JP6488734B2 - 部材の結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、雄ねじ部を有する部材と雌ねじ部を有する部材との結合の構造に関する。

通常、ボールペン等の筆記具のケーシングは複数の部材に分割されており、その一方の部材の端部に形成された雄ねじ部を他方の部材の端部に形成された雌ねじ部に螺合させることで両部材を結合するようになっている（例えば、下記特許文献を参照）。

一方の部材を他方の部材に螺着したときに、両部材の相対的な位置関係が常に一定となることは保証されていない。一方の部材を他方の部材に対して相対的に軸周りに回動させながら雄ねじ部を雌ねじ部にねじ込んでゆくと、一方の部材が他方の部材に向かって軸方向に変位し、やがて一方の部材における軸方向を向いた端面が他方の部材におけるこれに対向する端面に当接する。だが、双方の部材の端面同士が当接した後も、さらに強い操作力（トルク）を加えて部材を回動させることは可能である。従って、一方の部材の他方の部材に対する最終的な組み付けの位置は、部材に加わる操作力の強弱に応じて変化し得る。

特開２００１−２９３９９６号公報

本発明は、雄ねじ部と雌ねじ部との螺合を通じて複数の部材を結合する際の、一方の部材の他方の部材に対する相対位置のばらつきをできる限り小さく抑えることを所期の目的としている。

本発明では、第一の部材に形成された雄ねじ部と第二の部材に形成された雌ねじ部との螺合を通じて第一の部材を第二の部材に結合する構造であって、前記第一の部材と前記第二の部材とのうち一方に設けられ、前記第一の部材の前記第二の部材に対する相対位置が所定の終端位置に到達したときに、雄ねじ部が雌ねじ部にそれ以上ねじ込まれないよう第一の部材の第二の部材に対する相対回動を制止するストッパ部と、前記第一の部材と前記第二の部材とのうち一方に設けられ、前記ストッパ部が前記第一の部材の前記第二の部材に対する相対回動を制止する直前の段階で、回動させる第一の部材または第二の部材に作用する摩擦力をそれよりも前の段階と比較して増大させる摩擦増大部とを具備し、前記摩擦増大部が、前記第一の部材に設けられ外径が前記雄ねじの外径よりも肥大しており前記第二の部材に緊密に嵌まり込む拡径部、第二の部材に設けられ内径が第二の部材の筒部のその他の部位の内径よりも縮小しており第一の部材が緊密に嵌まり込む部位、第一の部材に設けられた雄ねじの一部分であってその外径若しくは谷の径が雄ねじの他の部分と比較して肥大した部位、または、第二の部材に設けられた雌ねじの一部分であってその内径若しくは谷の径が雌ねじの他の部分と比較して縮小した部位である部材の結合構造を構成した。

前記ストッパ部は、軸回りの周方向に対して略直交する当たり面を有するものとすることが好ましい。

前記第一の部材における前記雄ねじ部よりも先方に挿入部が設けられるとともに、前記第二の部材における前記雌ねじ部よりも奥方に前記挿入部が挿入されて内周面が当該挿入部の外周面に当接または極近接する筒部が設けられているならば、前記挿入部が前記筒部に挿入された後に前記雄ねじ部の前記雌ねじ部へのねじ込みが開始されるようになる。これにより、第一の部材または第二の部材を回動させる操作をより簡便に実行できる上、両部材を結合した後も何れかの部材が相手方の部材に対してぐらつきにくくなり、構造が安定する。この場合において、前記ストッパ部は、前記挿入部または前記筒部に設けられることが好ましい。

