KR20220121777A - 연질 부재의 장착 구조 및 열변색성 필기구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 연질 부재의 장착 구조는, 열변색성 필기구를 구성하는 축통의 후단부를 세로 방향의 중심축을 따라 관통하도록 마련되고, 상단 및 하단에 위치하는 두 개구 사이에 내주면을 가지는 장착공(2)과, 열변색에 이용되는 연질 부재(3)의 대경부(4) 아래쪽에 위치하고, 대경부(4)의 직경보다도 작으며, 또한 장착공(2)에 삽입되는 것이 가능한 직경을 가지는 장착부(5)와, 연질 부재(3)의 세로 방향의 중심축을 따라 마련되고, 적어도 연질 부재(3)의 하단에서 개구되는 곧은 내공(31)과, 내공(31)에 삽입되는 것이 가능한 외경, 내공(31)에 들어가는 길이, 및 내공(31)의 내주면에 접촉하는 외주면을 가지는 막대형 속심(7)을 포함하고, 장착부(5)가 장착공(2)에 삽입되며, 또한 속심(7)이 내공(31)에 삽입되는 것에 의해, 연질 부재(3)가 장착공(2)에 장착된다.

Description

연질 부재의 장착 구조 및 열변색성 필기구

본 발명은, 지면에 부착한 열변색성 잉크를 마찰열에 의해서 열변색시키기 위해서 이용되는 연질 부재를, 열변색성 필기구에 장착하기 위한 연질 부재의 장착 구조에 관한 것이다. 또, 본 발명은, 이 연질 부재의 장착 구조에 의해서, 연질 부재가 축통의 후단부 또는 캡(뚜껑)의 정상부에 장착된 열변색성 필기구에 관한 것이다.

본 출원인은, 1975년에 온도에 따라서 색이 변화하는 열변색성 잉크의 개발에 성공하고, 열변색성 잉크를 내장한 최초의 열변색성 필기구를 2002년에 발매했다. 그 후, 본 출원인은, 2005년에 열변색성 잉크의 온도 변화의 폭을 약 80도(－20℃∼65℃)까지 확대시키는 것에 성공하고, 유럽에 있어서, 제품명 「프릭션 볼(frixionball)(등록상표)」의 열변색성 필기구를 2006년에 발매했다. 현재, 본 출원인이 제조 판매하는 「프릭션(등록상표)」 시리즈의 열변색성 필기구는, 전세계에 널리 보급되어 있다.

열변색성 잉크는, 가열 또는 냉각하는 것에 의해서, 유색으로부터 다른 유색으로, 유색으로부터 무색으로, 또는 무색으로부터 유색으로 변화시킨다. 종래의 열변색성 필기구는, 지면에 필기된 열변색성 잉크의 필적을 열변색시키기 위한 마찰부를 구비한다. 마찰부는, 고무나 일래스토머 등의 탄성 재료로 형성되고, 지면과의 사이에 마찰열을 발생시킨다. 열변색성 잉크의 필적을 마찰부에 의해서 찰과했을 때에 생긴 마찰열에 의해, 열변색성 잉크의 필적을 열변색시킬 수 있다. 종래는, 이하에 예시하는 바와 같은 장착 구조에 의해서, 열변색성 필기구에 마찰부를 장착하고 있었다.

국제공개 제2011/096357호에는, 축통의 후단에 마찰부를 장착하기 위한 구조가 개시되어 있다. 축통의 후단에는, 장착공이 마련된다. 장착공의 내주면에는, 장착공의 내측을 향해 돌출하는 내향 돌기가 형성된다. 한편, 마찰부는, 대경부와 소경부로 구성된다. 대경부는, 열변색성 잉크의 필적을 열변색시키기 위해서 이용된다. 소경부는, 마찰부를 축통의 후단에 장착하기 위해서 이용된다. 소경부의 외주면에는, 소경부의 외측을 향해 돌출하는 외향 돌기가 형성된다. 소경부를 장착공에 삽입하는 것에 의해서, 외향 돌기와 내향 돌기가 서로 걸린다. 이것에 의해, 마찰부가 축통의 후단에 장착된다.

일본공개특허 특개2012－232484호 공보에는, 마찰부의 딱딱함(경도)을 변화시키는 것이 가능한 마찰부의 장착 구조가 개시되어 있다. 이 장착 구조는, 조작부 및 가동체를 구비한다. 조작부는, 축통의 후단에 회전 가능하게 마련된다. 가동체는, 조작부의 내부에 수용되고, 조작부의 회전에 의해서, 중심축을 따라 전후 방향으로 이동한다. 마찰부의 내부에는, 대경부와 소경부로 이루어지는 공동이 마련된다. 마찰부의 공동에는, 가동체에 마련된 막대형 심부(芯部)가 삽입된다. 조작부를 회전시키는 것에 의해서, 마찰부의 공동에 삽입되는 심부의 길이가 변화된다. 이것에 의해, 마찰부의 경도를 변화시킬 수 있다.

일본공개특허 특개2009－214515호 공보에는, 축통 또는 캡에 마찰부를 간단하게 장착할 수 있는 마찰부의 장착 구조가 개시되어 있다. 이 장착 구조는, 축통 또는 캡에 마련된 돌기부와, 마찰부를 관통하는 장착공을 구비한다. 돌기부를 장착공에 삽입하는 것에 의해, 마찰부를 축통 또는 캡에 간단하게 장착할 수 있다.

또, 마찰부의 장착 구조는 아니지만, 일본공개특허 특개2013－139135호 공보에는, 축통 또는 캡에 소거 부재를 간단하게 장착할 수 있는 소거 부재의 장착 구조가 개시되어 있다. 이 장착 구조는, 축통 또는 캡에 마련된 끼워맞춤부 및 접속부와, 소거 부재를 관통하는 끼워맞춤 구멍을 구비한다. 접속부는, 축통 또는 캡의 단부로부터 돌출한다. 끼워맞춤부는, 접속부의 상단에 마련되고, 돌출부보다도 넓은 폭을 가진다. 소거 부재의 끼워맞춤 구멍은, 끼워맞춤부 및 접속부를 수용하는 것이 가능한 크기를 가진다. 끼워맞춤부 및 접속부를 끼워맞춤 구멍에 삽입할 때에는, 끼워맞춤부와 끼워맞춤 구멍 사이에 마찰 저항이 생기지만, 접속부와 끼워맞춤 구멍 사이에 마찰 저항이 생기지 않는다. 이것에 의해, 축통 또는 캡에 소거 부재를 간단하게 장착할 수 있다.

국제공개 제2011/096357호 일본공개특허 특개2012－232484호 공보 일본공개특허 특개2009－214515호 공보 일본공개특허 특개2013－139135호 공보 국제공개 제2018/116767호

＜새로운 열변색성 필기구의 개발＞

국제공개 제2018/116767호에 개시되어 있는 바와 같이, 본 출원인은, 금속 광택 안료가 배합된 열변색성 잉크를 내장한 열변색성 필기구의 제품화를 시도하고 있다. 금속 광택 안료는, 예를 들면, 심재로 되는 입자의 표면을 금속 산화물로 피복한 구성으로 되어 있고, 잉크의 색에 메탈릭조의 광택을 준다. 열변색성 잉크에 배합된 금속 광택 안료의 입자는, 각각이 빛을 반사해서 번쩍거리는 것에 의해서, 장식성이 풍부한 필적을 형성한다. 그런데, 열변색성 필기구에 금속 광택 안료를 배합하는 것에 의해, 열변색성 필기구에 특유의 기술적인 과제가 발생했다. 이하에, 본 발명이 해결하고자 하는 복수의 과제를 열거한다.

＜금속 광택 안료의 소거＞

열변색성 필기구에 내장되는 열변색성 잉크가, 가열하는 것에 의해서 유색으로부터 무색으로 열변색하는 성질을 가지는 경우, 종래의 마찰부에서는, 필적에 포함되는 금속 광택 안료를 지면으로부터 소거할 수가 없다. 즉, 종래의 마찰부는, 지면에 필기된 열변색성 잉크의 필적을 유색으로부터 무색으로 열변색시키는 것에 의해, 열변색성 잉크의 필적을 지면으로부터 화학적으로 소거할 수 있다. 그러나, 열변색성 잉크에 배합된 금속 광택 안료는, 금속, 광물 또는 유리 등의 입자로 구성되어 있으므로 열변색성을 가지지 않는다. 이 때문에, 금속 광택 안료는, 마찰부의 마찰열에 의해서 지면으로부터 소거할 수 없어, 지면에 잔류되어 버린다. 또한, 마찰부에 의해서 찰과된 금속 광택 안료는, 지면에 흩어져서, 열변색성 잉크를 소거한 후의 지면을 더럽혀 버린다.

＜마찰부의 연질화＞

그래서, 국제공개 제2018/116767호에 개시되어 있는 바와 같이, 본 출원인은, 마찰부의 재료에 점탄성체를 더하며, 또한 마찰부의 경도를 종래보다도 저하시키는 것을 발명했다. 이와 같은 신규 마찰부는, 마찰열을 발생시켜서 열변색성 잉크를 화학적으로 소거할 수 있음과 함께, 지면으로부터 금속 광택 안료의 입자를 박리시켜서 물리적으로 소거하는 것이 가능하다.

그런데, 점탄성체를 더하는 것에 의해서 연질화된 마찰부는, 열변색성 잉크의 필적을 찰과할 때의 변형량이 크다. 즉, 열변색성 잉크의 필적을 찰과할 때에는, 마찰부의 정상부를 필적에 접촉시켜서 왕복 운동시킨다. 마찰부가 연질화되면, 마찰부의 정상부가 왕복 운동에 추종해서 움직이기 어렵게 되어, 마찰부 전체가 크게 휘어 버린다. 마찰부 전체의 큰 휨은, 지면 상에 있어서의 마찰부의 정상부의 이동량 및 이동 속도를 감소시켜, 마찰열의 발생을 방해한다. 이 때문에, 종래보다도 연질화된 마찰부에서는, 열변색성 잉크를 효율 높게 열변색시키기 위한 충분한 마찰 성능이 얻어지지 않는다.

