(57)【要約】【課題】  温度変化によって形状変化する形状記憶合金素材をアクチュエータとして利用し、小型、軽量かつ静粛な筆記体の繰り出しを自動的に行う筆記具を提供する。【解決手段】  軸筒２内でその軸線方向にチャック部材４を進退動させて軸筒２先端側から芯を繰り出す筆記具において、温度変化によりその形状が可逆的に変化する形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２を用い、この形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２の形状変化によってチャック部材４を前記軸線方向に駆動するチャック駆動部２０と、前記チャック駆動部２０の形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２の温度を制御することによって前記形状変化を生じさせる制御部１０とを備えており、前記制御部１０は、前記チャック駆動部２０の形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２の温度を制御することによりチャック部材４を駆動させて芯の繰り出しを行わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸筒内でその軸線方向にチャック部材を進退動させて軸筒先端側から芯を繰り出す筆記具において、
温度変化によりその形状が可逆的に変化する形状記憶合金素材を用い、この形状記憶合金素材の形状変化によってチャック部材を前記軸線方向に駆動するチャック駆動部と、
前記チャック駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することによって前記形状変化を生じさせる制御部とを備えており、
前記制御部は、前記チャック駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することによりチャック部材を駆動させて芯の繰り出しを行わせるようにしたことを特徴とする筆記具。
【請求項２】
軸筒内でその軸線方向に筆記体を前進させて軸筒先端側から筆記体先端を突出させる筆記具において、
温度変化によりその形状が可逆的に変化する形状記憶合金素材を用い、この形状記憶合金素材の形状変化によって筆記体を前記軸線方向に駆動する筆記体駆動部と、
前記筆記体駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することによって前記形状変化を生じさせる制御部と、を備えており、
前記制御部は、前記筆記体駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することにより筆記体を前進させて前記筆記体先端を軸筒先端側から突出させるようにしたことを特徴とする筆記具。
【請求項３】
前記形状記憶合金素材は、糸状であり、高温時と低温時の長さが異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の筆記具。
【請求項４】
前記制御部は、前記形状記憶合金素材に流す電流を制御して前記形状記憶合金素材自体の発熱を制御して、前記形状変化を生じさせることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の筆記具。
【請求項５】
前記形状記憶合金素材に制御部によって電流を流すための操作用スイッチを、軸筒の外部中央よりも先端側の位置に設けたことを特徴とする請求項４に記載の筆記具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯の繰り出し又は筆記体先端の突出を自動的に行う筆記具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、筆記具には、筆記具後端をノックしたり、筆記具の一部を回転させたりして、シャープペンシルの芯の繰り出しやボールペンの筆記体（ペン芯）の突出を行うものがある。
この種の筆記具において、ノックや回転させるためのユーザの時間的労力節減やノック時における使用者の親指等の押し圧力を軽減させるために、これらの操作を自動化しようとする試みや提案が多数これまで行われてきた。これら操作の自動化を行う提案には、動力源（以下、アクチュエータという）として、モータ、例えば超音波モータやソレノイド等が用いられたものがある。
【０００３】
上述したソレノイドを用いた筆記具の構成が、例えば、特許文献１に開示されている。また、超音波モータを用いたシャープペンシルの構成が、特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特許第３２５９４３５号