本発明に係る結合構造は、硬質樹脂成形品である前記第一の部材を硬質樹脂成形品である前記第二の部材に結合するための構造として好適である。

また、前記第一の部材及び前記第二の部材は、筆記具における筆記用のインキを充填したリフィルまたは筆記用の芯を収容するケーシングであることがある。

本発明によれば、雄ねじ部と雌ねじ部との螺合を通じて複数の部材を結合する際の、一方の部材の他方の部材に対する相対位置のばらつきを小さく抑えることができる。

本発明の一実施形態における筆記具の正面図。 同実施形態の筆記具を分解した状態を示す側面図。 同実施形態の筆記具の前軸及び後軸を示す、前軸の一部を破断した分解斜視図。 同実施形態の筆記具の要部を拡大した正断面図。 同実施形態の筆記具の要部を拡大した正断面図。 同実施形態の筆記具の平断面図。 本発明の変形例の一を示す要部を拡大した分解斜視図。 同変形例を示す要部を拡大した正断面図。 同変形例を示す平断面図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１及び図２に、本発明の適用対象の一である筆記具Ｐを示している。この筆記具Ｐは、紙等に筆記を行う機能を具現する筆記具本体３と、筆記具本体３を収容し使用者に把持されるケーシングを構成する後軸１及び前軸２とを主たる要素とする。図示例の筆記具Ｐはボールペンであり、筆記具本体３はインキを充填した容器の先端部位にインキを紙等に転写するためのボールを包有する筆記機構部を取り付けたリフィルを含む。なお、筆記具Ｐがシャープペンシルである場合には、筆記具本体３がシャープペンシルの芯及びその芯を繰り出すための機構を含む。

後軸１及び前軸２はそれぞれ、内部に筆記具本体３を挿通できるよう軸方向に沿って伸長した筒状の概形をなす。本実施形態では、第一の部材たる後軸１に雄ねじ部１１を形成し、第二の部材たる前軸２に雌ねじ部２１を形成して、それら雄ねじ部１１と雌ねじ部２１との螺合を通じて後軸１と前軸２とを結合するものとしている。

図３ないし図６に示すように、後軸１は、軸方向に延伸する略円筒形状の挿入部１２と、筒状部の後方に連なる雄ねじ部１１と、雄ねじ部１１の後方に連なる摩擦増大部たる拡径部１３と、拡径部１３の後方に連なる基部１５とを備えた硬質樹脂成形品である。挿入部１２の存在により、雄ねじ部１１は後軸１における軸方向の中間部位に位置する。挿入部１２の外径は、雄ねじ部１１の雄ねじの外径（雄ねじの山の頂に接する仮想的な円筒または円錐の直径）及び雌ねじ部２１の雌ねじの内径（雌ねじの山の頂に接する仮想的な円筒または円錐の直径）よりも若干小さい。挿入部１２の軸方向に沿った寸法は、雄ねじ部１１の軸方向に沿った寸法と比べて数倍長い。挿入部１２の軸方向を向いた前端面からは、ストッパ部たる突起１４を前方に向けて突出させている。

拡径部１３は、その外径が雄ねじの外径よりも極僅かに肥大した部位である。拡径部１３の軸方向に沿った寸法は、雄ねじ部１１及び雌ねじ部２１のねじのリード（ねじのつる巻き線に沿って軸の周りを一周するときに軸方向に進む距離。一条ねじでは、ねじのピッチに等しい）よりも小さく、リードの半分程度である。

後軸１の挿入部１２、雄ねじ部１１及び拡径部１３は、後軸１を前軸２に組み付けるときに前軸２内に挿入されて前軸２により被覆される。だが、後軸１の基部１５は前軸２内には挿入されず、後軸１を前軸２に組み付けた後も外部に露出する。後軸１の基部１５には、当該筆記具Ｐを紙や板、または使用者の着衣のポケット等に掛け止めるために用いられるクリップ１６を装着する。クリップ１６の外表面には、ロゴマーク等の装飾１０が印刷等により付されることがある。

前軸２は、軸方向に延伸する略円筒形状の筒部２２と、筒部２２の前方に連なる縮径部２５と、筒部２２の後方に連なる雌ねじ部２１と、雌ねじ部２１の後方に連なる環状の摩擦増大部たる嵌合部２３とを備えた硬質樹脂成形品である。筒部２２は、後軸１の挿入部１２が挿入される部位であり、その内径は挿入部１２の外径に略等しい。なお、筒部２２の内周面は、前方に向かうにつれて内径が極僅かではあるが徐々に小さくなってゆくようなテーパとなっている。縮径部２５の内径は、筒部２２の内径と比較して縮小している。後軸１の挿入部１２を前軸２の筒部２２に挿入したとき、縮径部２５の軸方向を向いた後端面が挿入部１２の前端面と対向する。この後端面からは、ストッパ部たる突起２４を後方に向けて突出させている。この突起２４は、筒部２２の前端部位の内周面に接合している。筒部２２の軸方向に沿った寸法は、雌ねじ部２１の軸方向に沿った寸法と比べて数倍長く、挿入部１２の軸方向に沿った寸法に突起１４、２４の軸方向に沿った突出長を加えた大きさに略等しい。

嵌合部２３は、後軸１の拡径部１３が緊密に嵌まり込む部位であり、その内径は拡径部１３の外径に略等しい。嵌合部２３の軸方向に沿った寸法は、雄ねじ部１１及び雌ねじ部２１のねじのリードよりも小さく、拡径部１３の軸方向に沿った寸法に略等しい。