＜종래의 마찰부의 장착 구조＞

국제공개 제2011/096357호에 개시된 마찰부의 장착 구조는, 마찰부의 외향 돌기와, 장착공의 내향 돌기를 걸리게 하는 것에 의해, 마찰부를 축통의 후단에 장착하고 있다. 마찰부에는, 마찰부를 변형시키기 쉽게 하기 위한 내공(內孔)이 마련된다. 내공을 마련한 것에 의해, 마찰부의 소경부가 변형하기 쉬워져, 외향 돌기와 내향 돌기를 용이하게 걸리게 할 수 있다. 그러나, 만일, 내공이 마련된 마찰부를 연질화시킨 경우는, 더욱더 마찰부가 변형하기 쉬워진다. 이 때문에, 필적을 찰과할 때의 왕복 운동에 저항해서, 외향 돌기와 내향 돌기의 걸림(係止)을 유지할 수 없게 되어, 마찰부가 장착공으로부터 빠지기(이탈하기) 쉬워진다.

일본공개특허 특개2012－232484호 공보에 개시된 마찰부의 장착 구조는, 가동부에 마련된 심부를, 마찰부의 공동에 삽입시키는 것에 의해, 마찰부의 경도를 변화시키는 구성으로 되어 있다. 그러나, 곧은(똑바른) 막대형 심부에 대해서, 마찰부의 공동은, 마찰부와 마찬가지 대경부와 소경부로 이루어진다. 마찰부의 대경부의 내주면에 접촉할 수 있는 것은, 심부의 선단뿐이다. 심부의 선단 이외의 부분은, 마찰부의 대경부의 내주면에 접촉할 수 없다. 이 때문에, 마찰부의 대경부에 있어서의 정상부 이외의 부분은, 공동에 의해서 변형하기 쉬워, 열변색성 잉크를 효율 높게 열변색시키기 위해서 필요한 마찰부의 강성이 얻어지지 않는다. 만일, 공동이 마련된 마찰부를 연질화시킨 경우는, 마찰부의 대경부에 있어서의 정상부와 정상부 이외의 부분의 합성 차가 커져, 열변색성 잉크를 효율 높게 열변색시키는 것이 곤란해진다.

일본공개특허 특개2009－214515호 공보에 개시된 마찰부의 장착 구조는, 축통 또는 캡에 마련된 돌기부를, 마찰부의 장착공에 삽입하는 구성으로 되어 있다. 그러나, 마찰부의 대경부는, 그 중심을 관통하는 장착공에 의해서 변형하기 쉽다. 만일, 장착공이 관통하는 마찰부를 연질화시킨 경우는, 대경부가 더욱더 변형하기 쉬워져, 열변색성 잉크를 효율 높게 열변색시키기 위해서 필요한 마찰부의 강성이 얻어지지 않는다. 이에 더하여, 장착공이, 마찰부의 정상부에서 개구되어 있기 때문에, 마찰부의 정상부에 의해서 마찰열을 발생시킬 수가 없다.

일본공개특허 특개2013－139135호 공보에 개시된 소거 부재의 장착 구조는, 축통 또는 캡에 마련된 끼워맞춤부에, 소거 부재의 끼워맞춤 구멍을 끼워맞추게 하는 구성으로 되어 있다. 그러나, 상술한 일본공개특허 특개2009－214515호 공보와 마찬가지로, 소거 부재는, 그의 중심을 관통하는 장착공에 의해서 변형하기 쉽다. 만일, 끼워맞춤 구멍이 관통하는 소거 부재를 연질화시킨 경우는, 대경부가 더욱더 변형하기 쉬워져, 열변색성 잉크를 효율 높게 열변색시키기 위해서 필요한 소거 부재의 강성이 얻어지지 않는다. 이에 더하여, 끼워맞춤 구멍이, 소거 부재의 정상부에서 개구되어 있기 때문에, 소거 부재의 정상부에 의해서 마찰열을 발생시킬 수가 없다.

＜마찰부의 마모＞

점탄성체를 더하는 것에 의해서 연질화된 마찰부는, 지면을 찰과하는 것에 의해서 마모되기 쉬워진다. 일본공개특허 특개2012－232484호 공보에 개시된 마찰부는, 공동을 마련한 것에 의해, 대경부의 두께(肉厚)가 얇다. 만일, 공동이 마련된 마찰부를 연질화시킨 경우는, 단기간의 사용에 의해서 마찰부의 정상부가 마모되어 버린다. 이것에 의해, 마찰부의 정상부에 접촉되어 있던 심부의 선단이, 외부에 노출되어 버려, 지면을 손상시킬 우려가 있다.

일본공개특허 특개2009－214515호 공보에 개시된 마찰부는, 그의 중심을 관통하는 장착공을 마련한 것에 의해, 대경부를 구성하는 재료의 양이 장착공 분만큼 적다. 일본공개특허 특개2013－139135호 공보에 개시된 소거 부재도 역시, 그의 중심을 관통하는 끼워맞춤 구멍을 마련한 것에 의해, 대경부를 구성하는 재료의 양이 끼워맞춤 구멍 분만큼 적다. 만일, 이들 마찰부 및 소거 부재를 연질화시킨 경우는, 단기간의 사용에 의해서 대경부가 마모되어 버려, 열변색성 잉크의 필적을 소거할 수 없게 된다.

＜장착 작업의 곤란성＞

일본공개특허 특개2013－139135호 공보에 개시된 소거 부재의 장착 구조는, 원통형의 지지벽으로 둘러싸인 끼워맞춤부에, 소거 부재의 끼워맞춤 구멍을 끼워맞추게 하는(감합시키는) 구성으로 되어 있었다. 끼워맞춤부의 최대 지름은, 끼워맞춤 구멍의 최소 지름보다도 크다. 또, 소거 부재의 삽입부에는, 지지벽의 내주면에 맞닿는 걸어맞춤(계합) 돌기부가 마련된다. 소거 부재를 장착하기 위해서는, 소거 부재의 끼워맞춤 구멍에 끼워맞춤부를 삽입시키면서, 소거 부재의 삽입부를 원통형 지지벽 안으로 밀어넣는다. 이 때, 소거 부재의 삽입부에는, 끼워맞춤부로부터 지지벽의 내주면으로 향하는 힘과, 지지벽의 내주면으로부터 끼워맞춤부로 향하는 힘이 가해진다. 즉, 소거 부재의 삽입부를 지지벽 안으로 밀어넣는 과정에 있어서, 끼워맞춤부는, 끼워맞춤 구멍의 내주면을 압압하는(밀어누르는) 것에 의해, 지지벽의 내주면으로 향하는 힘을 끼워맞춤 구멍에 가한다. 한편, 지지벽의 내주면은, 걸어맞춤 돌출부를 압압하는 것에 의해, 끼워맞춤부로 향하는 힘을 삽입부에 가한다. 이와 같이, 소거 부재의 삽입부를 지지벽 안으로 밀어넣기 위해서는, 삽입부 안팎에 가해지는 대향하는 방향의 힘을 넘는 큰 힘이 필요하다. 이 때문에, 소거 부재의 장착 작업이 곤란하고, 특히, 자동 조립기에 의해서 소거 부재를 장착하는 것은 어렵다.

＜본 발명의 목적＞

본 발명의 연질 부재의 장착 구조 및 열변색성 필기구는, 하기 a) 내지 d)를 목적으로 한다.

a) 연질화시킨 마찰부의 강성을 향상시켜, 마찰부의 변형을 억지(抑止)하는 것에 의해, 마찰부에 양호한 마찰 성능을 발휘시킨다.

b) 연질화시킨 마찰부의 장착부 안팎을 대향하는 방향의 힘에 의해서 강고하게 고정시킬 수 있으며, 또한 마찰부의 장착 작업에는 큰 힘을 필요로 하지 않는다.

c) 연질화시킨 마찰부가 마모되어도 지면을 손상시키는(흠내는) 일이 없다.

d) 금속 광택 안료를 배합한 열변색성 잉크의 필적을 화학적 및 물리적으로 소거하는 것을 가능하게 한다.

(1) 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 연질 부재의 장착 구조는, 지면에 부착한 열변색성 잉크를 마찰열에 의해서 열변색시키기 위해서 이용되는 연질 부재를, 열변색성 필기구에 장착하기 위한 연질 부재의 장착 구조로서, 상기 열변색성 필기구를 구성하는 축통의 후단부 또는 캡의 정상부를 세로 방향의 중심축을 따라 관통하도록 마련되고, 상단 및 하단에 위치하는 두 개구 사이에 내주면을 가지는 장착공과, 열변색에 이용되는 상기 연질 부재의 대경부 아래쪽에 위치하고, 상기 대경부의 직경보다도 작으며, 또한 상기 장착공에 삽입되는 것이 가능한 직경을 가지는 장착부와, 상기 연질 부재의 세로 방향의 중심축을 따라 마련되고, 적어도 상기 연질 부재의 하단에서 개구되는 곧은 내공과, 상기 내공에 삽입되는 것이 가능한 외경, 상기 내공에 들어가는(수용되는) 길이, 및 상기 내공의 내주면에 접촉하는 외주면을 가지는 막대형 속심(中芯)을 포함하고, 상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입되는 것에 의해, 상기 연질 부재가 상기 장착공에 장착되도록 구성된다.

(2) 바람직하게는, 상기 (1)의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 장착부가, 상기 연질 부재와 동일한 재료에 의해 상기 대경부의 아래쪽에 일체로 형성되고, 상기 내공이, 상기 연질 부재에 있어서의 상기 장착부로부터 상기 대경부에 이르는(도달하는) 위치까지 마련되고, 상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심이 상기 장착공의 내주면에 대응하는 위치에 보유지지(保持)되는 것에 의해, 상기 장착부가 상기 속심의 외주면과 상기 장착공의 내주면 사이에 협지(挾持)되도록 구성된다.

(3) 바람직하게는, 상기 (2)의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심이, 상기 내공의 하단 개구로부터 상기 장착공의 상단 개구를 넘는 길이를 가진다.

(4) 바람직하게는, 상기 (2)의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심이, 상기 내공의 하단 개구로부터 상기 장착공의 상단 개구까지의 길이를 가진다.

(5) 바람직하게는, 상기 (2)의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심이, 상기 내공의 하단 개구로부터 상기 장착공의 상단 개구에 이르지 않는 길이를 가진다.

(6) 바람직하게는, 상기 (4) 또는 (5)의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심의 상단이, 상기 장착공의 상단 개구를 넘는 위치까지 상기 내공에 삽입된다.

(7) 바람직하게는, 상기 (2) 내지 (6) 중 어느 하나의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 속심의 최대 외경이, 상기 내공의 내경과 대략 동일 또는 상기 내공의 내경보다도 크고, 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심의 외주면과 상기 내공의 내주면이 서로 압접한다.

(8) 바람직하게는, 상기 (7)의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 속심의 외주면과 상기 내공의 내주면 사이에 윤활제가 개재된다.

