JP2006168006A - 加圧式のボールペン - Google Patents

Abstract

【目的】
初期筆記でインキ切れしやすいインキ、乾燥しやすいインキ、種々のフィラーが混入されたインキ、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、誤記等を修正可能とするインキ、等のインキを使用したボールペンを加圧作用を利用して正常に筆記可能とし、加圧操作が面倒なく、安価に提供可能とする。
【構成】
軸筒先端にボールペンのチップを有し、軸筒後方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、加圧機構は、フォロアの後方で、軸筒内に弁体とその弁体の後方に前後動可能に重りが配設されてなり、軸筒を振ったときの慣性で、重りが弁体側に前進したときに、重りと弁体との間の空間が圧縮されると共に、重りの前端に設けられた凸部が弁体に当接し、弁部が開口し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２

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。また、構造がやや複雑なのでコスト高となる問題がある。

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にした時にインキのヘッドが直に加わる為に逆流が生じて手や衣服を汚す危険がある。また、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。

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、且つ安価に提供でき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、軸筒先端にボールペンのチップを有し、軸筒後方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、加圧機構は、フォロアの後方で、軸筒内に弁体とその弁体の後方に前後動可能に重りが配設されてなり、軸筒を振ったときの慣性で、重りが弁体側に前進したときに、重りと弁体との間の空間が圧縮されると共に、重りの前端に設けられた凸部が弁体に当接し、弁部が開口してインキのチップ側への流動性が支援可能となる。

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に記載の加圧式のボールペンに於いて、重りが軸筒の後端側に移動したときに、重りの前端と弁体との間の空間が外気と連通した状態となる。

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に記載の加圧式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、軸筒内には、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４に記載の発明に係る加圧式のボールペンは、請求項１に記載の加圧式のボールペンに於いて、重りの前端に設けられた凸部が弁体に当接して、弁体が前進した状態で弁部である通気口が開口するように構成されてなる。

請求項５に記載の発明に係る加圧式のボールペンは、請求項１に記載の加圧式のボールペンに於いて、弾性体である弁体に、通常は閉塞状にあるスリ割り部または所要数の微小孔が設けられ、重りの前端に設けられた凸部が弁体に当接し、凸部による外力によって前記スリ割り部または微小孔が拡開されるように構成されてなる。

請求項６に記載の発明に係る加圧式のボールペンは、請求項１に記載の加圧式のボールペンに於いて、常時は弁座に密接して閉塞状にある弁体に、重りの前端に設けられた凸部が当接し、凸部の外力によって前記密接状態が解除されるように構成されてなる。

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、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。 また、重りに設けられた凸部を弁体に衝撃的に作用させて弁部を開口できるので、空気の加圧力のみによる開口作用に対して確実である。

図１乃至図３は本発明の第１の実施形態を示している。先ず、図１及び図２に示すように、第１の実施形態である加圧式のボールペンは、軸筒１、チップ３、インキ６、フォロア７、フォロア後端に設けられる重り８、軸筒の後端に固着される尾栓１１とで構成され、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。また、ノック式筆記具などに搭載されるリフィールとなされる。

チップ３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４が略当接した状態で先端ボール４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３ａにスプリング５が内挿され、チップ後方の軸部３ｂの後端が適宜カシメられてスプリング５の後端が抜出不能に設けられている。また、スプリング５の先方には直立状の棒軸部５ａが形成され、当該棒軸部５ａの先端が先端ボール４の背面に押圧状に当接している。尚、先端ボール４はその押圧でチップ３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３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４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４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。
従って、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。

軸筒１は、チップ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インキ６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７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、また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（図示せず）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、誤字修正用のボールペンの場合、インキ６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、加圧機構について説明する。加圧機構は、図２に示すようにフォロア７の後方で、軸筒１に弁体１３とその弁体１３の後方に前後動する重り８が配設されてなり、軸筒１を振ったときの慣性で、重り８が弁体側に前進したときに、重り８と弁体１３との間の空間が圧縮されると共に、重り８の前端に設けられた凸部９ａが弁体１３に当接して弁体が押し込まれて前進した状態で弁部である通気口１２ａが開口するように構成され、加圧空気が通気口１２ａから流入してフォロア７の後端が加圧され、インキのチップ側への流動性が支援可能となされている。

