阅读说明：本技术 自动铅笔 (Propelling pencil ) 是由 阴山秀平 于 2018-04-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供具备将以不同的弹簧常数进行缓冲动作的多个缓冲动作区域不会跳跃地连接的缓冲弹簧的自动铅笔。一实施方式的自动铅笔具备：轴筒；夹头机构,其是收纳于该轴筒内的夹头机构,能够把持及送出笔芯；以及第一缓冲弹簧及第二缓冲弹簧,其相对于该轴筒在轴线方向上弹性支撑该夹头机构,通过组合该第一缓冲弹簧及第二缓冲弹簧,形成具有第一弹簧常数的第一缓冲动作区域和具有第二弹簧常数的第二缓冲动作区域,该第一缓冲动作区域及第二缓冲动作区域不会跳跃地连接。(The invention provides a mechanical pencil with a buffer spring which connects a plurality of buffer action areas which perform buffer action with different spring constants without jumping. A mechanical pencil according to one embodiment includes: a shaft cylinder; a cartridge mechanism housed in the shaft tube and capable of holding and feeding the refill; and a first buffer spring and a second buffer spring that elastically support the chuck mechanism in the axial direction with respect to the shaft tube, and form a first buffer operation region having a first spring constant and a second buffer operation region having a second spring constant by combining the first buffer spring and the second buffer spring, the first buffer operation region and the second buffer operation region being connected without jumping.)

自动铅笔

技术领域

本发明涉及具备把持笔芯的夹头且通过敲击操作能够输出笔芯的自动铅笔。

背景技术

目前，已知有一种自动铅笔，其包括：滑动自如地设于轴筒内的芯容器；固定设置于该芯容器的前端部的夹头；游隙嵌合于该夹头的夹头环；设置于该轴筒与夹头之间的套筒；与该套筒抵接且其一部分与该芯容器压接而安装的弹性体；以及压缩该弹性体而使该芯容器在轴方向上移动自如的操作单元(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-290880号公报(例如，参照第0006段、第0017段。)

发明内容

发明所要解决的课题

根据专利文献1公开的自动铅笔，能够通过将夹头紧固弹簧和缓冲弹簧形成为一体的简单的构造充分得到推出滑块的行程。但是，目前要求提供一种自动铅笔，其具备能够将例如为了吸收过量的笔压进行书写而以一个弹簧常数进行缓冲动作的一个区域和为了防止笔芯破损而以与该一个弹簧常数不同的另一弹簧常数进行缓冲动作的另一区域等、以不同的弹簧常数进行缓冲动作的多个缓冲动作区域不会跳跃地连接的缓冲弹簧。

本发明的目的在于，提供一种具备将以不同的弹簧常数进行缓冲动作的多个缓冲动作区域不会跳跃地连接的缓冲弹簧的自动铅笔。

用于解决课题的方案

本发明的自动铅笔的一方案中，自动铅笔具备：轴筒；夹头机构，其是收纳于该轴筒内的夹头机构，且能够把持及送出笔芯；以及第一缓冲弹簧及第二缓冲弹簧，其相对于该轴筒在轴线方向上弹性支撑该夹头机构，通过组合该第一缓冲弹簧及第二缓冲弹簧，形成具有第一弹簧常数的第一缓冲动作区域和具有第二弹簧常数的第二缓冲动作区域，该第一缓冲动作区域及第二缓冲动作区域不会跳跃地连接。

发明效果

本发明的多个方案中，能够提供自动铅笔，其具备将以不同的弹簧常数进行缓冲动作的多个缓冲动作区域不会跳跃地连接的缓冲弹簧。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的自动铅笔的省略中间部分而表示前方侧部分和后方侧部分的局部剖视图。

图2是表示本发明的一实施方式的自动铅笔的合成缓冲弹簧的相对于位移的输出负载的线图。

图3是本发明的另一实施方式的自动铅笔的省略中间部分而表示前方侧部分和后方侧部分的局部剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的多个实施方式。图1所示的本实施方式的自动铅笔1是通过对敲击按钮5的敲击操作将笔芯T从笔头3的前端送出而突出的后端敲击型的自动铅笔。此外，以下的说明中，将自动铅笔1的配置笔头3的一侧设为沿自动铅笔1的长边方向延伸的中心轴线方向(轴线方向)的前方，将配置敲击按钮5的一侧设为后方来说明。

