JP2009148968A - ボールペン - Google Patents

Abstract

【課題】ボールペンチップ内でのスムーズなインキの流動性と、ボールペンチップ内へのスプリングのスムーズな挿入性が得られるボールペンを提供する。
【解決手段】金属製パイプよりなるボールペンチップ２の前端部に、内向きの前端縁部２１ａと、内方への押圧変形により形成した複数の内方突起２１ｂとからなるボール抱持部２２を設ける。ボールペンチップ２を合成樹脂製のホルダー６の取付孔６１に圧入固着する。ボールペンチップ２内部及びホルダー６内部に、スプリング７を配置する。スプリング７がロッド部７１とコイル部７２とからなる。ボールペンチップ２の内方突起２１ｂ後方の内面に、テーパ状内周面４１及びテーパ状内周面４１から後方に延びるストレート状内周面５１を形成する。テーパ状内周面４１により形成される空間、及びストレート状内周面５１により形成される空間に、ロッド部７１を軸方向に貫通させる。
【選択図】 図２

Description

本発明はボールペンに関する。内方への押圧変形により形成した複数の内方突起からなるボール受け座を有する、金属製パイプよりなるボールペンチップと、ボールを前方に付勢するスプリングとを備えたボールペンに関する。

特許文献１には、ホルダー内面にスプリングが引っ掛かることを防止するために、チップ本体後方のインキ流通孔の先端にテーパ部を形成することが開示されている。
特開２００３−２２０７８６号公報

前記特許文献１のボールペンは、図４に示すように、チップ本体が直円筒状の細管からなるため、ボール外径が比較的小さい場合（具体的には、ボール外径が０．５ｍｍ以下の場合）、チップ本体後端が当接する取付孔の底部の係止壁部の内径を大きくとることが困難となり、チップ本体内でのスムーズなインキの流動性が阻害されるとともに、チップ本体内へのスムーズなスプリングの挿入性が阻害されるおそれがある。

特に、前記特許文献１のボールペンに、インキとして熱変色性インキを採用し、且つボール外径が比較的小さい場合（具体的には、ボール外径０．５ｍｍ以下）、前記熱変色性インキは、一般の顔料に比べ粒子径が大きいため、ボール受け座後方のボールペンチップ内で熱変色性インキの流動性が低下し、その結果、筆跡が途切れたり、筆跡の濃度が不十分となったりするおそれがある。

本発明は、前記従来の問題点を解決するものであって、ボールペンチップ内でのスムーズなインキの流動性が得られるとともに、ボールペンチップ内へのスプリングのスムーズな挿入性が得られるボールペンを提供しようとするものである。
尚、本発明で、「前」とはボール側を指し、「後」とはその反対側を指し、「軸方向」とは、ボールペンチップの軸線に沿う方向（即ち前後方向）を指し、「径方向」とは、ボールペンチップの軸線に対して垂直な方向を指す。

［１］本願の第１の発明は、金属製パイプよりなるボールペンチップ２の前端部に、内向きの前端縁部２２ａと、内方への押圧変形により形成したボール受け座用の複数の内方突起２２ｂとからなるボール抱持部２２を設け、前記ボール抱持部２２によりボール２１を回転可能に抱持し、前記ボールペンチップ２を合成樹脂製の筒体よりなるホルダー６の前端部に形成した取付孔６１に圧入固着し、前記ボールペンチップ２内部及び前記ホルダー６内部に、ボール２１を前方に付勢し且つ該ボール２１を前端縁部２２ａの内周面に圧接させるスプリング７を配置し、前記スプリング７が、ボール２１後面に前端が当接するロッド部７１と、該ロッド部７１の後端より後方に一体に連設されるコイル部７２とからなるボールペンであって、ボールペンチップ２の内方突起２２ｂ後方の内周面に、後方に向かって拡径するテーパ状内周面４１を形成するとともに前記テーパ状内周面４１から後方に延びるストレート状内周面５１を形成し、前記ストレート状内周面５１をボールペンチップ２の後端まで延設し、前記ボールペンチップ２の後端開口部の内径をボール抱持部２２の内径より大きく設定し、前記テーパ状内周面４１により形成される空間、及び前記ストレート状内周面５１により形成される空間に、ロッド部７１を軸方向に貫通させてなること（請求項１）を要件とする。

