(57)【要約】【課題】発光ダイオード、様々な装飾光、音響効果、付設した人形等を動かす動作効果の機能のための電源として、電池交換が不要な発電装置を内蔵した筆記具を得ることである。【解決手段】軸筒内に、磁石と導線を巻いてなるコイルを配設し、該コイルの両端を少なくとも整流回路及びコンデンサを含む電源回路部に接続する。そして軸筒を振ることにより、コイルが磁石の磁界中を磁束を切って移動することで、または磁石がコイルを貫く磁束を変化するように移動することで起電力を発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸筒内に、磁石と導線を巻いてなるコイルを配設し、該コイルの両端を少なくとも整流回路及びコンデンサを含む電源回路部に接続し、軸筒を振ることにより、コイルが磁石の磁界中を磁束を切って移動することで、または磁石がコイルを貫く磁束を変化するように移動することで起電力を発生させることを特徴とする、発電装置を内蔵した筆記具。
【請求項２】
前記磁石を円筒状に形成し、軸筒内に挿着した鉛芯又はインクを収納したタンク又はレフィルの外側に、該タンク又はレフィルの長手方向に沿って移動可能に遊嵌し、磁石の移動範囲内の磁石の内側及び／又は外側の位置に、前記コイルを固定して配設してなる、請求項１に記載の発電装置を内蔵した筆記具。
【請求項３】
前記磁石が、振ることにより生じる慣性力で芯タンクを前進させる重量体を備えた振出式シャープペンシルの重量体を兼ね備えてなる、請求項２に記載の発電装置を内蔵した筆記具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電球や発光ダイオードを発光させるための、あるいは音響装置の音を発生させるための、あるいは動物等の形態を動作させる動作装置を動作させるための電源となる発電装置を内蔵した筆記具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオードや電球を具備した照明付の筆記具が多数提案されている。また、音響装置を有し音響効果や、動物等の形態を付設し前記形態を動かす動作効果が得られる機能を付加したものも提案され販売もされている。しかし、前記した機能を作用させるための電源は、ほとんどのものが電池である。
【０００３】
しかし、こうした電源を電池とするものでは、電池がなくなると交換しなければならないが、普段予備電池を持ち歩く事はなく、電池が消耗してしまうと（切れてしまうと）、前記した機能を使用することはできないという問題があった。
【０００４】
本発明者はこうした問題を解決するために、電源として電池交換が不要な発電装置を内蔵した筆記具を得ることを考えた。従来、シャープペンシルにおいて、芯を繰り出す構造として軸筒内に重量体を設け、シャープペンシルを振ることで重量体の慣性力により芯タンクが前進し、芯を保持するチャックを開閉する構造に係る考案が、実開昭５４−６１４３号公報や実開平４−２０４９０号公報により提案され、実際に商品化もされており、その構造については良く知られている。本発明者は、こうした筆記具に着目し、筆記具を振ることにより発電可能な発電装置を得ることで前記した問題を解決することを試みた。
【０００５】
従来、筆記具を振ることにより発電可能な発電装置を内蔵した筆記具として、特開平１−２１８８９９号公報により「発電装置内蔵筆記用具」が、また本出願人の先の出願である特開平８−９０９８６号公報により「筆記具」が提案されている。前者の発明は、筆記用具を使用する際の振動で発電し、筆記用具に具備された電気装置に電気を供給することができ、振動によって電気エネルギーを発生する発電機をボールペンの頭部に内蔵したものである。後者の発明は、圧電素子を用いて、移動部材の移動により圧電素子に変位を与えて電圧を得、その電圧を電気装置に供給するものである。
【０００６】
しかし、前者においては、発電機についての具体的な記載はない。後者においては、圧電素子を用いるために、発電効果を得るには圧電素子を振動させる必要があり、そのために圧電素子に接触子を設け、移動部材の移動により接触子を振動させる構造としなければならなく、構造も煩雑となる。
