JP4240417B2 - シャープペンシル - Google Patents

Description

この発明は、筆記圧を利用して筆記芯（替え芯）を回転させることができるシャープペンシルに関する。

シャープペンシルによって筆記を行う場合には、一般的には軸筒を筆記面（紙面）に対して直交状態で使用することなく、筆記面に対して若干傾けた状態で使用される場合が多い。この様に軸筒を傾けた状態で筆記した場合においては、書き進むにしたがって筆記芯が偏摩耗するために、描線が書き始めに比較して太くなるという現象が発生する。また描線の太さが変るだけでなく、筆記面に対する筆記芯の接触面積が変るために、書き進むにしたがって描線の濃さも変化する（描線が薄くなる）現象が発生する。

前記した問題を回避するには、軸筒を回転させつつ筆記するようにすれば、筆記芯の尖っている側が順次紙面に接して筆記されるので、前記したように描線が筆記にしたがって太くなるなどの問題を避けることができる。しかしながら、軸筒を回転させつつ筆記しようとすれば、筆記の進行にしたがって軸筒を持ち直す操作が必要であるという煩わしさが発生し、筆記の能率を著しく落とすとことになる。

この場合、軸筒の外装が円筒状に形成されている場合においては、軸筒を持ち直して順次回転させつつ筆記をすることは不可能ではないものの、その外装が円筒状ではなく中腹に突起の付いたデザインであったり、またサイドノック式のシャープペンシルである場合、前記したように軸筒を順次回転させるように持ち直して筆記することも困難となる。

前記したような問題を解消するために、シャープペンシル本体に小型のモータと減速歯車等を具備させて、筆記動作にしたがって筆記芯を徐々に回転させるように構成したものが特許文献１および２に開示されている。
特開昭５１−４４０２９号公報 実公昭５２−５０８２８号公報

ところで前記した特許文献１および２に開示されたシャープペンシルによると、前記したとおりシャープペンシル本体に小型モータと減速歯車等を具備させなければならず、さらに前記小型モータを回転駆動させるために電池等も搭載する必要も生ずる。したがって、製品のコストが高騰することはやむをえず、またシャープペンシル全体が大型化し、重量も嵩むことになるために、非常に使い勝手が悪いものとなる。

この発明は、前記した特許文献に開示されたシャープペンシルの問題点に着目してなされたものであり、筆記圧を利用して筆記芯を回転させることができる回転駆動機構を具備させることで、現状の外形形状にほとんど変更を施す必要のない軽量なシャープペンシルを提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかるシャープペンシルは、軸筒内に配設されたチャックユニットの前後動により筆記芯の解除と把持を行い、前記筆記芯を前方に繰り出すことができるように構成されたシャープペンシルであって、前記チャックユニットが、筆記芯を把持した状態で軸芯を中心にして回転可能となるように前記軸筒内に保持されると共に、前記筆記芯の筆記圧による前記チャックユニットの後退動作に伴い、回転子を回転駆動させる回転駆動機構が具備され、前記回転子の回転運動を前記チャックユニットを介して前記筆記芯に伝達するように構成した点に特徴を有する。

そして、第１の好ましい形態においては、前記回転駆動機構を構成する回転子が円環状に形成されて、その軸方向の一端面および他端面に第１と第２のカム面がそれぞれ形成されると共に、前記第１と第２のカム面にそれぞれ対峙するように前記軸筒側に配置された第１と第２の固定カム面が具備され、前記筆記圧による前記チャックユニットの後退動作によって、前記円環状回転子における第１のカム面が、前記第１の固定カム面に当接して噛み合わされ、前記筆記圧の解除により前記円環状回転子における第２のカム面が、前記第２の固定カム面に当接して噛み合わされるように構成され、前記回転子側の第１カム面が、前記第１の固定カム面に噛み合わされた状態において、前記回転子側の第２カム面と前記第２の固定カム面が、軸方向においてカムの一歯に対して半位相ずれた関係に設定され、前記回転子側の第２カム面が、前記第２の固定カム面に噛み合わされた状態において、前記回転子側の第１カム面と前記第１の固定カム面が、軸方向においてカムの一歯に対して半位相ずれた関係に設定された構成にされる。

この場合、前記筆記圧が解除された状態において、前記円環状回転子における第２のカム面を、前記第２の固定カム面に当接させて噛み合わせ状態に付勢するバネ部材が具備されていることが望ましい。

また、前記第１の形態においては、前記筆記圧が解除された状態において、前記チャックユニットを含む前記回転子の自重により前記円環状回転子における第２のカム面を、前記第２の固定カム面に当接させて噛み合わせ状態にするように構成させることもできる。

この発明にかかるシャープペンシルの第２の好ましい形態においては、前記回転駆動機構を構成する回転子の軸方向における一端面および他端面に、第１と第２の脚部がそれぞれ前記面に対して鋭角をもって配置されると共に、前記軸筒側に配置され、前記第１と第２の脚部の先端が選択的に係合する第１と第２の溝形成面が具備され、前記筆記圧による前記チャックユニットの後退動作に伴う前記回転子における軸方向の第１位置への移動により、前記第１の脚部が第１の溝形成面に係合して、前記回転子を一方向に回転歩進させると共に、前記筆記圧の解除による前記回転子における軸方向の第２位置への復帰により、前記第２の脚部が第２の溝形成面に係合して、前記回転子を同方向に回転歩進させるように構成される。

