KR100242871B1 - 제도용 만능자 - Google Patents

Abstract

목적 : 본 발명은 다각형의 작도는 물론 큰 반경의 원형도 작도할 수 있고 다양한 형태의 삼각형 그리고 각도의 측정과 괘선 긋기 등을 간편하게 할 수 있는 만능자를 제공하려는 것이다.

구성 : 본 발명은 연필심 등의 작도 기구를, 의도하는 직경의 원형 궤적에 따라 안내하여 주는 가이드판이 베이스 플레이트에 형성된 일정 반경의 원형공 내부로 회동 가능하게 지지된 회전판의 소정 개소에 축 연결되어서 상기 회전판의 회동에 편승하여 소경의 원형을 작도하고, 또 한편으로 상기 회전판 자체로 대경의 원을 작도하게 되어 있으며, 그리고 베이스 플레이트에 뚫려 있는 직각 삼각형, 2등변 삼각형, 정삼각형 및 정사각형을 이용하여 임의 규격의 삼각형과 사각형을 작도할 수 있고, 상기 원형공의 외주에는 기준점을 나타내는 화살표와 소수 표시눈금 및 배수 표시눈금으로 구분 표시된 다각형 설정계가 마련되어서 임의의 다각형도 작도 할 수 있는 구성으로 되어 있다.

효과 : 임의 반경의 원형을 간편하게 작도할 수 있을 뿐만 아니라 기타 삼각형, 사각형 그리고 그 이상의 다각형도 쉽게 작도할 수 있어서 빈번하게 도형 등을 기입해야 하는 차트 작업이나 문서 등의 작성에 효율적으로 이용될 수 있다.

Description

제도용 만능자

본 발명은 컴퍼스와 직각 정규에 의존하지 않고도 치수가 다른 반경의 원형과 다각형, 그리고 분도계 및 사각형, 삼각형 등의 도형을 손쉽게 그릴 수 있도록 한 제도용 만능자에 관한 것이다.

삼각형, 사각형, 다각형이나 원형 및 직선 등은 차트를 행함에 있어서 종종 이용되고 있는 도형들이며 이러한 도형이나 직선을 그리려면 적어도 2개의 직각 정규와 분도계 및 컴퍼스가 필요하나 이들 기본적 제도용구는 사용하기가 번거롭고 보관하기도 불편하여 전문적 기능이 요구되는 단점이 있다.

만능자는 상기와 같이 차트 등의 제도 작업에 갖추어야 하는 기능을 축약시켜 간편하게 조작할 수 있도록 한 것이며 종래부터 여러 가지 형태의 것이 제안되어 있다.

공지된 만능자는 미리 여러 가지 도형의 본을 떠놓은 템플릿에 삼각자 또는 분도계의 기능이 추가되거나 직선상의 일정 간격마다 소공을 뚫어서 컴퍼스 대용으로 쓸 수 있도록 한 것 등이 대부분으로, 극히 제한된 크기의 원형과 일정 규격의 다각형을 작도할 수 있을 뿐이고 다양하게 임의 치수로 도형을 작도할 수 있는 기능은 찾아 볼 수 없다.

상기와 같은 종래의 만능자에서 볼 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 대한민국 실용신안 등록 출원 제97-3527호를 제안한 바 있으며, 여기에 개시된 만능자는 임의 반경의 원형과 다각형의 작도를 간편하게 할 수 있는 기능이 잘 나타나 있다.

즉, 개시된 만능자는 원형공이 뚫려진 베이스 플레이트에 회전판이 장착되어서 상기 원형공의 궤적에 따라 회동할 수 있게 되어 있고, 또 상기 회전판은 1/4상한이 절제된 형상으로 되어서 그 반경면을 타고 슬라이더가 이동 가능하게 설치된 구성을 포함하고 있다. 이 방식은 회전판을 이용하여 작도할 수 있는 원형의 반경이 상기 베이스 플레이트의 반경 범위로 제한되는 단점이 있다.

