JP2010120354A - 筆記具の弾撥付勢構造及びその製造方法。 - Google Patents

Abstract

【目的】 筆記具内の弾撥部材の後退移動規制として、耐圧荷重の高い後方移動規制部を得ることが出来る、筆記具の弾撥付勢構造及びその製造方法を得る。
【構成】 壁面を切削し切削片を傾倒することによって突部を作成し、弾撥部材の後方移動規制部とする構造において、突部として傾倒させる側を小幅としてその後方を比較的大幅とし、この大幅部分が、溝の小幅部分を形成する側部を乗り越えて傾倒させる構造。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ボールペンの筆記部材としてのボールや、ペン先部材、インキ流出制御弁、出没式筆記具のノック冠など、弾撥部材によって一定方向に付勢される弾撥付勢構造を有する筆記具の弾撥付勢構造及びその製造方法に関する。

従来、筆記具において、液の流通を制御する弁機構の弁扞を弁座に圧接するための付勢力の付与や、ボールペンの筆記部材としてのボールをボールホルダーの小口開口部内縁に周状当接させるための付勢力の付与、ノック機構などの付勢力の付与などのために、コイルスプリングや弾性棒状部材などの弾性部材が使用されている。例えば、特許文献１には、弾撥部材が挿置される部材に対して組み付けられる部材にて弾撥部材の後方移動規制をして、その弾撥部材の先端をボールペンのボールに当接させてボールを前方に付勢したものが、特許文献２には、弾撥部材が挿置される部材の内壁に形成した複数の突起にて弾撥部材の後方移動規制部をするものが、特許文献３には、弾撥部材が挿置される部材の内壁面を切削曲げすることにより設けた小突起にて弾撥部材を付勢する構造が開示されている。
特開２００４−０２５７７９号公報 特開２００４−２７６５３３号公報 特開２００１−３０１３７８号公報

特許文献１に開示されているもののように、弾撥部材が挿置される部材以外の、弾撥部材が挿置される部材に組み付けられる部材にて弾撥力移動規制を行うものは、弾撥部材の後方移動規制のために他の部材を準備するものであり、部品点数の増加に伴う生産性の悪化や、部材間の成形上のばらつきによるガタ、また、部材の干渉による設計上の制限等の問題が発生してしまう。
そこで、弾撥部材が挿置される部材自身にて弾撥力移動規制を行う構造が有効である。
特許文献２に開示されているもののように、弾撥部材が挿置される部材の内方に複数の突起を形成し、弾撥部材が突起を乗り越えて挿入され、乗り越えた突起にて弾撥部材の後方移動規制するものがある。しかしながら、このような後方移動規制部である突起は、成型金型の構図上、アンダーカットと呼ばれるものに該当し、成型時に突起が潰れてしまい、狙いの突起高さを出すことが困難であるという問題があった。また、弾撥部材の乗り越え時に、突起が弾撥部材により傷つけられ、突起が潰れ、弾撥部材の弾撥力を抑えることが出来なくなるという問題があった。特に、突起を乗り越えて、弾撥部材を配置するため、弾撥部材がコイルスプリングのように径方向への変形をあまり許容しないものである場合、乗り越えのためにあまり高い突起とすることもできず、両者の係合幅は小さくなり、成型時や乗り越え時の潰れや傷が致命傷になる。
また、別の方法として、特許文献３に開示されているもののように、弾撥部材を挿入後、弾撥部材が挿置される部材の内壁面を切削曲げし、弾撥部材の後方移動規制部となる小突起を設ける製造方法がある。しかし、切削曲げ変形により、曲げ部に歪が生じ、曲げ部の強度が弱くなるため、小突起は弾撥部材の弾撥力を受けて再度変形し、弾撥部材の十分な後方移動規制とならないことがあった。
特に、小径のボールに弾撥力を付与する場合、小径のボールペンチップを先端に備える必要があるので、弾撥部材が挿置される部材の先方も小径部分となり、弾撥部材の後方移動規制とする内方突出部分とあわせて、前後に小径部分を有し、その間が大径な貫通穴となることになるので、成型上困難なアンダーカット構造となってしまい、上述の問題がより顕著であった。

