JP2004168042A

JP2004168042A - 塗布具

Info

Publication number: JP2004168042A
Application number: JP2003368471A
Authority: JP
Inventors: Isanori Nagashima; 功典長島; Yoshiyuki Honda; 善之本田
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2023-10-29
Also published as: JP4333323B2

Abstract

【課題】インクの消費に伴って封入されている気体の加圧力が減少するため、吐出安定性に問題があった。即ち、インクが使い終わる寸前においては、充分な加圧力がなく初期の品質が維持できなかった。また、気体を圧縮した状態で封入するため、特殊な設備が必要であった。
【解決手段】塗布液収容部の前端に弁機構を有する塗布具であって、前記塗布液収容部の液体の後方に逆流防止体を配置すると共に、その逆流防止体の後方に気体を介してピストン部材を配置せしめ、また、そのピストン部材を弾撥部材によって前方に付勢させたことを特徴とする塗布具。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗布液収容部の前端に弁機構を有する塗布具に関する。

塗布液収容部の前端に弁機構を有する塗布具の１例としては、ボールペンがある。そのボールペンの中には、インクの後方に加圧した気体を封入し、その加圧力を利用してインクを吐出させるものもある。ペン先を上向きにした状態でも筆記することができるなどの利点を有している（特許文献１参照）。

特開平１０−２３６０６５号（請求項１、段落０００２）

しかし、上記従来技術にあっては、インクの消費に伴って封入されている気体の加圧力が減少するため、吐出安定性に問題があった。即ち、インクが使い終わる寸前においては、充分な加圧力がなく初期の品質が維持できなかった。また、気体を圧縮した状態で封入するため、特殊な設備が必要であった。

本発明は、塗布液収容部の前端に弁機構を有する塗布具であって、前記塗布液収容部の液体の後方に逆流防止体を配置すると共に、その逆流防止体の後方に気体を介してピストン部材を配置せしめ、また、そのピストン部材を弾撥部材によって前方に付勢させたことを要旨とする。

本発明は、塗布液収容部の前端に弁機構を有する塗布具であって、前記塗布液収容部の液体の後方に逆流防止体を配置すると共に、その逆流防止体の後方に気体を介してピストン部材を配置せしめ、また、そのピストン部材を弾撥部材によって前方に付勢させたので、吐出安定性に優れた塗布具を容易に製造することができる。

作用について説明する。弾撥部材の弾撥力によって気体層が加圧され、その加圧力が塗布液に伝達される。また、塗布液は使用に連れ減少するが、この時、弾撥部材が伸張し、ピストン部材を前進せしめ、再び、気体層を加圧すると共に、消費した塗布液を加圧するため、気体のみを加圧封入した場合よりも、インキ消費に伴う内圧の低下が押さえられる。
また、塗布液収容管内に塗布液と逆流防止体を充填後、その後方にピストン部材を挿入し、次いで、圧縮弾撥部材を挿入すると、前記気体層がその弾撥部材によって圧縮される。

前記作用を奏する出没式のボールペンを例に挙げ説明する。軸筒１は、後軸２と前軸３との螺合によって構成されており、その前軸３にはゴム弾性体からなるグリップ部材４が被着されている。また、軸筒１の内部には、コイルスプリングなどの弾撥部材５によって後方に付勢されたリフィル６が前後動可能に配置されており、そのリフィル６の後部にはノック部材７が、前記軸筒１の後端部から露出した状態で配置されている。そのノック部材７の中間部にはカム部８が形成されており、前記軸筒１に固定されたクリップ９の係合部１０と係合し得るようになっている。即ち、前記ノック部材７を押圧前進せしめると、リフィル６先端が軸筒１から突出すると共に、ノック部材７のカム部８がクップ９の係合部１０に係合し、これによってリフィル６の軸筒１内への没入が阻止されるのである。尚、この出没機構に限られることはなく、デビットカム機構と称されるロータリー式のカム機構などであっても良い。

