シャープペンシル
【課題】 傾斜動部材のレバー作用を用いて芯の繰り出しを行うシャープペンシルは、シャープペンシルを持ちかえる操作上の煩わしさを解消した点は優れているものの、傾斜動部材に当接する部材が軸筒内で軸筒の中心軸に対して傾いて配置されることで、シャープペンシルの使用姿勢によっては、軸筒内部で前後に摺動する部材が摺動時のガイド作用を示す以上の摩擦抵抗を生じて、動作が不安定になる場合があった。
【解決手段】 軸筒内に、芯の後退を阻止するチャックユニットと、前記芯を保持する摺動体が配置されたシャープペンシルにおいて、前記摺動体の外周上に係止溝を設け、その係止溝と係合する係止部を前記軸筒内に複数設けると共に、それら係止溝と係止部との係合を解除する押圧部を前記チャックユニットに設けたシャープペンシル。
【解決手段】 軸筒内に、芯の後退を阻止するチャックユニットと、前記芯を保持する摺動体が配置されたシャープペンシルにおいて、前記摺動体の外周上に係止溝を設け、その係止溝と係合する係止部を前記軸筒内に複数設けると共に、それら係止溝と係止部との係合を解除する押圧部を前記チャックユニットに設けたシャープペンシル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸筒内に、芯の後退を阻止するチャックユニットと、前記芯を保持する摺動体が配置されたシャープペンシルに関するものである。
特に、筆記時の圧力（以下、筆記圧と称する）より高い荷重（以下、押圧力と称する）で芯の先端を紙面などに押しつけ、次いで、離すことによって一定長さの芯を繰り出すことができるシャープペンシルの芯繰り出し構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より筆記に伴う芯の摩耗に応じて、軸筒の後部に配置されているノック部材を押圧することによって芯の繰り出し操作を行うシャープペンシルが知られていた。しかし、筆記中に芯を出す繰り出し操作を行うためには、一旦、シャープペンシルを持ちかえる必要があり、操作上煩わしさが生じていた。
【０００３】
そこで、特許文献１では、芯の先端を紙面等に強く押付けたときのボールチャック機構の後退量よりも余計に芯案内管を後退させ、前記芯の紙面に対する押付けをなくしたとき、芯案内管の芯戻り止め部材により保持された芯をスリップさせずに芯を前進させ繰り出す、所謂、先端ノックシャープペンシルが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−１７９１７８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているシャープペンシルの基本構造は、軸筒先端に取り付けた先金の内面にリングを固定し、そのリングの前方箇所に、傾斜した姿勢とリングに当接して直立した姿勢を取ることができる環状の傾斜動部材を揺動可能に設け、その傾斜動部材の揺動支点から離れた前端面箇所に、内装スプリングによって後方に向け賦勢され且つ軸方向に摺動自在とした芯戻り止め部材付き芯案内管の後端縁部と当接させ、また、その傾斜動部材の回動支点に近い後端面箇所に、ノックスプリングによって前方に向け賦勢され且つリングの後端面と軸筒内面に形成した段部端面の間を移動可能としたボールチャック機構の外筒先端に設けたストッパー前端面と当接させた構造となっている。
この基本構造において、傾斜動部材が揺動してレバー作用をもたらすことによって、紙面等に芯を強く押し付けた際に、芯案内管が芯を挟持したチャックの後退量よりも大なる長さを後退し、押圧力を除くと芯案内管が内蔵した芯戻り止め部材により保持された芯を、チャックから引き出しながら元の位置に戻ることで芯を前方に送り出すことを可能としている。
このようにレバー作用を用いて芯の繰り出しを行うことでシャープペンシルを持ちかえる操作上の煩わしさを解消した点は非常に優れている。しかしながら、傾斜動部材のそれぞれの端を異なる部材に当接させてレバーの作用を付与するため、傾斜動部材に当接する芯案内管とストッパーが軸筒内で軸筒の中心軸に対して傾いて配置されることになる。その結果、シャープペンシルの使用姿勢によっては、芯を紙面に押し付けた時に、芯案内管やストッパー及びこれらと一体に前後動する部材、具体的にはボールチャック機構の外軸などが、先部材や軸筒との摺動時にガイド作用を示す以上の摩擦抵抗を生じて、動作が不安定になる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明は前記問題を鑑み、軸筒内に、芯の後退を阻止するチャックユニットと、前記芯を保持する摺動体が配置されたシャープペンシルにおいて、前記摺動体の外周上に係止溝を設け、その係止溝と係合する係止部を前記軸筒内に複数設けると共に、それら係止溝と係止部との係合を解除する押圧部を前記チャックユニットに設けたことを要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、軸筒内に、芯の後退を阻止するチャックユニットと、前記芯を保持する摺動体が配置されたシャープペンシルにおいて、前記摺動体の外周上に係止溝を設け、その係止溝と係合する係止部を前記軸筒内に複数設けると共に、それら係止溝と係止部との係合を解除する押圧部を前記チャックユニットに設けているので、従来技術で示したようなレバー機構として傾斜動部材を用いることなく、先端ノックによる芯の繰り出しを達成させる。このため、各部材が軸筒および先部材内で軸筒の中心軸に対して傾くことなく同軸上に配置され、その結果、先端ノック時に加わる荷重の方向が軸方向からずれて各部材に伝わって摺動抵抗が増大することを防止でき、シャープペンシルの使用姿勢に問わず安定して芯を繰り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す縦断面図。
【図２】本発明の第１実施例の構成を示す部分拡大縦断面図。
【図３】本発明の第１実施例の摺動体と係止部材の詳細斜視図。
【図４】本発明の第１実施例の作動図。
【図５】本発明の第１実施例の作動図。
【図６】本発明の第１実施例の作動図。
【図７】本発明の第１実施例の作動図。
【図８】本発明の第２実施例の構成を示す部分拡大縦断面図。
【図９】本発明の第２実施例の摺動体と係止部材の詳細斜視図。
【図１０】本発明の第２の実施例の作動図
【図１１】本発明の第３実施例の構成を示す部分拡大縦断面図。
【図１２】本発明の第３実施例のＡ-Ａ断面図。
【図１３】本発明の第３実施例の作動図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明による芯繰り出し構造を有するシャープペンシルの基本構造は、以下の通りである。軸筒内には、芯の後退を阻止するチャックユニットと芯を保持する摺動体が配置され、その摺動体の外周上には係止溝が設けられている。さらに軸筒内に、その係止溝と係合する係止部を複数設け、チャックユニットには係止溝と係合部との係合を解除する押圧部を設けている。
作用について説明する。紙面に芯を押し付けると、チャックユニットと摺動体が同じ距離後退し、その押圧力を除くと、摺動体は係止部材に係止された場所に留まるが、チャックユニットは芯を挟持した状態で前進するため、摺動体から突出する芯の長さが増加することになる。その後、チャックユニットに取り付けられた押し部材が摺動体を押すことで、前記係止溝と係止部との係止が解除され、各部材が元の位置に戻って芯の繰り出しを完了する。この構造を採ることで、各部材が中心軸に対して傾くことなく同軸上に配置され、本体の把持姿勢に関わらずに安定して芯繰り出し操作が行われる。
【００１０】
実施例に基づき本発明のシャープペンシルの芯繰り出し構造を説明する。図１は、本発明の第１実施例の構成を示す縦断面図であり、図２は、部分拡大縦断面図である。
外軸筒１の前方には、先部材２が固定されている。その先部材２の内部には、係止部材３を圧入固定し、摺動体４を前後動自在に配置している。摺動体４は内部に芯保持部材５を圧入固定し、先端に芯保護管６を固定している。前記摺動体４の後方には、部分鍔付筒体７が配置されているが、その部分鍔付筒体７の前方には傾斜筒体８が圧入固定されている。その傾斜筒体８の前部には押し部材９が固定されていると共に、傾斜筒体８の内部にはチャック１０が配置されている。さらに、傾斜筒体８の内面とチャック１０の前方に形成された半球状の凹部１０ａとの間には、球状のボール１１が配置されており、チャックユニットを構成している。また、チャック１０の凹部１０ａよりさらに前方に形成された段部１０ｂと摺動体４の後部に形成された段部４ａとの間に弾発部材１２が配置されている。その弾発部材１２によって、前記チャック１０が後方に付勢されると共に、摺動体４が前方に付勢されている。
前記部分鍔付筒体７の外周と外軸筒１の間には筒体１３が配置される。その筒体１３の前面と先部材２の後端との間には弾発部材１４が張設されて、筒体１３を後方に付勢している。また、筒体１３の内段部１３ａと、部分鍔付筒体７の段部７ａとの間には弾発部材１５が張設されており、前記部分鍔付筒体７を前方に付勢している。
前記チャックユニットの後方には、芯ガイド管１６が前方に圧入された傾斜段付筒体１７と芯タンク１８、消しゴム１９、ノック部材２０から構成される芯タンクユニットが前後方向摺動自在に内挿入されている。前記外軸筒１の内部には内側鍔付筒体２１が内嵌圧入されており、この内側鍔付筒体２１の後端と、前記芯タンク１８の長手方向の中程に形成された鍔部１８ａとの間に弾発部材２２が張設されており、芯タンク１８が後方に付勢される。また、前記外軸筒１の後方には小径部１ａが設けられ、クリップ２３が円筒状の取り付け部２３ａを前記小径部１ａに外嵌圧入することで固定されている。以上が本実施例の構成であるが、本実施例においては、摺動体４と係止部材３と押し部材９の動作に特徴を有している。
【００１１】
さらに各部材について詳述する。前記先部材２は、内部に貫通孔２ａと、段部２ｂ、２ｃ、２ｄが形成され、段部２ｂと段部２ｃの間に内径部２ｅが、段部２ｃと段部２ｄの間に内径部２ｆが形成されている。また、先部材２の後方には、螺子２ｇと内径拡径部２ｈと段部２ｉが形成され、螺子２ｇは前記外軸筒１の前方に形成された螺子１ｂと螺合固定されている。
先部材２の内径拡径部２ｈには、係止部材３の円筒状部３ａが着脱不能に内嵌圧入されている。図３に示すように、係止部材３の円筒状部３ａの前端面からは、腕部３ｂが円状に並んで伸びており、この腕部３ｂは断面が円弧状の梁の形状となっている。その腕部３ｂの先端では、円筒状部３ａの内径よりも内径が小さい部分が成形され、山形状をしたカギ部３ｃとなっている。
また、前記先部材２及び係止部材３の内部には、摺動体４を前後動自在に配置している。その摺動体４は、外部に段部４ａ、前方側面部４ｂ、後方側面部４ｃを形成し、内部に内側段部４ｄ、貫通孔４ｅを形成している。さらに、後方側面部４ｃには係止溝４ｆが円周状に形成される。尚、後方側面部４ｃの外径は、前記係止部材３のカギ部３ｃの内径よりもわずかに大きいため、通常時は常に摺動体４の後方側面部４ｃに、前記係止部材３のカギ部３ｃが触れていて、腕部３が撓んで広がっている。また、前記摺動体４が前後に移動する際には一定の摩擦力が発生する。一方で、摺動体４の係止溝４ｆの外径は、係止部材３のカギ部３ｃの内径よりも十分小さいため、摺動体４の係止溝４ｆに係止部材３のカギ部３ｃが嵌っている時（係止状態）は、腕部３の撓みは発生しない。また、その係止状態において、摺動体４が押圧されて、その係止が解除されるためには、係止部材３のカギ部３ｃと摺動体４の係止溝４ｆの嵌合によってもたらされる係止力を上回る係止解除荷重を摺動体４に与える必要がある。この係止力は、摺動体４の係止溝４ｆから係止部材３のカギ部３ｃが外れる程までに腕部３ｂが撓むための力であるため、通常時に摺動体４が前後に摺動する際に摺動体４と係止部材３のカギ部３ｃとの間に発生する摩擦力よりも大きくなる。なお、本実施例では係止部材の腕部の本数を４本としたが、円筒状の摺動体４に均等に前記摺動時の摩擦力や前記係止力を加えることが可能であることに配慮すれば、腕部の本数は４本に限定されず、３本以上であれば成形できる範囲内で腕部の本数を増減して構わない。
