JPS61235198A - 自動製図機の芯なし検出方法 - Google Patents

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】 〔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
なし検出方法に関する。

〔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滅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
、画線ヘッ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ッド
の基板に配設したリミットスイッチに衝突し、該リミッ
トスイッチの投入信号によっ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ッド
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
ン内の芯が摩滅により短くなり。

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、該状態で画線ヘッ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って所定
の寸法まで短くなっ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方法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ャッ
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
ャック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ップ信号で作
画面に対して所定位置まで上昇されると、前記芯４６を
前記芯チャック４８．５０に対して該芯４６のペンアッ
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っ
て前記芯チャック４８．５０から芯４６が離脱すると、
該芯チャック４８．５０の下端面によって前記芯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１
８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、画線ヘッド８に内蔵したソレノイド２４の
駆動力によって前記芯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ッド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
記記録ペン１８が設定位置まで下降されると動作するペ
ン位置検出器３９を設け、該検出器３９が前記記録ペン
１８の設定下降位置を検出すると、該検出信号により作
図動作を停止し、前記ソレノイド２４にペンアップ信号
を供給するとともに１次に、前記ソレノイド２４にペン
ダウン信号を供給して作図動作を再開するとき、前記検
出器３９が連続して記録ペン１８の設定下降位置を検出
すると、コントローラが記録ペンの芯なしを検出するよ
うにしたものである。

〔作用〕

上記した構成において、新しい芯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の付勢力によっ
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の励磁力によって決定される圧力で作
画面に圧接する１次に、画線ヘッド８がコントローラに
よって駆動され、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の励磁力によって
下降方向に移動し、８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
力によってホルダー筒４０に対して相対的に上昇し、こ
れによりホルダー筒４０が下降して作画面に接近する。

ホルダー筒４０が予じめ設定したペンダウン状態に達す
ると検出器３９が動作し、該検出器３９の検出信号に基
いて作画動作が停止するとともに、コントローラの指令
によってホルダー筒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４６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、芯チャック４８．５
０に対して下降し、芯４６は芯チャック４８．５０から
、その減少分だけ下降方向に繰り出される０次に、ホル
ダー筒４０が下降して作画動作が再開される。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４６
は徐々に短くなり、ついには、芯４６は芯チャック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の上端は芯チャッ
ク４８．５０の下端により係止され、この係止作用によ
って作画面に所定の８圧が加わる。即ち、ソレノイド２
４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、芯チャック４８．５０の下面で受けることになる
。上記のように芯４６が芯チャック４８．５０から離脱
した状態で、一定時間毎にホルダー筒４０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が芯チャック４８．５０に挾持されていた状態の
ときよりも１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５
６の上端から芯４６が突出しなくなり、芯保持管５６の
上端が芯チャック４８．５０の下面に圧接して、芯保持
管５６の下端が作画面に対して圧接することになり。

芯４６は、芯チャック４８．５０から圧力を受けること
ができなくなる。従って芯４６が作画面に圧接しなくな
ってしまう。そのため、芯４６の長さが、芯保持管５６
の全長よりも若干長く、芯４６に作画面からの圧力がか
かっている状態においてペン位置検出器３９が動作し、
該検出器３９から芯なし情報が出力される。該芯なし情
報により、作図動作が停止してホルダー筒４０が上昇す
る。しかる後。

再びソレノイド２４にペンダウン信号が供給されてホル
ダー筒４０が下降すると、検出器３９が連続してホルダ
ー筒４０の、予じめ設定したペンダウン状態を検出する
ことになる。

コントローラは検出器３９が２度連続してペンダウン状
態検出信号を出力すると記録ペン１８の芯なし状態を検
出し、作図動作停止状態を続行し、又は記録ペンの交換
動作に移行する等の所要の動作を行う。