前記第１の発明のボールペン１は、従来の直円筒状の細管からなるボールペンチップに比べ、ボールペンチップ２の後端開口部の内径を大きく設定することができ、それに伴い、取付孔６１の底部の係止壁部６２の内径を大きく設定することができるため、スプリング７をボールペンチップ２の後方から挿入する際、ボールペンチップ２内にロッド部７１をスムーズに挿入することができる。その結果、スプリング７の組立不良の発生を防止できる。

また、前記第１の発明のボールペン１は、ボールペンチップ２内にテーパ状内周面４１を形成したことにより、スプリング７をボールペンチップ２の後方から挿入する際、テーパ状内周面４１によりロッド部７１をボール２１の後面にスムーズにガイドすることができる。

また、前記第１の発明のボールペン１は、内方突起２２ｂ後方のボールペンチップ２内部に大きなインキ流通空間（即ち、テーパ状内周面４１により形成される空間、及び該テーパ状内周面４１の後方に延設されるストレート状内周面５１により形成される空間）を確保でき、さらに、前記第１の発明のボールペン１は、内方突起２２ｂ後方のボールペンチップ２内部に大きなインキ流通空間を軸方向に貫通するロッド部７１によるインキ誘導機能によって、ボールペンチップ２内のインキ流動性が向上し、筆跡途切れや筆跡かすれのない十分なインキ吐出性が得られる。

尚、前記テーパ状内周面４１は、後方に向かうに従って内径が次第に大きくなる形状であればよく、例えば、円錐面状内周面、凸曲面状内周面、凹曲面状内周面が挙げられる。尚、前記ストレート状内周面５１は、前端から後端にわたり同一の内径を有する。前記ボール抱持部２２の内径は、前端縁部２２ａの後方且つ内方突起２２ｂの前方の内径をいう。

［２］本願の第２の発明は、前記第１の発明において、前記取付孔６１の底部にボールペンチップ２の後端が当接可能な係止壁部６２を設け、前記係止壁部６２に、前記取付孔６１（即ちボールペンチップ２内）と連通する連通孔６３を設け、前記連通孔６３の後方のホルダー６内部に、前記連通孔６３と連通するインキ流通孔６４を設け、前記ロッド部７１の外径Ａに対する前記連通孔６３の内径Ｃの比（Ｃ／Ａ）が５以上であり、且つ、前記ロッド部７１の外径Ａに対するストレート状内周面５１の内径Ｂの比（Ｂ／Ａ）が５以上であること（請求項２）を要件とする。

前記第２の発明のボールペン１は、ロッド部７１外周面と連通孔６３内周面との間、及びロッド部７１外周面とストレート状内周面５１との間に十分な隙間を形成することができ、より一層、ボールペンチップ２内及び連通孔６３内のスムーズなインキの流動性が得られるとともに、ボールペンチップ２内及び連通孔６３内へのスプリング７のスムーズな挿入性が得られる。もし、ロッド部７１の外径Ａに対する連通孔６３の内径Ｃの比（Ｃ／Ａ）が５未満である場合、スプリング７をボールペンチップ２の後方から挿入する際、連通孔６３内にスプリング７のロッド部７１がスムーズに挿入できないおそれがあり、また、連通孔６３内のインキ流動性が低下するおそれがある。また、もし、ロッド部７１の外径Ａに対するストレート状内周面５１の内径Ｂの比（Ｂ／Ａ）が５未満である場合、スプリング７をボールペンチップ２の後方から挿入する際、ボールペンチップ２内にスプリング７のロッド部７１がスムーズに挿入できないおそれがあり、また、ボールペンチップ２内のインキ流動性が低下するおそれがある。

