DE4404881B4

DE4404881B4 - Schreibgerät

Info

Publication number: DE4404881B4
Application number: DE4404881A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Kadoma Ozu; Masahiro Yasunaga; Shigeyasu Kashiwara Inoue
Original assignee: Sakura Color Products Corp
Current assignee: Sakura Color Products Corp
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: FR2701428B1; GB9401961D0; US5348411A; KR960016036B1; FR2701428A1; TW258695B; GB2275229B; GB2275229A; DE4404881A1

Abstract

Schreibgerät, aufweisend:
eine Ventileinrichtung (22, 27, 28, 30, 31), die an einer bestimmten Position längs eines Flüssigkeitskanals (24, 26) vorgesehen ist, entlang dem Flüssigkeit strömt, die appliziert werden soll, wobei die Ventileinrichtung umfaßt:
ein Ventilelement (22) in der Form einer Kugel;
einen Kammerbereich (31), in dem das Kugelventilelement (22) angeordnet ist, wobei der Kammerbereich (31) einen nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweist, der das Kugelventilelement (22) beinahe ohne radiale Bewegungsmöglichkeit des Kugelventilelements (22) umschließt; einen Abdichtungsbereich (27), der an einem hinteren Ende des Kammerbereichs (31) definiert ist, wobei der Abdichtungsbereich derart gestaltet ist, daß er längs eines Umfangs des Kugelventilelements (22) mit dem Kugelventilelement (22) vollständig in Kontakt kommt, um die Flüssigkeitsströmung zu unterbrechen; und
einen Begrenzungsbereich (28, 30), der an einem vorderen Ende des Kammerbereichs (31) definiert ist, wobei der Begrenzungsbereich (28, 30) derart eingerichtet ist, daß er mit einem Teil eines Umfangsbereichs des Kugelventilelements (22) in Kontakt...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schreibgerät mit einem Kugelventil im Schreibgerätgehäuse, um einen Rückfluß von Flüssigkeit, die appliziert werden soll, zu verhindern, nach Anspruch 1.
Manche der konventionellen Schreibgeräte sind mit einem Mechanismus versehen, der dazu dient, Tinte (Flüssigkeit, die appliziert werden soll), welche darin enthalten ist, daran zu hindern, zu einem unteren Ende des Schreibgerätes zurückzufließen, wenn dessen Schreibspitze nach oben gedreht wird.

Beispielsweise offenbart die Veröffentlichung des japanischen Gebrauchsmusters JP 4-52067 Y2 einen Kugelschreiber, der im Innern Vorsprünge aufweist, die sich axial und voneinander radial beabstandet erstrecken, und einen Kugelsitz, der mehr zum unteren Ende hin ausgebildet ist als die Vorsprünge. Auf diese Art und Weise wird eine Ventilkammer zwischen dem Sitz und den Vorsprüngen ausgebildet, und ein Kugelventilelement ist lose in der Ventilkammer bewegbar untergebracht. Bei dieser Art von Schreibgeräten kommt, wenn die Schreibspitze während des Schreibens nach unten gedreht wird, das Kugelventilelement in Kontakt mit den Vorsprüngen, wodurch es daran gehindert wird, sich zu einem vorderen Ende hin zu bewegen, und die Tinte fließt zur Schreibspitze durch Kanäle, die zwischen den Vorsprüngen ausgebildet sind. Wenn die Schreibspitze in dem Fall, wenn das Schreibgerät nicht zum Schreiben verwendet wird, nach oben gedreht wird, ruht das Kugelventilelement auf dem Sitz, um den Tintenfluß zu stoppen, wodurch ein Rückfluß der Tinte zum unteren Ende hin verhindert wird.

Die vorstehend beschriebenen Schreibgeräte weisen die folgenden Probleme auf, die gelöst weiden sollen.

In einem Zustand, in dem die Schreibspitze nach unten gedreht ist, das heißt, in dem sich das Kugelventilelement mit den Vorsprüngen im Eingriff befindet, ist es notwendig, zu bewirken, daß eine ausreichende Menge von Tinte durch die Kanäle zwischen dem Kugelventilelement und dem Gehäuse zur Schreibspitze hin strömt. Demgemäß muß der Innendurchmesser der Ventilkammer ausreichend größer sein als der Außendurchmesser des Kugelventilelements. Dies ermöglicht es dem Kugelventilelement, sich in der Ventilkammer nicht nur axial frei zu bewegen, sondern ebenso radial. Wegen dieser unnötigen Bewegung dauert es lange, bis das Kugelventil element auf dem Sitz ruht, wenn die Schreibspitze aus einem Zustand, in der sie nach unten gerichtet ist, plötzlich nach oben gedreht wird, und daher ist es schwierig, den Rückfluß von Tinte sofort zu verhindern. Darüber hinaus kann in einem Zustand, in dem die Schreibspitze nicht vertikal sondern schräg nach oben gedreht ist, das Kugelventilelement nicht exakt auf dem Sitz ruhen, was dazu führt, daß der Rückfluß der Tinte unbefriedigend verhindert wird.