本発明は、部材に切削によって、貫通した切り欠き又は非貫通の溝を形成する際に、壁部材に対する一体接続部分を維持しながら切り離れた部分を傾倒させることによってできる突部にて、弾撥部材の前方又は後方への移動規制をなす筆記具の弾撥付勢構造において、前記切り離れた部分を、突部として傾倒させる側を小幅としてその後方を比較的大幅とし、この大幅部分が、前記切り欠き又は溝の小幅部分を形成する側部を乗り越えて傾倒し、切り欠き又は溝の小幅部分を形成する側部が突部の戻り抑制支えとなる筆記具の弾撥付勢構造を要旨とし、また、筒部材の端部に切削加工にて、内壁側が小幅で、この内壁側より外側に大幅部分を有する貫通した切り欠き又は非貫通の溝を形成し、筒部材に対する一体接続部分を維持しながら、切り離れる部分の大幅部分が、前記切り欠き又は溝の小幅部分を形成する側部を乗り越えて傾倒させて内方突部として形成し、筒部材内に配置する弾撥部材に対する前方又は後方への移動規制をなす筆記具の弾撥付勢構造の製造方法を要旨とする。

傾倒後突部となる壁から切り離れる部分を、突部として傾倒させる側を小幅で反対側を大幅とし、切り離れる際に大幅側が小幅部分を形成する壁面を乗り越え作ることによって、突部の大幅部と、小幅部を形成する壁面とに周方向重なり部分が出来、強い荷重にも耐える突部とすることが出来る。
特に、弾撥部材がコイルスプリングであって、ボールペンの筆記部材であるボールを直径０．５ｍｍ未満の小径ボールとして、これを前方付勢する場合、ボールが小径である為に、インキの通過する路もおのずと狭いものとなり、インキの流通や、気泡を巻き込んだ場合に、これが抜け難いことがあるが、本発明においては、突部の耐荷重が大きい為、他の弾撥付勢構造をもちいるよりも、突部の幅を狭くすることが出来る。よって、ボールペンを製造する際に行われる遠心工程において、気泡がコイルスプリングや突部にひっかかりにくくなり、脱気がスムーズに行われる。よって組立性が向上するという利点がある。

弾撥付勢構造は、弾撥力を持った部材の弾撥方向を、後退規制部となる内方突出部にて後退規制する構造である。筆記具において、このような弾撥部材は、液の流通を制御する弁機構の弁扞を弁座に圧接するための付勢力の付与や、ボールペンの筆記部材としてのボールをボールホルダーの小口開口部内縁に周状当接させるための付勢力の付与、ノック機構などの付勢力の付与に利用されている。

弁機構は主にペン先付近に配置され、インキが多量にペン先に流れて、ペン先からインキ洩れが発生する事を防ぐために用いられている。その為、ペン先のインキが少なくなり、筆記カスレ等が起こった場合に、ペン先側が負圧になることで、自然に弁が開放するような弁であったり、または筆記者が筆記時に故意に弁を開放させることが出来るような弁である必要がある。よって弁に力が付与されない時は、弾撥部材により弁扞が弁座に押圧され弁が閉じ、弁に外力が与えられた場合にのみ弾撥部材が収縮して、弁扞と弁座の間にインキが流出出来る隙間を形成してペン先にインキが供給される構造となる。弾撥部材が弁扞に対して押圧力を付与するためには、弾撥部材が後退規制されて設置される必要があり、弾撥部材の弾撥方向弁とは反対側の壁面に、弾撥部材の後退規制部となる内方突出部を形成し、その前側に弾撥部材を設置した状態に組み立てることとなる。

ボールペンは、筆記部材としてのボールを先端開口部より一部突出させて抱持するボールホルダーとインキタンクとを接続することによって得られる。ボールホルダーとインキタンクとの接続は、両者を直接に圧入させることもできるが、互いの内径、外径の違いを埋めるべく、継手部材を介在させることもできる。
筆記部材となるボールは、ボールホルダーの内孔内に配置されるが、ボールホルダーは、内孔に切削加工や、外側よりの圧延加工などによってボールの後退規制をなす内段部を形成すると共に、ボール設置後に開口部にかしめ加工を施すなどして縮径して、ボールを先端開口部より一部突出させた状態で回転自在に抱持する。
ボールを抱持させた後に、ボールを弾撥的に前方付勢する弾撥部材にてボール後端を直接又は他部材を介して押し、非使用時にはボールをボールホルダーの先端開口部の内縁に押し付けることによって、内部からのインキ漏れを抑制する。使用時に、ボールが紙面などの被筆記面に押し付けられることによって弾撥部材が収縮してボールとボールホルダーの先端開口部の内縁との間にインキが流出できる隙間を形成して筆記に供するが、ボールを被筆記面より離すと弾撥部材が弾性的に形状回復して再度ボールがボールホルダーの先端開口部の内縁に押し付けられ、インキが流出しない状態を形成する。弾性部材がボールに対して押圧力を付与するためには、弾撥部材が後退規制されて設置される必要があり、ボールホルダー内孔あるいは、インキタンクとの接続部材の内孔に弾撥部材の後退規制部となる内方突出部を形成し、その前側に弾撥部材を設置した状態に組み立てることとなる。

