JPH0423680Y2 - - Google Patents

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JPH0423680Y2
JPH0423680Y2 JP1983026338U JP2633883U JPH0423680Y2 JP H0423680 Y2 JPH0423680 Y2 JP H0423680Y2 JP 1983026338 U JP1983026338 U JP 1983026338U JP 2633883 U JP2633883 U JP 2633883U JP H0423680 Y2 JPH0423680 Y2 JP H0423680Y2
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mounting plate
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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適し、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3
4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46
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3
0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36、
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40
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3図において78は一端78bが前記支
持基板18に、前記歯車62の回転平面に対して
平行な平面内で回転自在に軸80支された曲げス
プリングであり、これの他端78aは前記駒部材
68の突部に回転自在に連結している。前記曲げ
スプリング78の他端78aを曲げスプリング7
8の一端78bに位置させたときに、丁度曲げス
プリング78の弾発力がゼロとなるようにスプリ
ング78の初期ゼロ位置が設定され、且つ、前記
スプリング78は、前記基板40、定規取付板4
2、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。
前記歯車62にはスプリング78のための切欠
部が形成され、歯車62の所定の回転範囲内にお
いてスプリング78がその他端部の移動に伴つて
前記切欠部内を移動し得るように構成されてい
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5
2,54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8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即ちロッド連結点
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}21/2 ={r2sin2θ+r2(1−2cosθ+cos2θ)+2ra(1
−cosθ)+a21/2 ={(r2sin2θ+r2−2r2cosθ+r2cos2θ+2ra−2ra
cosθ+a21/2 ={r2(sin2θ+cos2θ)+r2−2r2cosθ+2ra(1
−cosθ)+a21/2 ={2r2−2r2cosθ+2ra(1−cosθ)+a21/2 ={2r2(1−cosθ)+2ra(1−cosθ)+a21/2 ={(1−cosθ)(2r2+2ra)+a21/2 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9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の状態をゼロ度としたと
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8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10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) +a21/2 を変化させると、 l={(1−cosθ)(2r2s+2rs・b) +b21/2 となる。
尚rsは回転体62の回転中心とスプリング連結
点Cとの距離、bは回転体62がゼロ度のときの
点Eとスプリング連結点C′との距離である。尚、
スプリング連結点CをD点に移動すると、スプリ
ング78のたわみ量(弾発力)がゼロとなる。こ
の点DとEとの距離をa′、点Dと上記連結点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8図において、回転体62上のスプリング連結
点Cを、点Eに持ち来たしたとき、スプリング7
8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、rを連結点C
とPとの距離とすると、スプリング78の伸びl
は、 l=√22−2・・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・r・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・r・sinθ/l =kH・r・sinθ 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、スプリング連結点C即ちスプリング78
の他端78aを一端78b(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、スプリング連結点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、スプリング78の他端78a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。上記スプリング78の他端78aの
移動によつて回転体62の回転体中心に対する、
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6図及び第7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
はスプリング140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、スプリ
ング140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盤状の突部
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のキヤツプ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にスプリング140の他端の孔が回
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130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1
28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112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、スプリング140の他
端140aの孔の中心点をスプリング140bの
回転中心Eに移動した場合に、スプリング140
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7
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、スプリング140の他端140aはスプ
リング140の一端140bに最も接近し、スプ
リング140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9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112(回転体)に伝達される。一方、スプ
リング140の引張力は、駒部材128を介し
て、ハンドル112に伝達され、スプリング14
0の引張力によつてハンドル112に第7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11
2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8図を参照して要約する
と次の通りである。
第8図において、スプリング78が無負荷状態
のとき、その両端が重なるとすると、E,C間距
離lは曲げスプリング78のたわみ量となる。回
転体62に作用する曲げスプリング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、
両端部が重なつた状態のとき初期弾力がゼロに設
定された曲げスプリング78の一端を基板側即ち
非回転部材に回転自在に支持し、曲げスプリング
の他端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図は他の実施例を示す縦断面
図、第7図は横断面図、第8図は説明図、第9図
は説明図、第10図は説明図である。 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、78……曲げス
プリング。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 図板2上を、所定の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
    直定規52,54とを備えた自在平行定規におい
    て、両端部が略重なつた状態のとき初期弾力がゼ
    ロに設定された曲げスプリング78,140の一
    端を、前記ヘツド16の非回転部材18に回転自
    在に取付け、前記定規取付板42の前記非回転部
    材18に対する回転と連動して一緒に回転すべく
    前記非回転部材18に回転自在に支承された回転
    体62に、該回転体62の前記定規52,54の
    重量による回転方向とは逆方向に前記曲げスプリ
    ング78,140の弾力が作用するように、前記
    曲げスプリング78,140の他端を回転自在に
    連結したことを特徴とする定規の平衡装置。
JP2633883U 1983-02-24 1983-02-24 自在平行定規における定規の平衡装置 Granted JPS59131895U (ja)

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JPS59131895U JPS59131895U (ja) 1984-09-04
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5228605U (ja) * 1975-08-20 1977-02-28

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5228605U (ja) * 1975-08-20 1977-02-28

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JPS59131895U (ja) 1984-09-04

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