KR20180078235A - 필기구 - Google Patents

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KR20180078235A
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Abstract

외부로부터 필기심에 전달되는 충격을 저감시킬 수가 있는 필기구를 제공한다.
필기구는, 필기심을 사이에 두고 파지하는 척을 갖추되, 상기 척은, 상기 필기심과 점접촉 또는 선접촉하여 그 필기심에 제1의 접촉 응력을 부하하도록 그 필기심을 압압하는 제1의 척 손톱과, 상기 필기심에 상기 제1의 접촉 응력보다 낮은 제2의 접촉 응력을 부하하도록 그 필기심을 압압하는 제2의 척 손톱을 가지며, 상기 제1의 척 손톱이 상기 필기심에 부하하는 상기 제1의 접촉 응력은, 그 필기심에 소정의 충격이 가해진 때에, 그 제1의 접촉 응력이 부하된 그 필기심의 접촉 부분이 파괴되어 상기 소정의 충격을 흡수하도록 구성된다.

Description

필기구
본 발명은, 필기심을 파지하는 척(chuck)을 갖춘 필기구에 관한 것이다.
종래, 전기공사, 건설공사 등의 공사 현장 등에서 이용되는 필기구가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1이 개시하는 필기구에서는, 외통으로부터 전방으로 연장되는 선단 파이프의 선단부에 탄성 통체가 배치되어 있다. 이 탄성 통체는, 선단 파이프의 선단으로부터 조출되는 필기심에 대해서 탄성적으로 접촉되어 있다.
이러한 필기구에 의하면, 필기 대상인 목재에 가공된 작은 홈내 등에 선단 파이프를 삽입한 상태 등에서, 어떠한 충격이 선단 파이프에 작용했다고 해도, 탄성 통체에 의해 충격이 흡수된다. 따라서, 필기심의 부러짐 등의 문제점의 발생이 억제된다.
특허문헌 1: 일본 특개 2007-307798호 공보
그렇지만, 특허문헌 1이 개시하는 탄성 통체를 갖춘 필기구에 있어서도, 외부로부터 필기구에 가해진 충격을 그 탄성 통체에 의해 완전하게 흡수할 수 없었다. 이 때문에, 종래, 외부로부터 필기심에 전달되는 충격을 저감할 수가 있는 필기구가 요구되고 있었다.
본 발명의 목적은, 외부로부터 필기심에 전달되는 충격을 저감시킬 수가 있는 필기구를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 필기구의 하나의 태양에서는, 필기구는 필기심을 사이에 두고 파지하는 척을 갖추되, 상기 척은, 상기 필기심과 점접촉 또는 선접촉하여 그 필기심에 제1의 접촉 응력을 부하(負荷)하도록 그 필기심을 압압하는 제1의 척 손톱과, 상기 필기심에 상기 제1의 접촉 응력보다 낮은 제2의 접촉 응력을 부하하도록 그 필기심을 압압하는 제2의 척 손톱을 가지며, 상기 제1의 척 손톱이 상기 필기심에 부하하는 상기 제1의 접촉 응력은, 그 필기심에 소정의 충격이 가해진 때에, 그 제1의 접촉 응력이 부하된 그 필기심의 접촉 부분이 파괴되어 상기 소정의 충격을 흡수하도록 구성된다.
본 발명에 의하면, 외부로부터 필기심에 전달되는 충격을 저감시킬 수가 있는 필기구를 제공할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 샤프펜슬의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 샤프펜슬을 그 일부를 제외하고 그 샤프펜슬의 중심축선상에 도 1의 법선 I를 가지는 절단면에서 절단해서 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 샤프펜슬을 그 일부를 제외하고 그 샤프펜슬의 중심축선상에 도 1의 법선 II를 가지는 절단면에서 절단해서 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 샤프펜슬을 분해해서 나타낸 분해 사시도이다. 도면에서는, 그 샤프펜슬의 일부를 그 샤프펜슬의 중심축선상에 도 1의 법선 II를 가지는 절단면에서 절단해서 나타내고 있다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 샤프펜슬의 척을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 샤프펜슬의 척을 그 전방으로부터 보아 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 샤프펜슬의 척의 선단 부분을 도 6의 법선 III를 가지는 절단면 및 법선 IV를 가지는 절단면에서 절단해서 나타낸 부분 단면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 샤프펜슬의 작동 상태를 설명하는 도면이다. 도면에서는, 필기심을 척으로 사이에 두고 파지한 상태를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 샤프펜슬의 작동 상태를 설명하는 도면이다. 도면에서는, 조출 기구가 필기심의 해방을 개시한 상태를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 샤프펜슬의 작동 상태를 설명하는 도면이다. 도면에서는, 조출 기구가 필기심의 해방을 완료한 상태를 나타낸다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 필기구를 예시하는 실시 형태로서의 샤프펜슬(10)의 외관을 나타내는 사시도이다. 샤프펜슬(10)은, 흑연 등의 원재료를 소성하여 형성된 필기심(L)을 그 선단으로부터 조출할(송출할) 수 있도록 형성되어 있다. 필기심(L)은 표준적으로 이용되는 원형의 단면 형상이 아니라, 직사각형의 단면 형상을 가지도록 형성되어 있다. 이 경우에는, 필기심(L)의 외주에 필기에 적절한 4개의 능선이 형성되기 때문에, 샤프펜슬(10)을 건축 현장 등에 있어서 목재에 가공된 홈 내에 금긋기 선을 쓰는 용도 등을 위해 매우 적합하게 사용할 수가 있다. 덧붙여, 이하의 설명에 있어서는, 필기심(L)이 조출되는 방향을 앞으로 하고, 그 반대 방향을 뒤로 해서 설명한다. 또, 필기심(L)의 직사각형의 단면 형상을 후방으로부터 보아, 그 길이 방향(긴 쪽 방향)의 중심축선의 연신 방향을 좌우 방향으로 하고, 폭 방향(짧은 쪽 방향)의 중심축선의 연신 방향을 상하 방향으로 해서 설명한다.
