KR101497749B1 - 샤프펜슬 - Google Patents

Abstract

필기심을 파지하는 척(chuck)(4)과 함께, 축통(1) 내에서 회전방향 및 축방향으로 이동 가능하게 구성된 회전자(6)가 구비되어 있다. 회전자의 축방향의 일단면 및 타단면에 제1과 제2 캠면(6a), (6b)이 각각 형성됨과 아울러, 상기 제1과 제2 캠면에 각각 대치하도록 상기 축통 측에 배치된 제1과 제2 고정캠면(13a), (14a)가 구비되어, 필기심의 회전구동기구가 형성되어 있다. 필기압에 의한 필기심의 후퇴 및 전진동작(쿠션동작)에 대해서, 스톱퍼(16)와 토크캔슬러(17)와의 사이에 개재된 점착성 그리스(19)에 의해 덤핑효과가 주어진다. 이 결과, 상기 쿠션동작에 수반하여 발생하는 필기의 위화감을 완화시킬 수 있다.

Description

샤프펜슬{MECHANICAL PENCIL}

본 발명은 필기압을 이용하여 필기심(교체심)을 회전시킬 수 있는 샤프펜슬에 관한 것이다.

샤프펜슬에 의해서 필기를 행하는 경우에는, 일반적으로는 축통(軸筒)을 필기면(지면(紙面))에 대해서 직교상태에서 사용하지 않고, 필기면에 대해서 약간 기울인 상태에서 사용되는 경우가 많다. 이와 같이 축통을 기울인 상태에서 필기한 경우에서는 써나감에 따라서 필기심이 편마모(한쪽 깎임)하기 때문에, 묘선(描線)이 처음 쓸 때와 비교하여 굵어진다고 하는 현상이 발생한다. 또 묘선의 굵기가 변할 뿐만 아니라, 필기면에 대한 필기심의 접촉면적이 변하기 때문에, 써나감에 따라서 묘선의 진함도 변화하는(묘선이 얇아짐) 현상이 발생한다.

상기한 문제를 회피하려면, 축통을 회전시키면서 필기하도록 하면, 필기심이 날카로워져 있는 측이 차례차례 지면에 접하여 필기되므로, 상기한 바와 같이 묘선이 필기에 따라서 굵어지는 등의 문제를 피할 수 있다. 그렇지만, 축통을 회전시키면서 필기하고자 하면, 필기의 진행에 따라서 축통을 고쳐 잡는 조작이 필요하다는 번거로움이 발생하여 필기의 능률을 현저하게 떨어뜨리게 된다.

이 경우, 축통의 외장이 원통모양으로 형성되어 있는 경우에는 축통을 고쳐 잡아 차례차례 회전시키면서 필기를 하는 것은 불가능하지 않기는 하지만, 그 외장이 원통모양이 아니라 중간 부분에 돌기가 형성된 디자인이거나, 또 사이드노크식의 샤프펜슬인 경우, 상기한 바와 같이 축통을 차례차례 회전시키도록 고쳐 잡아 필기하는 것도 곤란하게 된다.

그래서, 상기와 같은 문제를 해소하기 위해서, 필기심을 파지하는 척(chuck)이 필기압을 받아 후퇴하도록 구성하고, 이 후퇴동작을 이용하여 상기 척과 함께 상기 필기심을 회전시키는 회전구동기구를 구비한 샤프펜슬이 특허문헌 1 및 2 등에 개시되어 있다.

특허문헌1:일본국특허제3882272호공보 특허문헌2:일본국특허제3885315호공보

그런데, 상기한 특허문헌 1 및 2에 개시된 샤프펜슬에 의하면, 축통 내에 세로돌기와 세로홈이 교호(交互)로 배치되고, 이들에 걸치도록 경사면을 구비한 캠부가 환상(環狀)으로 형성되어 있다. 또 축통 내에는 그 둘레방향으로 간헐적으로 돌기를 형성한 회전자가 수용되어 있다. 그리고, 필기심을 크게 후퇴시킴으로써 상기 회전자를 밀어 올리고, 회전자의 돌기가 축통 내의 상기 캠부에 형성된 세로돌기를 올라타고, 상기 경사면을 거쳐 근처의 세로홈으로 떨어져 들어가는 것을 이용하여 회전자를 회전시키고, 상기 회전자의 회전에 연동하여 필기심을 회전구동시키도록 구성되어 있다.

상기한 샤프펜슬에 의하면, 회전자를 회전시킬 때, 축통 내에 형성된 세로돌기를 회전자 측의 돌기가 타고 넘어가는데 필요한 필기심의 큰 후퇴스트로크가 필요하다. 이 때문에, 필기에 의해 심이 편마모된 경우에는 통상의 필기압 이상의 압력을 필기심에 가하여 회전자를 축통 내에서 후퇴시킴으로써, 회전자 측의 돌기가 축통 내에 형성된 상기 세로돌기를 타고 넘게 하는 특별한 조작이 필요하다. 이 조작은 심이 편마모될 때마다 비교적 빈번하게 행할 필요가 있기 때문에, 필기의 능률을 떨어뜨린다고 하는 문제가 남는다.

그래서, 본건 출원인은 상기한 특허문헌 1 및 2에 개시된 샤프펜슬의 문제점을 해소하기 위해서, 필기에 수반하는 필기심의 약간의 후퇴 및 전진동작(이를 이하에서 쿠션동작이라고도 한다.)을 이용하여, 필기심을 회전구동시키는 샤프펜슬을 일본국 특원2006-156252로서 출원하고 있다.