(9) 바람직하게는, 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 내공이, 상기 연질 부재의 하단에서 개구되며, 또한 상기 연질 부재의 상단에서 개구되지 않는 한쪽이 막힌 구멍이고, 상기 속심이 상기 내공에 삽입되는 과정에 있어서, 상기 내공 내의 공기를 배출하기 위해서, 상기 속심에 통기부가 마련된다.

(10) 바람직하게는, 상기 (9)의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 통기부가, 상기 속심의 세로 방향의 중심축을 따라, 상기 속심의 일단으로부터 타단으로 관통하는 관통공이다.

(11) 바람직하게는, 상기 (9)의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 통기부가, 상기 속심의 외주면을 따라, 상기 속심의 일단으로부터 타단에 연속되는 적어도 하나의 홈 또는 돌기이다.

(12) 바람직하게는, 상기 (2) 내지 (11)의 어느것인가의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 속심의 하단에, 상기 내공의 내경보다도 큰 직경을 가지는 플랜지부(鍔部)가 마련되고, 상기 속심이 상기 내공에 삽입되었을 때에, 상기 플랜지부가, 상기 장착부의 하단에 맞닿는다.

(13) 바람직하게는, 상기 (2) 내지 (12)의 어느것인가의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 상기 장착공의 내주면에, 상기 장착공의 내측을 향해 돌출하는 내향 돌기가 형성되고, 상기 장착부의 외주면에, 상기 장착부의 외측을 향해 돌출하는 외향 돌기가 형성되고, 상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되었을 때에, 상기 외향 돌기가 상기 내향 돌기를 타고 넘는 것에 의해, 상기 외향 돌기와 상기 내향 돌기가 서로 걸리고, 상기 속심이 상기 장착공의 내주면에 대응하는 위치에 보유지지되는 것에 의해, 상기 장착부가 상기 속심의 외주면과 상기 장착공의 상기 외향 돌기 사이에 협지된다.

(14) 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 열변색성 필기구는, 상기 (1) 내지 (13)의 어느것인가의 연질 부재의 장착 구조에 의해서, 상기 연질 부재가 상기 축통의 후단부 또는 상기 캡의 정상부에 장착된 구성으로 되어 있다.

여기서, 본 발명의 연질 부재의 장착 구조에 있어서, 장착공에 대한 「위/상(上)」은, 축통의 후단부의 방향 또는 캡의 정상부의 방향을 의미하고, 장착공에 대한 「아래/하(下)」는, 이들과는 반대 방향을 의미한다. 한편, 연질 부재에 대한 「위/상」은, 대경부의 방향을 의미하고, 연질 부재에 대한 「아래/하」는, 장착부의 방향을 의미한다.

본 발명의 연질 부재의 장착 구조 및 열변색성 필기구는, 하기 a) 내지 d)의 효과를 달성한다.

a) 연질화시킨 마찰부의 강성을 향상시켜, 마찰부의 변형을 억지하는 것에 의해, 마찰부에 양호한 마찰 성능을 발휘시킨다.

b) 연질화시킨 마찰부의 장착부 안팎을 대향하는 방향의 힘에 의해서 강고하게 고정시킬 수 있으며, 또한 마찰부의 장착 작업에는 큰 힘을 필요로 하지 않는다.

c) 연질화시킨 마찰부가 마모되어도 지면을 손상시키는 일이 없다.

d) 금속 광택 안료를 배합한 열변색성 잉크의 필적을 화학적 및 물리적으로 소거하는 것을 가능하게 한다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관계된 연질 부재의 장착 구조를 구성하는 연질 부재와, 축통의 후단부에 마련된 장착공을 도시하는 것이고, 연질 부재의 장착부를 장착공에 삽입하기 전의 상태를 도시하는 단면도이다.
도 2는, 연질 부재의 장착부를 장착공에 삽입하는 과정의 임시(假) 삽입 상태를 도시하는 단면도이다.
도 3은, 연질 부재의 장착공에의 삽입이 완료된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태에 관계된 연질 부재의 장착 구조를 도시하는 것이고, 도 3의 연질 부재의 내공에, 제1 실시형태에 관계된 속심을 삽입한 상태를 도시하는 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 실시형태에 관계된 연질 부재의 장착 구조를 도시하는 것이고, 도 3의 연질 부재의 내공에, 제2 실시형태에 관계된 속심을 삽입한 상태를 도시하는 단면도이다.
도 6은, 도 5의 연질 부재의 내공과 속심 사이에 윤활제를 개재시킨 상태를 도시하는 단면도이다.
도 7은, 도 5의 연질 부재의 내공과 속심 사이에 윤활제를 개재시킨 상태를 도시하는 단면도이다.
도 8은, 도 5의 속심의 상단이, 장착공의 상단 개구를 넘는 위치까지 내공에 삽입된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 실시형태에 관계된 연질 부재의 장착 구조를 도시하는 것이고, 도 3의 연질 부재의 내공에, 제3 실시형태에 관계된 속심을 삽입한 상태를 도시하는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관계된 연질 부재의 장착 구조 및 열변색성 필기구에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

1.개요

본 실시형태의 연질 부재의 장착 구조는, 지면에 부착한 열변색성 잉크를 마찰열에 의해서 열변색시키기 위해서 이용되는 연질 부재를, 열변색성 필기구에 장착하기 위한 것이다. 도 1 내지 도 9에 있어서, 열변색성 필기구 전체는 도시하지 않고, 열변색성 필기구를 구성하는 축통의 후단부만을 도시한다.

본 실시형태의 연질 부재의 장착 구조는, 주로, 도 1 내지 도 3에 도시되는 장착공(2), 장착부(5), 내공(안쪽 구멍)(31), 및 도 4 내지 도 9에 도시되는 속심(7)으로 구성된다. 장착공(2)은, 축통(1)의 후단부에 마련된다. 장착부(5)는, 연질 부재(3)의 대경부(4) 아래쪽에 일체로 형성된다. 내공(31)은, 연질 부재(3)에 있어서의 장착부(5)로부터 대경부(4)의 중앙에 이르는(도달하는) 위치까지 마련된다. 속심(7)은, 축통(1) 및 연질 부재(3)로부터 독립된 하나의 부품이다. 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이, 속심(7)은, 연질 부재(3)의 장착부(5)가 축통(1)의 장착공(2)에 완전히 삽입된 상태에 있어서, 연질 부재(3)의 내공(31)에 삽입된다. 이하, 연질 부재(3)의 장착 구조에 대하여 상세하게 설명한다.

2. 장착공

도 1에 도시되는 바와 같이, 축통(1)의 후단부에는, 장착공(2)이 마련된다. 장착공(2)은, 세로 방향의 중심축을 따라 축통(1)의 후단부를 관통한다. 장착공(2)은, 상단 및 하단에 위치하는 두 개구 사이에 내주면을 가진다. 장착공(2)의 내주면 아래쪽에는, 고리형(環狀) 내향 돌기(21)가 형성된다. 내향 돌기(21)의 외주면에는, 역원뿔형(逆圓錐狀) 테이퍼면인 가이드면(21a)이 형성된다. 가이드면(21a)의 직경은, 위에서 아래로 향함에 따라 점점(차츰차츰) 작아진다. 가이드면(21a)의 하단은, 장착공(2)의 하단 개구인 최소 내경부(21b)의 수직인 외주면에 연속된다. 이와 같은 장착공(2)의 가로 방향의 단면 형상은, 직경이 다른 원형이다.

여기서, 축통(1)은, 합성 수지(예를 들면, 폴리프로필렌)를 사출 성형하는 것에 의해서 제조된다. 장착공(2) 및 내향 돌기(21)은, 사출 성형에 의해서 축통(1)의 후단부에 일체 성형된다. 한편, 장착공(2)은, 축통(1)의 후단부에 한하지 않고, 예를 들면, 열변색성 필기구를 구성하는 캡의 정상부에 마련해도 된다.

3. 연질 부재

도 1에 도시되는 바와 같이, 본 실시형태의 연질 부재(3)는, 포탄형(砲彈型) 대경부(4)의 아래쪽에, 대경부(4)보다도 직경이 작은 장착부(소경부)(5)를 일체 성형한 구성으로 되어 있다. 대경부(4)는, 열변색성 필기구의 마찰부(32)로서의 기능을 하는 부분이고, 지면에 부착한 열변색성 잉크를 마찰열에 의해서 열변색시키기 위해서 이용된다. 또한, 본 실시형태의 대경부(4)는, 열변색성 잉크에 배합된 금속 광택 안료를 지면으로부터 흡착해서 박리하는 기능을 가진다. 장착부(5)는, 연질 부재(3)를 축통(1)의 장착공(2)에 장착하기 위해서 이용된다.

3.1　대경부(마찰부)

대경부(4)의 외주면은, 다양한 기울기각으로 지면에 접촉하는 것이 가능한 볼록 곡면으로 되어 있다. 대경부(4)의 하단 직경은, 장착공(2)의 상단 개구의 직경보다도 크고, 바람직하게는, 축통(1)의 후단면 직경보다도 작다. 대경부(4)와 장착부(5)의 경계에는, 축통(1)의 후단면에 맞닿는 고리형 면(環狀面)(41)이 형성된다. 장착부(5)를 장착공(2)에 장착했을 때에, 대경부(4)는, 축통(1)의 후단면보다도 위쪽으로 돌출한다.

3.2　장착부

장착부(5)는, 통형(筒狀) 벽부로 이루어지고, 대경부(4)의 하단 직경보다도 작으며, 또한 장착공(2)에 삽입되는 것이 가능한 직경을 가진다. 장착부(5)의 외주면의 중앙에는, 고리형 외향 돌기(51)가 형성된다. 장착부(5)의 외주면에 있어서의 외향 돌기(51)의 위쪽에는, 고리형의 팽출부(52)가 형성된다. 장착부(5)에 있어서의 외향 돌기(51)의 아래쪽은, 원통부(53)로 되어 있다.

외향 돌기(51)의 외주면에는, 역원뿔형 테이퍼면인 가이드면(51a)이 형성된다. 가이드면(51a)의 직경은, 아래에서 위로 향함에 따라 점점 커진다. 가이드면(51a)의 상단은, 외향 돌기(51)의 최대 외경부(51b)의 수직인 외주면에 연속된다. 최대 외경부(51b)의 수직인 외주면의 상단은, 수평인 고리형 상단면에 연속된다.