前軸２における筒部２２、雌ねじ部２１及び嵌合部２３の外周は段差なく連続した円筒面となっており、その外径は後軸１の基部１５の外径に略等しい。この外周には、ロゴマーク等の装飾２０が印刷等により付されることがある。これに対し、前軸２における縮径部２５の外周の径は、筒部２２の外径よりも一段小さくなっている。縮径部２５の外周には、例えば前軸２や後軸１と比較して軟質な樹脂製のグリップ２６を装着する。

筆記具Ｐを組み立てるにあたっては、筆記具本体３を後軸１及び前軸２に挿通した状態で、後軸１の挿入部１２を前軸２の筒部２２内に後端側即ち雌ねじ部２１及び嵌合部２３の所在する側から挿入する。筒部２２に挿入された挿入部１２の外周面は、筒部２２の内周面に当接または極近接する。そして、後軸１を前軸２に対し相対的に軸周りに回動させながら、雄ねじ部１１を雌ねじ部２１にねじ込む。

図４は、後軸１を前軸２に対し相対的にあと約一回転させれば後軸１が前軸２に完全に組み付けられる状況を表している。このとき、後軸１の挿入部１２から前方に突出した突起１４と、前軸２の縮径部２５から後方に突出し筒部２２の前端部位に所在する突起２４との間には、軸方向に沿って依然として距離が存在している。そのため、後軸１を前軸２に対してあと約一回転させる操作の途中で、突起１４、２４同士が干渉し合うことはない。また、後軸１の拡径部１３は未だ前軸２の嵌合部２３に接していない。

図４に示す状況から、後軸１を前軸２に対して軸回りに約半回転させると、後軸１が前軸２に対し軸方向に沿って前方に相対変位し、その拡径部１３が前軸２の嵌合部２３内に嵌まり込むようになる。嵌合部２３に嵌まった拡径部１３の外周面は、嵌合部２３の内周面に密接して大きな摩擦力を生み、後軸１または前軸２を軸周りに回動させる操作力に対する抵抗力を急増させる。換言すれば、突起１４、２４が後軸１の前軸２に対する相対回動を制止する直前の段階における、後軸１を前軸２に対し相対的に単位角度だけ回動させたときの摩擦力の変化量（単位角度あたりの摩擦力の変化量）が、それよりも前の段階における単位角度あたりの摩擦力の変化量と比較して大きくなる。

しかる後、拡径部１３と嵌合部２３との間で発生する摩擦に抗して、さらに後軸１を前軸２に対し軸回りに約半回転させれば、後軸１側の突起１４の軸方向に沿った位置が前軸２側の突起２４の軸方向に沿った位置と重なるようになり、図５及び図６に示すように、突起１４における軸回りの周方向に対して略直交した当たり面１４１が、突起２４における軸回りの周方向に対して略直交した当たり面２４１に当接することとなる。これら突起１４、２４同士の衝突によって、雄ねじ部１１を雌ねじ部２１により深くねじ込むように後軸１を前軸２に対して回動させることが不可能となる。つまりは、図５及び図６に示した位置が、後軸１を前軸２に組み付ける際の後軸１または前軸２の軸回りの回動の終端位置となる。

本実施形態では、第一の部材（後軸）１に形成された雄ねじ部１１と第二の部材（前軸）２に形成された雌ねじ部２１との螺合を通じて第一の部材１を第二の部材２に結合する構造であって、前記第一の部材１と前記第二の部材２とのうち少なくとも一方に設けられ、前記第一の部材１の前記第二の部材２に対する相対位置が所定の終端位置に到達したときに他方に当接して、雄ねじ部１１が雌ねじ部２１にそれ以上ねじ込まれないよう第一の部材１の第二の部材２に対する相対回動を制止するストッパ部（突起）１４、２４と、前記第一の部材１と前記第二の部材２とのうち一方に設けられ、前記ストッパ部１４、２４が前記第一の部材１の前記第二の部材２に対する相対回動を制止する直前の段階で他方に密接することにより、回動させる第一の部材１または第二の部材２に作用する摩擦力をそれよりも前の段階と比較して増大させる摩擦増大部（拡径部、嵌合部）１３、２３とを具備する部材の結合構造を構成した。

