JPH0369320B2 - - 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
検出装置を提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から所定間隔離れた下
方で前記芯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
５６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
離説すると、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、前記芯チヤツク４８，５０と前記芯保持
管５６との間に電圧を印加し、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保持管５６の上端が前記
芯チヤツク４８，５０の下端に接触したとき両者
間に流れる電流を芯なし信号としたものである。

〔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、作画面に所定の作図が行わ
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の下面に接触し
て、芯チヤツク４８，５０と芯保持管５６との間
に電流が流れ、この電流によりリレーが働いて該
リレーは芯なし信号を出力する。

〔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の基板に固設さ
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３
８ｂに移動させ、ペンホルダー１６を該保持部３
８ｂ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。

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は絶縁体４０ａと導電体４０ｂとから成る
ホルダー筒であり、これらの内周面に導電体から
成る案内筒４２が固定されている。４４は導電体
から成る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は一対の導電体から
成る芯チヤツクであり、これらの下部には下方に
向けて該芯チヤツク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，５０ａ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
底の導電性筒体であり、これの内周面には絶縁膜
が固着され、該絶縁性内周面にスライド自在に導
電体から成る芯保持管５６の鍔部から上方の外周
面及び該鍔部の上面及び内周面の全域に絶縁膜が
固着されている。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４８，５０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の上端凹部に固着さ
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。前記ブロツク４４にはマイナスの直流
電圧が印加され前記ホルダー筒の導電体４０ｂに
はプラスの直流電圧が印加され、これにより、芯
チヤツク４８，５０にはマイナス電圧、芯保持管
５６にはプラスの電圧が印加されている。５９は
筒体５４に固着された摺電ブラシであり、前記芯
保持管５６の導電性外周面に接触している。第５
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。６６，６８，７
０はオア回路である。３９はリレーであり、前記
芯チヤツク４８，５０と芯保持管５６との間に電
圧を印加する供電回路に直列に接続されている。
上記頭部ブロツク４４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４
６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１
０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２
４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。上記ペンアツプ信号によつてドライバー３
２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４８，
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，５０
ａ、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
止されることになる。更に芯４６が摩耗すると、
芯４６の下端がテーブル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、こ
の増大分に応じて芯保持管５６の上端は芯チヤツ
ク４８，５０の下端に接近する。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４６の上端が芯保持管５６の上端と同一平
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、
芯保持管５６の上端と芯チヤツク４８，５０の下
端とが接触し、両者間を電流が流れる。これによ
りリレー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
減により、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の所望の記録ペ
ンと自動的に交換される。尚、上記リレー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、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、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
方向に接近するとともに、芯保持管が芯チヤツク
方向に接近し、芯が芯保持管と同長となるまで摩
減すると、ペンダウン時、芯保持管が芯チヤツク
に接触し、両者間に印加された電圧によつて電流
が流れ、この電流を芯なし信号とするように構成
したので、記録ペン内の芯が所定量摩減したと
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……リレ
ー、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
   上昇方向の移動を阻止し前記芯４のホルダー筒４
   ０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
   ら所定間隔離れた下方で前記芯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４
   ６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５６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４
   ８，５０から芯４６が離説すると、該芯チヤツク
   ４８，５０の下端面によつて前記芯４６の前記ホ
   ルダー筒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の前記ホルダー筒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
   定したペンダウン状態継続時間における前記芯４
   ６の摩減長よりも長く設定し、前記芯チヤツク４
   ８，５０と前記芯保持管５６との間に電圧を印加
   し、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保
   持管５６の上端が前記芯チヤツク４８，５０の下
   端に接触したとき、両者間に流れる電流を芯なし
   信号としたことを特徴とする芯なし検出装置。