特開 2024-38660 二次曲線作図器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024038660

(43)【公開日】2024-03-21

(54)【発明の名称】二次曲線作図器

(51)【国際特許分類】

   B43L 11/00 20060101AFI20240313BHJP

   F16C 29/00 20060101ALI20240313BHJP

   B43L 11/055 20060101ALI20240313BHJP

【ＦＩ】

B43L11/00

F16C29/00

B43L11/055

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022142850

(22)【出願日】2022-09-08

(71)【出願人】

【識別番号】522357699

【氏名又は名称】大田 勇二

(74)【代理人】

【識別番号】100127166

【弁理士】

【氏名又は名称】本間 政憲

(74)【代理人】

【識別番号】100187399

【弁理士】

【氏名又は名称】上西 敏文

(72)【発明者】

【氏名】大田 勇二

【テーマコード（参考）】

3J104

【Ｆターム（参考）】

3J104AA16

3J104AA27

3J104AA34

3J104AA63

3J104AA70

3J104AA73

3J104AA76

3J104DA16

3J104EA07

(57)【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。

【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。

【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】

【特許文献1】特開平１-１１３２９４号公報

【特許文献2】特開昭６１－１５２４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

上記２件の先行技術文献においては、二次関数の二次の項の係数、すなわち変化の割合を変更して、二次曲線の開口部の大きさを変更する旨の記載はない。また、二次関数の変化の割合を変更するための装置構成についても示されていない。したがって、装置の構成を容易に変更して、変化の割合が異なる二次関数のグラフ（二次曲線）を作図することができない課題がある。

【0013】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、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。

【課題を解決するための手段】

【0014】

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、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。

【0015】

また、本発明の二次曲線作図器は、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。

【0016】

また、本発明の二次曲線作図器は、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。

【発明の効果】

【0017】

本発明の二次曲線作図器によれば、作図の際に二次曲線の焦点を固定する必要がないため、焦点ガイド部及び準線ガイド部を枠体に付された目盛に合わせて、中央ガイド部からの距離を等間隔に保持した状態で移動させることによって、二次関数の変化の割合を変更することができ、開口部の大きさが異なる二次曲線を容易に作図することができる。

【0018】

また、本発明の二次曲線作図器によれば、二次曲線の極点を固定点としているにも関わらず、移動する各部材を層状に構成することによって、描画部材が、二字曲線の極点を通過することができるので、作図する前に作図者が二次曲線作図器によって描かれる二次曲線の形状に関してイメージしやすい利点があり、学習教材として好適である効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の二次曲線作図器１の上面方向から視た外観図である。

【図2】本発明の二次曲線作図器１の側面方向から視た外観図である。

【図3】本発明の二次曲線作図器１の構成図である。

【図4】本発明の二次曲線作図器１の第二枠体１０４側の側面から視た模式図である。

【図5】本発明の二次曲線作図器１の準線ガイド部１２６側の側面から視た模式図である。

【図6】スライド部材４０における回転部４２と車輪部４６の構造を示した斜視図である。

【図7】本発明の二次曲線作図器１を使用して作図を行う際の工程図である。

【図8】ガイド部材１２の間隔を変えて変化の割合が異なる二次曲線を作図する状態を示した図である。

【図9】ガイド部材１２の間隔を変えて作図することができる二次曲線のグラフである。

【図10】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した図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明に係る二次曲線作図器１を実施するための形態について、図を参照しつつ説明する。図１は、本発明の二次曲線作図器１の上面方向から視た外観図である。

【0021】

本発明に係る二次曲線作図器１は、枠体１０と、ガイド部材１２と、十字状回転部材２０と、準線移動部材３０とから構成される。

【0022】

枠体１０は、第一枠体１０２及び第二枠体１０４で構成されて、ガイド部材１２が第一枠体１０２及び第二枠体１０４の間に架け渡される。第一枠体１０２若しくは第二枠体１０４、又は第一枠体１０２及び第二枠体１０４の上面には予め定められた間隔に目盛１０２２が付される。第一枠体１０２及び第二枠体１０４は、例えば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、脚部１４によって作図する紙等の被作図材料との高さ方向の距離を調整し、接地部１６を用いて被作図材料が置かれた平面に安定して固定される。