여기서, 외향 돌기(51)의 최대 외경부(51b)의 직경은, 상술한 장착공(2)의 내향 돌기(21)의 최소 내경부(21b)의 직경보다도 크며, 또한 장착공(2)의 상단 개구의 직경보다도 작다. 예를 들면, 최대 외경부(51b)와 최소 내경부(21b)의 치수 차는 0.5 ㎜∼2.0 ㎜의 범위 내, 바람직하게는 0.5 ㎜∼1.0 ㎜의 범위 내로 한다. 이와 같은 치수 차에 의해서, 장착부(5)가 장착공(2)에 삽입되는 과정에 있어서, 외향 돌기(51)가 내향 돌기(21)를 순조롭게 통과하게 되어, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)를 용이하게 걸리게 하는 것이 가능해진다(도 2 및 도 3 참조).

팽출부(52)는, 장착부(5)가 장착공(2)에 완전히 삽입되었을 때에, 장착공(2)의 상단 개구의 내주면에 접촉한다(도 3 참조). 이것에 의해, 연질 부재(3)의 지름 방향의 흔들림이 억제된다. 팽출부(52)의 직경은, 장착공(2)의 상단 개구의 직경과 대략 동일하게 한다. 또, 팽출부(52)의 직경은, 대경부(4)의 하단 직경보다 작으며, 또한 외향 돌기(51)의 최대 외경부(51b)의 직경보다도 크다.

원통부(53)의 직경은, 상술한 장착공(2)의 내향 돌기(21)의 최소 내경부(21b)의 직경보다도 작다. 원통부(53)는, 장착부(5)를 장착공(2)에 대해서 임시 삽입 상태로 하기 위한 것이다. 이 임시 삽입 상태는, 도 2에 도시된다. 이와 같은 원통부(53)에 의해서, 연질 부재(3)의 장착 작업이 용이하게 된다. 즉, 연질 부재(3)를 장착공(2)을 향해 낙하시키는 것에 의해, 도 2에 도시되는 임시 삽입 상태로 할 수 있다. 그 후, 연질 부재(3)를 장착공(2)을 향해 밀어넣는 것에 의해, 장착부(5)가 장착공(2)에 완전히 삽입되고, 이것과 동시에, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)가 걸린다(도 3 참조). 한편, 장착부(5)에 있어서의 외향 돌기(51) 아래쪽의 외주면은, 원통부(53)의 원주면에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 역원뿔형 테이퍼면으로 해도 된다.

3.3　고리형 공간의 형성

장착부(5)의 중간부(팽출부(52)와 외향 돌기(51) 사이의 부분)의 외경은, 장착공(2)의 입구 부근(내향 돌기(21)보다도 위쪽 부분)의 내경보다도 작다. 이것에 의해, 도 2에 도시되는 임시 삽입 상태에 있어서, 장착부(5)와 장착공(2) 사이에 고리형 공간(6)이 형성된다. 이 고리형 공간(6)에 의해서, 장착부(5)의 중간부가, 장착공(2)의 입구 부근의 내주면에 압접하지 않게 된다. 즉, 도 2에 도시되는 임시 삽입 상태 후, 장착부(5)의 외향 돌기(51)는, 장착공(2)의 내향 돌기(21)를 타고 넘는다. 이 때, 외향 돌기(51)가 내향 돌기(21)에 강하게 압접되는 것에 의해, 장착부(5)의 중간부가 탄성 변형해서 지름 방향 외측으로 부풀어 오른다. 만일, 장착부(5)의 중간부가, 장착공(2)의 입구 부근의 내주면에 압접하면, 장착부(5)의 삽입을 방해하는 마찰 저항이 생겨 버린다. 고리형 공간(6)은, 지름 방향 외측으로 부풀어 오른 장착부(5)의 중간부를 수용하는 것에 의해서, 장착부(5)의 중간부가 장착공(2)의 입구 부근의 내주면에 압접하지 않게 하고 있다.

3.4　축방향의 클리어런스

도 1에 도시되는 바와 같이, 장착부(5)의 상단으로부터 외향 돌기(51)의 상단까지의 길이(A)는, 장착공(2)의 상단으로부터 내향 돌기(21)의 하단까지의 길이(B)보다도 약간(다소) 크다. 이것에 의해, 외향 돌기(51) 전체가, 내향 돌기(21)를 확실히 통과하게 된다. 즉, 만일, 길이 A, B가 동일했다면, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21) 사이에 발생하는 마찰 저항에 의해서, 외향 돌기(51)의 최대 외경부(51b)의 상단면이, 내향 돌기(21)를 통과할 수 없는 경우가 일어날 수 있다. 장착부(5)의 길이(A)를, 장착공(2)의 길이(B)보다도 약간 크게 하는 것에 의해, 대경부(4)의 고리형 면(41)이 축통(1)의 후단에 맞닿은 후에도, 외향 돌기(51) 전체가 내향 돌기(21)를 통과할 수 있게 된다. 이것에 의해, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21) 사이에 마찰 저항이 발생한 경우에 있어서도, 외향 돌기(51) 전체가, 내향 돌기(21)를 확실히 통과하게 된다. 여기서, 길이 A, B의 치수 차는, 도 3에 도시되는 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21) 사이의 클리어런스(C)로서 나타난다. 클리어런스(C)는, 0.05 ㎜∼1.0 ㎜의 범위 내가 바람직하고, 0.1 ㎜∼0.5 ㎜의 범위 내가 보다 바람직하다. 이와 같은 약간의 클리어런스(C)라면, 연질 부재(3)가 중심축 방향으로 움직이거나, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)의 걸림이 느슨해지거나 하는 일은 없다.

3.5　내공

연질 부재(3)의 내부에는, 내공(31)이 마련된다. 내공(31)은, 연질 부재(3)의 중심축을 따라 마련된 곧은(똑바른) 구멍이고, 적어도 연질 부재(3)의 하단에서 개구된다. 본 실시형태의 내공(31)은, 장착부(5)의 하단으로부터 대경부(4)의 중앙에 이르며, 또한 연질 부재(3)의 상단에서 개구되지 않는 한쪽이 막힌 구멍이다. 내공(31)은, 장착부(5)의 하단으로부터 적어도 외향 돌기(51)의 상단에 이르는 위치까지 마련된다. 이와 같은 내공(31)에 의해서, 외향 돌기(51)가 지름 방향 내측으로 변형하기 쉬워진다. 이것에 의해, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)를 용이하게 걸리게 할 수 있다. 또한, 내공(31)에는, 후술하는 속심(7)이 삽입된다.

3.6　연질 부재의 경도 및 점성

연질 부재(3)를 구성하는 재료는, 탄성을 가지는 합성 수지(고무, 일래스토머)가 바람직하고, 예를 들면, 실리콘 수지, SBS 수지(스타이렌-뷰타다이엔-스타이렌 공중합체), SEBS 수지(스타이렌-에틸렌-뷰틸렌-스타이렌 공중합체), 플루오린(불소)계 수지, 클로로프렌 수지, 나이트릴 수지, 폴리에스터계 수지, 에틸렌프로필렌다이엔 고무(EPDM) 등을 들 수 있다.

여기서, 본 실시형태의 연질 부재(3)는, 후술하는 열변색성 잉크에 배합된 금속 광택 안료를 지면으로부터 물리적으로 소거하기 위해서, 종래의 마찰부보다도 낮은 경도를 가진다. 경도가 낮은 연질 부재(3)는, 지면에 형성된 필적의 오목한 부분 속으로 들어가는 것이 가능하다.

연질 부재(3)의 경도는, 예를 들면, 일본공업규격의 JIS　K　7215－1986에 규정된 「플라스틱의 듀로미터 경도 시험 방법」에 준거해서 측정되는 쇼어 A 경도치에 의해 표시된다. 쇼어 A 경도치의 측정에 이용되는 듀로미터는, 스프링에 의해서 바이어스(付勢)된 압침(押針)을 구비하고, 측정물에 대한 압침의 밀어넣음양을 쇼어 A 경도치로서 표시한다. 쇼어 A 경도치는, 측정물이 부드러울수록 작아지고, 측정물이 딱딱할수록 커진다.

JIS　K　7215－1986에 준거한 시험 방법에 의해서 측정되는 연질 부재(3)의 쇼어 A 경도치가, 하기 ⅰ), ⅱ)의 조건을 충족시키느 것이 바람직하다.

ⅰ) 압침 접촉 개시 직후의 쇼어 A 경도치가 60 이상 85 이하이다.

ⅱ) 아래 식으로 정의되는ΔHS의 값이 0 이상 5 미만이다.

ΔHS=(압침 접촉 개시 직후의 쇼어 A 경도치)－(압침 접촉 개시부터 15초 후의 쇼어 A 경도치)

여기서, 상기 ⅰ), ⅱ)에 있어서의 「압침 접촉 개시 직후」란, 압침이 측정물에 접촉하고 나서 1초 이내의 시간을 의미한다.

상기 ⅰ)에 있어서의 압침 접촉 개시 직후의 쇼어 A 경도치는, 60 이상 80 이하가 바람직하고, 65 이상 75 이하가 보다 바람직하다. 상기 ⅰ), ⅱ)의 조건을 충족시키기 위해서, 연질 부재(3)를 구성하는 재료에 점탄성체를 첨가해도 된다. 점탄성체로서, 예를 들면, 고무 성분, 수지 성분, 일래스토머 성분 등의 고분자 재료를 첨가해도 된다. 특히, α올레핀계 코폴리머에 파라핀계 오일이 첨가되어 이루어지는 점성이 높은 α올레핀계 코폴리머 조성물을 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 점성이 높은 α올레핀계 코폴리머 조성물을 주성분으로 하고, 그곳에 탄성체인 폴리스타이렌계 일래스토머, 올레핀계 일래스토머, 또한, 탄성이 적은 결정성 폴리올레핀을 적당히 용융 혼합한다. 이들 재료의 혼합 비율은, 마찰열의 발생 효율, 금속 광택 안료의 박리성, 연질 부재의 가공성을 고려해서 선택한다.

상기 ⅰ)의 쇼어 A 경도치가 충족되는 것에 의해서, 연질 부재(3)의 마찰열의 발생 효율이 높아진다. 이것에 의해, 연질 부재(3)는, 열변색성 잉크의 필적을 용이하게 열변색시키는 것이 가능해진다. 또, 상기 ⅰ)의 쇼어 A 경도치를 충족시키는 연질 부재(3)는, 종래의 마찰부보다도 부드러워, 지면에 형성된 필적의 오목한 부분 안으로 들어갈 수 있다. 또한, 연질 부재(3)가, 상기 ⅱ)의 ΔHS의 값을 충족시키는 것에 의해, 필적의 오목한 부분 안으로부터 금속 광택 안료를 흡착해서 박리하는 것이 가능해진다.

