WO2006022149A1

WO2006022149A1 - 比率分割用ノギス

Info

Publication number: WO2006022149A1
Application number: PCT/JP2005/014728
Authority: WO
Inventors: Junichi Nakajima
Original assignee: Junichi Nakajima
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2006-03-02
Also published as: TW200724860A; JPWO2006022149A1

Abstract

二つの寸法が黄金分割を構成しているかどうか、高精度で分り易い表示、良好な操作性、幅広い用途、を可能にする。ノギスと類似のスライド機構により黄金分割を表示させる。その手段の一つには、主スライダ部の他、副スライダ部を設け、主スライダ部にピニオンを、本尺部と副スライダ部とにラックを設け、主スライダ部移動ａにより駆動力を発生させ、黄金比の寸法ｂで副スライダを移動させる。その他の手段の一つには、第１の計測寸法値ａを寸法計測手段により計測、演算装置に記憶させ、第２の計測寸法値ｂを、演算装置によりその比率ｂ／ａと所定の比率定数ｘとの誤差ｂ／ａ－ｘを演算し、その誤差から文字列や他の数値を演算し、例えば　黄金比からの誤差０．５％　、あるいは　最も近い整数比　２／３　など、と表示させる。

Description

明細書

比率分割用ノギス

技術分野

[0001] 本発明は比率分割位置の指示と寸法計測が容易なノギスに関するものである。

背景技術

[0002] 2つの寸法間の比が黄金比となるものは、自然界や美術工芸品等の中に数多く見いだされる。黄金比は多くの人にとって、違和感のない自然さや美しさを感じさせる寸法比として、古代より、知られている。美観は商品価値を高める大きな要素であるため、工業製品、あるいは建築などのデザインやその寸法の決定において、黄金比が活用されている。歯科や形成外科の医療分野でも、手術後に不自然さを感じさせないために、あるいは、積極的に審美上の効果を目的として、黄金比の活用が行われ、現代においても活用範囲は広い。

[0003] 黄金分割の関係であるかどうか調べるには、 2つの寸法値を定規やノギスなどで計測し、電卓でその比率を計算して黄金比となっているかどうか検討する方法がごく一般的だが、多数の寸法値を調べる必要がある場合、これは面倒で非効率的な方法である。調べたいその場で、黄金分割の関係であるかどうか一目で判断出来る計測具があると便利である。また、同じ動作で一挙に寸法まで測ることの出来る計測具があると一層便利である。

[0004] 一目で黄金分割の関係であるかどうか判断出来る黄金比の計測具の例として図 10 のようなコンパス状のリンク構造のものが知られている。（例えば特許文献 1参照）黄金分割の関係であるかどうかはリンク先端の 3つの指示ポイントで示され、一目でわかる。しかし、開き角度が小さいと、中間の指示ポイントは 4つのリンクがつぶれた形になるので、指示位置がぐらついて十分な精度を出すことが難しい。開き角度が大き過ぎても指示ポイントの針先 (リンク先端)が横向きになって、やはり十分な精度を出せな!、。また寸法値自体を直接計測できな、などの問題がある。

特許文献 1 :実開平 5— 70991号公報

[0005] この改善策としては、図 11の黄金分割の計測具がある。（例えば非特許文献 1参照） 5本のリンクを用いた巧妙な機構で前述した中央の指示ポイントのガタを押さえている。しかし、 3つの指示ポイントの位置や寸法比を正確にすることは製作上も容易ではない。また、構造上あまり大きく開き角度を広げられず、本体の大きさに比べて計測できる寸法範囲が限られる。リンク先端の鋭角の部分で位置が示されるため非計測対象の計測位置の 3点が直線上に並んでいないとかえって計り難い。さらに、構造上分解し難い。開度の微調整が難しぐ精度を良くしょうとすると逆に動きがかたぐ片手では使用しにくい。逆に、一旦、ピンジョイント部分が緩むと、開度位置が保持されず、動きの固さの調整も難しい。また、寸法値は直接表示されないなど、諸問題があつた o

非特許文献 l : Paul B. Feinmann, Dr. med. den. , D. D. S. 著「歯科における審美性に関する問題を解決する簡単な測定器具ゴールデン 'ルーラー」東京歯科産業株式会社 2003

