JP2020138492A - 熱変色性ボールペン - Google Patents

Abstract

【課題】製造時における組立やインキがなくなった際のレフィル交換が容易な熱変色性ボールペンを得る。【解決手段】レフィル３の後端部に、複数の溝３０ｄと該複数の溝３０ｄ間で弾性変形可能な舌片３０ｅとが設けられ、レフィル３の舌片３０ｅが、後軸２２内に設けた前方へ向かって縮径する円錐部４ｄの外面に当接され、後軸２２に対してレフィル３を挿通させる際における該後軸２２と該レフィル３との関係が、レフィル３の側面を後軸２２の前端開口縁２２ｃに摺動させつつ、レフィル３の後端部３０の外面を後軸２２の前端開口縁２２ｃと相対向する内面に摺動させ、レフィル３の後端部３０が後軸２２の円錐部４ｄの先端４３ｄに到達した状態において、円錐部４ｄの先端４３ｄがレフィル３のインキ収容管３ｃの内方の位置となる。【選択図】図５

Description

本発明は、熱変色性インキの筆跡を摩擦してその際に生じる摩擦熱で該筆跡を熱変色可能な熱変色性筆記具に関し、詳細には先端にペン先（ボールペンチップ）を有しインキ収容管内に熱変色性インキを収容するレフィルが前後分割可能な軸筒内に配設され、軸筒の後方に前記筆跡を擦過する摩擦体が装着された熱変色性ボールペンに関する。

従来から、例えば特許文献１（特開２００３−２０６４３２号公報）に示されるように、筆記具を構成する軸筒の一方の端部に、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熱変色性インキの筆跡を熱変色可能な摩擦部が設けられた熱変色性筆記具が開示されている。
また、前記熱変色性筆記具では、先端にボールペンチップを有しインキ収容管内に熱変色性インキを収容したレフィルが軸筒内に配設された熱変色性ボールペンが存在する。
またさらに、特許文献２（特開２０１２−９１４７６号公報）では、前記熱変色性ボールペンにおけるレフィルの軸方向の寸法のばらつきを吸収させる方法が開示されており、製造工程の複雑化の防止やコストアップの防止が考えられている。
前記特許文献２では、摩擦体８が、摩擦体先端８１の外面がテーパー状８１１である略円錐筒状に形成されており、摩擦体先端８１とインキ収容管２１の後端とが接触する構成（接触部）となっており、軸筒６へのレフィル収容時（組立時）に、レフィル３と軸筒６の軸方向の寸法のばらつきを摩擦体８の弾性効果によって吸収することができるようになっている。またさらに、摩擦体先端８１の略円錐筒状部分には軸方向の切欠部８１３が形成されていることから、レフィル３が後方に移動することで分割片８１２が無理なく内方に変形するため、レフィル３と軸筒６との軸方向における寸法のばらつきを弾性効果でより効果的に吸収できる。

尚、前記特許文献２のような熱変色性ボールペンでは、製造時における組立や使用時におけるレフィル交換において、後軸６２に対してレフィル３を挿通させるときに、摩擦体８の摩擦体先端８１がインキ収容管２１にうまく挿通されないことで、手間が掛かってしまう場合がある。これは軸筒６の外径が大きい場合に特に問題となり易い。理由としては、軸筒６の外面と共に大きくなった該軸筒６の内面の内方で、レフィル３が軸筒６の軸径方向へ自由に動き易くなってしまうためである。これにより、レフィル３と摩擦体８との中心位置がずれて、摩擦体８の摩擦体先端８１とインキ収容管２１の後端とが接触することなく、インキ収容管２１の後端が軸筒６の内面と摩擦体先端３１との間に入り込んでしまい、組み立てをし辛くさせてしまう場合がある。
尚、レフィル３と後軸６２との中心位置をあわせて挿通させれば、レフィル３の後端が軸筒６の内面と摩擦体先端３１との間に入り込んでしまうことを防げるが、その場合、慎重な作業が必要となり、製造時における組立やインキがなくなった際のレフィル交換における負担となる。

特開２００３−２０６４３２号公報 特開２０１２−９１４７６号公報

本発明では、製造時における組立やインキがなくなった際のレフィル交換が容易な熱変色性ボールペンを得ることを目的とする。

本発明は、
「１．先端にペン先を有しインキ収容管内に熱変色性インキを収容するレフィルが前軸と後軸とに分割可能な軸筒内に配設され、
前記後軸に前記熱変色性インキによる筆跡を擦過する摩擦体が装着された熱変色性ボールペンであって、
前記レフィルの後端部に、複数の溝と該複数の溝間で弾性変形可能な舌片とが設けられ、
前記レフィルの舌片が、前記後軸内に設けた前方へ向かって縮径する円錐部の外面に当接され、
前記後軸に対して前記レフィルを挿通させる際における該後軸と該レフィルとの関係が、
前記レフィルの側面を前記後軸の前端開口縁に摺動させつつ、前記レフィルの後端部の外面を前記後軸の前端開口縁と相対向する内面に摺動させ、前記レフィルの後端部が前記後軸の円錐部の先端に到達した状態において、前記円錐部の先端が前記レフィルのインキ収容管の内方の位置となる、
ことを特徴とした熱変色性ボールペン。
２．前記円錐部を有する尾冠が前記後軸の後端部に固定され、該尾冠に前記摩擦体が装着される、
ことを特徴とした前記１項に記載の熱変色性ボールペン。」である。

