JP2005035279A - ボールペン - Google Patents

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Seiichi Kobayashi
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Abstract

【目的】
本発明は、粘性の低いインキまたは剪断減粘性を有したインキ(ゲルインキ)を使用したボールペンであって、インキの後端側を加圧することによってインキがチップ側に導出可能となり、ボールペンの未使用時に於けるインキの直流を確実に防止可能とする。
【構成】
先端にボールペンのチップと、チップ後端へのインキの疎通を遮断可能とする弁部を有し、弁部後方のインキ収容部にインキとインキの後端にインキと追随するフォロアが充填されてなるボールペンに於いて、
前記フォロアの後方に所定圧で前記弁部のインキの疎通を可能とするポンピング式の加圧機構が設けられてなる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、チップ後端とインキ収容部を連通する導孔を常時遮蔽してなる弁部を有し、インキ収容部にインキとインキの後端にインキと追随するフォロアが設けられ、フォロアの後端が所定圧で加圧された時に弁部の遮蔽状態が解除されるように設けられたボールペンに関する。
特開平11−188987 特開2001−150865 特許文献1のボールペンは、軸筒の先方に先端ボールがチップ先端のボール抱持部の内縁に常時押圧されて密接し、筆記時に密接状態が解除されるように設けられたチップを有し、又、軸筒後方のインキ収容部に粘度が数mPa・S〜数十mPa・Sの水性低粘度インキが充填され、更にインキの後端にインキの蒸発を防止すると共にインキの消耗と共に追随して移動するフォロアが設けられて成るボールペンに於いて、チップの後方に弁体受け座とインキ収容部に連通する導孔を有した弁室が設けられ、弁室内に弁体がスプリングで後方に附勢されて常時導孔が閉塞されように弁体が弁体受け座に密接され、筆記に伴う負圧で弁体と弁体受け座の密接状態が解除されてインキがチップ側に導出可能となることが示されている。 このものは、スプリングが強すぎると筆記に伴う負圧で弁体の密接状態が解除されず、インキが供給されない問題がある。また、スプリングが弱すぎると衝撃などで弁体の密接状態が解除されてインキが直流しやすい問題がある。 また、特許文献2には、軸筒の後端にポンピング式の加圧機構部が設けられ、更にその前方で且つインキの後端に接触してインキの消耗と共に追随するよう配設されたフォロアの後端に位置して弁機構が配設され、加圧機構部の前進作動によって軸筒の後端孔に空気が押し込まれて、その際に所定圧で弁が開いてフォロアの後端が加圧されることによってインキのチップ側への流動性が支援されるように構成されたものが提案されている。 このものは、初期筆記でインキ切れしやすいインキを使用したボールペン、乾燥しやすいインキを使用したボールペン、インキに種々のフィラーが混入されたボールペン、紙面に筆記した筆跡が消しゴムでの擦過により容易に消去できるインキが充填されたボールペン、誤記等を白色のインキで隠蔽することで修正可能とするボールペンなどの改良を目的としたものである。 例えば、通常誤記等を修正するための白色顔料を用いた液体塗布具は、可撓性のある容器にインキとボール等が封入されており、白色顔料と溶剤が分離しやすい為に使用に際して振って攪拌したり、またインキを吐出する為に容器の側面を押圧して行う。しかしながら、インキ残量が少なくなった時には容器の側壁を強く押してもインキが吐出されないという苛立たしさがある。そこで、剪断減粘性を有するインキと加圧作用を利用して、攪拌を無用とし、容器の側面を押圧してインキを吐出する必要のないものとして提案されている。
