軸体
【課題】軸体を把持した際に指や手の平に接する箇所に滑り止めの効果を発揮させる為、密着性を向上させた把持部を提供する。
【解決手段】軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する構造を軸体表面に配することによって、効果の高い滑り止め効果を得るとともに、方向性のある吸着であることから容易にはく離する機能を持つ。
【解決手段】軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する構造を軸体表面に配することによって、効果の高い滑り止め効果を得るとともに、方向性のある吸着であることから容易にはく離する機能を持つ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性変形可能な表面構造を有する軸体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸体には、把持した際に指や手の平に接する箇所に滑り止めの効果を発揮させる為、弾性樹脂や発泡体が配される。滑り止めの効果を向上させる為に、低硬度の弾性体を配して密着性を向上させた把持部や、把持部の表面に指や手の平に吸着する為の吸盤機能を持つ孔を配した把持部が検討されている。
【特許文献１】特開平３−２９２２００号公報
【特許文献２】特開２００９−１６６３４１号公報
【非特許文献１】Ａｕｔｕｍｎ，ｋ．（２００６）．Ｈｏｗ ｇｅｃｋｏ ｔｏｅｓ ｓｔｉｃｋ．Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔ，９４，１２４−１３２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の実施例ではゴム硬度の低い弾性体によって接触面積拡大と摩擦抵抗の向上は可能であるが、低硬度弾性体の表面はべたつきがあることから、使用時の不快感や、汚れの付着等の問題がある。
【０００４】
また、特許文献２の実施例では凹陥部が変形して指先と凹陥部で形成される閉空間が減圧状態になって指先に吸着するが、減圧状態になるまで変形させる力が必要であり、更にはく離する際にも同等の力が必要になる為、筆記終了や持ち替えの時に余計な力が必要になる問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題を鑑み、軸体、特には軸体の把持部において、指先への吸着能力を発揮する表面構造を配した軸体を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、弾性変形可能な表面構造を有する軸体であって、軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造を持つ軸体を第１の要旨とし、軸体表面に可撓性のある突起を設け、可撓時に押圧面との間に発生するファンデルワールス力が大きくなる軸体を第２の要旨とし、軸体表面に一方向に対して可撓しやすい突起を設け、可撓時に押圧面との間に発生するファンデルワールス力が大きくなる軸体を第３の要旨とし、更には可撓性のある突起の突起面に更に可撓性のある突起を設けたことを第４の要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ファンデルワールス力による吸着を発揮する構造を軸体表面に作製することにより、表面のべたつきがないが滑らない軸体、かつ、滑り止め効果を長期間発揮できる軸体を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を筆記具に使用した実施例１〜３、並びに、実施例５〜実施例９の斜視図である。
【図２】実施例１の把持部の表面拡大断面図である。
【図３】実施例１の把持部を把持した際の表面拡大断面図である。
【図４】実施例２の把持部の表面拡大断面図である。
【図５】実施例２の把持部を把持した際の表面拡大断面図である。
【図６】実施例３の把持部の表面拡大断面図である。
【図７】実施例３の把持部を把持した際の表面拡大断面図である。
【図８】本発明を筆記具に使用した実施例４の斜視図である。
【図９】（ａ）８の背面図である。 （ｂ） 図９（ａ）の表面拡大断面図である。 （ｃ） 図９（ｂ）の表面拡大断面図である。
【図１０】（ａ）図８の拡大図である。 （ｂ） 図１０（ａ）の表面拡大断面図である。
【図１１】（ａ） 実施例５の把持部の表面に複数形成した円柱突起の拡大正面図。 （ｂ） 図１１（ａ）の側面図。 （ｃ） 図１１（ａ）の斜視図。
【図１２】（ａ） 実施例６の把持部の表面に複数形成した円柱突起の拡大正面図。 （ｂ） 図１２（ａ）の側面図。 （ｃ） 図１２（ａ）の斜視図。
【図１３】（ａ） 実施例７の把持部の表面に複数形成した円柱突起の拡大正面図。 （ｂ） 図１３（ａ）の側面図。 （ｃ） 図１３（ａ）の斜視図。
【図１４】（ａ）実施例８の把持部の表面に複数形成した円柱突起の拡大正面図。 （ｂ） 図１４（ａ）の側面図。 （ｃ） 図１４（ａ）の斜視図。
【図１５】（ａ） 実施例９の把持部の斜視図。 （ｂ） 図１５（ａ）の縦断面図。 （ｃ） 図１５（ｂ）の拡大図。
【図１６】（ａ） 実施例１０の把持部の縦断面図。 （ｂ） 図１６（ａ）の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
平滑なガラス面に貼り付き、移動することができるヤモリの足裏に代表される生物の持つ優れた機能を人工的に再現する「バイオミメティックス」の概念から研究されている「ファンデルワールス力を原理とした吸着能力を発揮する表面構造」を軸体表面に作製するものである。軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造としては、ヤモリの足裏にある多段階構造が挙げられる。ヤモリの足裏は微細な毛が密集して生え、この毛の先端部は更に枝分かれした細い毛となり、その毛先はヘラ状になっている。このヘラ状の面部分と吸着対象面との間には密着した際、ファンデルワールス力が発生している。一つのヘラの面で発生するファンデルワールス力による吸着力は微小であるが、足裏に密集した無数の毛の先による当接面積は広くなることから発生する吸着力は大きくなり、対象面に吸着することが出来る（非特許文献１）。このヤモリの足裏の構造や、それを簡略化した構造として突起の天面や先端付近の側面に更に微細な突起を形成した構造であればよい。ファンデルワールス力による吸着は表面構造に方向性を持たせることで、荷重方向に応じて吸着力を制御することが可能であり、把持して紙面方向に力をかける筆記具のように、一定方向に力をかける軸体の滑り止めに最適である。突起やその突起の天面や先端付近の側面に設ける微細な突起に方向性を付与することでファンデルワールス力による吸着力に方向性を付与することが出来る。具体的には押圧に対して可撓しやすい角度と可撓時に押圧面に平行な面が形成される状態を作り出すことによって、押圧後、可撓した方向への荷重に対しては当接面積が大きくなるため、発生するファンデルワールス力が強くなることから強い摩擦抵抗を発揮し滑り止め効果をもたらすが、押圧解除方向や可撓の逆方向への荷重には摩擦抵抗が発生しないため容易にはく離することが可能となる。
【００１０】
より具体的な形状としては軸体の表面に形成する多数の円柱状や角柱状といった柱状の突起が一方向に倒れやすいように柱状突起の先端部を一定角度でカットした構造や柱状突起そのものを角度を付けて形成してもよい。発生するファンデルワールス力を強くするために、柱状突起の天面や側面に更に細かい突起を形成した構造でもよい。この細かい突起は柱状突起でも、凸板状でもよいが、ファンデルワールス力が働くために適した方向に倒れやすくなるように先端面に角度を付ける等の形状であることが望ましい。また、突起を軸の周状に連接して形成した環状突起の天面や側面に更に細かい突起を形成した構造でもよく、更には環状突起は断絶した箇所があってもよい。細かい突起は突起の天面や側面に全面に施しても、断続的に施してもよく、例えば、環状突起の天面に対し全周を６分割した３箇所に細かい突起を形成すると共に、その他の３箇所には細かい突起を形成せず、そして、それら突起が形成されている個所と突起が形成されていない個所を交互に配してもよい。柱状突起や細かい突起の先端部をカットする角度や、柱状突起や細かい突起そのものの角度に変化をつけることで、一つの軸体に把持する力や持ち方の違いに広く対応することが可能となる。これらの柱状突起、環状突起及びその天面や側面に設ける細かい突起は一つの軸体の中で複数組み合わせてよく、それらの角度、形状や先端面のカット角度、形状も適宜選択すればよい。