[0006] また、これらのようなリンク機構によらない計測具としては、比例分割器の出願例 (特許文献 2参照）がある。この比例分割器の出願において開示された技術を図 12及び、図 13によって説明する。細長いキャリア 101上の中央部に参照指標 102を設け、この参照指標 102のそれぞれ反対側に位置する可動指標 103, 104を有するラック糸且立体 105, 106 (それぞれの組立体の一体となっている部分を明確にする為、斜線で示す。）が、キャリア 101上の中央部に同軸一体回転するように取り付けられ定められた直径比（黄金比など）の大小のピ-オン 107, 108により、互いに反対側に、同時に、移動することにより、定められた直径比（黄金比など）の距離を平行移動するものである。

[0007] この方式によれば、図 13で示すように、 2つの参照指標を開いて、参照指標と可動指標との寸法が最大となる位置や、図 12で示すように 2つの参照指標を閉じて、参照寸法と可動指標との示す位置が一致する位置など、 Vヽずれの場合にぉヽても計測可能寸法 aより比例分割器の幅 L2、あるいは L3が大きい。特に図 13の参照指標と可動指標とが最大寸法となる位置では、測定可能な最大寸法の倍程にこの比例分割器の幅 L2が大きくなつてしまう。つまり、この方式によれば、参照指標を開いても、閉じても、ラックが細長、キャリア 101の外部に突き出すと!、う実用上致命的な問題がある。

[0008] すなわち、両ラックが計測の邪魔になるとともにラック自体も汚損、損傷しやすい。また例えば机上に置かれた被計測対象の机上面からの垂直方向の計測や、狭い場所での計測が困難である。また、片手では使い難い、寸法計測手段が開示されていない、など多くの問題がある。

特許文献 2：特開昭 60— 67199号公報

[0009] ノギスを用いて、ノギス自体の演算装置内部で演算まで行う例としては、特許文献 3 に示すものがある。指の大きさを測って、指輪サイズまたは番数の選択を演算し、表示するものであるが、計測した 2つの寸法値を相互に用いた演算機能は無い。ある 1 つの計測寸法値を基準として、他の計測寸法値の比率を演算し、表示し、黄金比であるかどうか、その誤差を演算し、表示する機能は無い。

特許文献 3：特開平 8— 193827号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 解決しょうとする問題点は、 2寸法間の黄金分割関係の発見や適用において、計測具自体の大きさと比べて計測範囲が狭ぐ精度が一定せず、開度の微調整が難しぐ正確に計測しにくぐあるいは狭い場所で使い難ぐ片手では扱い難い、などという操作性、実用性の悪さの問題である。

課題を解決するための手段

[0011] 課題解決の手段として、リンク機構を用いず、直尺上のスライド機構により黄金分割を表示させる。本発明の手段の一つは 1回のスライド移動動作で黄金分割を 3点表示する方法である。すなわち、本尺部上の一端に配したジヨウの、指示点もしくは、スライド方向と直角な基準線上から、それ自体のスライド可能な範囲の一方の終端において、この指示点もしくはこの基準線と、それぞれ重なる指示点もしくは基準線を有する主'副の 2つのスライダ部が同一方向へ平行移動するスライド構造とし、副スライダ部を中間に、主スライダ部を副スライダ部よりも、前記本尺部上の一端に配したジョゥから遠い位置に、配置することと、主スライダ部の前記本尺部上の一端に配したジヨウの指示点もしくは基準線からの移動距離を a、副スライダ部の移動距離を b、としたときの bZaを黄金比とすると、その主スライダ部に同軸一体回転可能にピッチ円直径比が 1一黄金比の大小ピ-オンを設け、本尺部と副スライダ部のラックが主スライダ部力見て同一の向きに移動することと、を主要な特徴とする。

[0012] また、本発明の他の一つは、スライド動作 2回目に 1回目のスライドによる寸法との比率で、または予め定められた比率のうち最も近い比率と誤差で表示するものである。すなわち、第 1の測定ジヨウを有する本尺部と、この本尺部に移動自在に取り付けられた第 2の測定ジヨウを有するスライダ部と、これら測定ジヨウ間の寸法値を検出する寸法検出手段と、この寸法値を確定入力する入力確定スィッチと、 2以上の寸法値から演算を行う演算手段と、その演算結果の表示手段と、を備え、第 1の入力確定寸法値と第 2の寸法値の比率を演算し、さらに、前記演算装置に予め記憶した定数と前記比率との誤差または比率を演算し、その演算結果を表示する。