상기 ⅱ)에 있어서의ΔHS의 값은, 연질 부재(3)에 일정한 일그러짐(왜곡)을 주었을 때의 응력 완화(응력의 시간 변화)의 완화 시간을 나타낸다. 응력 완화의 완화 시간은, 물질이 탄성체, 점탄성체 또는 점성체의 어느것인지를 구별하는 기준이 된다. 상기 ⅱ)의 ΔHS의 값을 충족시키는 연질 부재(3)는, 금속 광택 안료를 흡착하는 것을 가능하게 하는 적당한 점성을 구비한 탄성체라고 말할 수 있다. 한편, ΔHS의 값이 5 이상인 물질은, 점탄성체 또는 점성체라고 말할 수 있다. 만일, 연질 부재(3)가 점탄성체 또는 점성체라면, 열변색성 잉크의 필적을 찰과했을 때의 변형량이 너무 커져, 충분한 마찰 성능이 얻어지지 않는다. 따라서, 연질 부재(3)의 ΔHS의 값은, 0 이상 5 미만인 것이 바람직하다.

한편, 상기 ⅰ), ⅱ)에 있어서의 쇼어 A 경도치는, JIS　K　7215－1986에 준거한 시험 방법에 의해서 측정되는 연질 부재(3)의 쇼어 D 경도치를, 쇼어 A 경도치로 환산한 것이더라도 된다.

3.7　연질 부재의 마모량

열변색성 잉크에 배합된 금속 광택 안료를 지면으로부터 물리적으로 소거하기 위해서, 연질 부재(3)는, 지면을 마찰하는 것에 의해서 깎여 나가고, 소량의 마모 부스러기(摩耗屑)(소거 찌꺼기(消屑))를 발생시키는 것이 바람직하다. 연질 부재(3)는, 스스로를 마모시키면서 금속 광택 안료를 마모 부스러기에 부착시켜서 감싸는 것에 의해, 금속 광택 안료를 지면으로부터 제거한다(없앤다).

연질 부재(3)의 마모량은, 예를 들면, 일본공업규격의 JIS　K　6251：2017에 규정된 「가황 고무 및 열가소성 고무-인장 특성 구하는 법」에 준거해서 산출되는 절단시 인장 강도 Tb 및 절단시 신장률 Eb에 의해 표시된다. 절단시 인장 강도 Tb는, 측정물이 절단되었을 때에 기록되는 인장력을, 측정물의 시험 전의 단면적으로 나눈 값이다. 절단시 신장률 Eb는, 측정물이 절단되었을 때의 신장률로서, 측정물의 시험 전의 길이에 대한 비율(%)로 표시된다.

본 발명자는, 연질 부재(3)의 마모량이 Tb×Eb의 값에 반비례한다는 지견을 얻었다. 즉, 연질 부재(3)의 마모량은, 재료의 기계적 강도와 신장률에 영향을 받는다. 절단시 인장 강도 Tb 및 절단시 신장률 Eb의 적절한 값의 조합으로 하는 것에 의해, 연질 부재(3)의 마모량을 제어할 수 있다. Tb×Eb의 값은, 연질 부재(3)를 마모시키기 위해서 필요한 에너지를 표시한다. 따라서, Tb×Eb의 값은, 측정물이 마모되기 쉬울수록 커지고, 측정물이 마모되기 어려울수록 작아진다.

JIS　K　6251：2017에 준거한 구하는 법에 의해서 산출되는 연질 부재(3)의 Tb×Eb의 값이, 하기 ⅲ)의 조건을 충족시키는 것이 바람직하다.

ⅲ) 5,000≤Tb×Eb≤18,000

한편, 상기 ⅲ)에 있어서의 절단시 인장 강도 Tb의 단위는 「MPa」이고, 절단시 신장률 Eb의 단위는 「%」이지만, 이들을 다른 단위로 환산해도 된다.

상기 ⅲ)에 있어서, 8,000≤Tb×Eb≤16,000이 바람직하고, 10,000≤Tb×Eb≤14,000이 보다 바람직하다. 상기 ⅲ)의 조건을 충족시키는 연질 부재(3)는, 사람 손에 의한 통상의 마찰 동작에 의해서, 적당한 양의 마모 부스러기를 발생시킨다. 이것에 의해, 열변색성 잉크에 배합된 금속 광택 안료를 마모 부스러기에 부착시켜서 감싸는 것이 가능해진다.

상기 ⅲ)에 있어서, Tb×Eb의 값이 18,000을 넘는 경우는, 사람 손에 의한 통상의 마찰 동작에 의해서, 연질 부재(3)를 마모시키는 것이 곤란하게 된다. 이 때문에, 연질 부재(3)를 마모시키면서 금속 광택 안료를 마모 부스러기에 부착시켜서 감쌀 수가 없다.

한편, 상기 ⅲ)에 있어서, Tb×Eb의 값이, 5,000보다도 작은 경우는, 사람 손에 의한 통상의 마찰 동작에 의해서, 연질 부재(3)가 용이하게 깎여 나가 버린다. 이 때문에, 연질 부재(3)에 의해서 발생시킨 마찰열이 마모 부스러기와 함께 없어져(소실되어) 버려, 열변색성 잉크를 효율 높게 열변색시키는 것이 곤란하게 된다.

4. 속심

속심(7)은, 연질 부재(3)보다도 딱딱한 합성 수지 또는 금속에 의해서 형성된다. 속심(7)을 구성하는 재료에 대하여는 후술한다. 이와 같은 연질 부재(3)의 내공(31)에 속심(7)을 삽입하는 것에 의해서, 연질 부재(3)의 강성을 향상시켜, 연질 부재(3)의 변형을 억지하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 연질 부재(3)의 경도를 저하시킨 경우에 있어서도, 양호한 마찰 성능을 발휘시킬 수 있다.

도 4에 도시되는 제1 실시형태의 속심(7)은, 내공(31)의 하단 개구로부터 대경부(4)의 중앙에 이르는 길이를 가진다. 이와 같은 길이의 속심(7)을 내공(31)에 삽입시키는 것에 의해서, 대경부(4) 및 장착부(5)의 양쪽의 강성을 향상시켜, 마찰 동작에 의한 변형을 억지할 수 있다.

속심(7)은, 내공(31)의 내경과 대략 동일한 외경을 가지는 작은 원기둥 형상의 부품이다. 원기둥 형상 속심(7)의 외주면은, 그의 전체길이(全長)에 걸쳐서 내공(31)의 내주면에 접촉한다. 바람직하게는, 속심(7)이, 내공(31)의 내경보다도 큰 외경을 가지고, 속심(7)의 외주면이, 그의 전체 길이에 걸쳐서 내공(31)의 내주면에 압접하는 구성으로 한다. 본 실시형태에서는, 속심(7)의 상측 절반분을 위쪽 심부(72)라고 부르고, 속심(7)의 하측 절반분을 아래쪽 심부(73)이라고 부른다.

4.1　위쪽 심부

위쪽 심부(72)는, 대경부(4)의 내측에 접촉 또는 압접하여, 대경부(4)의 강성을 향상시킨다. 위쪽 심부(72)에 의해서, 마찰 동작에 의한 대경부(4)의 변형이 억지된다. 특히, 위쪽 심부(72)는, 연질 부재(3)의 쇼어 A 경도치를 85 초과(超), 또는 ΔHS의 값을 5 이상으로 한 경우에, 대경부(4) 전체의 변형에 유효한 억지 효과를 발휘한다. 즉, 본 실시형태의 대경부(4)는, 외주면이 볼록 곡면으로 되어 있고, 다양한 기울기 각으로 지면에 접촉하는 것이 가능하다. 대경부(4)의 정상부, 정상부 근방 및 측면의 어느 부분에서 지면을 찰과했다고 해도, 대경부(4)의 변형이 위쪽 심부(72)에 의해서 억지되어, 열변색에 필요한 마찰열을 발생시킬 수 있다. 한편, 대경부(4)가, 마찰 동작에 의해서 변형하지 않을 정도의 강성을 가지는 경우는, 연질 부재(3)의 전체길이를 짧게 하는 것에 의해, 위쪽 심부(72)가 대경부(4)의 내측에 접촉하지 않는 구성으로 해도 된다(도 5 참조).

4.2　아래쪽 심부

아래쪽 심부(73)는, 장착부(5)의 내측에 접촉 또는 압접하여, 장착부(5)의 강성을 향상시킨다. 아래쪽 심부(73)는, 연질 부재(3)를 축통(1)의 후단부에 장착하는 것에 관해서, 이하에 기술하는 두 가지의 중요한 역학적 효과를 달성한다.

첫째로, 아래쪽 심부(73)는, 장착부(5)의 안쪽으로의 변형을 억지해서, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)의 걸림이 빠져(이탈되어) 버리는 것을 방지한다. 즉, 본 실시형태의 연질 부재(3)는, 내공(31)을 마련한 것, 및 경도를 낮게 한 것에 의해서 전체적으로 변형하기 쉽게 되어 있다. 특히, 장착부(5)는, 두께가 얇은 통형이기 때문에, 마찰 동작에 의해서 내측 방향으로 변형하기 쉽다. 아래쪽 심부(73)는, 장착부(5)의 내측에 접촉 또는 압접하는 것에 의해, 장착부(5)의 안쪽으로의 변형을 억지한다. 이것에 의해, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)의 걸림이, 마찰 동작에 의해서 빠져 버리는 일이 없다.

둘째로, 아래쪽 심부(73)는, 장착부(5)를 바깥쪽으로 압압하여(밀어눌러), 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)의 걸림을 강고하게 한다. 즉, 아래쪽 심부(73)는, 장착부(5)의 내측에 접촉 또는 압접하는 것에 의해, 장착부(5) 전체를 바깥쪽으로 압압한다. 아래쪽 심부(73)의 압압력에 의해서, 장착부(5)의 외향 돌기(51)는 바깥쪽으로 바이어스된다. 한편, 장착공(2)의 내향 돌기(21)는, 아래쪽 심부(73)의 압압력을 받아 반력을 발생시키고, 장착부(5)를 안쪽으로 압압한다. 이와 같은 내외(안팎) 방향의 힘에 의해서, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)의 걸림이 보다 강고하게 된다.

