JP2008114591A - メカニカルペン - Google Patents

Abstract

【課題】部品寸法の公差にも係らず操作力の一定したシャープペンシル提供をする。
【解決手段】本発明は、芯の送り機構と、先端部（１ａ）を備える軸（１ｂ）と、芯制動部（４）とを備えるメカニカルペンに関するものであり、前記芯制動部は、孔（６）が軸方向に貫通し、芯を収容して固定する実質的に円筒状のクランプ体（７）と、これに対して半径方向に拡張された、前記ペン（１）の摺動領域（３）で前記芯制動部を軸方向に案内する役目をする摺動体とを有する。前記摺動体は、半径方向の間隔をおいて前記クランプ体（７）を取り囲み、互いの間で貫通部（２３）を残す複数の半径方向ウェブ（１４）を介して前記クランプ体と連結された摺動リング（１３）として構成され、隣接する２つの前記ウェブの間に各々延びている前記摺動リング（１３）の壁部セグメント（２４）には半径方向に屹立する突起（２５）が各々配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明はメカニカルペン、特にメカニカルペンシルに関する。例えば特許文献１から公知のこの種のペンは、先端部を備える略スリーブ形状の軸を有し、該軸の内部に、芯備蓄部と、芯を軸方向へ送る役目をする、例えば特許文献２や特許文献３から公知の送り機構とを備えている。芯送り部は、軸方向に作用する押圧機構又は回転機構によって操作可能なクランプ装置を含む。軸の内部空間と連通し、送り機構によって芯が先端部から出るように動かされた際芯を収容して案内する役目を果す案内通路が、先端部を貫通している。軸の内部には、芯を摩擦結合によって保持する部分、所謂芯制動部が配置されている。芯制動部は、孔が軸方向に貫通し、芯を摩擦結合によって保持する役目を果す円筒状のクランプ体と、軸の摺動領域で芯制動部を軸方向に案内する役目を果す摺動体とを含む。摺動体は、弾性的な復帰力に基づき摺動領域に向って半径方向へ押圧され、軸方向力が印加された際に軸方向へ滑動可能となるよう、構成および寸法決めされている。例えば芯制動部の摺動体には、ペンの使用時その先端部から突出する芯パイプが連結されている。芯制動部が軸方向へ滑動可能であるため、芯パイプは、例えば下敷きに押し付けることで、貫通孔内に押し込める。クランプ体は、芯制動部と摺動体が軸方向へ滑動した際に摺動領域で生じる摩擦力よりも小さい摩擦力で、芯を保持するように設計されている。

芯制動部はプラスチックで射出成形されるのが普通である。その場合、多数の成形キャビティを有する金型が用いられる。その結果だけでも既に、完成した製品に生じる公差に関して問題が生じる。更に、プロセスに起因する公差がこれに加わる。最後に、芯先端部および摺動領域を製作する際にも目標寸法との誤差が生じるために、公差の状況に応じ、芯制動部が過大又は過少な摩擦力で摺動領域を案内されることになる。このため、場合により結合された芯パイプを伴いながらの芯制動部の戻り運動が、公差の状況によってはペン毎に異なる力を必要とする可能性があり、これは望ましいことではない。
独国特許出願公開第１９５０２７７９号明細書 独国特許第３９１５３３１号明細書 米国特許出願公開第４，８９６，９８２号明細書

以上を前提とする本発明の課題は、上述の問題を解消したペンを提供することにある。

この課題は、請求項１の構成要件を備えるペンによって解決される。芯制動部は摺動リングとして構成された摺動体を含み、該摺動体は半径方向の間隔をおいてクランプ体を取り囲むと共に、貫通部を互いの間に残す複数の半径方向ウェブを介してクランプ体と連結され、各々隣接する２つのウェブの間を延びる摺動リングの壁部セグメントの外側には、半径方向に屹立する突起が各々配置される。既に冒頭でも述べた如く、半径方向の突起を持つ摺動体と摺動リングは、ペン軸の摺動領域に封入される。その結果、壁部セグメントは弾性的な復帰力に抗して半径方向内側に向って押圧され、その際平坦になる。そして、ペンの摺動領域と摺動リングの公差による誤差は、程度の差こそあれ大きな影響を及ぼす壁部セグメントの変形と平坦化により補償され、その結果、各々の公差の状況に関わりなく、常に略等しい軸方向力による芯制動部の軸方向滑動が保証される。

