JP2022101152A - 軟質部材の取付構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】軟質部材挿入時に当該軟質部材が筒体の取付孔に完全に装着されると共にしっかり嵌合される軟質部材の取付構造を提供すること。【解決手段】筒体1の上端部に取付孔2を設け、筒体1は金属材料で形成され、取付孔2の内周面に内向突起21を有し、内向突起21が下方に向かうに従い内径が小さくなる傾斜面よりなるガイド部21aを備え、軟質部材3の外周面に外向突起51を有し、外向突起51が上方へ向かうに従い外径が大きくなる傾斜面よりなる傾斜部51aを備え、ガイド部21aの少なくとも一部は、傾斜部51aの最大外径部51bを通る軸方向に沿った線上に位置し、ガイド部21と軸方向に沿った軸線との交角をX、傾斜部51aと軸方向に沿った軸線との交角をYとしたとき、X<Y<45°を満たす。【選択図】図4
Description
本発明は、軟質部材の取付構造に関する。詳細には、筆記具の軸筒またはキャップ等の筒体の上端部に、軸方向上方に開口する取付孔を設け、前記取付孔に軟質部材を挿着する軟質部材の取付構造に関する。本発明で、「上」とは、筒体において取付孔側を指し、軟質部材において大径部側を指す。一方、本発明で、「下」とは筒体において取付孔の反対側を指し、軟質部材において小径部側を指す。また、本発明で「内方」とは、筒体及び軟質部材において外周から中心軸側へ向かう方向を指し、「外方」とはその反対方向を指す。
従来の軟質部材の取付構造に関して、特許文献1には、鉛筆キャップに消しゴムを取り付けた構造が開示されている。
しかしながら、前記従来の軟質部材の取付構造は、軟質部材の弾力性が経時により低下した際に軟質部材が取付孔から抜け落ちるおそれがあり、また、軟質部材を取付孔に圧入する際の大きな押し込み力が必要であり、取り付け作業が容易ではないという課題がある。
この課題を解決する手段として、特許文献2には、軟質部材の確実な脱落防止が可能となり、しかも、軟質部材の取付作業が容易となる軟質部材の取付構造が開示されている。
特許文献2の構造では、筒体の取付孔の内周面に内向突起が形成され、軟質部材の外周面に外向突起が形成され、軟質部材を取付孔に挿入する際に外向突起が内向突起を上方から下方に乗り越えて挿着される。また、外交突起には上方側に軸方向に対して傾斜するガイド部が形成され、内向突起の下方側にも軸方向に対して傾斜するガイド部が形成され、軟質部材の挿入時に互いのガイド部がガイドすることで外向突起が内向突起を上方から下方に乗り越え易くなるよう構成され、スムーズな乗り越え嵌合を可能としている。
しかしながら、特許文献2の構造では、内向突起のガイド部と外向突起のガイド部とが面接触する場合があり、その場合、軟質部材の外向突起が軸径方向に変形せず、軸方向上方へ向かって変形することで、軟質部材の外向突起が筒体の内向突起を乗り越えられず、挿着が不完全になる虞れがあった。また、特許文献2では軟質部材が合成ゴムやエラストマー等の弾性材料により形成されており、表面の滑り性を高くすることが困難なため、ガイド部同士が面接触すると外向突起が内向突起を乗り越える際の抵抗が高くなり、乗り越え嵌合時に外向突起が軸方向上方へ向かって変形し嵌合が不完全な状態となることがより顕著となる虞があった。
本発明は、以上の背景をもとになされたものであり、その目的とするところは、軟質部材挿入時に当該軟質部材が筒体の取付孔に完全に装着されると共にしっかり嵌合される軟質部材の取付構造を提供することである。
本発明は、筆記具の軸筒またはキャップ等の筒体の上端部に、軸方向上方に開口する取付孔を設け、前記取付孔に軟質部材を挿着してなる軟質部材の取付構造であって、
前記筒体は金属材料で形成され、
前記取付孔の内周面に内向突起を有し、前記内向突起が下方に向かうに従い内径が小さくなる傾斜面よりなるガイド部を備え、