상기 출원에 관한 샤프펜슬에서는 원통모양으로 형성된 회전자의 각 단면에 제1과 제2 캠면이 형성되고, 필기압에 의한 상기 회전자의 후퇴동작에 의해서, 상기 제1 캠면이 제1 고정캠면에 맞닿아 치합(齒合)되도록 이루어진다. 또 필기압의 해제에 의한 회전자의 전진동작에 의해서, 상기 제2 캠면이 제2 고정캠면에 맞닿아 치합되도록 이루어진다.

그리고, 상기 각 캠의 왕복의 치합에 의해, 회전자를 한쪽 방향으로 순차 회전시키도록 이루어지며, 이 회전동작이 필기심을 파지하는 척을 통하여 필기심에 전달되도록 구성되어 있다.

상기한 구성에 의하면, 필기에 수반하는 심의 후퇴량(쿠션동작량)을 0.05 ~ 0.5㎜정도로 설정함으로써, 필기심을 순차 회전구동시키는 것이 가능하고, 이것에 의해 필기의 능률을 저하시키지 않는 실용성이 뛰어난 샤프펜슬을 제공할 수 있다.

그런데, 상기한 구성에 의한 샤프펜슬에서는, 필기에 수반하여 심이 상기한 쿠션동작을 수반하기 때문에, 독특한 위화감(違和感)이 발생하는 것이 본 발명자들의 시작(試作) 및 검증결과에서 확인되고 있다. 특히 필기압의 해제에 의해 상기 회전자를 전진동작시키는 코일모양의 스프링부재를 이용한 경우에는 필기심의 쿠션동작에 「움푹 들어가는」 느낌이 항상 있고, 또 상기 스프링부재에 의한 복귀동작에서 「부딪히는」 감촉도 발생한다.

그 원인으로서는 필기심에 일정한 가중(加重)(필기압)이 가해졌을 때에 돌연 쿠션동작하는 것을 들 수 있다. 또, 필기압이 해제되었을 때에서의 상기 스프링부재에 의한 복귀동작의 스피드가 빠르고, 이 때문에 펜을 뜨게한 순간에 지면을 펜 끝(필기심)이 추종한다고 하는 동작이 발생한다. 따라서, 이른바 펜을 치켜들거나 흔드는 등의 필기조작을 행했을 때에, 펜 끝을 띄우려고 생각한 시점에서 필기가 끝나지 않는다고 하는 거동이 발생하고, 이들이 상승하여 상기한 독특한 위화감이 되는 것이라고 생각된다.

상기한 독특한 위화감을 완화시키기 위해서, 스프링정수를 적절히 선정하거나 세트하중을 변화시키는 등의 연구를 시행함으로써 다소의 개선효과를 얻을 수 있는 것은 확인할 수 있었지만, 이와 같은 연구의 범주에서는 상기 위화감의 완화에 대해 만족하는 결과를 얻는 것은 곤란하다.

본 발명은 쿠션동작을 이용하여 필기심을 회전구동시키는 샤프펜슬의 상기한 문제점에 주목하여 이루어진 것으로, 상기한 쿠션동작에 수반하여 발생하는 상기 위화감을 효과적으로 완화시킬 수 있는 샤프펜슬을 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명에 관한 샤프펜슬은, 축통 내에 배치된 척의 전후이동에 의해 필기심의 해제와 파지를 행함으로써, 상기 필기심을 전방으로 계속 내보낼 수 있도록 구성되고, 상기 척이 상기 필기심을 파지한 상태에서 축심을 중심으로 하여 회전 가능하게 되도록 상기 축통 내에 보유지지됨과 아울러, 상기 필기심의 필기압에 의한 상기 척을 통한 회전자의 후퇴 및 전진동작에 의해 당해 회전자를 회전구동시키는 회전구동기구가 구비되며, 상기 회전자의 회전운동을 상기 척을 통하여 상기 필기심에 전달하도록 구성한 샤프펜슬로서, 상기 필기심의 필기압을 받아, 당해 필기심과 함께 축방향으로 이동동작하는 가동부재와, 상기 가동부재의 이동면에 대치한 고정부재와의 사이에 점착성 매체가 개재되고, 상기 점착성 매체에 의해 상기 필기심의 후퇴 및 전진동작에 덤퍼기능을 갖게 한 점에 특징을 가진다.

이 경우, 상기 점착성 매체로서, 바람직하게는 점착성 그리스를 이용한 구성으로 된다.

그리고, 상기 회전구동기구의 바람직한 형태는, 이것을 구성하는 회전자가 링모양으로 형성되어, 그 축방향의 일단면 및 타단면에 제1과 제2 캠면이 각각 형성됨과 아울러, 상기 제1과 제2 캠면에 각각 대치하도록 상기 축통 측에 배치된 제1과 제2 고정캠면이 구비되며, 상기 필기압에 의한 상기 척의 후퇴동작에 의해서, 상기 링모양 회전자에서의 제1 캠면이 상기 제1 고정캠면에 맞닿아 치합되고, 상기 필기압의 해제에 의해 상기 링모양 회전자에서의 제2 캠면이 상기 제2 고정캠면에 맞닿아 치합되도록 구성되며, 상기 회전자 측의 제1 캠면이 상기 제1 고정캠면에 치합된 상태에서 상기 회전자 측의 제2 캠면과 상기 제2 고정캠면이 축방향에서 캠의 한 톱니에 대해서 반위상(半位相) 어긋난 관계로 설정되고, 상기 회전자 측의 제2 캠면이 상기 제2 고정캠면에 치합된 상태에서 상기 회전자 측의 제1 캠면과 상기 제1 고정캠면이 축방향에서 캠의 한 톱니에 대해서 반위상 어긋난 관계로 설정된다.