重り８には、前方外周部に周状の凹部８ａが形成され、また、重り８の前端から軸心に孔８ｂが形成され、その孔８ｂの側面から前記凹部８ａの後方側に連通した孔８ｃが形成されている。また、孔８ｂにはプラグ９の軸部９ｂが嵌着され、重り８の前端に凸部９ａが突出されて、更に、軸部９ｂの外周に設けられた溝部９ｃが前記重り８の孔８ｃに連通すると共に溝部９ｃの前端が凸部９ａの側面に開口している。また、凹部８ａ内には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１０装着されている。シールリング１０は、機密性、滑り性のよいものが選択される。また、必要に応じて他潤滑剤を介在させるなど配慮される。

重り８の前方に、軸筒の段部１ａに当接した状態で筒体１２が固定されている。
筒体１２は、前端の底部１２ｂの適宜箇所に通気口１２ｃが形成され、また、筒部の内面１２ｄ後方の所定箇所に通気口１２ａが形成されている。通気口１２ａは軸筒１の内面に非接触状態で前方に向かって通気路が確保されている。また、筒部の内面には弾性体よりなる弁体１３が密嵌されている。弁体１３は、前端に脚状の弾性部１３ａが形成され、後端周面が筒部の内面に密着して摺接するシール部となされ、常時はシール部が前記通気口１２ａを密閉状態となされている。

また、軸筒１の略後端の側面には窓部１ｂが穿設されており、尾栓１１は、その外周部に形成された突状の係止部１１ａを窓部１ｂに弾性的に係合させて固着されている。重り８は尾栓１１の前端に当接して抜け止めされる。尚、尾栓の固着手段は上記に限定されず設けることが可能である。

（作用）
先ず、筆記しない状態ではスプリング５の押圧で先端ボール４がチップ抱持部の内縁に密接されるのでインキ６の直流及び逆流が防止される。また、先端ボール４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による筆記掠れが防止される。
また、筆圧により先端ボール４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４の回転と共にインキが流出する。
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７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。
尚、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。

次に、加圧機構の作用を以下に説明する。
軸筒１を振ったときの慣性で、重り８は筒体１２の後端と尾栓１１の前端との間で前後動可能となる。重り８の外周と軸筒１の内周との間には適宜隙間が設けられ、シールリング１０の外周と軸筒の内周とが気密状に僅かに密接した状態となされている。
重り８が弁体１３側に前進したときには、シールリング１０が軸筒内面との摩擦によって凹部８ａの後端側に寄った状態となり、シールリング１０によって孔８ｃが閉塞された状態で重り８が摺動し、重り８の前端と弁体１３との間の空間が圧縮されると共にプラグ９の凸部９ａの前端が弁体１３の後端に当接し、弁体の弾性部１３ａが変形してシール部が前進して通気口１２ａが開口され、重り８の前端が筒体１２の後端に当接した状態で加圧が終了する。（図２参照）
また、重り８が軸筒１の後端側に移動したときには、シールリング１０が軸筒内面との摩擦によって凹部８ａの前端側に寄った状態となり、そのとき、孔８ｃの閉塞状態が開放されて、重り８の前端と弁体１３後端との間の空間が外気と連通した状態となるので、重り８の前端と弁体１３後端との間の空間が減圧されること無く重り８が後退し、重り８の後端部が尾栓の前端に当接した状態で後退が終了する。（図３参照）

上記加圧作用によって、フォロア７の後端が加圧されてインキ６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。

また、図４及び図５は加圧機構の第２の実施形態を示している。尚、筆記部の形態は第１の実施形態と同じである。
重り１４は、前方外周部に周状の凹部１４ａが形成され、また、凹部１４ａの前端側所要箇所に溝１４ｂが形成されて、重り１４の前進で、シールリング１０が凹部１４ａの後端側に寄ったときには重り１４の前端と弁体１３の後端との間の空間が加圧可能となり、（図４参照）また、重り１４の後退で、シールリング１０が凹部１４ａの前端側に寄ったときには溝１４ｂを通じて、重り１４の前端と弁体１３の後端との間の空間が外気と連通した状態となるので、重り１４の前端と弁体１３の後端との間の空間が減圧されること無く重り１４が後退する。尚、弁体の構成も第１の実施形態と同じである。
第２の実施形態である加圧機構は、重り１４の前端に凸部１４ｃが一体に形成することが可能となる利点がある。また、作用についても第１の実施形態と同じである。