前記係止部材３の材質は、形状を維持できるものであれば良く、金属や合成樹脂を用いることができるが、腕部３ｂが常に中心軸から外向きに力を受けており、さらに摺動体４の係止を解除する際に腕部３ｂが撓む動作が繰り返されるため、特に塑性変形しにくい金属が望ましい。また、摺動体４は、その後方側面部４ｃに係止部材３のカギ部３ｃが接触して摺動するため、摺動性を有し、且つ、摩耗しにくい合成樹脂や金属を用いることが望ましい。例えば、ポリアセタール、ナイロンなどが挙げられる。ちなみに、この係止部材をゴム状弾性体にしてしまうと、芯に含有されている油などと反応してしまい、ゴム状弾性体の経時的な劣化が促進され、係合部材としての機能を果たさなくなってしまう恐れがある。また、本例においては、梁状の腕部とすることによって摩擦力と係止力の差をつけやすくしている。つまり、係合部（カギ部３ｃ）を環状にしてしまうと、弾性変形が得られにくくなり、摩擦力と係止力の差をつけにくくしてしまうのである。さらに、ゴム状弾性体の環状の部材を用いると、先部材２への固定をゴムと先部材２の摩擦力に頼ることになるが、ゴム状弾性体が摺動体と係合する際に変形してしまうことで、先部材から脱落する恐れが大きくなる。一方、本実施例の係止部材は、先部材２に円筒状部３ａで固定されており、係合時は腕部３ｂのみが外径方向に容易に変形するため、固定箇所の変形による脱落が防止できる。
前記摺動体４の内側段部４ｄに圧入固定される芯保持部材５は軸方向に貫通孔５ａを有し、前方は先端が平らな円錐上、後方は円筒状となっている、この芯保持部材５に用いられる材質は、弾性を有する樹脂であれば良く、具体的には、ニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。また、摺動体４の貫通孔４ｅに圧入固定される芯保護管６は繰り出された芯の保護と、視認性を向上させる目的で配置されるが、摺動体４と一体に形成しても良い。その芯保護管６に用いられる材質は、芯の保護（芯折れ防止機能付加）を目的とするためは金属を用いることが良い。具体的には、鉄およびその合金、銅及びその合金などが挙げられる。
また、前記摺る摺動体４の段部４ａには、弾発部材１２の前端が当接しており、その弾発部材１２の弾発力によって前方に付勢されおり、その結果、摺動体４の先端が前記先部材２の段部２ｂに当接することで位置決めされる。さらに、摺動体４の前方側面４ｂは先部材２の内径部２ｅよりもわずかに細く形成されていると共に、後方側面４ｃは先部材２の内径部２ｆよりもわずかに細く形成されており、摺動体４が先部材２の内部を前後に摺動する際のガイドとなる。
【００１２】
前記チャックユニットは、前述したように、部分鍔付筒体７、傾斜筒体８、押し部材９、チャック１０、ボール１１から構成される。
その部分鍔付筒体７の前方内面には、傾斜筒体８の細径部８ａが着脱不能に係止されている。その傾斜筒体８の内面には、前方に向かって拡径する傾斜面８ｂが形成されている。その傾斜筒体８の内側には、チャック１０が前後動可能に配置されている。そのチャック１０の前方外周面には半球状の凹部１０ａと段部１０ｂが形成されており、また、前方内面には芯を把持する凹状の芯把持部１０ｃが形成されている。そして、その凹部１０ａと前記傾斜筒体８の傾斜面８ｂとの間には球状のボール１１が介在している。
また、傾斜筒体８の前方の内径拡径部８ｃには、前記押し部材９の後端部９ａが着脱不可能に内嵌圧入される。実施例では押し部材９の形状は全長の中程に鍔部９ｂが形成され、その前方に外径小径部９ｃが形成されている。しかし、押し部材９の後方が傾斜筒体８に着脱不能に固定することができ、且つ、前方が係止部材３のカギ部３ｃの内径より細くなる構成であれば、異なる形状を取ることも可能である。さらには、傾斜筒体８と押し部材９を一体に成形することも可能である。
また、押し部材９の内方にはチャック１０を後方に向けて付勢する弾発部材１２が配置されている。その弾発部材１２により、チャック１０を後方に付勢することで傾斜筒体８の傾斜面８ｂに当接したボール１１を介して、チャック１０が閉じる方向に作用し、芯２４を把持している。即ち、芯の前進は許容するが、その後退は楔作用によって阻止するボールチャック機構となっている。本実施例では、そのチャック１０を２つに分割された同様な形状のチャック片を互いに合い対向させることによって構成している。
前記外軸１の内部には筒体１３が前後摺動可能に配置される。その筒体１３の段部１３ｂと先部材２の段部２ｉとの間には、弾発部材１４が張設されており、その弾発力によって筒体１３は後方へ付勢され、後端部１３ｃが外軸筒１の段部１ｃに当接することで位置決めされている。この筒体１３の内部には、前記チャックセットの部分鍔付筒体７が前後に摺動可能に配置され、部分鍔付筒体７の段部７ａと筒体１３の内段部１３ａの間に弾発部材１５が張設されることで、部分鍔付筒体７が前方に付勢されている。また、筒体１３には窓穴１３ｄが形成されており、その窓穴１３ｄの前端１３ｅに部分鍔付筒体７の部分鍔７ｂの前端が当接することで部分鍔付筒体７が位置決めされている。また、筒体１３の内側の後方には段部１３ｆが形成されており、前記部分鍔付筒体７の後方には段部７ｃが成形されており、それら筒体１３の段部１３ｆと部分鍔付筒体７の７ｃとが当接することで、先端ノック操作時における先端ノックの押し込み過剰を防止している。
【００１３】
前記チャックユニットを構成する傾斜筒体８およびチャック１０の材質は、凹部１０ａにボール１１が接することから、強度および耐久性に優れた金属、例えば、銅やその合金、鉄やその合金、アルミニウムやその合金、亜鉛やその合金などが望ましいが、比較的硬質な合成樹脂、例えば、アクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリアセタールなどや、これらの合成樹脂に無機粉体、ガラス繊維、カーボン繊維などを充填したものであっても良い。
【００１４】
前記芯タンクユニットは、前述したように、芯ガイド管１６、傾斜段付筒体１７、芯タンク１８、消しゴム１９、ノック部材２０から構成される。前記傾斜段付筒体１７の前方側面部１７ａには傾斜段１７ｂが円周状に形成されており、この傾斜段１７ｂと前記部分鍔付筒体７の後方内径部に形成された傾斜段７ｄとが対向した状態で、傾斜段付筒体１７が部分付筒体７に挿入されている。
また、傾斜段付筒体１７の前方には芯ガイド管１６が着脱不能に内嵌圧入されており、後方には芯タンク１８が着脱不能に外嵌圧入されている。その芯タンク１８の全長の中程には鍔部１８ａが形成されており、その鍔部１８ａの前方に窓穴１８ｂとその窓穴１８ｂの前方に突起１８ｃが形成されている。さらに、窓穴１８ｂに対向する位置に長窓穴１８ｄと、その長窓穴１８ｄの内部に爪部１８ｅが形成されている。
前記外軸筒１の内側には内側鍔付筒体２１が、芯タンク１８の窓穴１８ｂと長窓穴１８ｄの外周に相向する位置に内嵌圧入されている。その内側鍔付筒体２１の後端と前記芯タンク１８の鍔部１８ｄとの間には弾発部材２２が張設され、芯タンク１８を後方に付勢しているが、内側鍔付筒体２１の内側鍔２１ａが芯タンク１８の突起１８ｃと爪部１８ｃに当接しているため、芯タンク１８は外軸筒１の後方へ外れることがない。
また、芯タンク１８の後方拡径部１８ｆの内方には、消しゴム１９が着脱可能に係止されており、また、後方拡径部１８ｆの外方には、ノック部材２０が消しゴム１９を覆うように着脱可能に係止される。
【００１５】
さらに、各弾発部材の付勢力、芯保持部材５の芯保持力、係止部材３のカギ部３ｃと摺動体４の係止溝４ｆの嵌合によってもたらされる係止力、係止部材のカギ部３ｃと摺動体４の後部側面４の間に生じる摩擦力、ボールチャック機構の芯把持力の各々の力の序列について詳述する。力の弱い方から順に以下の大小関係が必要となる。
ボールチャック機構の芯前進時保持力は芯保持部材５の芯保持力と弾発部材１２の付勢力よりも弱く、また、その弾発部材１２の付勢力は摺動体４の係止溝４ｆの嵌合によってもたらされる係止力よりも弱く、さらに、その係止力は弾発部材１５の付勢力よりも弱く、その弾発部材１５の付勢力はボールチャック機構の芯後退時把持力よりも弱く設定されている。
また、係止部材のカギ部３ｃと摺動体４の後方側面部４ｃの間に生じる摩擦力と弾発部材１２の付勢力を加算した力が、芯保持部材５の芯保持力よりも弱く、その芯保持力は前記係止力と弾発部材１２の付勢力の和よりも弱く設定されている。
具体的に説明すると、本実施例においては、ボールチャック機構の芯前進時把持力が０．１５Ｎ以上、０．２０Ｎ以下であり、芯保持部材５の芯把持力が０．６９Ｎ以上、０．７９Ｎ以下であり、また、弾発部材１２の付勢力が０．２９Ｎ以上、０．３９Ｎ以下、さらに、前記係止力が０．９８Ｎ以上、１．４７Ｎ以下、また、弾発部材１５の付勢力が２．９４Ｎ以上、３．３３Ｎ以下、さらに、ボールチャック機構の芯後退時把持力が７．８４Ｎ以上、そして前記摩擦力が０．３９Ｎ以下になるよう構成している。
【００１６】
次に本発明の第１実施例における、紙面に芯を強く押し付けて芯を繰り出す動作（以下先端ノック動作）について説明する。図４〜図７は、先端ノック動作の作動図である。
【００１７】
図４は、本発明品の筆記の最中の状態であり、芯保護管６の先端から芯２４が長さＬだけ突出している。
【００１８】
芯を繰り出すために、芯保護管６の先端から突出している芯２４の先端を紙面２５に強く押し付ける。この時芯２４に加わる後方への力（押圧力）は、通常の筆記時に紙面２５から芯２４に加わる力よりも大きい。この押圧力は芯２４からチャック１０に伝わり、そのチャック１０は後退をしようとするが、チャック１０の前方外周面の半円状の凹部１０ａに介在しているボール１１が当接する傾斜面８ｂの楔作用によりチャック１０は強固に閉じ、芯２４を後退できないように強固に把持する（芯２４の後退は楔作用によって阻止される）。さらに使用者が紙面２５に付加する押圧力を増加し、押圧力が弾発部材１５のチャックユニット前方付勢力を超えると、弾発部材１５が抗しきれずチャックユニットが後退する。このチャックユニットの後退により、チャック１０で把持している芯２４も見掛け上後退し、芯２４を把持する芯保持部材５も後退する。この後退により芯保持部材５を内包する摺動体４も後退することとなる。
ここで、摺動体４の後方側面部４ｃに成形された係止溝４ｆが、係止部材３のカギ部３ｃの位置と一致するまで摺動体４が後退すると、係止部材３のカギ部３ｃが摺動体４の係止溝４ｆに嵌ることで、摺動体４が係止される（図５参照）。この時点では芯２４は繰り出されていない。この状態からさらに押圧力が加わった場合、摺動体４は後退せずに芯２４は芯保持部材５を滑って後退するが、芯２４と芯２４を把持しているチャックユニットの後退は、部分鍔付筒体７の段部７ｃと筒体１３の段部１３ｆとが当接することで制限され、押圧動作が過剰になることを防止している。
【００１９】
次に芯２４を紙面２５へ押し付ける動作を終了し、押圧力を解除すると、摺動体４は係止部材３に係止された状態で前進しないまま、弾発部材１５の弾発力により部分鍔付筒体７が前方へ付勢され、押し部材９の先端９ｄが摺動体４の段部４ａに当接するまでチャックセット全体が前進する（図６参照）。この時、チャックユニットは芯２４を把持したまま前進するが、芯保持部材５の芯保持力が、摺動体４が受ける前記係止力と弾発部材１２の弾発力の合計よりも小さく設定されているため、芯２４は芯保持部材５を滑って前進する。このため、芯保護管６の先端から突出している芯の長さが、チャックユニットが図５の状態から図６の状態になるまでに移動した長さ、すなわち図５のＬ’に示した長さだけ伸びる。
【００２０】
押し部材９の先端９ｄが摺動体４の段部４ａに当接した後も、弾発部材１５の弾発力によってチャックユニットはさらに前進しようとし、弾発力は押し部材９を介して摺動体４に伝わる。ここで、係止部材３による摺動体４の係止力は弾発部材１５の弾発力よりも小さく設定されているため、摺動体４は押し部材９によって押圧され、係止溝４ｆが係止部材３のカギ部３ｃから外れ、弾発部材１２による付勢力によって摺動体４が図７に示すように元の位置に戻る。芯保持部材５の芯保持力が、ボールチャック機構の芯前進時把持力に勝っているため、この時に芯保持部材５を内包した摺動体４とともに芯２４も前進し、チャックから芯２４が引き出され、先端ノックによる芯繰り出しの一連の動作が完了する。
【００２１】
