つくえから シャープペンを おとして、ひろったら 芯しんが おれて いた。そんな ことは ありませんか。

ある 高校生たちが、これを じっけんで しらべました。0.5ミリの 芯しんが 入った ペンを おとして、芯しんが どこで おれるかを 見たのです［6］。

すると 芯しんは、ペンさきから やく 1.3センチの ところで おれました。芯しんを つかんで いる ところ（チャック）の あたりです。

ただし、つかったのは 1しゅるいの ペンと 芯しんだけです。どの ペンでも そう なる、とは いえません。

では、そもそも どうして ほそい 芯しんは おれやすいのでしょう。

机から落ちたシャープペンを拾ったら、芯が折れていた。誰でも一度は経験することです。この「どこで折れるのか」を、岐阜県立恵那高校の生徒が課題研究（2023年度）で調べています［6］。

0.5mmの芯を入れたシャープペンを落とすと、芯はペン先から約1.3cm、芯をつかむチャックの部分で折れました。落とす高さを変えても、折れる位置に大きな変化はなかったと報告されています。一方で、高さと折れる回数の間には、単純な比例関係は見られませんでした。

ただし、使ったペンも芯も1機種ずつの高校生の探究です。すべてのシャープペンに当てはまる法則として読むのは、強すぎます。

それでも、芯が折れる場所はペンの内部にあるという点は、このメモの出発点になります。まず、細い芯がなぜ折れやすいのかから見ていきましょう。

シャープペンを落としたとき、芯しんはどこで折れるのか。岐阜県立恵那高校のSSH課題研究（2023年度）は、0.5mmの芯しんを入れたシャープペンを落とす実験で、芯しんがペン先から約1.3cmの芯しんチャック部で折れることを示した［6］。落とす高さを変えても、折れる位置に大きな変動はなかったという。

ただし、落とす高さと折れる回数の間に単純な比例関係は見られなかった。しかも用いたのは芯しん・ペンとも各1機種であり、一般法則として扱うことはできない。

それでも、折れた位置が芯しんの露出部ではなく、ペン内部の保持部であったことは示唆に富む。芯しんの強度を論じるとき、材料の性質に加え、ペンがどのように芯しんを保持し、衝撃を受け止めるかも考える必要があるからだ。そこでまず、細い芯しんが本質的に抱える弱点を整理する。

むかしの シャープペンの 芯しんは、1ミリから 1.5ミリほどの 太い ものだけでした［1］。太い 芯しんは おれにくいけれど、字は 太く なります。

もっと 細い 字を 書きたい。そこで 芯しんは 0.9、0.7、0.5ミリと 細く なり、1968年には 0.3ミリも 出ました［1］。

ところが、芯しんが 細く なると、おれやすく なります。みつびし えんぴつの とっきょにも、細い 芯しんは 線が 細く 書ける けれど、書きごこちが わるく、おれやすい、と 書かれています［4］。

細くて、おれにくくて、書きごこちも いい。この ぜんぶを かなえる ために、まず 芯しんの ざいりょうが かわりました。

1960年より前のシャープペン用の替え芯は、直径1〜1.5mmの太いものしかなく、折れやすいものでした［1］。太ければ折れにくい代わりに、線も太くなります。

もっと細い線で書きたいという願いに応えて、芯は0.9mm、0.7mm、0.5mmと細くなり、1968年には0.3mmも登場しました［1］。

ところが、細くすると今度は折れやすくなります。三菱鉛筆の特許には、芯径が細い芯は描線が細く描けるものの、書き味が悪く折れやすい、という課題が書かれています［4］。細さ、強さ、書き味は、同時に満たしにくい組み合わせだったことが分かります。

この三つを両立させるために、最初に手が入ったのが芯の材料でした。

細い線が書けるほど芯しんの径を小さくすると、なぜ問題が起きるのか。1960年より前のシャープペン用替え芯しんは直径1〜1.5mmと太く、折れやすいものしかなかった［1］。その後、0.9mm、0.7mm、0.5mmと細くなり、1968年には0.3mmも登場している［1］。

三菱鉛筆の特許（JP5138317B2）は、課題として「芯径が細い芯は描線が細く描けるが、書き味が悪く折れやすい」という趣旨を述べている［4］。つまり、細さ・強さ・書き味は互いに引っ張り合う関係にある。