또한, 삼각형의 작도에 있어서도 2등변 삼각형, 정삼각형, 직각 삼각형 등으로 다양하게 작도할 수 없는 단점도 가지고 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 목적에서 안출된 것으로서, 다각형의 작도는 물론 큰 반경의 원형도 작도할 수 있고 다양한 형태의 삼각형 그리고 각도의 측정과 괘선 긋기 등을 간편하게 할 수 있는 만능자를 제공함에 그 목적을 두고 있는 것이다.

상기의 목적에 따라 본 발명은 연필심 등의 작도 기구를, 의도하는 직경의 원형 궤적에 따라 안내하여 주는 가이드판이 베이스 플레이트에 형성된 일정 반경의 원형공 내부로 회동 가능하게 지지된 회전판의 소정 개소에 축 연결되어서 상기 회전판의 회동에 편승하여 소경의 원형이 작도되도록 함과 아울러 상기 회전판 자체로 대경의 원이 작도될 수 있는 구성으로 된다.

또한 본 발명은 베이스 플레이트에 직각 삼각형, 2등변 삼각형, 정삼각형 및 정사각형이 템플릿 형태로 뚫려지고 이들 각 도형을 이루는 변의 외측에는 소정의 치수 눈금이 표시된 구성으로 된다.

상기 베이스 플레이트는 원형공 외주에 기준점을 나타내는 화살표와 소수 표시눈금 및 배수 표시눈금으로 구분 표시된 다각형 설정계를 포함하고, 상기 소수 표시눈금은 2x, 3x, 5x, 7x, 11x, 13x, 17x 등으로 표시되고, 또 배수 표시눈금은 4x, 6x, 8x, 9x, 12x, 14x, 15x, 16x, 18x, 20x 등으로 표시되는 것이며 이들 소수 표시눈금과 배수 표시눈금은 다각형의 해당 꼭지점을 나타내는 위치마다 반복 표시되는 것이다.

상기 회전판은 1/4상한이 절제된 형태의 원형으로 형성되고, 그 한쪽 절제면에는 상기 가이드판의 중심을 축 연결시키는 투명한 커버상의 축수부를 보유하고 있고, 또한 외주변은 상기 원형공과 상호 대응하는 계단상의 단면을 가진다.

도 1은 본 발명의 만능자를 도시하는 주요부 분해 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 원형공의 단면을 발췌하여 도시한 단면도.

도 3은 도 1에 도시된 원형공의 외주 패턴을 나타내는 평면도.

도 4는 본 발명의 만능자에 의한 8각 도형의 작도예를 도시하는 도면.

도 5는 도 1에 도시된 회전판의 지지 구조에 관한 다른 실시예를 나타내는 평면도.

도 6은 도 5의 X-X선에 따른 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 베이스 플레이트 4 : 회전판

20 : 원형공 22 : 정사각공

24 : 정삼각공 26 : 직각 삼각공

28 : 2등변 삼각공 30a∼30b : 눈금자

32 : 단부 34 : 분도계

36 : 다각형 설정계 40 : 원 템플릿

42 : 축수부 44 : 눈금자

46 : 소공 48 : 축공

50 : 가이드판 52 : 나사축

54 : 체결너트 56 : 통공

58 : 압핀

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 만능자는 도 1로 도시한 바와 같이 베이스 플레이트(2)와 회전판(4)으로 구성되어 있다. 베이스 플레이트(2)는 일측에 일정 반경의 원형공(20)을 보유하고 있고, 또 다른 부분에는 템플릿상의 정사각공(22)과, 정삼각공(24), 직각 삼각공(26) 및 2등변 삼각공(28)이 뚫려져 있다.

상기 베이스 플레이트(2)의 외주변에는 눈금자(30a)(30b)(30c)가 표시되어 있어서 그 자체만으로 정규자의 기능을 수행할 수 있다. 그리고 양 단변에는 나란하게 슬릿(31a)(31b)이 열려져 있다. 이들 슬릿(31a)(31b)은 후술하는 괘선 긋기에서 유용하게 쓰이는 것이다.

