JP2008155381A - 電動式シャープペンシル - Google Patents

Abstract

【課題】芯３の前進は許容するが後退は阻止する芯保持手段を、通電させることにより収縮する通電駆動型形状記憶合金１７によって前進させ、一定量芯３を繰り出す電動式シャープペンシルを提供する。
【解決手段】筆記先端部に芯３を適度の力で保持する芯ホルダー４を設ける。更に、チャック８の頭部８Ａにボール９を設ける。このボール９を締具６のテーパー面６Ｃに押圧することにより、芯３の前進は許容するが後退は阻止する芯保持手段を構成する。この芯保持手段を通電駆動型形状記憶合金１７の収縮により前進させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通電することにより通電駆動型形状記憶合金が収縮して芯を繰り出す電動式シャープペンシルに関するものである。

従来、通電することにより形状記憶合金が収縮して芯を繰り出すシャープペンシルが知られている。（特許文献１及び２参照）
特開２００５−１９３５８３号公報 特開２００５−２５４６０２号公報

頭部に締リングを外嵌したチャックを形状記憶合金の収縮により前進させて芯を繰り出すものは、チャックを前進させるための押し力が強くなるとともに、チャックから締リングを外すためには移動距離が長くなり、乾電池の電圧を大きくしなければ作動できないものであった。また、消費電力も大きくなり、頻繁に乾電池を取り替えなければならないという課題が生じるものであった。
本発明は、上記課題を解消する電動式シャープペンシルを提供することを目的とするものである。

本発明は、筆記先端部に芯を適度の力で保持する芯ホルダーを設け、かつ、チャックの頭部に設けられたボールを締具のテーパー面に押圧することにより芯の前進は許容するが後退は阻止する芯保持手段を構成するとともに、前記芯保持手段をスプリングにより長手方向後方に付勢し、通電を行うことにより通電駆動型形状記憶合金によって前記芯保持手段を前進させて芯を筆記先端より突出させ、通電を止めるとスプリングにより芯保持手段が後退して筆記状態となることを第１の要旨とする。

また、長手方向前方に向かって広がったテーパー面を有する締具と、頭部にボールを設けたチャックと、チャックを長手方向後方に付勢するチャックスプリングとからなり、チャックスプリングによりチャックの頭部に設けられたボールが締具のテーパー面に押圧され、このチャックにより芯の前進は許容するが後退は阻止する芯保持手段を構成したことを第２の要旨とする。

更に、締具に通電駆動型形状記憶合金を連結し、通電を行うことにより通電駆動型形状記憶合金が収縮して締具を前進させ、この締具が前進することによって芯保持手段を前進させることを第３の要旨とする。

更にまた、締具と連動する芯タンクに通電駆動型形状記憶合金を連結し、通電を行うことにより通電駆動型形状記憶合金が収縮して芯タンクを前進させ、この芯タンクが前進することによって芯保持手段を前進させることを第４の要旨とする。

更にまた、軸筒等に設けたスイッチを手動によってＯＮにすることにより、通電駆動型形状記憶合金に電流を流すことを第５の要旨とする。

本発明は、スプリングにより長手方向後方に付勢された芯保持手段をわずかな力でしかも短い距離を通電駆動型形状記憶合金で前進させるのみで一定量芯を繰り出すことができ、乾電池の消費が少ない効果が奏せられるものである。

筆記先端部に芯を適度の力で保持する芯ホルダーを設け、かつ、チャックの頭部に設けられたボールを締具のテーパー面に押圧することにより芯の前進は許容するが後退は阻止する芯保持手段を構成し、この芯保持手段をスプリングにより長手方向後方に付勢し、前記芯保持手段を通電駆動型形状記憶合金により後退させて芯を一定量繰り出すので、構成が簡単でかつ作動が滑らかになるとともに消費電力が少ない電動式シャープペンシルを実現した。