【特許文献２】特開２００１−１０２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、モータやソレノイド等のアクチュエータを使用して芯や筆記体の繰り出しを行う筆記具では、比重の大きい銅線を多量に使用するため、筆記具の重量が増加せざるを得なかった。また、繰り出し動作の際に、これらのアクチュエータおよびそれらに付随する機構が、使用者に不快感を与えるような作動音や振動を発生していた。
【０００５】
さらに、これらのアクチュエータは、その大きさや重量の割には非力であるため、筆記具としては実用的でない大きさや重さにならざるを得なかった。
【０００６】
そこで、本発明は、斯かる実情に鑑みなされたもので、温度変化によって形状変化する形状記憶合金素材をアクチュエータとして利用して、小型、軽量かつ静粛な、筆記体の繰り出しまたは筆記体先端の突出を自動化した筆記具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る筆記具は、上述した目的を達成するために、以下の特徴点を備えている。
【０００８】
請求項１に記載の筆記具は、軸筒内でその軸線方向にチャック部材を進退動させて軸筒先端側から芯を繰り出す筆記具において、温度変化によりその形状が可逆的に変化する形状記憶合金素材を用い、この形状記憶合金素材の形状変化によってチャック部材を前記軸線方向に駆動するチャック駆動部と、前記チャック駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することによって前記形状変化を生じさせる制御部とを備え、前記制御部は、前記チャック駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することによりチャック部材を駆動させて芯の繰り出しを行わせるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の筆記具は、軸筒内でその軸線方向に筆記体を前進させて軸筒先端側から筆記体先端を突出させる筆記具において、温度変化によりその形状が可逆的に変化する形状記憶合金素材を用い、この形状記憶合金素材の形状変化によって筆記体を前記軸線方向に駆動する筆記体駆動部と、前記筆記体駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することによって前記形状変化を生じさせる制御部とを備えており、前記制御部は、前記筆記体駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することにより筆記体を前進させて前記筆記体先端を軸筒先端側から突出させるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の筆記具は、請求項１又は請求項２に記載した前記形状記憶合金素材が、糸状であり、高温時と低温時の長さが異なることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の筆記具は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の前記制御部が、前記形状記憶合金素材に流す電流を制御して前記形状記憶合金素材自体の発熱を制御して、前記形状変化を生じさせることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の筆記具は、請求項４に記載の発明において、前記形状記憶合金素材に制御部によって電流を流すための操作用スイッチを、軸筒の外部中央よりも先端側の位置に設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る筆記具は、上述した構成を備えているため、以下の優れた効果を奏することができる。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、温度変化によりその形状が可逆的に変化する形状記憶合金素材を用い、この形状記憶合金素材の形状変化によってチャック部材を前記軸線方向に駆動するチャック駆動部と、前記チャック駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することによって前記形状変化を生じさせる制御部とを備えており、前記制御部は、前記チャック駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することによりチャック部材を駆動させて芯の繰り出しを行わせる構成としている。