상기 베이스 플레이트(2)의 일측변에는 접이자(38)가 축 연결되어서 접히거나 펼쳐질 수 있게 되어 있다. 이 접이자(38)는 베이스 플레이트(2)의 밑면으로 접혀지게 설치되는 것이며 그 두께는 베이스 플레이트(2)의 1/2 정도로 설정하여 놓고 또 이것이 접혀질 때에 접촉되는 베이스 플레이트(2)의 해당 부분도 같은 두께로 해 놓으면, 접어놓았을 때에 상기 접이자(38)가 베이스 플레이트(2)와 동일한 면을 이루게 되어 편리하다.

도시한 예에서 접이자(38)는 상측에 클립(39)을 일체로 보유하고 있고, 이 클립(39)은 상기 접이자(38)가 접혀졌을 때에 베이스 플레이트(2)의 상면을 통과하여 원형공(20)의 내측까지 연장될 수 있다.

상기 원형공(20)은 도 2의 단면으로 나타낸 바와 같이 내주면의 중간 하측부가 내측으로 약간 돌출된 단부(32)로 형성되어 있고 그 외주에는 도 3에 묘사된 패턴으로 표시 눈금이 프린트되어 있다. 상기 표시 눈금은 분도계(34)와 다각형 설정계(36)가 동심상으로 표시된 것이다. 분도계(34)는 원주를 360으로 분할 표시한 단 단위 눈금(34a)과 십 단위 눈금(34b)이 동심상으로 중첩 표시된 통상의 것이지만 다각형 설정계(36)는 원주의 한 지점을 기준점으로 나타내는 화살표, 그리고 소수 표시눈금 및 배수 표시눈금으로 구분하여 표시되어 있다.

더 상세하게 소수 표시눈금은 원주를 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17 등분하는 지점에 각각 2x, 3x, 5x, 7x, 11x, 13x, 17x로 표시되어 있고, 또 배수 표시눈금은 원주를 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20 등분하는 지점에 각각 4x, 6x, 8x, 9x, 10x, 12x, 14x, 15x, 16x, 18x, 20x로 표시되어 있다.

이러한 소수 표시눈금과 배수 표시눈금은 다각형의 꼭지점 위치에 해당되는 것이다.

상기 원형공(20)에 동심상으로 끼워지는 회전판(4)은 도 1에 묘사된 바와 같이 내측에 직경 10mm 이내의 원 템플릿(40)이 단계별로 다수 뚫려져 있고 전체로서 1/4상한이 절제된 원 형태로 된 것이다. 1/4상한이 절제된 형상에 의해 정의되는 한쪽 절제면의 대략 중간부에는 투명한 커버모양의 축수부(42)가 일체로 형성되어 있고, 또 직교방향으로 연장된 다른쪽 절제면에는 원의 반경을 측정하기 위한 눈금자(44)가 표시되어 있다. 그리고 회전판(4)의 외주측에는 대경원의 작도 시에 중심점으로 되는 소공(46)이 뚫려져 있으며 상기 축수부(42)의 중심에 형성되어 있는 축공(48)에는 가이드판(50)의 나사축(52)이 관통되어 체결너트(54)에 의해 조립된다. 이와 같은 구성의 회전판(4)은 보관 시에 원형공(20)에 끼워진 채로 상기 접이자(38)의 클립(39)에 의해 홀딩되어서 상기 원형공(20)으로부터 탈락되는 일이 없게 정돈된다.

가이드판(50)은 외주 일측에 연필심 등이 관통될 수 있는 통공(56)을 보유하고 있고 이 통공(56)을 경계로 하여 일측에는 원형공(20)의 반경 범위 이내의 원을 정의하는 반경 눈금(50a)이 예를 들면 35, 30. 20. 10mm로 표시되어 있고, 그리고 반대측으로는 상기 회전판(4)이 원형공(20)에 제약받지 않는 상태에서 소공(46)을 중심점으로 하여 작도되는 원의 반경을 정의하는 반경 눈금(50b)이 예를 들면 60, 50, 40mm로 각각 표시되어 있다.

