JPH0825354B2 - 製図機械等のためのマーカー駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、プロッタとして知られている製図機械、
特にフラットプロッタ型の製図機械において使用される
作業道具（製図道具および罫線道具）の駆動装置に関す
る。上記作業道具には２つのタイプがある。その１つ
は、シート状の材料と接触するが貫通しないで、材料に
接触しているときに液を出してその材料にマークをつけ
るタイプ、もう１つは、シート状材料を貫通して、貫通
の結果としてその材料にマークを残すタイプである。ど
ちらのタイプの道具も、制御装置から伝送装置を通って
送られてくる信号に応えて、材料の上を、その材料の表
面に平行に、あるいは直角に移動するものである。

＜従来の技術＞ 製図用プロッタに使用される駆動装置として、道具の
中心軸から外れたところから、つまり介在する関節機構
を介して道具を駆動する間接型駆動装置が多く知られて
いる。

＜発明が解決しようとする課題＞ 上記関接機構は動きに必要な遊びのために振動し易
く、また、騒音が発生し、時には道具のコントロールが
狂うこともあり、その結果、必要でない箇所にもマーク
をつける可能性がある。スペイン特許第550,267号に間
接型の駆動装置が開示されている。また、ヨーロッパ特
許0036842号、米国特許4,426,783号、米国特許4,324,04
7号、米国特許3,550,276号にも製図道具用駆動装置が開
示されている。

そこで、この発明の主な目的は、作業道具が最低限の
駆動機構しか必要としないようにできる直接型の駆動装
置を提供することであって、これにより上記間接型駆動
装置の問題点を回避して、遊びを無くし、振動を取り除
き、したがって装置をよりコンパクトにでき、調整作業
をかなり減らすことができる、製図道具等のための作業
道具駆動装置を提供することである。

また、この発明の第２の目的は、作業道具が製図道具
の場合に、この製図道具を作業面の凹凸に追随させて、
略一定の圧力で描画できるようにすることである。

また、この発明の第３の目的は、作業道具がシート状
材料に穴をあけて線を引く罫線道具の場合に、この罫線
道具をシート状材料上に安定して着座させるようにする
ことである。

＜課題を解決するための手段＞ 上記第１の目的を達成するために、本発明は、シート
状材料の支持台としての作業面と、作業道具を運搬する
ための道具運搬装置と、上記作業面上で上記道具運搬装
置を移動させるための伝動装置とを備えた製図機械等の
ための作業道具駆動装置において、 軸方向に貫通する中央貫通口内に上記作業道具を挿嵌
して上記作業道具を自分自身と一緒に上下方向に移動さ
せる電磁心と、上記電磁心の回りに設けられ該電磁心と
協働する固定されたソレノイドコイルとを含んで、動作
時に上記作業道具を下向きに上記作業面へと移動させる
電磁手段と、 上記ソレノイドコイルを収納するハウジングと、 上記電磁心に接続されると共に、中央に凹部を有し、
該凹部に上記作業道具の上端部を収容するキャップと、 上記キャップの凹部内に設置され、上記作業道具を上
記電磁心に連結する弾性部材と、 上記ハウジングの上方において上記電磁心の回りに上
記ハウジングの上端面と間隔をあけて取り付けられ上記
作業道具の下向きの動きを制限する第１のストローク制
限手段と、 上記作業道具の上向きの動きを制限する第２のストロ
ーク制限手段と、 上記ハウジングの上端面と上記第１のストローク制限
手段との間に設けられ、上記電磁手段の非動作時に、上
記作業道具を上向きに移動させて上記作業面から元の位
置に復帰させる弾性復帰部材とを備え、 上記電磁手段、ハウジング、キャップ、弾性部材、第
１のストローク制限手段、第２のストローク制限手段、
および弾性復帰部材は上記作業道具の軸と同軸であり、 また、上記第１のストローク制限手段と上記ハウジン
グの上端面との間隔は、上記第１のストローク制限手段
を上記電磁心に対して上下方向に移動させることにより
調整可能となっていることを特徴としている。

また、上記第２の目的を達成するために、上記作業道
具は製図道具であり、上記弾性手段は、上記作業道具が
上記電磁手段によって作業面まで移動した後、作業面の
凹凸に応じて伸縮することにより、上記製図道具を上記
電磁心の中央貫通口内を上下動させて、作業面の表面状
態に拘わらず上記製図道具を上記作業面上に常に接触さ
せるようになっている。

また、上記第３の目的を達成するために、上記作業道
具は、先端がシート状材料中に導入される罫線道具であ
り、該罫線道具は上記作業面上のシート状材料に接触す
る底面を有し、上記底面には、ごみくずを除去して罫線
道具を上記シート状材料により安定して着座させるため
の排出手段が設けられている。