この場合、前記筆記圧が解除された状態において、前記回転子を軸方向の第２位置へ復帰させるように付勢するバネ部材が具備されていることが望ましい。

また、前記第２の形態においては、前記筆記圧が解除された状態において、前記チャックユニットを含む前記回転子の自重により前記回転子を軸方向の第２位置へ復帰させるように構成させることもできる。

さらに、この発明にかかるシャープペンシルの第３の好ましい形態においては、前記回転駆動機構を構成する回転子が円環状に形成されて、その軸方向の端面にカム面が形成され、かつ円環状の前記回転子は筆記圧による前記チャックユニットの後退動作に伴って軸方向の第１位置へ移動し、前記筆記圧の解除により軸方向の第２位置へ復帰するように構成され、前記円環状回転子の第１位置への移動により、前記カム面の斜面に当接して前記回転子を一方向に回転歩進させる軸筒側に配置された固定当接子と、前記円環状回転子の第２位置への移動に際して、前記カム面の斜面に当接しつつ軸方向に移動し、前記回転子を同方向に回転歩進させる可動当接子とが具備された構成にされる。

前記した構成における固定当接子および可動当接子は、好ましくは筒状に形成されて前記軸筒内に同軸状に配置された第１および第２筒状部材の先端部にそれぞれ形成されており、前記固定当接子を備える第１筒状部材内に前記可動当接子を備える第２筒状部材が配置され、かつ、第１筒状部材と第２筒状部材の軸方向に相互に形成された溝およびリブの組み合わせにより、第２筒状部材が第１筒状部材内において軸方向に移動可能となるように構成される。

この場合、筆記圧が解除された状態において、前記円環状回転子を第２位置へ復帰させるバネ部材が、前記第２筒状部材を前方に付勢するように配置した構成にされていることが望ましい。

また、前記第３の形態においては、前記筆記圧が解除された状態において、前記第２筒状部材の自重により前記可動当接子が前記円環状回転子のカム面に当接されるように構成させることもできる。

そして、筆記圧の解除と共に回転子の位置を復帰させるバネ部材を用いた前記第１ないし第３形態においては、前記回転子と前記バネ部材との間に、円筒状に形成されたトルクキャンセラーを介在させることで、前記回転子の回転運動が前記バネ部材に伝達されるのを阻止するように構成されていることが望ましい。

前記した構成のシャープペンシルによると、筆記芯の筆記圧によるチャックユニットの後退動作により、回転子を回転駆動させる回転駆動機構が具備された点に特徴を有し、その好ましい第１の形態によると、筆記圧を受けることにより回転子が軸方向に移動して回転子の第１カム面が第１固定カム面に噛み合わされて回転運動を受け、また筆記圧の解除により回転子が元の位置に戻り、この時回転子の第２カム面が第２固定カム面に噛み合わされて同方向に回転運動を受けるように動作する。

したがって、筆記による回転子の軸方向への往復動により、回転子はカムの一歯に対応する回転運動を受け、この繰り返しにより筆記芯は順次回転駆動される。それ故、筆記に伴い筆記芯を回転させることができる回転駆動機構を簡単な構成により提供することが可能となる。

また、前記した第２の形態によると、筆記圧を受けることにより回転子が軸方向に移動して回転子に取り付けられた第１脚部が軸筒側に配置された第１の溝形成面に係合して、回転子を一方向に回転歩進させるように動作する。また筆記圧の解除により回転子が元の位置に戻り、回転子に取り付けられた第２脚部が軸筒側に配置された第２の溝形成面に係合して、回転子を同方向に回転歩進させるように動作する。

したがって、筆記による回転子の軸方向への往復動により、回転子は脚部のたわみに対応した回転運動を受け、この繰り返しにより筆記芯は順次回転駆動される。それ故、筆記に伴い筆記芯を回転させることができる他の回転駆動機構を簡単な構成により提供することが可能となる。

さらに前記した第３の形態によると、筆記圧を受けることにより回転子が軸方向に移動して回転子に形成されたカム面に対して軸筒側に配置された固定当接子が当接する。これにより、回転子を一方向に回転歩進させるように動作する。また筆記圧の解除により可動当接子が回転子の前記カム面に当接しつつ軸方向に移動し、これにより回転子を同方向に回転歩進させるように動作する。

したがって、筆記による回転子の軸方向への往復動により、回転子はそのカム面に当接する固定当接子と可動当接子の作用により回転運動を受け、この繰り返しにより筆記芯は順次回転駆動される。それ故、筆記に伴い筆記芯を回転させることができるさらに他の回転駆動機構を簡単な構成により提供することが可能となる。

前記した第１〜第３の形態のシャープペンシルによると、いずれも筆記圧を受けることにより筆記芯を回転させることができるので、前記したように軸筒の中腹に突起の付いたデザインであったり、またサイドノック式のシャープペンシルのように軸筒を順次回転させるように持ち直して筆記することが困難なシャープペンシルにおいても、筆記芯の偏摩耗を効果的に抑制させることができる。これにより、書き進むにしたがって筆記芯が偏摩耗するのを防止させることができ、描線の太さや描線の濃さが大きく変化するという問題を解消させることができる。