이 경우, 상기 필기압이 해제된 상태에서 상기 링모양 회전자에서의 제2 캠면을 상기 제2 고정캠면에 맞닿게 하여 치합상태로 가압하는 스프링부재가 구비되어 있는 것이 바람직하다.

또한 상기한 구성에 더하여, 상기 회전자의 후단부와 상기 스프링부재와의 사이에 원통모양으로 형성되어 상기 회전자의 후단부와의 사이에서 미끄러짐을 발생시키는 토크캔슬러가 개재되고, 상기 회전자의 회전운동이 상기 스프링부재에 전달되는 것을 저지하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 하나의 바람직한 형태에서는 상기 토크캔슬러를 필기심과 함께 축방향으로 이동동작하는 상기 가동부재로서 이용함으로써, 토크캔슬러를 상기 덤퍼기능의 일부를 겸한 구성으로 할 수 있다.

상기한 본 발명에 관한 샤프펜슬에 의하면, 필기압을 받음으로써 회전자가 축방향으로 왕복이동하여 회전구동되고, 상기 회전자의 회전운동은 척을 통하여 필기심에 전달된다. 따라서, 써나감에 따라서 필기심이 편마모하는 것을 방지시킬 수 있어, 묘선의 굵기나 묘선의 진함이 크게 변화한다고 하는 문제를 해소시킬 수 있다.

이에 더하여, 점착성 그리스로 대표되는 점착성 매체를 이용하여, 상기 필기심의 후퇴 및 전진동작에 덤퍼기능을 부여한 구성으로 되어 있으므로, 필기심의 급격한 축방향으로의 이동동작에는 큰 점성저항이 발생하고, 비교적 완만하게 움직이는 정적인 하중에 대해서는 점성저항은 매우 작아진다. 이것에 의해, 펜 끝과 지면과의 접촉시의 충격을 필기압, 필기속도에 따라 효과적으로 완화시키는 것이 가능하게 된다.

그러므로, 이미 설명한 바와 같이, 필기심의 쿠션동작에 「움푹 들어가는」 느낌이 발생하는 점 및 스프링부재에 의한 복귀동작에서 「부딪히는」 감촉이 발생하는 점 등의 문제를 해소할 수 있어, 필기에 수반하는 상기한 독특한 위화감의 발생을 효과적으로 억제한 샤프펜슬을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 샤프펜슬의 전반부의 일부를 파단하여 나타낸 사시도이다.
도 2는 동일한 일부를 단면상태로 나타낸 측면도이다.
도 3은 동일한 샤프펜슬에 대해 한층 더 뒤쪽 근처까지 나타낸 일부를 단면상태로 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 1 ~ 도 3에 나타내는 실시형태에 탑재된 회전자의 회전구동작용을 순서대로 설명하는 모식도이다.
도 5는 도 4에 이어서 회전자의 회전구동작용을 설명하는 모식도이다.
도 6은 도 1 ~ 도 3에 나타내는 실시형태에서의 전체 구성을 일부를 단면상태로 나타낸 측면도이다.
도 7은 동일한 후반부를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 3에서의 A부분에 형성된 덤퍼기능부를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 9는 동일한 덤퍼기능부의 구성요소를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명에 관한 샤프펜슬에 대해서 도면에 나타내는 실시형태에 근거하여 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 주요부를 차지하는 샤프펜슬의 전반부를 나타낸 것으로, 도 1은 그 주요부를 파단하여 나타낸 사시도이며, 또 도 2는 좌반부를 단면상태로 나타낸 측면도이다.

부호 1은 그 외곽을 구성하는 축통을 나타내고 있고, 부호 2는 상기 축통(1)의 선단부에 장착된 입구선단부를 나타내고 있다. 상기 축통(1) 내의 중심부에는 통모양의 심케이스(3)가 동축상에 수용되어 있고, 이 심케이스(3)의 선단부에는 척(4)이 연결되어 있다. 이 척(4)은 그 축심을 따라서 통공(通孔)(4a)이 형성되고, 또 선단부가 세 방향으로 분할되며, 분할된 선단부가 링모양으로 형성된 조임기구(5) 내에 유격을 가지고 끼워지도록 하여 장착되어 있다. 그리고, 링모양의 상기 조임기구(5)는 상기 척(4)의 주위를 덮도록 하여 배치된 원통모양으로 형성된 회전자(6)의 선단부 내면에 장착되어 있다.

상기 입구선단부(2)로부터 돌출하도록 하여 선단파이프(7)가 배치되어 있고, 이 선단파이프(7)의 기단부는 상기 입구선단부(2) 내에 위치하는 중간부재로서의 지지부재(8)의 선단부 내면에 끼워맞춰져 있다. 상기 지지부재(8)는 그 기단부(후단부) 측이 대경(大徑)이 되도록 원통부가 연속한 계단모양으로 형성되어 있고, 그 기단부 내면은 상기한 회전자(6)의 선단부에서의 둘레측면에 끼워맞춰져 있다. 그리고, 상기 선단파이프(7)를 지지하는 지지부재(8)에서의 내주면에는 축심부분에 통공(9a)을 형성한 고무제의 보유지지척(9)이 수용되어 있다.

