JP2022014228A - シャープペンシル - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな動作で且つ軽い力で筆記芯の繰り出しを行うことができる振り出し式のシャープペンシルを提供する。
【解決手段】シャープペンシル１が、軸筒６の内部において前後に移動可能に配置された錘体１０と、軸筒に対して錘体を後方に付勢するスプリング２５と、筆記芯８を把持するチャック本体部１４と、チャック本体部と分離して配置されたノック伝達用円筒体１５とを有するチャックユニット１１と、チャックユニットの前方に配置され、筆記芯を保持するように構成された保持チャック９と、を具備し、振り出し操作時には、スプリングの付勢力に抗して錘体が前進し、錘体の前進に伴ってチャック本体部のみが前進して筆記芯の繰り出しが行われるように構成され、ノック操作時には、ノック伝達用円筒体が前進してチャック本体部の後端部を保持し、チャック本体部及びノック伝達用円筒体が前進して筆記芯の繰り出しが行われるように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、シャープペンシルに関する。

軸筒を前後に振ることによって、軸筒の内部において前後に移動可能に配置された錘体（重量体）の運動を利用して筆記芯の繰り出しを行う、いわゆる振り出し式のシャープペンシルが公知である（例えば特許文献１）。特許文献１に記載のシャープペンシルでは、錘体の前後の移動は、錘体の前方及び後方に配置された弾性片と衝突することによって停止するように構成されている。錘体が前方の弾性片と衝突するときの衝撃によってチャックを前進させ、それによって筆記芯の繰り出しが行われる。錘体の衝突時の衝撃は、弾性片によって吸収されることから衝突音が或る程度低減される。

特開２０１２－２４０４０７号公報

一般に振り出し式のシャープペンシルでは、筆記芯の繰り出しを確実に行うために、すなわち一定以上の衝撃をチャックに伝達させるために、錘体を所定以上の速度で運動させる必要がある。そのため使用者は、まず軸筒を後方に引いた後すぐに軸筒を前方に振り戻すという振り出し操作を行う必要がある。この一連の振り出し操作は、老若男女の誰でも確実に筆記芯の繰り出しができるように、コンパクトな動作、すなわち短いストロークで且つ軽い力で行えることが望ましい。

また、錘体が軸筒の内部において自由に前後に移動可能に配置されていることから、たとえ特許文献１に記載のシャープペンシルであっても、弾性片に当接する直前の運動量は大きく、したがって衝突音を完全に減らすことはできない。また、錘体の移動に伴う軸筒の内面との摺接音を低減させることが望ましい。

本発明は、コンパクトな動作で且つ軽い力で筆記芯の繰り出しを行うことができる振り出し式のシャープペンシルを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、軸筒と、前記軸筒の内部において前後に移動可能に配置された錘体と、前記軸筒に対して前記錘体を後方に付勢するスプリングと、筆記芯を把持するチャック本体部と、前記チャック本体部と分離して配置されたノック伝達用円筒体とを有し、且つ、筆記芯の前進を許容し後退を阻止するように構成されたチャックユニットと、前記チャックユニットの前方に配置され、筆記芯を保持するように構成された保持チャックと、を具備し、振り出し操作及びノック操作によって筆記芯の繰り出しが可能なシャープペンシルであって、振り出し操作時には、前記スプリングの付勢力に抗して前記錘体が前進し、前記錘体の前進に伴って前記チャック本体部のみが前進して筆記芯の繰り出しが行われるように構成され、ノック操作時には、前記ノック伝達用円筒体が前進して前記チャック本体部の後端部を保持し、前記チャック本体部及び前記ノック伝達用円筒体が前進して筆記芯の繰り出しが行われるように構成されていることを特徴とするシャープペンシルが提供される。

前記チャックユニットが、円筒状に形成された中継部材をさらに有し、前記錘体が、前記中継部材を介して前記スプリングによって付勢されていてもよい。前記チャックユニットが、前記チャック本体部を包囲する締め具であって、内周面には前方に向かって拡がるテーパ面が形成された締め具と、前記締め具の前記テーパ面と前記チャック本体部の外面との間に配置されたボールと、前記締め具に対して前記チャック本体部を後方に付勢するチャックスプリングとを有し、前記中継部材が前記締め具の外周面に嵌合していてもよい。前記錘体の移動を阻止するロック機構をさらに具備してもよい。前記錘体の外周面には、前記錘体の移動時に前記軸筒の内周面と摺接する突起が設けられていてもよい。前記スプリングのばね定数が０．００１～０．１Ｎ／ｍｍの範囲であってもよい。前記錘体の質量が２～２０ｇの範囲であってもよい。