この発明にかかるシャープペンシルの第１の実施の形態を一部透視状態で示した斜視図である。 図１に示す実施の形態に搭載された回転子の回転駆動作用を順を追って説明する模式図である。 図２に続く回転子の回転駆動作用を説明する模式図である。 図１に示す実施の形態に採用し得る回転子の他の回転駆動機構を説明する模式図である。 この発明にかかるシャープペンシルの第２の実施の形態を一部透視状態で示した斜視図である。 図５に示す実施の形態に搭載された回転子の回転駆動機構を説明する部分斜視図である。 同じく図５に示す実施の形態に搭載された回転駆動機構の要部をさらに拡大して示した部分斜視図である。 この発明にかかるシャープペンシルの第３の実施の形態を一部透視状態で示した斜視図である。 図８に示す実施の形態に搭載された回転子の回転駆動機構を説明する部分斜視図である。 同じく図８に示す実施の形態に搭載された回転駆動機構の要部をさらに拡大して示した部分斜視図である。 図８に示す実施の形態に搭載された回転駆動機構において筆記圧が加わらない状態を示した部分拡大図である。 同じく筆記圧が加わった場合における動作途中の状態を示した部分拡大図である。 同じく筆記圧が加わった場合における最終動作の状態を示した部分拡大図である。 同じく筆記圧が解除された場合における動作途中の状態を示した部分拡大図である。 同じく筆記圧が解除された場合における最終動作の状態を示した部分拡大図である。

符号の説明

１ 軸筒
２ 口プラ
３ 芯ケース
４ チャックユニット
５ 締め具
６，２１，３１ 回転子
６ａ 第１カム面
６ｂ 第２カム面
１０ 筆記芯
１２ リターンバネ
１３ 上カム形成部材
１３ａ 第１固定カム面
１４，２５，３４ バネ部材
１５，２４，３３ トルクキャンセラー
１７ 下カム形成部材
１７ａ 第２固定カム面
２１ａ 第１脚部
２１ｂ 第２脚部
２２ａ 第１溝形成面
２３ａ 第２溝形成面
３１ａ カム面
３２ 第１筒状部材
３２ａ 固定当接子
３２ｂ 溝
３３ 第２筒状部材
３３ａ 可動当接子
３３ｂ リブ

以下、この発明にかかるシャープペンシルについて図に示す実施の形態に基づいて説明する。まず図１〜図３は、その第１の実施の形態を示すものである。図１はシャープペンシルの主要部を一部破断し、また一部を透視状態で示したものであり、符号１はその外郭を構成する軸筒を示しており、符号２は前記軸筒１の先端部に取り付けられた口先部、すなわち樹脂により円錐形状に成形された口プラを示している。

前記軸筒１内には筒状の芯ケース３が同軸状に収容されており、この芯ケース３の先端部にはチャックユニット４が連結されている。このチャックユニット４は、その先端部が環状の締め具５内に遊嵌状態となるように装着されており、前記締め具５は円環状に構成された回転子６の先端部に取り付けられている。

図１に示すシャープペンシルは前記口プラ２の先端部にスライダ８が収容されたいわゆるパイプスライド構成にされており、スライダ８内にはゴム製の保持チャック９が収容されている。また、前記芯ケース３からチャックユニット４を経由してスライダ８内を通るように直線状の芯挿通孔が形成されており、この挿通孔内に筆記芯（替え芯）１０が挿通されている。

図１に示すシャープペンシルにおいては、軸筒１の後端部に配置された図示せぬノック部をノック操作することで、芯ケース３が軸筒１内において前進し、チャックユニット４の先端が締め具５から突出することで筆記芯１０の把持状態が解除される。そして、前記ノック操作の解除により、リターンバネ１２の作用により芯ケース３およびチャックユニット４は軸筒１内において後退し、チャックユニット４の先端部が締め具５内に収容されることで、筆記芯１０を再び把持状態にする。すなわち、前記したノック操作の繰り返しによるチャックユニット４の前後動により筆記芯１０の解除と把持が行われ、これにより筆記芯１０はチャックユニット４から順次前方に繰り出されるように作用する。

図１に示す前記した回転子６は、その軸方向の中央部が径を太くした円環状に形成されており、円環状になされた一端面（後端面）には第１のカム面６ａが形成されており、円環状になされた他端面（前端面）には第２のカム面６ｂが形成されている。一方、前記回転子６の後端部には、円筒状の上カム形成部材１３が回転子６の後端部を覆うようにして軸筒１内に取り付けられており、前記上カム形成部材１３の前端部には、前記回転子６における第１のカム面６ａに対峙するようにして固定カム面（第１の固定カム面ともいう。）１３ａが形成されている。

さらに、図１には示されていないが、前記回転子６における第２のカム面６ｂに対峙するようにして軸筒１側に円筒状の下カム形成部材が取り付けられ、その軸方向の後端部には固定カム面（第２の固定カム面ともいう。）が形成されている。なお、前記回転子６に形成されている第１と第２のカム面６ａ，６ｂと、前記第１の固定カム面１３ａ、第２の固定カム面との関係および相互の作用については、図２および図３に基づいて後で詳細に説明する。