【００１１】
表面構造に方向性を持たせることで、一定方向へ力が加わった際にはファンデルワールス力を強くして滑り止め効果を発揮させ、別方向に対してはファンデルワールス力を弱くすることで容易にはく離することが可能となる。また、滑り止め効果を発揮させたい方向を各々設定することが可能となる。例として筆記具の軸体においては親指、人差し指、中指の各指に対する表面構造に異なる方向性を持たせることで、筆記時に紙面方向へ力が加わった際にはファンデルワールス力を強くすることで指先に対して滑り止め効果を発揮させ、持ち替えや離すときに指を開く方向に対してはファンデルワールス力を弱くすることが可能であり、滑り止め効果を効率よく発揮する軸体とすることが出来る。
【００１２】
軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造を作製する方法としては、成形や切削加工、エッヂングなどが挙げられる。また、基材の表面に化学蒸着気相法によってカーボンナノチューブを配向させることで突起を形成する方法や、集束イオンビーム励起反応を用いて突起を形成する方法も採用できるが、軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造が形成できればよく、特に限定されない。
【００１３】
押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造は、材料が軸体として十分な強度を持つ場合には軸体表面に直接作製することが可能である。また、軸体として十分な強度を持たない材料の場合は、作製した部材を把持部として別の軸体に装着してもよく、その構成は特に限定されない。
【００１４】
軸体に使用する材料として、樹脂や弾性樹脂が挙げられるが、軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造を形成できるものであればよく、特に限定されない。樹脂としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、アクリロニトリルスチレン樹脂（ＡＳ）、アクリロニトリルスチレンブタジエン樹脂（ＡＢＳ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリエチレンテレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド、弾性樹脂としてはシリコーン樹脂、ジメチル系シリコーン、メチルビニル系シリコーン、メチルフェニルビニル系シリコーン、メチルフルオロアルキル系シリコーン（フロロシリコーン）、フロロ−ジメチル共重合シリコーン、塩化ビニル、ポリウレタン樹脂、エラストマーゲル、ポリエチレンゲル、ウレタンゴム、エチレンアクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、塩素化ポリエチレン、ニトリルゴム、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマーなどが挙げられる。これら樹脂及び／または弾性樹脂は１種または２種以上の混合物であってもよい。
【００１５】
図１は、本発明の各軸体を筆記具１の把持部２に使用した実施例１〜実施例３、並びに、実施例５〜実施例９の斜視図である。
図２は実施例１の把持部２の表面を拡大した断面図、図３は図２の把持部の表面に指が当接した図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号４は指、参照符号５はファンデルワールス力が発生する表面である。
【００１６】
実施例１として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（アクティマーＡＥ−２０４０Ｓ、リケンテクノス（株）製、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて射出成形で成形した。把持部２の表面には図２に示す円柱突起３を直径１．０ｍｍで複数形成してある。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起の先端部は一定角度でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると図３のように一定方向に倒れるとともに、一定角度（４５°）でカットされた円柱突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。本実施例では、円柱突起の先端部を４５°で一定にカットしているが、４５°と６０°といった異なる角度にカットしてもよく、それらを一定範囲に分けて配したり、交互に配したりしてもよい。先端部を複数の角度にカットした円柱突起を組み合わせることで、様々な持ち方に対してファンデルワールス力が増大する効果を得ることが可能となる。
【００１７】
図４は実施例２の把持部２の表面を拡大した断面図、図５は図４の把持部の表面に指が当接した図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号４は指、参照符号５はファンデルワールス力が発生する表面である。
【００１８】
実施例２として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２を（ラバロンＭＥ５３０２Ｃ、三菱化学（株）製、ショアーＡ硬度：６０度）を用いて射出成形で成形した。把持部２の表面には図２に示す円柱突起３を直径０．３ｍｍで複数形成してある。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起を一定角度（２０°）傾け、その先端部を一定角度（４５°）でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側へ傾斜させかつ、ペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると図５のように一定方向に倒れるとともに、一定角度でカットされた円柱突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。本実施例では、円柱突起を２０°で一定に傾けているが、２０°と４０°といった異なる角度に傾けてもよく、それらを一定範囲に分けて配したり、交互に配したりしてもよい。また円柱突起の先端部を４５°で一定にカットしているが、４５°と６０°といった異なる角度にカットしてもよく、それらを一定範囲に分けて配したり、交互に配したりしてもよい。複数の角度に傾けた円柱突起や先端部を複数の角度にカットした円柱突起を組み合わせることで、様々な持ち方に対してファンデルワールス力が増大する効果を得ることが可能となる。
【００１９】
図６は実施例３の把持部２の表面を拡大した断面図、図７は図６の把持部の表面に指が当接した図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号４は指、参照符号５はファンデルワールス力が発生する表面、参照符号６は微小突起である。
【００２０】
実施例３として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２を（ラバロンＭＥ５３０２Ｃ、三菱化学（株）製、ショアーＡ硬度：６０度）を用いて射出成形で成形した。把持部２の表面には図６に示す円柱突起３を直径１．０ｍｍで複数形成してある。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起を一定角度（２０°）傾け、その先端部を一定角度（４５°）でカットしてある。そのカットした面には面に対して９０°に微小突起６を直径０．３ｍｍで設けてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側へ傾斜させかつ、ペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると図７のように一定方向に倒れるとともに、一定角度でカットされた微小突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００２１】
