(57)【要約】【課題】線図書きペンの描く線図を乱すことなく線図描きペンを移動させて線図を描くことができる線図描き装置を提供する。【解決手段】線図書きペンＡと、周面にラックギヤ６が周設されたテンプレートＢとの組合せからなる線図描き装置であって、上記線図書きペンＡは筒状の握り部１の内部に自転しながら公転する回転軸２に設けられた支持板３と、該支持板３の上記回転軸２に偏心した位置に支持される筆記ペン４とを設け、握り部１の先端には外周面にギヤ７８が形成された作動リング５を回転可能に設け、上記作動リング５は上記回転軸２に連係して回転するようにし、上記線図書きペンＡの作動リング５のギヤ７８を上記テンプレートＢのラックギヤ６に噛合した状態でテンプレートＢの周面に沿って移動させた。【選択図】        図１
2004160852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線図書きペンとテンプレートとの組合せからなる線図描き装置であって以下の要件を備えることを特徴とする線図描き装置。
（イ）上記線図書きペンは筒状の握り部の内部に自転しながら公転する回転軸に設けられた支持板と、該支持板の上記回転軸に偏心した位置に支持される筆記ペンとを設けたこと
（ロ）上記線図描きペンの先端に、外周面にギヤが形成された作動リングが回転可能に設けられていること
（ハ）上記作動リングは上記回転軸に連係して回転すること
（二）上記テンプレートの周面にはラックギヤが周設されていること
（ホ）上記線図書きペンは作動リングのギヤを上記テンプレートのラックギヤに噛合した状態でテンプレートの周面に沿って移動すること
【請求項２】
前記ラックギヤを、テンプレートに代えて自在曲線定規に形成した、請求項１記載の線図描き装置。
【請求項３】
前記作動リングの外周面には前記ギヤに並接して摩擦係数の高い部材を周設した、請求項１記載の線図描き装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線図を描きながら線図書きペンがテンプレートに沿って移動しながら線図を描くことができる線図描き装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、線図書きペンとして線図描き玩具が提案されている。この線図描き玩具は内トロコイド曲線を描くことができるようにしたもので、筆記具を設けた自転板を偏心して取付けた自転板支持手段が回転すると、自転板に軸着したギアは、ギア部と噛み合った状態で、自転板支持部材の回転に伴って移動するために必然的に自転するので結果として、自転板は、回転する自転板支持部材とともに公転しながら自転するので筆記具の内トロコイド曲線の軌道で移動することになり、花模様の線図を描くことができるようにしたものである。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
実開平７−５７９３号公報（第６―８頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の線図書き玩具は一定の場所に固定して単独の線図を書く場合は綺麗な花模様等の線図を書くことはできるが、線図描き玩具を移動して線図を描く場合は玩具の移動と玩具に設けられた筆記ペンの移動とが同期しないために線図の綺麗さが反映されない問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解消し、線図書きペンの描く線図を乱すことなく線図描きペンを移動させて線図を描くことができる線図描き装置を提供することをその課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係る線図描き装置は、線図書きペンとテンプレートとの組合せからなる線図描き装置であって以下の要件を備えることを特徴とする。
（イ）上記線図書きペンは筒状の握り部の内部に自転しながら公転する回転軸に設けられた支持板と、該支持板の上記回転軸に偏心した位置に支持される筆記ペンとを設けたこと