Da die Bewegung des Kugelventilelements durch die axial sich erstreckenden Vorsprünge gestoppt wird, ist die Gesamtkontaktfläche des Kugelventilelements mit den Vorsprüngen klein. Daher besteht ein Bedarf nach einem Aufbau, der in der Lage ist, die Bewegung des Kugelventilelements aus der Ventilkammer heraus zuverlässiger zu verhindern. Wenn der Kontaktbereich des Kugelventilelements mit den Vorsprüngen vergrößert wird, das heißt, die Vorsprünge bei dem vorgenannten Aufbau größer gemacht werden, werden die Tintenkanäle, die zwischen den Vorsprüngen ausgebildet sind, enger, was es schwierig macht, eine ausreichende Menge von Tinte zur Schreibspitze zu fördern.

Aus DE 31 22 980 A1 ist ein Schreibgerät mit einer Ventileinrichtung bekannt, bei dem eine Ventilkugel, ein im Querschnitt kreisförmiger Kammerbereich, ein Abdichtungsbereich am unteren Ende des Kammerbereichs und ein Begrenzungsbereich am vorderen Ende des Kammerbereichs vorhanden sind. Durch den kreisförmigen Kammerbereich mit Übermaß gegenüber der Ventilkugel wird deren radiale Bewegungsmöglichkeit nur grob begrenzt.

Aus GB 1 475 076 ist ein Schreibgerät mit einer Ventileinrichtung bekannt, bei der eine Ventilkugel lose aufgenommen ist. Ferner sind ein im Querschnitt kreisförmiger Kammerbereich, ein Abdichtungsbereich am unteren Ende des Kammerbereichs und ein Begrenzungsbereich am vorderen Ende des Kammerbereichs ausgebildet. Der Begrenzungsbreich weist eine quadratische Öffnung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes Schreibgerät zu schaffen, das eine ausreichende Menge Tinte, die aufgebracht werden soll, fördern soll, wenn dessen Vorderende nach unten gedreht wird, das einen Rückfluss von Tinte schnell und zuverlässig verhindert, wenn das Vorderende nach oben gedreht wird, und dessen Kugelventilelement dabei daran gehindert ist, sich aus der Ventilkammer herauszubewegen.

Diese Aufgabe wird durch ein Schreibgerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung betrifft ein Schreibgerät mit einer Ventileinrichtung, die an einer bestimmten Position längs eines Flüssigkeitskanals vorgesehen ist, entlang dessen Flüssigkeit strömt, die aufgebracht werden soll. Die Ventileinrichtung umfaßt ein Ventilelement in der Form einer Kugel, einen Kammerbereich, in dem das Kugelventilelement angeordnet ist einen Dichtbereich und einen Begrenzungsbereich, die an einem Ende bzw. einem vorderen Ende der Kammer vorgesehen sind. Der Dichtbereich kommt mit dem Kugelventilelement längs des Umfangs des Kugelventilelements vollständig in Kontakt, um die Flüssigkeitsströmung zu unterbrechen: Der Begrenzungsbereich kommt mit einem Teil eines Umfangbereichs des Kugelventilelements in Kontakt, um die Bewegung des Kugelelements zum Vorderende des Schreibgeräts zu beschränken.

Bei diesem Schreibgerät fällt das Kugelventilelement im Kammerbereich gegen das Vorderende des Kammerbereichs und kommt auf dem Begrenzungsbereich zu liegen, wenn die Spitze des Schreibgerätes nach unten gedreht wird. Somit wird das Kugelventilelement daran gehindert, aus dem Kammerbereich herauszugelangen. In diesem Zustand wird die zu applizierende Flüssigkeit in ausreichender Weise und zuverlässig zur Spitze des Schreibgeräts durch Spalte gefördert, die auf Grund des Formunterschieds zwischen dem Kugelventilelement und dem Kammerbereich gebildet sind und weiter durch Spalte zwischen dem Begrenzungsbereich und dem Kugelventilelement. Insbesondere dann, wenn der Querschnitt des Kammerbereichs im wesentlichen die Form eines regelmäßigen bzw. geraden Polygons aufweist, dienen die Spalte nahe den Scheitelbereichen oder Eckbereichen als Flüssigkeitskanäle.

