JP2020104413A - 自動繰出式シャープペンシル - Google Patents

Abstract

【課題】筆記により消耗した芯に対する予備芯の追従性がよく、芯収容部内の予備芯が減り最後の芯になったことを検知可能な自動繰出式シャープペンシルを提供すること【解決手段】軸筒５と複数の予備芯１２を収納する芯収容部１０を有する芯タンク１８と、芯１１を挟持するチャック１３と、芯保持部２２ａを有するスライダー７と、を備え、筆記時にスライダー７が芯１１と共に後退し、スライダー７が芯１１と共に前進することで芯１１が前方へ繰り出されよう構成し、芯タンク１８の後方に、芯収容部１０内の予備芯１２の有無を検知する予備芯検知ユニット６が配設され、予備芯検知ユニット６は、芯収容部１０内に少なくとも一部が挿入される表示体２６を備え、表示体２６は、芯収容部１０内の予備芯１２の後端に当接する当接部２７ａと、当接部２７ａの後方に形成された表示部２６ａと、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、芯の摩耗に伴い一定量の芯を自動的に繰り出す構造の自動繰出式シャープペンシルに関するものである。

従来から、芯が摩耗した量だけ自動的に繰り出される自動繰出式シャープペンシルは、芯を繰出すための操作体のノック動作や軸筒の回転動作等をする必要がないことから利便性が高く、広く使用されている。

例えば、特許文献１には、芯ガイドパイプを後方へ移動させることで芯の繰り出しが可能な自動繰出式シャープペンシルが開示されている。
この特許文献１の自動繰出式シャープペンシルは、口金内に軸方向へ摺動可能に内蔵された芯ガイドパイプと、芯ガイドパイプ内に内蔵された芯ホルダーと、頭部に設けた凹陥部にボールを挿入したチャックと、ボールが当接するテーパ面を有する締具と、芯ガイドパイプを前方へ付勢するスプリングと、を備え、筆記時に芯と芯ガイドパイプの先端が紙面に当接することで該芯ガイドパイプが後退し、芯ガイドパイプを紙面から離すことで、スプリングが伸長して芯ガイドパイプを前進させ、芯ホルダーにより適宜の力で保持された芯がチャックから引き出されて前進させる構造となっている。このため、紙面に対する筆記により芯が消耗し芯ガイドパイプの前端が紙面に当接することで自動的に芯が前方へ繰り出される構造になっている。

しかしながら、特許文献１の自動繰出式シャープペンシルは、筆記時に芯の消耗に伴い当該芯が自動で繰り出されるため、使い勝手がいいものであるが、自動で芯が繰り出されるために筆記が継続的に行えることから、筆記時に芯がどれくらい消耗したかを使用者自身が把握し難いという課題があった。

これを解決する手段として、特許文献２には、芯の残存量を容易に確認可能な自動繰り出しペンシルが開示されている。
この特許文献２の自動繰り出しペンシルは、芯の上方に、線条がその端面同士を接面した状態で配設され、線条は、当該線条が配設される線条ガイドに傾斜面および円筒片を設けることで、その楔作用により固定できるようになっており、また、外筒の下端部には芯保持片を有する芯支持部が設けられ、これをばねで下方に付勢している。したがって、筆記の際には、線条を固定することによって芯の上方移動を防止し、芯が滑ることなく適正な作図が行われるようになり、芯を繰り出す際には、芯支持部を紙面から離すことでばねの弾性により芯支持部が芯を挟持したまま下方に移動し芯を繰出すことができる構造となっている。また、線条の後端には線条重りが設けられており、芯が繰り出された分、線条重りの重さにより、線状は芯と当接したまま前進する。このため、特許文献２の構造では、芯を自動で繰出すと共に線条重りの位置を見ることで芯の残存量を把握することができる。

しかしながら、特許文献２の構造では、ペンシル内の１本の芯の残存量を把握することはできるが、複数の予備芯をペンシル内に内蔵することができる構造とはなっていないため、予備芯の残存数を把握することはできないものであった。

一方、一般的なシャープペンシルは、筆記していた前芯が磨耗して短くなると、芯タンク内の予備芯の内の１本が消耗した前芯に追従してチャック内に入って当該チャックに狭持され、消耗した前芯を予備芯で後方から押圧することで消耗した芯を後方で支えて筆記を継続可能とすると共に予備芯で前芯を芯ガイドパイプの先端から排出させることができるよう構成しているもが多い。

しかしながら、特許文献１のような自動繰出式シャープペンシルの場合、芯が消耗することで芯ガイドパイプが後退し、芯ガイドパイプが前進する際にチャックで狭持している芯を前方へ引き出すことで芯を前方へ繰出している。このため、筆記していた芯が消耗して短くなりチャックが芯を狭持できなくなると、消耗した芯は前進することができなくなる。また、芯タンク内の予備芯がチャック内に入ってもその芯には前進するための力が働かないため、一般的なシャープペンシル同様にノック動作によりチャックを前方へ押圧して予備芯を前方へ繰出し、手動操作により消耗した芯に予備芯を追従させる必要があった。

実公平４−５３４９号公報 特開平５−２０１１９２号公報

本発明は、前記問題を鑑みて発明されたものであって、筆記により消耗した芯に対する予備芯の追従性がよく、芯収容部内の予備芯が減り最後の芯になったことを検知可能な自動繰出式シャープペンシルを提供することを目的とする。

