JP2014210367A - ボールペンチップ及びそれを用いたボールペンレフィル - Google Patents

Abstract

【課題】非使用時に、コイルスプリングによって、ボールがチップ前端部の内壁面に密接するボールペンチップにおいて、ボールへ安定した押圧力を付与することのできるボールペンチップ及びそれを用いたボールペンを提供する。
【解決手段】チップ本体に、ボール抱持室と、該ボール抱持室の底壁の中央に設けたインキ流通孔とを有し、前記底壁にボールを載置し、チップ前端部を内側にかしめることにより、ボールの一部をチップ前端部より突出させて回転自在に抱持し、前記ボールに当接させて配設したコイルスプリングによって、前記ボールを前記チップ前端部の内壁面に押圧してなるボールペンチップにおいて、少なくとも前記コイルスプリングの前方と後方にコイル部を有し、前記前方側のコイル部の平均ピッチと、前記後方側のコイル部の平均ピッチとが相違することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、チップ前端部を内側にかしめることにより、ボールの一部をチップ前端部より突出させて回転自在に抱持し、前記ボールの後方に配設したコイルスプリングによって、ボールをチップ前端部の内壁面に押圧してなるボールペンチップに関する。

従来から、ボールの後方にコイルスプリングを配設し、このコイルスプリングの押圧力によって、ボールをチップ前端部の内壁面に密接させるとともに、筆記時の筆圧によってボールとチップ前端部の内壁とに隙間を形成する弁機構を具備したボールペンチップはよく知られて、特開２０００−１５８８６９号公報「ボールペンチップ」には、コイルスプリングのストレート部が移動しても、ストレート部がインキ流通溝を閉鎖しない構造が開示されている。

ところで、ボールペンチップに配設するコイルスプリングは、押圧力を受けると曲がりが発生する問題があった。特に、筆記時等、急激な押圧力を受けると前記した曲がりが発生し易い問題があった。

こうした曲がりを抑制するため、特開２００３−２９１５７７号公報「塗布具用チップ」では、密巻き部と粗巻き部を有し、密巻き部は長手方向の中央部に位置していることで、前記した曲がりを抑制することが開示されている。
「特開２０００−１５８８６９号公報」 「特開２００３−２９１５７７号公報」

しかし、特許文献１では、コイルスプリングの線径は、φ０．１ｍｍ〜φ０．３ｍｍと極めて小径であり、コイルスプリングのストレート部が径方向などに移動して、ボールの中心近傍から逸れて押圧してしまうため、安定した押圧力が得られない問題があった。また、チップ内へのコイルスプリングの配設時にストレート部がインキ流通孔内に引っ掛かり易く組立性が悪化する恐れがあった。

また、特許文献２では、ゆっくり押圧力を受けた時には、曲がりを抑制することはできるが、筆記時等、急激な押圧力を受けてしまうと、前記した曲がりの発生を抑制するには至っていないのが現状である。

また、特許文献２では、密巻き部を長くすることで、前述した曲がりの抑制効果を高めることも考えられるが、インキ流通孔や後部孔の体積に対するコイルスプリングの体積が大きくなり、インキの流出に見合ったインキ通路の容積を確保できず、筆記時に充分なインキ流出が得られない恐れがあるという問題が生じてくる。

本発明は上記問題を鑑み、非使用時に、コイルスプリングによって、ボールがチップ前端部の内壁面に密接するボールペンチップにおいて、ボールへ安定した押圧力を付与することのできるボールペンチップ及びそれを用いたボールペンレフィルを提供するものである。

本発明は、前記問題を解決するために、チップ本体に、ボール抱持室と、該ボール抱持室の底壁の中央に設けたインキ流通孔とを有し、前記底壁にボールを載置し、チップ前端部を内側にかしめることにより、ボールの一部をチップ前端部より突出させて回転自在に抱持し、前記ボールに当接させて配設したコイルスプリングによって、前記ボールを前記チップ前端部の内壁面に押圧してなるボールペンチップにおいて、少なくとも前記コイルスプリングの前方と後方にコイル部を有し、前記前方側のコイル部の平均ピッチと、後方側のコイル部の平均ピッチとが相違することを特徴とする。
尚、本発明において「前」とは、ボールペンチップの長手方向においてボール側を示し、「後」とは、その反対側を示す。

