CN108349294B - 圆珠笔 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种圆珠笔，该圆珠笔能够改变描线的宽度，并能够提高区别描画细线和粗线时的响应性。圆珠笔(1)在笔尖侧具备具有书写珠(25)的第一书写部，其特征在于，该圆珠笔(1)还具备被设于笔尖侧且能够描画比使用第一书写部描画的线粗的线的书写部，在书写重量为1g且书写角度为90度的情况下，仅第一书写部发挥作用，在书写重量为200g且书写角度为40度～90度的情况下，第二书写部发挥作用。

Description

圆珠笔
技术领域
本发明涉及圆珠笔，尤其是涉及能够改变描线的宽度的圆珠笔。
背景技术
以往以来，公知有能够改变描线的宽度的圆珠笔(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－252654号公报
专利文献2：日本特开2013－252655号公报
发明内容
发明要解决的问题
对于专利文献1及专利文献2所述的圆珠笔，在用于保持书写珠的保持件的外周设有外套件。并且，对于具备这样的外套件的圆珠笔，在以使外套件与纸面不接触的角度使用的情况下，能够描画细线，在以使外套件与纸面接触的角度使用的情况下，能够描画粗线。
然而，对于专利文献1及专利文献2所述的圆珠笔，虽然能够区别描画细线和粗线，但是根据使用者的使用条件，存在改变线的粗细时的响应性不足这样的问题。
因此，本发明是为了解决所述问题而做成的，其目的在于提供一种圆珠笔，该圆珠笔能够改变描线的宽度，并能够提高区别描画细线和粗线时的响应性。
用于解决问题的方案
为了解决所述技术问题，本发明为一种圆珠笔，其在笔尖侧具备具有书写珠的第一书写部，其特征在于，该圆珠笔还具备第二书写部，该第二书写部设于所述笔尖侧，其能够描画比使用所述第一书写部描画的线粗的线，在书写重量为1g且书写角度为90度的情况下，仅所述第一书写部发挥作用，在书写重量为200g且书写角度为40度～90度的情况下，所述第二书写部发挥作用。
其中，在本申请中，书写重量表示书写时的书写部的负荷，能够隔着纸面等书写面利用市场贩卖的称重传感器、测力计、台秤来测量。
采用这样构成的本发明，书写重量为1g且书写角度为90度的情况下、即立起书写工具且笔压较低地进行描画的情况下，仅第一书写部发挥作用，由此，能够描画比较细的线。另一方面，在书写重量为200g且书写角度为40度～90度的情况下、即放倒书写工具且笔压较高地进行描画的情况下，第二书写部发挥作用，由此，能够描画比较粗的线。并且，书写重量能够通过使用者的笔压容易地进行调整，书写角度能够通过使用者的手的角度来容易地进行调整。因而，采用本发明，能够通过使用者调整笔压及手的角度，容易地区别描画细线和粗线。
发明的效果
采用能够改变描线的宽度的圆珠笔，能够提高区别描画细线和粗线时的响应性。
附图说明
图1表示本发明的实施方式的圆珠笔，更具体而言，图1的(a)表示由笔帽将圆珠笔的前侧盖上的状态，图1的(b)表示将笔帽从圆珠笔的前侧卸下并安装在后侧的状态，图1的(c)表示图1的(a)的状态的剖视图。
图2是图1的(c)的主要部分放大图。
图3是本发明的实施方式的圆珠笔的分解立体图。
图4是表示本发明的圆珠笔的集流件的图。
图5是本发明的实施方式的圆珠笔的前方端部附近的放大图，更具体而言，图5的(a)是圆珠笔的前方端部附近的主要部分剖视图，图5的(b)是圆珠笔的前方端部附近的侧视图。
图6是表示本发明的实施方式的圆珠笔的连接件的图。
图7是表示本发明的实施方式的圆珠笔的外套件的图。
图8是表示本发明的实施方式的圆珠笔的使用状态的图。
图9是表示本发明的实施方式的圆珠笔的使用状态的图。
图10是表示本发明的实施方式的圆珠笔的外套件的变形例的侧视图。
图11是表示本发明的实施方式的圆珠笔的外套件的变形例的侧视图。
图12是变形例的圆珠笔的侧视图及剖视图。
图13是又一变形例的圆珠笔的侧视图及剖视图。
图14是又一变形例的圆珠笔的剖视图。
图15是又一变形例的圆珠笔的剖视图。
图16是又一变形例的圆珠笔的剖视图。
图17是又一变形例的圆珠笔的剖视图。
图18是又一变形例的圆珠笔的剖视图。
图19是又一变形例的圆珠笔的剖视图及主视图。
图20是又一变形例的圆珠笔的剖视图、主视图及立体图。
图21是又一变形例的圆珠笔的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的圆珠笔进行说明。其中，在本说明书中，圆珠笔及其构成零件的“前方”是指圆珠笔的轴线方向上的设有书写珠的一侧，“后方”是指与其相反的一侧。
图1表示本发明的实施方式的圆珠笔，更具体而言，图1的(a)表示由笔帽将圆珠笔的前侧盖上的状态，图1的(b)表示将笔帽从圆珠笔的前侧卸下并安装在后侧的状态，图1的(c)表示图1的(a)的状态的剖视图，图2表示图1的(c)的主要部分放大图。另外，图3表示圆珠笔的分解立体图。
如图1～图3所示，圆珠笔1包括：圆珠笔的主体3、以及安装于主体3笔帽5。
圆珠笔的主体3整体上具有筒形状，以便在使用时使用者能够把持，其包括前方侧笔杆7和后方侧笔杆9。在前方侧笔杆7的后方端部及后方侧笔杆9的前方端部分别设有螺纹牙，两者螺纹结合而将前方侧笔杆7和后方侧笔杆9相互固定。并且，通过将前方侧笔杆7和后方侧笔杆9螺纹结合而固定，在内部形成收纳圆珠笔的用于书写的各构成零件的空间。另外，也可以采用前方侧笔杆7和后方侧笔杆9压入的固定方法，而是不是螺纹结合。在那种情况下，为了防止外套件31因组装的冲击而破损，优选压入力为300N以下。以下，将形成于前方侧笔杆7和后方侧笔杆9的内部的空间简称为“内部空间”地进行详细说明。