【0023】

ガイド部材１２は、中央ガイド部１２４、焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６で構成される。中央ガイド部１２４は、長手方向の両端に備えられた枠体固定部１２８の間をスライド部材４０が滑動可能なレール部５０で構成される。中央ガイド部１２４は、例えば枠体１０の予め定められた中央ガイド部１２４の配置位置に付された目盛上において第一枠体１０２及び第二枠体１０４に架け渡されて、枠体固定部１２８で固定される。図１においては、目盛「０」に合わせて配置されている。焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６は、中央ガイド部１２４と同じく長手方向の両端に備えられた枠体固定部１２８の間をスライド部材４０が滑動可能なレール部５０で構成される。中央ガイド部１２４を中心にして、焦点ガイド部１２２は二次曲線内側、すなわち開口側に存在する焦点を通り中央ガイド部１２４と平行に、準線ガイド部１２６は二次曲線外側の準線上に中央ガイド部１２４と平行に配置され、中央ガイド部１２４との距離を等間隔に保持して、第一枠体１０２及び第二枠体１０４上を移動可能に架け渡されて、枠体固定部１２８によって、二次曲線の作図時には固定される。

【0024】

十字状回転部材２０は、二次曲線追従部２２及び腕部２４で構成される。二次曲線追従部２２は、長手方向にスライド部材４０が滑動可能なレール部５０を備え、端部はレール止め部５２が設けられる。腕部２４も同様に、長手方向にスライド部材４０が滑動可能なレール部５０を備え、端部はレール止め部５２が設けられる。二次曲線追従部２２と腕部２４とは平面視で垂直を保持した状態で、腕部２４略中央において、中央ガイド部１２４上の第一枠体１０２及び第二枠体１０４から等距離の位置で、固定部２６によって回転自在に固定される。また、焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６との交点の腕部２４において配設されたスライド部材４０は、腕部２４のレール部５０上の固定部２６及びレール止め部５２の間を滑動自在に取り付けられる。同時に、焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６のスライド部材４０に対して回転自在に結合される。二次曲線追従部２２のレール部５０は、固定部２６を中心に略等距離の長さを有する。準線移動部材３０に備えられた描画部材６０と結合するスライド部材４０が、二次曲線追従部２２のレール部５０全長を移動可能な構造を備えているが、具体的な理由については後述する。

【0025】

準線移動部材３０は、長手方向に描画部材６０が滑動可能なレール部５０を備え、端部はレール止め部５２が設けられる。準線移動部材３０は、長手方向を枠体１０に対し平行を保持した状態で、中央ガイド部１２４を基準として焦点側（以下、焦点側という。）における二次曲線追従部２２との交点で、二次曲線追従部２２に備えられたスライド部材４０の回転部４２を介して、描画部材６０の回転部４２と回転自在に結合される。また、描画部材６０は準線移動部材３０のレール部５０を滑動自在に取り付けられる。中央ガイド部１２４を基準として準線側（以下、準線側という。）においては、準線補助ガイド部１２６２のレール部５０を滑動自在のスライド部材４０が、準線移動部材３０の準線側の端部で結合され、取っ手３２を用いて準線移動部材３０を準線ガイド部１２６の長手方向に移動させると、描画部材６０が紙面に二次曲線を描く。

【0026】

図２は、本発明の二次曲線作図器１の第二枠体１０４側の側面方向から視た外観図である。二次曲線作図器１は、第一層が枠体１０及びガイド部材１２、第二層が腕部２４、第三層が二次曲線追従部２２のスライド補助部２２４（図３又は図４を参照）、第四層が二次曲線追従部本体２２２（図３又は図４を参照）、第五層が準線補助ガイド部１２６２、第六層が準線移動部材３０の六層構造としている。

