JP2018094877A - 筆記具 - Google Patents

Abstract

【課題】筆圧による筆記先端部分の変位を容易とすることと、インク供給芯の折損防止とを両立させる。【解決手段】先端に開口部を備えた軸筒10と、前記軸筒10の内部の後方部分に設けられたインク収容部13と、前記軸筒10の内部に収容され、毛細管力によって前記インク収容部13に収容されたインクを先端方向へ誘導可能なインク供給芯50とを備え、前記インク供給芯50の先端部分を前記軸筒10の前記開口部から突出させた筆記具1において、前記軸筒10の前記開口部と、前記インク供給芯50との間には、該インク供給芯50が貫通するとともに該インク供給芯50を軸心から径方向へ撓ませることの可能な芯周囲部材20が介在している。【選択図】図２

Description

本発明は、筆記具に関する。

繊維束体などの毛細管力を有する材質で形成されたインク供給芯により筆記を行う、いわゆるサインペンやマーカーペンなどと称される筆記具においては、筆圧によって筆記先端を撓ませたり（特許文献１）、筆記先端を相対的に没入させたり（特許文献２）することで、描線の太さやタッチなどを変化させる試みがなされてきた。

特開２０１０−１９４７８７号公報 特開２０１６−２６９３０号公報

本発明は、筆圧による筆記先端部分の変位を容易とすることと、インク供給芯の折損防止との両立を課題とする。

（１）第１の態様
本発明の第１の態様に係る筆記具1は、先端に開口部を備えた軸筒10と、
前記軸筒10の内部の後方部分に設けられたインク収容部13と、
前記軸筒10の内部に収容され、毛細管力によって前記インク収容部13に収容されたインクを先端方向へ誘導可能なインク供給芯50とを備え、
前記インク供給芯50の先端部分を前記軸筒10の前記開口部から突出させた筆記具1において、
前記軸筒10の前記開口部と、前記インク供給芯50との間には、該インク供給芯50が貫通するとともに該インク供給芯50を軸心から径方向へ撓ませることの可能な芯周囲部材20が介在していることを特徴とする。

芯周囲部材20は、シリコーンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム等の熱硬化性ゴムやスチレン系、ポリエステル系、オレフィン系等の熱可塑性エラストマーに例示される粘弾性物体のような弾性変形可能な材質で形成されている。インク供給芯50にかかる筆圧によって芯周囲部材20が弾性変形すると、それに伴いインク供給芯50に径方向に撓む変位が加えられることとなっている。なお、芯周囲部材20はインク供給芯50を径方向に撓ませることが可能であれば、その他の方向、たとえば軸方向に撓んでインク供給芯50を軸筒10の内部に没入させるような変位が可能であってもよい。また、芯周囲部材を先軸11と二色成形等で一体形成してもよい。

（２）第２の態様
本発明の第２の態様に係る筆記具1は、第１の態様の特徴に加え、前記芯周囲部材20は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるデュロメーターＡ硬度４０°以上の弾性材料にて形成されていることを特徴とする。
このような硬度のゴムで芯周囲部材20が形成されていることで、過小な筆圧でもインク供給芯50が容易に撓み過ぎるようなことがなく、適度な筆圧に応じた適度な撓みをもたらすことが可能となる。

（３）第３の態様
本発明の第３の態様に係る筆記具1は、第１又は第２の態様の特徴に加え、前記インク供給芯50は繊維束体にて形成されているとともに、該インク供給芯50の軸心を心棒52が貫通していることを特徴とする。
このような心棒52によって繊維束体が補強され、筆圧による撓みで折損する可能性を低減できる。

（４）第４の態様
本発明の第４の態様に係る筆記具1は、第１又は第２の態様の特徴に加え、前記インク供給芯50は合成樹脂の押出成形品にて形成されているとともに、少なくとも外周には毛細管力が発生する間隙55を有していることを特徴とする。
このように、外周に毛細管力が発生するような間隙55を有するような合成樹脂の押出成形品によっても、繊維束体と同様にインク供給芯50を形成することが可能となっている。なお、このような間隙55は外周のみならず、インク供給芯50の内部にも有していることとしてもよい。