笔帽5构成为能够装卸地安装于圆珠笔的主体3的前方侧，将圆珠笔的前端密封来防止墨干掉。笔帽5包括内笔帽5a和嵌合部5b。内笔帽5a构成为与主体3嵌合，将后述的圆珠笔的外套件31及书写珠25完全封入。另外，笔帽5自身借助嵌合部5b以规定嵌合力、例如60N以下的嵌合力能够装卸地安装于主体3。通过使笔帽5的嵌合力为60N以下，能够防止因安装笔帽5时的冲击而导致外套件31破损。
在内部空间的后方侧配置有用于收纳墨的墨收纳部11，在内部空间的前方侧配置有用于使用墨收纳部11内的墨来进行书写的书写部13，此外，在墨收纳部11和书写部13之间，设有用于将墨收纳部11内的墨供给向书写部13的墨供给部15。
墨收纳部11在内部收纳有规定的墨，构成为：在书写部13内的墨不足时，能够通过毛细管力适当向书写部13供给墨。
作为收纳于墨收纳部11内的墨，色料可以使用颜料或者染料。对于颜料的种类，没有特别限制，能够使用惯用于以往水性圆珠笔等书写工具用的无机系及有机系颜料中的任意颜料。
作为无机系颜料，例如能够列举出炭黑、金属粉等。另外，作为有机系颜料，例如能够列举出偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、螯合偶氮颜料、酞菁颜料、苝和紫环酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、染料色淀、硝基颜料、亚硝基颜料等。具体而言，能够使用酞菁蓝(C.I.74160)、酞菁绿(C.I.74260)、汉撒黄3G(C.I.1166)、双偶氮黄GR(C.I.11200)、永久红4R(C.I.12335)、胭脂红6B(C.I.15850)、喹吖啶酮红(C.I.46500)等。
另外，也可以使用包括苯乙烯、丙烯酸类树脂的颗粒的塑料颜料。此外，也能够将在颗粒内部具有孔隙的中空树脂颗粒用作白色颜料，或者，使用利用染料对树脂颗粒染色的也被称作伪颜料的颜料等。作为伪颜料的具体商品名，能够列举出新罗伊希颜料(シンロイヒカラー)SF系列(シンロイヒ：新罗伊希株式会社)，NKW及NKP系列(日本蛍光化学株式会社)等。
作为水溶性染料，能够使用直接染料、酸性染料、可食用染料、碱性染料中的任一种。作为直接染料，例如能够列举出：C.I.直接黑17、19、22、32、38、51、71；C.I.直接黄4、26、44、50；C.I.直接红1、4、23、31、37、39、75、80、81、83、225、226、227；C.I.直接蓝1、15、71、86、106、119等。
作为酸性染料，例如能够列举出：C.I.酸性黑1、2、24、26、31、52、107、109、110、119、154；C.I.酸性黄7、17、19、23、25、29、38、42、49、61、72、78、110、127、135、141、142；C.I.酸性红8、9、14、18、26、27、35、37、51、52、57、82、87、92、94、115、129、131、186、249、254、265、276；C.I.酸性紫18、17；C.I.酸性蓝1、7、9、22、23、25、40、41、43、62、78、83、90、93、103、112、113、158；C.I.酸性绿3、9、16、25、27等。
作为可食用染料，其大部分被直接染料或者酸性染料所包含，作为没有被包含的一例，能够列举出C.I.食品黄3。
作为碱性染料，例如能够列举出：C.I.碱性黄1、2、21；C.I.碱性橙2、14、32；C.I.碱性红1、2、9、14；C.I.碱性棕12；碱性黑2、8等。
这些着色剂可以各自单独使用，也可以将两种以上组合，墨中的着色剂的含量通常为重量比0.5％～30％，优选为1％～15％的范围。
若该着色剂的含量小于0.5％，则着色力不足而不被优选。另一方面，在着色剂的含量超过30％的情况下，有时会发生书写不良而不被优选。
在使用了染料的情况下，附着于书写部13的墨有作为污垢留下的倾向，因此优选使用颜料。
此外，为了防止笔尖上的墨的干燥固化而导致书写不良，优选墨中的水溶性溶剂的含量为重量比5％～25％。在该情况下，作为水溶性溶剂，例如能够单独或者混合使用乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、聚乙二醇、3-丁二醇、硫代二甘醇、甘油等二醇类、乙二醇单甲醚、二甘醇单甲醚等。
另外，优选的是，以重量比0.1％～5％调配选自三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、新戊二醇中的至少一种作为所述以外的水溶性溶剂。
通常，当水溶性溶剂的调配量变多时，墨向纸的浸透性减低，因此书写出的描线的干燥速度变慢。但是，三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、新戊二醇使这样的浸透性降低的性质较小，极难引起描线的干燥速度延迟。另一方面，由于具有防止在笔尖的干燥固化的性质，因此即使笔尖长时间暴露，也不容易引起书写不良。
能够向墨中调配糖类。具体而言，作为糖类，能够列举出单糖类、二糖类、低聚糖类、还原糖类、非还原糖类、糖醇、还原淀粉的分解产物、及它们的混合物等。其中，优选使用非还原糖类、尤其是糖醇。具有还原性的糖类有时会引起墨的变色、使墨产生pH的变动。