상기 반경 눈금(50a)의 설정은 회전판(4)의 중심에서 해당 치수의 반경으로 그려지는 원호에 가이드판(50)의 통공(56)이 일치하도록 회동시켰을 때에 상기 축수부(42)에서 원형공(20)의 중심을 향해 연장 형성된 내측방 절제면이 상기 가이드판(50)의 외주와 일치되는 지점에 단계적으로 표시되는 것이므로 비등분 표시로 된다.

또 상기 반경 눈금(50b)의 설정도 회전판(4)이 소공(46)을 중심으로 하여 해당 치수의 반경으로 그려지는 원호에 가이드판(50)의 통공(56)이 일치하도록 회동시켰을 때에 상기 축수부(42)에서 원형공(20)의 원주방향으로 연장 형성된 외측방 절제면이 상기 가이드판(50)의 외주와 일치되는 지점에 단계적으로 비등분 표시되는 것이다.

회전판(4)이 소공(46)을 중심으로 회동될 때에는 이를 축 지지하여 주기 위한 압핀(58) 등이 필요하게 되며, 본 발명에서는 압핀(58)의 휴대를 간편히 하기 위하여 상기 가이드판(50)의 나사축(52) 상단에 삽입공(60)을 마련하여 두고 있다.

상술한 구성의 본 발명 만능자로 행할 수 있는 제도 작업은 괘선 긋기, 임의 반경의 원형, 다각형, 임의 크기의 직사각형, 정사각형, 정삼각형, 2등변 삼각형, 직각 삼각형, 정삼각형 그리고 각도 측정 등이다.

괘선 긋기

괘선 긋기는 베이스 플레이트(2)의 양 단변에 형성된 슬릿(31a)(31b)의 눈금자(30c)를 이용하여 괘선 위치를 임의로 분할 표시한 다음 베이스 플레이트(2)의 장변 양 단부를 상기 표시부에 일치시키고 선긋기 하는 방법으로 행할 수 있다.

원형 작도

원형 작도는 회전판(4)에 마련된 원 템플릿(40)에 따라 본을 뜨는 통상적 방법 외에도 회전판(4)을 회동시켜 행하는 2가지 방법이 가능하다.

첫 번째 방법은 회전판(4)을 베이스 플레이트(2)의 원형공(20)에 끼워 맞춰 놓은 상태에서 가이드판(50)의 통공(56)에 연필심 등을 꽂고 상기 원형공(20)이 정의하는 반경에 따라 회전판(4)이 안내되도록 회동시켜 작도하는 방법이 있다. 이 방법에서 작도되는 원형의 반경은 가이드판(50)의 반경눈금(50a)이 회전판(4)의 축수부(42)로부터 연장된 절제면과 일치하는 치수로 설정되는 것이다.

그러므로 체결너트(54)를 약간 이완시키고 가이드판(50)을 회동 조절하고 다시 체결너트(54)를 죄어 고정시키면 작도되는 원형의 반경을 일정 범위 이내에서 임의로 설정할 수 있다.

두 번째 방법은 회전판(4)을 원형공(20)에서 분리하여 자유로운 상태로 놓고 작도하는 방법이다. 이 방법은 회전판(4)의 원주측 소공(46)에 압핀(58) 등을 꽂아 축 지지시킨 상태로 행하는 것이며 이 경우에도 가이드판(50)을 회동시켜서 작도되는 원형의 반경을 임의로 설정할 수 있다. 다만 설정될 수 있는 반경은 가이드판(50)의 반경눈금(50b)이 회전판(4)의 절제면에 일치하여 표시되는 수치 범위로 제한된다.

