(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硯の表面上で墨を移動させることによって墨を磨るための墨磨機であって、
ベースと、
前記ベースの上で移動可能に配置された移動部材と、
回転駆動手段と、
墨を前記移動部材に対して第１の方向に移動させることができ、かつ前記回転駆動手段から与えられた第１の回転運動を前記第１の方向に沿った並行移動に変換させるための第１方向移動機構と、
前記第１の方向に交差する第２の方向に前記移動部材を移動させることができ、かつ前記回転駆動手段から与えられた第２の回転運動を前記第２の方向に沿った並行移動に変換させるための第２方向移動機構とを備え、
前記第１方向移動機構は、前記回転駆動手段から与えられた前記第１の回転運動の回転軸のまわりに回転可能に取付けられた一方端部を有する第１のクランクと、
前記第１のクランクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部を有する第１のリンクと、
前記第１のリンクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部と、墨を保持する他方端部とを有する第１方向スライダと、
前記第１方向スライダを前記第１の方向に沿って移動可能に支持し、かつ前記移動部材に取付けられた第１方向レールとを含み、
第２方向移動機構は、第２方向軸上でスライドし、回転可能なシャフトと、
第２方向軸に対して角度θをなす第３方向軸上でスライドするピンと、
前記ピンと前記シャフトとを連結する長さＦのクランクとを含み、
前記シャフトを回転させることで前記シャフトの変位ｙはＦｃｏｓｅｃθ・ｓｉｎ（ωｔ−θ）となり、前記角度θを調整することで第２方向の振幅を調整することが可能である、墨磨機。
【請求項２】
硯の表面上で墨を移動させることによって墨を磨るための墨磨機であって、
ベースと、
前記ベースの上で移動可能に配置された移動部材と、
回転駆動手段と、
墨を前記移動部材に対して第１の方向に移動させることができ、かつ前記回転駆動手段から与えられた第１の回転運動を前記第１の方向に沿った並行移動に変換させるための第１方向移動機構と、
前記第１の方向に交差する第２の方向に前記移動部材を移動させることができ、かつ前記回転駆動手段から与えられた第２の回転運動を前記第２の方向に沿った並行移動に変換させるための第２方向移動機構とを備え、
前記第２方向移動機構は、前記回転駆動手段から与えられた前記第２の回転運動の回転軸を構成するシャフトのまわりに回転可能に取付けられた一方端部を有する長さＦの第２のクランクと、
前記第２のクランクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部を有し、かつ前記第２の方向に角度θをなして交差する第３の方向に移動することが可能な第３方向スライダと、
前記移動部材を前記第２の方向に沿って移動可能に支持し、かつ前記ベースに取付けられた第２方向レールと、
前記第３方向スライダを前記第３の方向に沿って移動可能に支持し、かつ前記ベースに取付けられた第３方向レールとを含み、
前記シャフトを回転させることで前記シャフトの変位ｙはＦｃｏｓｅｃθ・ｓｉｎ（ωｔ−θ）となり、前記角度θを調整することで第２方向の振幅を調整することが可能である、墨磨機。
【請求項３】
硯の表面上で墨を移動させることによって墨を磨るための墨磨機であって、
ベースと、
前記ベースの上で移動可能に配置された移動部材と、
回転駆動手段と、
墨を前記移動部材に対して第１の方向に移動させることができ、かつ前記回転駆動手段から与えられた第１の回転運動を前記第１の方向に沿った並行移動に変換させるための第１方向移動機構と、
前記第１の方向に交差する第２の方向に前記移動部材を移動させることができ、かつ前記回転駆動手段から与えられた第２の回転運動を前記第２の方向に沿った並行移動に変換させるための第２方向移動機構とを備え、
前記第１方向移動機構は、前記回転駆動手段から与えられた前記第１の回転運動の回転軸のまわりに回転可能に取付けられた一方端部を有する第１のクランクと、
前記第１のクランクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部を有する第１のリンクと、
前記第１のリンクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部と、墨を保持する他方端部とを有する第１方向スライダと、
前記第１方向スライダを前記第１の方向に沿って移動可能に支持し、かつ前記移動部材に固定された第１方向レールとを含み、
前記第２方向移動機構は、前記回転駆動手段から与えられた前記第２の回転運動の回転軸を構成するシャフトのまわりに回転可能に取付けられた一方端部を有する長さＦの第２のクランクと、
前記第２のクランクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部を有し、かつ
前記第２の方向に角度θをなして交差する第３の方向に移動することが可能な第３方向スライダと、
前記移動部材を前記第２の方向に沿って移動可能に支持し、かつ前記ベースに取付けられた第２方向レールと、
前記第３方向スライダを前記第３の方向に沿って移動可能に支持し、かつ前記ベースに取付けられた第３方向レールとを含み、
前記シャフトを回転させることで前記シャフトの変位ｙはＦｃｏｓｅｃθ・ｓｉｎ（ωｔ−θ）となり、前記角度θを調整することで第２方向の振幅を調整することが可能である、墨磨機。
【請求項４】
硯の表面上で墨を移動させることによって墨を磨るための墨磨機であって、
ベースと、
前記ベースの上で移動可能に配置された移動部材と、
回転駆動手段と、
墨を前記移動部材に対して第１の方向に移動させることができ、かつ前記回転駆動手段から与えられた第１の回転運動を前記第１の方向に沿った並行移動に変換させるための第１方向移動機構と、
前記第１の方向に交差する第２の方向に前記移動部材を移動させることができる第２方向移動機構とを備え、
前記第２方向移動機構は、前記回転駆動手段から与えられた、シャフトによる第２の回転運動を、前記シャフトに接続されて回転する長さＦのクランクを用いて前記第２の方向に沿った第２の並行運動成分と、前記第２の方向に角度θをなして交差する第３の方向に沿った第３の並行運動成分とに分解し、
前記第２の並行運動成分を前記第１の方向に沿った並行運動に合成することによって墨を移動させ、
前記シャフトを回転させることで前記シャフトの変位ｙはＦｃｏｓｅｃθ・ｓｉｎ（ωｔ−θ）となり、前記角度θを調整することで第２方向の振幅を調整することが可能である、墨磨機。
【請求項５】
前記第１の方向と硯の表面とのなす角度を変更することができるように前記第１のレールは前記移動部材に取付けられている、請求項１または３に記載の墨磨機。
【請求項６】
前記第１のクランクの長さは調整可能である、請求項１、３または５のいずれか１項に記載の墨磨機。
【請求項７】
前記第１方向スライダに対して回動可能に取付けられた一方端部を有する回動アームと、前記回動アームの他方端部に取付けられて墨を保持する墨ホルダと、前記第１方向スライダに取付けられて前記回動アームの回動を係止させる第１の係止部材とをさらに備える、請求項１、３、５または６のいずれか１項に記載の墨磨機。
【請求項８】
前記回動アームの他方端部には錘が取付けられている、請求項７に記載の墨磨機。
【請求項９】
前記第１方向スライダに取付けられて前記回動アームを前記第１の係止部材から離隔した待機位置で係止させる第２の係止部材をさらに備える、請求項７または８に記載の墨磨機。
【請求項１０】
前記第１方向スライダの他方端部に取付けられたレール部材と、前記レール部材に沿って硯の表面に近接した位置と硯の表面から離隔した位置との間で直線移動可能に設けられて墨を保持する墨ホルダと、前記墨ホルダに取付けられて前記墨ホルダの直線移動を前記第１方向スライダに係止させる第１の係止部材とをさらに備える、請求項１、３、５または６のいずれか１項に記載の墨磨機。
【請求項１１】
前記墨ホルダには錘が取付けられている、請求項１０に記載の墨磨機。
【請求項１２】
前記墨ホルダに取付けられて前記墨ホルダを前記第１の係止部材か
ら離隔した待機位置で前記第１方向スライダに係止させる第２の係止部材をさらに備える、請求項１１に記載の墨磨機。
【請求項１３】
前記第２方向レールと前記第３方向レールとは、それらのなす角度を変更することができるように前記ベースに取付けられている、請求項２または３に記載の墨磨機。
【請求項１４】
前記第２のクランクの長さは調整可能である、請求項２、３または１２のいずれか１項に記載の墨磨機。
【請求項１５】
前記回転駆動手段は前記移動部材に取付けられている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の墨磨機。
【請求項１６】
前記移動部材は、第１方向移動機構を支持する第１プレートと、前記回転駆動手段を支持する第２プレートとを含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の墨磨機。
【請求項１７】
前記第２方向移動機構は、前記ベースと前記第２プレートとの間に位置付けられている、請求項１６に記載の墨磨機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、墨磨機に関し、特に、硯を固定し、墨をその硯の上で摺動させることによって墨を磨ることができる墨磨機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、硯を固定し、その硯上に墨を摺動させる墨磨機が知られている。このような墨磨機は、たとえば実開昭６３−３１９９５号公報に記載されている。図１６は、上述の公報に記載された墨磨機の斜視図である。図１６を参照して、この墨磨機では、基板１００１の中央の長手方向にレール体１００２が設けられている。このレール体１００２に沿って自在に滑動するように搬送架台１００３が設けられている。
【０００３】
レール体１００２の中央には跨線橋１００４が設けられている。跨線橋１００４の橋部１００５の下面には、螺孔１００６が設けられた螺杆受１００７が固定されている。螺杆１００８は螺孔１００６にねじで嵌め合わされている。
【０００４】
螺杆１００８の一方端部は、搬送架台１００３に設けられた軸承体１００９に取付けられている。軸承体１００９から張り出した螺杆１００８の末端には、クランク１０１０の末端が固定されている。クランク１０１０の先端部には、その長さ方向に沿って所定の間隔をおいて複数の連設孔１０１１が設けられている。この連設孔１０１１には、墨を保持するレバー（図示せず）が回動可能に取付けられている。
【０００５】
螺杆１００８の他方端部には、螺杆１００８を回転させるモータ１０１４と減速機１０１５からなる駆動装置１０１６が取付けられている。駆動装置１０１６は、搬送架台１００３に搭載されている。
【０００６】
搬送架台１００３には、駆動装置１０１６の回転方向を切換えて螺杆１００８の移動方向を反転させるための切換スイッチ（リミットスイッチ）１０１７および１０１８が設けられている。搬送架台１００３には、切換スイッチ１０１７および１０１８のレバーに当接する係合子１０１９が設けられている。これらのすべての部材は函体１０２０に収納されている。
【０００７】
このような墨磨機では、モータ１０１４が螺杆１００８を回転させることにより、螺杆の端部に取付けられたクランク１０１０も回転する。そのため、クランクの連設孔１０１１に取付けられたレバー（図示せず）が前後方向（矢印１０３０で示す方向）と上下方向（矢印１０３３で示す方向）に運動し、このレバーの先端に取付けられた墨が硯と摺動する。
【０００８】
また、螺杆１００８は、固定された螺杆受１００７にねじ込まれているため、螺杆１００８が回転すれば、螺杆が設けられた搬送架台１００３は、レール体１００２に沿った方向（矢印１０３１で示す方向）に移動する。そのため、クランク１０１０とレバーを介して搬送架台１００３に取付けられた墨も矢印１０３１で示す方向に動く。
