JP3017594B2 - ペンシル芯の検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の芯を順次
繰り出しながら使用するペンシルにおいて、ペンシルの
下端側に位置する芯ホルダー側の芯が排芯すべき長さま
で消耗しているかどうかを検出するペンシル芯の検出方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の芯を順次繰り出しながら使用する
ペンシルが用いられる自動作図機としては、図５に示し
たようなものがある。この自動作図機１３は、Ｘ軸方向
に移動可能なＹバー１４と、Ｙ軸方向に移動可能なキャ
リッジ１５と、複数の繰り出しペンシル１２を格納する
ペンシル格納部１６を備えている。

【０００３】上記キャリッジ１５にはペンホルダー（図
６参照）１１が設けられており、このペンホルダー１１
がペンシル格納部１６の任意のペンシル１２を掴み出す
ようになっている。そして、キャリッジ１５に設けられ
たストッパー７に繰り出しペンシル１２の芯ホルダー４
を押し当て、芯１のみを用紙１７に押圧しながら用紙１
７上を移動させることにより作図を行うようになってい
る。

【０００４】上記繰り出しペンシル１２は、図７に示す
ような構成になっている。すなわち、この繰り出しペン
シル１２は、中空のペン軸筒８の内部に同軸的に設けら
れたチャック外筒９とその内部に配設されたチャック２
とチャック閉作用ばね６を有し、チャック外筒９に対し
てチャック２が上方に移動すると芯保持力が増加する周
知のコレット式チャック機構を備えている。

【０００５】さらに、このコレット式チャック機構の下
方には芯１の下端側を保持する芯ホルダー４が設けられ
ている。この芯ホルダー４は、ペン軸筒８内にペン軸筒
８と同軸的に取り付けられた内筒８ａの内部下端側に設
けられ上下移動できるようになっている。また、チャッ
ク外筒９と芯ホルダー４の間にはコイルバネ３が設けら
れ、繰り出しペンシル１２の上部側には複数の芯１を収
容可能な芯タンク１０が設けられている。

【０００６】芯１は芯ホルダー４の芯保持環４ａとチャ
ック２の芯把持部２ａとによって保持されており、前記
芯保持環４ａの芯保持力と芯把持部２ａの芯保持力はコ
イルバネ３の弾性力より大きくなるように設定されてい
る。この繰り出しペンシル１２は、作図の進行にともな
い芯ホルダー４が内筒８ａ内に押し込まれ、一定量押し
込まれたところでこれを図６に示す位置検出器１８によ
って検出されるとペンホルダー１１によって持ち上げら
れる。

【０００７】そして、芯タンク１０の上端がノックプレ
ート５に当接したのち、芯タンク１０が下方に移動し、
これによって、チャック２も下方に移動して芯把持部２
ａが開放される。さらに、コイルバネ３の作用によって
芯ホルダー４が押し下げられ、芯１が下方に引き出され
る。

【０００８】このような繰り出しペンシル１２を用いた
自動作図機１３は、チャック機構と芯ホルダー４に保持
されている芯１が不連続の別々の芯１になっている状
態、言い換えると作図に伴い芯１が消耗して芯１の上端
がチャック２から脱した状態になった場合、芯タンク１
０内の予備の芯１をチャック２内に供給し、消耗して短
くなった芯１を繰り出しペンシル１２の外部に排出でき
るように構成されている。

【０００９】このような芯の上端がチャックから脱した
状態を検出する手段として、特開平３−９０３９８号公
報及び特開平３−１０８５９７号公報に開示されている
ものがある。特開平３−９０３９８号公報に開示された
手段は、チャック芯把持部が開放した後、再度閉じると
きに芯を若干量引き戻すようになっている。そして、こ
の引き戻し量が、チャック芯保持部と芯ホルダーにそれ
ぞれ別の芯が保持されている場合に大きくなるという現
象を利用している。すなわち、芯繰り出し動作毎に、そ
の直後の作図開始点におけるペンホルダーの位置を位置
検出器により求め、この位置から芯の上端がチャックか
ら脱した状態にあるかどうかを判断するようになってい
る。

【００１０】また、特開平３−１０８５９７号公報に開
示されている手段は、芯繰り出しの目的でペンホルダー
をノック機構動作直前の位置まで上昇させた状態におい
て、芯ホルダーの位置を発光素子と受光素子を用いた位
置センサにより求め、この位置が所定位置よりも下方の
場合には、芯の上端がチャックから脱した状態であると
判断するようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−９０３９８号公報に開示された手段では、チャック
芯把持部が閉じる際の引き戻し量を測定し、芯がチャッ
クから脱した状態にあるかどうかを判断するようになっ
ているが、これは芯繰り出し操作後に行われるため、こ
の引き戻し量は元来少量である上に偏差が大きく、判断
を正確に行うことが難しいという問題点がある。

