JPH034039B2 - - Google Patents

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した状態で移
動制御して作図を行うようにした自動製図機にお
いて、前記記録ペン内の芯が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、画線ヘツ
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、芯が作図に適しなく
なるまで減少した場合には、押し軸と連動する突
起が画線ヘツドの基板に配設したリミツトスイツ
チに衝突し、該リミツトスイツチの投入信号によ
つ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
機の画線ヘツドに、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、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、線が描けなくな
り、該状態で画線ヘツ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
芯が減つて所定の寸法まで短くなつたときこれを
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ヤツク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
前記芯チヤツク４８，５０からの所定間隔離れた
下方で芯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
からのペンアツ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を前記芯チヤツク
４８，５０に対して該芯４６のペンアツプ信号ま
での摩耗量分だけ下降方向に繰り出す芯保持管５
６とを備え前記芯４６の下降方向への繰り出しに
よつて前記芯チヤツク４８，５０から芯４６が離
脱すると、該芯チヤツク４８，５０の下端面によ
つて前記芯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
画線ヘツド８に内蔵したソレノイド２４の駆動力
によつて前記芯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ツド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の上端と前記芯チヤツク４８，５０の下端と
の対向間隔を、予じめ設定したペンダウン信号状
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ツド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の上端が前記芯チヤツク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。