上記弾性復帰部材や上記弾性部材はばねによって構成
することができる。

また、上記第１および第２のストローク制限手段はプ
ラスチックで形成するのが望ましい。

また、上記ハウジングの軸方向両端部にそれぞれ穴を
設け、これらの穴の中に摩擦ブッシュを上記作業道具の
軸と同軸に設けるのが望ましい。

＜発明の効果＞ 上記特許明細書に記載されている駆動装置に比べて、
本発明は次の特長を持っている。つまり、駆動形態のお
かげで、非常にコンパクト、低コスト、無振動、単純で
あり、最低限の調整しか必要としない。そして静かに作
動する。しかも、本発明によれば、上記第１のストロー
ク制限手段を上記電磁心に対して上下方向い移動させる
ことにより、上記第１のストローク制限手段と上記ハウ
ジングの上端面との間隔を調整することができるので、
電磁心の移動可能距離を作業面の最大凹凸量に予め合わ
せておくことができる。したがって、電磁心を必要以上
に移動させる必要がなくなり、電磁心のむだな動きを防
止できる。

また、作業道具が製図道具であるときには、作業面に
細かい凹凸があっても、上記弾性手段のおかげで、作業
面の凹凸に追随でき、実質的にほぼ一定の圧力で作図す
ることができる。

また、作業道具が罫線道具であるときには、穴をあけ
ることによって生成されるごみくず等の上記排出手段に
よってシート状材料上から除去されるので、この罫線道
具の底面、したがって罫線道具自体をシート状材料上に
正しくかつ水平に支持することができる。

＜実施例＞ まず、本発明を理解しやすくするために、第１図と第
５図に基づいて製図機械について説明する。

第１図は作業領域１を備えた製図機械の概略全体図を
示している。

この製図機械は制御装置５によって自動制御される。
この製図機械は、いわゆる機構ヘッド３を構成するキャ
リッジ４に支持される１以上のマーカーを備えている。
このキャリッジ４は、静止作業面に固定されたシート状
材料の上で上記マーカーを正しく位置決めするための装
置である。第５図はフラットプロッタの伝達装置を概略
的に示している。上記伝達装置は、Ｘ軸とＹ軸方向に移
動させるためのサーボモータ55,51と、協働する歯車装
置54,50とを備え、上位歯車装置54,50はプーリ53,49と
ベルト52,48とを介して動きをＸ軸キャリッジとＹ軸キ
ャリッジに伝達する。

特に、この発明は、上記機械に用いられる作業道具の
ための駆動装置に関するものである。上記機械は通常フ
ラットプロッタと言われ、シート状材料のセクターのグ
ラフィック情報を作る。機構ヘッド装置は、制御装置５
からの命令に応えて製図用紙６にグラフィック情報を生
成する（製図や罫線引きのための）作業道具を備えてい
る。上記制御装置５は製図プログラムを命令信号に交換
して、ヘッドを動かすモータや作業道具を動かす装置に
送る。ヘッド装置３はYY方向に交互に移動するＹキャリ
ッジ４に取り付けられる。そしてＹキャリッジ４は第１
図にXXで示した方向に交互に移動するＸキャリッジ２に
取り付けられる。この構成によって、Ｙキャリッジ４と
Ｘキャリッジ２とを組み合わせた動きでもって、ヘッド
はテーブルの上を自由に移動することができる。この機
械には別体のシート状材料前進装置を取り付けており、
したがってテーブル自身の長さよりも長い線を引くこと
ができる。

次に本発明の主題である作業道具のための駆動装置に
ついて第２〜７図を用いて説明する。

第２図はこの発明のフラットプロッタの機構ヘッドの
正面図である。このヘッドは１つまたはそれ以上の作業
道具から構成されるもので、第２図に示したものは製図
道具17と罫線道具10とを搭載している。これらの道具
は、Ｙキャリッジ14に固定された支持具16に支持されて
いる。

上記製図道具と罫線道具は支持具16と共に一つのユニ
ットを形成し、また支持具16はＹキャリッジ14の一部を
なしている。それ故、キャリッジが作業面７上を移動す
ると道具も一緒に移動する。この支持具16にはスライド
面15があるので、上記作業面７の方へ近付いたり離れた
りできる。この調整は機械上でできるので、上記作業面
７の最高位置と上記支持具の下面８との間に、シート状
材料が通るための最低限の遊びだけを残すことができ
る。上記支持具16は２つの基準面13を持ち、この基準面
13はＹキャリッジ14上の他の基準面に合わさって、支持
具16が調整されるとき、上記作業面に直交するＺ方向の
みに移動できる。なぜならば、作業道具の軸は上記支持
具16の基部８に直交しており、支持具16の基部８はＹキ
ャリッジ14上の支持具の座面28（第３図参照）に直交し
ているからである。上記支持具16の基部８には屈曲部９
が設けられており、これにより、ヘッドは容易にシート
状材料の上に案内される。