以下、図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７及び図８により本発明の実施例１の電動式シャープペンシルを説明する。尚、図１の左側を前方とし右側を後方とする。先ず、図１及び図２において、口金１内に長手方向に摺動可能に芯ガイド２を内蔵し、この芯ガイド２の筒部外周に係止突起２Ａを形成する。この係止突起２Ａは通常口金１の先端孔１Ａ内面に適度の力で摩擦接触している。更に、芯ガイド２内に芯３を適度の力で保持するゴム製の芯ホルダー４を取り付ける。

また、前記口金１を連結具５に着脱可能に螺合し、口金１の係止段１Ｂと連結具５の前部内段５Ａの間に締具６の外鍔部６Ａを長手方向に適宜摺動可能に遊嵌する。また、口金１の内段１Ｃと締具６の前端との間にはスプリング７が２０ｇ〜３０ｇ程度の力で張架され、締具６は長手方向後方に付勢されている。

チャック８の前部をスリ割り加工で半割し、半割りされたそれぞれの頭部８Ａに凹部８Ｂを構成する。この凹部８Ｂに金属製のボール９をそれぞれ配置する。

このチャック８を前記締具６内に挿入し、締具６の内段６Ｂとチャック８の外鍔８Ｃの間にチャックスプリング１０が１０ｇ程度の力で張架されている。従って、チャック８の頭部８Ａに配置されたボール９が締具６のテーパー面６Ｃに押圧されてチャック８が閉じられ、チャック８により保持された芯３は前進は許容されるが後退は阻止される。尚、前記締具６のテーパー面６Ｃは長手方向前方に向かって広がるように形成されている。更に、締具６の凹部６Ｄ内には芯タンク１１の前部１１Ａが挿入され、芯タンク１１の前部凹溝１１Ｂに取り付けられたゴムリング１２が締具６の凹部６Ｄ内面に前記チャックスプリング１０より強い力で摩擦接触する。また、締具６の内鍔６Ｅと芯タンク１１の段部１１Ｃとの間には前記ゴムリング１２の摩擦力より強い４０ｇ程度の力で芯タンクスプリング１３が張架され、通常芯タンク１１の前部段１１Ｄが締具６の内鍔６Ｅに当接されている。前記締具６の後部にはスプリング付接点が設けられている。このスプリング付接点は、締具６の後端部６Ｆに固定部材１４が固着され、締具６の後部外鍔６Ｇと固定部材１４の間に可動部材１５が長手方向に摺動可能に取り付けられる。

更に、締具６の後部外鍔６Ｇと可動部材１５の間に５０ｇ〜６０ｇ程度の力で接点スプリング１６が張架され、可動部材１５に設けられた接点１５Ａと固定部材１４に設けられた接点１４Ａが接触している。

前記連結具５の前部内面５Ｂには通電駆動型形状記憶合金１７の一端が固着される。また、通電駆動型形状記憶合金１７の他端はスプリング付接点の可動部材１５に固定される。

更にまた、連結具５には軸筒１８が圧入、接着あるいは螺合等により取り付けられる。この軸筒１８の後部内段１８Ａと押圧部材１９の間にはリターンスプリング２０が５００ｇ程度の力で張架され、押圧部材１９の外鍔１９Ａが軸筒１８の後端に取り付けられた頭冠２１の内鍔２１Ａに当接されるとともに、押圧部材１９の前端が芯タンク１１の後端より適宜離間している。この押圧部材１９にはカセット２２が着脱可能に装着され、カセット２２には単５乾電池２３と消しゴム２４が収納されるとともに消しゴム２４を覆うノブ２５が着脱可能に取り付けられている。

前記軸筒１８の凹部１８Ｂにスイッチ２６が取り付けられる。更に、軸筒１８にはスライド可能なカバー２７が取り付けられ、スイッチ２６を保護することができる。筆記状態においては、カバー２７は後方に移動し、カバー２７の内方突起２７Ａが軸筒１８の後部凹部１８Ｃに係合している。