自动铅笔1具备大致圆筒形状的轴筒主体2和大致尖细圆筒状的笔头3。轴筒形成为包含轴筒主体2和笔头3。笔头3配置于轴筒主体2的前方。笔头3的后部形成为具有外筒3a和内筒3b的双层筒形状。笔头3相对于轴筒主体2通过形成于轴筒主体2的前端部外周面上的外螺纹部2a和形成于笔头3的后方的外筒3a的内周面上的内螺纹部3a1螺纹结合而固定。

在配置于轴筒主体2的内部的后面详细叙述的芯管11的后端可装卸地组装有形成为有底筒状的敲击按钮5。敲击按钮5的前端开口的内周面可装卸地嵌合于芯管11的后端的外周面。在芯管11的后端的内周面可装卸地嵌合形成为大致圆筒状的橡皮保持架4的前部的外周面而组装。橡皮保持架4具有前方侧的小径部4a和后方侧的大径部4b。在橡皮保持架4的大径部4b的内周面可装卸地嵌合橡皮6的外周面而组装。

在内部收纳笔芯T的芯管11形成为大致圆筒状，且配置于轴筒主体2内。在芯管11的前部组装由夹头12。夹头12形成为，前端在周向上被分割成三份而形成的夹头片分别朝向中心轴线弹性变形时，能够将笔芯T通过在径向上夹压而把持。夹头12具有：***并固定于芯管11的后端的基部12a；从基部12a向前方延伸的梁状部12b；以及形成于该梁状部12b的前端的鼓出部12c。在鼓出部12c的外周嵌脱自如地安装有夹头环13。在芯管11的前部的外周及夹头12的基部12a以及梁状部12b的外周，如图示地配置有套筒7。

套筒7形成为大致圆筒状。在套筒7的前端部的内周面，向径向内侧突出地形成环状壁7a。另一方面，在套筒7的前部的外周面上，向径向外侧突出地形成环状的突出部7b。以在轴线方向上与套筒7的突出部7b对置的方式，在轴筒主体2的内周面上向径向内侧突出地形成环状的突出部2b。在套筒7的突出部7b与轴筒主体2的突出部2b之间配置作为沿轴线方向被压缩的压缩盘簧的合成缓冲弹簧18。合成缓冲弹簧18的轴线方向的前端以抵接于套筒7的突出部7b的状态被支撑，后端以抵接于轴筒主体2的突出部2b的状态被支撑。这样，合成缓冲弹簧18以沿轴线方向延伸的方式配置于套筒7与轴筒主体2之间。利用合成缓冲弹簧18，套筒7对轴筒主体2相对地向前方施力。

合成缓冲弹簧18形成为，在其前方侧的区域S1和其后方侧的区域S2，每单位长度的螺旋圈数不同。本实施方式中，在区域S1形成作为第一缓冲弹簧发挥作用的第一卷绕部18-1，在区域S2形成作为第二缓冲弹簧发挥作用的第二卷绕部18-2。合成缓冲弹簧18通过组合第一缓冲弹簧和第二缓冲弹簧而成，并作为具有第一卷绕部18-1和第二卷绕部18-2的盘簧形成为一体。每单位长度的螺旋圈数比区域S2多的区域S1的第一卷绕部18-1的弹簧常数比每单位长度的螺旋圈数比区域S1少的区域S2的第二卷绕部18-2的弹簧常数小。这是因为，通过第一卷绕部18-1的每单位长度的圈数比第二卷绕部18-2多，从而盘簧的金属丝的延伸方向(螺旋卷绕方向)的相对于轴线方向的倾斜角度变大，由此，第一卷绕部18-1相对于轴线方向更容易挠曲。本实施方式中，第一卷绕部18-1以约0.1mm的节距卷绕。

在夹头12的梁状部12b的外周面与套筒7的内周面之间组装作为盘簧的夹头弹簧15。夹头弹簧15的前端抵接于套筒7的环状壁7a的后表面，后端抵接于芯管11的前端面。夹头弹簧15在套筒7与芯管11之间以沿轴线方向被压缩的状态组装。通过夹头弹簧15的作用力，芯管11及夹头12相对于套筒7向后方被施力，因此，嵌合于夹头12的夹头环13也相对于套筒7被施力，如图示地，夹头环13的后端面和套筒7的环状壁7a的前表面抵接。