本発明は、
「１．芯を補充するための後端開口部を有する軸筒と、前記軸筒内に配設され複数の予備芯を収容可能とした芯収容部を有する芯タンクと、前記芯タンクの前方に配設され前記芯を狭持するチャックと、前記チャックを後方へ弾発するチャックスプリングと、前記チャックの前方に配設され前記芯が保持される芯保持部を有するスライダーと、を備え、
前記チャックにおける前記芯の狭持力は、当該芯が軸心に沿って後方へ押圧された際の狭持力より前方へ押圧された際の狭持力の方が小さくなるよう形成され、
筆記時において前記スライダーが後方へ移動し、当該スライダーが前記芯と共に前進することで当該芯が前方へ繰り出されるよう構成した自動繰出式シャープペンシルであって、
前記芯タンクの後方に、前記芯収容部内の予備芯の有無を検知する予備芯検知ユニットが配設され、
前記予備芯検知ユニットは、前記軸筒または前記芯タンクに対して着脱自在に装着されると共に、前記芯収容部内に少なくとも一部が挿入される表示体を備え、
前記表示体は、前記芯収容部内の予備芯の後端に当接する当接部と、前記当接部の後方に形成された表示部と、を備え、
前記芯収容部内の複数の予備芯が最後の芯となった状態では、前記予備芯検知ユニットが作動し、前記最後の芯が前方に移動することに伴い当該最後の芯を追従して前記表示体が前方に移動すると共に前記軸筒の外方から認識される前記表示部の状態が変化し、
前記芯タンク内に複数の予備芯が収容されている状態では、前記複数の予備芯の後端に前記表示体の当接部が当接することで前記軸筒の外方からは認識される前記表示部の状態が変化しないよう構成すると共に、前記表示体により前記予備芯を前方へ押圧することを特徴とした自動繰出式シャープペンシル。
２．前記表示体の後方に当該表示体を前方へ弾発する弾発部材が配設され、前記弾発部材の弾発力で表示体を介して前記芯収容部内の予備芯を前方へ弾発することを特徴とした前記１項に記載の自動繰出式シャープペンシル。
３．前記芯が前記チャックに狭持された状態において、当該芯が前方へ押圧された際の当該チャックの狭持力をＸとし、前記表示体の自重または弾発部材の弾発力により当該表示体により前記芯を前方へ押圧する押圧力をＹ、前記スライダーの芯保持部で前記芯を保持する保持力をＺとしたとき、Ｘ＋Ｚ≧Ｙ、且つ、Ｙ＞Ｘの関係式を満たすように構成したことを特徴とする前記２項に記載の自動繰出式シャープペンシル。
４．前記芯収容部の後方に、当該芯収容部の内径よりも拡径し前記軸筒の内周面に隣接する拡径部が形成され、前記拡径部に予備芯検知ユニットが着脱自在に係止される被係止部を形成したことを特徴とする前記１項ないし３項の何れか１項に記載の自動繰出式シャープペンシル。
５．前記予備芯検知ユニットを前方へ押圧することで、前記チャックが前進し、前記芯が前方へ繰出されるよう構成したことを特徴とする前記１項ないし４項の何れか１項に記載の自動繰出式シャープペンシル。」である。

本発明の自動繰出式シャープペンシルによれば、芯収容部内に複数の予備芯がある場合には、予備芯の後端に表示体の当接部が当接することで前記表示体の前進が阻まれるため軸筒の外方から認識される当該表示体の表示部の状態が変化することがない。このため、使用者は予備芯が芯収容部内にあることを認識できる。また、芯収容部内の予備芯は表示体により常に前方へ押圧されることから、筆記等により芯が消耗した際、筆記していた芯に追従して予備芯の内の１本が前進し易くなり、芯の追従性能が良くなる効果を奏する。このため、静電気や湿気等の影響で予備芯が芯収容部の内壁に貼り付き、芯タンク内に残っているのにチャック内に予備芯が追従せず入らなくなることを防止することができる。
更に、芯収容部内の複数の予備芯が最後の芯となった状態では、予備芯検知ユニットが作動し、最後の芯が前方に移動することに伴い当該最後の芯を追従して表示体が前方に移動すると共に軸筒の外部から認識される表示部の状態が変化するため、使用者は芯収容部内の芯が最後の１本になったことを認識できる。このため、筆記時に芯が消耗した際、自動的に芯が前方へ繰り出されることで芯の残数が認識し難い自動繰出式シャープペンシルであっても、芯の消耗状況を把握することが容易となり、芯を補充するタイミングを容易に確認することができる。
更にまた、芯収容部内の複数の予備芯が最後の芯となった状態では、筆記している芯が消耗して短くなりチャックでの狭持ができなくなっても、最後の芯は表示体により前方へ押圧されているため、筆記している短芯の後端に最後の芯が押圧された状態で当接する。このため、筆記により芯がさらに消耗して短くなり、スライダーの芯保持部で芯が保持できなくなるまで、しっかり最後の芯が前の短芯を追従して繰り出されるよう構成される。

また、表示体により予備芯を前方へ押圧する手段は特に限定されることはなく、例えば、表示体を比重の高い金属等で形成し、その自重により予備芯を押圧してもよく、コイルスプリングや合成ゴム等の弾性を有する弾発部材で表示体を前方へ弾発することで、表示体を介して弾発部材の弾発力で押圧してもよい。
尚、上記予備芯の押圧手段に弾発部材を用いる場合、自動繰出式シャープペンシル本体の傾き具合に限らず予備芯には常に前方への押圧力が掛かるため好適である。

また、本発明における芯収容部は、複数の芯を収容できれば芯タンク内のみに形成してもよく、チャックと芯タンク内をまたぐように連設してもよく、チャックと芯タンクとを連結する連結部材が存在する場合は連結部材と芯タンク内とをまたぐように連設してもよく、チャックと連結部材と芯タンク内とをまたぐように連設してもよい。