Im Gegensatz hierzu fällt das Kugelventilelement im Kammerbereich zum unteren Ende des Kammerbereichs hin und kommt auf dem Dichtbereich zu liegen, wenn die Spitze des Schreibgeräts nach oben gedreht wird. Da der Kammerbereich einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist, der das Kugelventilelement beinahe ohne radiale Bewegungsmöglichkeit umgrenzt, wird die Bewegung des Kugelventilelements in radialer Richtung des Schreibgeräts beschränkt. Demgemäß gelangt das Kugelventilelement in axialer Richtung schnell zum Dichtbereich und wird selbst dann zuverlässig zum Dichtbereich geführt, wenn das Schreibgerät mehr oder weniger geneigt ist. In diesem Zustand befinden sich der Dichtbereich und das Kugelventilelement abdichtend in Kontakt zueinander und die Flüssigkeitsströmung ist in diesem Bereich unterbrochen, wodurch verhindert wird, daß die Flüssigkeit von der Vorderseite zur unteren Seite hin zurückströmt.

Vorzugsweise weist der Querschnitt des Kammerbereichs im wesentlichen die Form eines regelmäßigen Polygons auf, das das Kugelventilelement umgrenzt. Insbesondere der Querschnitt des Kammerbereichs kann als regelmäßiges Polygon oder als eines ausgebildet sein, dessen Scheitelbereiche oder Eckbereiche gerundet sind. In diesem Fall kann der Begrenzungsbereich vorteilhafterweise eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweisen, die von den jeweiligen Wänden des Kammerbereichs einwärts vorspringen und innere Endseitenflächen aufweisen, die im wesentlichen parallel mit den korrespondierenden Wänden des Kammerbereichs sind.

Bei diesem Schreibgerät weist der Querschnitt des Raumes, der durch die Vorsprünge eingeschlossen ist, im wesentlichen die Form eines regelmäßigen Polygons auf. Daher kann die Flüssigkeit, die appliziert werden soll, zuverlässig durch die Spalte strömen, die zwischen dem Kugelventilelement und der Begrenzung ausgebildet sind, die durch die Vorsprünge infolge ihrer Durchmesserdifferenz definiert sind.

Darüber hinaus kann die weitere axiale Bewegung des Kugelventilelements zum Vorderende des Flüssigkeitsapplikators hin durch die jeweiligen Vorsprünge zuverlässig verhindert werden. Eine Vielzahl von Vorsprüngen, die sich radial einwärts vom Schreibgerät erstrecken, sind besonders vorteilhaft hinsichtlich ihrer Steifigkeit. Sie sind ebenso dahingehend vorteilhaft, daß selbst, wenn ein Vorsprung beschädigt ist, das Kugelventilelement durch die anderen Vorsprünge daran gehindert wird, sich aus dem Kammerbereich hinauszubewegen.

Der Dichtbereich weist vorzugsweise eine konvexe Umfangsoberfläche auf, die vom Schreibgerät nach innen vorspringt. Bei einer derartigen konvexen Umfangsoberfläche kann der Dichtbereich mit dem Kugelventilelement längs dessen Umfang vollständig in Kontakt sein. Daher ist die Strömung der Flüssigkeit, die appliziert werden soll, zuverlässiger unterbrochen.

Die Herstellung des vorstehend beschriebenen Schreibgeräts weist vorzugsweise das Zusetzen einer anorganischen Substanz zu Kunstharz, und des einstückigen Formens eines zylindrischen Körpers mit einem Flüssigkeitskanal auf, wobei für den Kammerbereich und den Dichtbereich das derart vorbereitete Kunstharz verwendet wird. Somit kann ein Flüssigkeitsapplikator erhalten werden, dessen zylindrischer Körper einstückig geformt ist unter Verwendung des Kunstharzes, das die anorganische Substanz enthält.

Gemäß dieser Herstellung wird die Schrumpfung des Kunstharzes während des Formens auf Grund des Zusatzes der anorganischen Substanz unterdrückt, und der Dichtbereich kann eine hohe Kreisförmigkeit aufweisen. Daher befinden sich der Dichtbereich und das Kugelventilelement längs des Umfangs ausreichend in Kontakt miteinander, wodurch die Flüssigkeitsströmung zuverlässig (das heißt, zur Verhinderung eines Flüssigkeitsrückflusses) unterbrochen wird.

Wenn Polypropylen als Kunstharz und Talk als anorganische Substanz verwendet wird, ist es vorteilhaft, 1 bis 10 Gewichtsprozent Talk dem Polypropylen hinzuzufügen. Durch Hinzufügen von 1 oder mehr Gewichtsprozent Talk zum Polypropylen kann die Schrumpfung des Polypropylens während des Formens ausreichend unterdrückt werden. Eine obere Grenze einer Talkmenge, die hinzugefügt werden soll, liegt bei 10 Gewichtsprozent, um eine ausreichende Elastizität des zylindrischen Körpers als Endprodukt sicherzustellen. Der so geformte zylindrische Körper verformt sich elastisch, um es einfacher zu machen, das Kugelventilelement unter Druck in dessen Kammer einzusetzen. Das Schreibgerät, das so hergestellt wird, weist einen befriedigenden Dichtungseffekt am Dichtbereich auf und ist frei von plastischer Verformung des zylindrischen Körpers infolge des Einpressens des Kugelventilelements.

