JP6964493B2 - シャープペンシル用チャック及びシャープペンシル - Google Patents

Description

本発明は、シャープペンシル用チャック及びシャープペンシルに関する。

シャープペンシルの芯を繰出し且つ保持するのに従来からチャックが使用されてきた。加工し易く、長期間使用しても芯の保持力が低下することなく確実に芯を保持することを目的として、芯保持部内面にピッチの異なる２種類のネジ溝を形成したチャックが特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載のチャックを製造するには、まずチャックの前部に芯保持部内面を形成するために、チャック本体に対して、保持する芯の外径と略同等の孔をキリにより形成する。次いで、第１ネジ溝を１次タップ加工でネジ切りを行って形成する。次いで、第２ネジ溝を２次タップ加工でネジ切りを行って形成する。その後、芯保持部を含むチャックの前部及び中間部を前端からカッターでスリ割りし、２分割して構成することによって製造される。

特開２０１３−４３２８７号公報

特許文献１に記載のチャックは、芯保持部、特に芯を保持するのに最も重要である、平坦な分割面、すなわち嵌合面と芯保持部との境界である縁部において、ネジ切りされずに残った平坦部が多数存在する。平坦部が多ければ多いほど芯の保持力が低下し、筆記時の押圧力によって意図せず芯が後退してしまう虞がある。さらに、特許文献１に記載のチャックの製造のために、孔の形成及び２回のタップ加工、さらにはスリ割りが必要であることから、製造工程が多くなり、その結果、製造コストも高くなる。

本発明は、確実に芯を保持可能なシャープペンシル用チャック及びシャープペンシルを提供することを目的とする。また、高性能且つ安価なチャックを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、複数のチャック片を具備するシャープペンシル用チャックであって、前記チャック片の各々が、嵌合面と、芯が保持される芯保持溝とを有し、前記嵌合面と前記芯保持溝との境界に、頂部を有する複数の凸部が形成され、該複数の凸部のみで芯が保持されるように構成されていることを特徴とするシャープペンシル用チャックが提供される。

また、別の態様によれば、当該シャープペンシル用チャックは、鍛造で成形される。

また、別の態様によれば、前記芯保持溝の底面には前記複数の凸部が形成されていない。

また、別の態様によれば、前記複数の凸部が、同一螺旋軌道上にない。

また、別の態様によれば、前記複数の凸部が、第１凹部と、該第１凹部によって画成された山部の頂部に形成された、前記第１凹部よりも小さい第２凹部とによって画成される。

また、別の態様によれば、前記第２凹部の断面形状が台形である。

また、別の態様によれば、上記シャープペンシル用チャックを具備するシャープペンシルが提供される。

本発明の態様によれば、確実に芯を保持可能なシャープペンシル用チャック及びシャープペンシルを提供するという共通の効果を奏する。

本発明に係るシャープペンシルの縦断面図である。 図１のチャック機構の縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係るチャックの斜視図である。 第１凹部を成形する溝成形工具の正面図である。 図４の溝成形工具の側面図である。 図５の線Ａ−Ａにおける断面図である。 図５のＢ部の拡大図である。 第２凹部を成形する溝成形工具における図７に相当する拡大図である。 図３のチャックの第１凹部の成形後の芯保持溝の正面部分拡大図である。 図３のチャックの第２凹部の成形後の芯保持溝の正面部分拡大図である。 図１０の芯保持溝を別の角度から見た部分拡大図である。 芯を保持した状態のチャックのチャック片の図１０の線Ｃ−Ｃにおける断面図である。 芯を保持した状態のチャックのチャック片の図１０の線Ｄ−Ｄにおける断面図である。 本発明の第２実施形態に係るチャックにおける第１凹部の成形後の芯保持溝の正面部分拡大図である。 図１４のチャックの第２凹部の成形後の芯保持溝の正面部分拡大図である。 図１５の第２凹部の成形後の芯保持溝を別の角度から見た部分拡大図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。