【０００９】
次に、さらに螺杆１００８を回転させて係合子１０１９が切換スイッチ１０１７に接すると、モータ１０１４へ逆回転をするように信号が与えられる。これにより、螺杆１００８も逆回転するので、螺杆１００８が取付けられた搬送架台１００３とは、矢印１０３２に示す方向に移動する。また、搬送架台１００３に、クランク１０１０とレバーとを介して取付けられた墨も矢印１０３２で示す方向に移動する。そのため、この墨磨機では、墨を前後方向（矢印１０３０で示す方向と左右方向（矢印１０３１および１０３２で示す方向）とに動かして摺動させることができる。
【００１０】
図１７は、また別の従来の墨磨機である。図１７を参照して、この墨磨機では、基板１１０１上に固定平板１１０２および１１０３が互いに距離を隔てて基板１１０１に対して垂直に設けられている。固定平板１１０２および１１０３の間には、これらを連結するように連結棒１１０６および１１０５が設けられている。
【００１１】
また、固定平板１１０２および１１０３には、表面にねじ山が設けられた送りねじ１１０８が固定されている。連結棒１１０６の上には互いに距離を隔ててリミットスイッチ１１１７および１１１８が設けられている。
【００１２】
可動平板１１０７は、連結棒１１０５と送りねじ１１０８を受入れている。可動平板１１０７には、モータ１１０４が取付けられている。可動平板１１０７には、モータ１１０４と接続されたギア（スプールギア）１１２３が設けられている。可動平板１１０７には、ギア１１２３と噛み合い、かつ送りねじ１１０８とねじ作用により嵌め合わされたギア１１２２が設けられている。ギア１１２２と噛み合わされ、かつクランク１１１０と連結されたギア１１２１が可動平板１１０７に取付けられている。
【００１３】
クランク１１１０の端部には、クランク１１１０に対して回動可能にリンク１１１２が取付けられている。リンク１１１２の先端には墨ホルダ１１１３が設けられ、その墨ホルダ１１１３が墨１１１４を保持している。
【００１４】
このような墨磨機では、モータ１１０４が回転することにより、この回転がギア１１２３、ギア１１２２、ギア１１２１へ伝わる。そのため、クランク１１１０も回転する。クランク１１１０の先端に付けられたリンク１１１２は、クランク１１１０が回転することにより前後方向（矢印１１３０で示す方向）と上下方向（矢印１１３３で示す方向）に往復運動する。
【００１５】
また、モータ１１０４から与えられる回転運動は、ギア１１２２に伝わる。ギア１１２２は、送りねじ１１０８とねじ作用により嵌め合わされているため、ギア１１２２が回転することにより可動平板１１０７は矢印１１３１で示す方向に移動する。これに伴い、クランク１１１０およびリンク１１１２を介在させて可動平板１１０７に取付けられた墨１１１４も矢印１１３１で示す方向に動く。
【００１６】
次に、さらにギア１１２２を回転させると可動平板１１０７がリミットスイッチ１１１７と接触する。これにより、逆回転をするようにリミットスイッチ１１１７からモータ１１０４に信号が与えられる。すると、モータ１１０４は逆回転をし、この回転がギア１１２３を介してギア１１２２へ伝わる。ギア１１２１は、送りねじ１１０８とねじ作用により嵌め合わせられているため、ギア１１２２が取付けられている可動平板１１０７が矢印１１３２で示す方向に動く。これにより、クランク１１１０およびリンク１１１２を介して可動平板１１０７に取付けられた墨も矢印１１３２で示す方向に動く。そのため、この墨磨機でも、墨は、前後方向（矢印１１３０で示す方向）と左右方向（矢印１１３１および１１３２で示す方向）に移動する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような図１６および図１７で示す墨磨機では以下のような問題がある。
【００１８】
まず、従来の墨磨機では、リンク（レバー）の一方端部（クランクと接続された端部）が回転運動し、他方端部に墨が設けられて前後方向に移動する。一方端部が前後方向だけでなく上下方向にも移動するため、墨は大振り運動をする。リンクの他方端部に取付けられた墨には、基板へ押付ける力がクランクから加わる。そのため、硯と墨との間の摩擦が大きくなり、墨をクランク１０１０およびクランク１１１０で墨を動かせなくなる場合や、墨が硯を傷付ける場合がある。したがって、墨の円滑な動作が困難となる。
【００１９】
また、従来の墨磨機では、墨の磨る量をタイマにより制御している。すなわち、タイマによりモータを回転させる時間を制御し、ある時間が経てばモータが止まる。このとき、墨が硯に接触したまま放置されるため、硯に墨が凝着する。そのため、墨を硯から外す際に硯の表面を傷付けることがある。
【００２０】
また、モータの回転を反転させるためにリミットスイッチを設けているが、このリミットスイッチが故障すると墨磨機が暴走して故障するという問題がある。また、モータが逆回転するため、クランクとギアを止めているねじや、クランクとリンクを接続しているねじが緩み、墨磨機が故障する場合もある。
【００２１】
さらに、墨の左右方向の移動量は、リミットスイッチ間の距離で決定されるが、墨の左右の移動幅を硯の幅に合わせる場合にリミットスイッチ間の幅を変更する必要がある。しかし、リミットスイッチ間の幅を変更するのは困難であるため、墨が左右方向に移動する範囲を硯の幅に合わせることが困難で、硯の幅を充分に活かして墨を磨ることができないという問題もある。
【００２２】
そこで、この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、硯の上で磨られる墨が円滑に動作する墨磨機を提供することである。
【００２３】
この発明の別の目的は、墨を磨り終えた際に硯と墨とが凝着するのを防ぐことができる墨磨機を提供することである。
【００２４】
この発明のさらに別の目的は、故障の発生を抑制できる墨磨機を提供することである。
【００２５】
また、この発明のさらなる別の目的は、硯の幅に合わせて墨の左右方向の移動量を調整することができる墨磨機を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
この発明の１つの局面に従った墨磨機は、硯の表面上で墨を移動させることによって墨を磨るための墨磨機であって、ベースと、移動部材と、回転手段と、第１方向移動機構と、第２方向移動機構とを備える。
【００２７】
移動部材は、ベースの上で移動可能に配置される。第１方向移動機構は、墨を移動部材に対して第１の方向に移動させることができ、かつ回転駆動手段から与えられた第１の回転運動を第１の方向に沿った並行移動に変換する。第２方向移動機構は、第１の方向に交差する第２の方向に移動部材を移動させることができ、かつ回転駆動手段から与えられた第２の回転運動を第２の方向に沿った並行移動に変換する。
【００２８】
第１方向移動機構は、第１のクランクと、第１のリンクと、第１方向スライダと、第１方向レールとを含む。
【００２９】
第１のクランクは、回転駆動手段から与えられた第１の回転運動の回転軸のまわりに回転可能に取付けられた一方端部を有する。第１のリンクは、第１のクランクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部を有する。第１方向スライダは、第１のリンクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部と、墨を保持する他方端部とを有する。第１方向レールは、第１方向スライダを第１の方向に沿って移動可能に支持し、かつ移動部材に取付けられる。第２方向移動機構は、第２方向軸上でスライドし、回転可能なシャフトと、第２方向軸に対して角度θをなす第３方向軸上でスライドするピンと、ピンとシャフトとを連結する長さＦのクランクとを含み、シャフトを回転させることでシャフトの変位ｙはＦｃｏｓｅｃθ・ｓｉｎ（ωｔ−θ）となり、角度θを調整することで第２方向の振幅を調整することが可能である。
【００３０】
このように構成された墨磨機においては、第１方向スライダは、第１の方向に沿って移動可能に支持されているため、第１のクランクが回転運動すると、この回転運動成分のうち、第１の方向に沿った運動成分だけが第１のリンクと第１方向スライダを介して墨へ伝わる。そのため、墨にさまざまな方向から力が働くことがなく、墨を硯上で摺動させても墨が円滑に動作する。
【００３１】
また、この発明の別の局面に従った墨磨機は、硯の表面上で墨を移動させることによって墨を磨るための墨磨機であって、ベースと、移動部材と、回転駆動手段と、第１方向移動機構と、第２方向移動機構とを備える。移動部材は、ベースの上で移動可能に配置される。第１方向移動機構は、移動部材に対して墨を第１の方向に移動させることができ、かつ回転駆動手段から与えられた第１の回転運動を第１の方向に沿った並行移動に変換する。第２方向移動機構は、第１の方向に交差する第２の方向に移動部材を移動させることができ、かつ回転駆動手段から与えられた第２の回転運動を第２の方向に沿った並行移動に変換する。
【００３２】
第２方向移動機構は、回転駆動手段から与えられた第２の回転運動の回転軸を構成するシャフトのまわりに回転可能に取付けられた一方端部を有する長さＦの第２のクランクと、第２のクランクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部を有し、かつ第２の方向に角度θをなして交差する第３の方向に移動することが可能な第３方向スライダと、移動部材を第２の方向に沿って移動可能に支持し、かつベースに取付けられた第２方向レールと、第３方向スライダを第３の方向に沿って移動可能に支持し、かつベースに取付けられた第３方向レールとを含み、シャフトを回転させることでシャフトの変位ｙはＦｃｏｓｅｃθ・ｓｉｎ（ωｔ−θ）となり、角度θを調整することで第２方向の振幅を調整することが可能である。
【００３４】
このように構成された墨磨機においては、第２のリンクの他方端部は第３の方向に沿って移動可能な第３方向スライダに取付けられているので、第２のクランクの回転運動成分のうち第３の方向の運動成分は、第３方向スライダにより逃がされる。第２のクランクの回転運動成分のうち、第２の方向の運動成分は、第３方向スライダでは逃がせないので、移動部材自体が第２方向レール上で第２の方向に移動する。そのため、第１方向移動機構を介して移動部材に取付けられた墨を第２の方向に移動させることができる。つまり、この発明では、回転運動から、往復運動する運動成分を取出し、これにより墨を第２の方向に往復運動させることができる。そのため、クランクの回転を反転させる必要がなくなり、リミットスイッチなどを設ける必要がない。その結果、リミットスイッチの動作不良による暴走を防ぐことができ、さらにねじが緩まないので、故障の発生を抑制することができる。
【００３５】
この発明のさらに別の局面に従った墨磨機は、硯の表面上で墨を移動させることによって墨を磨るための墨磨機であって、ベースと、移動部材と、回転駆動手段と、第１方向移動機構と、第２方向移動機構とを備える。
【００３６】
移動部材は、ベースの上で移動可能に配置される。第１方向移動機構は、墨を移動部材に対して第１の方向に移動させることができ、かつ回転駆動手段から与えられた第１の回転運動を第１の方向に沿った並行移動に変換する。第２方向移動機構は、第１の方向に交差する第２の方向に移動部材を移動させることができ、かつ回転駆動手段から与えられた第２の回転運動を第２の方向に沿った並行移動に変換する。
【００３７】
第１方向移動機構は、第１のクランクと、第１のリンクと、第１方向スライダと、第１方向レールとを含む。
【００３８】
第１のクランクは、回転駆動手段から与えられた第１の回転運動の回転軸のまわりに回転可能に取付けられた一方端部を有する。第１のリンクは、第１のクランクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部を有する。第１方向スライダは、第１のリンクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部と、墨を保持する他方端部とを有する。第１方向レールは、第１方向スライダを第１の方向に沿って移動可能に支持し、かつ移動部材に固定される。
