JP2005131901A - ボールペン - Google Patents

Abstract

【課題】 金型加工や成形方法を複雑にすることなく得られるホルダーをインキ収容管に嵌合接続した状態で、充分なシール性を確保でき、インキ漏れ等を生じることのないボールペンを提供する。
【解決手段】 インキを収容するインキ収容管に、ボールペンチップを保持するホルダーを圧入してなるボールペン。前記ホルダーが、ボールペンチップを保持する保持部と、インキ収容管と接続する接続部とからなる。前記接続部内に円筒部材を圧入することにより接続部が変形して外周に膨出部が形成される。前記膨出部がインキ収容管の内面と嵌合する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ボールペンに関する。更には、インキを収容するインキ収容管に、ボールペンチップを備えたホルダーを圧入して接続するボールペンに関する。

従来より、インキを収容するインキ収容管に、ボールペンチップを備えたホルダーを圧入して接続するボールペンにおいては、インキ収容管とホルダーを接続する手段として、ホルダーの接続部分の外径をインキ収容管の内径より若干大きくし、該接続部分全面で嵌合する手段（面嵌合）により気密が取られた状態で接続されている。また、前記接続方法よりも更に嵌合力を上げる目的で、ホルダーの接続部分の外周に環状の突部を形成したものが開示されている（例えば、特許文献１）。
実開平６−２３７８８号の明細書及び図面

前記面嵌合により接続する場合、嵌合部分の面積が広いため、成形寸法のばらつきにより嵌合力が大きく変化してしまうので、ホルダーを精密に成形する必要があり、金型のコストや成形コストが高くなる。また、前記特許文献１で開示されるような環状の突部を形成して接続する場合、ホルダー成形時に、金型から成形されたホルダーを抜き取る際に前記環状の突部がアンダーカットとなる。そのために、成形物の環状の突部や金型自体が欠けてしまう等の不具合が生じるので、金型加工や成形方法が複雑になる。更に、前記ホルダーはいずれも樹脂製であるため、金属製のインキ収容管と嵌合した場合、経時により、嵌合力で樹脂が変形（クリープ変形）してしまい、シール性（液密性）が低下してインキ漏れを起こすことがある。

本発明は、前記従来の問題点を解決するものであって、金型加工や成形方法を複雑にすることなく得られるホルダーをインキ収容管に嵌合接続した状態で、充分なシール性を確保でき、インキ漏れ等を生じることのないボールペンを提供するものである。

本発明のボールペンは、インキを収容するインキ収容管に、ボールペンチップを保持するホルダーを圧入してなるボールペンであって、前記ホルダーが、ボールペンチップを保持する保持部と、インキ収容管と接続する接続部とからなり、前記接続部内に円筒部材を圧入することにより接続部が変形して外周に膨出部が形成され、前記膨出部がインキ収容管の内面と嵌合することを要件とする。更に、前記円筒部材の軸方向の長さが前記円筒部材の外径より長いこと、前記円筒部材の外周に、環状突部を設けること、前記膨出部が、前後両端に角部を有しない突曲面形状であることを要件とする。更には、前記ホルダー内に弁体を配置し、前記円筒部材が弁体と当接可能な弁座となることを要件とする。
尚、本発明において、「前」とはボールペンチップ側を指し、「後」とはインキ収容管側を指す。

本発明の請求項１により、ホルダーが金型加工や成形方法を複雑にすることなく成形でき、該ホルダーとインキ収容管との嵌合において、充分なシール性を確保できるボールペンを提供できる。

本発明の請求項２により、組立時に円筒部材が傾いたり横転することなく常に一定の向きでホルダー内に投入でき、組立性を向上できる。

本発明の請求項３により、ホルダー外周に嵌合用の突出部分を確実に形成でき、経時後も強い嵌合力と充分なシール性を確保できる。

本発明の請求項４により、ホルダーをインキ収容管内に圧入する際に大きな抵抗を感じることなく圧入できる。

本発明の請求項５により、嵌合部分で充分なシール性を確保できると共に、弁機構によりインキの逆流を防止できる。

本発明の請求項１に記載のボールペンは、インキを収容するインキ収容管と、該インキ収容管と接続する接続部とボールペンチップを保持する保持部とを有するホルダーと、該ホルダー内に圧入される円筒部材とからなる。前記接続部内に円筒部材を圧入することにより接続部が変形し、接続部外周に軸方向の孔を有する環状の膨出部が形成される。前記膨出部がインキ収容管の内面と嵌合することにより、ホルダーがシール性を確保した状態で接続される。

