JPH0341078B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉛筆の芯を先端より繰り出して筆記
するいわゆるシヤープペンシル型の筆記具に関
し、特に、自動製図機やＸ−Ｙプロツタ等の筆記
ヘツドに用いて好適な筆記具に関する。

〔背景技術とその問題点〕

鉛筆の芯を用いるいわゆるシヤープペンシル型
の筆記具には、一般に芯を把持する芯チヤツクが
用いられている。この芯チヤツクは、鉛筆の芯を
直接的に把持しているため、芯表面とチヤツクの
コレツトとの間で滑りが生じ易く、筆記具を紙面
等の筆記面に強く押し付けた場合等に、芯が筆記
具内部に押し込まれることがある。また、筆記具
先端（芯が突出する先端）と芯チヤツクの把持位
置との間の距離よりも芯の長さが短かくなると、
芯を把持することができなくなり、このような短
かくなつた芯は使用できず不経済であるととも
に、１本の芯で筆記可能な量が少なく、芯交換の
頻度が増加する。

これらの欠点は、特に、自動製図機やＸ−Ｙプ
ロツタ等の自動筆記装置に上記シヤープペンシル
型の筆記具を用いる場合に大きな問題となつてい
る。すなわち、上記自動筆記装置においては、ソ
レノイドプランジヤ等によつてペンのアツプ、ダ
ウン動作を行なつており、このダウン動作時のペ
ン先（芯先端）の衝撃力や押圧力が大きい場合
や、筆記速度を高めるためにペンのアツプ、ダウ
ン速度を高めたり単位時間当りのアツプ、ダウン
回数を多くしたりした場合等に、上記芯が押し込
まれて、いわゆる芯のもぐり込みが生じ易い。ま
た、芯チヤツクと筆記具先端との間に残る芯の長
さ（いわゆる残芯量）が長いと、同じ長さの新品
の芯を用いる場合に、芯交換頻度が増加するた
め、メンテナンスが繁雑化し、特に、芯径や芯の
硬さ等の異なる複数本の筆記具を用いる場合に
は、芯交換作業が面倒である。

この場合、長さの長い芯を用いることも考えら
れるが、一般に市販されている芯としては、一定
長さ（例えば６mm）のものが芯径、芯の硬さ共に
豊富で、しかも入手容易であり、このような一定
規格の芯を、なるべく残芯量を少なく使用できる
方が好ましい。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の実情に鑑み、芯チエツクによ
る芯等の把持力が強く、上記芯のもぐり込み等を
防止できるとともに、筆記不能となるときの残芯
量が少なく、経済的で芯交換頻度が少なくて済む
ような筆記具の提供を目的とする。

〔課題を達成するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、作画面
上を移動可能な作画ヘツド本体に設けられ、該作
画ヘツド本体に対して昇降駆動される支持アーム
と、上記支持アームにより支持され、該支持アー
ムの下降動作により鉛筆の芯先端を筆記面に着地
させると共に、上昇動作により鉛筆の芯先端を作
画面より浮上離隔させる外筒体と、上記外筒体内
の下部に摺動自在に支持される筆記具筐体と、上
記外筒体と上記筆記具筐体との間に介装され上記
筆記具筐体を筆記画面方向に付勢する加圧バネ
と、上記筆記具筐体内の下部に摺動自在に支持さ
れた芯ガイド筒体と、芯ガイド筒体の先端部に設
けられ、鉛筆の芯が挿通されるとともに摩擦力に
より該鉛筆芯を保持する第１のゴムリングと、芯
ガイド筒体内に案内された上記芯の端部に当接す
る芯押し棒と、芯ガイド筒体の上部に一体又は別
体に設けられ、該芯ガイド筒体と一体的に移動
し、芯押し棒が挿通され、摩擦力により該芯押し
棒を保持する第２のゴムリングと、筆記具筐体内
の上部に固定支持され、挿通される芯押し棒に対
して上方の力が加わるとき該芯押し棒をを強固な
保持力で把持し、下方の力が加わるとき芯押し棒
を弱い保持力で把持してなり、軸方向に往復動す
る毎に上記芯押し棒を繰り出す芯チヤツクと、芯
ガイド筒体に筆記面方向への復帰力を付与する復
帰バネと、芯ガイド筒体の筆記面からの高さ位置
を規制する芯ガイドストツパとを設けてなること
を特徴とする。