作为非还原糖类，只要是不显示还原性的糖类就不特别限定，例如能够列举出蔗糖、海藻糖、糖醇等。葡糖(葡萄糖)等还原糖类是因具有分子中带有的醛基、酮基等羰基(还原基)而显示弱还原性的糖类，相对于此，本实施方式中使用的非还原糖类的情况下，单糖的具有还原性的基团与其他糖通过糖苷键等结合，因此不显示还原性。
糖醇是通过还原(氢化)糖类所具有的羰基而得到的链状多元醇的总称。作为糖醇，例如能够列举出：通过还原葡萄糖获得的“山梨糖醇”、通过还原麦芽糖获得的“麦芽糖醇”、通过还原糖化程度不同的糖浆、糊精获得的还原淀粉分解物(还原糖浆)、还原糊精、赤藓糖醇、季戊四醇等，这些能够采用市售产品。
在这些非还原糖类中，出于更好的经时稳定性的观点，优选使用从山梨糖醇、赤藓糖醇、季戊四醇、海藻糖、及还原淀粉分解物中选出的至少一种。
糖类在墨中作为保湿剂发挥作用，但还具有容易形成覆膜并固化的性质。在本实施方式中，当残留在书写部13的墨形成覆膜并固化时，在下次开始书写时会产生墨难以流出(初笔性较差)的现象。为了避免这样的不良状况，优选墨中含有的糖类为单糖～20糖的聚合度，更优选平均聚合度为3～10。由此，能够防止覆膜强度过强，即使在书写部13残留有墨的情况下也能够确保初笔性。
作为润滑剂能够向墨中调配磷酸酯。若列举具体例，能够列举出聚氧乙烯烷基醚或者聚氧乙烯烷基芳基醚的磷酸单酯、聚氧乙烯烷基醚或者聚氧乙烯烷基芳基醚的磷酸二酯、磷酸三酯、或者其衍生物，这些磷酸酯可以单独使用或者两种以上混合使用。
这些磷酸酯的含量为所用的墨整体量的0.05质量％～5质量％较佳，优选为0.1质量％～1质量％。若磷酸酯的含量小于墨组成物整体量的0.05质量％，则可能无法获得期望的润滑性等，另一方面，若超过5质量％，则墨的经时稳定性有可能会降低。进而，为了防止墨附着于书写部13而形成污浊，并且防止以树脂构成书写部13的情况下的树脂裂开，优选磷酸酯的含量为1质量％以下。
另外，若从墨的粘度的观点进行说明，则墨能够使用由下述式定义的剪切稀化指数(n值)大致为1的所谓的牛顿墨(日文：ニュートニアンインク)、以及被定义为剪切稀化指数n＜1的所谓的中性墨。通过使用牛顿墨，能够在书写时确保墨的润湿性，另一方面，通过使用中性墨，能够确保墨的润湿性，并且提高书写时墨的中断。
指S＝αDn(其中，1＞n＞0)所示的粘性式中的n。其中，S表示剪切应力(dyn/cm2)，D表示剪切速度(s-1)，α表示非牛顿粘度系数。
作为牛顿墨，大致分为不含有实质上具有增稠作用的物质的比较低粘度(小于5mPa·s、25℃)的类型、以及含有实质上具有增稠作用的物质而被赋予了一定粘度(5mPa·s以上、25℃)的类型。其中，作为具有增稠作用的物质，优选使用聚乙烯醇和硼酸化合物。通过调配所述物质，能够获得墨的流动性良好、不会发生描线的洇墨、且响应性良好的墨。
能够使用的聚乙烯醇(以下，简称为“PVA”)通常用－〔CH2－CH(OH)〕m－〔CH2－CH(OCOCH3〕n－表示，从墨的经时稳定性、粘度赋予性的观点出发，其皂化度{〔m/(m+n)〕×100}优选为50mol％以上，更有选为75mol％以上。
另外，对于所述皂化度的PVA，若聚合度较高则因添加量引起的粘度的变动幅度会变大，因此其聚合度(m+n)低比较好，优选为50以上，更有选为50～2000，特别优选为50～1500。
具体而言，作为能够使用的PVA，能够从市场贩卖的日本合成化学工业公司制的A型高先诺尔(ゴーセノール)系列、G型高先诺尔(ゴーセノール)系列、K型高先诺尔(ゴーセノール)系列(日本合成化学工业公司制的商品名)、日本VAM&Poval公司(日本酢ビ·ポバール社)制的JPoval(ポバール)系列(日本VAM&Poval公司制的商品名)、可乐丽公司(クラレ社)制的KURARAY POVAL(ポバール)PVA系列(可乐丽公司制的商品名)等中选出皂化度、聚合度合适的商品。这些具有皂化度、聚合度的PVA可以一种单独使用，也可以两种以上同时使用。
另外，所用PVA也能够使用改性PVA，优选是成为所述聚合度范围、皂化度的改性PVA。作为能够使用的改性PVA，能够列举出：PVA的羟基、醋酸基改性为羧基、磺酸基、乙酰基、环氧乙烷基等改性基的改性PVA，或者，在PVA的侧链上具有所述改性基的改性PVA。另外，在部分皂化PVA上共聚丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯而成的PVA·丙烯酸·甲基丙烯酸甲酯共聚物也能够作为本发明的改性PVA使用。
具体而言，作为能够使用的改性PVA，能够从市场贩卖的日本合成化学工业公司制的Gohsenx(ゴーセネックス)L系列、Gohsenx(ゴーセネックス)WO系列(日本合成化学工业公司制的商品名)、日本VAM&Poval公司(日本酢ビ·ポバール社)制的阴离子(アニオン)改性PVA(A系列)(日本VAM&Poval公司制的商品名)、可乐丽公司(クラレ社)制的EXCEVAL(エクセバール)1713(可乐丽公司制的商品名)等中选出皂化度、聚合度合适的商品。另外，作为PVA·丙烯酸·甲基丙烯酸甲酯共聚物，能够从大同化成工业公司制的POVACOAT(大同化成工业公司制的商品名)等中选出合适的商品。这些改性PVA可以一种单独使用，也可以两种以上同时使用。改性PVA不直接影响书写性能，但对墨的经时稳定性(粘度)有效。尤其是，羧基改性、磺酸基改性、乙酰基改性类型的稳定性良好而优选。
这样的PVA、改性PVA的合计含量根据目标墨粘度值适当调整。例如，在使用了聚合度高的PVA的情况下，PVA的含量少些，相反，在使用了聚合度低的PVA的情况下，PVA的含量变多。