필기심(L)을 조출하는 조작은, 축통(20)의 후단에 배치된 노크 부재(26)를 노크 조작함으로써 시행할 수가 있다. 축통(20)은, 필기심(L)의 직사각형의 단면 형상의 길이 방향과 그 장축 방향이 일치하는 거의 타원형의 단면 형상의 외형을 가지도록 형성된 축통 본체(21)를 갖춘다. 이와 같이, 필기구의 손잡이부는 그 손잡이부의 단면 형상의 길이 방향이 필기심의 단면 형상의 길이 방향과 일치하도록 형성되는 것이 바람직하다. 길이 방향과 폭 방향을 각각 가지는 필기구의 손잡이부 및 필기심의 단면 형상에 있어서, 양자의 길이 방향이 일치하고 있는 것을 예를 들어 유저가 눈으로 보아 한 번 인식하면, 이후 유저는 필기심의 단면 형상의 길이 방향을 눈으로 보아 확인하는 일 없이 필기구의 손잡이부를 잡았을 때의 촉각에 의해 필기심의 단면 형상의 길이 방향을 인식할 수가 있다. 이 구성에 의하면, 필기구의 손잡이부를 잡았을 때에, 유저는 필기심의 단면 형상의 길이 방향을 촉각에 의해 감지할 수가 있다. 이 축통 본체(21)의 전단부로부터 돌출하여 앞축(22)이 배치된다. 또, 앞축(22)의 선단부에는, 선단 측이 끝으로 갈수록 가늘어지도록 형성된, 후에 상세히 설명하는 앞쪽 입구(23)가 배치된다. 이 앞축(22) 및 앞쪽 입구(23)를 관통하여, 필기심(L)은 앞쪽 입구(23)의 선단 개구로부터 조출된다.
축통 본체(21)의 외표면에서의 전후단부의 좌우 양측면에는, 요철(凹凸)을 포함해 형성된 미끄럼 방지부(21a, 21b)가 배치된다. 덧붙여, 도시한 바와 같이, 필기심(L)의 단면 형상의 길이 방향으로만 미끄럼 방지부(21a, 21b)를 배치하면, 유저는 필기심(L)의 단면 형상의 길이 방향을 촉각에 의해 한층 더 감지하기 쉬워진다. 또, 필기심(L)의 단면 형상의 폭 방향의 축통 본체(21)의 외면상의 위치에는, 길이 방향의 미끄럼 방지부(21a, 21b)와는 그 촉감이 다른 형상의 평탄부(21c)가 형성된다. 이와 같이, 필기심의 단면 형상의 길이 방향과 폭 방향으로 대응해서 필기구의 손잡이부에 다른 형상의 요철이 형성되는 구성에 의하면, 유저의 촉각에 의한 필기심의 단면 형상의 감지가 한층 더 용이하게 된다.
후단 측의 미끄럼 방지부(21b)의 근방의 축통 본체(21)상에는, 필기구의 전후방향으로의 미끄러짐을 한층 더 확실하게 막을 수가 있는 환상(環狀, 고리모양)의 플랜지부(21d)가 형성된다. 또, 전단 측의 미끄럼 방지부(21a)와 후단 측의 미끄럼 방지부(21b)에서는 포함되는 요철의 수가 다르게 되도록 형성된다. 이와 같이, 필기구의 손잡이부에 형성되는 요철이 그 전후방향으로 다른 수로 배치되는 구성에 의하면, 유저의 촉각에 의한 필기구의 전후방향의 감지가 용이하게 된다.
도 2∼도 4를 참조하여, 샤프펜슬(10)이 갖춘 조출 기구(30)를 설명한다. 조출 기구(30)는, 샤프펜슬(10)에 수용된 필기심(L)을 파지함과 더불어 전방으로 조출하도록 구성된다. 조출 기구(30)는, 필기심(L)을 수용하는 심 탱크(31), 필기심(L)을 파지하는 척(chuck; 32), 척(32)의 전후방향으로의 접동을 가이드하는 가운데 축(33), 척(32)과 심 탱크(31)의 조립체를 후방으로 부세하는 스프링(34) 및 외주로부터 척(32)을 필기심(L)에 압압하는 척 링(35)을 가진다.
심 탱크(31)에 대해 설명한다. 심 탱크(31)의 전방 측은, 필기심(L)의 단면 형상을 소정의 클리어런스(clearance, 공극)를 가지고 수용할 수 있는 크기의 각혈(角穴, 뿔구멍)을 그 내부에 가지는 각통부(角筒部; 31a)로서 형성된다. 이 구성에 의하면, 필기심(L)의 단면 형상의 길이 방향을, 후에 상세히 설명하는 척(32)의 협압 방향으로 맞춘 상태에서, 필기심(L)을 심 탱크(31)의 각통부(31a) 내에 수용할 수가 있다. 심 탱크(31)의 후방 측은, 각통부(31a)에 필기심(L)을 도입하는 도입부(31b) 및 원형의 후단 개구를 가지는 원통부(31c)로서 형성된다. 내통(26a)을 가지는 이중 통 모양으로 형성된 노크 부재(26)가 이 원통부(31c)의 후단 개구를 막는다. 노크 부재(26)의 내통(26a)은, 원통부(31c)의 후단 개구에 착탈 가능한 감합력(嵌合力, 맞물리는 힘)으로 밀어넣어진다. 노크 부재(26)의 외통은, 축통 본체(21)의 외측에 위치해 축통의 외주의 일부를 덮는다. 심 탱크(31)의 외주에는, 후에 상세히 설명하는 스프링(34)의 후단에 당접하는 스프링 누름부(31d)가 형성된다.
