JP2005059315A - ボールペンチップ - Google Patents

Abstract

【課題】
金属細管を用いて形成され、かつ極小径のボールが使用されるボールペンチップにおいて、金属細管の先端部を、切削抵抗による倒れ等に対して強い形状とすることで、定規を当てて線を引きやすいという特徴を失することなく、前記倒れ等を防止し、安定した品質のボールペンチップを提供する。
【解決手段】
外径０．５ｍｍ以上の金属細管の一端の外周を切削加工又は絞り加工により小径部とし、この小径部の先端近傍部においてこの一端から等距離にある複数箇所を内方に押圧変形して内方突起を形成したホルダーと、前記内方と前記一端との間に挿入される直径０．２９ｍｍいかのボールとを備えるとともに,前記一端の辺縁を内側にカシメ加工することによりカシメ部を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属細管を用いて形成されるボールペンチップに関する。

従来、金属細管をホルダーに加工したボールペンチップは種々のものが提供されている。

このようなボールペンチップとして、この金属細管の先端近傍の複数箇所を内方へ押圧変形させて形成した内方突起をボールの受座としたものがある。そして、受座にボールを挿入して、この金属細管の先端を内方に押圧変形させカシメ部を形成する。この受座とカシメ部とによって、ボールが、脱落することなく回転自在に抱持される。

上記のようなボールペンチップとしては、下記の特許文献１及び特許文献２に示すようなものが知られている。
特開昭５３−８２５３２号公報 特開２００２−４６３８４号公報

ボールペンチップには、いわゆる砲弾型とパイプ型とがある。

砲弾型のボールペンチップは、中実丸棒から切削によってボールハウス、インク流通孔、インク流通溝等を形成するため、ボールペンチップの外径を大きくする必要があった。

これに対し、パイプ型のボールペンチップは、インク流通用のバック孔を加工する必要が無く、ボールペンチップの外径を小さくすることが可能となる。よって、ボールペンに前記チップを搭載して筆記すると、筆記時に文字が見やすく、定規を当てて線を引きやすくなる。その反面、筆記荷重によってチップが曲がりやすいという問題があり、また、チップ外周のテーパー切削工程においても切削抵抗による倒れによりテーパー先端部の寸法が安定しないという弊害も生じていた。テーパー先端部の寸法が安定しないと、量産時においてカシメ工程が不安定となる。これにより、書き味やインク流出量がボールペンチップごとに異なることがあり、同じボールペンでも品質のばらつきが生じることとなっていた。

ここで、筆記荷重によりチップが曲がりやすいことへの対策としては、チップが継ぎ手から露出している長さを短くする事やチップ外周に曲がり防止の保護部材を設置する事が行われてきた。しかし、これらの対処法では、パイプ型ボールペンチップが有する、文字が見やすく、定規を当てて線をひきやすいという特徴を阻害することとなっていた。

また、切削抵抗による倒れへの対策としては、テーパー角度を鈍角にすることで切削抵抗を減らす事が行われてきたが、この対処法では、テーパー角度とカシメ角度の差が少なくなり、カシメ工程で、ボールの抱持が安定しないという問題があった。

特に、極小径（特に径0.29mm以下）のボールを使用したボールペンチップでは、先端近傍の加工寸法も小さくする必要があることから外周テーパーの切削量を多くするか、金属細管の外形寸法を小さくする必要があり、上記対策が困難な状況であった。

よって、本発明は、極小径のボールが使用されるボールペンチップにおいて、金属細管の先端部を、切削抵抗による倒れ等に対して強い形状とすることで、定規を当てて線をひきやすいという特徴を失することなく、前記倒れ等を効果的に防止し、安定した品質のボールペンチップを提供することを第１の課題とする。

さらに、本発明は、極小径のボールが使用されるボールペンチップにおいて、金属細管の先端部を、切削抵抗による倒れ等に対して、さらに強い形状とすることで、前記倒れ等をさらに強力に防止し、安定した品質のボールペンチップを提供することを第２の課題とする。