상기한 구성에 의해, 심케이스(3)로부터 척(4) 내에 형성된 통공(4a), 상기 보유지지척(9)의 축심에 형성된 통공(9a)을 통하여, 상기 선단파이프(7)에 이르는 직선모양의 심삽통구멍이 형성되어 있고, 이 직선모양의 심삽통구멍 내에 도시하지 않는 필기심(교체심)이 삽입하여 통과된다. 그리고, 상기한 회전자(6)와 척(4)과의 사이의 공간부에는 코일모양의 리턴스프링(10)이 배치되어 있다. 또한 상기 리턴스프링(10)의 일단부(후단부)는 상기 심케이스(3)의 단부면에, 또 상기 리턴스프링(10)의 타단부(전단부)는 회전자(6) 내에 형성된 환상의 단부면에 맞닿은 상태로 수용되어 있다. 따라서 상기 리턴스프링(10)의 작용에 의해, 회전자(6) 내의 척(4)은 후퇴하는 방향으로 가압되어 있다.

도면에 나타내는 샤프펜슬에서는, 축통(1)의 후단부에 배치된 후술하는 노크부를 노크조작함으로써, 상기 심케이스(3)가 축통(1) 내에서 전진하고, 척(4)의 선단부가 조임기구(5)로부터 돌출함으로써 필기심의 파지상태가 해제된다. 그리고, 상기 노크조작의 해제에 의해, 리턴스프링(10)의 작용에 의해 심케이스(3) 및 척(4)은 축통(1) 내에서 후퇴한다.

이 때, 필기심은 보유지지척(9)에 형성된 통공(9a)에서 보유지지된다. 이 상태에서 척(4)은 후퇴하여 그 선단부가 상기 조임기구(5) 내에 수용됨으로써, 필기심을 다시 파지상태로 한다. 즉, 상기한 노크부의 노크조작의 반복에 의한 척(4)의 전후이동에 의해 필기심의 해제와 파지가 행해지고, 이것에 의해 필기심은 척(4)으로부터 차례차례 전방으로 계속 내보내지도록 작용한다.

도 1에 나타내는 상기한 회전자(6)는 그 축방향의 중앙부가 지름을 굵게 한 태경부(太徑部)로 이루어지고, 그 태경부의 일단면(후단면)에는 제1 캠면(6a)이 형성되어 있으며, 태경부의 타단면(전단면)에는 제2 캠면(6b)이 형성되어 있다. 한편, 상기 회전자(6)의 후단부에는 원통형 상부캠 형성부재(13)가 회전자(6)의 후단부를 덮도록 하여 축통(1) 내에 장착되어 있고, 상기 상부캠 형성부재(13)의 전단부에는 상기 회전자(6)에서의 제1 캠면(6a)에 대치하도록 하여 고정캠면(제1 고정캠면이라고도 한다.)(13a)이 형성되어 있다.

또한, 도 1에서는 도시가 생략되고, 도 2에 나타내어져 있지만, 상기 회전자(6)에서의 제2 캠면(6b)에 대치하도록 하여 축통(1) 측에 원통모양의 하부캠 형성부재(14)가 장착되고, 그 축방향의 후단부에는 고정캠면(제2 고정캠면이라고도 한다.)(14a)이 형성되어 있다. 또한, 상기 회전자(6)에 형성되어 있는 제1과 제2 캠면(6a, 6b)과, 상기 제1 고정캠면(13a), 제2 고정캠면(14a)과의 관계 및 상호의 작용에 대해서는, 도 4 및 도 5에 근거하여 다음에 상세하게 설명한다.

도 3은 도 1 및 도 2에 나타낸 샤프펜슬에 대해서, 더욱 뒤쪽 근처까지 나타낸 것으로, 도 1 및 도 2에 나타낸 대표적인 부분을 동일한 부호로 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이 원통모양으로 형성된 상부캠 형성부재(13)의 후단부 내면에는 원통형의 스톱퍼(16)가 끼워맞춰져 있고, 이 스톱퍼(16)의 전단부와, 원통모양으로 형성되어 축방향으로 이동 가능한 토크캔슬러(17)와의 사이에는 코일모양의 스프링부재(18)가 장착되어 있다.

상기 스프링부재(18)는 상기 토크캔슬러(17)를 전방으로 가압하도록 작용하고, 이 가압력을 받은 상기 토크캔슬러(17)에 밀려 상기 회전자(6)는 전방을 향하도록 구성되어 있다.

상기한 구성에 의하면, 척(4)이 필기심을 파지한 상태에서 상기 회전자(6)는 척(4)과 함께 축심을 중심으로 하여 회전 가능하게 되도록 상기 축통(1) 내에 수용되어 있다. 그리고, 샤프펜슬이 미사용상태(필기상태 이외의 경우)에서는 상기 스프링부재(18)의 작용에 의해 상기 토크캔슬러(17)를 통하여 회전자(6)는 전방으로 가압되아 있고, 도 1 ~ 도 3에 나타내는 상태로 된다.

한편, 샤프펜슬을 사용했을 경우, 즉 선단파이프(7)로부터 돌출하고 있는 도시하지 않는 필기심에 필기압이 가해졌을 경우에는 상기 척(4)은 스프링부재(18)의 가압력에 저항하여 후퇴하고, 이것에 수반하여 회전자(6)도 축방향으로 후퇴한다. 따라서, 도 1 및 도 2에 나타내는 회전자(6)에 형성되어 있는 제1 캠면(6a)은 상기 제1 고정캠면(13a)에 접합하여 치합상태가 된다.

