JP2011240608A

JP2011240608A - ボールペンリフィル

Info

Publication number: JP2011240608A
Application number: JP2010114939A
Authority: JP
Inventors: Yojiro Sano; 陽二郎佐野
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2011-12-01

Abstract

【課題】接続構造を必要以上に複雑にすることなく、加工工程を必要以上に増やすことなく、加圧式ボールペンリフィルにおけるボールペンチップの十分な嵌合力を確保する。
【解決手段】インク11を収容するとともに加圧ガスが封入されるインク収容管20と、前記インク収容管20の先端に圧入装着されるボールペンチップ30とを備えたボールペンリフィル10であって、前記ボールペンチップ30の後端部には、前記インク収容管20に圧入されるよう外径を減じた挿入部31が設けられ、この挿入部31の先端寄りの領域には、帯状にさらに縮径した凹部32が設けられ、前記インク収容管20の先端において前記ボールペンチップ30が圧入される部分には、前記凹部32に対応して帯状に突出する凸部28が設けられ、前記凸部28の後端縁28aはインク収容管20の内壁に対して略直角をなすように形成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、インク収容管内部に加圧ガスを充填したボールペンリフィルに関する。

従来、ボールペンリフィルのインク収容管内部に加圧ガスを充填封入したボールペンが提供されてきた。このような加圧式のボールペンリフィルでは、加圧ガスが常にインクを先端側に押し出している。よって、先端側のボールペンチップとインク収容管との接続においては、接続部分からのインク漏れを防ぐことが必須である。その対策として、下記の技術が開示されている。
特許文献１には、硬い部品の嵌合部の外周面に凹凸を形成し、軟質部材の内周面に嵌合し、密閉する技術が開示されている。
特許文献２には、部品同士を溶着にて接続し、部品の抜け止めを図る技術が開示されている。

特許文献３には、ボールペンチップと継手との嵌合部において、各々溝と突起を形成しボールペンチップと継手に抜け止めを防ぐことができる技術が開示されている。
特許文献４に記載の技術では、チップとチューブとの接続において、接続部材が介在し、加圧ガスの洩れ防止となっている。
特開２００９-８２５５号公報特開２００３−２２０７８４号公報特開２００２−５２８８５号公報特開２００５−１２５４９６号公報

上記従来技術のうち、特許文献１記載の技術では、内部材の外周面に細かい凹凸を形成することから部材の加工が容易ではなく、大量生産に適していない。また、凸部の断面が鋭角であるため、外部材の内周面を引っ掛けてしまい、インクを加圧した際、引っ掛けた箇所から加圧ガスが漏れるおそれがある。
特許文献２記載の技術では、溶着工程によって金属部品の周囲にあるインクに熱が加わるので、インクが不必要に変質し、これが筆記に悪影響を与えるおそれがある。
特許文献３記載の技術では、インクを後端からガスで加圧する際、継手とインキ収容管からインク漏れが起こる可能性がある。

特許文献４記載の技術では、接続部材が必須であり、接続構造が複雑にならざるを得ない。
そこで、上記従来技術に鑑み、本発明は、接続構造を必要以上に複雑にすることなく、また、加工工程を必要以上に増やすことなく、加圧式ボールペンリフィルにおけるボールペンチップの十分な嵌合力を確保することを課題とする。

上記の課題に鑑み、本発明は、インク11を収容するとともに加圧ガスが封入されるインク収容管20と、前記インク収容管20の先端に圧入装着されるボールペンチップ30とを備えたボールペンリフィル10であって、
前記ボールペンチップ30の後端部には、前記インク収容管20に圧入されるよう外径を減じた挿入部31が設けられ、
この挿入部31の先端寄りの領域には、帯状にさらに縮径した凹部32が設けられ、
前記インク収容管20の先端において前記ボールペンチップ30が圧入される部分には、前記凹部32に対応して帯状に突出する凸部28が設けられ、
前記凸部28の後端縁28aはインク収容管20の内壁に対して略直角をなすように形成されていることを特徴とする。

なお、本発明においては、ボールペンリフィル10の筆記先端側、すなわちボールペンチップ30が位置する側を先端と称し、その反対側を後端と称する。
ボールペンチップ30の後端部に設けられた挿入部31が、インク収容管20の先端に圧入される。このとき、挿入部31外周の凹部32に、インク収容管20内周の凸部28が嵌合する。そして、この凸部28の後端縁28aはインク収容管20の内壁に対して略直角をなすように切り立った状態に形成されていることで、ボールペンチップ30とインク収容管20との結合をより強固にしている。ここで、「略直角」とは、正確に直角であることを要する訳ではなく、設計誤差の範囲を含み、事実上直角と同等であればよいという意味である。