また、本発明における表示体の材質は、特に限定されず樹脂や金属など様々な材質を選択することができ、また表示体の形状も、特に限定されず円柱形状や角柱形状など様々な形状を選択することができる。
そして、表示体の状態を軸筒の外部から認識することで芯タンク内の予備芯の有無を確認する手段としては、特に限定されることはないが、例えば、芯タンク内の芯収容部に最後の芯を含む複数の予備芯が収容され、予備芯の後端に表示体が当接している状態においては外部から見える表示部を白色とし、芯タンク内の予備芯が最後の芯となり、最後の芯が前方に移動することにより、最後の芯の後端に当接した表示体が芯に追従して前方に移動した状態においては、外部から見える表示部を赤色になるよう構成してもよく、この場合、軸筒の外部から視認される表示部の色が白色から赤色へ変化することで、芯タンク内の予備芯の有無を外部から容易に認識することができるため好適である。尚、表示部の色の構成は状態が変化したことを認識できればどのような組み合わせでもよい。また、表示体の表示部に文字を印刷したり、記号を刻印したりすることにより、外部から認識できる表示部の文字が表す意味が変化したり、記号の変化により芯タンク内の予備芯の有無を外部から容易に認識できるよう構成してもよい。更に、表示部が外部から視認できるか否かの変化や外部から視認される表示体の幅の変化で状態が変化したことを認識するよう構成してもよい。そして、音、光、振動など五感を刺激することで表示部の状態が変化したことを外部から認識させてもよい。

更に、表示体の前端が、チャック内に入った芯の後端にも当接するよう構成してもよく、この場合、使用中の芯が消耗するにつれて表示体が前方に向けて連続的に移動するため、例えば、表示部の表面にその前方から後方に向かって色調や色の濃淡が連続的に変化するグラデーションを施して、外部から見える使用中の芯の残量を連続的に確認することで、表示部表面の色調や色の濃さの変化により芯収容部への予備芯を補充する緊急度を使用者が認識し易くしてもよい。

また、本発明における予備芯検知ユニットを前記軸筒または前記芯タンクに対して着脱自在に装着する手段は特に限定されることはなく、軽い圧入、乗り越え嵌合、螺着等、適宜選択した係止手段により着脱自在に構成すればよい。そして、この場合、予備芯検知ユニットを取り外すことで芯タンクの後部および軸筒の後端開口部が解放され、芯を芯タンク内に補充することができる。更に、予備芯検知ユニットには表示体以外の付属具が装着可能になるよう構成してもよく、例えば、予備芯検知ユニットの後部に係止孔部を設け、当該係止孔部に消しゴムを着脱自在に挿嵌し、更に、消しゴムを覆うようにキャップ体を後方から着脱自在に構成することで、一般的なシャープペンシル同様に筆跡を消しゴムで消去することができる。
尚、予備芯検知ユニットは、構成する部品が紛失しないよう軸筒または芯タンクに対して一体的に着脱可能となるよう構成することが好ましく、例えば、前述した予備芯検知ユニットに消しゴムやキャップ体を取り付ける場合は、軸筒に対して予備芯検知ユニット全体を取り外す場合とキャップ体のみ予備芯検知ユニットから取り外す場合が発生するため、一方の係止手段に螺子嵌合などの螺着を用いるときは、他方の係止手段は前後への押し引きによる乗り越え嵌合等を用いるなど、着脱の際に掛ける力の方向を変えることで、予備芯検知ユニット全体を着脱する場合と一部の部品のみを着脱する場合とを任意に選択して実行することができる。

また、芯がチャックに狭持された状態において、当該芯が前方へ押圧された際のチャックの芯狭持力をＸとし、表示体の自重または弾発部材の弾発力により当該表示体により芯を前方へ押圧する押圧力をＹ、スライダーの芯保持部で前記芯を保持する芯保持力をＺとしたとき、Ｘ＋Ｚ≧Ｙ、且つ、Ｙ＞Ｘの関係式を満たすように構成してもよく、この場合、Ｘ＋Ｚ≧Ｙを満たすことで、筆記により芯が消耗し、使用中の短芯と芯タンク内の最後の芯とが軸芯に沿って直列した状態において、短芯をチャックで狭持する芯狭持力Ｘとスライダーの芯保持部で芯を保持する芯保持力Ｚを合わせた芯狭持力（芯保持力）が表示体の自重または弾発部材の弾発力で表示体を介して最後の予備芯を前方へ押圧する押圧力Ｙより大きいため、最後の予備芯により消耗した短芯が押されて前進することがない。このため、芯が前方へ押圧された際のチャックの芯狭持力Ｘが小さくなる自動繰出式シャープペンシルでも、短芯が前進せずそのまま筆記を継続することが可能となる。
更に、筆記している短芯が更に短くなることでチャックで狭持できなくなり、芯保持部のみで短芯を保持している状態においては、Ｙ＞Ｘの関係式を満たすことで、短芯の前進に伴い最後の予備芯が押圧力Ｙで前進するため、短芯が更に短くなり芯保持部で保持できなくなるまで最後の予備芯を追従させることができる。このため、筆記時に芯が消耗してチャックでの狭持ができなくなっても自動芯出機能を維持することができ、廃棄する芯の長さを短くすることが可能となる。そして、この状態では最後の予備芯が芯保持部に達しているため、スライダーを後方へ押圧することで最後の予備芯を前方へ繰出し、筆記可能状態にすることができる。
尚、上記した機能は、芯収容部の予備芯が最後の芯になったときのみ働く機能であるため、この機能の継続的に使用するには芯収容部に補充する芯の本数を１本ずつ実行すればよい。

