JP2005132050A - 加圧式のボールペン - Google Patents

Abstract

【目的】
初期筆記でとぎれやすいインキ、攪拌する必要が無く容器の側面を押圧する煩わしさの無い誤記等修正用インキを使用したボールペンなど、容易な加圧操作で提供可能とする。【構成】
先端にボールペンのチップを有し、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設けられ、更にその後方にポンピング式の加圧機構が設けられてなる加圧式のボールペンに於いて、ポンピング式の加圧機構は、軸筒の後端に設けられたノック機構部と、更にその前方でフォロアの後端に位置して設けられた弁機構部とで構成され、軸筒を前後に振ることによってノック機構部が前後に連動するように重りが配設されて、そのノック機構部の前進作動によって所定圧で弁機構部の前方に空気が押し込まれて、フォロアの後端が加圧されてインキのチップ側への流動性が支援可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、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、などの加圧式のボールペンに関する。

特開平８−５２４０７ 特表平７−５０６８６２ 特開２００１−１５０８６５ （特許文献１）従来、誤記等を修正するために白色顔料を用いた液体塗布具が知られている。また、白色顔料と溶剤が分離しやすい為にこの種の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、使用に際して振って攪拌する必要がある。また、インキを吐出する為に容器の側面を押圧して行うが、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。 （特許文献２） また、剪断減粘性を有するインキを使用して、攪拌しないですむものも知られているが、上向きで塗布したときにインキが逆流してインキ切れしやすい問題が存在する。 （特許文献３） また、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。 しかしながら、このものは加圧力を促進するために時々後端の加圧機構部をノックしなければならない。従って、筆記中あるいは塗布中に加圧が必要となった場合にはいちいち軸筒を持ち替えなければならず面倒である。

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。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。
特に、誤記等を修正するために白色顔料を用いた液体塗布具の場合には、インキの流量を多くすることや、乾燥による目詰まり排除などの理由で、筆圧によって先端ボールが後退する寸法が大きくとってあり、先端ボールの周面とチップのボール抱持部の内面との間の隙間が大きい。

本発明は、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し、攪拌する必要が無く、容器の側面を押圧する煩わしさの無い誤記等修正用のボールペンなどを加圧作用を利用して正常に筆記可能とするものであって、且つ、加圧操作が面倒なく行えることを課題とする。

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加圧式のボールペンは、先端にボールペンのチップを有し、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設けられ、更にその後方にポンピング式の加圧機構が設けられてなる加圧式のボールペンに於いて、ポンピング式の加圧機構は、軸筒の後端に設けられたノック機構部と、更にその前方でフォロアの後端に位置して設けられた弁機構部とで構成され、軸筒を前後に振ることによってノック機構部が前後に連動するように重りが配設されて、そのノック機構部の前進作動によって所定圧で弁機構部の前方に空気が押し込まれて、フォロアの後端が加圧されてインキのチップ側への流動性が支援されるように設けられてなる。

請求項２に記載の発明に係る加圧式のボールペンは、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するように先端ボールの背面にバネ圧が付与されると共に、インキ収容部には、沈降が防止されると共に流動性が極力損なわれないように配合されたインキが充填されてなる。

請求項３に記載の発明に係る加圧式のボールペンは、請求項１に記載のボールペンに於いて、加圧機構は、ノックスプリングによってノック棒が後軸筒に対して常時後方に附勢された状態で、且つ前後退可能に軸筒に係止されると共に、ノック棒の外周部が軸筒の内周部に密接するように設けられ、ノック棒を前進させた時に通気口とノック棒の前端との間に形成される空間部を圧縮して加圧するように設けられたノック機構部と、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なる。

請求項４に記載の発明に係る加圧式のボールペンは、請求項３に記載のボールペンに於いて、ノック棒を前進してノック機構部の前端と弁機構部との間に形成される空間部を適宜圧縮した状態で、弁機構が解放状態となるように弁機構に当接する凸部がノック棒の前端に設けられてなる。

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が加圧作用に支援されてインキがとぎれたり、目詰まりする問題が無く筆記可能であり、また、酸化チタン、高分子中空微粒子等の白色顔料とゲル化剤を含み、顔料の沈降が防止されると共に流動性が損なわれないように配合された白色顔料インキと、ポンピングによる加圧機構を設けることによって、従来のように白色顔料と溶剤とが分離するような問題がないのでインキを攪拌する必要がなく、筆記に際して容器の側面を押圧するようなこともない誤記修正用のボールペンが提供可能であり、しかも筆記中あるいは塗布中に圧力不足でインキの流出に支障が生じてもいちいち軸筒を持ち替えなくても軸筒を振るだけで加圧が促進されるので使い勝手が極めて良い。

