JPH0423679Y2

JPH0423679Y2 -

Info

Publication number: JPH0423679Y2
Application number: JP1983026337U
Authority: JP
Priority date: 1983-02-24
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1992-06-02
Also published as: JPS59131894U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は自在平行定規において、傾斜図板上で
定規をヘツドの非回転部材に対してフリーの状態
にしたとき、該定規が図板に沿つて、落下方向に
微動せず、安定静止状態を保持するようにする完
全バランスのための定規の平衡装置に関する。

ここで完全バランスとは、定規等の重量による
回転体の回転方向の回転力と、この回転力とは逆
方向に前記回転体に作用する回転力とが定規の回
転範囲の全域にわたつて同一となり、両回転力が
互いに相殺して、直定規をフリーの状態にしたと
き、直定規が傾斜図板上に静止して微動しないこ
とである。

此種の装置としては、実公昭52−28605号公報
に開示されている自在平行定規のスケール支持装
置が公知である。上記装置はカムにコロを介して
ばねの弾力を作用させ、スケール取付板に、落下
回転方向とは反対方向に弾発力を付勢している。
しかしながら、この構成によると、スケール取付
板の完全バランスを達成するためには、カムの形
状に高精度が要求され、カム面の設計及び加工が
容易でなく、製作費用がコスト高となるととも
に、組み立て調整が容易でないという欠陥が存し
た。

本考案は構造が簡単で小型化に敵し、且つ、定
規を完全平衡状態に設定可能な定規の平衡装置を
提供することを目的とするものである。

以下に本考案の構成を添付図面に示す実施例に
基づいて詳細に説明する。

２は図板であり、所望の傾斜角度で固定し得る
ように傾斜自在な製図台の支持枠に支持されてい
る。４は前記図板２の上辺に配設された横レール
であり、これに横カーソル６が移動自在に取付け
られている。前記横カーソル６には縦レール８の
上端が連結している。前記縦レール８の下端は尾
部コロを介して図板２上に走行自在に配置されて
いる。１２は前記縦レール８に移動自在に取付け
られた縦カーソルであり、これに公知のダブルヒ
ンジ機構１４を介してヘツド１６の支持基板１８
が連結している。前記支持基板１８の管部に、複
軸管２０がナツトによつて固定されている。２２
は主軸管であり、これの外周面は前記複軸管２０
の内周面に回転自在に嵌挿され、且つ該主軸管２
２の上部にはナツトによつて取付板２４が固定さ
れている。前記取付板２４には握りハンドル２６
が固定されている。２８はインデツクスレバーで
あり、これの一端部は、前記主軸管２２内に配置
された円錐棒３０の上端にガタを有して結合して
いる。３２は前記支持基板１８に固定された固定
盤、３４は前記複軸管２０の鍔部外周面に回転自
在に嵌合する分度盤であり、該分度盤３４は解除
操作可能な固定機構（図示省略）を介して、前記
固定盤３２に固定されている。３６は前記分度盤
３４に固定されたインデツクスリングであり、こ
れの外周部には所定間隔ごとに、インデツクス凹
部３８が穿設されている。４０は前記主軸管２２
の鍔部に固定された基板であり、これに定規取付
板４２が取付けられている。４４は一端部が軸４
６によつて前記基板４０に回転自在に枢支された
揺動腕であり、これの爪部４４ａは前記インデツ
クス凹部３８の一つに嵌入している。前記円錐棒
３０の下端には伝達部材４８の一端が連結し、該
伝達部材４８の他端に固設された軸体５０が前記
揺動腕４４に透設された長溝に嵌合している。前
記伝達部材４８はばね部材５２によつて第２図
上、左方向に付勢されている。前記インデツクス
レバー２８、円錐棒３０、インデツクスリング３
６、揺動腕４４、伝達部材４８は、基板４０を分
度盤３４に固定及び固定解除する手段を構成して
いる。前記定規取付板４２には直定規５２，５４
が着脱可能に固定されている。５６は前記基板４
０に固定された底部カバー、５８はカバー５６に
取付けられた上部カバーである。上記支持基板１
８、固定盤３２、分度盤３４、インデツクスリン
グ３６、複軸管２０はそれぞれヘツドの非回転部
材を構成している。６０は取付板２４に固定され
た管体であり、該管体６０の下部には歯６０ａが
固設されている。前記歯６０ａの回転中心と前記
主軸管２２の回転中心は一致している。６２は、
前記支持基板１８に回転自在に軸６４支された歯
車であり、該歯車６２は前記歯６０ａと噛み合つ
ている。６６は歯車６２の本体に該本体の半径方
向に長く形成されたガイド溝であり、これに駒部
材６８がガイド溝６６の長手方向に沿つてスライ
ド自在に配置されている。７０は歯車６２本体に
回転自在に支承されたねじ軸であり、該ねじ軸７
０に前記駒部材６８のねじ穴が螺合している。前
記ねじ軸７０の一端にはモール７２が固定されて
いる。第６図及び第７図において７４は一端開口
部側の取付部７４ａが前記支持基板１８に、前記
歯車６２の回転方向に対して平行な平面内で回転
自在に軸８０支された筒体であり、これの内部に
盤部材７６がスライド自在に配置されている。７
８は筒体７４内に圧縮配置されたコイルスプリン
グであり、これの一端は前記盤部材７６に弾接し
ている。８２はロツドであり、これの後端は盤部
材７６に固定され、ロツド８２の連結部８２ａは
前記駒部材６８の突部に回転自在に連結してい
る。前記ロツド８２の連結部８２ａを筒体７４の
取付部７４ａに位置させたときに、丁度スプリン
グ７８の弾発力がゼロとなるようにスプリング７
８のたわみ量が設定され、且つ、前記スプリング
７８は、前記基板４０、定規取付板４２、及び直
定規５２，５４の重量に対応したバネ定数を有す
るものが採用されている。前記筒体７４、スプリ
ング７８及びロツド８２は付勢手段を構成してい
る。