【００３９】
第２方向移動機構は、回転駆動手段から与えられた第２の回転運動の回転軸を構成するシャフトのまわりに回転可能に取付けられた一方端部を有する長さＦの第２のクランクと、第２のクランクの他方端部に対して回動可能に取付けられた一方端部を有し、かつ第２の方向に角度θをなして交差する第３の方向に移動することが可能な第３方向スライダと、移動部材を第２の方向に沿って移動可能に支持し、かつベースに取付けられた第２方向レールと、第３方向スライダを第３の方向に沿って移動可能に支持し、かつベースに取付けられた第３方向レールとを含み、シャフトを回転させることでシャフトの変位ｙはＦｃｏｓｅｃθ・ｓｉｎ（ωｔ−θ）となり、角度θを調整することで第２方向の振幅を調整することが可能である。
【００４１】
このように構成された墨磨機においては、第１方向スライダは、第１の方向に移動可能に支持されているため、第１のクランクが回転運動すると、回転運動成分のうち第１の方向に沿った運動成分だけが第１のリンクと第１方向スライダを介して墨に伝わる。そのため、墨にはさまざまな方向から力がかかることがなく、墨を硯上で摺動させても墨が円滑に動作する。
【００４２】
また、第２のリンクの他方端部は、第３の方向に沿って移動可能な第３方向スライダに取付けられているため、第２のクランクの回転運動成分のうち、第３の方向の運動成分は、第３方向スライダにより逃がされる。第２のクランクの回転運動成分のうち、第２の方向の運動成分は、第３方向スライダでは逃がせないので、移動部材自体が第２方向レール上で第２の方向に移動する。そのため、第１方向移動機構を介して移動部材に取付けられた墨を第２の方向に移動させることができる。つまり、回転運動成分から、往復運動する運動成分を取出し、これにより墨を第２の方向に往復運動させることができる。そのため、クランクの回転を反転させる必要がなくなり、リミットスイッチなどを設ける必要がない。その結果、リミットスイッチの動作不良による墨磨機の暴走を防ぐことができ、さらにねじが緩まないので墨磨機の故障の発生を抑制することができる。
【００４３】
この発明のさらに別の局面に従った墨磨機は、硯の表面上で墨を移動させることによって墨を磨るための墨磨機であって、ベースと、移動部材と、回転駆動手段と、第１方向移動機構と、第２方向移動機構とを備える。
【００４４】
移動部材は、ベースの上で移動可能に配置される。第１方向移動機構は、墨を移動部材に対して第１の方向に移動させることができ、かつ回転駆動手段から与えられた第１の回転運動を第１の方向に沿った並行移動に変換する。第２方向移動機構は、回転駆動手段から与えられた、シャフトによる第２の回転運動を、シャフトに接続されて回転する長さＦのクランクを用いて第２の方向に沿った第２の並行運動成分と、第２の方向に角度θをなして交差する第３の方向に沿った第３の並行運動成分とに分解し、第２の並行運動成分を第１の方向に沿った並行運動に合成することによって墨を移動させ、シャフトを回転させることでシャフトの変位ｙはＦｃｏｓｅｃθ・ｓｉｎ（ωｔ−θ）となり、角度θを調整することで第２方向の振幅を調整することが可能である。
【００４５】
このように構成された墨磨機においては、第２方向移動機構が、回転駆動手段から与えられた回転運動を往復運動（単振動）する第２の並行運動成分と、第３の並行運動成分との２つの並行運動に分解する。そのため、墨は第２の方向に往復運動をするので、第２の回転運動の回転を反転させる必要がない。そのため、リミットスイッチなどが必要なく、リミットスイッチの故障による墨磨機の暴走を防ぐことができる。また、回転部分に取付けられたねじが緩まない。その結果、墨磨機の故障の発生を抑制することができる。
【００４６】
また、第１の方向と硯の表面とのなす角度を変更することができるように第１のレールは移動部材に取付けられていることが好ましい。この場合、硯の表面の傾斜に従って第１の方向を変更することができるため、表面が傾斜した硯上で墨を磨っても、墨の動きが円滑となる。
【００４７】
また、第１のクランクの長さは調整可能であることが好ましい。この場合、硯の長さに応じて第１のクランクの長さを調整できるため、硯の長さに合わせて、墨の第１の方向に沿った移動量を調整することができる。
【００４８】
また、墨磨機は、第１方向スライダに対して回動可能に取付けられた一方端部を有する回動アームと、回動アームの他方端部に取付けられて墨を保持する墨ホルダと、第１方向スライダに取付けられて回動アームの回動を係止させる第１の係止部材とをさらに備えることが好ましい。
【００４９】
この場合、回動アームと第１の係止部材とが所定の間隔だけ離れるように墨を墨ホルダにセットする。この状態で墨を磨ると、墨が減って回動アームが第１の係止部材に近づき、最後には、回動アームが第１の係止部材に接触する。この状態で墨を磨り続けても、回動アームが下方向へ回動しないため、墨は硯の表面と接触せず、墨が磨られることはない。そのため、墨が磨り終えれば、墨が硯の表面と接触しないため、硯と墨が凝着するのを防ぐことができる。また、回動アームと第１の係止部材との間の距離を所定量にセットすることにより墨を磨り量を設定することができる。
【００５０】
回動アームの他方端部には錘が取付けられていることが好ましい。この場合、錘が墨を押圧するため、効率よく墨を磨ることができる。
【００５１】
また、墨磨機は、第１方向スライダに取付けられて回動アームを第１の係止部材から離隔した待機位置で係止させる第２の係止部材をさらに備えることが好ましい。この場合、墨を磨り終えて墨を硯から一時的に離しておく場合に回動アームを第２係止部材により係止させることができる。
【００５２】
また、墨磨機は、好ましくは、レール部材と、墨ホルダと、第１の係止部材とをさらに備える。レール部材は、第１方向スライダの他方端部に取付けられる。墨ホルダは、レール部材に沿って硯の表面に近接した位置と硯の表面から離隔した位置との間で直線移動可能に設けられて墨を保持する。第１の係止部材は、墨ホルダに取付けられて墨ホルダの直線移動を第１方向スライダに係止させる。
【００５３】
この場合、第１の係止部材と墨ホルダとが所定の間隔を有するように墨ホルダに墨を保持させる。この状態で墨を磨れば、墨が減るに従って墨ホルダに設けられた第１の係止部材が第１方向スライダに近づき、最後には、第１の係止部材と第１方向スライダとが接触する。この状態で墨を移動させても墨ホルダが下方向に移動しないため墨が磨られることはない。そのため、墨を磨り終えれば、硯と墨の表面とが接触せず墨と硯が凝着するのを防ぐことができる。また、第１方向スライダと第１の係止部材との距離を所定量にセットすることにより、墨の磨り量を設定できる。
【００５４】
墨ホルダには錘が取付けられていることが好ましい。この場合、錘が墨を押圧するため、墨を効率よく磨ることができる。
【００５５】
また、墨磨機は、墨ホルダに取付けられて墨ホルダを第１の係止部材から離隔した待機位置で第１方向スライダに係止させる第２の係止部材をさらに備えることが好ましい。この場合、墨を磨り終えた後。第２の係止部材が硯から離した待機位置で墨を係止させることができる。
【００５６】
また、第２方向レールと第３方向レールとは、それらのなす角度を変更することができるようにベースに取付けられていることが好ましい。
【００５７】
この場合、第２方向レールと第３方向レールとのなす角度を調整することにより、移動部材が第２の方向に移動する距離を変更することができるため、硯の幅に合わせて墨の移動量を調整することができる。
【００５８】
また、第２のクランクの長さは調整可能であることが好ましい。この場合、第２のクランクの長さを調整することにより、移動部材の第２方向の移動距離を変更することができるため、硯の幅に合わせて墨の移動量を調整することができる。
【００５９】
また、回転駆動手段は移動部材に取付けられていることが好ましい。この場合、回転駆動手段を移動部材以外の部分に取付けた場合に比べて墨磨機をコンパクト化することができる。
【００６０】
また、移動部材は、第１方向移動機構を支持する第１プレートと、回転駆動手段を支持する第２プレートとを含むことが好ましい。この場合、第１方向移動機構は第１プレートに設けられ、回転駆動手段は第２プレートに設けられるため、墨磨機をコンパクト化することができる。
【００６１】
また、第２方向移動機構は、ベースと第２プレートとの間に位置付けられていることが好ましい。この場合、第２方向移動機構と第２プレートとが重なるので、第２方向移動機構を別の場所に設けた場合に比べて墨磨機をコンパクト化することができる。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態に従った墨磨機について、図面を用いて説明する。
【００６５】
図１は、この発明に従った墨磨機を示す斜視図である。図１を参照して、墨磨機１００は、ベース２００と、移動部材としてのＬ形プレート３００と、回転駆動手段としてのモータ４００と、第１方向移動機構５００と、第２方向移動機構６００とを備える。
【００６６】
ベース２００上に第２方向移動機構６００が設けられている。ベース２００上に、レール６２２と補助レール６３３とを介在させてＬ形プレート３００が設けられている。Ｌ形プレート３００の水平プレート３１０には、モータ４００が設けられている。Ｌ形プレート３００の垂直プレート３２０には、第１方向移動機構５００が設けられている。
【００６７】
Ｌ形プレート３００は、第２の方向としての矢印３０１で示すＹ軸方向に移動することが可能である。Ｌ形プレート３００は、水平プレート３１０と、その水平プレート３１０に接続された垂直プレート３２０とを有する。水平プレート３１０は、ベース２００に向かい合う水平面を有する。垂直プレート３２０は、第１方向移動機構５００が取付けられる垂直面を有する。
【００６８】
水平プレート３１０上に、ギア支持用Ｌ形プレート３３０と、モータ支持用Ｌ形プレート３４０とが設けられている。ギア支持用Ｌ形プレート３３０は、水平プレート３３１と、その水平プレート３３１と接続された垂直プレート３３２とを有する。水平プレート３３１は、水平プレート３１０に固定されている。垂直プレート３３２には、ベベルギア４１５と、ベベルギア４１５と連結されたスプールギア４１２とが回転可能に取付けられている。
【００６９】
モータ支持用Ｌ形プレート３４０は、水平プレート（図１では示さず）と、その水平プレートと接続された垂直プレート３４２とを有する。水平プレートは、水平プレート３１０に固定されている。垂直プレート３４２はモータ４００と接触してモータ４００を位置決めしている。スプールギア４１２に噛み合うスプールギア４１１が垂直プレート３４２に回転可能に取付けられている。このスプールギア４１１は、モータ４００の回転軸に連結されている。
【００７０】
Ｌ形プレート３００、ギア支持用Ｌ形プレート３３０およびモータ支持用Ｌ形プレート３４０の形状は、「Ｌ」形とする必要ない。たとえばＬ形プレート３００は、第１方向移動機構５００を支持し、かつ矢印３０１で示す方向に移動可能であれば、平板状であってもよく、さらに、筒状であってもよい。ギア支持用Ｌ形プレート３３０や、モータ支持用Ｌ形プレート３４０でも同様である。
【００７１】
また、これらのプレートには、強度が要求されるため、これらのプレートを金属で構成することが好ましいが、軽量化をするためには、強化プラスチックを用いることも可能である。
【００７２】
モータ４００は、モータ４００の回転運動を第１方向移動機構５００や、第２方向移動機構６００に与えるためのギア群４１０と接続されている。ギア群４１０は、モータ４００から与えられた回転運動を、第１方向移動機構５００を回転させる回転運動と、第２方向移動機構６００を駆動させる回転運動との２つの回転運動に分配する。
【００７３】
ギア群４１０は、スプールギア４１１および４１２と、ベベルギア４１５および４１６と、ウォーム４１７と、ウォームホイール４１８とを備える。
【００７４】