作为能够使用的硼酸化合物，能够列举出硼酸、硼酸的碱金属盐(锂、钠、钾、铷)、硼酸的铵盐等，例如能够列举出硼酸(H3BO3)、三氧化二硼(B2O3)、偏硼酸钠(NaBO2)、二硼酸钠(Na4B2O5)、四硼酸钠(Na2B4O7)、五硼酸钠(NaB5O8)、六硼酸钠(Na2B6O10)、八硼酸钠(NaB8O13)、硼酸铵〔(NH4)2O·5B2O3〕、以及它们的水合物等。这些硼酸化合物可以一种单独使用，也可以两种以上同时使用。从对墨成分的溶解性、通用性的观点出发，优选使用四硼酸钠、硼酸铵、三氧化二硼。根据PVA的性质、含量适当调整这些硼酸化合物的合计含量，以达到目标墨粘度值。
作为中性墨，包含也被称为胶凝剂或者剪切稀化性赋予剂的物质。例如，优选从包括合成高分子、纤维素及多糖类的组中选出的至少一种。具体而言，能够列举出阿拉伯胶、黄蓍胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、海藻酸、角叉菜胶、明胶、黄原胶、韦兰胶、琥珀酰聚糖、迪优坦胶(diutan gum)、葡聚糖、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、氧化纤维素、淀粉乙醇酸及其盐、藻酸丙二醇酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基甲基醚、聚丙烯酸及其盐、羧乙烯基聚合物、聚环氧乙烷、乙酸乙烯酯和聚乙烯吡咯烷酮的共聚物、交联型丙烯酸聚合物及其盐、非交联型丙烯酸聚合物及其盐、苯乙烯－丙烯酸共聚物及其盐等。其中，为了降低粘度、且降低剪切稀化指数、确保流动性，特别优选使用氧化纤维素。由于具有这样的性质，因此即使书写角度、书写负荷的变化较小的情况下、书写角度、书写负荷的变化突然的情况下，对于粘度变化的响应性也能够以高水准显现。
另外，作为墨的特性，考虑与后述的书写部13的外套件的关系，优选墨的接触角度在20秒后变为70度以下。在超过70度的情况下，墨相对于外套件的扩散性不足，因此，第二书写部发挥作用的响应性降低，描线发生飞白。其中，接触角度的测量是在25℃且65％RH的环境下、向包括与所述外套件同一原材料的板状的试验体滴墨来进行的。
此外，优选使用墨的表面张力为48mN/m以下的墨。若表面张力超过48mN/m，则墨相对于外套件的扩张性不足，因此第二书写部发挥作用的响应性降低，所以容易发生上述同样的现象。
另外，优选墨中含有的颜料、树脂颗粒等不溶成分的含量为20重量％以下。若不溶成分超过20重量％，则墨的流动性降低，因此墨相对于外套件的扩张性容易不足。并且，附着于外套件的墨会变得容易干燥固化，因此容易发生书写不良。
此外，优选墨中含有的不溶成分的平均粒径为200nm以下。若平均粒径超过200nm，则墨的流动性降低，因此墨相对于外套件的扩张性容易不足。
墨供给部15包括在外周形成有多个翅片的大致筒状的集流件17，集流件17的前端形成为缩径，成为前端保持部19。集流件17的后方端部与墨收纳部11的前方端部接触。集流件17的前端保持部19从连接件21的后方端部嵌入连接件的内侧。
图4是表示集流件的图，图4中示出了从三个方向观察集流件得到的图。如图4所示，集流件17包括：前方侧的积存部17a、后方侧的替身部17b、以及积存部17a和替身部17b之间的分隔部17c。
在积存部17a的外周设有：墨引导槽17d，其沿积存部17a的轴线延伸，且沿周向具有规定宽度；以及主要部分墨暂时保留槽17f，其形成在多个翅片17e之间。并且，在积存部17a设有使积存部17a的外周与内部空间之间连通地延伸的孔17g。
墨引导槽17d是将沿轴线方向排列的多个翅片17e切割为同一形状的缺口而形成的，在沿轴线方向观察积存部17a时，墨引导槽17d成为从积存部17a的外周凹陷的规定形状的槽，与主要部分墨暂时保留槽17f连通。墨引导槽17d的宽度形成为比主要部分墨暂时保留槽17f的宽度窄。像这样，使墨引导槽17d的宽度比主要部分墨暂时保留槽17f的宽度窄，从而墨引导槽17d的与墨的界面张力强于主要部分墨暂时保留槽17f的界面张力。因此，能够使墨引导槽17d中有墨，并且经由墨引导槽17d可靠地进行墨相对于主要部分墨暂时保留槽17f的流入或者排出。
书写时的出墨容易程度取决于墨引导槽17d的宽度和翅片17e之间的间隔。于是，在本实施方式中，优选墨引导槽17d的宽度为0.1mm～0.2mm。墨引导槽17d的宽度越小，集流件17的毛细管力越容易发挥作用，但是若为0.1mm以下，宽度过小，则来自集流件17的墨的供给会变得不稳定。墨变得不容易排出。另外，翅片17e之间的间隔根据墨引导槽17d的宽度来决定，在0.1mm～0.6mm的范围内设定得比墨引导槽17d的宽度大。若翅片17e之间的宽度小于墨引导槽17d，则会变得无法利用积存部17a积存墨，并且，若翅片17e之间的宽度小于0.1mm，则墨的供给会变得不稳定。
在替身部17b的外周设有沿轴线方向延伸的墨导入槽17h、以及在多个翅片17i之间形成的延伸设置部空气槽17j。替身部17b防止在笔帽5朝下的状态下打开笔帽5时墨流入集流件17的积存部17a内。更具体而言，在笔帽5朝下的状态下打开笔帽5时，因笔帽5密闭的前端的空间内减压，由此，墨欲流入集流件17的积存部17a内。于是，在集流件17的后侧设置替身部17b，从而墨流入替身部17b的外周翅片17i之间，墨不会流入集流件17的积存部17a。
另外，积存部17的孔17g用于避免在墨结冰而墨的体积膨胀时因墨的体积增加而将书写珠25从前端挤出。更具体而言，通过形成将积存部17的内外连通的孔17g，即使积存部17内的墨结冰、膨胀，墨也会经由孔17g排出到外侧，因此能够防止积存部17b内的压力升高。其中，若孔17g的面积过大，则在墨没有结冰的情况下，墨也会从积存部17排出，因此优选孔17g的开口面积为0.4mm2～1.2mm2。
