JP7740924B2 - シャープペンシル - Google Patents

Description

本発明は、シャープペンシルに関する。

シャープペンシルでは、例えば軸筒の後端部に設けられたノック部をノック操作することによって、軸筒の前端部側に取り付けられた口先部材又はスライダより、筆記芯が一定量繰り出される。筆記動作に伴い筆記芯が摩耗することから、一定量の筆記動作毎にノック操作する必要がある。

筆記動作に伴う筆記圧を利用して、筆記芯を自動的に順次繰り出すことができるシャープペンシルが公知である（特許文献１参照）。特許文献１に記載されたシャープペンシルは、筆記芯を把持するボールチャックと、ボールチャックに把持された筆記芯が受ける筆記圧による軸線方向の後退動作及び筆記圧の解除による軸線方向の前進動作を受けて回転子を一方向に回転駆動させる回転駆動機構と、回転駆動機構における回転子の回転駆動力を受けて、筆記芯を前方に繰り出すカム部材及び保持チャック等を含む芯繰り出し機構とを有している。ボールチャックは、筆記芯の前進を許容し後退を阻止するように構成されている。

特開２０１６－１５３２４６号公報

一般的に、使用者は一連の筆記動作が終了すると、筆記芯を保護するために口先部材又はスライダから突出しないように筆記芯を後退させる。そのため、次の筆記動作を開始する前には少なくとも１回のノック操作を行って予め筆記芯を繰り出す必要がある。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、筆記芯を自動的に繰り出すために筆記動作が必要であるため、筆記動作を開始する前には少なくとも１回のノック操作を行って予め筆記芯を繰り出す必要がある。したがって、筆記動作を開始する前にノック操作を行うことなく筆記芯が繰り出された状態であると、よりスムーズに筆記動作を開始することができる。

本発明は、従来のノック操作とは異なる新たな芯繰り出し操作が可能な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、筆記芯を保持する保持チャックと、前記保持チャックを内部に保持し、前後動可能に前記軸筒内に配置されるスライダであって、前記保持チャックを貫通した筆記芯が先端部から突出するように構成されたスライダと、芯繰り出し部を備え、前記軸筒の前端部に嵌合可能なキャップと、を具備し、前記芯繰り出し部は、前記キャップを前記軸筒に嵌合すると、前記スライダを押圧して筆記芯に対して前記スライダを後退させるように構成されているシャープペンシルが提供される。

前記芯繰り出し部には筆記芯の先端部が収容可能な収容凹部が設けられていてもよい。前記芯繰り出し部が、前記キャップの前端内部において前後動可能に設けられていてもよい。筆記芯の前進を許容し後退を阻止するボールチャックをさらに具備してもよい。

本発明の態様によれば、従来のノック操作とは異なる新たな芯繰り出し操作が可能なシャープペンシルを提供するという共通の効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態によるシャープペンシルの縦断面図である。 図２は、シャープペンシルの斜視図である。 図３は、シャープペンシルの前半分の拡大断面図である。 図４は、シャープペンシルの後半分の拡大断面図である。 図５は、シャープペンシルの内部構造を説明する斜視図である。 図６は、クラッチ機構の分解斜視図である。 図７は、回転駆動機構の拡大断面図である。 図８は、回転駆動機構の回転子の回転駆動を説明する模式図である。 図９は、図８に続く回転子の回転駆動を説明する模式図である。 図１０は、ダイヤルカム部材の斜視図である。 図１１は、レールカム部材の斜視図である。 図１２は、レールカム部材の別の斜視図である。 図１３は、組み合わされたダイヤルカム部材及びレールカム部材の斜視図である。 図１４は、組み合わされたダイヤルカム部材及びレールカム部材の別の斜視図である。 図１５は、繰り出しカム面を示す模式図である。 図１６は、入力クラッチカムの斜視図である。 図１７は、出力クラッチカムの斜視図である。 図１８は、入力クラッチカム及び出力クラッチカムのカムを説明する拡大斜視図である。 図１９は、回転駆動機構と協働するクラッチ機構の動作を説明する模式図である。 図２０は、芯繰り出し部材の縦断面図である。 図２１は、筆記芯の繰り出しを説明するシャープペンシルの拡大断面図である。 図２２は、キャップの拡大斜視図である。 図２３は、軸筒の拡大斜視図である。 図２４は、保持チャックの斜視図である。 図２５は、保持チャックの縦断面図である。

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。全図面に亘り、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の縦断面図であり、図２は、シャープペンシル１の斜視図であり、図３は、シャープペンシル１の前半分の拡大断面図であり、図４は、シャープペンシル１の後半分の拡大断面図であり、図５は、シャープペンシル１の内部構造を説明する斜視図であり、図６は、クラッチ機構６０の分解斜視図である。

シャープペンシル１は、前軸２と、前軸２の後端部の外周面に螺合する後軸３と、前軸２の前端部の外周面に螺合する口先部材４とを有している。前軸２及び後軸３は、軸筒６を構成する。なお、口先部材４も含めて軸筒６と称してもよい。後述するように、シャープペンシル１は、スライダ９の先端部から筆記芯７が突出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、筆記芯７側を「前」側と規定し、筆記芯７側とは反対側を「後」側と規定する。

図３を参照すると、軸筒６の前端部の内部には、スライダ９が、軸線方向にスライド可能、且つ、軸線回りに回転可能に配置されている。スライダ９は、前方に向かって外径が段状に細くなる円筒状に形成されている。スライダ９の後端部の外周面には、フランジ部９ａが設けられている。筆記芯７は、スライダ９によって案内され、スライダ９の先端部から突出可能となっている。スライダ９の内部には、中央に貫通孔１０ａが形成された保持チャック１０が配置されている。保持チャック１０の貫通孔１０ａは、筆記芯７の外周面に摺接し、筆記芯７を一時的に保持するように作用する。

スライダ９の外周面には、円筒状に形成された第１カム部材であるダイヤルカム部材５０と、環状に形成された第２カム部材であるレールカム部材５２が、軸線方向に整列した状態で配置されている。口先部材４の前端部及びダイヤルカム部材５０の外周面には、略円筒状の把持部８が設けられている。スライダ９の先端部は、ダイヤルカム部材５０の前端部の孔より突出している。スライダ９の後端部の内周面には、筆記芯７を把持するボールチャック１１、具体的には締め具１３が嵌合している。

ボールチャック１１は、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チャック保持部１５と、複数のボール１６とを有している。締め具１３の内周面には、前方に向かって広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７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。チャック本体部１４の後端部は、チャック保持部１５によって保持されている。チャック本体部１４及びチャック保持部１５は、締め具１３に対して軸線方向に移動可能である。複数のボール１６は、締め具１３の内周面とチャック本体部１４の外周面との間に配置されている。

筆記芯７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７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７の後退は阻止される。他方、筆記芯７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７を抵抗なく前方に引き出すことができる。すなわち、ボールチャック１１は、筆記芯７の前進を許容し後退を阻止するように作用する。

チャック本体部１４を包囲するようにコイルスプリング１７が配置されている。コイルスプリング１７の後端部は、チャック本体部１４の外面に嵌合しており、コイルスプリング１７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。コイルスプリング１７は、チャック本体部１４を後方に付勢し、その結果、ボールチャック１１は、筆記芯７を把持した状態を維持することができる。締め具１３を包囲するように、コイルスプリングであるカム当接スプリング１８が配置されている。カム当接スプリング１８は、スライダ９を前方に付勢している。チャック保持部１５の後端部の外周面には、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７が収容される。

ボールチャック１１には、後述するクラッチ機構６０の入力クラッチカム６１が接続されている。すなわち、入力クラッチカム６１は、円筒状に形成されており、入力クラッチカム６１の前端部の内周面には、ボールチャック１１の締め具１３の後端部の外周面が嵌合している。入力クラッチカム６１の後端部の内周面には、筒状に形成された中継部材１２の前端部の外周面が嵌合している。クラッチ機構６０は、図５及び図６を参照しながら後述するように、前方に突出する突起状の当接子６５ｃを有している。当接子６５ｃは、カム当接スプリング１８によってスライダ９を介して前方に付勢されている。したがって、スライダ９、ボールチャック１１、中継部材１２、入力クラッチカム６１及び当接子６５ｃは、軸筒６内において軸線方向に一体的に移動可能である。中継部材１２の後端部は、後述する回転駆動機構３０に連結されている。

図４を参照すると、軸筒６の後端部には、ノック部としてのノック棒２０が軸筒６に対して前後動可能に設けられている。ノック棒２０は、コイルスプリング２１によって後方に付勢されている。ノック棒２０の後端部近傍には、筆記芯７の補給孔を備えた隔壁部２０ａが形成されている。ノック棒２０の後端部の内部には、消しゴム２２が着脱可能に装着されている。ノック棒２０の後端部の外周面には、ノックカバー２３が着脱可能に取り付けられ、消しゴム２２を汚れ等から保護している。ノック棒２０は、芯ケース１９の後端部の外周面に嵌合している。