続いて、芯タンク１８内に貯蔵されている芯の繰り出しについて説明する。芯タンク１８の後方に取り付けられたノック部材２０を押圧する（以下後端ノック）と、芯タンク１８と一体に固定された傾斜段付筒体１７の傾斜段１７ｂを通じて部分鍔付筒体７の傾斜段７ｄに押圧力が伝わる。さらに部分鍔付筒体７の部分鍔７ｂと筒体１３の窓穴１３ｄの前端面が当接しているため、筒体１３も前方に向けて力を受ける。前記押圧力が弾発部材１４と弾発部材１５の付勢力を上回ると、芯タンクユニットとチャックユニットと筒体１３とが一体となって前進する。ここで、チャックセットの先端に取り付けられた押し部材９の鍔部９ｂの前端が、先部材２に固定された係止部材３の後端に当接すると、チャックユニットと筒体１３の移動が阻止される。さらに、ノック部材２０への押圧力を増加させると、部分鍔付筒体７の傾斜段７ｄが傾斜段付筒体１７の傾斜段１７ｂを乗り越えて側面部１７ａ上を摺動し、芯タンクユニットがさらに前進する。その芯タンクユニットが前進し、傾斜段付筒体１７の前端がチャック１０の後端に当接すると、弾発部材１２が抗しきれずチャック１０が前進する。このチャック１０が前進することでチャック１０の凹部１０ａとボール１１との間、及びボール１１と傾斜筒体８の傾斜面８ｂとの間に隙間ができ、ボールチャック機構の楔効果が働かなくなって、チャック１０が拡開する。この時、シャープペンシル本体を、先部材２を下に向けた方向で保持していると、重力によって芯は自由落下し、芯ガイド管１６とチャック１０を通って、芯の先端が芯保持部材５の貫通孔５ａ後方まで達する。ここで、ノック部材２０の押圧を解除すると、弾発部材１４と弾発部材２２の付勢力によって、チャックユニットと芯タンクユニットと筒体１３が一体となって後退するが、この時チャック１０は拡開したままであり、つまり、芯は後退しない。前記筒体１３の後端部１３ｃが外軸筒１の段部１ｃに当接して、チャックユニットと筒体１３の後退が阻止されると、弾発部材２２の付勢力によって芯タンクユニットのみがさらに後退し、部分鍔付筒体７の傾斜段７ｄは傾斜段付筒体１７の側面部１７ａから外れる。芯タンクユニットが後退することで、傾斜段付筒体１７の前端がチャック１０の後端から離れて、チャックユニットは再び楔作用を発揮し、チャック１０が芯を把持する。本実施例ではチャックユニットの前進を、押し部材９の鍔部９ｂの前端と係止部材３の後端との当接で規制したが、例えば、先部材２に新たに段を設けて押し部材９の鍔部９ｂと当接させるなど、他の部材同士の当接によってチャックユニットの前進を阻止しても良い。
続けて後端ノックを行った場合も、チャックユニットと芯タンクユニットと筒体１３は同様の動きをする。つまり、芯を把持したままの状態でチャック１０が前進し、そのチャック体１０の前進によって、芯が芯保持部材５の摩擦抵抗（芯保持力）に抗して貫通孔５ａに押し込まれ、その後、チャック１０が拡開する。そして、芯を解放したままチャック１０は後退するが、芯は芯保持部材の保持力によってその場に留まり、チャック１０が元の位置に戻った後に、チャック１０は再び閉じて芯を把持する。このように、後端ノックを繰り返すことにより、芯が前方に繰り出されて芯保護管６から突出し、筆記が可能となる。
尚、芯の先端が芯保護管６から突出していなくても、芯が芯保持部材５に保持された状態であれば、芯保護管６を紙面に押し付けることで、チャックユニットと摺動体４の後退、摺動体４の係止、押し部材９による摺動体４の係止状態の解除といった、一連の芯の繰り出し動作を繰り返し行うことによって、芯が前方に繰り出されて、筆記が可能になる。
【００２２】
図８は本発明の第２の実施例の構成を示す縦断面図である。外軸筒１０１の前方には、先部材１０２が固定されている。その先部材１０２の内部には、係止部材１０３が腕部１０３ｂを後方に伸ばした向きで圧入固定される。また、先部材１０２の内部には摺動体１０４を前後動自在に配置しており、その摺動体１０４の内部には芯保持部材１０５を圧入固定し、先端に芯保護管１０６を圧入固定している。前記摺動体１０４の後方には、部分鍔付筒体１０７が配置されているが、その部分鍔付筒体１０７の前方には傾斜筒体１０８が固定されている。その傾斜筒体１０８の前部には押し部材１０９が固定されている。また、傾斜筒体１０８の内部にはチャック１１０が配置されており、さらに傾斜筒体１０８の内面とチャック１１０の前方に形成された半球状の凹部１１０ａとの間には、球状のボール１１１が配置されており、チャックユニットを構成している。また、チャック１１０の凹部１１０ａよりさらに前方に形成された段部１１０ｂと、摺動体１０４の後部に形成された段部１０４ａとの間には弾発部材１１２が配置されており、チャック１１０が後方に付勢されると共に、摺動体１０４が前方に付勢されている。前記部分鍔付筒体１０７の外周と外軸筒１０１の間には筒体１１３が配置される。その筒体１１３の前面と先部材１０２の後端との間には弾発部材１１４が張設されており、筒体１１３を後方に付勢している。また、その筒体１１３の内段部１１３ａと部分鍔付筒体１０７の段部１０７ａの間には、弾発部材１１５が張設されており、部分鍔付筒体１０７を前方に付勢している。前記チャックユニットの後方には、第１実施例と同様の芯タンクユニットが前後方向摺動自在に内挿入される。以上が本実施例の構成であるが、本実施例では、先部材１０２の内部に、係止部材１０３が腕部１０３ｂを後方に向けた形で圧入固定される点が、第１実施例と異なっている。
【００２３】
さらに各部材について詳述する。
前記先部材１０２は、内部に貫通孔１０２ａと、段部１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄが形成され、段部１０２ｂと段部１０２ｃの間に内径部１０２ｅが、段部１０２ｃと段部１０２ｄの間に内径部１０２ｆが形成されている。また、先部材１０２の後方には、螺子１０２ｇと内径拡径部１０２ｈと段部１０２ｉが形成されていると共に、前記螺子１０２ｇは前記外軸筒１０１の前方に形成された螺子１０１ｂと螺合固定されている。
前記先部材１０２の段部１０２ｄには、係止部材１０３の円筒状部１０３ａが着脱不能に内嵌圧入されている。図９に示すように、係止部材１０３の円筒状部１０３ａの後端面から、断面が円弧状の梁の形状となっている腕部１０３ｂが伸びている点が第１実施例と異なる点である。その腕部１０３ｂの先端では、円筒状部１０３ａの内径よりも内径が小さい部分が成形され、山形状をしたカギ部１０３ｃとなっている。円筒状部１０３ａの後端面から腕部１０３ｂが伸びる構造を採ることで、円筒状部１０３ａの外径と腕部１０３ｂの外径が等しくても、前記係止状態を解除する時に腕部１０３ｂが外側に撓むための隙間を、先部材１０２の内部にアンダーカットの部分を形成せずに確保できる。このことにより係止部材１０３の形成（成形）が容易になり、さらに、係止部材１０３の円筒状部１０３ａと腕部１０３ｂの接合部に起こる応力集中を軽減することができる。
また、前記先部材１０２及び係止部材１０３の内部には、摺動体１０４を前後動自在に配置している。その摺動体１０４は、外部に段部１０４ａ、前方側面部１０４ｂ、後方側面部１０４ｃを形成し、内部に内側段部１０４ｄ、貫通孔１０４ｅを形成している。さらに、後方側面部１０４ｃには係止溝１０４ｆが円周状に形成されており、さらに、その後方に後方傾斜部１０４ｇが形成されている。前記摺動体１０４の係止溝１０４ｆの外径は、係止部材１０３のカギ部１０３ｃの内径よりも十分小さく、摺動体１０４の係止溝１０４ｆに係止部材１０３のカギ部１０３ｃが嵌っている時は、腕部１０３の撓みは発生しない。一方、後方側面部１０４ｃの外径は、前記係止部材１０３のカギ部１０３ｃの内径よりもわずかに大きいが、後方傾斜部１０４ｇの傾斜角度は係止溝１０４ｆの傾斜角度に比べて緩やかである。よって、先端ノック時に摺動体１０４が後方に摺動する際に係止部材１０３のカギ部１０３ｃが摺動体の後方傾斜部１０４ｇを通る時の摩擦力は、係止部材１０３のカギ部１０３と摺動体１０４の係止溝１０４ｆの嵌合によってもたらされる係止力よりも小さいものとなっている。
その摺動体１０４の段部１０４ａには弾発部材１１２の前端が当接し、弾発部材１１２の弾発力によって摺動体１０４は前方に付勢されており、先端が前記先部材１０２の段部１０２ｂに当接することで位置決めされる。また、摺動体１０４の前方側面１０４ｂは先部材１０２の内径部１０２ｅよりもわずかに細く形成されていると共に、後方側面１０４ｃは先部材１０２の内径部１０２ｆよりもわずかに細く形成されており、摺動体１０４が先部材１０２の内部を前後に摺動する際のガイドとなる。
なお、摺動体１０４の係止溝１０４ｆの位置を図９に示した位置よりも前方に設け、第１実施例と同様に通常時は常に摺動体１０４の後方側面部１０４ｃに係止部材１０３のカギ部１０３ｃが触れて、腕部１０３が撓んで広がっており、摺動体１０４が前後に移動する際には一定の摩擦力が発生する構造を取ることも可能である。
【００２４】
前記チャックユニットは、前述したように、部分鍔付筒体１０７、傾斜筒体１０８、押し部材１０９、チャック１１０、ボール１１１から構成される。
部分鍔付筒体１０７の前方には傾斜筒体１０８が着脱不能に固定されている。その傾斜筒体１０８の内側にはチャック１１０が前後動可能に配置され、傾斜筒体１０８内部に形成され傾斜面１０８ｂと、チャック１１０の外周面に設けられた半球状の凹部１１０ａとの間には、球状のボール１１１が介在している。
また、傾斜筒体１０８の前方には前記押し部材１０９が着脱不能に固定されているが、傾斜筒体１０８と押し部材１０９を一体に成形することも可能である。また、押し部材１０９の内方にはチャック１１０を後方に向けて付勢する弾発部材１１２が配置されている。その弾発部材１１２により、チャック１１０を後方に付勢することで傾斜筒体１０８の傾斜面１０８ｂに当接したボール１１１を介して、チャック１１０が閉じる方向に作用させ、芯１２４を把持している。即ち、芯の前進は許容するが、その後退は楔作用によって阻止するボールチャック機構となっている。本実施例では、そのチャック１１０を２つに分割された同様な形状のチャック片を互いに合い対向させることによって構成している。
前記外軸１０１の内部には、筒体１１３が前後摺動可能に配置される。その筒体１１３の段部１１３ｂと先部材１０２の段部１０２ｉとの間には、弾発部材１１４が張設されており、この弾発力によって筒体１１３は後方へ付勢され、後端部１１３ｃが外軸筒１０１の段部１０１ｃに当接することで位置決めされている。この筒体１１３の内部には、前記チャックセットの部分鍔付筒体１０７が前後に摺動可能に配置されており、部分鍔付筒体１０７の段部１０７ａと筒体１１３の内段部１１３ａの間に弾発部材１１５が張設されることで、部分鍔付筒体１０７が前方に付勢されている。筒体１１３には窓穴１１３ｄが形成されており、その前端１１３ｅに部分鍔付筒体１０７の部分鍔１０７ｂの前端が当接することで、部分鍔付筒体１０７が位置決めされている。また、筒体１１３の後方には段部１１３ｆが、部分鍔付筒体１０７の後方には段部１０７ｃが成形されており、先端ノック時には筒体１１３の段部１１３ｆと部分鍔付筒体１０７の１０７ｃとが当接することで、先端ノックの押し込み過剰を防ぐ。
【００２５】
次に本発明の第２実施例における、先端ノック動作について説明する。芯を繰り出すために芯保護管１０６の先端から突出している芯１２４の先端を紙面に強く押し付けると、楔効果によりチャック１１０が強固に閉じて、芯１２４を把持する。さらに使用者が押圧力を増加させると、弾発部材１１５が抗しきれずチャックユニットが後退する。このチャックユニットの後退により、チャック１１０で把持している芯１２４も見掛け上後退し、芯１２４を把持する芯保持部材１０５も後退する。この後退により芯保持部材１０５を内包する摺動体１０４も後退することとなる。そして、摺動体１０４の後方側面部１０４ｃに成形された係止溝１０４ｆが、係止部材１０３のカギ部１０３ｃの位置と一致するまで摺動体１０４が後退すると、係止部材１０３のカギ部１０３ｃが摺動体１０４の係止溝１０４ｆに嵌り、摺動体１０４が係止される（図１０）。
次に、芯１２４を紙面へ押し付ける動作を終了し、押圧力を解除すると、摺動体１０４は係止部材１０３に係止された状態で前進しないまま、弾発部材１１５の弾発力により部分鍔付筒体１０７が前方へ付勢され、押し部材１０９の先端１０９ｄが摺動体１０４の段部１０４ａに当接するまでチャックセット全体が前進する。この時、チャックユニットは芯１２４を把持したまま前進し、芯保持部材１０５の芯保持力は摺動体１０４が受ける係止力と弾発部材１１２の弾発力の合計よりも小さいため、芯１２４は芯保持部材１０５を滑って前進する。このため、芯保護管１０６の先端から突出している芯の長さが図１０のＬ’に示した長さだけ伸びる。