另外，集流件17包括聚酯纤维制的棒状的集流件芯23。集流件芯23沿轴线方向延伸，配置为后方端部在墨收纳部11内部能够滑动，前方端部越过连接件21地延伸。集流件芯23配置为与集流件17的内周面之间隔有0.02mm～0.2mm的间隙。集流件17与集流件芯23之间设有0.02mm～0.2mm的间隙，从而能够确保两者之间的滑动性，并且防止在书写时大量空气进入间隙。另外，集流件芯23的后侧端比集流件17的后侧端突出地延伸。对于集流件芯23，为了兼顾墨的供给稳定性和吸入性，而优选利用孔隙率30％～60％的材料，最优选为45％。
连接件21是用于将书写部13和墨供给部15之间连接起来的构件。其中，对于连接件21的结构，将在后面叙述。
书写部13包括书写珠25、在前方端部收纳书写珠25的保持件27、在保持件27内延伸的棒状的中芯29、以及覆盖保持件27的外周的外套件31。
图5是圆珠笔的前方端部附近的放大图，更具体而言，图5的(a)是圆珠笔的前方端部附近的主要部分剖视图，图5的(b)是圆珠笔的前方端部附近的侧视图。
如图5所示，保持件27具有轴线方向两端开口的圆筒形状，其前方端具有朝向前方而顶端变细的大致圆锥状的锥形状，该顶端变细的部分成为用于保持书写珠25的凿紧部33。凿紧部33具有这样的尺寸·形状：保持件27的前方开口小于书写珠25的直径，且书写珠25在凿紧部33内能够自由旋转。并且，保持在凿紧部33内的书写珠25的一部分从保持件27的前方的开口暴露于外部，从外部能够看到。保持件27能够通过对不锈钢等金属制、聚缩醛等树脂制的管材进行加工而形成。
另外，优选保持件27具有在其前方端附近随着朝向前方而顶端变细的形状。更具体而言，优选保持件27的前方端附近的外周面为这样的倾斜面：相对于圆珠笔1的轴线而言，在大约0.5mm以上的距离范围内具有大约10度～20度的锥形角度。在保持件27的前方端形成倾斜面，从而不使圆珠笔1的前方端的直径较大，就能够使配置在保持件27的外侧的外套件31的厚度较厚，提高外套件31的强度。另外，若倾斜面的轴线方向长度较短，则在向外套件31内部配置保持件27时的定位会变得困难，因此优选倾斜面的在轴线方向上的长度为0.5mm以上。另外，优选保持件27的凿紧部33的外表面、即比保持件27的倾斜面靠前方侧的面相对于圆珠笔1的轴线而言具有35度～50度的角度或者圆角形状(日文：R形状)。使凿紧部33的外表面的倾斜角为35度～50度或者圆角形状，从而外套件与圆珠的距离变短，由此能够防止墨不足，而能够维持“书写时墨的连续性”。另外，对于保持件27的从外套件31突出的突出量，考虑外套件31的与纸面的接触性，优选为书写珠25的直径的10％～100％。
中芯29配置在保持件27的内部，与集流件芯23同样地由聚酯纤维形成，中芯29的后方端嵌入集流件芯23的前方端，并且中芯29的前方端到达书写珠25的后方侧。另外，对于中芯29，为了确保墨的供给稳定性，优选包括孔隙率为30％～80％的材料，最优选包括孔隙率为50％～70％的材料。由此，从集流件芯23供给来的墨经由中芯25供给到书写珠25的后方侧。中芯29以从后方端起大致2/3左右嵌入连接件21的前端部的状态保持于连接件21。
其中，根据所使用的墨的粘度等性状，选择合适的聚酯纤维的孔隙率、表面形状来形成集流件芯23及中芯29。另外，作为中芯29，也可以不使用聚酯纤维，而是使用利用挤出成形形成的塑料制棒状芯、利用烧结加工形成的棒状芯。
图6是表示连接件的图，具体而言，图6表示连接件的立体图、侧视图及剖视图。如图6所示，连接件21包括圆筒状的筒状部分35、配置在筒状部分35的外侧的锚固部分37、以及将筒状部分35保持于锚固部分37的保持部分39。
筒状部分35具有能够将集流件芯23及中芯29固定在内部的内部形状。具体而言，筒状部分35的内径的尺寸设定为：在其后方侧，接收并固定比较粗的集流件芯23，在比固定集流件芯23的部位靠前方侧，接收并固定比较细的中芯29。另外，筒状部分35的比固定中芯29的固定部靠前方侧的部位的直径稍微扩大，保持件27嵌入中芯29和筒状部分35之间。
锚固部分37具有内径比筒状部分35的外径大的环形状，配置在比筒状部分35的长度方向中央靠后方侧的位置。更具体而言，锚固部分37的内径比筒状部分35的外径大，且在锚固部分37与筒状部分35之间形成有空间，前端保持部19插入该空间内。于是，当前端保持部19插入空间内时，前端保持部19的外周与锚固部分37的内周嵌合，使锚固部分37相对于前端保持部19固定。另外，在前端保持部19内形成有圆筒形状的空间，该圆筒形状的空间的内径比筒状部分35的外径大，在将前端保持部19和筒状部分35同轴地配置时，筒状部分35与前端保持部19不接触。
保持部分39从锚固部分37的外周到筒状部分35的外周具有随着朝向前方而顶端变细地延伸的圆锥筒形状。并且，在固定于前端保持部19的锚固部分37与没有固定于其他构件的筒状部分35之间配置保持部分39，将筒状部分35悬架于锚固部分37，从而能够将筒状部分35以及固定于筒状部分35的书写部13的书写珠25、保持件27、中芯29及集流件芯23以能够沿轴线方向移动的方式悬架于被固定在前方侧笔杆7的外套件31。由此，能够吸收书写时施加于书写珠25的压力。
