JP2002321486A

JP2002321486A - ボールペンチップ及びこれを使用したボールペン

Info

Publication number: JP2002321486A
Application number: JP2001127578A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Takahashi; 裕一高橋
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-11-05
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: JP4710163B2

Abstract

(57)【要約】【課題】筆跡にカスレやボテがなく良好なボールペン
チップを得る。【解決手段】インキ流通孔の最大外接円の直径をボー
ルの直径以上とすると共に、放射状溝とボールホルダー
の外形との距離の最小値が、インキ流通孔の最大外接円
の直径と中心孔の直径との差の二分の一の８０％以上１
１０％以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも筆記部
材としてのボールと、先端方向に縮径した錘状の外形を
有し、インキの通過する内孔に前記ボールの後退規制を
なす内方突出部を設けると共に、この内方突出部の形成
範囲において中心孔とこれに連通した放射状溝とからな
るインキ流通孔を有するボールホルダーとからなるボー
ルペンチップに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステンレスや黄銅、洋白などの金
属、合金からなるボールペンチップが知られている。そ
の外形は、筆記先端が目視しやすいように縮径した錘状
の外形を有している。また、インキの通過する内孔はボ
ールを一部突出する開口部をインキの出口として、ボー
ルを抱持するボール抱持室とこれに開口する中心孔を有
しているが、円形の孔では、筆記の際にボールが後退し
た状態でボールを受けることができないので、放射状の
内方突出部分を形成してボールを受け、その内方突出部
分の間を中心孔と連通する放射状の溝として形成してイ
ンキ供給を得ているものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ボール抱持室は、イン
キ通路といいながら、その大部分をボールにて占領され
ており、実際にインキが通過し得る空間はごく僅かであ
る。ボール抱持室を容積の大きいものにすることはでき
るが、筆記時にボールが自転する時に安定位置となりに
くく、所謂ボールが暴れた状態となり、筆記線に濃淡が
でたり筆記方向性（筆記方向による筆跡の濃淡やカス
レ、筆記感触の引っかかり等）がでる原因となり好まし
くない。また、このボールホルダーの外形は、筆記先端
が目視しやすいように縮径した錘状の外形を有している
ため、ボール抱持室の容積を大きく内径を大きくするこ
とは、ボールホルダーの部材を肉薄に形成することにも
つながる。金属加工は、切削や圧延など力による削りと
りや変形が行われるが、ボールペンチップの内部におけ
るインキの流通路を設計通り確保することは金属加工の
塑性変形の予測困難性より、特にボールペンチップのよ
うな微細な部材の加工上問題となっていた。例えば、ボ
ールホルダーの外形を加工した後に内孔の加工を行おう
とした場合、加えられる力によって外形が内側に引っ張
られるような状態で倒れこんでしまい、折角寸法通りに
形成した外形が変形してしまうことがあった。すると、
内側のインキ通路の設計寸法も影響を受けることがあ
り、必要なインキ流量を確保できずに筆跡品質に影響す
ることがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、少なく
とも筆記部材としてのボールと、先端方向に縮径した錘
状の外形を有し、インキの通過する内孔に前記ボールの
後退規制をなす内方突出部を設けると共に、この内方突
出部の形成範囲において中心孔とこれに連通した放射状
溝とからなるインキ流通孔を有するボールホルダーとか
らなるボールペンチップにおいて、前記インキ流通孔の
最大外接円の直径を前記ボールの直径以上であると共
に、前記放射状溝と前記ボールホルダーの外形との距離
の最小値が、前記インキ流通孔の最大外接円の直径と前
記中心孔の直径との差の二分の一の８０％以上１１０％
以下であることを特徴とするボールペンチップを要旨と
する。

【０００５】

【実施例】図面に基づいて、一例について説明する。図
１に示したものは、本発明のボールペンチップを使用し
たボールペンの一例の要部縦断面図である。ボールペン
としては、所謂リフィルと称される、筆記具外装体内に
交換可能に設置される、インキタンクとペン先がセット
化された部材として示している。ボールペンチップ１
は、ポリプロピレン樹脂の押し出し成形物を適宜長さに
切断して得られた中空パイプをインキタンク２として、
その一端にチップホルダー３を介して接続されている。
チップホルダー３の内孔３ａは、インキタンク２内のイ
ンキ４と接続しており、後述するボールペンチップ１内
にインキ接続している。インキタンク２の後端は開放系
となっており、インキの消費量に伴ってタンク内に空気
を置換し、内圧を維持しているが、インキ４の後端から
の漏れだしを抑制するために、粘性流体であるポリブテ
ンをゲル化剤にてゲル化させた逆流防止体組成物５を配
置し、その界面形状を安定に維持するために、ポリプロ
ピレン樹脂製のコップ状浮体６を配置している。これら
逆流防止体組成物５と浮体６とはインキ消費に伴うイン
キ界面に追従して移動するものである。尚、インキタン
ク２内に収容されているインキは、アルミニウム粉やコ
ーティングされたアルミニウム粉などの金属系顔料を水
及び水性媒体中に分散させ、多糖類や高分子増粘剤など
にてせん断減粘性を付与された所謂水性ゲルインキであ
り、２５℃における粘度は約２００００ｍＰａ（測定条
件としては、ＥＬＤ型粘度計を使用し、ＳＴローターを
１ｒｐｍで１０分回転し、その時の値を換算表に従って
換算したものである。）である。