[0013] ただし、ここに黄金分割とは a : b = b : c、ただし a = b + c (ゆえに a >b >c)の関係をいうものとし、黄金比とは黄金分割 1. 618 : 1や 1 : 0. 618もしくは 0. 618 : 0. 382のなかに現れる数値 1. 618や 0. 618もしくは 0. 382、及び、より厳密な値や近似値をさすものとするが、本発明の応用上は、任意の定数や定義式などをも含むものとする。また、記述の煩瑣を避けるために、黄金比を一応 0. 618として説明をする。

発明の効果

[0014] 本発明に係る構造によれば、ラックが直尺部からはみ出さずに内部に納まり保護され、ラックの汚損や破損、あるいは計測の邪魔になることもない。また、片手で外側のスライダ部をスライドさせるだけで、内側のスライダ部も黄金比分だけ移動し、その外側のスライダ部をスライドさせる移動量も微調整が容易で、寸法の大小によらず誤差の変動が少なく精度が高ぐ計測器自体の大きさもコンパ外で、計測の邪魔にならず、計測範囲が広ぐ活用範囲の広い、扱いやすいものになるという利点がある。

[0015] また、上記のラックゃピニオンなどが全てこの比例分割ノギスの片側の面に設けることが出来るので、その面の反対側の面にバーニヤや目盛、その他の寸法検出手段を、従来のノギスと同様に、容易に取り付けられるので、その場合には黄金比の確認と同時に寸法値自体を直接、読み取ることができると、うメリットもある。

図面の簡単な説明 [0016] [図 1]図 1は本発明の比率分割用ノギスの、つぱいに開!、た状態を示した正面図である。（実施例 1)

[図 2]図 2は他の様態である、寸法の比率や近似式表示の場合の、外形図に回路構成を示すブロック図を重ねた説明図である。（実施例 3)

[図 3]図 3は図 1の寸法検出手段を有する裏面の図である。（実施例 1)

[図 4]図 4は閉じた状態の正面図である。（実施例 1)

[図 5]図 5は本尺部 1のみを示した正面と側面の図である。（実施例 1)

[図 6]図 6は副スライダ部 2のみを示した正面と側面の図である。（実施例 1)

[図 7]図 7は主スライダ部 3のみを示した正面と側面の図である。（実施例 1)

[図 8]図 8は歯車列にアイドラ 61を用いた他の実施例である。（実施例 2)

[図 9]図 9は図 8に示す切断位置での拡大断面図である。（実施例 2)