図１及び図２を参照して、シャープペンシル１００において、芯１０が繰り出される仕組みについて簡単に説明する。図１は、本発明に係るシャープペンシル１００の縦断面図であり、図２は、図１のチャック機構の縦断面図である。

シャープペンシル１００は、芯１０を繰り出すための構成として、チャック１、ノック部１１、芯ケース１２、円筒体１３、締め具１４、ボール１５、スプリング１６及び保持体１７を備える。図２は、チャック１、締め具１４、ボール１５及びスプリング１６から成る図１のチャック機構の拡大図である。なお、図２に示されるように、本明細書において、芯１０がチャック１によって保持される側をチャック１の「前」側と定義し、チャック１の長手方向に沿って、芯１０がチャック１によって保持される側とは反対側をチャック１の「後」側と定義する。

ノック部１１が押圧されていないとき、チャック１はスプリング１６によってノック部１１側に付勢される。このとき、図２からよく分かるように、チャック１のボール受け部１８に配置されたボール１５は締め具１４内の斜面１９に押し付けられる。このとき、ボール１５が締め具１４の斜面１９から径方向の分力を受けるので、この力によって芯１０が保持される。

一方、ノック部１１が押圧されると、この押圧力が芯ケース１２及び円筒体１３を介してチャック１に伝達される。押圧力がスプリング１６の付勢力よりも大きければ、チャック１は芯１０を保持したまま前進する。その後、ノック部１１が離されると、チャック１がスプリング１６の付勢力によって後退するが、このとき、芯１０は保持体１７によって保持されるので後退しない。ノック部１１の押圧を繰り返すことによって、芯１０がペン先から順次繰り出される。

次に、本発明に係るチャック１について説明する。

図２からよく分かるように、チャック１は複数のチャック片２０、具体的には対称的な２つのチャック片２０ａ、２０ｂから成り且つ二つ割りの形状を有する。本明細書において、二つ割りとは、少なくともチャック１の前端部が２つに分割されていることを意味する。チャック１の具体的な形状については後述する。

チャック１は鍛造（熱間鍛造又は冷間鍛造）で成形される。鍛造加工では、典型的には、材料として金属の丸棒やブロック材が用いられる。

チャック１は、より好ましくは、材料として金属の板材を用いる板鍛造で成形される。板鍛造とは、冷間鍛造と板金成形とを組み合わせた加工方法である。板鍛造では、板材が金型に順に送られて複数のプレス工程において順次加工されていく。すなわち、いわゆる順送金型によって、肉厚の異なる部分を有する部品が板材から成形される。

チャック１を鍛造で成形すると、寸法精度が要求される芯保持部や切削加工が困難なボール受け部１８を容易に形成することができる。このことによって、チャック１の迅速な大量生産が可能となり且つ品質ばらつきも低減される。このことはチャック１の性能を高め且つ加工費を減少させる。

さらに、鍛造加工では、鉛を含有する快削材料を使用する必要がないため、環境に配慮した鉛フリー（鉛含有量が０．０５％以下）の材料からチャック１を製造することができる。典型的には、鍛造加工の場合、チャック１は冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）又は七三黄銅（Ｃ２６８０）等の金属から製造される。冷間圧延鋼板及びステンレス鋼は鉛を含まない。また、ＪＩＳ規格によれば七三黄銅（Ｃ２６８０）の鉛成分は０．０５％以下である。

次に、本発明に係るチャック１の製造方法及び形状的な特徴について説明する。

図３は、本発明の第１実施形態に係るチャック１の斜視図である。上述したように、チャック１は対称的な２つのチャック片２０ａ、２０ｂから成り且つ二つ割りの形状を有する。各チャック片２０ａ、２０ｂは、略半円筒形状であり、長手方向に延びる本体２１と、本体２１から突出するように本体２１の一部に設けられたスプリング当接部２２とを備える。スプリング当接部２２は、各チャック片２０ａ、２０ｂの高さ方向において円柱の一部が切り取られた形状を有する。このことによって、スプリング当接部２２は、各チャック片２０ａ、２０ｂの高さ方向において、本体２１の高さと略等しい高さを有する。図２に示されるように、２つのチャック片２０ａ、２０ｂは、これらの嵌合面２３が対向するように互いに組み立てられる。組立後、スプリング当接部２２にはスプリング１６が当接する。本体２１には、ボール１５を回転可能に収容するためのボール受け部１８が形成される。ボール受け部１８は楕円状の凹部として形成される。