また、前記上カム形成部材１３内にはコイル状のバネ部材１４が装着されており、このバネ部材１４は、円筒状に形成され軸方向に移動可能なトルクキャンセラー１５を前方に付勢するように作用し、この付勢力を受けた前記トルクキャンセラー１５に押されて前記回転子６は前方に向かうように構成されている。

前記した構成によると、チャックユニット４が筆記芯１０を把持した状態で、前記回転子６はチャックユニット４と共に軸芯を中心にして回転可能となるように前記軸筒１内に収容されている。そして、シャープペンシルが不使用の状態（筆記状態以外の場合）においては、前記バネ部材１４の作用により前記トルクキャンセラー１５を介して回転子６は前方に付勢されていて、図１に示す状態になされる。

一方、シャープペンシルを使用した場合、すなわち筆記芯１０に筆記圧が加わった場合には、前記チャックユニット４はバネ部材１４の付勢力に抗して後退し、これに伴って回転子６も軸方向に後退する。したがって、図１に示す回転子６に形成されている第１のカム面６ａは前記第１の固定カム面１３ａに接合して噛み合い状態になされる。

図２の（Ａ）〜（Ｃ）および図３の（Ｄ），（Ｅ）は、前記した動作により回転子６を回転駆動させる回転駆動機構の動作を順を追って説明するものである。図２および図３において、符号６は前記した回転子を模式的に示したものであり、その一端面（図の上側の面）には、周方向に沿って連続的に鋸歯状になされた第１のカム面６ａが円環状に形成されている。また回転子６の他端面（図の下側の面）にも、同様に周方向に沿って連続的に鋸歯状になされた第２のカム面６ｂが円環状に形成されている。

一方、図２および図３に示すように、上カム形成部材１３の円環状の端面にも周方向に沿って連続的に鋸歯状になされた第１の固定カム面１３ａが形成されており、下カム形成部材１７の円環状の端面にも周方向に沿って連続的に鋸歯状になされた第２の固定カム面１７ａが形成されている。そして、回転子に形成された第１のカム面６ａ、第２のカム面６ｂ、上カム形成部材１３に形成された第１の固定カム面１３ａ、下カム形成部材１７に形成された第２の固定カム面１７ａの周方向に沿って鋸歯状に形成された各カム面は、そのピッチが互いにほぼ同一となるように形成されている。

図２（Ａ）は、シャープペンシルが不使用の状態（筆記状態以外の場合）における上カム形成部材１３、回転子６、下カム形成部材１７の関係を示したものであり、この状態においては、回転子６に形成された第２のカム面６ｂは軸筒１に取り付けられた下カム形成部材１７の第２の固定カム面１７ａ側に、図１に示したバネ部材１４の付勢力により当接されている。この時、前記回転子６側の第１カム面６ａと前記第１の固定カム面１３ａが、軸方向においてカムの一歯に対して半位相（半ピッチ）ずれた関係となるように設定されている。

図２（Ｂ）は、シャープペンシルの使用により筆記芯１０に筆記圧が加わった初期の状態を示しており、この場合においては、前記したとおり回転子６はチャックユニット４の後退に伴って軸方向に後退する。これにより、回転子６は軸筒１に取り付けられた上カム形成部材１３側に移動する。

図２（Ｃ）は、シャープペンシルの使用により筆記芯１０に筆記圧が加わり、回転子６が上カム形成部材１３側に当接してさらに後退した状態を示しており、この場合においては回転子６に形成された第１カム面６ａが、上カム形成部材１３側の第１の固定カム面１３ａに噛み合う。これにより回転子６は第１カム面６ａの一歯の半位相（半ピッチ）に相当する回転駆動を受ける。

なお、図２および図３における回転子６の中央部に描いた○印は、回転子６の回転移動量を示している。そして図２（Ｃ）に示す状態においては、前記回転子６側の第２カム面６ｂと前記第２の固定カム面１７ａが、軸方向においてカムの一歯に対して半位相（半ピッチ）ずれた関係となるように設定されている。

次に図３（Ｄ）は、シャープペンシルによる描画が終わり、筆記芯１０に対する筆記圧が解かれた初期の状態を示しており、この場合においては、前記したバネ部材１４の作用により回転子６は軸方向に前進する。これにより、回転子６は軸筒１に取り付けられた下カム形成部材１７側に移動する。

さらに図３（Ｅ）は、前記したバネ部材１４の作用により、回転子６が下カム形成部材１７側に当接してさらに前進した状態を示しており、この場合においては回転子６に形成された第２カム面６ｂが、下カム形成部材１７側の第２の固定カム面１７ａに噛み合う。これにより回転子６は第２カム面６ｂの一歯の半位相（半ピッチ）に相当する回転駆動を再び受ける。

したがって、回転子６の中央部に描いた○印で示すように、回転子６の軸方向への往復運動に伴って回転子６は、第１および第２カム面６ａ，６ｂの一歯（１ピッチ）に相当する回転駆動を受け、チャックユニット４を介して、これに把持された筆記芯１０も同様に回転駆動される。