Die vorgenannten und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung und durch die Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine Darstellung eines Vertikalschnitts, der ein vorderes Endteil eines Schreibgeräts als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 eine Schnittdarstellung längs dem Schnittlinienverlauf II-II in 1;
3 eine Schnittdarstellung längs dem Schnittlinienverlauf III-III in 1;
4 eine horizontale Schnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem ein in 2 dargestelltes Kugelventilelement entfernt ist;
5 eine horizontale Schnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem ein in 3 dargestelltes Kugelventilelement entfernt ist;
6A eine vergrößerte Schnittdarstellung des vorderen Endbereichs, wobei der Dichtbereich eine konvexe Oberfläche aufweist;
6B eine vergrößerte Schnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der Dichtbereich eine konkave Oberfläche aufweist;
7 die Darstellung eines Vertikalschnitts, der ein Schreibgerät zeigt, wenn eine Schreibspitze nach unten gedreht ist;
8 die Darstellung eines Vertikalschnitts, der das Schreibgerät zeigt, wenn die Schreibspitze nach oben gedreht ist.
7 und 8 zeigen einen wesentlichen Bereich eines Schreibgeräts als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es wird darauf hingewiesen, daß obwohl ein Kugelschreiber in diesem Ausführungsbeispiel beschrieben wird, die Erfindung auf eine Vielzahl von Schreibgeräten anwendbar ist, welche die Verhinderung eines Rückflusses von Flüssigkeit, die appliziert werden soll, erfordern.
Der dargestellte Kugelschreiber weist ein äußeres Gehäuse 10 und ein inneres Gehäuse 12 auf. Tinte (Flüssigkeit, die appliziert werden soll) ist im Innengehäuse 12 aufgenommen. Die unteren Enden dieser Gehäuse 10, 12 sind durch nicht-dargestellte untere Verschlußkappen abgedichtet, und ein hohler vorderer Endbereich (Zylinderkörper) 14 ist auf deren Vorderenden befestigt. Das Teil 14 ist aus einem elastischen, deformierbaren Material, beispielsweise Kunstharz, hergestellt.
Die äußere Umfangsoberfläche des vorderen Endteils 14 ist durch einen hohlen, kleinen Zylinderbereich 16, einen hohlen, großen Zylinderbereich 17 und einen hohlen, konischen Bereich 18 in dieser Reihenfolge, ausgehend von einer Seite am unteren Ende, gebildet. Die äußere Umfangsoberfläche des Bereichs 18 ist kegelförmig. Der kleine Zylinderbereich 16 und der große Zylinderbereich 17 werden in die vorderen Endbereiche der Gehäuse 12, 10 eingesetzt, bis ein abgestufter Bereich 20 zwischen dem großen Zylinderbereich 17 und dem konischen Bereich 18 in Kontakt mit einer vorderen Endfläche des Gehäuses 10 kommt.
Wie ebenfalls in 1 dargestellt, sind ein großer Bohrungsbereich 24 und ein kleiner Bohrungsbereich 26 in dieser Reihenfolge von einer vorderen Endseite ausgehend ausgebildet. Diese Bohrungen erstrecken sich kontinuierlich in axialer Richtung. Ein Kugelventilelement 22, das aus einer Stahlkugel hergestellt ist, ist im vorderen Endteil 14 aufgenommen. Der Durchmesser D des großen Bohrungsbereichs 24 ist größer als der Durchmesser des Kugelventilelements 22 und ein Durchmesser d des kleinen Bohrungsbereichs 26 ist kleiner als der Durchmesser des Kugelventilelements 22. Auf einem Teil des großen Bohrungsbereichs 24 sind in Nachbarschaft des kleinen Bohrungsbereichs 26 vier vorspringende Bereiche 28 ausgebildet, die am Umfang getrennt voneinander angeordnet sind. Die Oberfläche von jedem vorspringenden Bereich 28 (das heißt, die Innenfläche des vorderen Endbereichs 14) ist abgeflacht und ein Innenraum des Teils 14, der durch die vorspringenden Bereiche 28 umschlossen ist, bildet eine Ventilkammer 31, die einen im wesentlichen ungefähr quadratischen Querschnitt, wie in 3 dargestellt, aufweist. Der Querschnitt der Kammer 31 weist einen derartigen ungefähr quadratischen Querschnitt auf, daß er eine Eingrenzung des Kugelventilelements 22 bildet und ist so gewählt, daß vier Seiten a etwas länger sind als der Durchmesser des Kugelventilelements 22 und insbesondere vier Eckbereiche rund sind.
Auf einem vorderen Endbereich von jedem vorspringenden Bereich 28 (ein oberer Seitenbereich in 1) ist ein Vorsprung 30 (verengter Bereich) ausgebildet, der weiter vom Vorsprung 28 einwärts vorragt. Jeder Vorsprung 30 weist eine innere Endseitenfläche auf, die parallel mit der Innenfläche des korrespondierenden vorspringenden Bereichs 28 (das heißt, parallel mit der korrespondierenden Seitenfläche der ungefähr quadratischen Form sowie dem horizontalen Querschnitt der Ventilkammer 31 ist. Eine Seite b der ungefähr quadratischen Form, die durch die Vorsprünge 30 definiert ist, das heißt, einer Form, die in der Mitte von 2 dargestellt ist, ist kleiner gewählt als der Durchmesser des Kugelventilelements 22. Demgemäß verhindern die Vorsprünge 30, daß das Kugelventilelement 22 sich weiter zum Vorderende hin bewegt.
Ein abgestufter Bereich ist an einer Begrenzung zwischen der Ventilkammer 31, die von den vorspringenden Bereichen 28 umschlossen ist, und dem Tintenkanal ausgebildet, der durch den kleinen Bohrungsbereich 26 gebildet ist. Dieser abgestufte Bereich dient als ein Abdichtungsbereich 27, der eine konvex-sphärische Oberfläche aufweist, die vom vorderen Endteil 14 einwärts über den gesamten Umfang, wie in 6A dargestellt, vorspringt (das heißt, ein Krümmungsradiusmittelpunkt 01 ist außerhalb des Bereichs 14 angeordnet). Das Kugelventilelement 22 ist axial beweglich in der Ventilkammer 31 untergebracht, die zwischen dem Abdichtungsbereich 27 und den Vorsprüngen 30 ausgebildet ist, und befindet sich gänzlich mit dem Abdichtungsbereich 27 über einen Umfang in Kontakt (im Vertikalschnitt befindet sich das Kugelventilelement 22 mit dem Abdichtungsbereich 27 in Punktkontakt). Somit wird die Tintenströmung am Abdichtungsbereich 27 zuverlässig unterbrochen.
