(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
上部に開口面を有する収納部と、ひとつの辺が上記収納部と回転可能に結合し上記収納部に対して開閉する蓋部と、該蓋部が開くことを禁止するためのロック部とを備えた筆箱であって、
上記ロック部は、上記蓋部のひとつの辺に対向する他辺に当該他辺近傍を回転軸として回転可能に結合したロック板と、当該ロック板を上記収納部の側面に固定するために設けられた第一のロック板固定手段と、上記ロック板を上記蓋部の上面に固定するために設けられた第二のロック板固定手段とからなり、
上記第一のロック板固定手段は、上記ロック板を上記収納部の側面に向かって付勢する手段と、上記収納部の側面に設けられ上記ロック板と係合する係合部とから構成され、
上記第二のロック板固定手段は、上記ロック板を上記蓋部の上面に向かって付勢する手段であり、
上記付勢手段は弾性部材により生じる弾性力であって、上記ロック板が上記収納部の側面と上記蓋部の上面との中間の角度位置において、上記弾性部材の弾性エネルギーが最大となるようにしたこと
を特徴とする筆箱。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明に係る筆箱の実施の形態について、図を用いて説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明の最適な一例であって、特に本発明をこの一例に限定するものではない。
【0013】
実施の形態1
<全体構成>
図1から
図3を用いて、筆箱の全体構成について説明する。
図1は、筆箱の斜視図であり、ロックが解除された状態である。
図2は、途中まで蓋部を開けた状態を示している。また、
図3は、ロックがなされた状態である。
【0014】
筆箱は、上部に開口面を有する収納部1と、ひとつの辺が収納部1と回転可能に結合し収納部1に対して開閉する蓋部2と、蓋部2が開くことを禁止するためのロック部3とを備えている。以下においては、収納部1と結合する蓋部のひとつの辺を固定辺2Aと呼び、それに対向する他辺、すなわち蓋部2が開閉する辺を開閉辺2Bと呼ぶ。
【0015】
収納部1は、図のように直方体形状であっても良いし、側面が曲面となるようなデザイン性を有する筆箱であっても良い。したがって、固定辺2Aや開閉辺2Bは、必ずしも直線に限らず、曲線となることもある。また、固定辺2Aは、図のように収納部1の底辺であっても良いし、収納部1の上部、すなわち開口部の一辺であっても良い。
【0016】
収納部1や蓋部2の構成素材については特に問わないが、本実施の形態においては、学童用の筆箱に通常用いられる素材を使用している。すなわち、収納部1は比較的硬質の樹脂であり、蓋部2はボール紙等を芯にした塑性素材である。
【0017】
また、収納部1と蓋部2とを簡易に固定するため、通常の筆箱に良く用いられる磁石と磁性金属板を用いた機構を有していても良い。
【0018】
<ロック部の構成>
次に、
図4から
図6を用いて、ロック部3の構成について説明する。従来より筆箱に採用されてきたロック機構は筆箱内部に設けられてきたが、本発明においては筆箱の外部にロック機構を設けている。筆箱の外部にロック機構を設けることは、ロック機構が机等の物と接触したり引っかかったりしやすく、ロック機構が破損されやすいと考えられてきた。また、筆箱の外部にロック部材が大きく突出してしまい、かばんや学校の机に収納する際に引っかかったり、あるいは、収納後も大きな収納スペースを必要としたりするなど「収納性」に問題が生じることも懸念されていた。このような大きな問題があるにもかかわらず、敢えて外部にロック機構を設けた理由は、いくつかの工夫を凝らすことで、こういった問題を解決できることを見出したためである。また、従来のロック機構を有する筆箱が有していた課題が、ロック機構を内部に設けることにより生じていたことを見出し、筆箱の外部にロック機構を設けることが課題解決に不可欠であると判断したためである。
【0019】
図4は、筆箱のロック部3の斜視図であり、ロックがなされた状態である
図3におけるロック部3を拡大した図である。このロック部3は、蓋部2の開閉辺2Bにこの辺近傍を回転軸として回転可能に結合したロック板31を有し、ロック板31を収納部1の側面に固定するために設けられた第一のロック板固定手段と、ロック板31を蓋部2の上面に固定するために設けられた第二のロック板固定手段とを有している。
【0020】