도 4의 (A) ~ (C) 및 도 5의 (D), (E)는 상기한 동작에 의해 회전자(6)를 회전구동시키는 회전구동기구의 기본동작을 순서대로 설명하는 것이다. 도 4 및 도 5에서 부호 6은 상기한 회전자를 모식적으로 나타낸 것이고, 그 일단면(도면의 위쪽의 면)에는 둘레방향을 따라서 연속적으로 톱니모양으로 된 제1 캠면(6a)이 링모양으로 형성되어 있다. 또 회전자(6)의 타단면(도면의 아래쪽의 면)에도 동일하게 둘레방향을 따라서 연속적으로 톱니모양으로 된 제2 캠면(6b)이 링모양으로 형성되어 있다.

한편, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 상부캠 형성부재(13)의 링모양의 단부면에도 둘레방향을 따라서 연속적으로 톱니모양으로 된 제1 고정캠면(13a)이 형성되어 있고, 하부캠 형성부재(14)의 링모양의 단부면에도 둘레방향을 따라서 연속적으로 톱니모양으로 된 제2 고정캠면(14a)이 형성되어 있다.

그리고, 회전자에 형성된 제1 캠면(6a), 제2 캠면(6b), 상부캠 형성부재(13)에 형성된 제1 고정캠면(13a), 하부캠 형성부재(14)에 형성된 제2 고정캠면(14a)의 둘레방향을 따라서 톱니모양으로 형성된 각 캠면은 그 피치가 서로 거의 동일하게 되도록 형성되어 있다. 또한, 도 4 및 도 5에서의 회전자(6)의 중앙부에 나타낸 ○표는 회전자(6)의 회전이동량을 나타내고 있다.

도 4의 (A)는 샤프펜슬이 미사용상태(필기상태 이외의 경우)에서의 상부캠 형성부재(13), 회전자(6), 하부캠 형성부재(14)의 관계를 나타낸 것이다. 이 상태에서는 회전자(6)에 형성된 제2 캠면(6b)은 축통(1)에 장착된 하부캠 형성부재(14)의 제2 고정캠면(14a) 측에 도 3에 나타낸 스프링부재(18)의 가압력에 의해 맞닿아져 있다. 이 때, 상기 회전자(6) 측의 제1 캠면(6a)과 상기 제1 고정캠면(13a)이 축방향에서 캠의 한 톱니에 대해서 반위상(반피치) 어긋난 관계가 되도록 설정되어 있다.

도 4의 (B)는 샤프펜슬의 사용에 의해 필기심에 필기압이 가해진 초기상태를 나타내고 있고, 이 경우에서는 상기한 바와 같이 회전자(6)는 척(4)의 후퇴에 수반하여, 상기 스프링부재(18)를 수축시켜 축방향으로 후퇴한다. 이것에 의해, 회전자(6)는 축통(1)에 장착된 상부캠 형성부재(13) 측으로 이동한다.

도 4의 (C)는 샤프펜슬의 사용에 의해 필기심에 필기압이 가해져, 회전자(6)가 상부캠 형성부재(13) 측에 맞닿아 후퇴한 상태를 나타내고 있고, 이 경우에서는 회전자(6)에 형성된 제1 캠면(6a)이 상부캠 형성부재(13) 측의 제1 고정캠면(13a)에 치합된다. 이것에 의해 회전자(6)는 제1 캠면(6a)의 한 톱니의 반위상(반피치)에 상당하는 회전구동을 받는다. 그리고 도 4의 (C)에 나타내는 상태에서는 상기 회전자(6) 측의 제2 캠면(6b)과 상기 제2 고정캠면(14a)이 축방향에서 캠의 한 톱니에 대해서 반위상(반피치) 어긋난 관계가 되도록 설정되어 있다.

다음에 도 5의 (D)는 샤프펜슬에 의한 필기가 끝나, 필기심에 대한 필기압이 해제된 초기상태를 나타내고 있고, 이 경우에서는 상기한 스프링부재(18)의 작용에 의해 회전자(6)는 축방향으로 전진한다. 이것에 의해, 회전자(6)는 축통(1)에 장착된 하부캠 형성부재(14) 측으로 이동한다.

또한, 도 5의 (E)는 상기한 스프링부재(18)의 작용에 의해, 회전자(6)가 하부캠 형성부재(14) 측에 맞닿아 전진한 상태를 나타내고 있고, 이 경우에서는 회전자(6)에 형성된 제2 캠면(6b)이 하부캠 형성부재(14) 측의 제2 고정캠면(14a)에 치합된다. 이것에 의해 회전자(6)는 제2 캠면(6b)의 한 톱니의 반위상(반피치)에 상당하는 회전구동을 다시 받는다.

따라서, 회전자(6)의 중앙부에 나타낸 ○표로 나타내는 바와 같이, 필기압을 받은 회전자(6)의 축방향으로의 왕복운동에 수반하여 회전자(6)는 제1 및 제2 캠면(6a, 6b)의 한 톱니(1피치)에 상당하는 회전구동을 받고, 척(4)를 통하여 이것에 파지된 필기심(10)도 이와 같이 회전구동된다.

상기한 구성의 샤프펜슬에 의하면, 필기에 의한 회전자(6)의 축방향으로의 왕복 이동에 의해, 회전자는 그때마다 캠의 한 톱니에 대응하는 회전운동을 받고, 이 반복에 의해 필기심은 차례차례 회전구동된다. 그러므로, 써나감에 따라서 필기심이 편마모하는 것을 방지시킬 수 있어, 묘선의 굵기나 묘선의 진함이 크게 변화한다고 하는 문제를 해소할 수 있다.

