JPH0930190A - 超音波圧接により固定された消しゴム保持用口輪を有する鉛筆およびそれに適合する口輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 目的によって利用できる外観と色彩の範囲が
無制限にでき、特に、口輪を成形で作る場合はいかなる
形状をも取ることができる鉛筆。 【解決手段】 芯鉛２を有し、その上部、鉛筆本体に固
定した口輪５に消しゴム６を備える。口輪と芯鉛を取り
囲む鉛筆周辺本体７とを両立性の熱可塑性プラスチック
材で形成し、口輪の底部は鉛筆上端部、少なくとも一箇
所の超音波圧接領域で、熱可塑性プラスチック材の局部
相互貫入にりて固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、芯鉛を有し、上端
部で本体に固定された口輪に保持された消しゴムを有す
る鉛筆に関する。本発明はまた熱可塑性プラスチック材
で作られ、特に鉛筆端部に消しゴムを固定するハウジン
グとして適用される口輪に係わる。

【０００２】

【従来の技術】黒鉛でできた芯鉛を有する鉛筆には、非
鋭端部に鉛筆と同列に保持された消しゴムが固定されて
いるものがある。これは鉛筆と消しゴムを一体に組み立
てられる口輪（フェルール）と呼ばれる部品によってな
される。従来は、この口輪はアルミニウムで作られ円筒
形状をしており、圧着によって正確な固定がなされる。
すなわち、口輪の円筒壁が部分的に変形され、その変形
部が鉛筆と消しゴムの双方に保持領域を形成するのであ
る。

【０００３】従来のアルミニウム口輪はこの目的として
は十分効果があるのであるが、概観の点では制限される
という欠点がある。圧着によって変形がなされるため利
用できる形状と色彩の数とに制限があることによる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、芯鉛
を有する鉛筆で、プラスチック材でできた口輪で消しゴ
ムが保持される鉛筆を提供するものであって、目的によ
って利用できる外観と色彩の範囲が無制限であって、特
に、口輪が成形によってつくられる場合は如何なる形状
をも取ることができる鉛筆を提供するものである。プラ
スチック材でできた口輪は上端で鉛筆本体外側に圧着で
固定することはできない。それは、プラスチック材がア
ルミニウムのように変形を永続的に保てないからであ
る。

【０００５】プラスチック材でできた口輪は既に提案さ
れており、口輪が接着によって鉛筆に接続されるときの
鉛筆の上端と消しゴムの一端との両者の中間の仕切りを
規定している。しかし、接着剤を使う技術は工業生産の
関係で、特に製造装置が停止された時に重大な欠点があ
る。さらに、消しゴムが使われて鉛筆と口輪のと間にあ
る量の引っ張り力がかかったときにそこから引き剥がれ
が生じないように、口輪は鉛筆端部に十分な強度で固定
される必要があるが、これは接着剤では必ずしも保証は
されない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、芯鉛
（鉛筆芯）を有する鉛筆で、プラスチック材でできた口
輪に収納された消しゴムが上端部に備えられた鉛筆を提
供することで、上述の欠点を軽減することである。

【０００７】本発明の特徴は、鉛筆本体と口輪とが両立
性（相容）の熱可塑性プラスチック材でできており、口
輪が鉛筆上端部で、少なくとも一箇所の超音波圧接領域
で熱可塑性プラスチック材の局部相互貫入によって固定
されていることである。

【０００８】熱可塑性プラスチック材の相互押し出しに
よって作られた黒鉛を有する鉛筆タイプの筆記具は、特
に、ヨーロッパ特許第０５０５２６２号文献で既に公知
である。それでは、本体を構成し“鉛筆芯”部材を包囲
する“木部”材が熱可塑性プラスチック材でつくられて
いる。

【０００９】また、イギリス特許第２２６４６７６号文
献で、部品同士を固定するのに超音波圧接を利用するこ
とも公知である。これは、筆記具を含むあらゆる分野の
部品に適用できる。