インク収容管内周に設けられる凸部はアンダーカットとなるため、通常の射出成形ではコアピンを無理抜きしなければならない。よって、通常の射出成形でこのようなアンダーカットの凸部を形成しようとする場合、凸部の後端縁を直角に近い角度にすることは不可能であった。無理抜きの際その直角の頂点が潰れやすいためである。そのため、凸部の後端縁はなだらかな傾斜面とせざるを得なかった。本発明では、凸部28の後端縁28aを略直角とするために、この凸部28の後端縁28aに当たる部分でコアピン60が前後に分割されるような金型を採用することが望ましい。そして、この分割された前半部63の後端径を、後半部64の先端径より小さくして互いに突き合わせることとすれば、この両差の径差で生ずる段差65によって、凸部28が形成されることになる。

本発明は、上述のような凸部と凹部との係止構造を設けることで嵌合力の向上のみならず、インクと加圧ガスの漏洩を防ぐことができる。また、熱による溶着を必要としないので、インクなどへのダメージを回避できる。また、部品点数を少なくすることができるため、筆記具の小型化、コストダウンも可能となる。

本発明の１の実施の形態に係るボールペンリフィルの（Ａ）正面図、（Ｂ）正面断面図、（Ｃ）前方斜視図及び（Ｄ）後方斜視図である。ただし（Ｂ）においては充填されるインクを省略している。本発明の１の実施の形態に係るボールペンリフィルの正面断面図である。本発明の１の実施の形態に係るボールペンリフィルに使用されるインク収容管の（Ａ）正面図、（Ｂ）底面図、（Ｃ）平面図、（Ｄ）前方斜視図及び（Ｅ）後方斜視図並びに（Ａ）の正面図における（Ｆ）Ｆ−Ｆ断面図、（Ｇ）Ｇ−Ｇ断面図及び（Ｈ）Ｈ−Ｈ断面図である。本発明の１の実施の形態に係るボールペンリフィルに使用される尾栓の（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）前方斜視図及び（Ｄ）後方斜視図である。本発明の１の実施の形態に係るボールペンリフィルにおける尾栓がインク収容管に装着される手順を示す側面断面図（Ａ〜Ｄ）及び正面図（Ｅ〜Ｈ）である。本発明の１の実施の形態に係るボールペンリフィルに使用されるインク収容管の先端部分を拡大して示す一部断面図である。本発明の１の実施の形態に係るボールペンリフィルにおけるインク収容管を成形するための金型を示す一部断面図である。本発明の１の実施の形態に係るボールペンリフィルにおけるボールペンチップとインク収容管との嵌合状態を示す一部断面図である。

本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
本発明の一の実施の形態に係るボールペンリフィル10は、図１に示すように、中空な管状のインク収容管20と、その先端に装着される金属製のボールペンチップ30と、その尾端に装着される樹脂製の尾栓40と、図１では省略したインク11（図２参照）とで構成される。ボールペンチップ30の後端部分は外径を縮小した挿入部31となっている。
インク収容管20は、内径の小さい前半部分のインク充填部21と、内径の大きい後半部分の加圧ガス充填部22とに分けられる（図１（Ｂ））。このインク充填部21においてボールペンチップ30が装着される位置よりやや後方位置から、加圧ガス充填部22にまで至る外側面には、軸方向に沿った複数本のリブ23が軸心に対して放射状に等配されている（図１（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ））。この実施の形態ではリブ23は８本設けられている。このリブ23を考慮したインク充填部21の外径は加圧ガス充填部22の外径と等しくなっている。また、インク充填部21においてリブ23が設けられていない先端付近の部分の外径はリブ23が設けられている部分に比べ小さく形成されている。

インク11は、図２に示すように、インク収容管20のうち内径の小さいインク充填部21に充填される。充填されるインク11は特に限定されるものではないが、粘度の低い油性ボールペン用のインクが望ましい。加圧ガスは内径の大きい加圧ガス充填部22に充填され、インク11の消費に伴ってインク充填部21へも拡散していくことになる。なお、ボールペンリフィル10の製造の時点において、インク充填部21のすべての領域においてインク11が充填されているわけではなく、図に示すように後端部分の若干の領域にはインク11が存在しない部位もあり得る。この部位には当然、加圧ガス充填部22に充填されるガスの一部が拡散して存在している。

図３に改めてインク収容管20の全体図及び断面図を示す。先端方向から見た底面図（図３（Ｂ））及び各断面図（図３（Ｆ）、（Ｇ））からも明らかなように、インク充填部21の外周にはリブ23が８本設けられている。そして、リブ23が設けられている箇所は肉厚となっておりこの部分が厚肉部24となっている。一方、リブ23とリブ23との間の部分は厚肉部24より肉薄となっておりこの部分が薄肉部25となっている（図３（Ｆ）、（Ｇ））。インク充填部21と加圧ガス充填部22の境界部分の外径はほぼ同一で滑らかに連続することとなっている（図３（Ａ）、（Ｈ））。
インク収容管20は、ポリブチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートのような、ガス透過性が比較的低く湿気にも強い樹脂の射出成形により形成される。ここで、リブ23が設けられていることにより、インク充填部21の外周部分における樹脂の充填が十分に行われる。また、この厚肉部24の部分の樹脂の厚みによって、インク充填部21全体として、リブ23を設けない場合に比べガス透過性が飛躍的に低下することとなる。以上の成形における利点とガス透過性の観点から、リブ23の本数は上述のように８本が望ましいこととなっている。ちなみにリブ23の本数がこれより多いと薄肉部25の占める面積比が小さくなるため成形不良を起こしやすい。一方、リブ23の本数がこれより少ないと、逆に薄肉部25の占める面積比が大きくなり、ガス透過性を低くすることができなくなってしまう。