〔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９図において、２はＸ−Ｙプロッタの機体であり、テ
ーブル４上にＹレール６がＸ座標軸方向に沿って移動自
在に配設され、該Ｙレール６には画線ヘッド８が移動自
在に取付けられている。前記両線ヘッド８には、第３図
に示す如く、アルミニウム等の非磁性体から成る昇降体
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、開放端側か前記ペン保持枠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が脱着可能に保持
されている。前記昇降体１０はヘッド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によって上方向に付勢されている
。２４はヘッド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
ュータのＣＰＵ７４　（第１図参照）から成るコントロ
ーラのソレノイドドライバに接続している。３３は昇降
体１０に配設されたペン保持検出器であり、リミットス
イッチにより構成されている。前記Ｙレール６と画線ヘ
ッド８はコントローラによって制御されるＸＹモータに
連係し、これらの駆動によってテーブル４上の所定の位
置に送られる。３８は、ペンストッカーであり、複数の
Ｉｉｌ！録ペン１８が保持されている。前記画線ヘッド
８を前記ペンストッカー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、画線ヘッド８を保持部３８ａから離
反させると、ペンストッカー３８に内蔵さ九た公知のペ
ン交換機構（図示省略）によって、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ッド８を、記録ペン
を保持しているペンストッカー３８の保持部３８ｂに移
動させ、ペンホルダー１６を該保持部３８ｂ内に位置さ
せ、しかる後に、画線へラド８を保持部３８ｂから離反
させると、上記ペン交換機構によって、保持部３８ｂに
保持されている記録ペンが画線ヘッド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。第４図において、３９は磁束検出器から成るペ
ン位置検出器であり、前記ヘッド８の基板に、前記突片
１０ａの立ち上り部に固定されたヨーク（鉄心）６１に
固定された永久磁石５９に対向して、固設されている。

次に、上記記録ペンの内部構造を第６乃至第８図を参照
して説明する。

４０はホルダー筒であり、これの内周面に案内筒４２が
固定されている。４４は頭部ブロックであり、これの外
周部に環状の鍔部４４ａが形成され、該ブロック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
ロック４４の中心部には、鉛芯から成る筆記用消耗芯４
６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
一対の芯チャックであり、これらの下部には下方に向け
て芯チャック４８．５０の横幅が増大するように曲面４
８ａ、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。前記一対の芯チャック４８゜５０は
、コイルスプリングの弾発力によっ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
有底の筒体であり、これの内周面にスライド自在に芯保
持管５６の鍔部の外周面が嵌合している。前記保持管５
６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
記芯チャック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。

前記ブロック４４の軸穴、芯チャック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。前記磁束検出器３９は磁束を電圧に変
換するＢ／Ｖ変換回路６２に接続し、該回路６２はこれ
が磁束を検出して電圧を出力している間、“１″の信号
を出力するパルス信号発生回路６４を経て、マイクロコ
ンピュータから成るコントローラ６０の入力端に接続し
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をセットする。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ＣＰＵ３
０からペンダウン信号が出力されると、ドライバー７６
が駆動されてソレノイド２４が通電し、ソレノイド２４
のロンドが下降する。これにより、昇降体１０が下降し
ンペンホルダー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上の両紙面にソレノイド２
４の励磁力により、所定の圧力で弾接する。芯４６が両
紙に圧接すると、芯４６は１両紙からの圧力によって芯
チャック４８．５０に対して相対的に上昇しようとする
。芯チャック４８．５０は芯４６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によってチャック４８，４８ａ
は互いに接近する方向に加圧される。この加圧力によっ
て芯４６は、チャック片４Ｂ、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
の両紙即ち作画面に圧接すると昇降体１０の下降が停止
する。芯４６が両紙に圧接した状態において、保持管５
６は、第６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、ＣＰｔＪ７４からドライ
バー７６にパルスが供給されて。

ＸＹモータが駆動されると１画線ヘッド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、両紙上
に所定の作図が行われる。作図中、芯４６は芯チャック
４８．５０に固定された状態で、その先端が摩滅する。

芯４６先端の摩滅に伴って、昇降体１０及びペンホルダ
ー１６はソレノイド２４の励磁力によって下降し、芯４
６の下端の作画面との圧力を一定に維持する。この芯４
６下端の摩滅により、保持管５１５は、芯４６の摩滅量
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。

記録ペン１８の下降状態が長時間続き、芯４６が所定量
摩耗して、ホルダー筒４０が予じめ設定されたペンダウ
ン位置に達すると、検出器３９が永久磁石５９の磁束を
検出し、電圧信号を出力する。この電圧信号により、パ
ルス信号発生回路６２は、“１″のパルスを第１図の、
ペンアップ信号発生回路６８と１作画停止信号発生回路
７０に供給し、ＣＰＵ７４は、ヘッド８の移動を停止す
るとともに。

ペンアップ信号をドライバー７６を介してソレノイド２
４に出力する。上記ペンアップ信号によってソレノイド
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の弾発力によっ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
の弾発力によって該保持管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、チャック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
張力向は、チャック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
ャック４８．５０間をスライドし、下方向に繰り出され
ることになる。一方、パルス信号発生回路６４のパルス
は、遅延回路６６を経て、ペンダウン信号発生回路７２
に供給され、ＣＰＵ７４は、ペンダウン信号を出力して
ソレノイド２４を駆動するとともに、遅延回路７８によ
り所定時間遅れて、作画スタート信号がスタート信号発
生回路８０からＣＰＵ７４に供給され、自動製図機は作
画動作を再開する。このようにして、検出器３９が動作
するごとにペンアップ動作が行われ。