したがって、本発明では、前記形状記憶合金素材を、チャック部材を前進させるアクチュエータとして使用しており、形状記憶合金素材はモータやソレノイドに比較して銅の巻き線を用いないので軽量でありまた運動形態もモータやソレノイドに比較して静粛になるので、自動的、小型、軽量かつ静粛に芯の繰り出しを行うことができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、温度変化によりその形状が可逆的に変化する形状記憶合金素材を用い、この形状記憶合金素材の形状変化によって筆記体を前記軸線方向に駆動する筆記体駆動部と、前記筆記体駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することによって前記形状変化を生じさせる制御部とを備えており、前記制御部は、前記筆記体駆動部の形状記憶合金素材の温度を制御することにより筆記体を前進させて前記筆記体先端を軸筒先端側から突出させるようにしたので、請求項１に記載の発明と同様に自動的、小型、軽量かつ静粛に、ボールペンのような筆記体先端の突出をさせることができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記形状記憶合金素材が、糸状であり、高温時と低温時の長さが異なるものとするので、糸状の形状記憶合金素材は細くかつ場所をとらないことから容易に軸筒内に配設することができる。したがって、一般的に軸筒をある程度以上は太くはできない（例えば８〜１３．５ｍｍ程度の外径寸法が好ましい）とされる筆記具において、この糸状の形状記憶合金素材の設置の自由度は高く、設計も容易になることから、アクチュエータとして極めて望ましい適性を有しているものといえる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、前記制御部が、前記形状記憶合金素材に流す電流を制御して前記形状記憶合金素材自体の発熱を制御して、前記形状変化を生じさせるので、形状記憶合金素材以外に発熱体を設ける必要がないので、筆記具を自動化する際に大型化するのをより効果的に防ぐことができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、前記形状記憶合金素材に制御部によって電流を流すための操作用スイッチを、軸筒の外部中央よりも先端側の位置に設けたので、使用者は軸筒を握った状態で操作用スイッチを押すことができることから、芯を繰り出し操作したり筆記体を突出させるのに、筆記具を持ち変えなくても行うことができ、使用性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る筆記具の一実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１から図６は、発明を実施する形態の一例を示す図であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る繰り出し式筆記具の縦断面図を示す図であり、図２は、その筆記具の外筒（軸筒）２内でその軸線方向に繰出チャック（チャック部材）４を進退動させて外筒先端側の口先部３から芯（所謂シャープペンシルの芯）を繰り出す繰り出し機構部分の拡大断面図を示す。
【００２２】
筆記具の本体１は、その外周部に概略中空筒状の外筒２が配設されている。この外筒２は、その前端部に先細のテーパ形状を呈した口先部３が固着され、その後端部に外筒２内収容した電池の交換等を行うためのネジ式のキャップ（「尾栓」とも称する）２ａが着脱可能に設けられている。
なお、その他、外筒２は、前記口先部３を含めた一体品とすることも可能である。また、口先部３は、外筒２に螺着することによって、固定するようにしてもよい。
【００２３】
外筒２の内部には、線軸方向に移動可能な芯繰り出し機構として、芯を繰り出す為に頭部に形成された把持部４ａが拡縮可能に二つ割若しくは三つ割の筒状を呈し、尾部４ｂが一体の筒状になって後記芯タンク６前端部に挿着される繰出チャック４と、この繰出チャック４の頭部の把持部４ａを締め付ける締め具５と、繰出チャック４を進退動可能に外筒２内部で支持するチャック支持具１５と、使用前の芯を収容する樹脂製等の芯タンク６と、チャック支持具１５後端部および芯タンク６前端部の間に介挿され、芯タンク６および繰出チャック４を外筒２の軸線方向の後方へ付勢するチャックスプリング８と、外筒２の前端部内部の後面に当接し、チャック支持具１５を中央部に貫通させて支持する継手７とを備えている。