また、芯タンクの芯収容部の後方に、芯収容部の内径よりも拡径すると共に軸筒の内周面に摺接する拡径部を形成し、拡径部に芯検知ユニットが着脱自在に係止される被係止部を形成してもよく、この場合、芯タンクが軸筒内周面に摺接していることから、予備芯検知ユニットを芯タンクに係止する際に芯タンクが軸心に対して直交する方向にぶれることがなく、係止し易くなる効果を奏する。更に、芯タンクの内面に予備芯検知ユニットを係止する被係止部を設けることで、芯タンク内の芯収容部から折れた芯や欠けた芯、細かな芯粉等が自動繰出式シャープペンシルの内部に流出し、チャックやスライダー等の芯狭持部（保持部）に影響を与えることを防止できる。
尚、芯タンクの拡径部と軸筒の内周面との間隔は、予備芯検知ユニットを芯タンクに係止した際に外径の変動を生じても芯タンクの作動に影響が出ないよう微小の隙間を設けることが好ましい。

更に、予備芯検知ユニットを前方へ押圧することで、チャックが前進し、芯が前方へ繰出されるよう構成してもよく、この場合、芯収容部に複数の予備芯が存在する状態で筆記により芯が消耗して短くなりチャックで短芯が狭持できなくなると、一般的な自動繰出式シャープペンシル同様にスライダーを後退させても芯を前方へ繰出す機能を失うため、予備芯検知ユニットを前進させることでチャックと予備芯とを前進させ、消耗した短芯を軸筒の前端から廃棄することが可能となるため好適である。

本発明によれば、筆記により消耗した芯に対する予備芯の追従性がよく、芯収容部内の予備芯が減り最後の芯になったことを検知可能な自動繰出式シャープペンシルを提供することができた。

本実施の形態の自動繰出式シャープペンシルの側面図であり、芯収容部内に複数の予備芯（筆記している芯を含む）がある状態を示す図である。 図１の自動繰出式シャープペンシルの拡大縦断面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。 本実施の形態の予備芯検知ユニットの分解図である。 図２において、芯収納部内に存在する芯が最後の予備芯のみの状態を示す縦断面図である。 図６の状態における自動繰出式シャープペンシルの側面図である。 図６の状態から芯収納部内の最後の予備芯が更に前進した状態を示す縦断面図である。 図８の状態における自動繰出式シャープペンシルの側面図である。 図２において、予備芯検知ユニットを取り外した状態を示す縦断面図である。 図２において、キャップを取り外し、消しゴムを使用する状態を示す縦断面図である。

以下に、図面を参照して本実施の形態の自動繰出式シャープペンシルを詳細に説明するが、本発明は以下の自動繰出式シャープペンシルに限定されるものではない。

実施例１
図１は、実施例１の自動繰出式シャープペンシルの外観図であり、芯タンク内に予備芯がある状態を示している。図２は、図１の拡大縦断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図であり、図５は予備芯検知ユニットの分解図である。
尚、図面の説明において、軸筒の軸方向（長手方向）においてスライダーがある側を前方と表現し、その反対側を後方と表現する。また、軸筒の軸心に近い側を内方と表現し、その反対側を外方と表現する。

本実施の形態の自動繰出式シャープペンシル１は、図１及び図２に示すように、筒状に形成された前軸２と、前軸２の前部に螺着された先口３と、前軸２の後部に係着され外側部にクリップ部４ａが形成された後部筒状体４と、で軸筒５が形成され、軸筒５の後部内周部には、予備芯検知ユニット６が着脱自在に装着してある。また、先口３の内部には芯１１を保持する芯ホルダー２２を備えたスライダー７が挿入され、スライダー７の後方且つ軸筒５の内方には自動芯出機構８を挿入して構成してある。

前軸２について詳述すると、前軸２は透明なポリカーボネート樹脂を用いて射出成形により形成してあり、図２から図４に示すように筒状に形成され、前部内周部には連結体９を装着してある。また、中央内周部に内方へ向って突出する内方凸部２ａを形成し、後部外周部には外方へ向って突出する係止突起２ｂを形成してある。
また、図１に示すように、前軸２の外周面には転写シートを転写した転写部２ｃを形成してあり、転写部２ｃの一部に長方形の透明な透明部２ｄを形成する事で、透明部２ｄを通して前軸２の内部を透視可能に構成してある。

連結体９は筒状に形成してあり、図２に示すように、連結体９の後部外周部を前軸２の前部内周部に圧入装着することで前軸２に対して着脱不能に固着してあり、前部外側面には雄螺子部９ａを形成してある。また、内周面には後方側が径小になるよう内段部９ｂを形成してある。

自動芯出機構８について詳述すると、図２に示すように、自動芯出機構８は前軸２及び連結体９の内方に挿入してある。そして、その中心部にはシャープペンシル用の芯１１を狭持する狭持部１３ａを前部に備え、全体が軸方向に沿って二分割されたボールチャック１３（チャック）を配設してあり、狭持部１３ａの外側面には半球状の凹部１３ｂが形成してある。また、ボールチャック１３の凹部１３ｂには球状の鋼製ボール１４を挿入してあり、鋼製ボール１４及びボールチャック１３を囲うように筒状の締具１５を装着してある。また、締具１５の前部内面には前方に向かって拡径する傾斜部１５ａを形成してあり、傾斜部１５ａにはボールチャック１３の凹部１３ｂに挿入した鋼製ボール１４が当接するよう配置してある。更に、締具１５の外周部には外段部１５ｂを形成してあり、外段部１５ｂと連結体９の段部９ｂとが当接することで、締具１５の後方への移動を制限してある。
更に、ボールチャック１３の外側面には段部１３ｃが形成してあり、段部１３ｃと締具１５の内面に形成した内段１５ｃとの間にチャック用スプリング１６（チャックスプリング）を張架して、ボールチャック１３を締具１５に対して後方に弾発してある。