（５）第５の態様
本発明の第５の態様に係る筆記具1は、第１、第２、第３又は第４の態様の特徴に加え、前記インク供給芯50の後方部分を保持するとともに、該インク供給芯50にかかる押圧によって前記芯周囲部材20より後方において該インク供給芯50を軸心から径方向へ撓ませることの可能な変位部材30をさらに備えることを特徴とする。
このような変位部材30をさらに備えることで、インク供給芯50を２箇所で撓ませることが可能となり、１箇所のみで撓ませる場合に比べ曲げ応力を分散させることができ、折損の可能性が低減する。なお、このような変位部材30は、インク供給芯50を径方向に撓ませることが可能であれば、その他の方向、たとえば軸方向に撓んでインク供給芯50を軸筒10の内部に没入させるような変位が可能であってもよい。

（６）第６の態様
本発明の第６の態様に係る筆記具1は、第５の態様の特徴に加え、前記変位部材30は、前記インク供給芯50を保持する保持部材35と、前記保持部材35より剛性が低く弾性変形が可能な弾性部材33とを有することを特徴とする。
このように、インク供給芯50の保持という、より剛性が求められる機能を保持部材35に担わせ、弾性変形をより剛性の低い弾性部材33に担わせることで、インク供給芯50の保持と弾性変形という相反する機能を両立させることができる。

なお、前記変位部材30は、前記保持部材35と前記弾性部材33とで材質を異にする二色成形品であることが望ましい。たとえば、より剛性の高い材質で保持部材35を一次成形し、より剛性の低い材質で弾性部材33を二次成形することで、上記のような相反する機能を両立させた変位部材30を形成することができる。

本発明は、上記のように構成されているので、筆圧による筆記先端部分の変位を容易とすることと、インク供給芯の折損防止との両立が可能となる。

本発明の実施の形態に係る筆記具の正面図（Ａ）及び正面断面図（Ｂ）である。 図１に示す筆記具の先端部分を拡大した正面断面図である。 変位部材の斜視図（Ａ），正面図（Ｂ）及び正面断面図（Ｃ）である。 芯周囲部材の前方斜視図（Ａ）、正面図（Ｂ）、後方斜視図（Ｃ）、底面図（Ｄ）、側面図（Ｅ）、平面図（Ｆ）及び側面断面図（Ｇ）である。 図１に示す筆記具の先端部分を拡大した側面断面図である。 インク供給芯の第１例の正面図（Ａ）及び正面断面図（Ｂ）である。 インク供給芯の第２例の正面図（Ａ）及び正面断面図（Ｂ）である。 インク供給芯の第３例の正面図（Ａ）、底面図（Ｂ）及び正面断面図（Ｃ）である。 インク供給芯の第４例の正面図（Ａ）、底面図（Ｂ）及び正面断面図（Ｃ）である。 筆記時におけるインク供給芯の変位を正面断面図で示したものである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る筆記具1としてサインペン又はマーキングペンを例に説明する。なお、本発明において、筆記具1及びその構成部品についての「前方」又は「先端」とは筆記部を備えた方向を示し、「後方」又は「後端」とはその反対側の方向を示すものとする。

（全体構成）
本発明の実施形態に係る筆記具1は、図１（Ａ）に示すように、先軸11及び後軸12を備えた軸筒10と、先軸11の先端側に装着された芯周囲部材20と、芯周囲部材20の先端から突出するインク供給芯50を備えた外観を呈している。

（軸筒10の構造）
軸筒10は、図１（Ｂ）に示すように、インク収容部13と、先軸11と、後軸12とから構成される。
インク収容部13は、後端が閉鎖し、かつ先端が開放した筒形状を呈している。
先軸11は先端が先細り形状を呈し、かつ両端が開放した筒型状を呈している。先軸11の後端の内周には、インク収容部13の先端が嵌入している。
後軸12は、後端が閉鎖し、かつ先端が開放した筒形状を呈しており、インク収容部13及び先軸11の後端側を収容している。