各チャック片２０ａ、２０ｂの内部には、長手方向に延びる芯挿通溝２４及び芯保持溝２５が形成される。芯挿通溝２４と芯保持溝２５とは互いに連通する。芯保持溝２５は芯挿通溝２４よりも小さな径を有する。より具体的には、芯保持溝２５は芯１０よりも僅かばかり小さい径を有し、芯挿通溝２４は芯１０よりも大きな径を有する。

芯挿通溝２４の径方向の両側の嵌合面２３には、相補的な凸部２６及び凹部２７が形成される。凸部２６及び凹部２７は２つのチャック片２０ａ、２０ｂを組み立てるときの位置決めに使用される。より具体的には、組立時に、上側チャック片２０ａの凸部２６が下側チャック片２０ｂの凹部２７に挿入され、下側チャック片２０ｂの凸部２６が上側チャック片２０ａの凹部２７に挿入される。

芯保持溝２５の縁部、すなわち嵌合面２３と芯保持溝２５との境界には、芯１０の保持性を高めるべく、稜線、すなわち尖った頂部を有する複数の微細な凸部が形成されている。複数の凸部は、後述するように、第１凹部と第１凹部よりも小さい第２凹部とによって画成される。以下、複数の凸部について、成形方法を説明しながら、構造について説明する。

図４は、第１凹部を成形する溝成形工具３０の正面図であり、図５は、図４の溝成形工具３０の側面図であり、図６は、図５の線Ａ−Ａにおける断面図であり、図７は、図５のＢ部の拡大図である。

複数の凸部は、芯保持溝２５に対して溝成形工具を押し当てることによって成形される。溝成形工具３０の一方の面には、複数の平行な山部３１と、隣接する山部３１によって画成される、複数の平行な谷部３２とが形成されている。図６の断面図には、谷部３２の断面と共に隣接する山部３１の側面が示されている。また、図６に示されるように、山部３１の各々の両端には、湾曲部３３が形成され、谷部３２の各々の両端には、湾曲部３４が形成されている。さらに、図７に示されるように、山部３１は、その頂部、すなわち稜線が面取りされたような帯部３５が形成されている。また、谷部３２は、山部３１に対して連続的に接続された円筒面の一部のような湾曲面状に形成されている。

第２凹部を成形する溝成形工具の基本的な構造は、図４乃至図６に示される第１凹部成形用の溝成形工具３０と略同一であり、山部及び谷部の形状のみ異なる。第２凹部を成形する溝成形工具について、図８を参照しながら説明する。

図８は、第２凹部を成形する溝成形工具４０における図７に相当する拡大図である。溝成形工具４０の一方の面には、複数の平行な山部４１と、隣接する山部４１によって画成される、複数の平行な谷部４２とが形成されている。図示しないが、第１凹部成形用の溝成形工具３０と同様に、山部４１及び谷部４２の両端には湾曲部が形成されている。第２凹部成形用の溝成形工具４０の山部４１間のピッチ、すなわち谷部４２間のピッチは、第１凹部成形用の溝成形工具３０の山部３１間のピッチ、すなわち谷部３２間のピッチと同一である。山部４１は、その頂部が面取りされたような帯部４５が形成されている。また、谷部４２は、略台形状に画成されている。

図９は、図３のチャック１の第１凹部５０の成形後の芯保持溝２５の正面部分拡大図であり、図１０は、図３のチャック１の第２凹部６０の成形後の芯保持溝２５の正面部分拡大図であり、図１１は、図１０の芯保持溝２５を別の角度から見た部分拡大図である。