【００１０】しかし、公知文献をもって当業者をして、
熱可塑性プラスチック材の口輪が超音波圧接によって十
分な保持力をもって鉛筆の上端部に固定できると想像さ
せ得るものは何もない。これは第一に口輪と鉛筆芯部材
を包囲する鉛筆本体のための両立性熱可塑性プラスチッ
ク材を選択すること、そして第二に圧接領域でのその材
料の相互貫入とによって達成できる。保持力が十分なこ
とを確実にするためには、第一に口輪を構成する材料か
らと第二には鉛筆芯を包囲する周辺本体材料からの相互
貫入がある程度があることが必要である。

【００１１】口輪の熱可塑性プラスチック材と鉛筆の周
囲本体の熱可塑性プラスチック材とは共にアクリルニト
リルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）をベース
にしたものが好ましい。

【００１２】本発明によって、口輪をどのような色でも
どのような形にでも作ることができ、特に、鉛筆と口輪
とのコントラストで装飾効果を与えることができる。

【００１３】しかし、口輪と鉛筆との保持力が十分にな
るのを確実にするために、強調されるべきことは、口輪
を構成する熱可塑性プラスチック材の着色材含有量と鉛
筆の周囲本体を構成する熱可塑性プラスチック材の着色
材含有量とが実質的に同じであることである。この両部
材の着色材含有量があまりに違うと保持力が劣化する。

【００１４】さらに、口輪と鉛筆上端部との間の保持力
は、超音波成形領域での鉛筆の周辺本体の熱可塑性プラ
スチック材の密度にも依存することが判明している。ヨ
ーロッパ特許第０５０５２６２号文献で、“鉛筆芯”部
材を包囲する“木部”材を発泡材にすることが知られて
いる。この発泡の目的は、従来の木製鉛筆とほぼ同密度
のプラスチック鉛筆を得るためである。発泡材が大きく
伸長されて相対密度が０．５から０．６までの領域にあ
るようになると、口輪と周辺本体が発砲材との間の保持
力が減少され得ることが判明した。

【００１５】この欠点を減少させ、周辺本体の発泡材の
密度を部分的に増加させるため、鉛筆周辺本体の上端部
に圧縮によって作られた段形後退部を有する。

【００１６】本発明によれば、消しゴムが入る口輪は、
超音波成形領域を構成するのに適した外側本体の熱可塑
性プラスチック材との接触領域があれば、適切な形状を
どの様にもつくれる。

【００１７】特に、口輪は、非常に簡単な方法で、横方
向底部で一端が閉じられている消しゴム用円筒ハウジン
グを持つように作ることができる。こうすれば、この底
部に超音波成形領域を位置づけられれる。つまり、アル
ミニウム口輪と違って、鉛筆の上端部を実際に取り巻く
円筒壁がない。

【００１８】しかし、装飾目的から口輪に、従来のアル
ミニウムでできた口輪と同様、円筒壁を持たせる方がよ
いこともある。

【００１９】この場合、鉛筆本体の上端部に段形後退部
を有するのが効果的である。この段形後退部は、鉛筆が
円形であれ多角形であれ、口輪を端部に固定した後の口
輪の外面が鉛筆周縁本体とが実質同一面にするものであ
る。

【００２０】特にこれは鉛筆の外側径が長さ方向に亘っ
て、口輪を含んで一様になるという独創的装飾効果が得
られる。

【００２１】本発明の他の目的は上記した消しゴム用の
ホルダーとして機能するように特に考案された口輪を提
供するものである。

【００２２】特徴としては、熱可塑性プラスチック材の
口輪は形状が円筒で横方向の底部があり、その底部外面
には超音波成形用のエネルギー導波部を構成する肩部が
ある。この肩部は黒鉛がはめ込まれるようになっている
円形中央域の外側に位置づけられる。

