JPS61217701A

JPS61217701A - 可変円弧定規

Info

Publication number: JPS61217701A
Application number: JP5883185A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Okamoto; 岡本　保雅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-23
Filing date: 1985-03-23
Publication date: 1986-09-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、弾性体はシを一定曲率に弾性変形させるこ
とばよシ、円弧形ガイドを作る可変円弧定規に関するも
のである。

従来、製図等で円弧を画く場合、コンパスかまたは円形
、円弧形にカットされたプレート状の円定規を使ってい
た・コンパスでは足の開き角を調節することにより、任
意曲率の円弧が画ける。しかし、円弧を画いているうち
にコンパスの針が移動したり、足の開き角が変化したり
する不具合があった。また、円弧の曲率半径が特に大き
い場合、コンパスの針位置が製図台の外に出てしまうこ
ともあり、目的の円弧が簡単に画けず不便を感すること
も多かった。

一方、プレート状の円弧定規では、曲率半径が大きくな
っても、コンパスのような不都合は発生せず、直線定規
を使う要領で円弧が画は便利であった。しかし、プレー
ト状の円定規では、あらゆる曲率について定規を用意す
ることは不可能であシ、曲率を任意に選べないという欠
点があった。

本発明は、コンパス及び円定規にある欠点を排篇し、手
軽に゛任意曲率の円弧が画ける可変円弧定規に関するも
のである。

一般に　弾性体曲りはりにおいて、主軸の曲率αＯの箇
所に大きさＭの曲げモーメントが負荷した場合、変形後
の曲率αは（１）式で表わされる。

α　＝　　　　　　　　　　　　　　　　　＋αＯＫ　
　　　　　　　　　　　　（１）フ（ＥＡ＋αｏ　Ｍ　）但し、Ｅは曲シはりのヤング率、Ａ、にはそれぞれ曲シ
はりの断面積と断面係数である０ここで、はりのヤング
率Ｅと゛曲率αＯが一定で、かつはりの主軸に沿っての
各断面の断面積Ａと断面係数Ｋが一定である、弾性体曲
りはりを考える０また一方、第１図に示すようにはりの
両端に同じ大きさで、向きが逆向きの曲げモーメン）Ｍ
を負荷すると、この区間には曲げモーメン）Ｍが一様に
分布することが知られているＯこのため、上記の条件を
満たす曲りはりの両端に、同じ大きさでかつ逆向きの曲
げモーメントを負荷すれば、第１図に示すようにこの曲
りはシ全体が、一定曲率に弾性変形することは、（１）
式から明らかである０そこで、曲率を支配する曲げモー
メントを曲シはグの弾性限界内で変化させれば、それに
伴って曲りはりの曲率を初期の曲率αＯに対して一様に
増減させることができる０但し、ここで上記の弾性変形した曲シはシを円弧定規と
して利用するには、第２図に示すように、この曲シはシ
をガイドに画いた曲線（７）の曲率も当然のことながら
一定になっていなければならない０ところがこれは、第
２図に示す主軸から曲シはりの表面までの距離ｅｌｓｅ
２のいわゆるはりの高さが一定となる断面形状の曲りは
シを採用すれば、直ちに解決できる問題である。

また、曲りはりの初期の曲率、ヤング率、断面積、断面
係数を既知とすれば、弾性変形した曲シはりの曲率は負
荷された曲げモーメントを測定することで、（１）式か
ら知ることができる。同様に、曲シはりの長さをＬとす
れば、円弧の幾可学的関係から、第３図に示すけ９両端
におけるはりの接線と弦とのなす角θ、及びはり中央か
ら弦までの距離Ｓは、曲率αとそれぞれ、 αＬ θ＝　−（２）なる関係がある。これを利用して、θまたはＳを直接あ
るいは間接的に測定し、曲シはりの曲率を知ることもで
きる。

以上のことは、初期の曲率αＯの弾性体向りはりに関し
てであるが、弾性体真直はシに対しても全く同様なこと
がいえる。このことは、真直はりを初期の曲率αＯ＝Ｏ
の曲シはりと考えれば容易に類推できるであろう。弾性
体真直はりの場合１変形後の曲率αは曲シはりの（１）
式にαＯ＝Ｏを代入することで導ける（４）式から算出
できるＯ但し、■は真直はりの断面２次モーメントであ
る。曲シはりの場合と同様、弾性体真直はりのヤング率
Ｅを一定とし、縦主軸に沿って各断面の断面２次モーメ
ントＩとはりの高さを同一とする。

この真直はりに一様な曲げモーメントＭを分布させれば
、一定曲率で弾性変形することは（４）式から明らかで
ある０従って、弾性体向りはシで述べたことは、弾性体
真直はシに対してもそのままあてはまる。

本発明は、上述の原理を応用し、かつ上述の欠点を除く
ために考えられたもので、以下図面について説明すれば
、（１）（イ）はりの主軸に沿っての各断面の断面積、断
面係数、はりの高さが一定で、なおかつヤング率、曲率
が一定である弾性体向りはり（１）の両端にレバーαω
を接合する０（ロ）弾性体向りはり（１）の両側をそれ
ぞれ回転支持し、少なくとも一方の回転支持は水平方向
の移動が自在な移動回転支持（９）とする。