ここで、押し部材１０９の先端１０９ｄが摺動体１０４の段部１０４ａに当接した後も、チャックユニットは弾発部材１１５の弾発力によって前進しようとし、摺動体１０４を前方へ押圧し、係止部材１０３との係止を解除する。また、弾発部材１１２による付勢力によって摺動体１０４が元の位置に戻る際に、摺動体１０４に内包した芯保持部材１０５が芯１２４を把持しているため、芯１２４も前進してチャック１１０から引き出され、先端ノックによる芯繰り出しの一連の動作が完了する。
【００２６】
図１１は本発明の第３の実施例の構成を示す縦断面図である。外軸筒２０１の前方には、先部材２０２が固定されている。その先部材２０２の内部では、ボール２２６が弾発部材２２７によって中心軸内側方向へ付勢されている。また、そのボール２２６と弾発材２２７が先部材２０２から脱落しないよう蓋２２８が先部材２０２の外周近傍の側面部に固定されている。さらに、先部材２０２の内部には摺動体２０４を前後動自在に配置しており、その摺動体２０４の内部には芯保持部材１０５を圧入固定し、先端には芯保護管２０６を圧入固定している。前記摺動体２０４の後方には、部分鍔付筒体２０７が配置されているが、その部分鍔付筒体２０７の前方には傾斜筒体２０８が固定されている。その傾斜筒体２０８の前部には押し部材２０９が固定されており、内部にはチャック２１０が配置されている。さらに、前記傾斜筒体２０８の内面とチャック２１０の前方に形成された半球状の凹部２１０ａとの間には、球状のボール２１１が配置されており、チャックユニットを構成している。また、チャック２１０の凹部２１０ａよりさらに前方に形成された段部２１０ｂと摺動体２０４の後部に形成された段部２０４ａの間に弾発部材２１２が配置されており、チャック２１０が後方に付勢されると共に、摺動体２０４が前方に付勢されている。前記部分鍔付筒体２０７の外周と外軸筒２０１との間には筒体２１３が配置される。その筒体２１３の前面と先部材２０２の後端との間には弾発部材２１４が張設されており、筒体２１３を後方に付勢している。その筒体２１３の内段部２１３ａと部分鍔付筒体２０７の段部２０７ａの間には弾発部材２１５が張設されており、部分鍔付筒体２０７を前方に付勢している。
また、前記チャックユニットの後方には、第１実施例と同様の芯タンクユニットが前後方向摺動自在に内挿入される。以上が本実施例の構成であるが、本実施例では、先部材２０２の内部にボール２２６が配置され、弾発部材２２７がそのボール２２６を先部材２０２の中心軸内側方向へ付勢している点が、第１実施例及び第２実施例と異なっている。
【００２７】
さらに各部材について詳述する。
前記先部材２０２は、内部に貫通孔２０２ａと、段部２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄが形成され、段部２０２ｂと段部２０２ｃの間に内径部２０２ｅが、段部２０２ｃと段部２０２ｄの間に内径部２０２ｆが形成されている。また、先部材２０２の後方には、螺子２０２ｇと内径拡径部２０２ｈと段部２０２ｉが形成され、螺子２０２ｇは前記外軸筒２０１の前方に形成された螺子２０１ｂと螺合固定されている。
さらに先部材２０２の内径部２０２ｆには、図１２に示すように半径方向に穴２０２ｊが設けられ、その穴２０２ｊにボール２２６が回転可能、且つ、先部材２０２の断面の半径方向に摺動可能に配置される。その先部材２０２に設けられた穴２０２ｊには、内径部２０２ｆと交わる位置で、穴縮径部２０２ｋが成形されており、この穴縮径部２０２ｋの内径はボール２２６の球直径よりも小さなものとなっている。即ち、ボール２２６は先部材２０２の半径方向内側に脱落することがない。また、先部材２０２の半径方向外側にボール２２６が脱落することを防止するために、蓋２２８が着脱不能に固定され、その蓋２２８とボール２２６との間に弾発部材２２７が張設される。
また、前記先部材２０２の内部には、摺動体２０４を前後動自在に配置している。摺動体２０４は、外部に段部２０４ａ、前方側面部２０４ｂ、後方側面部２０４ｃを形成し、内部に内側段部２０４ｄ、貫通孔２０４ｅを形成している。さらに、後方側面部２０４ｃには係止溝２０４ｆが形成される。また、摺動体２０４の段部２０４ａには弾発部材２１２の前端が当接し、弾発部材２１２の弾発力によって摺動体２０４を前方に付勢する。その結果、摺動体２０４は先端が前記先部材２０２の段部２０２ｂに当接することで位置決めされる。また、その摺動体２０４の前方側面２０４ｂは先部材２０２の内径部２０２ｅよりもわずかに細く形成されており、後方側面２０４ｃは先部材２０２の内径部２０２ｆよりもわずかに細く形成されており、摺動体２０４が先部材２０２の内部を前後に摺動する際のガイドとなる。
前記ボール２２６が弾発部材２２７の弾発力によって常に摺動体２０４の後方側面部２０４ｃに押し付けられているため、摺動体２０４が前後に摺動する際には、ボール２２６と摺動体２０４及び弾発部材２２７の間に転がり摩擦力が発生する。よって、先端ノック時に摺動体２０４が後退し、係止溝２０４ｆがボール２２６の位置に到達すると、弾発部材２２７の弾発力によってボール２２６は半径方向内側へ付勢されているため、ボール２２６が摺動体２０４の係止溝２０４ｆに嵌り、摺動体２０４が係止された状態になる。その係止状態から摺動体２０４を解放するためには、ボール２２６を介して弾発部材２２７によってもたらされる係止力を上回る係止解除荷重を与える必要がある。
前記係止力は、弾発部材２２７の弾発力によって変化するため、この第３の実施例の構造を採ると、弾発部材２２７を交換することで容易に前記の係止力を調節できる。本実施例ではコイル状の弾発部材を用いたが、これに変えてゴム状弾性体を係止力の発生の目的で用いることも可能である。この場合、ゴム状弾性体のゴム硬度を変化させることにより、係止力を容易に調節できる。なお、本実施例では、ボールの配置箇所を３箇所としたが、円筒状の摺動体２０４に均等に前記転がり摩擦力や前記係止力を加えることが可能であることに配慮すれば、成形及び配置が可能な範囲でボールの配置箇所を増やすこともできる。また、ボール２２６と弾発部材２２７との間に発生する転がり摩擦力を軽減させるために、球状の窪みを持つ部材（図示せず）をボール２２６と弾発部材２２７の間に配置することも可能である。
また、摺動体２０４は、その後方側面部２０４ｃにボール２２６が接触して摺動するため、摺動性を有し且つ摩耗しにくい合成樹脂や金属を用いることが望ましい。例えばポリアセタール、ナイロンなどが挙げられる。また、本実施例では摺動体２０４の係止溝２０４ｆの断面形状を円弧状にしたが、ボールが安定して嵌ることができれば、三角形などの異なる断面形状の溝とすることも可能である。
【００２８】
前記チャックユニットは、前述したように、部分鍔付筒体２０７、傾斜筒体２０８、押し部材２０９、チャック２１０、ボール２１１から構成される。
部分鍔付筒体２０７の前方には傾斜筒体２０８が着脱不能に固定されている。その傾斜筒体２０８の内側にはチャック２１０が前後動可能に配置され、傾斜筒体２０８内部に形成され傾斜面２０８ｂと、チャック２１０の外周面に設けられた半球状の凹部２１０ａとの間には、ボール２１１が介在している。
前記傾斜筒体２０８の前方には前記押し部材２０９が着脱不能に固定されているが、傾斜筒体２０８と押し部材２０９を一体に成形することも可能である。また、押し部材２０９の内方にはチャック２１０を後方に向けて付勢する弾発部材２１２が配置されている。その弾発部材２１２により、チャック２１０を後方に付勢することで傾斜筒体２０８の傾斜面２０８ｂに当接したボール２１１を介して、チャック２１０が閉じる方向に作用させ、芯２２４を把持している。即ち、芯の前進は許容するが、その後退は楔作用によって阻止するボールチャック機構となっている。本実施例では、そのチャック２１０を２つに分割された同様な形状のチャック片を互いに合い対向させることによって構成している。
前記外軸２０１の内部には、筒体２１３が前後摺動可能に配置される。筒体２１３の段部２１３ｂと先部材２０２の段部２０２ｉとの間には、弾発部材２１４が張設されており、筒体２１３は後方へ付勢され、後端部２１３ｃが外軸筒２０１の段部２０１ｃに当接することで位置決めされている。この筒体２１３の内部には、前記チャックセットの部分鍔付筒体２０７が前後に摺動可能に配置されており、部分鍔付筒体２０７の段部２０７ａと筒体２１３の内段部２１３ａの間に弾発部材２１５が張設されることで、部分鍔付筒体２０７が前方に付勢されている。また、筒体２１３には窓穴２１３ｄが形成されており、その前端２１３ｅに部分鍔付筒体２０７の部分鍔２０７ｂの前端が当接することで、部分鍔付筒体２０７が位置決めされる。また、筒体２１３の後方には段部２１３ｆが、部分鍔付筒体２０７の後方には段部２０７ｃが成形されており、先端ノック時には筒体２１３の段部２１３ｆと部分鍔付筒体２０７の２０７ｃとが当接することで、先端ノックの押し込み過剰を防止している。
【００２９】
次に本発明の第３実施例における先端ノック動作について説明する。芯を繰り出すために芯保護管２０６の先端から突出している芯２２４の先端を紙面に強く押し付けると、楔効果によりチャック２１０が強固に閉じて、芯２２４を把持する。さらに使用者が押圧力を増加させると、弾発部材２１５が抗しきれずチャックユニットが後退する。このチャックユニットの後退により、チャック２１０で把持している芯２２４も見掛け上後退し、芯２２４を把持する芯保持部材２０５も後退する。この後退により芯保持部材２０５を内包する摺動体２０４も後退することとなる。そして、摺動体２０４の後方側面部２０４ｃに成形された係止溝２０４ｆが、先部材２０２に取り付けられたボール２２６の位置と一致するまで摺動体２０４が後退すると、弾発部材２２７によってボール２２６が先部材２０２の半径方向内側へ向かって付勢されているため、ボール２２６が摺動体２０４の係止溝２０４ｆに嵌り、摺動体が係止された状態になる（図１３）。
次に、芯２２４を紙面へ押し付ける動作を終了し、押圧力を解除すると、摺動体２０４は弾発部材２２７の弾発力によって付勢されたボール２２６に係止され前進しない状態で、弾発部材２１５の弾発力により部分鍔付筒体２０７が前方へ付勢され、押し部材２０９の先端２０９ｄが摺動体２０４の段部２０４ａに当接するまでチャックセット全体が前進する。この時、チャックユニットは芯２２４を把持したまま前進するが、芯保持部材２０５の芯保持力は摺動体２０４が受ける係止力と弾発部材２１２の弾発力の合計よりも小さいため、芯２２４は芯保持部材２０５を滑って前進する。このため、芯保護管２０６の先端から突出している芯の長さが、図１３のＬ’に示した長さだけ伸びる。
また、押し部材２０９の先端２０９ｄが摺動体２０４の段部２０４ａに当接した後も、チャックユニットは弾発部材２１５の弾発力によって前進しようとして、弾発力は押し部材２０９を介して摺動体２０４に伝わる。ここで、弾発部材２２７によって付勢されたボール２２６が摺動体２０４にもたらす係止力は、弾発部材２１５の弾発力よりも小さく設定されているため、摺動体２０４は押し部材２０９によって押圧され、係止溝２０４ｆがボール２２６による係止から外れ、弾発部材２１２による付勢力によって摺動体２０４が元の位置に戻る。この時、摺動体２０４に内包した芯保持部材２０５が芯２２４を把持しているため、芯２２４も前進してチャック２１０から引き出され、先端ノックによる芯繰り出しの一連の動作が完了する。
【符号の説明】
【００３０】
１ 外軸筒
２ 先部材
３ 係止部材
４ 摺動体
５ 芯保持部材
６ 芯保護管
７ 部分鍔付筒体
８ 傾斜筒体
９ 押し部材
１０ チャック
１１ ボール
１２ 弾発部材
１３ 筒体
１４ 弾発部材
１５ 弾発部材
１６ 芯ガイド管
１７ 傾斜段付筒体
１８ 芯タンク
１９ 消しゴム
２０ ノック部材
２１ 内側鍔付部材
２２ 弾発部材
２３ クリップ
２４ 芯
２５ 紙面
２２６ ボール
２２７ 弾発部材
２２８ 蓋
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸筒内に、芯の後退を阻止するチャックユニットと、前記芯を保持する摺動体が配置されたシャープペンシルに関するものである。