また、前記軸筒１８には集光性を有した着色透明樹脂製のクリップ２８が取り付けられ、このクリップ２８の内側にランプ２９が取り付けられている。このランプ２９は通電駆動型形状記憶合金１７と連動しており、スイッチ２６がＯＮとなった時に点灯し、クリップ２８全体から光が発光される。

前記口金１の外面には凹溝１Ｄが形成され、この凹溝１Ｄに取り付けられたＯリング３０が軸筒１８の前部内面１８Ｄに適度の力で摩擦接触する。この口金１は回動させることにより前進あるいは後退をし、口金１の係止段１Ｂと締具６の前端の距離Ｌが変化し、芯出量が調整される。つまり、通常はこの距離Ｌを１〜２ｍｍに設定することが好ましいが、使用者の好みにより距離Ｌを０．５ｍｍに設定すれば、芯ガイド２の後退距離が０．５ｍｍになり芯３の繰り出し量となる。

図１及び図２の状態より筆記を行い芯３が消耗した場合には、スイッチ２６を手動で押圧してＯＮにすることにより通電駆動型形状記憶合金１７が通電され熱せられる。また、ランプ２９が点灯しクリップ２８全体が発光される。そして、通電駆動型形状記憶合金１７が熱せられて収縮すると締具６が前方に引っ張られてスプリング７が圧縮される。すると、芯タンク１１に取り付けられたゴムリング１２が締具６と摩擦接触しているので、締具６とともに芯タンク１１が前進する。この時、チャック８に保持された芯３も芯ホルダー４内を滑って前進する。

そして、締具６の前端が口金１の係止段１Ｂに当接され、締具６及び芯タンク１１の前進が停止される。すると、締具６及びチャック８が前進した長さだけ芯ガイド２の先端より芯３が突出され図３の状態となる。そして、スイッチ２６の押圧を止めＯＦＦにすると、通電駆動型形状記憶合金１７が冷やされて伸長し、締具６、チャック８及び芯タンク１１がチャックスプリング１０に付勢されて後退する。この時、チャック８は芯３の前進は許容するが後退は阻止する構造となっているので、突出した芯３は芯ホルダー４に保持されて停止している。そして、図１及び図２の状態に復帰する。

尚、誤ってスイッチ２６を押圧し続けた状態となった場合には、過度の熱が通電駆動型形状記憶合金１７に加わり、強い力で収縮する。すると、芯タンク１１、チャック８及び締具６が前進して締具６の前端が口金１の係止段１Ｂに当接されるが、更に通電駆動型形状記憶合金１７が収縮すると接点スプリング１６が圧縮されて可動部材１５が前進させられ、接点１４Ａと接点１５Ａが離間して通電が止められ図４の状態となる。従って、必要以上に通電駆動型形状記憶合金１７が熱せられる恐れはなく、通電駆動型形状記憶合金１７が破損したり耐久性を損ねる恐れはない。

そして、１本の芯３が消耗し次の芯３を繰り出す場合には、ノブ２５を押圧するとリターンスプリング２０を圧縮してカセット２２及び押圧部材１９が前進する。すると、押圧部材１９が芯タンク１１の後端に当接して芯タンク１１を前進させる。芯タンク１１が前進すると、締具６及びチャック８とともに芯３が前進する。そして、締具６の前端が口金１の係止段１Ｂに当接すると締具６は停止するが、ゴムリング１２が締具６の凹部６Ｄ内面を滑って芯タンク１１は更に前進し、芯タンク１１の前端がチャック８の後端を押圧してチャック８を拡開する。そして、チャック８の前端が芯ガイド２の後端に当接すると、チャック８及び芯タンク１１が停止するとともに、次の芯３がチャック８内に落下し、図５及び図６の状態となる。次に、ノブ２５の押圧を中止するとリターンスプリング２０により芯タンク１１が後退させられるが、ゴムリング１２に接続された締具６もチャック８を拡開した状態で後退されるので、チャック８内に落下した次の芯３が後退させられる心配はない。このノブ２５の押圧を数回繰り返すことにより短くなった芯３を芯ガイド２の先端から排出するとともに次の芯３を芯ホルダー２内に挿入し、芯ガイド２の先端より突出させる。