一般に粘性の低いインキまたは剪断減粘性を有したインキ(ゲルインキ)を使用したボールペンは、インキの流出量が多く(筆記濃度を上げるため)インキ収容管の径を太くしてインキの搭載量を多くしている。また、インキの粘度は通常の油性ボールペンのインキに比べて小さいのでインキ収容管に対する流動抵抗は小さい。また、耐乾燥性や即乾性に優れた低粘度の油性インキを用いたボールペンが考えられるが、やはりインキの流出量が多くなり、筆記寿命を延ばすためにインキ収容管の径を太くしてインキの充填量を多くする必要がある。従って、インキの自重や落下あるいはノック衝撃が加わることによりインキ漏れ(インキ収容管の後端にインキが逆流する)が生じやすい。その為に、通常はインキの後端に筆記時のインキの消耗に追随して移動するが、インキの自重や衝撃に対してインキの逆流を抑制するグリース状のフォロアが、また、必要によりフォロア棒がフォロア内に浸漬されて設けられている。しかしながら、フォロアを設けても上向き筆記をした時にはチップのボール背面のインキが無くなると、インキのヘッドが直に加わる為に顕著な逆流が生じて手や衣服を汚す危険がある。また、インキの粘度が低く流出量が多いが故に、チップ側を下向きにした場合に先端ボールとチップ抱持部の隙間が生じるとインキが滲みでる(直流)問題が存在する。
また、インキの粘度が低いために、チップ側を下向きにした場合に先端ボールとチップ抱持部の隙間が生じるとインキが滲みでる(直流)問題がある。
本発明は、粘性の低いインキまたは剪断減粘性を有したインキ(ゲルインキ)を使用したボールペンであって、インキの後端側を加圧することによってインキがチップ側に導出可能となり、ボールペンの未使用時に於けるインキの直流を確実に防止可能とする。
本発明は、上記課題を達成する為に以下の構成を有する。
請求項1に記載の発明に係るボールペンは、先端にボールペンのチップと、チップ後端へのインキの疎通を遮断可能とする弁部を有し、弁部後方のインキ収容部にインキとインキの後端にインキと追随するフォロアが充填されてなるボールペンに於いて、
前記フォロアの後方に所定圧で前記弁部のインキの疎通を可能とするポンピング式の加圧機構が設けられてなる。
請求項2に記載の発明に係るボールペンは、請求項1に記載のボールペンに於いて、先端ボールがチップ先端のボール抱持部の内縁に密接し、筆記時に密接状態が解除されるように先端ボールの背面を押圧する弾発体がチップ内孔に配設されてなる。
請求項3に記載の発明に係るボールペンは、請求項1に記載のボールペンに於いて、 ポンピング式の加圧機構は、フォロアの後方で外周部が軸筒の内周部に密接し、前後退可能に軸筒に係止されるノック機構部と、そのノック機構部の前方に加圧空気を疎通させる弁機構が設けられて、ノック機構部を前進させた時にノック機構部の前端と弁機構部の後端との間に形成される空間部が圧縮されてフォロアの後端が加圧されるように構成されてなる。
本発明のボールペンは、粘性の低いインキまたは剪断減粘性を有したインキ(ゲルインキ)を使用したボールペンであって、インキの後端側を加圧することによってインキがチップ側に導出して筆記が可能となり、加圧を解除することによってインキの導出が遮断されてインキの直流が防止可能となり、未使用時や携帯時にインキのボタ落ちして周囲を汚すなどの危険が確実に回避可能となる。
図1乃至図5は本発明の実施例1であるボールペン1を示している。
先ず、ボールペン1は、前軸筒2、チップ7、弁体6、受け座部材4、インキ10、フォロア11、フォロア棒12、後軸筒13、後軸筒後端に設けられるポンピング式の加圧機構で構成され、通常、筆記具の最終形態としては先軸部3に被嵌するキャップ(図示せず)が設けられる。
前軸筒2は樹脂成形品(通常は透明樹脂)で、先方に先細状の先軸部3を一体に有し、インキとフォロアが充填されるインキ収容部の後方に接合部(雌螺子部2b)が設けられている。また、先端より内孔3aが形成され、内孔の後端には、拡開した孔(弁室5となる)があり、その孔の前端が段部3bとなっている。尚、前軸筒2は一例としてPP樹脂やナイロン樹脂成形品等が使用される。
一方、受け座部材4は、前面にテーパー状または球面状の弁体受け座4aを有し、弁体受け座4aの中心から後端に貫通した導孔4dが設けられている。
また、外周部の前方に円周状に凸部4bが、後方に円周状または突条の係止部4cが形成されている。
受け座部材4は、前軸筒2の後端から挿入され、前軸筒の内孔先方の段部2aに当接して位置決めされると共に、その前方の内孔面に上記凸部4bが密接し、更に係止部4cが後方の内孔面に食い付き状に係止される。