スプールギア４１１および４１２と、ベベルギア４１５および４１６とが、モータ４００から与えられた回転運動を第１方向移動機構５００に伝達する。
【００７５】
スプールギア４１１および４１２と、図１では示されていない２枚のスプールギアと、ウォーム４１７と、ウォームホイール４１８とが、モータ４００から与えられた回転運動を第２方向移動機構６００に伝達する。
【００７６】
スプールギア４１１は、モータ４００と連結されており、矢印４１１ａで示す方向に回転することが可能である。スプールギア４１１は、スプールギア４１２と噛み合っている。スプールギア４１２は、ベベルギア４１５と連結されている。ベベルギア４１５は、ベベルギア４１６と噛み合っている。ベベルギア４１５の回転軸と、ベベルギア４１６の回転軸とはほぼ直交する。
【００７７】
スプールギア４１２は、図１では示さないスプールギアと噛み合っており、そのスプールギアは、ウォーム４１７と連結されたスプールギアと噛み合っている。ウォーム４１７は、垂直プレート３３２に回転可能に取付けられている。ウォーム４１７は、ウォームホイール４１８と噛み合っている。水平プレート３１０および３３０に、ウォームホイール４１８が回転可能に取付けられている。
【００７８】
互いに噛み合う２つのギアの歯数の比はすべて素数の比となるようにされている。これは、墨を磨る際に、墨の軌跡が重複するのを防止し、複雑なリサージュ図形を描くためである。また、歯車の歯数の比が素数比でない場合には、１つの歯車の１つの歯が欠損した場合に、隣り合う歯車の特定の歯のみが、この欠損した歯と噛み合い、その歯も欠損してしまうことがあるからである。
【００７９】
また、第１方向移動機構５００を駆動させるギアのギア比は比較的小さくされている。これにより、第１方向移動機構５００は素早く動く。一方、第２方向移動機構６００を駆動させるギアの比は大きく設定されている。これにより、第２方向移動機構６００はかなり緩やかに動く。また、ウォーム４１７とベベルギア４１６とは鉄製であり、他のスプールギア、ベベルギアおよびウォームホイールは強化プラスチックで構成されているが、これらの材質としては、さまざまなものを用いることが可能である。
【００８０】
この墨磨機１００では、それぞれのスプールギア、ベベルギア、ウォームおよびウォームホイールに薄く潤滑油を塗布しているが、墨磨機１００を大型化する際には、これらのギア群４１０を潤滑するための潤滑装置を設けてもよい。
【００８１】
第１方向移動機構５００は、第１のクランクとしてのクランク５０１と、第１のリンクとしてのリンク５０２と、第１方向レールとしてのレール５０４と、第１方向スライダとしてのスライダ５０５およびスライドプレート５０６と、傾斜アーム５０３とを備える。
【００８２】
Ｌ形プレート３００の垂直プレート３２０に傾斜アーム５０３がボルト５０８により取付けられている。垂直プレート３２０に回転可能にクランク５０１が取付けられている。クランク５０１の一方端部５０１ａは、ベベルギア４１６の軸と連結されているので、ベベルギア４１６が回転すると、クランク５０１も回転する。クランク５０１の他方端部５０１ｂには、リンク５０２の一方端部５０２ａがボルト５０９により取付けられている。
【００８３】
リンク５０２は、クランク５０１に対して回動可能に取付けられている。リンク５０２の他方端部５０２ｂは、スライドプレート５０６に回動可能に取付けられており、スライドプレート５０６の一方端部５０６ａに対して回動可能である。スライドプレート５０６はスライダ５０５に固定されている。スライダ５０５はレール５０４に取付けられており、スライダ５０５はレール５０４に対して矢印７０９で示すＸ軸方向に移動することが可能である。
【００８４】
レール５０４は、傾斜アーム５０３に固定されている。傾斜アーム５０３には、長穴５０３ａが設けられている。この長穴５０３ａ内にボルト５０８を差込み、垂直プレート３２０に設けられたねじ穴（図示せず）にボルト５０８をねじ込んでいくことにより、傾斜アーム５０３は垂直プレート３２０に取付けられる。
【００８５】
第１方向移動機構５００は、回動アームとしてのアーム５０７と、墨ホルダとしての墨保持機構５５０と、第１係止部材としての偏心ストッパー５２０と、第２係止部材としての保持機構５３０とをさらに備える。
【００８６】
アーム５０７の一方端部５０７ａは、スライドプレート５０６に回動可能に取付けられている。スライドプレート５０６には、アーム５０７が下方向へ回動するのを係止する偏心ストッパー５２０がボルト５２１により取付けられている。スライドプレート５０６には、アーム５０７の回動方向を安定させる案内部材５２３が取付けられている。
【００８７】
アーム５０７の他方端部５０７ｂには、墨７０２を硯７０１の表面に対して押圧するための錘５４１が取付けられている。また、錘５４１には、補助用の錘５４２がボルト５４３により取付けられている。スライドプレート５０６の他方端部５０６ｂには、アーム５０７を偏心ストッパー５２０から離隔した待機位置で係止させるための保持機構５３０が設けられている。保持機構５３０は、スライドプレート５０６に取付けられた固定棒５３３と、その固定棒５３３に設けられた穴内に差込まれたピン５３１と、ピン５３１を固定棒５３３から遠ざける方向へ押すばね５３２により構成される。
【００８８】
錘５４１には、墨保持機構５５０が取付けられている。墨保持機構５５０は、直線レール５５１と、Ｕ字部材５５２と、ナット５５３と、ボルト５５４とにより構成される。直線レール５５１には、長穴（図示せず）が設けられており、この長穴内に錘５４１に設けられたボルトが差込まれる。このボルトにナット５５３を噛み合わせ、ナット５５３をねじ込んでいくことにより、直線レール５５１は錘５４１に取付けられる。
【００８９】
直線レール５５１は、錘５４１を受入れるような形状となっている。直線レール５５１にＵ字部材５５２が固定されている。Ｕ字部材５５２にボルト５５４が取付けられており、Ｕ字部材５５２内に墨７０２を載置し、ボルト５５４をねじ込んでいくことにより、墨７０２が位置決めされる。墨７０２は、Ｕ字部材５５２により保持されるが、墨７０２は、Ｕ字部材５５２、直線レール５５１および錘５４１を介してアーム５０７の他方端部５０７ｂやスライドプレート５０６の他方端部５０６ｂに保持されているともいえる。
【００９０】
第２方向移動機構６００は、Ｚ軸移動機構６１０と、Ｙ軸移動機構６２０と、補助レール６３０とを備える。
【００９１】
Ｚ軸移動機構６１０は、レール支持プレート６１１と、第３方向レールとしてのレール６１２と、第３方向スライダとしてのスライダ６１３およびスライド部材６１４と、第２のクランクとしてのクランク６１５と、ねじ６１６と、シャフト６１７とを備える。
【００９２】
レール支持プレート６１１は、ねじ６１６によりベース２００に取付けられている。レール支持プレート６１１上には、レール６１２が固定されている。レール６１２には、スライダ６１３が取付けられている。スライダ６１３は、レール６１２に対して移動することが可能である。
【００９３】
スライダ６１３には、スライド部材６１４が固定されている。スライド部材６１４上にはクランク６１５が取付けられている。クランク６１５の一方端部（図１では示さず）がシャフト６１７に固定され、他方端部６１５ｂがスライド部材６１４に対して回動可能に取付けられている。
【００９４】
Ｙ軸移動機構６２０は、支柱６２４と、レール支持プレート６２１と、第２方向レールとしてのレール６２２と、スライダ６２３とを備える。
【００９５】
ベース２００上に支柱６２４が固定されている。支柱６２４上にレール支持プレート６２１が固定されている。レール支持プレート６２１上にレール６２２が固定されている。レール６２２上にスライダ６２３が取付けられている。スライダ６２３はレール６２２に対して矢印３０１で示すＹ軸方向に移動することが可能である。スライダ６２３は、Ｌ形プレート３００の水平プレート３１０に固定されている。そのため、Ｌ形プレート３００は矢印３０１で示す方向に移動することが可能である。ベース２００上には、レール６２２が延びる方向とほぼ平行に延びるように補助レール６３０が設けられている。レール６３０と水平プレート３１０との間にはＬ形プレート３００を支持するための車輪が設けられているので、補助レール６３０とＬ形プレート３００とはこの車輪により接続されている。したがって、Ｌ形プレート３００の荷重は、レール６２２と補助レール６３０に加わる。
【００９６】
第１方向移動機構５００や第２方向移動機構６００を構成する材料としては、耐久性や耐摩耗性を重視するのであれば、金属製、特に鉄合金製とすることが好ましく、軽量化を目的とするのであれば、アルミニウム合金製や強化プラスチック製とすることが好ましい。
【００９７】
図２は、この発明に従った墨磨機の分解斜視図である。図２では、ベース２００および第２方向移動機構６００と、Ｌ形プレート３００、モータ４００および第１方向移動機構５００とが離れて示されている。垂直に折曲がった部分を有するベース２００上には、第２方向移動機構６００が設けられている。
【００９８】
Ｚ軸移動機構６１０のレール６１２が延びる方向と、Ｙ軸移動機構６２０のレール６２２が延びる方向とは交差している。Ｚ軸移動機構６１０のレール支持プレート６１１は、ボルト６１６と、レール支持プレート６１１の中央部でベース２００とを連結するピンとの２点によりベース２００に取付けられる。ボルト６１６は、レール支持プレート６１１に設けられた貫通孔（図示せず）と長穴６１８とを貫通し、ベース２００の裏面によりナットと噛み合っている。このため、ボルト６１６を緩めてボルト６１６が設けられるレール支持プレート６１１の端部を長穴６１８が延びる方向にスライドさせることにより、Ｚ軸移動機構６１０のレール６１２と、Ｙ軸移動機構６２０のレール６２１とがなす角度を適宜変更することができる。
【００９９】
レール支持プレート６１１と、レール６１２と、スライダ６１３と、スライド部材６１４と、クランク６１５とは、ベース２００とレール支持プレート６２１との間に設けられる。
【０１００】
Ｌ形プレート３００の水平プレート３１０上には、ギア支持用Ｌ形プレート３３０と、モータ支持用Ｌ形プレート３４０とが設けられている。ギア支持用Ｌ形プレート３３０の垂直プレート３３２は、スプールギア４１２および４１３を回転可能に支持する。スプールギア４１３は、ウォーム４１７と連結されている。モータ支持用プレート３４０は、水平プレート３４１と、その水平プレート３４１と接続された垂直プレート３４２とにより構成される。水平プレート３４１は水平プレート３１０に固定される。垂直プレート３４２は、垂直プレート３３２と向かい合うように設けられる。
【０１０１】
Ｌ形プレート３００の垂直プレート３２０には、第１方向移動機構５００が取付けられている。垂直プレート３２０には、傾斜アーム５０３が取付けられている。傾斜アーム５０３にはレール５０４（図２では示さず）が固定され、レール５０４には、レール５０４を受入れるような形状のスライダ５０５が取付けられている。
【０１０２】
スライダ５０５には、スライダ５０５よりも長いスライドプレート５０６が固定されている。スライドプレート５０６には、スライダ５０５と接触しないようにピン５３１、ばね５３２および固定棒５３３からなる保持機構５３０が設けられている。なお、保持機構５３０は、スライダ５０５と接触してもよく、さらに、スライダ５０５に保持機構５３０が取付けられてもよい。
【０１０３】
垂直プレート３２０には、クランク５０１が取付けられる。クランク５０１には、ボルト５０９により、リンク５０２が回動可能に取付けられている。リンク５０２はスライドプレート５０６に回動可能に取付けられている。スライドプレート５０６の中央部には、案内部材５２３が取付けられている。案内部材５２３と接触しないように、アーム５０７（図２では示さず）の先端に錘５４１が取付けられている。
【０１０４】
錘５４１には、墨保持機構５５０が取付けられている。墨保持機構５５０は、錘５４１に取付けられる直線レール５５１と、直線レール５５１に取付けられ、墨７０２を挟み込むＵ字部材５５２と、Ｕ字部材５５２に墨７０２を押付けて墨７０２を硯７０１と接触させるボルト５５４とを備える。