また、筆記を止めて携帯する場合には、まず、ノブ２５を押圧してチャック８を拡開し、図６の状態とする。次に、ノブ２５の押圧を解除するとともに芯ガイド２の先端を紙面等に押圧して芯ガイド２をチャック８とともに後退させる。すると、芯ガイド２の係止突起２Ａが口金１の先端孔１Ａから外れ、芯ガイド２の係止突起２Ａが口金１の内段１Ｃに係止されるとともに芯ガイド２を口金１内に没入する。しかも、芯ガイド２によってチャック８が固定されるので芯３の繰出も阻止され、不必要な芯繰出が防止される。更に、カバー２７をスライドさせて前方に移動し、スイッチ２６を覆うとともにカバー２７の内方突起２７Ａが軸筒１８の前部凹部１８Ｅに係合し図７及び図８の状態とする。

携帯状態より筆記を行うには、ノブ２５を押圧して芯タンク１１及びチャック８を前進し、チャック８により芯ガイド２を押圧して芯ガイド２の係止突起２Ａを口金１の内段１Ｃから外す。更に、チャック８により芯ガイド２を押圧して芯ガイド２を前進させ、口金１の先端より芯ガイド２を突出させて図１及び図３の状態に復帰させ筆記状態とする。

また、芯タンク１１に芯３を補充する場合には、押圧部材１９からカセット２２を外して補充する。また、乾電池２３を取り替える場合も、芯タンク１１からカセット２２を外して取り替える。

消しゴム２４を使用する場合には、芯タンク１１に装着されたカセット２２からノブ２５のみを外して消しゴム２４を使用する。

図９、図１０、図１１、図１２及び図１３により本発明の実施例２の電動式シャープペンシルを説明する。尚、図９の左側を前方とし右側を後方とする。また、図１と同一部材は同一の符号を付してその説明を省略する。先ず、図９及び図１０において、口金１０１内に芯３を適度の力で保持するゴム製の芯ホルダー４を取り付ける。

また、前記口金１０１を連結具５に着脱可能に螺合し、口金１０１の係止段１０１Ｂと連結具５の前部内段５Ａの間に締具１０６の外鍔部１０６Ａを長手方向に適宜摺動可能に遊嵌する。また、口金１０１の内段１０１Ｃと連結具５の前端との間にはスプリング７が２０ｇ〜３０ｇ程度の力で張架され、締具１０６は長手方向後方に付勢されている。

この締具１０６に長手方向前方に向かって広がるテーパー面１０６Ｃを形成する。更に、締具１０６内にチャック８を挿入し、締具１０６の内段１０６Ｂとチャック８の外鍔８Ｃの間にチャックスプリング１０が張架される。従って、チャック８の頭部８Ａに配置されたボール９が締具１０６のテーパー面１０６Ｃに押圧されてチャック８が閉じられ、チャック８により保持された芯３は前進は許容されるが後退は阻止される。

更に、締具１０６の凹部１０６Ｄ内には芯タンク１１１の前部１１１Ａが挿入され、芯タンク１１１の前部凹溝１１１Ｂに取り付けられたゴムリング１２が締具１０６の凹部１０６Ｄ内面にチャックスプリング１０より強い力で摩擦接触する。また、締具１０６の内鍔１０６Ｅと芯タンク１１１の段部１１１Ｃとの間には前記ゴムリング１２の摩擦力より強い４０ｇ程度の力で芯タンクスプリング１１３が張架され、通常芯タンク１１１の前部段１１１Ｄが締具１０６の内鍔１０６Ｅに当接されるとともに、芯タンク１１１の係止段１１１Ｅが締具１０６の内鍔１０６Ｅと適宜離間している。

前記芯タンク１１１の後部にはスプリング付接点が設けられている。このスプリング付接点は、芯タンク１１１の後端部１１１Ｆに固定部材１１４が固着され、芯タンク１１１の外鍔１１１Ｇと固定部材１１４の間に可動部材１１５が長手方向に摺動可能に取り付けられる。