【００２３】出願人による観察では、たとえ黒鉛がグラ
ファイト充填熱可塑性プラスチック材でできていても、
グラファイトの存在が、超音波成形中に鉛筆と口輪との
間の適切な保持力を阻害する。したがって、超音波成形
で公知の方法で操作される場合でも、エネルギー伝導肩
部が黒鉛に対応する領域の外側に位置されることが本質
的なこととなる。

【００２４】問題の肩部は形状は円形が好ましい。これ
によって非均一分散成形を得ることができる。

【００２５】形状が環状の肩部の好ましい形態は、断面
が、対称で三角形状の先端部で閉じる長方形部を有して
いる。 この特殊な形状で、肩部の口輪構成材が黒鉛を
取り囲む周辺本体中に良好に貫入することができる。

【００２６】好ましい例としては、肩部の高さが約１ｍ
ｍで、その内、長方形部分が０．６ｍｍ、三角形状先端
部が０．４ｍｍであると共に、肩部の肉厚が０．４ｍｍ
である。

【００２７】直径が約８ｍｍの鉛筆のためには、環状肩
部は約５ｍｍ以上の外径を持たねばならない。そうすれ
ば超音波成形のためのエネルギー伝導部を構成環状肩部
が鉛筆軸とほぼ同軸的に位置づけられ、黒鉛からの距離
と鉛筆本体の外面からの距離とが等しくなる。

【００２８】さらに、所与の径の黒鉛を有する鉛筆で
は、口輪底部にその黒鉛の径より大きい径の中央開口を
備えるとことが好ましい。超音波成形中に、熱可塑性プ
ラスチック材にクリープが生じることがある。中央開口
があることでクリープが生じても鉛筆と口輪の正確な配
置を保つことができる。たとえ成形領域で局部的に過剰
な厚みができても、問題の素材がこの中央開口に逃げる
ことがでるからである。

【００２９】またできれば、本発明の口輪は、消しゴム
用ハウジングの内面には均等に分散された複数の縦溝を
持つのが好ましい。この実施例の利点は超音波成形用の
音極を使う可能性のあるときにある。音極は、口輪ハウ
ジングにぴったり貫入するのに適した径の円筒端部を有
する。つまり、音極上に口輪を位置づけるのは、一旦溝
に位置づけたら、口輪を音極端部に固定したままにする
ことで行われる。この溝部はハウジング内で消しゴムを
保持するためのひっかけ手段としての機能も有する。消
しゴムはこのハウジング内に圧入される。消しゴムを極
部押し込みさせるこの溝は口輪から消しゴムが簡単に引
きぬけるのを防止する。超音波成形中、音極の振動に起
因する加熱のため、この縦溝が部分的に平らになってし
まうことがある。しかし、少しの平坦化は口輪内の消し
ゴム保持力を損なうものではない。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明は、芯鉛を囲む鉛筆本体の
上端部に超音波圧接により固定される消しゴム用は口輪
に適合する黒鉛鉛筆の実施例について、図面を参照して
行われる以下の記述でより明らかになると考える。

【００３１】本発明は、黒鉛２を有する鉛筆１を提供す
るもので、その鋭端部４から遠い位置に、消しゴム６用
のハウジングとして機能する口輪５を具備している。

【００３２】特徴的態様は、口輪５と鉛筆芯である黒鉛
２を取り囲む鉛筆の本体７との双方が両立性の熱可塑性
プラスチック材でできていることである。特に、それら
が同一の熱可塑性プラスチック材、例えばアクリルニト
リルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）、で作ら
れるか、若しくは良好な両立性を持つ二つの熱可塑性プ
ラスチック材でできていることである。特に、口輪はポ
リエチレンで作られ、鉛筆の外側本体７がＡＢＳで作ら
れる。