前記第１の発明によれば、大概はインキ収容管３ｃの寸法の影響によるレフィルの寸法のばらつきを、レフィルの舌片が外方に変形することで吸収させることができる。つまり、レフィルが長い場合には、前軸と後軸とを連結する際に、前軸の内面にレフィルの前端部が当接することと、後軸の円錐部にレフィルの舌片が当接したときに、前軸と後軸との連結を妨げるような力が働くこととなるが、レフィルの舌片が外方に変形しながら該レフィルが後退することで、長く成形されたレフィルの全長が吸収され、前軸と後軸とを容易に連結させることができる。

また、後軸に対してレフィルを挿通させる際における該後軸と該レフィルとの関係を、レフィルの側面を後軸の前端開口縁に摺動させつつ、レフィルの後端部の外面を後軸の前端開口縁と相対向する内面に摺動させ、レフィルの後端部が後軸の円錐部の先端に到達した状態において、円錐部の先端がレフィルのインキ収容管の内方の位置となる構造としたことで、レフィルを後軸に挿通させる際には、必ず、後軸の円錐部の先端がインキ収容管の内方の位置となることから、前軸を後軸に連結させることで、円錐部の斜面によりレフィルの中心と該円錐部の頂点とが自動的に一致するよう誘導され、結果、レフィルの中心と後軸の中心が一致することとなる。したがって、製造時における組立やインキがなくなった際のレフィル交換が容易な熱変色性ボールペンを得ることができる。
本発明において前記円錐部の先端がレフィルのインキ収容管の内方の位置となるとは、軸心に沿った方向において、円錐部の先端が、レフィルの後端部に設けた複数の舌片で取り囲まれた位置となることである。
尚、後軸内に設ける円錐部は、後軸の内方に該後軸と一体で形成してもよく、また摩擦体の前方に該摩擦体と一体で形成してもよい。また前記円錐部は、幾何学的な円錐形体である必要はなく、全体として前方へ向かって縮径していく先窄み形態であればよく、例えばその側面が、前方へ向かって縮径するような円弧面にしてもよい。
また、レフィルの後端部に設ける複数の溝と該複数の溝間で弾性変形可能な舌片は、レフィルに直接設けても、レフィルに装着した尾栓に設けてもよい。
さらに、レフィルの後端部の外面を後軸の内面に摺動させることから、後軸の内面、特に後軸の中間部から前記円錐部の先端までの内面は平滑面とすることが好ましい。

軸体の材質は、真鍮、アルミ、ポリカーボネート樹脂、ＰＭＭＡ樹脂（ポリメタクリル酸メチル）、アクリロニトリルスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、ポロプロピレン樹脂など、筆記具の軸筒本体やキャップ本体で、従来より使用されている材質が挙げられるが、特に制限されるものではない。

摩擦体の材質は、弾性を有する合成樹脂（ゴム、エラストマー）が好ましく、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−ブチレン−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）など、低摩耗性の弾性材料で成形することが好適である。
摩擦体の硬度は、ショアＡ硬度４０以上、１００以下とすることが好ましく、冠体への挿着のし易さや、冠体に挿着した状態で該冠体の側壁が当該冠体の中心方向へ向かって撓むことがより防止されるよう、ショアＡ硬度６０以上、８０以下とすることがより好ましい。

また、第２の発明のように、円錐部を有する尾冠が後軸の後端部に固定され、尾冠に摩擦体が装着される構造とすることで、筆記時においてペン先に掛かる筆圧の反力が後軸に装着した摩擦体に掛かって脱落してしまうことがなく、摩擦時において摩擦体に掛かる荷重がレフィルに掛かって該レフィルを支える前軸と後軸との連結を脱落させてしまうこともなく、さらに尾冠の一部を後軸の後端から露出させることで、装飾効果を得ることができる。この場合、尾冠の後方部に後軸から露出する鍔部を形成し、尾冠の後方に凹部を形成して該凹部に摩擦体を挿着するとよい。後軸に対して尾冠を固定する方法としては、螺合や嵌合あるいは接着等により固定を行うことができる。
尾冠の材質は前述の軸体同様の材質を使用できるが、尾冠に形成した鍔部を後軸から露出させて装飾効果を狙う場合には、真鍮などの金属材にメッキ加工を施したものが好ましい。