ボールチャック１３の後方には芯１１が通過可能な内孔を有する筒状のコネクター１７を配設してあり、コネクター１７が前進した際にボールチャック１３の後端とコネクター１７の中央内段部１７ａとが当接するよう構成してある。
また、コネクター１７の前部にはすり割りにより３分割されたチャック状の把持部１７ｂを形成してあり、把持部１７ｂにより締具１５の後部外周部を軽い力（約０．２９Ｎ）で把持するよう形成してある。更に、コネクター１７の後部係止部１７ｃには筒状の芯タンク１８が着脱不能に圧入装着してある。

芯タンク１８は筒状に形成してあり、後部に拡径した拡径部１８ａを形成し、拡径部１８ａの内周部には内方へ向って突出し軸周方に延びるように形成した内方突起１８ｂ（被係止部）を形成してある。また、芯タンク１８の外部には外方突起部１８ｄが形成してあり、外方突起部１８ｄが前軸２の内方凸部２ａに当接することで芯タンク１８の後方への移動を制限してある。

そして、締具１５の前部開口部には、前後方向に貫通孔を有する蓋１９を係着してあり、蓋１９によりボールチャック１３と鋼製ボール１４が前方側に抜けないように構成してある。

上記構成により、ボールチャック１３と鋼製ボール１４と締具１５とチャック用スプリング１６とコネクター１７と芯タンク１８と蓋１９とで自動芯出機構８が形成され、自動芯出機構８の内部には、ボールチャック１３の後部内周部とコネクター１７の内周部と芯タンク１８の内周部をまたぐように形成され、予備芯１２を収容する芯収容部１０を形成してある。尚、芯１１と予備芯１２は基本的に略同様の寸法で形成されたものであるが、便宜的に区別して表現する。
また、芯タンク１８の拡径部１８ａの外周部に形成される外段部１８ｃと前軸２の内方凸部２ａとの間にノック用スプリング２０を張架することで、芯タンク１８を後方へ弾発してある。

次に、スライダー７について詳述すると、スライダー７は先口３の内周部に前後動自在に挿入してあり、筒状の芯ガイドパイプ２１と、芯ガイドパイプ２１の内周部に圧入装着され芯保持部２２ａを有する芯ホルダー２２と、で構成してある。そして、芯ガイドパイプ２１の外周部には鍔部２１ａを形成してある。更に、芯ガイドパイプ２１の前端には芯１１が出没する前端開口部２１ｂを形成してある。
また、芯ホルダー２２は合成ゴムで形成してあり、芯保持部２２ａで芯１１を保持可能に構成してある。尚、本実施例においては、芯保持部２２ａでの芯保持力は０．２５Ｎに設定してある。

更に、先口３について詳述すると、図２に示すように、先口３は前後に貫通し段状に形成された内孔を備えており、前部開口部３ａからはスライダー７の前部が突出可能に構成してある。また、先口３の内周部且つスライダーの７の後方には固定筒２３を圧入装着してあり、固定筒２３の内段と先口３の内段との間にスライダー用スプリング２４を張架することでスライダー７を前方へ弾発してある。
また、先口３の後部内周部には雌螺子部３ｂが形成してあり、雌螺子部３ｂと連結体９の雄螺子部９ａとを螺着することで先口３を連結体９を介して前軸２に対して着脱自在に装着してある。

後部筒状体４について詳述すると、図２から図４に示すように、後部筒状体４は筒状の筒状部４ｂを備え、筒状部４ｂの外周部に形成した係止孔部４ｄを前軸２の後部に形成した係止突起２ｂに係止することで、後部筒状体４を前軸２に着脱不能に係着してある。
また、筒状部４ｂの外側部には前述したクリップ部４ａが前方へ向って延びるように形成してあり、内周部には後端開口部４ｅから軸方向に沿って前方へ延びるように溝部４ｃを形成してある。尚、溝部４ｅは軸心を挟んで対向した位置に２箇所形成してある。

次に、予備芯検知ユニット６について詳述すると、図２から図５に示すように、検知ユニット本体２５は、前端から後方へ向って延び有底部を備えた前孔２５ａと、後端から前方へ向って延び前孔２５ａと同様に有底部を備えた後孔２５ｂを形成してある。そして、前孔２３ａの側部には外周部まで貫通し前後に延びるスリット部２５ｃを形成してある。また、前部外周部は中央外周部に比べて径小に形成するとともに外方へ向って突出し軸周方向に延びる係止部２５ｄを形成してある。更に、後部外周部には外方へ向って突出する突起部２５ｅと後部雄螺子部２５ｆとを形成してある。
尚、検知ユニット本体２５は、透明なＡＢＳ樹脂を用いて射出成形で形成してあり、成形後に内部が透視可能に構成してある。

また、検知ユニット本体２５の内部には、前後動自在に棒状の表示体２６が挿入してあり、表示体２６は前棒部材２７と表示部２６ａとなる後板部材２８とで構成してある。

前棒部材２７は複数の段部を有する棒状に形成してあり、前部は芯タンク１８の内周部に前後動自在に挿入され、前棒部材２７の前部外形は芯タンク１８の芯収納部８ａの内形に相似させると共に若干小径に形成することで、芯収納部８ａ内に規定長さ（本実施例の場合は略６０ｍｍに設定）の予備芯１２が存在する場合は、予備芯１２の後端に前棒部材２７の前端２７ａ（当接部）に当接するよう構成してある。そして、前棒部材２７の後部には後部係着部２７ｂが形成してある。尚、前棒部材２７は白色のＰＯＭ樹脂を用いて形成してある。

また、後板部材２８は板状に形成してあり、前後に貫通する内孔部２８ａを形成してある。そして、内孔部２８ａの前部には前棒部材２７の後部係着部２７ｂが圧入により係着してある。また、後板部材２８の後端部にはスプリング前端受部２８ｂが形成してある。尚、後板部材２８は赤色のＰＯＭ樹脂を用いて形成してある。

