JP4686592B2 - 円を描く定規 - Google Patents

Description

本発明は円を描くための定規に関する。

円を描くための従来の技術にはコンパス、テンプレート、及び定規がある。コンパスは求める円の半径の長さにコンパスを合わせるのに手間取ったり、円を描く際に中心の位置がずれたり、紙面が浮きあがって描く線がずれたりして迅速に正確な円を描くことが難しかった。また、針を備えているため危険でもあった。テンプレートは求める円の大きさのテンプレートがなかったり、円の中心位置を合わせることができなかったりした。一方、円を描く定規は外枠で囲まれ回転可能に保持された円盤に、その中心からそれぞれ異なる距離に複数の小穴を設け、これらの小穴にシャープペンシル等の筆記具の芯部を差し込み、円盤を回転させながら紙面に円を描くものである（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。しかし、円盤がスムーズに回転しないという根本的な問題があった。

この問題を解決するために、ボールベアリングを設け外枠と円盤との接触抵抗を減らしたもの（特許文献４、特許文献５参照）があるが、これだけでは根本的な問題の解決にはならない。また、接触抵抗があるため回転がスムーズとは言えない。そこで、円盤の中心に回転軸を設け、回転の中心位置を固定することにより、力のモーメントが働くようにしたもの（特許文献６）がある。これによって、円盤がスムーズに回転するようになった。しかし、円盤の中心に回転軸を設けたことにより、外枠で紙面をしっかりと押さえることができず、円を描く際に紙面が浮き上がって描く線がずれてしまうというコンパスと同様の問題が発生することとなった。

実開平５−６０８９４号 実開平６−６３３８６号 特開平７−３１４９８９号 実用新案登録第３０５４９５８号 特開２００１−３０６８５号 特開２００６−１８７８６５号

本発明は、外枠と外枠で囲まれ回転可能に保持された円盤等の回転体とから成り、回転体の中心からそれぞれ異なる距離に複数の小穴を設け、これらの小穴にシャープペンシル等の筆記具の芯部を差し込み、回転体を回転させながら円を描く定規に、回転体の中心部に回転軸を設け、回転の中心位置を固定するようにした円を描く定規において、回転軸を設けたことにより外枠で紙面をしっかりと押さえることができず、円を描く際に紙面が浮きあがって描く線がずれてしまうという問題を解決すると同時に、回転体がよりスムーズに回転するように外枠と回転体との間の接触抵抗をなくすことが課題である。

回転体の周辺部の上側に周辺に沿って複数の窪みを設け、この窪みにそれぞれ磁石を設置し、また、外枠の上部に周辺に沿って下向きに凹型の溝を設け、この溝にも複数の磁石を設置し、双方の磁石が同極同士反発するようにする。一方で、外枠の底部下側に海綿体（スポンジ）の又は弾性体の紙押さえを設ける。そして、外枠で囲まれた回転体を紙面の上に置いたときに、回転体が外枠の底部の上に乗った状態となり、また、回転体の中心部に設けた回転軸の先端が紙面に接触せず、わずかな隙間ができるように紙押さえの厚さを設定する。そして、外枠を上から手で押し下げることにより紙押さえで紙面を押さえるとともに、紙押さえが海綿体（スポンジ）又は弾性体でできているため縮むことから回転軸の先端が紙面に接触し、さらに外枠を押し下げれば回転体が相対的に持ち上げられるため、外枠の底部の上に乗っていた回転体は外枠の底部から離れ、回転体と外枠の底部との間に隙間ができる。また、磁石の同極同士の反発力により、外枠上部と回転体とが接触せず、その結果、外枠で囲まれた回転体は外枠とは完全に接触しない状態となり、回転体が回転する際にスムーズに回転するようになる。同時にまた、磁石の同極同士の反発力により回転軸の先端がピンポイントで紙面を押し付け、描く円の中心位置を固定するため、回転体が独楽のように回転する。