その他の有利な実施形態は、従属請求項に示す。

次に、添付の図面を参照しながら、本発明について詳しく説明する。

図１から解るように、本発明によるペン１は軸１ｂを含み、その前側端部に先端部１ａがある。先端部１ａの内部に摺動領域３があり、そこには、一体的なプラスチック射出成形品として形成された芯制動部４が軸方向へ滑動可能に配置されている。芯制動部は略円筒状のクランプ体７を含み、該クランプ体には、その中心長軸並びに芯制動部の中心長軸１６と同軸に延びる孔６が貫通しており、芯パイプ８がクランプ体に外嵌されている。クランプ体７の前側の端面５から、直径上で向かい合う２つの軸方向スリット９がクランプ体に刻設されている。かくして、直径上で向かい合う２つの保持舌部１０が形成され、これら保持舌部は各々の内面に、半径方向内側に向って突出するネップ１２を各々支持している。ペン１の送り機構によって芯が孔６を通るように送られると、芯はネップ１２を通過し、それに伴い保持舌部１０が半径方向へ拡がり、芯は弾性的な復帰力に基づき、摩擦結合によって保持される。クランプ体７の後側端部は、半径方向に間隔をおきながら、摺動リング１３により同軸に取り囲まれている。摺動リング１３は、少なくとも２つ、有利には３つの半径方向ウェブ１４を介してクランプ体７と連結されており、半径方向ウェブ１４は摺動リング１３の円周全体にわたり均等に配分されている。摺動リング１３の外面１５は円筒状に延びると共に、クランプ体７および芯制動部４の中心長軸１６と同軸に延びている。摺動リング１３の前側の端面１７から後方に向って延びる長手区域１８は、その後に続き、後側の端面１９に向って延びる第２の長手区域２０より小さい壁厚を持つ。クランプ体７を摺動リング１３と連結する半径方向ウェブ１４は、第１の長手区域１８の内壁２２に一体成形されている。その軸方向の長さは、第１の長手区域１８の軸方向の長さにほぼ相当している。リング１３がウェブ１４を介してクランプ体７に固定されている故、隣接する半径方向ウェブ１４間に円弧状の貫通部２３が延びている。隣接する２つの半径方向ウェブ１４間を延びる壁部セグメント２４の外面１５には、半径方向外側に向って突出する突起２５が各々一体成形されている。突起２５は、半径方向ウェブ１４と同様にリング１３の円周全体にわたり均等に配分されているが、半径方向ウェブに対し４５°だけ回った箇所に配置されており、円周方向で見て壁部セグメントの中央に位置決めされるようになっている。突起２５の軸方向の長さは、リング１３の軸方向の長さに略相当する。突起２５は、前側の端面１７から離れるように延びる第１のテーパ面２６と、その後に続き、略リング１３の後側の端面１９迄延びる第２のテーパ面２７とを有し、該第２のテーパ面は、第１のテーパ面２６よりも大きい軸方向長さを有する。第１のテーパ面は、芯制動部４を摺動領域３へ挿入するときの導入斜面として働く。