【００２４】
さらに、外筒２の内部には、樹脂製の芯タンク６の後端部に、アルミ製のノック筒９と、ノック筒９を前方に押圧して（前進駆動させ）、芯を自動的に繰り出す繰り出し機構が設けられている。
この繰り出し機構は、温度変化によりその形状が可逆的に変化する糸状の形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２を用い、この形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２によってノック筒９と継手７との間を接続し、この形状記憶合金素材の形状変化によってノック筒９、芯タンク６、繰出チャック４を外筒２の軸線方向に駆動するチャック駆動部２０と、前記チャック駆動部２０の糸状の形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２の温度を制御することによってその形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２の長さの変化（形状変化）を生じさせる制御部１０とを備えている。
【００２５】
なお、前記形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２は、糸状であり、高温時と低温時の長さが異なるものである。
また、前記制御部１０は、前記形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２に流す電流を制御して前記形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２自体の発熱を制御して、前記形状変化を生じさせるものである。また、制御部１０は、制御回路１１と電源部（例えば電池）１２から構成されている。
【００２６】
前記形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２に制御部１０によって電流を流すためのスイッチ（操作用スイッチ）ＳＷ１７を、外筒（軸筒）２の外部中央よりも先端側の位置に設けたものである。すなわち、外筒２の外部の中央よりも先端側の位置であって、特に、外筒２に口先部３が設けられる先端部には、前記形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２に制御部１０によって電流を流す操作をユーザが行うための、前記制御回路１１のオン・オフを行うスイッチＳＷ１７を備えている。
本実施の形態では、スイッチＳＷ１７は、外筒２の外部の先端部に配置されているが、例えば、芯を自動的に繰り出すのを容易にするために、外筒２の外部中央よりも先端側の位置に設けるのが好適で有り、例えば、ユーザが筆記具の使用時にユーザの指が外筒２を押さえる位置若しくはその近傍の位置を適宜に選択してスイッチＳＷ１７を配置しても良いものである。
【００２７】
さらに、口先部３には、その先端から内部にかけて、筆記時に筆圧に抗して芯を支持する細長の先端パイプ１３が圧入又はかしめにより固定されており、この先端パイプ１３は口先部３先端端より前方へと伸びている。
この先端パイプ１３の中央部から後方部にかけての内周部には、前記繰出チャック４によって繰り出された芯が後退しないようにある程度の挟持力または把持力によって挟み付けて保持するために、ゴム等の弾性材よりなる概略筒状の保持チャック１４が備えられている。
【００２８】
次に、上記のように構成される筆記具において、糸状の形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２の長さの形状変化による芯の繰り出し動作について説明する。
【００２９】
通常ノック式の筆記具（例えば、ノック式シャープペンシル）において、芯を繰り出すには、外力（例えば、使用者の指の力）を加えて、ノック筒９をノックすると、繰出チャック４の把持部４ａが締め具５で締め付けられているので、供給芯はこの把持部４ａに把持された状態で前進する。
図２に示す間隙（ギャップ）δ分だけ、更に前進すると、締め具５が口先部３の内部の後面部１６に当接して繰出チャック４のみが前進し把持部４ａが拡径するため、芯の把持が解除される。
この状態で、ノック筒９の前進動を解除すると芯が停止した状態でチャックスプリング８の後方への付勢力で繰出チャック４が後退するが、繰出チャック４の把持部４ａが締め具５に係合し始めた時点から芯に摩擦係合して、芯を若干後退させた状態で把持が完了する。