次に本実施例の作用について説明する。

まず、図板２を床面に対して起立方向に所望の
傾斜角度に設定する。ヘツド１６のハンドル２６
を手で握つて、ハンドル２６を図板２面に対して
平行な任意の方向に加圧すると、ヘツド１６を図
板２上の所望の個所に平行移動させることができ
る。ヘツド１６を図板２上の任意の位置に静止さ
せた状態で、インデツクスレバー２８を手動によ
り左方向に移動すると、円錐棒３０は膨大部３０
ａを支点として、第２図上、反時計回転方向に揺
動し、伝達部材４８は右方向に移動する。これに
より、揺動腕４４は軸４６を中心として第３図
上、時針回転方向に揺動し、その爪部４４ａがイ
ンデツクスリングの凹入部３８から離反し、定規
取付板４２が、複軸管２０を中心として自由に回
転自在な状態となる。即ち、定規取付板４２の、
非回転部材に対する固定が解除される。該状態に
おいて、基板４０、定規取付板４２、及び直定規
５２，５４等の自重によつて、歯車６２即ち定規
取付板４２と連動する回転体６２に軸６４を中心
といる回転トルクT′が発生する。この回転トル
クT′と、スプリング７８の弾力によつて、上記
回転体に作用する回転トルクＴの大きさは同一
で、両者は方向が逆である。従つて直定規５２，
５４は、フリー回転状態となつても、図板２上に
静止し、自重によつて急回転することがない。