In den 7 und 8 ist eine Schreibspitze 32 dargestellt, deren unterer Schaft 34 im Vorderende des großen Bohrungsbereichs 24 eingesetzt ist.
Als nächstes soll die Funktion des Schreibgeräts beschrieben werden.
Wenn eine Schreibspitze des Schreibgeräts, wie in 7 dargestellt, nach unten gedreht wird, fällt das Kugelventilelement 22 in der Ventilkammer 31 gegen das Vorderende des Schreibgeräts und bleibt auf den Vorsprüngen 30 liegen. In diesem Zustand sind an vier Ecken Spalte 29 ausgebildet, da der horizontale Querschnitt der Ventilkammer 31 im wesentlichen die Form eines regelmäßigen Vielecks aufweist, und das Kugelventilelement 22 kreisförmig ist (siehe 3). Die Spalte 29 sind ebenfalls wegen des Formunter schieds zwischen einem ungefähr quadratischen Raum, der durch die Vorsprünge 30 definiert ist, und einem kreisförmigen horizontalen Querschnitt des Kugelventilelements 22 (siehe 2) ausgebildet. Die Tinte wird zuverlässig von der Unterseite zur Schreibspitze 32 durch die Spalte 29 gefördert.
Auf der anderen Seite fällt, wenn die Schreibspitze des Schreibgeräts nach oben gedreht ist, das Kugelventilelement 22 in der Ventilkammer 31 gegen das untere Ende des Schreibgerätes und bleibt auf dem Abdichtungsbereich 27 liegen. Der horizontale Querschnitt der Ventilkammer 31 weist im wesentlichen die Form des regelmäßigen Vielecks auf, das das Kugelventilelement 22 umschreibt oder zumindest umfaßt. Demgemäß erreicht das Kugelventilelement 22 den Abdichtungsbereich 27 schnell in axialer Richtung, beinah ohne jede radiale Bewegung (das heißt, ohne irgendeine unnötige Bewegung zu machen), und das Kugelventilelement 22 bleibt selbst dann zuverlässig auf dem Abdichtungsbereich 27 liegen, wenn das Schreibgerät mehr oder weniger geneigt wird. Darüber hinaus ist in diesem Zustand das Kugelventilelement 22 an dem bestimmten Umfang vollständig in Kontakt mit dem Abdichtungsbereich 27: Somit wird die Tintenströmung zuverlässig unterbrochen, wodurch der Rückfluß von Tinte vom Vorderende zum unteren Ende verhindert wird.
Wie vorstehend beschrieben, weist in diesem Schreibgerät der horizontale Querschnitt der Ventilkammer 31, die das Kugelventilelement 22 aufnimmt, eine ungefähr quadratische Form auf, die im wesentlichen das Kugelventilelement 22 umgrenzt. Die Bewegung des Kugelventilelements 22 in radialer Richtung des Schreibgerätes wird durch vier Seitenflächen der ungefähr quadratischen Form eingeschränkt. Somit wird das Kugelventilelement 22 zuverlässig und schnell axial geführt, ohne irgendeine unnötige Bewegung zu machen, und eine ausreichende Tintenmenge kann zuverlässig und einfach durch die Spalte 29 an vier Ecken strömen.
Darüberhinaus ist in diesem Ausführungsbeispiel der Abdichtungsbereich 27, der am unteren Ende der Ventilkammmer 31 ausgebildet ist, so geformt, daß er eine konvex-sphärische Oberfläche aufweist, die einwärts vom vorderen Endteil 14 über den gesamten Umfang, wie in 6A dargestellt, hervorragt, das heißt, der Krümmungsradiusmittelpunkt 01 der sphärischen Oberfläche ist außerhalb des Bereichs 14 angeordnet. Die sphärischen Oberflächen des Kugelventilelements 22 und des Abdichtungsbereichs 27 sind am Umfang vollständig miteinander in Kontakt. Im Vergleich mit beispielsweise einem Fall gemäß 6b, in dem ein Abdichtungsbereich 36 eine konkav-sphärische Oberfläche aufweist (das heißt, ein Krümmungsradiusmittelpunkt 02 ist innerhalb des vorderen Endteils 14 angeordnet (siehe Veröffentlichung des geprüften japanischen Gebrauchsmusters JP 4-52067 Y2 ), ist der Abdichtungsbereich 27 zuverlässiger in Kontakt mit dem Kugelventilelement 22 (hohe Abdichtbarkeit) und ist hierdurch in der Lage, den Rückfluß von Tinte zuverlässiger zu verhindern.
Darüber hinaus sind in diesem Ausführungsbeispiel die Vorspünge 30 so ausgebildet, daß sie von allen inneren Endflächen der korrespondierenden vorspringenden Bereiche 28 hervorspringen, und deren innere Endseitenflächen im wesentlichen parallel zu den inneren Endseitenflächen der vorspringenden Bereiche 28 vorgesehen sind, so daß der Raum, der durch diese Vorsprünge 30 eingeschlossen ist, ebenso eine ungefähr quadratische Form aufweist. Demgemäß ist es möglich, daß jeder Spalt 29 einen ausreichenden Raum zwischen dieser ungefähr quadratischen Form und dem Umriß (Kreis) des Kugelventilelements 22 aufweist, wodurch eine ausreichende Tintenströmung ermöglicht wird und das Kugelventil element 22 durch die Vorsprünge 30 zuverlässig daran gehindert wird, sich aus der Ventilkammer 31 herauszubewegen.
Ein Mechanismus zur Einschränkung der Bewegung des Kugelventilelements 22 muß nicht aus den Vorsprüngen 30, wie vorstehend beschrieben, bestehen. Ein beliebiger einfacher Vorsprung genügt, vorausgesetzt, daß er die Bewegung des Kugelventilelements 22 zum Vorderende des Schreibgerätes hin beschränken kann. Jedoch sind eine Vielzahl von Vorsprüngen 30, die sich radial einwärts vom Schreibgerät erstrecken, wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, hinsichtlich der Steifigkeit vorteilhaft. Sie sind ebenso vorteilhaft in der Hinsicht, daß selbst, wenn ein Vorsprung 30 beschädigt ist, das Kugelventilelement 22 durch die anderen Vorsprünge 30 daran gehindert wird, sich aus der Ventilkammer 31 herauszubewegen.
Bei dieser Erfindung ist es ausreichend, daß der horizontale Querschnitt der Ventilkammer 31 eine beliebige nicht-kreisförmige Form einnimmt, die das Kugelventilelement 22 beinahe ohne radiale Bewegungsmöglichkeit umschließt. Der Querschnitt kann auch eine dreieckförmige Form, eine polygonale Form mit fünf oder mehr Seitenflächen (besonders zu bevorzugen ist eine regelmäßige polygonale Form), oder eine elliptische Form einnehmen.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend erwähnten Schreibgerätes beschrieben, das nicht zum Schutzumfang zählt.