【０１０５】
図３は、図１で示す墨磨機の上面図である。
図３を参照して、墨磨機１００は、ほぼ長方形のベース２００を有する。ベース２００上には、第２方向移動機構６００が設けられる。第２方向移動機構６００は、レール支持プレート６１１と、レール６１２と、スライダ６１３と、スライド部材６１４と、クランク６１５と、ボルト６１６とを備える。
【０１０６】
また、図１では図示していなかったが、第２方向移動機構６００は、レール支持プレート６１１が長穴６１８の延びる方向に回動する回動範囲を制限するためのストッパー６５１を備える。ストッパー６５１はねじによりベース２００に取付けられている。
【０１０７】
第２方向移動機構６００は、また、第２の方向（Ｙ軸方向）に延びるレール支持プレート６１２、レール６２２および補助レール６３０を備える。レール６２２および補助レール６３０上には、ベース２００よりも小さいＬ形プレート３００が設けられる。Ｌ形プレート３００の水平プレート３１０上には、ギア支持用Ｌ形プレートの垂直プレート３３２と、モータ支持用Ｌ形プレートの垂直プレート３４２が設けられる。
【０１０８】
垂直プレート３２０、３３２および３４２に支持されるようにギア群４１０が設けられる。ギア群４１０は、スプールギア４１１、４１２、４１３および４１４と、ベベルギア４１５および４１６と、ウォーム４１７と、ウォームホイール４１８とを備える。図１および２では図示していなかったスプールギア４１４は、スプールギア４１２および４１３と噛み合っており、垂直プレート３３２により回転可能に支持されている。
【０１０９】
スプールギア４１２とベベルギア４１５の回転軸は同一である。スプールギア４１３とウォーム４１７の回転軸とは同一である。スプールギア４１１の回転軸４１１ａと、スプールギア４１２およびベベルギア４１５の回転軸と、スプールギア４１４の回転軸と、スプールギア４１３およびウォーム４１７の回転軸とは、それぞれ平行である。ベベルギア４１６の回転軸４１６ａとクランク５０１の回転軸とは同一である。第２の回転軸としての回転の軸４１６ａは、第１の回転軸としてのモータ４００およびスプールギア４１１の回転の軸４１１ａと直交する。ウォームホイール４１８は、第３の回転軸としてのシャフト６１７に取付けられている。第３の回転軸としてのシャフト６１７は、軸４１１ａおよび軸４１６ａの両方と直交する方向に延びている。
【０１１０】
Ｌ形プレート３００の垂直プレート３２０には、第１方向移動機構５００を構成する傾斜アーム５０３、レール５０４、スライダ５０５およびスライドプレート５０６が互いに平行に取付けられている。スライダ５０５は、レール５０４に嵌まり合い、スライダ５０５は、レール５０４に対して移動することが可能である。
【０１１１】
レール５０４とスライダ５０５が嵌まり合う部分には、アーム５０６の先端に取付けられた錘５４１および５４２やスライドプレート５０６の荷重がかかるので、レール５０４とスライダ５０５とが嵌まり合う部分の長さを充分に確保する必要がある。
【０１１２】
レール５０４上に取付けられたスライダ５０５、アーム５０６および５０７は、レール５０４に対して移動するため、回転するクランク５０１と、スライダ５０５、スライドプレート５０６およびアームとが接触しない長さにする必要がある。
【０１１３】
垂直プレート３２０には、クランク５０１が回転可能に取付けられている。クランク５０１には、回動可能にリンク５０２がボルト５０９により取付けられている。スライドプレート５０６には、回動可能にリンク５０２が取付けられている。リンク５０２は、クランク５０１およびスライドプレート５０６から少し距離を離して取付けられる。これは、リンク５０２が、クランク５０１やスライドプレート５０６と直接接触すると、運動エネルギのロスとなり、また、滑らかな動きを妨げるためである。
【０１１４】
アーム５０７の先端には、アーム５０７と、錘５４１とを抱え込むように直線レール５５１が設けられている。直線レール５５１は、ナット５５３により錘５４１に取付けられている。直線レール５５１には、Ｕ字部材５５２が固定されている。
【０１１５】
Ｕ字部材５５２には、墨７０２が傷付くのを防止するためのゴム製クッション５５５が固定されている。ゴム製クッション５５５に墨７０２を押付けて位置決めするためのボルト５５４がＵ字部材５５２に取付けられている。このように墨７０２が位置決めすることにより、墨７０２が硯７０１上で磨られても墨７０２の位置が変わることがない。
【０１１６】
この墨磨機１００では、墨磨機１００を小型化するために１つのモータ３００で第１方向移動機構５００および第２方向移動機構６００を駆動させているが、小型化する必要がなければ、１つのモータで第１方向移動機構５００を駆動し、別のモータで第２方向移動機構６００を駆動させてもよい。
【０１１７】
図４は、第１方向移動機構５００を拡大して示す斜視図である。図４を参照して、ベース２００上に、レール６２２および補助レール６３０を介在させてＬ形プレート３００が設けられている。Ｌ形プレート３００の垂直プレート３２０に第１方向移動機構５００が設けられている。Ｌ形プレート３００の垂直プレート３２０は、ベベルギアの回転の軸４１６ａを回転可能に支持する。
【０１１８】
軸４１６ａには、クランク５０１の一方端部５０１ａが固定されている。そのため、軸４１６ａが矢印４６１で示す方向に回転すると、クランク５０１も矢印４６１で示す方向に回転する。
【０１１９】
クランク５０１には、ねじ穴５１１〜５１４と、ボルト５０９と嵌まり合っているねじ穴とが設けられている。ボルト５０９は、これらのすべてのねじ穴５１１〜５１４にねじ作用で嵌め合うことが可能である。そのため、クランク５０１とリンク５０２とが接続する部分から軸４１６ａまでの距離を変えることができるので、クランク５０１の長さは調整可能である。
【０１２０】
リンク５０２の一方端部５０２ａは、ねじ穴にねじ込まれるねじ５０９によりクランク５０１の一方端部５０１ｂに回動可能に取付けられる。リンク５０２の他方端部５０２ｂは、スライドプレート５０６に回動可能に取付けられる。
【０１２１】
アーム５０７の一方端部５０７ａは、ピン５２９によりスライドプレート５０６に回動可能に取付けられる。スライドプレート５０６に取付けられた偏心ストッパー５２０と、アーム５０７との間の距離はＨ1 である。アーム５０７は、偏心ストッパー５２０と接するところまで下方向に回動可能である。ねじ穴５１１にボルト５０９をねじ込んだときにクランク５０１の長さが最も長くなり、ねじ穴５１４にボルト５０９をねじ込んだとき、クランク５０１の長さが最も短くなる。リンク５０２の一方端部５０２ａは折曲げられている。
【０１２２】
スライドレール５０６には、スライダ５０５が固定されている。スライダ５０５は、ベアリングのボールを受入れる溝を有する。スライダ５０５は、ベアリングのボールを介してレール５０４と嵌め合わされている。レール５０４はベアリングのボールを受入れる溝を有する。レール５０４は傾斜アーム５０３に固定されている。
【０１２３】
アーム５０７の他方端部５０７ｂには、錘５４１および５４２が取付けられている。アーム５０７の他方端部５０７ｂには、ピン５３１、ばね５３２および固定棒５３３により構成される保持機構５３０と、直線レール５５１、Ｕ字部材５５２、ナット５５３およびボルト５５７により構成される墨保持機構５５０が設けられる。墨保持機構５５０が墨７０２を挟んで硯７０１上で墨７０２を保持する。
【０１２４】
第１方向移動機構５００では、モータ４００から回転運動を与えられた軸４１６ａが矢印４６１で示す方向に回転すると、クランク５０１も矢印４６１で示す方向に回転する。これにより、リンク５０２の一方端部５０２ａが回転する。リンク５０２の他方端部５０２ｂは、矢印７０９で示す第１の方向としてのＸ軸方向に移動可能であるため、リンク５０２の他方端部５０２ｂは、リンク５０２の一方端部５０２ａの回転を受けて、矢印７０９で示す方向に往復運動する。これにより、スライドプレート５０６に取付けられたアーム５０７、錘５４１、直線レール５５１、Ｕ字部材５５２および墨７０２も矢印７０９で示すＸ軸方向に並行移動をし、墨７０２を硯７０１表面上で磨ることができる。
【０１２５】
図５は、図１で示す墨磨機の側面図である。図５を参照して、ベース２００下には、ゴム製の脚２０１が設けられている。脚２０１は、四角形のベース２００の四隅に設けられる。ベース２００上には、第２方向移動機構６００が設けられる。第２方向移動機構６００は、レール支持プレート６１１、レール６１２、スライダ６１３、スライド部材６１４、ボルト６１６およびシャフト６１７を備える。
【０１２６】
ベース２００には、支柱６２４が固定され、この支柱６２４上にはレール支持プレート６２１が固定される。レール支持プレート６２１は、紙面の手前から奥方向へ延びる。レール支持プレート６２１上には、Ｌ形プレート３００を移動可能に支持するスライド機構６９０が設けられている。
【０１２７】
ベース２００上には、ボルトとナットにより補助レール６３０が固定されている。補助レール６３０は、紙面の手前から奥方向へ、レール支持プレート６１２と平行に延びる。補助レール６３０を抱え込むように「コ」の字状の金具６３１が設けられる。金具６３１には、金具６３１に対して回転可能に車輪６３２が設けられる。車輪６３２は、補助レール６３０と接している。
【０１２８】
ベース２００の上でかつ第２方向移動機構６００の上には、レール支持プレート６２１や、補助レール６３０に支持されるようにＬ形プレート３００が設けられる。Ｌ形プレート３００の垂直プレート３２０には、紙面の奥側から手前側に向かって傾斜アーム５０３、レール５０４、スライダ５０５およびスライドプレート５０６がこの順に取付けられている。
【０１２９】
垂直プレート３２０には、軸４１６ａにより、クランク５０１が回転可能に取付けられている。クランク５０１には、リンク５０２がボルト５０９により回動可能に取付けられる。リンク５０２は、また、スライドプレート５０６に回動可能に取付けられる。モータ支持用Ｌ形プレート３４０の垂直プレート３４２は、モータ４００に接触してモータ４００を位置決めし、かつ垂直プレート３２０と直交する方向に延びる。
【０１３０】
スライドプレート５０６には、ベース２００に対して近づく方向とベース２００から遠ざかる方向に回動可能なアーム５０７が設けられる。スライドプレート５０６には、アームがベース２００へ近づく方向への回動範囲を制限する偏心ストッパー５２０がボルト５２１により取付けられる。偏心ストッパー５２０は、長径部５２０ａと短径部５２０ｂを有する。また、スライドプレート５０６には、アーム５０７の回動を案内するための案内部材５２３が取付けられる。
【０１３１】
アーム５０７の先端には、墨を押圧するための錘５４１および５４２が取付けられる。スライドプレート５０６の先端には、アーム５０７の回動を係止させるための保持機構５３０が設けられている。保持機構５３０のピン５３１の先端５３１ａの径は、相対的に大きい。アーム５０７の先端には、また、墨保持機構５５０が設けられる。墨保持機構５５０は、直線レール５５１と、Ｕ字部材５５２と、ナット５５３と、ボルト５５４と、ゴム製クッション５５５とを備える。直線レール５５１は、錘５５１に沿って延び、ナット５５３により錘５４１に取付けられる。ナット５５３は、手で回すことができるように、径が大きくされている。直線レール５５１には、Ｕ字部材５５２が固定されている。Ｕ字部材５５２の一方の面には、ゴム製クッション５５５が取付けられている。ゴム製クッション５５５と向かい合う面には、ボルト５５４が取付けられている。
【０１３２】
図６は、第１方向移動機構５００を分解して示す図である。図６を参照して、傾斜アーム５０３は、一方向に延びるような形状である。傾斜アーム５０３には、ボルトを受入れるための長穴５０３ａが設けられる。傾斜アーム５０３には、軸４１６ａを受入れるための切欠５０３ｂが設けられる。
【０１３３】