ここで、図５を参照して検知ユニット本体２５へ表示体２６を装着する方法を説明すると、始めに検知ユニット本体２５の前孔２５ａから弾発部材となる検知用スプリング２９を挿入して、検知用スプリング２９を検知ユニット本体２５の内部に形成したスプリング後端受部２５ｇに嵌着し、その状態で後板部材２８を検知ユニット本体２５のスリット部２５ｃから挿入してスプリング前端受部２８ｂに検知用スプリング２９の前部を装着し、その後に前棒部材２７を前孔２５ａから挿入して後板部材２８の内孔部２８ａに前棒２７の後部係着部２７ｂを圧入して係着させることで、表示体２６を検知ユニット本体２３に対して着脱不能且つ前後動可能に装着してある。 そして、表示体２６と同時に装着した検知用スプリング２９により、表示体２６は前方へ弾発された状態となる。尚、本実施例では検知用スプリング２９（弾発部材）の取り付け時における弾発力と表示体２６の自重により当該表示体が前方へ押圧される押圧力は最大で０．２０Ｎ（バネ収縮時）、最小で０．１０Ｎ（バネ伸長時）となるよう調整してある。

また、検知ユニット本体２５の後孔２５ｂには消しゴム３０を挿入してあり、後部雄螺子部２５ｆにはキャップ３１の雌螺子部３１ａを螺着させることで、キャップ３１を着脱自在に取り付けてある。

上記構成により、予備芯検知ユニット６は検知ユニット２５と表示体２６と検知用スプリング２９と消しゴム３０とキャップ３１により構成されて一体的な取り扱いが可能となり、予備芯検知ユニット６は軸筒５の後部及び芯タンク１８の後部に対して装着される。そして、その装着時に、後部筒状体４の溝部４ｅに検知ユニット本体２５の突起部２５ｅを挿入し且つ芯タンク１８の拡径部１８ａの内方突起１８ｂと検知ユニット本体２５の係止部２５ｄとを乗り越え嵌合させることで、予備芯検知ユニット６は筒５及び芯タンク１４に対して着脱自在且つ回転不能に装着される。
尚、予備芯検知ユニット６において、表示体２６の表示部２６ａ（後板部材２８）は検知ユニット本体２５が前述したように透明材料で形成されていることから予備芯検知ユニット６の外部から透視可能に構成される。

ここで、芯ホルダー２２の芯保持部２２ａの芯保持力とボールチャック１３の芯保持力と表示体２６の前方への押圧力の関係について説明する。
本実施例では、芯１１がボールチャック１３に狭持された状態において、芯１１が前方へ押圧された際のボールチャック１３の狭持力をＸとし、表示体２６の自重と検知用スプリング２９の弾発力により表示体２６が予備芯１２を前方へ押圧する押圧力をＹとし、芯ホルダー２２の芯保持部２２ａが芯１１を保持する保持力をＺとしたとき、Ｘ＋Ｚ≧Ｙ、且つ、Ｙ＞Ｘの関係式を満たすように構成してあり、具体的に本実施例の構成では、前述したようにＸは０．０５Ｎ、Ｙは０．１Ｎ〜０．２０Ｎ、Ｚは０．２５Ｎに設定してあるため上記関係式を満たしている。尚、これによる効果は後述する。

また、本実施例の自動繰出式シャープペンシル１は筆記した際に、芯１１が自動的に前方へ繰り出される構造となっており、その芯が繰出される過程を説明する。
図２の状態で紙面等への筆記により芯１１が磨耗し、スライダー７の前端が紙面に当接すると、スライダー７内部の芯保持部２２ａの芯保持力で芯１１はスライダー７の後退に合わせて同時に後退しようとするが、ボールチャック１３の芯の狭持力は筆圧に耐える必要があるため芯１１を後方へ押圧する方向には強い狭持力（本実施例では１９．６１Ｎ以上）で狭持している。このため、芯１１は後退することなく、スライダー７が芯ホルダー２２とともに芯１１に対して滑り後方へ移動する。そして、筆記面からスライダー７の前端が離れると、スライダー７は芯ホルダー２２とともにスライダー用スプリング２４の弾発力で前進する。この際、芯ホルダー２２で芯１１を保持しているため芯１１を前方へ引っ張ることとなる。そして、ボールチャック１３は前述したように芯１１を前方へ押圧する方向には軽い狭持力（本実施例では０．０５Ｎ）でしか狭持していないため、芯１１はボールチャック１３からスライダー７の前進に合わせて前方へ引き出される。これにより、芯１１は筆記時の芯１１の磨耗に応じてスライダー７が後退することにより、芯１１が前方へ繰出される構造となっている。