以上の説明で明らかなとおり、図１〜図３に示した構成のシャープペンシルによると、筆記による回転子６の軸方向への往復動により、回転子はその都度カムの一歯に対応する回転運動を受け、この繰り返しにより筆記芯１０は順次回転駆動される。それ故、書き進むにしたがって筆記芯が偏摩耗するのを防止させることができ、描線の太さや描線の濃さが大きく変化するという問題を解消することができる。

なお、前記回転子６とコイル状のバネ部材１４との間に配置された円筒状のトルクキャンセラー１５は、このトルクキャンセラー１５の端面と前記回転子６の端面との間ですべりを発生させて、筆記作用の繰り返しにより生ずる前記回転子６の回転運動を、バネ部材１４に伝達させるのを防止させるように作用する。

換言すれば、前記回転子とバネ部材との間に、円筒状に形成されたトルクキャンセラーが介在されることにより、前記回転子の回転運動が前記バネ部材に伝達されるのを阻止するように作用し、バネ部材１４の捩じれ戻り（バネトルク）が発生することで、回転子６の回転動作に障害を与えるという問題を解消させることができる。

以上説明した第１の実施の形態においては、第１のカム面６ａ、第２のカム面６ｂ、第１の固定カム面１３ａ、第２の固定カム面１７ａにおいては、そのカム面が周方向に連続した鋸歯状になされているが、筆記芯を回転させる回転駆動機構はこのような特定な構成に限られるものではない。

図４は前記回転駆動機構の他の例を模式的に示したものであり、図４（Ａ）は、すでに説明した図２（Ａ）に示す動作状態と同様の状態を示し、図４（Ｂ）は、図２（Ｃ）に示す動作状態と同様の状態を示している。そして、図４においては図２に示す各部と同一の機能を果たす部分を同一符号で示している。

図４に示したように、回転子６の一端面（図の上側の面）には、軸方向に対してほぼ同一の傾斜になされた上りおよび下り斜面からなる山谷が連続した第１のカム面６ａが円環状に形成されている。また、その他端面（図の下側の面）にも、同様に山谷が連続した第２のカム面６ｂが円環状に形成されている。

また、前記第１のカム面６ａに対峙する上カム形成部材１３の端面に形成された第１の固定カム面１３ａにおいても、さらに下カム形成部材１７の端面に形成された第２の固定カム面１７ａにおいても同様に、軸方向に対してほぼ同一の傾斜になされた上りおよび下り斜面からなる山谷が連続したカム面が形成されている。

そして、シャープペンシルが筆記状態以外の場合においては、図４（Ａ）として示すように回転子６は軸筒１側に取り付けられた下カム形成部材１７の端面に形成された第２の固定カム面１７ａ側に前記バネ部材１４の付勢力により当接される。したがって、回転子６の第２のカム面６ｂは前記第２の固定カム面１７ａに接合して噛み合い状態になされる。この時、前記回転子側の第１カム面６ａと前記第１の固定カム面１３ａが、軸方向においてカムの一歯に対して半位相ずれた関係となるように設定されている。

一方、シャープペンシルを使用した場合、すなわち筆記状態の場合においては、前記したとおり回転子６は軸方向に後退し、図４（Ｂ）として示すように回転子６は軸筒１側に取り付けられた上カム形成部材１３に形成された第１の固定カム面１３ａ側に移動して噛み合い状態になされる。したがって、この時回転子６はカムに形成された一歯の半位相分に相当する角度をもって回転駆動を受ける。

図４（Ｂ）に示したように第１カム面６ａが第１の固定カム面１３ａに噛み合い状態になされた状態においては、回転子６側の第２カム面６ｂと前記第２の固定カム面１７ａが、軸方向においてカムの一歯に対して半位相ずれた関係になされる。したがって、筆記圧が解かれた場合には図４（Ａ）に示す状態に復帰し、この時再び回転子６はカムに形成された一歯の半位相分に相当する角度をもって回転駆動を受ける。

すなわち、図４に示した構成の回転駆動機構においても、図２および図３に示した回転駆動機構と同様の作用効果を得ることができる。

なお、以上説明した実施の形態においては、図１に示したバネ部材１４を用い、筆記圧が解除された場合において、前記バネ部材１４の付勢力によって回転子６を筆記圧が加わる以前の状態に復帰させて回転子に回転運動を与えるように構成されている。このようにバネ部材１４を用いた場合には、回転子の回転動作が安定する点で好ましいが、筆記圧が解除された場合における回転子６の復帰作用は、バネ部材１４を用いずに前記したチャックユニットを含む前記回転子６の自重により復帰させることもできる。このように重力を利用した場合には、機構の簡素化ならびにコストを低減させることに寄与できる。

図５〜図７は、この発明にかかるシャープペンシルの第２の実施の形態を示すものである。なお、図５は第２の実施の形態における主要部を一部透視状態で示したものであり、図１に示した実施の形態における各部に相当する部分は同一符号で示している。そして、シャープペンシルにおける筆記芯の繰り出し動作等を実現する基本構成については、図１に示した構成と同様であり、したがってその説明は省略する。

