JP2017128139A - シャープペンシル用チャック及びシャープペンシル - Google Patents

Abstract

【課題】環境に配慮した鉛フリーの材料を用いて、高性能且つ安価なチャックを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、鍛造で成形されたシャープペンシル用チャック１０であって、鉛含有率が０．０５％以下であり、短手方向の端部２６ａ及び長手方向の端部２６ｂが平坦である、シャープペンシル用チャック１０を提供する。さらに、本発明は、シャープペンシル用チャック１０を備えたシャープペンシル１００を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シャープペンシル用チャックに関し、特に、鍛造によって形成されたシャープペンシル用チャックに関する。さらに、本発明は、そのシャープペンシル用チャックを備えたシャープペンシルに関する。

シャープペンシルの芯を繰出し且つ保持するのに従来からチャックが使用されてきた。特許文献１に示されるように、二種類のチャックがよく知られている。一方のチャックは、チャックのテーパー部がチャックリング（締め具）の内径部に押し付けられることによって芯を把持する。他方のチャックは、ボールを受けるための凹部を有し、このボールが傾斜筒体（締め具）の傾斜面に接触することによって芯を把持する。このチャックはボールチャックと呼ばれる。特許文献１に示されるように、チャックの材料は典型的には金属又は樹脂である。

金属チャックは、芯の保持性や繰出し精度が樹脂チャックよりも優れる。しかしながら、金属チャックは樹脂チャックよりも高価である。

特許文献２に示されるように、金属チャックは黄銅等を切削加工することで形成される。このとき、チャックの芯保持部は、高い寸法精度が要求される。また、ボールチャックの場合、ボールを受ける部分の加工が非常に困難である。このため、チャックの切削加工は、時間がかかり、大量生産に適さない。したがって、金属チャックでは、材料費だけでなく加工費も高くなる。さらに、切削加工では品質ばらつきが生じやすい。

また、切削性を高めるために、いわゆる快削黄銅が材料として使用されることが多い。快削黄銅は１．５％〜４．５％の鉛を含有することで切削性が高められる。しかしながら、鉛は人体や環境に悪影響を及ぼすことが知られている。このため、鉛フリー（鉛含有量が０．０５％以下）の材料からチャックを製造することが望ましい。

特開２０１２−１５８０９２号公報 特開２０１０−１６２６９８号公報

そこで、本発明は、環境に配慮した鉛フリーの材料を用いて、高性能且つ安価なチャックを提供することを目的とする。さらに、本発明は、高性能且つ安価でありながら環境に配慮したシャープペンシルを提供することを目的とする。

本発明の第１態様では、鍛造で成形されたシャープペンシル用チャックであって、鉛含有率が０．０５％以下であり、短手方向の端部及び長手方向の端部が平坦である、シャープペンシル用チャックが提供される。

本発明の第１態様では、シャープペンシルが板鍛造で成形されることが好ましい。

本発明の第１態様では、シャープペンシル用チャックが二つの片半部から成り且つ二つ割りの形状を有することが好ましい。なお、二つ割りとは、少なくともチャックの前端部が二つに分割されていることを意味する。また、芯がチャックによって保持される側をチャックの「前」側と定義し、チャックの長手方向に沿って、芯がチャックによって保持される側とは反対側をチャックの「後」側と定義する。

本発明の第１態様では、シャープペンシル用チャックは、各片半部の内面に凸部が設けられ、各片半部の高さ方向において反対側の外面に凹所が設けられることが好ましい。

本発明の第１態様では、シャープペンシル用チャックは、二つの片半部の後端部が連結部材で互いに連結されることが好ましい。

本発明の第１態様では、シャープペンシル用チャックの後端部が曲げ加工によって形成されることが好ましい。

本発明の第１態様では、シャープペンシル用チャックが、ボール受け部が形成されたボールチャックであることが好ましい。

本発明の第２態様では、本発明の第１態様のシャープペンシル用チャックを備えた、シャープペンシルが提供される。

本発明によれば、環境に配慮した鉛フリー材を用いて、高性能且つ安価なチャックが提供される。さらに、本発明によれば、高性能且つ安価でありながら環境に配慮したシャープペンシルが提供される。