ここで、さらにノックを繰り返すことによって、芯は保持チャック１４に挟まれて係合しつつ、先端パイプ１３から芯が繰り出され、適量の長さ分突出した時点で繰り出し動作が終了する。
【００３０】
上記ノック筒９をノックする本実施の形態に係るチャック駆動部２０のアクチュエータとして用いるのは、２本の糸状の形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２である。一方の糸状の形状記憶合金素材Ｌ１は、継手７の後端部の接続点Ｐ１とノック筒９の前端部の接続点Ｐ２に接続されている。また、他方の糸状の形状記憶合金素材Ｌ２は、継手７の後端部の接続点Ｐ３とノック筒９の前端部の接続点Ｐ４とに接続されている。これら接続点Ｐ１からＰ４において、配線材（リード線等）が配線されており、例えば、接続点Ｐ１，Ｐ３に接続される配線材は、後述する制御部１０の端子Ａに、接続点Ｐ２，Ｐ４に接続される配線材は、制御部１０の端子Ｂにそれぞれ配線される。
【００３１】
図３（ａ）は、常温状態における糸状の形状記憶合金素材Ｌ１の弛緩した状態を示す図であり、図３（ｂ）は、高温状態における糸状の形状記憶合金素材Ｌ１の収縮した状態を示す図である。
【００３２】
図３（ａ）（糸状の形状記憶合金素材Ｌ１のみ記載）では、糸状の形状記憶合金素材Ｌ１自体が、常温状態にあり、弛緩した状態となっており、ノック筒９がノックされていない状態を示している。
【００３３】
一方、図３（ｂ）では、糸状の形状記憶合金素材Ｌ１が、この高温状態にあり、図３（ａ）の緩んだ状態から長さが収縮して、形状記憶合金素材Ｌ１に強い張力が発生し、ノック筒９が押されてノックされている状態を示している。即ち、図３（ｂ）に示すように、ノック筒９の位置が、ノックされていない位置から、「ｌ」分の距離だけずれている状態を示している。
糸状の形状記憶合金素材Ｌ１が高温状態となるようにするために、この糸状の形状記憶合金素材Ｌ１に所定の電流を所定時間だけ流す。流された電流値と糸状の形状記憶合金素材Ｌ１の抵抗値とにより消費電力が発生し、この消費電力の一部が熱エネルギーに変換される。この変換された熱エネルギーにより糸状の形状記憶合金素材Ｌ１自体が高温状態となる。この高温状態によって、糸状の形状記憶合金素材Ｌ１の長さが収縮して、張力が発生する。この張力によって、ノック筒９が押されてノック状態となり、上述した繰出チャック４を間隙δ分前進させることができる。
【００３４】
なお、逆に、図３（ｂ）の収縮状態から、図３（ａ）に示す糸状の形状記憶合金素材Ｌ１が弛緩状態となるようにするためには、単に、上記電流を一定期間以上切れば（非通電状態にすれば）、それまでの高温状態から周囲雰囲気の温度に冷やされ、常温状態に戻る。すなわち、形状記憶合金素材Ｌ１は弛緩状態に戻ることができる。
【００３５】
このようにして、高温状態と常温状態の２つの状態を繰り返して生成することにより、糸状の形状記憶合金素材Ｌ１は、自動的に繰り返してノック及びノック解除を行うことができ、芯を一定の長さ分、繰り出すことができる。すなわち、糸状の形状記憶合金素材Ｌ１は、自動的に芯を繰り出す筆記具のアクチュエータの機能を果たすことが可能である。
【００３６】
なお、糸状の形状記憶合金素材は、Ｌ１の１本のみの動作について説明したが、ノックの張力と消費電力の兼ね合いで適切な複数本の形状記憶合金素材を同時に駆動してもよい。また、図１及び図２では、２本の糸状の形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２を使用した例を示している。なお、以下の説明において複数の形状記憶合金素材を使用する場合には「形状記憶合金素材群」とも称する。
【００３７】
ここで、糸状の形状記憶合金の素材としては、例えば、ＴＯＫＩＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ製のバイオメタル・ファイバー（登録商標）等があげられる。この素材は、アクチュエータとして種々の応用分野に使用されており、例えば、お湯、水の排出制御を行うバルブに使用されている。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態にかかる筆記具は、芯の繰り出し動作が行われるが、繰り出された芯を先端パイプ１３に戻すには、通常のシャープペンシルと同様に繰り出し動作中にユーザが芯を押して直接に先端パイプ１３の内部に入れ込み、その後、芯の繰り出し動作を止める。
【００３９】
次に、上記構成される筆記具において、糸状の形状記憶合金素材群Ｌ（形状記憶合金素材が複数本ある）による芯の繰り出し動作を制御する制御部１０の動作について以下に説明する。
【００４０】