（ロ）上記線図描きペンの先端に、外周面にギヤが形成された作動リングが回転可能に設けられていること
（ハ）上記作動リングは上記回転軸に連係して回転すること
（二）上記テンプレートの周面にはラックギヤが周設されていること
（ホ）上記線図書きペンは作動リングのギヤを上記テンプレートのラックギヤに噛合した状態でテンプレートの周面に沿って移動すること
【０００７】
なお、前記ラックギヤを、テンプレートに代えて自在曲線定規に形成し、使用者の好みの図形で線図をかけるようにしてもよい。
【０００８】
また、前記作動リングの外周面には前記ギヤに並接して摩擦係数の高い部材を周設しても構わない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る線図描き装置の一例の使用状態を示し、この線図描き装置は線図描きペンＡとテンプレートＢとの組合せからなるものである。
【００１０】
線図描きペンＡは、図２に示すように、筒状の握り部１の内部に自転しながら公転する回転軸２に設けられた支持板３と、この支持板３の上記回転軸２に偏心した位置に支持された筆記ペン４と備えるとともに、上記握り部１の先端に、外周面にギヤ（以下、外周ギヤという）７８が形成された作動リング５が回転可能に設けたもので、上記テンプレートＢの周面に形成されたラックギヤ６に上記作動リング５の外周面に形成された外周ギヤ７８を噛み合わせた状態で作動リング５を回転させることにより線図描きペンＡをテンプレートＢの形状に沿って移動させることができるようにしたものである。
【００１１】
テンプレートＢは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、径の大きな部分と径の小さな部分とから略三角形状に形成され、小径の部分には抑えピン７が回動可能に取り付けられ、大径部分には円形の開口部８ａが形成され、中央部分には四角形、ハート形、星形などの開口部８ｂ、８ｃ、８ｄが形成され、周面にはラックギヤ６が周設されている。このテンプレートＢの裏面のラックギヤ６の内側には凸縁９が周設され、表側面にして使用する場合はラックギヤ６が作動リング５の外周ギヤ７８に噛み合い、裏側面にして使用する場合は作動リング５の外周ギヤ７８はラックギヤ６に噛み合わないようになっている。
【００１２】
握り部１は、図４に示すように、上ケース１ａと下ケース１ｂとをネジ８で結合し、全体として筒状をなすもので、上ケース１ａには電源スイッチ１０の操作ボタン１１を突出させる孔１２及び切替ボタン１３を突出させる孔１４が形成され、下ケース１ｂには電池を収納するバッテリーボックス１５が設けられ、着脱可能な蓋１６がネジ１７で固定されている。
【００１３】
握り部１内部のバッテリーボックス１５の前方にはモータ２０が配置され、モータ２０の回転軸に固定されたピニオン２１は、減速ギア２２と噛み合っている。減速ギア２２は、第２の減速ギア２３と噛み合い、減速ギア２３はクラッチ付の第３の減速ギア２４と噛み合っている。３個の減速ギア２２、２３、２４は、それぞれ円筒状のギヤボックス２５の内部に設けられた軸受けに支持され、且つギヤボックス２５の内部に収納されている。
【００１４】
なお。モータ２０は上記ギヤボックス２５にネジ２８で固定されるカバー２７で覆われている。
【００１５】
そして、減速ギア２４はギア２６と噛み合っている。このギア２６は、握り部１の先端に位置する円形部材３１の後方へ突出した円弧状の枠体３２をネジ４２で結合した円形部材３３の回転軸３４に縁付きネジ５４で軸着されている。
【００１６】
なお、円形部材３３の後端には、後述する切替部材６６の内部に設けられた突起６９（図６参照）と係合するための突起３５が突出形成されている。
【００１７】
そして、ギヤ２６にはギヤ３６、３７を介してクラッチギヤ３８が噛み合っている。このクラッチギヤ３８は回転軸３９の後端に固定され、この回転軸３９の先端に固定されたギヤ４０は、作動リング５の内周ギヤ７９に噛み合って作動リング５を回転させるようになっている（図５参照）。