この第２の実施の形態においても、円環状に形成された回転子２１が備えられており、この回転子２１はチャックユニット４と共に図示せぬ軸筒内において軸芯を中心にして回転可能に、また軸方向に移動可能に配置されている。この回転子２１の軸方向における一端面および他端面には、第１と第２の脚部２１ａ，２１ｂがそれぞれ前記面に対して鋭角をもって配置されている。なお、前記第１の脚部２１ａは、回転子２１における環状の一端面に沿ってほぼ等間隔をもって複数成形されており、また前記第２の脚部２１ｂも、回転子２１における環状の他端面に沿って同様にほぼ等間隔をもって複数成形されている。

図６および図７に詳しく示されているように、前記第１の脚部２１ａの先端に対峙するようにして円筒体２２の端面が位置し、この端面は第１溝形成面２２ａを構成している。また前記第２の脚部２１ｂの先端に対峙するようにして円筒体２３の端面が位置し、この端面は第２溝形成面２３ａを構成している。なお、前記第１および第２の溝形成面２２ａ，２３ａには周方向に沿って鋸歯状の突起が放射状に形成されている。そして、前記円筒体２２，２３は図示せぬ軸筒側に取り付けられている。

一方、一体となって移動する前記回転子２１およびチャックユニット４を、前方に付勢するコイル状のバネ部材２５が具備されており、筆記による圧力が加わった場合には、前記チャックユニット４はバネ部材２５の付勢力に抗して後退し、これに伴って回転子２１も軸方向に後退するように動作する。なおバネ部材２５の内側には筒状の芯ケースが配置されているが、これは図示を省略している。

前記した構成において、シャープペンシルを使用した場合、すなわち筆記圧が加わった場合には、前記チャックユニット４はバネ部材２５の付勢力に抗して後退し、これに伴って回転子２１も軸方向に後退する。すなわち図６に示すように回転子２１は、矢印ａ方向に移動（第１位置へ移動）するため、第１の脚部２１ａは第１の溝形成面２２ａに係合してたわみ、結果として前記回転子２１を矢印ｂ方向に回転歩進させるように動作する。

また筆記圧が解除された場合には、前記バネ部材２５の作用により前記チャックユニット４および回転子２１は、図７に示されたように矢印ｃ方向に復帰（第２位置へ移動）する。これにより、第２の脚部２１ｂは第２の溝形成面２３ａに係合してたわみ、結果として前記回転子２１を矢印ｂ方向に回転歩進させるように動作する。

したがって、筆記による回転子２１の軸方向への往復動により、回転子２１は脚部のたわみに対応した回転運動を受け、この繰り返しにより筆記芯１０は順次回転駆動される。それ故、書き進むにしたがって筆記芯が偏摩耗するのを防止させることができ、すでに説明した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記した第２の実施の形態においても、図６に符号２４として示した円筒状のトルクキャンセラーが配置されており、このトルクキャンセラー２４が回転子２１とバネ部材２５との間に介在されることにより、回転子２１の回転運動が前記バネ部材２５に伝達されるのを阻止するように構成されている。これにより、バネ部材２５の捩じれ戻り（バネトルク）が発生することで、回転子２１の回転動作に障害を与えるという問題を解消させることができる。

また、前記第２の実施の形態においても、図５および図６に示したバネ部材２５を用い、筆記圧が解除された場合において、前記バネ部材２５の付勢力によって回転子２１を筆記圧が加わる以前の状態に復帰させて回転子に回転運動を与えるように構成されている。このようにバネ部材２５を用いた場合には、回転子の回転動作が安定する点で好ましいが、筆記圧が解除された場合における回転子２１の復帰作用は、バネ部材２５を用いずに前記したチャックユニットを含む前記回転子２１の自重により復帰させることもできる。このように重力を利用した場合には、機構の簡素化ならびにコストを低減させることに寄与できる。

図８〜図１５は、この発明にかかるシャープペンシルの第３の実施の形態を示すものである。なお、図８は第３の実施の形態における主要部を一部透視状態で示したものであり、図１に示した実施の形態における各部に相当する部分は同一符号で示している。そして、シャープペンシルにおける筆記芯の繰り出し動作等を実現する基本構成については、図１に示した構成と同様であり、したがってその説明は省略する。

この第３の実施の形態においても、図８に示したように円環状に形成された回転子３１が備えられており、この回転子３１はチャックユニット４と共に図示せぬ軸筒内において軸芯を中心にして回転可能に、また軸方向に移動可能に配置されている。そして回転子３１とその周辺部分を拡大して示した図９および図１０に示したとおり、回転子３１の軸方向の後端面には鋸歯状の凸部が放射状に連続して形成されることによりカム面３１ａが形成されている。

一方、図示せぬ軸筒内には第１の筒状部材３２が取り付けられており、この筒状部材３２の前端部には、図９および図１０に示したとおり前記回転子３１のカム面３１ａに対峙するように、２つの鋸歯状の凸部からなる固定当接子３２ａが形成されている。なお、この固定当接子３２ａは、後で説明する図１１以降において実線で拡大した状態に示されている。また前記固定当接子３２ａは、筒状部材３２の前端部において周方向にほぼ等間隔をおいて複数形成されている。