図４は、本発明に係る筆記具の制御部１０のブロック図を示す。
【００４１】
制御部１０は、糸状の形状記憶合金素材群Ｌに供給する電流をオン・オフする期間の制御を行う制御回路１１と、この制御回路１１と制御部１０の外部に存在する糸状の形状記憶合金素材群Ｌに電圧を供給する電源部（以下、電池という）１２とを備えている。
また、制御回路１１は、糸状の形状記憶合金素材群Ｌに供給する電流をオン・オフする駆動パルス信号を発生するタイマ回路１８と、糸状の形状記憶合金素材群Ｌに電流を供給するドライバ回路１９から構成される。
【００４２】
図５は、制御回路１１のタイマ回路１８で発生する糸状の形状記憶合金素材群Ｌの駆動電流のＯＮ／ＯＦＦ期間を発生する駆動パルス信号のタイムチャートである。
【００４３】
タイマ回路１８は、図５のタイムチャートに示すような駆動パルス信号を生成する。
【００４４】
駆動パルス信号は、“レベルＨ（ハイ：高レベル）”の期間Ｔ２及び“レベルＬ（ロー：低レベル）”の期間Ｔ３の状態を有する。
この“レベルＨ”の期間Ｔ２は、駆動パルスがＯＮ（オン）状態になって糸状の形状記憶合金素材群Ｌに駆動電流が流れる期間である。この期間Ｔ２内で、前記駆動電流により糸状の形状記憶合金素材群Ｌが高温状態となり、その結果、糸状の形状記憶合金素材群Ｌの長さが収縮してノックするのに十分な張力が生成されて、ノック状態に達する。そして、この期間Ｔ２のパルス時間幅は、ノック状態が維持できる十分な時間に設定される。
【００４５】
次に、駆動パルスＯＮの期間Ｔ２経過後に、駆動パルスＯＦＦの期間Ｔ３が生成される。この駆動パルス信号の“レベルＬ”の期間Ｔ３は、上記“レベルＨ”の期間Ｔ２の期間でノックしている状態を解除する期間である。すなわち、この駆動パルス信号の期間Ｔ３は、期間Ｔ２で高温状態から常温状態に冷却する期間であり、ノック状態を十分に解除できるように設定する。上述したバイオメタル・ファイバーでは、その特性から期間Ｔ２よりも期間Ｔ３の方が長くなるように設定する。
【００４６】
ドライバ回路１９のトランジスタＴｒに駆動パルス信号の“レベルＨ”の期間Ｔ２のパルスが印加されて、トランジスタＴｒがＯＮ状態となり、短絡する。従って、端子Ａから供給される電圧によって、下記に示す式（１）で表す電流が糸状の形状記憶合金素材Ｌｎ（Ｌ１〜Ｌｎ：ｎは任意の数）に流れる。これによって、形状記憶合金素材Ｌｎおいて式（２）に示す消費電力Ｓが発生し、上述したように形状記憶合金素材Ｌｎが高温状態となり、その長さが収縮する。
【００４７】
Ｉｎ＝Ｖ０／Ｒｎ                        （１）
【００４８】
Ｓ＝Ｒｎ＊Ｉｎ2                          （２）
【００４９】
ここで、Ｖ０は、電源部１２の電圧であり、Ｉｎはｎ番目の形状記憶合金素材Ｌｎに流れる電流値である。また、Ｒｎはｎ番目の形状記憶合金素材Ｌｎの抵抗値である。
【００５０】
一方、駆動パルスが“Ｌ”の期間は、ドライバ回路１９のトランジスタＴｒがＯＦＦ状態となり、各糸状の形状記憶合金素材Ｌｎに流れる電流Ｉｎは０となり、各形状記憶合金素材Ｌの長さが弛緩する。
【００５１】
以上のように、駆動パルス信号の“レベルＨ”信号のＴ２期間と“レベルＬ”信号のＴ３期間によって１サイクルを形成し、このサイクルを繰り返すことによって、ノック及びノック解除が自動的に行なわれ、芯が繰り出される。
【００５２】
芯の繰り出し開始のタイミングは、制御部１０の外部に設置されているスイッチＳＷ１７をＯＮすることにより、タイマ回路１８に対してスタート・ストップ信号の“レベルＨ”信号が発生する。この“レベルＨ”信号は、期間Ｔ２の開始タイミングとなる。その後、芯が先端パイプ１３から適切な長さ、繰り出された時、スイッチＳＷ１７をＯＦＦすることで“レベルＬ”が発生し、上記サイクルを止めて、芯の繰り出し終了を行う。
【００５３】
上述したように、この上記スイッチＳＷ１７は、ユーザによって、適宜、使用されるため、外筒２の外側の中央部から前端部よりの使用容易な位置に設置されるのが望ましい。
【００５４】
なお、サイクル数をカウントして所定のカウント数に達した後に、自動的に繰り出し終了する回路構成にしてもよい。
【００５５】
以上説明した実施の形態では、Ｔ２、Ｔ３のように一定期間“レベルＨ又はＬ”のような直流的な制御回路の構成について説明したが、例えば、Ｔ２の期間、細かいパルス幅によってＯＮ／ＯＦＦを繰り返す、言わば、ＰＷＭのような駆動を行ってもよい。形状記憶合金素材Ｌの温度上昇時間との兼ね合いもあるが、このような駆動を行うことによって、電源部（電池を有している）１２の小型化を図ることも可能である。
【００５６】