도 5를 참조하여, 척(32)을 설명한다. 척(32)의 후방 측에는 거의 각통 모양의 접속부(32a)가 형성된다. 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 이 접속부(32a)가 심 탱크(31)의 선단 부분과 접속된다. 접속부(32a)의 전방에는, 횡단면에서의 외형이 접속부(32a)보다 작게 형성된 거의 각통 모양의 기단부(32b)가 형성된다. 기단부(32b)로부터 전방으로 향해 양다리 모양으로 형성된 왼쪽 척 조각(32c) 및 오른쪽 척 조각(32d)이 연재한다. 왼쪽 척 조각(32c) 및 오른쪽 척 조각(32d)은, 척(32)의 협압 방향(좌우로부터 필기구의 전후방향으로 연재하는 중심축선으로 향하는 방향)에 있어서 서로 대향한다.
접속부(32a)의 양측면에는, 계지 구멍(32a2)이 한쪽 편에 2개씩 형성된다. 이 계지 구멍(32a2)에는, 심 탱크(31)의 각통부(31a)의 선단부의 양측면에 한쪽 편 2개씩 형성된 계지 돌기(31a1)가 계지된다(도 8∼도 10 참조). 이에 따라, 척(32)은 심 탱크(31)에 접속하여 계지된다. 접속부(32a)의 상하면에는, 슬릿(32a3)이 형성된다. 슬릿(32a3)을 형성함으로써, 심 탱크(31)의 각통부(31a)가 척(32)의 접속부(32a)에 삽입될 때, 접속부(32a)는 횡방향으로 열리기 쉬워지기 때문에, 각통부(31a)를 삽입하기 쉬워진다.
척(32)은 탄성을 가지는 수지로 형성된다. 또, 척(32)은, 척(32)에 외력이 작용하지 않는 자유 상태에 있어서, 좌우의 척 조각(32c, 32d)이 척(32)의 협압 방향과는 반대측의 바깥쪽(좌우 방향)으로 열려 필기심(L)을 해방하는 해방 위치까지 그 탄성에 의해 복원하는 형상으로 형성된다. 좌우의 척 조각(32c, 32d)의 내면에는, 각각 복수(본 실시 형태에서는 4개)의 척 손톱(40)이 전후방향으로 늘어서서 형성된다. 각 척 손톱(40)은, 좌우의 척 조각(32c, 32d)의 내면에 대해서 거의 수직으로 돌출하는 거의 쐐기 모양으로 형성된다. 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 척(32)은 스프링(34)의 작용에 의해 후방으로 이동하여 척 링(35) 내에 감합한다(도 8 참조). 이 때, 척(32)의 협압 방향에 있어서 대향하여 배치된 복수의 척 손톱(40)에 의해 필기심(L)이 파지된다.
척 손톱(40)은 샤프펜슬(10)의 선단부에서 필기심(L)을 파지한다. 이와 같이, 필기구의 선단부에서 필기심을 파지하는 구성에 의하면, 필기심의 선단으로부터 필기심의 파지위치까지의 모멘트 암을 짧게 해서 필기심의 선단에 부하되는 외력에 의한 필기심의 절손(휨 파괴)을 막을 수가 있다. 필기심의 선단으로부터 필기심의 파지위치까지의 모멘트 암의 길이는, 미사용의 필기심의 전체 길이의 60% 이하의 길이로 하는 것이 바람직하고, 한층 더 바람직하게는 40% 이하의 길이, 가장 바람직하게는 20% 이하의 길이로 할 수가 있다.
도 6을 참조하여, 척 손톱(40)의 형상에 대해 설명한다. 도 6은, 척(32)을 선단 측으로부터 본 도면으로서, 척(32)을 협압 방향으로 작동시켜 척 손톱(40)으로 필기심(L)을 사이에 두고 파지한 상태를 나타낸다. 좌우의 척 조각(32c, 32d)의 각 척 손톱(40)은, 제1의 척 손톱(41)과 제2의 척 손톱(42)을 가진다. 도시한 바와 같이, 복수(본 실시 형태에서는 각 척 손톱(40)에 2개)의 제1의 척 손톱(41)이 상하 방향으로 이간하여 배치되어 있다. 제2의 척 손톱(42)은, 제1의 척 손톱(41)의 사이에 배치되어 있다. 척 손톱(40)에 의한 필기심(L)의 파지에 대해서는 후에 상세히 설명한다.
도 7을 참조하여, 척 손톱(40)의 형상을 더 설명한다. 도 7은, 왼쪽 척 조각(32c)의 내측(우측)의 부분을 그 오른쪽 경사 상의 전방으로부터 보아 나타낸 사시도이다. 이해를 용이하게 하기 위해서, 도면에서는 왼쪽 척 조각(32c)의 위쪽 반부분을 절제한 상태로 나타내고 있다. 제1의 척 손톱(41)은, 제1의 벽면(41a)과, 제1 경사면(41c)과, 그들 사이에 형성되는 제1의 돌출 가장자리부(선단의 능선)(41b)를 가진다. 제1의 벽면(41a)은, 왼쪽 척 조각(32c)의 내면(32c1)에 대해서 수직으로 형성된다. 또, 제1의 돌출 가장자리부(41b)는 척(32)의 협압 방향에 대해 경사진 능선으로서 형성된다. 이 때문에, 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 제1의 돌출 가장자리부(41b)가 필기심(L)의 길이 방향(전후 방향)으로 연재하는 능선 상에 압압되어 접촉한 때에, 제1의 돌출 가장자리부(41b)는 필기심(L)에 실질적으로 점접촉할 수가 있다(도 6 참조). 제1 경사면(41c)은, 제1의 벽면(41a)과 예각을 이루도록 경사지게 형성된다. 즉, 제1의 척 손톱(41)의 선단은 예각을 이루는 쐐기형상으로 형성된다. 이 때문에, 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 필기심(L)의 제1의 척 손톱(41)과의 점접촉 부분이 부분적으로 파괴된 후에 있어서도, 제1의 척 손톱(41)과 필기심(L)은 실질적으로 선접촉할 수가 있다.