尚、前軸筒2の内孔面と受け座部材4の外周部の相互間に溝部と突部を設けて、弾性変形を利用して係止することも可能である。
以上で、前記先軸部の段部3bと受け座部材の前端となる弁体受け座4aとの間に弁室5が形成される。尚、受け座部材4を係止する前に球状の弁体6がその前面と段部3bとの間に押圧スプリング8を敷設した状態で挿入され、この押圧スプリング8によって弁体6は常時弁体受け座4aに密接した状態に保持されて、導孔4dの前端が遮蔽される。尚、弁体6は球状に限らず棒状のコマであってもよい。
また、チップ7は、インキ流入可能なチャンネル部を有したボール受け座に先端ボール7cが略当接可能な状態で、先端ボール7cが回転自在でボール抱持部の内面に密接した状態で抱持されるようカシメられている。
また、チップ内孔7aに、チップ内孔7aにスプリング9が内挿され、その棒軸部9aの先端が先端ボール7cの背面を押圧し、チップ後方の軸部7bの後端が適宜カシメられて、スプリングの棒軸部9aの後方に形成された捲線部の後端が抜出不能に設けられている。
先端ボール7cがボール抱持部の内面に密接することは筆記先端の乾燥、インキの直流防止に対し極めて重要である。また、必要に応じて先端ボール7cを抱持するチップ内面の表面粗さ、カシメによる密接精度を改善する為に内面の研削仕上げ、カシメ精度を上げる為の二次的な塑性加工などが配慮される。また、必要によっては先端ボールとの密接面に表面処理などが配慮される。
チップ7は先軸部3先端の内孔3aに圧着される。
また、チップ7は、スプリング9の前面に先端ボール7cの背面を押圧する押し部材を設けることも、また、棒軸部9aを極細巻きのコイル状となすことも可能である。また更に、チップを耐磨耗性やインキのシール性能に優れた樹脂成形品となして、先端ボールの背面を押圧するバネ座を一体または別体のバネ座を設けて構成することも可能である。
前軸筒2は、上記導孔4dの後方にインキ収容部を有しており、そのインキ収容部内に低粘度のインキや剪断減粘性を有するインキが充填され、そのインキの後端にインキの消耗と共にインキと追随するグリース状のフォロア11が充填されている。また、フォロア11はインキと相溶性が無く、インキの蒸発を防止する性能を有している。また、必要に応じてフォロア内にフォロアと略同等の比重を有する樹脂製のフォロア棒12が浸漬される。尚、フォロアは例えばシリコンゴム等の追従体とすることも可能である。
ポンピング式の加圧機構は、弁機構部と、弁機構部の後方に形成される空間部を圧縮するように設けられたノック機構部とで構成されている。
後軸筒13は、後端にノック棒17を有し、ポンピングによって圧縮空気を送り込むように加圧機構が配設された筒部の前方に接合部(雄螺子部13g)が設けられ、さらに前方の外周部に円周状の凸部となされたシール部13hが形成されている。このシール部13hは、後軸筒13が前軸筒2に螺合等によって結合されたときに、前軸筒の内面に摺接して気密効果を上げることが可能となる。
弁機構部は以下のように構成されている。
先ず、ブッシュ14は、軸心部に前端から弁室となる孔が設けられ、その孔の後端にテーパー状又は球面状の受け座14bが形成されると共に、やや小径と成した通気口14cが後端まで貫通して設けられており、球状の弁体15が受け座14bに密接する状態に弁体と後軸筒13の内孔前方に設けられた内段部13fとの間にスプリング16が敷設されると共に、ブッシュ14が軸筒13の内孔前方に別に設けられた内段部13eに前端が当接した状態で後軸筒13の内孔に密嵌されて弁機構部が構成される。
以上によって、常時は、弁体15が受け座14bに密接して通気口14cが閉塞され、後軸筒の内孔を気密状に分断する。
また、弁機構部の後方にノック機構部が配設される。
ノック機構部は以下のように構成されている。
後軸筒13の後端部側面に、後端側から先方に向かって細くなるテーパー状のスリット部13cが形成され、その前端に後段部13dを有して軸方向前方所定長さのスリット部13bが形成されている。
またノック棒17は、後端に鍔状の摘み部17bとその前方に軸部が形成され、軸部外周の略中間に突部17aと軸部外周の略前端に周状の溝部17cが設けられて、その溝部17cに一例としてゴム等の弾性体や弾性のある成形樹脂などより成るシールリング18が止着されている。