摺動リング１３は、その３つの突起２５で、ペン先端部１の円筒状の摺動領域３の内壁１１に当接している。突起２５の内のり幅と、これを取り囲む仮想的な外接円の直径は、摺動領域３の内径よりも大きく、その結果、壁部領域２４は半径方向内側に向って押圧され、その際に平坦化される。突起の個数に関して言えば、芯制動部を軸方向へ滑動可能なように摺動領域で案内して中心で支承すべく、原則として少なくとも２つの突起が必要である。しかし、円周方向で均等に配分した３つの突起２５による、芯制動部４の３点支持が特に好ましい。該突起２５を支持する壁部セグメント２４は、その小さい壁厚により、弾性的に変形可能である。組立状態の際、この壁部セグメントは若干平坦化され、かつ半径方向外側に向って若干押圧されているので、突起２５は、半径方向に作用する復帰力に基づき、摺動領域３の内壁１１に押し付けられる。摺動領域３における芯制動部４の多点支持と好ましい３点支持に基づき、例えば公差に起因する摺動領域３の円形との誤差が、突起２５の半径方向の運動性によって補償されるので、芯制動部４は、前述の状況が存在しているときでも、略一定の力で摺動領域３を軸方向へ滑動可能である。更に３点支持により、摺動領域３での芯制動部４のセンタリングが保証される。このことは、特に突起が摺動領域と点状又は線状に接触している場合に保証される。壁部セグメント２４ａの部分領域３１（図１２）の壁厚を一層減らすことで、様々な公差の状況に合わせた摺動体５の適合化能力を更に向上でき、このことを、３つの壁部セグメント２４内の１つで図１２に図示している。部分領域３１は突起２５を支持することができ、或いは突起から側方へオフセットした状態で配置してもよい。突起２５の楔形状と、両方のテーパ面２６、２７の存在に基づき、突起２５は実質的に、両方のテーパ面２６、２７を相互につなぐ稜線２８でのみ、即ち線状に、摺動領域３の内壁１１と接触する。

クランプ体７を貫通する孔６の後側区域は、例えばトランペットの開口部のような形状を有し、略漏斗状に拡張する領域３３として形成されている。漏斗状の拡張部は、ウェブ１４の後側の端面２９へと無段階に続いている。後側の孔領域が漏斗状をなすので、ペン機構へ再供給した芯を、クランプ体７の孔６へ問題なく到達させ得る。

リング１３の第２の長手区域２０壁厚が大きいため、貫通部２３はこの長手区域で狭くなっており、該貫通部は、そのつど使用される芯の直径よりも小さい、例えば０．７ｍｍ又は０．５ｍｍよりも小さい内のり幅３０を有する。ノック式シャープペンで通常用いられる最も細い芯は、０．３５ｍｍの直径を持つ。従って、芯又は芯の破片が貫通部２３を通り抜けて芯制動部４の運動軌道に侵入するのを防止し、又は少なくとも困難にし得る。そのような侵入は、芯備蓄部の機能障害につながる。

リング１３から離れるように延びるクランプ体７の長手区域３２には、芯パイプ８を外嵌した軸方向リブ３２が一体成形されている（図１）。芯パイプは先端部１ａの開口部３４を貫通しており、その前側端部に、使用状態のときに芯が貫通する出口開口部３５を有する。芯パイプ８の後側端部には、先端部１ａのほぼ半径方向に延びる肩部３７に後方から当たる半径方向フランジ３６が一体成形されている。出口開口部３５の直径３８は、そのペンにとって適切な芯サイズ乃至芯の直径よりも僅かに大きい。貫通孔２３の前述した内のり幅３０は、芯又は芯の破片が通過するのを防ぐべく、出口開口部３５の直径３８よりも小さいのがよく、そのつど使用する芯の直径よりも小さいのがよい。

図１に示す状況では、芯制動部４は、通常の筆圧でペンの使用が可能になるように芯（図示せず）を保持している。非使用時には、先端部１ａから突き出す芯パイプ８と、そこから突出する芯とが邪魔になる。この点に対処すべく、下敷きへ押圧することで、突き出している芯をまず押し戻す。芯制動部４は、芯制動部４を摺動領域３で軸方向へ滑動させるのに必要な力よりも小さい力で、芯を保持しているからである。最終的に、芯パイプ４も先端部１ａへ押し戻される。送り機構（図示せず）を操作し、芯制動部を先端部１ａに向って変位することにより、図１に示す初期状況を再び実現できる。