まず、複数のプレス工程における上流の工程において形成された芯保持溝２５に対して、溝成形工具３０を用いてプレスを行うことによって、第１凹部５０が成形される。すなわち、芯保持溝２５に対して溝成形工具３０を押し当てると、溝成形工具３０の山部３１によって第１凹部５０が成形される。一方、第１凹部５０が成形される際に押し潰された材料が塑性流動によって移動して溝成形工具３０の谷部３２に入り込むことによって、第１凸部５１が成形される。図９に示されるように、第１凹部５０及び第１凸部５１は、芯保持溝２５の縁部にのみ成形され、底面には成形されていない。言い換えると、第１凹部５０及び第１凸部５１が、芯保持溝２５の縁部にのみ成形されるように、溝成形工具３０の山部３１及び谷部３２の形状、具体的には、図６に示される断面形状が決定される。

次いで、芯保持溝２５に対して第１凹部５０が成形された後、溝成形工具４０を用いてプレスを行う。このとき、溝成形工具４０の山部４１の頂部、すなわち帯部４５が、第１凸部５１の頂部に配置されるように、半ピッチずらして溝成形工具４０が配置される。その結果、溝成形工具４０の山部４１によって、第１凸部５１の頂部に、第１凹部５０よりも小さい第２凹部６０が成形される。第２凹部６０の断面形状は台形である。第１凸部５１に第２凹部６０が成形された結果、１つの第１凸部５１に対して、尖った頂部を有する２つの第２凸部６１が画成される。したがって、全体として、芯保持溝２５の縁部に、複数の第２凸部６１が形成される。溝成形工具３０及び溝成形工具４０の構造及びこれらを用いた製造工程からも明らかなように、芯保持溝２５に形成された複数の第２凸部６１は、同一螺旋軌道上にはない。

図１２は、芯１０を保持した状態のチャック１のチャック片２０の図１０の線Ｃ−Ｃにおける断面図であり、図１３は、芯１０を保持した状態のチャック１のチャック片２０の図１０の線Ｄ−Ｄにおける断面図である。図１２及び図１３に示されるように、チャック１では、芯１０は、芯保持溝２５において、尖った頂部を有する複数の第２凸部６１によってのみ保持される。

次に、嵌合面２３と芯保持溝２５との境界に形成された、尖った頂部を有する複数の微細な凸部を有する本発明の第２実施形態に係るチャック２について説明する。

図１４は、本発明の第２実施形態に係るチャック２における第１凹部７０の成形後の芯保持溝２５の正面部分拡大図であり、図１５は、図１４のチャック２の第２凹部８０の成形後の芯保持溝２５の正面部分拡大図であり、図１６は、図１５の第２凹部８０の成形後の芯保持溝２５を別の角度から見た部分拡大図である。

チャック２では、詳細な説明は省略するが、第１凹部５０を成形する溝成形工具３０及び第２凹部６０を成形する溝成形工具４０とは異なる山部及び谷部を有する単一の溝成形工具を用いて、芯保持溝２５における複数の凸部が成形される。

まず、複数のプレス工程における上流の工程において形成された芯保持溝２５に対して、溝成形工具を用いてプレスを行うことによって、図１４に示されるように、第１凹部７０が成形される。すなわち、芯保持溝２５に対して溝成形工具を押し当てると、溝成形工具の山部によって第１凹部７０が成形される。一方、溝成形工具が当たらなかった芯保持溝２５の縁部は、平坦部７１のままである。第１凹部７０は、芯保持溝２５の縁部にのみ成形され、底面には成形されていない。言い換えると、第１凹部７０が、芯保持溝２５の縁部にのみ成形されるように、溝成形工具の山部及び谷部の形状が決定される。