図８は、本発明の軸体を筆記具１の把持部２に使用した実施例４の正面図である。図９は実施例４の把持部２を拡大した正面図、図１０は図９の把持部の背面図である。図９ａ、図９ｂ、図１０ａはそれぞれの箇所の拡大図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起である。
【００２２】
実施例４として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をジメチル系シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、ＴＳＥ２５７０−６Ｕ、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて成形した。把持部２の表面には図２に示す円柱突起３を直径０．５ｍｍで複数形成してある。筆記具１のペン先方向に対し、正面側に人差し指、親指、背面側に中指が当接することを想定し、各指が筆記時に力を入れたときに倒れやすいように正面側においては、４５°の配列で筆記具の中心線を境に傾斜方向を９０°変えた対照配置とし、背面側では筆記具の中心線に対し、垂直方向に配列している。指が把持部に当接した際、力が入る方向に倒れやすいように円柱突起の先端部を配列を基準に一定角度（４５°）でペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると円柱突起が一定方向に倒れるとともに、一定角度でカットされた円柱突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生する。更に各指に対して最適な方向への傾倒と復元力を発揮することで、ペン先方向への指の滑りをより防止することが出来る。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００２３】
図１１ａは実施例５の把持部２の表面に複数形成した円柱突起３の拡大正面図、図１１ｂは図１１ａの側面図、図１１ｃは図１１ａの斜視図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号６は微小突起である。
【００２４】
実施例５として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をジメチル系シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、ＴＳＥ２５７０−６Ｕ、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて成形した。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起の先端部は一定角度でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。そのカットした面には微小板状突起をペン先方向に対して垂直方向に設けてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると円柱突起および、微小板状突起は一定方向に倒れ、微小板状突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起および、微小板状突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小板状突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小板状突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小板状突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小板状突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小板状突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００２５】
図１２ａは実施例６の把持部２の表面に複数形成した円柱突起３の拡大正面図、図１２ｂは図１２ａの側面図、図１２ｃは図１２ａの斜視図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号６は微小突起である。
【００２６】
実施例６として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（アクティマーＡＥ−２０４０Ｓ、リケンテクノス（株）製、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて成形した。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起の先端部は一定角度でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。そのカットした面には微小板状突起をペン先方向に対して垂直方向から４５°傾けて設けてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると円柱突起は一定方向に倒れるとともに、微小板状突起は４５°傾いた方向へ倒れ、微小板状突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起および、４５°方向の異なる微小板状突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小板状突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小板状突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小板状突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小板状突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小板状突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００２７】
図１３ａは実施例７の把持部２の表面に複数形成した円柱突起３の拡大正面図、図１３ｂは図１３ａの側面図、図１３ｃは図１３ａの斜視図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号６は微小突起である。
【００２８】
実施例７として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（ラバロンＭＥ７３０１Ｃ、三菱化学（株）製、ショアーＡ硬度：７０度）を用いて成形した。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起をペン先方向へ一定角度（２０°）傾け、その先端部を一定角度（５５°）でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。そのカットした面には面に対して垂直方向に微小突起６を複数設け、微小突起の先端部はペン先方向に対して４５°傾けてカットある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると円柱突起は一定方向に倒れるとともに、微小突起は９０°傾いた方向へ倒れ、微小突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起および、４５°方向の異なる微小突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００２９】