前記軟質部材の外周面に外向突起を有し、前記外向突起が上方へ向かうに従い外径が大きくなる傾斜面よりなる傾斜部を備え、
前記ガイド部の少なくとも一部は、前記傾斜部の最大外径部を通る軸方向に沿った線上に位置し、
前記筒体の軸方向に沿った断面において、前記ガイド部と軸方向に沿った軸線との交角をX、前記傾斜部と軸方向に沿った軸線との交角をYとしたとき、X<Y<45°を満たすことを特徴とする軟質部材の取付構造である。
前記筒体は金属材料で形成され、
前記取付孔の内周面に内向突起を有し、前記内向突起が下方に向かうに従い内径が小さくなる傾斜面よりなるガイド部を備え、
前記軟質部材の外周面に外向突起を有し、前記外向突起が上方へ向かうに従い外径が大きくなる傾斜面よりなる傾斜部を備え、
前記ガイド部の少なくとも一部は、前記傾斜部の最大外径部を通る軸方向に沿った線上に位置し、
前記筒体の軸方向に沿った断面において、前記ガイド部と軸方向に沿った軸線との交角をX、前記傾斜部と軸方向に沿った軸線との交角をYとしたとき、X<Y<45°を満たすことを特徴とする軟質部材の取付構造である。
本発明によれば、ガイド部の少なくとも一部は、傾斜部の最大外径部を通る軸方向に沿った線上に位置し、筒体の軸方向に沿った断面において、ガイド部と軸方向に沿った軸線との交角をX、傾斜部と軸方向に沿った軸線との交角をYとしたとき、X<Y<45°を満たすように構成していることから、軟質部材を筒体の取付孔に挿入する際、傾斜部とガイド部が面接触することがなく、傾斜部の最大外径部が筒体のガイド部に最初に当接する。また、ガイド部に当接した傾斜部の最大外径部は、傾斜部の垂線方向の力を受けるため、交角Yを45°より小さく形成することで、軸方向へ受ける力より軸径方向への力が大きくなる。このため、軟質部材の挿入時に外向突起全体が軸径方向の内方側に撓むことで、外向突起が内向突起を乗り越え易くなり、軟質部材が筒体に不完全な状態で嵌合されることで軟質部材が筒体から脱落することを防止できる。
尚、交角X及び交角Yの関係は、10°<X<Y<30°とすることがより好ましく、この場合、交角X及び交角Yが10°より大きくなることでガイド部及び傾斜部の軸方向の長さが制限されるため、部品が軸方向に長くなることを防止できる。また、交角Xが30°より小さくなることでガイド部に当接した傾斜部の最大外径部はより軸径方向の内方側へ押される力が増加するため、外向突起が軸径方向の内方側へ撓むことで内向突起を更に乗り越え易くなる。さらに、交角Xと交角Yの角度差が小さいと、軟質部材の挿入時に外向突起が内向突起を乗り越える際、外向突起51が撓むことで傾斜部とガイド部とが面接触して挿着時の抵抗が大きくなる虞があるため、交角Xより交角Yを2°以上大きく設定することが好ましく、4°以上大きく設定することがより好ましい。
尚、交角X及び交角Yの関係は、10°<X<Y<30°とすることがより好ましく、この場合、交角X及び交角Yが10°より大きくなることでガイド部及び傾斜部の軸方向の長さが制限されるため、部品が軸方向に長くなることを防止できる。また、交角Xが30°より小さくなることでガイド部に当接した傾斜部の最大外径部はより軸径方向の内方側へ押される力が増加するため、外向突起が軸径方向の内方側へ撓むことで内向突起を更に乗り越え易くなる。さらに、交角Xと交角Yの角度差が小さいと、軟質部材の挿入時に外向突起が内向突起を乗り越える際、外向突起51が撓むことで傾斜部とガイド部とが面接触して挿着時の抵抗が大きくなる虞があるため、交角Xより交角Yを2°以上大きく設定することが好ましく、4°以上大きく設定することがより好ましい。
また、軟質部材を筒体の取付孔内に挿着した状態において、内向突起が軟質部材の外周面に圧接するよう構成してもよく、この場合、取付孔に挿着後の軟質部材の軸径方向及び軸方向へのガタツキを防止して、軟質部材が取付孔にしっかり嵌合される。
