JP2005201866A - 発電機能を備える巻尺 - Google Patents

Abstract

【目的】
回転ドラムの回転を利用し、測定作業の際に使用される外部機器に電力を供給できるようにした発電機能を備えた巻尺を提供することを目的とする。
【解決手段】
ケース１内に立設する軸７に、テープ１１を周囲に巻回する回転ドラム８を軸支し、この回転ドラム８にテープ１１を巻き込み方向に付勢するコイルバネ１０を備えた巻尺に、少なくともマグネット９とコイル１０からなる発電装置を設けて、その発電装置のマグネット９またはコイル１０の一方を回転ドラム８の回転と共に回転させ、その回転によってコイル１０に電力を発生させて、その電力を外部に供給するための端子１５をケース１に設ける。

【選択図】 図１

Description

本発明は、発電機能を備える巻尺に関するものである。

今日、巻尺の多くは、測定用のテープを自動的に巻き取る自動巻取式のものが広く用いられており、それは、巻胴部にテープを巻回すると共にそのテープを巻取る付勢手段となるコイルバネが内装された回転ドラムと、その回転ドラムを収納するケースとから構成されている。
通常、テープはケース内に収納されているため、測定に際しては、ケースのテープ出入口に係止するテープ先端に設けられている係止片を指で引き、それに続いて引き出されたテープを適当に引き出して所望の測定が行われる。

そして、測定が終了してテープをケース内に収納する際は、テープ制動装置また手によって停止させられているテープの制動を解除することにより、テープはケース内の回転ドラムに内装されたコイルバネによって自動的にケース内に巻き取られ、テープ先端の係止片がテープ出入口に係止されることによってテープの巻き取りが終了する。また、そのテープ出入口には、相当な速度でテープ出入口に衝突する係止片の衝突エネルギーを緩和また吸収する衝撃緩衝部材が設けられている。
すなわち、巻尺を使用しての測定は、ケース内からテープを引き出す際またテープをケース内に巻き取る際には回転ドラムが回転している。

このことから、本出願人は回転ドラムの回転を利用し、または、ケース内に組み込み可能な発電装置によって手動で電力を発電し、測定作業の際に使用される外部機器に電力を供給したり、ケースにテープや周囲を照明する照明装置や測定値を記憶する記憶装置そして計算機等の任意の機器を設けた際、その駆動用電力とすることができる発電機能を備えた巻尺を提供しようとするものである。

本発明の要旨とするところは、ケース内に、テープを周囲に巻回する回転ドラムを回転可能に内装し、この回転ドラムにテープを巻き込み方向に付勢する付勢手段を備えた巻尺において、ケースに、少なくともマグネットとコイルからなる発電装置が設けられ、その発電装置の磁石またはコイルの一方が回転ドラムの回転と共に回転し、その回転によってコイルに発生した電力を外部に供給できるようになっていることを特徴とする発電機能を備える巻尺である。

また、ケース内に、テープを周囲に巻回する回転ドラムを回転可能に内装し、この回転ドラムにテープを巻き込み方向に付勢する付勢手段を備えた巻尺において、ケースに、少なくともマグネットとコイルからなる発電装置が設けられ、その発電装置の磁石またはコイルの一方が手動により回転し、その回転によってコイルに発生した電力を外部に供給できるようになっていることを特徴とする発電機能を備える巻尺である。

本発明の発電機能を備える巻尺を詳しく説明すると、本巻尺は、回転ドラムの回転を利用して、または、ケース内に組み込んだ手動の発電装置によって電力を発電することができる巻尺である。
ケースとは、普通左右の半ケースが合わされてなる測定用のテープを収容する部材であり巻尺の本体でもある。そのケースは、樹脂素材あるいは金属素材から形成されており、ケース内の側壁に軸が立設され、その軸に目盛りが印刷された測定用のテープを周囲に巻回した回転ドラムが軸支されている。
また、ケースを、少なくとも前壁と後壁と底壁の部分を有する周回形状の周回壁と、周回壁の幅方向の左側に係合する左側壁と、周回壁の幅方向の右側に係合する右側壁から構成してもよい。テープで出入口は周回壁に設けたり、周回壁と左側壁および／または右側壁にかけて設けてもよい。