ノック機構は、弾撥部材によって、外装体内部で常に後方付勢されている筆記体を、ノックすることで弾撥力に抗して前進させ、外装体の前側開口部より筆記体を突出係止し、さらにノックをすることで係止を解除し、弾撥部材により筆記体を外装体内部に没入させる機構である。筆記体を弾撥部材にて後方付勢する為には、弾撥部材の前方移動が規制されて設置される必要があり、ノック部より前方に弾撥部材の前方移動規制部となる内方突出部を形成し、その後ろ側に弾撥部材を設置した状態に組み立てることとなる。

本発明では、弁機構配置部の壁面、または、ボールホルダーやボールホルダーとインキタンクとの接続部材、またはノック部の壁面等に、刃物による切削を施し、切削部を傾倒させることで、弾撥部材の後退規制部となる突部を形成する。
このとき、弾撥部材は十分な弾撥力を弁機構の弁扞、または、ボールペンのボール、または、ノック機構の筆記体に付与する必要がある。本発明では、弾撥部材を押し縮めて各部材に十分な弾撥力を付与した状態で壁面に突部を有する。

突部を形成するために壁面を切削、切削部を傾倒させる方法としては、ブローチ加工によるものの他に、切削と傾倒を別動作で行う加工が考えられ、壁面を切削し、切り離すのではなく、壁部材に対する一体接続部分を維持しつつ切削部を傾倒させる。よって、切削と傾倒を同時にすることが可能であるブローチ加工が好適であると言える。ただし、ブローチ加工を傾倒させる壁面を加工しきる（貫通させる）のではなく、加工を途中で止める必要がある。傾倒させる治具は、同時に弾撥部材を圧縮するものであってもよいし、弾撥部材を圧縮する部材は別に設けてもよい。

本発明では、突部としては、切削によって切り離れた部分を傾倒させる側が小幅で反対側が大幅であればよく、小幅から大幅になる過程はどんな形状でもよい。つまり、小幅から大幅に段部を介して幅を拡張させてもよいし、直線的に幅を拡張してもよい。ただし、切り欠き又は溝の小幅部分を形成する側部を乗り越えて傾倒して突部とする為、小幅と大幅の間に段部があると突部形成時に段部が引っ掛かり大きな加工力が必要となる。よって、小幅から大幅に直線的に幅を拡張させた方が、突部形成時の加工力が小さくなり組立性に優れている。

突部形成する壁部材は、材料として合成樹脂であっても金属であっても良い。ただし突部を作る際に、切り欠き又は溝の小幅部分を形成する側部を乗り越えて傾倒させる為、乗り越え時に弾性変形をしやすい材質であった方が、切り欠き部の形状を維持したまま傾倒させることが出来る。よって、弾性率が小さく、弾性変形しやすい樹脂部材を使用することにより、より本発明の効果を得る事が可能である。

弾撥部材としては、金属製、合成樹脂製のコイルスプリングや棒状部材など、外力によって全長が縮小し、外力が解除されれば全長を復元するものであればよい。特に、ボールの後端に該当する部分は、ボールホルダーに、ボールの後退規制をなす内段部が形成された径の小さな孔部分となっているので、極めて細いもので押すことになり、繰り返し使用の耐久性などからステンレスなどの合金によるコイルスプリングが好ましいといえる。ただし、弾性部材とボールとの間に別部材を配置する場合にはこの限りではない。また、コイルスプリングの先端部に線を巻かない直線状部分を形成してボールを押す部分となすこともできる。
切削、傾倒によって壁面より突出させた突部にて、弾撥部材を抑える為に、弾撥部材は壁面に近接することが望ましく、弾撥部材の後方に内方突出部と係合する為の大径部を有すると、より弾性部材の移動規制が強固にすることが出来る。

