TWI818159B - 自動鉛筆 - Google Patents
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Abstract
自動鉛筆(1),具備:滾珠夾頭(11);和旋轉驅動機構(30),具有旋轉體(40),承受滾珠夾頭把持的筆芯受到的書寫壓力所致的軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除所致的軸線方向的前進動作,使旋轉體朝單一方向旋轉驅動;和送出凸輪面(70),具有對於軸線方向垂直的環狀凸輪面(62)以及設置於環狀凸輪面的軸線方向的階差(71);以及滑動件(9),具有抵接於送出凸輪面的抵接件(9c)以及保持筆芯的保持夾頭(10),且承受旋轉體的旋轉驅動力而旋轉,自動鉛筆(1)構成為:藉由抵接件依據旋轉體的旋轉來沿送出凸輪面移動,且抵接件陷入於階差時的滑動件的前進動作,從滾珠夾頭拉出被保持夾頭保持的筆芯。
Description
本發明是有關於自動鉛筆。
在自動鉛筆,例如藉由將設置於軸筒的後端部的按壓部進行按壓操作,由安裝於軸筒的前端部側的嘴尖構件,固定量送出筆芯。因為筆芯伴隨書寫動作磨耗,所以每固定量的書寫動作必須進行按壓操作。有關於藉由一次的按壓操作所送出的筆芯的最適量,以往有過各種的檢討。一次的按壓操作所致的筆芯的送出量如果較大,將發生筆芯承受書寫壓力而頻繁折斷等的問題。另外,一次的按壓操作所致的筆芯的送出量如果較小,伴隨書寫動作所致的筆芯磨耗就必須頻繁重覆按壓操作,產生按壓操作煩瑣的問題。
因此,與伴隨按壓操作的筆芯的突出動作一齊,安裝於嘴尖構件的管狀的芯導件也跟著前進,芯導件也與伴隨書寫的筆芯磨耗一齊後退的方式動作的管滑動式的自動鉛筆已眾所周知(參照專利文獻1以及專利文獻2)。在專利文獻1以及專利文獻2所記載的自動鉛筆,藉由伴隨書寫的筆芯磨耗,以芯導件的前端部接觸於紙面,芯導件漸漸後退的方式動作。因此,即使是將一次的按壓操作所致的筆芯的送出量設定為稍大,筆芯藉由芯導件保護而不易折斷。
然而,在專利文獻1以及專利文獻2所記載的自動鉛筆中,因為芯導件由不鏽鋼等的金屬形成,所以當芯導件的前端部接觸於紙面時,承受其摩擦抵抗而筆感變差。另外,也發生芯導件的前端部勾到紙面,損傷紙面的問題。
對此,藉著伴隨筆芯磨耗,使芯導件漸漸後退於嘴尖構件內的方式動作,可以使來自於芯導件的筆芯的突出量維持在固定的範圍內的自動鉛筆已眾所周知(參照專利文獻3)。在專利文獻3所記載的自動鉛筆,利用施加於筆芯的書寫壓力,作為芯導件發揮功能的前端管漸漸後退於嘴尖構件內。所以,由於前端管依據筆芯磨耗而後退,因而可以使前端管不接觸於紙面,並且可以防止筆芯的折斷。
然而,在專利文獻3所記載的自動鉛筆中,由於前端管也依據筆芯磨耗而後退所以可以長時間持續書寫,但當筆芯磨耗至某種程度時,最後必須有按壓操作。因為筆芯以及前端管藉由此按壓操作,從嘴尖構件被長段送出,所以因筆芯的前端部的位置的關係,可能在再次書寫的手感上產生違和感。
對此,可以利用伴隨書寫動作的書寫壓力,將筆芯依序送出的自動鉛筆已眾所周知(參照專利文獻4)。在專利文獻4所記載的自動鉛筆,具有:滾珠夾頭,把持筆芯;旋轉驅動機構,承受滾珠夾頭把持的筆芯受到的書寫壓力所致的軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除所致的軸線方向的前進動作而使旋轉體朝單一方向旋轉驅動;以及芯送出機構,包含承受旋轉驅動機構之旋轉體的旋轉驅動力,將筆芯往前方送出的凸輪構件以及保持夾頭等。
芯送出機構,具有:凸輪構件,具備沿周方向突出的凸輪面以及軸線方向之階差;以及滑動件,具備抵接件。滑動件藉由彈簧往前方彈壓,因而抵接件抵接於凸輪面。另外,滑動件連結於旋轉驅動機構,承受旋轉驅動機構的旋轉驅動而進行旋轉。此時,抵接件是以沿凸輪構件的凸輪面升起的方式動作,隨之滑動件漸漸朝軸線方向後退。
而且,當滑動件的抵接件到達凸輪構件的階差時,抵接件藉由將滑動件予以彈壓的彈簧的作用沿階差陷入,滑動件在其瞬間也承受相當於階差的高低差的前進運動。此時,由於配置於滑動件內的保持夾頭也同樣地前進,因而以將滑接於保持夾頭而被保持的筆芯從滾珠夾頭拉出的方式動作,且筆芯被送出。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1 日本特開平8-072473號公報
專利文獻2 日本特開平8-132782號公報
專利文獻3 日本特開2009-233921號公報
專利文獻4 日本特開2016-153246號公報
[發明所欲解決之問題]
專利文獻4的芯送出機構,進一步具有調整被送出的筆芯的送出量的送出量調整機構。在送出量調整機構,藉由更換凸輪構件等,調整階差的高低差,藉此調整筆芯的送出量。較佳為可將送出量的調整,更簡便且正確地進行。
本發明的目的為提供:可以更簡便且正確地調整送出量的自動鉛筆。
[解決問題之技術手段]
依據本發明的一個態樣,是提供一種自動鉛筆,其特徵為:具備:滾珠夾頭,允許筆芯前進且阻止後退;旋轉驅動機構,具有旋轉體,承受軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除所致的軸線方向的前進動作,使前述旋轉體朝單一方向旋轉驅動,該軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除,係前述滾珠夾頭把持的筆芯受到的書寫壓力所致;送出凸輪面,具有:對於軸線方向垂直的環狀凸輪面、以及設置於前述環狀凸輪面的軸線方向的落差;以及滑動件,具有抵接於前述送出凸輪面的抵接件以及保持筆芯的保持夾頭,且承受前述旋轉體的旋轉驅動力而旋轉,且構成為:藉由前述抵接件依據前述旋轉體的旋轉來沿前述送出凸輪面移動,且前述抵接件陷入於前述落差時的前述滑動件的前進動作,從前述滾珠夾頭拉出被前述保持夾頭保持的筆芯。
也可以構成為將前述落差的高度予以調整來調整筆芯的送出量。也可以進一步具備:環狀或圓筒狀的第1凸輪構件;以及環狀或圓筒狀的第2凸輪構件,配置於前述第1凸輪構件的徑方向外側,前述第1凸輪構件和前述第2凸輪構件協同動作來構成前述送出凸輪面。也可以在前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件的其中一方形成凹部,在前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件的另一方形成凸輪形成部,前述凹部和前述凸輪形成部協同動作來構成前述送出凸輪面。也可以前述凸輪形成部形成為階梯狀或坡狀。也可以藉由使前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件相對地旋轉於中心軸線周圍,調整前述落差的高度。也可以藉由使前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件相對地前後移動,調整前述落差的高度。也可以構成為藉由前述滾珠夾頭承受前述旋轉體的旋轉驅動力而旋轉,筆芯進行旋轉。
依據本發明的別的態樣,是提供一種自動鉛筆,其特徵為:具備:滾珠夾頭,允許筆芯前進且阻止後退;旋轉驅動機構,具有旋轉體,承受軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除所致的軸線方向的前進動作,使前述旋轉體朝單一方向旋轉驅動,該軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除,係前述滾珠夾頭把持的筆芯受到的書寫壓力所致;送出凸輪面,具有:環狀凸輪面、以及設置於前述環狀凸輪面的軸線方向的落差;滑動件,具有抵接於前述送出凸輪面的抵接件以及保持筆芯的保持夾頭,且承受前述旋轉體的旋轉驅動力而旋轉;環狀或圓筒狀的第1凸輪構件;以及環狀或圓筒狀的第2凸輪構件,配置於前述第1凸輪構件的徑方向外側,前述第1凸輪構件和前述第2凸輪構件協同動作來構成前述送出凸輪面,且構成為:藉由前述抵接件依據前述旋轉體的旋轉來沿前述送出凸輪面移動,且前述抵接件陷入於前述落差時的前述滑動件的前進動作,從前述滾珠夾頭拉出被前述保持夾頭保持的筆芯。