図１４ａは実施例８の把持部２の表面に複数形成した円柱突起３の拡大正面図、図１４ｂは図１４ａの側面図、図１４ｃは図１４ａの斜視図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号６は微小突起である。
【００３０】
実施例８として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（アクティマーＡＥ−２０４０Ｓ、リケンテクノス（株）製、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて成形した。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように、その先端部を一定角度（４５°）でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。そのカットした面には面に対して垂直方向に微小突起６を複数設け、微小突起の先端部はペン先方向に対して４５°傾けてカットある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると円柱突起は一定方向に倒れるとともに、微小突起は９０°傾いた方向へ倒れ、微小板状突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起および、４５°方向の異なる微小突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００３１】
図１５は実施例９の把持部２の表面に複数形成した環状突起３の拡大側面図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は環状突起、参照符号６は微小板状突起である。
【００３２】
実施例９として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（アクティマーＡＥ−２０４０Ｓ、リケンテクノス（株）製、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて成形した。把持部２の表面には、周状に環状突起が設けられ、その環状突起の先端部には微小環状突起６が周状に複数設けられ、微小環状突起の先端は指が把持部に当接した際、一方向に倒れやすいように一定角度（４５°）でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると環状突起および、微小環状突起は一定方向に倒れ、微小環状突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、環状突起および、微小環状突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小環状突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小環状突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小環状突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小環状突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小環状突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００３３】
図１６ａは実施例１０の把持部２の表面に複数形成した円柱突起３の拡大側面図、図１６ｂは図１６ａの斜視図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起である。
」
【００３４】
実施例１０として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（ラバロンＭＪ６３０１Ｃ、三菱化学（株）製、ショアーＡ硬度：６０度）を用いて射出成形で成形した。把持部２の表面には図１６ａに示す円柱突起３を直径０．５ｍｍで高さを２．０ｍｍと１．５ｍｍで複数形成してある。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起の先端部は高さを２．０ｍｍの柱状突起は３０°、１．５ｍｍ柱状突起は４５°の角度でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると、まず２．０ｍｍ、３０°の柱状突起が一定方向に倒れる。一定角度でカットされた円柱突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。更に強く把持し２．０ｍｍ、３０°の柱状突起がある程度倒れると、指先は１．５ｍｍ、４５°の柱状突起に触れ、１．５ｍｍ、４５°の柱状突起も一定方向に倒れる。一定角度でカットされた円柱突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が更に増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを更に防止することが出来る。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。本実施例では、円柱突起の先端部を４５°と３０°で一定にカットしているが、異なる角度を複数組み合わせてカットしてもよく、それらを一定範囲に分けて配したり、交互に配したりしてもよい。先端部を複数の角度にカットした円柱突起を組み合わせることで、様々な持ち方に対してファンデルワールス力が増大する効果を得ることが可能となる。
【００３５】
比較例１として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（ラバロンＴ３２０Ｃ、三菱化学（株）製、ショアーＡ硬度：１５度）を用いて表面には突起なく成形した。把持部表面は低硬度のエラストマー特有のべたつきがあるため、把持した際には滑り止め効果は高いが、持ち替えや離すときに指に貼り付いてしまうことから不快感や、余計な力が必要になってしまう。
【００３６】
比較例２として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をジメチル系シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、ＴＳＥ２５７０−６Ｕ、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて表面にディンプル形状の孔を多数開けた。把持した際にはディンプル内が減圧されるため指に貼り付き滑り止め効果は高いが、持ち替えや離すときに指に貼り付いてしまうことから不快感や、余計な力が必要になってしまう。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、内部に空間がある弾性体において、空間内面に擬似接着性を有する物質を配したこと弾性体に関するものである。その弾性体の利用例としては、クッション、座席シート、マットレス等から、シャープペンシルやボールペン、修正ペンなどの筆記具、カッターや彫刻刀、ドライバーなどの工具類、ＰＤＡ（パーソナル デジタル アシスタンス）や電子手帳に使用される入力ペン等の軸体の把持部、自転車のハンドルなど多岐にわたる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 筆記具
２ 把持部
３ 突起
４ 指
５ ファンデルワールス力が発生する表面
６ 微小突起
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性変形可能な表面構造を有する軸体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸体には、把持した際に指や手の平に接する箇所に滑り止めの効果を発揮させる為、弾性樹脂や発泡体が配される。滑り止めの効果を向上させる為に、低硬度の弾性体を配して密着性を向上させた把持部や、把持部の表面に指や手の平に吸着する為の吸盤機能を持つ孔を配した把持部が検討されている。
【特許文献１】特開平３−２９２２００号公報
【特許文献２】特開２００９−１６６３４１号公報