回転ドラムは、ケース内に軸支などの手段で回転可能に内装されており、またその外周にテープを積層状に巻回するための巻胴部が形成されており、その巻胴の端部から外方すなわち回転ドラムの遠心方向に、巻胴に巻回したテープの横ズレを防止するための側壁が設けられている。
また、回転ドラムの内部にはスペースが設けられており、そこに、テープを巻き取るためのコイル状のバネが収容されている。そのバネの一端は回転ドラムと係着されると共にテープに連結され、また、他端はケース内に立設された軸に係着されている。このコイル状のバネは、テープの引き出しによってバネが軸に巻き付けられていくことによってテープを巻き取るための力が蓄えられ、その引き出したテープを離すと、軸に巻き付けられたバネの復元によって回転ドラムが逆に回転してテープを巻き取る。そして、ＪＩＳによればこのような自動巻取式の巻尺をコンベックスルールと呼んでいる。

そのスペースの一側には、巻胴の端部から内方に側壁が形成されているのが普通であり、その側壁の中心に軸の通孔が形成されている。また、その反対側は開口のままであったり、適当な蓋体が設けられている。
そして、テープを引き出すことによってバネは軸に巻き付けられていき、それによって巻取力が蓄積される。また、テープを巻き取る際はその巻き付けられたバネが復帰すなわち軸を中心に遠心方向に広がることによって回転ドラムを回転させ、その巻胴にテープを積層状に巻き付けていく。テープは、鉄やステンレス等の鋼材また繊維等から形成されている。また、コイル状のバネは、鉄やステンレス等の鋼材から形成されている。

テープは、ケースの下方に設けられているテープ出入口から出入りしており、また、テープの巻き取り終了の際にはテープ先端に有する係止片がテープ出入口に係止することにより、テープのケース内への引き込まれが阻止される。
そして、テープ出入口には係止片の衝突エネルギーを緩和（吸収作用も含む）する衝撃緩衝部材が設けられているのが普通である。
また、引き出したテープを任意の位置で停止（固定）させるロック機構やテープの巻き込み速度を制御するブレーキ機構が設けられているものもある。

そのテープ出入口が設けられている壁がケースの前壁であり、前壁はテープ出入口から上方に立ち上がってケースの頂部に至る。その頂部を境に立ち下がる壁がケースの後壁となり、後壁の下方部と前壁の下方部を結ぶ壁がケースの底壁である。そして、その前壁と後壁と底壁が連続した部位が周回壁である。
また、前壁と後壁と底壁の同一側を結ぶ壁がケースの側壁である。さらに、ケースによっては前壁の上方部と後壁の上方部を結ぶ略水平の天壁を有するケースもある。その場合、前壁と天壁と後壁と底壁が連続した部位が周回壁である。

発電装置は、任意の形状のマグネットとコイルから構成するのがよく、その配置は、マグネットによって発生した磁界内をコイルが通過できるように配置しなければならない。具体的には、マグネットまたはコイルのどちらか一方を回転ドラムの回転と共に動かすことによって行えばよい。すなわち、回転ドラムの回転を利用してマグネットまたはコイルのどちらか一方を動かせばよい。
または、回転ドラムの回転を利用せず、ケース内に組み込んだ手動の回転体にマグネットまたはコイルのどちらか一方を回転体の回転と共に動かすことによって行ってもよい。

発電を回転ドラムの回転を利用する場合は、マグネットを回転ドラムに設けてコイルをケースに設けるのがよい。そのコイルは、ケースに直接に設けてもよいが、適当な部材を介在してケースに間接的に設けてもよい。勿論、コイルを回転ドラムに設け、マグネットをケースに設けてもよい。この場合、コイルが回転ドラムと共に回転するので、コイルの両端子に発生した電力をケースに設けた端子に導く際は、公知の技術により、例えば、モーターや発電機に備える回転子の摺動接点の構造によってコイルから電力を導いてもよい。