【００３３】さらに、口輪５は鉛筆自体８の上端部で、
少なくとも超音波圧接領域で前記両熱可塑性プラスチッ
ク材の局部相互貫入によって固定されている。

【００３４】図１及び図２に示す第一の実施例では、口
輪５は開口している上端部１１と底部１３によって閉じ
られている底端部１２とを有する筒状部１０によって構
成される。底部１３の外面１３ａはエネルギー導波部１
４を具備しており、鉛筆８の上端部３で外側本体７の熱
可塑性プラスチック材との超音波成形がやりやすくなっ
ている。

【００３５】図２に示された例では、口輪５の底部１３
は黒鉛２の直径ｄ１より大きい直径Ｄ１の円形開口１５
で貫かれている。さらに、エネルギー導波部１４は開口
１５の直径Ｄ１より大きい直径Ｄ２を有する円形形状に
なっている。

【００３６】超音波が与えられている間、エネルギー導
波部１４は、黒鉛２の縦軸が口輪５の対称軸に一致する
ように、鉛筆８の上面１６に対して一定圧を与える。こ
の位置で、エネルギー導波部１４は鉛筆８の外側本体１
７に正しく位置合わせされる。超音波の作用でエネルギ
ー導波部１４と外側本体７の該当領域を構成する熱可塑
性プラスチック材の局所溶融が起こり、対応する熱可塑
性プラスチック材間で相互貫入が生じるようになる。冷
却の時間が経過すると、口輪は鉛筆８の上面１６に固定
される。

【００３７】開口１５があることで、熱可塑性プラスチ
ック材にクリープが生じたときには、開口１５経由で流
すことができる。このようなクリープは素材の量が局所
で過剰蓄積するのを防ぐので、口輪５が鉛筆８に対して
一直線になることを確実にしている。

【００３８】図１の例では、鉛筆８の周面は口輪５の外
側面とほぼ同一平面である。

【００３９】エネルギー導波部１４は黒鉛２に対向する
領域には配置できないことに注目すべきである。たとえ
黒鉛自体が口輪と両立性のある熱可塑性プラスチック材
をベースにしたのもであっても、鉛の中のグラファイト
の存在が、超音波成形後の固定を良好にするために必要
な保持力を阻害することが観察された。

【００４０】最良の保持効果は、口輪５と鉛筆８の外側
本体７との双方にほぼ同量の着色剤が含まれている熱可
塑性プラスチック材で得られることも判明した。

【００４１】図３および図４に示す第二の実施例には第
一の実施例に比べて幾つかの主要な違いがある。

【００４２】第一の差異は、鉛筆８の上端部３に設けら
れた段形後退部１７にある。この段形後退部１７は上端
３の部分的圧縮で得られる。圧縮は例えば、加熱された
金属シェイパーで行われる。本例では、段形後退部１７
の形状がフラスト円錐状（frustoconical ）である。

【００４３】このような段形後退部の利点は、鉛筆外側
本体７の熱可塑性プラスチック材がとりわけ大きく拡張
されたたきに、口輪１８と鉛筆８の外側本体７との間の
保持力を増加することである。段形後退部１７を形成す
ることで生じた圧縮で、超音波成形を行う領域での熱可
塑性プラスチック材の密度が局所的に増加するのであ
る。

【００４４】第二の差異は、スカート部１９の存在にあ
る。スカート部１９は、口輪１８に消しゴム６用のハウ
ジングを形成する環状垂直部２０を延長したものであ
る。この環状スカート部１９は幾つかの機能を行う。鉛
筆８の上端部３に接続される口輪１８の底部２１の領域
を隠すのに役立つので外観機能を果たす。特に、超音波
成形領域で熱可塑性プラスチック材のクリープに起因し
て生じる鋳ばりを隠すことができる。