尚、シールリング18は、気密性、滑り性のよいものが選択される。また、他潤滑剤を介在させるなど配慮される。また、シールリング部は軸部外周に一体に形成することも可能である。
またノック棒17の前端には、前端から後方に向かって適宜深さの凹部17eが形成され、その凹部17eの軸心に軸部17dが形成され、更に軸部17dの前方にノック棒の前端面よりさらに突出した凸部17fが形成されている。
またノック棒17は、後軸筒13の後端から挿入され、上記凹部17eの後端とブッシュ14の後端との間にノックスプリング19が敷設されると共に、突部17aが上記テーパー状のスリット部13cを弾性的に拡開して、突部17aが後段部13dの前面に係止され、ノックスプリング19によって後軸筒13に対してノック棒17は常時後方に附勢される。ところで、後軸筒13の内孔には、前記スリット部13cの前段部13jよりやや前方にリング13kが固定され、そのリング13kの内径はその前方の後軸筒の内周部13iの内径より適宜小さく設定されており、シールリング18の外周部はリング13kの後端から僅か後方に位置されている。従って、通気口14cとノック棒17の前端との間に形成される空間部20は外気と連通している。
即ち、ノック棒17の前進作動の直前において、後軸筒13の空間部20は外気と連通され、ノック棒17が適宜前進した直後においてシールリング18の外周部がリング13kの内周部に密接することで外気と遮断され、空間部20の縮小と共に加圧されるよう構成されている。
また、ノック棒17を前進して空間部20を適宜圧縮した状態で、弁体15の受け座14bとの密接状態が解除されるようにノック棒17の前端に設けられた凸部17fが弁体15の後端に当接する。
尚、仕様や組立ての都合によってリング13kは後軸筒13と一体に形成することもできる。
以上で、前軸筒2の雌螺子部2bに後軸部13の雄螺子部13gを螺合することによって、フォロア11の後端部空間が外気と遮断される。
尚、前軸筒と後軸筒を結合させる接合部は、螺子部に限らず、凹凸部の弾性係合によっても達成することが可能である。
ところで、図5は後軸筒のスリット部を側面から示した図である。
図に示すように、スリット部は、スリット部13bの前段部13jから後軸筒13の周面に沿った傾斜状のスリット部13mを経由して水平な溝部13lで設けられている。また図5は、ノック棒17がポンピング作動操作の終端位置から更なる回転操作で後軸筒13に対してもっとも前進して係止された状態を示している。
また、図6は実施例2であるボールペンを示している。このものは、後軸筒部位の別の形態のみを示しており、実施例1の構造を簡素化したものであって、基本的には同じものである。また、前軸筒部位は、前軸筒21の前方の内孔部で、チップの後端に対峙したインキ逆流防止用の弁機構が無く、さらに、インキの後端に設けられたフォロアにはフォロア棒が浸漬されない。このことは、実施例1がインキの逆流防止に対して完璧なのに対して実施例は実質上問題のない構造で有ることを示している。
また、図7は本発明の実施例3であるボールペンで、後軸筒部位の別の形態のみを示している。
当該実施例は、中央の鍔部26cの後方に後軸部26aと、鍔部前方に雌螺子部26bとシール部26fが一体に形成された継ぎ手26が、その鍔部26cを後軸筒25の前端に当接し、後軸部26aを後軸筒の内孔に嵌着して設けられている。また、継ぎ手26の軸心に形成された内孔部略後端に受け座26dと更に後端に貫通して通気口26eが設けられ、その受け座26dに密接するように弁体27がスプリング28で押圧され、そのスプリング28の前端に当接して圧入筒29が継ぎ手26の前端側内孔に固着されて、圧入筒29の後端部30と受け座26dとの間に弁室が形成されると共に、圧入筒29の軸心には弁室に連通する貫通孔が設けられて、弁機構部が構成されている。尚、ノック機構部については実施例1とほぼ同様に構成されている。また、弁機構部とノック機構部とで構成されるポンピング式の加圧機構の基本構成を上記で説明したが、弁機構部やノック機構部は設計都合によって種々の形態が採用可能である。
(作用)
先ず、ボールペン1のポンピング式の加圧機構の作用について説明する。
