(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作図情報を入力する入力手段と、紙面に対してＸＹ方向に移動可能なペンアームと、前記作図情報に基づいて前記ペンアームをＸＹ方向へ移動制御する制御手段と、ペンを保持するとともに上下動可能に且つペンを紙面に対して傾斜させるために前記ペンアームに傾斜可能に設けた保持手段と、ペンを紙面に向けて押圧する押圧手段とを備え、
この押圧手段は、前記ペンアームの先端に回動可能に立設した第１軸と、前記保持手段を上下動させるためのアーム部を有し且つそのアーム部が上下方向に回動するパウルと、第１軸に沿って上下動可能に嵌合され且つ第１軸の回動とともに回動移動して前記アーム部の下方位置とこの下方位置から外れた位置へ移動するスペーサ部を有するスペーサとを備え、
前記アーム部を下方に回動させて前記保持手段を下降させ、前記スペーサ部がアーム部の下方位置に位置しているとき、その下方に回動するアーム部がスペーサ部を押圧して前記保持手段を下方へ押圧することにより筆圧を加え、前記ペンアームをＸＹ方向へ移動制御することにより作図していく自動作図機であって、
ペンアームの先端に傾動可能な第２軸を立設し、
前記保持手段をこの第２軸の傾動により傾動させ且つ第２軸に沿って上下動可能に設け、
第１軸を回動させて前記スペーサ部をパウルのアーム部の下方位置とこの下方位置から外れた位置へ移動させる切換手段を第１軸に設け、
この切換手段の回動操作によって、前記スペーサ部が前記アーム部の下方位置に位置されたとき、ペンが紙面に対して直交状態となるように第２軸をペンアームに対して垂直状態にし、前記スペーサ部がパウルのアーム部の下方位置から外れた第１位置に位置されたとき、ペンが紙面に対して直交状態となるように第２軸をペンアームに対して垂直状態にし、前記スペーサ部がパウルのアーム部の下方位置から外れた第２位置に位置されたとき、ペンが紙面に対して所定角度傾斜した状態となるように第２軸を傾斜させることを特徴とする自動作図機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、作図情報に基づいてペンアームをＸＹ方向へ移動させる自動作図機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、作図情報を入力するキーボードを備えた本体と、この本体から突出するとともに紙面に対してＸＹ方向に移動可能なペンアームと、前記作図情報に基づいて前記ペンアームをＸＹ方向へ移動制御する制御装置と、前記ペンアームに設けられペンを保持するペン保持部材とを備えた自動作図機が知られている（実開昭６２−３８１８７号公報参照）。
【０００３】
ペン保持部材１は、図１７に示すように、ペンアーム２の先端に固定された固定部材３と、この固定部材３に回動可能に設けられた回動部材４とを備えている。回動部材４には中空ペン５を保持する保持部６が形成されている。
【０００４】
この回動部材４の回動角を調整することによって紙面７に対する中空ペン５の傾斜角αが調整され、これによって中空ペン５から吐出されるインク量を調整することができ、ムラのない線を描くことができるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この自動作図機にあっては、吐出されるインク量が適正となる角度をさがすために中空ペン５の角度調整を毎回行わなければならず、非常に面倒であるとい問題があった。また、図１７に示すように保持部６にペンシルを取り付けて使用すると、ペンシルが紙面７に対して傾いていることにより芯が折れてしまうという問題が発生する。
【０００６】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な操作で中空ペンを紙面に対して適正な角度にすることができ、また、ペンシルを取り付けた場合には芯を折ることのない自動作図機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、作図情報を入力する入力手段と、紙面に対してＸＹ方向に移動可能なペンアームと、前記作図情報に基づいて前記ペンアームをＸＹ方向へ移動制御する制御手段と、ペンを保持するとともに上下動可能に且つペンを紙面に対して傾斜させるために前記ペンアームに傾斜可能に設けた保持手段と、ペンを紙面に向けて押圧する押圧手段とを備え、