ノック棒２０又はノックカバー２３を前方へ押圧するノック操作をすることによって、芯ケース１９が前進する。これにより、チャック保持部１５を介してチャック本体部１４が前方に押し出される。これに伴い、チャック本体部１４に把持された筆記芯７も前進し、筆記芯７をスライダ９から繰り出させるように作用する。

ノック操作による押圧を解除すると、コイルスプリング２１の付勢力によって、ノック棒２０は、後退して元の位置に復帰する。このとき、チャック本体部１４は、コイルスプリング１７の付勢力によって後退する。他方、筆記芯７は、スライダ９内に配置された保持チャック１０によって保持されるため、ボールチャック１１の作用として、筆記芯７はチャック本体部１４から抵抗なく引き出される。その結果、筆記芯７は、スライダ９から繰り出されることから、ノック操作を繰り返すごとに、筆記芯７を所定量ずつ繰り出すことができる。ノック操作によってノック棒２０を前進させた状態を維持すると、チャック本体部１４は締め具１３から突出して筆記芯７の把持は解除された状態となる。この状態では、スライダ９から繰り出された状態の筆記芯７を指先等で押し戻すことができる。

図７は、回転駆動機構３０の拡大断面図である。回転駆動機構３０は、後軸３の内部空間に配置されている。回転駆動機構３０は、中継部材１２の後端部に接続されている。前軸２の後端面と回転駆動機構３０の前端面との間に軸スプリング３１が配置され、回転駆動機構３０が後方に付勢されている。軸スプリング３１の付勢力による回転駆動機構３０の後方への移動は、回転駆動機構３０の後端面が軸筒６の内面に設けられた段部に当接することによって規制される。芯ケース１９は、中継部材１２及び回転駆動機構３０の内部を貫通し、回転駆動機構３０とは離間している。

回転駆動機構３０は、円筒状に形成された回転子４０と、円筒状に形成された第１カム形成部材である上カム形成部材４１と、円筒状に形成された第２カム形成部材である下カム形成部材４２と、円筒状に形成されたシリンダー部材４３と、円筒状に形成されたトルクキャンセラー４４と、コイル状のクッションスプリング４５とを有している。回転駆動機構３０は、これら部材が一体となって、ユニット化されている。

回転子４０の前端部の内周面には、中継部材１２の後端部の外周面が嵌合している。回転子４０の前端部近傍は、僅かばかり径の大きいフランジ状に形成された部分を有し、当該部分の後端面には第１カム面４０ａが形成され、当該部分の前端面には第２カム面４０ｂが形成されている。

上カム形成部材４１は、回転子４０の第１カム面４０ａの後方において、回転子４０を回動可能に包囲している。下カム形成部材４２は、上カム形成部材４１の前端部の外周面に嵌合している。回転子４０の第１カム面４０ａに対向する上カム形成部材４１の前端面には、第１の固定カム面である第１固定カム面４１ａが形成されている。回転子４０の第２カム面４０ｂに対向する下カム形成部材４２の前端部内面には、第２の固定カム面である第２固定カム面４２ａが形成されている。

上カム形成部材４１の後端部の外周面には、円筒状に形成されたシリンダー部材４３が嵌合している。シリンダー部材４３の後端部には、芯ケース１９が挿通できる挿通孔４３ａが形成されている。シリンダー部材４３内には、円筒状に形成されて軸線方向に移動可能なトルクキャンセラー４４が配置されている。トルクキャンセラー４４の前端部内面とシリンダー部材４３の後端部内面との間には、クッションスプリング４５が配置されている。クッションスプリング４５は、トルクキャンセラー４４を介して、回転子４０を前方に付勢している。

ここで、中継部材１２は、筆記動作に基づく筆記芯７の後退及び前進動作（クッション動作）を回転駆動機構３０、すなわち回転子４０に伝達すると共に、クッション動作によって生ずる回転駆動機構３０における回転子４０の回転運動を、筆記芯７を把持した状態のボールチャック１１に伝達する。したがって、ボールチャック１１に保持された筆記芯７も回転する。

シャープペンシル１で筆記しているとき以外、すなわち、筆記芯７に筆記圧が加わっていないとき、回転子４０は、トルクキャンセラー４４を介したクッションスプリング４５の付勢力によって前方に位置している。したがって、回転子４０の第２カム面４０ｂは、第２固定カム面４２ａに当接して噛み合い状態になされる。シャープペンシル１で筆記しているとき、すなわち、筆記芯７に筆記圧が加わっているとき、ボールチャック１１は、クッションスプリング４５の付勢力に抗して後退し、これに伴って回転子４０も後退する。したがって、回転子４０の第１カム面４０ａは、第１固定カム面４１ａに当接して噛み合い状態になされる。

図８は、図１のシャープペンシル１の回転子４０の回転駆動作用を、順を追って説明する模式図であり、図９は、図８に続く回転子４０の回転駆動作用を説明する模式図である。図８及び図９において、回転子４０の上側の面である後端面には、周方向に沿って連続的に鋸歯状になされた第１カム面４０ａが円環状に形成され、回転子４０の下側の面である前端面には、同様に周方向に沿って連続的に鋸歯状になされた第２カム面４０ｂが円環状に形成されている。

回転子４０の第１カム面４０ａに対峙する上カム形成部材４１の円環状の端面にも周方向に沿って連続的に鋸歯状になされた第１固定カム面４１ａが形成され、回転子４０の第２カム面４０ｂに対峙する下カム形成部材４２の円環状の端面にも周方向に沿って連続的に鋸歯状になされた第２固定カム面４２ａが形成されている。回転子４０に形成された第１カム面４０ａ及び第２カム面４０ｂの各カム面と、上カム形成部材４１に形成された第１固定カム面４１ａ及び下カム形成部材４２に形成された第２固定カム面４２ａの各カム面とは、ピッチが互いにほぼ同一となるように形成されている。

図８（Ａ）は、筆記芯７に筆記圧が加わっていないときの状態における回転子４０、上カム形成部材４１及び下カム形成部材４２の関係を示している。この状態においては、回転子４０に形成された第２カム面４０ｂは、クッションスプリング４５の付勢力によって、下カム形成部材４２の第２固定カム面４２ａに対して噛合している。このとき、回転子４０の第１カム面４０ａと上カム形成部材４１の第１固定カム面４１ａとが、軸線方向においてカムの一歯に対して半位相（半ピッチ）ずれた関係となるように設定されている。

図８（Ｂ）は、シャープペンシル１による筆記のために、筆記芯７に筆記圧が加わった初期の状態を示している。この状態においては、回転子４０は、ボールチャック１１の後退に伴ってクッションスプリング４５を収縮させて後退する。それによって、回転子４０は、上カム形成部材４１の第１固定カム面４１ａ側に移動する。

次いで、図８（Ｃ）は、筆記芯７にさらに筆記圧が加わり、回転子４０が上カム形成部材４１の第１固定カム面４１ａに当接して後退した状態を示している。この状態においては、回転子４０の第１カム面４０ａは、上カム形成部材４１の第１固定カム面４１ａに対して噛合している。それによって、回転子４０は、第１カム面４０ａの一歯の半位相（半ピッチ）に相当する回転駆動を受ける。

なお、図８及び図９における回転子４０の中央部に付された三角印は、回転子４０の回転移動量を示すために用いられる。そして図８（Ｃ）に示す状態においては、回転子４０の第２カム面４０ｂと下カム形成部材４２の第２固定カム面４２ａとが、軸線方向においてカムの一歯に対して半位相（半ピッチ）ずれた関係となるように設定されている。

次いで、図９（Ｄ）は、シャープペンシル１による筆記が終わり、筆記芯７に対する筆記圧が解除された初期の状態を示している。この場合においては、回転子４０は、クッションスプリング４５の付勢力によって前進する。これにより、回転子４０は下カム形成部材４２側に移動する。

次いで、図９（Ｅ）は、回転子４０がクッションスプリング４５の付勢力によって下カム形成部材４２の第２固定カム面４２ａに当接して前進した状態を示している。この場合においては、回転子４０の第２カム面４０ｂは、下カム形成部材４２の第２固定カム面４２ａに対して噛合している。それによって、回転子４０は、第２カム面４０ｂの一歯の半位相（半ピッチ）に相当する回転駆動を再び受ける。

したがって、回転子４０の中央部に描いた三角印で示すように、筆記圧を受けた回転子４０の軸線方向への往復運動、すなわち前後動に伴って、回転子４０は、第１カム面４０ａ及び第２カム面４０ｂの一歯（１ピッチ）に相当する回転駆動を受け、ボールチャック１１を介して、これに把持された筆記芯７も同様に回転駆動される。したがって、筆記による回転子４０の軸線方向への１回の前後動によって回転子４０はカムの一歯に対応する回転運動を受け、これを繰り返すことによって、筆記芯７は順次回転駆動される。それ故、書き進むにしたがって筆記芯７が偏って摩耗するのを防止することができ、描線の太さや描線の濃さが大きく変化することを防止することができる。