4.3　통기부

본 실시형태의 내공(31)은, 연질 부재(3)의 하단에서 개구되며, 또한 연질 부재(3)의 상단에서 개구되지 않는 한쪽이 막힌 구멍이다. 한편, 속심(7)은, 내공(31)의 내경 이상의 외경을 가지는 작은 원기둥 형상의 부품이다. 이와 같은 속심(7)을, 한쪽이 막힌 내공(31)에 삽입하면, 내공(31) 내의 공기가 속심(7)에 의해서 압축되어, 속심(7)을 내공(31)에 순조롭게 삽입할 수 없는 경우가 있다. 그래서, 속심(7)에는, 통기부(71)가 마련된다. 본 실시형태의 통기부(71)는, 속심(7)의 세로 방향의 중심축을 따라, 속심(7)의 일단으로부터 타단으로 관통하는 관통공이다. 속심(7)을 내공(31)에 삽입하는 과정에 있어서, 내공(31) 내의 공기는, 통기부(71)를 통과해서 외부로 배출된다. 이와 같은 통기부(71)에 의해, 속심(7)을 내공(31)에 삽입하는 작업이 용이해져, 자동 조립기에 의해서 속심(7)의 삽입 작업을 행하는 것이 가능해진다.

한편, 통기부(71)는, 도 4에 도시되는 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 통기부(71)의 단면 형상은, 원형에 한정되는 것은 아니고, 원형 이외의 형상이더라도 된다. 또, 통기부(71)는, 속심(7)의 중심축으로부터 시프트해서 마련되어 있어도 된다. 또한, 통기부(71)는, 관통공에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 속심(7)의 외주면에 마련된 적어도 하나의 홈 또는 돌기이더라도 된다. 통기부(71)로서의 홈 또는 돌기는, 직선형이더라도 되고, 직선 이외의 형상이더라도 된다. 예를 들면, 통기부(71)는, 원기둥 형상 속심(7)의 외주면에 있어서의 0°, 90°, 180°, 270°의 위치에 마련된 4개의 홈 또는 4개의 돌기이더라도 된다. 또 예를 들면, 통기부(71)는, 속심(7)의 외주면을 따라 마련된 나선형 홈 또는 돌기이더라도 된다. 나선형의 홈 또는 돌기는, 내공(31)으로부터 속심(7)이 빠져 나가는 것을 방지하는 미끄럼방지의 효과를 달성한다. 또한, 속심(7)에 통기부(71)를 마련하는 대신에, 상술한 홈 또는 돌기를, 내공(31)의 내주면에 마련해도 된다.

4.4　속심의 형상

속심(7)은, 도 4에 도시되는 바와 같이, 가로 방향의 중심축을 기준으로 해서 상하 대칭 형상인 것이 바람직하다. 속심(7)을 상하 대칭 형상으로 하는 것에 의해서, 속심(7)의 상하 구별이 없어져, 속심(7)의 상하 어느 쪽으로부터라도 내공(31)에 삽입할 수 있다.

이것과는 반대로, 속심(7)은, 상하 비대칭 형상이더라도 된다. 예를 들면, 속심(7)의 적어도 상단의 에지 부분을 모따기(面取)해서, 내공(31)에의 삽입을 용이하게 해도 된다. 또, 위쪽 심부(72)를 가늘게 하고, 아래쪽 심부(73)를 굵게 해도 된다. 예를 들면, 위쪽 심부(72)의 외경은, 내공(31)의 내경과 대략 동일하게 한다. 한편, 아래쪽 심부(73)의 외경은, 내공(31)의 내경보다도 크게 하여, 아래쪽 심부(73)의 외주면이 내공(31)의 내주면에 압접하도록 한다. 이와 같은 구성으로 한 경우는, 가는 위쪽 심부(72)에 의해서, 속심(7)을 내공(31)에 용이하게 삽입할 수 있다. 또, 굵은 아래쪽 심부(73)에 의해서, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)를 강고하게 걸리게 하는 것이 가능해진다.

4.5　속심의 보유지지

내공(31)에 삽입된 속심(7)이 용이하게 빠져 나가지 않게 하기 위해서, 속심(7)의 외주면에 미끄럼방지를 마련할 수 있다. 미끄럼방지로서, 예를 들면, 속심(7)의 외주면을 조면(거친 면)으로 가공해서, 내공(31)의 내주면에 대한 마찰 저항을 크게 해도 된다. 또, 속심(7)의 외주면에 미소한 돌기를 마련해서 미끄럼방지로 해도 된다. 또한, 속심(7)의 외경을 내공(31)의 내경보다도 현저하게 크게 하는 것에 의해서, 속심(7)이 내공(31)으로부터 용이하게 빠져 나가지 않게 해도 된다.

4.6　속심의 재료

속심(7)은, 연질 부재(3)보다도 딱딱한 합성 수지 또는 금속에 의해서 형성된다. 합성 수지로서, 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아세탈, 아크릴, 나일론, 아크릴로나이트릴·스타이렌 공중합 수지(AS 수지), 아크릴로나이트릴·뷰타다이엔·스타이렌 공중합 수지(ABS 수지) 등을 이용할 수 있다. 또, 합성 수지로서, 연질 부재(3)보다도 딱딱한 고무 또는 일래스토머를 이용해도 된다. 고무 또는 일래스토머로서, 예를 들면, 실리콘 수지, SBS 수지(스타이렌-뷰타다이엔-스타이렌 공중합체), SEBS 수지(스타이렌-에틸렌-뷰틸렌-스타이렌 공중합체), 플루오린(불소)계 수지, 클로로프렌 수지, 나이트릴 수지, 폴리에스터계 수지, 에틸렌프로필렌다이엔 고무(EPDM)을 이용할 수 있다. 또한, 금속으로서, 예를 들면, 알루미늄 합금, 스테인리스강, 황동 등을 이용할 수 있다. 합성 수지제 속심(7)은, 예를 들면, 절삭 가공 또는 사출 성형 등에 의해서 제조할 수 있다. 한편, 금속제 속심(7)은, 예를 들면, 절삭 가공 또는 소성 가공 등에 의해서 제조할 수 있다.

5. 연질 부재의 장착 방법

다음에, 본 실시형태에 관계된 연질 부재(3)의 장착 방법에 대하여, 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한다.

도 1에 도시되는 바와 같이, 연질 부재(3)는, 축통(1)의 후단부의 장착공(2)의 위쪽에 배치된 후, 그대로 장착공(2)을 향해 낙하된다. 그러면, 도 2에 도시되는 바와 같이, 장착부(5)의 원통부(53)가, 장착공(2)의 최소 내경부(21b)에 들어가, 장착부(5)가 장착공(2)에 대해서 임시 삽입 상태로 된다. 이 때, 장착부(5)의 가이드면(51a)이 장착공(2)의 가이드면(21a)에 맞닿는 것에 의해, 장착부(5)의 임시 삽입 상태가 안정적으로 유지된다.

그 다음에, 임시 삽입 상태의 연질 부재(3)를 장착공(2)으로 밀어넣는다. 그러면, 장착부(5)의 외향 돌기(51)가, 장착공(2)의 내향 돌기(21)를 타고 넘는다. 이 때, 외향 돌기(51)가 내향 돌기(21)에 강하게 압접되는 것에 의해, 장착부(5)의 중간부가 탄성 변형해서 지름 방향 외측으로 부풀어 오른다. 지름 방향 외측으로 부풀어 오른 장착부(5)의 중간부는, 장착공(2) 내의 고리형 공간(6)에 수용된다. 이것에 의해, 장착부(5)의 중간부는, 장착공(2)의 입구 부근의 내주면에 압접하지 않아, 장착부(5) 삽입의 방해가 되지 않는다. 따라서, 외향 돌기(51)가 내향 돌기(21)를 순조롭게 통과하여, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)가 걸린다. 이것에 의해, 장착부(5)의 장착공(2)에의 삽입이 완료된다(도 3 참조).

그 후, 도 4에 도시되는 바와 같이, 연질 부재(3)의 내공(31)에 속심(7)이 삽입된다. 속심(7)을 내공(31)에 삽입하는 과정에 있어서, 내공(31) 내의 공기는, 통기부(71)를 통과해서 외부로 배출된다. 이와 같은 통기부(71)에 의해, 속심(7)을 내공(31)에 용이하게 삽입할 수 있다. 내공(31)에 삽입된 속심(7)은, 장착부(5)를 바깥쪽으로 압압하여, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)의 걸림을 강고하게 한다. 이것에 의해, 연질 부재(3)의 축통(1)의 후단부에의 장착이 완료된다.

이와 같은 본 실시형태의 연질 부재(3)의 장착 방법에 의하면, 내공(31)에 속심(7)을 삽입하기 전 단계에 있어서, 유연성이 풍부한 장착부(5)를 장착공(2)에 삽입하여, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)를 용이하게 걸리게 할 수 있다. 그 후, 내공(31)에 속심(7)을 삽입하는 것에 의해서, 장착부(5)에 내외 방향의 힘이 작용하여, 외향 돌기(51)와 내향 돌기(21)의 걸림이 강고하게 유지된다. 또, 장착부(5)를 장착공(2)에 삽입한 후에, 속심(7)을 내공(31)에 삽입하므로, 도 1 내지 도 4에 도시되는 연질 부재(3)의 장착 작업에는, 큰 힘을 필요로 하지 않는다.

6. 제2 실시형태에 관계된 속심

다음에, 제2 실시형태에 관계된 속심(7)에 대하여, 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 5는, 장착부(5)가, 축통(1)의 후단부의 장착공(2)에 삽입되며, 또한 본 실시형태의 속심(7)이 내공(31)에 삽입된 상태를 도시한다. 도 5에 있어서, 속심(7) 이외의 구성은, 도 4와 동일하다.

도 5에 도시되는 바와 같이, 제2 실시형태에 관계된 속심(7)은, 내공(31)의 하단 개구로부터 장착공(2)의 상단 개구까지의 길이를 가진다. 내공(31)에 삽입된 속심(7)의 상단은, 장착공(2)의 상단 개구를 넘지 않고, 대경부(4)의 내측에 이르지 않는다. 다시 말해, 속심(7)은, 장착공(2)의 내주면에 대응하는 위치에 보유지지되어 있고, 대경부(4)의 내측과 전혀 접촉하지 않는다.

연질 부재(3)의 쇼어 A 경도치가 상기 ⅰ), ⅱ)의 조건을 충족시키는 경우이더라도, 대경부(4)의 정상부, 정상부 근방 및 측면의 두께를 두껍게 하는 것에 의해, 대경부(4)의 강성을 높게 할 수 있다. 대경부(4)가 마찰 동작에 의해서 변형하지 않을 정도의 강성을 가지는 경우는, 속심(7)의 전체길이를 짧게 할 수 있다.

