JP6281696B2

JP6281696B2 - シャープペンシル

Info

Publication number: JP6281696B2
Application number: JP2014062622A
Authority: JP
Inventors: 吉原　直人; 直人吉原; 山本　学; 学山本
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2018-02-21
Anticipated expiration: 2034-03-25
Also published as: JP2015042484A

Description

本発明は、軸筒の先端に芯保護管が配置され、前記芯保護管を軸筒に対して前後動可能に配置したことを特徴とするシャープペンシルに関するものである。

軸筒の先端に芯保護管が配置され、前記芯保護管を軸筒に対して前後動可能に配置したことを特徴とするシャープペンシルはパイプスライド式シャープペンシルと言われ、筆記の際、芯と芯保護管の先端部が常に被筆記面と接触し、芯の摩耗と共に筆圧によって芯保護管が被筆記面に押されて後方へと後退することから、芯が折れにくい効果が期待されている。このパイプスライド式シャープペンシルにおいて、芯保護管先端の摩擦抵抗を少なくすることを目的とした発明がなされている。
実開平１−１３２７９０号公報

特許文献１の実施例は、紙面に触れる芯保護管の先端部の外面及び内面に曲面部を形成し、摩擦抵抗を低減させている。しかし、一般的なシャープペンシルに転用した際には機械的な動きの画線ヘッドと異なり、その筆記角度は筆記者による違いは基より、筆記中もめまぐるしく変化する。このため、前記芯保護管の先端部の外面及び内面を曲面部としても、紙面に触れる角度によっては被筆記面に対して食い込む、引っ掛かってしまう等、筆記感の向上には有効に機能していない場合があった。

本発明の目的は、上記問題を鑑み、軸筒の先端に芯保護管が配置され、前記芯保護管を軸筒に対して前後動可能に配置したことを特徴とするシャープペンシルにおいて、確実に筆記感の向上につながる芯保護管先端曲面部を備えた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。

本発明は、軸筒の先端に芯保護管が配置され、前記芯保護管を軸筒に対して前後動可能に配置したシャープペンシルにおいて、前記芯保護管の先端外端部の形状を曲面とし、その曲面は半断面における曲率半径を芯保護管肉厚の４７％以上１００％未満にすると共に、芯が通る内側の端部が前記半断面において９０度以上又はＲ形状としたことを特徴とするシャープペンシルを要旨とするものである。

本発明は、軸筒の先端に芯保護管が配置され、前記芯保護管を軸筒に対して前後動可能に配置したシャープペンシルにおいて、前記芯保護管の先端外端部の形状を曲面とし、その曲面は半断面における曲率半径を芯保護管肉厚の４７％以上１００％未満にすると共に、芯が通る内側の端部が前記半断面において９０度以上又はＲ形状としたことにより、筆記時に被筆記面と接する芯保護管の先端外端部と被筆記面の引っ掛かりを解消し、確実に筆記感を向上させる効果が得られる。また、芯が折れにくいパイプスライド式シャープペンシルの効果も得られる。

本発明を使用した実施例１の外観図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図２のＢ部拡大図である。

軸筒１の先端には芯保護管２が配され、その芯保護管２は先部材３に設けられた外部と連通する孔３ａを通じて、前後に移動可能となっている。この芯保護管２は先部材３の内部で先部材内部を前後に移動可能となっているスライダー４に圧入されている。そして、そのスライダー４の内部には芯保持部材５が配されている。軸筒１は、前記先部材３と前記先部材３の後端に配置された軸筒本体６とから構成されており、その軸筒１の内部には芯繰り出しユニット（芯繰り出し機構）７が配置されている。前記軸筒本体６は、前記先部材３と前記芯繰り出しユニット７とで挟みこまれており、後述するように、前記先部材３と前記芯繰り出しユニット７とを螺着させることで、軸筒本体６を固定している。
芯繰り出しユニット（芯繰り出し機構）７は、芯を収納する芯タンク８を有し、その芯タンク８の前端には中継ぎ部材９が圧入によって固定されている。そして、その中継ぎ部材９の前方には、筆記芯を把持、解放するためのチャック体１０が固定されており、そのチャック体１０には、チャック体１０の開閉を行うチャックリング１１が囲繞した状態で配置され、チャック体１０前方には当接リング１２が固定されている。チャック体１０は、その前方内部に形成された芯把持部１０ａにより、筆記芯の把持、解放を行う。更に、前記中継ぎ部材９、チャック体１０、チャックリング１１を内包するように中ネジ部材１３が配置されている。そして、弾撥部材（コイルスプリング）１４により、芯繰り出しユニット７が軸筒１内に配置された際に、チャック体１０、中継ぎ部材９及び芯タンク８を軸筒１の後方に付勢する。また、芯タンク８の後端には、押圧部材１５が着脱自在に取り付けられている。