要するに回転駆動機構は、第１カム形成部材及び第２カム形成部材を有し、回転子が円環状に形成されてその軸線方向の一端面および他端面に第１カム面及び第２カム面がそれぞれ形成されると共に、第１カム面及び第２カム面にそれぞれ対峙するように第１カム形成部材及び第２カム形成部材に形成された第１固定カム面及び第２固定カム面が配置され、筆記圧によるボールチャックの後退動作によって、回転子の第１カム面が第１固定カム面に当接して噛み合わされ、筆記圧の解除によって、回転子の第２カム面が第２固定カム面に当接して噛み合わされるように構成され、回転子の第１カム面が、第１固定カム面に噛み合わされた状態において、回転子の第２カム面と第２固定カム面が、軸線方向においてカムの一歯に対して位相がずれた関係に設定され、回転子の第２カム面が第２固定カム面に噛み合わされた状態において、回転子の第１カム面と第１固定カム面が軸線方向においてカムの一歯に対して位相がずれた関係に設定されている。

なお、クッションスプリング４５の付勢力を受けて回転子４０を前方に押し出すトルクキャンセラー４４は、その前端面と回転子４０の後端面との間で滑りを発生させて、回転子４０の回転運動がクッションスプリング４５に伝達するのを防止している。すなわち、トルクキャンセラー４４によって、回転子４０の回転運動がクッションスプリング４５に伝達されるのを防止し、それによって、回転子４０の回転動作を阻害するクッションスプリング４５のねじれ戻り（トルク）が発生することを防止している。

以上より、シャープペンシル１は、ボールチャック１１と回転子４０とを有し、ボールチャック１１の前後動により筆記芯７の解除及び把持を行うことで、筆記芯７を前方に繰り出すことができるように構成され、ボールチャック１１が、筆記芯７を把持した状態で中心軸線回りに回転可能となるように軸筒６内に保持されると共に、筆記芯７の筆記圧によるボールチャック１１を介した回転子４０の前後動により回転子４０を回転させ、回転子４０の回転運動を、ボールチャック１１を介して筆記芯７に伝達するように構成されている。

図１０乃至図１４を参照しながら、芯繰り出し機構及び繰り出し量調整機構について説明する。芯繰り出し機構は、回転駆動機構３０の回転子４０の回転駆動力を受けて、筆記芯７をスライダ９から繰り出すように作用する。

図１０は、ダイヤルカム部材５０の斜視図である。ダイヤルカム部材５０は、図１０において、上方がシャープペンシル１の後側となるように配置される。ダイヤルカム部材５０は、円筒状に形成された部材であり、カム本体５０ａと、カム本体５０ａの外周面に形成されたフランジ部５０ｂと、フランジ部５０ｂの後端面に形成された嵌合突起５０ｃと、カム本体５０ａの後端面に形成されたダイヤルカム５１とを有している。ダイヤルカム５１は、より前方に位置し且つ中心軸線に直交する平坦な第１環状カム面５１ａと、より後方に位置し且つ中心軸線に直交する平坦な第２環状カム面５１ｂとを有している。また、第１環状カム面５１ａ及び第２環状カム面５１ｂの両端は、縦壁５１ｃによって接続されている。

図１１は、レールカム部材５２の斜視図であり、図１２は、レールカム部材５２の別の斜視図である。レールカム部材５２は、図１１及び図１２において、上方がシャープペンシル１の後側となるように配置される。レールカム部材５２は、環状に形成された部材である。レールカム部材５２の前端面には、調整凹部５２ａが形成されている。調整凹部５２ａの底面には、周方向に沿って等間隔に並列する複数の嵌合凹部５２ｂが形成されている。

レールカム部材５２の後端面には、レールカム５３が形成されている。レールカム５３は、より前方に位置し且つ中心軸線に直交する平坦な第１環状カム面５３ａと、より後方に位置し且つ中心軸線に直交する平坦な第２環状カム面５３ｂと、第１環状カム面５３ａ及び第２環状カム面５３ｂの一端を接続するように周方向に沿ってせり上るように設けられた、スロープ状の環状カム面である斜面５３ｃとを有している。第１環状カム面５３ａ及び第２環状カム面５３ｂの他端は、縦壁５３ｄによって接続されている。

図１３は、組み合わされたダイヤルカム部材５０及びレールカム部材５２の斜視図であり、図１４は、組み合わされたダイヤルカム部材５０及びレールカム部材５２の別の斜視図である。ダイヤルカム部材５０及びレールカム部材５２は、図１３及び図１４において、上方がシャープペンシル１の後側となるように配置される。環状のレールカム部材５２は、ダイヤルカム部材５０のカム本体５０ａの後端部に挿入され、フランジ部５０ｂによって係止されることで、組み合わされる。すなわち、ダイヤルカム部材５０のフランジ部５０ｂの後端面に、レールカム部材５２の前端面が当接する。このとき、ダイヤルカム部材５０のフランジ部５０ｂに設けられた嵌合突起５０ｃが、レールカム部材５２の調整凹部５２ａのいずれかの嵌合凹部５２ｂに嵌合する。レールカム部材５２はダイヤルカム部材５０の径方向外側に配置されている。

ダイヤルカム部材５０及びレールカム部材５２が組み合わされた状態では、ダイヤルカム部材５０のダイヤルカム５１は、レールカム部材５２のレールカム５３の近傍に配置される。それによって、ダイヤルカム５１及びレールカム５３は、協働して、周方向において一連の、すなわち環状の繰り出しカム面５４を構成する。

図３に示されるように、ダイヤルカム部材５０及びレールカム部材５２は、組み合わされた状態で、スライダ９の外側に配置される。ダイヤルカム部材５０の一部及びレールカム部材５２は、口先部材４及び把持部８によって外周面が覆われている。把持部８は、ダイヤルカム部材５０の外周面に対して係合している。したがって、ダイヤルカム部材５０と共に中心軸線周りに回転可能である。口先部材４の前端部内面とダイヤルカム部材５０のフランジ部５０ｂとの間には、コイルスプリング５６が配置されている。また、スライダ９を介してカム当接スプリング１８によって前方に付勢されている当接子６５ｃは、繰り出しカム面５４に対して当接した状態を維持する。レールカム部材５２の外周面は、口先部材４の内周面と係合し、レールカム部材５２の口先部材４、ひいては軸筒６に対する回転が規制される。

繰り出しカム面５４の形状は、ダイヤルカム部材５０及びレールカム部材５２を中心軸線回りに相対的に回転させることによって、変更することができる。具体的には、使用者は、一方の手で軸筒６を把持しながら他方の手で把持部８を回転させることによって、ダイヤルカム部材５０を中心軸線回りに回転させる。レールカム部材５２は軸筒６に対して係合していることから、ダイヤルカム部材５０が、レールカム部材５２に対して相対的に中心軸線回りに回転する。レールカム部材５２に対するダイヤルカム部材５０の回転は、ダイヤルカム部材５０の嵌合突起５０ｃが、対応するレールカム部材５２の隣接する嵌合凹部５２ｂ間で移動して嵌合するように、段階的に行われる。したがって、レールカム部材５２に対するダイヤルカム部材５０の中心軸線回りの回転は、ダイヤルカム部材５０の嵌合突起５０ｃが移動可能なレールカム部材５２の調整凹部５２ａの範囲内において段階的に行われる。ダイヤルカム部材５０の嵌合突起５０ｃが嵌合するレールカム部材５２の嵌合凹部５２ｂの位置に応じて、ダイヤルカム部材５０のダイヤルカム５１とレールカム部材５２のレールカム５３との相対位置が変化し、その結果、繰り出しカム面５４の形状を変更させることができる。コイルスプリング５６によってダイヤルカム部材５０がレールカム部材５２に対して付勢され、レールカム部材５２に対するダイヤルカム部材５０の段階的な回転時に、クリック感が得られる。

次に、図１５を参照しながら、繰り出しカム面５４による筆記芯７の繰り出しについて説明する。図１５は、繰り出しカム面５４を示す模式図である。図１５は、ダイヤルカム部材５０及びレールカム部材５２の位置関係を示すため、繰り出しカム面５４を含む中心軸線回りの円筒面を周方向に展開したものである。図１５において、上方がシャープペンシル１の後側である。

図１５を参照すると、ダイヤルカム５１の縦壁５１ｃと、レールカム５３の斜面５３ｃとが径方向において重畳的に配置されるように、ダイヤルカム部材５０がレールカム部材５２に対して位置合わせされている。図１５において、ダイヤルカム５１及びレールカム５３のうちでより後方、すなわち図中より上方に位置する線（面）が、繰り出しカム面５４を構成する。すなわち、ダイヤルカム５１の第２環状カム面５１ｂ並びにレールカム５３の第２環状カム面５３ｂ及び斜面５３ｃが協働して繰り出しカム面５４を構成する。なお、繰り出しカム面５４において、ダイヤルカム５１の第２環状カム面５１ｂとレールカム５３の斜面５３ｃとによって形成される軸線方向の段差５５（落差）の高さ（高低差）を、段差高さＨとする。

ダイヤルカム５１の縦壁５１ｃが、レールカム５３の第１環状カム面５３ａ側に配置されるように、ダイヤルカム部材５０及びレールカム部材５２を中心軸線回りに相対的に回転させると、段差高さＨがより高くなる。他方、ダイヤルカム５１の縦壁５１ｃが、レールカム５３の第１環状カム面５３ａとは反対側に配置されるように、ダイヤルカム部材５０及びレールカム部材５２を中心軸線回りに相対的に回転させると、段差高さＨがより低くなる。