제2의 척 손톱(42)은, 제2의 벽면(42a)과, 제2의 경사면(42c)과, 그들 사이에 형성되는 제2의 돌출 가장자리부(선단의 능선)(42b)를 가진다. 제2의 벽면(42a)은, 왼쪽 척 조각(32c)의 내면(32c1)에 대해서 수직으로 형성된다. 제2의 경사면(42c)은, 제2의 벽면(42a)과 예각을 이루도록 경사지게 형성된다. 즉, 제2의 척 손톱(42)의 선단은 예각을 이루는 쐐기형상으로 형성된다. 이 때문에, 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 필기심(L)의 제2의 척 손톱(42)과의 선접촉 부분이 부분적으로 파괴된 후에 있어서도, 제2의 척 손톱(42)과 필기심(L)은 실질적으로 선접촉할 수가 있다.
도 5로 돌아와, 척(32)을 더 설명한다. 좌우의 척 조각(32c, 32d)의 전후방향의 거의 중앙의 위치에는, 척(32)의 상하 방향으로 돌출하는 접동 돌기(32e)가 각각 형성된다. 접동 돌기(32e)는, 후에 상세히 설명하는 가운데 축(33)의 접동홈(33e)(도 4 참조)과 계합하여 척(32)의 전후방향으로의 접동을 가이드한다.
좌우의 척 조각(32c, 32d) 각각의 선단부에는, 팽출부(팽창해 나온 부분; 32f)가 형성된다. 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 척 링(35)의 전단면은, 척(32)과 감합한 때에 이 팽출부(32f)에 당접한다(도 8 참조).
도 4로 돌아와, 필기심(L)의 조출 기구(30)를 더 설명한다. 축통(20)의 내부의 좌우의 척 조각(32c, 32d)의 외주 상에는, 가운데 축(33)이 배치된다. 가운데 축(33)은, 위쪽 반부분 측의 제1 가운데 축 부품(33a)과, 아래쪽 반부분 측의 제2 가운데 축 부품(33b)의 두 부품으로 구성된다. 가운데 축(33)을, 가운데 축(33)을 2분할한 동일 형상의 제1 가운데 축 부품(33a)과 제2 가운데 축 부품(33b)의 조립체로서 형성함으로써, 복잡한 형상의 가운데 축(33)을 수지 재료의 사출 몰드 성형에 의해 용이하게 제조할 수 있다.
가운데 축(33)은, 그 상하면에 형성된 탄성편(33c1)의 자유단부에 계지 돌기(33c)를 가진다. 이 계지 돌기(33c)에 대응해서, 앞축(22)의 상하면에는, 각각 계지 구멍(22a)이 형성된다. 앞축(22)의 계지 구멍(22a)에 가운데 축(33)의 계지 돌기(33c)가 계지됨으로써, 가운데 축(33)과 앞축(22)이 계합된다.
가운데 축(33)의 상하면에는, 각각 2개의 전후방향으로 연재하는 접동홈(33e)이 형성된다. 이 접동홈(33e) 내에, 척(32)의 접동 돌기(32e)가 전후방향으로의 접동이 가능한 상태로 삽입된다. 척(32)은, 접동 돌기(32e)와 접동홈(33e)과의 접동에 의해, 그 전후방향으로의 이동이 가이드된다.
가운데 축(33)의 후단에는, 플랜지 모양의 스프링 누름부(33d)가 형성된다. 가운데 축(33)의 스프링 누름부(33d)의 전면은, 축통 본체(21)의 내면에 형성되는 계단부(21e)에 후방으로부터 당접한다(도 2 참조). 또, 가운데 축(33)과 계합된 앞축(22)의 후단이, 계단부(21e)의 전방에 형성된 축통 본체(21)의 계단부(21f)에 전방으로부터 당접한다(도 2 참조). 축통 본체(21)의 계단부(21e, 21f)를 사이에 두고, 후방의 가운데 축(33)을 전방의 앞축(22)과 계합함으로써, 조출 기구(30)는 축통(20)에 대해서 전후방향으로 위치 결정되어 고정된다(도 2 참조).
가운데 축(33) 내에는, 척(32)과 심 탱크(31)의 조립체가, 스프링(34)에 의해 후방으로 부세된 상태에서, 전후방향으로 접동 가능하게 배치된다. 스프링(34)은, 심 탱크(31)의 스프링 누름부(31d)와 가운데 축(33)의 스프링 누름부(33d)와의 사이에 압축된 상태에서, 척(32) 및 심 탱크(31)의 조립체를 후방으로 부세한다.
척(32)의 외주에는 후방으로부터 척 링(35)이 감합한다. 척 링(35)은, 그 전방의 개구가 그 후방의 개구보다 큰 횡단면의 대략 긴 직사각형의 환상으로 형성된다.
앞축(22)에는 앞쪽 입구(23)가 고정된다. 앞쪽 입구(23)의 기단부(23a)가 각통으로서 형성된 앞축(22) 내에 삽입되어 감합한다. 이 기단부(23a)의 후단의 상하 2개소에는, 후방으로 향함에 따라 끝으로 갈수록 가늘어지는 사다리꼴 형상의 가이드편(23b)이 돌출한 상태로 형성된다.
가이드편(23b)에 형성된 고정구멍(23b1)에는, 상하 방향으로부터 탄성재로 형성된 브레이커(24)가 끼워넣어진다. 이 브레이커(24)는 필기심(L)의 상하면을 협압해서 보호 유지한다. 필기심(L)의 직사각형의 단면 형상의 장변에 의해 형성되는 필기심(L)의 상하면은, 그 단면 형상의 단변에 의해 형성되는 좌우면보다 넓은 면적을 가진다. 필기심(L)의 다른 대향면보다 넓은 면적을 가지는 대향면인 상하면을 협압함으로써, 브레이커(24)는 필기심(L)을 보다 강고하게 보호 유지할 수가 있다. 척(32)에 의한 파지로부터 해방된 상태에서 필기심(L)에 중력이나 외력이 작용해도, 브레이커(24)로 강고하게 보호 유지된 필기심(L)은 이동하는 일이 없다(도 10 참조).