또한, 상기한 구성의 샤프펜슬에 의하면, 입구선단부(2)로부터 돌출하여 배치된 필기심을 안내하는 선단파이프(7)는 중간부재로서 기능하는 지지부재(8)를 통하여 상기 회전자(6)의 선단부에 끼워맞춰져 있으므로, 필기동작에 수반하는 상기한 척(4)의 후퇴 및 전진동작에 수반하여 선단파이프(7)는 지지부재(8)를 통하여 같은 방향으로 이동한다. 따라서 필기동작에 수반하여, 필기심이 약간 전후이동(쿠션동작)해도 필기심을 안내하는 선단파이프도 같은 방향으로 이동하므로, 선단파이프와 필기심과의 사이에서 축방향의 상대이동이 발생하지 않아, 선단파이프로부터의 필기심의 노출치수를 일정하게 유지할 수 있다.

또, 선단파이프(7)는 지지부재(8)를 통하여 상기 회전자(6)에 결합되어 있으므로, 필기심이 회전운동을 받았을 경우에 선단파이프도 이와 같이 회전운동을 받게 되어, 선단파이프(7)와 필기심은 일체가 되어 회전하게 된다.

따라서, 상기한 구성의 샤프펜슬에 의하면, 필기중에서 꼭지쇠부재 혹은 선단파이프로부터의 필기심의 노출치수가 그때마다 변화하여 사용자에 대해서 위화감을 준다고 하는 문제를 해소시킬 수 있다. 또한 선단파이프로부터의 필기심의 노출치수의 변화에 의해 선단파이프에서 심을 절삭하는 것에 의한 심꺾임의 발생을 방지시킬 수 있고, 또 심의 깎임에 의해 필기면을 오염시킨다고 하는 문제도 해소할 수 있다.

또한, 상기한 코일모양의 스프링부재(18)의 가압력을 받아 회전자(6)를 전방으로 밀어내는 원통형의 토크캔슬러(17)는 이 토크캔슬러(17)의 전단면과 상기 회전자(6)의 후단면과의 사이에 미끄럼을 발생시켜, 필기작용의 반복에 의해 발생하는 상기 회전자(6)의 회전운동을 스프링부재(18)에 전달시키는 것을 방지시키도록 작용한다.

환언하면, 상기 회전자(6)와 스프링부재(18)와의 사이에 원통모양으로 형성된 토크캔슬러(17)가 개재됨으로써, 상기 회전자의 회전운동이 상기 스프링부재에 전달되는 것을 저지하도록 작용하고, 스프링부재(18)의 비틀림 복귀(스프링 토크)가 발생함으로써, 회전자(6)의 회전동작에 장해를 준다고 하는 문제를 해소시킬 수 있다.

도 6 및 도 7은상기한 기능을 구비한 샤프펜슬의 전체 구성 및 그 후반부를 확대하여 나타낸 것으로, 도 6은 좌반부를 단면상태로 나타낸 측면도로 나타내고, 또 도 7은 전체 단면도로 나타내고 있다. 또한, 도 6 및 도 7에서는 이미 설명한 각 도면에 나타난 대표적인 부분을 동일한 부호로 나타내고 있다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 축통(1)의 후단부 측 내면에서의 축통(1)과 심케이스(3)와의 사이에는 원통모양으로 형성된 노크봉(21)이 수용되어 있다. 이 노크봉(21)은 그 전단부에서 상기한 스톱퍼(16)의 후단부와의 사이에 배치된 코일모양의 스프링부재(22)에 의해서 후방으로 가압되도록 구성되어 있다. 또 축통(1)의 후단부에서 클립(23)을 일체로 형성한 통체부(23a)가 축통(1) 내에 끼워넣어져 있고, 이 통체부(23a) 내에 형성된 도 7에 나타내는 계단부(23b)에 의해서, 상기 노크봉(21)이 축통(1)의 후단부 측으로 빠져나오는 것을 저지하도록 구성되어 있다.

상기 노크봉(21)의 후단부는 상기 통체부(23a)의 후단부보다 약간 후방으로 돌출한 구성으로 되어 있고, 상기 노크봉(21)의 후단부 내면공간에는 지우개(24)가 수용되어 있다. 그리고 상기 지우개(24)를 덮도록 하여 노크부를 구성하는 노크커버(26)가 노크봉(21)의 후단부 외주면을 덮도록 하여 착탈 가능하게 장착되어 있다.

한편, 노크봉(21)에서의 후단부의 직전에는, 도 7에 나타내는 바와 같이 노크봉(21)의 내경보다 소경으로 되는 필기심의 보급구(27)가 형성되어 있고, 도 6에 나타내는 바와 같이 상기 보급구(27)의 전단부가 상기 심케이스(3)의 후단부에 약간의 갭(G)을 가지고 대치한 구성으로 되어 있다. 즉, 이 실시형태에서는 심케이스(3)는 상기 노크봉(21)에 기계적으로 연결되지 않고, 상기 갭(G)의 위치에서 분리되어 있다.

이상의 구성에 있어서, 상기 노크커버(26)의 노크조작을 행하면, 노크봉(21)을 통하여 상기 보급구(27)의 전단부가 심케이스(3)의 후단부에 맞닿고, 그대로 심케이스(3)를 전방으로 밀어내도록 작용한다. 이것에 의해, 상기한 바와 같이 척(4)이 전진하여 필기심을 선단파이프(7)로부터 계속 내보내도록 작용한다. 그리고 상기한 노크조작의 해제에 의해 노크봉(21)은 스프링부재(22)의 작용에 의해 후퇴하고, 노크봉(21)은 클립(23)을 지지하는 통체부(23a)의 내면에 형성된 계단부(23b)에 의해서 걸리게 된다.