(1) Das vordere Endteil 14 wird einstückig in die vorstehend spezifizierte Form geformt unter Verwendung eines elastisch deformierbaren Kunstharzes, beispielsweise Polypropylen.
(2) Ein Schmiermittel wird auf der Oberfläche des Kugelventilelements 22 abgelagert. Das hier verwendete Schmiermittel ist bei normaler Temperatur in fester Phase und in Wasser unlöslich, beispielsweise Amidoleat und Amidstearat, die später beschrieben werden sollen. Ein Verfahren zur Ablagerung des Schmiermittels kann darin bestehen, daß das Schmiermittel in einem beliebigen von Wasser verschiedenen Lösungsmittel (beispielsweise ein Alkohol-Lösungsmittel) gelöst wird, und die so erhaltene Lösung auf die Oberfläche des Kugelventilelements 22 aufgebracht und getrocknet wird.
(3) Das Kugelventilelement 22 wird in das vordere Endteil 14 durch den großen Bohrungsbereich 24 eingesetzt und wird darüber hinaus unter Druck in die Ventilkammer 31 eingesetzt, die mehr zum unteren Ende hin angeordnet ist als die Vorsprünge 30, wobei die Vorsprünge 30 radial auswärts elastisch deformiert werden. Als Ergebnis ist das Kugelventilelement 22 in der Ventilkammer 31 eingesperrt.
(4) Sämtliche Teile einschließlich des vorderen Endteils 14 werden zu einem kompletten Schreibgerät zusammengebaut.