スライドプレート５０６は、一方向に延びるように形成される。スライドプレート５０６には、アーム５０７を取付けるための穴５８１が設けられる。スライドプレート５８１には、スライダ５０５が固定される。スライダ５０５には、レール５０４が移動可能に取付けられる。スライドプレート５０６には、偏心ストッパー５２０や案内部材５２３が取付けられるため、スライドプレート５０６の幅Ｗは、比較的広くされる。スライドプレート５０６の先端には、固定棒５３３を取付けるための穴５８２および５８３が設けられる。
【０１３４】
アーム５０７には、アーム５０７をスライドプレート５０６に回動可能に取付けるための穴５９１が設けられる。アーム５０７には、ボルト５９２および５９３により錘５４１が取付けられる。錘５４１には、ボルト５４３により錘５４２が取付けられる。錘５４１には、ボルト５９４が固定されている。
【０１３５】
直線レール５５１には、ボルト５９４を受入れるための長穴（図示せず）が設けられている。長穴がボルト５９４を受入れた状態でボルト５９４にねじ５５３をねじ込んでいくことにより直線レール５５１が錘５４１に取付けられる。
【０１３６】
直線レール５５１には、長穴を設けずに、ボルト５９４を受入れることができる径を有する貫通孔を直線レール５５１の長手方向に複数個設けてもよい。直線レール５５１には、墨７０２を保持するためのＵ字部材５５２、ボルト５５４およびゴム製クッション５５５が取付けられている。
【０１３７】
図７は、レール５０４とスライダ５０５とが噛み合う部分を拡大して示す断面図である。図７を参照して、スライダ５０５は、レール５０４を覆うような形状である。レール５０４とスライダ５０５との間には、ボール５６１と保持器５６２とが設けられる。ボール５６１は、レール５０４とスライダ５０５とが摺動する際の摩擦を低減する働きをする。
【０１３８】
ボール５６１は、レール５０４の部分のうち、ボール５６１を受入れるための溝５０４ａに接する。ボール５６１は、スライダ５０５の部分のうち、ボール５６１を受入れるための溝５０５ａに接する。ボール５６１は、レール５０４の両側にそれぞれ複数個配置される。保持器５６２は、ボール５６１を位置決めする。保持器５６２には、ボール５６１を受入れるための穴が設けられ、この穴内にボール５６１が設けられる。レール５０４およびスライダ５０５は、紙面の手前から奥方向へ延びている。
【０１３９】
図８は、保持機構５３０の機能を説明するために示す墨磨機の斜視図である。図８を参照して、Ｌ形プレート３００、ギア支持用プレート３３０、モータ支持用プレート３４０、モータ４００、ギア群４１０、傾斜アーム５０３、クランク５０１、リンク５０２、スライダ５０５およびスライドプレート５０６については、図８は、図２に記載されたものと同様のものを示すので、その説明は繰返さない。
【０１４０】
スライドプレート５０６の先端に取付けられた保持機構５３０は、墨７０２を磨り終えたときに墨７０２を硯７０１から離れた位置で保持する役割を果たす。墨を磨り終えた後、モータ４００の駆動を停止させる。アーム５０７を、墨７０２が硯７０１から離れる方向へ回動させ、アーム５０７の下端がピン５３１よりも高い位置にきたときに、ピン５３１を固定棒５３３の穴へ押込む。このとき、ピン５３１は、ばね５３２により押し戻されようとする。この状態で、アーム５０７を、墨７０２が硯７０１へ近づく方向へ回動させると、アーム５０７がピン５３１と接触する。ピン５３１を押す力を緩めると、ピン５３１は元へ戻ろうとするが、ピン５３１の先端５３１ａの径が大きくなっているため、ピン５３１の先端５３１ａがアーム５０７に引っ掛かり、図８で示すような位置でアーム５０７を係止することができる。
【０１４１】
次に、硯７０１に墨７０２を接触させる場合には、まず、図８で示す状態から、アーム５０７を、墨７０２が硯７０１から離れる方向へ回動させる。すると、ピン５３１の先端５３１ａがアーム５０７に引っ掛からなくなる。ピン５３１は、ばね５３２により押されているため、ピン５３１の先端５３１ａが固定棒５３３に接触する位置まで動く。その後、墨７０２が硯７０１へ近づく方向へアーム５０７を回動させれば、墨７０２を硯７０１に接触させることができる。
【０１４２】
図９は、この発明の別の局面に従った第１方向移動機構８００の側面図である。図９を参照して、第１方向移動機構８００は、図１で示す第１方向移動機構５００と同様のクランク５０１、リンク５０２、傾斜アーム５０３、レール５０４、およびスライダ５０５を備える。なお、これらの部材については、図９では示していない。
【０１４３】
第１方向移動機構８００は、第１方向スライダとしてのスライドプレート８１６と、レール部材としてのレール８１５と、墨ホルダとしての移動部８２０と、第１の係止部材としての偏心ストッパー８２４とを備える。スライドプレート８１６には、スライダ５０５（図９では示さず）とレール５０４が取付けられている。レール５０４はスライドプレート８１６の一方端部８１６ａから延びるように設けられる。
【０１４４】
スライドプレート８１６には、リンク５０２を回動可能に取付けるための受け金８１７が設けられる。スライドプレート８１６の他方端部８１６ｂには、レール８１５が固定されている。
【０１４５】
スライドプレート８１６の他方端部８１６ｂには、「Ｊ」字状のプレート８１１が取付けられている。スライドプレート８１６の他方端部８１６ｂには、レール８１５に対して移動することが可能な移動部８２０が設けられている。移動部８２０は、錘８２１と、スライダ支持台８２２と、スライダ８２３と、偏心ストッパー８２４と、ピン８３１と、墨保持機構８５０とを備える。
【０１４６】
錘８２１は、墨を押圧するために設けられる。錘８２１には、スライダ支持台８２２が固定されている。スライダ支持台８２２には、スライドプレート８１６の延びる方向とほぼ直交する方向に延びるようにスライダ８２３が設けられる。スライダ８２３はレール８１５と噛み合っており、スライドプレート８１６の延びる方向とほぼ直交する方向に移動することが可能である。
【０１４７】
錘８２１には、ねじ８２５により、偏心ストッパー８２４が取付けられている。偏心ストッパー８２４は、径が相対的に長い長径部８２４ａと、径が相対的に短い短径部８２４ｂとを有する。偏心ストッパー８２４は、スライドプレート８１６と接触することにより、移動部８２０の下方向への移動範囲を制限する。
【０１４８】
錘８２１には、ストッパー８２６が固定されている。ストッパー８２６はプレート８１１と接触し、移動部８２０の上方向への移動範囲を制限する。錘８２１には、墨を硯から離した状態で移動部８２０を係止させるための係止部材としての保持機構が設けられる。保持機構は、ピン８３１を有する。このピン８３１は、図８で示すピン８３１と同様のものであり、ピン８３１を押すためのばねも設けられている。また、ピン８３１の先端８３１ａの径は相対的に太くなっている。ピン８３１の先端８３１ａがプレート８１１の先端８１１ａと引っ掛かることにより、墨を硯から離した位置で移動部８２０を一時的に係止させることができる。
【０１４９】
墨保持機構８５０は、直線レール８５１と、筒状部材８５２と、ナット８５３と、ボルト８５４と、ゴム製クッション８５５とを備える。直線レール８５１は、一方向に延び、錘８２１を受入れるような形状である。直線レール８５１には、錘８２１に固定されたボルトを受入れるための長穴が設けられる。長穴にボルトを受入れさせた状態でボルトにナット８５３をねじ込んでいくことにより直線レール８５１が錘８２１に取付けられる。
【０１５０】
直線レール８５１には、筒状部材８５２が固定されている。筒状部材８５２には、ボルト８５４が取付けられている。また、ボルト８５４が取付けられた面と向かい合う面には、ゴム製クッション８５５が取付けられている。ボルト８５４をねじ込んでいくことにより、ボルトの先端８５４ａがゴム製クッション８５５に近づいていくので、ゴム製クッション８５５とボルトの先端８５４ａとの間に墨を挟むことができる。
【０１５１】
墨を墨保持機構８５０が保持した挟んだ状態で墨を硯に接触させたときに、スライドプレート８１６と偏心ストッパー８２４の下面との距離がＨ2 になったとすると、このＨ2 が、墨を磨る量に対応する。
【０１５２】
図１０は、レール８１５と、スライダ８２３とが噛み合う部分を拡大して示す断面図である。図１０を参照して、レール８１５とスライダ８２３とは、ともに、紙面の手前側から奥側へ延びている。レール８１５とスライダ８２３との間には、ボール８６１が設けられる。ボール８６１は、スライダ８２３が摺動する際の摩擦を低減する働きをする。レール８１５には、ボール８６１を受入れるための溝８１５ａが設けられる。スライダ８２３には、ボール８６１を受入れるための溝８２３ａが設けられる。これらの溝８１５ａおよび８２３ａにボール８６１が接触する。ボール８６１は、スライダ８２３の両側にそれぞれ複数個設けられる。
【０１５３】
図１１は、第２方向移動機構６００を説明するために示す墨磨機の上面図である。図１１を参照して、ベース２００にはボルト６１６によりレール支持プレート６１１が取付けられている。レール支持プレート６１１にはレール６１２が固定されている。ベース２００には、ストッパー６５１がボルト６５２により取付けられている。レール６１２に噛み合うようにスライダ６１３が設けられている。
【０１５４】
スライダ６１３は矢印６８５に示す第３の方向としてのＺ軸方向に移動可能である。レール６１２とスライダ６１３との間には、図７で示すようなボールと保持器とが設けられている。スライダ６１３にスライド部材６１４が固定されている。スライド部材６１４には、ピン６４６が固定されている。スライド部材６１４上にクランク６１５が設けられている。クランク６１５には、５つの穴６１４〜６１５が設けられている。穴６１２にピン６１４が差込まれている。クランク６１６はシャフト６１７と連結されている。スライド部材６１４に設けられたピン６４６は、他の穴６４１、６４３〜６４５にも差込むことができるため、ピン６４６とシャフト６１７との間の距離を変更することができる。そのため、クランク６１５の長さは調整可能である。穴６４１にピン６４６を差し込んだときにクランク６１５の長さは最も長くなり、穴６４５にピン６４６を差し込んだときにクランク６１５の長さは最も短くなる。
【０１５５】
ベース２００上には、第２方向移動機構６００のレール支持プレート６２１と補助レール６３０とが互いに同じ方向に延びるように形成されている。レール支持プレート６２１および補助レール６３０は、シャフト６１７が取付けられているＬ形プレート３００を矢印３０１で示す方向に移動することができるように支持する。
【０１５６】
図１２は、第２方向移動機構６００の機能を説明するために示す模式図である。図１２を参照して、図１２の横方向には、レール支持プレート６２１やレール６２２と平行に第２の方向に延びるＹ軸６８１が位置している。Ｙ軸と交差するようにレール６１２上で第３の方向に延びるＺ軸６８２が位置している。Ｙ軸６８１とＺ軸６８２とは角度θをなす。Ｙ軸６８１とＺ軸６８２が交差する点が原点６８０である。
【０１５７】
Ｙ軸６８１上にシャフト６１７が設けられる。シャフト６１７は、角速度ωで反時計回りに回転する。シャフト６１７と、シャフトが取付けられるＬ形プレート３００は、Ｙ軸上を動く。
【０１５８】
Ｚ軸６８２上には、図１１で示すピン６４６が設けられる。ピン６４６と、図１１で示すスライド部材６１４およびスライダ６１３とは、Ｚ軸６８２上を動く。
【０１５９】
ピン６４６とシャフト６１７とは、クランク６１５により連結されている。ピン６４６とシャフト６１７との間の距離（クランク長さＦ）は一定である。原点６８０からシャフト６１７までの距離はｙ（変数）であり、原点６８０からピン６４６までの距離はｚ（変数）である。
【０１６０】
シャフト６１７が反時計回りに角速度ωで回転すると、クランク長さＦが一定であるため、シャフト６１７は、矢印６８１ａで示す方向に移動し、ピン６４６は、矢印６８２ａで示す方向に移動する。
【０１６１】
さらにシャフト６１７を回転させると、矢印６８１ａで示す方向へのシャフト６１７の運動成分が小さくなり、シャフト６１７は、矢印６８１ｂで示す方向に移動するようになる。このとき、ピン６４６は、矢印６８２ａで示す方向に移動する。
【０１６２】