构成连接件21的筒状部分35、锚固部分37例如由热塑性树脂形成。另外，保持部分39例如由热塑性弹性体形成。具体而言，能够列举出SBS、SEBS、SEPS等苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酯系弹性体等。这些材料中，依据ISO7619的硬度计A硬度(日文：デュロメータA硬度)为20～60的材料，笔压和缓冲性的响应的平衡良好。此外，通过调整保持部分39的强度，能够调整连接件21作用下的缓冲性。另外，对于热塑性弹性体，到即将到达开始弹性变形的拐折点之前为止，针对负荷的变化敏感地伸缩，因此，例如调整保持部分39的厚度、组成等，使负荷对位移量的拐折点为大约1N，从而能够形成对书写时的负荷非常敏感地伸缩的缓冲性良好的连接件21。另外，对于筒状部分35和保持部分39，为了避免在缓冲时两者被剥离，两者之间需要某程度的密合性。为了实现该密合性，优选筒状部分35和保持部分39包括同系的树脂材料，能够选择的材料的组合有：AS(苯乙烯系树脂)和SEBS(苯乙烯系弹性体)的组合、聚丙烯(聚烯烃系树脂)和EPDM(聚烯烃系弹性体)的组合、以及PBT(聚酯系树脂)和聚酯系弹性体的组合。
其中，优选保持部分39的依据ISO7619的硬度计A硬度为20度～60度，最优选为30度～50度。通过使保持部分39的硬度计A硬度在该范围内，即使较低的笔压也能够适当动作，并吸收施加于书写珠25的压力。
另外，适合的是，通过使用所述连接件21，使圆珠笔整体的缓冲力在0.1N～10N的范围，更优选在0.1N～5N的范围。这是因为若缓冲力过低，则无法吸收书写时施加于外套件31的力，外套件31会破损。另一方面，若缓冲力过高，则会变得无法在书写时一边使外套件31与纸面接触一边进行书写。
图7是表示外套件的图，具体而言，图7表示连接件的立体图、侧视图及剖视图。外套件31是形成为大致圆锥形的合成树脂制的圆锥筒体，具有朝向前方而顶端变细的锥形状。对于外套件31，为了不妨碍运笔的感觉及下笔较重(日文：押し書き)时的书写感，优选由具有一定强度的例如聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯这样的合成树脂形成。外套件31能够利用一般的合成树脂形成。具体而言，能够列举出聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、氟系树脂、ABS树脂、AS树脂、PMMA树脂、聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮等。其中，优选由不妨碍运笔的感觉、尤其是摩擦强烈的下笔较重时的书写感、且书写造成的磨损较少、耐久性较高的聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯形成。通过使外套件31具有一定强度，能够提高外套件31的耐久性。另外，优选外套件31的表面为光滑的表面，由此，能够减小书写时与纸面之间的摩擦阻力，能够提高书写感。优选书写时的纸面与外套件31之间的摩擦系数为海顿值(日文：ヘイドン値)0.5以下，更优选为0.25以下。海顿值使用表面特性测量仪(HEIDON－14D新东科学株式会社制)来进行测量。作为测量条件，在负荷100g、书写角度60度、以及书写速度6.25cm/sec的条件下使外套件31在依据旧日本工业标准JIS P3201(以100％化学纸浆为原料制成的上等纸、基重范围40g/m2～157g/m2、白色度75.0％以上)的书写用纸上沿锐角方向直线动作10cm。
另外，外套件31具有形成在后方侧的后方插入孔41、以及从后方插入孔41连通到前端侧且直径比后方插入孔41的直径小的前方插入孔43。连接件21的前方端插入后方插入孔41，固定于连接件21的前方端的保持件27从前方插入孔43突出。在组装时，外套件31在保持件27插入前方插入孔43且连接件21的前方端插入后方插入孔41的状态下，固定于前方侧笔杆7的前方端。由此，书写部13的书写珠25、保持件27及中芯29由连接件21以在外套件31内能够沿轴线方向移动的方式保持。优选外套件31的前端、尤其是前方插入孔43附近的厚度为0.02mm～0.2mm。通过使外套件31的前端的厚度在该范围内，能够维持耐久性，并且确保书写时墨的排出性。
另外，外套件31在其轴线方向中央部分设有环状的台阶45，比台阶45靠后方侧的部位具有比前方侧笔杆7的前端的筒状空间的内径小的外径，使外套件31的后方侧能够嵌入前方侧笔杆7内。
图8及图9是表示圆珠笔的使用状态的图。
如图8的(a)及图8的(b)所示，在书写角度、即圆珠笔1的轴线相对于纸面W的角度例如为80度的情况下，如特别是图8的(b)所示，仅书写珠25与纸面W接触。在该状态下对圆珠笔1施加1g左右的书写重量时，墨收纳部11内的墨经由墨供给部15的集流件17及集流件芯23流到书写部13。然后，到达书写部13的墨经由中芯29到达书写珠25的后方侧。使用者使圆珠笔1在纸面W上移动时，书写珠25沿移动方向在凿紧部33内旋转。于是，书写珠25旋转时，到达书写珠25的后方侧的墨沿书写珠25的表面从保持件27内部流出，向纸面W移动，并附着于纸面W。并且，在书写角度较大且书写重量较小的情况下，由于墨从保持件排出的排出量较少，因此能够利用圆珠笔1描画比较细的线。像这样，在圆珠笔1中，书写珠25作为本发明的“第一书写部”发挥作用。
另外，如图9的(a)及图9的(b)所示，在书写角度例如为50度的情况下，书写珠25和外套件31都与纸面W接触。在该状态下，对圆珠笔1施加200g左右的书写重量时，从侧视角度来看，由书写珠25、外套件31的前方端部及纸面W形成闭合截面的空间，该空间成为墨集流处。由此，能够描画同书写珠25与纸面W的接点P1和外套件31与纸面W的接点P2之间的距离相当的宽度L1的比较粗的线。像这样，在圆珠笔1中，书写珠25及外套件31作为本发明的“第二书写部”发挥作用。