この引っ張り合いを和らげる最初の手段が、芯しんの材料の変更だった。

えんぴつの 芯しんは、こくえんに ねんどを まぜて かためた ものです。シャープペンの 芯しんでは、ねんどの かわりに、じゅし（プラスチックの なかま）を まぜて 作ります［2］。

この じゅしの 芯しんを、ぺんてるが 1960年に 世界に さきがけて 発売しました。細くても おれにくい 芯しんが 生まれ、ノックして 使う シャープペンが ひろがる きっかけに なりました［1］。

まぜる じゅしや ねんどが 多いと かたくて うすい 芯しん、少ないと やわらかくて こい 芯しんに なります［2］。

いまも ざいりょうの くふうは つづいています。みつびし えんぴつは、芯しんに ナノダイヤを まぜた シャープ芯しんを 出していて、強く 書いても おれにくい、と 公式ページで せつめいしています［3］。

でも、芯しんが 強く なっても、ペンの 中で 芯しんが ぐらぐら していたら、おれて しまいそうです。ペンさきは、どう くふうして いるのでしょう。

鉛筆の芯は、黒鉛と粘土を焼き固めたものです。シャープペンの芯は、細くしても折れにくくするために、粘土の代わりに樹脂を黒鉛に混ぜて作ります［2］。混ぜる樹脂や粘土の量が多いと硬くて薄い芯に、少ないと柔らかくて濃い芯になります［2］。

この方式で作った「ハイポリマー芯」を、ぺんてる（当時は大日本文具）が1960年に世界に先駆けて発売したと紹介されています［1］。細くても折れにくい芯が生まれ、ノック式シャープペンの普及を後押ししました。

材料の工夫は今も続きます。三菱鉛筆の「ユニ ナノダイヤ」は、芯にナノダイヤを配合することで、筆圧を高めても折れにくく、なめらかにくっきり書けると、公式ページが説明しています［3］。

ただし、芯がどれだけ強くなっても、それを支えるペン先がゆるければ、力は芯の一点にかかります。先ほどの実験で折れた場所が、ペンの内部だったことを思い出してください。

では、材料の側では何が変わったのか。鉛筆の芯が黒鉛と粘土を焼き固めたものであるのに対し、シャープ芯しんは粘土の代わりに樹脂を黒鉛に混ぜて作る［2］。混ぜる樹脂や粘土の量が多いと硬くて薄い芯しんに、少ないと柔らかくて濃い芯しんになる［2］。

この粘土を樹脂に置き換えた「ハイポリマー芯しん」を、ぺんてる（当時は大日本文具）が1960年に世界に先駆けて発売した、と紹介されている［1］。細くても折れにくい芯しんが可能になり、ノック式の普及を後押ししたという。なお、発売年は資料により1960年とも1962年ともされる。

その後も改良は続く。三菱鉛筆の「ユニ ナノダイヤ」は、公式ページによると、芯しんにナノダイヤを配合して、筆圧を高めても折れにくくしている［3］。

ただし、材料の改良は芯しん単体の話である。落下実験で折れたのがペン内部の保持部であったことを踏まえると、次に問うべきは、ペンが芯しんにかかる力をどう扱っているかである。

プラチナ万年筆の「オ・レーヌ シールド」（2014年6月10日 はつばい）は、芯しんを まもる ことを うりに した シャープペンです［5］。

ペンさきの ぶひんと 芯しんを 出す ぶひんの あいだには、すきまが ありました。そこを 4つの ぶひんで うめて、芯しんを 3つの めんで しっかり つかみます。

ペンの 中の バネ（スプリング）は、芯しんに かかる 力を すいとります。ペンさきの カバーは 二じゅうに なっていて、ショックが つたわりにくく なって います。

つまり 芯しんを 太くしたり かたくしたり するだけでなく、芯しんに 力が とどく 道すじを かえる くふうも あるのです。

では、この ペンは どれくらい おれにくいのでしょう。

プラチナ万年筆の「オ・レーヌ シールド」（2014年6月10日発売）は、芯を守る仕組みをペン側に作り込んだシャープペンです［5］。

先端パーツと芯を繰り出すパーツの間には、隙間がありました。そこを4つのパーツで埋めることで、芯を3面でしっかり保持します。さらに内部のスプリングが力を吸収し、二重構造のペン先カバーが衝撃を伝わりにくくしています。