上記の作用を、第１０図の説明図を参照して更
に詳しく説明する。

定規取付板と連動して回転する回転体６２が点
Ｐ即ち第３図に示す軸６４の中心点を中心に回転
し、回転体６２のロツド連結点Ｃがロツド８２を
介してスプリング７８によつて引張られている状
態において、上記Ｃ点と筒体７４の、第３図に示
す軸８０の中心点である回転中心Ｅとが最短距離
にある状態をゼロ度として、回転体６２を角度θ
回転させたとき、スプリング７８によつて回転体
６２に生じる回転トルクＴを考えてみる。まず、
回転体６２が角度θ回転したときのスプリング７
８の強さＦは、ｋをスプリング７８のばね定数、
ｘをスプリング７８の伸長量とすると、回転体６
２の角度θがゼロ度のとき、スプリング７８の弾
力がゼロとなるように設定した場合、Ｆ＝kx＝ｋ（ｌ−ａ）である。

ここで、ａは前記回転中心Ｐと前記回転中心Ｅ
を通る軸線Ｌと、前記偏心点Ｃ即ちロツド連結点
Ｃの回動軌跡とが交わる点をC′としたとき、Ｅ，
C′間距離を示す。また、ｌは、回転体６２がゼロ
度からθ角度回転したときの前記連結点Ｃと前記
回転中心Ｅとの間の距離である。今、ｒを前記
Ｐ，C′間距離とし、αを軸線Ｌと線分ECとが成
す角度とすると、上記ｌは次の式によつて求めることができる。

ｌ＝｛（r.sinθ）²＋（ｒ＋ａ−rcosθ²）｝^1/2 ＝［r²sin²θ＋｛ｒ（１−cosθ）＋ａ｝²］^1/2 ＝｛r²sin²θ＋（１−2cosθ＋cos²θ）＋2ra（１−c
osθ）＋a²｝^1/2 ＝｛（r²sin²θ＋r²−2r²cosθ＋r²cos²θ＋2ra−2ra
cosθ＋a²｝^1/2 ＝｛r²（sin²θ＋cos²θ）＋r²−2r²cosθ＋2ra（１
−cosθ）＋a²｝^1/2 ＝｛2r²−2r²cosθ＋2ra（１−cosθ）＋a²｝^1/2 ＝｛2r²（１−cosθ）＋2ra（１−cosθ）＋a²｝^1/2 ＝｛（１−cosθ）（2r²＋2ra）＋a²｝^1/2 また、スプリング７８の張力によつて、回転体
を回転させるために必要とされる回転半径ＲはＲ＝（ａ＋ｒ）sinαとして求めることができる。
これを変形すると、Ｒ＝（ａ＋ｒ）rsinθ／ｌスプリング７８の伸びによる回転体６２を回転
させるトルクＴは、Ｔ＝Ｆ×Ｒなのでこの式に上記ＦとＲの値を入
れると、Ｔ＝ｋ（ｌ−ａ）（ａ＋ｒ）ｒ・sinθ／ｌとなる。

ａ＝０のときは、Ｔ＝kr²sinθとなる。krは一定であり、この式
からＴはsinθの関数であることが判る。ここで、
第１１図に示す如く、ｗを基板４０上の重心Ｇ
に、基板４０を回転させる方向にかかる、直定規
の重量等によりる荷重、r′を重心Ｇと基板４０の
回転中心との距離とすると、水平直定規５２（第
１図参照）を縦レール８と略平行になるまで基板
４０を回転して、荷重ｗが基板４０に回転トルク
として作用しない基板４０の状態をゼロとしたと
き、基板４０をθ度回転したときの、荷重ｗによ
つて生じる回転トルクT′は T′＝wr′sinθで求められる。

wr′の値は一定であり、これからトルクT′は
sinθであることが判る。

このことは、第１０図において、ａ＝０の場合
回転体６２の正逆方向の回転トルクＴ，T′を完
全バランスさせることができることを示してい
る。また、第１２図に示す如く、上記ｒを、短く
したときのトルク変化は、上記ｌ＝｛（１−cosθ）（2r²＋2r・ａ）＋a²｝^1/2 を変化させると、ｌ＝｛（１−cosθ）（2r²s＋2rsb）＋b²｝^1/2 となる。