先軸11の外周には、中間から後端寄りの位置に、外方へ突出したフランジ状の鍔部15が設けられている。鍔部15の外径は後軸12の外径とほぼ同じである。先軸11は、鍔部15を境にして、略円筒状を呈した後方側の先軸後部14と、先細り形状を呈した前方側の先軸前部16とに分けられる。この鍔部15の後端側に後軸12の先端が当接する。

図２に示すように、先軸前部16の内部空間の先端部分においては、段部をもって内径が縮小した第１縮径孔18と、さらにその先端側で再び段部をもって内径がより縮小した第２縮径孔19とが形成されている。後述の変位部材30の先端が、この第１縮径孔18の後端部分に達している。第２縮径孔19には芯周囲部材20が装着されている。先軸前部16の先端近傍の外周には、滑り止めとなるようグリップ部材17が二色成形により形成されている（図１（Ａ）及び（Ｂ）も参照）。

（先軸11の内部構造）
図１（Ｂ）に示すように、先軸前部16の内部には、ＡＢＳ樹脂製のコレクター40が圧入されている。コレクター40においては、複数枚の板状部材が軸方向に沿って平行に配され、この板状部材間に図示しないインクが保留可能となっている。さらに、そのコレクター40の軸心には、繊維束体により形成されたコレクター芯41が貫装されている。コレクター芯41の後端はインク収容部13の内部に達している。また、コレクター40の前方には、変位部材30が装着されている。変位部材30は、コレクター40とインク供給芯50とを連結する継手としての役割を有する。

（変位部材30の全体構造）
図３に示すように、変位部材30は、略筒状の中心部材31と、略筒状の周辺部材32と、これら中心部材31と周辺部材32とを連結する弾性部材33とからなる。
周辺部材32の先端縁は、中心部材31の中間より後方に位置し、また、周辺部材32の後端縁は中心部材31の後端より前方に位置している。中心部材31の後方部分の外周と、周辺部材32の内周との間は、コレクター40の先端の厚さ分の空隙部34となっている。
また、周辺部材32の先端付近から、中心部材31の先端近傍までを弾性部材33が覆っている。

（中心部材31）
中心部材31の内部には、後方からコレクター芯41が挿入され、前方からインク供給芯50が挿入される（図１（Ｂ）参照）。

（周辺部材32）
周辺部材32は、中心部材31との間にある前述の空隙部34にコレクター40の先端を嵌入させることで、中心部材31とともに、インク供給芯50をコレクター40に保持させる保持部材35としての役割を有する。

（弾性部材33）
弾性部材33は、周辺部材32の先端部分から、中心部材31の先端近傍までを覆う。弾性部材33の中間よりやや後方の位置であって、周辺部材32の先端寄り前方に当たる位置では、外径が蛇腹状に縊れたように縮径しており、この部分が連結部36となっている。

（二色成形）
変位部材30は、二色成形により成形された部品であり、中心部材31及び周辺部材32を比較的剛性の高い合成樹脂による一次成形で成形し、これら中心部材31及び周辺部材32に対し弾性部材33を二次成形により一体成形している。弾性部材33は、連結部36において撓りをもたせるため、一次成形の合成樹脂より剛性の低い弾性樹脂材料によって形成される。
また、弾性樹脂材料としては、成型工程において、金型を用いて、高温下で行うため熱可塑性のエラストマーが望ましい。なお、一次成形体である中心部材31及び周辺部材32の材質はＰＢＴ樹脂等の硬質樹脂が望ましい。

（芯周囲部材20）
図２及び図４に示すように、芯周囲部材20は、前記第２縮径孔19へ嵌入される略円筒状の嵌入部21と、前記嵌入部21の前方に位置し第２縮径孔19より先端側へ露出し先端に向かって外径を漸減させている略円錐形状の露出部22とを有する。この露出部22の軸心を前記インク供給芯50が貫通している。嵌入部21と露出部22との境界は露出部22の側が拡径した状態で段部23を形成しており、この段部23に、先軸11の先端が当接している。