本発明の態様によれば、コンパクトな動作で且つ軽い力で筆記芯の繰り出しを行うことができる振り出し式のシャープペンシルを提供する。また、本発明の態様によれば、錘体の移動に伴う衝突音及び摺接音を低減させることができる。

図１は、本発明の実施形態によるシャープペンシルの斜視図である。 図２は、図１のシャープペンシルの縦断面図である。 図３は、図１のシャープペンシルの前半分の縦断面図である。 図４は、錘体のロック解除状態を説明する図である。 図５は、錘体のロック状態を説明する図である。 図６は、振り出し操作直後のシャープペンシルの縦断面図である。 図７は、錘体のロック解除状態におけるノック操作を段階的に示すシャープペンシルの縦断面図である。 図８は、錘体のロック状態におけるノック操作を説明するシャープペンシルの縦断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。

図１は、本発明の実施形態によるシャープペンシル１の斜視図であり、図２は、図１のシャープペンシル１の縦断面図であり、図３は、図１のシャープペンシル１の前半分の縦断面図である。

シャープペンシル１は、前軸２と、後軸３と、前軸２及び後軸３を接続する接続部材４と、前軸２の前端部の内周面に螺合する口先部材５とを有している。前軸２の外周面の前半部分には、シャープペンシル１を把持する際の滑り止めとして、複数の溝からなる把持部２ａが形成されている。接続部材４は、筒状の部材であり、接続部材４の前端部は前軸２の後端部の内周面と嵌合し、接続部材４の後端部は後軸３の前端部の内周面と嵌合する。前軸２、後軸３及び接続部材４は、軸筒６を構成する。なお、口先部材５も含めて軸筒６と称してもよい。口先部材５の先端には、先端パイプ７が取り付けられており、筆記芯８は、先端パイプ７から突出する。先端パイプ７の後方には、中央に通孔が形成されたゴム製の保持チャック９が配置されている。保持チャック９の通孔は、筆記芯８の外周面に摺接し、筆記芯８を一時的に保持するように構成されている。本明細書では、シャープペンシル１の軸線方向において、先端パイプ７側を「前」側と規定し、先端パイプ７側とは反対側を「後」側と規定する。

軸筒６、特に前軸２の内部には、前後に移動可能に配置され且つ円筒状に形成された錘体１０と、筆記芯８を把持するチャックユニット１１とが配置されている。チャックユニット１１は、本実施形態においてボールチャックである。チャックユニット１１は、円筒状に形成された中継部材１２と、円筒状に形成された締め具１３と、締め具１３内に配置されたチャック本体部１４と、円筒状に形成されたノック伝達用円筒体１５と、複数のボール１６と、環状のストッパ部材１７と、チャックスプリング１８とを有している。

中継部材１２は、締め具１３の後端部の外周面に対して圧入によって嵌合している。中継部材１２及び締め具１３は、軸筒６内において、一体的に前後に移動可能に配置されている。締め具１３の前端部の内周面には、前方に向かって拡がるテーパ面が形成されている。チャック本体部１４は、中心軸線に沿って筆記芯８の通孔が形成され、チャック本体部１４の前端部は、軸線方向に沿って複数に分割されている。ノック伝達用円筒体１５は、何らの操作が行われていない初期状態においてチャック本体部１４とは分離して配置されており、チャック本体部１４を保持していない。複数のボール１６は、チャック本体部１４の外面と締め具１３のテーパ面との間に配置されている。チャック本体部１４は、締め具１３に対して軸線方向に移動可能である。

筆記芯８に筆記圧が加わった場合には、チャック本体部１４がボール１６と共に円筒状の締め具１３内のテーパ面に当接するため、筆記芯８はチャック本体部１４によって把持される。これにより、筆記芯８の後退は阻止される。他方、筆記芯８を前方に引き出す力が働いた場合には、チャック本体部１４が締め具１３による作用を受けないため、筆記芯８を抵抗なく前方に引き出すことができる。すなわち、チャックユニット１１は、筆記芯８の前進を許容し後退を阻止するように構成されている。なお、ストッパ部材１７は、締め具１３の前端部の内周面に嵌め込まれてボール１６の脱落を阻止する。