[図 10]図 10は従来の 4節リンク機構によるコンパス状の比例分割器の例である。

[図 11]図 11は従来の他のリンク機構による比例分割器による実施例である。

[図 12]図 12は従来のラックとピ-オンによる比例分割具の参照指標と可動指標とが一致する、閉じた状態の説明図である。

[図 13]図 13は従来の比例分割具の参照指標と可動指標とが最大寸法となる、いつぱヽに開、た状態の説明図である。

[図 14]図 14は従来のノギスの内側計測用ジヨウの位置を示す図である。

符号の説明

[0017] 1 本尺部

2 副スライダ部

3 主スライダ部

11 長手方向に溝が形成された直尺部

12 主ラック

13 副ラック

14 固定ねじ

15 大ピニオン

16 小ピニオン 21 直尺部の外側測定用ジヨウ

22 直尺部の内側測定用ジヨウ

23 副スライダ部の内側測定用ジヨウ

24 主スライダ部の外側測定用ジヨウ

25 主スライダ部の内側測定用ジヨウ

31 主バーニヤ目盛

32 副バーニヤ目盛

51 本尺部の内側測定用ジヨウの指示線

52 副スライダ部の内側測定用ジヨウの指示線

53 主スライダ部の内側測定用ジヨウの指示線

54 本尺部の外側測定用ジヨウの指示線

55 主スライダ部の外側測定用ジヨウの指示線

56 本尺部の内側測定用ジヨウ先端の指示点

57 副スライダ部の内側測定用ジヨウ先端の指示点

58 主スライダ部の内側測定用ジヨウ先端の指示点

61 アイドラ

101 細長いキャリア

102 参照指標

103 第 1の可動指標

104 第 2の可動指標

105 第 1のラック組立体

106 第 2のラック組立体

107 大ピ-オン

108 小ピ-オン

発明を実施するための最良の形態

対象形状の中から黄金比を構成する寸法関係を効率的に見出す、あるいは黄金比を多角的に適用して形状を生み出す、もしくは美感や自然な感じに対する客観的データをあたえるため、多目的に使え、使い勝手が良ぐ寸法の比率関係の指示、及び寸法採取を行うという目的を、単純な構造で、精度よく実現した。

実施例 1

[0019] 図 1は比率分割用ノギスの 1実施例である。大きくは 3つの部分力もなり、直尺部 1、副スライダ部 2、主スライダ部 3からなる。図 3はその裏面の寸法検出手段の一例を示す、この寸法検出手段は従来のノギスと同様なので詳細は略すが、副スライダ部 2と主スライダ部 3に寸法検出手段であるバーニヤ目盛 32, 31を有していて、それぞれ図の b寸法， a寸法を精密に計測できる。本尺部 1は図 5に示すように中央長手方向に溝が形成された直尺部 11を有し、ほぼ全長にわたって主ラック 12が設けられている。副スライダ 2は図 6に示すように副ラック 13が固定されている。主スライダ部 3は図 7に示すように大小のピ-オンが一体同軸で回転可能に取り付けられ、大ピ-オン 1 5は本尺部 1の主ラック 12と、小ピ-オン 16は副スライダ 13と互いに嚙合って、かつ、図 4のようにこれら 3つの部分が閉じるように取り付けられて、る。

[0020] 即ち、本尺部 1の外側測定用ジヨウ 21の指示線 54と主スライダ部 3の外側測定用ジョゥ 24の指示線 55、及び本尺部 1の内側測定用ジヨウ 22、副スライダ部 2の内側測定用ジヨウ 23、主スライダ部 3の内側測定用ジヨウ 25の各指示線 51, 52, 53、及びそれぞれの先端の指示点 56, 57, 58がー致するように、副スライダ部 2と副ラック 13とが長手方向に位置を調整して固定ねじ 14により固定されて、る。

[0021] 大ピ-オンと小ピ-オンのピッチ円直径の比は 1一黄金比、即ち 0. 382に選定されている。図 1のベクトル (矢印）で示すように、主スライダ部 3を図の右に例えば aだけ移動させると、大小ピ-オンは右回転するため副スライダ部 2は主スライダ部 3から c の距離、相対移動することになる。即ち、図 3において寸法関係で表すと、副スライダ部 2が主スライダ部 3側に近寄った黄金分割 b： cを指し示す。大ピ-オン 15と小ピ- オン 16のピッチ円直径の黄金比として 0. 618とした場合には、逆に、副スライダ部 2 は本尺部 1のジヨウ 22の方に近寄った黄金分割 c : bを指し示すことができる。

[0022] 図 3は裏面の寸法検出手段の一例を示す。通常のノギスと同様に外径や内径の寸法計測が可能な他、黄金分割関係における a寸法や b寸法の直接計測が可能である。また、図 14の A部で示すように直尺部の内側測定用ジヨウが図の最左端部から引つ込んで配された、通常のノギスの形状と異なり、図 1で示すように本尺部 1の内側計測用ジヨウ 22の指示線 51がノギス最左端部にあるので、机上に置かれた物体の高さ計測など端面力の計測が可能である。

[0023] このようにして、通常のノギスと同様、片手でも、主スライダ部を大きく動かすことも、小さな微調整も可能となり、 a, b, cの 3寸法間の黄金分割関係の発見や所要寸法の決定が精度良ぐ容易になるという効果がある。また、机上や狭い場所でもラック 12, 13 が測定の邪魔になることもなぐ共に本尺の内側の溝で保護されるので、ラックが損傷しにくぐ左右の端部力外に突き出すこともないので被計測対象を傷めないという効果もある。