〔作用〕

本発明は、支持アームにより筆記具が下降し、
芯先端が画紙面に当接したときに鉛筆芯、芯押し
棒を介して芯チヤツクに上向きの力が加わるので
芯チヤツクによる芯押し棒の強固な把持が行わ
れ、筆圧バネによる筆圧が鉛筆芯に付与される。
一方、筆記具の上昇時には復帰バネにより芯ガイ
ド筒体、第２のゴムリング、芯押し棒を介して芯
チヤツクに下向きの力が加わるので芯チヤツクに
よる芯押し棒の保持力が弱くなり、芯ガイド筒
体、第１のゴムリング、第２のゴムリング及び鉛
筆芯、芯押し棒が一体となつて画紙面方向に送り
出され、芯チヤツクからの芯押し棒の引き出しが
行われる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る好ましい実施例について、
図面を参照しながら説明する。

第１図は本考案の第１の実施例として、自動製
図機やＸ−Ｙプロツタ等の自動筆記装置に用いら
れる筆記具の断面図を示すものである。

この第１図において、外形略円筒状の筆記具筐
体１は、筆圧付与のためのバネ２を介して外筒体
３に摺動自在に支持されている。この外筒体３
は、上記自動筆記装置の支持アーム等によつて保
持され、この支持アーム等を介してソレノイドプ
ランジヤ等により上下動（いわゆるペンアツプ、
ダウン駆動）される。ここで上記支持アームは、
作画面上を移動可能な作画ヘツド本体に設けら
れ、該作画ヘツド本体に対して昇降駆動され、ま
た、上記外筒体３は上記支持アームにより支持さ
れ、該支持アームの下降動作により芯先端を筆記
面に着地させると共に、上昇動作により芯先端を
作画面より浮上離隔される。

筆記具筐体１は、ネジ部１１により下部筒体１
２と上部筒体１３とに分離可能であり、下部筒体
１２内には芯ガイド筒体４が軸方向に摺動自在に
支持され、上部筒体１３内には、ゴム保持管体５
が摺動自在に支持され、芯チヤツク部６が固定支
持されており、ゴム保持管体５にはバネ７により
筆記端方向（図中下方向）への復帰力が付与され
ている。そして、これらの下部筒体１２と上部筒
体１３とがネジ部１１により結合されたとき、ゴ
ム保持管体５の下端面が芯ガイド筒体４の上端面
に当接し、バネ７による図中下方向への復帰力が
ゴム保持管体５を介して芯ガイド筒体４に印加さ
れるようになつている。

芯ガイド筒体４の先端近傍には、鉛筆の芯１０
が挿通される第１のゴムリング８が配設されてお
り、また、ゴム保持管体５内には、芯押し棒２０
が挿通される第２のゴムリング９が配設されてい
る。芯押し棒２０は、例えば金属等により形成さ
れており、芯チヤツク部６による保持力が強く、
前述した芯のもぐり込み現象を防止できる。この
芯押し棒２０の径は、芯１０の径に等しくすれば
よいが、異ならせてもよく、例えば芯１０の径を
0.3mm、芯押し棒２０の径を0.5mmとすることもで
きる。

なお、筆記具筐体１をネジ部１１により下部筒
体１２と上部筒体１３とに分離可能としたのは、
鉛筆の芯１０を下部筒体１２内に案内挿通し易く
するためである。これらの筒体１２，１３を一体
化して、筆記具筐体１の上端の開口より芯１０、
芯押し棒２０の順に挿入してもよいことは勿論で
ある。

ここで、このような筆記具の外筒体３は、上記
自動筆記装置の支持アームの把持部材１６によつ
て把持固定されるものであるが、この支持アーム
については、従来公知のＸ−Ｙプロツタや自動製
図機等の筆記ヘツドあるいは作図ヘツド等の支持
アームと同様なものでよく、筆記面上でＸ−Ｙ方
向に移動制御される可動基台等にソレノイドプラ
ンジヤ等のペンアツプ、ダウン駆動機構を介して
設けられるものである。また、芯ガイド筒体４の
先端近傍に形成された鍔部４ａには、上記可動基
台等に取り付けられた芯ガイドストツパ１７が当
接し、芯ガイド筒体４の筆記面Ｇからの高さ位置
を規制する。さらに、筆記具筐体１の例えば下部
筒体１２に設けられた鍔部１２ａには芯摩耗検出
プレート１８が当接し、この検出プレート１８の
軸方向（図中上下方向）の移動量を検出すること
により、芯の摩耗量が検出される。