【0027】

図３は、本発明の二次曲線作図器１の構成図である。図３は、図２と同方向から視た際の構成図である。第一層の図に向かって左は、枠体１０に取り付けられた準線ガイド部１２６をスライドするスライド部材４０である。スライド部材４０の中央部分に示した円中の×印（バツ印）と黒丸印は、スライド部材４０が図に向かって奥行き方向の手前又は奥側にスライド自在であることを示している。すなわち、準線ガイド部１２６のレール部５０をスライド部材４０が自在に滑動することを示している。また、軸部４４に付された矢印は、軸部４４が転がり軸受を用いて構成され時計回り又は反時計回りに回転自在であることを示している。したがって、準線ガイド部１２６のスライド部材４０は、第二層の腕部２４の準線側のスライド部材４０と軸部４４を介して回転自在に結合される。また、腕部２４のスライド部材４０は、図中央の固定部２６までの間をスライドすることができる。さらに、軸部４４は、第五層において、準線補助ガイド部１２６２のレール部５０に備えられたスライド部材４０に対し回転自在に結合される。準線ガイド部１２６及び準線補助ガイド部１２６２に備えられたスライド部材４０は、準線ガイド部１２６から準線移動部材３０までが層方向に距離が離れるため、軸ぶれ等を防止して二次曲線作図器１の剛性を高め、正確な二次曲線を描くことを目的として配設されている。準線移動部材３０は、準線補助ガイド部１２６２のスライド部材４０に固定されるため、取っ手３２の操作によってスライド部材４０の移動可能方向である準線ガイド部１２６長手方向に移動することができる。

【0028】

第一層中央は、中央ガイド部１２４に固定された固定部２６である。第一層固定部２６２は回転自在の軸部４４を介して腕部２４の略中央の第二層固定部２６４と結合される。さらに、二次曲線追従部２２のスライド補助部２２４の第三層固定部２６６と回転自在に結合される。

【0029】

第一層図に向かって右は、枠体１０に取り付けられた焦点ガイド部１２２のレール部５０を滑動するスライド部材４０である。焦点ガイド部１２２のスライド部材４０は、第二層腕部２４の焦点側のスライド部材４０と軸部４４を介して回転自在に結合される。

【0030】

図４は、本発明の二次曲線作図器１の第二枠体１０４側の側面から視た模式図である。十字状回転部材２０は、第二層固定部２６４及び第三層固定部２６６が、第一層固定部２６２に回転自在の軸部４４を介して結合される。二次曲線追従部２２は、二次曲線追従部本体２２２及びスライド補助部２２４の二層構造を成している。スライド補助部２２４は、準線移動部材３０に配設された描画部材６０と結合するスライド部材４０が、固定部２６を越えて二次曲線追従部本体２２２のレール部５０を両端までスライドすることができるように二次曲線追従部本体２２２とは異なる層に設けられる。詳述すると、図に向かって固定部２６から二次曲線追従部本体２２２左側のレール部５０は、固定部２６より第一枠体１０２側の象限の二次曲線を描く際に描画部材６０に結合するスライド部材４０が通過する。また、図に向かって固定部２６から二次曲線追従部本体２２２右側のレール部５０は、固定部２６より第二枠体１０４側の象限の二次曲線を描く際に描画部材６０に結合するスライド部材４０が通過する。スライド補助部２２４は、描画部材６０を結合するスライド部材４０の移動を固定部２６によって妨げることがないように、第三層固定部２６６から二次曲線追従部本体２２２と平行に延長されて所定の長さを備えて、端部で第四層の二次曲線追従部本体２２２の端部と結合し固定される。前記所定の長さは、描く二次曲線の開口端部間の距離によって定められる。

【0031】

図５は、本発明の二次曲線作図器１の準線ガイド部１２６側の側面から視た模式図である。準線ガイド部１２６は、第二層の十字状回転部材腕部２４の準線側スライド部材４０及び第六層の準線移動部材３０が、準線ガイド部１２６の長手方向に同期して移動可能に結合する必要がある。第二層から第六層までは距離が長く、準線ガイド部１２６のスライド部材４０にのみ準線移動部材３０を保持すると、結合している軸部４４が芯ぶれを生じる可能性がある。そのため、準線ガイド部１２６は、軸部４４の芯ぶれを防止する目的で、準線補助ガイド部１２６２を備え、第六層直上の第五層に配置される。準線移動部材３０には、描画部材６０が備えられているため、準線移動部材３０を保持している準線ガイド部１２６の軸部４４の芯ぶれは、作図の精度に影響を与えるので、特に防止する必要がある。