この押圧手段は、前記ペンアームの先端に回動可能に立設した第１軸と、前記保持手段を上下動させるためのアーム部を有し且つそのアーム部が上下方向に回動するパウルと、第１軸に沿って上下動可能に嵌合され且つ第１軸の回動とともに回動移動して前記アーム部の下方位置とこの下方位置から外れた位置へ移動するスペーサ部を有するスペーサとを備え、
前記アーム部を下方に回動させて前記保持手段を下降させ、前記スペーサ部がアーム部の下方位置に位置しているとき、その下方に回動するアーム部がスペーサ部を押圧して前記保持手段を下方へ押圧することにより筆圧を加え、前記ペンアームをＸＹ方向へ移動制御することにより作図していく自動作図機であって、
ペンアームの先端に傾動可能な第２軸を立設し、
前記保持手段をこの第２軸の傾動により傾動させ且つ第２軸に沿って上下動可能に設け、
第１軸を回動させて前記スペーサ部をパウルのアーム部の下方位置とこの下方位置から外れた位置へ移動させる切換手段を第１軸に設け、
この切換手段の回動操作によって、前記スペーサ部が前記アーム部の下方位置に位置されたとき、ペンが紙面に対して直交状態となるように第２軸をペンアームに対して垂直状態にし、前記スペーサ部がパウルのアーム部の下方位置から外れた第１位置に位置されたとき、ペンが紙面に対して直交状態となるように第２軸をペンアームに対して垂直状態にし、前記スペーサ部がパウルのアーム部の下方位置から外れた第２位置に位置されたとき、ペンが紙面に対して所定角度傾斜した状態となるように第２軸を傾斜させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わる自動作図機の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は自動作図機１０の外観を示したものであり、１１は本体で、この本体１１の上面には作図情報を入力する複数の操作キー（入力手段）１２が設けられた操作部１３と、入力した作図情報を表示する表示部１４とが設けられている。
【００１０】
本体１１の側面１１Ａに図示しない長方形の開口が形成され、この開口からペンアーム１５が突出されている。このペンアーム１５は、前記開口に沿ってＸ方向へ移動可能となっており、また、Ｙ方向へ移動できるように進退可能となっている。
【００１１】
本体１１内には、ペンアーム１５をＸ方向へ移動させるステッピングモータ（図示せず）と、ペンアーム１５をＹ方向へ移動させるステッピングモータ（図示せず）と、後述する基板３１（図２参照）を昇降させるソレノイド１６と、これらステッピングモータやソレノイド１６を制御したり、表示部１４に作図情報を表示させたりする制御装置（図示せず）とが設けられている。
【００１２】
ペンアーム１５の先端部には、図２に示すように、ペンを保持する保持機構２０が設けられている。Ｋは保持機構２０を覆うカバーケースである。
【００１３】
保持機構２０は、図３ないし図５に示すように、ペンアーム１５の先端に取り付けられた軸２１（第２軸），２２（第１軸），２３に沿って上下動可能に且つペンアーム１５の上面１５ａに対して傾動可能なペン保持部材３０と、ペン保持部材３０を常時上方位置に支持している支持部材５０と、ペンの傾斜角や筆圧を切り換える切換機構６０とを備えている。
【００１４】
軸２１は下部２１ａを支点にして矢印Ｒ１方向へ傾動可能となっており、軸２１の上部２１ｂはペンアーム１５に取り付けたフレーム２４の天板部２５の長孔２５Ａを貫通して上方へ突出している。軸２２はその両端部がペンアーム１５およびフレーム２４の天板部２５に枢着されていて軸線周りに回動可能となっており、軸２２の上部２２ａがフレーム２４の天板部２５から上方へ突出している。軸２３の両端部はペンアーム１５およびフレーム２４の天板部２５に固定されている。
【００１５】
ペン保持部材３０は、図６および図７に示すように板状の金属製からなる基板３１と、この基板３１の中間部に取り付けられた樹脂製の筒体３２と、基板３１の一端にすべり部材３３を介して回動可能に取り付けられた保持部３５等とから構成されている。