芯周囲部材20は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定するデュロメーターＡ硬度が４０°〜８０°の範囲、好ましくは６０°であるニトリルゴム製である。なお、芯周囲部材20は、嵌入部21と露出部22とを異なる材料にして二色成形等の多色成形法によって一体成形してもよい。その場合は、露出部22を、粘弾性を有する材料にして筆記荷重で変形容易な構造とするのが好ましい。
露出部22はさらに、後方側に位置する円錐台形状のテーパー部24と、前方側に位置する凹曲面状の凹面部25とからなる。
また、芯周囲部材20の側面の、軸心を挟んで対向する２箇所が、テーパー部24から嵌入部21にかけて平面状に削ぎ落とされた通気面26として形成されている。嵌入部21を先軸11の第２縮径孔19に嵌入させた状態では、この通気面26と第２縮径孔19との間に通気口29が生ずる（図５参照）。この通気口29からは外部の空気が軸筒10の内部に入り込み、コレクター40を通じてインク収容部13の内部に至り、筆記により減少したインクの体積を補填することとなっている。

また、図２及び図４に示すように、芯周囲部材20には、その後端から先端まで貫通孔が形成されている。具体的には、後端から、テーパー部24と凹面部25との境界付近までがより内径の大きい後部貫通孔27であり、そこから先端までがより小径の前部貫通孔28である。インク供給芯50は、後部貫通孔27を通過して、前部貫通孔28に接しつつ貫通している。

（インク供給芯50）
図６に示すインク供給芯50の第１例は、繊維束体で形成された繊維芯又はセラミックの焼結芯等の多孔体材料で形成されたものである。繊維芯の場合、繊維間の間隙で毛細管力が発生することとなる。焼結芯の場合、無数に存在する微小孔が毛細管力を発生させる間隙55（図示せず）となる。インク供給芯50の両端は同様の略半球形状に研磨されているが、このうち先端側に位置する方が芯先端53となっており、ここが筆記先端となる。一方、後端側に位置する方は芯後端54となっており、この部分は、中心部材31の内部でコレクター芯41の先端に当接した状態で固定されている。

図７に示すインク供給芯50の第２例は、二層構造を有する筆記芯である。すなわち、ポリエステルなどの繊維束やポリエチレンなどの多孔体材料である棒状の芯体部51の軸心を、補強用のポリアセタール製やポリエステル製の樹脂棒である心棒52、即ち芯体部51よりも高い圧縮強度をもった材料が貫通した構造となっている。なお、心棒52そのものには芯体部51のような微細な間隙55（図示せず）は形成されていないが、筆記面との間の毛細管力によって、心棒52の部分を紙面に対して垂直に立てた状態でも筆記が可能となっている。また、芯体部51よりも心棒52のほうが高い圧縮強度を持っていれば、芯体部51にセラミックや金属の多孔体を使用してもよい。

インク供給芯50の先端は略半球形状に研磨された芯先端53となっており、ここが筆記先端となる。芯先端53では、心棒52により補強されているため筆記先端が潰れにくくなっている。本例の場合、インク供給芯50の後端は外径が縮小されるとともに、後端に向かって尖った形状の芯後端54として形成されているが、この部分が、中心部材31の内部でコレクター芯41の先端に突き刺さった状態で固定されることとしてもよい。

図８に示すインク供給芯50の第３例は、押出成形や射出成形により、外側に微細な間隙55を形成した筆記芯である。たとえば、微細な網目状構造が施された押出成形機のダイスにより外周に微細な間隙55を形成させ、毛細管現象によりインク供給芯50の先端までインクを誘導することが可能である。

図９に示すインク供給芯50の第４例は、押出成形や射出成形により、外側及び内側に微細な間隙55を形成した筆記芯である。内側にも微細な間隙55を形成することによって、毛細管現象により、垂直で速書きをした際に、擦れずに筆記することが可能である。