도 8∼도 10을 참조하여, 조출 기구(30)에 의한 필기심(L)의 조출을 설명한다. 도 8은, 척(32) 및 심 탱크(31)의 조립체가 스프링(34)에 의해 후방으로 부세 되어 후퇴한 상태를 나타낸다. 이 상태에서는, 척(32)의 팽출부(32f)의 후단면이 척 링(35)의 전단면에 당접하고, 척 링(35)의 후단면이 가운데 축(33)의 전단면에 당접한다. 척(32) 및 심 탱크(31)의 조립체는 그 이상의 후방으로의 이동이 제한된다. 척 링(35)은 척(32)과 감합하고, 좌우의 척 조각(32c, 32d)은 척(32)의 협압 방향으로 압압되어 탄성변형한다. 이 상태에서, 필기심(L)은 척(32)에 의해 파지된다.
도 9를 참조하여, 노크 부재(26)가 유저에 노크 조작되어, 척 링(35)의 선단면이 앞쪽 입구(23)의 가이드편(23b)의 후단면에 당접한 상태의 조출 기구(30)를 설명한다. 스프링(34)의 부세력에 대항해 유저가 노크 부재(26)을 노크 조작하면, 척 링(35)이 감합하여 필기심(L)을 파지한 척(32)과 심 탱크(31)의 조립체가 전진한다. 척(32)에 파지된 필기심(L)은 전진하여, 앞쪽 입구(23)의 선단 개구로부터 조출된다. 척 링(35)의 전단면이 가이드편(23b)의 후단면에 당접하면, 척 링(35)의 그 이상의 전진이 제한된다. 척(32)이 더 전진하면, 척 링(35)은 척(32)으로부터 벗어난다. 척 링(35)이 벗어난 좌우의 척 조각(32c, 32d)이 탄성으로 복원해 열림으로써, 필기심(L)이 해방된다.
더욱이, 본 실시 형태의 샤프펜슬(10)은, 척(32)과 당접하고, 그 당접 후, 척(32)이 전방으로 향함에 따라 척(32)을 그 협압 방향의 반대 방향(좌우 방향)으로 여는 가이드면을 가지는 가이드편(23b)를 갖춘다. 척(32)이 더 전진하면, 좌우의 척 조각(32c, 32d)은 가이드편(23b)의 가이드면 상을 접동해 강제적으로 열린다. 이 때문에, 샤프펜슬(10)은 필기심(L)을 더 확실하게 해방할 수가 있다.
도 10을 참조하여, 척(32)의 선단이 앞쪽 입구(23)의 기단부(23a)의 후단면에 당접할 때까지 척(32)이 전진한 상태의 조출 기구(30)를 설명한다. 척(32)의 접속부(32a)의 앞벽(32a1)은 가운데 축(33)의 후단면에 당접한다. 척(32)의 그 이상의 전진 이동이 제한됨으로써, 유저는 필기심(L)의 조출의 완료를 감지할 수가 있다.
유저가 노크 부재(26)의 노크 조작을 해제하면, 스프링(34)의 부세력에 의해 척(32) 및 심 탱크(31)의 조립체가 후방으로 후퇴한다. 필기심(L)은 브레이커(24)에 협압된 상태에서 그 조출된 위치에 보호 유지된다. 척 링(35)은 열린 척(32)과 더불어 후방으로 후퇴하여, 척 링(35)의 후단면이 가운데 축(33)의 전단면에 당접한다. 척 링(35)의 그 이상의 후퇴는 제한된다. 척(32)은, 척(32)의 선단의 팽출부(32f)의 후단면과 척 링(35)의 전단면이 당접할 때까지 더 후방으로 후퇴한다. 척(32)이 완전히 후퇴하면, 척(32)에 척 링(35)이 감합하여, 노크 조작 전의 상태로 돌아간다(도 8 참조).
도 6으로 돌아와, 척(32)에 의한 필기심(L)의 파지를 상세하게 설명한다. 필기심(L)은, 척(32)에 형성된 척 손톱(40)의 제1 및 제2의 척 손톱(41, 42)으로 협압되어 파지된다. 제1의 척 손톱(41)의 선단에 형성된 제1의 돌출 가장자리부(41b)는, 척(32)의 협압 방향에 대해 도시한 바와 같이 예각으로 바깥쪽에 열린 경사각 α을 이루도록 형성된다. 이 때문에, 제1의 돌출 가장자리부(41b)는, 필기심(L)의 각부(필기심(L)의 길이 방향으로 형성되는 능선)와 점접촉한다.
제1의 돌출 가장자리부(41b)가 압압하는 필기심(L)의 점접촉 부분에는 제1의 접촉 응력이 생긴다. 이 제1의 접촉 응력이 생기는 점접촉 부분은, 샤프펜슬(10)에 외부로부터 어떠한 충격이 부하되기 전에 미리 그 부하 대상 영역이 한정되어 압축 응력이 부하된 필기심(L)의 능선상의 일점이다. 이 상태에서 외부로부터 어떠한 충격이 전달되면, 필기심(L)의 이 점접촉 부분은 필기심(L)의 다른 부분보다 시간적으로 선행해 그 파괴 응력에 도달하여 파괴된다. 필기심(L)의 이 점접촉 부분이 파괴되면, 상응하는 충격이 흡수된다. 더욱이, 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 그 점접촉 부분의 파괴 후에는, 필기심(L)은 제2의 척 손톱(42)에 의해 파지 되어 제1의 척 손톱(41)과는 접촉하지 않는다. 이 때문에, 그 점접촉 부분을 매개로 해서 제1의 척 손톱(41)으로부터 필기심(L)으로 충격이 전달되는 것이 방지된다. 이와 같이, 필기심(L)의 다른 부분에 생길 수 있는 파괴보다 시간적으로 선행하도록, 필기심(L)의 강도 저하에 가장 영향을 주지 않는 점접촉 부분에 한해, 제어된 파괴를 일으키게 할 수가 있다. 이 때문에, 필기심(L)에 외부로부터 전달되는 충격을 흡수하여 저감시킬 수가 있다. 제1의 접촉 응력이 부하된 점접촉 부분이 파괴되어도 필기심(L)에 파손 등의 큰 데미지를 주는 일이 없다. 그 점접촉 부분이 파괴된 필기심(L)을 눈으로 보아 관찰한 경우의 외관이나 품질에는 문제가 없다. 덧붙여, 본 실시 형태에서는, 척 조각마다 4개의 척 손톱(40)이 형성되지만, 다른 실시 형태에서는, 바람직한 접촉 응력을 얻을 수 있도록 임의의 수의 척 손톱(40)을 형성할 수가 있다. 또, 바람직한 접촉 응력을 얻을 수 있도록 척 손톱(40)의 형상을 적당히 변경할 수가 있다.