図１は、本発明に係るシャープペンシルの断面図である。 図２は、図１のチャック体の断面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るチャックの斜視図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係るチャックの斜視図である。 図５は、図４のチャックの片半部が板材から打ち抜かれる前の状態を示す。 図６は、本発明の第３実施形態に係るチャックの斜視図である。 図７は、本発明の第４実施形態に係るチャックの斜視図である。 図８は、本発明の第５実施形態に係るチャックが板材から打ち抜かれる前の状態を示す。

以下、添付図面を参照して本発明を説明する。また、添付図面において同一の構成要素には同一の参照符号が付される。

最初に、図１及び図２を参照して、シャープペンシル１００において、芯３０が繰り出される仕組みについて簡単に説明する。

図１は、本発明に係るシャープペンシル１００の断面図である。シャープペンシル１００は、芯３０を繰り出すための構成として、ノック部１１、芯ケース１２、円筒体１３、締め具１４、チャック１０、ボール１５、スプリング１６及び保持体１７を備える。図２は、締め具１４、チャック１０、ボール１５及びスプリング１６から成る図１のチャック体の拡大図である。なお、図２に示されるように、本明細書において、芯３０がチャック１０によって保持される側をチャック１０の「前」側と定義し、チャック１０の長手方向に沿って、芯３０がチャック１０によって保持される側とは反対側をチャック１０の「後」側と定義する。

ノック部１１が押圧されていないとき、チャック１０はスプリング１６によってノック部１１側に付勢される。このとき、図２からよく分かるように、チャック１０のボール受け部１８に配置されたボール１５は締め具１４内の斜面１９に押し付けられる。このとき、ボール１５が締め具１４の斜面１９から径方向の分力を受けるので、この力によって芯３０が保持される。

一方、ノック部１１が押圧されると、この押圧力が芯ケース１２及び円筒体１３を介してチャック１０に伝達される。押圧力がスプリング１６の付勢力よりも大きければ、チャック１０は芯３０を保持したまま前進する。その後、ノック部１１が離されると、チャック１０がスプリング１６の付勢力によって後退するが、このとき、芯３０は保持体１７によって保持されるので後退しない。ノック部１１の押圧を繰り返すことによって、芯３０がペン先から順次繰り出される。

次に、本発明に係るチャック１０について説明する。

図２からよく分かるように、チャック１０は対称的な二つの片半部２０ａ、２０ｂから成り且つ二つ割りの形状を有する。本明細書において、二つ割りとは、少なくともチャック１０の前端部が二つに分割されていることを意味する。チャック１０の具体的な形状については後述する。

チャック１０は鍛造（熱間鍛造又は冷間鍛造）で成形される。鍛造加工では、典型的には、材料として金属の丸棒やブロック材が用いられる。

チャック１０は、より好ましくは、材料として金属の板材を用いる板鍛造で成形される。板鍛造とは、冷間鍛造と板金成形とを組み合わせた加工方法である。板鍛造では、板材が金型に順に送られて複数のプレス工程において順次加工されていく。すなわち、いわゆる順送金型によって、肉厚の異なる部分を有する部品が板材から成形される。

チャックを鍛造で成形すると、寸法精度が要求される芯保持部や切削加工が困難なボール受け部１８を容易に形成することができる。このことによって、チャック１０の迅速な大量生産が可能となり且つ品質ばらつきも低減される。このことはチャック１０の性能を高め且つ加工費を減少させる。

さらに、鍛造加工では、鉛を含有する快削材料を使用する必要がないため、環境に配慮した鉛フリー（鉛含有量が０．０５％以下）の材料からチャック１０を製造することができる。典型的には、鍛造加工の場合、チャック１０は冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）又は七三黄銅（Ｃ２６８０）等の金属から製造される。冷間圧延鋼板及びステンレス鋼は鉛を含まない。また、ＪＩＳ規格によれば七三黄銅（Ｃ２６８０）の鉛成分は０．０５％以下である。