【００１２】また、特開平３−１０８５９７号公報に開
示されている手段は、ペンホルダーの位置を検出するも
のではないため、「芯無し検出」（芯が消耗して作図不
可の状態を検出）に使用する位置検出器を利用すること
がでない。このため、発光素子と受光素子からなる位置
センサを別途必要とするという問題がある。この発明
は、このような事情に鑑みなされたもので、既存の位置
検出器を用いて、芯がチャック機構から脱した状態を正
確に判断することのできるペンシル芯の検出方法の提供
をその目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明にかかるペンシル芯の検出方法は、芯が
挿通するチャック部と外筒を備え外筒に対してチャック
部が上方に移動すると芯保持力が増すチャック機構と、
芯の下端側を保持する芯ホルダーと、この芯ホルダーと
上記外筒との間に設けられたばねとを備え、上記外筒に
対してチャック部を下方に移動させることにより芯保持
力を減少させ芯ホルダーによる芯の保持とばねによる弾
性で芯を下方に繰り出し、上記外筒に対してチャック部
を上方に移動させることにより芯保持力を増加させると
ともに、上記芯ホルダーをストッパーに当接させた状態
で、ペンシルを下方に移動させることにより上記ばねを
収縮させて芯ホルダーの下端から芯を突出させることに
より、複数の芯を順次繰り出し使用できるペンシルを用
いている。

【００１４】そして、芯ホルダーをストッパーに当接さ
せた状態で、ばねの弾性力よりも大きな押圧力でペンシ
ルを下方に押圧したときのペンシルの高さ位置と、ばね
の弾性力よりも小さな押圧力でペンシルを下方に押圧し
たときのペンシルの高さ位置とを比較することにより、
チャック部と芯ホルダーの間における芯が連続した一本
の芯であるか、不連続な二本の芯が連なったものである
かを判断するようにしている。

【００１５】

【作用】すなわち、チャック部と芯ホルダーの間におけ
る芯が連続した一本の芯である場合は、チャック部と芯
ホルダーによる芯の把持力により、ばねの弾性に抗して
チャック部と芯ホルダーの間隔がばねの自然長より短い
長さに維持される。これは、チャック部と芯ホルダーの
芯保持力がばねの弾性力よりも大きくなるように設定さ
れているからである。一方、不連続な二本の芯が連なっ
たものである場合は、ばねの弾性によってチャック部と
芯ホルダーの間隔はばねの自然長まで広げられる。

【００１６】したがって、ばねの弾性力よりも大きな押
圧力でペンシルを下方に押圧すると、チャック部と芯ホ
ルダーの間における芯が連続した一本の芯であろうと、
不連続な二本の芯が連なったものであろうと、ばねは収
縮してペンシルの高さ位置は低い位置になる。また、ば
ねの弾性力よりも小さな押圧力でペンシルを下方に押圧
すると、芯が連続した一本の芯である場合は、ばねの弾
性力よりも大きな押圧力でペンシルを下方に押圧した場
合と同様の高さ位置になる。

【００１７】しかしながら、不連続な二本の芯が連なっ
たものである場合は、ばねの弾性力の方が大きいため、
チャック部と芯ホルダーの間隔は広がって、ペンシルの
高さ位置は高い位置になる。このばねの弾性力よりも大
きな押圧力でペンシルを下方に押圧したときと、ばねの
弾性力よりも小さな押圧力でペンシルを下方に押圧した
ときのペンシルの高さ位置を比較することにより簡単に
芯の状態を判断することができる。

【００１８】また、上記のペンシルの高さ位置の比較
を、芯を下方に繰り出す動作の前に行うことにより、さ
らに正確な判断が可能になる。すなわち、作図により、
芯ホルダーからの芯の突出量が無くなった際には、芯の
繰り出し操作が行われるが、この芯の繰り出し操作の前
の状態では、ばねが芯の繰り出し量分収縮しているた
め、芯が連続した一本の芯の場合と、不連続な二本の芯
が連なったものである場合との差がよりはっきりとで
る。このため、より正確な判断ができる。

【００１９】

【実施例】つぎに、この発明によるペンシル芯の検出方
法の一実施例を図面を用いて説明する。図１はこの実施
例による発明の動作を説明する説明図であり、図２はそ
のフローチャートである。なお、この実施例で用いる繰
り出しペンシルおよび自動作図機の構成は、図５ないし
図７に示したものと同様であるため、その説明は省略す
る。