回転駆動機構３０の回転子４０は、後述するように、筆記芯７のクッション動作に基づいて当接子６５ｃを徐々に回転駆動する。すなわち、スライダ９の先端部を先にして見たとき、当接子６５ｃは中心軸線回りに右回転する。この回転運動によって、カム当接スプリング１８によって前方に付勢されている当接子６５ｃは、繰り出しカム面５４と協働しながら周方向に移動する。すなわち、当接子６５ｃは、図１５において右から左に移動することから、繰り出しカム面５４を構成するダイヤルカム５１の斜面５３ｃに沿って徐々にせり上がるように移動する。

当接子６５ｃが段差５５に達すると、カム当接スプリング１８の付勢力によって押圧され、段差５５に落ち込む。すなわち、当接子６５ｃは、段差５５の段差高さＨ分だけ、ダイヤルカム５１の第２環状カム面５１ｂからより前方へ移動する。このとき、当接子６５ｃの前進と共にスライダ９、さらにはスライダ９の内部に配置された保持チャック１０も同様に前方へ移動する。その結果、保持チャック１０に保持された筆記芯７は、ボールチャック１１から引き出され、相対的にスライダ９の先端部から段差高さＨ分だけ繰り出される。したがって、繰り出される筆記芯７の量、すなわち繰り出し量は、段差高さＨと等しい。

以上の動作により、繰り出しカム面５４に沿って当接子６５ｃが一周する毎に筆記芯７をスライダ９から繰り出すことができる。この動作の繰り返しによって、筆記動作に伴い筆記芯７が摩耗しつつ、筆記芯７が順次繰り出される。

要するに、芯繰り出し機構では、当接子６５ｃが回転子４０の回転に応じて繰り出しカム面５４に沿って移動し、当接子６５ｃが繰り出しカム面５４の段差５５に落ち込む際のスライダ９の前進動作によって、保持チャック１０に保持された筆記芯７がボールチャック１１から引き出されるように構成されている。芯繰り出し機構が繰り出しカム面５４の段差５５を利用することによって、回転駆動機構３０における回転子４０の回転駆動力を筆記芯７の繰り出し動作に変換することができる。繰り出しカム面５４に高低差を形成する構成を総称して、「落差」という。

シャープペンシル１は、回転駆動機構３０における回転子４０の回転駆動力を受けて、ボールチャック１１に保持された筆記芯７も回転駆動されるように構成されている。したがって、書き進むにしたがって筆記芯７が偏摩耗するのを防止することができ、その結果、描線の太さや描線の濃さが大きく変化することを防止することができる。要するに、回転駆動機構３０は、回転子４０を有し、ボールチャック１１に把持された筆記芯７が受ける筆記圧による軸線方向の後退動作及び筆記圧の解除による軸線方向の前進動作を受けて、回転子４０を一方向に回転駆動させる。

繰り出し量調整機構では、上述したように、ダイヤルカム部材５０及びレールカム部材５２を単に中心軸線回りに相対的に回転させることによって、繰り出しカム面５４における段差５５の段差高さＨを変更することができる。よって、芯繰り出し機構による筆記芯７の繰り出し量の調整をより簡便且つ正確に行うことができる。

使用者によって異なる筆記圧や利用される筆記芯７の硬度などの違いによる筆記芯７の摩耗の程度と、筆記芯７の繰り出し量とがほぼ一致するように調整すれば、筆記が行われているにもかかわらず、スライダ９からの筆記芯７の突出量を常に一定に保つことができる。その結果、シャープペンシル１では、一度のノック操作で、長く書き続けることができる。通常想定される筆記芯７の摩耗の程度を超えた長さに相当する段差高さＨを有する段差５５が形成されるように、ダイヤルカム５１又はレールカム５３を構成することが好ましい。それによって、すべての使用者の好みに応じた筆記芯７の繰り出し量に設定可能となる。

上述した実施形態では、ダイヤルカム部材５０が第１カム部材として円筒状の部材であったが、環状の部材であってもよい。また、レールカム部材５２が第２カム部材として環状の部材であったが、円筒状の部材であってもよい。第１カム部材にレールカム５３を設け、第２カム部材にダイヤルカム５１を設けてもよい。すなわち、環状又は筒状の第１カム部材と第１カム部材の径方向外側に配置された環状又は筒状の第２カム部材とが協働して、繰り出しカム面が構成されるようにしてもよい。また、第１カム部材及び第２カム部材を相対的に前後させることによって、すなわち軸線方向において離間させることによって、段差の段差高さが調整されるようにしてもよい。

レールカム部材５２をダイヤルカム部材５０と一体的に構成し、ダイヤルカム部材が単一の繰り出しカム面５４のみを構成するようにしてもよい。この場合、上述したような繰り出し量の調整はできないが、部品点数が少なくなり、コストを削減することができる。繰り出し量の調整のために、様々な段差高さＨを備えた複数のダイヤルカム部材を用意してもよい。この場合、使用者が、自分にとって最適な繰り出し量が実現できるダイヤルカム部材を選択し、交換できるようにしてもよい。

次に、図３、図５、図６及び図１６乃至図１９を参照しながら、クラッチ機構６０について説明する。クラッチ機構６０は、入力として、回転駆動機構３０における回転子４０の回転運動を、出力として、当接子６５ｃの回転運動とするよう作用する。クラッチ機構６０は、入力部材である入力クラッチカム６１と、出力部材である出力クラッチカム６２と、伝達カム６４と、繰り出しカム６５と、を有している。また、シャープペンシル１は、クラッチカムホルダ６６をさらに有している。

図１６は、入力クラッチカム６１の斜視図であり、図１７は、出力クラッチカム６２の斜視図であり、図１８は、入力クラッチカム６１及び出力クラッチカム６２のカムを説明する拡大斜視図である。入力クラッチカム６１は、図１６において、上方がシャープペンシル１の後側となるように配置され、出力クラッチカム６２は、図１７において、上方がシャープペンシル１の後側となるように配置される。図１８において、上方がシャープペンシル１の後側である。

入力クラッチカム６１は、円筒状の部材であり、入力カム面を構成する環状の後端面６１ｂには、１つのカム突起６１ａが設けられている。入力クラッチカム６１の後端部の外周面には、フランジ部６１ｃが設けられている。

出力クラッチカム６２は、入力クラッチカム６１の後方に配置されている。出力クラッチカム６２は、円筒状の部材であり、出力クラッチカム６２の前端部近傍の外周面には、フランジ部６２ａが設けられている。出力クラッチカム６２の環状の前端面には、出力カム面であるクラッチカム面６３が設けられている。クラッチカム面６３は、入力クラッチカム６１のカム突起６１ａに対向して配置されている。クラッチカム面６３は、複数の山部６３ａと、隣接する山部６３ａ間に設けられた平坦な底面を備えた複数の谷部６３ｂとからなる。

図１８を参照すると、入力クラッチカム６１のカム突起６１ａと、出力クラッチカム６２の山部６３ａとは、略同一形状である。入力クラッチカム６１のカム突起６１ａは、後端面６１ｂに対して、略垂直な第１係合面６１ａａと、傾斜した第１傾斜面６１ａｂとを有している。同様に、出力クラッチカム６２の山部６３ａは、谷部６３ｂの底面に対して、略垂直な第２係合面６３ａａと、傾斜した第２傾斜面６３ａｂとを有している。後述するように、クラッチ機構６０の動作において、入力クラッチカム６１の第１係合面６１ａａと出力クラッチカム６２の第２係合面６３ａａとが係合することで、入力クラッチカム６１及び出力クラッチカム６２が協働する。

図３、図５及び図６を参照すると、出力クラッチカム６２の前端部の外周面には、伝達カム６４の後端部が嵌合している。伝達カム６４は、伝達カム６４の後端面が出力クラッチカム６２のフランジ部６２ａに当接するまで挿入されている。伝達カム６４は、円筒状に形成されており、前端面には、前方に向かって延び且つ周方向に沿って等間隔に配置された第１係合突起６４ａが設けられている。第１係合突起６４ａの周方向における側面には、軸線方向に沿って延びる第１係合壁６４ｂが設けられている。伝達カム６４の内周面には、環状突起６４ｃが設けられている。

入力クラッチカム６１は、フランジ部６１ｃが出力クラッチカム６２のクラッチカム面６３と伝達カム６４の環状突起６４ｃとの間に配置されるように、伝達カム６４内に配置されている。すなわち、入力クラッチカム６１の前進は、フランジ部６１ｃが伝達カム６４の環状突起６４ｃに係止することによって規制される。入力クラッチカム６１の後退は、カム突起６１ａと出力クラッチカム６２のクラッチカム面６３との協働によって規制される。

伝達カム６４の前方には、繰り出しカム６５が配置されている。繰り出しカム６５は、円筒状に形成されており、後端面には、後方に向かって延び且つ周方向に沿って等間隔に配置された第２係合突起６５ａが設けられている。第２係合突起６５ａは、伝達カム６４の第１係合突起６４ａと相補的な形状である。第２係合突起６５ａの周方向における側面には、軸線方向に沿って第２係合壁６５ｂが設けられている。繰り出しカム６５の前端面には、上述した、前方に突出する突起状の１つの当接子６５ｃが設けられている。繰り出しカム６５の前端部の内周面には、環状突起６５ｄが設けられている。