次に、本発明に係るチャックの形状的な特徴について説明する。

図３は、本発明の第１実施形態に係るチャック１の斜視図である。チャック１は対称的な二つの片半部２１ａ、２１ｂから成り且つ二つ割りの形状を有する。各片半部２１ａ、２１ｂは、略半円筒形状であり、長手方向に延びる本体４１と、本体４１から突出するように本体４１の一部に設けられたスプリング当接部５１とを備える。図２に示されるように、二つの片半部２１ａ、２１ｂは、これらの取付面２８が対向するように互いに組み立てられる。組立後、スプリング当接部５１にはスプリング１６が当接する。本体４１には、ボール１５を回転可能に収容するためのボール受け部１８が形成される。ボール受け部１８は楕円状の凹部として形成される。

各片半部２１ａ、２１ｂの内部には、長手方向に延びる芯挿通溝６１及び芯保持溝７１が形成される。芯挿通溝６１と芯保持溝７１とは互いに連通する。芯保持溝７１は芯挿通溝６１よりも小さな径を有する。より具体的には、芯保持溝７１は芯３０と略等しい径を有し、芯挿通溝６１は芯３０よりも大きな径を有する。芯保持溝７１には、芯３０の保持性を高めるべく、複数の小さな突起３１が形成される。斯かる小さな突起３１を切削加工で形成することは、刃物を材料に当てることが非常に困難であるため、不可能であり又は非常に時間を要する。しかしながら、鍛造では、材料を押し潰すことによる材料の塑性流動によって突起３１が形成されるので、斯かる突起３１の形成が容易である。このため、加工費の増加が回避される。

芯挿通溝６１の径方向の両側の取付面２８には、相補的な凸部８１及び凹部９１が形成される。凸部８１及び凹部９１は二つの片半部２１ａ、２１ｂを組み立てるときの位置決めに使用される。より具体的には、組立時に、上側片半部２１ａの凸部８１が下側片半部２１ｂの凹部９１に挿入され、下側片半部２１ｂの凸部８１が上側片半部２１ａの凹部９１に挿入される。

以下、本発明の第２〜第５実施形態について説明するが、各実施形態について特徴的な部分についてのみ説明する。

図４は、本発明の第２実施形態に係るチャック２の斜視図である。チャック２は対称的な二つの片半部２２ａ、２２ｂから成り且つ二つ割りの形状を有する。各片半部２２ａ、２２ｂは、略半円筒形状であり、長手方向に延びる本体４２と、本体４２から突出するように本体４２の一部に設けられたスプリング当接部５２とを備える。各片半部２２ａ、２２ｂは、短手方向の端部２６ａ及び長手方向の端部２６ｂが平坦である。図５から分かるように、短手方向の端部２６ａ及び長手方向の端部２６ｂは鍛造加工においてチャック２が材料から打ち抜かれる（トリミングされる）部分に相当する。このことによって、鍛造において、鍛造加工されたチャック２を材料から容易に打ち抜くことができる。

また、長手方向の端部２６ｂが平坦であることは、端部に丸み（Ｒ）が付けられる場合と比べて、更に次の効果を有する。第一に、組立等のチャック２のハンドリング時にチャック２の端部２６ｂがぶつけられてチャック２が変形することが低減される。チャック２の変形は、スプリング１６の組み付け不良等をもたらすことがあるので、望ましくない。第二に、端部２６ｂの寸法測定が容易になる。また、端部２６ｂを基準面としてチャックの他の部分の寸法を測定することができる。このため、量産時の部品の寸法管理が容易となる。第三に、チャック２にメッキ処理をする場合、端部２６ｂにおけるメッキの花咲き（メッキが厚く盛られること）が低減される。なお、図４では、長手方向の端部２６ｂは全面に亘って平坦であるが、端部２６ｂに丸み（Ｒ）が付けられる場合、端部２６ｂの一部（板材から打ち抜かれる部分）のみが平坦であってもよい。端部２６ｂの平坦な部分を小さくすると、打ち抜き時に発生しうるバリも小さくなるので、チャック２のハンドリング時に作業者の指が傷つけられることが低減される。