図６は、制御回路１１の具体的回路例を示す。
【００５７】
図６は、コンデンサ、抵抗及びＮＡＮＤ型ロジックＩＣで構成された無安定マルチバイブレータにより、構成された制御回路１１を示している。スイッチＳＷ１７がＯＮすると、この無安定マルチバイブレータが自励発振し、周期Ｔ１のパルスが発生する。この時、ＯＮ期間、即ちＴ１の時間幅は、可変抵抗器Ｒ２の値を設定して定める。また、ＯＦＦ期間、即ちＴ３の時間幅は、可変抵抗器Ｒ３の値を設定して定める。ＩＣ１の出力Ｏｕｔは、ＩＣ４に入力し、論理変換とパルス成形されて、ＩＣ４から出力され、駆動パルス信号となる。この駆動パルスは、ドライバ回路１９のトランジスタＴｒに供給されて、形状記憶合金素材Ｌが駆動される。本回路のロジックＩＣは、ＣＭＯＳのＩＣを採用しているため、初期状態において電源部１２からの電源Ｖｃｃが投入されても、その投入時の過渡期に、ＩＣ４から無用なＯＮ信号は発生しないようになっている。従って、無用に形状記憶合金素材Ｌが駆動されることはない。このように、スイッチＳＷ１７がＯＮした時には、必ず、図５にも示したように、駆動パルス信号の立ち上がりから、サイクルは開始されることになる。
【００５８】
なお、上記制御回路１１のタイマ回路１８の発振動作の詳しい説明は、省略する。また、本実施の形態に係るタイマ回路１８は、コンデンサと抵抗による時定数と、ロジックＩＣの入力スレショールドでタイマ時間が決定されるアナログ的なタイマ回路であるが、デジタルカウンタ回路等によるタイマ回路構成としてもよい。
【００５９】
上記説明した実施形態では、チャック体として、繰出チャック４の頭部の把持部４ａがリング状の締め具５により、芯の挟持及び開放を行う繰出チャック４について詳述したが、本発明は、リング状の締め具５の替わりにボールを用いたボールチャック体を使用した筆記具にも適用することができる（ボールチャック体に関しては、例えば特開昭６０−９４３９６号公報参照）。
以下に、ボールチャック体の機構及びその動作概要について説明する。
ボールチャック体は、後方に向けて付勢するチャックスプリングを受承すると共にノック動作によって与えられる推力を受ける基端部と、そのチャックスプリングの軸方向の力を変換して得た中心方向の力により締付けられ、外面にボールが配設できるようにボール受座を有している把持部と、上記両部を連結する中間腕部とから構成されている。
【００６０】
上記構成により、ボールチャック体は、ボールチャック体の把持部の外面にボール受座を形成し、傾斜案内面をもった外筒内に内装されているチャックスプリングによって後方に向けて付勢されている。こうすることで、ボール受座内に収めたボールは、外筒の傾斜案内面に押し付けられる。把持部は、上記したチャックスプリングの軸方向の力を変換して得た締付け力によって、芯を挟持している。
ここで、芯を繰り出すには、外力を加えて、ノック筒９をノックすると、供給芯はこの把持部に把持された状態で前進する。
更に前進すると、外筒の傾斜案内面に押し付けられていたボールは、ボール受座の方向に移動し、ボール受座内に収められて、チャックスプリングの軸方向の力を変換して得た締付け力が失われる。このため、把持部が拡径し、芯の把持が解除される。
この状態で、ノック筒９の前進動を解除すると芯が停止した状態でチャックスプリングの後方への付勢力でボールチャック体が後退する。そして、ボールチャック体の把持部のボール受座にボールが収められていたボールは、外筒の傾斜案内面に押し付けられて、上述した最初の状態に戻り、芯を若干後退させた状態で把持が完了する。
上記外力として、糸状の形状記憶合金素材Ｌ１を用いたアクチュエータを使用して、自動的に芯を繰り出すことが可能である。
【００６１】
以上説明した実施の形態では、ノックのよって芯を繰り出す繰り出し式筆記具（例えば、ノック式シャープペンシル）について詳述したが、本発明は、図７に示す他の実施の形態のようにボールペンのような筆記体先端を自動的に突出するノック式ボールペン等の筆記具にも適用することが可能である。
【００６２】
他の実施の形態では、図７に示すように、外筒２内にボールペン芯（筆記体）２１を進退動させるノック式ボールペンと称される筆記具である。