제2 실시형태의 속심(7)에 의하면, 장착부(5)를 장착공(2)에 강고하게 고정시킬 수 있고, 또한 연질 부재(3)가 마모되어도 지면을 손상시키는 일이 없다. 즉, 본 실시형태의 연질 부재(3)는, 상기 ⅲ)의 마모량의 조건을 충족시키고 있고, 대경부(4)가 사용에 의해서 마모된다. 대경부(4)가 마모된 경우이더라도, 속심(7)의 상단이, 장착공(2)의 상단 개구보다 위로 돌출하는 일이 없다. 이것에 의해, 대경부(4)가 마모되어도, 속심(7)의 상단에 의해서 지면을 손상시키는 일이 없다.

7. 윤활제

도 6 및 도 7에 도시되는 바와 같이, 속심(7)의 외주면과 내공(31)의 내주면 사이에 윤활제가 개재되는 구성으로 해도 된다. 도 6 및 도 7에 있어서, 속심(7)과 내공(31) 사이의 굵은 선(太線)은 윤활제 부착부(74)를 나타낸다. 윤활제에 의해서, 연질 부재(3)의 내공(31)에 속심(7)을 삽입하기 위해서 필요한 압압력이 저감하여, 내공(31)에 속심(7)을 용이하게 삽입할 수 있다.

예를 들면, 도 6에 도시되는 바와 같이, 윤활제는, 내공(31)에 속심(7)을 삽입하기 전에, 속심(7)의 외주면에 도포된다. 속심(7)에만 윤활제를 도포할 뿐으로, 내공(31)에도 윤활제를 부착시킬 수 있으므로, 연질 부재(3)의 장착 공정이 삭감된다. 또, 윤활제가, 마찰부(32)인 대경부(4)에 부착하는 일이 없으므로, 마찰 동작에 의해서 지면에 윤활제가 부착하는 일이 없다.

또 예를 들면, 도 7에 도시되는 바와 같이, 윤활제는, 내공(31)에 속심(7)을 삽입하기 전에, 내공(31)의 내주면에 도포된다. 연질 부재(3)의 외주면, 및 속심(7)의 외주면의 어느것에도 윤활제가 부착하지 않으므로, 이들 부품의 취급이 용이하고, 연질 부재(3)의 장착을 순조롭게 행할 수 있다.

윤활제로서, 예를 들면, 실리콘계 화합물, 플루오린(불소)계 화합물 및 계면활성제 등의 액상 윤활제, 또는 이들 이외의 분체(粉體) 윤활제를 이용할 수 있다.

실리콘계 화합물로서, 예를 들면, 실리콘 오일, 실리콘 껌(Silicone gum) 등을 이용할 수 있다. 플루오린계 화합물로서, 예를 들면, 폴리플루오린화(폴리불화) 바이닐리덴, 폴리플루오린화 바이닐 등을 이용할 수 있다. 계면활성제로서, 예를 들면, 음이온계, 양이온계, 비이온계 또는 양성(兩性)의 계면활성제를 이용할 수 있다. 이들을 주성분으로 하는 대전 방지제를 이용해도 된다.

분체의 윤활제로서는, 예를 들면, 2황화 몰리브덴, 4플루오린화 에틸렌 수지(PTFE), 테트라플루오로에틸렌(TFE), 스테아릴 에루카아마이드, 스테아린산(스테아르산) 아마이드, 에루카산(에루스산) 아마이드, 베헤닌산 아마이드, 에틸렌비스스테아린산 아마이드, n－올레일베헤닌산 아마이드, 스테아린산 마그네슘, 스테아린산 칼슘, 질화 붕소, 멜라민 사이아누레이트, 메틸 실리콘 등을 이용할 수 있다. 이들 분체의 윤활제는, 열변색성 잉크 또는 그밖의 필기구의 잉크에 대해서 불활성이라고 하는 이점이 있다.

8. 내공 내에 있어서의 속심의 위치

도 8은, 상술한 도 5의 속심(7)의 상단이, 장착공(2)의 상단 개구를 넘는 위치까지 내공(31)에 삽입된 상태를 도시한다. 연질 부재(3)의 장착부(5)를 장착공(2)에 강고하게 고정시키는 관점에서 보면, 속심(7)은, 적어도 장착공(2) 전체와 장착부(5)의 외향 돌기(51)에 대응하는 위치에 있으면 된다. 따라서, 도 5에 도시되는 짧은 속심(7)을, 도 8에 도시되는 위치까지 내공(31)에 삽입시켜도, 장착부(5)의 고정이 약해지거나, 속심(7)의 선단이 지면을 손상시키거나 하는 단점은 없다. 오히려, 속심(7)의 상단이, 대경부(4)의 기초부의 내측에 접촉 또는 압접하는 것에 의해, 기초부를 지지점으로 하는 대경부(4)의 변형이 억지되는 이점이 있다.

9. 속심의 위치결정

내공(31)에 삽입된 속심(7)의 위치를 항상 일정하게 하기 위해서, 도 9에 도시되는 플랜지부(74)를 속심(7)의 후단에 마련해도 된다. 플랜지부(74)는, 내공(31)에 속심(7)을 삽입했을 때에, 장착부(5)의 하단에 맞닿는다. 이것에 의해, 속심(7)의 하단 위치가, 내공(31)의 하단 개구와 일치하여, 내공(31)에 삽입된 속심(7)의 위치가 항상 일정하게 된다. 이와 같은 플랜지부(74)에 의해서, 속심(7)을 장착공(2) 전체와, 장착부(5)의 외향 돌기(51)에 대응시킬 수 있고, 속심(7)의 선단 위치를 일정하게 하는 것도 가능하다.

10. 열변색성 필기구

열변색성 필기구는, 만년필, 마킹펜, 볼펜, 샤프펜슬 및 연필 등의 열변색성 잉크를 적용하는 것이 가능한 필기구가 널리 포함된다.

10.1　열변색성 잉크

열변색성 잉크는, 액체 또는 고체의 어느것인가 한쪽의 형태로 열변색성 필기구에 적용된다. 예를 들면, 열변색성 필기구가 만년필, 마킹펜 및 볼펜인 경우는, 액체의 열변색성 잉크가 이용된다. 한편, 열변색성 필기구가 샤프펜슬 및 연필인 경우는, 연필심(鉛芯)으로 가공된 고체의 열변색성 잉크가 이용된다.

열변색성 잉크는, 가열하는 것에 의해서 소색 또는 변색하는 성능을 구비한다. 열변색성 잉크 속에 배합되는 착색제로서, 전자 공여성 정색성(呈色性) 유기 화합물과, 전자 수용성 화합물과, 그리고 이들 화합물의 정색 반응의 발생 온도를 결정하기 위한 반응 매체의 세 성분을 적어도 포함하는 가역 열변색성 조성물을 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 가역 열변색성 조성물을 마이크로캡슐 속에 내포 시킨 구성의 마이크로캡슐 안료가, 착색제로서 유효하다.

마이크로캡슐 안료의 평균 입자 지름은, 예를 들면, 0.05 ㎛ 이상 5.0 ㎛ 이하의 범위 내로 하고, 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상 4.0 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상 3.0 ㎛ 이하로 한다. 마이크로캡슐 안료의 평균 입자 지름을 0.05 ㎛ 이상 5.0 ㎛ 이하의 범위 내로 하는 것에 의해, 양호한 필기 성능과 필적 농도가 얻어진다. 또한, 마이크로캡슐 안료의 평균 입자 지름을 2.0 ㎛ 이상으로 한 경우는, 본 실시형태의 연질 부재(3)에 의한 열변색성 잉크의 화학적 소거와, 금속 광택 안료의 물리적 소거가 가능해진다.

상기의 마이크로캡슐 안료의 평균 입자 지름은, 마운텍크사제의 화상 해석식 입도 분포 측정 소프트웨어 「맥스뷰(Mac-View)」를 이용하여 측정된 등체적 구(球)에 상당하는 입자의 평균 입자 지름의 값이다. 한편, 대부분의 입자의 입자 지름이 0.2 ㎛를 넘는 경우는, 베크맨·콜터(Beckman Coulter) 주식회사제의 제품명 「Multisizer 4e」를 이용하여, 등체적 구에 상당하는 입자의 평균 입자 지름의 값을 측정하는 것도 가능하다.

10.2　금속 광택 안료

본 실시형태의 열변색성 잉크에는, 상술한 마이크로캡슐 안료에 더하여 금속 광택 안료가 배합된다. 금속 광택 안료는, 잉크의 색에 메탈릭조의 광택을 준다. 금속 광택 안료의 평균 입자 지름은, 10 ㎛ 이상이 바람직하다. 금속 광택 안료의 평균 입자 지름을 10 ㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 광휘성(光輝性)이 높은 필적이 얻어지며, 또한 연질 부재(3)에 의한 물리적 소거가 양호하게 된다.

금속 광택 안료로서, 예를 들면, 투명성 금속 광택 안료가 바람직하다. 투명성 금속 광택 안료는, 마이크로캡슐 안료가 무색으로 열변색했을 때에 완전하게 소거한 것처럼 시각된다(보여진다). 투명성 금속 광택 안료로서, 예를 들면, 천연 운모, 합성 운모, 편평 유리편, 박편형(薄片狀) 산화 알루미늄 등으로부터 선택되는 재료를 심 물질로 하고, 상기 심 물질을 금속 산화물로 피복한 광휘 안료, 콜레스테릭 액정형 광휘 안료를 들 수 있다.

천연 운모를 심 물질로 하는 광휘 안료는, 그의 표면에 산화 타이타늄(산화 티탄)을 피복한 것, 이 산화 타이타늄의 상층에 산화철이나 비열변색성 염안료(染顔料)를 피복한 것이 바람직하다. 예를 들면, 머크(Merck)사제의 제품명 「이리오딘(Iriodin)」, 엥겔하드(Engelhard)사제의 제품명 「루미나 컬러즈(Lumina colors)」를 이용할 수 있다.

합성 운모를 심 물질로 하는 광휘 안료는, 그의 표면을 산화 타이타늄 등의 금속 산화물로 피복한 것이 바람직하다. 예를 들면, 타이타늄(티탄), 지르코늄, 크로뮴(크롬), 바나듐, 철 등의 금속 산화물을 이용할 수 있고, 특히, 산화 타이타늄을 주성분으로 하는 금속 산화물이 바람직하다. 예를 들면, 니혼 코켄 코교(日本光硏工業)(주)제의 제품명 「울티미카(ULTIMICA)」를 이용할 수 있다.

편평 유리편을 심 물질로 하는 광휘 안료는, 그의 표면을 산화 타이타늄 등의 금속 산화물로 피복한 것이 바람직하다. 예를 들면, 니혼 이타가라스(日本板硝子)(주)제의 제품명 「메타샤인(METASHINE)」을 이용할 수 있다.