次に、図１、図２、図６及び図７を用いて、筆記等により芯１１が消耗した際、予備芯検知ユニット６が作動して芯収容部１０内の予備芯１２が最後の１本になったことを使用者が認識する状況を説明する。
図２の状態では、予備芯１２を含め複数の芯が芯収容部１０に存在している。このとき、予備芯１２の前端は芯収納部１０の内側部前端１０ａに当接しており、予備芯１２の後端は表示体２６（前棒部材２７）の前端２７ａに当接していることから、予備芯１２は検知用スプリング２９の弾発力で前方へ弾発された状態となっている。この状態で、自動繰出式シャープペンシル１を外方から視ると、図１に示すように、前軸２に転写された転写部２ｃの透明部２ｄからは、表示体２６の表示部２６ａ（後板部材２８）は視えないよう透明部２ｄの位置と枠の大きさを調整してあるため、使用者は表示部２６ａが視えないことで芯収容部１０にはまだ予備芯１２を含めて複数の芯があることを認識することができる。本実施例では、このとき使用者は透明な前軸２の外側面と同じく透明な検知ユニット本体２５とを通して表示体２６の前棒部材２７が視えており、前棒部材は白色のＰＯＭ樹脂で形成してあるため、使用者には透明部から白色の前棒部材２６が見えている状態になっている。
そして、図２の状態から、筆記等により芯１１が磨耗して減り、芯収容部１０内に存在する芯が予備芯１２の１本になり、予備芯１２が消耗した芯１１に追従してボールチャック１３の連絡孔部１３ｄに入ると、最後の予備芯１２が前進するのに合わせて、前方へ弾発されている表示体２６も予備芯１２に追従して前進し、図６の状態となる。この際、透明部２ｄからは図７に示すように表示体２６の表示部２６ａ（後板部材２８）が見えるよう構成してあるため、使用者の認識は透明部２ｄから見える色が白色から赤色に変化する。このため、使用者は色の変化により芯収容部１０内の芯が予備芯１２を含めて最後の１本になったことを認識することができると共に、芯収容部１０へ予備芯を補充するタイミングを知ることができる。
更に、この時点で新たな予備芯を補充せず筆記等により更に芯１１が磨耗し、筆記している芯１１が芯ホルダー２２の保持部で保持できなくなると、芯１１はスライダー７の前端開口部から落下し、図７のように自動繰出式シャープペンシル１内に芯１１が１本の状態となる。この際、透視部１０ａから見える表示部２６ａは、図８に示すように透視部１１ａの前端まで前進するため、使用者は自動繰出式シャープペンシル１内の残芯が完全に１本になったことを認識できるため、予備芯の補充を急ぐ必要があることを認識できる。

ここで、本実施例では前述したＸ＋Ｚ≧Ｙの関係式を満たすよう構成しているため、最後の予備芯１２が連絡孔部１３ｄに入ることで、消耗した芯１１が補充芯１２を介して表示体２６に押圧力Ｙで前方へ押圧されても、芯保持部２２ａによる芯保持力Ｘとボールチャック１３の芯狭持力Ｚ（後方からの押圧時）の合計の方が大きいため、芯１１が予備芯１２に押されて前進することがなく、筆記を継続することができる。
そして、通常、一般的な自動芯繰出式シャープペンシルでは筆記している芯が消耗してチャックで保持できず芯ホルダーのみで保持される状態になると、スライダーの後退により芯を前進させることはできるものの後ろの予備芯には前進する力が働かないため、スライダーの前端開口部から突出した芯で筆記しても当該芯が後退して筆記できない状態となる。このため、ノック動作等により締具に対して強制的にチャックを前進させてチャックを開き、新たな芯（予備芯）をチャックで狭持させる必要があるが、本実施例ではＹ＞Ｘの関係式も同時に満たすように構成し、検知用スプリング２９の弾発力で予備芯１２を後方から弾発しているため、芯１１が消耗してボールチャック１３で狭持できなくなっても、スライダー７の後退により芯１１が前進するのに合わせて予備芯１２が前進してボールチャック１３に狭持される。このため、芯１１が更に消耗して短くなり芯ホルダー２２で保持できなくなるまで、芯１１での筆記を継続でき、廃棄する芯が短くなる効果を奏する。
尚、上記効果は芯収容部１０内の芯が予備芯１２を含めて最後の１本となることで発揮される効果のため、この効果を継続的に使用したい場合は、芯収容部１０に補充する芯を１本ずつ補充すればよい。そして、複数の予備芯１２が芯収容部１０にある状態で、使用している芯がボールチャック１３で狭持できなくなるまで短くなった場合、本実施例では予備芯検知ユニット６を後方から押圧することで芯タンク１８と共にコネクター１７を前進させ、コネクター１７の中央内段部１７ａがボールチャック１３の後端に当接することで一般的な自動繰出式シャープペンシル同様、ボールチャック１３を前進させてボールチャック１３の狭持部１３ａを開いて予備芯１２を狭持すると共に予備芯１２を前進させることができる。このため、複数の予備芯１２を芯収容部に補充した場合でも短くなった芯１１をスライダー７の前端開口部から排出して筆記を継続することが可能である。

次に、図１０を用いて、本実施例のシャープペンシル１に芯を補充する状態について説明する。
軸筒５に対して、予備芯検知ユニット６のキャップ３１を把持して後方に引っ張ると、キャップ３１は雌螺子部３１ａにより検知ユニット本体２５の後部雄螺子部２５ｆに螺合されているために軸心方向への力が加わっても螺合状態が解除されることはなく、キャップ３１と共に予備芯検知ユニット６が一体的に後方に引っ張られる。この時、芯タンク１８は外方突起部１８ｄが前軸２の内方凸部に当接することで後方への移動を制限されているため、検知ユニット本体２５の係止部２５ｄと芯タンク１８の拡径部１８ａの内方突起１８ｂとの嵌合状態が外れて、予備芯検知ユニット６が軸筒５から抜き取られる。そして、図１０のように、芯タンク１８の後端と軸筒５（後部筒状体４）の後端開口部４ｅが開口状態となる
尚、図１０の状態で補充芯を軸筒５の後端開口部４ｅから軸筒５内に挿入する際、芯タンク１８の後部には拡径された拡径部１８ａが形成されているため、補充芯を軸筒５の後端開口部４ｅから芯タンク１４の芯収容部１０内にスムーズに収容させることができる。

次に、図１１を用いて、本実施の形態のシャープペンシル１の消しゴム３０を使用する状態について詳細に説明する。
軸筒５を把持し、キャップ３１を後方からみて反時計回りに回転させると、キャップ３１が螺合した検知ユニット本体２５にも同方向の力が加わるが、検知ユニット本体２５の突起部２５ｅは後部筒状体４の溝部４ｅに挿入してあるため、軸周方向への力が掛かっても軸筒５に対して回転することがない。このため、キャップ３１のみが検知ユニット２５に対して回転し、検知ユニット本体２５との螺合が解けてキャップ３１が着脱され、検知ユニット本体２５に挿嵌された消しゴム３０が露出して使用可能となる。