在笔头3的内筒3b的内周面，沿周向形成有多个沿轴线方向延伸的肋3b1。套筒7的前端面以被合成缓冲弹簧18向前方施力的状态抵接于肋3b1的后端面。

在肋3b1的轴线方向的大致中央的位置形成有供夹头环13的前端面在前进时能够抵接的台阶部3b2。若夹头环13的前端面抵接于形成于该笔头3的内筒的肋3b1的台阶部3b2，则夹头环13从夹头12向后方脱离，笔芯T摆脱夹头12的把持。对于自动铅笔1的一连串的输出动作，后面进行详细叙述。

在接近夹头12的前端面的前方的位置，沿轴线方向移动自如地配置有导管31。导管31具有：圆盘状的基端部31b；笔芯T沿轴线方向插通的中心孔；以及在该中心孔的周围从基端部31b向前方突出地形成的多个***脚31a。***脚31a的前端如图示那样形成为钩状，通过卡合于形成于在后面详细叙述的芯保持具32的狭缝32a内，相对于芯保持具32能够在前后方向上相对移动地卡定。

在导管31的基端部31b的外周缘形成有台阶部。另外，在与导管31的基端部31b的台阶部在轴线方向上对置的笔头3的内周面形成有笔头3内周的台阶部。在导管31的基端部31b与笔头3内周的台阶部之间配置有作为将导管31相对于笔头3向轴线方向的后方施力的压缩盘簧的回位弹簧36。在导管31被回位弹簧36向后方施力的状态下，导管31的基端部31b的后端面从前方向夹头12的前端面接近。另外，夹头12前进时，导管31的后端面从前方抵接于夹头12的前端面。导管31的后端面在从前方接近或抵接于夹头12的前端面的状态下，在与轴线方向正交的方向上支撑从夹头12的前端面突出的笔芯T。因此，能够减轻被夹头12把持的笔芯T的轴线方向上的作用于夹头12的前端面上的位置的弯曲力矩，防止笔芯T在夹头12的前端面的位置折断。

在导管31的前方的位置，沿轴线方向移动自如地配置有芯保持具32。在芯保持具32形成有沿前后方向延伸的多个狭缝32a。上述的导管31的***脚31a的形成为钩状的前端可滑动地卡合于该狭缝32a内。由此，导管31相对于芯保持具32能够向前后方向相对移动地卡定。在芯保持具32沿轴线方向形成有供笔芯T插通的中心孔。在芯保持具32的中心孔的前端部分形成有将笔芯T向径向内侧夹住而保持的保持部。在芯保持具32的前方配置有后面详细叙述的大致尖细筒状的前端管30，该前端管30具有与笔头3的开口部3c的内周面滑动的外周面，且构成为沿轴线方向移动自如。芯保持具32从后方***前端管30内而组装于前端管30。

在前端管30的后端形成有凸缘部。在凸缘部的外周组装有在与轴线L方向正交的方向上弹性地支撑前端管30及芯保持具32的O型圈38。O型圈38构成为，对前端管30及芯保持具32的向前后方向的移动赋予适当的滑动阻力。在此，适当的滑动阻力是指如下滑动阻力：能够保持前端管30及芯保持具32以能够在轴线方向上保持输出的笔芯T。另外，是指如下滑动阻力：能够允许前端管30及芯保持具32的移动，以在对前端管30及芯保持具32施加更大的轴线方向的按压力时，前端管30能够从笔头3突出，或者前端管30能够收纳至笔头3内。前端管30及芯保持具32的前进移动通过前端管30的凸缘部抵接于形成于笔头的开口部3c的内周面的台阶部来限制。