さらに、本発明は、極小径のボールが使用されるボールペンチップにおいて、金属細管の先端部を、切削抵抗による倒れ等に対して強い形状とするとともに、金属細管の材質をより硬度の高いものとして、前記倒れ等を効果的に防止し、安定した品質のボールペンチップを提供することを第３の課題とする。

（第１の発明）
前記の第１の課題に鑑み、本発明のうち第１の発明に係るボールペンチップは、外径０．５ｍｍ以上の金属細管の一端の外周を切削加工又は絞り加工により小径部とし、この小径部の先端近傍部においてこの一端から等距離にある複数箇所を内方に押圧変形して内方突起を形成したホルダーと、前記内方と前記一端との間に挿入される直径０．２９ｍｍ以下のボールとを備えるとともに、前記一端の辺縁を内側にカシメ加工することによりカシメ部を形成したことを特徴とする。

第１の発明における金属細管の材質は、オーステナイト系ステンレス鋼が望ましい。特に、その炭素含有量が0.03%以下であるもの（たとえばＳＵＳ３１６Ｌなど）が望ましい。

また、ボールの材質は、たとえば、超硬合金、ステンレス鋼、セラミック等が望ましい。

内方突起の形成は、たとえば、先端が球形状のパンチングツールを用いて行うことができる。また、内方突起の個数は３個が望ましい。

また、ボール径は、製造工程が著しく困難となるため、実質的には0.1mmを下限とするのが望ましい。

カシメ加工は、たとえば、ローラーを用いたスピニング加工として行うことができる。

金属細管の外周の加工は、たとえば、ターニングバイトを用いた切削加工として行うことができ、また、切削ではなく、ローラーを用いた絞り加工として行うこともできる。

上記により、直径0.29mm以下のボールを収容する金属細管製のボールペンチップにおいて、金属細管の先端部の外周を切削加工又は絞り加工により小径部とする事により、切削抵抗による倒れ等が効果的に防止されることとなっている。

（第２の発明）
前記の第２の課題に鑑み、本発明のうち第２の発明に係るボールペンチップは、外径０．５ｍｍ以上の金属細管の一端の外周を２段階以上の切削加工又は絞り加工により小径部とし、この小径部の先端近傍部においてこの一端から等距離にある複数箇所を内方に押圧変形して内方突起を形成したホルダーと、前記内方と前記一端との間に挿入される直径０．２９ｍｍ以下のボールとを備えるとともに、前記一端の辺縁を内側にカシメ加工することによりカシメ部を形成したことを特徴とする。

第２の発明における金属細管、ボールの材質及びボール径の下限、並びに内方突起の形成、カシメ加工については、前記第１の発明と同様である。

また、金属細管の外周の加工により２段階以上の小径部を形成するが、すべての小径部を切削加工のみ又は絞り加工のみで形成してもよく、また、切削加工と絞り加工を適宜組み合わせて形成してもよい。

上記により、直径0.29mm以下のボールを収容する金属細管製のボールペンチップにおいて、金属細管の先端部の外周を２段階以上の切削加工又は絞り加工により小径部とする事により、切削抵抗による倒れ等が効果的に防止されることとなっている。

（第３の発明）
前記の第３の課題に鑑み、本発明のうち第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の特徴に加え、前記金属細管は、ビッカース硬度が３５０以上であるオーステナイト系ステンレスによって形成されることを特徴とする。

上記により、金属細管の材質を従来使用しているものより硬度が高いものとして、前記倒れ等を効果的に防止し、安定した品質のボールペンチップを提供することが可能となっている。

本発明は、以下に記す効果を奏する。

すなわち、本発明のうち第１の発明は、極小径のボールが使用されるボールペンチップにおいて、金属細管の先端部を、切削抵抗による倒れ等に対して強い形状とすることで、定規を当てて線をひきやすいという特徴を失することなく、前記倒れを効果的に防止し、安定した品質のボールペンチップを提供することが可能となる。