尚rsは回転体６２の回転中心とロツド連結点Ｃ
との距離、ｂは回転体６２がゼロ度のときの点Ｅ
とロツド連結点C′との距離である。尚、ロツド連
結点ＣをＤ点に移動すると、ロツド８２の張力が
ゼロとなる。この点ＤとＥとの距離をa′、点Ｄと
上記ロツド連結点C′との距離をｄとすると、上記
ｂは、ｂ＝（a′＋ｄ）で表わされる。

実際のスプリング７８の伸びlrは、 lr＝（ｌ−ｂ）＋ｄスプリング７８の強さＦはＦ＝Ｋ（ｌ−ｂ＋ｄ）となる。

また、回転トルク発生要素としての、回転体６
２上に想定される回転半径Ｒは、Ｒ＝（a′＋ｒ）sinα ＝（a′＋ｒ）rs・sinθ／ｌよつて、スプリング７８によつて回転体６２に生
じる回転トルクＴは、Ｔ＝Ｆ×Ｒ＝ｋ（ｌ−ｂ＋ｄ）（a′＋ｒ）rs・sinθ／ｌとなる。

ｌの値は、回転体６２の回転角度によつて変化
するので、スプリング７８によつて回転体６２に
生じる回転トルクＴの変化特性は、sinθのカーブ
を形成しない。しかるに、直定規等の重量によつ
て回転体６２に生じる回転トルクT′の直定規の
回転に伴う変化特性はsinθのカーブを形成するた
め、回転体６２に生じる正逆方向の回転トルクを
バランスさせることができない。しかしながら、
第１２図において、回転体６２上のロツド連結点
を、点Ｅに持ち来たしたとき、スプリング７８の
弾力がゼロとなるように設定すれば、スプリング
７８のばね力ＦはＦ＝klで求めることができる。ここで、Ｈを点
Ｅと回転体の回転中心Ｐとの距離、rsをロツド連
結点ＣとＰとの距離とすると、スプリング７８の
伸びｌは、ｌ＝√²＋²−2・・となる。

スプリング７８による回転トルク発生要素とし
ての、回転体６２上に想定される回転半径ＲはＲ＝Ｈ・sinα そしてｘ＝ｌ・sinα＝ｒ・sinθ であるから、Ｒ＝Ｈ・rs・sinθ／ｌこれからスプリング７８のばね力によつて回転
体６２に生じる回転トルクＴは、Ｔ＝kl×Ｒ＝kl×Ｈ・rs・sinθ／ｌ＝kHrsinθ これにより、スプリング７８による回転トルク
Ｔは、sinθ×定数となりSINカーブとなる。上記
式から、ロツドの先端Ｃを点Ｅに移動した時、ス
プリング７８の弾力がゼロとなるように設定すれ
ば、ロツド連結点Ｃを回転体６２上の任意の位置
に設定してもスプリング７８によつて回転体６２
に生じる回転トルクＴの変化特性をSINカーブと
することができることが判る。尚、連結点Ｃを回
転体６２の回転中心に設定してｂ＝０とすると、
Ｔ＝０となる。

次に、上記回転半径Ｒを調整する動作について
説明する。

モール７２を回転するとねじ軸７０が回転す
る。これにより駒部材６８がガイド溝６６に沿つ
て移動し、ロツド８２の先端は、駒部材６８と連
動して回転体６２上を、その半径方向に移動す
る。上記ロツド８２移動によつて回転体６２の回
転体中心に対する、ロツド連結点Ｃの距離が変化
する。直定規の自重等によつて基板４０にかかる
荷重Ｗの値は、図板の傾斜角度を変化させると、
この変化にともなつて変化する。従つて、図板２
の傾斜角度を変化させたときは、モール７２を回
転調整することによつて、前記荷重Ｗによつて回
転体６２に生じる回転トルクT′に対してスプリ
ング７８の引張荷重Ｆによつて回転体６２に生じ
る回転トルクＴの大きさを一致させることができ
る。