以下、図面に基づき一例について説明する。
図１にて示したものは、ボールペンの筆記部材としてのボールを前方付勢するコイルスプリングについて本発明を採用した場合の一例である。即ち、インキ１及びインキの逆流を防止する高粘度流体であるフォロワー２を収容するインキタンク３、筆記部材としてのボール４を抱持するボールホルダー５、ボール４を前方付勢する弾撥部材であるコイルスプリング６、インキタンク３とボールホルダー５とを接続する筒部材７とからなるボールペン体であり、そのまま把持されて筆記に使用される以外に、外装体に収容されるリフィルと称されるものの一例である。このようなリフィルと称されるボールペンは、把持しやすい外装体に収容されると共に、外装体に繰り出し係止機構などを配することによって、ノック操作やスライド操作などの操作による繰り出し式のボールペンとすることもできる。

筒部材７の前側開口部７ａに、先端にボール４を回転可能に抱持するボールホルダー５の後端を圧入固定し、筒部材７の後側開口部７ｂに、熱可塑性樹脂の押し出し成型物を適宜長さに切断して得られた中空パイプであるインキタンク３を配置してリフィルとしている。

インキタンク３内部にはインキ１が収容され、インキ１の後方界面に接触してインキ１の逆流を防止する高粘度流体であるフォロワー２が収容されている。インキタンク３の後端は開放されており、インキ１の消費による体積減少に伴って移動する界面に追従してフォロワー２も前方に移動し、インキタンク３内の空間においてインキ減少した体積分の空気を置換している。フォロワー２の逆流防止機能は、フォロワー２とする高粘度流体の、粘度やゲル硬さ、付着力などによって決まるが、インキタンク３の内径が大きい場合には、タンクの壁面より遠い部分における逆流防止機能が低下するので、浮子（図示せず）と呼ばれる合成樹脂の成型品をフォロワー２内に浮遊状態となるように配置してこれを補強することも出来る。

ボールホルダー５は金属のストレート状の細管よりなり、これを使用したボールペンチップは、所謂パイプ式ボールペンチップと称されるものである。その先端をカシメ加工によってボール４よりも小径に形成し、途中部分にピンによる内方への圧延加工にて部分的な縮径部を形成してボール受座部としているものである。これにより、筆記部材としてのボール４は、ボールホルダー５の先端開口部より一部臨出した状態で回転可能にまた、多少の前後移動が可能な状態で抱持されている。

筒部材７の内部には、コイルスプリング６が、圧縮された状態で配置されている。コイルスプリング６は、先端側に線巻きをせずに直線状に形成した棒状部６ａと、後方にコイル状に巻かれた巻き線部６ｂとを有しており、棒状部６ａが筒部材７の前側に配置したボールホルダー５の内部に挿入され、棒状部６ａの先端がボール４の後端に接触し、ボール４をボールホルダー５の前端縁部５ａに内側より周接するように配置している。

図１のＩ部拡大図である図２に示されるように、筒部材７の内壁には突部７ｃが形成され、突部７ｃはコイルスプリング６の後方の巻き線部６ｂと接触し、コイルスプリング６が後方に移動する事を規制している。

図１のＩＩ−ＩＩ’線断面矢視図である図３に示すように、筒部材７の内壁には、切削によって段部７ｄを削って溝を形成する際に、内壁に対する一体接続部分７ｅを維持しながら切り離れた部分である切削片７ｆを内方に傾倒させて形成した突部７ｃが形成されている。突部７ｃは、形成されたときに内壁に溝として残る部分の溝底７ｇに該当する外側が大幅部７ｈ、溝の縁に該当する内側が小幅部７ｉとして形成されており、即ち、扇形の溝を形成するように切削加工することによって得られる形である。切削片７ｆを内側に倒すときに、小幅部７ｉに該当する幅狭の溝縁間を形成する側部７ｊが大幅部７ｈに被さる部分となっているので、これを大幅部７ｈが乗り越えるように切削片７ｆを倒すことによって、大幅部７ｈの後方を側部７ｊが支える位置関係となり、突部７ｃの倒れ戻りが抑制される。

製造方法の具体例について説明する。
ボールペンチップ８を筒部材７の前側開口部７ａに圧入し、ボールペンチップ８と筒部材７とが組み合わされた部材Ａを得る。図４に示すように、この部材Ａを、支持台９の内孔９ａにボール４が下側にボールホルダー５の後端が上側を向くように設置し、筒部材７の後側開口部７ｂよりコイルスプリング６を挿入する。コイルスプリング６は、棒状部６ａの先端がボール４の後端に接触するように配置する。