也可以構成為將前述落差的高度予以調整來調整筆芯的送出量。也可以在前述第1凸輪構件形成第1斜面,在前述第2凸輪構件形成第2斜面,前述第1斜面和前述第2斜面協同動作來構成前述送出凸輪面。也可以藉由使前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件相對地旋轉於中心軸線周圍,調整前述落差的高度。也可以在前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件的相對的既定旋轉位置,相較於其他旋轉位置,前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件在軸線方向分離。也可以構成為:前述第1凸輪構件具有嵌合突起,前述第2凸輪構件具有可與前述嵌合突起嵌合的複數的嵌合凹部,前述複數的嵌合凹部的1個,在前述既定的旋轉位置,使前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件在軸線方向分離。也可以藉由使前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件相對地前後移動,調整前述落差的高度。也可以構成為藉由前述滾珠夾頭承受前述旋轉體的旋轉驅動力而旋轉,筆芯進行旋轉。
[發明效果]
依據本發明的態樣,得到提供可以更簡便且正確地調整送出量的自動鉛筆的共通的效果。
以下,參照圖式來詳細說明本發明的實施方式。在所有圖式,對應的構成要素賦予共通的參照符號。
圖1是本發明的實施方式的自動鉛筆1的縱剖面圖,圖2是圖1的自動鉛筆1的前半部的擴大剖面圖,圖3是圖1的自動鉛筆1的後半部的擴大剖面圖,圖4是說明自動鉛筆1的內部構造的立體圖。
自動鉛筆1,具有:前軸2、於前軸2的後端部的外周面螺合的後軸3、螺合於前軸2的前端部的外周面的嘴尖構件4、以及嵌合於後軸3的後端部的內周面的內筒5。前軸2以及後軸3,構成軸筒6。此外,也可以也包含嘴尖構件4或內筒5來稱為軸筒6。如後述般,自動鉛筆1構成為筆芯7從嘴尖構件4的前端突出。筆芯7的前端附近是藉由導引筆芯7的前端管8包覆。在本說明書中,在自動鉛筆1的軸線方向上,將筆芯7側規定為「前」側,將與筆芯7側相反側規定為「後」側。
若參照圖2,在軸筒6的前端部的內部,滑動件9可朝軸線方向滑動,並且配置成可繞軸線周圍旋轉。滑動件9是形成為外徑往前方階梯狀變細的圓筒狀。在滑動件9的前端部9a,安裝有前端管8。另外,於前端部9a,在中央形成通孔的橡膠製的保持夾頭10,被配置於前端管8的後方。保持夾頭10的通孔是滑接於筆芯7的外周面,且以將筆芯7暫時保持的方式進行作用。
滑動件9的前端部9a的後方的中間部9b的外周面的後部,特別是在中間部9b的根部分,朝軸線方向突出的抵接件9c是與滑動件9一體形成。在前端部9a以及中間部9b的外周面,形成為圓筒狀的第1凸輪構件亦即針盤凸輪構件50,與環狀形成的第2凸輪構件亦即滑軌凸輪構件60,在朝軸線方向對齊的狀態下配置。滑動件9的前端部9a的局部,比針盤凸輪構件50的前端部的孔更突出。
把持筆芯7的滾珠夾頭11以及形成為圓筒狀的中繼構件12,配置於滑動件9的內部。滾珠夾頭11,具有:形成為圓筒狀的緊固件13、配置於緊固件13內的夾頭本體部14、形成為圓筒狀的夾頭保持部15、以及複數的滾珠16。往前方擴展的推拔面,形成在緊固件13的內周面。夾頭本體部14是沿中心軸線來形成筆芯7的通孔,夾頭本體部14的前端部是沿軸線方向分割成複數個。夾頭本體部14的後端部是藉由夾頭保持部15保持。夾頭本體部14以及夾頭保持部15,可對於緊固件13朝軸線方向移動。複數的滾珠16是配置於緊固件13的內周面和夾頭本體部14的外周面之間。
在書寫壓力施加於筆芯7的情況下,因為夾頭本體部14是與滾珠16一齊抵接於圓筒狀的緊固件13內的推拔面,所以筆芯7藉由夾頭本體部14把持。藉此,筆芯7的後退受到阻止。另一方面,在將筆芯7往前方拉出的力正作用的情況下,因為夾頭本體部14不承受緊固件13所致的作用,所以可以將筆芯7無抵抗地往前方拉出。換言之,滾珠夾頭11是以允許筆芯7的前進且阻止後退的方式進行作用。
螺旋彈簧17配置成包圍夾頭本體部14。螺旋彈簧17的後端是嵌合於夾頭本體部14的外側面,螺旋彈簧17的前端是藉由形成於緊固件13的內周面的段部來支撐。螺旋彈簧17將夾頭本體部14往後方彈壓,其結果,滾珠夾頭11可以維持把持筆芯7的狀態。
緊固件13的後端部的外周面是嵌合於中繼構件12的前端部的內周面。所以,滾珠夾頭11以及中繼構件12,可在滑動件9內朝軸線方向移動。在中繼構件12的軸線方向之中央部分,形成凸緣部12a。在凸緣部12a的前方,螺旋彈簧亦即凸輪抵接彈簧18配置成包圍中繼構件12。凸輪抵接彈簧18的後端是安裝於中繼構件12的凸緣部12a(A部),凸輪抵接彈簧18的前端是安裝於滑動件9的後端部的內壁(B部)。在軸筒6內,凸輪抵接彈簧18將滑動件9往前方彈壓。藉此,凸輪抵接彈簧18如後述般,作用成使設置於滑動件9的抵接件9c抵接於凸輪面。中繼構件12的後端部是連結於後述的旋轉驅動機構30。芯殼19的前端部,嵌合在夾頭保持部15的後端部的外周面。芯殼19形成為圓筒狀,且在內部收容筆芯7。
若參照圖3,軸筒6的後端部,具體來說在內筒5的後端部,作為按壓構件的按壓棒20可對於軸筒6前後移動地設置。按壓棒20是藉由螺旋彈簧21往後方彈壓。具備筆芯7的補給孔的隔壁部20a,形成於按壓棒20的後端部附近。橡皮擦22,可拆裝地裝設於按壓棒20的後端部的內部。按壓蓋23可拆裝地安裝於按壓棒20的後端部的外周面,保護橡皮擦22不沾染污垢等。按壓棒20是嵌合於芯殼19的後端部的外周面。
藉由將按壓棒20或按壓蓋23往前方推壓的按壓操作,芯殼19前進。藉此,夾頭本體部14經由夾頭保持部15往前方推出。隨之,夾頭本體部14把持的筆芯7也跟著前進,使筆芯7從前端管8送出的方式作用。當解除按壓操作所致的推壓時,藉由螺旋彈簧21的彈壓力,按壓棒20後退而復歸到原來的位置。
此時,夾頭本體部14是藉由螺旋彈簧17的彈壓力來進行後退。另一方面,筆芯7因為藉由配置於滑動件9內的保持夾頭10來保持,所以作為滾珠夾頭11的作用,筆芯7從夾頭本體部14無抵抗地拉出。其結果,筆芯7因為從前端管8被送出,所以每重覆按壓操作,可以將筆芯7依既定量遂次送出。當維持藉由按壓操作來使按壓棒20前進的狀態時,夾頭本體部14從緊固件13突出而成為筆芯7的把持被解除的狀態。在此狀態下,可以將從前端管8送出的狀態的筆芯7以指尖等來推回去。
圖5是旋轉驅動機構30的擴大剖面圖。旋轉驅動機構30是配置於後軸3的內部空間。旋轉驅動機構30是連接於中繼構件12的後端部。軸彈簧31配置於前軸2的後端面和旋轉驅動機構30的前端面之間,旋轉驅動機構30往後方彈壓。軸彈簧31的彈壓力所致的旋轉驅動機構30的往後方的移動,藉由旋轉驅動機構30的後端面抵接於內筒5的前端面來限制。芯殼19是貫穿中繼構件12以及旋轉驅動機構30的內部,與旋轉驅動機構30分離。
旋轉驅動機構30,具有:形成為圓筒狀的旋轉體40、形成為圓筒狀的第1凸輪形成構件亦即上凸輪形成構件41、形成為圓筒狀的第2凸輪形成構件亦即下凸輪形成構件42、形成為圓筒狀的圓筒構件43、形成為圓筒狀的扭矩消除器44、以及線圈狀的緩衝彈簧45。旋轉驅動機構30是這些構件成為一體,且單元化。
中繼構件12的後端部的外周面,嵌合於旋轉體40的前端部的內周面。旋轉體40的前端部附近,具有形成為直徑稍微較大的凸緣狀的部分,第1凸輪面40a形成於該部分的後端面,第2凸輪面40b形成於該部分的前端面。
上凸輪形成構件41是在旋轉體40的第1凸輪面40a的後方,可轉動地包圍旋轉體40。下凸輪形成構件42嵌合於上凸輪形成構件41的前端部的外周面。第1的固定凸輪面亦即固定凸輪面41a,形成於與旋轉體40的第1凸輪面40a相對向的上凸輪形成構件41的前端面。第2的固定凸輪面亦即固定凸輪面42a,形成於與旋轉體40的第2凸輪面40b相對向的下凸輪形成構件42的前端部內面。