次に本考案の他の実施例を第８図及び第９図を
参照して説明する。

１００はブラケツトであり、これの垂直部１０
０ａの下端はねじ１０２によつて支持基板１０４
に固定されている。ブラケツト１００の水平部に
は筒体７４の一端が回転自在に軸８０支されてい
る。ハンドル１１２の側壁には、筒体７４用の切
欠部が形成されている。１１６はハンドル１１２
（回転体）の側壁に透設された横穴１１４に回転
自在に嵌挿するねじ杆であり、これの一端にモー
ル１１８が固定されている。前記モール１１８の
一方の面は、ハンドル１１２に形成された座ぐり
１２０に回転自在に透設している。１２２は枠体
であり、これの一対の側壁に透設された孔に前記
ねじ杆１１６が回転自在に嵌挿し、枠体１２２の
底壁に突設された円板条の突部１２４は前記ブラ
ケツト１００の水平部に透設された孔１２６に回
転自在に嵌合している。前記孔１２６はその中心
が前記ハンドル１１２の回転中心と一致してい
る。前記枠体１２２の上端はハンドル１１２のキ
ヤブ１１２ａの下面に当接している。１２８は前
記ねじ杆１１６に螺合する駒部材であり、これの
下端に軸体１３０が固定され、該軸体１３０にロ
ツド８２の先端の孔が回転自在に嵌合している。
前記ねじ杆１１６はストツパーリングによつて前
記枠体１２２に対して、ねじ杆１１６の軸方向に
移動しないように構成されている。前記軸体１３
０の下端は枠体１３４の水平部の上面にスライド
自在に当接し、駒部材１２８の一側面と上面はそ
れぞれ、枠体１２２の垂直部の側面とハンドル１
１２のキヤツプ１２２ａの下面にスライド自在に
当接している。尚、ヘツドの内部構造は第２図に
示すヘツドの内部構造と同一なので、その説明を
省略する。

上記した構成において、ロツド８２の先端の孔
の中心点を筒体７４の回転中心Ｅに移動した場合
に、スプリング７８の弾力がゼロとなるように、
設定されている。また、傾斜図板上でヘツドのハ
ンドル１１２を第９図上、反時針回転方向に水平
直定規５２が縦レール８（第１図参照）に対して
略平行となるまで回転し、直定規５２，５４の自
重等によつてハンドル１１２に発生する回転トル
クT′がゼロの状態のとき、ロツド８２の先端は
筒体７４の回転中心Ｅに最も接近し、スプリング
７８によるハンドル１１２の回転トルク発生要素
としての回転半径Ｒがゼロとなるように設定され
ている。直定規及び定規取付板等の重量によつて
基板４０に第１１図上、時計回転方向に発生する
回転トルクT′は主軸管２２を介してハンドル１
１２（回転体）に伝達される。一方、スプリング
７８の引強力は、ロツド８２及び駒部材１２８を
介して、ハンドル１１２に伝達され、スプリング
７８の引張力によつてハンドル１１２に第９図
上、反時針回転方向に回転トルクＴが生じる。図
板を所定の傾斜角度に固定した状態において、前
記回転トルクＴ，T′の大きさは同一に設定され、
直定規はフリーの状態としたとき、傾斜図板上に
静止し、完全にバランスする。図板の傾斜角度を
変化すると、上記回転トルクT′の大きさが変化
する。この場合には、モール１１８を回転して、
駒部材１２８をねじ杆１１６に沿つてハンドル１
１２の半径方向に移動し、上記回転トルクT′の
大きさを上記回転トルクＴの大きさに合致させ
る。

尚、本考案の作用を第１０図を参照して要約す
ると次の通りである。

第１０図において、ロツド８２の先端連結部８
２ａを回転体６２から外し、スプリング７８を無
負荷状態としたとき、ロツド８２の先端連結部８
２ａが回転中心Ｅ（筒体７４の取付部７４ａ）と
一致するようにすると、ロツド８２の先端連結部
８２ａを回転体６２に取り付けた状態において、
Ｅ，Ｃ間距離ｌはスプリング７８のたわみ量とな
る。