Wie vorstehend beschrieben, kann mittels dieses Verfahrens der Aufbau des Schreibgeräts im Vergleich zu dem, bei welchem eine Vielzahl von Teilen in einer Ventilkammer zusammengebaut werden, vereinfacht werden, da das vordere Endteil 14 einschließlich der Ventilkammer 31 unter Verwendung von Kunstharz einstückig geformt wird. Darüber hinaus wird das Schmiermittel auf der Oberfläche des Kugelventilelements 22 abgelagert, bevor das Kugelventilelement 22 in das integral geformte vordere Endteil 14 eingesetzt wird. Hierdurch wird der Widerstand reduziert, der zur Wirkung kommt, wenn das Kugelventilelement 22 unter Druck eingesetzt wird, wodurch die Durchführbarkeit der Herstellung des Schreibgeräts verbessert wird. Die Reduzierung des Widerstands führt dazu, daß eine plastische Deformation der Vorsprünge 30 verhindert wird, wenn das Kugelventilelement 22 unter Druck eingesetzt wird, was darüber hinaus die Fehlfunktion des Kugelventilelements sowie einer Ventilkammer 31 als Resultat einer Deformation verhindert.
Darüberhinaus beeinflußt das Schmiermittel, da es im Betrieb bei normaler Temperatur in festem Zustand und unlöslich in Wasser ist, die Flüssigkeit, die appliziert werden soll, wenn das Schreibgerät verwendet wird, nicht nachteilig. Mit anderen Worten kann eine Vielfalt von konventionell verwendeten Flüssigkeiten, die appliziert werden sollen, (beispielsweise Wasserfarb-Tusche) ohne jedes Problem verwendet werden.
Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt Ergebnisse von Tests, die durchgeführt wurden, um zu sehen, wie geeignet Schmiermittel als fetthaltige Säureester, fetthaltige Säureamid- und Mineralöle zur Verwendung als Schmiermittel sind. In dieser Tabelle zeigt eine Spalte "Fressen des Kugelventils" die Anzahl von Fällen, in denen das Kugelventilelement 22 sich in die Vorsprünge 30 einfrißt, wenn das zusammengebaute Schreibgerät in einer Trennzentrifuge getestet wird.
Tabelle 1
Der Probenname "Rasjet", der bei der Probennummer 1 erwähnt wird, ist das Warenzeichen für die Verbindung, die von der Nippon Kouzai Kabushiki Kaisha, einer japanischen Gesellschaft, hergestellt wird.
Aus dieser Tabelle wird verständlich, daß insbesondere Amidoleate und Amidstearate als Schmiermittel; geeignet sind, da diese sich als exzellent hinsichtlich der Tintenabweisung und der Verhinderung von Klebrigkeit erweisen und geeignet sind, das Kugelventilelement 22 daran zu hindern, sich in die Vorsprünge 30 einzufressen.
Darüberhinaus erweist es sich als vorteilhaft, eine anorganische Substanz, beispielsweise Talk, zum Kunstharz, beispielsweise Polypropylen, hinzuzufügen, und das vordere Endteil 14 unter Verwendung des derart präparierten Kunstharzes einstückig zu formen. Durch die Hinzufügung der anorganischen Substanz kann die Schrumpfung des Kunstharzes während des Formens wirksam unterdrückt werden, wodurch es möglich wird, daß der Abdichtungsbereich 27 eine hohe Kreisförmigkeit aufweist. Daher kommen der Abdichtungsbereich 27 und das Kugelventilelement 22 längs eines Umfangs vollständig in Kontakt und der Rückfluß von Tinte kann selbst in einem Zustand, in dem die Spitze des Schreibgerätes nach oben gedreht bzw. gestellt bzw. gezogen ist, zuverlässig verhindert werden.
Tabelle 2 zeigt Testergebnisse bei einer bevorzugten Talkmenge, die hinzuzufügen ist, wenn Polypropylen als das vorstehend erwähnte Kunstharz und Talk als die vorstehend erwähnte anorganische Substanz verwendet wird. In dieser Tabelle sind die Eigenschaften der "Kreisförmigkeit des Abdichtungsbereichs" und der "Form der Vorsprünge" durch Beobachtung des Abdichtungsbereichs 27 und der Vorsprünge 30 in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines Mikroskopes bestimmt. Die Form der Vorsprünge 30 wird überprüft, nachdem das vordere Endteil 14 geformt ist und das Kugelventilelement 22 unter Druck in die Ventilkammer 31 über die Vorsprünge 30 eingesetzt ist.
Tabelle 2
Wie aus dieser Tabelle deutlich wird, ist es möglich, daß der Abdichtungsbereich 27 eine ausreichende Kreisförmigkeit durch Hinzufügung. von 1 oder mehr Gewichtsprozent Talk zum Polypropylen aufweist. Der Grund dafür kann darin gesehen werden, daß Talk dazu dient, die Schrumpfnung des Polypropylens während des Formens wirksam zu unterdrücken. Jedoch deformieren sich die Vorsprünge 30, wenn 12 oder mehr Gewichtsprozent Talk hinzugefügt werden. Der Grund dafür kann darin gesehen werden, daß eine übermäßige Hinzufügung von Talk der Elastizität des vorderen Endteils 14 schadet. Wenn das Kugelventilelement 22 unter Zwang in die Ventilkammer 31 eingesetzt wird, während die Vorsprünge 30 radial nach außen expandieren, verursacht dies die plastische Deformation in den Vorsprüngen 30. Demgemäß ist es sehr zu bevorzugen, 1 bis 10 Gewichtsprozent Talk dem Polypropylen hinzuzufügen.
Wenn eine andere anorganische Substanz einem anderen Kunstharz zugefügt wird, ist es in jedem Fall angebracht, nach einer zu bevorzugenden Menge einer anorganischen Substanz, die hinzugefügt werden soll, zu suchen, und das vordere Endteil 14 einstückig aus dem Kunstharz zu formen, das eine derartige Menge der anorganischen Substanz umfaßt.