[0024] また、寸法計測基準の位置は従来、リンク先端部などの 3つの指示点で示され、本発明による方式においても図 12の B部で示す鋭角の先端部と同様の三角形状の指示点 3点とすることも可能であるが、実施例 1の方式によれば、各ジヨウ端部の各指示線力 S3本の平行な直線であり、被計測対象の 3点が正確に一直線上にな、場合など、より正確な計測や位置の表示が可能となるメリットもある。外側計測用ジヨウ 21, 24で被計測物を挟んで正確な寸法を計測した上で、その被計測物を机などの平らな面において、特徴的な部分が黄金分割位置にあるかどうか、理想位置の寸法はいくらなのかといった計測や検討も容易になり、用途が拡大する。

[0025] さらにまた、本発明では本尺部 1や主ラック 12、副ラック 13を、より長く製作するだけで、計測可能範囲が容易に拡大可能であるので、広範囲の黄金分割関係の抽出や寸法計測、所要寸法の決定が可能になり、さらに広い分野での応用が可能になるメリットカ Sある。

[0026] くわえて、本発明の黄金分割関係位置を指示する機構によると、図 3で示したノギスの片側の面にはこれらのラック 12, 13ゃピニオン 15, 16などがないので、従来のノギスと同様の寸法検出手段を具備することが容易に可能である。すなわち、図 3の主カーソル部 3及び副カーソル部 2のバーニヤ目盛 31, 32という寸法検出手段による他、ピ-オンラックによるダイヤル表示や電磁的計測手段によるデジタル表示が実施可能であり、寸法の読取精度がより向上し、また寸法の読取が容易になるという効果を奏する。

実施例 2 [0027] 図 8の実施例は主スライダ部 3に歯車列が取り付けられて、本尺部 1の主ラック 12と副スライダ部 2の副ラック 13とが、寸法比 cZa (c = a— b)で同一方向に平行移動する歯車機構の第 2の例である。本尺 1上を主スライダ部 3が図 8の右方向に移動すると、主ラック 12によりアイドラビ-オン 61は右回転を生じ、これと嚙合う大歯車 15が左回転を生じる。同軸一体回転をする大歯車 15と小ピ-オン 16のピッチ円の直径比を 1 —黄金比（ = cZa)、例えば 0. 382とすると、実施例 1と同様の作用を生ぜしめる。ァィドラ 61は速度比には影響しな、。

[0028] さらにこの他の実施例として、アイドラは副ラック 13を主スライダ部 3から見た相対速度の方向を、主ラック 12の主スライダ部 3から見た相対速度の方向と、一致させるために用いていれば、この図 8で示された方法の他、何個あってもよぐまた副ラック側と嚙合うものであってもよい。さらにピッチ円の直径比が前記とは必ずしも同一ではない同軸一体回転をする大小歯車が、複数個配置され、互いに嚙合って、主ラック 12 の移動速度と副ラック 13の移動速度との比を 1 黄金比にするものであっても、同様の作用を生じさせることが出来る。

[0029] なお、前記の全てのピ-オン及びアイドラはこれらのピッチ円直径と相等しい外径のローラに、ラックは前記ローラ用の走行路に、代替して実施することができ、コストダウンゃ低騒音化の効果を奏する。

[0030] さらに前述のラックとピ-オンの嚙合わせをワイヤーと滑車 (例えばツイストワイヤーを滑車に一撒き巻き、該当ラックと同様の形状かつ取り付け方法であって、歯の無いラック状部材に、該当ラック両端相当の位置で前記ツイストワイヤー各端を固定して配置する例）、チェインとチェイン車 (例えば、チェインを直線状に引っ張り、前記ラック状部材に、該当ラック両端相当の位置でチェイン各端を固定する例）、タイミングベルトとタイミングベルト車 (例えば、前記チェインと同様の固定方法の例）、などの組み合わせに代替して実施することができ、安価に大型化が可能で、ごみ詰りなどに強くなるという実用上の効果を奏する。