図７に示す記載の筆記具は、その本体１Ａ外周を形成する外筒（軸筒）２内でその軸線方向にボールペン芯２１を前進させて外筒２先端側の口先部２２からボールペン芯２１の先端（ボールペンチップ）２１ａを突出させるノック式ボールペンにおいて、温度変化によりその形状が可逆的に変化する形状記憶合金素材Ｌ１、Ｌ２を用い、この形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２の形状変化によってボールペン芯２１を前記軸線方向に駆動する筆記体駆動部２３と、前記筆記体駆動部２３の形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２の温度を制御することによって前記形状変化を生じさせる制御部１０とを備え、前記制御部１０は、前記筆記体駆動部２３の形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２の温度を制御することによりボールペン芯２１を前進させてその先端２１ａを外筒２の先端側の口先部２２から突出させるようにしたものである。
【００６３】
制御部１０は、上述の説明および前記図１〜図６に示した実施の形態と同一部分には、同一の符号を付している。
また、口先部２２は、全体が先細に形成されていて、軸中心にボールペン芯２１の先端２１ａを進退動させる孔２２ａが形成されている。
また、筆記体駆動部２３は、前記実施の形態の前記チャック駆動部２０と同様の構成であって、前記図５の期間Ｔ２と期間Ｔ３の１サイクルを行うことによって筆記体であるボールペン芯２１を一回突出させて筆記状態に動作させる以外は動作も同様である。そのため前記チャック駆動部２０と同様の部分に同一の符号を付してその説明は省略する。なお、ボールペン芯２１の先端２１ａの突出状態で保持し必要に応じて保持を解除する保持・解除機構は、ノック式ボールペンの周知の種々の保持・解除機構を採用でき、その図示および説明を省略している。
【００６４】
この他の実施の形態のノック式ボールペンでは、制御部１０によって筆記体駆動部２３の形状記憶合金素材Ｌ１，Ｌ２に電流を流して温度を制御することによって、前記実施の形態と同様にボールペン芯２１を前進させて前記ボールペン芯先端２１ａを外筒２先端側のから突出させるように、前進状態で保持・解除機構によって保持して筆記を可能にする。
【００６５】
したがって、この他の実施の形態のノック式ボールペンによれば、自動的、小型、軽量かつ静粛に、ボールペンのような筆記体先端の突出をさせることができる。
【００６６】
尚、本発明に係る筆記具は、上記した実施の形態または他の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
上記の実施の形態では、形状記憶号合金素材として糸状のものを例示したが、本発明の形状記憶合金素材としては、糸状のものに限定されないことはもちろんであり、その他、棒状、板状、異形状のものなど様々なものを採用できる。
また、形状記憶合金素材を温度制御することによって形状変化させる際には、形状記憶合金素材自体に電流を流すことの他、形状記憶合金素材の近傍等に発熱体を設けてこの発熱体による発熱によって、形状記憶合金素材を温度制御するようにすることが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る筆記具の一実施の形態を表す縦断面図である。
【図２】図１の一実施の形態に係る筆記具の繰り出し機構部分の拡大断面図である。
【図３】（ａ）は、常温状態における糸状の形状記憶合金素材の弛緩した状態を示す図であり、（ｂ）は、高温状態における糸状の形状記憶合金素材の収縮した状態を示す図である。
【図４】本発明に係る筆記具の制御部のブロック図である。
【図５】制御回路のタイマ回路で発生する糸状の形状記憶合金素材の駆動電流を制御する駆動パルスのタイムチャートである。
【図６】制御部における制御回路の具体的回路図である。
【図７】本発明に係る筆記具の他の実施の形態を表す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  筆記具の本体
１Ａ  筆記具の本体
２  外筒
２ａ  ネジ式のキャップ
３  口先部
４  繰出チャック（チャック部材）
４ａ  把持部
４ｂ  尾部
５  締め具
６  芯タンク
７  継手
８  チャックスプリング
９  ノック筒
１０  制御部
１１  制御回路
１２  電源部
１３  先端パイプ
１４  保持チャック
１５  チャック支持具
１６  口先部の後面部
１７  スイッチ（操作用スイッチ）
１８  タイマ回路
１９  ドライバ回路
２０  チャック駆動部
２１  ボールペン芯（筆記体）
２１ａ  ボールペン芯の先端（ボールペン芯チップ）
２２  口先部
２３  筆記体駆動部
Ｌ１，Ｌ２  形状記憶合金素材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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