さらに、内向突起が環状であり、且つ、外向突起が環状であることが好ましい。この場合、取付孔からの軟質部材3の脱落防止が、一層、確実になる。もし、内向突起または外向突起の一方が周状に分散された複数の突起よりなる場合、取付孔からの軟質部材3の脱落防止が不十分となる。
さらにまた、外向突起の上方の外周面に、外向突起の最大外径部より大きい外径を有する膨出部を形成し、外向突起が前記内向突起を上方から下方に乗り越えて軟質部材が取付孔に挿着された際、膨出部が前記取付孔の内周面に接触するよう構成してもよく、この場合、軟質部材が取付孔に挿着された際、膨出部が取付孔の内周面に接触してなることにより、軟質部材のガツキツを防止でき、その結果、軟質部材が取付孔内から脱落することを一層確実に防止できる。
本発明によれば、軟質部材挿入時に当該軟質部材が筒体の取付孔に完全に装着されると共にしっかり嵌合される軟質部材の取付構造を提供することができた。
(第1の実施の形態)
図1乃至図4に本発明の第1の実施の形態を示す。
本実施の形態の軟質部材の取付構造は、上端部に取付孔2を備えた筒体1と、該筒体1の取付孔2に挿着される軟質部材3とからなる。
図1乃至図4に本発明の第1の実施の形態を示す。
本実施の形態の軟質部材の取付構造は、上端部に取付孔2を備えた筒体1と、該筒体1の取付孔2に挿着される軟質部材3とからなる。
筒体1について詳述すると、筒体1は金属材料を用いて切削加工ないし鋳造加工で形成されており、図1及び図2に示すように、筒体1は、筆記具の軸筒、又は軸筒のペン先側に着脱自在のキャップが挙げられる。筒体1の上端部には、軸方向上方に開口する取付孔2が形成される。取付孔2は、筒体1がキャップの場合には、キャップの閉塞端側に形成され、筒体1が軸筒の場合には、ペン先と反対側の端部(軸筒の尾端)に形成される。取付孔2は横断面円形状を有する。
取付孔2の内周面には、環状の内向突起21が一体に形成される。内向突起21は、下方に向かうに従い内径が次第に小さくなる傾斜面(即ち円錐面)よりなるガイド部21aを有する。また、ガイド部21aの上方の内周面には、軸方向に沿って延びる上部内周面22を有する。
次に、軟質部材3について詳述する。図1に示すように、軟質部材3は、大径部4と、大径部4の下方に一体に連設される小径部5とからなり、弾性材料により一体に形成され、具体的には、合成ゴムやエラストマー等の弾性材料により形成される。本実施の形態では、軟質部材3は、熱変色性の筆跡の表面を擦って筆跡を熱変色させる摩擦変色部材が採用される。軟質部材3は、これ以外にも、消しゴム、または携帯情報端末に用いる入力ペンの入力部材等が挙げられる。
大径部4の上端は平面状に形成され、上端の外周部に曲面状部を有する。大径部4の下端には、取付孔2の開口端(具体的には筒体1の上端)に当接可能な段部41が形成される。大径部4の最大外径は、取付孔2の上端の内径よりも大きく且つ筒体1の上端の外径よりも小さく設定される。
小径部5の外周面には環状の外向突起51が一体に形成される。外向突起51は、上方に向かうに従い外径が次第に大きくなる傾斜面(即ち円錐面)よりなる傾斜部51aを有する。傾斜部51aの外方端が外向突起51の最大外径部51bとなる。即ち、外向突起51が、上方に向かうに従い外径が次第に大きくなる傾斜面よりなる傾斜部51aと、傾斜部51aの外方端に最大外径部51bとを備える。尚、外向突起51は、軸線(中心線C)に対して垂直な面よりなる上端面を有する。また、図1に示すように、少なくとも取付孔2のガイド部21aの一部は、傾斜部51aの最大外径部51bを通る軸方向に沿った線H(軟質部材3の軸方向に沿った中心線Cに平行する線)上に位置するよう構成される。これにより、軟質部材3を取付孔2に挿着する際に最大外径部51bがガイド部21aと当接する様に構成される。