特に、筆記時の圧力（以下、筆記圧と称する）より高い荷重（以下、押圧力と称する）で芯の先端を紙面などに押しつけ、次いで、離すことによって一定長さの芯を繰り出すことができるシャープペンシルの芯繰り出し構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より筆記に伴う芯の摩耗に応じて、軸筒の後部に配置されているノック部材を押圧することによって芯の繰り出し操作を行うシャープペンシルが知られていた。しかし、筆記中に芯を出す繰り出し操作を行うためには、一旦、シャープペンシルを持ちかえる必要があり、操作上煩わしさが生じていた。
【０００３】
そこで、特許文献１では、芯の先端を紙面等に強く押付けたときのボールチャック機構の後退量よりも余計に芯案内管を後退させ、前記芯の紙面に対する押付けをなくしたとき、芯案内管の芯戻り止め部材により保持された芯をスリップさせずに芯を前進させ繰り出す、所謂、先端ノックシャープペンシルが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−１７９１７８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているシャープペンシルの基本構造は、軸筒先端に取り付けた先金の内面にリングを固定し、そのリングの前方箇所に、傾斜した姿勢とリングに当接して直立した姿勢を取ることができる環状の傾斜動部材を揺動可能に設け、その傾斜動部材の揺動支点から離れた前端面箇所に、内装スプリングによって後方に向け賦勢され且つ軸方向に摺動自在とした芯戻り止め部材付き芯案内管の後端縁部と当接させ、また、その傾斜動部材の回動支点に近い後端面箇所に、ノックスプリングによって前方に向け賦勢され且つリングの後端面と軸筒内面に形成した段部端面の間を移動可能としたボールチャック機構の外筒先端に設けたストッパー前端面と当接させた構造となっている。
この基本構造において、傾斜動部材が揺動してレバー作用をもたらすことによって、紙面等に芯を強く押し付けた際に、芯案内管が芯を挟持したチャックの後退量よりも大なる長さを後退し、押圧力を除くと芯案内管が内蔵した芯戻り止め部材により保持された芯を、チャックから引き出しながら元の位置に戻ることで芯を前方に送り出すことを可能としている。
このようにレバー作用を用いて芯の繰り出しを行うことでシャープペンシルを持ちかえる操作上の煩わしさを解消した点は非常に優れている。しかしながら、傾斜動部材のそれぞれの端を異なる部材に当接させてレバーの作用を付与するため、傾斜動部材に当接する芯案内管とストッパーが軸筒内で軸筒の中心軸に対して傾いて配置されることになる。その結果、シャープペンシルの使用姿勢によっては、芯を紙面に押し付けた時に、芯案内管やストッパー及びこれらと一体に前後動する部材、具体的にはボールチャック機構の外軸などが、先部材や軸筒との摺動時にガイド作用を示す以上の摩擦抵抗を生じて、動作が不安定になる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明は前記問題を鑑み、軸筒内に、芯の後退を阻止するチャックユニットと、前記芯を保持する摺動体が配置されたシャープペンシルにおいて、前記摺動体の外周上に係止溝を設け、その係止溝と係合する係止部を前記軸筒内に複数設けると共に、それら係止溝と係止部との係合を解除する押圧部を前記チャックユニットに設けたことを要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、軸筒内に、芯の後退を阻止するチャックユニットと、前記芯を保持する摺動体が配置されたシャープペンシルにおいて、前記摺動体の外周上に係止溝を設け、その係止溝と係合する係止部を前記軸筒内に複数設けると共に、それら係止溝と係止部との係合を解除する押圧部を前記チャックユニットに設けているので、従来技術で示したようなレバー機構として傾斜動部材を用いることなく、先端ノックによる芯の繰り出しを達成させる。このため、各部材が軸筒および先部材内で軸筒の中心軸に対して傾くことなく同軸上に配置され、その結果、先端ノック時に加わる荷重の方向が軸方向からずれて各部材に伝わって摺動抵抗が増大することを防止でき、シャープペンシルの使用姿勢に問わず安定して芯を繰り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す縦断面図。
【図２】本発明の第１実施例の構成を示す部分拡大縦断面図。
【図３】本発明の第１実施例の摺動体と係止部材の詳細斜視図。
【図４】本発明の第１実施例の作動図。
【図５】本発明の第１実施例の作動図。
【図６】本発明の第１実施例の作動図。
【図７】本発明の第１実施例の作動図。
【図８】本発明の第２実施例の構成を示す部分拡大縦断面図。
【図９】本発明の第２実施例の摺動体と係止部材の詳細斜視図。
【図１０】本発明の第２の実施例の作動図
【図１１】本発明の第３実施例の構成を示す部分拡大縦断面図。
【図１２】本発明の第３実施例のＡ-Ａ断面図。
【図１３】本発明の第３実施例の作動図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明による芯繰り出し構造を有するシャープペンシルの基本構造は、以下の通りである。軸筒内には、芯の後退を阻止するチャックユニットと芯を保持する摺動体が配置され、その摺動体の外周上には係止溝が設けられている。さらに軸筒内に、その係止溝と係合する係止部を複数設け、チャックユニットには係止溝と係合部との係合を解除する押圧部を設けている。
作用について説明する。紙面に芯を押し付けると、チャックユニットと摺動体が同じ距離後退し、その押圧力を除くと、摺動体は係止部材に係止された場所に留まるが、チャックユニットは芯を挟持した状態で前進するため、摺動体から突出する芯の長さが増加することになる。その後、チャックユニットに取り付けられた押し部材が摺動体を押すことで、前記係止溝と係止部との係止が解除され、各部材が元の位置に戻って芯の繰り出しを完了する。この構造を採ることで、各部材が中心軸に対して傾くことなく同軸上に配置され、本体の把持姿勢に関わらずに安定して芯繰り出し操作が行われる。
【００１０】
実施例に基づき本発明のシャープペンシルの芯繰り出し構造を説明する。図１は、本発明の第１実施例の構成を示す縦断面図であり、図２は、部分拡大縦断面図である。
外軸筒１の前方には、先部材２が固定されている。その先部材２の内部には、係止部材３を圧入固定し、摺動体４を前後動自在に配置している。摺動体４は内部に芯保持部材５を圧入固定し、先端に芯保護管６を固定している。前記摺動体４の後方には、部分鍔付筒体７が配置されているが、その部分鍔付筒体７の前方には傾斜筒体８が圧入固定されている。その傾斜筒体８の前部には押し部材９が固定されていると共に、傾斜筒体８の内部にはチャック１０が配置されている。さらに、傾斜筒体８の内面とチャック１０の前方に形成された半球状の凹部１０ａとの間には、球状のボール１１が配置されており、チャックユニットを構成している。また、チャック１０の凹部１０ａよりさらに前方に形成された段部１０ｂと摺動体４の後部に形成された段部４ａとの間に弾発部材１２が配置されている。その弾発部材１２によって、前記チャック１０が後方に付勢されると共に、摺動体４が前方に付勢されている。
前記部分鍔付筒体７の外周と外軸筒１の間には筒体１３が配置される。その筒体１３の前面と先部材２の後端との間には弾発部材１４が張設されて、筒体１３を後方に付勢している。また、筒体１３の内段部１３ａと、部分鍔付筒体７の段部７ａとの間には弾発部材１５が張設されており、前記部分鍔付筒体７を前方に付勢している。
前記チャックユニットの後方には、芯ガイド管１６が前方に圧入された傾斜段付筒体１７と芯タンク１８、消しゴム１９、ノック部材２０から構成される芯タンクユニットが前後方向摺動自在に内挿入されている。前記外軸筒１の内部には内側鍔付筒体２１が内嵌圧入されており、この内側鍔付筒体２１の後端と、前記芯タンク１８の長手方向の中程に形成された鍔部１８ａとの間に弾発部材２２が張設されており、芯タンク１８が後方に付勢される。また、前記外軸筒１の後方には小径部１ａが設けられ、クリップ２３が円筒状の取り付け部２３ａを前記小径部１ａに外嵌圧入することで固定されている。以上が本実施例の構成であるが、本実施例においては、摺動体４と係止部材３と押し部材９の動作に特徴を有している。
【００１１】
さらに各部材について詳述する。前記先部材２は、内部に貫通孔２ａと、段部２ｂ、２ｃ、２ｄが形成され、段部２ｂと段部２ｃの間に内径部２ｅが、段部２ｃと段部２ｄの間に内径部２ｆが形成されている。また、先部材２の後方には、螺子２ｇと内径拡径部２ｈと段部２ｉが形成され、螺子２ｇは前記外軸筒１の前方に形成された螺子１ｂと螺合固定されている。
先部材２の内径拡径部２ｈには、係止部材３の円筒状部３ａが着脱不能に内嵌圧入されている。図３に示すように、係止部材３の円筒状部３ａの前端面からは、腕部３ｂが円状に並んで伸びており、この腕部３ｂは断面が円弧状の梁の形状となっている。その腕部３ｂの先端では、円筒状部３ａの内径よりも内径が小さい部分が成形され、山形状をしたカギ部３ｃとなっている。
また、前記先部材２及び係止部材３の内部には、摺動体４を前後動自在に配置している。その摺動体４は、外部に段部４ａ、前方側面部４ｂ、後方側面部４ｃを形成し、内部に内側段部４ｄ、貫通孔４ｅを形成している。さらに、後方側面部４ｃには係止溝４ｆが円周状に形成される。尚、後方側面部４ｃの外径は、前記係止部材３のカギ部３ｃの内径よりもわずかに大きいため、通常時は常に摺動体４の後方側面部４ｃに、前記係止部材３のカギ部３ｃが触れていて、腕部３が撓んで広がっている。また、前記摺動体４が前後に移動する際には一定の摩擦力が発生する。一方で、摺動体４の係止溝４ｆの外径は、係止部材３のカギ部３ｃの内径よりも十分小さいため、摺動体４の係止溝４ｆに係止部材３のカギ部３ｃが嵌っている時（係止状態）は、腕部３の撓みは発生しない。また、その係止状態において、摺動体４が押圧されて、その係止が解除されるためには、係止部材３のカギ部３ｃと摺動体４の係止溝４ｆの嵌合によってもたらされる係止力を上回る係止解除荷重を摺動体４に与える必要がある。この係止力は、摺動体４の係止溝４ｆから係止部材３のカギ部３ｃが外れる程までに腕部３ｂが撓むための力であるため、通常時に摺動体４が前後に摺動する際に摺動体４と係止部材３のカギ部３ｃとの間に発生する摩擦力よりも大きくなる。なお、本実施例では係止部材の腕部の本数を４本としたが、円筒状の摺動体４に均等に前記摺動時の摩擦力や前記係止力を加えることが可能であることに配慮すれば、腕部の本数は４本に限定されず、３本以上であれば成形できる範囲内で腕部の本数を増減して構わない。
前記係止部材３の材質は、形状を維持できるものであれば良く、金属や合成樹脂を用いることができるが、腕部３ｂが常に中心軸から外向きに力を受けており、さらに摺動体４の係止を解除する際に腕部３ｂが撓む動作が繰り返されるため、特に塑性変形しにくい金属が望ましい。また、摺動体４は、その後方側面部４ｃに係止部材３のカギ部３ｃが接触して摺動するため、摺動性を有し、且つ、摩耗しにくい合成樹脂や金属を用いることが望ましい。例えば、ポリアセタール、ナイロンなどが挙げられる。ちなみに、この係止部材をゴム状弾性体にしてしまうと、芯に含有されている油などと反応してしまい、ゴム状弾性体の経時的な劣化が促進され、係合部材としての機能を果たさなくなってしまう恐れがある。また、本例においては、梁状の腕部とすることによって摩擦力と係止力の差をつけやすくしている。つまり、係合部（カギ部３ｃ）を環状にしてしまうと、弾性変形が得られにくくなり、摩擦力と係止力の差をつけにくくしてしまうのである。さらに、ゴム状弾性体の環状の部材を用いると、先部材２への固定をゴムと先部材２の摩擦力に頼ることになるが、ゴム状弾性体が摺動体と係合する際に変形してしまうことで、先部材から脱落する恐れが大きくなる。一方、本実施例の係止部材は、先部材２に円筒状部３ａで固定されており、係合時は腕部３ｂのみが外径方向に容易に変形するため、固定箇所の変形による脱落が防止できる。
前記摺動体４の内側段部４ｄに圧入固定される芯保持部材５は軸方向に貫通孔５ａを有し、前方は先端が平らな円錐上、後方は円筒状となっている、この芯保持部材５に用いられる材質は、弾性を有する樹脂であれば良く、具体的には、ニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。また、摺動体４の貫通孔４ｅに圧入固定される芯保護管６は繰り出された芯の保護と、視認性を向上させる目的で配置されるが、摺動体４と一体に形成しても良い。その芯保護管６に用いられる材質は、芯の保護（芯折れ防止機能付加）を目的とするためは金属を用いることが良い。具体的には、鉄およびその合金、銅及びその合金などが挙げられる。