形成為圓筒狀的圓筒構件43,嵌合於上凸輪形成構件41的後端部的外周面。芯殼19可插入的插入孔43a,形成於圓筒構件43的後端部。形成為圓筒狀且可朝軸線方向移動的扭矩消除器44,配置於圓筒構件43內。在扭矩消除器44的前端部內面和圓筒構件43的後端部內面之間,配置緩衝彈簧45。緩衝彈簧45經由扭矩消除器44,將旋轉體40往前方彈壓。
在此,中繼構件12是將根據書寫動作的筆芯7的後退以及前進動作(緩衝動作)傳遞於旋轉驅動機構30,換言之即旋轉體40,並且將藉由緩衝動作產生的旋轉驅動機構30之旋轉體40的旋轉運動,傳遞於把持筆芯7的狀態的滾珠夾頭11。所以,受到滾珠夾頭11保持的筆芯7也進行旋轉。
除了以自動鉛筆1書寫時以外,換言之,書寫壓力未施加於筆芯7時,旋轉體40藉由經由扭矩消除器44的緩衝彈簧45的彈壓力而位於前方。所以,旋轉體40的第2凸輪面40b是抵接於第2固定凸輪面42a而成為嚙合的狀態。以自動鉛筆1進行書寫時,換言之,書寫壓力施加於筆芯7時,滾珠夾頭11抵抗緩衝彈簧45的彈壓力而後退,隨之旋轉體40也後退。所以,旋轉體40的第1凸輪面40a是抵接於第1固定凸輪面41a而成為嚙合的狀態。
圖6是將圖1的自動鉛筆1的旋轉體40的旋轉驅動作用,依序進行說明的示意圖,圖7是說明接續圖6的旋轉體40的旋轉驅動作用的示意圖。在圖6以及圖7中,沿周方向連續地形成為鋸齒狀的第1凸輪面40a,被圓環狀形成在旋轉體40的上側的面亦即後端面,同樣地沿周方向連續地形成為鋸齒狀的第2凸輪面40b,被圓環狀形成在旋轉體40的下側的面亦即前端面。
沿周方向連續地形成為鋸齒狀的第1固定凸輪面41a被形成於與旋轉體40的第1凸輪面40a對峙的上凸輪形成構件41的圓環狀的端面,沿周方向連續地形成為鋸齒狀的第2固定凸輪面42a也被形成於與旋轉體40的第2凸輪面40b對峙的下凸輪形成構件42的圓環狀的端面。形成於旋轉體40的第1凸輪面40a以及第2凸輪面40b的各凸輪面,與形成於上凸輪形成構件41的第1固定凸輪面41a以及形成於下凸輪形成構件42的第2固定凸輪面42a的各凸輪面,形成為間距彼此大致相同。
圖6(A)是表示書寫壓力未施加於筆芯7時的狀態之旋轉體40、上凸輪形成構件41、以及下凸輪形成構件42的關係。在此狀態下,形成於旋轉體40的第2凸輪面40b是藉由緩衝彈簧45的彈壓力,抵接於下凸輪形成構件42的第2固定凸輪面42a。此時,旋轉體40的第1凸輪面40a和上凸輪形成構件41的第1固定凸輪面41a,設定為在軸線方向上成為對於凸輪的一齒偏差半相位(半間距)的關係。
圖6(B)表示為了進行以自動鉛筆1所進行的書寫,所以書寫壓力施加於筆芯7的初期的狀態。在此狀態下,旋轉體40隨著滾珠夾頭11的後退使緩衝彈簧45收縮而後退。藉此,旋轉體40往上凸輪形成構件41的第1固定凸輪面41a側移動。
接下來,圖6(C)是表示書寫壓力進一步施加於筆芯7,旋轉體40抵接於上凸輪形成構件41的第1固定凸輪面41a而後退的狀態。在此狀態下,旋轉體40的第1凸輪面40a是嚙合於上凸輪形成構件41的第1固定凸輪面41a。藉此,旋轉體40承受相當於第1凸輪面40a的一齒的半相位(半間距)的旋轉驅動。
此外,在圖6以及圖7之旋轉體40的中央部所畫的○標記,表示旋轉體40的旋轉移動量。而且在圖6(C)所示的狀態下,旋轉體40的第2凸輪面40b和下凸輪形成構件42的第2固定凸輪面42a,設定為在軸線方向上成為對於凸輪的一齒偏差半相位(半間距)的關係。
接下來,圖7(D)表示以自動鉛筆1所進行的
書寫結束,對於筆芯7的書寫壓力被解除的初期的狀態。在此情況下,旋轉體40是藉由緩衝彈簧45的彈壓力來前進。藉此,旋轉體40往下凸輪形成構件42側移動。
接下來,圖7(E)是表示旋轉體40藉由緩衝彈簧45的彈壓力來抵接於下凸輪形成構件42的第2固定凸輪面42a而前進的狀態。在此情況下,旋轉體40的第2凸輪面40b是嚙合於下凸輪形成構件42的第2固定凸輪面42a。藉此,旋轉體40再次承受相當於第2凸輪面40b的一齒的半相位(半間距)的旋轉驅動。
所以,如畫在旋轉體40的中央部的○標記表示般,承受書寫壓力的旋轉體40朝軸線方向的往復運動,換言之即隨著前後移動,旋轉體40也承受相當於第1凸輪面40a以及第2凸輪面40b的一齒(1間距)的旋轉驅動,經由滾珠夾頭11,被其把持的筆芯7也同樣地進行旋轉驅動。所以,藉由書寫所致的旋轉體40朝軸線方向的一次的前後移動,旋轉體40承受對應於凸輪的一齒的旋轉運動,藉由將此重覆,筆芯7被依序旋轉驅動。因此,可以防止筆芯7隨著繼續書寫而偏斜磨耗的情形,且可以防止描線的粗細及描線的濃淡大幅變化。
此外,承受緩衝彈簧45的彈壓力而將旋轉體40往前方推出的扭矩消除器44,使滑動發生在其前端面和旋轉體40的後端面之間,以防止旋轉體40的旋轉運動傳遞於緩衝彈簧45的情形。換言之,藉由扭矩消除器44,防止旋轉體40的旋轉運動傳遞於緩衝彈簧45的情形,藉此,防止緩衝彈簧45的反扭轉(轉矩)阻礙旋轉體40的旋轉動作的情形發生。
從以上,自動鉛筆1構成為具有滾珠夾頭11和旋轉體40,可以藉由滾珠夾頭11的前後移動來進行筆芯7的解除以及把持,藉此將筆芯7往前方送出,滾珠夾頭11構成為在把持筆芯7的狀態下以成為可繞中心軸線周圍旋轉的方式被保持於軸筒6內,並且藉由筆芯7的書寫壓力所致的經由滾珠夾頭11的旋轉體40的前後移動使旋轉體40旋轉,將旋轉體40的旋轉運動,經由滾珠夾頭11傳遞於筆芯7。
參照圖8至圖10,針對芯送出機構以及送出量調整機構進行說明。芯送出機構是承受旋轉驅動機構30的旋轉體40的旋轉驅動力,作用成將筆芯7往前方送出。
圖8是針盤凸輪構件50的立體圖。在圖8中,針盤凸輪構件50是配置成上方成為自動鉛筆1的後側。針盤凸輪構件50是形成為圓筒狀的構件,具有:作為防滑而形成朝軸線方向延伸的複數的槽的把持部50a、在把持部50a的後方形成為直徑比把持部50a更小的小徑部50b、形成於小徑部50b的凸緣部50c、形成於凸緣部50c的後端面的兩個的嵌合突起50d、以及形成於小徑部50b的後端面的凸輪形成部亦即針盤凸輪51。兩個的嵌合突起50d被對稱地配置於中心軸線周圍。
針盤凸輪51,具有形成於小徑部50b的後端面,換言之即針盤凸輪構件50的後端面的凹部。具體來說,針盤凸輪51是由設置於凹部的三個的底面來形成為階梯狀。最深的凹部的底面是第1凸輪底面51a,第二深的凹部的底面是第2凸輪底面51b,最淺的凹部的底面是第3凸輪底面51c。第1凸輪底面51a、第2凸輪底面51b以及第3凸輪底面51c的底面的各個長度,換言之即沿周方向的長度大致相等。在小徑部50b的後端面,相同的凹部,換言之即針盤凸輪51,進一步對稱地形成於中心軸線周圍。實際上作為凸輪發揮功能的是形成於任一方的凹部的針盤凸輪51,在組裝時任意選擇。此外,小徑部50b的後端面也作為後端凸輪面51d,構成針盤凸輪51的局部。
圖9是滑軌凸輪構件60的立體圖,圖10是滑軌凸輪構件60的別的立體圖。在圖9中,滑軌凸輪構件60是以上方成為自動鉛筆1的後側的方式配置。滑軌凸輪構件60是環狀形成的構件。在滑軌凸輪構件60的前端面,兩個的調整凹部60a對稱地形成於中心軸線周圍。調整凹部60a的各個是由沿周方向並列的四個的嵌合凹部60b所構成。
環狀的周壁60c、以及形成於比周壁60c更靠徑方向內側且面向後方的滑軌凸輪61,形成於滑軌凸輪構件60的後端面。滑軌凸輪61,具有:平坦的環狀凸輪面62、以及階梯狀形成於環狀凸輪面62的凹部63。環狀凸輪面62是對於軸線方向垂直的平面。凹部63是由兩個的底面來形成為階梯狀。較深的凹部的底面為第1底面63a,較淺的凹部的底面為第2底面63b。第1底面63a的長度,換言之沿周方向的長度是比第2底面63b的長度更長,並且與第1凸輪底面51a、第2凸輪底面51b以及第3凸輪底面51c的底面的各個的長度大致相等。