チャック本体部１４を包囲するようにチャックスプリング１８が配置されている。チャックスプリング１８の後端部は、チャック本体部１４の外面に嵌合しており、チャックスプリング１８の前端部は、締め具１３の内周面に形成された段部によって支持されている。チャックスプリング１８は、締め具１３に対してチャック本体部１４を後方に付勢し、その結果、チャックユニット１１は、筆記芯８を把持した状態を維持することができる。

ノック伝達用円筒体１５の後端部には、芯ケース１９の前端部が嵌合している。芯ケース１９は、円筒状に形成され、内部には筆記芯８が収容される。ノック伝達用円筒体１５及び芯ケース１９の嵌合部並びに芯ケース１９の前端部を覆うように、円筒状に形成された継手部材２０が嵌合している。

軸筒６の後端部には、ノック部材２１が軸筒６に対して前後に移動可能に設けられている。ノック部材２１は、ノックスプリング２２によって後方に付勢されている。ノック部材２１の後端部の内部には、消去部材として消しゴム２３が着脱可能に装着されている。ノック部材２１の後端部の外周面には、ノックカバー２４が着脱可能に取り付けられ、消しゴム２３を汚れ等から保護している。ノック部材２１は、芯ケース１９の後端部に設けられた継手部材１９ａを介して嵌合している。

錘体１０の前方の軸筒６内には、中継部材１２を包囲するコイルスプリングとしてスプリング２５が配置されている。接続部材４の内部には、弾性材料からなるＯリング２６が配置されている。接続部材４は、錘体１０の移動を阻止するロック機構３０の一部を構成する。ロック機構３０は、接続部材４の外周面に配置され且つ円筒状に形成されたカム形成部材３１と、錘体１０の後端部の外周面に形成された環状の凹部３２と、凹部３２内に配置されたカム部材３３と、カム形成部材３１の外周面に配置され且つ円筒状に形成された操作部材３４とを有している。

図３を参照すると、中継部材１２の軸線方向における中央部分には、フランジ部１２ａが形成されている。スプリング２５の前端部は、軸筒６の内壁、すなわち口先部材５の内壁に配設され、スプリング２５の後端部は、中継部材１２のフランジ部１２ａ近傍に配設されている。

後述するように、ロック機構３０において錘体１０がロック解除状態にあるとき、錘体１０は、軸筒６内において前後に移動可能である。したがって、錘体１０は、スプリング２５によって後方に付勢された中継部材１２のフランジ部１２ａの後端面と、錘体１０の前端面とが当接することよって、一体的に後方に付勢されている。言い換えると、錘体１０は、中継部材１２を介して後方に付勢されている。錘体１０及び中継部材１２の後退は、上述したように、Ｏリング２６によって規制される。錘体１０の外周面には、軸線方向に離間して配置された２つの環状の突起１０ａが設けられている（図２）。錘体１０に環状の突起１０ａが設けられていることによって、錘体１０の移動時に突起１０ａが軸筒６の内周面と摺接し、軸筒６の内周面との摩擦抵抗及び摺接音が低減される。なお、環状の突起に代えて、周方向に沿って等間隔に設けられた複数の突起、周方向に沿って等間隔に設けられ且つ軸線方向に延びるリブ状の突起等であってもよい。すなわち、軸筒６の内周面と錘体１０の外周面との接触面積を低減し、摩擦抵抗を低減させることができる限りにおいて、錘体１０の外周面に任意の形状の突起を設けてもよい。また、錘体１０の外周面に突起を設ける代わりに、軸筒６の内周面に同様の突起を設けてもよい。

図４及び図５を参照しながら錘体１０のロック機構３０について説明する。図４は、錘体１０のロック解除状態を説明する図であり、図５は、錘体１０のロック状態を説明する図である。図４（Ａ）及び図５（Ａ）は、操作部材３４が省略して描かれている斜視図であり、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）は、ロック機構３０の縦断面図である。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照すると、カム部材３３は、カム形成部材３１の表面に露出する平行四辺形状のカム部３３ａと、錘体１０の凹部３２内に配置された摺動部３３ｂとを有している。カム形成部材３１は、カム部材３３のカム部３３ａが移動可能に相補的な形状に形成されたカム溝３１ａが設けられている。カム溝３１ａは、図４（Ａ）に示されるように周方向に沿って斜めに後方に延び、次いで軸線方向に沿って後方に延びるように形成されている。図５（Ａ）を参照すると、接続部材４には、軸線方向に延びる矩形の長孔４ａが形成されている。カム部材３３は、摺動部３３ｂが凹部３２内に配置された状態で、長孔４ａを介してカム部３３ａがカム溝３１ａ内に配置されている。

