31、33と共に公転しながら自転することになる。
【0034】
例えば、ギア55の歯数を22枚、第1の内周ギヤ65の歯数を44枚にした場合は、ギア55と内周ギヤ65の歯数の最大公約数は22で、内周ギヤ65の歯数を22で割った値は2になるため、筆記ペン4の軌跡は、筆記ペン4の取り付け位置と本数とで3種類の楕円形になる(図7(b)参照)。
【0035】
そして、図6(c)に示すように、切替ボタン13を最も後端の位置Cに設定すると、切替ボタン13の係合凸部74は切替部材66の外周に設けた溝71に係合しているので、切替部材66も最も後端の位置に移動する。このとき、支持板3の回転軸2のギア55は切替部材66の第2の内周ギヤ67と噛み合うことになる。
【0036】
電源スイッチ11をONにすると、モータ20によりピニオン21が回転し、この回転はギア22、23、24を介してギア26に伝達される。
【0037】
ギア26は、回転軸34に軸着されているので、円形部材31及び33はギア26と一体に回転する。従って、円形部材31に偏心して取付けられている支持板3は円を描いて公転する。
【0038】
切替部材66の内側に突出している突起69は円形部材33の後方に突出した突起35から離れ、切替部材66の後方に突出した突起72が係止部材81の内部の突起83と係合し、切替部材66は停止しているので、支持板3の回転軸2に取付けたギア55は、切替部材66の内周ギヤ67と噛み合っているが、切換部材66が回転していないので、円形部材31及び33が回転すると、停止している内周ギヤ67と噛み合っているギア55は、円形部材31、33と共に回転しながら移動するので、支持板3は、回転する回転部材23、33と共に公転しながら自転することになる。
【0039】
例えば、ギア55の歯数を22枚、第2の内周ギヤ67の歯数を46枚にした場合は、ギア55と内周ギヤ67の歯数の最大公約数は2で、内周ギヤ67の歯数を2で割った値は23になるので、筆記ペン4の軌跡は筆記ペン4の取り付け位置と本数とで3種類の23枚の花弁を有する花柄になる(図7(c)参照)。
【0040】
ところで、線図描きペンAの先端には作動リング5が回転可能に取り付けられ、作動リング5の内周面に形成された内周ギヤ79には上述のギヤ26の回転に連係して回転する歯車40が噛み合い、作動リング5は筆記ペン4の移動とともに回転するので、図1に示すように、一方の手でテンプレートBをシート面に固定し、線図描きペンAを他方の手で支えた状態で作動リング5に形成された外周ギヤ78をテンプレートBの周面に形成されたラックギヤ6に噛み合わせると、線図描きペンAは作動リング5の回転とともに、テンプレートBの周縁に沿って移動させることができる。
【0041】
切替ボタン13を最も先端の位置Aに設定した場合は、筆記ペン4は円を描くように移動しながら、ペン全体がテンプレートBに沿って移動するので線図は図8のようになり、切替ボタン13を中央の位置Bに設定した場合は、ペン先は楕円を描くように移動しながら、ペン全体が移動するので線図は図9のようになり、切替ボタン13を最も後端の位置Cに設定した場合は、ペン先は花柄を描くように移動しながら、ペン全体が移動するので線図は図10のようになる。
【0042】
なお、ラックギヤ6を三角形状のテンプレートBの周面に形成したが、図11に示すように、ラックギヤ6を自在曲線定規B’の側面に形成しても構わない。このことにより、自在曲線定規B’を自由に湾曲させ、この自在曲線定規B’に沿って線図描きペンAを移動させることにより自由な曲線軌道で線図を描くことができる。なお、自在曲線定規B’の両端には係合凸部85と係合凹部86とを形成し、複数の自在曲線定規B’を連結できるようにしてもよい。
【0043】
また、図12に示すように、作動リング5の外周面には外周ギヤ78に並接して摩擦係数の高い部材84(例えばゴム等)を周設してもよい。このことにより、周面にギヤの周設されたテンプレートに代えて、ある程度の厚みのある部材B’であれば、その部材の形状に沿ってペンを移動させることができるので、ダンボールなどの厚紙や板などを好みの形に切ってテンプレートに代えて使用したり、本やコップなどの日用品をテンプレートに代えて使用したりすることができる。
【0044】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、線図描きペンに筆記ペンを移動させる回転軸に連係して回転する作動リングを設け、この作動リングの外周面に形成されたギヤをテンプレートの外周面に形成されたラックギヤに噛み合わせることにより線図描きペンがテンプレートの形状に沿って移動しながら筆記ペンで線図を描くことができるので、幾何学模様の図形を綺麗に書くことができる。
【0045】
請求項2の発明によれば、自在曲線にラックギヤを形成することにより、予め定められた形状のテンプレートでは描くことのできない図柄を描くことができ、使用者の好みの形状で図柄を描くことができる。
【0046】
請求項3の発明によれば、ゴム等の摩擦係数の高い部材を作動リングの周面に設けることにより、ラックギヤのない部材に沿って線図描きペンを移動させることができ、手近にある本やコップなどの日用品をテンプレートに代えて使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る線図描き装置の使用状態を示す斜視図
【図2】線図描きペンの側面図
【図3】(a)(b)はテンプレートの平面図及び底面図
【図4】上記線図描きペンの分解斜視図
【図5】上記線図描きペンの要部縦断面図
【図6】(a)〜(c)は筆記ペンの作動機構を説明する要部縦断面図
【図7】(a)〜(c)は筆記ペンで描いた線図
【図8】テンプレートを用いて描いた線図
【図9】テンプレートを用いて描いた線図
【図10】テンプレートを用いて描いた線図
【図11】自在曲線定規の構成を説明する平面図
【図12】作動リングの他の例を説明する側面図
【符号の説明】
1 握り部
2 回転軸
3 支持板
4 筆記ペン
5 作動リング
6 ラックギヤ
78 ギヤ
A 線図描きペン
B テンプレート
Claims (3)
- 線図書きペンとテンプレートとの組合せからなる線図描き装置であって以下の要件を備えることを特徴とする線図描き装置。
(イ)上記線図書きペンは筒状の握り部の内部に自転しながら公転する回転軸に設けられた支持板と、該支持板の上記回転軸に偏心した位置に支持される筆記ペンとを設けたこと
(ロ)上記線図描きペンの先端に、外周面にギヤが形成された作動リングが回転可能に設けられていること
(ハ)上記作動リングは上記回転軸に連係して回転すること
(二)上記テンプレートの周面にはラックギヤが周設されていること
(ホ)上記線図書きペンは作動リングのギヤを上記テンプレートのラックギヤに噛合した状態でテンプレートの周面に沿って移動すること - 前記ラックギヤを、テンプレートに代えて自在曲線定規に形成した、請求項1記載の線図描き装置。
- 前記作動リングの外周面には前記ギヤに並接して摩擦係数の高い部材を周設した、請求項1記載の線図描き装置。
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