突出時は、押圧部材１５に対する最初のノックの動作によってスライダー４の後方に配されている芯繰り出しユニット（芯繰り出し機構）７のチャック体１０先端部でスライダー４の後端部が前方に押し出され、芯の突出と共に芯保護管２及びスライダー４も前方に移動する。２回目以降のノックでは芯保護管の先端から芯が突出する通常の芯出しが行われる。筆記の際、芯の摩耗によって芯保護管２の先端外端部１６が被筆記面に触れた場合でも、筆記による芯の摩耗と共に筆圧によって芯保護管２の先端外端部１６が被筆記面に押されて後方へと後退するため、筆記を継続できる。芯保護管２及びスライダー４が後退しきった状態では筆記を続けることが出来ないため、この時点で押圧部材１５のノック動作が必要である。

芯保護管２は、芯を内部に通し、保護できるものであればよく、特に限定されない。その材質はステンレス、アルミニウム、真鍮の金属やガラス、樹脂、酸化アルミニウム（アルミナ）、ジルコニア等のセラミックス等管体を形成できるものであればよく特に限定されないが、シャープペンシルの芯保護管としてはステンレスがよく使用されている。

被筆記面と接する芯保護管２の先端外端部１６の形状は曲面とし、その曲面は半断面における曲率半径を芯保護管肉厚の４７％以上１００％未満とする。芯保護管２の先端外端部１６の形状を曲面とすることで、被筆記面に対してなだらかに接触する面を多くすることが出来、被筆記面に対して端部の食い込みや引っ掛かりがない効果が得られる。効果が得られる曲面としては、半断面における曲率半径を芯保護管肉厚の４７％以上１００％未満とする必要がある。４７％未満の曲率半径では被筆記面となだらかに接触する面が少なく角張っているため、筆記時の被筆記面への食い込みや引っ掛かり感を解消出来ない。一方、曲率半径を、芯保護管肉厚を越えて設定すると芯が通る内側の端部が鋭角となってしまい、芯が折れやすくなってしまう。また、１００％の曲率半径でも、わずかな摩耗で曲率半径が芯保護管２の肉厚を越えてしまう為、芯保護管２の先端外端部１６が被筆記面と接触した状態でも筆記が可能なパイプスライド式シャープペンシルの先端形状としては望ましくない。
尚、ここで述べる芯保護管２の先端外端部１６の半断面における曲率半径は、１種類に限らない。前記芯保護管２の先端外端部１６の半断面が複数種の曲率半径からなっていてもよく、その場合であっても、その複数種の曲率半径全てが、前記芯保護管肉厚に対して４７％以上１００％未満となっていればよい。それにより、筆記時に被筆記面と接する芯保護管２の先端外端部１６と被筆記面の引っ掛かりを解消し、確実に筆記感を向上させる効果が得られる。

芯保護管２の先端外端部１６の曲面形状の形成方法は、芯保護管２の基となる管を所定の長さの芯保護管へ切断し、その切断後にバレル研磨、切削加工、塑性変形加工等の２次加工で形成したり、切断時に同時に曲面を形成する砥石を用いて形成したりしてもよい。また、樹脂、ガラス、セラミックス等で成形する際には金型にて形状を決定することも可能である。いずれにしても、芯保護管２の先端外端部１６の半断面における曲率半径を芯保護管肉厚の４７％以上１００％未満の曲面となる形状が形成できればよく、その形成方法は特に限定されない。また、芯が通る内側の端部は切断状態のままであれば９０°、バレル研磨、切削加工、塑性変形加工等の２次加工を行った場合にも９０°、もしくは鈍角やＲ形状となっている。