操作部材３４は、カム形成部材３１と一体的に嵌合している。したがって、軸筒６に対して操作部材３４を中心軸線周りに回転させると、カム形成部材３１も一体的に回転する。図４の状態から操作部材３４を回転させると、カム溝３１ａに沿ってカム部３３ａが相対的に移動する。カム部３３ａがカム溝３１ａに沿って移動することによって、摺動部３３ｂが凹部３２内において後方に移動する。結果として、カム部材３３が長孔４ａに沿って後方に移動し、ロック機構３０は図５に示されたロック状態となる。

このとき、図５（Ｂ）に示されるように、摺動部３３ｂが凹部３２内の後端に配置される。したがって、錘体１０は、凹部３２内の摺動部３３ｂと錘体１０の後端部に当接するＯリング２６との間で挟持され、錘体１０がロックされる。この状態で振り出し操作を行ったとしても、錘体１０が移動しないことから、筆記芯８の繰り出しを行うことができない。なお、操作部材３４を逆方向に回転することによって、カム部材３３が長孔４ａに沿って前方に移動し、ロック機構３０は図４に示されたロック解除状態となる（図４）。

図６を参照しながら振り出し操作による筆記芯８の繰り出しについて説明する。図６は、振り出し操作直後のシャープペンシル１の縦断面図である。振り出し操作は、図３に示された状態から、シャープペンシル１の軸筒６を指で把持し、まず軸筒６を後方に引いた後すぐに軸筒を前方に振ることによって行われる。なお、後述するように、軸筒６を後方に引くという初動を省略してもよい。前方に振ったシャープペンシル１の動作を止めると、特に錘体１０に作用した慣性力によって、図６に示された状態となる。

具体的には、慣性力によって軸筒６に対して錘体１０が前進すると、錘体１０の前端面に当接しているフランジ部１２ａを介して、中継部材１２がスプリング２５の付勢力に抗して前進する。このとき、中継部材１２と嵌合する締め具１３、さらには、チャック本体部１４、ボール１６、ストッパ部材１７及びチャックスプリング１８が、一体的に前進する。要するに、チャックユニット１１において、ノック伝達用円筒体１５以外の部材は、一体的に前進する。筆記芯８は、チャックユニット１１の前方において保持チャック９によって保持されているが、上述したように、チャックユニット１１は、筆記芯８の後退を阻止するように構成されている。したがって、チャック本体部１４によって把持された筆記芯８は、チャックユニット１１と共に前進する。チャックユニット１１の前進は、チャックユニット１１の前端面、すなわちストッパ部材１７の前端面が、口先部材５の内周面に設けられた段部５ａと当接することによって停止する。

振り出し操作によるチャックユニット１１の前進が停止すると、スプリング２５の付勢力によって、中継部材１２とフランジ部１２ａを介した錘体１０とが後退し始める。このとき、チャックユニット１１において、ノック伝達用円筒体１５以外の部材は、一体的に後退する。上述したようにチャックユニット１１は、筆記芯８の前進を許容するように構成されていることから、筆記芯８は、チャックユニット１１と共に後退することなく、保持チャック９によって保持される。したがって、筆記芯８は、チャックユニット１１から、すなわちチャック本体部１４から相対的に引き出される。チャックユニット１１の後退は、中継部材１２を介して錘体１０がＯリング２６に衝突することによって停止する。

以上より、筆記芯８は、振り出し操作によって、チャックユニット１１の軸線方向におけるストロークの分だけ繰り出される。すなわち、振り出し操作を繰り返すごとに、筆記芯８を所定量ずつ繰り出すことができる。ノック伝達用円筒体１５は、チャック本体部１４とは分離して配置されていることから、振り出し操作において軸筒６内で移動することはない。

図７を参照しながら錘体１０のロック解除状態におけるノック操作による筆記芯８の繰り出しについて説明する。図７は、錘体１０のロック解除状態におけるノック操作を段階的に示すシャープペンシル１の縦断面図である。ノック操作は、シャープペンシル１の操作部、すなわち、ノックカバー２４、消しゴム２３又はノック部材２１を、ノックスプリング２２の付勢力に抗して前方へ押圧することによって行われる。