圖11是組合的針盤凸輪構件50及滑軌凸輪構件60的立體圖。在圖11中,針盤凸輪構件50以及滑軌凸輪構件60是以上方成為自動鉛筆1的後側的方式配置。環狀的滑軌凸輪構件60是插入於針盤凸輪構件50的小徑部50b的後端部,藉由凸緣部50c卡止,藉此進行組合。換言之,滑軌凸輪構件60的前端面,抵接於針盤凸輪構件50的凸緣部50c的後端面。更詳細來說,設置於針盤凸輪構件50的凸緣部50c的各個嵌合突起50d,嵌合於滑軌凸輪構件60的調整凹部60a的任一個的嵌合凹部60b。因而,滑軌凸輪構件60是配置於針盤凸輪構件50的徑方向外側。
在針盤凸輪構件50以及滑軌凸輪構件60組合的狀態下,針盤凸輪構件50的後端面是在滑軌凸輪構件60的環狀凸輪面62的徑方向內側鄰接的狀態下配置成大致相同平面。另外,針盤凸輪構件50的針盤凸輪51是配置於滑軌凸輪構件60的凹部63的附近。藉此,針盤凸輪構件50,具體來說凸輪形成部亦即針盤凸輪51,以及滑軌凸輪構件60,具體來說是滑軌凸輪61,更具體來說是凹部63進行協同動作,在周方向上構成一連串的,換言之即環狀的送出凸輪面70。
如圖2所示般,針盤凸輪構件50以及滑軌凸輪構件60是在組合的狀態下,配置於滑動件9的前端部9a以及中間部9b的外側。針盤凸輪構件50的局部以及滑軌凸輪構件60藉由嘴尖構件4來包覆外周面。在嘴尖構件4的前端部內面和針盤凸輪構件50的凸緣部50c之間,配置O型環80。另外,凸輪抵接彈簧18,因為將滑動件9往前方彈壓,所以滑動件9的抵接件9c是維持在抵接於送出凸輪面70的狀態。針盤凸輪構件50以及滑軌凸輪構件60,藉由滑軌凸輪構件60的後端面亦即周壁60c的頂面,與前軸2的前端面進行抵接來限制往後方的移動。另外,滑軌凸輪構件60的外周面是與嘴尖構件4的內周面卡合,被限制對於滑軌凸輪構件60的嘴尖構件4,甚至是軸筒6的旋轉。
送出凸輪面70的形狀,可以藉由使針盤凸輪構件50以及滑軌凸輪構件60相對地旋轉於中心軸線周圍來進行變更。換言之,使用者是以其中一方的手來把持軸筒6且以另一方的手來把持從軸筒6的前端突出的針盤凸輪構件50的把持部50a的同時,使針盤凸輪構件50相對於軸筒6繞中心軸線周圍旋轉。滑軌凸輪構件60,因為對於軸筒6進行卡合,所以針盤凸輪構件50相對於滑軌凸輪構件60,在中心軸線周圍進行旋轉。
針盤凸輪構件50相對於滑軌凸輪構件60的旋轉,是以針盤凸輪構件50的嵌合突起50d,從對應的滑軌凸輪構件60的一個的嵌合凹部60b往鄰接的嵌合凹部60b移動而嵌合的方式,階段性進行。所以,針盤凸輪構件50相對於滑軌凸輪構件60的中心軸線周圍的旋轉,是在針盤凸輪構件50的嵌合突起50d可移動的滑軌凸輪構件60的調整凹部60a的範圍內階段性進行。依據針盤凸輪構件50的嵌合突起50d所嵌合的滑軌凸輪構件60的嵌合凹部60b的位置,滑軌凸輪構件60的滑軌凸輪61,具體來說是凹部63,與針盤凸輪構件50的針盤凸輪51的相對位置發生變化,其結果,可以使送出凸輪面70的形狀變更。針盤凸輪構件50藉由O型環80來對於滑軌凸輪構件60彈壓,在針盤凸輪構件50對於滑軌凸輪構件60的階段性的旋轉時,取得點擊感。有關送出凸輪面70的形狀的變更,參照圖12以及圖13,進行進一步說明。
圖12是表示送出量較大時的送出凸輪面70的示意圖,圖13是表示送出量較小時的送出凸輪面70的示意圖。圖12以及圖13是為了表示針盤凸輪構件50以及滑軌凸輪構件60的位置關係,所以將包含送出凸輪面70的中心軸線周圍的圓筒面在周方向展開。在圖12以及圖13中,上方為自動鉛筆1的後側。
若參照圖12,針盤凸輪構件50對於滑軌凸輪構件60對位,以使滑軌凸輪61的第1底面63a和針盤凸輪51的第1凸輪底面51a在徑方向上對齊。換句話說,構成為針盤凸輪構件50的嵌合突起50d與滑軌凸輪構件60的嵌合凹部60b進行對應,以使滑軌凸輪61的第1底面63a和針盤凸輪51的第1凸輪底面51a在徑方向上對齊。針盤凸輪51的第1凸輪底面51a,是與滑軌凸輪61的第1底面63a位於相同平面上,或被配置於比第1底面63a更稍微後方。所以,針盤凸輪51的第1凸輪底面51a或凹部63的第1底面63a、凹部63
的第2底面63b、以及環狀凸輪面62,構成為送出凸輪面70。此外,將送出凸輪面70之凹部63內的軸線方向的階差71(落差)的高度(高低差)設定為階差高度H。在圖12中,階差高度H是滑軌凸輪61的環狀凸輪面62,與針盤凸輪構件50的第1凸輪底面51a或凹部63的第1底面63a之間的距離。
若參照圖13,針盤凸輪構件50對於滑軌凸輪構件60對位,以使滑軌凸輪61的第1底面63a和針盤凸輪51的第3凸輪底面51c在徑方向上對齊。針盤凸輪51的後端凸輪面51d,與滑軌凸輪61的環狀凸輪面62位於大致相同平面上。所以,針盤凸輪51的第3凸輪底面51c、後端凸輪面51d、以及環狀凸輪面62,構成為送出凸輪面70。在圖13中,階差高度H是滑軌凸輪61的環狀凸輪面62,與針盤凸輪構件50的第3凸輪底面51c之間的距離。
同樣地,針盤凸輪構件50可以對於滑軌凸輪構件60對位,以使滑軌凸輪61的第1底面63a和針盤凸輪51的第2凸輪底面51b在徑方向上對齊。此情況下,針盤凸輪51的第2凸輪底面51b、凹部63的第2底面63b、以及環狀凸輪面62,構成為送出凸輪面70。此時,階差高度H是滑軌凸輪61的環狀凸輪面62,與針盤凸輪構件50的第2凸輪底面51b的距離。
同樣地,針盤凸輪構件50可以對於滑軌凸輪構件60對位,以使滑軌凸輪61的第1底面63a和針盤凸輪51的後端凸輪面51d在徑方向上對齊。此情況下,針盤凸輪51的後端凸輪面51d,與環狀凸輪面62,構成為送出凸輪面70。此時,因為針盤凸輪51的後端凸輪面51d,與滑軌凸輪61的環狀凸輪面62位於大致相同平面上,所以階差高度H為零。
旋轉驅動機構30的旋轉體40是根據筆芯7的緩衝動作來漸漸將滑動件9進行旋轉驅動。換言之,先看見滑動件9的前端部9a時,滑動件9繞中心軸線周圍進行右旋轉。藉由此旋轉運動,滑動件9的抵接件9c是一邊與送出凸輪面70協同動作一邊朝周方向移動。針對於抵接件9c和送出凸輪面70的關係,以及筆芯7的送出,參照圖14進行說明。
圖14是表示送出凸輪面70和抵接件9c的前端部的移動的關係的示意圖。圖14是為了表示送出凸輪面70之與抵接件9c的位置關係,所以相對於將包含送出凸輪面70的中心軸線周圍的圓筒面在周方向上展開的部分,表示抵接件9c的前端的移動的軌跡T。在圖14中,上方為自動鉛筆1的後側。
在圖14,以圖12所示的送出凸輪面70的狀態為例。在圖14中,抵接件9c是從左往右移動。更詳細來說,如參照圖6以及圖7進行說明般,旋轉體40是在上凸輪形成構件41以及下凸輪形成構件42間,沿凸輪面一邊往前後移動一邊進行旋轉。因此,抵接件9c的前端是依循圖14的箭頭所示的軌跡T。
首先,抵接件9c沿送出凸輪面70的環狀凸輪面62移動。接下來,抵接件9c藉由凸輪抵接彈簧18的彈壓力推壓,陷入於凹部63內,往前方移動至抵接於針盤凸輪51的第1凸輪底面51a。換言之,滑動件9從環狀凸輪面62往更前方,移動相當於階差71的階差高度H的量。此時,由於配置於滑動件9的內部的保持夾頭10也同樣地往前方移動,因而被保持夾頭10保持的筆芯7,被從滾珠夾頭11拉出,相對地從前端管8被送出相當於階差高度H的量。所以,被送出的筆芯7的量,換言之即送出量是與階差高度H相等。
接下來,抵接件9c,循著筆芯7的緩衝動作,藉由移動上到階梯狀的凹部63,具體來說是第2底面63b,一邊往後方移動一邊再次復歸到環狀凸輪面62。接下來,抵接件9c,再次沿送出凸輪面70的環狀凸輪面62移動。藉由以上的動作,抵接件9c沿送出凸輪面70每繞一周可以將筆芯7從前端管8送出。藉由此動作的重覆,伴隨書寫動作且筆芯7磨耗的同時,筆芯7依序被送出。
總之,在芯送出機構,構成為藉由抵接件9c依據旋轉體40的旋轉來沿送出凸輪面70移動,抵接件9c陷入於送出凸輪面70的階差71時的滑動件9的前進動作,從滾珠夾頭11拉出被保持夾頭10保持的筆芯7。藉由芯送出機構利用送出凸輪面70的階差71,可以將旋轉驅動機構30中之旋轉體40的旋轉驅動力變換為筆芯7的送出動作。