次いで、芯保持溝２５に対して第１凹部７０が成形された後、同一の溝成形工具を用いてプレスを行う。このとき、溝成形工具の山部の頂部が平坦部７１の中央に配置されるように、半ピッチずらして溝成形工具が配置される。その結果、溝成形工具の山部によって、平坦部７１に第２凹部８０が成形される。第２凹部８０は、第１凹部７０と同一形状である。第１凹部７０及び第２凹部８０が成形された結果、これら凹部間に、尖った頂部を有する複数の凸部９０が画成される。チャック２では、芯１０は、芯保持溝２５において、尖った頂部を有する複数の凸部９０によってのみ保持される。

上述した実施形態によれば、チャックの芯保持溝には、特許文献１について上述したように芯の保持力を低下させるような平坦部が存在せず、頂部を有する複数の凸部によってのみ芯が保持されることから、より確実に芯を保持することが可能となる。さらに、鍛造によってチャックを製造することから、切削加工によってチャックを製造する場合に比べ、高性能且つ安価なチャックを提供することが可能となる。

また、上述した実施形態によれば、芯保持溝の底面には複数の凸部が形成されておらず、滑らかであることから、鍛造におけるプレス加工時の金型の破損を防止することができる。さらに、芯保持溝の底面には複数の凸部が形成されていないことから、芯保持溝の底面の部分の肉厚を他の部分に比べて薄くすることができる。その結果、チャックを包囲して配置される締め具１４（図２）の径を小さくすることができ、全体として細いシャープペンシルを得ることができる。

以上、本発明に係るいくつかの好適な実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。例えば、チャックは、いわゆるボールチャックではなく、チャックの外面が締め具の内径部に直接押し付けられるタイプのチャックであってもよい。また、チャックは、２つに分割された、二つ割りでなく、３つ以上に分割されたチャックであってもよい。１つ目の工具を芯保持溝に押し当てて凹部を成形し、隣接する凹部間の山部又は平坦部に対して２つ目又は３つ目以上の工具を押し当てて尖った頂部を有する複数の凸部を形成する限り、上述した実施形態と異なる凸部の形状、溝成形工具及び製造方法であってもよい。より確実に芯を保持することが可能なチャックを製造するためであれば、鍛造ではなく、ＮＣ旋盤等を使用した切削加工によってチャックを製造してもよい。また、芯保持溝の底面に複数の凸部が形成されていてもよい。

１ チャック
１０ 芯
１１ ノック部
１２ 芯ケース
１３ 円筒体
１４ 締め具
１５ ボール
１６ スプリング
１７ 保持体
１８ ボール受け部
１９ 斜面
２０ チャック片
２１ 本体
２２ スプリング当接部
２３ 嵌合面
２４ 芯挿通溝
２５ 芯保持溝
２６ 凸部
２７ 凹部
３０ 溝成形工具
３１ 山部
３２ 谷部
３３ 湾曲部
３４ 湾曲部
３５ 帯部
４０ 溝成形工具
４１ 山部
４２ 谷部
４５ 帯部
５０ 第１凹部
５１ 第１凸部
６０ 第２凹部
６１ 第２凸部
１００ シャープペンシル

Claims (6)

1. 複数のチャック片を具備するシャープペンシル用チャックであって、
   前記チャック片の各々が、嵌合面と、芯が保持される芯保持溝とを有し、
   前記嵌合面と前記芯保持溝との境界に、頂部を有する複数の凸部が形成され、該複数の凸部のみで芯が保持されるように構成されており、
   前記複数の凸部が、第１凹部と、該第１凹部によって画成された山部の頂部に形成された、前記第１凹部よりも小さい第２凹部とによって画成されており、
   前記第１凹部及び前記第２凹部が平行に延びていることを特徴とするシャープペンシル用チャック。
2. 鍛造で成形され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用チャック。
3. 前記芯保持溝の底面には前記複数の凸部が形成されていないことを特徴とする請求項１又は２に記載のシャープペンシル用チャック。
4. 前記複数の凸部が、同一螺旋軌道上にないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシャープペンシル用チャック。
5. 前記第２凹部の断面形状が台形であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシャープペンシル用チャック。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシャープペンシル用チャックを具備するシャープペンシル。

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