第３図は第２図の３−３線断面図であって、上記製図
道具の構成部が示されている。この道具は上記支持具16
の基部に固定された電磁体22を備えている。上記電磁体
には２つの穴30,24が設けられており、この穴の中には
摩擦ブッシュが収容され、これら摩擦ブッシュの中を上
記製図道具の本体を形成する電磁芯21はスライドでき
る。上記電磁体22の内側にはコイルが設けられており、
このコイルは、プラスチック製のストローク制限器25が
電磁体22に当接するまで、ソレノイドの電磁芯21を下方
に動かせるように設計されている（第６図参照）。

上記プラスチック製のストローク制限器25を用いるこ
とによって、電磁体22への激しい衝撃を防止でき、装置
がより静かに作動するという利点が得られる。ばね26は
作業部としてのボールペン20を電磁芯21の面18に押し付
けているため、電磁芯21が下方に移動するとき、ボール
ペンも外に出る。

ボールペンには第２図に示すようにインク槽11を設け
てもよい。このインク槽11は、インクが入れられると、
逆止め弁12によって大気圧に保たれる。ボールペンは上
記コイル19（第３図）が作動しなくなると上昇する。と
いうのは、圧縮ばね27によって制限器25が押し上げら
れ、このとき、プラスチック製のストローク制限器29が
上記電磁体22に接触するまで電磁芯21が、したがってボ
ールペンが共に持ち上げられるのである。

このタイプの駆動装置には次のような顕著な利点があ
る。まず、装置全体が極めてコンパクトになる。という
のは、すべての構成部材が作業道具と同軸に設けられて
いるからである。また、このことによって、駆動力が全
く対称的に与えられる。さらに、この駆動装置は経済性
に優れている。構成部材が少ないので、従来の間接型駆
動装置よりも安価になる。さらに、この装置は作動時の
調整を必要としないという利点がある。ただ１つ必要な
ことはキャリッジのオーバーヘッド（機械ヘッド）の位
置決めである。ただし、これはキャリッジを取り替えな
ければならないときだけ行なわれ、しかもめったに行な
われない。

第４図は罫線道具を示しており、第２図の４−４線断
面図である。第４図には罫線道具の構成部材が示されて
いる。この道具は、支持部16の底部に固定された電磁体
36を備えている。上記の場合と同様に、上記電磁体には
２つの穴32,39が設けられており、この穴の中には摩擦
ブッシュ33,38が収容され、これら摩擦ブッシュの中を
上記罫線道具の本体を形成する電磁芯37は摺動できる。
上記電磁体36の内側にはコイル35が設けられており、こ
のコイル35は、電磁芯37の面46が線引きされるシート状
材料に当接するまでこの電磁芯37を下降させるように設
計されている。これは、コイルが作動すると、罫線を引
くパンチ34が上記電磁芯37の面46から突出した分だけ上
記シート状材料の中に挿入されることを意味する。この
パンチ34のシート状材料への貫通は、ばね41によってこ
のパンチと常に接触しているキャップ42を回すことによ
って調整できる。上記ばね41は上記電磁芯37に支持さ
れ、パンチ34を上記キャップ42に対して付勢している。

上記電磁芯37からパンチ34を突出させる位置調整が１
度なされると、この位置はナット40を上記キャップ42に
締め付けることによって固定される。上記罫線道具はコ
イル35に負荷がかかっていないときは上昇する。これ
は、制限器43を押し上げて、罫線道具全体を持ち上げる
ばね44の作用によるものである。この上昇運動は、プラ
スチック製のストローク制限器45が電磁体36に接触した
とき、停止する。

上記制限器43は、常に、上記電磁体36に接触する前に
面46がシート状材料に接触するように調整される。上記
面46には排出部57（第８図参照）が設けてあり、これ
は、生成されるくずを取り除くと同時に、シート状材料
の上に面46を正しくかつ水平に支持する。したがって、
マーク線の近傍でシート状材料に変形が生じても、シー
ト状材料からパンチの先端が離れることはない。第３図
に示した製図道具に関して挙げた効果、即ち小型、安
価、加力の際の対称性と均一、少数の部品、最少限の調
整は、同じ理由から、この罫線道具について言える。

第６図は、動作位置にある製図道具の側面図である。
この図から、どのように上記制限器25が電磁体22と接触
しているか、どのようにボールペン20が、材料の凹凸に
拘わらず、ばね26によってシート状材料の表面から離れ
ずに自身の軸に沿って移動していくかがわかる。