【特許文献１】実開昭５４−６１４３号号公報
【特許文献２】実開平４−２０４９０号公報
【特許文献３】特開平１−２１８８９９号公報
【特許文献４】特開平８−９０９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、電球や発光ダイオードを発光させるための、あるいは音響装置の音を発生させるための、あるいは動物等の形態を動作させる動作装置を動作させるための電源として、電池交換が不要な発電装置を内蔵した筆記具を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
「１．軸筒内に、磁石と導線を巻いてなるコイルを配設し、該コイルの両端を少なくとも整流回路及びコンデンサを含む電源回路部に接続し、軸筒を振ることにより、コイルが磁石の磁界中を磁束を切って移動することで、または磁石がコイルを貫く磁束を変化するように移動することで起電力を発生させることを特徴とする、発電装置を内蔵した筆記具。
２．前記磁石を円筒状に形成し、軸筒内に挿着した鉛芯又はインクを収納したタンク又はレフィルの外側に、該タンク又はレフィルの長手方向に沿って移動可能に遊嵌し、磁石の移動範囲内の磁石の内側及び／又は外側の位置に、前記コイルを固定して配設してなる、請求項１に記載の発電装置を内蔵した筆記具。
３．前記磁石が、振ることにより生じる慣性力で芯タンクを前進させる重量体を備えた振出式シャープペンシルの重量体を兼ね備えてなる、２項に記載の発電装置を内蔵した筆記具。」
である。
【０００９】
本発明においては、軸筒内に、コイルを固定し磁石を移動可能に配設しても良いし、または、磁石を固定しコイルを移動可能に配設しても良い。また、磁石は、棒形状或いは円筒形状でも良く、特に特定されるものではない。磁石が円筒形状の場合には、コイルは磁石の外側或いは内側のどちらの位置に配設しても良く、コイルが磁石の磁界中を磁束を切って移動することで、または磁石がコイルを貫く磁束を変化するように移動することで発生する起電力が効率良く発生すれば良いのであって、コイルや磁石の配設状態は適宜検討して決めれば良い。また、コイルや磁石の数についても、特に制約があるものではない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発電装置を内蔵した筆記具は、発電装置として、コイルが磁石の磁界中を磁束を切って移動することでまたは磁石がコイルを貫く磁束を変化するように移動することで起電力を発生させるもので、従来より良く知られている原理を用いたものである。軸筒を振る等して軸筒内の磁石やコイルを移動させるだけで、電球や発光ダイオードを発光させるための、あるいは音響装置の音を発生させるための、あるいは動物等の形態を動作させる動作装置を動作させるための起電力を発生し、電池を使用することなく前記のような機能を作用させることができた。また、電池を使用していないので電池交換の煩わしさがなく、前記した機能を使用したいときに何時でも使用することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明における磁石は、一般的なもので良いが、高い発電効率を得るためにはより高磁性を持つサマコバ磁石を使用することが望ましい。電源回路部としては、一般的に知られているダイオードからなる整流回路とコンデンサで構成され、過電圧で動作装置が誤動作または破壊されることを防ぐために、定電圧ダイオードやチョークコイルで構成されるサージ吸収回路や、発光ダイオード等を安定して発光させるために、電圧を安定させるための安定化回路を設けた方が良い。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例を図面を用いて説明する。便宜上、発光ダイオードを具備した照明付筆記具として説明するが、これに限定されるものではない。同じ部材、同じ箇所を示すものには同じ符号を付してある。