次に、前記リフィル６について詳述する。金属材質などに比し比較的安価な樹脂材質、例えば、透明、或いは、半透明なポリエチレンやポリプロピレンなどからなる押し出し成形によって形成された塗布液収容管１１の先端には、チップホルダ１２を介してボールペンチップ１３が固定されているが、前記塗布液収容管１１をステンレスや真鍮などの金属材質、フッ素やナイロンなどの樹脂材質、あるいは、そのナイロンの表面にアルミ蒸着や酸化珪素蒸着を施したもの、樹脂中にアルミ粉末やガラス粉末などを混入させたものなどから構成しても良い。前記ボールペンチップ１３の先端には、塗布液を吐出させる吐出口１４が形成されているが、その内部にはボール１５が回転自在に配置されている。そして、そのボール１５は、後方に付勢されたコイルスプリングなどの弾撥部材１６によって前方に付勢されている。即ち、前記ボール１５と吐出口１４によって弁機構が形成されており、弾撥部材１６によって、その弁機構における密閉性がより確実なものとなっている。勿論、塗布の際には、筆記圧力によってボール１５が押圧後退せしめられ、吐出口１４が開口し、ボール１５の回転に従って塗布液が吐出する。この様に、ボール１５を弾撥部材１６によって付勢する手段は、特に、粘性が低い水性の塗布液に使用することが好ましく、使用する液体が比較的粘性が高い油性である場合には、弾撥部材１６は必ずしも必要ではない。即ち、ボール１５は、この弾撥部材１６によって前記吐出口１４に付勢され、その吐出口１４を閉鎖せしめているが、後述する弾撥部材２１の弾撥力によっても塗布液１７を介して吐出口１４に付勢されている。

塗布液収容管１１には、水性の塗布液１７が収容されており、その後方には液状グリース（逆流防止体）１８が収容されている。そして、その液状グリース１８の後方には空気層１９を介して弾性体からなるピストン部材２０が摺動自在に配置されており、そのピストン部材２０は、前記塗布液収容管１１の内径よりも若干小径な外径を有するコイルスプリングなどの弾撥部材２１によって常時、前方に付勢されている。つまり、その弾撥部材２１は、圧縮された状態で配備されており、塗布体１７が完全に消費されるまで伸張が可能なものとなっている。ちなみに、その弾撥部材２１は、使用される塗布液１７の色と同色をしており、使用するインキの色が判別できるようになっている。つまり、実際の塗布液の色が赤や青であっても、塗布液収容管に収容してしまうと黒っぽくなってしまうのである。この問題を弾撥部材を着色することによって解決しているのである。
尚、前記ピストン部材２０は、ゴム状の弾性体から構成されているが、比較的軟らかい、例えば、ポリエチレンなどの樹脂成形体から構成しても良い。塗布液収容管の内面との機密性が高く、摺動性が良好な材質であるならば、適宜選択することができるが、前記機密性は時間の経過と共に空気層１９の空気は除除に漏れるが、液状グリース１８や塗布液１７は漏れない気密の程度としても良い。即ち、生産した時点から消費者に渡るまで（約１カ月〜２カ月程度）は、空気層１９を介在させることによって、塗布液収容管１１内の圧力を高め、これによって前記ボール１５と吐出口１４との密閉性を高めておくとができ、気圧や温度変化などによる吐出口１４からの塗布液１７の漏れが防止される。そして、消費者が使用する頃には、前記空気層１９が減少しており、その為、弾撥部材２１が伸張し塗布液収容管１１内の圧力も減少している。これによって、消費者は、筆記の際、容易にボール１５と吐出口１４を開放させることができ、良好な筆記が得られるようになる。
ここで、前記弾撥部材２１による初期段階の塗布液１７に対する圧力は、約400kPa〜600kPaに設定されているが、空気層１９が無くなったときには約250kPa〜450kPaになるよう設定されている。前述したように、流通段階における塗布液の漏れと、消費者に渡ってからの筆記の良好性を考慮してのことである。尚、空気が徐々に減少する手段としては、前記塗布液収容管とピストン部材との機密性の程度の他に、その塗布液収容管やピストン部材の材質を適宜選定し、空気は通過するが塗布液は通過しない材質としても良い。
また、前記塗布液収容管１１には、前記液状グリース（逆流防止体）１８が収容され、その後方には空気層１９を介してピストン部材２０が配置されており、さらにその後方には弾撥体２１も配備されている。而して、塗布液を収納する容積が十分には得られないように思われるが、前記塗布液収容管１１はボールペンチップ１３の外径に対して、１．２倍以上の内径を有している。これにより、塗布液収容管１１内に充分な塗布液を収容できる容積を確保している。
符号２２は、その弾撥部材２１の軸筒１後端からの脱落を防止する尾栓であって、その尾栓２２には貫通孔２３が形成されている。ピストン部材２０の後方を開放することによって、そのピストン部材２０が容易に前進できるようにしているのである。