〔作用〕

上記した構成において、新しい長い芯４６は予
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の付勢力によつて下降す
ると、芯４６の下端は作画面に衝突し、これによ
り、ホルダー筒４０の下降が停止し、芯４６の下
端は、ソレノイド２４の励磁力によつて決定され
る圧力で作画面に圧接する。次に、画線ヘツド８
がコントローラによつて駆動され、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、作画面の所定の作図が行わ
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の励磁力によつて下降
方向に移動し、芯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
からの圧力によつてホルダー筒４０に対して上昇
し、該芯保持管５６の上端が芯チヤツク４８，５
０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
によつてホルダー筒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４
６の減少分に応じて、ホルダー筒４０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、芯チヤツク４８，５０に対して下降
し、芯４６は芯チヤツク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４
６は徐々に短くなり、ついには、芯４６は芯チヤ
ツク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の上端は芯チヤツク４８，５０の下端により
係止され、この係止作用によつて作画面に所定の
芯圧が加わる。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、
芯チヤツク４８，５０の下面で受けることにな
る。上記のように芯４６が芯チヤツク４８，５０
から離脱した状態で、一定時間毎にホルダー筒４
０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が芯チヤツク４
８，５０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４６が突出しなくなり、芯保持管５
６の上端が芯チヤツク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、芯チヤツク４８，５０
から圧力を受けることができなくなる。従つて芯
４６が作画面に圧接しなくなつてしまう。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つて
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プロツタの機体で
あり、テーブル４上にＹレール６がＸ座標軸方向
に沿つて移動自在に配設され、該Ｙレール６には
画線ヘツド８が移動自在に取付けられている。前
記画線ヘツド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１２と接近する方向に付勢されたペン保持ア
ーム１４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１８が脱着可能に保持されて
いる。前記昇降体１０はヘツド８の基板に固定さ
れたガイド軸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によつて上方向に付
勢されている。２４はヘツド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１０ａに対向している。前記ソ
レノイド２４はパーソナルコンピユータのCPU
３０（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
ツトスイツチにより構成されている。前記Ｙレー
ル６と画線ヘツド８はコントローラによつて制御
されるXYモータ３４，３６に連係し、これらの
駆動によつてテーブル４上の所定の位置に送られ
る。３８は、ペンストツカーであり、複数の記録
ペン１８が保持されている。前記画線ヘツド８を
前記ペンストツカー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、画線ヘツド８を保持
部３８ａから離反させると、ペンストツカー３８
に内蔵された公知のペン交換機構（図示省略）に
よつて、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ツド８を、記録ペン
を保持しているペンストツカー３８の保持部３８
ｂに移動させ、ペンホルダー１６を該保持部３８
ｂ内に位置させ、しかる後に、画線ヘツド８を保
持部３８ｂから離反させると、上記ペン交換機構
によつて、保持部３８ｂに保持されている記録ペ
ンが画線ヘツド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はリミツトスイツチから成る芯有無検出
器であり、前記ヘツド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は頭部ブロツクで
あり、これの外周部に環状の鍔部４４ａが形成さ
れ、該ブロツク４４の下部は前記案内筒４２の上
部に固定されている。前記ブロツク４４の中心部
には、鉛芯から成る筆記用消耗芯４６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は一対の芯チヤツクであり、これらの下部に
は下方に向けて芯チヤツク４８，５０の横幅が増
大するように曲面４８ａ，５０ａが形成されてい
る。前記テーパー面４２ａと前記曲面４８ａ，５
０ａとの間には複数個の鋼球５２が配置されてい
る。前記一対の芯チヤツク４８，５０は、コイル
スプリングの弾発力によつ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ヤツク４
８，５０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。前記ブロツク４４の軸穴、芯チヤツク
４８，５０、ゴム体５７の軸穴及び保持管５６内
には１本の芯４６が嵌挿配置されている。第６図
において、６０はコントローラのマニユアル操作
盤、６２はモータドライバ、６４はカウント回路
であり、所定のプリセツト値が設定され、該プリ
セツト値に達するまでパルス数をカウントする
と、ペンアツプ号を出力するように設定されてい
る。このプリセツ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。６６，６８，７０
はオア回路である。上記頭部ブロツク４４とその
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１８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をセツト
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CPU３０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のロツドが下
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上の画紙面にソレノ
イド２４の励磁力により、所定の圧力で弾接す
る。芯４６が画紙に圧接すると、芯４６は、画紙
からの圧力によつて芯チヤツク４８，５０に対し
て相対的に上昇しようとする。芯チヤツク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によつてチヤツク４８，４８ａ
は互いに接近する方向に加圧される。この加圧力
によつて芯４６は、チヤツク片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上の画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が画紙に
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にパルスが供給されて、XY
モータ３４，３６が駆動されると、画線ヘツド８
がテーブル４面に対して平行な平面内で所定の方
向に移動し、画紙上に所定の作図が行われる。作
図中、芯４６は芯チヤツク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
減に伴つて、昇降体１０及びペンホルダー１６は
ソレノイド２４の励磁力によつて下降し、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にプリセツトされている。芯４６が所定量摩
耗したところで、カウント回路６４は、ペンアツ
プ信号を出力する。このとき、突片１０ａは検出
部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。上記ペンアツプ信号によつてドライバー
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
弾発力によつ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の弾発力によつて該保持管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、チヤツク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、チヤツク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と連動してチヤツク４
８，５０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がペンアツプ
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のリセツト端子に入力さ
れ、カウント回路６４がリセツトされる。このよ
うにして、ペンアツプ動作ごとに芯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、チヤツク４８
と５０との間から外れ、チヤツク４８，５０は、
これらの下部がテーパー面４２ａと曲面４８ａ，
５０ａ、鋼球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
ヤツク４８，５０の下端面によつて芯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に下端がテーブル４上の画紙に圧接す
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４
６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の下端が画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、画線ヘツド８の
作画方向の駆動を続行すると、芯４６先端の摩耗
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、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つて、画線ヘツド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、画線ヘツド８の
記録ペン１８は、ペンストツカー３８と所望の記
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がチヤツク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、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１０
ａ側に設け、記録ペン１８が下降したとき、画線
ヘツド８の基板面によつ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。従つて、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つて作
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つて作画面に弾接さ
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、記録ペン内の芯が
所定量摩耗したとき、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図は断
面図、第２図は断面図、第３図は断面図、第４図
は全体平面図、第５図は断面図、第６図は本装置
の電子回路ブロツク図である。 ２……機体、４……テーブル、６……Ｙレー
ル、８……画線ヘツド、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……ペンストツカー、３９……芯有無
検出器、４０……ホルダー筒、４４……頭部ブロ
ツク、４２……案内筒、４６……芯、４８，５０
……芯チヤツク、５６……芯保持管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 消耗性筆記芯４６のホルダー筒４０に対する
   一方向の移動を阻止し前記芯４のホルダー筒４０
   に対する他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ヤツ
   ク４８，５０と、前記ホルダー筒４０が作画面に
   対して接近したとき一端が前記作画面に当接する
   とともに前記芯チヤツク４８，５０から所定間隔
   作画面方向に離れた位置で前記芯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ツプ信号で
   作画面に対して所定位置まで離反されると、前記
   芯４６を前記芯チヤツク４８，５０に対して該芯
   ４６のペンアツプ信号までの摩擦量分だけ作画面
   方向に繰り出す芯保持管５６とを備え前記芯４６
   の作画面方向への繰り出しによつて前記芯チヤツ
   ク４８，５０から芯４６が離脱すると、該芯チヤ
   ツク４８，５０の端面によつて前記芯４６の前記
   ホルダー筒４０に対する一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の前記ホルダー筒４０を、コントローラ
   のペンダウン信号による、画線ヘツド８に内蔵し
   たソレノイド２４の駆動力によつて前記芯４６の
   一端が作画面に圧接するまで移動し、該移動状態
   で前記画線ヘツド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
   作画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に対する最作
   画面接近位置における該芯保持管５６の一端と前
   記芯チヤツク４８，５０の一端との対向間隔を、
   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の作画面に対する接離方向の移動と連動
   する部材とこれに対向する前記画線ヘツド８の基
   板との少な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の他端又は保
   持管５６の一端が前記芯チヤツク４８，５０の一
   端に係止されるまで前記記録ペン１８が作画面方
   向に移動されると動作する芯有無検出器３９を設
   けたことを特徴とする芯なし検出装置。