【００２０】まず、作図を開始するにあたり、キャリッ
ジ１５に設けられたペンホルダー１１はペンシル格納部
１６に格納された繰り出しペンシル１２を掴みだし作図
開始位置に移動する（図５参照）。上記移動時及び作図
開始位置における繰り出しペンシル１２の高さは図１に
おけるペンアップ位置である。つぎに、作図において、
繰り出しペンシル１２を芯ホルダー４がストッパー（図
６参照）７に当接するまで下方に移動させる。この位置
は、図１におけるノーマルダウン位置である。

【００２１】ついで、作図を開始すると、繰り出しペン
シル１２は作図による芯１の消耗にともない下方に移動
する。芯１が消耗して作図不可の位置まで繰り出しペン
シル１２が下降した状態のとき、その位置が図１におけ
る芯無し検出位置である。位置検出器１８がその位置を
検出するとペンホルダー１１が上昇して繰り出しペンシ
ル１２の上端をノックプレート５（図６参照）に当接さ
せる。その際の繰り出しペンシル１２の位置が図１にお
ける上ノック位置である。

【００２２】この実施例では、位置検出器１８が芯無し
状態を検出したとき、まず繰り出しペンシル１２に、コ
イルバネ３の弾性力より高い圧力（高筆圧）を付加す
る。このときの繰り出しペンシル１２の下部側は、芯１
の状態にかかわらず図３（ａ）または図４（ａ）のよう
になる。つぎに、繰り出しペンシル１２にコイルバネ３
の弾性力より低い圧力（低筆圧）を付加する。このとき
の繰り出しペンシル１２の下部側は、一本の芯１がチャ
ック２と芯ホルダー４の双方に把持されていれば図３
（ｃ）の状態になり、下方の芯１の上端がチャック２が
ら外れていれば図４（ｃ）の状態になる。

【００２３】図４（ｃ）では、繰り出しペンシル１２の
上部側の位置は、コイルバネ３が伸びた分だけ上昇した
位置になる。この位置が、図１におけるスプリングアッ
プ位置である。位置検出器１８がこの状態を検出する
と、キャリッジ１５は自動的に芯排出位置に移動し、繰
り出しペンシル１２を上昇させて繰り出しペンシル１２
の上端をノックプレート５に押し当てる。これによっ
て、チャック閉作用ばね６の弾性に抗してチャック２を
開放し、使用中の芯１ａの上端部に新たな芯１ｂを当接
させる

【００２４】ついで、繰り出しペンシル１２を降下さ
せ、芯１ｂをチャック２に保持させた状態で、ストッパ
ー７に芯ホルダー４を押圧することにより、芯ホルダー
４をペン軸筒８内に押し込み、芯１ａを芯ホルダー４の
外部に排出する。ここで、再度、繰り出しペンシル１２
にコイルバネ３の弾性力より大きな圧力を付加した後、
コイルバネ３の弾性力より小さな圧力を付加したときの
繰り出しペンシル１２の位置を検出し排芯がされたかど
うかの確認を行う。

【００２５】この際、芯１ａが排出されているときには
図３（ｃ）の状態になり、繰り出しペンシル１２の位置
は図１における給芯確認位置になる。また、芯１ａが排
出されていないときには図４（ｃ）の状態になって、ス
プリングアップ位置が検出され、再度、給排芯動作が行
われる。

【００２６】なお、筆記状態または芯無し検出位置の状
態では、コイルバネ３の弾性力より十分大きな筆圧力が
かかった状態になっているため、特に、コイルバネ３の
弾性力より大きな圧力を付加する必要はないが、この実
施例では、作用を明確にするために行っている。

【００２７】つぎに、上記の一連の動作を図２のフロー
チャートを用いて説明する。まず、自動作図機１３の作
図動作において、キャリッジ１５に設けられた位置検出
器１８で繰り出しペンシル１２の高さ位置を検出する
（ステップ１）。そして、繰り出しペンシル１２の高さ
が芯無し検出位置に達したとき、筆記動作を停止する
（ステップ２）。このステップ２では高筆圧が付加され
た状態になっており、その状態での繰り出しペンシル１
２の高さは図１における芯無し検出位置である。

【００２８】つぎに、繰り出しペンシル１２にコイルバ
ネ３の弾性力より小さな圧力を付加したときの繰り出し
ペンシル１２の高さ位置を検出する（ステップ３）。繰
り出しペンシル１２の位置がステップ２で検出した位置
から移動しない場合は、使用中の芯１がチャック２から
脱していないと判断し、その場でノック機構を作動させ
て芯１の繰り出しを行い（ステップ４）、ステップ１に
戻る。