前記ホルダーは、前方にボールペンチップを保持するための保持部を有すると共に、後方にインキ収容管と接続するための接続部を有する樹脂成形物である。
前記保持部には、ボールペンチップを、直接接続してもよいし、接続部材を介して接続することもできる。
前記接続部は、インキを誘導するインキ流通路が内部に設けられた薄肉筒状部であり、該薄肉筒状部内（インキ流通路内）に、インキ導入孔を備えた円筒部材が圧入される。それにより、接続部の円筒部材を圧入された部分が外方に膨張して、前後両端を角部を有しない曲面状とした環状突部である嵌合用の膨出部が形成される。前記膨出部がインキ収容管内面と嵌合することにより、充分なシール性を確保した状態で接続できる。また、膨出部の形状を前記のようにすることで、インキ収容管内に接続部を圧入する際、インキ収容管前端に引っ掛かることなく挿入できると共に、圧入時に大きな抵抗を感じることなく圧入できる。
特に、前記インキ収容管が金属製である場合、樹脂部材であるホルダーの接続部が経時により若干変形（クリープ変形）しても、圧入された円筒部材により膨出部を維持できるので、ホルダーが容易に外れることのない強い嵌合力と、充分なシール性を確保できる。

前記円筒部材は、ホルダーの接続部内に圧入できる大きさ（外径）で、軸方向に形成されるインキ導入孔を有するものであればどのようなものでもよいが、樹脂や金属等の比較的硬質な材料により形成することが好ましい。特に、樹脂成形物である場合には、インキ導入孔に補強部を設けて強度を増し、変形し難いものとすることもできる。

また、請求項２に記載されるように、前記円筒部材は、軸方向の長さを外径より長くすることにより、組立時にホルダー内に投入される円筒部材が横になったり、傾いたりすることなく、確実に一定方向で投入されるものとなり、組立時の不具合を解消できる。

請求項３に記載されるように、前記円筒部材の外周に軸方向に孔を有する環状突部を設けることにより、ホルダーの接続部外周に形成される膨出部に、より狭幅に突出した隆起部が形成される。前記隆起部により、インキ収容管内面と当接する面が更に小さくなるので、より嵌合力の強いものとなると共に、組立時、ホルダーをインキ収容管に圧入する際に必要とする圧入力を小さくできる。

また、請求項５に記載されるように、前記円筒部材がホルダー内に配置される弁体との当接によりインキ流通路を塞ぐ弁座となるような構成とすることもできる。その際、円筒部材前方に弁ボール等の弁体をインキ中で前後動可能に配設することで、ホルダー内に弁機構を設けることができ、ペン先からのエア混入によるインキの逆流を防止できる。更に、前記円筒部材の前方（弁体当接部分）は、弁体の形状に合わせた形状とすることも可能である。
その他筆記用ボールを前方に押圧するスプリングをボールペンチップ内に配設した場合には、前記スプリングの後端を円筒部材により保持すること、即ち円筒部材がスプリング係止機能を有することも可能である。

前記インキ収容管は、樹脂や金属等の比較的硬質な材料により形成され、ホルダーをぐらつくことなく保持できるものである。前記インキ収容管は、別途設けられる軸筒内に収容されるレフィール形態や、直接軸筒として使用できる形態として構成される。

前記レフィール形態としたインキ収容管は、キャップを備えた軸筒（所謂、キャップ式ボールペン）や、後端部を押圧することで回転カム等によりペン先が繰り出される出没式筆記具（所謂、ノック式ボールペン）、更には、複数のレフィールやシャープペンシルを収容し、回転又はスライド操作により、収容するいずれかのペン先を突出させる複式筆記具等に収容され実用に供される。