【０００６】ボールペンチップの要部縦断面図である図
２に示す通り、ボールペンチップ１は、筆記部材として
の超硬製のボール７をステンレス製のボールホルダー８
が抱持している。ボール７はセラミックなどでもよく、
ボールホルダー８も黄銅、洋白などの合金が使用でき、
撥インキ性や紙面との滑り性等を考慮して表面に金属め
っきやコーティングを施したものであっても良い。ボー
ルホルダー８はインキ通路としての内孔９を有してお
り、その先端開口部９ａはボール７設置後にボール７の
径未満に縮径化されてボール７の抜け止めがなされてい
る。

【０００７】図２のＩ−Ｉ’線断面矢視図（ボール７省
略）である図３にも示す通り、内孔９には、複数の内方
突出部１０（図示のものは３つ）が放射状に形成されて
おり、ボール７の後方移動規制部分となっている。この
内方突出部１０の間は放射状溝１１として形成されてお
り、略円形の中心孔１２と連通している。本例において
は、ボール７の直径（ｄ）を１．０ｍｍのものを使用し
たことを想定しているが、放射状溝１１の外接円（破線
にて図示）の直径（ｓ）との関係はｓ≧ｄであり、ま
た、図２のＩＩ部分の拡大図である図４に示す、放射状
溝１１とボールホルダー８の外形との最小距離（ｐ）
が、放射状溝１１の長さである前記外接円の直径（ｓ）
と中心孔１２の直径（ｒ）との差の二分の一の８０％〜
１１０％とする（０．８≦２ｐ／（ｓ−ｒ）≦１．１
０）。更に、放射状溝１１の幅（ｈ）はこのボール直径
の２０％〜４０％とし、また、内孔９のボール７が抱持
されている範囲内の直径（ｔ）をボール７の直径（ｄ）
の１０６％〜１０９％とすることが好ましい。また、図
示はしないが、ボールペンチップとして、ボールホルダ
ー８の先端開口部９ａとボール７との隙間部分よりイン
キが洩れ出すのを抑制するために、ボールホルダー８内
にコイルスプリング等の弾撥部剤を配してボール７をボ
ールホルダー８の先端開口部内縁部分に周状密着するよ
うになすこともできる。

【０００８】次に、上述の一例におけるボールホルダー
８の製造方法について説明する。先ず、コイル材を剪断
加工によって適切な長さの円筒形に切断し、バレル加工
によって角を取り、洗浄後乾燥してボールペンチップと
なるワークを得、このワークに対して加工を行いボール
ペンチップを得る。

【０００９】ワークの加工は次の通りである。即ち、半
月バイト等で一回または複数回に分けて、ワークの外形
をテーパー形状に加工し、半月バイトおよびエンドミル
等で先端面を平面に切削加工する。次いで、半月バイト
およびドリル等で先端面より後の切削加工のガイドとな
る中心基準孔を形成する。次いで、ドリル等で中心孔１
２を形成し、内孔９のボール７の抱持される位置となる
部分として内方突出部１０までの部分を複数の加工に分
けて切削加工すると共に、バイト等で先端面を切削加工
で平面に仕上げ、同時にバイト等で外形部先端を前述の
テーパー形状よりも角度の開いた形状のテーパー形状に
切削加工を行う。次に、後端側よりドリル等で後穴加工
を中心孔と連通するように切削加工する。ここまでの加
工により形成された部材が図５に要部縦断面図として図
示したものである。

【００１０】次に、放射状に切削刃の出た剪断加工刃物
によって、中心孔に後穴まで貫通させた剪断加工を行
い、中心孔１２に連通した放射状溝１１を形成する。
尚、放射状溝１１は、所望により内方突出部１０を貫通
させずに途中までの段状に形成することもできる。放射
状溝１１を形成した直後を示す図が図６の要部縦断面図
である。尚、ここで、中心孔１２と同径または少し大径
のドリル等により剪断加工時のバリを除去する切削加工
を行っても良い。

【００１１】次いで、ボール７を内孔９に配置し、自転
可能なテーパー面を持ったローラーが、回転体の偏心し
た位置に対角上均等に二つ取り付けられているかしめ加
工具にて、先端部を多少のスプリングバックを伴った塑
性加工によって縮径する。これによって、前記ボール７
の抜け止めをなすことになる。平滑なハンマーによって
ボール７をハンマーリングし、塑性変形によりボール７
と略同形状のＲを内方突出部１０に形成する。以上に
て、図２に示すようなボールペンチップが出来上がるも
のである。

【００１２】

【発明の効果】基本的には上述の一例の形状を有するボ
ールペンチップについて、直径約１．０ｍｍのボール７
を使用し、各部寸法を変えて試験サンプルを数種作成
し、ＪＩＳＳ６０５４に記載の筆記試験を行い、その
筆跡状態等を評価した。