그 제1의 접촉 응력의 값은, 예를 들어 유한 요소법(Finit Element Method) 등을 이용한 수치계산으로 산출할 수가 있다. 혹은, 헤르쯔의 접촉 응력 해석 등에 기초해서 해석적으로 타당한 접촉 응력의 값을 구하는 것으로 해도 좋다. 예를 들어, 필기심(L)을 구성하는 재료의 파괴 응력의 값에 대해서 그 제1의 접촉 응력의 값이 소정의 비율로 되도록 구성하면, 외부로부터 필기심(L)으로 전달되는 소정의 충격을 흡수하기 위해 바람직한 제어된 선행하는 파괴를 일으키게 할 수가 있다. 본 실시 형태에서는, 그 제1의 접촉 응력의 값(그 산출되는 최대값)이 필기심(L)을 구성하는 재료의 압축 파괴 응력의 값의 30%로 되도록 구성된다. 혹은, 다른 실시 형태에서는, 그 점접촉 부분에서의 제1의 접촉 응력의 평균값이 필기심(L)을 구성하는 재료의 인장 파괴 응력의 값의 30%로 되도록 구성하는 것으로 해도 좋다. 이와 같이, 그 제1의 접촉 응력의 값이 필기심(L)을 구성하는 재료의 파괴 응력의 값의 약 30% 이상의 값으로 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 필기심(L)을 구성하는 재료의 파괴 응력의 값에 대한 그 제1의 접촉 응력의 값의 그 소정의 비율을 약 50% 이상으로서 구성할 수가 있고, 가장 바람직하게는, 그 소정의 비율을 약 70% 이상으로서 구성할 수가 있다. 여기서 「약」이란, 필기심(L)을 구성하는 재료의 파괴 응력의 값에 대한 1할(10%)의 값의 범위 내를 말하고, 전술한 「약」이 붙여진 각 값은, 각각 「30%±10%」, 「50%±10%」 및 「70%±10%」이다.
척 손톱(40)은 제2의 척 손톱(42)을 가진다. 본 실시 형태에서는, 필기심(L)의 제1의 척 손톱(41)과의 점접촉 부분이 파괴되기 전의 상태에서는, 제2의 척 손톱(42)은 필기심(L)에 접촉하지 않고 이간하여 위치하도록 형성된다. 이 구성에 의하면, 필기심(L)의 제1의 척 손톱(41)과의 점접촉 부분이 필기심(L)의 제2의 척 손톱(42)과의 선접촉 부분에 대해 확실하게 선행하여 파괴 응력에 도달하도록 구성할 수가 있다. 덧붙여, 다른 실시 형태에서는, 필기심(L)의 제1의 척 손톱(41)과의 점접촉 부분이 파괴되기 전에 제2의 척 손톱(42)이 필기심(L)에 선접촉(당접)하도록 구성해도 좋다. 제2의 척 손톱(42)의 제2의 돌출 가장자리부(42b)는 필기심(L)의 좌우면 상에 당접한 때에 선접촉하도록 구성된다. 제2의 척 손톱(42)은, 제1의 척 손톱(41)이 필기심(L)에 점접촉하여 부하하는 제1의 접촉 응력보다 낮은 제2의 접촉 응력을 필기심(L)의 선접촉 부분에 부하 한다. 이 구성에 의하면, 필기심(L)의 제1의 접촉 응력이 부하된 점접촉 부분이 파괴된 때에, 제1의 척 손톱(41)을 대신해서 제2의 척 손톱(42)이 필기심(L)을 파지하도록 구성할 수가 있다. 이 때, 제2의 척 손톱(42)은 제1의 척 손톱(41)과 필기심(L)을 일시적으로 이간한 상태로서 보호 유지할 수가 있다. 이 때문에, 필기심(L)의 파괴된 점접촉 부분을 매개로 해서 제1의 척 손톱(41)으로부터 필기심(L)으로 그 이상의 충격이 계속해서 전달되는 것을 방지할 수가 있다.
더욱이, 필기심(L)의 제1의 척 손톱(41)과의 점접촉 부분의 파괴에 의해 흡수되지 않은 충격에 대해서는, 필기심(L)의 제2의 척 손톱(42)과의 선접촉 부분의 파괴에 의해 흡수하도록 구성할 수가 있다. 필기심(L)의 제2의 척 손톱(42)과의 선접촉 부분은 필기심(L)의 제1의 척 손톱(41)과의 점접촉 부분의 파괴로부터 시간적에 지연되어 파괴되도록 구성된다. 제2의 접촉 응력이 부하된 필기심(L)의 선접촉 부분이 파괴되면, 상응하는 충격이 더 흡수된다. 그 선접촉 부분의 파괴 후에는, 필기심(L)은 다시 제1의 척 손톱(41)에 의해 파지되어 제2의 척 손톱(42)과는 접촉하지 않는다. 이 때문에, 그 선접촉 부분을 매개로 해서 제2의 척 손톱(42)으로부터 필기심(L)으로 그 이상의 충격이 계속해서 전달되는 것이 방지된다. 이와 같이, 필기심(L)의 제1의 척 손톱(41)과의 점접촉 부분의 파괴로부터 시간차를 가지고, 필기심(L)의 제2의 척 손톱(42)과의 선접촉 부분에 한해 제어된 파괴를 일으키게 할 수가 있다. 이 때문에, 필기심(L)에 외부로부터 전달되는 충격을 더 흡수하여 저감시킬 수가 있다. 본 실시 형태에서는, 제2의 접촉 응력이 부하된 선접촉 부분은, 필기심(L)의 직사각형의 단면 형상에 있어서 그 단면 2차 모멘트가 큰 길이 방향의 좌우면 상에 위치하도록 구성된다. 이 때문에, 필기심(L)의 제2의 척 손톱(42)과의 선접촉 부분의 파괴는 필기심(L)의 굴곡강도의 저하에 큰 영향을 미치지 않는다. 제2의 접촉 응력이 부하된 선접촉 부분이 파괴되어도 필기심(L)에 파손 등의 큰 데미지를 주는 일이 없다. 그 선접촉 부분이 파괴된 필기심(L)을 눈으로 보아 관찰한 경우의 외관이나 품질에는 문제가 없다.