前記第１の筒状部材３２内には第２の筒状部材３３が同軸状に収容されており、この第２筒状部材３３は前記第１筒状部材３２内において軸方向に摺動できるように構成されている。すなわち、図９および図１０に示したように第１筒状部材３２の内壁面には、軸方向に複数本の溝３２ｂが形成されており、また第２筒状部材３３の外壁面には、軸方向に複数本のリブ３３ｂが形成されており、前記各溝３２ｂに各リブ３３ｂが嵌め込まれることで、第２筒状部材３３は前記第１筒状部材３２内において軸方向に摺動できるように構成されている。

前記第２筒状部材３３の前端部には、前記回転子３１のカム面３１ａに対峙するように、二等辺三角形状の可動当接子３３ａが形成されている。なお、前記可動当接子３３ａは、筒状部材３３の前端部において周方向にほぼ等間隔をおいて複数形成されている。そして、前記第２筒状部材３３は、図８および図９に示すように軸方向の後端部に配置されたコイル状のバネ部材３４により前方に押し出される付勢力を受けるように構成されている。これにより、第２筒状部材３３に形成された前記可動当接子３３ａは、回転子３１のカム面３１ａに対して常に当接し、回転子３１を前方に付勢するように作用する。

図１１〜図１５は、筆記に伴う前記した回転子３１の軸方向への往復動により、回転子３１に形成されたカム面３１ａが固定当接子３２ａおよび可動当接子３３ａによって回転駆動を受ける様子を順に説明するものである。

まず、図１１は筆記圧が加わらない状態を示したものであり、この状態においては前記バネ部材３４の作用を受けて可動当接子３３ａが回転子３１のカム面３１ａに当接することで、回転子３１はチャックユニット４と共に軸筒内を前方（第２位置）に移動している。次に図１２は筆記圧が加わった場合の動作途中の状態を示しており、筆記圧の作用により回転子３１はチャックユニット４を経由して軸筒内を後方に移動する。これにより、可動当接子３３ａは前記バネ部材３４を収縮させながら後方に移動し、さらに回転子３１に形成されたカム面３１ａが固定当接子３２ａに当接する。

次に、図１３は筆記圧を受けて前記回転子３１（カム面３１ａ）がさらに後方（第１位置）に移動した状態を示すものであり、カム面３１ａが固定当接子３２ａに矢印ｄとして示すように押しつけられることにより、カム面３１ａの鋸歯状面は矢印ｅに示す方向に相対移動し、結果として回転子３１は矢印ｅの水平方向への分力に対応した回転駆動を受ける。

これにより、前記チャックユニット４も同方向に回転駆動を受け、チャックユニット４に把持された筆記芯１０も同様に回転する。なお、この状態においては、図１３には示されていないが、二等辺三角形状の可動当接子３３ａは、鋸歯状のカム面３１ａにおける一つの歯を乗り越えて、回転方向の次の歯の鋸歯状面に当接される。

図１４は筆記圧が解除された初期の状態を示すものであり、前記バネ部材３４の作用を受ける可動当接子３３ａの前方への移動により、固定当接子３２ａに対する鋸歯状のカム面３１ａの噛み合わせが解かれる。そして、図１５に示すように、なおも前記バネ部材３４の作用を受けて可動当接子３３ａが前方へ移動することにより、可動当接子３３ａの斜面がカム面３１ａに矢印ｆとして示すように押しつけられ、これによりカム面３１ａの鋸歯状面は矢印ｇに示す方向に相対移動し、結果として回転子３１は矢印ｇの水平方向への分力に対応した回転駆動を受ける。

したがって、前記チャックユニット４も同方向に回転駆動を受け、筆記芯１０も同様に回転する。すなわち、筆記圧の印加と解除の１つの動作サイクルにより、前記回転子３１はカム面３１ａにおける１つの鋸歯に対応する歩進を受け、前記の繰り返しにより筆記芯１０は順次回転駆動されることになる。それ故、書き進むにしたがって筆記芯が偏摩耗するのを防止させることができ、すでに説明した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記した第３の実施の形態においては、軸方向に摺動可能となるように配置された第２の筒状部材３３が、前記第１および第２の実施の形態において説明したトルクキャンセラーとしての役割を果たすように動作する。すなわち、第２の筒状部材３３が、回転子３１とバネ部材３４との間に介在されることにより、回転子３１の回転運動が前記バネ部材３４に伝達されるのを阻止するように動作する。これにより、バネ部材３４の捩じれ戻り（バネトルク）が発生することで、回転子３１の回転動作に障害を与えるという問題を解消させることができる。

前記第３の実施の形態においては、図８および図９に示したバネ部材３４を用い、筆記圧が解除された場合において、前記バネ部材３４の付勢力によって第２筒状部材３３に形成された可動当接子３３ａを前記回転子３１のカム面３１ａに当接させて回転子に回転運動を与えるように構成されている。

このようにバネ部材３４を用いた場合には、回転子の回転動作が安定する点で好ましいが、筆記圧が解除された場合における回転子３４の回転動作は、バネ部材３４を用いずに前記した第２筒状部材３３の自重により達成させることもできる。このように第２筒状部材の重力を利用した場合には、機構の簡素化ならびにコストを低減させることに寄与できる。

Claims (12)

