2009年に「芯が折れないシャープペンシルの第1号」としてプラチナ万年筆より「オ・レーヌ」が発売された。その後、発売順にぺんてるの「オレンズ」、ゼブラの「デルガード」、パイロットの「モーグルエアー」などが該当する。
シャープペンシル後端の消しゴムは、従来は小さなものが嵌められているだけであるが、回転繰出式のホルダー消しゴムと同様に、より大型の消しゴムを内蔵して、任意の長さに繰り出せるようにした製品がある。ぺんてる「タフ」、トンボ鉛筆「モノグラフ」など。
三菱鉛筆の「クルトガ」が該当。仕組みとしては、芯が紙に当たる度にシャープメカについたギアが回転し、芯を均等に減らす仕組み。ペン先が回転することにより、「字が太らない」シャープペンシルを開発したのだった。偏減りなどをなくすことが目的で、開発した三菱鉛筆は「中高生をターゲットとした」と語っている。
強い筆圧がかかると芯の固定機構がバネ様にスライドして圧力を和らげ、芯折れを防ぐ。メーカーによってはセーフティスライド機構などとも呼ばれる。パイプスライド式と併用し、クッション動作を芯の露出に利用するものもある（プラチナ万年筆のポイントプッシュ機能など）。
残芯が少なく、資源を有効活用できるシャープペンシル。従来、芯を固定するチャックとペン先との間には距離があり、10mm程度まで摩耗した芯は固定できず使用不能な残芯になる。残芯を減らす仕組みには、ペン先端にチャックを備えたものや、チャックとペン先の距離を縮めたり、後続芯と密着させるようにしたものなどがある。先端チャック式は原理的に最後の1mmまで使いきれるが、その他は3.5mmや0.5mmなど製品によって公称残芯に違いがある。昭和50年代に発売されたPILOTのトップチャックや、その後継モデルであるクラッチポイント、プラチナのゼロシンなどがある。低価格化も進み、2001年にはぺんてるの「.eシャープ」で100円製品での残芯3.5mmが初めて実現された。「.eシャープ」では芯を送り出すチャックとペン先のスライダー部分を密着連動させる構造を初めて実用化している。残芯0.5mmの100円製品も登場している。
ペン先のガイドパイプをスライドして口金内部に格納できる方式。ペン先を押し戻しながらノックするなどして格納でき、保管・携帯時のペン先・衣服などの破損や怪我を防ぐほか、筆記面にガイドパイプが触れればスライドするため、芯をほとんど露出させずに筆記でき、芯折れを防ぐ。rexgripなどの100円台のシャープペンシルに多く搭載されている。
OHTOの auto sharp（オート・シャープ）シリーズなどが該当。書きながら芯が出るためノンストップで筆記ができ、使うときにもノックする必要がないため一部の人に人気がある。ドイツのファーバーカステルが発売したアルファマチックによって実現した構造で、その後、パイロットのオートマチックペンシルなどさまざまなモデルが発売されていた。また最近では、ぺんてるのorenzneroがYouTubeにて紹介され人気を博している。
軸を握り、中程を浅く折り曲げる動作でノックが働き、芯が繰り出される。先軸と後軸に分割された構造を持ち、先軸側は芯タンクなどになっており、後軸側はノック棒が当たるすり鉢形状の部品が組み込まれており、継目付近は可動性を持たせてある。折り曲げる動作をすると、ノック棒がすり鉢形状の厚い周縁部に押されて動作する。ボディノックのアイデアは昭和40年代には既に公知技術となっていた。製品にはロットリングの900やコクヨのミストラル、トンボ鉛筆のオルノなどがある。
振るだけで芯が出てくる機能のついたシャープペンシル。PILOTのドクターグリップや、2020（フレフレ）シリーズ、ゼブラのフリシャオートマチック、三菱鉛筆のユニ アルファゲル シャカシャカなどがある。内部に重量のある金属パイプが仕込まれており、ペンを振ることによってこれを上下させ金属パイプの反動で繰り出し機構を作動させる。金属パイプの分、そうでない種類より重く握りが太目のものが多い。芯を出すのに持ち替える必要がないため、安定したリズムでの筆記が可能。一般のものと比較して価格に大差がないため日本国内では広く普及している。内部の錘は、金属の板を巻いた形状の物や、針金をコイルスプリング状に巻いたものなどが多い。元々は比較的高価であったが、最近は普及したことにより100円ショップなどでも売られている。
0次の対称・反対称モードは任意の周波数でレイリー=ラム周波数方程式を満たし、伝搬モードとなる。0次モードの位相速度および群速度は周波数fあるいは板厚d(=2h)の無限大の極限において、レイリー波の伝搬速度に一致する。また、1次以上の対称・反対称モードの位相速度および群速度は、周波数fあるいは板厚d(=2h)の無限大の極限において横波の伝搬速度に一致する。1次以上の対称・反対称モードはある周波数以上でのみレイリー=ラム周波数方程式を満たす。そこでレイリー=ラム周波数方程式を満たす解のうち、波数kのk→0の極限における周波数をカットオフ周波数と呼ぶ。周波数が（おおよそ）このカットオフ周波数を超えるたびにラム波の伝搬モードが増えるため、実用上・解析上重要な周波数である。k→0の極限では対称モード、反対称モードの角周波数ωcutoffはそれぞれ、を満たす。なお、あるモードにおけるカットオフ周波数はあくまでk→0の極限であるため、厳密にはカットオフ周波数ωcutoffがこのラム波伝搬モードにおける最小の周波数になるとは限らない。つまり、同じラム波伝搬モードのなかで最も小さい周波数をωcrとするとき、ωcr < ωcutoffとなる場合が存在する。