次に、芯チヤツク部６は芯押し棒２０を把持す
るものであるが、一般の芯チヤツクと同様な例え
ば第２図に示す内部構造のものを使用すればよ
い。この第２図において、芯チヤツク部６は、略
円筒状のチヤツクホルダ２１内に、下端部がやや
膨出し縦方向に割り溝を有するコレツト部材２２
を配して成り、このコレツト部材２２をコイルバ
ネ２３により図中上方に付勢するとともに、下端
部に嵌め込まれたリング２４によりコレツト部材
２２の上記膨出部の径を縮めるようにして芯等を
把持している。このような芯チヤツク部６の芯把
持作用については、芯等に対して上方の力が加わ
るとき強固な保持力が働くが、芯等が下方に引か
れるときには弱い保持力となつて芯等は容易に下
方に引き出される。

ここで、芯チヤツク部６が芯押し棒２０を把持
しており、この芯押し棒２０がゴム保持管体５内
の第２のゴムリング９に挿通されているときの芯
送り出し動作（芯押し棒の送り出し動作）につい
て、第２図を参照しながら説明する。このとき、
芯チヤツク部６と管体５とが互いに接近するよう
に相対移動するとき、例えば、芯チヤツク部６が
図中下方に（あるいは管体５が図中上方に）移動
するとき、芯押し棒２０には第２のゴムリング９
の摺動摩擦力による図中上向きの力が加えられる
ため、芯押し棒２０は芯チヤツク部６によつて強
固に保持され、管体５内を図中下方に摺動する。
これに対して、芯チヤツク部６と管体５とが互い
に離隔するように相対移動するとき、例えば芯チ
ヤツク部６が図中上方に（あるいは管体５が図中
下方に）移動するときには、第２のゴムリング９
の摩擦力による芯押し棒２０の保持力よりも芯チ
ヤツク部６による保持力の方が小さくなり、芯押
し棒２０は第２のゴムリング９側で保持固定され
て芯チヤツク部６のみが上方に移動する。

このようにして、ゴム保持管体５に対して芯チ
ヤツク部６が軸方向（図中上下方向）に往復動す
る毎に、芯押し棒２０は芯チヤツク部６より図中
下方に繰り出される。

ところで、第１図は芯１０の繰り出し量が一定
値（初期設定値）となつているときのペンダウン
状態を示している。このとき、芯ガイド筒体４は
先端近傍の鍔部４ａが芯ガイドストツパ１７によ
り支持されることにより、芯ガイド筒体４の先端
と筆記面Ｇとの距離Ｐ分だけ鉛筆の芯１０が突出
することになる。外筒体３は、前述した支持アー
ムの把持部材１６により筆記面Ｇより一定高さ位
置、例えば外筒体３の下端が高さＱとなる位置に
て保持されており、加圧バネ２を介して筆記具筐
体１に押圧力が印加されている。この押圧力は、
芯チヤツク部６を介して芯押し棒２０に付与さ
れ、この芯押し棒２０の下端が鉛筆の芯１０の上
端を押圧するから、芯１０の下端が筆記面Ｇの紙
等を押圧していわゆる筆圧が得られる。なお、こ
のときの筆記具筐体１の鍔部１２ａの上端面の高
さＲを検出プレート１８により検出しており、こ
の高さＲを検出することにより、実質的には芯チ
ヤツク部６の下端から筆記面Ｇまでの距離Ｓを検
出している。また、芯チヤツク部６の下端とゴム
保持管体５の第２のゴムリング９との間の距離は
例えばＤとなつている。