図３に示された状態からノック操作によって操作部を押圧すると、図７（Ａ）に示されるように、ノック部材２１に嵌合する芯ケース１９が前進する。芯ケース１９の移動によって、芯ケース１９の前端部に嵌合するノック伝達用円筒体１５が、前進してチャック本体部１４の後端部と連結する。

さらに操作部を押圧すると、図７（Ｂ）に示されるように、ノック伝達用円筒体１５とチャック本体部１４とが連結した状態で、スプリング２５の付勢力に抗してチャックユニット１１全体が前進する。したがって、中継部材１２が前進し、さらに、シャープペンシル１の前端部が下方を向いている場合、重力によって、中継部材１２と共に錘体１０が前進する。チャックユニット１１の前進は、チャックユニット１１の前端面、すなわちストッパ部材１７の前端面が、口先部材５の内周面に設けられた段部５ａと当接することによって停止する。なお、このとき、チャックスプリング１８は、圧縮されていない。

次いで、さらに操作部を押圧すると、図７（Ｃ）に示されるように、筆記芯８を把持したチャック本体部１４及びノック伝達用円筒体１５が、チャックスプリング１８の付勢力に抗して、締め具１３に対して前進する。このとき、ノック伝達用円筒体１５は、チャック本体部１４の後端部をさらに内部に深く受け入れる。ここで、ノック伝達用円筒体１５の内周面には前方に向かって拡がるテーパ面１５ａが形成されている。ノック伝達用円筒体１５の前進によって、チャック本体部１４の後端部がノック伝達用円筒体１５のテーパ面１５ａに押し付けられると、チャック本体部１４の後端部が径方向内方に移動する一方で、チャック本体部１４の前端部は径方向外方に拡がり、筆記芯８が解放される。ノック伝達用円筒体１５の前進は、ノック伝達用円筒体１５に嵌合する継手部材２０の前端面が、中継部材１２の内周面に設けられた段部１２ｂに当接することによって停止する。

次いで、ノック操作による操作部の押圧を解除すると、ノックスプリング２２の付勢力によって、ノック部材２１は、後退して元の位置に復帰する。それに伴って、チャック本体部１４は、チャックスプリング１８の付勢力によって後退すると共に、スプリング２５の付勢力によって、チャックユニット１１全体が後退する。上述したようにチャックユニット１１は、筆記芯８の前進を許容するように構成されていることから、筆記芯８は、チャックユニット１１と共に後退することなく、保持チャック９によって保持される。したがって、筆記芯８は、チャックユニット１１から、すなわちチャック本体部１４から相対的に引き出される。チャックユニット１１の後退は、中継部材１２を介して錘体１０がＯリング２６に衝突することによって停止する。

以上より、筆記芯８は、ノック操作を繰り返すごとに、筆記芯８を所定量ずつ繰り出すことができる。図７（Ｃ）に示されるように、筆記芯８がチャック本体部１４から解放された状態では、先端パイプ７から繰り出された状態の筆記芯８を指先等で押し戻すことができる。

したがって、シャープペンシル１は、振り出し操作及びノック操作によって筆記芯の繰り出しが可能なシャープペンシルであって、振り出し操作時には、スプリング２５の付勢力に抗して錘体１０が前進し、錘体１０の前進に伴ってチャック本体部１４のみが前進して筆記芯の繰り出しが行われるように構成され、ノック操作時には、ノック伝達用円筒体１５が前進してチャック本体部１４の後端部を保持し、チャック本体部１４及びノック伝達用円筒体１５が前進して筆記芯８の繰り出しが行われるように構成されている。

図８を参照しながら錘体１０のロック状態におけるノック操作による筆記芯８の繰り出しについて説明する。図８は、錘体１０のロック状態におけるノック操作を説明するシャープペンシル１の縦断面図である。図８におけるノック操作の状態は、図７（Ｃ）におけるノック操作の状態に対応する。

錘体１０のロック状態におけるノック操作は、図７を参照しながら説明した錘体１０のロック解除状態におけるノック操作の場合と比較して、重力によって錘体１０が前進しない点においてのみ異なる。したがって、図８において、錘体１０の前端面と中継部材１２の段部１２ｂの後端面とは、当接しておらず、離間している。ノック操作における他の点については、図７を参照しながら上述したとおりであるから、説明を省略する。