また、前記前方のコイル部の平均ピッチが、前記後方のコイル部の平均ピッチよりも大きいことを特徴とする。

また、前記前方のコイル部と、前記後方のコイル部とが、密着巻きを介して連接又は、前記前方のコイル部及び後方のコイル部よりも粗巻きの粗巻き部を介して連接してあることを特徴とする。

さらにまた、インキ収容筒の前端部に、前記ボールペンチップを、直接またはチップホルダーを介して具備したボールペンレフィルとしたことを特徴とする。

本願発明の第１の構成によれば、ボールペンチップにおいて、少なくとも前記コイルスプリングの前方と後方にコイル部を有し、前記前方側のコイル部の平均ピッチと、後方側のコイル部の平均ピッチとが相違することで、ボールへの押圧力が安定することができる。これは、平均ピッチの広い部分は、平均ピッチの狭い部分に比べバネ力も高く、急激な押圧力を受けてもボールと接触した状態を維持し易く、曲がりを抑制することで、安定した押圧力を得ることができ、平均ピッチの狭い部分では、圧縮し易いため、弱い筆圧等、小さな押圧力であっても圧縮して吸収しやすいため、安定した押圧力を得ることができためであると推測する。また、平均ピッチの広い部分では、早書きなどによるボールの高速回転時、平均ピッチの狭い部分では、ボールの低速回転時に安定した押圧力を得られやすい効果を奏する。

また、ボールを押圧するコイルスプリングの押圧力は、筆感及びインキ漏れを考慮すると、５ｇｆ〜５０ｇｆ、好ましくは１０ｇｆ〜３０ｇｆ、１５ｇｆ〜２５ｇｆとすることが最も好ましい。尚、本発明のボールの押圧力は、チップ前端部の内壁に当接した状態からボール抱持室の底壁やボール座に当接するのに必要な力によって測定することができる。また、ボールの長手方向のクリアランスは、インキ粘度や組成によって適宜選択することができるが、５μｍ〜６０μｍが好ましく、ボールを押圧するコイルスプリングの押圧力が５ｇｆ〜５０ｇｆであるとすると、インキ漏れを考慮して、１０μ〜４０μｍが最も好ましい。

また、本願発明の第２の構成によれば、前記前方のコイル部の平均ピッチが、前記後方のコイル部の平均ピッチよりも大きくすることで、よりボールと接触した状態を維持し易く、曲がりを抑制することで、安定した押圧力を得ることができる効果を奏する。

また、外径、長さ、平均ピッチによって、コイルスプリングの体積が相違することを鑑みて、インキ流通の阻害を抑制する効果を高めるため、筆記媒体となるボールに近い前方のコイル部の体積を、後方のコイル部の体積よりも小さくすることが好ましい。特に、レーザー解析による体積基準で平均粒径が０．５μｍ以上等、粒径の大きいマイクロカプセル顔料、金属粉顔料等の顔料を含有する場合には、インキ流通が阻害されやすいので、本発明の効果は顕著である。

また、本願発明の第３の構成によれば、前記前方のコイル部と、前記後方のコイル部とが、密着巻きを介して連接又は、前記前方のコイル部及び後方のコイル部よりも粗巻きの粗巻き部を介して連接することで、前記前方のコイル部及び前記後方のコイル部の全体での曲がりを抑制し、ボールへ安定した押圧力を付与することができ、組立性も向上する効果を奏する。

本発明は、非使用時に、コイルスプリングによって、ボールがチップ前端部の内壁面に密接するボールペンチップにおいて、筆記時においてもボールへ安定した押圧力を付与することのできるボールペンチップ及びそれを用いたボールペンを提供することができた。

第１実施形態のボールペンチップをボールペンレフィルとして用いた図である。 図１における、一部省略した要部拡大断面図である。 図２における、一部省略した要部拡大断面図である。 図１におけるコイルスプリングの図である。

図１から図４に示す第１実施形態のボールペンチップ１は、ステンレス鋼線材からなるチップ本体２のボール抱持室の中央に、後部孔６に連通するボール径の６５％の内径のインキ流通孔３と、このインキ流通孔３から放射状に延びるインキ流通溝４を形成した底壁に、ボールの曲率と略同曲率のボール座５を設け、このボール座５に、タングステンカ−バイド系超硬材からなるボール径がφ０．５ｍｍのボール７を載置し、チップ前端部を内側にかしめることにより、ボール７の一部がチップ前端縁より突出するように回転自在に抱持している。