このようにロック板31を筆箱の外部で回転させることは、上記に述べたように、一見、かばんや机等の物と接触したり引っかかったりしやすくなるように思われる。あるいは、衣服の袖等に引っかかるといった懸念が感じられる。開発当初においては、このような懸念から、この機構の採用に不安を覚えていたが、第一のロック板固定手段と第二のロック板固定手段を設けることで、実際にはこのような問題がほとんど生じないことを見出した。
【0021】
第一のロック板固定手段と第二のロック板固定手段に関しては、磁力によるものや面ファスナーを用いたものでも良い。また、弾性ばねを用いたものでも良い。あるいは、ロック板31の回転に際し、ロック板31が収納部1の側面や蓋部2の上面付近に位置する場合、強めの回転摺動抵抗を付与することで、多少の振動等ではロック板31が動かないようにしても良い。また、突起と突起とのクリアランスが小さな窪みといった摺動抵抗を持って嵌め合う着脱可能な嵌合手段であっても良い。このように、第二のロック板固定手段とは、多少の外力によっては、蓋部2の上面付近において、ロック板31が動かない程度に固定される機構であれば良い。一方、第一のロック板固定手段とは、多少の外力によっては、収納部1の側面付近において、ロック板31が動かない程度に固定される機構と、蓋部2が開く方向に動く際にその動きを抑制するための係止機構とを有するものである。本実施の形態においては、これらのいくつかある固定手段の中でも最良の構成と考えられるものについて詳しく説明する。
【0022】
具体的な構成としては、ロック板31の他に、弾性部材32、シャフト35、それらを固定するための固定板33、固定板を蓋部2に固定するためのピン34、ロック板31を収納部1に係合するためのロック用係合部36等から、ロック部3は構成されている。
【0023】
これらの構成の中で機能的に最も重要な構成は、ロック板31を収納部1の側面および蓋部2の上面に付勢するための弾性部材32である。
図5は、ロック板31と弾性部材32の構成を示している。
図5(a)はそれぞれの上面図であり、(b)は側面図である。
【0024】
まず、ロック板31は、板状の操作部31Bと、そこに開けられた開口である係合用開口31Aと、操作部31Bの一端に設けられた円柱状体から構成されている。この円柱状体の中心には貫通孔であるシャフト用穴31Cが開けられ、このシャフト用穴31Cの周囲には曲面上の座ぐりである座ぐり曲面31Dが設けられている。この座ぐり曲面31Dは、深さが均一な座ぐりではなく、曲面の座ぐりが施されている。すなわち、シャフト用穴31Cの中心を回転軸とした円周の円周角に応じて深さが変化している。
図5(b)において、31Eが座ぐりが最も浅い最浅部、31Fが最も深い最深部であり、その中間の円周角においては、最浅部31Eから最深部31Fに向かって、徐々に座ぐりが深くなっている。
【0025】
弾性部材32は、固定板33によって抑えられることで固定される被固定部32Aと、被固定部32Aの一端に形成された梁支持部32Fと、この梁支持部32Fから伸びる2本の略円形状の梁32Bとから構成されている。また、被固定部32Aには、固定板33による固定をさらに安定させるための突起である面内位置固定用係合部32Eが設けられている。さらに、2本の梁32Bの中心にはシャフト用穴32Cが開けられ、また先端近傍には突起32Dが設けられている。
【0026】
ロック板31と弾性部材32とは、
図6に示すように、シャフト35をそれぞれのシャフト穴31C,32Cに通すことによって、互いにシャフト35を中心として回転可能に固定される。この際、弾性部材32の梁32Bの先端近傍に設けられた突起32Dは、ロック板31の座ぐり曲面31Dに当接する。また、この状態において、弾性部材32の2本の梁32Bは、弾性平衡の状態よりもやや広がった状態になり、座ぐり曲面31Dに対して挟みつける方向の力を与える。
【0027】
<ロック部の動作>
以上の構成を有するロック部が、どのように機能するかについて、
図7から
図9を用いて説明する。
図7は、ロック板31が、収納部1の側面と蓋部2の上面とのほぼ中間的な角度位置にある場合を示している。この時、突起32Dは座ぐり曲面31Dの最浅部31E上にあり、弾性部材32の2本の梁32Bは最も広がった状態となっている。そのため、座ぐり曲面31Dに対して挟みつける方向の強い力を与えている。この状態から、操作部31Bを押し下げると、ロック板31には収納部1の側面に向かっての矢印b方向の付勢力が働き、逆に操作部31Bを押し上げると、ロック板31は蓋部2の上面に向かっての矢印a方向の付勢力が働く。
【0028】