能够把持及送出笔芯T的夹头机构包含夹头12、夹头环13、套筒7以及夹头弹簧15而构成，并收纳于轴筒内。本实施方式中，作为在轴线方向上弹性支撑夹头机构的盘簧的合成缓冲弹簧18具有自由长度地安装。若这样构成，则能够根据合成缓冲弹簧18的第一缓冲弹簧(第一卷绕部18-1)的弹簧常数吸收过量的笔压来进行书写，因此，能够进行反映出合成缓冲弹簧18的作为第一缓冲弹簧发挥作用的第一卷绕部18-1的弹簧常数的质量高的书写。另一方面，在对夹头机构把持的笔芯T进一步施加过大的笔压力的情况下，弹簧常数较大的合成缓冲弹簧18的作为第二缓冲弹簧发挥作用的第二卷绕部18-2挠曲，能够防止笔芯T折损。

对自动铅笔1的笔芯T的送出进行说明。通过按压敲击按钮5的敲击操作，芯管11、嵌合有夹头环13的夹头12以及被夹头12把持的笔芯T抵抗夹头弹簧15的作用力前进。与前进后的夹头12抵接的导管31也向前方被按压，抵抗回位弹簧36的作用力前进。若导管31前进，则被导管31按压的芯保持具32及前端管30前进而并从笔头3突出。当夹头12及夹头环13移动预定的间隔时，夹头环13的前端面卡合于形成于笔头3的内周面的台阶部3b2的抵接面，夹头环13从夹头12的鼓出部12c向后方脱离。当夹头环13脱离时，夹头12的夹头片分别通过弹性向径向外侧打开，笔芯T被释放。笔芯T被输出并释放自动铅笔1的每一次敲击操作的预定的送出量。当释放敲击按钮5的按压而夹头机构从敲击操作被释放时，在送出并释放的位置留下被芯保持具32夹持的笔芯T，夹头12及夹头环13后退，再次把持笔芯T的比敲击操作前靠后方的位置。另外，当夹头机构从敲击操作被释放且夹头12及夹头环13后退时，导管31被回位弹簧36施力而后退。

自动铅笔1能够在预定量的笔芯T从前端管30突出的状态下书写。由于书写而在轴线方向上产生的负载(所谓的笔压)施加于笔芯T、把持笔芯T的夹头12、夹头环13以及套筒7。合成缓冲弹簧18根据该笔压而弹性变形，产生笔芯T、夹头12、夹头环13以及套筒7相对于轴筒主体2向后方后退的缓冲动作。

基于图2对本实施方式的缓冲动作进行说明。图2表示自动铅笔1的缓冲动作中的笔压(负载)与被合成缓冲弹簧18弹性支撑的夹头12后退的位移量(合成缓冲弹簧18的压缩量或动作量)的关系的具体例。当对笔芯T施加笔压时，在初期，合成缓冲弹簧18的作为第一缓冲弹簧的第一卷绕部18-1更大幅地压缩，作为第二缓冲弹簧的第二卷绕部18-2也稍微压缩。此时，合成缓冲弹簧18在图2的用从O点到P点的线图表示的第一缓冲动作区域CR1动作。当笔压施加约150g时，合成缓冲弹簧18收缩约0.45mm。当笔压超过约150g时，紧接着作为第一弹簧的第一卷绕部18-1，在仅作为第二弹簧的第二卷绕部18-2动作的图2的用P点以后的线图表示的第二缓冲动作区域CR2中动作。当笔压施加约350g时，合成缓冲弹簧18收缩约0.8mm。

合成缓冲弹簧18在第一缓冲动作区域CR1具有第一弹簧常数，在第二缓冲动作区域CR2具有与第一缓冲动作区域CR1不同的第二弹簧常数。通过组合合成缓冲弹簧18的第一及第二缓冲弹簧，构成具有第一弹簧常数的第一缓冲动作区域CR1和具有第二弹簧常数的第二缓冲动作区域CR2。第一缓冲动作区域CR1和第二缓冲动作区域CR2如图示那样连续，而且不会跳跃地连接。换言之，合成缓冲弹簧18的第一缓冲动作区域CR1的终点的压缩量及输出和第二缓冲动作区域CR2的始点的压缩量及输出一致。若这样构成，则用户能够不会察觉到具有不同的弹簧常数的多个缓冲动作区域间的过渡地使用自动铅笔1。