回転体６２の作用するスプリング７８のばね力
ＦはＦ＝klとおくことができる。ここでｋはばね
定数である。また、回転体６２に上記ばね力によ
つてかかるトルク半径をＲとすると、トルク半径
Ｒは、Ｒ＝（ａ＋ｒ）sinαとおくことができ、この式
は、三角形PCEの正弦定理ｒ／sinα＝ｌ／sinθ から、Ｒ＝（ａ＋ｒ）・ｒ・sinθ／ｌを導くことができ
る。回転体６２に対する上記ばね力Ｆによるトル
クをＴとすると、Ｔ＝Ｆ・Ｒ＝kl・（ａ＋ｒ）・ｒ・sinθ／ｌ＝ｋ（ａ＋ｒ）・ｒ・sinθ ここで上記ｋ，ａ，ｒは定数であることから、
トルクＴはsinθの関数となる。

即ち、定規取付板４２を非回転部材１８に対し
てフリー回転状態としたとき定規５２，５４等の
重量によつて回転体６２に発生する回転トルクは
回転体６２の回転に従つてsinθのカーブ変化する
が、この回転トルクと相殺する回転体６２のバラ
ンス力もsinθで変化し、回転体６２は任意の回転
角で完全バランスする。

本考案は上述の如く、カムを用いることなく、
付勢体の筒体を基板側に回転自在に支持し、付勢
体のロツドを回転体に連結することにより、直定
規の完全バランスを達成することができ、製作費
のコストを下げることができるとともに、簡単に
製作することができる効果が存する。

【図面の簡単な説明】

第１図は平面図、第２図は縦断面図、第３図は
横断面図、第４図はＡ−Ａ線断面図、第５図はＢ
−Ｂ線断面図、第６図は説明図、第７図は断面
図、第８図は他の実施例を示す縦断面図、第９図
は横断面図、第１０図は説明図、第１１図は説明
図、第１２は説明図である。２……図板、４……横レール、６……横カーソ
ル、８……縦レール、１０……尾部コロ、１２…
…縦カーソル、１４……ヒンジ機構、１６……ヘ
ツド、１８……支持基板、２０……複軸管、２２
……主軸管、２４……取付板、２６……握りハン
ドル、２８……インデツクスレバー、３０……円
錐棒、２……固定盤、３４……分度盤、３６……
インデツクスリング、４０……基板、４２……定
規取付板、５２，５４……定規、７４……筒体、
７８……スプリング、８２……ロツド。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

図板２上を、所定向きを保持した状態で任意の
位置に移動可能なヘツド１６と、該ヘツド１６の
非回転部材１８に回転可能に取付けられた定規取
付板４２と、該定規取付板４２に取付けられた定
規５２，５４とを備えた自在平行定規において、
筒体７４と該筒体７４に内置されたスプリング７
８と前記筒体７４にスライド自在に支承され前記
スプリング７８により所定方向に付勢されたロツ
ド８２とを備え前記ロツド８２の連結部８２ａを
前記筒体７４の取付部７４ａに位置させたとき丁
度筒体７４内のスプリング７８のたわみ量がゼロ
となるように前記スプリング７８の有効長が設定
された付勢手段を設け、該付勢手段の前記筒体７
４の取付部７４ａを前記非回転部材１８に回転自
在に支持し、前記定規取付板１８の前記非回転部
材１８に対する回転と一緒に回転するように前記
定規取付板１８に連結された回転体６２に、該回
転体６２の前記定規５２，５４等の重量による回
転方向とは逆方向に前記スプリング７８の付勢力
が作用するように、前記ロツド８２の連結部８２
ａを回転自在に連結したことを特徴とする定規の
平衡装置。