1. 軸筒内に配設されたチャックユニットの前後動により筆記芯の解除と把持を行い、前記筆記芯を前方に繰り出すことができるように構成されたシャープペンシルであって、
   前記チャックユニットが、筆記芯を把持した状態で軸芯を中心にして回転可能となるように前記軸筒内に保持されると共に、前記筆記芯の筆記圧による前記チャックユニットの後退動作に伴い、回転子を回転駆動させる回転駆動機構が具備され、前記回転子の回転運動を前記チャックユニットを介して前記筆記芯に伝達するように構成したことを特徴とするシャープペンシル。
2. 前記回転駆動機構を構成する回転子が円環状に形成されて、その軸方向の一端面および他端面に第１と第２のカム面がそれぞれ形成されると共に、前記第１と第２のカム面にそれぞれ対峙するように前記軸筒側に配置された第１と第２の固定カム面が具備され、
   前記筆記圧による前記チャックユニットの後退動作によって、前記円環状回転子における第１のカム面が、前記第１の固定カム面に当接して噛み合わされ、前記筆記圧の解除により前記円環状回転子における第２のカム面が、前記第２の固定カム面に当接して噛み合わされるように構成され、
   前記回転子側の第１カム面が、前記第１の固定カム面に噛み合わされた状態において、前記回転子側の第２カム面と前記第２の固定カム面が、軸方向においてカムの一歯に対して半位相ずれた関係に設定され、前記回転子側の第２カム面が、前記第２の固定カム面に噛み合わされた状態において、前記回転子側の第１カム面と前記第１の固定カム面が、軸方向においてカムの一歯に対して半位相ずれた関係に設定されていることを特徴とする請求項１に記載されたシャープペンシル。
3. 前記筆記圧が解除された状態において、前記円環状回転子における第２のカム面を、前記第２の固定カム面に当接させて噛み合わせ状態に付勢するバネ部材が具備されていることを特徴とする請求項２に記載されたシャープペンシル。
4. 前記筆記圧が解除された状態において、前記チャックユニットを含む前記回転子の自重により前記円環状回転子における第２のカム面を、前記第２の固定カム面に当接させて噛み合わせ状態にすることを特徴とする請求項２に記載されたシャープペンシル。
5. 前記回転駆動機構を構成する回転子の軸方向における一端面および他端面に、第１と第２の脚部がそれぞれ前記面に対して鋭角をもって配置されると共に、前記軸筒側に配置され、前記第１と第２の脚部の先端が選択的に係合する第１と第２の溝形成面が具備され、
   前記筆記圧による前記チャックユニットの後退動作に伴う前記回転子における軸方向の第１位置への移動により、前記第１の脚部が第１の溝形成面に係合して、前記回転子を一方向に回転歩進させると共に、前記筆記圧の解除による前記回転子における軸方向の第２位置への復帰により、前記第２の脚部が第２の溝形成面に係合して、前記回転子を同方向に回転歩進させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載されたシャープペンシル。
6. 前記筆記圧が解除された状態において、前記回転子を軸方向の第２位置へ復帰させるように付勢するバネ部材が具備されていることを特徴とする請求項５に記載されたシャープペンシル。
7. 前記筆記圧が解除された状態において、前記チャックユニットを含む前記回転子の自重により前記回転子を軸方向の第２位置へ復帰させるように構成したことを特徴とする請求項５に記載されたシャープペンシル。
8. 前記回転駆動機構を構成する回転子が円環状に形成されて、その軸方向の端面にカム面が形成され、かつ円環状の前記回転子は筆記圧による前記チャックユニットの後退動作に伴って軸方向の第１位置へ移動し、前記筆記圧の解除により軸方向の第２位置へ復帰するように構成され、
   前記円環状回転子の第１位置への移動により、前記カム面の斜面に当接して前記回転子を一方向に回転歩進させる軸筒側に配置された固定当接子と、
   前記円環状回転子の第２位置への移動に際して、前記カム面の斜面に当接しつつ軸方向に移動し、前記回転子を同方向に回転歩進させる可動当接子とが具備されていることを特徴とする請求項１に記載されたシャープペンシル。
9. 前記固定当接子および可動当接子は、筒状に形成されて前記軸筒内に同軸状に配置された第１および第２筒状部材の先端部にそれぞれ形成されており、前記固定当接子を備える第１筒状部材内に前記可動当接子を備える第２筒状部材が配置され、かつ、第１筒状部材と第２筒状部材の軸方向に相互に形成された溝およびリブの組み合わせにより、第２筒状部材が第１筒状部材内において軸方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項８に記載されたシャープペンシル。
10. 筆記圧が解除された状態において、前記円環状回転子を前記第２位置へ復帰させるバネ部材が、前記第２筒状部材を前方に付勢するように配置されていることを特徴とする請求項９に記載されたシャープペンシル。
11. 前記筆記圧が解除された状態において、前記第２筒状部材の自重により前記可動当接子が前記円環状回転子のカム面に当接されるように構成したことを特徴とする請求項９に記載されたシャープペンシル。
12. 前記回転子と前記バネ部材との間に、円筒状に形成されたトルクキャンセラーが介在され、前記回転子の回転運動が前記バネ部材に伝達されるのを阻止するように構成したことを特徴とする請求項３、請求項６または請求項１０のいずれか１項に記載されたシャープペンシル。

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