また、本発明のうち第２の発明は、極小径のボールが使用されるボールペンチップにおいて、金属細管の先端部を、切削抵抗による倒れ等に対して、さらに強い形状とすることで、前記倒れ等をさらに強力に防止し、安定した品質のボールペンチップを提供することが可能となる。

また、本発明のうち第３の発明は、極小径のボールが使用されるボールペンチップにおいて、金属細管の先端部を、切削抵抗による倒れ等に対して強い形状とするとともに、金属細管の材質をより硬度の高いものとして、前記倒れ等を効果的に防止し、安定した品質のボールペンチップを提供することが可能となる。

以下、本発明に係るボールペンチップ及びその製造方法の１の実施の形態を、図示例と共に説明する。

図１及び図２は本実施の形態に係るボールペンチップ10の正面図、図３は、このボールペンチップ10の先端部分の平面図、図４から図１１までは、このボールペンチップ10の製造工程を示す正面図である。

（１）ボールペンチップ10
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るボールペンチップ10は、ホルダー20と、ボール30とを備えている。

（１−１）ホルダー20
前記ホルダー20は、ボール30を保持するための構造である。

このホルダー20は、炭素含有量0.03%以下であって、ビッカース硬度350以上のオーステナイト系ステンレス鋼製の金属細管によって形成されている。この金属細管の外径は、0.5mm以上である。

また、このホルダー20は、ボールペンに組み込む際に後端側に位置する円筒状の基部28と、ボールペンに組み込む際に先端側に位置し、この基部28よりも小径となる円筒状の第１小径部29aと、さらに、第１小径部29aよりも先端側に位置し、この第１小径部29aよりも小径となる円筒状の第２小径部29bとを有している。

また、前記基部28の内部空間は、インク誘導孔27となっている。

また、前記第２小径部29bの先端部分は、円錐状のカシメ部21となっている。また、この第２小径部29bにおいて、カシメ部21から所定距離の位置には、その内方へ向けて突出する３個の内方突起22が形成されている。また、第２小径部29bの内部空間は、ボール30が収容されるボールハウス23となっている。

また、前記第２小径部29bは、そのカシメ部21近辺の外周に、円錐状のテーパー部25を有している。

（１−２）カシメ部21
前記カシメ部21は、ボールハウス23に収納したボール30を先端側から支持するための構造である。

このカシメ部21は、第２小径部29bの先端部分に設けられている。

また、このカシメ部21は、円錐面状に形成され、その内径は、ボール30がボールハウス23から落ちないようにするため、ボール30の直径よりも小さくなるように形成されている。

（１−３）内方突起22
前記内方突起22は、ボールハウス23に収納したボール30を後端側から支持するための構造である。

この内方突起22は、第２小径部29bの所定位置であって、カシメ部21から所定距離の位置に合計３個設けられている。

また、これら３個の内方突起22は、ホルダー20の中心からみて放射状に設けられている。

また、各内方突起22は、ホルダー20の内方へ向けて突出している。これにより、ボール30が、ボールハウス23からインク誘導孔27へ落ちないようにするため、内方突起22の内接円の直径が、ボール30の直径（Ｄ）よりも小さくなるようにしている（図３（Ａ）及び（Ｂ）参照）。

また、各内方突起22は、そのボールハウス23側の面に、ボール30と接する部分であるボール受座24を有している。

（１−４）ボールハウス23
前記ボールハウス23は、ボール30を収納するための構造である。

このボールハウス23は、カシメ部21と各内方突起22との間の内部空間をいう。

また、このボールハウス23は、その内径が、ボール30の直径よりもわずかに大きくなるように形成されている。

（１−５）テーパー部25
前記テーパー部25は、筆記の際にホルダー20が筆記面に接触しないようにするための構造である。

このテーパー部25は、第２小径部29bのカシメ部21近辺の外周に、カシメ部21と連続するようにして設けられ、先端側から後端側へかけて外径を次第に大きくする円錐面状に形成されている。