[３]本願の第３の発明は、前記第１または２の発明において、前記内方突起２２ｂ（即ち、内方突起２２ｂの頂点）からボールペンチップ２の後端までの軸方向の長さをＬ１とし、テーパ状内周面４１の前端からボールペンチップ２の後端までの軸方向の長さをＬ２としたとき、前記Ｌ１に対する前記Ｌ２の比（Ｌ２／Ｌ１）が０．７以上であること（請求項３）を要件とする。

前記第３の発明のボールペン１は、テーパ状内周面４１の前端からストレート状内周面５１の後端までの軸方向の長さを十分に確保でき、より一層、ボールペンチップ２内でのスムーズなインキの流動性が得られるとともに、ボールペンチップ２内へのスプリング７のスムーズな挿入性が得られる。

[４]本願の第４の発明は、前記第１、第２、または第３の発明において、内部に収容するインキが、平均粒子径０．５μｍ〜５μｍの顔料が水性媒体中に分散され、粘度が４０ｍＰａ・s〜１６０ｍＰａ・s（ＥＭ型回転粘度計による回転数１００ｒｐｍ、２５℃での値）に設定された熱変色性インキであること（請求項４）を要件とする。

前記第４の発明のボールペン１により、筆跡が途切れたり、筆跡の濃度が不十分となることがなく、十分なインキ吐出性を備えた熱変色性ボールペンを得る。尚、前記第４の発明のボールペン１において、前記熱変色性インキの筆跡を摩擦しその際に生じる摩擦熱で該筆跡を熱変色可能な摩擦体を外面（例えば、軸筒外面またはキャップ外面）に備えることが好ましい。さらに、前記摩擦体による熱変色性インキの変色温度は、２５℃〜９５℃に設定されることが好ましい。

・熱変色性インキ
尚、本発明において、前記熱変色性インキは、可逆熱変色性インキが好ましい。前記可逆熱変色性インキは、発色状態から加熱により消色する加熱消色型、発色状態または消色状態を互変的に特定温度域で記憶保持する色彩記憶保持型、または、消色状態から加熱により発色し、発色状態からの冷却により消色状態に復する加熱発色型等、種々のタイプを単独または併用して構成することができる。

また、前記可逆熱変色性インキに含有される色材は、従来より公知の（イ）電子供与性呈色性有機化合物、（ロ）電子受容性化合物、及び（ハ）前記両者の呈色反応の生起温度を決める反応媒体、の必須三成分を少なくとも含む可逆熱変色性組成物をマイクロカプセル中に内包させた可逆熱変色性顔料が好適に用いられる。

本発明では、図３に示すように、温度変化による着色濃度の変化をプロットした曲線の形状が、温度を変色温度域より低温側から上昇させていく場合と逆に変色温度域より高温側から下降させていく場合とで異なる経路を辿って変色し、完全発色温度（ｔ_１）以下の低温域での発色状態、または完全消色温度（ｔ_４）以上の高温域での消色状態が、特定温度域〔ｔ_２〜ｔ_３の間の温度域（実質的二相保持温度域）〕で記憶保持できる色彩記憶保持型熱変色性インキが適用されることが好ましい。図３において、ΔＨは、ヒステリシスの程度を示す温度幅（即ちヒステリシス幅）を示す。ΔＨの値が小さいと、変色前後の両状態のうち一方の状態しか存在しえない。ΔＨの値が大きいと、変色前後の各状態の保持が容易となる。