また、芯保護管２の外面に潤滑性のある層を形成し、被筆記面との摩擦抵抗を低減させる処理や、耐摩耗性のある層を形成し、被筆記面による芯保護管２の先端外端部１６の摩耗を低減させる処理を施してもよい。被筆記面との摩擦抵抗を低減させることで、被筆記面への芯保護管２の外端部の食い込みや引っ掛かりが更になくなり、筆記感の向上につながる。また、芯保護管２の先端外端部１６の曲面形状を摩耗から保護することで、長期間形状を維持する効果が得られる。潤滑性のある層としては、工業部品や金型に使用されるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）含有めっき、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）やグラファイト、二硫化タングステン、フッ化黒鉛、窒化ホウ素と言った固体潤滑材含有コーティング処理、調理器具等に使用されるテフロン（登録商標）加工、ドリル等の工具に使用されるＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理等が挙げられる。耐摩耗性のある層としては、前記潤滑性のある層の処理の他、表面硬度を硬くする窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等の窒化処理が挙げられる。被筆記面との摩擦抵抗が低減する処理や耐摩耗性が向上する処理であればよく、特に限定されない。

更に、潤滑性のある層や耐摩耗性のある層はスライダー４外面やスライダー４及び芯保護管２を内蔵する先部材３内面に施してもよく、摩擦低減によるスライダー及び芯保護管のスムーズな前後移動は筆記感の向上につながる。

本発明においては、芯繰り出しユニット（芯繰り出し機構）は、筆記芯を把持、解放するためのチャック体とチャック体の開閉を行うチャックリングからなる構成を例として取り上げているが、芯の前方への移動は許容するがその後方への移動を楔作用にて妨げることが可能な、所謂、ボールチャック機構を軸筒内に配置しても良い。ボールチャック機構を軸筒内に配置した芯繰り出しユニットにおいても、先部材に芯保護管が収納された状態で押圧部材に対する最初のノック動作をする。その際に、スライダーの後方に配されている芯繰り出しユニット（芯繰り出し機構）のチャック体先端部で、スライダーの後端部が前方に押し出され、芯の突出と共に芯保護管及びスライダーが前方に移動する。そして、２回目以降のノックでは芯保護管の先端から芯を突出する。
更に、前述のボールチャック機構を軸筒内に配置した芯繰り出しユニットにおいて、前記先部材に対して前記スライダーを弾撥部材によって前方に付勢する構成としても良い。これにより把持されている芯1本のほぼすべてが消費されるまで、押圧部材をノックすることなく、継続して筆記することができる。これは、前記筆記動作による芯の摩耗と共に筆圧によって芯保護管が先部材の内部へと後退するが、被筆記面から芯保護管を離間させると前記弾撥部材によって前記スライダーが前方へと復元するからであり、その際、前記スライダーの内部の芯保持部材によって、前記ボールチャックに把持された芯を引き抜く動作を行うからである。前記動作が筆圧の入力・解除（芯保護管が被筆記面に対して接触・離間）する度に行われる為、ボールチャックにより把持されている芯1本のほぼすべてが消費されるまで、押圧部材をノックすることなく、継続して筆記することができる（以下、自動シャープ構造と称する）。ここで、前記自動シャープ構造に加え、前記先部材内面や、芯保護管の外面に潤滑性のある層や耐摩耗性のある層を施すことで、スライダーの摺動による先部材とスライダー、及び、先部材と芯保護管の摩擦が低減される。よって、筆記時にはスライダー及び芯保護管をスムーズに前後移動させることができる為、筆記感や耐久性が更に向上するので、使い勝手が非常に良いものとなる。

（実施例）
図１は、本発明のシャープペンシルの外観図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３は図２のＢ拡大図である。軸筒１の先端に芯保護管２が配され、芯保護管２は先部材３に設けられた外部と連通する孔３ａを通じて先部材３の内部で先部材内部を前後に移動可能となっているスライダー４に圧入され、前後に移動可能となっている。呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルであり、芯保護管の材質はステンレス、肉厚は０．１５ｍｍとなっている。バレル研磨によって曲率半径の調整を行った。

（実施例１）
図１及び、図２に示す外観の呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルであり、芯保護管の肉厚は０．１５ｍｍ、芯保護管２の先端外端部１６の曲率半径は０．０７ｍｍ（芯保護管肉厚の４７％）となっている。

（実施例２）
図１及び、図２に示す外観の呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルであり、芯保護管の肉厚は０．１５ｍｍ、芯保護管２の先端外端部１６の曲率半径は０．０９ｍｍ（芯保護管肉厚の６０％）となっている。