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７図に示すように、チ
ャック４８と５０との間から外れ。

チャック４８．５０は、これらの下部がテーパー面４２
ａと曲面４８ａ、５０ａ、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
のチャック４８．５０の下端面によって芯４６の上端を
係止することになる。更に芯４６が摩耗すると、芯４６
の下端がテーブル４上の両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、記録ペン下降時におい
て、突片１０ａは検出器３９に更に接近する。芯４６の
全長が第８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の上端がゴム体５７の上端より若干突出し、又は同
一平面上に位置した状態で、検出器３９が動作すると。

記録ペン１８は上昇し、作画動作が停止する。

このとき、芯４６は摩耗量分下方向に繰り出されない０
次に、ＣＰＵ７４からペンダウン信号がソレノイド２４
に供給されて、昇降体１０が下降すると、上記のように
、芯の自動繰り出しが行われないため、昇降体１０は。

予じめ設定されたペンダウン位置まで下降してしまい、
検出器３９が再び連続して動作してしまう、この検出器
３９の動作により、１″のパルス信号がアンド回路８２
に反転器を介して供給される。そのため、作画スタート
信号発生回路８０の出力はアンド回路８２によって遮断
され、ＣＰＵ７４に到達せず、自動製図機は１作画停止
動作を続行する、該状態において、オペレータは、ペン
交換スイッチを手動スイッチ操作して、記録ペンの交換
を行う、尚、検出器３９が２度連続して検出信号を出力
した場合、自動的にペン交換が行われるプログラムをコ
ントローラ６０のＲＯＭに書き込んでおいても良い。

もし、第８図に示す状態において１画線ヘッド８の作画
方向の駆動を続行すると、芯４６先端の摩滅により、芯
保持管５６の下端に作画面からの圧力がかかってしまい
、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１画線が不可能な状態となる。

尚、上記検出器３９の２回連続動作信号に基いて、ＣＰ
Ｕ７４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、検出
器３９は種々の構成のものを用いることができ、例えば
記録ペン１８のホルダー筒４０が設定位置まで下降した
とき、リミットスイッチが投入され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９図が正面図となるような構成としても良
い。

従って、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
録ペンが予じめ設定した下降位置に達すると、動作する
ようにした検出器が２回連続して動作したとき、芯なし
状態を検出するようにしたので、作画ミスを防止するこ
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図はブロック説
明図、第２図はフローチャート。 第３図は断面図、第４図は部分断面図、第５図は側面図
、第６図は断面図、第７図は断面図、第８図は断面図、
第９図は平面図である。 ２・・・・機体、　４・・・・テーブル、　６・・・・
Ｙレール、　　８・・・・画線ヘッド、　　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・・・・ペンストッカー。 ３９・・・・ペン位置検出器、　４０・・・・ホルダー
筒、　４４・・・・頭部ブロック、　４２・・・・案内
筒、　４６・・・・芯、　　４８．５０・・・・芯チャ
ック、　５６・・・・芯保持管 特許出願人　　　　　武藤工業株式会社第２図 第３図 第４図　　　　第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ャック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ャック４８、５
   ０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、前記ホルダ筒４０がコ
   ントローラからのペンアッ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を前記芯チャック４
   ８、５０に対して該芯４６のペンアップ信号までの摩耗
   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って前記芯チャック
   ４８、５０から芯４６が離脱すると、該芯チャック４８
   、５０の下端面によって前記芯４６の前記ホルダー管４
   ０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
   ヘッド８に内蔵したソレノイド２４の駆動力によって前
   記芯４６の下端が作画面に圧接するまで下降し、該下降
   状態で前記画線ヘッド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、前記記録ペン１８が
   設定位置まで下降されると動作するペン位置検出器３９
   を設け、該検出器３９が前記記録ペン１８の設定下降位
   置を検出すると、該検出信号により作図動作を停止し、
   前記ソレノイド２４にペンアップ信号を供給するととも
   に、次に、前記ソレノイド２４にペンダウン信号を供給
   して作図動作を再開するとき、前記検出器３９が連続し
   て記録ペン１８の設定下降位置を検出すると、コントロ
   ーラが記録ペンの芯なしを検出するようにしたことを特
   徴とする芯なし検出方法。