図8は、ロック板31が、収納部1の側面上の位置にある場合、すなわちロック状態を示している。この時、突起32Dは座ぐり曲面31Dの最深部31Fの近くにあり、弾性部材32の2本の梁32Bはかなり狭まった状態となっている。すなわち、弾性部材32の弾性力はかなり小さい状態にあるが、まだ図におけるc方向の付勢力が働らいているため、ロック板31は収納部1の側面に押し付けられた状態にある。また、ロック板31の操作部31Bに設けられた係合用開口31Aは、収納部1の側面に設けられたロック用係合部36と係合し、蓋部2が開くことを防止する。36Aはロック用係合部固定板であり、ロック用係合部36を収納部1の側面にしっかりと固定するために設けられている。ロック用係合部36とロック用係合部固定板36Aとは、別体では無く、樹脂の一体成型で形成した物でも良い。あるいは、ロック用係合部36およびロック用係合部固定板36Aと収納部1の全てを一体で形成しても良い。
【0029】
図9は、ロック板31が、蓋部2の上面上の位置にある場合、すなわちロック解除状態を示している。この時、突起32Dは座ぐり曲面31Dの最深部31Fの近くにあり、弾性部材32の2本の梁32Bはかなり狭まった状態となっている。すなわち、弾性部材32の弾性力はかなり小さい状態にあるが、まだ図におけるd方向の付勢力が働いているため、ロック板31は蓋部2の上面に押し付けられた状態にある。また、ロック板31の操作部31Bに設けられた係合用開口31Aは、蓋部2の上面に設けられた面内位置固定用係合部32Eと係合し、ロック板31は蓋部2の上面により安定に固定される。
【0030】
<使用方法>
図8に示したロック状態を解除する際には、操作部31Bを押し上げる。
図7に示す中間位置を越えるまで押し上げると、
図7に示すa方向に付勢力が働き、ロック板31は蓋部2の上面上の位置まで倒れ、ロック解除状態になる。一方、このロック解除状態からロックを行う際には、操作部31Bを押し下げる。
図7に示す中間位置を越えるまで押し下げると、
図7に示すb方向に付勢力が働き、ロック板31は収納部1の側面上の位置まで倒れ、ロック状態になる。
【0031】
以上のように、ロック板31が収納部1の側面と蓋部2の上面との中間の角度位置において、弾性部材の弾性エネルギーが最大となるようにすることで、ひとつの弾性部材でロック板31を収納部1の側面方向および蓋部2の上面方向の両方向に付勢することが可能となる。特に、本実施の形態においては、弾性部材の弾性力をロック板31の回転軸方向に与え、それを座ぐり曲面31Dを用いたカム機構により、回転方向の運動に変換している。
【0032】
<本発明の特長>
本発明に係る筆箱は上記のように構成され動作するので、以下に示す多くの特長を有している。まず、ロック機構が筆箱の外部にあるため、収納部内の収納容積を狭めることがない。したがって、構造の設計自由度が上がり、係合部分を大きくすることで、ロック強度を大きくできる。また、筆箱に多少の歪みが生じても、ロック機構として壊れるといったことなく機能を維持できる。
【0033】
また、ロック機構が筆箱の強度を上げることにも寄与する。例えば、本実施の形態の構成においては、ロック機構は、ロック解除方向だけではなく、横方向(筆箱の長手方向)にも制止作用が働くため、筆箱に働く様々な外力に対して強度を高める骨組みとして作用する。したがって、筆箱にそもそも歪みが生じにくい。さらに、ロック機構が筆箱の外側にあるため、万が一ロック機構が破損したとしても、蓋が閉まらなくなるといった致命的な問題は生じない。一方、ロック状態で破損したとしても、ロック機構が露出しているのでロックの解除は容易に行え、内容物が取り出せなくなるといった心配も無い。従来の内部に仕込まれたバネ構造によるものの場合には、ロックの解除が困難になる場合もある。また、ロック解除は下から手前上方に向けて回転を伴って大きく引き上げる動作であるので、誤ってロック解除する危険性が小さい。他方、従来のスライドロック式機構だと、左右に数mm程度ロック解除ノブを動かすと、ロックは簡単に解除されてしまう。また、ロック板を収納部側面に向かって弾性力や磁力により付勢している場合には、ロック板が誤って少し押し上げられた場合にも、ロック板は付勢力によりロック状態に復帰することができる。
【0034】
製造コスト面におけるメリットも数々ある。まず、特殊な製造工程が不要である。ロック機構が無い通常の筆箱の外側にロック機構を設けるため、筆箱本体は既存の製造工程が使用できる。したがって、筆箱内部にコイルバネ等を組み込み等の特殊工程が不要であり、且つ、外部に設けるロック機構も蓋の上部に、
図6に示すような組立てた機構を固定するだけであるので、ロック機構に関するコストの上昇を最小限に抑えることができる。
【0035】