本発明では、前記熱変色性インキの摩擦体の摩擦熱による変色温度は、２５℃〜９５℃（好ましくは３６℃〜９５℃）に設定される。即ち、本発明では、前記高温側変色点〔完全消色温度（ｔ_４）〕を、２５℃〜９５℃（好ましくは、３６℃〜９０℃）の範囲に設定し、前記低温側変色点〔完全発色温度（ｔ_１）〕を、−３０℃〜＋２０℃（好ましくは、−３０℃〜＋１０℃）の範囲に設定することが有効である。それにより、常態（日常の生活温度域）で呈する色彩の保持を有効に機能させることができるとともに、可逆熱変色性インキによる筆跡を摩擦体による摩擦熱で容易に変色することができる。

前記可逆熱変色性顔料は、粒子径の平均値が０．５〜５．０μｍ、好ましくは１〜４μｍの範囲にあることが好ましい。平均粒子径が５．０μｍを越える系では、ボールペンチップ２内でのインキの流動性が低下し、平均粒子径が０．５μｍ以下の系では高濃度の発色性を示し難くなる。

前記可逆熱変色性顔料は、インキ組成物全量に対し、２〜５０重量％（好ましくは３〜４０重量％、更に好ましくは、４〜３０重量％）配合することができる。２重量％未満では発色濃度が不充分であり、５０重量％を越えるとインキ流出性が低下し、筆記性が阻害される。

・摩擦体
尚、本発明で、前記摩擦体は、弾性を有する合成樹脂（ゴム、エラストマー）により形成することが好ましい。前記弾性を有する合成樹脂（ゴム、エラストマー）は、例えば、シリコーン樹脂、ＳＢＳ樹脂（スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＳＥＢＳ樹脂（スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体）、フッ素系樹脂、クロロプレン樹脂、ニトリル樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等が挙げられる。前記摩擦体を構成する弾性を有する合成樹脂は、高摩耗性の弾性材料（例えば、消しゴム等）からなるものよりも、摩擦時に消しカスが生じない低摩耗性の弾性材料からなることが好ましい。

本発明のボールペンは、ボールペンチップ内でのスムーズなインキの流動性が得られるととともに、ボールペンチップ内へのスプリングのスムーズな挿入性が得られる。

本発明の実施の形態を図面に従って説明する。（図１乃至図２参照）
本実施の形態のボールペン１は、ボールペンチップ２と、ホルダー６と、スプリング７と、インキ収容筒８とを備える。

・ボールペンチップ
前記ボールペンチップ２は、金属製（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３２１等のオーステナイト系ステンレス鋼）のパイプからなる。前記ボールペンチップ２は、直円筒状の小径部３と、直円筒状に大径部５と、前記直円筒状の小径部３の後端と前記直円筒状の大径部５の前端とを接続するテーパ部４とが、塑性加工により一体に形成される。前記小径部３の前端には、カシメ加工（塑性加工）により、内向きの前端縁部２２ａが形成される。また、前記小径部３の前端縁部２２ａより僅かに後方の周壁には、内方への押圧変形（塑性加工）により複数の内方突起２２ｂが形成され、前記内方突起２２ｂによりボール２１後面を回転可能に支持するボール受け座が構成される。前記前端縁部２２ａとボール受け座（即ち複数の内方突起２２ｂ）とによりボール抱持部２２が構成され、前記ボール抱持部２２によってボール２１が回転可能に抱持される。前記テーパ部４の外面は、後方に向かうに従い外径が次第に大きくなる形状を有し、本実施の形態では、円錐面状外面となっている。本実施の形態では、直径０．３ｍｍ〜０．５ｍｍのボール２１が採用される。

前記ボールペンチップ２は、略均一の肉厚を有する。前記小径部３の内方突起２２ｂ後方の内周面にはストレート状内周面３１が形成される。前記大径部５の内周面には、ストレート状内周面５１が形成される。前記テーパ部４の内周面には、後方に向かって拡径する（即ち後方に向かって次第に内径が大きくなる）テーパ状内周面４１が形成される。前記小径部３のストレート状内周面３１は、ボール抱持部２２の内径と略同一に設定される。前記ストレート状内周面５１は、ボールペンチップ２の後端で開口される。前記ボールペンチップ２の後端開口部の内径（即ち、ストレート状内周面５１の内径）は、ボール抱持部２２の内径（即ち、ストレート状内周面３１の内径）よりも大きく設定される。