在專利文獻4所記載的自動鉛筆中,因為凸輪面以沿周方向突出的方式形成,所以抵接件除了摩擦抵抗,還承受抵抗彈簧的彈壓力的方向的分力,成為阻礙旋轉驅動機構的旋轉的主要原因。另一方面,在上述的實施方式的自動鉛筆1,因為環狀凸輪面62相對於軸線方向形成垂直,所以不承受與凸輪抵接彈簧18的彈壓力進行抵抗的方向的分力,旋轉驅動機構30的旋轉不會因此受到阻礙。所以,可以實現動作確實的高精度的筆芯7的送出動作。
另外,自動鉛筆1,構成為承受旋轉驅動機構30中之旋轉體40的旋轉驅動力,被滾珠夾頭11保持的筆芯7也受到旋轉驅動。所以,可以防止筆芯7隨著繼續書寫而偏斜磨耗的情形,其結果,可以防止描線的粗細及描線的濃淡大幅變化。
另外,在送出量調整機構,如上述般,藉由使針盤凸輪構件50以及滑軌凸輪構件60僅相對地旋轉於中心軸線周圍,可以變更送出凸輪面70之階差71的階差高度H。因而,可以更簡便且正確地進行芯送出機構所致的筆芯7的送出量的調整。
若將因使用者而不同的書寫壓力及其利用的筆芯7的硬度等的差異所致的筆芯7的磨耗的程度、以及筆芯7的送出量調整為大致一致的話,無論書寫動作如何皆可以將來自於前端管8的筆芯7的突出量始終保持固定。其結果,在自動鉛筆1中,以一次的按壓操作,即可以長時間持續書寫。為了形成具有相當於超過通常設想的筆芯7的磨耗的程度的長度的階差高度H的階差71,較佳為構成針盤凸輪51。藉此,可設定為依據所有使用者喜好的筆芯7的送出量。
具體來說,在上述的實施方式中,可將階差71的階差高度H,作為環狀凸輪面62,與第1凸輪底面51a、第2凸輪底面51b、第3凸輪底面51c、或後端凸輪面51d之間的距離,進行4階段變更。例如,可以將各個的階差高度H,設為0.15mm、0.10mm、0.05mm或0mm。所以,例如,書寫壓力較強,筆芯7的磨耗的程度較大的使用者,可以調整送出量調整機構以使階差高度H成為0.15mm,書寫壓力較弱,筆芯7的磨耗的程度較小的使用者,可以調整送出量調整機構以使階差高度H成為0.05mm。並且,不喜歡自動送出筆芯7,欲藉由自己進行按壓操作來將筆芯7送出的使用者,可以調整送出量調整機構以使階差高度H成為0mm(零)。
在上述的實施方式中,針盤凸輪51是由設置於後端面的凹部的三個的底面來形成為階梯狀,但也可以由兩個的底面或四個以上的底面來形成針盤凸輪51。此情況下,可以依據底面的數字,階段性進行芯送出機構所致的筆芯7的送出量的調整。所以,底面的數字越多,可以藉越細小的單位,例如,以0.02mm單位來設定階差高度H,因而,可以進行更細小的送出量的調整。另外,也可以構成為於送出凸輪面70之對應於凹部63的針盤凸輪構件50的凹部僅設置一個底面,可將針盤凸輪構件50對於滑軌凸輪構件60朝軸線方向移動。此情況下,藉由使針盤凸輪構件50對於滑軌凸輪構件60前後移動,換言之,藉由使針盤凸輪構件50以及滑軌凸輪構件60相對地前後移動,可變更階差高度H。此時,也可以將階差高度H無階段地變更。
在上述的實施方式中,階差是由一個的段所形成,但在取得同樣的高低差且筆芯7被送出的範圍內,也可以由複數的段所形成。另外,階差在取得同樣的高低差且筆芯7被送出的範圍內,也可以是平坦的斜面及曲面來取代段。將在環狀凸輪面形成高低差的構造,總稱為「落差」。
圖15是表示別的送出凸輪面70的示意圖。在圖15中,上方為自動鉛筆1的後側。在上述的實施方式中,與滑軌凸輪61的凹部63協同動作來構成為送出凸輪面70的凸輪形成部亦即針盤凸輪51,被形成為階梯狀。然而,也可以如圖15所示般,將針盤凸輪51,形成為如坡狀或螺旋狀般的沿周方向的斜面51e。此情況下,並非藉由針盤凸輪構件50的嵌合突起50d與滑軌凸輪構件60的嵌合凹部60b的嵌合,使針盤凸輪構件50以及滑軌凸輪構件60在中心軸線周圍階段性旋轉,而是藉由可無階段旋轉地構成,可以無階段地變更階差71的階差高度H。其結果,可以進行更細小的送出量的調整。
雖然在上述的實施方式中,針盤凸輪構件50作為第1凸輪構件是圓筒狀的構件,但也可以是環狀的構件。另外,雖然滑軌凸輪構件60作為第2凸輪構件是環狀的構件,但也可以是圓筒狀的構件。也可以在第1凸輪構件設置滑軌凸輪61,在第2凸輪構件設置針盤凸輪51。換言之,也可以環狀或筒狀的第1凸輪構件與配置於第1凸輪構件的徑方向外側的環狀或筒狀的第2凸輪構件進行協同動作,構成送出凸輪面。
所以,也可以在第1凸輪構件以及第2凸輪構件的其中一方形成凹部,在第1凸輪構件以及第2凸輪構件的另一方形成凸輪形成部,凹部和凸輪形成部協同動作來構成送出凸輪面。也可以藉由使第1凸輪構件以及第2凸輪構件相對地旋轉於中心軸線周圍,調整階差的階差高度。另外,也可以藉由使第1凸輪構件以及第2凸輪構件相對地前後移動,調整階差的階差高度。
藉由送出量調整機構來調整芯送出機構所致的筆芯7的送出量,但也可以省略送出量調整機構。換言之,也可以將具備送出凸輪面的凸輪構件安裝於軸筒,該送出凸輪面,具有:對於軸線方向垂直的環狀凸輪面、以及設置於環狀凸輪面的軸線方向的既定的階差。如此的構造,例如在上述的實施方式中,省略針盤凸輪構件50,可以藉僅具有滑軌凸輪構件60的構造來實現。在上述的實施方式中,環狀凸輪面62,雖然是對於軸線方向垂直的平面,但也可以是沿周方向突出設置於圓環狀的端面的坡狀或螺旋狀的凸輪面。
參照圖16至圖18,針對別的芯送出機構以及送出量調整機構進行說明。芯送出機構是承受旋轉驅動機構30的旋轉體40的旋轉驅動力,以將筆芯7往前方送出的的方式作用。
圖16是針盤凸輪構件150的立體圖。在圖16中,針盤凸輪構件150是以上方成為自動鉛筆1的後側的方式配置。針盤凸輪構件150是形成為圓筒狀的構件,具有:在軸線方向上位於中央的把持部150a、在把持部150a的後方形成為直徑比把持部150a更小的小徑部150b、形成於小徑部150b的前方的凸緣部150c、形成於凸緣部150c的後端面的兩個的嵌合突起150d、以及形成於小徑部150b的後端面的針盤凸輪151。兩個的嵌合突起150d被對稱地配置於中心軸線周圍。把持部150a的前方被形成為小徑,從把持部150a往前方延伸的兩個的卡止突起150e,對稱地形成於中心軸線周圍。
針盤凸輪151,具有:第1斜面151a,坡狀或螺旋狀沿周方向突出設置於圓環狀的端面;以及第1階差151b,在第1斜面151a的出發點(低位置)和最終點(高位置)之間朝軸線方向設置。換言之,第1階差151b形成為將第1斜面151a的出發點和最終點連結的構造。
圖17是滑軌凸輪構件160的立體圖,圖18是滑軌凸輪構件160的別的立體圖。在圖17中,滑軌凸輪構件160是以上方成為自動鉛筆1的後側的方式配置。滑軌凸輪構件160是環狀形成的構件。在滑軌凸輪構件160的前端面,兩個的調整凹部160a對稱地形成於中心軸線周圍。調整凹部160a的各個,是由沿周方向等間隔並列的相同深度的凹陷亦即六個第1嵌合凹部160b、以及比第1嵌合凹部160b更淺的凹陷亦即一個第2嵌合凹部160c所構成。
滑軌凸輪161形成於滑軌凸輪構件160的後端面。滑軌凸輪161,具有:環狀凸輪面亦即第2斜面161a,坡狀或螺旋狀沿周方向突出設置於圓環狀的端面;以及第2階差161b,在第2斜面161a的出發點(低位置)和最終點(高位置)之間朝軸線方向設置。換言之,第2階差161b形成為將第2斜面161a的出發點和最終點連結的構造。滑軌凸輪161的第2斜面161a,是比針盤凸輪151的第1斜面151a更陡的坡度。滑軌凸輪161的第2階差161b的高度是比針盤凸輪151的第1階差151b的高度更高。