さらに、通常の筆箱に良く用いられるような簡易の固定機構、すなわち、収納部に永久磁石を設け、蓋部の裏側に金属板を設ける機構を有する筆箱の場合、上記実施の形態におけるピン34をしっかりと留める部材として蓋部の裏側に設けられた金属板を利用できるので、部品点数の増加を防ぐことができる。
【0036】
あるいは、第一のロック板固定手段と第二のロック板固定手段として磁力を用いる場合には、さらに部品点数を減らすことができる。例えば、ロック板に薄厚の永久磁石を組み込むだけで、第一のロック板固定手段と第二のロック板固定手段が実現できる。すなわち、第一のロック板固定手段は、収納部に設けられた永久磁石とロック板に組み込まれた永久磁石が引き合うことで実現でき、一方、第二のロック板固定手段は、蓋部の裏側に設けられた金属板とロック板に組み込まれた永久磁石が引き合うことで実現できる。以上のように、通常の筆箱に良く用いられるような簡易の固定機構がある場合には、それを利用することで、さらに部品点数を減少させることができる。
【0037】
なお、開発当初において懸念していた課題、すなわち、筆箱の外部にロック機構を設けることで、ロック機構が机等の物と接触したりすることで、ロック機構が破損されやすいのではないかということに関しては、実用上、特に問題なく解決できた。これは、外部にロック機構を設けたことで、構造の設計自由度が広がったことに起因している。例えば、ロック板の形状を自由に変えることができる。ロック板の操作部の形状を少し湾曲させることで、第二のロック板固定手段によりロック板が蓋の上面に固定された際、
図9に示すように、ロック板の先端が蓋の上面に近接するようになり、物に引っ掛かる危険性を大きく減少させることができる。一方、第一のロック板固定手段によりロック板が収納部の側面に固定された際には、
図8に示すように、ロック板の先端は収納部の側面からやや離れた位置になる。ロック板の先端が位置する収納部の側面下方は、蓋上部と比べて、物に引っ掛かりにくい場所であり、このような構成でも実用上大きな問題は生じない。それだけでは無く、ロック板の先端は収納部の側面からやや離れることで、ロック板の先端を指で引き上げやすくなり、ロック解除動作が容易になる。なお、ロック板が蓋の上面に固定された状態では、ロック板は見やすい位置にあるため、ロック板先端が蓋の上面に近い位置にあっても、特に問題なくロック板を操作することができる。
【0038】
以上のように、外部のロック機構が邪魔になるといった問題は実用上はほとんど無く、むしろ、筆箱内部に設けたロック機構のように、筆箱を開けた際に係止部が飛び出すような構成よりもさらに安全であると言える。
【0039】
また、デザイン的にも、ロック機構は筆箱表面に沿ったスッキリとした形状を有し、さらにロック板がデザイン上のアクセントとなるので、斬新なデザインを得やすい。特に、ロック板の形状に大きな制約が無いため、デザイン面においても工夫の自由度が広がる。
【0040】
例えば、デザインと機能を両立させる工夫の余地も生まれる。ロック板は筆箱の前面中央という最も目立つ位置にあるため、ロック板をキャラクター形状やロゴ等の形状に成型すれば、機能と連動したキャラクター商品として強い印象を需要者に与えることも可能である。あるいは、ロック板端部付近を円形状に膨らませておくことで、ロック板を蓋部の上部に固定した際に、その円形の膨らみをペンホルダーとして利用するといったことも可能である。また、ロック板を筆箱長手方向に渡る横長形状とすることで、蓋や収納部の端部を保護するプロテクターとしての機能を与えることもできる。
【0041】
あるいは、本ロック機能の場合、筆箱の上下に収納部がある両開きの筆箱であっても、ひとつのロック機構で、表裏の蓋部をロックすることができるというメリットもある。目立ちやすいロック板の位置によりロック状態にあるのか、解除状態にあるのかが一目で分かることも大きなメリットである。
【0042】
それ以外にも、本発明の大きなメリットとして、ロック状態と解除状態を容易に得られるというメリットもある。筆箱に用いられる多くのロック機構は、蓋を閉めると自動的にロックされるものであり、蓋を開ける際には必ずロック機構を解除する動作と蓋を押し上げる動作が必要であった。したがって、授業中のように、頻繁に筆箱を開け閉めするときには、機能性に欠けるという課題があった。一方、本発明のロック機構の場合には、簡単な操作で解除状態を得ることができるので、機能的である。また、ロック解除の動作、すなわち、ロック板を押し上げる動作と蓋部を開ける動作とは、動作方向が同じであり、一連の動作として行うことができるため、ロック状態から蓋部を開ける動作も機能的に行うことができる。
【0043】