本実施形態によれば、雄ねじ部１１と雌ねじ部２１との螺合を通じて複数の部材１、２を結合する際に、一方の部材１、２に設けたストッパ部１４、２４が他方の部材２、１に当接する位置で雄ねじ部１１の雌ねじ部２１へのねじ込み操作が必ず終了することとなり、一方の部材１、２の他方の部材２、１に対する相対位置のばらつきを極小化することが可能となる。特に、各部材１、２にロゴマーク等１０、２０を付している場合において、一方の部材１のロゴマーク等１０と他方の部材２のロゴマーク等２０との相対的な位置関係が常に一定となるため、製品の美観、格調が高まる。

ストッパ部１４、２４が両部材１、２の相対回動を制止する直前に、摩擦増大部１３、２３が両部材１、２間で生ずる摩擦力を急激に（または、ステップ的に）増大させることから、ストッパ部１４、２４同士が当接した状態でも両部材１、２が強固に結合し、雄ねじ部１１と雌ねじ部２１との螺合が簡単に緩むことはない。

また、ストッパ部１４、２４が両部材１、２の相対回動を制止する直前、即ち両部材１、２が図５及び図６に示す終端位置に到達する直前の段階で、部材１、２を軸回りに回動させる操作に対する抵抗が大きくなる。これにより、操作者または筆記具Ｐを組み立てるための自動機械が、両部材１、２が回動の終端位置の直前にあることを力学的に感知できるようになり、両部材１、２に徒に過大な操作力を加え続けて部材１、２（のストッパ部１４、２４等）を破損してしまうようなことが回避される。

前記ストッパ部１４、２４が、軸回りの周方向に対して略直交する当たり面１４１、２４１を有しているため、この当たり面１４１、２４１を相手方の部材２、１に当接させて両部材１、２の軸回りの相対回動を確実に制止できる。

前記第一の部材１における前記雄ねじ部１１よりも軸方向に沿って先方に挿入部１２が設けられるとともに、前記第二の部材２における前記雌ねじ部２１よりも軸方向に沿って奥方に前記挿入部１２が挿入されて内周面が当該挿入部１２の外周面に当接または極近接する筒部２２が設けられているため、前記挿入部１２が前記筒部２２に挿入された後に前記雄ねじ部１１の前記雌ねじ部２１へのねじ込みが開始されるようになる。それ故、第一の部材１または第二の部材２を軸回りに回動させる操作をより簡便に実行できる上、両部材１、２を結合した後も何れかの部材１、２が相手方の部材２、１に対してぐらつきにくくなる。

第一の部材たる後軸１を第二の部材たる前軸２に組み付けた状態で、筆記具Ｐに対しこれを曲げようとする外力が作用したとしても、軸部１２と筒部２２との重なりにより、後軸１及び前軸２が互いにがたつかず、筆記具Ｐの軸が安定する。使用者が筆記具Ｐを強く握ったような場合に、ねじ部１１、２１に応力が集中してねじの緩みやがたつきを招来することも避けられる。いわば、筆記具Ｐの軸の強度、耐久性が向上する。

前記ストッパ部が前記挿入部１２及び前記筒部２２に設けられることから、雄ねじ部１１及び雌ねじ部２１の螺合する箇所から離間した箇所で両部材１、２の相対回動を制止できる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、ストッパ部は、挿入部１２及び筒部２２以外の部位に設けることも可能である。図７ないし図９に示す例では、第一の部材たる後軸１の拡径部１３の外面から径方向に沿って外方に突出する突起１７を設けるとともに、第二の部材たる前軸２の嵌合部２３の内周の一部を切り欠いてこの突起１７を受け入れることのできる凹部２７を設けている。挿入部１２を筒部２２に挿入して雄ねじ部１１を雌ねじ部２１に螺合させ、両部材１、２を完全に結合させたときには、図９に示しているように、突起１７における軸回りの周方向に対して略直交する当たり面１７１が、凹部２７における軸回りの周方向に対して略直交する当たり面２７１に当接する。これら突起１７と凹部２７との衝突によって、雄ねじ部１１を雌ねじ部２１により深くねじ込むように後軸１を前軸２に対して相対回動させることが不可能となる。つまり、図９に示した位置が、後軸１を前軸２に組み付ける際の後軸１または前軸２の軸回りの回動の終端位置となる。

摩擦増大部についても、上記実施形態以外の態様をとり得る。図８に示す例では、前軸２の筒部２２の前端部位２２１の内径を筒部２２のその他の部位と比較して極僅かに縮小させており、ストッパ部１７、２７が両部材１、２の相対回動を制止する直前、即ち両部材１、２が図９に示した終端位置に到達する直前の段階で、後軸１の挿入部１２の前端部位１２１が前軸２の筒部２２の当該部位２２１に嵌まり込むようにしている。このとき、挿入部１２の前端部位１２１の外周面が、筒部２２の前端部位２２１の内周面に密接して大きな摩擦力を生み、後軸１または前軸２を軸周りに回動させる操作力に対する抵抗力を急増させる。