そして、筆記動作が行なわれて芯１０が摩耗す
ると、この芯摩耗量ｔ分だけ筆記具筐体１、芯チ
ヤツク部６、芯押し棒２０、及び芯１０が図中下
方に送られる。これは、加圧バネ２が外筒体３に
対して筆記具筐体１を図中下方に押圧しているか
らであり、最終的には例えば第３図に示すよう
に、筐体１の鍔部１２ａの下端面が外筒体３の上
端面に当接して係止されるまで上記下方への送り
動作を行ない得る。この第３図の状態において、
芯チヤツク部６の下端と第２のゴムリング９との
距離はＤ−ｔに変化しており、これは上記筆記動
作中に芯チヤツク部６にて強固に保持された芯押
し棒２０が第２のゴムリング９内を摺動しながら
芯摩耗量ｔ分だけ下降したことによるものであ
る。そして、この第３図の状態、あるいはこの状
態に達する以前に、検出プレート１８によつて上
記芯摩耗量ｔが所定の設定値（例えば0.5〜1.00
mm程度）に達したことを検出し、筆記動作を中断
してペンアツプ動作を強制的に行なわせる。この
ペンアツプ動作は、芯（芯押し棒２０）を芯チヤ
ツク部６より引き出すための動作である。

第４図はペンアツプ状態を示しており、芯１０
の先端が筆記面Ｇより浮上離隔するため、復帰バ
ネ７の作用によりゴム保持管体５が芯チヤツク部
６に対して図中下方に押圧され、ゴムリング９と
芯チヤツク部６下端との距離がＤになる。すなわ
ち、第３図のペンダウン状態から第４図のペンア
ツプ状態に移行する際に、芯チヤツク部６の下端
とゴムリング９との距離がＤ−ｔからＤに変化
し、前述したようにこの変化分ｔだけ芯押し棒２
０は芯チヤツク部６より引き出される。

以上のような本発明の実施例によれば金属棒等
より成る芯押し棒２０を芯チヤツク部６で把持
し、この芯押し棒２０により鉛筆の芯１０を押圧
しているため、芯保持力（芯押し棒２０の保持
力）が極めて強く、芯先端が筆記面Ｇに強く押圧
されても芯が押し込まれるようなことがなく、支
障なく筆記動作が行なえるのみならず、芯を保護
することができる。また、芯押し棒２０で芯１０
を給芯するため、残芯量を極めて少なくすること
ができる。これらは特に自動筆記装置に適用した
場合に好ましく、筆記動作の高速化を図つても芯
のもぐり込み等のない円滑な筆記が行なえ、また
芯交換周期を長くできるため、使用時の芯交換作
業が少なくてすむ。これは、例えば芯径や芯の硬
さ等が異なる複数本の筆記具を自動交換して用い
る自動筆記装置等の場合に、各筆記具の芯交換頻
度を少なくできるため、取り扱い上非常に有利で
ある。

さらに、本発明の上記実施例によれば、筆記具
の芯先端の着地、浮上動作、いわゆるペンダウ
ン、ペンアツプ動作に伴つて芯１０の繰り出し動
作が自動的に行なわれるため、芯先端を筆記面Ｇ
に圧接させたまま一筆で描く際の芯摩耗量ｔが前
記一定の値（例えば0.5〜１mm程度）を越えない
限り強制的な芯１０の繰り出し動作は行なわれな
い。また、上記一筆で描く際の芯摩耗量が上記一
定値を越えた場合には、筆記具筐体１の筆記面Ｇ
からの高さ位置の変化が検出プレート１８に関連
して設けられた例えばフオトインタラプタ等より
成る位置検出手段により検出され、この検出出力
に応じて、筆記動作を一時的に停止させソレノイ
ドプランジヤ等を吸引駆動して筆記具を上下動さ
せることにより、芯１０の繰り出しが強制的に行
なわれる。そして、この芯繰り出し動作終了後
に、上記一時的に停止した筆記動作を継続させれ
ばよい。この場合、芯摩耗の検出は、筆記動作中
に定常的に行なわれており、この芯摩耗検出のた
めだけに筆記動作を中断させる必要がないことに
注目すべきである。したがつて、ペンアツプ、ダ
ウン用の１個のソレノイドプランジヤ等による筆
記具の上下方向への駆動により、筆記のための芯
１０の先端の筆記面Ｇへの着地、浮上動作と、芯
１０の繰り出し動作とが同時に行なわれるため、
それぞれ独立にプランジヤ等の駆動手段を設ける
必要がなく、構成が簡単となる。また、芯１０の
摩耗状態を筆記具筐体１の高さ位置移動量により
検出しているため、簡単な構造で芯摩耗量をチエ
ツクでき、しかも筆記動作中でも筆記具筐体１の
変位量検出が連続して行なわれているため、芯摩
耗チエツクのためだけに筆記動作を中断させる必
要がない。