第７図は動作位置にある罫線道具を示しており、上記
面46から突出しているパンチ34が線を引かれるシート状
材料の内に存する間に、上記面46がどのようにこのシー
ト状材料に支持されるかが詳細に示されている。

第８図は上記罫線道具の芯の面46に設けた排出部57の
形状を示している。第４図にしたがって説明したよう
に、この排出部はどのようなくずでも除去すると同時
に、排出部の１つの軸が標線に一致するように罫線道具
を標線に対して案内する。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動制御式の製図用プロッタの斜視図、第２図
は作業道具の正面図、第３図は第２図の３−３線断面
図、第４図は第２図の４−４線断面図、第５図は第１図
のプロッタのための駆動装置の斜視図、第６図は製図道
具の動作位置を示した図、第７図は罫線道具の動作位置
を示した図、第８図は上記罫線道具の詳細底面図であ
る。 10……罫線道具、17……製図道具、19,35……コイル、2
2,36……電磁体、21,37……電磁芯、25,29,43,45……制
限器、57……排出部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭58−50991（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−171291（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭54−19806（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シート状材料の支持台としての作業面と、
   作業道具を運搬するための道具運搬装置と、上記作業面
   上で上記道具運搬装置を移動させるための伝動装置とを
   備えた製図機械等のための作業道具駆動装置において、 軸方向に貫通する中央貫通口内に上記作業道具（20,3
   4）を挿嵌して上記作業道具を自分自身と一緒に上下方
   向に移動させる電磁心（21,37）と、上記電磁心の回り
   に設けられ該電磁心と協働する固定されたソレノイドコ
   イル（19,35）とを含んで、動作時に上記作業道具を下
   向きに上記作業面へと移動させる電磁手段と、 上記ソレノイドコイルを収納するハウジング（22、36）
   と、 上記電磁心に接続されると共に、中央に凹部を有し、該
   凹部に上記作業道具の上端部を収容するキャップ（42）
   と、 上記キャップの凹部内に設置され、上記作業道具を上記
   電磁心に連結する弾性部材（26,41）と、 上記ハウジングの上方において上記電磁心の回りに上記
   ハウジングの上端面と間隔をあけて取り付けられ上記作
   業道具の下向きの動きを制限する第１のストローク制限
   手段（25,43）と、 上記作業道具の上向きの動きを制限する第２のストロー
   ク制限手段（29,45）と、 上記ハウジングの上端面と上記第１のストローク制限手
   段との間に設けられ、上記電磁手段の非動作時に、上記
   作業道具を上向きに移動させて上記作業面から元の位置
   に復帰させる弾性復帰部材（27,44）とを備え、 上記電磁手段、ハウジング、キャップ、弾性部材、第１
   のストローク制限手段、第２のストローク制限手段、お
   よび弾性復帰部材は上記作業道具の軸と同軸であり、 また、上記第１のストローク制限手段と上記ハウジング
   の上端面との間隔は、上記第１のストローク制限手段を
   上記電磁心に対して上下方向に移動させることにより調
   整可能となっていることを特徴とする作業道具駆動装
   置。
2. 【請求項２】上記作業道具は製図道具（20）であり、上
   記弾性手段は、上記作業道具が上記電磁手段によって作
   業面まで移動した後、作業面の凹凸に応じて伸縮するこ
   とにより、上記製図道具を上記電磁心の中央貫通口内を
   上下動させて、作業面の表面状態に拘わらず上記製図道
   具を上記作業面上に常に接触させるようになっている請
   求項１に記載の作業道具駆動装置。
3. 【請求項３】上記作業道具は、先端がシート状材料中に
   導入される罫線道具（34）であり、該罫線道具は上記作
   業面上のシート状材料に接触する底面を有し、上記底面
   には、ごみくずを除去して罫線道具を上記シート状材料
   により安定して着座させるための排出手段が設けられて
   いる請求項１に記載の作業道具駆動装置。
4. 【請求項４】上記弾性復帰部材はばねである請求項１乃
   至３のいずれか１つに記載の作業道具駆動装置。
5. 【請求項５】上記弾性部材はばねである請求項１乃至３
   のいずれか１つに記載の作業道具駆動装置。
6. 【請求項６】上記第１および第２のストローク制限手段
   はプラスチックで形成されている請求項１乃至３のいず
   れか１つに記載の作業道具駆動装置。
7. 【請求項７】上記ハウジングの軸方向両端部にはそれぞ
   れ穴（32,38）が設けられ、これらの穴の中には摩擦ブ
   ッシュが上記作業道具の軸と同軸に設けられている請求
   項１乃至３のいずれか１つに記載の作業道具駆動装置。