JP2008087300A - ボールペンチップ - Google Patents

Abstract

【目的】 ボールペンチップにおいて、ボールホルダー先端に堆積した余剰インキを凹部に保持することで堆積したインキのさらなる後退を防いだ。
【構成】 少なくとも塗布部材となるボールと、先端部分を内方に縮径することによってボールをその一部が先端開口部より臨出した状態で回転自在に抱持するようになしたボールホルダーとで構成されるボールペンチップにおいて、前記先端部分を内方に縮径することによるボールホルダー外形の先端テーパー部に、インキに対して毛細管力の発揮される凹部を設けたボールペンチップ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、少なくとも塗布部材となるボールと、先端部分を内方に縮径することによってボールをその一部が先端開口部より臨出した状態で回転自在に抱持するようになしたボールホルダーとで構成される、ボールペンチップに関するものである。

ボールペンの筆記不良であるボテは、筆記時に紙面に塗布されなかった余剰インキが、ボールに付着したまま再びボールホルダー内に回収されようとするときに、インキが回収されずにボールとボールホルダーとの間の先端開口部に乗り上げ、ボールホルダーの先端外側に堆積し、それが紙面に落ちたものである。

インキが回収されにくくなる原因として、ボールの横ズレによる先端開口部の隙間減少が挙げられる。このボールの横ズレを防止する手段として、ボール抱持室内に横移動規制用の段部を設けたり（特許文献１参照）、ポンチ突起で横移動を規制したり（特許文献２参照）する手段が知られている。
特開昭６１−２０５１９３号公報 特開平１０−３２９４７４号公報

この先端テーパー部はボールホルダーの先端に位置するため、筆記時に回収されなかったインキが、まず初めに堆積する場所となる。この先端テーパー部よりも後方までインキが堆積してしまうと、量が多くなるために紙面に落ちやすくなるのでボテへと発展しやすい。上記の特許文献に記載の発明においても、先端開口部に紙面に落ちているゴミ等が挟まった場合など、インキの回収は必ずしも確実ではなかった。

即ち、本発明は、少なくとも塗布部材となるボールと、先端部分を内方に縮径することによってボールをその一部が先端開口部より臨出した状態で回転自在に抱持するようになしたボールホルダーとで構成されるボールペンチップにおいて、前記先端部分を内方に縮径することによるボールホルダー外形の先端テーパー部に、インキに対して毛細管力の発揮される凹部を設けたボールペンチップを要旨とする。

解決しようとする問題点は、ボールホルダーの先端部に、筆記時に回収できなかったインキが堆積し、それが紙面に落下してボテとなってしまう現象である。
ボールホルダー外形の先端テーパー部に、ボールホルダーの軸線に対して周状で非連続的に配置された凹部を設ける事によって、回収できなかったインキを保持する部分としてインキのさらなる後退を防止した。

本発明のボールペンチップは、ボールホルダーに回収されなかったインキを先端テーパー部に設けた凹部に保持する事により先端テーパー部よりも後方へ堆積させないことで、筆跡不良となるボテ防止の一助となる。
本発明のボールペンチップを使用する筆記具の形態としては、繊維集束体などのインキ吸蔵体に吸蔵保持したインキをインキ収容部に配置するものや、そのようなインキ吸蔵体を使用せずに、容器内に自由状態のインキを直接充填した、所謂生インキ式のもの、またはインキ後方にインキの減少と共に追従する追従部材を設置したもの、更には、圧縮空気などでインキの後方を押圧して吐出支援をなす圧力式のものなどに使用することができる。
使用するインキは水性インキでも油性インキでも良い。
また、ボールペンチップのインキ吐出口である先端開口部に接触するゴムなどの弾性材料を備えるキャップ式のものの他に、このようなキャップを備えず、操作によってボールペンチップを先端に備えるリフィルを外装体の先端より出没可能とした、出没式のボールペンとすることもできる。その際、先端開口部でのインキの乾燥や流出を防ぐために弾性部材を適宜配置してボールを前方に付勢し、先端開口部を閉塞する事もできる。

図１に示したものは、本発明の一例を示す、ボールペンチップの要部縦断面図である。また、図１のＩ−Ｉ部における横断面図を図２に示した。先端に塗布部材となるボール１を、ボールホルダー２の先端部に一部を臨出した状態で回転自在に抱持しており、その先端開口部２ａはボールの脱落を防止するようにボール１の外径よりも僅かに小径になるように構成されている。また、ボールホルダー２の先端近傍に設置された内方突出部２ｂは、ボール１の後方への移動を規制している。ボールホルダー２は、インキ通路としての貫通孔を有しており、この貫通孔は、先端開口部２ａと内方突出部２ｂとでボール１の前後移動を規制したボール抱持室２ｄと、そのすぐ後方でボール１よりも小径となる、内方突出部２ｂが形成する連通孔の小径部２ｅと、さらに内方突出部の後部に配置された後穴２ｆとからなっている。