圖19是組合的針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160的立體圖,圖20是組合的針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160的別的立體圖。在圖19以及圖20中,針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160是以上方成為自動鉛筆1的後側的方式配置。環狀的滑軌凸輪構件160是插入於針盤凸輪構件150的小徑部150b的後端部,藉由凸緣部150c卡止,藉此進行組合。換言之,滑軌凸輪構件160的前端面,抵接於針盤凸輪構件150的凸緣部150c的後端面。更詳細來說,設置於針盤凸輪構件150的凸緣部150c的各個嵌合突起150d,嵌合於滑軌凸輪構件160的調整凹部160a的任一個的第1嵌合凹部160b或第2嵌合凹部160c。因而,滑軌凸輪構件160是配置於針盤凸輪構件150的徑方向外側。在圖19中,嵌合突起150d嵌合於第1嵌合凹部160b,該第1嵌合凹部160b鄰接於第2嵌合凹部160c。另外,在圖20中,嵌合突起150d嵌合於第2嵌合凹部160c。
在針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160組合的狀態下,針盤凸輪構件150的針盤凸輪151是配置於滑軌凸輪構件160的滑軌凸輪161的附近。藉此,針盤凸輪151以及滑軌凸輪161進行協同動作,在周方向上構成為一連串的,換言之即環狀的送出凸輪面70。
如圖2所示般,針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160是在組合的狀態下,配置於滑動件9的前端部9a以及中間部9b的外側。針盤凸輪構件150的局部以及滑軌凸輪構件160藉由嘴尖構件4來包覆外周面。在嘴尖構件4的前端部內面和針盤凸輪構件150的凸緣部150c之間,配置螺旋彈簧。另外,凸輪抵接彈簧18,因為將滑動件9往前方彈壓,所以滑動件9的抵接件9c是維持在抵接於送出凸輪面70的狀態。針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160,藉由滑軌凸輪構件160的後端面,與前軸2的前端面進行抵接來限制往後方的移動。另外,滑軌凸輪構件160的外周面是與嘴尖構件4的內周面卡合,限制對於滑軌凸輪構件160的嘴尖構件4,甚至是軸筒6的旋轉。
送出凸輪面70的形狀,可以藉由使針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160相對地旋轉於中心軸線周圍來進行變更。換言之,使用者是以其中一方的手來把持軸筒6且以另一方的手來把持從軸筒6的前端突出的針盤凸輪構件150的把持部150a的同時,使針盤凸輪構件150相對於軸筒6繞中心軸線周圍旋轉。滑軌凸輪構件160,因為對於
軸筒6進行卡合,所以針盤凸輪構件150對於滑軌凸輪構件160,在中心軸線周圍進行旋轉。
針盤凸輪構件150對於滑軌凸輪構件160的旋轉,是以針盤凸輪構件150的嵌合突起150d,在對應的滑軌凸輪構件160的鄰接的第1嵌合凹部160b或第2嵌合凹部160c間移動而嵌合的方式,階段性進行。所以,針盤凸輪構件150對於滑軌凸輪構件160的中心軸線周圍的旋轉,是針盤凸輪構件150的嵌合突起150d在可移動的滑軌凸輪構件160的調整凹部160a的範圍內階段性進行。依據針盤凸輪構件150的嵌合突起150d所嵌合的滑軌凸輪構件160的第1嵌合凹部160b或第2嵌合凹部160c的位置,滑軌凸輪構件160的滑軌凸輪161和針盤凸輪構件150的針盤凸輪151的相對位置發生變化,其結果,可以使送出凸輪面70的形狀變更。針盤凸輪構件150藉由螺旋彈簧來對於滑軌凸輪構件160彈壓,在針盤凸輪構件150對於滑軌凸輪構件160的階段性的旋轉時,取得點擊感。有關送出凸輪面70的形狀的變更,參照圖21以及圖22,進行進一步說明。
圖21是表示圖19的送出凸輪面70的示意圖,圖22是表示圖20的送出凸輪面70的示意圖。圖21以及圖22是為了表示針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160的位置關係,所以將包含送出凸輪面70的中心軸線周圍的圓筒面在周方向展開。在圖21以及圖22中,上方為自動鉛筆1的後側。
若參照圖21,針盤凸輪構件150對於滑軌凸輪構件160進行對位,以使針盤凸輪151的第1斜面151a和滑軌凸輪161的第2斜面161a在徑方向重疊地配置。在圖21中,在針盤凸輪151的第1斜面151a以及滑軌凸輪161的第2斜面161a之中位於更後方,換言之即圖中更上方的一連串的面,構成為送出凸輪面70。換言之,第1斜面151a和第2斜面161a進行協同動作而構成為送出凸輪面70。此外,在送出凸輪面70中,將由針盤凸輪151的第1斜面151a和滑軌凸輪161的第2階差161b所形成的軸線方向的階差71(落差)的高度(高低差),設為階差高度H。
若參照圖22,與圖21所示的送出凸輪面70比較,針盤凸輪構件150對於滑軌凸輪構件160進行對位,以使滑軌凸輪161的第2斜面161a相對於針盤凸輪151的第1斜面151a位於更後方位置。換言之,在圖22,如上述般,相較於第1嵌合凹部160b,嵌合突起150d是嵌合於淺的凹陷亦即第2嵌合凹部160c。所以,滑軌凸輪161相對於針盤凸輪151被配置於更後方。另一方面,在嵌合突起150d移動於相同深度的凹陷亦即六個的第1嵌合凹部160b間的情況下,滑軌凸輪161相對於針盤凸輪151在軸線方向上位於相同位置。
當著眼於階差高度H時,嵌合突起150d,在調整凹部160a嵌合於離第2嵌合凹部160c最遠的第1嵌合凹部160b時,階差高度H最小。當嵌合突起150d藉由第2嵌合凹部160c,嵌合於較近的第1嵌合凹部160b時,階差高度H依據針盤凸輪151的第1斜面151a的傾斜而比例性變大。換言之,嵌合突起150d移動於鄰接的第1嵌合凹部160b間時,階差高度H的變化量為固定。嵌合突起150d,從嵌合於與第2嵌合凹部160c鄰接的第1嵌合凹部160b的圖19所示的狀態,移動到嵌合於第2嵌合凹部160c的圖20所示的狀態時,階差高度H的變化量成為最大。
旋轉驅動機構30的旋轉體40是根據筆芯7的緩衝動作來逐漸將滑動件9進行旋轉驅動。換言之,先看見滑動件9的前端部9a時,滑動件9繞中心軸線周圍進行右旋轉。藉由此旋轉運動,滑動件9的抵接件9c是一邊與送出凸輪面70協同動作一邊朝周方向移動。換言之,滑動件9的抵接件9c是以沿構成送出凸輪面70的針盤凸輪151的第1斜面151a或滑軌凸輪161的第2斜面161a升起的方式移動。此時,滑動件9漸漸後退。
當抵接件9c到達階差71時,藉由凸輪抵接彈簧18的彈壓力推壓,陷入於階差71。換言之,滑動件9從滑軌凸輪161的第2斜面161a往更前方,移動相當於階差71的階差高度H的量。此時,由於配置於滑動件9的內部的保持夾頭10也同樣地往前方移動,因而保持夾頭10所保持的筆芯7,被從滾珠夾頭11拉出,相對地從前端管8送出相當於階差高度H的量。所以,送出的筆芯7的量,換言之即送出量是與階差高度H相等。
藉由以上的動作,抵接件9c沿送出凸輪面70每繞一周可以將筆芯7從前端管8送出。藉由此動作的重覆,伴隨書寫動作且筆芯7磨耗的同時,筆芯7依序被送出。
總之,在芯送出機構,構成為藉由抵接件9c依據旋轉體40的旋轉來沿送出凸輪面70移動,抵接件9c陷入於送出凸輪面70的階差71時的滑動件9的前進動作,從滾珠夾頭11拉出被保持夾頭10保持的筆芯7。藉由芯送出機構利用送出凸輪面70的階差71,可以將旋轉驅動機構30之旋轉體40的旋轉驅動力變換為筆芯7的送出動作。將在送出凸輪面70形成高低差的構造,總稱為「落差」。
另外,自動鉛筆1,構成為承受旋轉驅動機構30之旋轉體40的旋轉驅動力,被滾珠夾頭11保持的筆芯7也受到旋轉驅動。所以,可以防止筆芯7隨著繼續書寫而偏斜磨耗的情形,其結果,可以防止描線的粗細及描線的濃淡大幅變化。總之,旋轉驅動機構30,具有旋轉體40,承受軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除所致的軸線方向的前進動作,使旋轉體40朝單一方向旋轉驅動,該軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除,係滾珠夾頭11把持的筆芯7受到的書寫壓力所致。