また、図６及び図７は加圧機構の第３の実施形態を示している。尚、筆記部の形態は第１の実施形態と同じである。
重り１５は、前方外周部に周状の凹部１５ａが形成され、また、凹部１５ａの前端側所要箇所に溝１５ｂが形成されて、重り１５の前進で、シールリング１０が凹部１５ａの後端側に寄ったときには重り１５の前端と弁体１７の後端との間の空間が加圧可能となり、（図６参照）また、重り１５の後退で、シールリング１０が凹部１５ａの前端側に寄ったときには溝１５ｂを通じて、重り１５の前端と弁体１７の後端との間の空間が外気と連通した状態となるので、重り１５の前端と弁体１７の後端との間の空間が減圧されること無く重り１７が後退する。また、重り１５の前端に凸部１５ｃが一体に形成され、その凸部１５ｃの前端は弁体１７に対して適宜形状の当接面が形成されている。

弁体１７はフォロア７の後端に対接して配設され、その後方に軸筒の後端から脱出しない状態で軸筒内を前後動可能な重り１５が配設されている。軸筒１を振ったときの慣性力で、上述したように重り１５が前進して重り１５の前端と弁体１７の後端との間の空間が圧縮されると共に所定圧力で弁体７が開口する。
実施形態の弁体１７は、シリコンゴムや他のゴム等の弾性体あるいは軟質樹脂成形品などの弾性材よりなり、中央に適宜スリット部が穿設された弁部１７ａが設けられている。 重り１５が前進したときに重り１５の前端と弁体１７との間の空間が圧縮加圧されると共に、上述した凸部１５ｃが弁体１７に当接して弁部１７ａを微小に開口してフォロア７の後端に加圧空気が流入する。また、弁体１７は固定具１６によって軸筒内の所定位置に固定されている。尚、弁体１７は実施形態に限定されず設けることが可能である。

また、弁体を連続通気性を有する多孔質状となして、定圧では連続性を有する孔の一部が閉塞され、所定の加圧を受けたときに閉塞部が開口するように変形されて、加圧空気が疎通可能となすことができる。また、必要により、弁体に撥インキ性を有する素材を選択したり、撥インキ性を有する処理を施して、インキが弁体の後端側に漏れないようにすることも可能である。撥インキ性とは、インキが水性系の場合には撥水性を示し、油性系の場合には撥油性を示す性質であり、弁部に対して定圧ではインキが疎通しにくく、所定圧以上に加圧された状態でインキが疎通可能となるものである。
この場合、フォロアを省略して、直接インキの後端を弁体に接触させることが可能となる。

また更に、図８及び図９は加圧機構の第４の実施形態を示している。尚、筆記部の形態は第１の実施形態と同じである。
重り１８は、前方外周部に周状の凹部１８ａが形成され、また、凹部１８ａの前端側所要箇所に溝１８ｂが形成されて、重り１８の前進で、シールリング１０が凹部１５ａの後端側に寄ったときには重り１８の前端と弁体２１後端との間の空間が加圧可能となり、（図８参照）また、重り１８の後退で、シールリング１０が凹部１８ａの前端側に寄ったときには溝１８ｂを通じて、重り１８の前端と弁体２１後端との間の空間が外気と連通した状態となるので、重り１８の前端と弁体２１後端との間の空間が減圧されること無く重り１８が後退する。また、重り１８の前端に凸部１８ｃが一体に形成されている。