박편형 산화 알루미늄을 심 물질로 하는 광휘 안료는, 그의 표면을 산화 타이타늄 등의 금속 산화물로 피복한 것을 이용할 수 있다. 금속 산화물로서, 예를 들면, 타이타늄(티탄), 지르코늄, 크로뮴(크롬), 바나듐, 철 등의 금속 산화물을 이용할 수 있고, 특히, 산화 타이타늄을 주성분으로 하는 금속 산화물이 바람직하다. 예를 들면, 머크사제의 제품명 「시랄릭(Xirallic)」을 이용할 수 있다.

콜레스테릭 액정형 광휘 안료로서 이용되는 액정 폴리머는, 광(빛)의 간섭 효과에 의해, 일부 스펙트럼 영역의 광을 반사시키고, 이것 이외의 스펙트럼 영역의 광을 모두 투과시키는 성질을 가진다. 콜레스테릭 액정형 광휘 안료는, 우수한 금속 광택과, 시점에 따라 색상이 변화하는 컬러 플롭성과, 투명성을 가진다. 콜레스테릭 액정형 광휘 안료로서, 예를 들면, 왁커 케미(Wacker Chemie)사제의 제품명 「헬리콘(Helicone) HC」를 이용할 수 있다.

필름에 금, 은 등 금속을 진공 증착시킨 후, 박(箔)을 박리해서 미세하게 분쇄한 광휘성 재료로서, 예를 들면, 오이케 코교(尾池工業)(주)제의 제품명 「엘지-neo」를 이용할 수 있다.

금속 광택 안료의 평균 입자 지름은, 0.1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 범위 내로 하고, 바람직하게는 2 ㎛ 이상 40 ㎛ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상 40 ㎛ 이하로 한다. 금속 광택 안료의 평균 입자 지름을 0.1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 범위 내로 하는 것에 의해, 양호한 필기 성능과 광휘성의 필적이 얻어진다. 금속 광택 안료의 평균 입자 지름은, 예를 들면, (주)호리바 세이사쿠쇼(堀場製作所)제의 레이저 회절/산란식 입자 지름 분포 측정 장치 「LA－300」을 이용하여 입자 지름 분포를 측정하고, 그 수치에 기초하여 체적 기준으로 평균 입자 지름(메디안 지름)을 산출한다.

11. 작용 효과

상술한 연질 부재(3)의 장착 구조는, 내공(31)에 속심(7)을 삽입하는 것에 의해서, 연질화시킨 마찰부(32)(대경부(4))의 강성을 향상시켜, 마찰부(32)의 변형을 억지하는 것에 의해, 마찰부(32)에 양호한 마찰 성능을 발휘시킬 수 있다. 또, 연질 부재(3)의 장착부(5)를 내외 방향의 힘에 의해서 강고하게 고정시킬 수 있으며, 또한 연질 부재(3)의 장착 작업에는 큰 힘을 필요로 하지 않는다. 또한, 연질화시킨 마찰부(32)가 마모되어도 지면을 손상시키는 일이 없다. 이에 더하여, 연질화시킨 마찰부(32)에 의해서, 금속 광택 안료를 배합한 열변색성 잉크의 필적을 화학적 및 물리적으로 소거하는 것이 가능해진다.

12. 기타

본 발명의 연질 부재의 장착 구조는, 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 연질 부재(3)를 장착하는 장소는, 열변색성 필기구를 구성하는 축통(1)의 후단부에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명의 연질 부재의 장착 구조에 의해서, 열변색성 필기구를 구성하는 캡의 정상부에 연질 부재(3)를 장착할 수 있다.

본 실시형태의 속심(7)은, 어느것이나 내공(31)의 하단 개구로부터 장착공의 상단 개구에 이르는 길이를 가진다. 속심(7)은, 상술한 실시형태의 길이에 한정되는 것은 아니다. 속심(7)은, 내공(31)의 하단 개구로부터 장착공의 상단 개구에 이르지 않는 길이이더라도 된다. 속심(7)은, 적어도 장착공(2)의 내주면에 대응하는 길이를 가지고 있으면 된다.

장착부(5)의 외향 돌기(51)와, 장착공(2)의 내향 돌기(21)는, 본 발명의 연질 부재의 장착 구조의 필수 구성은 아니다. 예를 들면, 장착부(5)의 외주면과, 장착공(2)의 내주면은, 어느것이나 단일 직경을 가지는 원주면이면 된다.

본 발명에 있어서의 「연질 부재」는, 열변색성 필기구의 마찰부에 한정되는 것은 아니다. 「연질 부재」에는, 예를 들면, 샤프펜슬에 장착되는 지우개, 또는 터치 패널의 입력에 이용되는 터치 펜에 장착되는 입력부 등이 포함된다. 다시 말해, 본 발명의 연질 부재의 장착 구조는, 유연한 지우개 및 입력부 등을 강고하게 고정시킬 수 있으며, 또한 이들의 장착 작업에는 큰 힘을 필요로 하지 않는다.

1: 축통
2: 장착공
21: 내향 돌기
21a: 가이드면
21b: 최소 내경부
3: 연질 부재
31: 내공
32: 마찰부
4: 대경부
41: 고리형 면
5: 장착부(소경부)
51: 외향 돌기
51a: 가이드면
51b: 최대 외경부
52: 팽출부
53: 원통부
6: 고리형 공간
7: 속심
71: 통기부
72: 위쪽 심부
73: 아래쪽 심부
74: 윤활제 부착부
A: 장착부의 상단으로부터 외향 돌기의 상단까지의 길이
B: 장착공의 상단으로부터 내향 돌기의 하단까지의 길이
C: 내향 돌기와 외향 돌기 사이의 클리어런스

Claims (14)

1. 지면에 부착한 열변색성 잉크를 마찰열에 의해서 열변색시키기 위해서 이용되는 연질 부재를, 열변색성 필기구에 장착하기 위한 연질 부재의 장착 구조로서,
   상기 열변색성 필기구를 구성하는 축통의 후단부 또는 캡의 정상부를 세로 방향의 중심축을 따라 관통하도록 마련되고, 상단 및 하단에 위치하는 두 개구 사이에 내주면을 가지는 장착공과,
   열변색에 이용되는 상기 연질 부재의 대경부 아래쪽에 위치하고, 상기 대경부의 직경보다도 작으며, 또한 상기 장착공에 삽입되는 것이 가능한 직경을 가지는 장착부와,
   상기 연질 부재의 세로 방향의 중심축을 따라 마련되고, 적어도 상기 연질 부재의 하단에서 개구되는 곧은 내공(內孔)과,
   상기 내공에 삽입되는 것이 가능한 외경, 상기 내공에 들어가는 길이, 및 상기 내공의 내주면에 접촉하는 외주면을 가지는 막대형 속심(中芯)을 포함하고,
   상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입되는 것에 의해, 상기 연질 부재가 상기 장착공에 장착되도록 구성된, 연질 부재의 장착 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 장착부가, 상기 연질 부재와 동일한 재료에 의해 상기 대경부의 아래쪽에 일체로 형성되고,
   상기 내공이, 상기 연질 부재에 있어서의 상기 장착부로부터 상기 대경부에 이르는 위치까지 마련되고,
   상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심이 상기 장착공의 내주면에 대응하는 위치에 보유지지되는 것에 의해, 상기 장착부가 상기 속심의 외주면과 상기 장착공의 내주면 사이에 협지되도록 구성된, 연질 부재의 장착 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심이, 상기 내공의 하단 개구로부터 상기 장착공의 상단 개구를 넘는 길이를 가지는, 연질 부재의 장착 구조.
4. 제2항에 있어서,
   상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심이, 상기 내공의 하단 개구로부터 상기 장착공의 상단 개구까지의 길이를 가지는, 연질 부재의 장착 구조.
5. 제2항에 있어서,
   상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심이, 상기 내공의 하단 개구로부터 상기 장착공의 상단 개구에 이르지 않는 길이를 가지는, 연질 부재의 장착 구조.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되며, 또한 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심의 상단이, 상기 장착공의 상단 개구를 넘는 위치까지 상기 내공에 삽입된, 연질 부재의 장착 구조.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 속심의 최대 외경이, 상기 내공의 내경과 대략 동일 또는 상기 내공의 내경보다도 크고, 상기 속심이 상기 내공에 삽입된 상태에 있어서, 상기 속심의 외주면과 상기 내공의 내주면이 서로 압접하는, 연질 부재의 장착 구조.
8. 제7항에 있어서,
   상기 속심의 외주면과 상기 내공의 내주면 사이에 윤활제가 개재되는, 연질 부재의 장착 구조.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내공이, 상기 연질 부재의 하단에서 개구되며, 또한 상기 연질 부재의 상단에서 개구되지 않는 한쪽이 막힌 구멍이고, 상기 속심이 상기 내공에 삽입되는 과정에 있어서, 상기 내공 내의 공기를 배출하기 위해서, 상기 속심에 통기부가 마련된, 연질 부재의 장착 구조.
10. 제9항에 있어서,
    상기 통기부가, 상기 속심의 세로 방향의 중심축을 따라, 상기 속심의 일단으로부터 타단으로 관통하는 관통공인, 연질 부재의 장착 구조.
11. 제9항에 있어서,
    상기 통기부가, 상기 속심의 외주면을 따라, 상기 속심의 일단으로부터 타단에 연속되는 적어도 하나의 홈 또는 돌기인, 연질 부재의 장착 구조.
12. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 속심의 하단에, 상기 내공의 내경보다도 큰 직경을 가지는 플랜지부(鍔部)가 마련되고, 상기 속심이 상기 내공에 삽입되었을 때에, 상기 플랜지부가, 상기 장착부의 하단에 맞닿는, 연질 부재의 장착 구조.
13. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장착공의 내주면에, 상기 장착공의 내측을 향해 돌출하는 내향 돌기가 형성되고,
    상기 장착부의 외주면에, 상기 장착부의 외측을 향해 돌출하는 외향 돌기가 형성되고,
    상기 장착부가 상기 장착공에 삽입되었을 때에, 상기 외향 돌기가 상기 내향 돌기를 타고 넘는 것에 의해, 상기 외향 돌기와 상기 내향 돌기가 서로 걸리고,
    상기 속심이 상기 장착공의 내주면에 대응하는 위치에 보유지지되는 것에 의해, 상기 장착부가 상기 속심의 외주면과 상기 장착공의 상기 외향 돌기 사이에 협지되는, 연질 부재의 장착 구조.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 연질 부재의 장착 구조에 의해서, 상기 연질 부재가 상기 축통의 후단부 또는 상기 캡의 정상부에 장착된, 열변색성 필기구.

Images