【００１６】
基板３１は、一端に起立形成した起立部３６と、基板３１の中間部の一側に連続形成した側板部３７と、この側板部３７の上部に折曲形成した挟持部３８とを有しており、挟持部３８と基板３１とで筒体３２を挟持している。そして、挟持部３８には軸２１の径より大きい径の孔３８Ａが形成され、一方、基板３１には孔３８Ａに対向した孔３１Ａが形成されている。孔３１Ａの径も軸２１の径より大きく設定され、孔３１Ａ，３８Ａには軸２１が遊嵌している。
【００１７】
また、基板３１には、孔３１Ａと起立部３６との間に孔３１Ｂが形成され、この孔３１Ｂには軸２２が遊嵌している。また、起立部３６には軸２３を挟む位置に孔３６Ａ，３６Ｂが形成されている。
【００１８】
筒体３２には軸２１の径と同一の径の孔３２Ａが形成され、この孔３２Ａには軸２１が貫通していて、基板３１が筒体３２とともに軸２１に沿ってガタつくことなく滑らかに上下動できるようになっている。
【００１９】
保持部３５は、雌ネジを形成した筒部３５Ａを備え、この筒部３５Ａの上部の外周囲にはラチェット歯３５ｂが形成され、このラチェット歯３５ｂに板バネからなる爪３９が係合して保持部３５を時計方向のみに回転可能に固定している。Ｔは保持部３５の抜けを防止する止め輪である。
【００２０】
起立部３６の孔３６Ａ，３６Ｂには、水平方向に延びた軸４１，４１（図８参照）が取り付けられており、この軸４１，４１にはローラ４２，４２が回転自在に取り付けられている。このローラ４２，４２は軸２３を挟持した状態となっていて、基板３１が軸２１を支点にして回動してしまうことを防止するとともに、基板３１の上下方向の移動をスムーズに行えるようにしたものである。
【００２１】
支持部材５０は、図８に示すように、フレーム２４の側壁部２７に形成した取付片２８に回動可能に取り付けたパウル５１と、このパウル５１の軸部５２に取り付けたスプリング５３等とから構成されている。パウル５１は、アーム部５４を有しており、このアーム部５４がスプリング５３によって時計方向（図５において）へ回動するように付勢されており、このアーム部５４の先端部５４ａが基板３１の挟持部３８の下面に当接していて基板３１を図５に示す上部位置に支持している。
【００２２】
アーム部５４の側部には突起５５が形成され、この突起５５に切欠５５ａが形成され、切欠５５ａにワイヤＷの一端が接続されている。このワイヤＷの他端はローラ１８等を介してソレノイド１６に接続されており、ソレノイド１６が励磁されることによりワイヤＷが引っ張られて、パウル５１のアーム部５４が下方へ移動する。このアーム部５４の下方への移動により基板３１は自重により下方へ移動するようになっている。
【００２３】
軸２２には、図９に示すスペーサ５７の筒部５８が嵌合され、筒部５８には、上下方向に延びた一対の切欠５８Ａ，５８Ａが形成され、この切欠５８Ａ，５８には軸２２に設けたピン２２Ａ，２２Ａが挿入されており、スペーサ５７は軸２２に対して上下動可能に且つ軸２２とともに回動するようになっている。筒部５８には、スペーサ部５９が形成され、スペーサ部５９の上面５９Ａがアーム部５４の先端部５４Ａの下方に位置しており（図５および図８において）、パウル５１の反時計方向への回動によりアーム部５４の先端部５４Ａがスペーサ部５９の上面５９Ａに当接してスペーサ５７を下方へ押圧するようになっている。
【００２４】
軸２２とともにスペーサ５７が反時計方向（図８において）へ回動すると、スペーサ部５９はアーム部５４の先端部５４Ａの下方位置から外れる。
【００２５】
軸２２の上端２２ａには、図１０に示すように、ほぼ半円形状の切換板（切換手段）６１が固定され、この切換板６１の前側の周囲には、軸２１の上部と係合する３つの凹部６２，６３，６４が形成されている。そして、凹部６２から軸２２までの距離Ｌ１と、凹部６３から軸２２までの距離Ｌ２とが等しく設定され、凹部６４から軸２２までの距離Ｌ３がＬ１，Ｌ２より大きく設定されている。
【００２６】
各凹部６２，６３，６４に対応してペンシルモード位置Ｑ１と、第１インクモード位置Ｑ２と、第２インクモード位置Ｑ３が設定されている。
【００２７】