以下、材料として板材を用いる場合について、チャック２の片半部２２ａ、２２ｂを板材３２から打ち抜く態様の一つの例を説明する。図５は、図４のチャック２の片半部２２ａ、２２ｂが板材３２から打ち抜かれる前の状態を示す。板材３２には、順送金型の各金型において、板材を位置決めして固定するのに使用される孔２７ａが設けられてもよい。さらに、板材３２には、加工時の板材３２の伸び、縮み及び変形を吸収するための孔２７ｂが孔２７ａの内側に設けられてもよい。当然のことながら、孔２７ａ、２７ｂの形状、大きさ及び位置はこれに限定されるものではない。板材３２から打ち抜かれる部分に相当する片半部２２ａ、２２ｂの端部２６ａ、２６ｂが平坦であるので、プレス機を使用して、片半部２２ａ、２２ｂを板材３２から真っ直ぐ打ち抜くことができる。なお、材料として丸棒、ブロック材又は板材を用いる鍛造において、鍛造後に本体４２及びスプリング当接部５２の両側に材料が残らないように、材料の寸法及びプレス機の設定を最適化すれば、他の実施形態に見られるように、必ずしも端部２６ａ、２６ｂが平坦である必要はない。しかしながら、片半部２２ａ、２２ｂよりも幅が広い材料を用いることで、使用される材料の寸法の選択肢及びプレス機の設定の許容度が広がるので、鍛造加工の難易度を下げることができる。このことは、歩留まりの向上、ひいては加工費の削減をもたらす。

図６は、本発明の第３実施形態に係るチャック３の斜視図である。チャック３は対称的な二つの片半部２３ａ、２３ｂから成り且つ二つ割りの形状を有する。各片半部２３ａ、２３ｂは、略半円筒形状であり、長手方向に延びる本体４３と、本体４３から突出するように本体４３の一部に設けられたスプリング当接部５３とを備える。スプリング当接部５３は、各片半部２３ａ、２３ｂの高さ方向において円柱の一部が切り取られた形状を有する。このことによって、スプリング当接部５３は、各片半部２３ａ、２３ｂの高さ方向において、本体４３の高さと略等しい高さを有する。このため、寸法の大きな材料を使用する必要がないので、チャック３の材料費が削減される。この場合も、スプリング当接部５３は、片半部２３ａ、２３ｂの短手方向には十分な長さを有するので、スプリング１６の付勢力をチャック３に伝達するという機能を十分に果たすことができる。なお、材料として板材を使用する場合、各片半部２３ａ、２３ｂの高さ方向は板材の厚み方向と等しい。

図６に示されるように、本体４３の内部には、芯挿通溝６３及び芯保持溝７３が形成される。芯挿通溝６３の径方向の両側の取付面２９には、相補的な凸部８３及び凹部９３が形成される。凸部８３及び凹部９３は二つの片半部２３ａ、２３ｂを組み立てるときの位置決めに使用される。各片半部２３ａ、２３ｂの高さ方向において凸部８３の反対側には凹所３３が設けられる。このことによって、鍛造による材料の塑性流動によって凸部８３を形成することが容易となる。当然のことながら、位置決め用の凸部８３だけでなく、他の凸部が本体の内面（取付面２９、芯挿通溝６３又は芯保持溝７３）に設けられる場合にもこの手法は有効である。

図７は、本発明の第４実施形態に係るチャック４の斜視図である。チャック４は対称的な二つの片半部２４ａ、２４ｂから成り且つ二つ割りの形状を有する。各片半部２４ａ、２４ｂは、略半円筒形状であり、長手方向に延びる本体４４と、本体４４から突出するように本体４４の一部に設けられたスプリング当接部５４とを備える。二つの片半部２４ａ、２４ｂが互いに組み立てられるとき、二つの片半部２４ａ、２４ｂの後端部３６が連結部材３４で互いに連結される。連結部材３４は例えばリング状部材であり、後端部３６は連結部材３４に圧入されることで互いに連結される。このことによって、二つの片半部２４ａ、２４ｂが互いに分離しないので、シャープペンシル１００の組立てが容易になる。