図１乃至図６は本発明の実施例を示している。先ず、図１に示すように実施例の加圧式のボールペンは軸筒１、チップ６、弁体５、ブッシュ３、インキ９、フォロア１０、軸筒後端に設けられる弁機構部とノック機構部で構成され、筆記具の最終形態としては先軸部２にキャップ（図示せず）が被嵌される。（通常、筆記先端部出没式以外は、）
軸筒１は樹脂成形品（通常は透明樹脂）で、先方に先細状の先軸部２を一体に有している。また、先端より内孔２ａが形成され、内孔の後端には拡開した孔（弁室４となる）があり、その孔の前端に複数箇所でリブ２ｃが周設されている。

一方、ブッシュ３は、前面にテーパー状または球面状の弁体受け座３ａを有し、弁体受け座３ａの中心から後端に貫通した導孔３ｄが設けられている。また、外周部の前方に円周状に凸部３ｂが、後方に円周状または突条の係止部３ｃが形成されている。

ブッシュ３は軸筒１の後端から挿入され、軸筒内孔先方の段部１ａ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３ｂが密接し、更に係止部３ｃが後方の内孔面に食い付き状に係止する。
尚、軸筒の内孔面とブッシュ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、リブ２ｃの後端となる受け座２ｄとブッシュ３の前端となる弁体受け座３ａとの間に弁室４が形成される。尚、ブッシュ３を係止する前に球状の弁体５が挿入されて、弁室４内に弁体が遊嵌される。
尚、弁体は球状に限らず棒状のコマであってもよい。その場合、弁体の前方外周にインキを流通可能とする溝を形成すれば弁室４の前端に上記のリブ２ｃを特に設ける必要はない。

一方、チップ６はインキ流入可能なチャンネルを有した座に先端ボール７が略当接した状態で先端ボール７が回転自在に抱持されるようカシメられている。
また、チップ内孔６ａにスプリング８が内挿されチップ後方の軸部６ｂの後端が適宜カシメられてスプリング８の後端が抜出不能に設けられている。また、スプリング８の先方には直立状の棒軸部８ａが形成され、当該棒軸部８ａの先端が先端ボール７の背面に押圧状に当接している。尚、先端ボール７はその押圧でチップ６のボール抱持部の内縁に密接状態と成される。また、チップ６は先軸部２先端の内孔２ａに圧着される。

尚、スプリングの前面に先端ボール７の背面を押圧する押し部材を設けることも、また、上記棒軸部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。

また、先端ボール７がボール抱持部の内面に密接することはインキが高粘度であっても筆記先端の乾燥、インキの直流防止に対し極めて重要である。
即ち、本願のような誤記修正塗布用のボールペンはインキの吐出量を多くする為に、筆記用のボールペンに比較して先端ボールの後退する寸法を大きく設定されている。また、先端ボール７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。

以上により、チップ側が下向きの時に上記弁体５が上記リブ２ｃの受け座２ｄに当接して、インキが導孔３ｄ、弁室５、リブとリブとの間に形成される溝を通じてチップ内孔６ａから先端ボール７の背面まで導通する。

軸筒１は上記導孔３ｄ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白色顔料インキ９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１０が充填されている。
また、フォロアはインキと相溶性が無く又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１１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。

また、白色顔料インキ９は、酸化チタン、高分子中空微粒子等の白色顔料とゲル化剤を含み、顔料の沈降が防止されると共に流動性が極力損なわれないように配合された白色顔料インキである。また、インキは剪断減粘性を有しているので先端ボールの回転で粘度が低下するのと相まって隠蔽性の高い塗布が可能である。

次に、弁機構部について説明する。弁機構部は、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配設される。
ブッシュ１２は、軸心部に前端から孔が設けられ、その孔の後端にテーパー状または球面状の受け座１２ｃが形成されると共にやや小径と成した孔が後端まで貫通して通気口１２ｄが形成されている。また、前端の孔には、内方に向かって所要箇所で突出した段部１２ｂが設けられ、球状の弁体１３が受け座１２ｃに密接する状態に弁体と段部１２ｂとの間にスプリング１４が敷設される。
ところで、上記ブッシュ１２の段部１２ｂは、周囲にスリ割り部１２ａ等を設けて弾性変形可能とする片部に形成されており、軸筒１内に固定される前段階に於いて容易に弁体１３とスプリング１４を敷設することができる。