【００１３】筆跡状態の不良としては次のものが挙げら
れる。かすれ不良：筆跡が途中で途切れる。上記筆記試験にて
描かれる円周１００ｍｍの円において、合計して２ｍｍ
以上筆跡が形成されない部分が発生しているもの。中抜け不良：筆跡の内側が薄く、外側が濃い現象。目視
で確認。ぼて不良：ＪＩＳＳ６０３９記載の「ぼて」が１０
０m筆記中２０個を越えた場合。内孔９のボール７が抱持されている範囲内の直径（ｔ）
を１．０６５ｍｍ、放射状溝１１の幅（ｈ）を０．３０
ｍｍとしたものについての結果を表１に示す。また、内
孔９のボール７が抱持されている範囲内の直径（ｔ）を
１．０６５ｍｍ、放射状溝１１の外接円の直径（ｓ）を
１．０４ｍｍとして、放射状溝１１の幅（ｈ）を変化さ
せたものの結果を表２に、放射状溝１１の外接円の直径
（ｓ）を１．０４ｍｍ、放射状溝１１の幅（ｈ）を０．
３０ｍｍとして、内孔９のボール７が抱持されている範
囲内の直径（ｔ）を変化させたものの結果を表３に示
す。尚、表中の吐出量は試験前にリフィルの重量を測定
し、ＪＩＳＳ６０５４に記載の筆記方法で１００ｍ
ｍ筆記後、リフィル重量を再度測定した減重量を吐出消
費されたインキ量としたものである。

【００１４】また、試験に使用したインキは、エチレングリコール（水溶性有機溶剤）４１重量％グリセリン（水溶性有機溶剤）５重量％ｓｕｐｅｒｂｌｕｅＧＬＬ（青色分散顔料、山陽色素（株）製）９重量％アルペーストＷＸＭＵ７５Ｃ（金属系顔料、平均粒径４０μｍ、東洋アルミニウム(株)製）４重量％ジョンクリル４５０（定着剤、ジョンソンポリマー（株）製）１重量％キサンタンガム（増粘樹脂）０．８重量％ＥＮ１２０Ａ（分散剤、東邦化学工業（株）製）１重量％アミソフト（界面活性剤、味の素（株）製）０．３重量％水３７．９重量％を配合し、粘度が２０，０００ｍＰａ（測定条件として
は、ＥＬＤ型粘度計を使用し、ＳＴローターを１ｒｐｍ
で１０分回転し、その時の値を換算表に従って換算した
ものである。）のものである。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】

【表３】

【００１８】以上の通り、本発明は、良好な筆跡が得ら
れるボールペンチップ及びこのボールペンチップを使用
したボールペンを提供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボールペンの一例を示す断面図。

【図２】ボールペンチップの一例を示す要部拡大図。

【図３】図１のＩ−Ｉ’線断面矢視図。

【図４】図１のＩＩ部拡大図。

【図５】加工方法を説明する要部縦断面図。

【図６】加工方法を説明する要部縦断面図。

【符号の説明】

１ボールペンチップ２インキタンク３チップホルダー３ａ内孔４インキ５逆流防止体組成物６浮体７ボール８ボールホルダー９内孔９ａ先端開口部１０内方突出部１１放射状溝１２中心孔（ｄ）ボール７の直径（ｓ）放射状溝１１の外接円の直径（ｐ）放射状溝１１とボールホルダー８の外形との最
小距離（ｒ）中心孔１２の直径（ｈ）放射状溝１１の幅（ｔ）内孔９のボール７が抱持されている範囲内の直
径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも筆記部材としてのボールと、
先端方向に縮径した錘状の外形を有し、インキの通過す
る内孔に前記ボールの後退規制をなす内方突出部を設け
ると共に、この内方突出部の形成範囲において中心孔と
これに連通した放射状溝とからなるインキ流通孔を有す
るボールホルダーとからなるボールペンチップにおい
て、前記インキ流通孔の最大外接円の直径を前記ボール
の直径以上であると共に、前記放射状溝と前記ボールホ
ルダーの外形との距離の最小値が、前記インキ流通孔の
最大外接円の直径と前記中心孔の直径との差の二分の一
の８０％以上１１０％以下であることを特徴とするボー
ルペンチップ。
【請求項２】前記放射状溝の溝幅が前記ボールの直径
の２０％以上４０％以下としたことを特徴とする請求項
１記載のボールペンチップ。
【請求項３】前記ボールの配置される範囲における内
孔の径をボール径の１０６％以上１０９％以下としたこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のボールペ
ンチップ。
【請求項４】インキとして、平均粒子径が５μｍ以上
８０μｍ以下の金属系顔料をインキ全量に対して１重量
％以上４０重量％以下使用し、インキの粘度が１０００
０ｍＰａ以上３００００ｍＰａ以下（２５℃）であるこ
とを特徴とする請求孔１乃至請求項３の何れかに記載の
ボールペンチップを使用したボールペン。