内方突出部２ｂには、インキの流通可能な複数の溝３が、小径部２ｅとボール抱持室２ｄとに開口している。この溝３は、後穴２ｆには連通していないが、これはボール抱持室２ｄに達したインキが逆流することを極力抑制するためであり、このような心配がないインキであったり、吐出量を多くしたい場合などは、溝３を後孔２ｆまで貫通させて形成しても良い。

内方突出部２ｂの先端側には、ボール１を押圧することによってボール１の表面状態が転写された転写面２ｇが形成されている。ボール１の表面粗さのＲａは０．００２μｍから０．０３０μｍ程度であり、その結果、転写面の表面粗さのＲａは１μｍ以下となっている。この転写面２ｇは、溝３によって周方向に分断されている。

ボールホルダー２の外形の先端部には、圧延加工による塑性変形で先端に向かって縮径した先端テーパー部２ｈを形成し、この縮径加工によって、ボール１の脱落を防止している。この先端テーパー部２ｈの開き角度は５０度から９０度となっており、１５度から４５度である後方テーパー部２ｉよりも開き角度が大きいテーパー形状をしている。この圧延加工は、回転自在のローラーを押しつける事によって行っており、ローラーの表面は、ボールホルダー２に傷を付けないように鏡面になっており、その結果、ローラーの表面状態がボールホルダー２に転写され、ボールホルダー２の先端テーパー部２ｈの表面は輪郭曲線の算術平均高さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１）が１μｍ以下の鏡面状態となっていることが望ましい。

この先端テーパー部２ｈに外方からポンチ加工による塑性変形をさせる事で、凹部２ｊをボールホルダー２の軸線に対して周状で非連続的に配置した。凹部２ｊは奥に行く程、狭くなっており、毛管現象を発揮させる形状となっている。凹部２ｊはポンチの先端形状と凹凸逆となる略同形状であり、ポンチの先端は２０度から９０度の円錐形状で先端は耐久性向上のため外径０．１ｍｍ以下の平面形状としている。凹部２ｊの先端テーパー部２ｈからの深さは０．０１ｍｍから０．１０ｍｍ程度が望ましい。凹部２ｊの前後方向位置はボール１を最後退させたときの中心位置から若干後方にすると望ましく、３個から８個の複数個の凹部２ｊをおよそ均等な間隔で周状に配置する事が望ましい。

本例のボールペンチップの加工方法について説明する。
先ず、ステンレスや洋白等のコイル材を剪断加工によって適切な長さ切断し、バレル加工によって端部の角やバリを取り、洗浄後乾燥してボールペンチップの基となるワークを得る（図示せず）。
このワークに対して、バイトなどの切削具によって、前方部に後方テーパー部２ｉを、１回または複数回に分けて形成すると共に、バイトおよびエンドミルでワークの先端部に平面部を切削により形成する。次いで、バイトおよびドリルでワークの先端面より後方に向けて切削加工のガイドとなる中心基準孔を形成する。次いで、ドリルで小径部２ｅを形成し、ボール抱持室２ｄの下孔をドリルまたはバイトで切削加工する。尚、上記一連の切削加工と同時にワークの後方から前方に向けて、前記小径部２ｅと連通するように後孔加工を（複数回に分けて徐々に縮径させて）施す。また、必要に応じて、インキ収容部材または塗布液収容部材との接続部材（図示せず）との圧入位置決めのために、ワークの後端外形部に縮径部（図示せず）を形成しても良い。

次に、ボール１が抱持されるボール抱持室２ｄの底面部と側壁部を１つのボールハウスバイトによって切削加工すると共に、そのボール抱持室２ｄの外形先端近傍に前記後方テーパー部２ｉよりも角度の開いた、先端テーパー部２ｈを面取りバイトにて切削・形成する。さらに、同時にボールホルダー２の先端面をサーフェースバイトにて切削加工する。これらの加工を３種の加工具が取り付けられた加工具で同時に加工することによって、切削工程におけるボールホルダー２の先端近傍の偏肉や中心ずれなどが防止される。

次に、放射状の切削刃が形成された剪断加工具によって、前記小径部２ｅに放射状の溝３を形成する。この際、その小径部２ｅ内に前記剪断加工によるバリが発生するが、必要に応じて同径または小径のドリルで再び切削加工を施したり、小径部２ｅよりも小径のピンによって剪断加工を施せば、前記バリをインキの吐出に影響がない程度に除去することができる。これでボール１を抱持する前のボールホルダー２の素材を得る。