前記ボールペンチップとしては、金属製のパイプの先端近傍を外方より内方に押圧変形させ、形成したボール受け座を備えたボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、或いは、金属材料をドリル等による切削加工により形成したボール抱持部にボールを抱持してなるチップ等を適用できる。更に、前記チップに抱持するボールをバネ体により前方に付勢させたものも適用できる。
また、前記ボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック等からなるものが適用できる。

前記インキ収容管内に収容されるインキとしては、水性インキ又は油性インキのいずれであってもよい。また、前記インキ中に含まれる着色剤としては、酸性染料、塩基性染料、直接染料、一般顔料、蛍光顔料、アルミニウム等の金属粉、パール顔料、酸化チタン等の白色顔料、着色剤を樹脂で被覆したマイクロカプセル顔料、可逆熱変色性顔料が挙げられる。
更に、インキ中に剪断減粘性付与剤を添加することによりチクソトロピー性を付与することもできる。

また、前記インキの後端には、必要に応じてインキ追従体をインキ後端と接触するように配設できる。前記インキ追従体は高粘度流体からなり、難揮発性液体、或いは該難揮発性液体に適宜増粘剤を添加したものが使用でき、インキに対して比較的高い粘度と表面張力を有すると共に、インキの比重より低い比重を有するものが好適に用いられる。

本発明の実施例を以下の図面に従って説明する。
図１のボールペン１は、インキを収容するインキ収容管（軸筒）２と、該インキ収容管２と接続する接続部３１とボールペンチップ４を保持する保持部３２とを備えたホルダー３と、該ホルダー３内に圧入される円筒部材５と、該円筒部材５の前方に配設される弁ボール６とからなる。

前記インキ収容管２は、軸筒としての強度を有する肉厚で形成された、前後方向を開口したパイプ状金属部材であり、内部に剪断減粘性を有するインキ及びインキ追従体を内蔵し、後方端部に尾栓が圧入されている。前記インキ収容管２は、本実施例では軸筒として使用されるが、レフィール形態としても使用できる。その際、収容される筆記具の形態に合わせて、種々の材質、形状、大きさで構成できる。

前記インキ収容管２の前方開口部には、樹脂成形物であるホルダー３が接続されている。前記ホルダー３は、軸方向に貫通するインキ流通路３３が内部に形成されると共に、接続部３１及び保持部３２を備えている。

前記接続部３１は、ホルダー３の後方に位置し、外径がインキ収容管２の内径より小さく設定され、後端部分がテーパー状に形成された薄肉円筒状に成形されている。
また、インキ流通路３３の接続部３１前方部分には、弁体となる金属球状体（弁ボール６）が投入されている。更に、前記弁ボール６より前方のホルダー３内には段部３７が形成されており、ボールペンチップ４へのインキ供給が弁ボール６により妨げられないようになっている。
更に、前記接続部３１内の弁ボール６後方には、軸方向の長さ（高さ）が径方向の長さ（幅）より長く、前記弁ボール６の外径より小径であるインキ導入孔５１を備えた金属製の円筒部材５が圧入されている。前記円筒部材５の圧入により、接続部３１の円筒部材５周辺が変形し、接続部３１外周に前後両端を角部を有しない曲面状とした膨出部３４が環状に形成されている。そのため、インキ収容管２内に接続部３１を圧入する際、インキ収容管前端に引っ掛かることなく挿入でき、圧入時に大きな抵抗を感じることなく圧入できる。また、前記膨出部３４がインキ収容管２の内面と嵌合することにより、ホルダー３がシール性を確保した状態で接続される。更に、経時により接続部３１が変形（クリープ変形）しても、円筒部材５により、接続部３１が内側（インキ流通路３３方向）に変形することなく膨出部３４が維持されるため、充分な嵌合力とシール性を保つことができる。
また、前記円筒部材５の前方部分が弁ボール６に対する弁座５３となるので、前方（ボールペンチップ４側）からのインキの逆流を防止できるものとなる。更に、前記円筒部材５の弁ボール６との当接部（弁座５３）は、弁ボール６の形状に合わせた凹状とすることで、より優れた弁機構を形成することができる。
尚、本実施例では、接続部３１の外径がインキ収容管２の内径より小さく設定されているが、インキ収容管２内に圧入できる大きさとすることにより、接続部３１全体でインキ収容管２内面と嵌合することも可能である。その際、接続部３１全体と膨出部３４で嵌合できるので、より強い嵌合力が得られる。