【0032】

準線ガイド部１２６及び準線補助ガイド部１２６２は、十字状回転部材２０及び準線移動部材３０の協働動作を妨げることがないよう、第一枠体１０２及び第二枠体１０４の外側で結合され固定される。固定の方法は、スペーサなどで結合する方法があるが、特に限定されるものではなく周知の方法でよい。

【0033】

図６は、スライド部材４０における回転部４２と車輪部４６との構造を示した斜視図である。図６は、二次曲線追従部２２と準線移動部材３０の結合部分を例示している。スライド部材４０は、二枚の板材を上下に重ね合わせて構成され、上下の板材でレール部５０を挟持している。同時に上下の板材は車輪部４６を挟んで結合される。車輪部４６は、転がり軸受の円柱底面の軸を上下の板材に固定する。転がり軸受の円柱側面がレール部５０表面を回動可能に接触して固定される。スライド部材の滑動をスムーズにするために、レール部５０の一本に対して二個の車輪部４６が、接触して構成される。本実施の形態においては、レール部５０は、二本の棒状体によって構成されるため、上下の板材は、スライド方向に沿った両端に棒状体を挟み、片側に二個ずつの車輪部４６が備えられる。なお、レール部５０は一本の棒状体で構成され、両側から車輪部４６で挟持する構成でもよい。また、図ではレール部５０断面は円形状を例示しているが、多角形でもよい。

【0034】

スライド部材４０を平面視した中心には、転がり軸受を備えた回転部４２を備える。回転部４２は軸部４４を介して、他のスライド部材４０の回転部４２と結合される。焦点ガイド部１２２、準線ガイド部１２６及び腕部２４に備えられたスライド部材４０も同じ構造を備える。スライド部材４０が、回転部４２と車輪部４６とを備えることにより、スライド部材４０を介して結合された十字状回転部材２０は、準線移動部材３０の動きに伴って角度を変え、準線移動部材３０に備えられた描画部材６０は、二次曲線を描いて移動することができる。

【0035】

図７は、本発明の二次曲線作図器１を使用して作図を行う際の工程図である。最初に、枠体１０に付された目盛１０２２を使用して焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６の位置決めを行う。

【0036】

焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６の位置決めを完了した後、取っ手３２を持ち、図７（ａ）の位置に準線移動部材３０を移動させて、二次曲線作図器１を紙面に置いて固定する。図７に向かって上がＹ軸正方向、右がＸ軸正方向を示している。固定部２６を原点とした場合には、ｙ＝ａｘ^２の二次曲線を描くことができる。

【0037】

紙面に二次曲線作図器１をおいた後、取っ手３２を持ち、図７（ｂ）に示すＸ軸正方向に取っ手３２を移動させる。その際、準線移動部材３０は、Ｙ軸に平行を保持した状態で、Ｘ軸正方向に移動する。準線移動部材３０の移動に伴い、十字状回転部材２０は、固定部２６を中心に反時計回りに回転する。その際、準線移動部材３０において、スライド部材４０と同じ回転部４２と車輪部４６とを備えた描画部材６０は、二次曲線追従部２２に備えられたスライド部材４０の動きに連動して準線移動部材３０のレール部５０を移動して、固定部２６の略真下を通過するまでは、下降曲線を描き、固定部２６の略真下を極点として、その後上昇曲線の二次曲線を描く。さらに、取っ手３２をＸ軸正方向に移動させると、図７（ｃ）に示すように、さらに上昇曲線を描いていく。すなわち、準線移動部材３０とスライド部材４０を介して結合された十字状回転部材２０は、準線移動部材３０のＸ軸方向への移動に連動して、固定部２６を中心に回転し、描画部材６０は、回転運動とＸ軸方向への直線運動が組み合わせられ協働することによって、二次曲線を描くのである。