次いで、ボール１をボール抱持室２ｄの底面部に当接するように配置し、底面が平滑なハンマー工具によってボール１を後方に打ち付け、その際の塑性変形によってボール１の転写面２ｇを形成する。

この後、ボールホルダー２の先端部を圧延加工による塑性変形で縮径加工する。自転可能なローラーが対向した位置に、且つ、前記ボールホルダー２の先端近傍を挟み込むように設置されており、そのローラーにはテーパー面が形成されている。このローラーをボールホルダー２の先端に押しつけることによって、該部分近傍を多少のスプリングバックを伴いながらも内方に向かって塑性変形させる。この圧延加工によって、先端テーパー部２ｈを形成し、前記ボール１のボールホルダー２（ボール抱持室２ｄ）からの抜け止めがなされる。この工程は、前述のボール１を後方に打ち付ける工程の前に行っても良い。

この先端テーパー部に複数のポンチを同時に打ち込むことで、凹部２ｊを形成する。ポンチはボールホルダー２の軸線に対して横方向から打ち込むが、先端テーパー部に垂直に打ち込んでも良い。

ボール１の直径を０．７ｍｍ、ボール１を最後退させた状態でのボールホルダー２先端からの突出量を０．２１ｍｍ、先端テーパー部２ｈの長手方向幅を０．２５ｍｍ、先端開口部２ａの内径を０．６５ｍｍ、ボール抱持室２ｄの最大内径を０．７３ｍｍ、転写面２ｇの最大径を０．６０ｍｍ、小径部２ｅの最小内接円径を０．３５ｍｍ、ボール１の前後方向のガタを０．０１ｍｍ、横方向のガタを０．００５ｍｍ以下、先端テーパー部２ｈの開き角度を５２度、凹部２ｊの中心位置をボール１が最後退した際の中心位置よりも０．０５ｍｍ後方に、周状に１２０度間隔で３ヶ所設置し、凹部２ｊの底部内径を０．０４ｍｍ、凹部２ｊの側面テーパーを６０度、凹部２ｊの最大深さを０．０７ｍｍにしたボールペンチップを使用し、実際に手で筆記を行って官能評価を行ったところ、回収されなかったインキは凹部２ｊに保持する事ができ、後方テーパー部２ｉに至る事がなかった。筆記試験に使用したインキは以下の通りである。

スピロンブラックＧＭＨスペシャル（染料、保土ヶ谷化学工業（株）製） １５．０部
バリファーストバイオレット＃１７０１（染料、オリエント化学工業（株）製）
１５．０部
エチレングリコールモノフェニルエーテル ４０．０部
ベンジルアルコール １２．５部
レジンＳＫ（ケトン樹脂、ヒュルス社（独国）製） １３．５部
ＰＶＰ Ｋ−９０（ポリビニルピロリドン、ＩＳＰジャパン（株）製） ２．０部
プライサーフＡ２０８Ｂ（リン酸エステル誘導体、第一工業製薬（株）製） ２．０部
上記成分を攪拌機で加熱攪拌（８０℃、４時間）した後、温時圧ろ過し、黒色のボールペン用油性インキ組成物を得た。このインキの粘度は２５℃で１０５００ｍＰａ・ｓであった。また、このインキの粘度はＥ型粘度計（東機産業（株）製）のＳＴローターを使用して２５℃、５ｒｐｍ（せん断速度３．５［１／ｓｅｃ］）にて測定を行った。

他の実施例を図３に示す。凹部２ｊを形成するポンチの先端を球状の一部形状とし、ボール抱持室２ｄの内部にポンチによる突部を作らないように加工したものである。凹部２ｊは周状に４ヶ所（９０度間隔）設置している。

ボールペンにおける、ボールホルダーの先端部の、筆記時に回収できなかった余剰インキを、先端テーパー部に設置した凹部に保持する事により、インキ堆積物のさらなる後退を防止したものである。

本発明の一例を示す要部縦断面図。 図１のＩ−Ｉ’線矢視図。 他の実施例を表す図１に相当する縦断面図。

符号の説明

１ ボール
２ ボールホルダー
２ａ 先端開口部
２ｂ 内方突出部
２ｄ ボール抱持室
２ｅ 小径部
２ｆ 後穴
２ｇ 転写面
２ｈ 先端テーパー部
２ｉ 後方テーパー部
２ｊ 凹部
３ 溝

Claims (1)

1. 少なくとも塗布部材となるボールと、先端部分を内方に縮径することによってボールをその一部が先端開口部より臨出した状態で回転自在に抱持するようになしたボールホルダーとで構成されるボールペンチップにおいて、前記先端部分を内方に縮径することによるボールホルダー外形の先端テーパー部に、インキに対して毛細管力の発揮される凹部を設けたボールペンチップ。