振り出し操作によって筆記芯８を確実に繰り出すためには、振り出し操作による錘体１０の加速度や錘体１０の質量、スプリング２５のばね定数等が重要な要素である。

スプリング２５による中継部材１２に対する後方への付勢力をＦｓとし、保持チャック９による筆記芯８の後退に対する抵抗力をＦｈとし、チャックユニット１１から筆記芯８を引き出すのに必要な力をＦｐとする。また、鉛直方向に対するシャープペンシル１の傾斜角をθとし、錘体１０の質量をｍとし、重力加速度をｇとし、錘体１０の外周面と軸筒６の内周面との間に作用する動摩擦係数をμとした場合、重力により錘体１０に対して作用する力は、ｍｇ・ｃｏｓθ＝Ｆｇであり、錘体１０の移動時に錘体１０に作用する摩擦力は、μ・ｍｇ・ｓｉｎθ＝Ｆｆである。さらに、スプリング２５のばね定数をｋとし、初期状態（図３）からのスプリング２５の圧縮量、すなわちチャックユニット１１のストローク量をｘとした場合において、筆記芯８を繰り出すのに最低限必要な錘体１０の加速度ａを求める。

なお、保持チャック９による筆記芯８の後退に対する抵抗力Ｆｈが、チャックユニット１１から筆記芯８を引き出すのに必要な力Ｆｐよりも大きいため、上述したようにチャックユニット１１から筆記芯８を引き出すことが可能となる。

例えば、シャープペンシル１の前端部が下方を向いた状態で行う振り出し操作等によって図６に示された状態となるまでスプリング２５が圧縮され、所定量の筆記芯８を前進させるための条件は、以下の式（１）で表される。
（Ｆｓ＋ｋｘ）＋Ｆｈ＋Ｆｆ≦Ｆｇ＋（ｍ×ａ） ・・・（１）

また、筆記芯８を引き出しながら、スプリング２５が、図３に示された初期状態に戻るための条件は、以下の式（２）で表される。
Ｆｓ≧Ｆｐ＋Ｆｇ＋Ｆｆ ・・・（２）

式（１）及び式（２）より、加速度ａは、以下の式（３）のとおり求められる。
ａ≧（Ｆｓ＋ｋｘ＋Ｆｈ－Ｆｇ＋Ｆｆ）／ｍ＝（Ｆｈ＋Ｆｐ＋ｋｘ＋２Ｆｆ）／ｍ ・・・・（３）

式（３）から明らかなように、Ｆｈ、Ｆｐ、Ｆｆ及びｋをより小さく且つｍをより大きく設定することによって、より小さな加速度ａ、すなわち、より小さい振り出し操作によって筆記芯８の繰り出しを行うことが可能となる。

実施例として、具体的には、スプリング２５による付勢力Ｆｓを０．１２Ｎとし、保持チャック９による抵抗力Ｆｈを０．０４Ｎとし、筆記芯８を引き出すのに必要な力Ｆｐを０．０３Ｎとし、鉛直方向に対するシャープペンシル１の傾斜角をθが０°、すなわち筆記部が真下を向く鉛直下向きとし、重力により錘体１０に対して作用する力Ｆｇを０．０８Ｎとし、錘体１０に作用する摩擦力Ｆｆを０Ｎとし、スプリング２５のばね定数ｋを０．００３Ｎ／ｍｍとし、チャックユニット１１のストローク量ｘを０．５ｍｍとし、錘体１０の質量ｍを８ｇとした場合において、筆記芯８を繰り出すのに必要な錘体１０の加速度ａは、上記式（３）より約１．１Ｇとなる。

ばね定数ｋについて、より軽い力で筆記芯８の繰り出しを行うという観点で、好ましくは、０．００１～０．１Ｎ／ｍｍの範囲であり、より好ましくは、０．００１～０．０１Ｎ／ｍｍの範囲であり、さらに好ましくは、０．００１～０．００５Ｎ／ｍｍの範囲である。また、同様の観点、さらにはシャープペンシル１全体の重量が、一般的な筆記具の重量の範囲内に収めるという観点で、錘体１０の質量ｍは、好ましくは、２～２０ｇの範囲であり、より好ましくは、３～１０ｇの範囲である。