尾栓40は、図４に示すように、インク収容管20の後端縁に接触するフランジ部41と、インク収容管20の内周に嵌合する大径部42と、その先端側に位置しより小径な細径部43とで構成される。細径部43の正面及び背面の２箇所には、先端縁から、大径部42と細径部43との段差部分44までを切り欠いた切欠部46が設けられている（図４（Ａ）、（Ｃ））。また、細径部43の両側面、すなわち、切欠部46から軸心に対して９０°離れた位置に突起状の係止部45が設けられている（図４（Ａ）、（Ｂ））。なお、フランジ部41の中心部分の嵌凹部47の底面には、射出成形時に樹脂が注入されるゲートが設けられる（図４（Ｄ））。
尾栓40をチューブ体に組み付ける際における加圧ガスの充填を図５を参照して説明する。

加圧式筆記具組立機の閉空間内で、尾栓40の細径部43をインク収容管20の後端孔27に挿入し（図５（Ａ）、（Ｅ））、さらに挿入を進めて尾栓40の細径部43に形成された係止部45をインク収容管20内周面と当接させ仮止め状態とし（図５（Ｂ）、（Ｆ））、この状態で加圧ガスを充填する。このとき、切欠部46から加圧ガスがインク収容管20内に充填される。ここから、尾栓40をさらに前方に向かって圧入して大径部42をインク収容管20内周面に接触させる（図５（Ｃ）、（Ｇ））。そして、尾栓40を完全に圧入させ、フランジ部41をインク収容管20後端縁と接触させる（図５（Ｄ）、（Ｈ））。この状態で切欠部46はインク収容管20内に位置することとなり、これで加圧ガス充填部22と外界との交通は遮断され、ガスの加圧状態が保たれることになる。この状態で超音波による溶着を行い、尾栓40の組み付けは完了する。

インク収容管20の先端部分の内周面には、図６に示すように、凸部28が形成されている。この凸部28の後端縁28aは、内周面に対して略直角をなしている。
インク収容管20は図７に示すような金型60を用いて成形される。すなわち、金型60はインク収容管20の外形を形成するキャビティ61と、その中に挿入され、インク収容管20の内部空間を形成するコアピン62とで構成される。このキャビティ61とコアピン62との間の空間66に樹脂が射出されてインク収容管20が形成される。
コアピン62は、前半部63と後半部64とに分割されている。前半部63の後端外径は後半部64の先端外径よりやや小さく形成されていて、これらが突き合わされる箇所に段差65が生じている。この段差65が凸部28の後端縁28aを形成することとなっている。

ボールペンチップ30の挿入部31の外周には、図８に示すように帯状の凹部32が形成されている。この凹部32にインク収容管20の凸部28が嵌合することとなっている。すなわち、インク収容管20の先端孔26にボールペンチップ30の挿入部31が圧入されていくと、インク収容管20の凸部28が挿入部31の凹部32に嵌合する。ここで、ボールペンチップ30は、加圧ガスによって先端方向へ常に押圧力をかけられている。しかし、凹部32の後端縁32aが、凸部28の略直角に切り立った後端縁28aと当接することでこの位置で係止され、先端方向への抜け止めとなっている。

本発明は、加圧ボールペンのボールペンリフィルとして利用可能である。

10 ボールペンリフィル 11 インク
20 インク収容管 21 インク充填部 22 加圧ガス充填部
23 リブ 24 厚肉部 25 薄肉部
26 先端孔 27 後端孔 28 凸部
28a 凸部の後端縁
30 ボールペンチップ 31 挿入部 32 凹部
32a 凹部の後端縁
40 尾栓 41 フランジ部 42 大径部
43 細径部 44 段差部分 45 係止部
46 切欠部 47 嵌凹部
60 金型 61 キャビティ 62 コアピン
63 前半部 64 後半部 65 段差
66 キャビティとコアピンとの間の空間

Claims

インクを収容するとともに加圧ガスが封入されるインク収容管と、前記インク収容管の先端に圧入装着されるボールペンチップとを備えたボールペンリフィルであって、
前記ボールペンチップの後端部には、前記インク収容管に圧入されるよう外径を減じた挿入部が設けられ、
この挿入部の先端寄りの領域には、帯状にさらに縮径した凹部が設けられ、
前記インク収容管の先端において前記ボールペンチップが圧入される部分には、前記凹部に対応して帯状に突出する凸部が設けられ、
前記凸部の後端縁はインク収容管の内壁に対して略直角をなすように形成されていることを特徴とするボールペンリフィル。