また、切換板６１の後部には後方へ延びた板部６５が形成され、この板部６５の後端に起立した起立部６６が連続形成されている。起立部６６には切換レバー６７が取り付けられており、起立部６６と軸２１の上部とにはスプリング６８が取り付けられている。このスプリング６８により軸２１は切換レバー６７側へ付勢されていて、切換板６１の凹部６２〜６４に係合するようになっている。
【００２８】
切換レバー６７を図１０に示す位置から矢印Ｒ２方向へ回動させていくと、切換板６１とともに軸２２が矢印Ｒ２方向（図１０において反時計方向）へ回動していき、切換レバー６７が第１インクモード位置Ｑ２に移動されると、軸２１が凹部６３に係合し、第２インクモード位置Ｑ３に移動されると、軸２１が凹部６４に係合する。軸２１が凹部６４に係合すると、軸２１は破線位置へ移動することとなり、軸２１はペンアーム１５の上面１５ａに対して傾斜する。
【００２９】
この軸２１の傾斜角は、中空ペンを傾斜させて使用する際、吐出するインク量が最適となる適正な角度に設定されている。
【００３０】
そして、切換レバー６７と切換板６１と軸２２とスペーサ５７等とで切換機構６０が構成され、スペーサ５７とパウル５１とワイヤＷとで押圧手段が構成されている。
【００３１】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【００３２】
先ず、図３に示すように、ペン保持部材３０の保持部３５に例えばペンシルＰを取り付けるとともに、切換レバー６７を図１０に示すＱ１位置に移動させておく。切換レバー６７が位置Ｑ１に移動しているとき、軸２１は切換板６１の凹部６２に係合し、軸２１はペンアーム１５の上面１５ａに対して垂直状態になっている。そして、軸２２は図８に示す位置にあり、スペーサ５７のスペーサ部５９がパウル５１のアーム部５４の先端部５４Ａの下方に位置している。また、パウル５１のアーム部５４の先端部５４ａがスプリング５３の付勢力によってペン保持部材３０を図５に示す上部位置に支持し、ペン保持部材３０の基板３１は図３に示すようにペンアーム１５の面１５ａと平行な状態となっており、ペンシルＰは紙面Ｓに対して直交した状態となっている。
【００３３】
この状態からソレノイド１６が励磁されると、ワイヤＷが引っ張られてパウル５１のアーム部５４が下方へ移動する。このアーム部５４の下方への移動により、図１１に示すように、基板３１が水平状態（図１１において）のままペン保持部材３０が下方へ移動し、ペンシルＰの芯Ｐａが紙面Ｓに当接する。
【００３４】
一方、図１２に示すように、パウル５１のアーム部５４の先端部５４Ａがスペーサ部５９の上面５９Ａに当接してスペーサ５７を下方へ押圧する。これにより、基板３１がスぺーサ５７により下方へ押圧される。この基板３１の下方への押圧により、ペンシルＰに適正な筆圧が加わることとなる。この結果、線を濃くして描くことができる。また、ペンシルＰは紙面Ｓに対して直交しているので、線を描いている際に芯Ｐａが折れてしまうこともない。
【００３５】
次に、ペン保持部材３０の保持部３５にインクペン（図示せず）を取り付けた場合について説明する。
【００３６】
切換レバー６７を図１０に示すＱ2位置（第１位置）に移動させる。この移動により、軸２１は切換板６１の凹部６３に係合し、軸２１はペンアーム１５に対して垂直状態のままである。そして、軸２２は反時計方向へ回動するので、図１３に示すように、スペーサ５７のスペーサ部５９はパウル５１の先端部５４Ａの下方位置から外れる。
【００３７】
この状態でソレノイド１６が励磁されると、ワイヤＷが引っ張られてパウル５１のアーム部５４が下方へ移動するが、スペーサ５７のスペーサ部５９はパウル５１のアーム部５４の先端部５４Ａの下方位置から外れているので、図１４に示すように、アーム部５４の先端部５４Ａがスペーサ５７を下方へ押圧することはない。したがって、基板３１が水平状態（図１１参照）のままペン保持部材３０が下方へ移動し、インクペンの先端が紙面Ｓに当接する。すなわち、インクペンおよびペン保持部材３０の自重のみが筆圧となり、インクペンによって線が描かれることとなる。
【００３８】