繰り出しカム６５内には、スライダ９が後方から挿入されており、フランジ部９ａと繰り出しカム６５の環状突起６５ｄとが係止可能である。上述したカム当接スプリング１８は、一端がスライダ９のフランジ部９ａの内面と係止し且つ他端が入力クラッチカム６１の前端面と係止するように配置されている。カム当接スプリング１８の付勢力によって、スライダ９は前方へ付勢され、付勢されたスライダ９のフランジ部９ａを介して繰り出しカム６５が前方に付勢されている。その結果、当接子６５ｃは、上述したように、繰り出しカム面５４に対して当接するように付勢されている。繰り出しカム６５は、スライダ９に対し、軸線方向においては一体的に移動可能であるのに対し、中心軸線周りにおいては独立して回転可能である。

クラッチカムホルダ６６は、円筒状に形成されており、軸筒６、具体的には前軸２の内面に対して取り付けられている。クラッチカムホルダ６６の内周面には、高粘度材料として、グリス等の液状潤滑油が塗布されている。クラッチカムホルダ６６内には、出力クラッチカム６２が挿入され、それによって、出力クラッチカム６２の外周面とクラッチカムホルダ６６の内周面との間に液状潤滑油が充填される。その結果、出力クラッチカム６２及び接続された伝達カム６４は、クラッチカムホルダ６６によって緩く保持され、重力等に起因する軸筒６内における軸線方向の急激な移動が緩和される。クラッチカムホルダ６６を軸筒６と一体的に設けてもよい。すなわち、出力部材と軸筒との間に、出力部材の軸線方向の移動を抑制する粘性流体が配置されている。シャープペンシル１がクラッチカムホルダ６６を有することによって、クラッチ機構６０の各部品の寸法ばらつきや摩擦抵抗の影響等を吸収することができる。なお、クラッチカムホルダ６６を省略してもよい。

図３を参照すると、上述したように、入力クラッチカム６１の前端部の内周面には、ボールチャック１１の締め具１３の後端部の外周面が嵌合しており、入力クラッチカム６１の後端部の内周面には、中継部材１２の前端部の外周面が嵌合している。中継部材１２の後端部は、回転子４０に対して接続されている（図４）。したがって、入力クラッチカム６１は、中継部材１２を介して、回転駆動機構３０による回転子４０によって回転駆動される。また、入力クラッチカム６１は、中継部材１２を介して、筆記芯７のクッション動作に基づいて、回転子４０と共に前後動する。中継部材１２は、出力クラッチカム６２及び伝達カム６４の内部を貫通しており、中継部材１２とは離間している。したがって、中継部材１２の回転運動及び前後動が、出力クラッチカム６２及び伝達カム６４に直接的に伝達されることはない。

入力クラッチカム６１の回転運動は、図１９を参照しながら後述するように、カム突起６１ａと出力クラッチカム６２のクラッチカム面６３とが協働することによって、出力クラッチカム６２に伝達される。出力クラッチカム６２の回転運動は、接続された伝達カム６４を介して、繰り出しカム６５に伝達される。すなわち、伝達カム６４の回転に伴い、第１係合突起６４ａの第１係合壁６４ｂが、第２係合突起６５ａの第２係合壁６５ｂと周方向において係合し、伝達カム６４の回転運動を繰り出しカム６５に伝達する。その結果、当接子６５ｃは、上述したように、繰り出しカム面５４に沿って移動し、筆記芯７の繰り出しが行われる。

図１９は、回転駆動機構３０と協働するクラッチ機構６０の動作を説明する模式図である。図１９は、回転駆動機構３０における回転子４０、上カム形成部材４１及び下カム形成部材４２と、クラッチ機構６０のおける入力クラッチカム６１及び出力クラッチカム６２との位置関係を示すため、各カム面を含む中心軸線周りの円筒面を周方向に展開したものである。図１９において、上方がシャープペンシル１の後側である。図１９（Ａ）乃至（Ｅ）に示された回転駆動機構３０の状態は、図８（Ａ）乃至（Ｃ）並びに図９（Ｄ）及び（Ｅ）に示された回転駆動機構３０の状態にそれぞれ対応する。回転子４０及び出力クラッチカム６２の各々には、回転移動量を示すための三角印が付されている。

図１９（Ａ）は、筆記芯７に筆記圧が加わっていないときの状態における回転駆動機構３０及びクラッチ機構６０の関係を示している。回転駆動機構３０は、図８（Ａ）に示された状態に対応する。したがって、回転子４０の第２カム面４０ｂは、下カム形成部材４２の第２固定カム面４２ａに対して噛合している。このとき、入力クラッチカム６１のカム突起６１ａと出力クラッチカム６２のクラッチカム面６３とは、軸線方向において離間しており当接していない。回転子４０及び出力クラッチカム６２の各々に付された三角印は、軸線方向において同一直線上に配置されている。

次いで、図１９（Ｂ）は、筆記芯７に筆記圧が加わった初期の状態を示している。回転駆動機構３０は、図８（Ｂ）に示された状態に対応する。したがって、この状態において、回転子４０は上カム形成部材４１側に移動すると共に、入力クラッチカム６１は、出力クラッチカム６２のクラッチカム面６３に対して接近する。このとき、入力クラッチカム６１のカム突起６１ａの第１係合面６１ａａ及び出力クラッチカム６２の山部６３ａの第２係合面６３ａａ（図１８）は周方向において離間しており、具体的には周方向において距離Ｄ１だけ離間している。

次いで、図１９（Ｃ）は、筆記芯７にさらに筆記圧が加わり、回転子４０の第１カム面４０ａが上カム形成部材４１の第１固定カム面４１ａに対して噛合した状態を示している。回転駆動機構３０は、図８（Ｃ）に示された状態に対応する。したがって、回転子４０は、第１カム面４０ａの一歯の半位相（半ピッチ）に相当する回転駆動を受ける。すなわち、回転子４０は、図１９（Ａ）に示された状態から、周方向における回転移動量の距離Ｌ１に相当する回転角だけ回転する。回転子４０の回転駆動に伴い、入力クラッチカム６１のカム突起６１ａと出力クラッチカム６２の山部６３ａとが係合し、入力クラッチカム６１を介して出力クラッチカム６２が回転駆動される。この直前における図１９（Ｂ）に示されるように、入力クラッチカム６１のカム突起６１ａと出力クラッチカム６２の山部６３ａとは周方向において離間していることから、出力クラッチカム６２の回転移動量は、入力クラッチカム６１、すなわち回転子４０の回転移動量の距離Ｌ１よりも小さい。具体的には、出力クラッチカム６２の回転移動量は、距離Ｌ１から距離Ｄ１を引いた距離Ｌ２であり、したがって、出力クラッチカム６２は、距離Ｌ２に相当する第２回転角だけ回転する。

次いで、図１９（Ｄ）は、筆記芯７に対する筆記圧が解除された初期の状態を示している。回転駆動機構３０は、図９（Ｄ）に示された状態に対応する。したがって、この状態において、回転子４０はクッションスプリング４５の付勢力によって下カム形成部材４２側に移動すると共に、入力クラッチカム６１のカム突起６１ａは、出力クラッチカム６２のクラッチカム面６３から離間する。

次いで、図１９（Ｅ）は、クッションスプリング４５の付勢力によって、回転子４０の第２カム面４０ｂが下カム形成部材４２の第２固定カム面４２ａに対して噛合した状態を示している。回転駆動機構３０は、図９（Ｅ）に示された状態に対応する。したがって、回転子４０は、第２カム面４０ｂの一歯の半位相（半ピッチ）に相当する回転駆動を再び受ける。すなわち、回転子４０、さらには回転子４０に接続された入力クラッチカム６１は、図１９（Ａ）に示された状態から、１位相（１ピッチ）に相当する回転移動量の距離Ｌ３に相当する第１回転角だけ回転する。他方、入力クラッチカム６１のカム突起６１ａと出力クラッチカム６２の山部６３ａとは軸線方向に離間していることから、入力クラッチカム６１の第１係合面６１ａａと出力クラッチカム６２の第２係合面６３ａａとは係合せず、したがって出力クラッチカム６２は回転駆動されない。なお、入力クラッチカム６１と出力クラッチカム６２とは、入力クラッチカム６１の第１係合面６１ａａ及び出力クラッチカム６２の第２係合面６３ａａのみで協働し、それ以外の部分では協働しないように構成されている。

筆記による回転子４０の軸線方向への１回の前後動によって、回転子４０及び入力クラッチカム６１は回転駆動機構３０カムの一歯に対応する回転移動をするが、出力クラッチカム６２は、それよりも少ない回転移動をする。すなわち、クラッチ機構６０は、入力クラッチカム６１が第１回転角だけ回転したときに出力クラッチカム６２が第１回転角よりも小さい第２回転角だけ回転するように、入力クラッチカム６１の回転運動を出力クラッチカム６２に伝達するように構成されている。クラッチ機構６０におけるカムのピッチが、回転駆動機構３０におけるカムのピッチよりも小さく設定されている。具体的には、回転駆動機構３０のカムの一歯に相当する回転角（第１回転角）と、クラッチ機構６０のカムの一歯に相当する回転角との差分の回転角（第２回転角）だけ、出力クラッチカム６２が回転駆動される。