（筆記具1の特性）
紙面に対して垂直でない角度でインク供給芯50の芯先端53に筆記荷重が加えられると、軸心から径方向へ撓ませる方向の力がインク供給芯50にかかる。このとき、芯周囲部材20が撓みやすい硬度の材質で形成されているため、その方向に芯周囲部材20が撓むこととなる。
一方、変位部材30が上述の通り３部材からなっており、その特性として周辺部材32と中心部材31とが、同一の一次成形体でありながら、互いに一次成形体としては連続していないため、弾性部材33の連結部36の付近が変形することで、変位部材30が撓りやすい構造となっている。

そのため、図１０に示すように、芯周囲部材20が撓むのと同時に、変位部材30も撓ませることが可能となっている。これにより、インク供給芯50を２箇所で撓ませることが可能となり、１箇所のみで撓ませる場合に比べ、曲げ応力を分散させることができ、折損の可能性が低減することとなっている。また、変位部材30が軸心方向へも撓むことで、インク供給芯50と芯周囲部材20との相対的な位置関係も変位し、インク供給芯50を没入位置へと変位させることもできる。

以上のように、インク供給芯50が軸心から径方向へ変位することで、インク供給芯50の紙面への接触面積が増大し、その接触している領域の間にインクが毛細管現象により拡散する。その結果、インク供給芯50の先端のみが筆記面と接触している状態で筆記する場合よりも、太い幅の線を描くことができる。
また、変位部材30の弾性作用を利用すると、「トメ」や「ハライ」などの動作によって、筆記面から筆記部分が離れるために筆記荷重が弱くなるときには、インク供給芯50が没入位置から突出位置に向かって前方へ連続的に移動するため、太い幅の線から細い幅の線へ連続的かつ滑らかに筆記幅を変化させることもできる。

本発明は、マーカーペンやサインペンのような筆記具に利用可能である。

1 筆記具
10 軸筒 11 先軸 12 後軸
13 インク収容部 14 先軸後部 15 鍔部
16 先軸前部 17 グリップ部材 18 第１縮径孔
19 第２縮径孔
20 芯周囲部材 21 嵌入部 22 露出部
23 段部 24 テーパー部 25 凹面部
26 通気面 27 後部貫通孔 28 前部貫通孔
29 通気口
30 変位部材 31 中心部材 32 周辺部材
33 弾性部材 34 空隙部 35 保持部材
36 連結部
40 コレクター 41 コレクター芯
50 インク供給芯 51 芯体部 52 心棒
53 芯先端 54 芯後端 55 間隙

Claims (7)

1. 先端に開口部を備えた軸筒と、
   前記軸筒の内部の後方部分に設けられたインク収容部と、
   前記軸筒の内部に収容され、毛細管力によって前記インク収容部に収容されたインクを先端方向へ誘導可能なインク供給芯とを備え、
   前記インク供給芯の先端部分を前記軸筒の前記開口部から突出させた筆記具において、
   前記軸筒の前記開口部と、前記インク供給芯との間には、該インク供給芯が貫通するとともに該インク供給芯を軸心から径方向へ撓ませることの可能な芯周囲部材が介在していることを特徴とする筆記具。
2. 前記芯周囲部材は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるデュロメーターＡ硬度４０°以上の弾性材料にて形成されていることを特徴とする請求項１記載の筆記具。
3. 前記インク供給芯は繊維束体にて形成されているとともに、該インク供給芯の軸心を心棒が貫通していることを特徴とする請求項１又は２記載の筆記具。
4. 前記インク供給芯は合成樹脂の押出成形品にて形成されているとともに、少なくとも外周には毛細管力が発生する間隙を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の筆記具。
5. 前記インク供給芯の後方部分を保持するとともに、該インク供給芯にかかる押圧によって前記芯周囲部材より後方において該インク供給芯を軸心から径方向へ撓ませることの可能な変位部材をさらに備えることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の筆記具。
6. 前記変位部材は、前記インク供給芯を保持する保持部材と、前記保持部材より剛性が低く弾性変形が可能な弾性部材とを有することを特徴とする請求項５記載の筆記具。
7. 前記変位部材は、前記保持部材と前記弾性部材とで材質を異にする二色成形品であることを特徴とする請求項６記載の筆記具。