さらにシャフト６１７を回転させると、ピン６４６の矢印６８２ａで示す方向への運動成分が小さくなり、ピン６４６は、矢印６８２ｂで示す方向に移動するようになる。このとき、シャフト６１７は、矢印６８１ｂで示す方向に移動する。
【０１６３】
シャフト６１７を回転させると、シャフト６１７の矢印６８１ｂで示す方向への運動成分が小さくなり、シャフト６１７は矢印６８１ａで示す方向に移動するようになる。このとき、ピン６４６は、矢印６８２ｂで示す方向へ移動する。
【０１６４】
シャフト６１７をさらに回転させると、ピン６４６の、矢印６８２ｂで示す方向の運動成分が小さくなり、ピン６４６は、矢印６８２ａで示す方向へ運動するようになる。これにより、図１２に示す状態に戻る。
【０１６５】
この動作について、原点６８０からシャフト６１７までの距離ｙと、原点６８０からピン６４６までの距離ｚと、時間ｔとの関係を数式で表わすと、以下のようになる。
【０１６６】
ｙ＝ｚｃｏｓθ−Ｆｃｏｓωｔ
ｚ＝ｙｃｏｓθ＋Ｆｃｏｓ（ωｔ−θ）
ここで、Ｆは、クランクの長さであり、定数である。
【０１６７】
上述の２つの式からｚを消去して整理すると以下の式が得られる。
ｙ＝Ｆｃｏｓｅｃθ・ｓｉｎ（ωｔ−θ）
この式は、原点６８０からシャフト６１７までの距離ｙが、Ｙ軸上で単振動をすることを表わす。振幅はＦｃｏｓｅｃθで表わされる。この振幅は、θが９０°のときＦとなり最小値となる。θが９０°から増加してもまたは減少しても振幅は連続的に増加する。そのため、シャフト６１７が取付けられるＬ形プレート３００もＹ軸６８１上で振幅がＦｃｏｓｅｃθの単振動をすることを表わす。さらには、そのＬ形プレート３００に第１方向移動機構５００を介して取付けられた墨もＹ軸６８１の延びる方向で振幅がＦｃｏｓｅｃθの単振動をすることとなる。
【０１６８】
図１３は、Ｌ形プレート３００を支持する構造を説明するために墨磨機を拡大して示す一部断面図である。図１３を参照して、ベース２００には、脚２０１が取付けられる。ベース２００には、図５と同様のレール支持プレート６１１、レール６１２、スライド６１３、スライド６１４、クランク６１５およびシャフト６１７が設けられる。
【０１６９】
ベース２００には、支柱６２４が固定されている。支柱６２４上には、紙面の手前から奥へ延びるレール支持プレート６２０が設けられている。レール支持プレート６２１には、Ｌ形プレート３００をレール支持プレート６２１が延びる方向に移動できるように支持するスライド機構６９０が設けられる。スライド機構６９０は、レール６２２と、スライダ６２３と、ボール６６１と、保持器６６２により構成される。
【０１７０】
レール６２２は、レール支持プレート６２１に固定される。レール６２２は、レール６２１が延びる方向と同じ方向に延びる。スライダ６２３はＬ形プレート３００の水平プレート３１０に固定される。
【０１７１】
ボール６６１は、レール６２２とスライダ６２３との間に設けられる。ボール６６１は、レール６２２の両側に、それぞれ複数個設けられる。ボール６６１は、スライダ６２３がレール６２２に対して移動する際の摩擦を少なくする働きを有する。ボール６６１を位置決めするための保持器６６２がレール６２２とスライダ６２３との間に設けられている。保持器６６２には貫通孔が形成されており、この貫通孔内にボール６６１が位置決めされている。
【０１７２】
ベース２００上には、ボルト６３６と、ナット６３７〜６３９を用いて補助レール６３０が取付けられている。ナット６３７および６３８の位置を変更することにより、ベース２００から補助レール６３０までの距離を調整することが可能である。補助レール６３０を抱え込むように金具６３１が設けられる。金具６３１の一方端部６３１ａは、Ｌ形プレート３００の水平面３１０に固定される。金具６３１の他方端部６３１ｂは、補助レール６３１の下に位置する。金具６３１の他方端部６３１ｂは、補助レール６３０に僅かに接触しているだけである。
【０１７３】
金具６３１には、車輪６３２がボルト６３３とナット６３４および６３５により取付けられる。車輪６３２は、金具６３１に対して回転可能である。車輪６３２は、補助レール６３０に接する。車輪６３２は、中心部に位置する芯部と、その芯部の周囲に設けられ、芯部に対して回転する回転部とにより構成される。この芯部をナット６３４および６３５で挟み込むことにより、車輪６３２は金具６３１に取付けられ、かつ回転することが可能である。
【０１７４】
Ｌ形プレート３００から金具６３１にかけられた荷重は、ボルト６３３を介して車輪６３２へ伝わり、車輪６３２から補助プレート６３０およびベース２００へ伝わる。Ｌ形プレート３００が補助レール６３０の延びる方向に動くと、車輪６３２が補助レール６３０上を転がる。
【０１７５】
次に、上述した墨磨機において、モータ４００の回転力がどのようにして墨７０２を動かすかについて、図１、３、４および１１を用いて説明する。
【０１７６】
モータ４００がスプールギア４１１を矢印４１１ａで示す方向へ回転させると、この回転力は、スプールギア４１２と、ベベルギア４１５および４１６と、軸４１６ａに伝えられて軸４１６ａが矢印４６１で示す方向に回転する。これにより、クランク５０１も矢印４６１で示す方向に回転する。クランク５０１の他方端部５０１ｂに取付けられたリンク５０２は、矢印７０９で示すＸ軸方向にのみ運動可能なスライドプレート５０６に回動可能に取付けられているため、リンク５０２は、クランク５０１の他方端部５０１ｂの運動成分のうち、矢印７０９で示すＸ軸方向の運動成分のみをスライドプレート５０６に伝える。スライドプレート５０６に取付けられたアーム５０７と、アーム５０７の先端に錘５４１と墨保持機構５５０を介して取付けられた墨７０２も矢印７０９で示すＸ軸方向に往復運動をする。
【０１７７】
また、スプールギア４１２の回転は、スプールギア４１４および４１３と、ウォーム４１７と、ウォームホイール４１８にも伝わり、ウォームホイール４１８が矢印４１８ａで示す方向に回転する。このウォームホイール４１８ａに取付けられたシャフト６１７も矢印４１８ａで示す方向に回転する。これにより、図１２で示したように、シャフト６１６は、Ｙ軸６８１上、すなわち、レール６２２の延びる方向で往復運動（単振動）をする。これにより、シャフト６１７が取付けられたＬ形プレート３００と、Ｌ形プレート３００に第１方向移動機構５００を介して取付けられた墨７０２も図１の矢印３０１で示す方向に往復運動する。
【０１７８】
その結果、墨７０２が矢印７０９で示す方向と矢印３０１で示す方向とに往復運動する。すなわち、墨７０２が２次元的な拡がりをもった墨磨り運動をすることになる。
【０１７９】
次に、墨を磨る量の調整方法について説明する。図１および図４で示すような第１方向移動機構５００を墨磨機１００に取付けた場合には、偏心ストッパー５２０とアーム５０７との間の距離Ｈ1 と、墨が磨られる量とが比例する。以下の３つの手法のいずれでも、Ｈ1 を調節することができる。
【０１８０】
（１）  ボルト５５４を用いて墨７０２をＵ字部材５５２に取付ける際に、墨７０２を取付ける場所を変えてＨ1 を調節する。
【０１８１】
（２）  直線レール５１１を錘５４１に取付ける際に、ナット５５３を緩めて直線レール５５１の取付け位置を調整することにより、Ｈ1 を調整する。
【０１８２】
（３）  ボルト５２１を緩めて偏心ストッパー５２０を回転させて偏心ストッパー５２０の取付け位置を調整することにより、Ｈ1 を調整する。
【０１８３】
次に、図９で示す第１方向移動機構８００を墨磨機１００に取付けた場合には、偏心ストッパー８２４とスライドプレート８１６との間の距離Ｈ2 が墨の磨る量となる。以下の３つの手法のいずれでもＨ2 を調整することができる。
【０１８４】
（１）  ボルト８５４を用いて墨７０２を筒状部材８５２に取付ける際に、墨７０２を取付ける場所を調整してＨ2 を調整する。
【０１８５】
（２）  直線レール８５１を錘８２１に取付ける際に、ナット８５１を緩めて直線レール８５１の取付け位置を調整することにより、Ｈ2 を調整する。
【０１８６】
（３）  ボルト８２５を緩めて偏心ストッパー８２４を回転させて偏心ストッパー８２４の取付け位置を調整することにより、Ｈ2 を調整する。
【０１８７】
次に、墨７０２が矢印７０９で示すＸ軸方向に動く距離の調整について説明する。この距離は、クランク５０１の長さ、すなわち、軸４１６ａからボルト５０９までの距離により決まる。そのため、ボルト５０９をクランク５０１に設けられたねじ穴５１１〜５１４のいずれかにねじ込むことにより、墨７０２の移動量を調整できる。
【０１８８】
次に、墨７０２が矢印３０１で示すＹ軸方向に動く距離の調整について説明する。この距離は、クランク６１５の長さと、レール６１２とレール６２２とのなす角θとにより決まる。そのため、墨７０２の、矢印３０１で示すＹ軸方向に墨７０２が動く距離を決めるには、以下の２つの手法が考えられる。
【０１８９】
（１）  クランク６１５の長さは、すなわちシャフト６１７からピン６４６までの距離を調整する。具体的には、ピン６４６を、穴６４１〜６４５のいずれか適当なものに差し込む。
【０１９０】
（２）  ボルト６１６を緩めて、レール６１２と、レール６２２とのなす角度θを調整する。具体的には、θが９０°に近づくほど、矢印３０１で示すＹ軸に墨が動く距離は小さくなり、θが９０°から離れるほど、距離は大きくなる。
【０１９１】
なお、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の移動量の調整は、図９で示す第１方向移動機構８００を墨磨機１００に取付けた場合も同様である。
【０１９２】
次に、傾斜アーム５０３の傾きの調整について説明する。図１４は、傾斜していない表面を有する硯を示す図であり、図１５は、傾斜した表面を有する硯を示す図である。図１４を参照して、傾斜していない表面７０１ａを有する硯７０１を用いる場合には、墨磨機１００のボルト５０８を緩めて、レール５０４が傾かないように、すなわち、レール５０４が表面７０１ａに沿うように傾斜アーム５０３を位置決めする。その後ボルト５０８をねじ込んで傾斜アーム５０３を垂直プレート３２０に取付ける。この状態で墨７０２を矢印７０９で示すＸ軸方向に往復運動させれば、墨７０２は、硯７０１の陸７０３と海７０４との間で、表面７０１ａと摺動するため、磨墨液７０６を得ることができる。
【０１９３】
また、図１５で示すような、表面７１１ａが傾斜した硯７１１を用いる場合には、ボルト５０８を緩め、傾斜アーム５０３を傾斜させてレール５０４の傾きが表面７１１ａに沿うように傾斜アームを位置決めする。その後、ボルト５０８をねじ込んで傾斜アーム５０３を垂直プレート５２０に取付ける。この状態で、墨７０２を矢印７０９で示すＸ軸方向に往復運動させれば、墨７０２は表面７１１ａ上で摺動し、磨墨液７０６を得ることができる。
【０１９４】
なお、傾斜アーム５０３の傾きの調整については、図９で示す第１方向移動機構８００を墨磨機１００に取付けた場合も同様である。
【０１９５】
次に、墨を磨る際の具体的な手順について説明する。まず、図１で示す墨磨機１００と図１４で示す硯７０１を用いる場合について説明する。アーム５０７がスライドプレート５０６と平行（すなわち水平）になるように偏心ストッパー５２０の位置を調整する。一度この調整をしておけば、以後偏心ストッパー５２０の位置を変更する必要はない。
【０１９６】
偏心ストッパー５２０は、アーム５０７がスライドプレート５０６に平行になったときにアーム５０７と接触する。これにより、アーム５０７がその位置より下に下がらないように、すなわち墨磨りが進行しないようにするものである。
【０１９７】
次に、硯７０１の表面７０１ａに墨７０２の表面が触れる位置でＵ字部材５５２に墨７０２を取付ける。このとき、ナット５５３は少し緩めておき、直線レール５５１が錘５４１に仮固定された状態とする。次に、アーム５０７を、墨７０２が硯７０１から離れる方向（上方向）へ持ち上げる。すると、直線レール５５１や墨７０２も高さＳだけ持ち上がる。その後、ナット５５３を緩めて墨７０２と直線レール５５１とを高さＳだけ下ろして墨７０２と硯７０１とを接触させる。この高さＳが、墨７０２が磨られる量を示す。ナット５５３を締めることにより錘５４１に直線レール５５１を取付ける。これで設定が終了する。