【００１８】
筆記ペン４（外側の筆記ペン４ａ、内側の筆記ペン４ｂ）は円形の支持板３の前面に設けられた支持部４６に支持されている。この支持部４６は筆記ペン４の軸部を嵌め込む軸受部４７がスプリング４８で付勢されて支持筒４９内に収容されるとともに固定部材５０で固定されたもので、筆記ペン４は支持部４６に着脱できるようになっているとともにスプリング４８で常に筆記面に圧接され、ペン先が筆記面から浮かないようになっている。
【００１９】
支持板３の裏面から後方へ延びた回転軸２には、円形部材３１に形成された孔５３を貫通してギア５５が軸着され、円形部材３３に設けた軸受５７に回転自在に嵌込まれ、縁付きねじ５９で止められている。
【００２０】
上記円形部材３３は、内周ギア６５を有する円筒状の切替部材６６の内部に位置し、切替部材６６には歯数の異なる内周ギヤ６７が形成された筒体６８が連結されている。そして、支持板３の回転軸２に軸着しているギア５５は内周ギア６５又は６７の何れかに選択的に噛み合っている。
【００２１】
上記切替部材６６の外周には溝７１が形成され、後端面には後述する係止部材８１の前面に突出形成された突起８３と係合するための２個の突起７２が後方に突出形成され、切替部材６６の内部には円形部材３３の突起３５と係合するための突起６９が前方に向けて突出形成されている。
【００２２】
上記切替部材６６と筒体６８とは一体化した状態で側壁に開口部６１を有する円筒部材６２の内部に収納され、開口部６１には切り替えボタン１３に連結されたスライド板７３に形成された係合凸部７４が挿入され、係合凸部７４は切替部材６６の外周に設けた溝７１に嵌合している。
【００２３】
係止部材８１は円筒状で、ギヤボックス２５と円筒部材６２とで挟持されている。この係止部材８１の内部には、切替部材６６の突起７２と係合して切替部材６６の回転を阻止するための２個の突起８３が前方に向けて突出形成されている。
【００２４】
そして、握り部１の先端には透明な円筒状のカバー７５が嵌込まれ、ネジ７６で固定されている。
【００２５】
カバー７５の先端にはガイド縁７７が前方に突出形成され、このガイド縁７７には内周面と外周面とに外周ギヤ７８と内周ギヤ７９とがそれぞれ形成された作動リング５が嵌装され、この作動リング５は固定リング８０で周回可能に固定されている。
【００２６】
上記内周ギヤ７９にはギヤ４０が噛み合い、モータ２０の回転に連係して回転するギヤ２６に、ギヤ３６、３７を介して噛み合うクラッチギヤ３８の回転軸３９に固定されたギヤ４０が噛み合うようになっているので、モータ２０が回転すると、ギヤ２２、２３を介してギヤ２４が回転し、ギヤ３７、３６を介してギヤ２４に噛み合っているクラッチギヤ３８が回転すると、回転軸３９を介してギヤ４０が回転するので、このギヤ４０に内周ギヤ７９が噛み合っている作動リング５が回転するようになっている。
【００２７】
上記構成の線図描きペンＡによれば、図６（ａ）に示すように、切替ボタン１３を最も先端の位置Ａに設定した状態で電源スイッチ１１をＯＮにすると、モータ２０によりピニオン２１が回転し、この回転はギア２２、２３、２４を介してギア２６に伝達される。
【００２８】
ギア２６は、回転軸３４に軸着されているので、円形部材３１及び３３はギア２６と一体に回転する。従って、円形部材３１に偏心して取付けられている支持板３は円を描いて公転する。
【００２９】
このとき、切替部材６６は、内側に突出している突起６９が円形部材３３の後方に突出した突起３５と係合しているので、円形部材３３と一体に公転する。その結果、公転する円形部材３３上を移動する回転軸２のギア５５は、公転する切替部材６６の内周ギヤ６５と噛み合って移動するため、回転軸２自体は回転しないので筆記ペン４の軌跡は、筆記ペン４の取り付け位置（外側の筆記ペン４ａと内側の筆記ペン４ｂの何れか一方を使用）と本数（筆記ペン４ａと内側の筆記ペン４ｂの両方使用）とで３種類の円となる（図７（ａ）参照）。
【００３０】