【００４５】スカート部１９はまた超音波成形機内で鉛
筆８と口輪１８との中心合わせと直線配置するのにも役
立つ。

【００４６】鉛筆の外側径がその上端部３方向に、スカ
ート部１９の内径より若干大きい時には、スカート部が
追加固定を行う第三の機能を選択的に有する。超音波が
与えられたとき、口輪１８と鉛筆８との間の一定圧力は
口輪と鉛筆８の外側本体７とを構成する熱可塑性プラス
チック材が接触領域のどこか、例えば図３に示す領域２
２に、局所溶融を生じさせる。

【００４７】図３の例では、鉛筆８の上端部３は口輪１
８の外側面と鉛筆の外側面とが正確に同一面になるよう
にするための第二の段形後退部２３を有している。

【００４８】第一実施例と図３の第二実施例との第三の
差異は、口輪１８の環状垂直部２０に添って走行する縦
方向の内部溝部２４があることである。均一等間隔に配
置された縦溝２４、例えば６０度間隔の６本の溝には二
つの機能がある。それ等は、口輪１８を超音波成形機の
音極２５の上に正確に固定させることができる。本例で
は、音極２５は円筒形端部２６を有しており、口輪１８
を遊び無くこの端部２６のまわりに正確に位置づけられ
るような寸法になっている。超音波が与えられての加熱
及び熱可塑性プラスチック材の極部溶融でさえも、一つ
以上の縦溝２４に添って行われるが、それによって、溝
の縦断面にある程度の変形、例えばいくらかの平板化、
が生じる。けれども、この変形は許容でき、縦溝２４
が、口輪１８の内側ハウジング１１に一旦圧し入れられ
た消しゴム６を保持するという第二の機能を果たすこと
の妨げにならない。

【００４９】口輪１８の底部２７の面２７ａには第一の
実施例と同じ形状のエネルギー導波部２８が設けられ
る。エネルギー導波部は環状肩部を構成し、その断面は
底部２７の面２７ａの近傍では長方形で、他端は三角形
状チップになっている。最良の結果が得られるのは、肩
部の高さが約１ｍｍで、その内、長方形部分が０．６ｍ
ｍ、三角形状チップが０．４ｍｍになっていると共に、
肩部の肉厚が０．４ｍｍのときである。この結果は、鉛
筆径が約８ｍｍで、直径約５ｍｍのエネルギー導波部を
構成する環状肩部がある場合に得られた。この条件だ
と、環状肩部は黒鉛と鉛筆８の外面との間の同軸領域で
黒鉛２の外側に認識しうるように位置される。

【００５０】鉛筆の断面が円形でない場合、例えば、断
面六角形のとき、スカート部１９の内径は鉛筆の最大外
径よりも若干小さい方がよい。そうすれば、鉛筆の縦方
向端部が超音波成形用の付加領域として機能する。

【００５１】３５、０００Ｈｚで超音波をかけると、出
来上がる本発明の鉛筆は、口輪を鉛筆本体から引き離す
のに要する力は約７ｋｇであり、これは木製鉛筆と縁曲
げされたアルミニウムとの接着条件として認めれている
値である。

【００５２】当然ながら、当業者は超音波をかける最適
条件、特にその周波数や、口輪と鉛筆の外側本体を構成
する熱可塑性プラスチック材の必要な相互貫入を得るた
めに口輪と鉛筆との間で働く必要な圧力を決定できる。

【００５３】また、発明は非網羅的に例示した実施例に
限定されるものでは無く、特に、段形後退部はいかなる
形状でもよく、口輪の形状や色彩及びエネルギー導波部
の形状は本発明の範囲内で変更できるのである。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、プラス
チック材でできた口輪で消しゴムを備えた鉛筆であっ
て、外観と色彩の利用できる範囲が無制限であって、特
に、口輪の形状成形によっていかなる形にもつくられる
鉛筆を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】口輪の第一の実施例の概略断面図である。