図１に示す第１の実施例は、ボールペン１の場合である。軸筒２内には、インキ（図示せず）が充填され、先端にボールペンチップ３を具備したレフィル４が収容してある。軸筒２の先端には口金部材５が、後端には尾栓６が装着してあり、前記レフィル４の後端を尾栓６に形成した保持孔６ａに挿着して保持している。ボールペンチップ３の先端は、口金部材５の先端開口部５ａより常時突出したものとしてある。
【００１３】
口金部材５は、軸筒２内に挿入し後方に延びた円筒部７を有している。該円筒部７の後端には閉塞部材８を螺着してあり、円筒部７の前方段部９と円筒部７の開口した後端と閉塞部材８で形成された後方段部１０とで空間部１１を形成してある。レフィル４の外側に、レフィル４に沿って長手方向に移動可能に円筒状に形成した磁石１２を遊嵌して、空間部１１内に配設してある。前記前方段部９と後方段部１０には、磁石１２の移動による衝撃を和らげるためにリング状でゴム製の弾性体１３を付設してある。前記空間部１１に対向する円筒部７の外周面には、凹溝１４を形成してあり、そこに導線を巻いたコイル１５を設けてある。
【００１４】
前記閉塞部材８の後方の軸筒２内部には、図２に示すような、一般的に知られている整流回路１６、サージ吸収回路１７、コンデンサ１８、安定回路１９、及びスイッチ２０からなる電源回路部２１を有する基板２２を配設してある。電源回路２１は、コイル１５の両端の導線２３、２４を、先ず、整流回路１６に接続し、次に該整流回路１６からサージ吸収回路１７、コンデンサ１８に順次接続され、コンデンサ１８から出力された導線２３、２４は、一方の導線２３にスイッチ２０を設けて、安定回路１９に接続した構成としてある。
【００１５】
軸筒２の後端に装着した尾栓６には、保持孔２５を形成して該保持孔２５に保持部材２６により発光ダイオード２７を装着してある。該発光ダイオード２７には、前記安定回路１９から出た導線２８、２９が接続してある。
【００１６】
従って、軸筒２を振ることにより電源回路部２１のコンデンサ１８に電流が蓄えられ、スイッチを入れることにより、発光ダイオード２７を発光させることができる。電流の蓄えが無くなったら、再度、軸筒２を振ることにより電源回路部２１に電流を蓄えることができ、何時でも発光ダイオード２７を発光させることができる。
【００１７】
図３に示す第２の実施例は、シャープペンシル５１の場合である。軸筒５２には口金部材５３が連結してある。鉛芯を繰り出す構造は従来より良く知られている構造で、口金部材５３及び軸筒５２の内部に、外周に締めリング５４を遊嵌したチャック５５を連結部材５６を介して先端に連結した芯タンク５７を配設してある。口金部材５３の内壁の段部５８に配設したワッシャー５９に前記締めリング５４が当接可能としてある。前記ワッシャー５９と連結部材５６の先端との間にコイルスプリング６０を張架して、前記チャック５５を長手方向後方に付勢してある。これにより、通常時は締めリング５４がワッシャー５９に当接してチャック５５を締め付け、チャック５５は閉じられる。芯タンク５７を前進させることによりチャック５５も前進し、締めリング５４も若干前進するが、締めリング５４は口金部材５３の内壁に形成した小径段部６１に当接することにより前進を妨げられ、チャック５５のみが前進し、締めリング５４の締め付けから解放されチャック５５は開く。
【００１８】
前記実施例と同様に、口金部材５３は、軸筒５２内に挿入し後方に延びた円筒部６２を有している。該円筒部６２の後端には、芯タンク５７を通す孔６３を有した隔壁部６４を設けた中継パイプ６５が螺着してある。芯タンク５７の外側には該芯タンク５７に沿って長手方向に移動可能に円筒状に形成した磁石６６を、前記鍔部材に衝接可能に遊嵌して配設してある。円筒部６２の後端は、中継パイプ６５の隔壁部６４で閉塞されており、そこに磁石６６の移動による衝撃を和らげるためにリング状でゴム製の弾性体６７を付設してある。円筒部６２の磁石６６が移動可能な範囲の外周面には、凹溝６８を形成してあり、そこに導線を巻いたコイル６９を設けてある。
