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公開番号2024038660
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-21
出願番号2022142850
出願日2022-09-08
発明の名称二次曲線作図器
出願人個人
代理人個人,個人
主分類B43L 11/00 20060101AFI20240313BHJP(筆記用または製図用の器具;机上付属具)
要約【課題】装置を構成する部材の固定位置を簡単な操作で変更することによって、変化の割合が異なる二次関数のグラフ(二次曲線)を自在に作図することができる二次曲線作図器を提供することを目的とする。
【解決手段】上記課題を解決するために、本発明の二次曲線作図器は、枠体と、ガイド部材と、十字状回転部材と、準線移動部材とから構成された二次曲線作図器であって、枠体が、第一枠体及び第二枠体で構成され、所定の間隔に目盛を付され平行に配置されて、ガイド部材が、中央ガイド部、焦点ガイド部及び準線ガイド部で構成されて、十字状回転部材が、二次曲線追従部及び腕部によって垂直を保持した状態で構成されていることを特徴とする。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
枠体と、ガイド部材と、十字状回転部材と、準線移動部材とから構成された二次曲線作図器であって、
枠体が、
第一枠体及び第二枠体で構成され、所定の間隔に目盛を付され、作図する二次曲線の開口端部間の距離を空けて平行に配置されて、
ガイド部材が、
中央ガイド部、焦点ガイド部及び準線ガイド部で構成されて、
中央ガイド部が、
第一枠体及び第二枠体に対して垂直に架け渡されて固定され、
焦点ガイド部及び準線ガイド部が、
第一枠体及び第二枠体上を移動可能であって、作図時には中央ガイド部との距離を等間隔にして第一枠体及び第二枠体に架け渡され固定されて、
十字状回転部材が、
二次曲線追従部及び腕部で構成されて、二次曲線追従部と腕部とが垂直を保持した状態で、腕部略中央において、固定部によって中央ガイド部上の第一枠体及び第二枠体から略等距離の位置で回転自在に固定されて、腕部及び焦点ガイド部、並びに腕部及び準線ガイド部の交点において、回転かつ滑動自在に結合されて、
準線移動部材が、
枠体に対し平行を保持した状態で、中央ガイド部から焦点ガイド部側において二次曲線追従部との交点で該準線移動部材上を描画部材が回転かつ滑動自在に結合され、中央ガイド部から準線ガイド部側において準線ガイド部上を滑動自在に結合され、
準線ガイド部長手方向に移動させて、描画部材が紙面に二次曲線を描くことを特徴とする二次曲線作図器。
続きを表示（約 270 文字）【請求項２】
二次曲線追従部が、
二次曲線を描く描画部材の動作を妨げることがないよう、固定部における回転軸と描画部材が滑動する部分とが二層に構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載する二次曲線作図器
【請求項３】
焦点ガイド部及び準線ガイド部が、
中央ガイド部からの距離を等しく保持された状態で、中央ガイド部からの距離を変更して枠体に固定されることによって、描かれる二次曲線の開口部の大きさが変更されること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載する二次曲線作図器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡単な機構を用いて変化の割合が異なる二次関数のグラフ、すなわち開口部の大きさが異なる二次曲線を自在に描く二次曲線作図器に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、二次曲線は、学校教育では中学校及び高等学校で学ぶ。また、工業上の利用では、代表的なものとしてパラボラアンテナの設計において用いられる。
【０００３】
学校教育において、二次曲線の作図は、与えられた二次関数に数値を代入して得られた座標をグラフ用紙にプロットし、定規を用いて、又はフリーハンドによってプロットを繋ぐことによって行われる。
【０００４】
現在、二次曲線を正確に作図する文具は存在しないため、中学生又は高校生は、上記の方法で、手間と時間を掛けて折れ線になるなど不完全な作図を行っていることが多い。
【０００５】
中学生又は高校生が課題として与えられた二次関数の二次曲線を自在に作図することができれば、二次関数に対する関心が高まり、学習意欲も高まっていくと考えられるが、現時点においては、二次曲線を自在に作図する文具は実現できていない。
【０００６】
一方で、工業面においては、パラボラアンテナの設計に二次曲線を作図する必要があるため、二次曲線の作図装置が開発されている。
【０００７】
図１０に先行技術文献における二次曲線を作図するメカニズムを示す。パラボラアンテナは、空間を進んでくる電波又は光をパラボラアンテナの椀状の反射面に当てて反射させて焦点に集める必要がある。そのため、パラボラアンテナの設計では、二次曲線上の任意の点から準線までの距離と、当該任意の点から焦点までの距離とが等しい性質を利用又は応用する。
【０００８】
具体的には、二次曲線の焦点Ｆを固定点として、焦点Ｆと、焦点Ｆを中心とする二次曲線に接する円周上の任意の点Ｅとを結ぶ直線ＦＥを二次曲線上との交点Ｐまで延長した直線ＰＦと、交点ＰからＸ軸に下ろした垂線ＰＨを準線ＤＸ上の交点Ｒｐまで延長した直線ＲｐＰとの距離が等しい関係を利用又は応用して作図する作図器が開発され、先行技術文献として開示されている。図中の一点鎖線ＰＬは、焦点を通るＸ軸との平行線である。
【０００９】
前記の性質によると、図１０において直線ＲｐＨと円の半径であるＦＥは等しい。したがって、垂線ＰＨと直線ＰＥの長さは等しい。交点Ｐを通る二次曲線の接線と直線ＲｐＦとの交点をＴとすると、接線ＰＴと直線ＲｐＦとは直角を成す。同様に接線ＰＴと直線ＥＨとは交点Ｓにおいて直角を成す。該直角を保持し、かつ点ＨがＸ軸上を移動するように接線ＰＴ（交点Ｐ又は交点Ｔを超えて延長されていてもよい、）と直線ＥＨによって構成されたリンク機構を備えた十字部材において、十字部材の円周との結合点Ｅを、手動で円周上を移動させることによって二次曲線を作図する二次曲線創成具が特許文献１に開示されている。
【００１０】
また、前記の性質を用いて直線ＲｐＰと直線ＰＦとの長さが等しい状態を保持し、かつ点Ｒｐが準線ＤＸ上を移動するように構成されたリンク機構であるリンク素子体において、接線ＰＱと直線ＲｐＦとで構成されるリンク素子体の結合点Ｔを、手動でＸ軸上を移動させることによって二次曲線を作図する二次曲線創成具が特許文献２に開示されている。なお、点Ｑは、直線ＰＴを交点Ｔ外側に延長した際の任意の点である。また、接線ＰＱは、交点Ｐを超えて延長されていてもよい。上記の説明で用いた符号は、特許文献２で示された符号とは異なり、図１０に基づいた符号である。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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