【非特許文献１】Ａｕｔｕｍｎ，ｋ．（２００６）．Ｈｏｗ ｇｅｃｋｏ ｔｏｅｓ ｓｔｉｃｋ．Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔ，９４，１２４−１３２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の実施例ではゴム硬度の低い弾性体によって接触面積拡大と摩擦抵抗の向上は可能であるが、低硬度弾性体の表面はべたつきがあることから、使用時の不快感や、汚れの付着等の問題がある。
【０００４】
また、特許文献２の実施例では凹陥部が変形して指先と凹陥部で形成される閉空間が減圧状態になって指先に吸着するが、減圧状態になるまで変形させる力が必要であり、更にはく離する際にも同等の力が必要になる為、筆記終了や持ち替えの時に余計な力が必要になる問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題を鑑み、軸体、特には軸体の把持部において、指先への吸着能力を発揮する表面構造を配した軸体を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、弾性変形可能な表面構造を有する軸体であって、軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造を持つ軸体を第１の要旨とし、軸体表面に可撓性のある突起を設け、可撓時に押圧面との間に発生するファンデルワールス力が大きくなる軸体を第２の要旨とし、軸体表面に一方向に対して可撓しやすい突起を設け、可撓時に押圧面との間に発生するファンデルワールス力が大きくなる軸体を第３の要旨とし、更には可撓性のある突起の突起面に更に可撓性のある突起を設けたことを第４の要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ファンデルワールス力による吸着を発揮する構造を軸体表面に作製することにより、表面のべたつきがないが滑らない軸体、かつ、滑り止め効果を長期間発揮できる軸体を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を筆記具に使用した実施例１〜３、並びに、実施例５〜実施例９の斜視図である。
【図２】実施例１の把持部の表面拡大断面図である。
【図３】実施例１の把持部を把持した際の表面拡大断面図である。
【図４】実施例２の把持部の表面拡大断面図である。
【図５】実施例２の把持部を把持した際の表面拡大断面図である。
【図６】実施例３の把持部の表面拡大断面図である。
【図７】実施例３の把持部を把持した際の表面拡大断面図である。
【図８】本発明を筆記具に使用した実施例４の斜視図である。
【図９】（ａ）８の背面図である。 （ｂ） 図９（ａ）の表面拡大断面図である。 （ｃ） 図９（ｂ）の表面拡大断面図である。
【図１０】（ａ）図８の拡大図である。 （ｂ） 図１０（ａ）の表面拡大断面図である。
【図１１】（ａ） 実施例５の把持部の表面に複数形成した円柱突起の拡大正面図。 （ｂ） 図１１（ａ）の側面図。 （ｃ） 図１１（ａ）の斜視図。
【図１２】（ａ） 実施例６の把持部の表面に複数形成した円柱突起の拡大正面図。 （ｂ） 図１２（ａ）の側面図。 （ｃ） 図１２（ａ）の斜視図。
【図１３】（ａ） 実施例７の把持部の表面に複数形成した円柱突起の拡大正面図。 （ｂ） 図１３（ａ）の側面図。 （ｃ） 図１３（ａ）の斜視図。
【図１４】（ａ）実施例８の把持部の表面に複数形成した円柱突起の拡大正面図。 （ｂ） 図１４（ａ）の側面図。 （ｃ） 図１４（ａ）の斜視図。
【図１５】（ａ） 実施例９の把持部の斜視図。 （ｂ） 図１５（ａ）の縦断面図。 （ｃ） 図１５（ｂ）の拡大図。
【図１６】（ａ） 実施例１０の把持部の縦断面図。 （ｂ） 図１６（ａ）の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
平滑なガラス面に貼り付き、移動することができるヤモリの足裏に代表される生物の持つ優れた機能を人工的に再現する「バイオミメティックス」の概念から研究されている「ファンデルワールス力を原理とした吸着能力を発揮する表面構造」を軸体表面に作製するものである。軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造としては、ヤモリの足裏にある多段階構造が挙げられる。ヤモリの足裏は微細な毛が密集して生え、この毛の先端部は更に枝分かれした細い毛となり、その毛先はヘラ状になっている。このヘラ状の面部分と吸着対象面との間には密着した際、ファンデルワールス力が発生している。一つのヘラの面で発生するファンデルワールス力による吸着力は微小であるが、足裏に密集した無数の毛の先による当接面積は広くなることから発生する吸着力は大きくなり、対象面に吸着することが出来る（非特許文献１）。このヤモリの足裏の構造や、それを簡略化した構造として突起の天面や先端付近の側面に更に微細な突起を形成した構造であればよい。ファンデルワールス力による吸着は表面構造に方向性を持たせることで、荷重方向に応じて吸着力を制御することが可能であり、把持して紙面方向に力をかける筆記具のように、一定方向に力をかける軸体の滑り止めに最適である。突起やその突起の天面や先端付近の側面に設ける微細な突起に方向性を付与することでファンデルワールス力による吸着力に方向性を付与することが出来る。具体的には押圧に対して可撓しやすい角度と可撓時に押圧面に平行な面が形成される状態を作り出すことによって、押圧後、可撓した方向への荷重に対しては当接面積が大きくなるため、発生するファンデルワールス力が強くなることから強い摩擦抵抗を発揮し滑り止め効果をもたらすが、押圧解除方向や可撓の逆方向への荷重には摩擦抵抗が発生しないため容易にはく離することが可能となる。
【００１０】
より具体的な形状としては軸体の表面に形成する多数の円柱状や角柱状といった柱状の突起が一方向に倒れやすいように柱状突起の先端部を一定角度でカットした構造や柱状突起そのものを角度を付けて形成してもよい。発生するファンデルワールス力を強くするために、柱状突起の天面や側面に更に細かい突起を形成した構造でもよい。この細かい突起は柱状突起でも、凸板状でもよいが、ファンデルワールス力が働くために適した方向に倒れやすくなるように先端面に角度を付ける等の形状であることが望ましい。また、突起を軸の周状に連接して形成した環状突起の天面や側面に更に細かい突起を形成した構造でもよく、更には環状突起は断絶した箇所があってもよい。細かい突起は突起の天面や側面に全面に施しても、断続的に施してもよく、例えば、環状突起の天面に対し全周を６分割した３箇所に細かい突起を形成すると共に、その他の３箇所には細かい突起を形成せず、そして、それら突起が形成されている個所と突起が形成されていない個所を交互に配してもよい。柱状突起や細かい突起の先端部をカットする角度や、柱状突起や細かい突起そのものの角度に変化をつけることで、一つの軸体に把持する力や持ち方の違いに広く対応することが可能となる。これらの柱状突起、環状突起及びその天面や側面に設ける細かい突起は一つの軸体の中で複数組み合わせてよく、それらの角度、形状や先端面のカット角度、形状も適宜選択すればよい。
【００１１】
表面構造に方向性を持たせることで、一定方向へ力が加わった際にはファンデルワールス力を強くして滑り止め効果を発揮させ、別方向に対してはファンデルワールス力を弱くすることで容易にはく離することが可能となる。また、滑り止め効果を発揮させたい方向を各々設定することが可能となる。例として筆記具の軸体においては親指、人差し指、中指の各指に対する表面構造に異なる方向性を持たせることで、筆記時に紙面方向へ力が加わった際にはファンデルワールス力を強くすることで指先に対して滑り止め効果を発揮させ、持ち替えや離すときに指を開く方向に対してはファンデルワールス力を弱くすることが可能であり、滑り止め効果を効率よく発揮する軸体とすることが出来る。
【００１２】
軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造を作製する方法としては、成形や切削加工、エッヂングなどが挙げられる。また、基材の表面に化学蒸着気相法によってカーボンナノチューブを配向させることで突起を形成する方法や、集束イオンビーム励起反応を用いて突起を形成する方法も採用できるが、軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造が形成できればよく、特に限定されない。
【００１３】
押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造は、材料が軸体として十分な強度を持つ場合には軸体表面に直接作製することが可能である。また、軸体として十分な強度を持たない材料の場合は、作製した部材を把持部として別の軸体に装着してもよく、その構成は特に限定されない。
【００１４】
軸体に使用する材料として、樹脂や弾性樹脂が挙げられるが、軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造を形成できるものであればよく、特に限定されない。樹脂としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、アクリロニトリルスチレン樹脂（ＡＳ）、アクリロニトリルスチレンブタジエン樹脂（ＡＢＳ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリエチレンテレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド、弾性樹脂としてはシリコーン樹脂、ジメチル系シリコーン、メチルビニル系シリコーン、メチルフェニルビニル系シリコーン、メチルフルオロアルキル系シリコーン（フロロシリコーン）、フロロ−ジメチル共重合シリコーン、塩化ビニル、ポリウレタン樹脂、エラストマーゲル、ポリエチレンゲル、ウレタンゴム、エチレンアクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、塩素化ポリエチレン、ニトリルゴム、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマーなどが挙げられる。これら樹脂及び／または弾性樹脂は１種または２種以上の混合物であってもよい。
【００１５】
図１は、本発明の各軸体を筆記具１の把持部２に使用した実施例１〜実施例３、並びに、実施例５〜実施例９の斜視図である。
図２は実施例１の把持部２の表面を拡大した断面図、図３は図２の把持部の表面に指が当接した図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号４は指、参照符号５はファンデルワールス力が発生する表面である。
【００１６】
実施例１として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（アクティマーＡＥ−２０４０Ｓ、リケンテクノス（株）製、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて射出成形で成形した。把持部２の表面には図２に示す円柱突起３を直径１．０ｍｍで複数形成してある。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起の先端部は一定角度でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると図３のように一定方向に倒れるとともに、一定角度（４５°）でカットされた円柱突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。本実施例では、円柱突起の先端部を４５°で一定にカットしているが、４５°と６０°といった異なる角度にカットしてもよく、それらを一定範囲に分けて配したり、交互に配したりしてもよい。先端部を複数の角度にカットした円柱突起を組み合わせることで、様々な持ち方に対してファンデルワールス力が増大する効果を得ることが可能となる。
【００１７】
図４は実施例２の把持部２の表面を拡大した断面図、図５は図４の把持部の表面に指が当接した図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号４は指、参照符号５はファンデルワールス力が発生する表面である。
【００１８】
実施例２として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２を（ラバロンＭＥ５３０２Ｃ、三菱化学（株）製、ショアーＡ硬度：６０度）を用いて射出成形で成形した。把持部２の表面には図２に示す円柱突起３を直径０．３ｍｍで複数形成してある。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起を一定角度（２０°）傾け、その先端部を一定角度（４５°）でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側へ傾斜させかつ、ペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると図５のように一定方向に倒れるとともに、一定角度でカットされた円柱突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。本実施例では、円柱突起を２０°で一定に傾けているが、２０°と４０°といった異なる角度に傾けてもよく、それらを一定範囲に分けて配したり、交互に配したりしてもよい。また円柱突起の先端部を４５°で一定にカットしているが、４５°と６０°といった異なる角度にカットしてもよく、それらを一定範囲に分けて配したり、交互に配したりしてもよい。複数の角度に傾けた円柱突起や先端部を複数の角度にカットした円柱突起を組み合わせることで、様々な持ち方に対してファンデルワールス力が増大する効果を得ることが可能となる。
【００１９】
図６は実施例３の把持部２の表面を拡大した断面図、図７は図６の把持部の表面に指が当接した図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号４は指、参照符号５はファンデルワールス力が発生する表面、参照符号６は微小突起である。
【００２０】
実施例３として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２を（ラバロンＭＥ５３０２Ｃ、三菱化学（株）製、ショアーＡ硬度：６０度）を用いて射出成形で成形した。把持部２の表面には図６に示す円柱突起３を直径１．０ｍｍで複数形成してある。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起を一定角度（２０°）傾け、その先端部を一定角度（４５°）でカットしてある。そのカットした面には面に対して９０°に微小突起６を直径０．３ｍｍで設けてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側へ傾斜させかつ、ペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると図７のように一定方向に倒れるとともに、一定角度でカットされた微小突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００２１】
図８は、本発明の軸体を筆記具１の把持部２に使用した実施例４の正面図である。図９は実施例４の把持部２を拡大した正面図、図１０は図９の把持部の背面図である。図９ａ、図９ｂ、図１０ａはそれぞれの箇所の拡大図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起である。
【００２２】