図４のＩＩＩ部拡大図である図５に示すように、次いで、筒部材７の後側開口部７ｂより、コイルスプリング６を圧縮する押圧棒１０を挿入し、下側に移動させて押圧棒１０の先端をコイルスプリング６の後端に接触させ、さらに押圧棒１０を下側に移動させて、コイルスプリング６を圧縮する（図６参照）。押圧棒１０は、圧縮されたコイルスプリング６の弾撥力がボール４を前方付勢する状態で移動を止め、位置を維持する。

次に、図６に示すように、筒部材７の後端開口部７ｂより、筒部材の側面を切削する切削刃物１１を挿入する。
刃物先端と押圧棒の外観図である図７に示すように、刃物１１は、先端側面に周状に３点に分かれた大幅刃部１１ａを、大幅刃部１１ａから直線的に縮幅して小幅になった小幅刃部１１ｂを有しており、刃物１１の先端面は側面側から中心部に向かって窪んだ窪み部１１ｃを有している。
また、前記押圧棒１０が内孔に配置され、押圧棒１０と刃物１１は互いに前後動自在である。また、筒部材７は内孔に刃物１１の外径よりも小径の部分を有しており、径の差分の段部７ｄが形成されている。
図８に示すように、刃物１１の挿入を進めると、刃物１１の先端面が筒部材７の段部７ｄに当接し、大幅刃部１１ａから小幅刃部１１ｂまで順次段部７ｄにあたり、筒部材７の段部７ｄを、内側に小幅部７ｉが、外側に大幅部７ｈが出来るように切削する。切削された切削片７ｆは刃物１１の窪み部１１ｃに沿って内側へ傾倒させられ、倒れこむ。切削片７ｆは外側の大幅部７ｈが小幅部７ｉを形成する側部７ｊを乗り越えるまで傾倒させられる。
図９に示すように、切削片が所望の位置に達した状態で刃物１１の前進を止め、刃物と押圧棒を抜き、突部７ｃによってコイルスプリング６が固定された状態を得る。

一例を示す縦断面図。 図１のＩ部拡大図。 図１のＩＩ−ＩＩ’線断面矢視図。 製造の工程を示す縦断面図。 図４のＩＩＩ部拡大図。 製造の工程を示す図４相当図。 切削加工具を示す斜視図。 製造の工程を示す図４相当図。 製造の工程を示す図４相当図。

符号の説明

１ インキ
２ フォロワー
３ インキタンク
４ ボール
５ ボールホルダー
５ａ 前端縁部
６ コイルスプリング
６ａ 棒状部
６ｂ 巻き線部
７ 筒部材
７ａ 前側開口部
７ｂ 後側開口部
７ｃ 突部
７ｄ 段部
７ｅ 一体接続部分
７ｆ 切削片
７ｇ 溝底
７ｈ 大幅部
７ｉ 小幅部
７ｊ 側部
８ ボールペンチップ
９ 支持台
９ａ 内孔
１０ 押圧棒
１１ 切削刃物
１１ａ 大幅刃部
１１ｂ 小幅刃部
１１ｃ 窪み部

Claims (5)

1. 壁部材に切削によって、貫通した切り欠き又は非貫通の溝を形成する際に、壁部材に対する一体接続部分を維持しながら切り離れた部分を傾倒させることによってできる突部にて、弾撥部材の前方又は後方への移動規制をなす筆記具の弾撥付勢構造において、前記切り離れた部分を、突部として傾倒させる側を小幅としてその後方を比較的大幅とし、この大幅部分が、前記切り欠き又は溝の小幅部分を形成する側部を乗り越えて傾倒し、切り欠き又は溝の小幅部分を形成する側部が突部の戻り抑制支えとなる筆記具の弾撥付勢構造。
2. 前記弾撥部材がコイルスプリングであり、このコイルスプリングがボールペンの筆記部材であるボールを前方付勢するものである請求項１に記載の弾撥付勢構造。
3. 前記ボールが直径０．５ｍｍ未満の小径ボールである請求項２に記載の弾撥付勢構造。
4. 筒部材の端部に切削加工にて、内壁側が小幅で、この内壁側より外側に大幅部分を有する貫通した切り欠き又は非貫通の溝を形成し、筒部材に対する一体接続部分を維持しながら、切り離れる部分の大幅部分が、前記切り欠き又は溝の小幅部分を形成する側部を乗り越えて傾倒させて内方突部として形成し、筒部材内に配置する弾撥部材に対する前方又は後方への移動規制をなす筆記具の弾撥付勢構造の製造方法。
5. 前記筒部材の弾撥部材による弾撥方向部分が小径部である請求項４に記載の筆記具の弾撥付勢構造の製造方法。