（／９　弾性体向りはシ（１）の両端に同じ大きさで、
向きが逆向きの曲げモーメントが負荷するように、レバ
ーα埠に曲げ力を加えた状態に設ける。

本発明は、以上のような構造の可変円弧定規であるから
、第４図以降に示すように曲げモーメントＭが弾性体向
りはシ（１）に負荷されれば、弾性体曲りはり（１）に
は必然的に一様な曲げモーメントＭが分布する。そして
、曲シはりの曲率の変化に伴って回転支持間距離も変化
するが、これは移動回転支持（９）が水平方向に移動が
自在な構造になっているので、弾性体向りはりは、負荷
された曲げモーメントに見合った一定曲率にむシなく弾
性変形できる。

そこで、本定規を使用するには、（１）〜（３）式から
曲りはりの曲率を知りつつ、曲げモーメントを調節し、
目的の円弧形状にはシを弾性変形させ、これをガイドに
円弧を画けばよい。

このため、本定規は従来のコンパス、またはプレート状
の円定規のような不便な制約を受けることなく、あらゆ
る曲率の円弧が画は作業性のよい可変円弧定規となる。

尚、弾性体向りはりのかわりに第１ｏ図に示すように、
縦主軸に沿っての各断面の断面２次モーメント、はりの
高さが一定で、かつヤング率一定の弾性体真直はり（２
）を使っても、全く同様な効果が上げられる。

また、本発明の可変円弧定規は定規のみならず、円弧の
曲率を測定する可変曲率ゲージとしても応用できること
はいうまでもない。

ここで、可変円弧定規の構成の実施態様は次のようなも
のがある。

（１）第４−（ａＸｂ）図に示すように、曲げ力を回転
支持（８）　（９）間の外側で負荷し、曲げモーメント
　　、をＭ　＝　Ｐ１ｔ１＝　Ｐ２　ｔ２とする構成。

（２）第５−　（ａ）（、ｂ）図に示すように、曲げ力
を回転支持（８）　（９）間の内側で負荷し、曲げモー
メントをＭ　＝　Ｐ１ｔ１＝　Ｐ２ｔ２とする構成。

（３）第６図に示すように、曲げ力を回転支持（８）（
９）点で負荷し、曲げモーメントをＭ　＝　Ｐｌｔ、＝
Ｐ２ｔ２とする構成。

（４）第７図に示すように、曲げカの一方は回転支持（
８）　（９）間の内側で、またもう一方の曲げ力は外側
か回転支持点で負荷し、曲げモーメントをＭ　＝　Ｐ、
ｔ、＝　Ｐ２ｔ２とする構成。

（５）第８図に示すように、レバー自体を移動支持α１
で支持し、これを回転支持する構成。

（６）第９図に示すように、レバー全体、またはその一
部を弾性体はシで代替する構成。

（７）第１０図に示すように、弾性体曲りはり（１）の
かわりに弾性体真直はり（２）にする構成。

【図面の簡単な説明】

第１図はベンディング・モーメント・ダイヤグラム第２図はガイドの弾性体は）の使用状態と、はりの高さ
を示す斜視図。第６図ははりの両端における、はりの接線と弦とのなす
角θとはりの中央から弦までの距離Ｓを示す正面図。第４−（ａＸｂ）図は本発明一実施例の曲げ力を、回転
支持の外側で負荷した状態の正面図。第５−（ａＸｂ）図は本発明一実施例の曲げ力を、回転
支持の内側で負荷した状態の正面図。第６図は本発明一実施例の曲げ力を、回転支持点に負荷
した状態の正面図０第７図は本発明一実施例の曲げ力を、一方は回転支持間
の内側に、他方は外側または回転支持点に負荷した状態
の正面図。第８図は本発明一実施例のレバー自体を移動持し、この
支持を更に回転支持した正面図。第９図は本発明一実施例のレバーの全体または一部を弾
性体はりで代替した正面図。第１０図は本発明一実施例の弾性体曲りはりを弾性体真
直はりにかえた正面図。（１）は弾性体向りはり（２）は弾性体真直はり（３）は曲率α０の弾性体曲りはり（４）は曲率αに変形した弾性体曲りはり（５）は曲り
はりの変形後の主軸のなす曲線（６）は筆記具（力は曲りはりをガイドに画いた曲線（８）は固定回転支持（９）は移動回転支持 α１は移動支持 αやはレバー（６）は弾性体はりからなるレバー α１は補助レバーＭは曲げモーメント αＯは初期の曲率 αは変形後の曲率ｅｌ、　ｅ２ははりの高さ θははり両端における、はりの接線と弦とのなす角Ｓははり中央から弦までの距離りははりの長さＰｌ、Ｐ２は研げ力ｔ１％ｔ２は腕の長さ特許登録出願人　　岡　本　保　雅才５固才Ｓ起才ｔｏ同

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（イ）はりの主軸に沿つての各断面の断面積、断
面係数、はりの高さが一定で、なおかつヤング率、曲率
が一定である弾性体曲りはり（１）の両端にレバー（１
１）を接合する。（ロ）弾性体曲りはり（１）の両側をそれぞれ回転支持
し、少なくとも一方の回転支持は水平方向の移動が自在
な移動回転支持（９）とする。（ハ）弾性体曲りはり（１）の両端に同じ大きさで、向
きが逆向きの曲げモーメントが負荷するように、レバー
（１１）に曲げ力を加えた状態に設ける。以上の如く構成された可変円弧定規。
（２）弾性体曲りはり（１）を、縦主軸に沿つての各断
面の断面２次モーメント、はりの高さが一定で、かつヤ
ング率一定の弾性体真直はり（２）とした、特許請求の
範囲第一項記載の可変円弧規。