尚、内向突起21と外向突起51は共に環状であることが好ましく、本実施形態では共に環状に形成することで、軟質部材3を取付孔2に挿入する際に軸周方向の位置を合わせる必要がないことから、挿入が容易となる。また、内向突起21または外向突起51の一方が周状に分散された複数の突起よりなる場合に比べて、取付孔2と軟質部材3との乗り越え嵌合が強固となり、取付孔2から軟質部材3の脱落が防止される。
外向突起51の最大外径(最大外径部51bの外径)は、内向突起21の最小内径より大きく且つ内向突起21よりも上方の取付孔2の上部内周面22の内径より小さく設定される。本実施の形態では、外向突起51の最大外径(即ち最大外径部51bの外径)は、4.8mmに設定され、内向突起21の最小内径は、4.2mmに設定される。前記外向突起51の最大外径と前記内向突起21の最小内径との差は、0.2mm~1.5mm(好ましくは0.4mm~0.8mm)の範囲が好ましい。それにより、軟質部材3の確実な脱落防止が可能となるとともに、外向突起51と内向突起21とのスムーズな乗り越えが可能となる。
外向突起51の上方の小径部5の外周面には、外向突起51の最大外径部51bより大きい外径を有する膨出部52を有する。膨出部52の上部には下方へ向かうに従い径が次第に小さくなる膨出部下方傾斜部52a(即ち円錐面)を有する。
軟質部材3の下端中央部には上方へ向かって延びる内孔31を有しており、内孔31は少なくとも小径部5の上端を超え大径部4の内方まで達する。これにより、小径部5の外向突起51は内方への変形がし易く構成される。
図1に示すように、ガイド部21aと筒体1の軸方向に沿った軸線(中心線C)との交角をXとし、傾斜部51aと軟質部材3の軸方向に沿った軸線(中心線C)との交角をYとしたとき、交角Xと交角Yは、X<Y<45°の関係式を満たすように形成される。更に、10°<X<Y<30°の関係式を満たすように構成することがより好ましい。その理由は後述する。本実施形態では交角Xを14°、交角Yを20°で形成してあることから上記関係式を満たす。
次に、軟質部材3を筒体1に挿着する挿着過程を図1から図4を用いて説明する。
図1に示すように、軟質部材3の小径部5の下端を筒体1の取付孔2の上端開口部に合わせて挿入する。
図1に示すように、軟質部材3の小径部5の下端を筒体1の取付孔2の上端開口部に合わせて挿入する。
さらに、小径部5を取付孔2内に挿入していくと、前述したように交角Xと交角Yは、X<Y<45°の関係式を満たすように構成してあり、最大外径部51bの軸方向に沿った軸線上(中心線Cの平行線上)に取付孔2のガイド部21aが位置するよう構成してあることから、図2及び図3に示すように、傾斜部51aの最大外径部51bが筒体1のガイド部21aに当接する。そして、ガイド部21aに当接した傾斜部51aの最大外径部51bは、ガイド部21aを形成する傾斜面に対して垂線方向に力を受けるため、交角Yを45°より小さく形成することで、最大外径部51b(外向突起51)は軸方向の上方側へ受ける力より軸径方向の内方側への力が大きくなる。そして、筒体1は金属材料で形成されていることで内向突起21が撓むことができなくとも、軟質部材3の挿入時に外向突起51全体が軸径方向の内方側に撓むことで、軟質部材3の挿入の妨げにならず、外向突起51と内向突起21とのスムーズな乗り越えが可能となる。さらに、交角Xと交角Yは、10°<X<Y<30°の関係式を満たすように構成することがより好ましく、この場合、交角X及び交角Yが10°より大きくなることでガイド部21a及び傾斜部51aの軸方向の長さが制限されるため、軟質部材3が軸方向に長くなることを防止できる。また、交角Xが30°より小さくなることでガイド部21aに当接した傾斜部51aの最大外径部51bはより軸径方向の内方側へ押される力が増加するため、外向突起51が軸径方向の内方側へ撓むことで内向突起21をさらに乗り越え易くなる。尚、軟質部材3の内孔3aが内向突起21の内方まで伸びていることから、外向突起51が軸径方向の内方側へより撓み易くなり、スムーズな乗り越えが可能となる。また、交角Xと交角Yの角度差が小さいと、外向突起51が内向突起21を乗り越える際に、外向突起51が撓むことで傾斜部とガイド部とが面接触して挿着時の抵抗が大きくなる虞があるため、交角Xより交角Yを2°以上大きく設定することが好ましく、4°以上大きく設定することがより好ましい。