ボールペンチップ１内には、φ０．１５ｍｍの１本のステンレス鋼線材からなり、ボールに当接する棒軸部９Ｆと、前方側の前方コイル部９Ｄと、後方側の後方コイル部９Ｂとを有したコイルスプリング９を配設してある。

コイルスプリング９は、棒軸部９Ｆ、前方密着巻き９Ｅと、前方コイル部９Ｄ、中間密着巻き９Ｃと、後方コイル部９Ｂ、後方密着巻き９Ａを設けてあり、棒軸部９Ｆの前方をボール７の後方の略中心に当接している。

また、ボールペンレフィル１１は、チップホルダー８の前端部に、コイルスプリング９の後方密着巻き９Ａの後端部をチップホルダー８の段部８Ａに当接してボールペンチップ１を装着し、チップホルダー８をインキ収容筒１２の前方に装着して得ている。また、インキ収容筒１０内には、平均粒径が、１０μｍの金属粉顔料を含有し、ティー・エイ・インスツルメント株式会社製ＡＲ−Ｇ２（ステンレス製４０ｍｍ ２° ローター）、２０℃、剪断速度０．００１ｓｅｃ^−１におけるインキ粘度が１０００Ｐａ・ｓの水性ボールペン用インキ１４と、グリース状のインキ追従体１５を直に収容し、インキ収容筒１２の後方に尾栓１３を装着している。

また、前方側のコイル部９Ｄの平均ピッチＭは、０．６ｍｍであり、後方側のコイル部９Ｂの平均ピッチＮは、０．３ｍｍであった。さらに、前方密着巻き９Ｅの最大外径Ｊは、対向するボールペンチップの内径Ｋの８０％であった。さらにまた、前方側のコイル部９Ｄの長さは３．６ｍｍ、外径０．８ｍｍであり、後方側のコイル部９Ｂの長さ６．０ｍｍ、外径１．１２ｍｍよりも短く、外径も小さくしてあり、前方側のコイル部９Ｄの体積を、後方側のコイル部９Ｂの体積よりも小さくしてある。

また、ボールペンチップ１は、後方密着巻き９Ａの後端部をチップホルダー８に当接することで後方への移動を規制されるようになっている。こうした構成により、非使用時には、ボール７はチップ前端部２Ａの内壁に密接するとともに、筆記時の筆圧によってボール７とチップ前端部２Ａの内壁とに間隙を設ける弁機構となっている。尚、ボール７を押圧するコイルスプリング９の押圧力は１５ｇｆであった。

尚、ボールペン用インキの種類は油性、水性等、インキ粘度も特に限定されるものではないが、筆記時の粘度が低い場合や１００ｍ当たりのインキ消費量が、多い場合には、インキ漏れを抑制し難い傾向であるため、本発明の効果は顕著である。

このボールペンレフィル１１を用いて紙面に筆記すると、インキ収容筒１２にあるボールペンインキは、ボールペンチップ１の後部孔６からインキ流通孔３、インキ流通溝４を通じてボール７とボール抱持室に供給される。このボールペンインキは、筆圧によってボール７がボール座５側に移動し、縦方向のクリアランス分、チップ前端部２Ａの内壁とボール７に隙間を生じ、この隙間から外部に吐出することで筆記することができるものである。

本実施形態では、便宜上、チップホルダーに当接してコイルスプリングを保持しているが、チップ後方を内側にかしめてコイルスプリングを保持する等、コイルスプリングの保持方法は特に限定されるものではない。また、ステンレス鋼線材をドリルによる切削加工によってボールペンチップを形成する切削タイプを例示しているが、ステンレス鋼パイプを押圧加工等によってボールペンチップを形成するパイプタイプのボールペンチップであってもよい。