다각형 작도

다각형의 반경이 원형공(20)의 반경 범위 이내일 때는 회전판(4)을 원형공(20)의 내부에서 회동시켜 가면서 그 눈금자(44)가 상기 원형공(20)의 외주에 표시된 다각형 설정계(36)의 소수 표시눈금 또는 배수 표시눈금 중에 선택된 눈금과 일치할 때마다 선을 그어 원주를 분할 표시한다.

더 상세하게 설명하면 3각형, 5각형, 7각형, 11각형, 13각형, 17각형과 같이 소수로 분할되는 다각형은 소수 표시눈금의 3x, 5x, 7x, 11x, 13x, 17x와 일치될 때마다 표시하고, 또 4각형, 6각형, 8각형, 10각형, 12각형, 14각형, 15각형, 16각형, 18각형, 20각형 등은 4x, 6x, 8x, 10x, 12x, 15x, 16x, 18x, 20x로 표시된 배수 표시눈금 및 여기에 상기 소수 표시눈금의 공약수로 되는 2x, 3x, 5x, 7x 중에서 해당되는 위치마다 분할 표시한 다음, 각각의 표시된 위치를 선으로 이어주면 소망하는 다각형이 작도된다.

또, 상기 원형공(20)의 반경 범위 이상으로 되는 다각형의 작도도 상기와 동일하게 행해지고 단지 각각의 표시된 위치에서 방사방향으로 더 연장시켜 큰 반경의 원주를 분할시킨 다음에 이어나가기만 하면 되는 것이다.

이를 8각형의 작도예로 설명하면, 도 4로 묘사한 바와 같이 원(C)을 작도하고 그 원(C)의 외주가 다각형 설정계(66)의 눈금 중에서 2x, 4x, 8x에 일치되는 위치마다 선(S)을 그어 분할한 다음 이들을 이어나가면 소망하는 8각형(E)이 작도된다. 상기와 같은 8각형의 작동에서 2x, 4x가 선택되어야 하는 이유는 이들 숫자가 8x를 정제할 수 있는 공약수이기 때문이며, 마찬가지로 10각형의 경우에는 그 공약수를 포함하여 2x, 5x, 10x를 선택해야 한다.

사각형 작도

사각형은 상기 다각형 설정계(36)를 이용하여 임의 규격의 정사각형을 작도하는 방법 외에, 베이스 플레이트(2)에 뚫려 있는 정사각공(22)을 이용하여 정사각형과 직사각형을 작도하는 방법으로 행할 수 있다. 이 경우에 정사각공(22)의 각 변에 표시된 눈금을 통하여 작도하고자 하는 사각형의 규격을 결정할 수 있다.

삼각형 작도

삼각형의 작도도 상기 다각형 설정계(36)를 이용하여 임의 규격의 정삼각형을 작도하는 방법 외에, 베이스 플레이트(2)에 뚫려 있는 정삼각공(24), 직각 삼각공(26), 2등변 삼각공(28)을 이용하여 행하는 방법으로 할 수 있다. 이 경우에도 정삼각공(24)과 직각 삼각공(26), 2등변 삼각공(28)의 각 변에 표시된 눈금을 통해 임의 규격의 것으로 작도가 가능하다. 직각 삼각공(26)은 도시한 바와 같이 예각이 45도로 되어 있으므로 이것만으로는 예각이 30도와 60도로 되는 직각 삼각형은 작도할 수 없지만 이등변 삼각공(28)의 예각이 30도로 되어 있기 때문에 상기 정삼각공(24)의 각도 60도에 이등변 삼각공(28)의 예각 30도를 주합 시켜서 예각이 30도, 60도로 되는 직각 삼각형도 작도할 수 있다.

각도 측정

각도 측정은 회전판(4)의 눈금자(44)를 분도계(34)의 기준점에 일치시킴과 아울러 여기에 피측정각의 어느 한 변을 일치시키면 각을 이루는 다른 변이 분도계(34)의 눈금과 일치되어 그 각을 표시하게 되는 것이므로 기존 분도계를 사용하는 것보다 간편하면서도 더욱 정확하게 각을 측정할 수 있다.