そして、図６（ｂ）に示すように、切替ボタン１３を中央の位置Ｂに設定した場合は、切替ボタン１３の係合凸部７４は切替部材６６の外周に設けた溝７１に係合しているので、切替部材６６も中央の位置に移動する。この状態ではギヤ５５は切換部材６６の内周ギヤ６５に噛み合っている。
【００３１】
電源スイッチ１１をＯＮにすると、モータ２０によりピニオン２１が回転し、この回転はギア２２、２３、２４を介してギア２６に伝達される。
【００３２】
ギア２６は、回転軸３４に軸着されているので、円形部材３１及び３３はギア２６と一体に回転する。従って、円形部材３１に偏心して取付けられている支持板３は円を描いて公転する。
【００３３】
このとき、切替部材６６の内側に突出している突起６９は円形部材３３の後方に突出した突起３５から離れ、切替部材６６の後方に突出した突起７２が係止部材８１の内部の突起８３と係合し、切替部材６６は回転できないので支持板３の回転軸２に取付けられたギア５５は、切替部材６６の内周ギヤ６５と噛み合っているが、切換部材６６が回転していないので、円形部材３１及び３３が回転すると、停止している内周ギヤ６５と噛み合っているギア５５は、円形部材３１、３３と共に移動するために回転することになる。その結果、支持板３は、回転する円形部材３１、３３と共に公転しながら自転することになる。
【００３４】
例えば、ギア５５の歯数を２２枚、第１の内周ギヤ６５の歯数を４４枚にした場合は、ギア５５と内周ギヤ６５の歯数の最大公約数は２２で、内周ギヤ６５の歯数を２２で割った値は２になるため、筆記ペン４の軌跡は、筆記ペン４の取り付け位置と本数とで３種類の楕円形になる（図７（ｂ）参照）。
【００３５】
そして、図６（ｃ）に示すように、切替ボタン１３を最も後端の位置Ｃに設定すると、切替ボタン１３の係合凸部７４は切替部材６６の外周に設けた溝７１に係合しているので、切替部材６６も最も後端の位置に移動する。このとき、支持板３の回転軸２のギア５５は切替部材６６の第２の内周ギヤ６７と噛み合うことになる。
【００３６】
電源スイッチ１１をＯＮにすると、モータ２０によりピニオン２１が回転し、この回転はギア２２、２３、２４を介してギア２６に伝達される。
【００３７】
ギア２６は、回転軸３４に軸着されているので、円形部材３１及び３３はギア２６と一体に回転する。従って、円形部材３１に偏心して取付けられている支持板３は円を描いて公転する。
【００３８】
切替部材６６の内側に突出している突起６９は円形部材３３の後方に突出した突起３５から離れ、切替部材６６の後方に突出した突起７２が係止部材８１の内部の突起８３と係合し、切替部材６６は停止しているので、支持板３の回転軸２に取付けたギア５５は、切替部材６６の内周ギヤ６７と噛み合っているが、切換部材６６が回転していないので、円形部材３１及び３３が回転すると、停止している内周ギヤ６７と噛み合っているギア５５は、円形部材３１、３３と共に回転しながら移動するので、支持板３は、回転する回転部材２３、３３と共に公転しながら自転することになる。
【００３９】
例えば、ギア５５の歯数を２２枚、第２の内周ギヤ６７の歯数を４６枚にした場合は、ギア５５と内周ギヤ６７の歯数の最大公約数は２で、内周ギヤ６７の歯数を２で割った値は２３になるので、筆記ペン４の軌跡は筆記ペン４の取り付け位置と本数とで３種類の２３枚の花弁を有する花柄になる（図７（ｃ）参照）。
【００４０】
ところで、線図描きペンＡの先端には作動リング５が回転可能に取り付けられ、作動リング５の内周面に形成された内周ギヤ７９には上述のギヤ２６の回転に連係して回転する歯車４０が噛み合い、作動リング５は筆記ペン４の移動とともに回転するので、図１に示すように、一方の手でテンプレートＢをシート面に固定し、線図描きペンＡを他方の手で支えた状態で作動リング５に形成された外周ギヤ７８をテンプレートＢの周面に形成されたラックギヤ６に噛み合わせると、線図描きペンＡは作動リング５の回転とともに、テンプレートＢの周縁に沿って移動させることができる。
【００４１】