ノック式シャープペンの先端領域を示す軸方向断面図である。 芯制動部を示す斜視図である。 裏側および図２の矢印ＩＩＩの方向から見た芯制動部の斜視図である。 芯制動部の更に別の斜視図である。 芯制動部を示す軸方向断面斜視図である。 図４の矢印ＶＩの方向から見た平面図である。 芯制動部を示す側面図である。 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 芯制動部の裏面および図５の矢印ＩＸの方向から見た平面図である。 図７の線Ｘ−Ｘに沿った軸方向断面図である。 図１０の詳細部ＸＩである。 変形例による芯制動部を示す、図６に対応する図面である。

符号の説明

１ ペン、１ａ 先端部、１ｂ 軸、２ 貫通孔、３ 摺動領域、４ 芯制動部、５ 端面、６ 孔、７ クランプ体、７ａ、１６ 中心長軸、８ 芯パイプ、９ 軸方向スリット、１０ 保持舌部、１１、２２ 内壁、１２ ネップ、１３ 摺動リング、１４ 半径方向ウェブ、１５ 外面、１７、１９、２４ 端面、１８、２０ 長手区域、２３ 貫通部、２４ 壁部セグメント、２５ 突起、２６、２７ テーパ面、２８ 天頂エッジ、３０ 内のり幅、３１ 部分領域、３２ 軸方向リブ、３３ 領域、３４ 開口部、３５ 出口開口部、３６ 半径方向フランジ、３７ 肩部、３８ 直径

Claims (10)

1. 芯の送り機構と、先端部（１ａ）を備える軸（１ｂ）と、芯制動部（４）とを備えるメカニカルペンであって、前記芯制動部が、孔（６）が軸方向に貫通し、芯を収容して固定する役目をする実質的に円筒状のクランプ体（７）と、これに対し半径方向に拡張された前記ペン（１）の摺動領域（３）で前記芯制動部を軸方向に案内する役目をする摺動体とを有するメカニカルペンにおいて、
   前記摺動体が、半径方向の間隔をおいて前記クランプ体（７）を取り囲み、互いの間で貫通部（２３）を残す複数の半径方向ウェブ（１４）を介して前記クランプ体と連結された摺動リング（１３）として構成されており、隣接する２つの前記ウェブの間に各々延びている前記摺動リング（１３）の壁部セグメント（２４）に半径方向に屹立する突起（２５）が各々配置されたことを特徴とするメカニカルペン。
2. 前記摺動リング（１３）が、３つの半径方向ウェブ（１４）とこれに対応する３つの前記壁部セグメント（２４）および３つの突起（２５）を有することを特徴とする請求項１記載のペン。
3. 前記突起（２５）の内少なくとも１つが、円周方向で見て前記壁部セグメント（２４）の中央に配置されたことを特徴とする請求項２記載のペン。
4. 少なくとも１つの前記突起（２５）が、前記摺動領域（３）と点状又は線状に接触することを特徴とする請求項２又は３記載のペン。
5. 前記突起（２５）が、前記摺動リングの前側の端面（１７）から離れるように延び、前記先端部（１）に向かって先細になるテーパ面（２６）を有することを特徴とする請求項２から４の１つに記載のペン。
6. 前記突起（２５）が、前記第１のテーパ面（２６）の後に続き後側の端面に向って先細になる第２のテーパ面（２７）を有し、前記両テーパ面が、円周方向に延びて前記摺動領域（３）と接触する天頂エッジ（２８）を介して互いに移行し合うことを特徴とする請求項５記載のペン。
7. 少なくとも１つの前記壁部セグメント（２４）が、壁厚の小さな部分領域（３１）を有することを特徴とする請求項２から６の１つに記載のペン。
8. 前記部分領域（３１）が、１つの突起（２５）を支持することを特徴とする請求項７記載のペン。
9. 前記貫通部（２３）が、半径方向で見て、使用状態のときに芯が貫通する前記先端部（１ａ）にある出口開口部（３５）よりも小さい内のり幅（３０）を有することを特徴とする請求項１から８の１つに記載のペン。
10. 前記クランプ体（７）を軸方向に貫通する前記孔（６）の後側区域が、前記ペンの後側端部に向ってほぼ漏斗状に拡張していることを特徴とする請求項１から９の１つに記載のペン。