図2に示す状態からノック棒17の後端を押圧して前進すると、図3に示すように、シールリング18の外周部がリング13kの内周部に密接した時点で空間部20が外気と遮断されると共に、ノック棒17が更に前進することによってシールリング18の外周部がリング13kの内周部に密接して摺動し、空間部20の縮小と共に内圧が上昇する。また、ノック棒17を前進して空間部20を適宜圧縮した状態で、弁体15の受け座14bとの密接状態が解除されるようにノック棒17の前端に設けられた凸部17fが弁体15の後端に当接し、加圧された空気が弁体の前方に押し込まれることによって、フォロア11の後端が加圧される。
また、適正な加圧力が設定可能である。
その場合、シールリング18の外周部が後軸筒13の内周部全周に密接する時の空間部20の容積とノック棒17の前端に設けられた凸部17fが弁体15の後端に当接した時の空間部の容積を幾らにするか、シール部のリーク値などを勘案して設定することが可能となる。また、凸部17fで弁体15の後端に当接することによって、弁体15を押圧するスプリング16の強さが所定の強さより強い方にばらついても所定の加圧力が設定可能である。
また、上記の状態からノック棒の摘み部17bを一方に回転すると、ノック棒の突部17aが傾斜状のスリット部13mに案内されて、溝部13lに係止される。(図5参照)また、この状態は図4に示される。
このとき、シールリング18は後軸筒の内周部13iに位置しており、弁体15の前方から外気に連通する通気路が形成され、フォロア11の後端は外気と通気した状態に維持される。
次に、ボールペン1の筆記機構部の機能について説明する。
図3に示す、フォロア11の後端が加圧された状態に於いて、筆記しない状態ではスプリング9の押圧で先端ボール7cがチップ抱持部の内縁に密接されるのでインキ10の直流及び逆流が防止される。また、筆圧により先端ボール7cが微小に後退するので隙間を生じ、更にフォロア11の後端が加圧されることによって押圧スプリング8が僅かに圧縮されて弁体受け座4aと弁体6との間に隙間を生じてインキが流出可能となり、筆記に伴う負圧と併合してインキが流出可能となる。尚、フォロア11の後端が所定圧以上に加圧された状態では弁体受け座4aと弁体6との間に隙間が生じた状態を維持するようになしてもよい。また、フォロア棒は、インキ収容部が大径である場合に使用される。
即ち、グリース状のフォロアは、インキ収容部が大径の場合に衝撃などの影響で変形を受け破壊されやすいという問題がある。フォロア内にフォロアと略同等の比重を有する樹脂製のフォロア棒を浸漬させることにより剛性を上げることが可能となる。
また、携帯時には、図5に示すようにフォロア11の後端が外気と通気した状態に設けることによって、押圧スプリング8によって弁体6が弁体受け座4aに密接するのでインキの直流及び逆流は確実に防止可能となる。
また、落下、ノック衝撃や過酷な筆記状態で万一先端ボールがチップから脱落してしまった場合でも、インキのボタ落ちが保持されるのでインキがたれて周囲を汚すなどの危険が最小限に回避される。
また、上述した実施例に於いて、先端ボールの背面に弾性体を設けてチップのボール抱持部の内面に密接するように設けているが、弾性体は必ずしも設けなくてもよい。また、チップ内孔にインキを誘導及び貯溜するための芯体を設けてもよい。
(他の実施形態)
また、図8は他の実施形態であるボールペン32の前軸筒34を示しており、このボールペンはチップ7後端の導孔36の後方に弁部材35が配設されてなる。
当該弁部材35は、天然ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、その他合成ゴムなど、連続気孔を有した弾性の多孔質体で、圧力が掛からない状態では少なくとも前後端に貫通してインキを疎通可能とする気孔が無く、所定以上の加圧が掛かった時に気孔が貫通してインキが疎通可能となるようになされている。
また、弁部材35は、連続気孔を有した硬質の焼結体、押出し成形等で軸方向に針葉状の複雑な毛細管が形成される所謂プラ芯、繊維集合体、などと同等のものであるが、インキの流出機能としての毛管作用に依存しないものとする。すなわち、インキの濡れを低下させ、(例えば、インキの表面張力より小さく、インキをはじく状態となるようにペン芯の材質選定や表面処理が施される。)弁部材35をインキが疎通する為には所定の加圧力以上が必要となるようになされている。