実施例 3

[0031] 図 2の実施例は 2回のスライド動作で黄金分割の関係を表示する例を示す。スライド部をスライドし、寸法 aを寸法検出手段たる変位検出器によって検出し、入力確定スイッチを押して、第 1の入力確定寸法値 aを演算装置たる演算制御部に記憶させる。さらにスライド部をスライドさせ、そのときの寸法 bを検出し、比率 bZaを演算装置で演算する。演算装置には予め、例えば、 1、 0. 382、 1/2, 2/3, 3/5, 5/8, 8/ 13、 0. 618、 2の平方根の逆数、 3の平方根の逆数、円周率の逆数、などの諸定数を記憶させ、これら諸定数、もしくは 1 諸定数と、前記演算した比率との誤差を演算する。モード選択スィッチを寸法表示とした場合、 a寸法 XX. xmm b寸法 yy. y mm c寸法 zz. zmm などと表示装置たるデジタル表示器で表示する。また、モード選択スィッチをパーセント表示とした場合、 b寸法 ss. sパーセント c寸法 rr. r パーセントなどと表示する。モード選択スィッチを近似式表示とした場合、 b寸法 3/8 jmm c寸法 5Z8 誤差 kk. kmm 、あるいは最も近い整数比 2

/3 、などと一度に、もしくは順次、表示する。

[0032] この方式によれば、例えば評価の定まった名機、名作、名品とされるデザインを分析する場合など、一度全体寸法 aを入力確定すると、各特長点の位置 bを次々に変えながら、全体に対する割合や、どのような定数で分割したのか容易にかつ効率的に分析可能となる。特徴のある点の分割比が 2/3であるの力、それとも黄金比 0. 618に対して誤差何パーセントとしているの力あるいは、むしろ 3の平方根の逆数に近いの力、または、黄金分割にほとんど無関係といえるの力、黄金分割位置が何処の特徴点にあたるの力などといった検討が、大きくても小さくてもかなり広い寸法範囲で、精度よぐ机上でも現場でも、被計測対象が実物であっても画像や図面であっても、容易におこなえるようになる。また、多様な分野で用途が拡大でき、分析だけでなく新規デザインなどの創作活動にも応用可能である。

産業上の利用可能性

[0033] 万人向けに美しく自然な印象の形状を生み出すことが求められる用途に適用できる。例えば歯科や形成外科などの審美医療用計測器具として、あるいは時計や自動車等の機械製品、建築、宝飾品、玩具、またはイラストや映像作成のための計測器具としてデザインの分析や客観評価、あるいは新規設計時の利用ができる。むろん、ノギスとしても外径や内径の計測などに使用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 直尺部と、この直尺部の一端に第 1の測定用ジヨウと、この直尺部に平行して主ラックと、を備えた本尺部と、第 2の測定用ジヨウと、それ自体のスライド方向に平行して副ラックと、を備え、前記直尺部に移動自在に取り付けられた副スライダ部と、第 3の測定用ジヨウと、回転可能に取り付けられた大小のピニオンと、を備え、前記直尺部に移動自在に取り付けられた主スライダ部と、を具備し、前記本尺部の第 1の測定ジヨウ側と前記主スライダ部との中間に、前記副スライダ部が配置されており、前記主ラックと前記大ピニオン、前記副ラックと前記小ピニオンと、が直接もしくは他の歯車を介して嚙合わされ、前記主ラックと前記副ラックと、が前記主スライダ部から見て常に同じ側に移動するように大小のピ-オンが配置された、比率分割用ノギス。

[2] 第 1の測定ジヨウを有する本尺部と、この本尺部に移動自在に取り付けられた第 2の測定ジヨウを有するスライダ部と、これら測定ジヨウ間の寸法値を検出する寸法検出手段と、この寸法値を確定入力する入力確定スィッチと、 2つ以上の検出した寸法値から演算を行う演算手段と、その演算結果の表示手段と、を備え、第 1の入力確定寸法値と第 2の寸法値の比率を演算し、さらに、前記演算装置に予め記憶した定数と前記比率との誤差または比率を演算し、表示する比率分割用ノギス。

[3] 本尺部の内側測定ジヨウの指示線が本尺部の最も端の位置に設けられ、かっこの測定ジヨウの指示線力 Sスライド部の移動方向と直角に配されてなる前記請求項 1の比率分割用ノギス。

[4] 本尺部の内側測定ジヨウの指示線が本尺部の最も端の位置に設けられ、かっこの測定ジヨウの指示線力 Sスライド部の移動方向と直角に配されてなる前記請求項 2の比率分割用ノギス。

[5] 本尺部、または主スライド部、もしくは副スライド部、の少なくとも 1つに、寸法検出手段を有する前記請求項 1の比率分割用ノギス