另外,在送出量調整機構,如上述般,藉由使針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160僅相對地旋轉於中心軸線周圍,可以變更送出凸輪面70之階差71的階差高度H。因而,可以更簡便且正確地進行芯送出機構所致的筆芯7的送出量的調整。
若將因使用者而不同的書寫壓力及所利用的筆芯7的硬度等的差異所致的筆芯7的磨耗的程度、以及筆芯7的送出量調整為大致一致的話,無論書寫動作如何皆可以將來自於前端管8的筆芯7的突出量始終保持固定。其結果,在自動鉛筆1中,以一次的按壓操作,即可以長時間持續書寫。為了形成具有相當於超過通常設想的筆芯7的磨耗的程度的長度的階差高度H的階差71,較佳為構成針盤凸輪151。藉此,可設定為依據所有使用者喜好的筆芯7的送出量。
特別是,調整凹部160a藉由具有比第1嵌合凹部160b更淺的凹陷亦即第2嵌合凹部160c,在針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160的相對的既定的旋轉位置,相較於其他旋轉位置,可以使針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160在軸線方向上分離。換句話說,構成為針盤凸輪構件150具有嵌合突起,滑軌凸輪構件160具有可與嵌合突起嵌合的複數的嵌合凹部,複數的嵌合凹部的一個,在上述既定的旋轉位置,使針盤凸輪構件150以及滑軌凸輪構件160在軸線方向上分離。其結果,可以將階差71的階差高度H,進行無比例且極端地調整,可以使送出量極端增加。例如,以更強的書寫壓力書寫的情況下,筆芯7的磨耗量會比通常的書寫壓力更大,如此情況下,藉由使送出量極端增加,以一次的按壓操作,即可以長時間持續書寫。
雖然在上述的實施方式中,針盤凸輪構件150作為第1凸輪構件是圓筒狀的構件,但也可以是環狀的構件。另外,雖然滑軌凸輪構件160作為第2凸輪構件是環狀的構件,但也可以是圓筒狀的構件。也可以在第1凸輪構件設置滑軌凸輪161,在第2凸輪構件設置針盤凸輪151。換言之,也可以環狀或筒狀的第1凸輪構件與配置於第1凸輪構件的徑方向外側的環狀或筒狀的第2凸輪構件進行協同動作,構成送出凸輪面。另外,也可以藉由使第1凸輪構件以及第2凸輪構件相對地前後移動,換言之在軸線方向上分離,調整階差的階差高度。
然而,在專利文獻4所記載的自動鉛筆中,為了使抵接件確實地抵接於凸輪面,所以滑動件藉由彈簧往前方彈壓。因此,相較於不具有芯送出機構,且具備旋轉驅動機構的自動鉛筆,必須相當於彈簧的彈壓力的較高書寫壓力。另外,因為抵接件藉由彈簧來推壓凸輪面,所以在旋轉驅動機構所致的滑動件的旋轉時摩擦抵抗發生。因此,有阻礙旋轉驅動機構旋轉的疑慮。另外,因為凸輪面以沿周方向突出的方式形成,所以除了摩擦抵抗之外,抵抗彈簧的彈壓力的方向的分力也成為阻礙旋轉驅動機構的旋轉的主要原因。
對此,在自動鉛筆1中,芯送出機構構成為不阻礙旋轉驅動機構30的旋轉,以下詳述。
在自動鉛筆1中,如上述般,凸輪抵接彈簧18的後端,被安裝於中繼構件12的凸緣部12a,凸輪抵接彈簧18的前端,被安裝於滑動件9的後端部的內壁。另外,連結於旋轉體40的中繼構件12是將旋轉驅動機構30之旋轉體40的旋轉運動,對於把持筆芯7的狀態的滾珠夾頭11進行傳遞,但不直接傳遞於滑動件9。換言之,雖滑動件9配置於中繼構件12的前端部的外側,但不直接連結於中繼構件12。取而代之,旋轉驅動機構30之從旋轉體40往滑動件9的旋轉驅動力的傳遞,是經由凸輪抵接彈簧18來進行。
詳細而言,凸輪抵接彈簧18藉由將滑動件9往前方彈壓,發揮功能使抵接件9c抵接於凸輪面,並且也作為扭轉彈簧(扭簧)發揮功能。因此,在連結於旋轉體40的中繼構件12的旋轉時,滑動件9的中心軸線周圍的旋轉時無抵抗或抵抗較小的情況下,滑動件9也跟隨中繼構件12的旋轉來進行旋轉。另一方面,在連結於旋轉體40的中繼構件12的旋轉時,滑動件9的中心軸線周圍的旋轉時抵抗較大的情況下,滑動件9不旋轉,扭轉方向的彈性能量蓄積於凸輪抵接彈簧18。具體來說,圖14的軌跡T之中,抵接件9c在階梯狀的凹部63內伴隨往後方的移動後,換言之在上到第2底面63b後的區域M中,抵接件9c和送出凸輪面70之間的摩擦抵抗所致的摩擦力成為最大。
首先,當解除書寫壓力時,抵接件9c,藉由凸輪抵接彈簧18的彈壓力,在M1點抵接於第2底面63b。此時,旋轉驅動機構30為圖6(C)和圖7(D)之間的狀態。
接下來,旋轉驅動機構30移轉至圖7(E)(或圖6(A))的狀態,旋轉體40進行旋轉。此時,滑動件9因為往後方移動了相當於上到第2底面63b的高度的量,所以將凸輪抵接彈簧18壓縮相當於第2底面63b的高度的量。當凸輪抵接彈簧18被壓縮時,作為凸輪抵接彈簧18的彈壓力的反作用力,抵接件9c是以更強的力來對於第2底面63b推壓。因而,抵接件9c和第2底面63b之間的摩擦力,換言之即動摩擦力以及靜摩擦力增大。因此,即使旋轉驅動機構30轉移至圖7(E)的狀態,抵接件9c仍不會從M1點移動。換句話說,滑動件9不旋轉,且扭轉方向的彈性能量蓄積於凸輪抵接彈簧18。
接下來,當下個的書寫壓力施加時,從圖6(A)的狀態移轉成圖6(B)的狀態。此時,因為中繼構件12經由筆芯7往後方移動,所以連結於中繼構件12的凸輪抵接彈簧18相對地伸張,將抵接件9c對於第2底面63b推壓的凸輪抵接彈簧18的彈壓力減輕。在其瞬間,凸輪抵接彈簧18蓄積的彈性能量的釋放所致的反扭轉的轉矩,超過抵接件9c和第2底面63b之間的最大靜摩擦力,使抵接件9c旋轉。其結果,抵接件9c在第2底面63b的區域M抵抗摩擦力而滑動,到達M2點。藉此,滑動件9的旋轉的相位,再次與旋轉體40的旋轉的相位一致,抵接件9c復歸到依循沿旋轉驅動機構30的凸輪面的軌跡T的運動。
在此,假如考慮,將區域M之抵接件的動作適用在專利文獻4所記載的自動鉛筆,具有抵接件的滑動件經由中繼構件直接連結的情況。當解除書寫壓力,藉由凸輪抵接彈簧的彈壓力,抵接件在M1點抵接於第2底面時,因為增大的動摩擦力以及靜摩擦力,所以無法滑動到M2點。因而,連結於滑動件的旋轉驅動機構的旋轉受到阻礙,無法使筆芯充分旋轉。並且,在專利文獻4所記載的自動鉛筆,相當於上述的實施方式的自動鉛筆1之環狀凸輪面62的凸輪面,是沿周方向升起的凸輪面。因而,因為抵接件是一邊使凸輪抵接彈簧壓縮一邊使凸輪面移動,所以在抵接件和凸輪面之間更增加動摩擦力以及靜摩擦力,進一步阻礙旋轉驅動機構的旋轉。
為了在抵接件和凸輪面之間使動摩擦力以及靜摩擦力降低,所以考慮使用更小的彈簧常數的螺旋彈簧來作為凸輪抵接彈簧,將凸輪抵接彈簧的彈壓力縮小。然而,當使用彈壓力較小的凸輪抵接彈簧時,旋轉驅動機構的旋轉不被阻礙,但在芯送出機構中,將筆芯送出的力道變弱。其結果,因為也有筆芯不送出的疑慮,所以必須是某種程度的大小的彈簧常數的螺旋彈簧。
另一方面,在上述的實施方式的自動鉛筆1中,可以將具有取得將筆芯7送出的力量或進一步的力量的彈簧常數的螺旋彈簧作為凸輪抵接彈簧18使用。所以,在自動鉛筆1中,儘管構成為不阻礙旋轉驅動機構30的旋轉,仍可以實現動作確實且高精度的筆芯7的送出動作。並且,因為環狀凸輪面62相對於軸線方向形成垂直,所以不承受與凸輪抵接彈簧18的彈壓力抵抗的方向的分力,旋轉驅動機構30的旋轉不會因此受到阻礙。
總之,相對於在專利文獻4所記載的自動鉛筆中,從旋轉體往滑動件的旋轉驅動力的傳遞經由剛體進行的情形,在上述的實施方式的自動鉛筆1中,從旋轉體40往滑動件9的旋轉驅動力的傳遞,經由螺旋彈簧亦即凸輪抵接彈簧18,換言之即經由彈性構件進行。所以,如上述般,在動摩擦力以及靜摩擦力的增大時,將彈性能量蓄積於彈性構件,其後,在動摩擦力以及靜摩擦力減低時,可以將蓄積於彈性構件的彈性能量釋放。藉此,不會阻礙旋轉驅動機構30的旋轉體40的旋轉運動,可以使滑動件9以及抵接件9c在適切的時間進行旋轉運動。