また、軸筒１の後端にはポンピング式のノック機構部が設けられる。ノック機構部の構成については以下に説明する。
先ず、軸筒１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１ｄが形成され、その前端に段部１ｅを有して軸方向前方所定長さのスリット部１ｃが形成されている。

ノック棒１５は、軸部１５ａ外周の略中間に突部１５ｂと軸部外周の略前端に周状の溝部１５ｃが設けられて、その溝部１５ｃ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１６が止着されている。シールリング１６は、機密性、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１５は、後端側から内孔部１５ｅが設けられて、その内孔部に重り１９が遊嵌されると共に、軸部後方に段部１７ａを有した天冠部１７が螺合等の手段で止着されている。また、重り１９は、内孔部１５ｅの軸方向に対し適宜間隔で前後動可能となされている。

ノック棒１５は、軸筒１の後端から挿入され、上記段部１７ａと軸筒１の後端との間にリターンスプリング１８が敷設されると共に、突部１５ｂが上記テーパー状のスリット部１ｄを弾性的に拡開して、突部１５ｂが段部１ｅの前面に係止され、リターンスプリング１８によって軸筒１に対しノック棒１５は常時後方に附勢される。また、ノック棒の軸部前方が軸筒１の後端孔に嵌入し、シールリング１６の外周部が後端孔の内周部１ｂに密接する。そのとき、シールリング１６は、上記スリット部１ｃの略前端にかかった状態に位置しており、従って軸筒の後端孔（空間部２０）は外気と連通している。
即ち、ノック棒１５の前進作動の直前において、空間部２０は外気と連通され、ノック棒が適宜前進した直後において外気と遮断され、空間部２０の縮小と共に加圧されるよう構成されている。詳細は作用で後述する。

（作用）
先ず、筆記しない状態ではスプリング８の押圧で先端ボール７がチップ抱持部の内縁に密接されるのでインキ９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７が微小に後退するので隙間を生じてインキが流出可能となり、筆記により先端ボール７の回転と共にインキが流出する。ところで、チップ６を上向きにした状態では、弁体５が弁体受け座３ａに密接して導孔３ｄを密閉するので、上向き筆記で先端ボール７背面のインキがなくなってもインキが逆流しない。従って、チップ６を下向きにした時にインキが即流出可能となり、インキのとぎれが抑制される。因みに弁体を有しない構造では、上向き筆記でインキのヘッドが逆流方向に作用するのでチップ内に空気を巻き込み下向き筆記で即インキが追随しない問題が起きる。また、上向き筆記の繰り返しで空気巻き込みが徐々に累積される問題がある。（加圧が解除された状況下に於いて、）

また、フォロア棒１１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１０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、先端ボール７は、常時ボール抱持部の内縁に密接しているので先端部位の乾燥で筆記掠れが防止される。また、先端ボール７と弁体５の共同作用で上向き筆記や衝撃が加わっても空気の巻き込みが緩和されるのでインキのとぎれが防止される。また、インキの直流及び逆流はスプリング８による先端ボール７への押圧で果たされるが、ボール抱持部の加工バラツキによる先端ボール７との密接不完全状態や、ボール抱持部と先端ボール７との隙間に固形物が付着した場合の密接不完全状態を補足して、インキの大きなヘッドを支えてインキの逆流を確実に防止することと、空気巻き込みの緩和をするよう共同する。

次に、ノック機構部と弁機構の作用を以下に説明する。
先ず図２に示すように、ノック棒１５がポンピング（前進作動）され、シールリング１６の外周部が軸筒のスリット部１ｃ前方の内周部１ｂに密接した時点で空間部１８が外気と遮断されると共に、ノック棒１５が更に前進することによってシールリング１６の外周部が軸筒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。その内圧の上昇によって所定圧で弁体１３が開き、空気が押し込まれることによってフォロアの後端が加圧されてインキのチップ側への流動性が支援される。そのことは、落下衝撃やインキの流動性の悪さ等に起因して先端ボールの周面からインキが離れてしまい連続的なインキの流出がとぎれるのを防止する作用ととぎれた時に回復する作用となる。
実施例に於いては、ノック棒１５の前端に凸部１５ｄが設けられており、空間部２０が適宜圧縮された状態で凸部１５ｄの前端が弁体１３に当接して弁体が開口するようになされている。従って、当接する位置を変えることによってフォロアの後端を加圧する所定圧を設定することが可能となる。

また、この操作は天冠部１７を指で押し下げることによって行えるが、軸筒１を振ることによって、重り１９の慣性力によってノック棒１５を前進させて空間部２０を圧縮させることが可能となされている。