さらに、筆記動作開始時等において、ペンダウ
ンしても筆記具筐体１が外筒体３に対して下降し
た位置（例えば第３図参照）に達し、検出プレー
ト１８が芯摩耗を検出する場合には、何度かペン
アツプ、ダウン動作を繰り返して芯繰り出し動作
を行なわせ、所定の芯繰り出し量となつた時に筆
記動作を行なわせるようにすればよい。この場
合、ペンアツプ、ダウン動作が所定回数（例えば
５〜６回程度）行なわれても、所定の芯繰り出し
量に達しない場合に、警報等を発して、芯交換を
要求するようにしてもよい。

次に第５図は本発明の第２の実施例を示し、上
記第１の実施例のゴム保持管体５を用いずに、芯
ガイド筒体４′の上端近傍に芯押し棒２０が挿通
される第２のゴムリング９を配設したものであ
る。そして、復帰バネ７′は芯ガイド筒体４′を直
接押圧するようにしている。他の構成は上記第１
の実施例と同様であるため、図中同じ部分に同一
の指示符号を付し、説明を省略する。この第２の
実施例の動作及び効果も、上記第１の実施例と同
様である。

〔発明の効果〕

本発明に係る筆記ヘツドの画線装置によれば、
芯チヤツク部は鉛筆の芯を直接保持しておらず、
金属等で作られた芯押し棒を保持しているため、
保持力が強く、芯を保護することができる。ま
た、芯押し棒で芯の繰り出しを行なつているた
め、残芯量を極めて少なくでき、経済的であると
ともに、芯交換の頻度が少なく、使用に便利であ
る。特に、自動筆記装置に用いた場合に、筆記速
度を向上しても円滑な筆記動作を保証でき、芯交
換等のメンテナンスが簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す概略断面
図、第２図はこの実施例に用いられる芯チヤツク
部の具体的構造例及びゴム保持管体を示す断面
図、第３図及び第４図は第１図の実施例のそれぞ
れ異なる動作状態を示す慨略断面図、第５図は本
発明の第２の実施例を示す慨略断面図である。 １……筆記具筐体、２……加圧バネ、３……外
筒体、４，４′……芯ガイド筒体、５……ゴム保
持管体、６……芯チヤツク部、７，７′……復帰
バネ、１０……鉛筆の芯、２０……芯押し棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 作画面上を移動可能な作画ヘツド本体に設け
   られ、該作画ヘツド本体に対して昇降駆動される
   支持アームと、 上記支持アームにより支持され、該支持アーム
   の下降動作により鉛筆の芯先端を筆記面に着地さ
   せると共に、上昇動作により鉛筆の芯先端を作画
   面より浮上離隔させる外筒体と、 上記外筒体内の下部に摺動自在に支持される筆
   記具筐体と、 上記外筒体と上記筆記具筐体との間に介装され
   上記筆記具筐体を筆記画面方向に付勢する加圧バ
   ネと、 上記筆記具筐体内の下部に摺動自在に支持され
   た芯ガイド筒体と、 芯ガイド筒体の先端部に設けられ、鉛筆の芯が
   挿通されるとともに摩擦力により該鉛筆芯を保持
   する第１のゴムリングと、 芯ガイド筒体内に案内された上記芯の端部に当
   接する芯押し棒と、 芯ガイド筒体の上部に一体又は別体に設けら
   れ、該芯ガイド筒体と一体的に移動し、芯押し棒
   が挿通され、摩擦力により該芯押し棒を保持する
   第２のゴムリングと、 筆記具筐体内の上部に固定支持され、挿通され
   る芯押し棒に対して上方の力が加わるとき該芯押
   し棒を強固な保持力で把持し、下方の力が加わる
   とき芯押し棒を弱い保持力で把持してなり、軸方
   向に往復動する毎に上記芯押し棒を繰り出す芯チ
   ヤツクと、 芯ガイド筒体に筆記面方向への復帰力を付与す
   る復帰バネと、 芯ガイド筒体の筆記面からの高さ位置を規制す
   る芯ガイドストツパとを設けてなることを特徴と
   する筆記ヘツドの画線装置。