そして、マグネットの回転ドラムへの配置部位も特に限定するものではなく好適な部位に配置すればよい。具体的には、回転ドラムの側面に複数設けて、且つ回転ドラムの回転方向に連設して配置するのがよい。回転ドラムの側面とは、巻胴の端部から外方すなわち回転ドラムの遠心方向に形成されたテープの横ズレを防止するための側壁、また、テープを巻き取るためのコイル状のバネを収容しているスペースの一側に形成された側壁、さらには、そのスペースの反対側の開口に設けている蓋体である。

そのマグネットは、回転ドラムの側面の端部または端部近傍に設けてもよい。すなわち、巻胴の端部から外方すなわち回転ドラムの遠心方向に形成されたテープの横ズレを防止するための側壁の最外端である。
マグネットの配置は、偏平形状のマグネットの外向面をケースの側壁方向に向けて回転ドラムの側壁に設ければよい。勿論、マグネットは、回転ドラムの側壁と面一にまたは突出させてもよい。また、回転ドラムの両側面に設けてもよい。

コイルをケースに設ける際の部位は、コイルとマグネットの磁界との関係が適する位置関係となればその設置する部位はどこでもよい。具体的には、ケースの側面すなわち側壁でもよく、その側面のほぼ全域に及んでループ状のコイルを設けてもよい。さらには、コイルをケースの両側面に設けてもよい。
コイルの形態も特に限定するものではないが、偏平形状のものが配置性に優れる。そして、コイルは一つだけでもよいが複数設けてもよい。また、一つのコイルのループを複数形成してもよいが、この形態はコイルを複数設けてその各コイルを連続して接続した形態と同じとなる。そして、コイルまたループを回転ドラムの回転方向に連設するのがよい。

また、コイルをケースの周回壁に設けてもよく、この場合もコイルとマグネットの磁界との関係が適すれば、コイルのループの形成形状もどのようなものであってもよい。具体的には、周回壁のほぼ全域に及んでコイルを設けてもよい。
コイルの形態も特に限定するものではないが、偏平形状のものが配置性に優れる。そして、コイルは一つだけでもよいが複数設けてもよい。また、一つのコイルのループを複数形成してもよいが、この形態はコイルを複数設けてその各コイルを連続して接続した形態と同じとなる。そして、コイルまたループを周回壁の回転ドラムが回転する方向に連設するのがよい。

そして、発電を回転ドラムの回転を利用せず、ケース内に組み込んだ発電装置を手動によって駆動して行う場合は、マグネットを適当な手段によって手動で回転させ、また、コイルをケースに設けるのがよい。
そのマグネットを回転させる場合、例えば、ケースの外部から回転可能なプレート体に複数設け、且つプレートの回転方向に連接して設けるのがよい。また、そのコイルは、ケースに直接に設けてもよいが、適当な部材を介在してケースに間接的に設けてもよい。
そして、マグネットの配置形態は、上述する回転ドラムに設けた状態と同様にプレート体に配置すればよく、またコイルの配置形態も上述する状態と同様に配置すればよい。

そして、マグネットやコイルの素材も特に限定するものではなく好適な素材から形成すればよい。また、マグネットは希土類の素材から形成してもよい。
コイルに発生した電力を外部に供給するための構造や供給用の接続部材等も特に限定するものではなく、具体的には、ケースの適当な部位に端子部材やコネクター部材等を配置すればよい。また、端子やコネクターには、使用しない時の塵埃の進入やショートを防止するために適当なキャップ等の保護部材を設けるのが望ましい。

マグネットおよび／またはコイルは、それらが設置される部材に埋設してもよい。また、コイルの形態も円筒状や偏平のループ状にしてもよい。さらに、コイルは、線材をケース等の部材に直に設けたり、フィルムにプリントしてそのフィルムをケース等の部材に設けるようにしてもよい。コイルは、インサート成型によって設けてもよい。
そして、ケースにコイルに発生した電力によって駆動する任意の機器を設けてもよく、例えば、テープや周囲を照明するための発光体や測定値を記憶するための記憶装置そして計算機等である。また、コイルに発生した電力を蓄えるための任意の蓄電手段を設けてもよい。