また、前記摺る摺動体４の段部４ａには、弾発部材１２の前端が当接しており、その弾発部材１２の弾発力によって前方に付勢されおり、その結果、摺動体４の先端が前記先部材２の段部２ｂに当接することで位置決めされる。さらに、摺動体４の前方側面４ｂは先部材２の内径部２ｅよりもわずかに細く形成されていると共に、後方側面４ｃは先部材２の内径部２ｆよりもわずかに細く形成されており、摺動体４が先部材２の内部を前後に摺動する際のガイドとなる。
【００１２】
前記チャックユニットは、前述したように、部分鍔付筒体７、傾斜筒体８、押し部材９、チャック１０、ボール１１から構成される。
その部分鍔付筒体７の前方内面には、傾斜筒体８の細径部８ａが着脱不能に係止されている。その傾斜筒体８の内面には、前方に向かって拡径する傾斜面８ｂが形成されている。その傾斜筒体８の内側には、チャック１０が前後動可能に配置されている。そのチャック１０の前方外周面には半球状の凹部１０ａと段部１０ｂが形成されており、また、前方内面には芯を把持する凹状の芯把持部１０ｃが形成されている。そして、その凹部１０ａと前記傾斜筒体８の傾斜面８ｂとの間には球状のボール１１が介在している。
また、傾斜筒体８の前方の内径拡径部８ｃには、前記押し部材９の後端部９ａが着脱不可能に内嵌圧入される。実施例では押し部材９の形状は全長の中程に鍔部９ｂが形成され、その前方に外径小径部９ｃが形成されている。しかし、押し部材９の後方が傾斜筒体８に着脱不能に固定することができ、且つ、前方が係止部材３のカギ部３ｃの内径より細くなる構成であれば、異なる形状を取ることも可能である。さらには、傾斜筒体８と押し部材９を一体に成形することも可能である。
また、押し部材９の内方にはチャック１０を後方に向けて付勢する弾発部材１２が配置されている。その弾発部材１２により、チャック１０を後方に付勢することで傾斜筒体８の傾斜面８ｂに当接したボール１１を介して、チャック１０が閉じる方向に作用し、芯２４を把持している。即ち、芯の前進は許容するが、その後退は楔作用によって阻止するボールチャック機構となっている。本実施例では、そのチャック１０を２つに分割された同様な形状のチャック片を互いに合い対向させることによって構成している。
前記外軸１の内部には筒体１３が前後摺動可能に配置される。その筒体１３の段部１３ｂと先部材２の段部２ｉとの間には、弾発部材１４が張設されており、その弾発力によって筒体１３は後方へ付勢され、後端部１３ｃが外軸筒１の段部１ｃに当接することで位置決めされている。この筒体１３の内部には、前記チャックセットの部分鍔付筒体７が前後に摺動可能に配置され、部分鍔付筒体７の段部７ａと筒体１３の内段部１３ａの間に弾発部材１５が張設されることで、部分鍔付筒体７が前方に付勢されている。また、筒体１３には窓穴１３ｄが形成されており、その窓穴１３ｄの前端１３ｅに部分鍔付筒体７の部分鍔７ｂの前端が当接することで部分鍔付筒体７が位置決めされている。また、筒体１３の内側の後方には段部１３ｆが形成されており、前記部分鍔付筒体７の後方には段部７ｃが成形されており、それら筒体１３の段部１３ｆと部分鍔付筒体７の７ｃとが当接することで、先端ノック操作時における先端ノックの押し込み過剰を防止している。
【００１３】
前記チャックユニットを構成する傾斜筒体８およびチャック１０の材質は、凹部１０ａにボール１１が接することから、強度および耐久性に優れた金属、例えば、銅やその合金、鉄やその合金、アルミニウムやその合金、亜鉛やその合金などが望ましいが、比較的硬質な合成樹脂、例えば、アクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリアセタールなどや、これらの合成樹脂に無機粉体、ガラス繊維、カーボン繊維などを充填したものであっても良い。
【００１４】
前記芯タンクユニットは、前述したように、芯ガイド管１６、傾斜段付筒体１７、芯タンク１８、消しゴム１９、ノック部材２０から構成される。前記傾斜段付筒体１７の前方側面部１７ａには傾斜段１７ｂが円周状に形成されており、この傾斜段１７ｂと前記部分鍔付筒体７の後方内径部に形成された傾斜段７ｄとが対向した状態で、傾斜段付筒体１７が部分付筒体７に挿入されている。
また、傾斜段付筒体１７の前方には芯ガイド管１６が着脱不能に内嵌圧入されており、後方には芯タンク１８が着脱不能に外嵌圧入されている。その芯タンク１８の全長の中程には鍔部１８ａが形成されており、その鍔部１８ａの前方に窓穴１８ｂとその窓穴１８ｂの前方に突起１８ｃが形成されている。さらに、窓穴１８ｂに対向する位置に長窓穴１８ｄと、その長窓穴１８ｄの内部に爪部１８ｅが形成されている。
前記外軸筒１の内側には内側鍔付筒体２１が、芯タンク１８の窓穴１８ｂと長窓穴１８ｄの外周に相向する位置に内嵌圧入されている。その内側鍔付筒体２１の後端と前記芯タンク１８の鍔部１８ｄとの間には弾発部材２２が張設され、芯タンク１８を後方に付勢しているが、内側鍔付筒体２１の内側鍔２１ａが芯タンク１８の突起１８ｃと爪部１８ｃに当接しているため、芯タンク１８は外軸筒１の後方へ外れることがない。
また、芯タンク１８の後方拡径部１８ｆの内方には、消しゴム１９が着脱可能に係止されており、また、後方拡径部１８ｆの外方には、ノック部材２０が消しゴム１９を覆うように着脱可能に係止される。
【００１５】
さらに、各弾発部材の付勢力、芯保持部材５の芯保持力、係止部材３のカギ部３ｃと摺動体４の係止溝４ｆの嵌合によってもたらされる係止力、係止部材のカギ部３ｃと摺動体４の後部側面４の間に生じる摩擦力、ボールチャック機構の芯把持力の各々の力の序列について詳述する。力の弱い方から順に以下の大小関係が必要となる。
ボールチャック機構の芯前進時保持力は芯保持部材５の芯保持力と弾発部材１２の付勢力よりも弱く、また、その弾発部材１２の付勢力は摺動体４の係止溝４ｆの嵌合によってもたらされる係止力よりも弱く、さらに、その係止力は弾発部材１５の付勢力よりも弱く、その弾発部材１５の付勢力はボールチャック機構の芯後退時把持力よりも弱く設定されている。
また、係止部材のカギ部３ｃと摺動体４の後方側面部４ｃの間に生じる摩擦力と弾発部材１２の付勢力を加算した力が、芯保持部材５の芯保持力よりも弱く、その芯保持力は前記係止力と弾発部材１２の付勢力の和よりも弱く設定されている。
具体的に説明すると、本実施例においては、ボールチャック機構の芯前進時把持力が０．１５Ｎ以上、０．２０Ｎ以下であり、芯保持部材５の芯把持力が０．６９Ｎ以上、０．７９Ｎ以下であり、また、弾発部材１２の付勢力が０．２９Ｎ以上、０．３９Ｎ以下、さらに、前記係止力が０．９８Ｎ以上、１．４７Ｎ以下、また、弾発部材１５の付勢力が２．９４Ｎ以上、３．３３Ｎ以下、さらに、ボールチャック機構の芯後退時把持力が７．８４Ｎ以上、そして前記摩擦力が０．３９Ｎ以下になるよう構成している。
【００１６】
次に本発明の第１実施例における、紙面に芯を強く押し付けて芯を繰り出す動作（以下先端ノック動作）について説明する。図４〜図７は、先端ノック動作の作動図である。
【００１７】
図４は、本発明品の筆記の最中の状態であり、芯保護管６の先端から芯２４が長さＬだけ突出している。
【００１８】
芯を繰り出すために、芯保護管６の先端から突出している芯２４の先端を紙面２５に強く押し付ける。この時芯２４に加わる後方への力（押圧力）は、通常の筆記時に紙面２５から芯２４に加わる力よりも大きい。この押圧力は芯２４からチャック１０に伝わり、そのチャック１０は後退をしようとするが、チャック１０の前方外周面の半円状の凹部１０ａに介在しているボール１１が当接する傾斜面８ｂの楔作用によりチャック１０は強固に閉じ、芯２４を後退できないように強固に把持する（芯２４の後退は楔作用によって阻止される）。さらに使用者が紙面２５に付加する押圧力を増加し、押圧力が弾発部材１５のチャックユニット前方付勢力を超えると、弾発部材１５が抗しきれずチャックユニットが後退する。このチャックユニットの後退により、チャック１０で把持している芯２４も見掛け上後退し、芯２４を把持する芯保持部材５も後退する。この後退により芯保持部材５を内包する摺動体４も後退することとなる。
ここで、摺動体４の後方側面部４ｃに成形された係止溝４ｆが、係止部材３のカギ部３ｃの位置と一致するまで摺動体４が後退すると、係止部材３のカギ部３ｃが摺動体４の係止溝４ｆに嵌ることで、摺動体４が係止される（図５参照）。この時点では芯２４は繰り出されていない。この状態からさらに押圧力が加わった場合、摺動体４は後退せずに芯２４は芯保持部材５を滑って後退するが、芯２４と芯２４を把持しているチャックユニットの後退は、部分鍔付筒体７の段部７ｃと筒体１３の段部１３ｆとが当接することで制限され、押圧動作が過剰になることを防止している。
【００１９】
次に芯２４を紙面２５へ押し付ける動作を終了し、押圧力を解除すると、摺動体４は係止部材３に係止された状態で前進しないまま、弾発部材１５の弾発力により部分鍔付筒体７が前方へ付勢され、押し部材９の先端９ｄが摺動体４の段部４ａに当接するまでチャックセット全体が前進する（図６参照）。この時、チャックユニットは芯２４を把持したまま前進するが、芯保持部材５の芯保持力が、摺動体４が受ける前記係止力と弾発部材１２の弾発力の合計よりも小さく設定されているため、芯２４は芯保持部材５を滑って前進する。このため、芯保護管６の先端から突出している芯の長さが、チャックユニットが図５の状態から図６の状態になるまでに移動した長さ、すなわち図５のＬ’に示した長さだけ伸びる。
【００２０】
押し部材９の先端９ｄが摺動体４の段部４ａに当接した後も、弾発部材１５の弾発力によってチャックユニットはさらに前進しようとし、弾発力は押し部材９を介して摺動体４に伝わる。ここで、係止部材３による摺動体４の係止力は弾発部材１５の弾発力よりも小さく設定されているため、摺動体４は押し部材９によって押圧され、係止溝４ｆが係止部材３のカギ部３ｃから外れ、弾発部材１２による付勢力によって摺動体４が図７に示すように元の位置に戻る。芯保持部材５の芯保持力が、ボールチャック機構の芯前進時把持力に勝っているため、この時に芯保持部材５を内包した摺動体４とともに芯２４も前進し、チャックから芯２４が引き出され、先端ノックによる芯繰り出しの一連の動作が完了する。
【００２１】
続いて、芯タンク１８内に貯蔵されている芯の繰り出しについて説明する。芯タンク１８の後方に取り付けられたノック部材２０を押圧する（以下後端ノック）と、芯タンク１８と一体に固定された傾斜段付筒体１７の傾斜段１７ｂを通じて部分鍔付筒体７の傾斜段７ｄに押圧力が伝わる。さらに部分鍔付筒体７の部分鍔７ｂと筒体１３の窓穴１３ｄの前端面が当接しているため、筒体１３も前方に向けて力を受ける。前記押圧力が弾発部材１４と弾発部材１５の付勢力を上回ると、芯タンクユニットとチャックユニットと筒体１３とが一体となって前進する。ここで、チャックセットの先端に取り付けられた押し部材９の鍔部９ｂの前端が、先部材２に固定された係止部材３の後端に当接すると、チャックユニットと筒体１３の移動が阻止される。さらに、ノック部材２０への押圧力を増加させると、部分鍔付筒体７の傾斜段７ｄが傾斜段付筒体１７の傾斜段１７ｂを乗り越えて側面部１７ａ上を摺動し、芯タンクユニットがさらに前進する。その芯タンクユニットが前進し、傾斜段付筒体１７の前端がチャック１０の後端に当接すると、弾発部材１２が抗しきれずチャック１０が前進する。このチャック１０が前進することでチャック１０の凹部１０ａとボール１１との間、及びボール１１と傾斜筒体８の傾斜面８ｂとの間に隙間ができ、ボールチャック機構の楔効果が働かなくなって、チャック１０が拡開する。この時、シャープペンシル本体を、先部材２を下に向けた方向で保持していると、重力によって芯は自由落下し、芯ガイド管１６とチャック１０を通って、芯の先端が芯保持部材５の貫通孔５ａ後方まで達する。ここで、ノック部材２０の押圧を解除すると、弾発部材１４と弾発部材２２の付勢力によって、チャックユニットと芯タンクユニットと筒体１３が一体となって後退するが、この時チャック１０は拡開したままであり、つまり、芯は後退しない。前記筒体１３の後端部１３ｃが外軸筒１の段部１ｃに当接して、チャックユニットと筒体１３の後退が阻止されると、弾発部材２２の付勢力によって芯タンクユニットのみがさらに後退し、部分鍔付筒体７の傾斜段７ｄは傾斜段付筒体１７の側面部１７ａから外れる。芯タンクユニットが後退することで、傾斜段付筒体１７の前端がチャック１０の後端から離れて、チャックユニットは再び楔作用を発揮し、チャック１０が芯を把持する。本実施例ではチャックユニットの前進を、押し部材９の鍔部９ｂの前端と係止部材３の後端との当接で規制したが、例えば、先部材２に新たに段を設けて押し部材９の鍔部９ｂと当接させるなど、他の部材同士の当接によってチャックユニットの前進を阻止しても良い。