그 제2의 접촉 응력의 값은, 예를 들어 유한 요소법(Finit Element Method) 등을 이용한 수치계산으로 산출할 수가 있다. 혹은, 헤르쯔의 접촉 응력 해석 등에 기초해서 해석적으로 타당한 접촉 응력의 값을 구하는 것으로 해도 좋다. 예를 들어, 그 제1의 접촉 응력의 값에 대해서 제2의 접촉 응력의 값이 소정의 비율로 되도록 구성한다. 이 구성에 의하면, 필기심(L)의 제1의 접촉 응력이 부하된 점접촉 부분의 파괴 후에 충분한 시간차를 가지고, 외부로부터 필기심(L)으로 전달되는 다른 소정의 충격을 흡수하기 위해서 바람직한 제어된 그 선접촉 부분의 파괴를 일으키게 할 수가 있다. 본 실시 형태에서는, 그 제2의 접촉 응력의 값(그 산출되는 최대값)이 그 제1의 접촉 응력의 값(그 산출되는 최대값)의 80%로 되도록 구성된다. 혹은, 다른 실시 형태에서는, 그 선접촉 부분에서의 제2의 접촉 응력의 평균값이 그 점접촉 부분에서의 제1의 접촉 응력의 평균값의 80%로 되도록 구성하는 것으로 해도 좋다. 이와 같이, 그 제2의 접촉 응력의 값이 그 제1의 접촉 응력의 값의 약 80% 이하의 값으로 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 그 제1의 접촉 응력의 값에 대한 그 제2의 접촉 응력의 값의 그 소정의 비율을 약 60% 이하로서 구성할 수가 있고, 가장 바람직하게는, 그 소정의 비율을 약 40% 이하로서 구성할 수가 있다. 여기서 「약」이란, 그 제1의 접촉 응력의 값에 대한 1할(10%)의 값의 범위 내를 말하고, 전술한 「약」이 붙여진 각 값은, 각각 「80%±10%」, 「60%±10%」 및 「40%±10%」이다.
필기심(L)의 제2의 척 손톱(42)과의 선접촉 부분이 더 파괴되면, 다시 제1의 척 손톱(41)이 필기심(L)의 아직 파괴되어 있지 않은 외면 상에 접촉한다. 이 경우에도, 제1의 척 손톱(41)이 필기심(L)에 선접촉하도록 구성하는 것이 바람직하다. 적어도, 제1의 척 손톱(41)이 필기심(L)에 부하하는 제1의 접촉 응력의 값이 제2의 척 손톱(42)이 필기심(L)에 부하하는 제2의 접촉 응력의 값보다 큰 값으로 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제1의 척 손톱(41)과 제2의 척 손톱(42)이 교대로 필기심(L)을 다른쪽보다 큰 접촉 응력으로 파지하도록 해서, 외부로부터의 충격을 반복해서 흡수할 수가 있다. 또, 필기심(L)의 제1의 척 손톱(41)과의 접촉 부분과 제2의 척 손톱(42)과의 접촉 부분을, 필기심(L)의 강도 저하에 주는 영향이 적은 부분에 분산해서 배치하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 필기심(L)이 외부로부터의 충격에 의해 데미지를 받을 수 있는 부분을 분산시켜 외관상 눈에 띄지 않게 할 수가 있게 됨과 더불어, 필기심(L)의 강도 저하를 막을 수가 있다.
이상 설명한 본 실시 형태의 필기심(L)은, 제1의 척 손톱(41) 및 제2의 척 손톱(42)의 한쪽 또는 양쪽 모두에 의해 항상 파지되기 때문에, 필기심(L)의 조출에 문제가 생기는 일은 없다. 더욱이, 제1 및 제2의 척 손톱(41, 42)은 필기심(L)의 접촉 부분의 파괴에 의해 이전보다 깊게 필기심(L)에 인입하여 필기심(L)을 파 지하는 것으로 된다. 이 때문에, 유저가 샤프펜슬(10)을 사용한 때에, 그 필압(필압)에 의해 필기심(L)이 후퇴해 버리는 심 미끄러짐이라 불리는 문제점을 방지할 수가 있게 된다고 하는 부차적인 효과를 발휘한다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 본 실시 형태에 의해 한정되는 것은 아니고, 여러 가지의 변경을 가하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 본 실시 형태에 있어서는, 척 조각으로서 왼쪽 척 조각(32c)과 오른쪽 척 조각(32d)을 가지는 것으로 하고, 직사각형 단면의 필기심(L)의 능선상 및 좌우의 측면상을 파지하는 것으로 설명했다. 그렇지만, 척 조각의 수는 임의의 수라고 할 수가 있고, 척 조각은 필기심(L)의 다른 임의의 측면을 파지하도록 구성할 수가 있다. 또, 필기심(L)의 단면 형상도 원형이나 다른 다각형 형상 등의 임의의 형상으로 할 수도 있다. 또, 샤프펜슬(10)의 구성부품은 본 실시 형태에서 예시한 재질 외의, 임의의 재질로 형성할 수가 있다.