材料を強くする方法と違い、こちらは芯に力が伝わる経路を変える方法です。芯が強くなっても、保持がゆるければ力が一点に集中しかねません。その保持を整えることが、もうひとつの守り方になっています。

では、こうした工夫でどれくらい折れにくくなったのでしょうか。

ペン側の工夫は、実際の製品にどう現れているのか。プラチナ万年筆の「オ・レーヌ シールド」（2014年6月10日発売）のプレスリリースによれば、先端パーツと繰り出しパーツの隙間を4パーツで埋め、芯しんを3面でホールドする［5］。内部のスプリングが力を吸収し、二重構造のペン先カバーが衝撃を伝わりにくくする。

材料の改良が芯しん自体の耐える力を上げるのに対し、この構造は芯しんへ伝わる力の経路を変えるものである。両者は競合せず、組み合わせて使える。

では、その効果はどう示されているのか。

プラチナ万年筆は、この ペンの 芯しんの おれにくさを、同じ 会社の ふつうの シャープペンの やく 15ばい、それまでの 自分の ペンの やく 1.5ばいと しています。これは 会社が 自分で はかった 数字です［5］。

ほかの 会社の ペンと くらべた 数字では ありません。はかり方も ちがうかも しれません。

じつは シャープペンの 芯しんには、日本の 規格きかく（JIS）が あります。そこでは ひんしつとして「まげづよさ」が きめられて います［7］。

数字を 見たら、「だれが、どう はかったのかな」と 考えて みると いいですね。

プラチナ万年筆は、この製品の芯折れ強度を、同社の一般的なシャープペンの約15倍、従来品の約1.5倍としています［5］。これは自社測定の数字です。

つまり、他社製品との比較ではなく、測り方も業界共通のものとは限りません。大きな倍率は目を引きますが、「何と比べて、誰が測ったのか」が付いて初めて意味を持ちます。

シャープペンの芯には、JIS S 6005:2019という規格があります。日本筆記具工業会が原案を作り、品質の項目に「曲げ強さ」が入っています［7］。ただし、JISの「曲げ強さ」と、メーカーが示す「約15倍」が同じ測り方とは限りません。数字を読むときは、何をどう測った値かを分けて考えるといいでしょう。

「約15倍」という数字は、どの程度の根拠なのか。同社のリリースは、芯折れ強度を同社の一般的なシャープペンの約15倍、従来品の約1.5倍としている［5］。ただし、これは自社測定であり、他社製品との比較ではなく、試験方法も業界共通と断定できない。

一方、シャープペンシル用芯のJIS S 6005:2019は日本筆記具工業会が原案を作成し、品質の項目に「曲げ強さ」を含む［7］。こうした共通の規格と、各社が示す独自の数値は、別のものとして読み分ける必要がある。

以上から、折れにくさは、芯しんの材料、ペン先の保持構造、そしてそれをどう測るかという三つの層で語られていることが分かる。

じぶんの シャープペンで、芯しんの 出す 長さを かえて みましょう。芯しんを 1ミリぐらい 出した ときと、5ミリぐらい 出した ときを くらべます。

どちらでも 同じ 字を 書いて、どちらが おれやすいか、書きごこちは どうちがうか、見て みましょう。ペンの さきを 人に むけない ように してください。

ペンの せつめいが 書いて ある 紙に、芯しんを まもる くふうが 書いて あるか、さがして みましょう。

自分のシャープペンで、芯の出し方を変えて比べてみましょう。芯を1mmほど出したときと、5mmほど出したときで、同じ文字を書いて、折れやすさや書き味を観察します。ペン先を人に向けないよう気をつけてください。

もっと調べたくなったら、高校生の落下実験の報告［6］とメーカーのプレスリリース［5］を読み比べてみてください。実験で折れた位置と、メーカーが説明する芯を守る工夫を並べると、同じ「折れにくさ」でも書き方がずいぶん違います。

手元のシャープペンで、芯しんの突き出し量を変えて比べてみるとよい。1mmほどと5mmほどで同じ文字を書き、折れやすさと書き味を観察する。ペン先を人に向けない。

資料を読むなら、折れる位置の実験は恵那高校の報告［6］、構造の説明はプラチナ万年筆のリリース［5］、規格の枠組みはJSAのJIS S 6005:2019の目次・序文［7］が日本語で読める。