此外,作為進行從旋轉體40往滑動件9的旋轉驅動力的傳遞的彈性構件,可以蓄積扭轉方向的彈性能量的話得採用任意的構造以及材料。所以,作為彈性構件,除扭轉彈簧以外,也可以是例如筒狀的彈性體。
1:自動鉛筆
2:前軸
3:後軸
4:嘴尖構件
5:內筒
6:軸筒
7:筆芯
8:前端管
9:滑動件
9a:前端部
9b:中間部
9c:抵接件
10:保持夾頭
11:滾珠夾頭
12:中繼構件
12a:凸緣部
13:緊固件
14:夾頭本體部
15:夾頭保持部
16:滾珠
17:螺旋彈簧
18:凸輪抵接彈簧
19:芯殼
20:按壓棒
21:螺旋彈簧
22:橡皮擦
23:按壓蓋
30:旋轉驅動機構
31:軸彈簧
40:旋轉體
40a:第1凸輪面
40b:第2凸輪面
41:上凸輪形成構件
41a:第1固定凸輪面
42:下凸輪形成構件
42a:第2固定凸輪面
43:圓筒構件
43a:插入孔
44:扭矩消除器
45:緩衝彈簧
50:針盤凸輪構件
50a:把持部
50b:小徑部
50c:凸緣部
50d:嵌合突起
51:針盤凸輪
51a:第1凸輪底面
51b:第2凸輪底面
51c:第3凸輪底面
51d:後端凸輪面
60:滑軌凸輪構件
60a:調整凹部
60b:嵌合凹部
60c:周壁
61:滑軌凸輪
62:環狀凸輪面
63:凹部
63a:第1底面
63b:第2底面
70:送出凸輪面
71:階差(落差)
72:螺旋彈簧
80:O型環
150:針盤凸輪構件
150a:把持部
150b:小徑部
150c:凸緣部
150d:嵌合突起
150e:卡止突起
151:針盤凸輪
151a:第1斜面
151b:第1階差
160:滑軌凸輪構件
160a:調整凹部
160b:第1嵌合凹部
160c:第2嵌合凹部
161:滑軌凸輪
161a:第2斜面
161b:第2階差
H:階差高度
M:區域
T:軌跡
[圖1]是本發明的實施方式的自動鉛筆的縱剖面圖。
[圖2]是圖1的自動鉛筆的前半部的擴大剖面圖。
[圖3]是圖1的自動鉛筆的後半部的擴大剖面圖。
[圖4]是說明自動鉛筆的內部構造的立體圖。
[圖5]是旋轉驅動機構的擴大剖面圖。
[圖6]是說明旋轉驅動機構的旋轉體的旋轉驅動的示意圖。
[圖7]是說明接續圖6的旋轉體的旋轉驅動的示意圖。
[圖8]是針盤凸輪構件的立體圖。
[圖9]是滑軌凸輪構件的立體圖。
[圖10]是滑軌凸輪構件的別的立體圖。
[圖11]是組合的針盤凸輪構件及滑軌凸輪構件的立體圖。
[圖12]是表示送出量較大時的送出凸輪面的示意圖。
[圖13]是表示送出量較小時的送出凸輪面的示意圖。
[圖14]是表示送出凸輪面和抵接件的移動的關係的示意圖。
[圖15]是表示別的送出凸輪面的示意圖。
[圖16]是別的針盤凸輪構件的立體圖。
[圖17]是別的滑軌凸輪構件的立體圖。
[圖18]是別的滑軌凸輪構件的別的立體圖。
[圖19]是組合的針盤凸輪構件及滑軌凸輪構件的立體圖。
[圖20]是組合的針盤凸輪構件及滑軌凸輪構件的別的立體圖。
[圖21]是表示圖19之送出凸輪面的示意圖。
[圖22]是表示圖20之送出凸輪面的示意圖。
51:針盤凸輪
51a:第1凸輪底面
61:滑軌凸輪
62:環狀凸輪面
63:凹部
63b:第2底面
70:送出凸輪面
H:階差高度
M:區域
T:軌跡
Claims (11)
- 一種自動鉛筆,其特徵為:具備:滾珠夾頭,允許筆芯前進且阻止後退;旋轉驅動機構,具有旋轉體,承受軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除所致的軸線方向的前進動作,使前述旋轉體朝單一方向旋轉驅動,該軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除,係前述滾珠夾頭把持的筆芯受到的書寫壓力所致;送出凸輪面,具有:對於軸線方向垂直的環狀凸輪面、以及設置於前述環狀凸輪面的軸線方向的落差;以及滑動件,具有抵接於前述送出凸輪面的抵接件以及保持筆芯的保持夾頭,且承受前述旋轉體的旋轉驅動力而旋轉,且構成為:藉由前述抵接件依據前述旋轉體的旋轉來沿前述送出凸輪面移動,且前述抵接件陷入於前述落差時的前述滑動件的前進動作,從前述滾珠夾頭拉出被前述保持夾頭保持的筆芯,前述自動鉛筆,構成為將前述落差的高度予以調整來調整筆芯的送出量,並且進一步具備:環狀或圓筒狀的第1凸輪構件;以及環狀或圓筒狀的第2凸輪構件,配置於前述第1凸輪構件的徑方向外側,前述第1凸輪構件和前述第2凸輪構件協同動作來構成前述送出凸輪面, 藉由使前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件相對地旋轉於中心軸線周圍,調整前述落差的高度。
- 如請求項1的自動鉛筆,其中,在前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件的其中一方形成凹部,在前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件的另一方形成凸輪形成部,前述凹部和前述凸輪形成部協同動作來構成前述送出凸輪面。
- 如請求項2的自動鉛筆,其中,前述凸輪形成部形成為階梯狀或坡狀。
- 如請求項1、2或3的自動鉛筆,其中,藉由使前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件相對地前後移動,調整前述落差的高度。
- 一種自動鉛筆,其特徵為:具備:滾珠夾頭,允許筆芯前進且阻止後退;旋轉驅動機構,具有旋轉體,承受軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除所致的軸線方向的前進動作,使前述旋轉體朝單一方向旋轉驅動,該軸線方向的後退動作以及書寫壓力的解除,係前述滾珠夾頭把持的筆芯受到的書寫壓力所致;送出凸輪面,具有:環狀凸輪面、以及設置於前述環狀凸輪面的軸線方向的落差;滑動件,具有抵接於前述送出凸輪面的抵接件以及保持筆芯的保持夾頭,且承受前述旋轉體的旋轉驅動力而旋 轉;環狀或圓筒狀的第1凸輪構件;以及環狀或圓筒狀的第2凸輪構件,配置於前述第1凸輪構件的徑方向外側,前述第1凸輪構件和前述第2凸輪構件協同動作來構成前述送出凸輪面,且構成為:藉由前述抵接件依據前述旋轉體的旋轉來沿前述送出凸輪面移動,且前述抵接件陷入於前述落差時的前述滑動件的前進動作,從前述滾珠夾頭拉出被前述保持夾頭保持的筆芯,在前述第1凸輪構件形成第1斜面,在前述第2凸輪構件形成第2斜面,前述第1斜面和前述第2斜面協同動作來構成前述送出凸輪面。
- 如請求項5的自動鉛筆,其中,構成為將前述落差的高度予以調整來調整筆芯的送出量。
- 如請求項5或6的自動鉛筆,其中,藉由使前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件相對地旋轉於中心軸線周圍,調整前述落差的高度。
- 如請求項7的自動鉛筆,其中,在前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件的相對的既定旋轉位置,相較於其他旋轉位置,前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件在軸線方向分離。
- 如請求項8的自動鉛筆,其中, 構成為:前述第1凸輪構件具有嵌合突起,前述第2凸輪構件具有可與前述嵌合突起嵌合的複數的嵌合凹部,前述複數的嵌合凹部的1個,在前述既定的旋轉位置,使前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件在軸線方向分離。
- 如請求項5或6的自動鉛筆,其中,藉由使前述第1凸輪構件以及前述第2凸輪構件相對地前後移動,調整前述落差的高度。
- 如請求項1、2、3、5或6的自動鉛筆,其中,構成為藉由前述滾珠夾頭承受前述旋轉體的旋轉驅動力而旋轉,筆芯進行旋轉。
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