以上のように、本実施例では、筆記により消耗した芯１１に対する予備芯１２の追従性がよく、芯収容部１０内の予備芯１２が減り最後の１本になったことを検知可能な自動繰出式シャープペンシル１を提供することができた。

１…自動繰出式シャープペンシル、
２…前軸、２ａ…内方凸部、２ｂ…係止突起、２ｃ…転写部、２ｄ…透明部、
３…先口、３ａ…前端開口部、３ｂ…雌螺子部、
４…後部筒状体、４ａ…クリップ部、４ｂ…筒状部、４ｃ…溝部、４ｄ…係止孔部、
４ｅ…後端開口部、
５…軸筒、
６…予備芯検知ユニット、
７…スライダー、
８…自動芯出機構、
９…連結体、９ａ…雄螺子部、９ｂ…内段部、
１０…芯収容部、１０ａ…内側部前端、
１１…芯、
１２…予備芯、
１３…ボールチャック（チャック）、１３ａ…狭持部、１３ｂ…凹部、
１３ｃ…段部、１３ｄ…連絡孔部、
１４…鋼製ボール、
１５…締め具、１５ａ…傾斜部、１５ｂ…外段部、１５ｃ…内段、
１６…チャック用スプリング、
１７…コネクター、１７ａ…中央内段部、１７ｂ…把持部、１７ｃ…後部係止部、
１８…芯タンク、１８ａ…拡径部、１８ｂ…内方突起（被係止部）、１８ｃ…外段部、
１８ｄ…外方突起部、
１９…蓋、
２０…ノック用スプリング（チャックスプリング）、
２１…芯ガイドパイプ、２１ａ…鍔部、
２２…芯ホルダー、２２ａ…芯保持部、
２３…固定筒、
２４…スライダー用スプリング、
２５…検知ユニット本体、２５ａ…前孔、２５ｂ…後孔、２５ｃ…スリット部、
２５ｄ…係止部、２５ｅ…、２５ｆ…後部雄螺子部、２５ｇ…スプリング後端受部、
２６…表示体、２５ａ…表示部、
２７…前棒部材、２７ａ…前端（当接部）、２７ｂ…後部係着部、
２８…後板部材、２８ａ…内孔部、２８ｂ…スプリング前端受部、
２９…検知用スプリング、
３０…消しゴム、
３１…キャップ、３１ａ…雌螺子部。

Claims (5)

1. 芯を補充するための後端開口部を有する軸筒と、前記軸筒内に配設され複数の予備芯を収容可能とした芯収容部を有する芯タンクと、前記芯タンクの前方に配設され前記芯を狭持するチャックと、前記チャックを後方へ弾発するチャックスプリングと、前記チャックの前方に配設され前記芯が保持される芯保持部を有するスライダーと、を備え、
   前記チャックにおける前記芯の狭持力は、当該芯が軸心に沿って後方へ押圧された際の狭持力より前方へ押圧された際の狭持力の方が小さくなるよう形成され、
   筆記時において前記スライダーが後方へ移動し、当該スライダーが前記芯と共に前進することで当該芯が前方へ繰り出されるよう構成した自動繰出式シャープペンシルであって、
   前記芯タンクの後方に、前記芯収容部内の予備芯の有無を検知する予備芯検知ユニットが配設され、
   前記予備芯検知ユニットは、前記軸筒または前記芯タンクに対して着脱自在に装着されると共に、前記芯収容部内に少なくとも一部が挿入される表示体を備え、
   前記表示体は、前記芯収容部内の予備芯の後端に当接する当接部と、前記当接部の後方に形成された表示部と、を備え、
   前記芯収容部内の複数の予備芯が最後の芯となった状態では、前記予備芯検知ユニットが作動し、前記最後の芯が前方に移動することに伴い当該最後の芯を追従して前記表示体が前方に移動すると共に前記軸筒の外方から認識される前記表示部の状態が変化し、
   前記芯タンク内に複数の予備芯が収容されている状態では、前記複数の予備芯の後端に前記表示体の当接部が当接することで前記軸筒の外方からは認識される前記表示部の状態が変化しないよう構成すると共に、前記表示体により前記予備芯を前方へ押圧することを特徴とした自動繰出式シャープペンシル。
2. 前記表示体の後方に当該表示体を前方へ弾発する弾発部材が配設され、前記弾発部材の弾発力で表示体を介して前記芯収容部内の予備芯を前方へ弾発することを特徴とした請求項１に記載の自動繰出式シャープペンシル。
3. 前記芯が前記チャックに狭持された状態において、当該芯が前方へ押圧された際の当該チャックの狭持力をＸとし、前記表示体の自重または弾発部材の弾発力により当該表示体により前記芯を前方へ押圧する押圧力をＹ、前記スライダーの芯保持部で前記芯を保持する保持力をＺとしたとき、Ｘ＋Ｚ≧Ｙ、且つ、Ｙ＞Ｘの関係式を満たすように構成したことを特徴とする請求項２に記載の自動繰出式シャープペンシル。
4. 前記芯収容部の後方に、当該芯収容部の内径よりも拡径し前記軸筒の内周面に隣接する拡径部が形成され、前記拡径部に予備芯検知ユニットが着脱自在に係止される被係止部を形成したことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の自動繰出式シャープペンシル。
5. 前記予備芯検知ユニットを前方へ押圧することで、前記チャックが前進し、前記芯が前方へ繰出されるよう構成したことを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の自動繰出式シャープペンシル。

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