外枠を上から手で押し下げることにより、紙押さえで紙面をしっかりと押さえるため、円を描く際に紙面が浮き上がって線がずれてしまうという問題を解決するとともに、回転体を回転させる時に外枠と回転体とが全く接触せず、また、回転軸の先端がピンポイントで紙面を押し付け、描く円の中心位置を固定するため、回転体が独楽のようにスムーズに回転するようになる。これらによって、大きな円から小さな円までいろいろな大きさの円を容易に、迅速に、かつ正確に描くことができるようになる。したがって、コンパスやテンプレートが不要となる。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき図１〜図７を参照して説明する。図１は本定規の平面図及びＡ−Ａ断面図である。図１において、本定規は円盤１の中心からそれぞれ異なる距離に複数の小穴を設け、これらの小穴にシャープペンシル等の筆記具の芯部を差し込み、円盤１を回転させながら紙面に円を描く定規である。円盤１はその中心部に回転軸２を備えており、かつ、その周辺部の上面には複数の窪み３を備え、これらの窪み３にそれぞれ磁石４が設置されている。また、この円盤１は外枠５及び外枠底部６によりその周囲を囲まれている。外枠５はドーナツ型の上部と外周部とから成り、円盤１を上からかぶせるような形状になっている。外枠底部６もまたドーナツ型で外枠５の下側に固定されている。紙押さえ７もまたドーナツ型で外枠底部６の下側に固定されている。また、外枠５の上部にはその周辺に沿って下向きに凹型の溝８が設けられており、それらの溝８には複数の磁石４が設置されている。円盤１に設置されている磁石４と外枠５に設置されている磁石４とは同じもので、同極同士向かい合わせ、互いに反発するように設置されている。また、紙押さえ７は伸縮する海綿体（スポンジ）又はゴム等の弾性体で作られている。

円盤１の周辺部に設置されている磁石４は外枠５の上部に設置されている磁石より内側の円周上に設置されている。それは、磁石の反発力が上下方向に働くとともに内側方向にも働くことにより円盤１の周側面が外枠５に接触しないようにするためである。

外枠５には磁石４を隙間なく並べて設置しているが、これは磁力を平均化して円盤１がスムーズに回転するようにするためである。リング形状の磁石を用いればどの回転位置においても磁力は同じなのでこのような配慮は不要なのであるが、リング形状の磁石は高価でしかも製作が困難であり、実施例では安価なフェライト磁石を用いているためこのような配慮が必要である。一方、円盤１には磁石を１０個だけ設置してあるが、これは円盤１の重さを軽くするためである。バランス上最低４個は必要であり、できるだけ多い方がバランスが良いが、これは定規の大きさ、磁石（磁力）の大きさ、コストなどにより決定する。

図２は図1におけるＡ−Ａ断面図の部分拡大図である。図２（ａ）は本定規を紙面の上に置いただけの状態を表した図であり、外枠を上から手で押し下げる前の状態である。図２（ｂ）は本定規を紙面の上に置き、外枠を上から手で押し下げた後の状態を表した図である。図２（ａ）において、円盤１は外枠底部６の上に乗った状態になっており、回転軸２の先端と紙面との間には隙間αがあり、回転軸２の先端と紙面とが接触しないようになっているため、本定規を紙面の上に置いて紙面上を移動させたときに、回転軸２の先端が紙面にひっかかることなくスムーズに動くようになっている。

図２（ｂ）において、外枠を上から手で押し下げることにより、紙押さえ７が紙面をしっかりと押さえるとともに、紙押さえ７が海綿体（スポンジ）又は弾性体でできているため縮むことから回転軸２の先端と紙面との間の隙間αがなくなり双方が接触する。さらに押し下げることにより、円盤１は相対的に持ち上げられるため、外枠底部６の上に乗っていた円盤１は外枠底部６から離れ、円盤１と外枠底部６との間に隙間ができ、また、磁石４の反発力により外枠５と円盤１とが接触しないため、円盤１を回転させた時にスムーズに回転する。また、手で押し下げた力が磁石の反発力により円盤１に伝わり、その力が回転軸２に伝わり、回転軸２の先端がピンポイントで紙面を押しつけ、紙面に食い込みβを作る。これら一連の作用により、紙面をしっかりと押さえるとともに、外枠５と円盤１との接触抵抗がゼロとなり、また、円の中心位置を固定するため、円盤１が独楽のようにスムーズに回転し、円を迅速にかつ正確に描くことができるようになる。なお、回転軸２の先端はこれを紙面に押し付けることにより円の中心位置を固定できれば良いのであまり尖らせる必要はなく、このためコンパスの針のように紙面に穴を開けるようなことはあまりない。また、このため児童生徒にとってもあまり危険ではない。なお、外枠底部６と円盤１との隙間及び隙間α、βはいずれも０．５ｍｍから１ｍｍ程度あればよいので、紙押さえ７は最大でも３ｍｍ程度縮むことができればよい。

図３は円盤１の平面図とＡ−Ａ断面図である。円盤１の中心部に回転軸２を備えており、円盤１の周辺部の上面には磁石４を設置する窪み３を備えている。円盤１及び回転軸２は、円を描く際に紙面が見えるように透明なプラスチックで作られている。なお、円盤１には円の半径を１ｍｍ単位で描けるように小穴を設けてあるが、０．５ｍｍ単位で描くこともできるので精密な円を描くことができる。また、円盤１の大きさとして半径５０ｍｍまで描けるようにしてあるが、この大きさも自由に決めることができる。