（１−６）インク誘導孔27
前記インク誘導孔27は、ボールハウス23に収納したボール30にインクを供給するための構造である。

このインク誘導孔27は、材料となる金属細管の内部空間として形成され、ホルダー20の後端からボールハウス23まで連絡している。

（１−７）小径部29
前記小径部29は、筆記時における、文字の見やすさや定規を用いての描線のしやすさを失わず、テーパー工程における、切削抵抗による倒れを防止するための構造である。

この小径部29は、基部28の先端側に位置し、この基部28よりも小径となる円筒状に形成されている。

また、この小径部29は、本発明の実施の形態では第１小径部29a及び第２小径部29bの２つ設けているが、１つの小径部のみを設けることも可能であり、又は３つ以上の小径部を設けることも可能である。

（１−８）ボール30
前記ボール30は、筆記面にインクを塗布するための構造である。

このボール30は、超硬合金によって形成されている。また、このボール30の直径（Ｄ）は0.29mm以下である。

また、このボール30は、所定のボール出寸法の分だけ、カシメ部21からホルダー20の外部に突出させるようにしてボールハウス23に収納される。そして、カシメ部21と各内方突起22とに支持されることにより、ホルダー20の先端側で回転自在に保持されている。

また、ボール30とカシメ部21との間には、クリアランス26と呼ばれる微小な間隙が設けられている。このクリアランス26が、筆記時におけるインクの通路となっている。

そして、ボール30の回転に伴って、ボール30の表面に付着したインクが筆記面に転写されることにより、筆記面に描線が描かれる。

（２）ボールペンチップ10の製造方法
次に本実施の形態に係るボールペンチップ10の製造方法について説明する。

本実施の形態に係るボールペンチップ10の製造方法は、絞り工程、切削工程、外周切削工程、押圧工程、仕上げ工程及びカシメ工程を含む。

図４は、加工前のホルダー20の先端側を示す。このホルダー20は、所定寸法の外径（Ａ、ただしＡ≧0.5mm）及び内径（Ｅ）を有している。

（２−１）絞り工程
前記絞り工程は、ホルダー20の先端側に第１小径部29aを設ける工程である。

具体的には、図５に示すように、ホルダー20の先端から所定距離（Ｊ）にローラー50で絞り加工を施すことにより、ホルダー20の先端側に第１小径部29aが形成される。そして、ホルダー20の第１小径部29a以外の部分は基部28とされる。

（２−２）切削工程
前記切削工程は、第１小径部29aの内周面を切削により浚う工程である。

具体的には、図６に示すように、第１小径部29aの内周面をドリル70で所定寸法の内径（Ｋ、ただしＫ＜Ｅ）となるように切削することにより、第１小径部29aの内周面が浚われる。

（２−３）外周切削工程
前記外周切削工程は、第１小径部29aの先端側に第２小径部29bを設ける工程である。

具体的には、図７に示すように、第１小径部29aの先端側の外周面を、テーパーバイト等の切削具を用いて円錐状に切削することにより、第１小径部29aの先端側に第２小径部29bが形成される。

（２−４）押圧工程
前記押圧工程は、第２小径部29bの所定位置に押圧加工を施すことにより、第２小径部29bの所定位置に３個の内方突起22を設ける工程である。

具体的には、図８に示すように、第２小径部29bにおけるホルダー20の先端から所定距離（Ｌ、ただしＬ＜Ｊ）の３箇所の外周面に、先端が球形状のパンチングツールを用いた押圧加工を施すことで、ホルダー20の内方へ向けて突出する３個の内方突起22が設けられる。これら３個の内方突起22は、ホルダー20の中心からみて放射状に設けられる。