そして、図4に示すように、外向突起51と内向突起21との乗り越えが終了した状態において、外向突起51の上端と内向突起21の下端との間には軸方向の隙間Sが形成される。それにより、内向突起21が金属材料で形成され、外向突起51と内向突起21との滑りが悪くても、潤滑剤等を塗布すること無しに外向突起51と内向突起21との確実な乗り越えが可能となる。また、外向突起51と内向突起21との乗り越えが終了した状態において、内向突起21は、外向突起51よりも上方の小径部5の外周面に圧接される。それにより、小径部5の軸方向及び径方向のガタツキを防止できる。また、外向突起51と内向突起21との乗り越えが終了した状態において、膨出部52の外周部に取付孔2の上部内周面22が圧接される。それにより、小径部5の径方向のガタツキをさらに防止できる。そして、大径部4の段部41に筒体1の上端が圧接されることで、大径部4の取付孔2内への没入が防止でき、且つ、大径部4の軸方向及び径方向のガタツキを防止できる。尚、膨出部52に取付孔2の上部内周面22が圧接される際、膨出部52の上部に形成された膨出部上方傾斜部52aにより上部内周面22がガイドされることで、上部内周面22が膨出部52をスムーズに乗り越え膨出部52を上部内周面22に圧接することができる。
1 筒体
2 取付孔
21 内向突起
21a ガイド部
22 上部内周面
3 軟質部材
31 内孔
4 大径部
41 段部
5 小径部
51 外向突起
51a 傾斜部
51b 最大外径部
52 膨出部
52a 膨出部下方傾斜部
C 中心線(軸線)
H 最大外径部を通る軸方向に沿った線
S 隙間
X 交角
Y 交角
2 取付孔
21 内向突起
21a ガイド部
22 上部内周面
3 軟質部材
31 内孔
4 大径部
41 段部
5 小径部
51 外向突起
51a 傾斜部
51b 最大外径部
52 膨出部
52a 膨出部下方傾斜部
C 中心線(軸線)
H 最大外径部を通る軸方向に沿った線
S 隙間
X 交角
Y 交角
Claims (4)
- 筆記具の軸筒またはキャップ等の筒体の上端部に、軸方向上方に開口する取付孔を設け、前記取付孔に軟質部材を挿着してなる軟質部材の取付構造であって、
前記筒体は金属材料で形成され、
前記取付孔の内周面に内向突起を有し、前記内向突起が下方に向かうに従い内径が小さくなる傾斜面よりなるガイド部を備え、
前記軟質部材の外周面に外向突起を有し、前記外向突起が上方へ向かうに従い外径が大きくなる傾斜面よりなる傾斜部を備え、
前記ガイド部の少なくとも一部は、前記傾斜部の最大外径部を通る軸方向に沿った線上に位置し、
前記筒体の軸方向に沿った断面において、前記ガイド部と軸方向に沿った軸線との交角をX、前記傾斜部と軸方向に沿った軸線との交角をYとしたとき、X<Y<45°を満たすことを特徴とする軟質部材の取付構造。 - 前記軟質部材を前記筒体の取付孔内に挿着した状態において、内向突起が軟質部材の外周面に圧接してなる請求項1に記載の軟質部材の取付構造。
- 前記内向突起が環状であり、且つ、前記外向突起が環状である請求項1または2に記載の軟質部材の取付構造。
- 前記外向突起の上方の軟質部材の外周面に、前記外向突起の最大外径部より大きい外径を有する膨出部を形成し、前記外向突起が前記内向突起を上方から下方に乗り越えて軟質部材が取付孔に挿着された際、前記膨出部が前記取付孔の内周面に接触してなる請求項1ないし3の何れか一項に記載の軟質部材の取付構造。
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