前記液状グリース１８は、空気層１９への塗布液１７の侵入を防止するための隔離壁であるが、塗布液１７の消費に伴って前進する。尚、この液状グリースに変え、固体状の逆流防止体としても良いが、その固体状の逆流防止体と塗布液収容管との機密性を考慮すると、少なくとも固体状の逆流防止体の周囲に前記液状グリースを介在させた方が良い。即ち、液状グリース中に固体状の逆流防止体を埋没させるのである。尚、固体状の逆流防止体が必要になる場合は、塗布液収容管の内径が大きい場合や、液状グリースや塗布液の粘度が低い場合などである。
前記液状グリースは大別して、水性グリースと油性グリースとに分けられるが、その水性グリースの具体例としては、水やエチレングリコール、グリセリンなどが挙げられが、それらを増粘剤で増粘させても良い。また、油性グリースの具体例としては、シリコーンや流動パラフィン、ポリブデン、アルファーオレフィンをゲル化剤や増粘剤でゲル化、或いは増粘化したものが好適な材質として挙げられる。
尚、本実施例においては、前記液状グリースとピストン部材の間に介在させる気体を空気としているが、従来技術で示されているような窒素ガスやアルゴンガス、揮発性溶剤ガスなどであっても良い。しかし、これらの気体を封入するには特殊な装置が必要であり、よって、生産性を考慮すると前記気体は空気とするのが好ましい。

第２例を図４に示し説明する。前記ピストン部材の変形例であり、ピストン部材２０にゴム状Ｏリング２４を巻回させた例である。この場合には、Ｏリング２４が塗布液収容管１１内面との液密摺動性を有しているため、ピストン部材２０を硬質な材質で形成しても良い。
第３例を図５に示し説明する。前記ピストン部材の変形例であり、球状のピストン部材２５を適用させた例である。組み立ての際に方向性が無く、もって、生産性の向上が図れるものである。また、ピストン部材２５が前進している過程においても、塗布液収容管１１内面との引っかかりが無くスムーズに移動できる。
以上、Ｏリング２４や球状のピストン部材２５の材質としては、前述の物以外に、ニトリルゴムやスチレンブタジエンラバー、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴムなどのゴムや、スチレンエチレンブタジエンスチレンやスチレンエチレンプロピレンスチレンなどのエラストマーや、軟質ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂が挙げられる。
更に、生産性を上げる手段としては、図６に示すように塗布液収容管１１の後端部をかしめる（かしめ部２６）ことによって、弾撥部材２１の脱落を防止するようにしても良い。又、図７に示すように弾撥部材２１の中間部に縮径部１７を形成することによって、更に生産性を向上させることができる。即ち、棒状の治具２８でスプリングを圧縮させた状態で前記かしめ部を形成することができるのである（図８参照）。尚、図９に示すように、弾撥部２９とピストン部３０、更には、尾栓部３１を射出成形などの手段によって一体に成形することにより、組み立て工数や部品代などを低減させることができる。

第４例を図１０に示し説明する。前記ボールに変え、針体３２を吐出口３３に配置した例である。主に、修正液を収容した塗布具に使用されている。勿論、針体３２と吐出口３３には弁機構（弁部３２ａ、弁座部３３ａ）が形成されている。符号３４は、前記実施例と同様、針体３２を前方に付勢するコイルスプリングなどの弾撥部材であるが、例えば、糊などのような粘度の高い塗布液を使用した場合には、前記弾撥部材は必ずしも必要ではなく、また、前記弁部３２ａの鍔部３２ｂを大きく形成することによって、前記塗布液自体の加圧力を利用して弁部３２ａを弁座部３３ａに付勢させることができる。

本発明を示す縦断面図。図１のリフィルを示す縦断面図。図２の要部拡大図。第２例を示すリフィルの縦断面図。第３例を示すリフィルの縦断面図。弾撥部材の脱落防止機構の変形例を示す要部縦断面図。弾撥部材の変形例を示す縦断面図。組み立て例を示す要部縦断面図。弾撥部材などの変形例を示す縦断面図。第４例を示す要部拡大縦断面図。

符号の説明

１軸筒
２後軸
３前軸
４グリップ部材
５弾撥部材
６リフィル
７ノック部材
８カム部
９クリップ
１０係合部
１１液体収容管
１２チップホルダ
１３ボールペンチップ
１４吐出口
１５ボール
１６弾撥部材
１７塗布液
１８液状グリース
１９空気層
２０ピストン部材
２１弾撥部材
２２尾栓
２３貫通孔
２４Ｏリング
２５ピストン部材
２６かしめ部
２７縮径部
２８治具
２９弾撥部
３０ピストン部
３１尾栓部
３２針体
３３吐出口
３４弾撥部材

Claims

塗布液収容部の前端に弁機構を有する塗布具であって、前記塗布液収容部の液体の後方に逆流防止体を配置すると共に、その逆流防止体の後方に気体を介してピストン部材を配置せしめ、また、そのピストン部材を弾撥部材によって前方に付勢させたことを特徴とする塗布具。
前記逆流防止体を液状グリースとしたことを特徴とする請求項１記載の塗布具。
前記気体を空気としたことを特徴とする請求項１、或いは、請求項２に記載の塗布具。
時間の経過と共に前記気体が減少する減少手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の塗布具。
前記弾撥部材の中間部に縮径部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の塗布具。