インクペン（中空ペン）Ｕによって濃い線を描く場合には、切換レバー６７を図１０に示すＱ3位置（第２位置）に移動させる。この移動により、軸２１は切換板６１の凹部６４に係合し、軸２１はペンアーム１５に対して図４に示す矢印Ｒ1方向へ傾斜する。この軸２１の傾斜によりペン保持部材３０の基板３１も傾斜することとなり（図１５参照）、インクペンＵも紙面Ｓに対して軸２１と同一角度傾斜する。すなわち、インクペンＵは適正な角度だけ傾斜することとなる。また、切換レバー６７の移動により、図１３の破線で示すように、スペーサ５７のスペーサ部５９はパウル５１のアーム部５４の先端部５４Ａの下方位置から外れている。
【００３９】
そして、ソレノイド１６が励磁されると、ワイヤＷが引っ張られてパウル５１のアーム部５４が下方へ移動し、これにより図１５に示すように、基板３１は傾斜した状態のままペン保持部材３０は下方へ移動する。そして、インクペンＵは紙面Ｓに対して傾斜した状態でそのペン先Ｕａが紙面Ｓに当接する。
【００４０】
スペーサ５７のスペーサ部５９はパウル５１のアーム部５４の先端部５４Ａの下方位置から外れているので、上記と同様に、アーム部５４の先端部５４Ａがスペーサ５７を下方へ押圧することはない。したがって、インクペンＵのペン先ＵａにはペンＵおよびペン保持部材３０の自重のみが筆圧となって加わり、この筆圧で線が描かれることとなる。
【００４１】
インクペンＵは紙面Ｓに対して適正な角度傾斜しているので、ペン先Ｕａから吐出されるインク量が最適なものとなり、ムラのない線を描くことができる。
【００４２】
このように、切換レバー６７を操作するだけで中空ペンＵを紙面に対して適正な角度にすることができ、インクの吐出量を最適にするために中空ペンＵの角度を調整する必要がないので、非常に使いやすいものとなる。
【００４３】
また、インクペンＵを傾斜させて使用する際に、インクペンＵを保持部３５とともに基板３１に対して時計方向に所定量だけ回転させることにより、ペン先Ｕａの摩耗を均一にすることができる。したがって、図１６に示すように、ペン先Ｕａが片寄って摩耗してしまうことを防止することができ、インクの吐出口Ｕｂが塞がれてインクの出が悪くなってしまうことがなくなり、長期間使用していても、摩耗により描く線にムラが生じてしまうことを防止することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、簡単な操作で中空ペンを紙面に対して適正な角度にすることができる。また、ペンシルを取り付けた場合には、ペンシルを紙面に対して直交させ且つペンシルに適正な筆圧を加えることができるので、芯を折ることなく、しかも線を濃く描くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る自動作図機の外観を示した平面図である。
【図２】図１に示す自動作図機の保持機構を示した斜視図である。
【図３】図２の保持機構を示した側面図である。
【図４】保持機構を示した断面図である。
【図５】保持機構を示した正面図である。
【図６】保持機構の基板を示した斜視図である。
【図７】基板の保持部を示した断面図である。
【図８】保持機構を示した平面図である。
【図９】スペーサおよび軸を示した斜視図である。
【図１０】切換機構を示した平面図である。
【図１１】基板が下方位置へ移動した状態を示した説明図である。
【図１２】スペーサが下方へ押圧されている状態を示した説明図である。ートリッジの断面図である。
【図１３】スペーサとパウルとの位置関係を示した平面図である。
【図１４】スペーサが下方へ押圧されない状態を示した説明図である。
【図１５】中空ペンが傾斜する状態を示した説明図である。
【図１６】ペン先の摩耗状態を示した説明図である。
【図１７】従来の自動作図機のペン保持部材に取り付けられた中空ペンを示した側面図である。
【符号の説明】
１２                操作キー（入力手段）
１５                ペンアーム
３０              ペン保持部材（保持手段）
５１                パウル
５７                スペーサ
６７                切換レバー
Ｗ                ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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