笔芯T通常大多从前端管30以0.45±0.15mm的范围突出而使用。若如本实施方式所示地构成为，在笔压以150±50g的范围施加时，合成缓冲弹簧18以0.45±0.15mm的范围收缩，则能够使将笔芯T从前端管30突出而进行的通常的写作状态与合成缓冲弹簧18的第一缓冲动作区域CR1大致一致，因此比较合适。在该情况下，第一缓冲动作区域CR1和第二缓冲动作区域CR2在笔压以150±50g的范围施加时，组合后的第一及第二缓冲弹簧以0.45±0.15mm的范围收缩的一个动作点不跳跃地连接。另外，例如，更优选构成为，在笔压以150±30g的范围施加时，合成缓冲弹簧18以0.45±0.09mm的范围收缩，最优选构成为，在笔压以150±10g的范围施加时，合成缓冲弹簧18以0.45±0.03mm的范围收缩。在合成缓冲弹簧18的动作量(压缩量)比笔芯T的从前端管30的突出量大的情况下，尽可能使前端接触于书写面的前端管30及芯保持具32后退，前端管30及芯保持具32后退，可确保合成缓冲弹簧18的动作量(压缩量)。前端管30及芯保持具32在保护笔芯T的状态下后退，在笔压被去除且合成缓冲弹簧18恢复成其自由长度时，笔芯T再次从前端管30突出。

另外，如本实施方式所示地，也可以构成为，笔压以350±50g的范围施加时，合成缓冲弹簧18以0.8±0.11mm的范围收缩。在该情况下，能够将合成缓冲弹簧18的第二缓冲动作区域CR2中的为了通常的书写而假定的终点设为用户能够容易察觉到缓冲行程的增大的位移量，并且能够设为防止笔芯T的折损的笔压，因此比较合适。在该情况下，第二缓冲动作区域CR2包含笔压以350±50g的范围施加时，组合后的第一及第二缓冲弹簧以0.8±0.11mm的范围收缩的一个动作点。另外，例如，更优选构成为，笔压以350±30g的范围施加时，合成缓冲弹簧18以0.8±0.07mm的范围收缩，最优选构成为，笔压以350±10g的范围施加时，合成缓冲弹簧18以0.8±0.02mm的范围收缩。

此外，在另一实施方式中，也可以构成为，将第二缓冲动作区域CR2的弹簧常数构成得比本实施方式小，合成缓冲弹簧18被压缩约1.5mm时，位于第二缓冲动作区域CR2中的为了通常的写作而假定的终点。在该情况下，用户能够在具有更长的缓冲行程的第二缓冲动作区域CR2中不仅防止笔芯T的折损，而且能够进行反映出合成缓冲弹簧18的第二缓冲弹簧(第二卷绕部18-2)的弹簧常数的质量高的书写。

这样，能够提供具备将以不同的弹簧常数进行缓冲动作的多个缓冲动作区域不会跳跃地连接的缓冲弹簧的自动铅笔。合成缓冲弹簧18作为具有圈数不同的第一卷绕部18-1和第二卷绕部18-2的盘簧而形成为一体，因此，能够减少零件数量并合适地形成。另外，合成缓冲弹簧18具有自由长度地安装，因此，如图2所示，能够在包含O点的合成缓冲弹簧18的整个动作区域进行缓冲动作。

参照图3说明本发明的另一实施方式的自动铅笔1A。自动铅笔1A除了合成缓冲弹簧18A的结构之外，其它与上述的自动铅笔1的结构相同。因此，对于自动铅笔1A，仅对合成缓冲弹簧18A进行说明，省略重复的说明。自动铅笔1A的合成缓冲弹簧18A具有分别单独形成的直径较小的第一缓冲弹簧18A-1和配置于第一缓冲弹簧18A-1的外周的直径较大的第二缓冲弹簧18A-2。这样，也可以将分别单独形成的第一缓冲弹簧18A-1和第二缓冲弹簧18A-2并列配置而构成合成缓冲弹簧18A。另一方面，在上述的一实施方式的自动铅笔1的合成缓冲弹簧18中，其第一缓冲弹簧(第一卷绕部18-1)和第二缓冲弹簧(第二卷绕部18-2)直列地配置。