例えば、回転子４０の第１カム面４０ａ等の回転駆動機構３０の歯数Ａを４０個とし、出力クラッチカム６２のクラッチカム面６３の歯数Ｂを４６個とする。回転子４０が一周回転するために必要な前後動の回数、すなわち筆記回数である画数は４０画となる。１画当たりの回転子４０の回転角Ｃは、３６０／Ａであるから、３６０／４０＝９度となる。出力クラッチカム６２の隣接する山部６３ａに距離に相当する回転角Ｄは、３６０／Ｄであるから、３６０／４６＝７．８３度となる。そうすると、図１９を参照しながら説明したように、１画当たりの出力クラッチカム６２の回転角Ｅは、Ｃ－Ｄであるから、９－７．８３＝１．１７度となる。したがって、出力クラッチカム６２が一周回転するために必要な画数は、３６０／１．１７＝３０７．７画、要するに３０８画である。これを減速比で表すと、１／（Ｃ／Ｅ）＝１／７．６９となる。

クラッチ機構６０によれば、回転子４０が一周回転するために必要な画数（例えば４０画）よりも、出力クラッチカム６２、ひいては繰り出しカム６５の当接子６５ｃが一周回転するために必要な画数を多くすることができる（例えば３０８画）。また、回転駆動機構３０のカムの歯数Ａ及び／又はクラッチ機構６０のカムの歯数Ｂを調整することによって、任意の画数で回転子４０を一周させると共に任意の画数で筆記芯の繰り出しをさせることができる。

出力クラッチカム６２と伝達カム６４とは、一体で形成してもよい。出力クラッチカム６２と、伝達カム６４と、繰り出しカム６５とをまとめて出力部材としてもよい。スライダ９及び繰り出しカム６５を一体で形成してもよい。入力クラッチカム６１は、入力カム面として１つのカム突起６１ａを有していたが、複数のカム突起６１ａを有していてもよい。入力クラッチカム６１の入力カム面と出力クラッチカム６２の出力カム面であるクラッチカム面６３とは、第１係合面６１ａａ及び第２係合面６３ａａとの関係のように、周方向の移動において係合し且つ軸線方向に移動において係合しない限りにおいて、任意に形成してもよい。同様に、伝達カム６４と繰り出しカム６５とは、第１係合壁６４ｂ及び第２係合壁６５ｂとの関係のように、周方向の移動において係合し且つ軸線方向に移動において係合しない限りにおいて、任意に形成してもよい。

上述した実施形態では、入力部材及び出力部材として、それぞれ入力クラッチカム６１及び出力クラッチカム６２という噛み合いクラッチを採用した。すなわち、クラッチ機構６０は、入力部材に入力カム面が形成され且つ出力部材に入力カム面に対峙する出力カム面が形成され、回転子の回転運動の一部においてのみ入力カム面及び出力カム面が係合して、回転子の回転運動が、入力部材を介して出力部材に伝達されるように構成されている。

しかしながら、クラッチ機構として、摩擦クラッチを採用してもよい。すなわち、入力部材及び出力部材として円板状又は円錐状の部材を対向させ、摩擦力によって、中継部材１２を介した回転子４０の回転運動を、入力部材が第１回転角だけ回転したときに出力部材が第１回転角よりも小さい第２回転角だけ回転するように構成してもよい。入力部材及び出力部材において、対向して配置された円板状又は円錐状間の当接面における形状や材料、表面粗さ等を変更して作用する摩擦力を調整することによって、入力部材から出力部材に伝達される回転角を調整してもよい。それによって、任意の画数で回転子４０を一周させると共に任意の画数で筆記芯の繰り出しをさせることができる。入力部材及び出力部材間の当接面を、例えばゴムや紙やすり等で構成してもよい。噛み合いクラッチ及び摩擦クラッチ以外、その他任意のクラッチ機構を採用してもよい。

上述した実施形態では、ボールチャック１１と入力クラッチカム６１とが接続されていたため、ボールチャック１１が、中継部材１２及び入力クラッチカム６１とを介して、回転子４０の回転駆動力を受けて回転することによって、筆記芯７が回転するように構成されていた。しかしながら、ボールチャック１１と入力クラッチカム６１とを接続しなくてもよい。要するに、クラッチ機構は、筆記芯が回転するように構成されていないシャープペンシルに対して適用してもよい。

ノック操作によって又は芯繰り出し機構の動作によって筆記芯７がボールチャック１１から引き出された後であって筆記芯７に筆記圧が加わる前の状態では、構造上、筆記芯にさらなる後退の余地（バックラッシュ）がある。そのため、実際の筆記芯７の繰り出し量が小さいと、バックラッシュによって繰り出された筆記芯７が後退し、実質的に筆記芯７の繰り出しが行われない場合がある。

クラッチ機構によれば、芯繰り出し機構による筆記芯７の繰り出しのタイミング又は頻度を遅延させることができる。そのため、クラッチ機構によれば、より筆記芯７が摩耗してからより多く筆記芯７の繰り出しを行うことができ、バックラッシュの影響により実質的に、筆記芯７が繰り出されないことを防止することができる。筆記芯の繰り出し量は、上述したように芯繰り出し機構の段差高さＨを調整することによって変更することができる。よって、上述した実施形態によれば、より確実に筆記芯の繰り出しを行うことができる芯繰り出し機構を備えたシャープペンシルを提供することができる。

図１に示されるように、シャープペンシル１は、クリップ７０ａを備え、軸筒６と嵌合するキャップ７０をさらに有している。キャップ７０は、カバーキャップ７１と、芯繰り出し部である芯繰り出し部材７２と、クッションスプリング７３とを有している。本明細書では、キャップ７０の軸線方向において、閉鎖端側を「前」側と規定し、開口端側を「後」側と規定する。図２０及び図２１を参照しながら、キャップ７０の芯繰り出し部を利用した芯繰り出し機構について説明する。

図１及び図２１（Ｂ）に示されるように、カバーキャップ７１は、前端部が閉鎖されたキャップ状の部材である。カバーキャップ７１がキャップ７０の前端部に対して取り付けられることで、キャップ７０の閉鎖端が形成される。芯繰り出し部材７２は、キャップ７０の前端内部において前後動可能に配置されている。カバーキャップ７１と芯繰り出し部材７２との間にはクッションスプリング７３が配置され、クッションスプリング７３は、芯繰り出し部材７２を後方に付勢している。

図２０は、芯繰り出し部材７２の縦断面図である。芯繰り出し部材７２は、円柱状の部材である。図２０において、左方がキャップ７０の前側となるように配置される。芯繰り出し部材７２の後端面には、シャープペンシル１の先端部、すなわちスライダ９等が挿入される円形開口である挿入穴７２ａが設けられている。挿入穴７２ａの底面は、挿入穴７２ａの入口よりも狭い内径Ｒで深さＤ２の円筒状の内周面を備えた収容凹部７２ｂが設けられている。収容凹部７２ｂの後方には、テーパ面７２ｃが設けられている。収容凹部７２ｂの内径Ｒは、シャープペンシル１において使用される筆記芯７の外径に応じて設定される。具体的には、収容凹部７２ｂの内径Ｒは、筆記芯７の外径よりも僅かばかり大きく設定され、筆記芯７の先端部が収容されるように設定される。

図２１は、筆記芯７の繰り出しを説明するシャープペンシル１の拡大断面図である。図２１（Ａ）は、軸筒６に対してキャップ７０が嵌合していない、筆記芯７の繰り出しが行われる前のシャープペンシル１の状態を示し、図２１（Ｂ）は、軸筒６に対してキャップ７０が嵌合した状態のシャープペンシル１の状態を示し、図２１（Ｃ）は、軸筒６からのキャップ７０の取り外しに伴い筆記芯７の繰り出しが行われた後のシャープペンシル１の状態を示している。

図２１（Ａ）では、筆記芯７は、スライダ９から突出していない。すなわち、使用者が、一連の筆記動作の終了後、筆記芯７を保護するためにスライダ９から突出しないように筆記芯７を後退させた状態を示している。

次いで、図２１（Ｂ）に示されるように、軸筒６に対してキャップ７０を嵌合させる。このとき、シャープペンシル１の先端部、すなわち筆記芯７及びスライダ９の先端部は、芯繰り出し部材７２の挿入穴７２ａに挿入される。上述したように、収容凹部７２ｂの内径Ｒは、筆記芯７の外径に応じて設定されることから、収容凹部７２ｂは筆記芯７の先端部を受容する。他方、スライダ９の先端部の外径は、収容凹部７２ｂの内径Ｒよりも大きく設定されている。したがって、スライダ９の先端部は、キャップ７０内への挿入に伴い、収容凹部７２ｂに収容されることなくテーパ面７２ｃに係止する。その結果、スライダ９は、筆記芯７に対して軸筒６内で相対的に後退し、結果として、キャップ７０内においてスライダ９の先端部から収容凹部７２ｂの深さＤ２と同じ長さだけ筆記芯７が突出する。