実施例４として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をジメチル系シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、ＴＳＥ２５７０−６Ｕ、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて成形した。把持部２の表面には図２に示す円柱突起３を直径０．５ｍｍで複数形成してある。筆記具１のペン先方向に対し、正面側に人差し指、親指、背面側に中指が当接することを想定し、各指が筆記時に力を入れたときに倒れやすいように正面側においては、４５°の配列で筆記具の中心線を境に傾斜方向を９０°変えた対照配置とし、背面側では筆記具の中心線に対し、垂直方向に配列している。指が把持部に当接した際、力が入る方向に倒れやすいように円柱突起の先端部を配列を基準に一定角度（４５°）でペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると円柱突起が一定方向に倒れるとともに、一定角度でカットされた円柱突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生する。更に各指に対して最適な方向への傾倒と復元力を発揮することで、ペン先方向への指の滑りをより防止することが出来る。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００２３】
図１１ａは実施例５の把持部２の表面に複数形成した円柱突起３の拡大正面図、図１１ｂは図１１ａの側面図、図１１ｃは図１１ａの斜視図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号６は微小突起である。
【００２４】
実施例５として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をジメチル系シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、ＴＳＥ２５７０−６Ｕ、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて成形した。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起の先端部は一定角度でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。そのカットした面には微小板状突起をペン先方向に対して垂直方向に設けてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると円柱突起および、微小板状突起は一定方向に倒れ、微小板状突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起および、微小板状突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小板状突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小板状突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小板状突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小板状突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小板状突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００２５】
図１２ａは実施例６の把持部２の表面に複数形成した円柱突起３の拡大正面図、図１２ｂは図１２ａの側面図、図１２ｃは図１２ａの斜視図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号６は微小突起である。
【００２６】
実施例６として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（アクティマーＡＥ−２０４０Ｓ、リケンテクノス（株）製、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて成形した。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起の先端部は一定角度でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。そのカットした面には微小板状突起をペン先方向に対して垂直方向から４５°傾けて設けてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると円柱突起は一定方向に倒れるとともに、微小板状突起は４５°傾いた方向へ倒れ、微小板状突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起および、４５°方向の異なる微小板状突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小板状突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小板状突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小板状突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小板状突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小板状突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００２７】
図１３ａは実施例７の把持部２の表面に複数形成した円柱突起３の拡大正面図、図１３ｂは図１３ａの側面図、図１３ｃは図１３ａの斜視図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号６は微小突起である。
【００２８】
実施例７として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（ラバロンＭＥ７３０１Ｃ、三菱化学（株）製、ショアーＡ硬度：７０度）を用いて成形した。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起をペン先方向へ一定角度（２０°）傾け、その先端部を一定角度（５５°）でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。そのカットした面には面に対して垂直方向に微小突起６を複数設け、微小突起の先端部はペン先方向に対して４５°傾けてカットある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると円柱突起は一定方向に倒れるとともに、微小突起は９０°傾いた方向へ倒れ、微小突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起および、４５°方向の異なる微小突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００２９】
図１４ａは実施例８の把持部２の表面に複数形成した円柱突起３の拡大正面図、図１４ｂは図１４ａの側面図、図１４ｃは図１４ａの斜視図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起、参照符号６は微小突起である。
【００３０】
実施例８として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（アクティマーＡＥ−２０４０Ｓ、リケンテクノス（株）製、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて成形した。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように、その先端部を一定角度（４５°）でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。そのカットした面には面に対して垂直方向に微小突起６を複数設け、微小突起の先端部はペン先方向に対して４５°傾けてカットある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると円柱突起は一定方向に倒れるとともに、微小突起は９０°傾いた方向へ倒れ、微小板状突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起および、４５°方向の異なる微小突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００３１】