続けて後端ノックを行った場合も、チャックユニットと芯タンクユニットと筒体１３は同様の動きをする。つまり、芯を把持したままの状態でチャック１０が前進し、そのチャック体１０の前進によって、芯が芯保持部材５の摩擦抵抗（芯保持力）に抗して貫通孔５ａに押し込まれ、その後、チャック１０が拡開する。そして、芯を解放したままチャック１０は後退するが、芯は芯保持部材の保持力によってその場に留まり、チャック１０が元の位置に戻った後に、チャック１０は再び閉じて芯を把持する。このように、後端ノックを繰り返すことにより、芯が前方に繰り出されて芯保護管６から突出し、筆記が可能となる。
尚、芯の先端が芯保護管６から突出していなくても、芯が芯保持部材５に保持された状態であれば、芯保護管６を紙面に押し付けることで、チャックユニットと摺動体４の後退、摺動体４の係止、押し部材９による摺動体４の係止状態の解除といった、一連の芯の繰り出し動作を繰り返し行うことによって、芯が前方に繰り出されて、筆記が可能になる。
【００２２】
図８は本発明の第２の実施例の構成を示す縦断面図である。外軸筒１０１の前方には、先部材１０２が固定されている。その先部材１０２の内部には、係止部材１０３が腕部１０３ｂを後方に伸ばした向きで圧入固定される。また、先部材１０２の内部には摺動体１０４を前後動自在に配置しており、その摺動体１０４の内部には芯保持部材１０５を圧入固定し、先端に芯保護管１０６を圧入固定している。前記摺動体１０４の後方には、部分鍔付筒体１０７が配置されているが、その部分鍔付筒体１０７の前方には傾斜筒体１０８が固定されている。その傾斜筒体１０８の前部には押し部材１０９が固定されている。また、傾斜筒体１０８の内部にはチャック１１０が配置されており、さらに傾斜筒体１０８の内面とチャック１１０の前方に形成された半球状の凹部１１０ａとの間には、球状のボール１１１が配置されており、チャックユニットを構成している。また、チャック１１０の凹部１１０ａよりさらに前方に形成された段部１１０ｂと、摺動体１０４の後部に形成された段部１０４ａとの間には弾発部材１１２が配置されており、チャック１１０が後方に付勢されると共に、摺動体１０４が前方に付勢されている。前記部分鍔付筒体１０７の外周と外軸筒１０１の間には筒体１１３が配置される。その筒体１１３の前面と先部材１０２の後端との間には弾発部材１１４が張設されており、筒体１１３を後方に付勢している。また、その筒体１１３の内段部１１３ａと部分鍔付筒体１０７の段部１０７ａの間には、弾発部材１１５が張設されており、部分鍔付筒体１０７を前方に付勢している。前記チャックユニットの後方には、第１実施例と同様の芯タンクユニットが前後方向摺動自在に内挿入される。以上が本実施例の構成であるが、本実施例では、先部材１０２の内部に、係止部材１０３が腕部１０３ｂを後方に向けた形で圧入固定される点が、第１実施例と異なっている。
【００２３】
さらに各部材について詳述する。
前記先部材１０２は、内部に貫通孔１０２ａと、段部１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄが形成され、段部１０２ｂと段部１０２ｃの間に内径部１０２ｅが、段部１０２ｃと段部１０２ｄの間に内径部１０２ｆが形成されている。また、先部材１０２の後方には、螺子１０２ｇと内径拡径部１０２ｈと段部１０２ｉが形成されていると共に、前記螺子１０２ｇは前記外軸筒１０１の前方に形成された螺子１０１ｂと螺合固定されている。
前記先部材１０２の段部１０２ｄには、係止部材１０３の円筒状部１０３ａが着脱不能に内嵌圧入されている。図９に示すように、係止部材１０３の円筒状部１０３ａの後端面から、断面が円弧状の梁の形状となっている腕部１０３ｂが伸びている点が第１実施例と異なる点である。その腕部１０３ｂの先端では、円筒状部１０３ａの内径よりも内径が小さい部分が成形され、山形状をしたカギ部１０３ｃとなっている。円筒状部１０３ａの後端面から腕部１０３ｂが伸びる構造を採ることで、円筒状部１０３ａの外径と腕部１０３ｂの外径が等しくても、前記係止状態を解除する時に腕部１０３ｂが外側に撓むための隙間を、先部材１０２の内部にアンダーカットの部分を形成せずに確保できる。このことにより係止部材１０３の形成（成形）が容易になり、さらに、係止部材１０３の円筒状部１０３ａと腕部１０３ｂの接合部に起こる応力集中を軽減することができる。
また、前記先部材１０２及び係止部材１０３の内部には、摺動体１０４を前後動自在に配置している。その摺動体１０４は、外部に段部１０４ａ、前方側面部１０４ｂ、後方側面部１０４ｃを形成し、内部に内側段部１０４ｄ、貫通孔１０４ｅを形成している。さらに、後方側面部１０４ｃには係止溝１０４ｆが円周状に形成されており、さらに、その後方に後方傾斜部１０４ｇが形成されている。前記摺動体１０４の係止溝１０４ｆの外径は、係止部材１０３のカギ部１０３ｃの内径よりも十分小さく、摺動体１０４の係止溝１０４ｆに係止部材１０３のカギ部１０３ｃが嵌っている時は、腕部１０３の撓みは発生しない。一方、後方側面部１０４ｃの外径は、前記係止部材１０３のカギ部１０３ｃの内径よりもわずかに大きいが、後方傾斜部１０４ｇの傾斜角度は係止溝１０４ｆの傾斜角度に比べて緩やかである。よって、先端ノック時に摺動体１０４が後方に摺動する際に係止部材１０３のカギ部１０３ｃが摺動体の後方傾斜部１０４ｇを通る時の摩擦力は、係止部材１０３のカギ部１０３と摺動体１０４の係止溝１０４ｆの嵌合によってもたらされる係止力よりも小さいものとなっている。
その摺動体１０４の段部１０４ａには弾発部材１１２の前端が当接し、弾発部材１１２の弾発力によって摺動体１０４は前方に付勢されており、先端が前記先部材１０２の段部１０２ｂに当接することで位置決めされる。また、摺動体１０４の前方側面１０４ｂは先部材１０２の内径部１０２ｅよりもわずかに細く形成されていると共に、後方側面１０４ｃは先部材１０２の内径部１０２ｆよりもわずかに細く形成されており、摺動体１０４が先部材１０２の内部を前後に摺動する際のガイドとなる。
なお、摺動体１０４の係止溝１０４ｆの位置を図９に示した位置よりも前方に設け、第１実施例と同様に通常時は常に摺動体１０４の後方側面部１０４ｃに係止部材１０３のカギ部１０３ｃが触れて、腕部１０３が撓んで広がっており、摺動体１０４が前後に移動する際には一定の摩擦力が発生する構造を取ることも可能である。
【００２４】
前記チャックユニットは、前述したように、部分鍔付筒体１０７、傾斜筒体１０８、押し部材１０９、チャック１１０、ボール１１１から構成される。
部分鍔付筒体１０７の前方には傾斜筒体１０８が着脱不能に固定されている。その傾斜筒体１０８の内側にはチャック１１０が前後動可能に配置され、傾斜筒体１０８内部に形成され傾斜面１０８ｂと、チャック１１０の外周面に設けられた半球状の凹部１１０ａとの間には、球状のボール１１１が介在している。
また、傾斜筒体１０８の前方には前記押し部材１０９が着脱不能に固定されているが、傾斜筒体１０８と押し部材１０９を一体に成形することも可能である。また、押し部材１０９の内方にはチャック１１０を後方に向けて付勢する弾発部材１１２が配置されている。その弾発部材１１２により、チャック１１０を後方に付勢することで傾斜筒体１０８の傾斜面１０８ｂに当接したボール１１１を介して、チャック１１０が閉じる方向に作用させ、芯１２４を把持している。即ち、芯の前進は許容するが、その後退は楔作用によって阻止するボールチャック機構となっている。本実施例では、そのチャック１１０を２つに分割された同様な形状のチャック片を互いに合い対向させることによって構成している。
前記外軸１０１の内部には、筒体１１３が前後摺動可能に配置される。その筒体１１３の段部１１３ｂと先部材１０２の段部１０２ｉとの間には、弾発部材１１４が張設されており、この弾発力によって筒体１１３は後方へ付勢され、後端部１１３ｃが外軸筒１０１の段部１０１ｃに当接することで位置決めされている。この筒体１１３の内部には、前記チャックセットの部分鍔付筒体１０７が前後に摺動可能に配置されており、部分鍔付筒体１０７の段部１０７ａと筒体１１３の内段部１１３ａの間に弾発部材１１５が張設されることで、部分鍔付筒体１０７が前方に付勢されている。筒体１１３には窓穴１１３ｄが形成されており、その前端１１３ｅに部分鍔付筒体１０７の部分鍔１０７ｂの前端が当接することで、部分鍔付筒体１０７が位置決めされている。また、筒体１１３の後方には段部１１３ｆが、部分鍔付筒体１０７の後方には段部１０７ｃが成形されており、先端ノック時には筒体１１３の段部１１３ｆと部分鍔付筒体１０７の１０７ｃとが当接することで、先端ノックの押し込み過剰を防ぐ。
【００２５】
次に本発明の第２実施例における、先端ノック動作について説明する。芯を繰り出すために芯保護管１０６の先端から突出している芯１２４の先端を紙面に強く押し付けると、楔効果によりチャック１１０が強固に閉じて、芯１２４を把持する。さらに使用者が押圧力を増加させると、弾発部材１１５が抗しきれずチャックユニットが後退する。このチャックユニットの後退により、チャック１１０で把持している芯１２４も見掛け上後退し、芯１２４を把持する芯保持部材１０５も後退する。この後退により芯保持部材１０５を内包する摺動体１０４も後退することとなる。そして、摺動体１０４の後方側面部１０４ｃに成形された係止溝１０４ｆが、係止部材１０３のカギ部１０３ｃの位置と一致するまで摺動体１０４が後退すると、係止部材１０３のカギ部１０３ｃが摺動体１０４の係止溝１０４ｆに嵌り、摺動体１０４が係止される（図１０）。
次に、芯１２４を紙面へ押し付ける動作を終了し、押圧力を解除すると、摺動体１０４は係止部材１０３に係止された状態で前進しないまま、弾発部材１１５の弾発力により部分鍔付筒体１０７が前方へ付勢され、押し部材１０９の先端１０９ｄが摺動体１０４の段部１０４ａに当接するまでチャックセット全体が前進する。この時、チャックユニットは芯１２４を把持したまま前進し、芯保持部材１０５の芯保持力は摺動体１０４が受ける係止力と弾発部材１１２の弾発力の合計よりも小さいため、芯１２４は芯保持部材１０５を滑って前進する。このため、芯保護管１０６の先端から突出している芯の長さが図１０のＬ’に示した長さだけ伸びる。
ここで、押し部材１０９の先端１０９ｄが摺動体１０４の段部１０４ａに当接した後も、チャックユニットは弾発部材１１５の弾発力によって前進しようとし、摺動体１０４を前方へ押圧し、係止部材１０３との係止を解除する。また、弾発部材１１２による付勢力によって摺動体１０４が元の位置に戻る際に、摺動体１０４に内包した芯保持部材１０５が芯１２４を把持しているため、芯１２４も前進してチャック１１０から引き出され、先端ノックによる芯繰り出しの一連の動作が完了する。
【００２６】
図１１は本発明の第３の実施例の構成を示す縦断面図である。外軸筒２０１の前方には、先部材２０２が固定されている。その先部材２０２の内部では、ボール２２６が弾発部材２２７によって中心軸内側方向へ付勢されている。また、そのボール２２６と弾発材２２７が先部材２０２から脱落しないよう蓋２２８が先部材２０２の外周近傍の側面部に固定されている。さらに、先部材２０２の内部には摺動体２０４を前後動自在に配置しており、その摺動体２０４の内部には芯保持部材１０５を圧入固定し、先端には芯保護管２０６を圧入固定している。前記摺動体２０４の後方には、部分鍔付筒体２０７が配置されているが、その部分鍔付筒体２０７の前方には傾斜筒体２０８が固定されている。その傾斜筒体２０８の前部には押し部材２０９が固定されており、内部にはチャック２１０が配置されている。さらに、前記傾斜筒体２０８の内面とチャック２１０の前方に形成された半球状の凹部２１０ａとの間には、球状のボール２１１が配置されており、チャックユニットを構成している。また、チャック２１０の凹部２１０ａよりさらに前方に形成された段部２１０ｂと摺動体２０４の後部に形成された段部２０４ａの間に弾発部材２１２が配置されており、チャック２１０が後方に付勢されると共に、摺動体２０４が前方に付勢されている。前記部分鍔付筒体２０７の外周と外軸筒２０１との間には筒体２１３が配置される。その筒体２１３の前面と先部材２０２の後端との間には弾発部材２１４が張設されており、筒体２１３を後方に付勢している。その筒体２１３の内段部２１３ａと部分鍔付筒体２０７の段部２０７ａの間には弾発部材２１５が張設されており、部分鍔付筒体２０７を前方に付勢している。