또, 본 실시 형태에 있어서는, 제1의 척 손톱(41)이 필기심(L)에 점접촉하고, 제2의 척 손톱(42)이 필기심(L)에 선접촉하는 것으로 설명했다. 그렇지만, 제1의 척 손톱이 필기심에 부하하는 제1의 접촉 응력보다 낮은 제2의 접촉 응력을 제2의 척 손톱이 필기심에 부하하도록 접촉하는 한, 제1의 척 손톱은 필기심에 선접촉하는 것으로 해도 좋다. 또, 제2의 척 손톱은 필기심에 점접촉, 면접촉 또는 이들 조합에 의한 접촉 등의 임의의 접촉 형태로 접촉하는 것으로 해도 좋다. 또, 전술한 점접촉, 선접촉이란, 필기구의 구성부품 및 필기심의 제조상 허용되어야 할 의도하지 않은 가공 R부에 의한 실질적인 점접촉, 선접촉을 포함한 개념이다.
또, 본 실시 형태에 있어서는, 흑연으로 형성된 필기심(L)을 조출하는 샤프펜슬(10)을 예시해 설명했지만, 본 발명에 따른 필기심은 흑연으로 형성된 것에 한정되지 않고, 임의의 재료로 형성된 임의의 색의 필기심을 포함하는 것이다. 또, 본 발명에 따른 필기구는, 조출 기능을 갖지 않는 척을 갖춘 필기심 홀더 등을 포함하는 것으로서, 그 필기의 용도가 한정되는 일 없이, 예를 들어 아이라이너 등의 화장품으로서 이용되는 필기구를 포함하는 것이다.
10 샤프펜슬
20 축통
21 축통 본체
21a 미끄럼 방지부
21b 미끄럼 방지부
21c 평탄부
21d 플랜지부
21e 계단부
21f 계단부
22 앞축
22a 계지 구멍
23 앞쪽 입구
23a 기단부
23b 가이드편
23b1 고정 구멍
24 브레이커
26 노크 부재
26a 내통
30 심 조출 기구
31 심 탱크
31a 각통부
31a1 계지 돌기
31b 도입부
31c 원통부
31d 스프링 누름부
32 척
32a 접속부
32a1 앞벽
32a2 계지 구멍
32a3 슬릿
32b 기단부
32c 왼쪽 척 조각
32c 척 조각
32c1 내면
32d 오른쪽 척 조각
32d 척 조각
32e 접동 돌기
32f 팽출부
33 가운데 축
33a 제1 가운데 축 부품
33b 제2 가운데 축 부품
33c 계지 돌기
33c1 탄성편
33d 스프링 누름부
33e 접동홈
34 스프링
35 척 링
40 척 손톱
41 제1의 척 손톱
41a 제1의 벽면
41b 제1의 돌출 가장자리부
41c 제1 경사면
42 제2의 척 손톱
42a 제2의 벽면
42b 제2의 돌출 가장자리부
42c 제2의 경사면

Claims (6)

  1. 필기심을 사이에 두고 파지하는 척을 갖추되,
    상기 척은,
    상기 필기심과 점접촉 또는 선접촉하여 그 필기심에 제1의 접촉 응력을 부하하도록 그 필기심을 압압하는 제1의 척 손톱과,
    상기 필기심에 상기 제1의 접촉 응력보다 낮은 제2의 접촉 응력을 부하하도록 그 필기심을 압압하는 제2의 척 손톱을 가지며,
    상기 제1의 척 손톱이 상기 필기심에 부하하는 상기 제1의 접촉 응력은, 그 필기심에 소정의 충격이 가해진 때에, 그 제1의 접촉 응력이 부하된 그 필기심의 접촉 부분이 파괴되어 상기 소정의 충격을 흡수하도록 구성된 것을 특징으로 하는 필기구.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2의 척 손톱은 상기 필기심과 점접촉 또는 선접촉하여 상기 필기심에 상기 제2의 접촉 응력을 부하하도록 구성되고, 그 제2의 접촉 응력은 그 필기심에 상기 소정의 충격보다 큰 다른 충격이 가해진 때에, 그 제2의 접촉 응력이 부하된 그 필기심의 다른 접촉 부분이 더 파괴되어 상기 다른 충격을 흡수하도록 구성된 것을 특징으로 하는 필기구.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 필기심은 그 길이 방향으로 능선을 형성하는 다각형의 단면 형상을 가지며, 상기 제1의 척 손톱은 그 필기심의 능선에 상기 제1의 접촉 응력을 부하하도록 점접촉 또는 선접촉하는 것을 특징으로 하는 필기구.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 필기심은 직사각형의 단면 형상을 가지며, 상기 척은 상기 직사각형의 길이 방향 축선에 따르는 방향으로 대향하여 상기 대향하는 방향으로 그 필기심을 사이에 두고 파지하는 각 한 쌍의 상기 제1 및 제2의 척 손톱을 가지며, 그 대향하는 한 쌍의 제1의 척 손톱의 각각은 그 필기심의 능선을 그 대향하는 방향으로 사이에 두고 파지하는 그 직사각형의 길이 방향 축선에 대해서 경사진 능선을 가지며, 그 대향하는 한 쌍의 제2의 척 손톱은 그 필기심의 직사각형의 단면 형상의 단변에 의해 형성되는 면을 그 대향하는 방향으로 사이에 두고 파지하는 것을 특징으로 하는 필기구.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 필기심의 단면 형상은 길이 방향과 폭 방향을 가지며, 그 필기심의 단면 형상의 길이 방향과 필기구의 손잡이부의 단면 형상의 길이 방향이 일치하는 것을 특징으로 하는 필기구.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 척은 전진하여 상기 필기심을 조출하도록 구성되고,
    상기 척이 전진한 때에 그 척에 당접하는 가이드편으로서, 상기 당접 후에 그 척이 더 전진한 때에 그 척이 상기 필기심을 사이에 두는 방향과는 반대의 방향으로 그 척을 여는 가이드면을 가지는 가이드편을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 필기구.
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