Claims

Schreibgerät, aufweisend: eine Ventileinrichtung (22, 27, 28, 30, 31), die an einer bestimmten Position längs eines Flüssigkeitskanals (24, 26) vorgesehen ist, entlang dem Flüssigkeit strömt, die appliziert werden soll, wobei die Ventileinrichtung umfaßt: ein Ventilelement (22) in der Form einer Kugel; einen Kammerbereich (31), in dem das Kugelventilelement (22) angeordnet ist, wobei der Kammerbereich (31) einen nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweist, der das Kugelventilelement (22) beinahe ohne radiale Bewegungsmöglichkeit des Kugelventilelements (22) umschließt; einen Abdichtungsbereich (27), der an einem hinteren Ende des Kammerbereichs (31) definiert ist, wobei der Abdichtungsbereich derart gestaltet ist, daß er längs eines Umfangs des Kugelventilelements (22) mit dem Kugelventilelement (22) vollständig in Kontakt kommt, um die Flüssigkeitsströmung zu unterbrechen; und einen Begrenzungsbereich (28, 30), der an einem vorderen Ende des Kammerbereichs (31) definiert ist, wobei der Begrenzungsbereich (28, 30) derart eingerichtet ist, daß er mit einem Teil eines Umfangsbereichs des Kugelventilelements (22) in Kontakt kommt, um die Bewegung des Kugelventilelements (22) zu einem vorderen Ende des Schreibgerätes zu begrenzen, und der Begrenzungsbereich (28, 30) weiter in den nichtkreisförmigen Querschnitt des Kammerbereichs (31) vorragt.
Schreibgerät nach Anspruch 1, bei dem der Querschnitt des Kammerbereichs (31) im wesentlichen die Form eines regelmäßigen Polygons aufweist, das das Kugelventilelement (22) umfaßt.
Schreibgerät nach Anspruch 1 oder 2; bei dem der Begrenzungsbereich (28, 30) einen Vorsprung (30) aufweist, der einwärts hervorragt, und bei dem eine innere Endseitenfläche des Vorsprungs (30) parallel zur Wand des Kammerbereichs (31) ist.
Schreibgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Abdichtungsbereich (27) eine konvexe Umfangsoberfläche aufweist, die einwärts vom Schreibgerät hervorragt.
Schreibgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kammerbereich (31) und der Abdichtungsbereich (27) einstückig mit dem Flüssigkeitskanal (24, 26) durch einen zylindrischen Körper (14) definiert sind, wobei der zylindrische Körper aus einem Kunstharz hergestellt ist, dem eine anorganische Substanz hinzugefügt ist.
Schreibgerät nach Anspruch 5, bei dem der zylindrische Körper (14) aus Polypropylen hergestellt ist, dem 1 bis 10 Gewichtsprozent Talk hinzugefügt sind.