次いで、図２１（Ｃ）に示されるように、次の筆記動作を開始するためキャップ７０を軸筒６から取り外す。このとき、後退していたスライダ９と、スライダ９の内部に配置された保持チャック１０とは、カム当接スプリング１８の付勢力によって前進する。その結果、保持チャック１０に保持された筆記芯７は、ボールチャック１１から引き出され、相対的にスライダ９の先端部から収容凹部７２ｂの深さＤ２分だけ繰り出される。したがって、繰り出される筆記芯７の量、すなわち繰り出し量は、収容凹部７２ｂの深さＤ２と等しい。

一般的に、使用者は一連の筆記動作が終了すると、筆記芯を保護するために口先部材又はスライダから突出しないように筆記芯を後退させる。そのため、次の筆記動作を開始する前には少なくとも１回のノック操作を行って予め筆記芯を繰り出す必要がある。たとえ上述した芯繰り出し機構を備えたシャープペンシルであっても、筆記芯を自動的に繰り出すために筆記動作が必要であるため、筆記動作を開始する前には少なくとも１回のノック操作を行って予め筆記芯を繰り出す必要がある。

芯繰り出し部材７２によれば、単に軸筒６に対してキャップ７０を着脱するだけで筆記芯７の繰り出しが行われる。すなわち、筆記動作を開始する前にノック操作を行うことなく筆記芯が繰り出された状態にすることができる。したがって、従来のノック操作とは異なる新たな芯繰り出し操作が可能なシャープペンシルを提供することができる。

なお、仮に筆記芯７が収容凹部７２ｂの深さＤ２よりも長くスライダ９から突出した状態でキャップ７０を軸筒６に対して嵌合させても、筆記芯７の突出量は変わらない。すなわち、この状態ではスライダ９の先端部はテーパ面７２ｃに係止することなく、従って、スライダ９は、筆記芯７に対して軸筒６内で相対的に後退することはない。このとき、より長く突出した筆記芯７の先端部によって芯繰り出し部材７２が押圧されるが、クッションスプリング７３の付勢力に抗して芯繰り出し部材７２が前進することによって、押圧が吸収される。

カバーキャップ７１を外して、芯繰り出し部材７２を交換可能にしてもよい。すなわち、筆記芯７の突出量は、使用者によって好みが異なる。例えば、筆記芯７が十分突出している方が、長く筆記することができるから便利だと感じる使用者や、筆記芯７がより突出していない方が、筆記芯７が折れる心配をしなくてすむから好ましいと感じる使用者もいる。したがって、様々な深さＤ２の収容凹部７２ｂを備えた芯繰り出し部材７２を予め用意し、使用者の好みに応じて交換可能にしてもよい。クッションスプリング７３を省略し、キャップ７０の前端内部に芯繰り出し部材７２を固定して配置してもよい。

芯繰り出し部材７２である芯繰り出し部は、キャップ７０を軸筒６に嵌合すると、スライダ９を押圧して筆記芯７に対してスライダ９を後退させることができる限りにおいて、任意に構成してもよい。すなわち、キャップ７０の嵌合時に、筆記芯７の先端部が収容凹部７２ｂ内に受容され、且つ、スライダ９の先端部が収容凹部７２ｂ内に受容されずに係止されて後退する限りにおいて、収容凹部７２ｂの形状等を任意に構成してもよい。例えば、キャップ７０の嵌合時に、筆記芯７に対してスライダ９を後退させるようにキャップ７０の内周面に形成された、内方に延びる複数の突起であってもよい。

上述した実施形態では、芯繰り出し機構を作用させるためスライダ９がカム当接スプリング１８によって前方に付勢されていた。しかしながら、キャップ７０の芯繰り出し部材７２を、スライダが前方に付勢されていないシャープペンシルに対して適用してもよい。シャープペンシルは、ボールチャックを有していてもよく、ボールチャックを有していなくてもよい。例えば、ノック操作に伴う筆記芯の突出動作と共に、口先部材に取り付けられたスライダであるパイプ状の芯ガイドも前進し、筆記に伴う筆記芯の摩耗と共に芯ガイドも後退するように動作するパイプスライド式のシャープペンシルに対して、キャップの芯繰り出し部材を適用してもよい。

図２２は、キャップ７０の拡大斜視図である。キャップ７０の内周面、具体的には開口端近傍の内周面には、周方向に沿って等間隔に配置された複数の、具体的には３つの位置決め凹部７０ｂが設けられている。位置決め凹部７０ｂは、後方に向かって開いた凹部であり、中心軸線から径方向外方に見て鐘形曲線状に形成されている。すなわち、位置決め凹部７０ｂの前方側の内側面には、凸曲面７０ｂａが形成され、位置決め凹部７０ｂの後方側の内側面には、凹曲面７０ｂｂが形成されている。

図２３は、軸筒６の拡大斜視図である。図２３、さらには図２に示されるように、軸筒６の外周面には、周方向に沿って等間隔に配置された複数の、具体的には３つの位置決め凸部６ａが設けられている。位置決め凸部６ａは、前方に向かって延びる凸部である。位置決め凸部６ａの前方側の外側面の一部には、凸曲面６ａａが形成されている。位置決め凸部６ａの凸曲面６ａａは、位置決め凹部７０ｂの凸曲面７０ｂａの一部と相補的である。すなわち、位置決め凸部６ａ及び位置決め凹部７０ｂは、互いに相補的な部分を有している。

図１及び図２１（Ｂ）に示されるように、キャップ７０の内部には、環状の磁石８０が配置されている。磁石８０は、例えばネオジム磁石である。環状の磁石８０に代えて、複数の磁石を周方向に沿って等間隔に配置してもよい。他方、上述した把持部８は、磁性材料から製造された第１磁性体である。磁石８０は、キャップ７０を軸筒６に対して嵌合させるとき、把持部８との間で磁力による吸引力が作用するように、キャップ７０の内部に配置されている。

軸筒６に対してキャップ７０を嵌合させるとき、通常、一方の手で軸筒６を把持し、他方の手でキャップ７０を把持し、キャップ７０の開口端を軸筒６に対して挿入する。キャップ７０を、所定の深さまで軸筒６に対して挿入すると、把持部８及び磁石８０間に作用する磁力によって、キャップ７０がより奥まで引き込まれる。このとき、軸筒６の位置決め凸部６ａ及びキャップ７０の位置決め凹部７０ｂが、軸線方向に沿って整列していると、位置決め凸部６ａ及び位置決め凹部７０ｂが互いに干渉することなく嵌合し、軸筒６及びキャップ７０の嵌合が行われる。他方、軸筒６の位置決め凸部６ａ及びキャップ７０の位置決め凹部７０ｂが、軸線方向に沿って整列していない場合、すなわち周方向にずれている場合がある。

軸筒６の位置決め凸部６ａ及びキャップ７０の位置決め凹部７０ｂが、周方向に僅かばかりずれている場合、磁力による吸引力を受けて、位置決め凸部６ａの凸曲面６ａａと位置決め凹部７０ｂの凹曲面７０ｂｂとが当接する。その結果、位置決め凸部６ａ及び位置決め凹部７０ｂが協働して、位置決め凸部６ａ及び位置決め凹部７０ｂが嵌合するように軸筒６又はキャップ７０を中心軸線周りに回転させ、軸筒６及びキャップ７０の嵌合が行われる。

軸筒６の位置決め凸部６ａ及びキャップ７０の位置決め凹部７０ｂが、周方向に大きくずれている場合、磁力による吸引力を受けても、位置決め凸部６ａの凸曲面６ａａと位置決め凹部７０ｂの凹曲面７０ｂｂとが当接することはない。したがって、位置決め凸部６ａ及び位置決め凹部７０ｂが協働することはなく、軸筒６及びキャップ７０の嵌合は行われない。ここで、一方の手でキャップ７０を把持し、位置決め凸部６ａの凸曲面６ａａと位置決め凹部７０ｂの凹曲面７０ｂｂとが当接する位置まで、キャップ７０を中心軸線周りに回転させる。その結果、位置決め凸部６ａ及び位置決め凹部７０ｂが協働して、位置決め凸部６ａ及び位置決め凹部７０ｂが嵌合するように軸筒６又はキャップ７０を中心軸線周りに回転させ、軸筒６及びキャップ７０の嵌合が行われる。

軸筒とキャップとの嵌合は、一般的に、キャップの内周面に形成された突起が、軸筒の外周面に形成された突起を乗り越えることによってスナップ式に行われる。上述した実施形態によれば、軸筒６及びキャップ７０の嵌合が、磁力による吸引力を利用して行われことから、キャップ７０を軸筒６に対して強く押圧する必要がない。その結果、キャップ７０を軸筒６の中心軸線に対して斜めに挿入してしまった場合等において、キャップ７０の開口端の縁部で軸筒６の外周面を傷つける虞がない。また、力の弱い子供や高齢者であっても軸筒６及びキャップ７０の嵌合を容易に行うことができる。