次に、図９に示すように、ホルダー20の先端の外周をテーパーライトを用いて円錐状に切削して、テーパー部25を設ける。

（２−５）仕上げ工程
前記仕上げ工程は、内方突出部の先端側の面及び内方突出部から先端にかけての内周面を、図１０に示すようにドリル80を用いて、所定寸法（ただし、Ｋより大、かつ、Ｄより大）の内径となるように切削する工程である。

この工程により、各内方突起22より先端側の第２小径部29bが、ボールハウス23となり、また、各内方突起22の先端側の面が、ボール受座24となる。さらに、各内方突起22より後端側のホルダー20内部がインク誘導孔27とされる。

（２−６）カシメ工程
前記カシメ工程は、ボールハウス23にボール30を挿入した後に、ホルダー20の第２小径部29bの端部にカシメ部21を設ける工程である。

具体的には、まず、図１１に示すように、ボールハウス23にボール30を挿入する。その後に、テーパー部25の先端にローラーを用いてカシメ加工を施してカシメ部21を設けることで、図１に示すボールペンチップ10が形成される。

（その他）
小径部29の形成は、上述の如く、絞り工程及び外周切削工程により行われる。

ここでは、絞り工程にて第１小径部29aを形成した後、切削工程にて第１小径部29aの内周面を切削により浚い、さらにその後、外周切削工程により第２小径部29bを形成しているが、この工程順に限られるものではない。たとえば、外周切削工程により第１小径部29aを形成した後、絞り工程により、さらに第２小径部29bを形成することも可能である。但し、かかる場合は、絞り工程を行った後に切削工程にて第２小径部29bの内周面を浚う必要がある。

本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの正面図である。なお、ホルダーを断面で示している。 本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの正面図である。 本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの先端部分の正面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。なお、Ａにおいてはホルダーを断面で示している。また、Ｂにおいてはボールを除いた状態を示している。 本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの製造工程を示す正面図である。なお、ホルダーを断面で示している。 本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの製造工程を示す正面図である。なお、ホルダーを断面で示している。 本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの製造工程を示す正面図である。なお、ホルダーを断面で示している。 本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの製造工程を示す正面図である。なお、ホルダーを断面で示している。 本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの製造工程を示す正面図である。なお、ホルダーを断面で示している。 本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの製造工程を示す正面図である。なお、ホルダーを断面で示している。 本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの製造工程を示す正面図である。なお、ホルダーを断面で示している。 本発明の１の実施の形態に係るボールペンチップの製造工程を示す正面図である。なお、ホルダーを断面で示している。

符号の説明

10 ボールペンチップ
20 ホルダー 21 カシメ部
22 内方突起 23 ボールハウス
24 ボール受座 25 テーパー部
26 クリアランス 27 インク誘導孔
28 基部 29 小径部
29a 第１小径部 29b 第２小径部
30 ボール 31 段状部
50 ローラー 70、80 ドリル

Claims (3)

1. 外径０．５ｍｍ以上の金属細管の一端の外周を切削加工又は絞り加工により小径部とし、
   この小径部の先端近傍部においてこの一端から等距離にある複数箇所を内方に押圧変形して内方突起を形成したホルダーと、
   前記内方と前記一端との間に挿入される直径０．２９ｍｍ以下のボールとを備えるとともに、
   前記一端の辺縁を内側にカシメ加工することによりカシメ部を形成したことを特徴とするボールペンチップ。
2. 外径０．５ｍｍ以上の金属細管の一端の外周を２段階以上の切削加工又は絞り加工により小径部とし、
   この小径部の先端近傍部においてこの一端から等距離にある複数箇所を内方に押圧変形して内方突起を形成したホルダーと、
   前記内方と前記一端との間に挿入される直径０．２９ｍｍ以下のボールとを備えるとともに、
   前記一端の辺縁を内側にカシメ加工することによりカシメ部を形成したことを特徴とするボールペンチップ。
3. 前記金属細管は、ビッカース硬度が３５０以上であるオーステナイト系ステンレスによって形成される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。