本発明の実施形態によるシャープペンシル１によれば、従来の振り出し式のシャープペンシルと比較して、筆記芯８を繰り出すのに必要な振り出し操作の加速度ａをより小さくできる。したがって、よりストローク量が少ない動作、すなわち、よりコンパクトな動作で且つより軽い力で筆記芯８の繰り出しを行うことができる。その結果、錘体１０の移動に伴う衝突音及び軸筒６の内周面との摺接音を低減させることができる。

また、振り出し操作の初動である、シャープペンシル１を後方に引くという動作をすることなく、筆記芯８の繰り出しを行うことができる。すなわち、シャープペンシル１では、スプリング２５によって軸筒６に対して錘体１０が後方に付勢されていることから、特にシャープペンシル１の前端部が下方を向いている場合、重力に対して錘体１０は弾性的に支持された状態といえる。したがって、使用者は、シャープペンシル１を把持した静止状態から、シャープペンシル１を前方に移動して停止させるだけで、錘体１０を前進させる慣性力が作用し、チャックユニット１１の前進及びその後の筆記芯８の繰り出しを行うことができる。

例えば、使用者が、シャープペンシル１を把持した筆記姿勢から行う手首のスナップ動作、すなわち前腕の回内運動又は回外運動による振り出し操作によって、筆記芯８を繰り出すことができる。また、シャープペンシル１に対して振動を与えることによって、筆記芯８を繰り出すことができる。例えば、前軸２に形成された複数の溝からなる把持部２ａを、シャープペンシル１を把持する人差し指の爪で軸線方向に擦過することによって、シャープペンシル１に振動を与えるようにしてもよい。さらに、シャープペンシル１に小型のバッテリ及びモータを搭載し、モータの回転で以てシャープペンシル１に振動を与えるようにしてもよい。

シャープペンシル１は、こうした軽い力又は振動で筆記芯８の繰り出しを行うことができる一方でロック機構３０を有していることから、鞄に入れた筆箱等の中で意図せず筆記芯８の繰り出しが行われることを防止することができる。また、上述したように、錘体１０のロック状態においてもノック操作によって筆記芯８の繰り出しを行うことができる。

シャープペンシル１では、初期状態において、筆記芯８を把持するチャック本体部１４とノック伝達用円筒体１５とは分離して配置されている。そのため振り出し操作において、ノック伝達用円筒体１５及びノック伝達用円筒体１５に接続された芯ケース１９、さらにノック部材２１等は、軸筒６内において相対的に移動しない。言い換えると、シャープペンシル１では、チャックユニット１１と芯ケース１９とが分離して配置されている。その結果、シャープペンシル１の重心をより前方に設定し易くなることから、上述したような手首のスナップ動作のような小さな振り出し操作によっても確実な繰り出しを行うことが可能となる。

さらに、チャック本体部１４とノック伝達用円筒体１５とが分離して配置されていることによって、振り出し操作に影響を与える錘体１０を含む部材の重量の変化による影響を軽減させることができる。具体的には、ノック伝達用円筒体１５に接続された芯ケース１９内に収容された筆記芯の量の違いによる振り出し操作に対する影響を軽減させることができる。さらにその結果、錘体１０を支持するスプリング２５のばね荷重をより厳密に設定することができることから、より軽い振り出し操作で筆記芯８の繰り出しが行えるよう、ばね荷重をより小さくすることができる。

上述した実施形態では、チャックユニット１１がボールチャックであったが、筆記芯の前進を許容し後退を阻止する限りにおいて、ボールチャック以外であってもよい。また、中継部材１２と締め具１３とを一体的に形成してもよい。

１ シャープペンシル
２ 前軸
３ 後軸
４ 接続部材
５ 口先部材
６ 軸筒
７ 先端パイプ
８ 筆記芯
９ 保持チャック
１０ 錘体
１１ チャックユニット
１２ 中継部材
１３ 締め具
１４ チャック本体部
１５ ノック伝達用円筒体
１６ ボール
１７ ストッパ部材
１８ チャックスプリング
１９ 芯ケース
２０ 継手部材
２１ ノック部材
２２ ノックスプリング
２３ 消しゴム
２４ ノックカバー
２５ スプリング
２６ Ｏリング
３０ ロック機構
３１ カム形成部材
３２ 凹部
３３ カム部材
３４ 操作部材