（実施例３）
図１及び、図２に示す外観の呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルであり、芯保護管の肉厚は０．１５ｍｍ、芯保護管２の先端外端部１６の曲率半径は０．１０ｍｍ（芯保護管肉厚の６７％）となっている。

（実施例４）
図１及び、図２に示す外観の呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルであり、芯保護管の肉厚は０．１５ｍｍ、芯保護管２の先端外端部１６の曲率半径は０．１１ｍｍ（芯保護管肉厚の７３％）となっている。

（実施例５）
図１及び、図２に示す外観の呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルであり、芯保護管の肉厚は０．１５ｍｍ、芯保護管２の先端外端部１６の曲率半径は０．１３ｍｍ（芯保護管肉厚の８８％）となっている。

（比較例１）
図１及び、図２に示す外観の呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルであり、芯保護管の肉厚は０．１５ｍｍ、芯保護管２の先端外端部１６の曲率半径は０．０３ｍｍ（芯保護管肉厚の２０％）となっている。

（比較例２）
図１及び、図２に示す外観の呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルであり、芯保護管の肉厚は０．１５ｍｍ、芯保護管２の先端外端部１６の曲率半径は０．０５ｍｍ（芯保護管肉厚の３３％）となっている。

（比較例３）
図１及び、図２に示す外観の呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルであり、芯保護管の肉厚は０．１５ｍｍ、芯保護管２の先端外端部１６の曲率半径は０．１５ｍｍ（芯保護管肉厚の１００％）となっている。

（比較例４）
図１及び、図２に示す外観の呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルであり、芯保護管の肉厚は０．１５ｍｍ、芯保護管２の先端外端部１６の曲率半径は０．１８ｍｍ（芯保護管肉厚の１２０％）となっている。

実施例１〜５及び、比較例１〜４を用いて、筆記抵抗値測定、実筆記による官能評価、芯折れ評価を実施した。下記の表１が、その結果である。

筆記抵抗値の測定は静・動摩擦測定機（Ｔｒｉｂｏ−ｍａｓｔｅｒＴｙｐｅＴＬ２０１Ｓａ、（株）トリニティーラボ製）を用い、筆記荷重を１００ｇ、筆記角度６０°、筆記速度７ｃｍ／ｓｅｃで１５ｃｍ直線筆記させたときの筆記抵抗値を測定した。筆記抵抗値の測定は、測定周波数２００Ｈｚにて２秒間測定を行った。筆記最中の抵抗値（動摩擦）を比較評価する為には、動き出すときと停止直前のデータは安定したデータが得られにくいので除去した。その処理として、２秒間の測定の開始０．５秒から２．０秒までの間で得られた筆記抵抗値のデータから、平均筆記抵抗値を算出した。

実筆記による官能評価は様々な筆記角度や筆記方向が発生することを想定してアルファベットをＡからＺまで２６文字筆記し、その間の筆記感がよく違和感がない場合は○、引っ掛かりや方向性等違和感がある場合は△とした。

芯折れ評価は様々な筆記角度や筆記方向が発生することを想定してアルファベットをＡからＺまで２６文字筆記し、その間に芯折れが発生しない場合を○、芯折れが発生した場合は×とした。

実施例１〜５は芯保護管２の先端外端部１６が被筆記面に対してなだらかに接触する面を多く出来、被筆記面に対して芯保護管２の先端外端部１６の食い込みや引っ掛かりがなく筆記抵抗値が低く、筆記感がよい。また、芯が通る内側の端部はバレル研磨によって９０°もしくは鈍角やＲ形状となっているため、芯が折れにくいパイプスライド式シャープペンシルの効果も維持している。

比較例１は被筆記面に対してなだらかに接触する面が十分ではなく、被筆記面に対して芯保護管２の先端外端部１６の食い込み、引っ掛かりが発生しているため、芯折れはないものの、筆記抵抗値は高く、筆記感も悪い。比較例２は被筆記面に対してなだらかに接触する面を多く出来、被筆記面に対して芯保護管２の先端外端部１６の食い込みや引っ掛かりが少なく筆記抵抗値が低くなっているが、筆記感は悪い。一方、比較例３、４は被筆記面に対してなだらかに接触する面を多く出来、被筆記面に対して芯保護管２の先端外端部１６の食い込みや引っ掛かりがなく筆記抵抗値が低くなっているが、芯が通る内側の端部が鋭角になるため、芯が折れやすくなり、その結果、筆記感も悪くなっている。