また、本実施形態では、ボールペンチップの後部孔に達しないインキ流通溝を例示してあるが、後部孔に達するインキ流通溝として、後部孔からのインキ流通性を向上した形状としてあってもよい。さらにまた、本実施例では、ボールの回転による摩耗が抑制できるので、好ましい形態として便宜上、ボール抱持室の底壁にボール座を設けているが、ボール座を設けない形状であってもよい。また、本実施形態では、便宜上、φ０．５ｍｍのボールを用いているが、ボール径は、φ０．３ｍｍ〜φ２．０ｍｍ等、特に限定されるものではない。

さらにまた、コイルスプリング９の前端部及び後端部は、密着巻きで形成してあるが、後端部を密着巻きとすることで、チップ内やチップホルダー内に安定してコイルスプリングを保持することができ、前端部を密着巻きとすることで、前方の撓みを抑制することでき、ボールに安定した押圧力を与え易いので好ましい。さらにまた、本実施形態のように、外径が前端に向かって段階的に縮径する形状とすることが好ましいが、部分的に大径部を設ける形状であってよく、同径であってもよい。

また、コイル部の巻数や外径は、特に限定されないが、コイルスプリングの前端部の最大外径が、対向するボールペンチップの内径に対して、５０％未満だと、筆記時のボールの回転によってコイルスプリングが径方向に移動しやすく、安定した押圧力が得られ難く、９５％を超えると、前方のコイル部がボールペンチップの内壁に当接してスムーズに前後動しない恐れがあるため、コイルスプリングの前端部の最大外径は、対向するボールペンチップの内径に対して、５０％以上、９５％以下が好ましく、７０％以上、９０％以下が最も好ましい。尚、インキ流通孔は、インキ流通性を鑑みて、ボール径の４０％〜７０％が好ましく、５５％〜６５％が最も好ましい。

尚、本発明の平均ピッチとは、前方のコイル部又は後方のコイル部における、各ピッチの総和をピッチ数で除した数値のことである。また、前方のコイル部と、前記後方のコイル部とが、後方のコイル部の後端側から、前方のコイル部の前端側へ徐々にピッチが広く又は狭くする等、ピッチ角を一定にするなどして、コイル部が連続的に形成される場合には、コイル部の全長の１／２を基準とし、前方側を前方のコイル部、後方側を後方のコイル部とする。

本発明のボールペンチップは、インキの種類やボール径など、特に限定されないため、ボールペンレフィルとして広く利用可能であり、ノック式ボールペンに用いるボールペンチップとして好適に用いることができる。

１ ボールペンチップ
２ チップ本体
２Ａ チップ前端部
３ インキ流通孔
４ インキ流通溝
５ ボール座
６ 後部孔
７ ボール
８ チップホルダー
９ コイルスプリング
９Ａ 後方密着巻き
９Ｂ 後方コイル部
９Ｃ 中間密着巻き
９Ｄ 前方コイル部
９Ｅ 前方密着巻き
９Ｆ 棒軸部
１１ ボールペンレフィル
１２ インキ収容筒
１４ ボールペン用インキ
１５ インキ追従体
Ｊ 前方密着部のコイル外径
Ｋ 後部孔の内径
Ｍ 前方コイル部の平均ピッチ
Ｎ 後方コイル部の平均ピッチ

Claims (4)

1. チップ本体に、ボール抱持室と、該ボール抱持室の底壁の中央に設けたインキ流通孔とを有し、前記底壁にボールを載置し、チップ前端部を内側にかしめることにより、ボールの一部をチップ前端部より突出させて回転自在に抱持し、前記ボールに当接させて配設したコイルスプリングによって、前記ボールを前記チップ前端部の内壁面に押圧してなるボールペンチップにおいて、少なくとも前記コイルスプリングの前方と後方にコイル部を有し、前記前方側のコイル部の平均ピッチと、前記後方側のコイル部の平均ピッチとが相違することを特徴とするボールペンチップ。
2. 前記前方のコイル部の平均ピッチが、前記後方のコイル部の平均ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のボールペンチップ。
3. 前記前方のコイル部と、前記後方のコイル部とが、密着巻きを介して連接又は、前記前方のコイル部及び後方のコイル部よりも粗巻きの粗巻き部を介して連接してあることを特徴とする請求項１または２に記載のボールペンチップ。
4. インキ収容筒の前端部に、請求項１ないし３の何れか１項に記載のボールペンチップを、直接またはチップホルダーを介して具備したことを特徴とするボールペンレフィル。

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