・ホルダー
前記ホルダー６は、合成樹脂（例えば、ポリプロピレン）の成形体からなる筒状体である。前記ホルダー６の前端には、ボールペンチップ２が圧入固着可能な取付孔６１が開口される。前記取付孔６１の底部（即ち取付孔６１の後端）には、ボールペンチップ２後端が当接可能な係止壁部６２が一体に形成される。前記係止壁部６２の後方には、インキ流通孔６４が形成される。前記係止壁部６２には、前記取付孔６１とインキ流通孔６４とを連通させる連通孔６３が形成される。前記インキ流通孔６４の内周面には、コイル部７２後端が係止可能な規制壁部６５が一体または別部品により形成される。

・スプリング
前記スプリング７は、金属線材からなる。ストレート状のロッド部７１（棒状部）と、該ロッド部７１の後端に一体に連設されるコイル部７２とからなる。前記スプリング７は、ボールペンチップ２内部及びホルダー６内部に収容される。前記スプリング７のロッド部７１は、ボールペンチップ２の内方突起２２ｂ間、ボールペンチップ２の内方突起２２ｂ後方の小径部３内部（即ち、ストレート状内周面３１により形成される空間）、テーパ部４内部（テーパ状内周面４１により形成される空間）、大径部５内部（ストレート状内周面５１により形成される空間）、及び連通孔６３に軸方向に貫通されている。前記ロッド部７１の前端は、ボール２１の後面に当接し、ボール２１を前方に付勢する。前記スプリング７のロッド部７１の後端及びコイル部７２全体は、インキ流通孔６４内部に配置され、前記スプリング７のコイル部７２はボールペンチップ２内に配置されない。前記スプリング７のコイル部７２の後端は、規制壁部６５の前面に係止される。

・熱変色性インキ
前記インキ収容筒８内には、熱変色性インキと、前記熱変色性インキの後端に接触配置され且つ熱変色性インキの消費に伴って前進する高粘度流体からなる追従体とが収容される。前記熱変色性インキは、平均粒子径０．５μｍ〜５μｍの熱変色性顔料が水性媒体中に分散され、粘度が４０ｍｐａ・s〜１６０ｍｐａ・s（ＥＭ型回転粘度計による回転数１００ｒｐｍ、２５℃での値）に設定される。前記熱変色性インキは、高温側変色点（完全消色温度）が３６℃〜９０℃に設定され、低温側変色点（完全発色温度）が−３０℃〜＋１０℃の範囲に設定される。尚、前記追従体は、高粘度流体のみからなる構成の他、高粘度流体と固形物とを併用した構成や、弾性材料よりなる可動栓等が挙げられる。

本実施の形態において、前記ロッド部７１の外径Ａに対する前記連通孔６３の内径Ｃの比（Ｃ／Ａ）が６以上に設定され、且つ、前記ロッド部７１の外径Ａに対する大径部５のストレート状内周面５１の内径Ｂの比（Ｂ／Ａ）が６以上に設定される。それにより、本実施の形態のボールペン１は、ボールペンチップ２内及び連通孔６３内のスムーズなインキの流動性が得られるとともに、ボールペンチップ２内及び連通孔６３内へのスプリング７のスムーズな挿入性が得られる。