更に、芯タンク１１１の外鍔１１１Ｇと可動部材１１５の間に５０ｇ〜６０ｇ程度の力で接点スプリング１６が張架され、可動部材１１５に設けられた接点１１５Ａと固定部材１１４に設けられた接点１１４Ａが接触している。

前記連結具５の前部内面５Ｂには通電駆動型形状記憶合金１７の一端が固着される。また、通電駆動型形状記憶合金１７の他端はスプリング付接点の可動部材１１５に固定される。

図９及び図１０の状態より筆記を行い芯３が消耗した場合には、スイッチ２６を手動で押圧してＯＮにすることにより通電駆動型形状記憶合金１７が通電され熱せられる。また、ランプ２９が点灯しクリップ２８全体が発光される。そして、通電駆動型形状記憶合金１７が熱せられて収縮すると芯タンク１１１が前方に引っ張られて芯タンクスプリング１１３が圧縮される。すると、芯タンク１１１に取り付けられたゴムリング１２と摩擦接触している締具１０６が芯タンク１１１とともに前進する。この時、チャック８に保持された芯３も芯ホルダー４内を滑って前進する。

そして、締具１０６の前端が口金１０１の係止段１０１Ｂに当接され、締具１０６及び芯タンク１１１の前進が停止される。すると、締具１０６及びチャック８が前進した長さだけ口金１０１の先端より芯３が突出され図１１の状態となる。そして、スイッチ２６の押圧を止めＯＦＦにすると、通電駆動型形状記憶合金１７が冷やされて伸長し、締具１０６、チャック８及び芯タンク１１１がチャックスプリング１０に付勢されて後退する。この時、チャック８は芯３の前進は許容するが後退は阻止する構造となっているので、突出した芯３は芯ホルダー４に保持されて停止している。そして、図９及び図１０の状態に復帰する。

誤ってスイッチ２６を押圧し続けた状態となった場合には、過度の熱が通電駆動型形状記憶合金１７に加わり、強い力で収縮する。すると、芯タンク１１１が前方に引っ張られて芯タンク１１１とともにチャック８及び締具１０６が前進し、締具１０６の前端が口金１０１の係止段１０１Ｂに当接される。更に、通電駆動型形状記憶合金１７が収縮すると接点スプリング１６が圧縮されて可動部材１１５が前進させられ、接点１１４Ａと接点１１５Ａが離間して通電が止められる。従って、必要以上に通電駆動型形状記憶合金１７が熱せられる恐れはなく、通電駆動型形状記憶合金１７が破損したり耐久性を損ねる恐れはない。

尚、上記実施例はいずれもチャック８が、前部をスリ割り加工によって半割したもので説明したが、本発明におけるチャックは、射出成形で形成した合成樹脂製の２つの片を互いに合わせてチャックを構成してもよいし、ダイキャストで形成した金属製の２つの片を互いに合わせてチャックを構成しても良い。

また、上記実施例はいずれも芯タンクの凹溝にゴムリング１２が取り付けられ、このゴムリング１２が締具の凹部内面と摩擦接触しているが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、芯タンクの前部を複数に分割して弾性片を形成し、この弾性片が締具と摩擦接触することも可能である。

更に、通電駆動型形状記憶合金としては、Ｔｉ−Ｎｉ系またはＴｉ−Ｎｉ−Ｓｕ系の形状記憶合金が考えられ、バイオメタルＢＭＦ７５、ＢＭＦ１００、ＢＭＦ１２５、ＢＭＦ１５０（トキ・コーポレーション株式会社製）が好ましい。

更にまた、通電駆動型形状記憶合金が接触する可能性のある部材は金属又は耐熱性樹脂を用いることが好ましい。

更にまた、上記実施例ではいずれもスイッチを軸筒に設けているが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、スイッチは口金やカセットあるいはノックする部材等に設けることも可能である。また、カバーはスライドするもの以外に回動させたり反転させるものが考えられる。