この弁部材35を使用すれば、スプリング9の押圧が無い場合でも、フォロアの後端が加圧されない状態ではインキ10の疎通が遮断されるので筆記先端部からのインキの直流が防止できる。従って、携帯時などボールペンの未使用時に於いて、弁部材の遮蔽によってインキが吹出て周囲を汚損する等の問題が回避可能となる。
本発明の実施例1であるボールペンの前軸筒側(筆記機構部)の要部を示す縦断面図である。 実施例1であるボールペンの前軸筒側後方部と後軸筒側(加圧機構)を示す縦断面図である。 実施例1であるボールペンの加圧機構部の作動状態を示した断面図である。 実施例1であるボールペンの加圧が解除された状態を示した断面図である。 図4の状態に維持される為、ノック棒の突部が後軸筒の溝部に係止された状態を示す図である。 実施例2であるボールペンの前軸筒側後方部と後軸筒側(加圧機構)を示す縦断面図である。 実施例3であるボールペンの前軸筒側後方部と後軸筒側(加圧機構)を示す縦断面図である。 本発明の更に他の実施形態であるボールペンの前軸筒側(筆記機構部)の要部を示す縦断面図である。
符号の説明
1 ボールペン
2 前軸筒
2a 段部
2b 雌螺子部
3 先軸部
3a 内孔
3b 段部
4 受け部材
4a 弁体受け座
4b 凸部
4c 係止部
4d 導孔
5 弁室
6 弁体
7 チップ
7a チップ内孔
7b 軸部
7c 先端ボール
8 押圧スプリング
9 スプリング
9a 棒軸部
10 インキ
11 フォロア
12 フォロア棒
13 後軸筒
13a 段部
13b スリット部
13c テーパー状のスリット部
13d 後段部
13e 内段部
13f 内段部
13g 雄螺子部
13h シール部
13i 内周部
13j 前段部
13k リング
13l 溝部
13m 傾斜状のスリット部
14 ブッシュ
14a 後端部
14b 受け座
14c 通気口
15 弁体
16 スプリング
17 ノック棒
17a 突部
17b 摘み部
17c 溝部
17d 軸部
17e 凹部
17f 凸部
18 シールリング
19 ノックスプリング
20 空間部
21 前軸筒
24 フォロア
25 後軸筒
25a 内周部
25b 内周部
26 継ぎ手
26a 後軸部
26b 雌螺子部
26c 鍔部
26d 受け座
26e 通気口
26f シール部
27 弁体
28 スプリング
29 圧入筒
30 後端部
31 ノック棒
32 ボールペン
33 先軸部
34 前軸部
35 弁部材
36 導孔

Claims (3)

  1. 先端にボールペンのチップと、チップ後端へのインキの疎通を遮断可能とする弁部を有し、弁部後方のインキ収容部にインキとインキの後端にインキと追随するフォロアが充填されてなるボールペンに於いて、
    前記フォロアの後方に所定圧で前記弁部のインキの疎通を可能とするポンピング式の加圧機構が設けられてなるボールペン。
  2. 先端ボールがチップ先端のボール抱持部の内縁に密接し、筆記時に密接状態が解除されるように先端ボールの背面を押圧する弾発体がチップ内孔に配設されてなる請求項1に記載のボールペン。
  3. ポンピング式の加圧機構は、フォロアの後方で外周部が軸筒の内周部に密接し、前後退可能に軸筒に係止されるノック機構部と、そのノック機構部の前方に加圧空気を疎通させる弁機構が設けられて、ノック機構部を前進させた時にノック機構部の前端と弁機構部の後端との間に形成される空間部が圧縮されてフォロアの後端が加圧されるように構成されてなる請求項1に記載のボールペン。




























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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015229254A (ja) * 2014-06-03 2015-12-21 三菱鉛筆株式会社 筆記具

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