さらに、軸筒６及びキャップ７０の両方の外面に亘る記号や文字、模様等の識別表示若しくはデザイン又は特徴的な形状を付してある場合、軸筒６及びキャップ７０を中心軸線周りの回転方向について正しく位置決めさせることができる。要するに、上述した実施形態によれば、キャップを軸筒に対して正確に嵌合させることができる筆記具を提供することができる。さらに、相対的な距離が近いほど磁力は強くなる性質を有することから、嵌合完了時には、軸筒６及びキャップ７０が勢いよく衝突する。その結果、使用者は、心地良いクリック感及びクリック音を感じることができ、嵌合が確実に行われたことを認識することができる。

なお、図１、図２及び図４に示されるように、軸筒６の後端部、すなわち後軸３の後端部に、磁性材料から製造された第２磁性体８１を配置してもよい。それによって、筆記動作のためにキャップ７０を軸筒６の後端部に嵌合するときにおいても、磁力による吸引力を利用することができる。この場合、キャップ７０の位置決め凹部７０ｂと協働する位置決め凸部６ａを軸筒６の後端部に設けてもよい。上述した実施形態では、軸筒６の外周面に位置決め凸部６ａが形成され、キャップ７０の内周面に位置決め凹部７０ｂが形成されていたが、軸筒６の外周面に位置決め凹部を形成し、キャップ７０の内周面に位置決め凸部を形成してもよい。なお、シャープペンシル１が、第２磁性体８１を有していなくてもよい。

上述した実施形態では、キャップ７０側に磁石８０を配置し、軸筒６側に磁石ではない第１磁性体を配置したが、キャップ７０側に第１磁性体を配置し、軸筒６側、例えば把持部８の内部に磁石を配置してもよい。ただし、把持部８はキャップ７０を外した状態で外部に露出していることから、把持部８に対して周囲の磁性体、例えば机上のクリップ等が吸着されないという点で、軸筒６側に第１磁性体を配置する方が好ましい。軸筒６及びキャップ７０の両方に磁石を配置してもよい。第１磁性体を把持部８以外の軸筒６の部分に設けてもよい。

位置決め凸部６ａ及び位置決め凹部７０ｂの各々は、上述した実施形態では３つ形成されていたが、１つ又は２つであってもよく、４つ以上であってもよい。位置決め凸部６ａ及び位置決め凹部７０ｂは、周方向に僅かばかりずれている場合に互いに協働し、軸筒６又はキャップ７０を中心軸線周りに回転させて、軸筒６及びキャップ７０の嵌合が行われる限りにおいて、任意に構成してもよい。例えば、図２３に示された位置決め凸部６ａを、図２２に示された位置決め凹部７０ｂと完全に相補的に形成してもよい。

上述したような、軸筒及びキャップ間の磁力による吸引力を利用した嵌合は、シャープペンシルのみならず、その他筆記具、例えば、ボールペン、サインペン、マーカーペン、万年筆、熱変色性筆記具等の筆記具に対して適用してもよい。位置決め凸部６ａ及び位置決め凹部７０ｂを省略し、単に軸筒及びキャップの嵌合を磁力による吸引力を利用した筆記具としてもよい。

図２４は、保持チャック１０の斜視図であり、図２５は、保持チャック１０の縦断面図である。図２５において、左方がシャープペンシル１の前側となるように配置される。上述したように、保持チャック１０には、軸線方向に沿って延びる貫通孔１０ａが形成されている。保持チャック１０は、円筒状の小径部１０ｂと小径部１０ｂの後端部の外周面に設けられたフランジ部１０ｃとを有している。貫通孔１０ａの前側の内部には、他の部分と比べて狭窄した芯保持部１０ｄが設けられている。芯保持部１０ｄの後方の貫通孔１０ａの内部には、後方に拡がる円錐面１０ｅが設けられている。

図２４に示されるように、貫通孔１０ａの芯保持部１０ｄは長孔である。具体的には、貫通孔１０ａの芯保持部１０ｄの横断面形状は角丸長方形である。なお、貫通孔１０ａの芯保持部１０ｄは、長孔であればよく、したがって、芯保持部１０ｄの横断面形状は、オーバルであってもよく、具体的には、長円又は楕円であってもよい。長孔のサイズ、例えば角丸長方形の場合の縦横の長さ又は縦横比、又は、楕円の場合の長軸及び短軸の長さは、シャープペンシル１において一般的に使用される筆記芯７の外径又は筆記芯７の組成に応じて、予め実験等で決定される。

貫通孔１０ａの芯保持部１０ｄが長孔であることによって、一般的な円孔の芯保持部と比べて弾性変形し易くなる。すなわち、長孔は、細長形状の延在方向に沿った方向については、円孔と同様に弾性変形し難い一方で、細長形状の延在方向に対して直交する方向については、円孔と比較してより弾性変形し易い。したがって、筆記芯７の外径又は保持チャック１０の貫通孔の大きさにおける製造時のばらつきが多少あったとしても、細長形状の延在方向に対して直交する方向の弾性変形によって吸収することができる。したがって、筆記芯７と保持チャック１０との間の摺動抵抗をより適切に設定することができるシャープペンシルを提供することができる。

一般的なシャープペンシルでは、筆記芯と保持チャックとの間の摺接は、ノック操作による筆記芯の繰り出しのときにのみ行われる。他方、上述したように、回転駆動機構及び芯繰り出し機構を備えたシャープペンシル１では、筆記芯７と保持チャック１０との間の摺接は、ノック操作による筆記芯７の繰り出しのときのみならず通常の筆記動作のときにも行われる。したがって、回転駆動機構及び芯繰り出し機構を適切に機能させるためにも、筆記芯と保持チャックとの間の摺動抵抗をより厳密に設定することが好ましい。シャープペンシル１では、貫通孔１０ａの芯保持部１０ｄが長孔であることによって、筆記芯７と保持チャック１０との間の摺動抵抗をより厳密に設定することができる。

保持チャック１０は、例えばＮＢＲ、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム又はシリコーンゴム等の弾性材料から製造される。特に、フッ素ゴム製の保持チャック１０は、耐クリープ性及び耐薬品性の観点から好ましい。すなわち、筆記芯７には、多少なりとも油成分が含まれているが、保持チャック１０をフッ素ゴムで製造することによって、油成分による影響をより低減させることができる。その結果、筆記芯７として様々な種類の油成分及びその配合を選択することができ、より多様な筆記芯を製造することが可能となる。この場合、芯保持部１０ｄは、長孔でなくてもよく、一般的な円形の横断面形状であってもよい。

上述した実施形態では、保持チャック１０は、円筒状の小径部１０ｂを有していたが、全体としてテーパ状に保持チャックを形成してもよい。要するに、保持チャック１０は、貫通孔１０ａの芯保持部１０ｄが長孔である限りにおいて、外形を任意に構成してもよい。

１ シャープペンシル
２ 前軸
３ 後軸
４ 口先部材
６ 軸筒
６ａ 位置決め凸部
７ 筆記芯
８ 把持部（第１磁性体）
９ スライダ
１０ 保持チャック
１０ａ 貫通孔
１０ｄ 芯保持部
１１ ボールチャック
１２ 中継部材
１７ コイルスプリング
１８ カム当接スプリング
１９ 芯ケース
２０ ノック棒
２１ コイルスプリング
３０ 回転駆動機構
４０ 回転子
５０ ダイヤルカム部材
５１ ダイヤルカム
５２ レールカム部材
５３ レールカム
５４ 繰り出しカム面
５５ 段差
５６ コイルスプリング
６０ クラッチ機構
６１ 入力クラッチカム
６２ 出力クラッチカム
６３ クラッチカム面
６４ 伝達カム
６５ 繰り出しカム
６５ｃ 当接子
６６ クラッチカムホルダ
７０ キャップ
７０ｂ 位置決め凹部
７１ カバーキャップ
７２ 芯繰り出し部材
７２ａ 挿入穴
７２ｂ 収容凹部
７３ クッションスプリング
８０ 磁石
８１ 第２磁性体

Claims (4)

1. 軸筒と、
   筆記芯を保持する保持チャックと、
   前記保持チャックを内部に保持し、前後動可能に前記軸筒内に配置されるスライダであって、前記保持チャックを貫通した筆記芯が先端部から突出するように構成されたスライダと、
   芯繰り出し部を備え、前記軸筒の前端部に嵌合可能なキャップと、を具備し、
   前記芯繰り出し部は、前記キャップを前記軸筒に嵌合すると、前記スライダを押圧して筆記芯に対して前記スライダを後退させるように構成されており、
   前記芯繰り出し部には筆記芯の先端部が収容可能な収容凹部が設けられており、
   前記収容凹部の深さと同じ長さだけ、筆記芯に対して前記スライダを後退させるように構成されているシャープペンシル。
2. 前記芯繰り出し部が、前記キャップの前端内部において前後動可能に設けられている請求項１に記載のシャープペンシル。
3. 前記キャップが前記軸筒に嵌合した状態で、前記芯繰り出し部が、前記キャップの前端内部において前後動可能に設けられている請求項２に記載のシャープペンシル。
4. 筆記芯の前進を許容し後退を阻止するボールチャック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。