描线的粗细同书写珠25与纸面W的接点和外套件31与纸面W的接点之间的距离相当，因此，线的粗细主要取决于书写珠25的直径和由保持件27保持书写珠25的位置、以及包含外套件31的倾斜面的角度和外套件31的前方侧端部的位置在内的外套件31的前方端的形状，但若使书写珠25与纸面W的接点和外套件31与纸面W的接点之间的距离过大而欲描画极粗的线，则有时会出现墨不足，墨的连续性较差。因而，优选以书写珠25与纸面W的接点和外套件31与纸面W的接点之间的距离成为书写珠25的直径的100％以下、优选为50％以下的方式，决定外套件31的形状。
以下，对本发明的主要作用·效果进行总结。
在本实施方式中，通过采用外套件31，能够根据书写角度及书写重量来调整墨的排出量。更具体而言，通过增大书写角度且减小书写重量，能够使墨的排出量减少，仅利用作为第一书写部的书写珠25描画比较细的线。另一方面，通过减小书写角度且增大书写重量，能够使墨的排出量增大，利用作为第二书写部的书写珠25及外套件31描画比较粗的线。此外，通过采用外套件31，能够解决书写角度较小时的墨不足。另外，一般的圆珠笔的情况下，使以规定书写角度倾倒的圆珠笔1朝向前方侧移动来描画线，在所谓的“下笔较重”时，尤其容易发生因墨不足导致的墨的连续性较差，但是，本实施方式的圆珠笔1的情况下，能够通过使圆珠笔1带有书写角度，来增加墨的排出量，因此能够防止所谓的“下笔较重”时的“书写时的墨的不连续性”。另外，通过采用外套件31，能够防止在书写角度较小的情况下的所谓的“下笔较重”时保持件27的凿紧部33与纸面接触而摩擦阻力增大的情况。
另外，在本实施方式中，采用缓冲性较高的连接件21，从而即使较轻的书写重量，也能够排出足够量的墨。由此，即使在书写重量较轻的使用者使用的情况下，也能够防止发生因墨不足导致的“书写时的墨的不连续性”。该作用·效果在容易发生“书写时的墨的不连续性”的下笔较重时尤其明显。
另外，在本实施方式中，通过适当选择墨的成分，调整墨的表面张力及流动性，能够更准确地控制墨的流出量，进而，能够较好地防止墨弄脏书写部13的外套件31。此外，还能够通过调整墨的成分，来提高圆珠笔的出墨性能(日文：書き出し性)。
以下，对本发明的实施方式的变形例进行详述。
图10是表示外套件的变形例的侧视图。如图10所示，变形例中的外套件61在外周具有沿周向延伸的台阶63。台阶63具有外套件61的外径随着朝向前方而缩径这样的形状。并且，通过在外套件61设置台阶63，能够防止墨沿着外套件61的表面流到比台阶63靠后方侧。
图11中示出了外套件的又一变形例。在图11的(a)所示的例子中，替代所述台阶63，设有环状的突起部65。通过在外套件61的表面设置突起部65，也能够防止墨沿着外套件61的表面流到比突起部65靠后方侧。另外，在图11的(b)所示的例子中，替代所述台阶63，设有环状的槽67。通过在外套件61的表面设置槽67，也能够防止墨流到比槽67靠后方侧。
此外，在图11的(c)所示的例子中，使外套件61的前方侧的表面的表面粗糙度与外套件61的后方侧的表面粗糙度不同。具体而言，外套件61的前方侧的平滑面69形成为比较光滑或者平滑的表面，外套件61的后方侧的粗糙面71形成为比较粗糙的表面。像这样，通过使外套件61的表面粗糙度变化，能够防止墨从平滑面69流向粗糙面71。
以下，对本发明的实施例进行详述。
在实施例中，将表1中的墨A及墨B分别填充于图1所示的圆珠笔(笔身1)，并且，将表1中的墨C及墨D分别填充于图13所示的圆珠笔(笔身2)。然后，在书写试验用纸上徒手书写手写体的字母“U”字，通过肉眼观察分别对粗线部的洇墨、粗线部的纵裂缝、从细线部向粗线部变化时的连续性进行了评价。
[表1]
Figure GDA0001847136040000191
(注)
*1：GohsenxL系列L-3266(日本合成化学工业公司制)
*2：KELZAN(ケルザン)AR(三晶公司制)
*3：炭黑MA-100(三菱化学公司制)
*4：JONCRYL 61J(BASF JAPAN公司制)
*5：磷酸酯RS-610(东邦化学工业公司制)
*6：Bestcide(ベストサイド)600(日本曹达公司制)
并且，所述试验的结果如表2所示。
[表2]
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
墨 A B C D
笔身 1 1 2 2
粗线部的洇墨 ○ △ ○ ○
粗线部的纵裂缝 ○ ○ ○ △
从细线部到粗线部的连续性 ○ ○ ○ △
在表2中，关于粗线部的洇墨的评价，“○”表示没有看到洇墨，“△”表示稍微看到洇墨。另外，关于粗线部的纵裂缝的评价，“○”表示是一样浓度的描线，“△”表示中央部的描线浓度稍微淡些。此外，关于从细线部向粗线部变化时的连续性的评价，“○”表示描线连续地变化，“△”表示能够看到描线的一部分有缺损。
以下，对本发明的又一变形例进行详述。
图12是变形例的圆珠笔的侧视图及剖视图。如图12所示，变形例的圆珠笔设有浸渍墨的棉囊(日文：中綿)101，来替代集流件。中空的中芯103的后侧端插入棉囊101，中芯103的前侧端延伸至书写珠25。中芯103以沿轴线方向能够移动的方式被具有与连接件21同样的构造的连接件107保持。另外，对于其他构成，与参照图1等进行了详述的构成相同。