一方、軸筒１９のフォロア７後端に対面する位置に段部１９ａが形成され、段部１９ａの後方に小室１９ｂが設けられて、その小室１９ｂ内に球状の弁体２１が遊嵌され、また小室１９ｂ後端に前面にテーパー状または球面状の座部２０ａを備えた受け座２０が固定されている。弁体２１は、前記段部１９ａと座部２０ａの間で前後動可能な適宜間隔を有して設けられている。
前記弁体２１と受け座２０は磁性体で形成、または一方が磁性体他方が被磁性体で形成されて、常時は、弁体２１が受け座の座部２０ａに磁力によって密接し、重り１８が前進して重り１８の前端と弁体２１後端との間の空間が圧縮された状態で、重り１８の前端に形成された凸部１８ｃが弁体２１の後端に当接し、更に前進することによって磁力に抗して弁体２１が受け座２０の座部２０ａから強制的に離間され、弁体２１と座部２０ａとの密接状態が開放されて、圧縮された空気がフォロア７の後端に流入する。
また、弁体２１と受け座２０を磁性体とせず、弁体２１と段部１９ａとの間に弁体２１を受け座２０の座部２０ａに密接するようにバネを敷設して設けることができる。

本発明の第１の実施形態である加圧式のボールペンの前方部を示す縦断面図である。 第１の実施形態ある加圧式のボールペンの後方部を示す縦断面図で、重りが前進した状態を示している。 第１の実施形態ある加圧式のボールペンの後方部を示す縦断面図で、重りが後退した状態を示している。 加圧機構の第２の実施形態を示したボールペン後方部の縦断面図で、重りが前進した状態を示している。 加圧機構の第２の実施形態を示したボールペン後方部の縦断面図で、重りが後退した状態を示している。 加圧機構の第３の実施形態を示したボールペン後方部の縦断面図で、重りが前進した状態を示している。 加圧機構の第３の実施形態を示したボールペン後方部の縦断面図で、重りが後退した状態を示している。 加圧機構の第４の実施形態を示したボールペン後方部の縦断面図で、重りが前進した状態を示している。 加圧機構の第４の実施形態を示したボールペン後方部の縦断面図で、重りが後退した状態を示している。

符号の説明

１ 軸筒
１ａ 段部
１ｂ 窓部
２ 先軸部
２ａ 内孔
３ チップ
３ａ チップ内孔
３ｂ 軸部
３ｃ カシメ部
４ 先端ボール
５ スプリング
５ａ 棒軸部
６ インキ
７ フォロア
８ 重り
８ａ 凹部
８ｂ 孔
８ｃ 孔
９ プラグ
９ａ 凸部
９ｂ 軸部
９ｃ 溝部
１０ シールリング
１１ 尾栓
１１ａ 係止部
１２ 筒体
１２ａ 通気口
１２ｂ 底部
１２ｃ 通気口
１２ｄ 内面
１３ 弁体
１３ａ 弾性部
１４ 重り
１４ａ 凹部
１４ｂ 溝
１４ｃ 凸部
１５ 重り
１５ａ 凹部
１５ｂ 溝
１５ｃ 凸部
１６ 固定具
１７ 弁体
１７ａ 弁部
１８ 重り
１８ａ 凹部
１８ｂ 溝
１８ｃ 凸部
１９ 軸筒
１９ａ 段部
１９ｂ 小室
２０ 受け座
２０ａ 座部
２１ 弁体

Claims (6)

1. 軸筒先端にボールペンのチップを有し、軸筒後方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、
   加圧機構は、フォロアの後方で、軸筒内に弁体とその弁体の後方に前後動可能に重りが配設されてなり、軸筒を振ったときの慣性で、重りが弁体側に前進したときに、重りと弁体との間の空間が圧縮されると共に、重りの前端に設けられた凸部が弁体に当接し、弁部が開口してインキのチップ側への流動性が支援可能となるように構成されたことを特徴とする加圧式のボールペン。
2. 重りが軸筒の後端側に移動したときに、重りの前端と弁体との間の空間が外気と連通した状態となるように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の加圧式のボールペン。
3. 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、軸筒内には、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。
4. 重りの前端に設けられた凸部が弁体に当接して、弁体が前進した状態で弁部である通気口が開口するように構成された請求項１に記載の加圧式のボールペン。
5. 弾性体である弁体に、通常は閉塞状にあるスリ割り部または所要数の微小孔が設けられ、重りの前端に設けられた凸部が弁体に当接し、凸部による外力によって前記スリ割り部または微小孔が拡開されるように構成されてなる請求項１に記載の加圧式のボールペン。
6. 常時は弁座に密接して閉塞状にある弁体に、重りの前端に設けられた凸部が当接し、凸部の外力によって前記密接状態が解除されるように構成されてなる請求項１に記載の加圧式のボールペン。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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