また、図３は加圧式のボールペンの別の実施形態を示している。
上述したボールペンとの相違はインキの逆流を阻止する為の弁体とフォロア棒を有さないことである。即ち、弁体とフォロア棒は必須の構成要件としないものである。
上述したフォロア棒や弁体を有したインキの逆流防止構造は、インキ収容部が大径で逆流しやすい場合や、上向き筆記を繰り返した時や衝撃が掛かった時に性能を発揮するものであって構成要素として必須のものではなく、特に誤記修正用のボールペンは上向きに使用されることはまず無いので不要でもよい。
また、インキ収容部の内径が細い場合や、インキの粘性が高く、耐乾燥性に問題が無い場合などではフォロアやチップの先端ボールを押圧するスプリングを不要とすることも可能である。

また、図４は加圧機構の別の実施形態を示しており、重り２４の前端に弁体１３に当接する凸部２４ａが形成されている。
また、図５はノック棒２５の前端に凸部を有さないものを示している。
また、図６はノック棒２６自体が慣性力を発揮できる重りをかねた状態で示している。 尚、この場合、ノック棒の軸心部に重りを固定するように設けることもできる。

本発明の実施例である加圧式のボールペンの縦断面図で、チップが下向きの状態を示している。 本発明の要旨であるノック機構部と弁機構部の作動状態を拡大した断面図である。 本発明のボールペンの別の実施形態を示した縦断面図である。 本発明の要旨であるノック機構部と弁機構部の別の実施形態を示した断面図である。 ノック構部と弁機構部の更に別の実施形態を示した断面図である。 ノック機構部と弁機構部の更に別の実施形態を示した断面図である。

符号の説明

１ 軸筒
１ａ 段部
１ｂ 内周部
１ｃ スリット部
１ｄ テーパー状のスリット部
１ｅ 段部
２ 先軸部
２ａ 内孔
２ｂ 孔部
２ｃ リブ
２ｄ 受け座
３ ブッシュ
３ａ 弁体受け座
３ｂ 凸部
３ｃ 係止部
３ｄ 導孔
４ 弁室
５ 弁体
６ チップ
６ａ チップ内孔
６ｂ 軸部
６ｃ カシメ部
７ 先端ボール
８ スプリング
８ａ 棒軸部
９ インキ
１０ フォロア
１１ フォロア棒
１２ ブッシュ
１２ａ スリ割り部
１２ｂ 段部
１２ｃ 受け座
１２ｄ 通気口
１３ 弁体
１４ スプリング
１５ ノック棒
１５ａ 軸部
１５ｂ 突部
１５ｃ 溝部
１５ｄ 凸部
１５ｅ 内孔部
１６ シールリング
１７ 天冠部
１７ａ 段部
１７ｂ 軸部
１７ｃ 小孔
１８ リターンスプリング
１９ 重り
２０ 空間部
２１ 軸筒
２２ 先軸部
２３ ノック棒
２４ 重り
２４ａ 凸部
２５ ノック棒
２６ ノック棒
２６ａ 凸部

Claims (4)

1. 先端にボールペンのチップを有し、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設けられ、更にその後方にポンピング式の加圧機構が設けられてなる加圧式のボールペンに於いて、
   ポンピング式の加圧機構は、軸筒の後端に設けられたノック機構部と、更にその前方でフォロアの後端に位置して設けられた弁機構部とで構成され、軸筒を前後に振ることによってノック機構部が前後に連動するように重りが配設されて、そのノック機構部の前進作動によって所定圧で弁機構部の前方に空気が押し込まれて、フォロアの後端が加圧されてインキのチップ側への流動性が支援されるように設けられたことを特徴とする加圧式のボールペン。
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するように先端ボールの背面にバネ圧が付与されると共に、インキ収容部には、沈降が防止されると共に流動性が極力損なわれないように配合されたインキが充填されてなる請求項１に記載の加圧式のボールペン。
3. 加圧機構は、ノックスプリングによってノック棒が後軸筒に対して常時後方に附勢された状態で、且つ前後退可能に軸筒に係止されると共に、ノック棒の外周部が軸筒の内周部に密接するように設けられ、ノック棒を前進させた時に通気口とノック棒の前端との間に形成される空間部を圧縮して加圧するように設けられたノック機構部と、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なる請求項１に記載の加圧式のボールペン。
4. ノック棒を前進してノック機構部の前端と弁機構部との間に形成される空間部を適宜圧縮した状態で、弁機構が解放状態となるように弁機構に当接する凸部がノック棒の前端に設けられてなる請求項３に記載の加圧式のボールペン。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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