상기한 구성에 의하면, 노크봉(21)의 후단부 측에 형성된 필기심 보급구(27)의 전단부와, 상기 심케이스(3)의 후단부와의 사이에 갭(G)이 형성되어 있으므로, 필기에 의한 척(4) 및 심케이스(3)의 후퇴동작에서도 심케이스(3)의 후단부가 상기 보급구(27)의 전단부에 충돌하지 않는다. 그리고, 상기 갭(G)의 존재에 의해, 상기한 회전구동기구에 의한 심케이스(3)의 회전동작이 노크커버(26) 측으로 전달되지 않는다.

환언하면, 비록 노크커버(26)를 손가락끝 등에 의해 회전시켜도 심케이스(3)를 통하여 회전동작이 상기한 회전구동기구에 전달되지 않고, 함부로 노크커버(26)를 회전시키는 등 회전구동기구에 장해를 준다고 하는 문제를 해소할 수 있다.

또한 상기한 갭(G)을 형성함으로써, 축통의 후단부에 돌출하고 있는 상기 노크커버(26)가 무언가에 접촉하고 있는 경우에서도 필기심을 회전구동시키는 상기 회전구동기구의 기능을 정지시킨다고 하는 문제를 해소할 수 있다.

그런데, 상기한 구성에 의한 샤프펜슬에서는 필기압을 받은 필기심의 쿠션동작을 이용하여 회전자를 회전시키고, 이것에 의해 필기심을 한 방향으로 회전구동시키는 것이다. 이 때문에, 이미 설명한 바와 같이 쿠션동작에 수반하여 「움푹 들어가는」 또는 「부딪히는」 느낌이 항상 있어, 감촉이 나쁘다고 하는 문제가 남겨진다.

도 8 및 도 9는 상기한 문제를 해소시키기 위한 하나의 대책예를 나타내는 것으로, 이미 설명한 스톱퍼(16)와 토크캔슬러(17)와의 사이에서 덤퍼기능을 형성하는 예를 나타낸 것이다. 즉, 도 8은 도 3에 나타내는 A부분에 대해서 확대 단면도로 나타낸 것이며, 동일한 부분을 각각 동일한 부호로 나타내고 있다. 또한, 도 8에서는 외곽을 구성하는 축통(1)의 기재는 생략하고 있다. 또 도 9는 도 8에 나타난 토크캔슬러(17), 스프링부재(18) 및 스톱퍼(16)를 포함하는 부분 구성을 사시도로 나타낸 것이다.

도 8에 나타내는 바와 같이 원통모양으로 형성된 스톱퍼(16)는 상부캠 형성부재(13)의 후단부에 끼워맞춰져 있고, 원통모양으로 형성된 토크캔슬러(17)는 상기 스톱퍼(16)의 내주면에서 축방향으로 슬라이드하도록 배치되어 있다. 그리고, 스톱퍼(16)와 토크캔슬러(17)와의 사이에는 스프링부재(18)가 개재되어, 스프링부재(18)에 의해서 토크캔슬러(17)를 회전자(6) 측으로 가압하도록 구성되어 있다.

따라서, 상기 구성에서는 토크캔슬러(17)는 필기심의 필기압을 받아, 당해 필기심과 함께 축방향으로 이동동작하는 가동부재로서 기능하며, 스톱퍼(16)는 상기 가동부재(토크캔슬러(17))의 이동면에 대치한 고정부재로서 기능한다.

그리고, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 가동부재의 이동면, 즉 토크캔슬러(17)의 둘레측면(17a)과, 이것에 대치한 상기 고정부재, 즉 스톱퍼(16)와의 사이에는 부호 19로 나타낸 점착성 매체가 개재되고, 이것에 의해 덤퍼기능을 구성하고 있다.

상기 점착성 매체(19)로서는, 바람직하게는 점착성 그리스가 이용된다. 이것은 샤프펜슬의 조립공정시에서 도 9의 (A)에 나타내는 바와 같이 토크캔슬러(17)의 둘레측면(17a)을 따라서 도포하고, 이 상태에서 토크캔슬러(17)를 도 9의 (B)에 나타내는 바와 같이 스톱퍼(16)의 내주면에 장착함으로써, 점착성 그리스를 토크캔슬러(17)와 스톱퍼(16)와의 사이에 개재시킬 수 있다.

상기한 구성에 의하면, 필기동작에 수반하는 상기 필기심의 후퇴 및 전진동작에 덤퍼기능을 갖게 할 수 있다. 이 경우, 상기한 실시형태에서 이용하는 상기 점착성 그리스로서는 그 컨시스턴시(consistency, 稠度)가 100 ~ 400의 범위의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 상기 점착성 그리스로서는, 예를 들면 신에츠 화학공업사제의 상품명 「신에츠 실리콘 그리스」 품번 : G330 ~ 334, G340 ~ 342, G351 ~ 353, G631 ~ 633을 바람직하게 이용할 수 있다.

이것에 의해, 발명의 효과의 난에서 이미 설명하고 있는 바와 같이, 필기심의 급격한 축방향으로의 이동동작에는 큰 점성저항이 부여되고, 비교적 완만하게 움직이는 정적인 하중에 대해서는 점성저항이 매우 작아지는 덤퍼기능을 부여할 수 있다.