切替ボタン１３を最も先端の位置Ａに設定した場合は、筆記ペン４は円を描くように移動しながら、ペン全体がテンプレートＢに沿って移動するので線図は図８のようになり、切替ボタン１３を中央の位置Ｂに設定した場合は、ペン先は楕円を描くように移動しながら、ペン全体が移動するので線図は図９のようになり、切替ボタン１３を最も後端の位置Ｃに設定した場合は、ペン先は花柄を描くように移動しながら、ペン全体が移動するので線図は図１０のようになる。
【００４２】
なお、ラックギヤ６を三角形状のテンプレートＢの周面に形成したが、図１１に示すように、ラックギヤ６を自在曲線定規Ｂ’の側面に形成しても構わない。このことにより、自在曲線定規Ｂ’を自由に湾曲させ、この自在曲線定規Ｂ’に沿って線図描きペンＡを移動させることにより自由な曲線軌道で線図を描くことができる。なお、自在曲線定規Ｂ’の両端には係合凸部８５と係合凹部８６とを形成し、複数の自在曲線定規Ｂ’を連結できるようにしてもよい。
【００４３】
また、図１２に示すように、作動リング５の外周面には外周ギヤ７８に並接して摩擦係数の高い部材８４（例えばゴム等）を周設してもよい。このことにより、周面にギヤの周設されたテンプレートに代えて、ある程度の厚みのある部材Ｂ’であれば、その部材の形状に沿ってペンを移動させることができるので、ダンボールなどの厚紙や板などを好みの形に切ってテンプレートに代えて使用したり、本やコップなどの日用品をテンプレートに代えて使用したりすることができる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、線図描きペンに筆記ペンを移動させる回転軸に連係して回転する作動リングを設け、この作動リングの外周面に形成されたギヤをテンプレートの外周面に形成されたラックギヤに噛み合わせることにより線図描きペンがテンプレートの形状に沿って移動しながら筆記ペンで線図を描くことができるので、幾何学模様の図形を綺麗に書くことができる。
【００４５】
請求項２の発明によれば、自在曲線にラックギヤを形成することにより、予め定められた形状のテンプレートでは描くことのできない図柄を描くことができ、使用者の好みの形状で図柄を描くことができる。
【００４６】
請求項３の発明によれば、ゴム等の摩擦係数の高い部材を作動リングの周面に設けることにより、ラックギヤのない部材に沿って線図描きペンを移動させることができ、手近にある本やコップなどの日用品をテンプレートに代えて使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る線図描き装置の使用状態を示す斜視図
【図２】線図描きペンの側面図
【図３】（ａ）（ｂ）はテンプレートの平面図及び底面図
【図４】上記線図描きペンの分解斜視図
【図５】上記線図描きペンの要部縦断面図
【図６】（ａ）〜（ｃ）は筆記ペンの作動機構を説明する要部縦断面図
【図７】（ａ）〜（ｃ）は筆記ペンで描いた線図
【図８】テンプレートを用いて描いた線図
【図９】テンプレートを用いて描いた線図
【図１０】テンプレートを用いて描いた線図
【図１１】自在曲線定規の構成を説明する平面図
【図１２】作動リングの他の例を説明する側面図
【符号の説明】
１  握り部
２  回転軸
３  支持板
４  筆記ペン
５  作動リング
６  ラックギヤ
７８  ギヤ
Ａ  線図描きペン
Ｂ  テンプレート
【図１】
2004160852.tif 000003
【図２】
2004160852.tif 000004
【図３】
2004160852.tif 000005
【図４】
2004160852.tif 000006
【図５】
2004160852.tif 000007
【図６】
2004160852.tif 000008
【図７】
2004160852.tif 000009
【図８】
2004160852.tif 000010
【図９】
2004160852.tif 000011
【図１０】
2004160852.tif 000012
【図１１】
2004160852.tif 000013
【図１２】
2004160852.tif 000014