【００２９】繰り出しペンシル１２の位置がステップ２
で検出した位置より高い位置に移動した場合、すなわ
ち、図１における未給芯検出位置を検出した場合は、使
用中の消耗した芯１ａがチャック２から脱していると判
断し、繰り出しペンシル１２を芯排出位置に移動させ
る。そして、ノック機構を作動させて新たな芯１ｂを給
芯して、芯１ａを排出し（ステップ５）、ステップ１に
戻る。

【００３０】なお、この実施例においては、芯無し検出
位置において、芯１がチャック２から脱しているかどう
かを検出するようにしているが、これに限らず、位置に
関係なく一定時間毎に検出動作を行うようにしてもよ
い。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明にかかるペンシ
ル芯の検出方法は、芯ホルダーをストッパーに当接させ
た状態で、ばねの弾性力よりも大きな押圧力でペンシル
を下方に押圧したときのペンシルの高さ位置と、ばねの
弾性力よりも小さな押圧力でペンシルを下方に押圧した
ときのペンシルの高さ位置とを比較するようになってい
る。

【００３２】このように、ばねの弾性力を基準として、
ばねを収縮させることのできる押圧力と、ばねを収縮さ
せることのできない押圧力の二種類の押圧力をペンシル
に付加することにより、チャック部と芯ホルダーの間に
おける芯が連続した一本の芯であるか、不連続な二本の
芯が連なったものであるかを簡単に判断することができ
る。

【００３３】この場合、ペンシルの高さ位置は、通常、
自動作図機に備わっている既存の位置検出器で検出でき
るため、特に、新たな機器を設ける必要はない。また、
ペンシルの高さ位置の比較を、芯を下方に繰り出す動作
の前に行うことにより、双方の差が明確になり、さらに
正確な判断が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例による繰り出しペンシル
の位置と動作の関係を説明する説明図である。

【図２】 繰り出しペンシルの動作を説明するフローチ
ャートである。

【図３】 芯が消耗していない状態における繰り出しペ
ンシルの要部の動作を説明する要部断面図である。

【図４】 芯が消耗した状態における繰り出しペンシル
の要部の動作を説明する要部断面図である。

【図５】 自動作図機を示す平面図である。

【図６】 図５のＶ−Ｖ方向からキャリッジおよび繰り
出しペンシルを見た状態を示す一部切り欠き側面図であ
る。

【図７】 繰り出しペンシルの縦断面図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ …芯 ２ …チャック ３ …コイルバネ ４ …芯ホルダー ７ …ストッパー ９ …チャック外筒 １２ …繰り出しペンシル

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯が挿通するチャック部と外筒を備え外
   筒に対してチャック部が上方に移動すると芯保持力が増
   すチャック機構と、芯の下端側を保持する芯ホルダー
   と、この芯ホルダーと上記外筒との間に設けられたばね
   とを備え、上記外筒に対してチャック部を下方に移動さ
   せることにより芯保持力を減少させ芯ホルダーによる芯
   の保持とばねによる弾性で芯を下方に繰り出し、上記外
   筒に対してチャック部を上方に移動させることにより芯
   保持力を増加させるとともに、上記芯ホルダーをストッ
   パーに当接させた状態で、ペンシルを下方に移動させる
   ことにより上記ばねを収縮させて芯ホルダーの下端から
   芯を突出させることにより、複数の芯を順次繰り出し使
   用できるペンシルにおけるペンシル芯の検出方法であっ
   て、上記芯ホルダーをストッパーに当接させた状態で、
   ばねの弾性力よりも大きな押圧力でペンシルを下方に押
   圧したときのペンシルの高さ位置と、ばねの弾性力より
   も小さな押圧力でペンシルを下方に押圧したときのペン
   シルの高さ位置とを比較することにより、チャック部と
   芯ホルダーの間における芯が連続した一本の芯である
   か、不連続な二本の芯が連なったものであるかを判断す
   ることを特徴とするペンシル芯の検出方法。
2. 【請求項２】 ばねの弾性力よりも大きな押圧力でペン
   シルを下方に押圧したときのペンシルの高さ位置と、ば
   ねの弾性力よりも小さな押圧力でペンシルを下方に押圧
   したときのペンシルの高さ位置との比較を、芯を下方に
   繰り出す動作の前に行う請求項１に記載のペンシル芯の
   検出方法。