図４は外枠５、外枠底部６及び紙押さえ７の平面図とＡ−Ａ断面図である。外枠５の下側には外枠底部６が固定されており、さらに、外枠底部６の下側に紙押さえ７が固定されている。紙押さえ７は伸縮する海綿体（スポンジ）又は、ゴム等の弾性体で作られている。図は外枠５全体の大きさに比較して厚み（紙面からの高さ）がかなりあるように描いているが、これはその構造をわかりやすくするためそのように描いたものであり、実際には半径５０ｍｍ（直径１００ｍｍ）の円を描く定規で、外枠の直径が１２０ｍｍから１４０ｍｍ、厚さ８ｍｍから１２ｍｍ程度で製作可能である。この場合、磁石は厚さ２ｍｍから３ｍｍ程度のものを用いる。

図５は図２（ｂ）と同様に、外枠５を上から手で押し下げた状態を表した部分拡大図であるが、外枠５の外周部を変化させ、外枠の厚み（紙面からの高さ）を変えられるようにした実施例の図である。磁力が何らかの原因で弱くなった場合に、回転軸の先端をしっかりと紙面に食い込ませ、回転の中心位置を固定できるようにするためである。図５（ａ）は外枠５を柔軟な材質にし、外枠５の外周部に切り込みを入れて外周部を曲げられるようにした実施例である。図５（ｂ）は外枠５の外周部を蛇腹の形状にしたものである。これら外枠５の全体図は図６及び図７で示す。

図６は図５（ａ）における外枠５の平面図及び正面図である。外枠５の外周部に切り込み（スリット）を入れてあるため、外枠５を上から押し下げ場合に外枠５の外周部が曲げられて紙面からの高さが変えられるようになる。

図７は図５（ｂ）における外枠５の平面図及び正面図である。外枠５の外周部が蛇腹の形状になっているため、外枠５を上から押し下げた場合に、外枠５の外周部が沈み込んで紙面からの高さが変えられるようになる。

本発明の実施例に係る円を描く定規の平面図及びＡ−Ａ断面図 図１におけるＡ−Ａ断面図の部分拡大図 円盤１の平面図及びＡ−Ａ断面図 外枠５、外枠底部６及び紙押さえ７の平面図及びＡ−Ａ断面図 外枠５の他の実施例を表した図２と同様の部分拡大図 外枠５の他の実施例の平面図及び正面図 外枠５のもう一つの他の実施例の平面図及び正面図

符号の説明

１ 円盤
２ 回転軸
３ 円盤に設けた窪み
４ 磁石
５ 外枠
６ 外枠底部
７ 紙押さえ
８ 外枠に設けた凹型の溝
α 紙面と回転軸の先端との隙間
β 回転軸の紙面への食い込み

Claims (3)

1. 外枠と外枠で囲まれ回転可能に保持された回転体とから成り、前記回転体の中心からそれぞれ異なる距離に複数の小穴を設け、前記回転体の中心部に回転軸を設け、前記小穴に筆記具の芯部を差し込み、前記回転体を回転させながら紙面に円を描く定規において、
   前記回転体の周辺部の上側に周辺に沿って複数の窪みを設け、前記窪みにそれぞれ磁石を設置し、前記外枠の上部に周辺に沿って下向きに凹型の溝を設け、前記溝にも複数の磁石を設置し、前記回転体に設置した前記磁石と前記外枠に設置した前記磁石とが同極同士反発するようにし、一方で、前記外枠の底部の下側に海綿体（スポンジ）又は弾性体の紙押さえを設け、前記外枠で囲まれた前記回転体を紙面の上に置いたときに、前記回転体が前記外枠の底部の上に乗った状態となり、前記回転体の中心部に設けた前記回転軸の先端が紙面に接触せず隙間が出来るようにし、
   前記外枠を上から手で押し下げることにより前記紙押さえで紙面を押さえるとともに、前記紙押さえが縮むことから前記回転軸の先端が紙面に接触し、さらに前記外枠を押し下げることにより、前記回転体が相対的に持ち上げられるため前記回転体が前記外枠の底部から離れ、また、前記磁石の同極同士の反発力により、前記外枠と前記回転体とが全く接触しない状態となり、同時に、前記回転軸の先端がピンポイントで紙面を押し付け、描く円の中心位置を固定できるようにしたことを特徴とする円を描く定規。
2. 外枠を柔軟な材質にし、前記外枠の外周部に切り込み（スリット）を複数入れておくことによって、前記外枠を上から手で押し下げた際に、前記外枠の外周部を曲げられるようにした請求項１記載の円を描く定規。
3. 外枠の外周部を蛇腹の形状にし、もしくはゴム等の弾性体にした請求項１記載の円を描く定規。