【００１９】
芯タンク５７の後端には、中継パイプ６５内を移動可能に形成した円筒状のノック体７０が遊嵌して配設してある。中継パイプ６５の後部には、図４に示すように、長手方向に延びた摺動溝７１と該摺動溝７１の前端より周方向後方に傾斜した係止溝７２が形成してあり、ノック体７０の前端部７０ａにコ字型に切欠きを設けて内方に撓み可能とした側片（図示せず）に、前記摺動溝７１及び係止溝７２を摺動可能な係止突起７３を設けて、該係止突起７３を前記摺動溝７１に係止してある。
【００２０】
通常の筆記状態では、中継パイプ６５の隔壁部６４とノック体７０の前端部７０ａに形成した外鍔部７４との間にリターンスプリング７５が張架され、係止突起７３は摺動溝７１後端に偏倚している。従って、ノック体７０の芯タンク５７より後方に形成した内鍔部７６は芯タンク５７の後端より適宜離間するようにしてある。また、ノック体７０の後部には尾栓７７を挿着してあり、該尾栓７７には、保持孔７８を形成して該保持孔７８に、前記実施例と同様の発光ダイオード２７を装着してある。
【００２１】
前記中継パイプ６５より後方の軸筒５２内部には、前記実施例と同様の電源回路部２１有した基板２２を配設してあり、コイル６９の両端の導線７９、８０が接続し、前記電源回路部２１から出た導線７９、８０は発光ダイオード２７に接続してある。
【００２２】
本実施例のシャープペンシルは、通常の筆記状態では、軸筒５２を振ることにより生じる磁石６６の慣性力により芯タンク５７及びチャック５５を前進させて鉛芯８１を繰り出すころができる。また、携帯する場合には、尾栓７７を押圧して前進させ、チャック５５を拡開した後に、尾栓７７を回転してノック体７０を回転させ、係止突起７３を軸筒５２の係止溝７２に嵌め込む。こうした状態では、磁石６６が摺動してもチャック５５が拡開しているために、鉛芯８１の繰り出しは行われない。そして、筆記状態に戻すためには、単に尾栓７７を押圧すれば、係止突起７３が係止溝７２に沿って前進し、係止溝７２より外れて摺動溝７１内に位置される。
【００２３】
従って、本実施例のシャープペンシルでは、軸筒５２を振ってり芯を繰り出す度に電源回路部２１に電流が蓄えられ、前記実施例の場合と同様に、スイッチを入れることにより、発光ダイオード２７を発光させることができる。電流の蓄えが無くなったら、再度、軸筒２を振ることにより電源回路部２１に電流を蓄えることができ、何時でも発光ダイオード２７を発光させることができる。
【００２４】
図５〜図８は他の実施例を示し、コイルを２つ設けた場合の実施例を示すものである。図５に示す実施例は筆記具がボールペン１の場合であり、図５はその第３の実施例の要部を示す図である。第１の実施例と同様に、軸筒２の先端に口金部材３０を装着してあり、該口金部材３０は軸筒２内に挿入し後方に延びた円筒部３１を有している。該円筒部３１の後端には閉塞部材３２を螺着してあり、第１の実施例と同様に、円筒部３１の前方段部３３と、円筒部３１の開口した後端に内側に挿入して螺着した閉塞部材３２の先端部３２ａとで空間部３４に配設してある。空間部３４に対向した円筒部３１の外周面には、凹溝３５を形成してあり、該凹溝３５の前方端部３５ａと後方端部３５ｂには導線を巻いたコイルＡ、Ｂを設けてある。コイルＡとコイルＢは導線３６、３７で接続されており、コイルＢの両端の導線３８、３９は第１の実施例と同様に電源回路部（図示せず）に接続してある。その他の構造は、第１の実施例と同様としてある。
【００２５】
図６に示す実施例は筆記具がシャープペンシル５１の場合であり、図６はその第４の実施例の要部を示す図である。第２の実施例と同様に、軸筒２の先端に口金部材９０を装着してあり、該口金部材９０は軸筒２内に挿入し後方に延びた円筒部９１を有している。該円筒部９１の後端には、円筒部９１の開口した後端の内側に先端部９２ａを挿入して螺着した中継パイプ９２が連結してある。また、第２の実施例と同様に、芯タンク５７の外側には該芯タンク５７に沿って長手方向に移動可能に円筒状に形成した磁石６６を遊嵌して配設してある。前記円筒部９１の磁石６６が移動可能な範囲の外周面には凹溝９３を形成してあり、該凹溝９３の前方端部９３ａと後方端部９３ｂには導線を巻いたコイルＣ、Ｄを設けてある。前記第３の実施例と同様に、コイルＣとコイルＤは導線９４、９５で接続されており、コイルＤの両端の導線９６、９７は第１の実施例と同様に電源回路部（図示せず）に接続してある。その他の構造は、第２の実施例と同様としてある。