図３に示された状態からノック操作によって操作部を押圧すると、図７（Ａ）に示されるように、ノック部材２１に嵌合する芯ケース１９が前進する。芯ケース１９の前進によって、芯ケース１９の前端部に嵌合するノック伝達用円筒体１５及び継手部材２０が前進する。継手部材２０の前進によって、継手部材２０の後端部の突起と、中継部材１２の後端部の突起とが係合する。

さらに操作部を押圧すると、図７（Ｂ）に示されるように、中継部材１２及び継手部材２０とが係合した状態で、スプリング２５の付勢力に抗してチャックユニット１１全体が前進する。したがって、シャープペンシル１の前端部が下方を向いている場合、重力によって、中継部材１２と共に錘体１０が前進する。チャックユニット１１の前進は、チャックユニット１１の前端面、すなわちストッパ部材１７の前端面が、口先部材５の内周面に設けられた段部５ａと当接することによって停止する。なお、このとき、チャックスプリング１８は、圧縮されていない。

次いで、さらに操作部を押圧すると、図７（Ｃ）に示されるように、継手部材２０の後端部の突起が中継部材１２の後端部の突起を乗り越えて係合が解除され、継手部材２０が中継部材１２に対して前進する。継手部材２０の前進によって、ノック伝達用円筒体１５が前進してチャック本体部１４に当接する。さらに、筆記芯８を把持したチャック本体部１４及びノック伝達用円筒体１５が、チャックスプリング１８の付勢力に抗して、締め具１３に対して前進する。このとき、ノック伝達用円筒体１５は、チャック本体部１４の後端部を内部に深く受け入れる。ここで、ノック伝達用円筒体１５の内周面には前方に向かって拡がるテーパ面１５ａが形成されている。ノック伝達用円筒体１５の前進によって、チャック本体部１４の後端部がノック伝達用円筒体１５のテーパ面１５ａに押し付けられると、チャック本体部１４の後端部が径方向内方に移動する一方で、チャック本体部１４の前端部は径方向外方に拡がり、筆記芯８が解放される。ノック伝達用円筒体１５の前進は、ノック伝達用円筒体１５に嵌合する継手部材２０の前端面が、中継部材１２の内周面に設けられた段部１２ｂに当接することによって停止する。

Claims (7)

1. 軸筒と、
   前記軸筒の内部において前後に移動可能に配置された錘体と、
   前記軸筒に対して前記錘体を後方に付勢するスプリングと、
   筆記芯を把持するチャック本体部と、前記チャック本体部と分離して配置されたノック伝達用円筒体とを有し、且つ、筆記芯の前進を許容し後退を阻止するように構成されたチャックユニットと、
   前記チャックユニットの前方に配置され、筆記芯を保持するように構成された保持チャックと、を具備し、振り出し操作及びノック操作によって筆記芯の繰り出しが可能なシャープペンシルであって、
   振り出し操作時には、前記スプリングの付勢力に抗して前記錘体が前進し、前記錘体の前進に伴って前記チャック本体部のみが前進して筆記芯の繰り出しが行われるように構成され、
   ノック操作時には、前記ノック伝達用円筒体が前進して前記チャック本体部の後端部を保持し、前記チャック本体部及び前記ノック伝達用円筒体が前進して筆記芯の繰り出しが行われるように構成されていることを特徴とするシャープペンシル。
2. 前記チャックユニットが、円筒状に形成された中継部材をさらに有し、前記錘体が、前記中継部材を介して前記スプリングによって付勢されている請求項１に記載のシャープペンシル。
3. 前記チャックユニットが、前記チャック本体部を包囲する締め具であって、内周面には前方に向かって拡がるテーパ面が形成された締め具と、前記締め具の前記テーパ面と前記チャック本体部の外面との間に配置されたボールと、前記締め具に対して前記チャック本体部を後方に付勢するチャックスプリングとを有し、前記中継部材が前記締め具の外周面に嵌合している請求項２に記載のシャープペンシル。
4. 前記錘体の移動を阻止するロック機構をさらに具備する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシャープペンシル。
5. 前記錘体の外周面には、前記錘体の移動時に前記軸筒の内周面と摺接する突起が設けられている請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシャープペンシル。
6. 前記スプリングのばね定数が０．００１～０．１Ｎ／ｍｍの範囲である請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシャープペンシル。
7. 前記錘体の質量が２～２０ｇの範囲である請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシャープペンシル。

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