摩擦増大部を、雄ねじ部１１及び／または雌ねじ部２１に設けることも考えられる。即ち、雄ねじの一部分の外径や谷の径（雄ねじの谷底に接する仮想的な円筒または円錐の直径）をその他の部分と比較して肥大させ、及び／または、雌ねじの一部分の内径や谷の径（雌ねじの谷底に接する仮想的な円筒または円錐の直径）をその他の部分と比較して縮小することで、摩擦増大部を構成することができる。

摩擦増大部１３、２３、１２１、２２１は、軸回りの周方向に沿って一週連続しているとは限られない。

上記実施形態では、挿入部１２の外径が筒部２２の内径に略等しく、挿入部１２の外周面と筒部２２の内周面とが当接または極近接していたが、挿入部１２の外径が筒部２２の内径よりも細くなっており、挿入部１２の外周面が筒部２２の内周面から離間していても構わない。

挿入部１２及び筒部２２の軸方向に沿った寸法はそれぞれ任意であり、雄ねじ部１１及び雌ねじ部２２の軸方向に沿った寸法の数倍まで長尺である必要はなく、もっと短くともよい。

拡径部１３及び嵌合部２３の軸方向に沿った寸法もまたそれぞれ任意であり、雄ねじ部１１及び雌ねじ部２１のねじのリードの半分程度である必要はない。

本発明の適用対象は、筆記具のケーシングに限定されないことは言うまでもない。

その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、雄ねじ部を有する部材と雌ねじ部を有する部材との結合の構造に適用できる。

Ｐ…筆記具
１…第一の部材（後軸）
１１…雄ねじ部
１２…挿入部
１３…摩擦増大部（拡径部）
１４…ストッパ部（突起）
１４１…当たり面
２…第二の部材（前軸）
２１…雌ねじ部
２２…筒部
２３…摩擦増大部（嵌合部）
２４…ストッパ部（突起）
２４１…当たり面
３…筆記具本体

Claims (5)

1. 第一の部材に形成された雄ねじ部と第二の部材に形成された雌ねじ部との螺合を通じて第一の部材を第二の部材に結合する構造であって、
   前記第一の部材と前記第二の部材とのうち一方に設けられ、前記第一の部材の前記第二の部材に対する相対位置が所定の終端位置に到達したときに、雄ねじ部が雌ねじ部にそれ以上ねじ込まれないよう第一の部材の第二の部材に対する相対回動を制止するストッパ部と、
   前記第一の部材と前記第二の部材とのうち一方に設けられ、前記ストッパ部が前記第一の部材の前記第二の部材に対する相対回動を制止する直前の段階で、回動させる第一の部材または第二の部材に作用する摩擦力をそれよりも前の段階と比較して増大させる摩擦増大部とを具備し、
   前記摩擦増大部は、前記第一の部材に設けられ外径が雄ねじの外径よりも肥大しており前記第二の部材に緊密に嵌まり込む拡径部、第二の部材に設けられ内径が第二の部材の筒部のその他の部位の内径よりも縮小しており第一の部材が緊密に嵌まり込む部位、第一の部材に設けられた雄ねじの一部分であってその外径若しくは谷の径が雄ねじの他の部分と比較して肥大した部位、または、第二の部材に設けられた雌ねじの一部分であってその内径若しくは谷の径が雌ねじの他の部分と比較して縮小した部位である部材の結合構造。
2. 前記ストッパ部が、軸回りの周方向に対して略直交する当たり面を有している請求項１記載の部材の結合構造。
3. 前記第一の部材における前記雄ねじ部よりも先方に挿入部が設けられるとともに、前記第二の部材における前記雌ねじ部よりも奥方に前記挿入部が挿入されて内周面が当該挿入部の外周面に当接または極近接する筒部が設けられており、
   前記挿入部が前記筒部に挿入された後に前記雄ねじ部の前記雌ねじ部へのねじ込みが開始される請求項１または２記載の部材の結合構造。
4. 前記挿入部または前記筒部に前記ストッパ部が設けられる請求項３記載の部材の結合構造。
5. 前記第一の部材及び前記第二の部材が、筆記具における筆記用のインキを充填したリフィルまたは筆記用の芯を収容するケーシングである請求項１、２、３または４記載の部材の結合構造。

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