また、前記チャックユニットの後方には、第１実施例と同様の芯タンクユニットが前後方向摺動自在に内挿入される。以上が本実施例の構成であるが、本実施例では、先部材２０２の内部にボール２２６が配置され、弾発部材２２７がそのボール２２６を先部材２０２の中心軸内側方向へ付勢している点が、第１実施例及び第２実施例と異なっている。
【００２７】
さらに各部材について詳述する。
前記先部材２０２は、内部に貫通孔２０２ａと、段部２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄが形成され、段部２０２ｂと段部２０２ｃの間に内径部２０２ｅが、段部２０２ｃと段部２０２ｄの間に内径部２０２ｆが形成されている。また、先部材２０２の後方には、螺子２０２ｇと内径拡径部２０２ｈと段部２０２ｉが形成され、螺子２０２ｇは前記外軸筒２０１の前方に形成された螺子２０１ｂと螺合固定されている。
さらに先部材２０２の内径部２０２ｆには、図１２に示すように半径方向に穴２０２ｊが設けられ、その穴２０２ｊにボール２２６が回転可能、且つ、先部材２０２の断面の半径方向に摺動可能に配置される。その先部材２０２に設けられた穴２０２ｊには、内径部２０２ｆと交わる位置で、穴縮径部２０２ｋが成形されており、この穴縮径部２０２ｋの内径はボール２２６の球直径よりも小さなものとなっている。即ち、ボール２２６は先部材２０２の半径方向内側に脱落することがない。また、先部材２０２の半径方向外側にボール２２６が脱落することを防止するために、蓋２２８が着脱不能に固定され、その蓋２２８とボール２２６との間に弾発部材２２７が張設される。
また、前記先部材２０２の内部には、摺動体２０４を前後動自在に配置している。摺動体２０４は、外部に段部２０４ａ、前方側面部２０４ｂ、後方側面部２０４ｃを形成し、内部に内側段部２０４ｄ、貫通孔２０４ｅを形成している。さらに、後方側面部２０４ｃには係止溝２０４ｆが形成される。また、摺動体２０４の段部２０４ａには弾発部材２１２の前端が当接し、弾発部材２１２の弾発力によって摺動体２０４を前方に付勢する。その結果、摺動体２０４は先端が前記先部材２０２の段部２０２ｂに当接することで位置決めされる。また、その摺動体２０４の前方側面２０４ｂは先部材２０２の内径部２０２ｅよりもわずかに細く形成されており、後方側面２０４ｃは先部材２０２の内径部２０２ｆよりもわずかに細く形成されており、摺動体２０４が先部材２０２の内部を前後に摺動する際のガイドとなる。
前記ボール２２６が弾発部材２２７の弾発力によって常に摺動体２０４の後方側面部２０４ｃに押し付けられているため、摺動体２０４が前後に摺動する際には、ボール２２６と摺動体２０４及び弾発部材２２７の間に転がり摩擦力が発生する。よって、先端ノック時に摺動体２０４が後退し、係止溝２０４ｆがボール２２６の位置に到達すると、弾発部材２２７の弾発力によってボール２２６は半径方向内側へ付勢されているため、ボール２２６が摺動体２０４の係止溝２０４ｆに嵌り、摺動体２０４が係止された状態になる。その係止状態から摺動体２０４を解放するためには、ボール２２６を介して弾発部材２２７によってもたらされる係止力を上回る係止解除荷重を与える必要がある。
前記係止力は、弾発部材２２７の弾発力によって変化するため、この第３の実施例の構造を採ると、弾発部材２２７を交換することで容易に前記の係止力を調節できる。本実施例ではコイル状の弾発部材を用いたが、これに変えてゴム状弾性体を係止力の発生の目的で用いることも可能である。この場合、ゴム状弾性体のゴム硬度を変化させることにより、係止力を容易に調節できる。なお、本実施例では、ボールの配置箇所を３箇所としたが、円筒状の摺動体２０４に均等に前記転がり摩擦力や前記係止力を加えることが可能であることに配慮すれば、成形及び配置が可能な範囲でボールの配置箇所を増やすこともできる。また、ボール２２６と弾発部材２２７との間に発生する転がり摩擦力を軽減させるために、球状の窪みを持つ部材（図示せず）をボール２２６と弾発部材２２７の間に配置することも可能である。
また、摺動体２０４は、その後方側面部２０４ｃにボール２２６が接触して摺動するため、摺動性を有し且つ摩耗しにくい合成樹脂や金属を用いることが望ましい。例えばポリアセタール、ナイロンなどが挙げられる。また、本実施例では摺動体２０４の係止溝２０４ｆの断面形状を円弧状にしたが、ボールが安定して嵌ることができれば、三角形などの異なる断面形状の溝とすることも可能である。
【００２８】
前記チャックユニットは、前述したように、部分鍔付筒体２０７、傾斜筒体２０８、押し部材２０９、チャック２１０、ボール２１１から構成される。
部分鍔付筒体２０７の前方には傾斜筒体２０８が着脱不能に固定されている。その傾斜筒体２０８の内側にはチャック２１０が前後動可能に配置され、傾斜筒体２０８内部に形成され傾斜面２０８ｂと、チャック２１０の外周面に設けられた半球状の凹部２１０ａとの間には、ボール２１１が介在している。
前記傾斜筒体２０８の前方には前記押し部材２０９が着脱不能に固定されているが、傾斜筒体２０８と押し部材２０９を一体に成形することも可能である。また、押し部材２０９の内方にはチャック２１０を後方に向けて付勢する弾発部材２１２が配置されている。その弾発部材２１２により、チャック２１０を後方に付勢することで傾斜筒体２０８の傾斜面２０８ｂに当接したボール２１１を介して、チャック２１０が閉じる方向に作用させ、芯２２４を把持している。即ち、芯の前進は許容するが、その後退は楔作用によって阻止するボールチャック機構となっている。本実施例では、そのチャック２１０を２つに分割された同様な形状のチャック片を互いに合い対向させることによって構成している。
前記外軸２０１の内部には、筒体２１３が前後摺動可能に配置される。筒体２１３の段部２１３ｂと先部材２０２の段部２０２ｉとの間には、弾発部材２１４が張設されており、筒体２１３は後方へ付勢され、後端部２１３ｃが外軸筒２０１の段部２０１ｃに当接することで位置決めされている。この筒体２１３の内部には、前記チャックセットの部分鍔付筒体２０７が前後に摺動可能に配置されており、部分鍔付筒体２０７の段部２０７ａと筒体２１３の内段部２１３ａの間に弾発部材２１５が張設されることで、部分鍔付筒体２０７が前方に付勢されている。また、筒体２１３には窓穴２１３ｄが形成されており、その前端２１３ｅに部分鍔付筒体２０７の部分鍔２０７ｂの前端が当接することで、部分鍔付筒体２０７が位置決めされる。また、筒体２１３の後方には段部２１３ｆが、部分鍔付筒体２０７の後方には段部２０７ｃが成形されており、先端ノック時には筒体２１３の段部２１３ｆと部分鍔付筒体２０７の２０７ｃとが当接することで、先端ノックの押し込み過剰を防止している。
【００２９】
次に本発明の第３実施例における先端ノック動作について説明する。芯を繰り出すために芯保護管２０６の先端から突出している芯２２４の先端を紙面に強く押し付けると、楔効果によりチャック２１０が強固に閉じて、芯２２４を把持する。さらに使用者が押圧力を増加させると、弾発部材２１５が抗しきれずチャックユニットが後退する。このチャックユニットの後退により、チャック２１０で把持している芯２２４も見掛け上後退し、芯２２４を把持する芯保持部材２０５も後退する。この後退により芯保持部材２０５を内包する摺動体２０４も後退することとなる。そして、摺動体２０４の後方側面部２０４ｃに成形された係止溝２０４ｆが、先部材２０２に取り付けられたボール２２６の位置と一致するまで摺動体２０４が後退すると、弾発部材２２７によってボール２２６が先部材２０２の半径方向内側へ向かって付勢されているため、ボール２２６が摺動体２０４の係止溝２０４ｆに嵌り、摺動体が係止された状態になる（図１３）。
次に、芯２２４を紙面へ押し付ける動作を終了し、押圧力を解除すると、摺動体２０４は弾発部材２２７の弾発力によって付勢されたボール２２６に係止され前進しない状態で、弾発部材２１５の弾発力により部分鍔付筒体２０７が前方へ付勢され、押し部材２０９の先端２０９ｄが摺動体２０４の段部２０４ａに当接するまでチャックセット全体が前進する。この時、チャックユニットは芯２２４を把持したまま前進するが、芯保持部材２０５の芯保持力は摺動体２０４が受ける係止力と弾発部材２１２の弾発力の合計よりも小さいため、芯２２４は芯保持部材２０５を滑って前進する。このため、芯保護管２０６の先端から突出している芯の長さが、図１３のＬ’に示した長さだけ伸びる。
また、押し部材２０９の先端２０９ｄが摺動体２０４の段部２０４ａに当接した後も、チャックユニットは弾発部材２１５の弾発力によって前進しようとして、弾発力は押し部材２０９を介して摺動体２０４に伝わる。ここで、弾発部材２２７によって付勢されたボール２２６が摺動体２０４にもたらす係止力は、弾発部材２１５の弾発力よりも小さく設定されているため、摺動体２０４は押し部材２０９によって押圧され、係止溝２０４ｆがボール２２６による係止から外れ、弾発部材２１２による付勢力によって摺動体２０４が元の位置に戻る。この時、摺動体２０４に内包した芯保持部材２０５が芯２２４を把持しているため、芯２２４も前進してチャック２１０から引き出され、先端ノックによる芯繰り出しの一連の動作が完了する。
【符号の説明】
【００３０】
１ 外軸筒
２ 先部材
３ 係止部材
４ 摺動体
５ 芯保持部材
６ 芯保護管
７ 部分鍔付筒体
８ 傾斜筒体
９ 押し部材
１０ チャック
１１ ボール
１２ 弾発部材
１３ 筒体
１４ 弾発部材
１５ 弾発部材
１６ 芯ガイド管
１７ 傾斜段付筒体
１８ 芯タンク
１９ 消しゴム
２０ ノック部材
２１ 内側鍔付部材
２２ 弾発部材
２３ クリップ
２４ 芯
２５ 紙面
２２６ ボール
２２７ 弾発部材
２２８ 蓋
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸筒内に、芯の後退を阻止するチャックユニットと、前記芯を保持する摺動体が配置されたシャープペンシルにおいて、前記摺動体の外周上に係止溝を設け、その係止溝と係合する係止部を前記軸筒内に複数設けると共に、それら係止溝と係止部との係合を解除する押圧部を前記チャックユニットに設けたシャープペンシル。
【請求項２】
前記係止部を梁状に延設された腕部の先端近傍に形成すると共に、前記係止部の長手方向における断面形状を略三角形状とした請求項１記載のシャープペンシル。
【請求項３】
前記係止部を弾発部材によって付勢された球体とした請求項１記載のシャープペンシル。
【請求項１】
軸筒内に、芯の後退を阻止するチャックユニットと、前記芯を保持する摺動体が配置されたシャープペンシルにおいて、前記摺動体の外周上に係止溝を設け、その係止溝と係合する係止部を前記軸筒内に複数設けると共に、それら係止溝と係止部との係合を解除する押圧部を前記チャックユニットに設けたシャープペンシル。
【請求項２】
前記係止部を梁状に延設された腕部の先端近傍に形成すると共に、前記係止部の長手方向における断面形状を略三角形状とした請求項１記載のシャープペンシル。
【請求項３】
前記係止部を弾発部材によって付勢された球体とした請求項１記載のシャープペンシル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−７１４９３（Ｐ２０１２−７１４９３Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１８２４６（Ｐ２０１０−２１８２４６）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５５１１）ぺんてる株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５５１１）ぺんてる株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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