従って、本発明の発電機能を備えた巻尺は以上のように構成されているので、発電を回転ドラムの回転によって行うものは、テープの引き出しまたはテープの巻き取りの際の回転ドラムの回転によってマグネットが回転することにより、ケースに配置されたコイルがマグネットの磁界を切って行く。これによって電磁誘導が生じコイルの両端に電力が発する。

また、ケース内に組み込んだ発電装置を手動によって駆動するものは、手動によってマグネットを配置したプレート体が回転することにより、ケースに配置されたコイルがマグネットの磁界を切って行く。これによって電磁誘導が生じコイルの両端に電力が発する。

本発明の発電機能を備えた巻尺は以上のように構成されているので、巻尺を発電機として用いることができ、測定作業の際に使用する外部機器に電力を供給することができる。また、巻尺のケースに、テープや周囲を照明するための照明装置や測定値を記憶するための記憶装置そして計算機等の機器を設けた際には、これらの機器の駆動用電力としても用いることができる。

本発明の発電機能を備えた巻尺を以下図面に従って説明する。各図のマグネットとコイルは見易いように透視状態（実線）で表している。それらの設置形態は部材の表面に、または部材の内部に埋設した状態で設置される。

図１は、本発明の発電機能を備えた巻尺の一部切り欠き分解斜視図であり、１は巻尺のケースで、図のケースは左右の半ケースが合わされてなるものである。２ａはケース１の側壁、２ｂはケース１の前壁、２ｃはケース１の後壁、２ｄはケース１の底壁である。６は回転ドラム８に巻回されたテープ１１が出入するテープ出入口、７は回転ドラム８を支持する軸、７ａは軸７の先端を支持する軸受である。８は回転ドラム、８ａはテープを積層状に巻回する巻胴、８ｂは巻回したテープの横ズレを防止するための巻胴側壁、８ｄはテープ１１を巻き取るためのコイルバネ１２が収容されるバネ収容部の側方に位置する側壁、８ｅは軸７が通過する通孔、９は回転ドラム８の側壁と巻胴側壁８ｂにかけて設けているマグネット、１０はケース１の片側の側壁２ａに設けている偏平なループ状のコイル、１５はコイルに発生した電力を外部に供給するための端子である。図では示していないが、コイル１０と端子１５の間に適当な蓄電装置を設けることにより、発電された電力を蓄えておくことができる。

図２は、回転ドラムの斜視図であり、本図は、多数のマグネット９を回転ドラム８の回転方向に連設したものである。８は回転ドラム、８ａはテープを積層状に巻回する巻胴、８ｂは巻回したテープの横ズレを防止するための巻胴側壁、８ｄはテープ１１を巻き取るためのコイルバネ１２が収容されるバネ収容部の側方に位置する側壁、８ｅは軸７が通過する通孔である。

図３は、回転ドラムの斜視図であり、本図は、多数のマグネット９を回転ドラム８の回転方向に連設し、且つマグネット９の端部を回転ドラム８の周縁部に望ませて設けたものである。８は回転ドラム、８ａはテープを積層状に巻回する巻胴、８ｂは巻回したテープの横ズレを防止するための巻胴側壁、８ｄはテープ１１を巻き取るためのコイルバネ１２が収容されるバネ収容部の側方に位置する側壁、８ｅは軸７が通過する通孔である。

図４は、半ケースの側面図であり、本図は、偏平なループ状のコイル１０をケース１の片側の側壁２ａに設け、且つ回転ドラムが回転する方向に連設したものである。７は回転ドラム８が支持される軸、１５はコイルに発生した電力を外部に供給するための端子、１６は未使用時に端子１５を保護するカバーである。

図５は、半ケースの斜視図であり、本図は、偏平なループ状のコイル１０をケース１の周回壁２に設けたものである。２ａはケース１の側壁、６はテープ１１が出入するテープ出入口、７は回転ドラム８が支持される軸、１５はコイルに発生した電力を外部に供給するための端子である。