前記保持部３２は、ホルダー３の前方に位置し、ステンレス製のパイプの先端近傍を外方より内方に押圧変形させ形成したボール受け座を備えたボール抱持部に、超硬合金からなるボールを抱持してなるボールペンチップ４の後方を圧入して保持している。更に、前後方向に開口するステンレス製の支持筒７内に、ボールペンチップ４の突出部分を挿入し、保持部３２を圧入することで、ボールペンチップ４が保持部３２から抜け難いものとすると共に、ボールペンチップ４の突出部分を支持し、筆記時にかかる筆圧によりボールペンチップ４が折れ曲がることを防止している。

図２のボールペン１は他の実施例を示す図であり、外周に環状突部５２を有する円筒部材５がホルダー３の接続部３１内に圧入されている。前記円筒部材５の圧入により、接続部３１の外周に環状の膨出部３４が形成されると共に、環状突部５２が位置する部分には、膨出部３４より狭幅で且つ外方向に突出した環状の隆起部３５が形成される。
前記環状突部５２により、ホルダー３の接続部３１外周に確実に嵌合用の突起を形成できると共に、前記隆起部３５により、ホルダー３がインキ収容管２の内面に嵌合する際、より狭い面で嵌合できる。そのため、ホルダー３が更に強い嵌合力と、より高いシール性を確保してインキ収容管２と接続される。

図３のボールペン１は、従来の技術を示す図であり、インキを収容するインキ収容管２に、保持部３２にボールペンチップ４を保持するホルダー３が、接続部３１を圧入することで接続されている。
前記接続部３１は、外径がインキ収容管２の内径より大きく設定され、後端部分がテーパー状に形成された薄肉円筒状に成形されている。前記接続部３１の外周全面（嵌合面部３６）がインキ収容管２内面に当接して嵌合される（所謂、面嵌合）ので、ホルダー３成形時における寸法のばらつきが嵌合力に大きな影響を及ぼすものとなる。そのため、ホルダー３の精密な成形が必要となると共に、接続部３１を圧入する際に強い押圧力が必要となる。また、インキ収容管２が金属製である場合、経時により接続部３１の嵌合面部３６が変形（クリープ変形）して嵌合力が弱くなってしまい、インキ収容管２とのシール性がとれなくなったり、インキ収容管２からホルダー３が容易に外れてしまうようになる。

本発明のボールペンの一実施例を示す縦断面図である。 他の実施例を示す縦断面図である。 従来の技術を示す縦断面図である。

符号の説明

１ ボールペン
２ インキ収容管（軸筒）
３ ホルダー
３１ 接続部
３２ 保持部
３３ インキ流通路
３４ 膨出部
３５ 隆起部
３６ 嵌合面部
３７ 段部
４ ボールペンチップ
５ 円筒部材
５１ インキ導入孔
５２ 環状突部
５３ 弁座
６ 弁ボール
７ 支持筒

Claims (5)

1. インキを収容するインキ収容管に、ボールペンチップを保持するホルダーを圧入してなるボールペンであって、前記ホルダーが、ボールペンチップを保持する保持部と、インキ収容管と接続する接続部とからなり、前記接続部内に円筒部材を圧入することにより接続部が変形して外周に膨出部が形成され、前記膨出部がインキ収容管の内面と嵌合することを特徴とするボールペン。
2. 前記円筒部材の軸方向の長さが前記円筒部材の外径より長いことを特徴とする請求項１記載のボールペン。
3. 前記円筒部材の外周に、環状突部を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールペン。
4. 前記膨出部が、前後両端に角部を有しない突曲面形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボールペン。
5. 前記ホルダー内に弁体を配置し、前記円筒部材が弁体と当接可能な弁座となることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のボールペン。

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