本実施の形態において、前記内方突起２２ｂからボールペンチップ２の後端までの軸方向の長さをＬ１とし、テーパ状内周面４１の前端からボールペンチップ２の後端までの軸方向の長さをＬ２としたとき、前記Ｌ１に対する前記Ｌ２の比（Ｌ２／Ｌ１）が０．７５以上である。それにより、本実施の形態のボールペン１は、テーパ状内周面４１の前端からストレート状内周面５１の後端までの軸方向の長さを十分に確保でき、より一層、ボールペンチップ２内でのスムーズなインキの流動性が得られるとともに、ボールペンチップ２内へのスプリング７のスムーズな挿入性が得られる。

本発明の実施の形態の要部縦断面図である。 図１の要部拡大縦断面図である。 熱変色性インキの変色挙動を示す説明図である。 従来のボールペンを示す縦断面図である。

符号の説明

１ ボールペン
２ ボールペンチップ
２１ ボール
２２ ボール抱持部
２２ａ 前端縁部
２２ｂ 内方突起
３ 小径部
３１ ストレート状内周面
４ テーパ部
４１ テーパ状内周面
５ 大径部
５１ ストレート状内周面
６ ホルダー
６１ 取付孔
６２ 係止壁部
６３ 連通孔
６４ インキ流通孔
６５ 規制壁部
７ スプリング
７１ ロッド部
７２ コイル部
８ インキ収容筒
Ａ ロッド部の外径
Ｂ 大径部のストレート状内周面の内径
Ｃ 連通孔の内径
Ｌ１ 内方突起からボールペンチップの後端までの軸方向の長さ
Ｌ２ テーパ状内周面の前端からボールペンチップの後端までの軸方向の長さ

Claims (4)

1. 金属製パイプよりなるボールペンチップの前端部に、内向きの前端縁部と、内方への押圧変形により形成したボール受け座用の複数の内方突起とからなるボール抱持部を設け、前記ボール抱持部によりボールを回転可能に抱持し、前記ボールペンチップを合成樹脂製の筒体よりなるホルダーの前端部に形成した取付孔に圧入固着し、前記ボールペンチップ内部及び前記ホルダー内部に、ボールを前方に付勢し且つ該ボールを前端縁部の内周面に圧接させるスプリングを配置し、前記スプリングが、ボール後面に前端が当接するロッド部と、該ロッド部の後端より後方に一体に連設されるコイル部とからなるボールペンであって、ボールペンチップの内方突起後方の内周面に、後方に向かって拡径するテーパ状内周面を形成するとともに前記テーパ状内周面から後方に延びるストレート状内周面を形成し、前記ストレート状内周面をボールペンチップの後端まで延設し、前記ボールペンチップの後端開口部の内径をボール抱持部の内径より大きく設定し、前記テーパ状内周面により形成される空間、及び前記ストレート状内周面により形成される空間に、ロッド部を軸方向に貫通させてなることを特徴とするボールペン。
2. 前記取付孔の底部にボールペンチップの後端が当接可能な係止壁部を設け、前記係止壁部に、前記取付孔と連通する連通孔を設け、前記連通孔の後方のホルダー内部に、前記連通孔と連通するインキ流通孔を設け、前記ロッド部の外径Ａに対する前記連通孔の内径Ｃの比（Ｃ／Ａ）が５以上であり、且つ、前記ロッド部の外径Ａに対するストレート状内周面の内径Ｂの比（Ｂ／Ａ）が５以上である請求項１記載のボールペン。
3. 前記内方突起からボールペンチップの後端までの軸方向の長さをＬ１とし、テーパ状内周面の前端からボールペンチップの後端までの軸方向の長さをＬ２としたとき、前記Ｌ１に対する前記Ｌ２の比（Ｌ２／Ｌ１）が０．７以上である請求項１または２記載のボールペン。
4. 内部に収容するインキが、平均粒子径０．５μｍ〜５μｍの顔料が水性媒体中に分散され、粘度が４０ｍＰａ・s〜１６０ｍＰａ・s（ＥＭ型回転粘度計による回転数１００ｒｐｍ、２５℃での値）に設定された熱変色性インキである請求項１、２または３記載のボールペン。

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