以上に述べた多くのメリットは、筆箱外部に設けた回転可能なロック板によるロック機構が有するメリットであるが、本実施の形態において特に詳しく開示した弾性部材を用いた機構を採用した場合、さらに多くのメリットが生じる。
【0044】
まず、ロック状態と解除状態の中立の角度までロック板を動かせば、弾性力によりロック板は回転するので、ロックの解除およびロック動作が容易である。この動作の際には、ロック板が軽くパチンと閉る小気味の良い操作感が味わえる。一方、中立の角度に至るまでは、ロック板には元の位置に戻ろうとする弾性力が働くため、ロック板に誤って力が掛かった場合でも、ロックが解除されるといった誤動作は生じない。
【0045】
また、ロック状態および解除状態においては、弾性部材の弾性エネルギーが小さい状態、すなわち、比較的緩んだ状態であるため、弾性部材の弾性係数の経時劣化が生じにくく、ロック機構の長期の信頼性を確保できる。
【0046】
さらに、弾性部材は樹脂で形成すれば良いので、量産性が高く、コストダウンが容易である。また、金属ばねのように錆びる心配が無い。あるいは、金属ばねを用いた場合、なんらかの原因でロック機構が破損した際に、金属ばねが勢いよく飛び、使用者を傷つけるといった重大な事故を引き起こすことも考えられるが、樹脂製の弾性部材であれば、そのような心配は全く無い。また、座ぐり曲面の形状や深さを変えることで、中立点の位置を変えたり、ロック板を動かすために必要な力を変えることが容易にできるので、設計の自由度をさらに広げることができる。
【0047】
実施の形態2.
実施の形態1においては、
図6に示したロック部を構成する主要部品を蓋2の上面上に配し、固定板33やピン34を用いて固定した。本実施の形態においては、
図10に示すように、ロック部を構成する主要部品を配置する蓋部2の箇所に切欠け4を設けている。切欠けの大きさは、ロック板31、弾性部材32、およびシャフト35で構成される主要部品の回転軸部分が収まる程度の大きさである。
【0048】
このような切欠け4を設け、切欠け4内に主要部品の回転軸部分を配置し、固定板33やピン34を用いて蓋部2に固定することで、ロック状態およびロック解除状態におけるロック板31を、より収納部1の側面や蓋部2の上面に沿った状態にすることが可能となる。これにより、ロック板31の形状といった設計の自由度がさらに向上し、また、よりスッキリとしたデザインが得られる。
【0049】
なお、就学時に児童が使用する筆箱の蓋部は、前述したようにボール紙を芯としたものであり、その周囲にスポンジが配され、その上に皮やビニールで表面が構成される複雑な多重構造を有している物が多い。このような複雑な形状に切欠けを設けることは容易では無いが、切欠けと同形状の刃物を用いることで量産も可能となる。あるいは、蓋を構成する材質によっては、レーザーカットを使用することも可能である。
【0050】
実施の形態3.
実施の形態1においては、ロック部が、ロック板31と、ロック板31を収納部1の側面に固定するために設けられた第一のロック板固定手段と、ロック板31を蓋部2の上面に固定するために設けられた第二のロック板固定手段とを備えたものであったが、本実施の形態では、第二のロック板固定手段を備えないロック部の構成について述べる。
【0051】
図11は、筆箱のロック部の動作を説明するための図である。ロック板31は、実施の形態1と同様に、蓋部2の端部近傍を回転軸として回転するが、大きく回転する必要は無く、例えば、図の状態からdに示す方向に15°程度の回転可動域を有していればよい。そして、収納部1の側面に向かって弾性力や磁力により付勢されている。また、収納部1の側面に設けられたロック用係合部36Cは、上面が収納部1の側面から離れるにしたがって収納部1の底面方向に下がるスロープ形状を有している。スロープは直線でも良いし、円内に示す別のロック用係合部36Dのように、曲面形状のスロープであっても良い。
【0052】
図11に示すように、蓋部2を閉める際には、ロック板31の下端はロック係合部36Cの上端に当たり、さらに蓋部2を押し閉めていくと、ロック板31の下端は、ロック係合部36Cの上面に設けられたスロープに沿って動く。そして、ロック係合部36Cの頂点を乗り越えると、蓋部2を閉めきった状態において、係合用開口31Aがロック係合部36Cにはまり込むことでロック状態が得られる。一方、蓋部2を開く際には、ロック板31を軽く押し上げながら、蓋部2を開いてやれば良い。
【0053】
本実施の形態に係る筆箱は、蓋部を開けている際にロック板が蓋部から出ているために鉛筆等が引っ掛かる惧れがあるが、一方で、設計の自由度は確保できるため、実施の形態1で示した多くの特長が得られる。