【図２】超音波適用前の口輪の第一の実施例の概略断面
図である。

【図３】第二の実施例を構成する鉛筆の概略断面図であ
る。

【図４】口輪の第二の実施例の概略断面図である。

【符号の説明】

１…鉛筆、２…黒鉛、３…鉛筆上端部、４…鋭端、５…
口輪、６…消しゴム、７…鉛筆本体、８…固定部、９…
超音波成形領域、１０…筒状部、１１…開口端、１２…
底端部、 １３…底部、１４…エネルギー導波部、１５
…円形開口部、１６…鉛筆上面、１７…段形後退部、１
８…口輪、１９…スカート部、２０…環状垂直部、２１
…口輪底部、２２…接着ゾーン、２３…第二段形後退
部、２４…内部溝、２５…音極、２６…円筒端部、２７
…底部、２８…エネルギー導波部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゾルタン トライバ フランス国62200 ブーローニュ シュー ル メール リュ デ ムラン 43 レジ デンス ボー セジュール アパルトメン ニュメロ 15

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯鉛を有し、上端部で本体に固定された
   口輪に保持された消しゴムを有する鉛筆であって、前記
   芯鉛を囲む周囲本体と前記口輪が両立性熱可塑性プラス
   チック材で作られており、前記口輪の底部が前記鉛筆の
   前記上端部に超音波圧接により少なくとも一領域が前記
   熱可塑性プラスチック材の局部相互貫通によって固定さ
   れていることを特徴とする鉛筆。
2. 【請求項２】 前記口輪の熱可塑性プラスチック材と鉛
   筆の周囲本体の熱可塑性プラスチック材が同一であっ
   て、特にアクリルニトリルブタジエンスチレン共重合樹
   脂であることを特徴とする請求項 １記載の鉛筆。
3. 【請求項３】 前記口輪と前記鉛筆の周囲本体と構成す
   る熱可塑性プラスチック材が着色剤を同量含んでいるこ
   とを特徴とする請求項１記載の鉛筆。
4. 【請求項４】 前記鉛筆の周囲本体の熱可塑性プラスチ
   ック材が相対密度が約０．５から０．６の範囲の発泡材
   であって、前記本体の上端が段形後退部を有しその密度
   が局部的に増加していることを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれかに記載の鉛筆。
5. 【請求項５】 前記口輪はその底部を超えて環状垂直部
   材から延存する周辺スカート部を有し、前記鉛筆本体の
   上端部は、前記口輪が成形によって上端部に固定された
   後に、スカート部の外表面が鉛筆本体の外表面と実質同
   一平面になるように段形後退部を有していることを特徴
   とする請求項１乃至４のいずれかに記載の鉛筆。
6. 【請求項６】 請求項１記載の鉛筆用消しゴムハウジン
   グとして使用するのに適した口輪であって、その底部外
   面に超音波圧接用エネルギー導波部を構成する肩部を有
   することを特徴とする請求項１記載の口輪。
7. 【請求項７】 前記肩部が環状形であるこを特徴とする
   請求項６記載の口輪。
8. 【請求項８】 前記肩部断面が対称形で三角形状の先端
   部で終結する矩形部を有することを特徴とする請求項７
   記載の口輪。
9. 【請求項９】 前記肩部の高さが約１ｍｍで、前記矩形
   部が約０．６ｍｍ、前記先端部が約０．４ｍｍおよびそ
   の厚みが約０．４ｍｍであることを特徴とする請求項８
   記載の口輪。
10. 【請求項１０】 約８ｍｍの径を有する鉛筆用で前記環
    状肩部が外径約５ｍｍを有することを特徴とする請求項
    ７乃至９のいずれかに記載の口輪。
11. 【請求項１１】 前記底部が中央穴を有し、その径が前
    記芯鉛の径より大きいことを特徴とする請求項 ６乃至
    １０のいずれかに記載の口輪。
12. 【請求項１２】 前記周辺垂直材の内面に垂直の中央溝
    部を有することを特徴とする請求項 ６乃至１１のいず
    れかに記載の口輪。