도 5는 본 발명에 관련된 회전판(4)의 축 지지를 위한 다른 실시예를 도시하는 평면도이다.

이 실시예에서 회전판(4)은 베이스 플레이트(2)의 원형공(20) 외주측에 등분 배열된 복수개의 롤러(62)로 지지되는 구성을 보여주고 있다.

롤러(62)는 더 구체적으로 상기 베이스 플레이트(2)의 두께에 대하여 1/2 이하의 치수를 가지는 것이며, 이들은 원형공(20)의 주변으로 마련된 홈 형태의 시트(64) 내측에 회동 가능하게 배치되는 것이다.

도 6은 상기 롤러(62)의 회동 구조를 예시하고 있다.

각각의 롤러(62)는 베이스 플레이트(2)의 시트 중심에서 일체로 기립 형성된 고정축(66)상으로 축 지지되어 있고, 또 회전판(4)은 상기 롤러(62)의 외주면에 형성된 환상홈(68)에 그 외주를 삽입 연계시킨 상태로 회동 가능하게 지지된다.

이러한 구성은 상기 회전판(4)과 원형공(20) 사이의 접촉면이 좁아짐에 따라 마찰력이 작아져서 회전판(4)의 회동 조작이 부드럽게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 베이스 플레이트의 원주공에 회전판을 조합시키고 가이드판에 마련된 통공으로 연필 심 등을 끼워 넣어 회동시킴에 따라 임의 반경의 원형을 간편하게 작도할 수 있을 뿐만 아니라 기타 삼각형, 사각형 그리고 그 이상의 다각형도 쉽게 작도할 수 있어서 빈번하게 도형 등을 기입해야 하는 차트 작업이나 문서 등의 작성에 효율적으로 이용될 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 발명에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

1. 내주면이 단부(32)로 형성되고 외주에는 분도계(34)와 다각형 설정계(36)가 동심상으로 표시된 원형공(20)을 보유하는 베이스 플레이트(2)와; 1/4상한이 절제된 원형상으로 되며 한쪽 절제면의 대략 중간부에는 중심에 축공(48)이 뚫려진 투명한 커버 모양의 축수부(42)가 설치되고 다른쪽 절제면에는 눈금자(44)가 표시되어 있으며 상기 축수부(42)에 대칭으로 되는 외주 상에는 소공(46)이 뚫려져 있고 상기 단부(32)를 타고 회동 가능하게 설치되는 회전판(4)과; 상기 축수부(42)의 축공(48)으로 관통되어 체결너트(54)에 의해 연결되는 나사축(52)이 중심에 설치되어 있고 외주에는 통공(56)이 뚫려져 있으며 이 통공(56)의 양측방으로는 각각 반경 눈금(50a)(50b)이 표시되어 있는 가이드판(50)으로 구성된 만능자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트(2)는 내측에 템플릿 정사각공(22)과, 정삼각공(24), 직각 삼각공(26) 및 2등변 삼각공(28)을 포함한 구성으로 됨을 특징으로 하는 만능자.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트(2)의 외주변에는 눈금자(30a)(30b)(30c)가 표시된 구성으로 됨을 특징으로 하는 만능자.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 다각형 설정계(36)는 원주의 한 지점을 기준점으로 나타내는 화살표, 그리고 소수 표시눈금에 해당하는 2x, 3x, 5x, 7x, 11x, 13x, 17x와 배수 표시눈금에 해당하는 4x, 6x, 8x, 9x, 10x, 12x, 14x, 15x, 16x, 18x, 20x로 표시된 구성으로 됨을 특징으로 하는 만능자.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트(2)의 일측변에는 접이자(38)가 축 연결되어서 접히거나 펼쳐질 수 있는 구성으로 됨을 특징으로 하는 만능자.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트(2)의 원형공(20)은 그 외주측에 등분 배열되는 복수개의 롤러(62)를 보유하고 있고, 상기 롤러(62)에 의해 회전판(4)이 회동 가능하게 지지된 구성으로 됨을 특징으로 하는 만능자.

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