図６は、３ピース形態のケースの分解斜視図であり、本図は、偏平なループ状のコイル１０を、中央の周回形状の中央周回壁２ｅとその中央周回壁２ｅの左側に係合する左側壁２ｆと右側に係合する右側壁２ｇとからなるケースの中央周回壁２ｅに設けたものである。また、コイル１０は回転ドラムが回転する方向に連設している。６はテープ１１が出入するテープ出入口、７は回転ドラム８が支持される軸、１５はコイルに発生した電力を外部に供給するための端子である。

図７は、フィルムに形成したコイルの平面図であり、本図は、ケース１の側壁２ａに設置するものである。１０はフィルム１０ａに形成したコイル、１０ａはフィルム、１０ｂは軸７が通過する通孔である。

図８は、他の形態の発電機能を備えた巻尺の分解斜視図であり、本図は、コイル１０を設けたケース１の側壁２ａの外側にマグネット９を設けたプレート１３を回転可能に設けたもので、手動によってプレート１３を回転させて発電するものである。１は巻尺のケースで、図のケースは左右の半ケースが合わされてなるものである。２ａはケース１の側壁、６は回転ドラム８に巻回されたテープ１１が出入するテープ出入口、また、回転ドラム８は軸７（本図では見えない）に支持される。７ａは軸７の先端を支持する軸受である。８は回転ドラム、８ａはテープを積層状に巻回する巻胴、８ｂは巻回したテープの横ズレを防止するための巻胴側壁、８ｄはテープ１１を巻き取るためのコイルバネ１２が収容されるバネ収容部の側方に位置する側壁、８ｅは軸７が通過する通孔、９はマグネット、１０はケース１の片側の側壁２ａに設けている偏平なループ状のコイル、１３はプレートで軸１３ｂに支持される。１３ａはプレート１３の抜止、１４はプレート１３を回転させるためのハンドルである。発生した電力は外部供給用の端子１５（本図では見えない）に導かれる。図では示していないが、コイル１０と端子１５の間に適当な蓄電装置を設けることにより、発電された電力を蓄えておくことができる。

図９は、半ケースを取り外した巻尺の側面図であり、１はケース、６は回転ドラム８に巻回されたテープ１１が出入するテープ出入口、６ａはテープ１１の係止片１１ａの衝突エネルギーを緩和するための衝撃緩衝装置、８は軸７に支持された回転ドラム、８ａはテープを積層状に巻回する巻胴、８ｂは巻回したテープの横ズレを防止するための巻胴側壁、８ｃはテープ１１巻取用のコイルバネ１２の収容スペースであるバネ収容部、１５はコイルに発生した電力を外部に供給するための端子、１６は未使用時に端子１５を保護するカバーである。

図１０は、照明装置を設けた巻尺の一例を示す図であり、左図は巻尺の側面図で、右図は巻尺の正面図である。１７は照明用の発光体、１８はスイッチである。
図１１は、記憶装置を設けた巻尺の一例を示す図であり、１９はディスプレイ、２０はテンキーである。
図１２は、計算機を設けた巻尺の一例を示す図であり、１９はディスプレイ、２０はテンキーである。

本発明の発電機能を備えた巻尺の一部切り欠き分解斜視図 回転ドラムの斜視図 回転ドラムの斜視図 半ケースの側面図 半ケースの斜視図 ３ピース形態のケースの分解斜視図 フィルムに形成したコイルの平面図 他の形態の発電機能を備えた巻尺の分解斜視図 半ケースを取り外した巻尺の側面図 照明装置を設けた巻尺の一例を示す図 記憶装置を設けた巻尺の一例を示す図 計算機を設けた巻尺の一例を示す図