对于棉囊101，为了确保墨的排出性，优选包括孔隙率85％～90％的材料。并且，中芯103插入棉囊101有5mm以上的深度。通过使中芯103的插入量为5mm以上，能够确保墨的排出性。
图13是图12的变形例的又一变形例的圆珠笔的侧视图及剖视图。在图13所示的例子中，在圆珠笔的外筒107的内部的后侧设有空间，棉囊101’能够在外筒107内沿轴线方向移动。由此，在书写时，中芯103’因连接件105’的动作而沿轴线方向移动时，棉囊101’与中芯103’一起沿轴线方向移动。采用这样的构成，能够防止中芯103’因移动而插入棉囊101’内的插入量变化。
图14及图15是又一变形例的圆珠笔的剖视图。在该变形例中，外套件应用于按压式的圆珠笔。按压式的圆珠笔的情况下，在收纳笔尖时(图14)，外套件201与整个笔尖一起收纳于圆珠笔的外筒202内。并且，通过按压圆珠笔的后侧的按压部的动作，使笔尖露出(图15)。于是，在将外套件应用于按压式的圆珠笔的情况下，若在使笔尖露出的动作时的按压负荷过大，则可能会导致外套件201破损。因而，优选通过调整弹簧203的强度等将使笔尖露出的动作时的按压负荷设在3N～4N的范围。
图16及图17是又一变形例的圆珠笔的剖视图。在该变形例中，将外套件应用于多功能圆珠笔。对于多功能圆珠笔，至少两个笔尖301、302收纳在外筒303内，笔尖301、302从共用的开口以按压式的原理从笔尖露出。在该情况下，外套件304固定于外筒的前侧端。由此，对于具有多个笔尖301、302的多功能圆珠笔，也能够利用一个外套件304描画各种粗细的线。
图18是又一变形例的圆珠笔的剖视图。变形例的圆珠笔的外套件401的外形与上述外套件不同。外套件401与上述外套件不同，不具有圆锥形状，外套件401的前端具有从书写珠403的两侧向两方向扩展开的形状。于是，在书写时，从书写珠403排出的墨会沿外套件401的前端向书写珠403的两侧扩散，因此能够利用圆珠笔描画像由画线器描画那样的线。
图19是又一变形例的圆珠笔的剖视图及主视图。变形例的圆珠笔的外套件501具有三棱锥形状，从笔的前侧正面观察外套件501时，外套件501的投影视角的三角形的所有的边为不同的长度。于是，采用这样的构成，通过在书写时使任一边与纸面抵接并描画线，能够描画与所选择的边相应的粗细的线。即，相对于图18的变形例而言，图19的变形例增加了线的粗细的选择。
图20是又一变形例的圆珠笔的剖视图、主视图及立体图。变形例的圆珠笔的外套件601具有在笔尖使中芯603露出一半这样的形状。由此，在书写时，中芯603能够弯曲，能够利用圆珠笔获得像钢笔那样的书写感。
图21是又一变形例的圆珠笔的剖视图。变形例的圆珠笔构成为能够调整外套件701的相对于外筒703的相对位置。具体而言，外套件701与外筒703螺纹结合，通过使外套件701相对于外筒703旋转，能够从图22的(a)所示的状态变成外套件701进一步向前侧突出的图22的(b)所示的状态。于是，能够通过调整外套件701的相对于连接件707的相对位置，来调整由连接件707实现的缓冲力。使外套件701沿前后可动的方式不限于此，例如，使外套件701以能够滑动的状态嵌合于外筒703，以使外套件701能够相对于外筒703沿前后移动。由此，也可以构成为能够调整外套件701的相对于外筒703的相对位置。
接着，示出本发明优选的技术方案。
1.一种圆珠笔，其在笔尖侧具备具有书写珠的第一书写部，其特征在于，该圆珠笔还具备第二书写部，该第二书写部设于所述笔尖侧，其能够描画比使用所述第一书写部描画的线粗的线，在书写重量为1g且书写角度为90度的情况下，仅所述第一书写部发挥作用，在书写重量为200g且书写角度为40度～90度的情况下，所述第二书写部发挥作用。
2.根据上述1所述的圆珠笔，其中，书写角度为60度且书写重量为200g地描画线时的平均书写流量与书写角度为60度且书写重量为40g地描画线时的平均书写流量之比为1.2以上。
3.根据上述1或2所述的圆珠笔，其中，书写角度为60度且书写重量为200g地描画线时的描线宽度与书写角度为60度且书写重量为40g地描画线时的描线宽度之比为1.3以上。
附图标记说明
1、圆珠笔；25、书写珠；31、外套件。

Claims (3)

1.一种圆珠笔，其在笔尖侧具备具有书写珠的第一书写部，其特征在于，
该圆珠笔还具备第二书写部，该第二书写部设于所述笔尖侧，其能够描画比使用所述第一书写部描画的线粗的线，
在书写重量为1g且书写角度为90度的情况下，仅所述第一书写部发挥作用，
在书写重量为200g且书写角度为40度～90度的情况下，所述第二书写部发挥作用，
所述第二书写部具有所述书写珠和外套件，以所述书写珠与纸面的接点和所述外套件与纸面的接点之间的距离成为所述书写珠的直径的100％以下的方式，决定所述外套件的形状，
使用墨的表面张力为48mN/m以下的墨，
所述圆珠笔还包括：筒状部分；配置在所述筒状部分的外侧的锚固部分；以及将所述筒状部分保持于所述锚固部分的保持部分，其中，使所述筒状部分以能够沿轴线方向移动的方式悬架于所述外套件，从而能够吸收书写时施加于所述书写珠的压力。
2.根据权利要求1所述的圆珠笔，其中，
书写角度为60度且书写重量为200g地描画线时的平均书写流量与书写角度为60度且书写重量为40g地描画线时的平均书写流量之比为1.2以上。
3.根据权利要求1或2所述的圆珠笔，其中，
书写角度为60度且书写重量为200g地描画线时的描线宽度与书写角度为60度且书写重量为40g地描画线时的描线宽度之比为1.3以上。
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