更にまた、上記実施例ではいずれも電源として乾電池を用いたが、本発明は乾電池に限定されるものではなく、充電式の電池を用いても良い。

更にまた、上記実施例ではいずれも口金を回動させることにより芯出量を調整する機構が設けられているが、芯出量を調整する機構を設けなくても本発明の目的は十分に達成することができるものである。

更にまた、上記実施例ではいずれもクリップの内側にランプが取り付けられているが、ランプがなくても本発明の目的は十分に達成することができるものである。

通電駆動型形状記憶合金の収縮が少なく、しかも弱い引っ張り力で芯を一定量繰り出すことができ、乾電池の消耗を少なくすることができる。

本発明の実施例１の電動式シャープペンシルを示す断面図である。（実施例１） 図１の先端部分を示す主要部拡大断面図である。（実施例１） スイッチをＯＮにして芯保持部材を前進させた状態を示す主要部拡大断面図である。（実施例１） 過度の熱が通電駆動型形状記憶合金に加わり、接点１４Ａと接点１５Ａが離間した状態を示す主要部拡大断面図である。（実施例１） ノブを押圧してチャックを拡開した状態を示す断面図である。（実施例１） 図５の先端部分を示す主要部拡大断面図である。（実施例１） 携帯するためにスイッチをカバーで覆うとともに芯ガイドを口金内に没入させた状態を示す断面図である。（実施例１） 図７の先端部分を示す主要部拡大断面図である。（実施例１） 本発明の実施例２の電動式シャープペンシルを示す断面図である。（実施例２） 図９の先端部分を示す主要部拡大断面図である。（実施例２） スイッチをＯＮにし芯保持手段を前進させた状態を示す主要部拡大断面図である。（実施例２） ノブを押圧してチャックを拡開した状態を示す断面図である。（実施例２） 図１２の先端部分を示す主要部拡大断面図である。（実施例２）

符号の説明

３ 芯
４ 芯ホルダー
６ 締具
６Ｃ 締具６のテーパー面
７ スプリング
８ チャック
８Ａ チャック８の頭部
９ ボール
１０ チャックスプリング
１１ 芯タンク
１７ 通電駆動型形状記憶合金
２６ スイッチ
１０６ 締具
１１１ 芯タンク

Claims (5)

1. 筆記先端部に芯を適度の力で保持する芯ホルダーを設け、かつ、チャックの頭部に設けられたボールを締具のテーパー面に押圧することにより芯の前進は許容するが後退は阻止する芯保持手段を構成するとともに、前記芯保持手段をスプリングにより長手方向後方に付勢し、通電を行うことにより通電駆動型形状記憶合金によって前記芯保持手段を前進させて芯を筆記先端より突出させ、通電を止めるとスプリングにより芯保持手段が後退して筆記状態となることを特徴とする電動式シャープペンシル。
2. 長手方向前方に向かって広がったテーパー面を有する締具と、頭部にボールを設けたチャックと、チャックを長手方向後方に付勢するチャックスプリングとからなり、チャックスプリングによりチャックの頭部に設けられたボールが締具のテーパー面に押圧され、このチャックにより芯の前進は許容するが後退は阻止する芯保持手段を構成したことを特徴とする請求項１記載の電動式シャープペンシル。
3. 締具に通電駆動型形状記憶合金を連結し、通電を行うことにより通電駆動型形状記憶合金が収縮して締具を前進させ、この締具が前進することによって芯保持手段を前進させることを特徴とする請求項１又は２記載の電動式シャープペンシル。
4. 締具と連動する芯タンクに通電駆動型形状記憶合金を連結し、通電を行うことにより通電駆動型形状記憶合金が収縮して芯タンクを前進させ、この芯タンクが前進することによって芯保持手段を前進させることを特徴とする請求項１又は２記載の電動式シャープペンシル。
5. 軸筒等に設けたスイッチを手動によってＯＮにすることにより、通電駆動型形状記憶合金に電流を流すことを特徴とする請求項１乃至４記載の電動式シャープペンシル。

Images