符号の説明

１−ケース，２−周回壁，２ａ−側壁，２ｂ−前壁，２ｃ−後壁，２ｄ−底壁，２ｅ−中央周回壁，２ｆ−左側壁，２ｇ−右側壁，６−テープ出入口，６ａ−衝撃緩衝装置，７−軸，７ａ−軸受，８−回転ドラム，８ａ−巻胴，８ｂ−巻胴側壁，８ｃ−バネ収容部，８ｄ−側壁，８ｅ−通孔，９−マグネット，１０−コイル，１０ａ−フィルム，１０ｂ−通孔，１１−テープ，１１ａ−係止片，１２−コイルバネ，１３−プレート，１３ａ−抜止，１３ｂ−軸，１４−ハンドル，１５−端子，１６−カバー，１７−発光体，１８−スイッチ，１９−ディスプレイ，２０−テンキー

Claims (20)

1. ケース内に、テープを周囲に巻回する回転ドラムを回転可能に内装し、この回転ドラムにテープを巻き込み方向に付勢する付勢手段を備えた巻尺において、ケースに、少なくともマグネットとコイルからなる発電装置が設けられ、その発電装置のマグネットまたはコイルの一方が回転ドラムの回転と共に回転し、その回転によってコイルに発生した電力を外部に供給できるようになっていることを特徴とする発電機能を備える巻尺
2. マグネットが回転ドラムに設けられ、また、コイルがケースに設けられていることを特徴とする請求項１の発電機能を備える巻尺
3. マグネットが回転ドラムの側面に複数設けられ、且つその回転ドラムの回転方向に連設されていることを特徴とする請求項２の発電機能を備える巻尺
4. マグネットが回転ドラムの側面の端部または端部近傍に設けられていることを特徴とする請求項３の発電機能を備える巻尺
5. マグネットが回転ドラムの両側面に設けられていることを特徴とする請求項３の発電機能を備える巻尺
6. コイルがケースの側面に複数設けられ、且つそのコイルは回転ドラムが回転する方向に連設されていることを特徴とする請求項２の発電機能を備える巻尺
7. コイルがケースの両側面に設けられていることを特徴とする請求項６の発電機能を備える巻尺
8. コイルがケースの少なくとも前壁と後壁と底壁の部分を有する周回形状の周回壁に設けられていることを特徴とする請求項２の発電機能を備える巻尺
9. コイルが複数設けられ、且つそのコイルは回転ドラムが回転する方向に連設されていることを特徴とする請求項８の発電機能を備える巻尺
10. ケース内に立設する軸に、テープを周囲に巻回する回転ドラムを回転可能に内装し、この回転ドラムにテープを巻き込み方向に付勢する付勢手段を備えた巻尺において、ケースに、少なくともマグネットとコイルからなる発電装置が設けられ、その発電装置のマグネットまたはコイルの一方が手動により回転し、その回転によってコイルに発生した電力を外部に供給できるようになっていることを特徴とする発電機能を備える巻尺
11. ケースが、少なくとも前壁と後壁と底壁の部分を有する周回形状の周回壁と、周回壁の幅方向の左側に係合する左側壁と、周回壁の幅方向の右側に係合する右側壁から構成され、且つコイルがその周回壁に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項１０の発電機能を備える巻尺
12. マグネットおよび／またはコイルが、それらが設置される部材に埋設されていることを特徴とする請求項１または請求項１０の発電機能を備える巻尺
13. コイルが偏平のループ状になっていることを特徴とする請求項１または請求項１０の発電機能を備える巻尺
14. コイルがフィルムに形成されていることを特徴とする請求項１３の発電機能を備える巻尺
15. ケースに、コイルに発生した電力によって駆動する任意の機器が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項１０の発電機能を備える巻尺
16. ケースに、コイルに発生した電力によって発光する発光体が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項１０の発電機能を備える巻尺
17. ケースに、コイルに発生した電力によって動作する記憶装置が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項１０の発電機能を備える巻尺
18. ケースに、コイルに発生した電力によって動作する計算機が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項１０の発電機能を備える巻尺
19. コイルに発生した電力を蓄えるための蓄電手段が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項１０の発電機能を備える巻尺
20. マグネットが希土類の素材から形成されていることを特徴とする請求項１または請求項１０の発電機能を備える巻尺
    

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