本实施方式的合成缓冲弹簧18A的第一缓冲弹簧18A-1和第二缓冲弹簧18A-2具有分别不同的弹簧常数。以一个预定的等间隔间距卷绕的第一缓冲弹簧18A-1的轴线方向的前端以抵接于套筒7的突出部7b的状态被支撑，后端以抵接于轴筒主体2的突出部2b的状态被支撑。以另一预定的等间隔间距卷绕的第二缓冲弹簧18A-2配置成，其轴线方向的后端以粘接于轴筒主体2的突出部2b的前表面的状态被支撑，其前端与套筒7的突出部7b不抵接。若这样构成，则在合成缓冲弹簧18A的动作的初期，仅第一缓冲弹簧18A-1动作。当进一步施加笔压时，第一缓冲弹簧18A-1以预定量弹性变形为动作后，第二缓冲弹簧18A-2的前端抵接于套筒7的突出部7b的后表面。然后，当进一步施加笔压时，第一缓冲弹簧18A-1及第二缓冲弹簧18A-2均弹性变形而动作。因此，能够提供具备将以不同的弹簧常数进行缓冲动作的多个缓冲动作区域不会跳跃地连接的缓冲弹簧的自动铅笔。

本实施方式的合成缓冲弹簧18A的缓冲动作中的笔压(负载)与被合成缓冲弹簧18A弹性支撑的夹头12后退的位移量(合成缓冲弹簧18A的压缩量或动作量)的关系与上述的图2所示的自动铅笔1的情况一样。当对笔芯T施加笔压时，合成缓冲弹簧18A在初期仅第一缓冲弹簧18A-1被压缩，第二缓冲弹簧18A-2不动作。此时，合成缓冲弹簧18A在图2的用从O点到P点的线图表示的第一缓冲动作区域CR1动作。当笔压施加至约150g时，合成缓冲弹簧18A收缩约0.45mm。当笔压超过约150g时，第二缓冲弹簧(第二卷绕部18-2)与第一缓冲弹簧(第一卷绕部18-1)一起动作，因此，合成缓冲弹簧18A在图2的用P点以后的线图表示的第二缓冲动作区域CR2动作。合成缓冲弹簧18A的第二缓冲动作区域CR2中的弹簧常数构成为比第一缓冲动作区域CR1中的弹簧常数更大。因此，用户能够根据书写时的笔压的上升率(弹簧常数)容易地掌握第二缓冲动作区域CR2中的合成缓冲弹簧18A的动作。当笔压施加约350g时，合成缓冲弹簧18A收缩约0.8mm。

以上对本发明的多个实施方式进行了说明，但本发明不限于这些实施方式，能够施加各种变更而实施。例如，在上述的一实施方式中，说明了作为合成缓冲弹簧18，具备具有第一卷绕部18-1和第二卷绕部18-2的一个盘簧的情况。但是，不限于此，也可以将单独形成的第一缓冲弹簧和第二缓冲弹簧直列地配置而构成合成缓冲弹簧。另外，例如也可以构成为，第一卷绕部18-1的弹簧常数比第二卷绕部18-2的弹簧常数大。这样，直列地配置的第一及第二缓冲弹簧也能够调换而任意地配置。另外，不被仅限于上述的第一及第二缓冲弹簧，也可以构成为，合成缓冲弹簧具有两个以上的任意的多个缓冲弹簧，将它们组合而进行动作。另外，说明了合成缓冲弹簧作为盘簧形成的情况，但不限于，也可以将具有弹性的树脂、橡胶等成形为任意形状而使用。

符号说明

1、1A—自动铅笔，2—轴筒主体，2a—外螺纹部，2b—突出部，3—笔头，3a—外筒，3a1—内螺纹部，3b—内筒，3b1—肋，3b2—台阶部，3c—开口部，4—橡皮保持架，4a—小径部，4b—大径部，5—敲击按钮，6—橡皮，7—套筒，7a—环状壁，7b—突出部，11—芯管，12—夹头，12a—基部，12b—梁状部，12c—鼓出部，13—夹头环，15—夹头弹簧，18—合成缓冲弹簧，18-1—第一卷绕部，18-2—第二卷绕部，18A—合成缓冲弹簧，18A-1—第一缓冲弹簧，18A-2—第二缓冲弹簧，30—前端管，31—导管，31a—***脚，31b—基端部，32—芯保持具，32a—狭缝，36—回位弹簧，38—O型圈。