図８は、本発明の第５実施形態に係るチャック５が板材３５から打ち抜かれる前の状態を示す。本実施形態では、チャック５は、二つの片半部２５ａ、２５ｂが板材３５の平面方向において上下対称に一列に並んだ状態で成形される。チャック５は長手方向の中心に芯挿通孔３７を有する。芯挿通孔３７は、後述する曲げ加工の後、片半部２５ａ、２５ｂの芯挿通溝（図示せず）と連通し、芯の挿通を可能とする。チャック５は、板材３５から打ち抜かれた後、二つの片半部２５ａ、２５ｂの取付面が互いに近づくように、長手方向の真ん中（仮想線４０）を中心に曲げ加工される。この場合、片半部２５ａ、２５ｂの前端部３８は二つに分割されるが、片半部２５ａ、２５ｂの後端部３９は分割されない。このため、図７に示されるような連結部材３４は不要である。したがって、連結部材３４を用いることなく、シャープペンシル１００を容易に組み立てることができる。また、二つの片半部２５ａ、２５ｂを同時に成形することができるので、製造時間が短縮され且つ材料が節約される。このことは、加工費及び材料費の削減をもたらす。なお、曲げ加工は、二つの片半部２５ａ、２５ｂが板材３５から打ち抜かれる前に、順送金型において行われてもよい。また、材料として板材３５の代わりに丸棒又はブロック材を用いて二つの片半部２５ａ、２５ｂを成形した後に、二つの片半部２５ａ、２５ｂの後端部３９を曲げ加工してもよい。また、芯挿通孔３７は二つの片半部２５ａ、２５ｂが材料から打ち抜かれた後に形成されてもよい。

以上、本発明に係るいくつかの好適な実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。例えば、チャックは、いわゆるボールチャックではなく、チャックの外面が締め具の内径部に直接押し付けられるタイプのチャックであってもよい。また、各実施形態を互いに組み合わせて実施してもよい。

１、２、３、４、５、１０ チャック
１１ ノック部
１２ 芯ケース
１３ 円筒体
１４ 締め具
１５ ボール
１６ スプリング
１７ 保持体
１８ ボール受け部
１９ 斜面
２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ 片半部
２６ａ 短手方向の端部
２６ｂ 長手方向の端部
２７ａ、２７ｂ 孔
２８、２９ 取付面
３０ 芯
３１ 突起
３２、３５ 板材
３３ 凹所
３４ 連結部材
３６、３９ 後端部
３７ 芯挿通孔
３８ 前端部
４０ 仮想線
４１、４２、４３、４４ 本体
５１、５２、５３、５４ スプリング当接部
６１、６３ 芯挿通溝
７１、７３ 芯保持溝
８１、８３ 凸部
９１、９３ 凹部
１００ シャープペンシル

Claims (8)

1. 鍛造で成形されたシャープペンシル用チャックであって、鉛含有率が０．０５％以下であり、短手方向の端部及び長手方向の端部が平坦である、シャープペンシル用チャック。
2. 板鍛造で成形された、請求項１に記載のシャープペンシル用チャック。
3. 二つの片半部から成り且つ二つ割りの形状を有する、請求項１又は２に記載のシャープペンシル用チャック。
4. 各片半部の内面に凸部が設けられ、各片半部の高さ方向において反対側の外面に凹所が設けられる、請求項３に記載のシャープペンシル用チャック。
5. 前記二つの片半部の後端部が連結部材で互いに連結される、請求項３に記載のシャープペンシル用チャック。
6. 当該シャープペンシル用チャックの後端部が曲げ加工によって形成される、請求項３に記載のシャープペンシル用チャック。
7. ボール受け部が形成されたボールチャックである、請求項３に記載のシャープペンシル用チャック。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のシャープペンシル用チャックを備えた、シャープペンシル。

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