【００２６】
図７及び図８に示す実施例は筆記具がボールペン１の場合であり、図７はその第５の実施例の要部を示す図である。図８は、図７におけるＡ−Ａ線部分の横断面図である。図７に示す第５の実施例は、軸筒２の先端に、第１の実施例と同様の口金部材５を装着してあり、該口金部材５は軸筒２内に挿入し後方に延びた円筒部７を有している。該円筒部７の後端には第１の実施例と同様の閉塞部材８を螺着してあり、第１の実施例と同様に、円筒部７の前方段部９と円筒部７の開口した後端と閉塞部材８で形成された後方段部１０とで、空間部１１を形成してある。該空間部１１内には、中パイプ４０がレフィル４を挿着して配設してあり、中パイプ４０の後方の内壁面は薄肉状態として、レフィル４の外周面との間に大幅な隙間部４１を形成してある。該隙間部４１には、導線を巻いたコイルＥを配設してある。中パイプ４０の外側には、第１の実施例と同様に、中パイプ４０に沿って長手方向に移動可能に円筒状に形成した磁石４２を遊嵌して、空間部１１内に配設してある。前記前方段部９と後方段部１０には、磁石４２の移動による衝撃を和らげるためにリング状でゴム製の弾性体４３を付設してある。前記空間部１１に対向する円筒部７の外周面には、第１の実施例と同様に凹溝１４を設けてしてコイルＦを設けてある。コイルＥ、Ｆの各々の両端の導線４４、４５、４６、４７は第１の実施例と同様に電源回路部（図示せず）に接続してある。その他の構造は、第１の実施例と同様としてある。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
従来の乾電池により発光や照射したりする機能、音響効果を有する機能、付設した人形等を動かす動作効果の機能を有した筆記具において、電池を使用することなく前記したような機能を行わせることができるので、そうした筆記具に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】筆記具がボールペンである場合の第１の実施例を示す、縦断面図である。
【図２】電源回路部を示す説明図である。
【図３】筆記具がシャープペンシルである場合の第２の実施例を示す、縦断面図である。
【図４】前記実施例における摺動溝部を示す拡大図である。
【図５】第３の実施例の要部を示す図である。
【図６】第４の実施例の要部を示す図である。
【図７】第５の実施例の要部を示す図である。
【図８】図７におけるＡ−Ａ線部分の横断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    ボールペン
２    軸筒
４    レフィル
１２    磁石
１５    コイル
１６    整流回路
２１    コンデンサ
４２  磁石
５１    シャープペンシル
５２    軸筒
５７    芯タンク
６６    磁石
６９    コイル
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ    コイル
【図１】
2005205606.tif 000003
【図２】
2005205606.tif 000004
【図３】
2005205606.tif 000005
【図４】
2005205606.tif 000006
【図５】
2005205606.tif 000007
【図６】
2005205606.tif 000008
【図７】
2005205606.tif 000009
【図８】
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