따라서, 펜 끝과 지면과의 접촉시의 충격을 필기압, 필기속도에 따라 효과적으로 완화시키는 것이 가능하게 되며, 필기심의 쿠션동작에 「움푹 들어가는」 느낌이 발생하는 점 및 스프링부재에 의한 복귀동작에서 「부딪히는」 감촉이 발생하는 점 등의 문제를 해소할 수 있어, 필기에 수반하는 독특한 위화감의 발생을 효과적으로 억제한 샤프펜슬을 제공하는 것이 가능하게 된다.

또한, 이상 설명한 실시형태에서는 필기심의 필기압을 받아, 필기심과 함께 축방향으로 이동동작하는 가동부재로서, 토크캔슬러(17)를 이용하고, 상기 가동부재의 이동면에 대치한 고정부재로서, 스톱퍼(16)를 이용하여, 양자 사이에 점착성 그리스를 개재시킨 구성으로 하고 있지만, 상기 가동부재로서 예를 들면 상기한 회전자(6)를 이용하고, 고정부재로서 상기한 상부캠 형성부재(13) 혹은 하부캠 형성부재(14)를 이용하여, 양자 사이에 점착성 그리스를 개재시킨 구성으로 하여도 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.

또, 이상의 설명에서는 덤퍼기능을 부여하는 점착성 매체로서 점착성 그리스를 이용한 예를 나타내고 있지만, 이것에 대신해, 피마자유 등의 고점도유, 액상 고무, 저분자량 수지, 점토 등의 점착성 매체를 이용할 수도 있다.

1 축통 2 입구선단부
3 심케이스 4 척
5 조임기구 6 회전자
6a 제1 캠면 6b 제2 캠면
7 선단파이프
8 지지부재 9 보유지지척
10 리턴스프링 13 상부캠 형성부재
13a 제1 고정캠면 14 하부캠 형성부재
14a 제2 고정캠면 16 스톱퍼(고정부재)
17 토크캔슬러(가동부재) 17a 둘레측면(가동부재의 이동면)
18 스프링부재 19 점착성 그리스(점착성 매체)
21 노크봉 22 스프링부재
23 클립 26 노크커버

Claims (6)

1. 축통 내에 배치된 척(chuck)의 전후이동에 의해 필기심의 해제와 파지를 행함으로써, 상기 필기심을 전방으로 계속 내보낼 수 있도록 구성되고, 상기 척이 상기 필기심을 파지한 상태에서 축심을 중심으로 하여 회전 가능하게 되도록 상기 축통 내에 보유지지됨과 아울러, 상기 필기심의 필기압에 의한 상기 척을 통한 회전자의 후퇴 및 전진동작에 의해 당해 회전자를 회전구동시키는 회전구동기구가 구비되며, 상기 회전자의 회전운동을 상기 척을 통하여 상기 필기심에 전달하도록 구성한 샤프펜슬로서,
   상기 필기심의 필기압을 받아, 당해 필기심과 함께 축방향으로 이동동작하는 가동부재와, 상기 가동부재의 이동면에 대치한 고정부재와의 사이에 점착성 매체가 개재되고, 상기 점착성 매체에 의해, 상기 필기심의 후퇴 및 전진동작에 덤퍼기능을 갖게 한 것을 특징으로 하는 샤프펜슬.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 점착성 매체가 점착성 그리스인 것을 특징으로 하는 샤프펜슬.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전구동기구를 구성하는 회전자가 링모양으로 형성되고, 그 축방향의 일단면 및 타단면에 제1과 제2 캠면이 각각 형성됨과 아울러, 상기 제1과 제2 캠면에 각각 대치하도록 상기 축통 측에 배치된 제1과 제2 고정캠면이 구비되고,
   상기 필기압에 의한 상기 척의 후퇴동작에 의해서, 상기 링모양 회전자에서의 제1 캠면이 상기 제1 고정캠면에 맞닿아 치합되며, 상기 필기압의 해제에 의해 상기 링모양 회전자에서의 제2 캠면이 상기 제2 고정캠면에 맞닿아 치합되도록 구성되고,
   상기 회전자 측의 제1 캠면이 상기 제1 고정캠면에 치합된 상태에서 상기 회전자 측의 제2 캠면과 상기 제2 고정캠면이 축방향에서 캠의 한 톱니에 대해서 반위상 어긋난 관계로 설정되며, 상기 회전자 측의 제2 캠면이 상기 제2 고정캠면에 치합된 상태에서 상기 회전자 측의 제1 캠면과 상기 제1 고정캠면이 축방향에서 캠의 한 톱니에 대해서 반위상 어긋난 관계로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 샤프펜슬.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 필기압이 해제된 상태에서 상기 링모양 회전자에서의 제2 캠면을 상기 제2 고정캠면에 맞닿게 하여 치합상태로 가압하는 스프링부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 샤프펜슬.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 회전자의 후단부와 상기 스프링부재와의 사이에 원통모양으로 형성되어 상기 회전자의 후단부와의 사이에서 미끄러짐을 발생시키는 토크캔슬러가 개재되고, 상기 회전자의 회전운동이 상기 스프링부재에 전달되는 것을 저지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 샤프펜슬.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 토크캔슬러를 필기심과 함께 축방향으로 이동동작하는 상기 가동부재로서 이용하고, 상기 토크캔슬러를 상기 덤퍼기능의 일부를 겸한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 샤프펜슬.

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