【０１９８】
その後、モータ４００を駆動することにより、墨保持機構５５０に固定された墨は、海７０４の窪みに応じて若干上下にも回動し、磨墨液をかき上げながら墨磨り運動を行なう。墨保持機構５５０と、アーム５０７の回動の中心であるピン５２９との間の長さは海７０４の窪みの深さに対して十分大きいため、この上下の回動は軽快である。墨が磨られるに従って、墨保持機構５５０は徐々に下方向へ回動する。
【０１９９】
最後に、アーム５０７が偏心ストッパー５２０に接触すると、墨はこれ以上磨られることがない。すなわち、墨磨りが終了し、墨は水平運動をする。このとき、モータ４００には墨磨りによる負荷がかからず無負荷の空転状態となる。墨７０２の先端は海７０４には入らないが、磨墨液の表面張力により、空転中も墨７０２の先端と硯７０１の表面７０１ａとの間には常に磨墨液が付着する。これは、墨磨機にとって非常に好ましい現象である。海７０４の水位と硯の表面７０１ａとの段差が約５ｍｍ以下であれば、この状態が維持される。墨７０２の表面と硯７０１の表面７０１ａとは直接接触していないので、これらは互いに凝着することがない。
【０２００】
適当な頃合いをみてモータ４００を止め、墨保持機構５５０を持ち上げて保持機構５３０により墨７０２を硯７０１から十分に離して保持する。これにより、墨磨りが完了する。
【０２０１】
次に、図９で示す第１方向移動機構８００を有する墨磨機と硯７０１とを用いた場合について説明する。まず、偏心ストッパー８２４をスライドプレート８１６に接触させる。ボルト８５４の先端８５４ａとゴム製クッション８５５との間に墨７０２を置き、ボルト８５４をねじ込んでいくことにより、墨７０２の先端を硯７０１に接触させた状態で墨７０２を筒状部材８５２に取付ける。このとき、ナット８５３は緩めておき、直線レール８５１が錘８２１に仮固定された状態とする。次に、移動部８２０を高さＳだけ持ち上げる。すると、錘８２１、直線レール８５１、墨７０２も高さＳだけ持ち上がる。次に、ナット８５３を緩めて、墨７０２の先端を硯７０１に接触させる。ナット８５３を締めていくことにより直線レール８５１を錘８２１に取付ける。この状態でモータ４００を駆動させることにより、墨保持機構８５０に固定された墨は、硯の海７０４と陸７０３とを往復し、墨磨り運動が行なわれる。
【０２０２】
墨が磨られるに従って、墨保持機構８５０は徐々に下に下がる。偏心ストッパー８２４とスライドプレート８１６とが接触すると、墨はこれ以上磨られることがない。すなわち、墨磨りが終了し、墨は水平運動する。このとき、磨墨液の表面張力により、硯７０１と墨７０２との間には常に磨墨液が付着する。適当な頃合いをみてモータ４００を止め、ピン８３１を用いて墨７０２が硯７０１から離れた状態に保持して墨磨りが完了する。
【０２０３】
次に、図１で示す墨磨機１００と、図１５で示す硯７１１を用いて墨を磨る場合について説明する。
【０２０４】
まず、ボルト８０５を緩め、スライドプレート５０６の傾きが硯７１１の表面７１１ａの傾斜（通常は５°程度）となるように傾斜アーム５０３を傾斜させて傾斜アーム５０３を水平プレート３２０に取付ける。墨７０２を墨保持機構５５０に保持させる方法は、上述の海と陸面のある硯７０１を用いた場合と同様である。
【０２０５】
墨７０２が磨られると墨保持機構５５０は徐々に下がり、アーム５０７が偏心ストッパー５２０に接触する。この状態では、墨は磨られないが、墨は常に硯７１１の表面７１１ａに平行に運動し、墨７０２の先端は磨墨液７０６へ入ったり出たりする。墨７０２と硯７１１の表面７１１ａとは直接接触しないので、これらは互いに凝着しない。
【０２０６】
その後、モータ４００の駆動を止めて墨保持機構５３０により墨７０２を硯７１１から離れた状態で保持することにより墨磨りが終了する。
【０２０７】
次に、図９で示す第１方向移動機構８００を有する墨磨機と硯７１１を用いる場合について説明する。ボルト５０８を緩め、スライドプレート８１６を、硯７１１の表面７１１ａの傾斜角（通常は５°程度）に合わせて傾斜アーム５０３を垂直プレート３２０に取付ける。墨７０２を墨保持機構８５０に保持する方法は、上述の海と陸のある普通の硯の場合と同様である。
【０２０８】
モータ４００を駆動させると、墨が磨られ、墨保持機構８５０は徐々に下がり、偏心ストッパー８２４がスライドプレート８１６に接触する。これにより、墨が磨られなくなり、墨７０２は硯７１１の表面７１１ａに平行に運動し、墨７０２の先は磨墨液７０６に入ったり出たりする。墨７０２と硯７１１の表面７１１ａとは直接接触しないので、これらは互いに凝着しない。
【０２０９】
その後、モータ４００の駆動を止め、ピン８３１により、墨７０２を硯７１１から離した状態で保持することにより、墨磨りが完了する。
【０２１０】
以上説明した墨磨機を用いれば、以下の効果が得られる。
まず、墨７０２は、墨保持機構５５０や錘５４１を介して、矢印７０９で示すＸ軸方向にのみ移動可能なスライドプレート５０６に取付けられる。そのため、墨７０２がリンクの端部に取付けられた場合に比べて墨７０２に加わる鉛直方向の荷重が一定となる。したがって、墨の動作が円滑なものとなり、墨磨機が停止することや、墨７０２が硯７０１を傷つけることはない。
【０２１１】
また、所定量の墨が磨られると、墨７０２の先端は、硯７０１の表面７０１ａから浮いた状態（墨７０２の表面と硯７０１の表面７０１ａとが磨墨液に接触している状態）となるため、墨７０２の表面が硯７０１の表面７０１ａに凝着しない。そのため、硯７０１の表面を傷つけることがない。
【０２１２】
また、墨７０２を矢印３０１で示すＹ軸方向へ移動させるために、リミットスイッチなどの機構を用いることがない。そのため、リミットスイッチなどが故障することがなく、装置の故障を防ぐことができる。
【０２１３】
さらに、ギア群４１０やクランク５０１および６１５は、常に一定の方向へ回転するため、これらを取付けるねじが緩むことがない。そのため、墨磨機１００が故障するのを防止することができる。
【０２１４】
さらに、墨７０２が矢印３０１で示すＹ軸方向に移動する幅は、ピン６４６を穴６４１〜６４５のいずれかに差し込むことにより、また、レール６１２とレール６２２とのなす角度を変更することにより調整することができる。そのため、硯７０１の幅に応じて墨７０２の、矢印３０１で示すＹ軸方向への移動量を調整することができる。
【０２１５】
さらに、一般に、長期間手で墨磨りを行なった硯は、概ね、硯の陸の中央部が多く摩耗して窪みができている。このような硯と、本発明による墨磨機とを用いて墨磨りを行なうと、墨磨りの終了の頃には、墨の先端は窪みと接触しないで、窪みの周辺部分にのみ接触するから、結果的には硯の表面を平らな形に修正する効果がある。
【０２１６】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、各部材を構成する材料としては、一般に用いられているさまざまなものを使うことができる。また、墨磨機全体を覆うような函体を設けてもよい。さらに、第１方向移動機構や第２方向移動機構を潤滑するための潤滑装置を設けてもよい。
【０２１７】
なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０２１８】
【発明の効果】
この発明の効果をまとめると、以下のようになる。
【０２１９】
（１）  墨は滑らかに前後方向に直進運動をし、従来品のように大振り運動をしない。そのため、扱いやすく、硯を傷つけたり、墨汁が飛散するなどの危険がない。
【０２２０】
（２）  墨磨りが終了しても、陸の表面と墨の先とは表面張力により墨液でつながった状態となる。そのため、墨と硯の表面とが凝着することがない。なお、この状態で運転しても無負荷運転であるため、消費電力はごく僅かである。
【０２２１】
（３）  モータの回転が常に一定方向であるため、電気回路が簡単で、故障の確率が少ない。また、比較的廉価である。
【０２２２】
（４）  モータの回転が、クランクの長さを調整するねじが緩まない向きに設定されているため、ねじ位置の変更が容易である。
【０２２３】
（５）  従来の墨磨機のように墨磨り量をタイマにより決めないで、磨る墨の長さで決めるので、墨の取付け位置の設定が簡単である。
【０２２４】
（６）  海と陸の区別のある硯と、その区別がない傾斜型硯の２種類の硯に対して、ねじの位置の調整１つで使用できる。
【０２２５】
（７）  縦と横の２方向の墨磨りの運動範囲を、硯の大きさに応じて容易に調整できる。
【０２２６】
（８）  墨を保持する部分の位置を、アームに対してさまざまに変更することができるため、短くなった墨を使用することができる。
【０２２７】
（９）  手動で使用されることにより中央部が多く摩耗して窪みのある硯に本発明の墨磨機を適用すると、結果的に硯の表面を整形する効果がある。
【０２２８】
（１０）  墨の磨る圧力を、錘を変えるだけで簡単に変更できる。
（１１）  墨を磨り終わると、墨を硯から大きく離して簡単に支持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従った墨磨機の斜視図である。
【図２】この発明に従った墨磨機の分解斜視図である。
【図３】図１で示す墨磨機の上面図である。
【図４】第１方向移動機構５００を拡大して示す斜視図である。
【図５】図１で示す墨磨機の側面図である。
【図６】第１方向移動機構５００を分解して示す図である。
【図７】レール５０４とスライダ５０５とが噛み合う部分を拡大して示す断面図である。
【図８】保持機構５３０の機能を説明するために示す墨磨機の斜視図である。
【図９】この発明の別の局面に従った第１方向移動機構を示す側面図である。
【図１０】レール８１５とスライダ８２３とが噛み合う部分を拡大して示す断面図である。
【図１１】第２方向移動機構６００を説明するために示す墨磨機の上面図である。
【図１２】第２方向移動機構６００の機能を説明するために示す模式図である。
【図１３】Ｌ形プレート３００を支持する構造を説明するために墨磨機を拡大して示す一部断面図である。
【図１４】表面が傾斜していない硯の模式図である。
【図１５】表面が傾斜している硯の模式図である。
【図１６】公報に記載された従来の墨磨機の斜視図である。
【図１７】従来の墨磨機の斜視図である。
【符号の説明】
１００  墨磨機
２００  ベース
３００  Ｌ形プレート
３１０  水平プレート
３２０  垂直プレート
４００  モータ
５００，８００  第１方向移動機構
５０１，６１５  クランク
５０１ａ  一方端部
５０１ｂ  他方端部
５０２ａ，５０５ａ  リンク
５０２ａ，５０５ｂ  一方端部
５０２ｂ，５０５ｂ  他方端部
５０３  傾斜アーム
５０４，６１２，６２２  レール
５０５，６１３  スライダ
５０６，８１６  スライドプレート
５０７  アーム
５０７ａ  一方端部
５０７ｂ  他方端部
５２０，８２４  偏心ストッパー
５３０  保持機構
５５０，８５０  墨保持機構
６００  第２方向移動機構
６１４  スライド部材
【図１】
0003877888.tif 000002
【図２】
0003877888.tif 000003
【図３】
0003877888.tif 000004
【図４】
0003877888.tif 000005
【図５】
0003877888.tif 000006
【図６】
0003877888.tif 000007
【図７】
0003877888.tif 000008
【図８】
0003877888.tif 000009
【図９】
0003877888.tif 000010
【図１０】
0003877888.tif 000011
【図１１】
0003877888.tif 000012
【図１２】
0003877888.tif 000013
【図１３】
0003877888.tif 000014
【図１４】
0003877888.tif 000015
【図１５】
0003877888.tif 000016
【図１６】
0003877888.tif 000017
【図１７】
0003877888.tif 000018