図１５は実施例９の把持部２の表面に複数形成した環状突起３の拡大側面図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は環状突起、参照符号６は微小板状突起である。
【００３２】
実施例９として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（アクティマーＡＥ−２０４０Ｓ、リケンテクノス（株）製、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて成形した。把持部２の表面には、周状に環状突起が設けられ、その環状突起の先端部には微小環状突起６が周状に複数設けられ、微小環状突起の先端は指が把持部に当接した際、一方向に倒れやすいように一定角度（４５°）でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると環状突起および、微小環状突起は一定方向に倒れ、微小環状突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、環状突起および、微小環状突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。この時、微小環状突起の倒れによって指先の接触面積が増えファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の倒れによる抵抗が発生するため、把持する力によって滑り止めの効果は変化する。つまり、弱い力で把持した際には、微小環状突起の倒れによる滑り止め効果のみが働き、少し強く把持すると微小環状突起の倒れに加え円柱突起が倒れるため微小環状突起のみの滑り止め効果より強い滑り止めとなり、更に強く把持すると微小環状突起の倒れと円柱突起の倒れが最大となり滑り止め効果も最大となる。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。
【００３３】
図１６ａは実施例１０の把持部２の表面に複数形成した円柱突起３の拡大側面図、図１６ｂは図１６ａの斜視図である。参照符号１は筆記具、参照符号２は把持部、参照符号３は円柱突起である。
」
【００３４】
実施例１０として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（ラバロンＭＪ６３０１Ｃ、三菱化学（株）製、ショアーＡ硬度：６０度）を用いて射出成形で成形した。把持部２の表面には図１６ａに示す円柱突起３を直径０．５ｍｍで高さを２．０ｍｍと１．５ｍｍで複数形成してある。指が把持部に当接した際、円柱突起が一方向に倒れやすいように円柱突起の先端部は高さを２．０ｍｍの柱状突起は３０°、１．５ｍｍ柱状突起は４５°の角度でカットしてある。この場合、筆記具１のペン先方向に倒れやすいように、ペン先側を高くしたカットにしてある。把持部に触れた指先と把持部表面の間にはファンデルワールス力が発生する。把持した際に指先が把持部表面に触れると、まず２．０ｍｍ、３０°の柱状突起が一定方向に倒れる。一定角度でカットされた円柱突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを防止することが出来る。更に強く把持し２．０ｍｍ、３０°の柱状突起がある程度倒れると、指先は１．５ｍｍ、４５°の柱状突起に触れ、１．５ｍｍ、４５°の柱状突起も一定方向に倒れる。一定角度でカットされた円柱突起の先端面と指先が触れる面積が増えることから発生するファンデルワールス力が更に増大するとともに、円柱突起の復元力が働き、筆記具後方への抵抗も発生するので、ペン先方向への指の滑りを更に防止することが出来る。また、持ち替えや離すときに上方へ指を移動する際には抵抗は緩和されるので軽い力で持ち替えや離すことが出来る。本実施例では、円柱突起の先端部を４５°と３０°で一定にカットしているが、異なる角度を複数組み合わせてカットしてもよく、それらを一定範囲に分けて配したり、交互に配したりしてもよい。先端部を複数の角度にカットした円柱突起を組み合わせることで、様々な持ち方に対してファンデルワールス力が増大する効果を得ることが可能となる。
【００３５】
比較例１として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をエラストマー（ラバロンＴ３２０Ｃ、三菱化学（株）製、ショアーＡ硬度：１５度）を用いて表面には突起なく成形した。把持部表面は低硬度のエラストマー特有のべたつきがあるため、把持した際には滑り止め効果は高いが、持ち替えや離すときに指に貼り付いてしまうことから不快感や、余計な力が必要になってしまう。
【００３６】
比較例２として、筆記具１（油性ボールペン）の把持部２をジメチル系シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製、ＴＳＥ２５７０−６Ｕ、ショアーＡ硬度：４０°）を用いて表面にディンプル形状の孔を多数開けた。把持した際にはディンプル内が減圧されるため指に貼り付き滑り止め効果は高いが、持ち替えや離すときに指に貼り付いてしまうことから不快感や、余計な力が必要になってしまう。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、内部に空間がある弾性体において、空間内面に擬似接着性を有する物質を配したこと弾性体に関するものである。その弾性体の利用例としては、クッション、座席シート、マットレス等から、シャープペンシルやボールペン、修正ペンなどの筆記具、カッターや彫刻刀、ドライバーなどの工具類、ＰＤＡ（パーソナル デジタル アシスタンス）や電子手帳に使用される入力ペン等の軸体の把持部、自転車のハンドルなど多岐にわたる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 筆記具
２ 把持部
３ 突起
４ 指
５ ファンデルワールス力が発生する表面
６ 微小突起
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性変形可能な表面構造を有する軸体であって、軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造を持つ軸体。
【請求項２】
軸体表面に可撓性のある突起を設け、可撓時に押圧面との間に発生するファンデルワールス力が大きくなる請求項１に記載の軸体。
【請求項３】
軸体表面に一方向に対して可撓しやすい突起を設け、可撓時に押圧面との間に発生するファンデルワールス力が大きくなる請求項１に記載の軸体。
【請求項４】
可撓性のある突起の突起面に更に可撓性のある突起を設けた請求項１から３に記載の軸体。
【請求項１】
弾性変形可能な表面構造を有する軸体であって、軸体表面と押圧面との間にファンデルワールス力が発生する表面構造を持つ軸体。
【請求項２】
軸体表面に可撓性のある突起を設け、可撓時に押圧面との間に発生するファンデルワールス力が大きくなる請求項１に記載の軸体。
【請求項３】
軸体表面に一方向に対して可撓しやすい突起を設け、可撓時に押圧面との間に発生するファンデルワールス力が大きくなる請求項１に記載の軸体。
【請求項４】
可撓性のある突起の突起面に更に可撓性のある突起を設けた請求項１から３に記載の軸体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１５８０９１（Ｐ２０１２−１５８０９１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９２０８（Ｐ２０１１−１９２０８）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００５５１１）ぺんてる株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００５５１１）ぺんてる株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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