【実施例0038】

図８は、ガイド部材１２の間隔を変えて変化の割合が異なる二次曲線を作図する状態を示した図である。作図前に、枠体１０に付された目盛１０２２を使用して焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６の中央ガイド部１２４からの距離を変更することによって、二次曲線の開口の大きさを変更することができる。具体的には、１ｃｍ目盛の方眼紙を使用して二次曲線を作図する場合には、枠体１０の片側又は両側に目盛１０２２を１ｃｍ間隔で中央ガイド部１２４の固定位置を「０」として、焦点側の方向及び準線側の方向に「１」ずつ増加するように付して、枠体１０の片側又は両側の目盛「１」に焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６を配置すると、ｙ＝ｘ^２の二次曲線を描くことができる。また、枠体１０の片側又は両側の目盛「２」に焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６を配置すると、ｙ＝（１／２）ｘ^２の二次曲線を描くことができる。焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６の中央ガイド部１２４からの距離を広げると、準線移動部材３０をＸ軸正方向に移動する割合に対する十字状回転部材２０の回転角度が小さくなる。すなわち、描画部材６０がＹ軸方向に移動する割合が小さくなるため、二次曲線の変化の割合も小さくなる。逆に、焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６の中央ガイド部１２４からの距離を狭めると、十字状回転部材２０は準線移動部材３０をＸ軸正方向に移動する割合に対する回転角度が大きくなる。すなわち、描画部材６０がＹ軸方向に移動する割合が大きくなるため、二次曲線の変化の割合も大きくなる。

【0039】

すなわち、目盛「１」の長さを基準として、二次関数の変化の割合を決定することができるので、例えば１ｉｎｃｈ目盛の方眼紙を使用して二次曲線を作図する場合には、枠体１０の片側又は両側に目盛１０２２を１ｉｎｃｈ間隔で付して、片側又は両側の目盛「１」に焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６を配置すると、１ｉｎｃｈ目盛の方眼紙にｙ＝ｘ^２の二次曲線を描くことができる。また、片側又は両側の目盛「２」に焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６を配置すると、１ｉｎｃｈ目盛の方眼紙にｙ＝（１／２）ｘ^２の二次曲線を描くことができるのである。

【0040】

図９に、ガイド部材１２の間隔を変えて作図することができる二次曲線のグラフを示した。図９（ａ）は図８（ａ）に対応しており、図９（ｂ）は図８（ｂ）に対応している。図９に示すように、枠体１０に付された目盛１０２２にしたがって、焦点ガイド部１２２及び準線ガイド部１２６の位置決めを行うことによって、容易かつ自在に作図者が望む二次曲線を描くことができる。本実施の形態及び図においては、説明を容易にするために二次曲線の極点が原点になるように二次曲線作図器１を配置して説明したが、二次曲線作図器１の位置を変更して、作図者が望む位置に極点を変更することができる。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明による二次曲線作図器は、中学校や高等学校における数学教育において、二次関数に関する理解を深める教材として利用することができる。

【符号の説明】

【0042】

１ 二次曲線作図器
１０ 枠体
１０２ 第一枠体
１０２２ 目盛
１０４ 第二枠体
１２ ガイド部材
１２２ 焦点ガイド部
１２４ 中央ガイド部
１２６ 準線ガイド部
１２６２ 準線補助ガイド部
１２８ 枠体固定部
１４ 脚部
１６ 接地部
２０ 十字状回転部材
２２ 二次曲線追従部
２２２ 二次曲線追従部本体
２２４ スライド補助部
２４ 腕部
２６ 固定部
２６２ 第一層固定部
２６４ 第二層固定部
２６６ 第三層固定部
３０ 準線移動部材
３２ 取っ手
４０ スライド部材
４２ 回転部
４４ 軸部
４６ 車輪部
５０ レール部
５２ レール止め部
６０ 描画部材

ＤＸ 準線
ＰＬ 焦点を通るＸ軸との平行線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】