また、実施例１、３と比較例１、２において、筆記角度を６０°の他、４０°、８０°に変更した筆記抵抗値の測定も行った。その結果が、下記の表２である。

実施例１、３は４０°、６０°、８０°の筆記角度に対し、筆記抵抗値が低く、その差がほとんどないのに対し、比較例１では４０°、６０°で急激に筆記抵抗値が高くなっていた。比較例２は６０°、８０°の筆記角度では筆記抵抗値が低いが、４０°で急激に筆記抵抗値が高くなっていた。これは実施例１、３が芯保護管２の先端外端部１６の曲率半径を芯保護管肉厚の４７％以上にすることで、被筆記面に対してなだらかに接触する面が多く出来ている為、筆記角度を変えても引っ掛かりが発生しないが、比較例１では被筆記面となだらかに接触する面が少なく角張っているため、筆記角度の変化で筆記時の食い込みや引っ掛かりが顕著に発生して筆記抵抗値が高くなっていると考えられる。比較例２は６０°、８０°の筆記角度では被筆記面に対してなだらかに接触する面を多く出来、被筆記面に対して芯保護管２の先端外端部１６の食い込みや引っ掛かりが少なく筆記抵抗値が低くなっているが、４０°では筆記時の食い込みや引っ掛かりが顕著に発生して筆記抵抗値が高くなっており、実際の筆記で表１に示す通り筆記感が悪くなっている原因と考えられる。このように、実施例１、３では筆記角度による筆記抵抗値の変化が少なく、筆記角度によらず筆記感が良好に保たれる。これは実施例２、４、５にあっても同様である。

表１、表２の結果から、芯保護管２の先端外端部１６の形状は曲面とし、その曲面は半断面における曲率半径を芯保護管肉厚の４７％以上１００％未満とすることで、筆記角度による筆記抵抗値の変化が少なく、低い筆記抵抗値と良好な筆記感が得られる。

（実施例６）
実施例３の芯保護管外面に潤滑性のある層として、フッ素潤滑めっき（ＰＴＦＥ含有無電解ニッケルめっき）を施した。具体的にはステンレスの芯保護管に対し、材質表面活性化の為のニッケルストライクめっき処理、及び下地の無電解ニッケルめっき処理を施した後、無電解ニッケル皮膜中にＰＴＦＥを共析させるフッ素潤滑めっき処理を施した。その結果が、下記の表３である。

実施例３で得られた効果に加え、潤滑性が付与されていることで更に筆記抵抗値が低くなっている。このため、実施例６でも筆記感がよいものとなっている。

本発明は、呼び直径が０．２ｍｍの芯を使用するパイプスライド式シャープペンシルを例として取り上げているが、軸筒の先端に芯保護管が配置され、前記芯保護管を軸筒に対して前後動可能に配置したパイプスライド式シャープペンシルであれば呼び直径が０．３ｍｍや０．４ｍｍ、０．５ｍｍの芯等、他の芯径の鉛筆芯に使用することが可能である。また、本発明におけるシャープペンシルの芯は前記鉛筆芯に限らず、クレヨン、パステル、消しゴム等でもよく、使用により消耗するものであれば良い。

１軸体
２芯保護管
３先部材
３ａ外部と連通する孔
４スライダー
５芯保持部材
６軸筒本体
７芯繰り出しユニット
８芯タンク
９中継ぎ部材
１０チャック体
１０ａ芯把持部
１１チャックリング
１２当接リング
１３中ネジ部材
１４弾撥部材
１５押圧部材
１６芯保護管の先端外端部

Claims

軸筒の先端に芯保護管が配置され、前記芯保護管を軸筒に対して前後動可能に配置したシャープペンシルにおいて、前記芯保護管の先端外端部の形状を曲面とし、その曲面は半断面における曲率半径を芯保護管肉厚の４７％以上１００％未満にすると共に、芯が通る内側の端部が前記半断面において９０度以上又はＲ形状としたことを特徴とするシャープペンシル。
前記芯保護管の外面に潤滑性のある層を形成したことを特徴とする請求項１に記載のシャープペンシル。