JP2022101152A - 軟質部材の取付構造 - Google Patents

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。

実開昭５１－１３９０３０号公報 特開２００７－１４４９９１号公報

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。

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。

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。

本発明の実施の形態の軟質部材を筒体の取付孔に挿着する前の状態を示す要部縦断面図である。 図１の軟質部材の取付孔への仮差し状態を示す要部縦断面図である。 図２の一部を拡大した要部縦断面図である。 図１の軟質部材を筒体の取付孔に挿着した後の状態を示す要部縦断面図である。

（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。

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。

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

Claims (4)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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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