本発明では、レフィルを後軸に挿通させる際に、必ず、後軸の円錐部の先端がインキ収容管の内方の位置となることから、前軸を後軸に連結した状態で、自動的に円錐部の斜面によりレフィルの中心と該円錐部の頂点とが一致し、結果、レフィルの中心と後軸の中心が一致するので、製造時における組立やインキがなくなった際のレフィル交換が容易となる。

本実施形態の熱変色性ボールペンの側面図である。 図１の縦断面図である。 図２の要部拡大図である。 レフィルを後軸に挿通させる状態を示す縦断面図である。 図４の要部拡大図である。

次に、図面を参照しながら本実施形態の熱変色性ボールペンについて説明を行うが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
図の説明においては、ペン先がある方を前方と表現し、その反対側を後方と表現する。また、説明を分かり易くするために、図面中の同様の部材、同様の部分については同じ符号を付してある。

図１は、本実施形態の熱変色性ボールペンの側面図である。図２は、図１の縦断面図である。図３は、図２の要部拡大図である。

熱変色性ボールペン１は、軸筒２が前軸２１と後軸２２とを螺合して構成され、前軸２１の前端開口２１ａから軸筒２内に収容したレフィル３のペン先３ａが突出されている。
後軸２２の後端開口部２２ａには、筒状で両端が開口する尾冠４が嵌着されている。
尾冠４の後端部には切頭錐体状の鍔部４ａが形成され、鍔部４ａに形成した凹部４ｂには中空の摩擦体５が嵌着されている。また、尾冠４の鍔部４ａの前方には、軸芯に沿った方向に延びる中空の中間部４ｃが形成され、前端部には前方へ向かって縮径する円錐部４ｄが形成されている。
本実施形態における尾冠４は、尾冠４の鍔部４ａの前端面が後軸２２の後端面に当接されると共に、尾冠４の中間部４ｃに形成した外向突起４ｅが、後軸２２の内面に形成した内向突起２２ｂに当接されることで、尾冠４が後軸２２に固定される。
摩擦体５の後端部には切頭錐体状の鍔部５ａが形成され、鍔部５ａの前端面が尾冠４の後端面に当接されると共に、摩擦体５の前方部に形成した外向きの突起５ｂが、尾冠４のの内面に形成した内向きの突起４ｆに当接されることで、摩擦体５が尾冠４に固定される。

前記レフィル３は、ボールペンチップであるペン先３ａの後方にコネクタ３ｂが連結され、コネクタ３ｂの後方にインキ（不図示）を収容したインキ収容管３ｃが連結され、インキ収容管３ｃの後端開口部に尾栓３０が挿着されている。尾栓３０は、後方に大径部３０ａを有しており、大径部３０ａの前方に小径部３０ｂを有し、小径部３０ｂがインキ収容管３ｃに挿着され、小径部３０ｂに形成した膨出部３０ｃがインキ収容管３ｃの内面に当接して、インキ収容管３ｃに対して固定されている。
尾栓３０の大径部３０ａには、複数の溝３０ｄと該複数の溝３０ｄの間に設けられた複数の舌片３０ｅとが形成されている。複数の舌片３０ｅは放射状に形成されており、全ての舌片３０ｅが軸径方向に弾性変形可能になっている。
本実施形態では、溝３０ｄ及び舌片３０ｅがそれぞれ３個ずつ放射状に設けてある。

図２に示されるように、レフィル３は、尾栓３０の舌片３０ｅが尾冠４の円錐部４ｄの外面に当接され、コネクタ３ｂの外面に形成した前向きの段部３ｄが前軸２１の内面に形成した後向の段部２１ｂに当接され、軸筒２に対して固定される。尾冠４の円錐部４ｄは、軸心に対する傾斜が大きい前方斜面４１ｄと、軸心に対する傾斜が小さい後方斜面４２ｄとを有している。本実施形態では、前方斜面４１ｄを軸芯に対して約３０度で傾斜させ、後方斜面４２ｄを軸心に対して約１０度で傾斜させており、尾栓３０の舌片３０ｅは後方斜面４２ｄに対して当接される。このとき舌片３０ｅは外方へ弾性変形されることから、レフィル３と軸筒６との軸方向における寸法のばらつきを高い弾性効果でより効果的に吸収できる。具体的には、インキ収容管３ｃが長く成形された場合には、尾栓３０が、複数の舌片３０ｅを後方斜面４２ｄに摺動させながら拡がり、軸筒２内で後退する。これにより、インキ収容管３ｃが長く成形された分の寸法を吸収させることができる。また、インキ収容管３ｃが短く成形された場合には、尾栓３０が、複数の舌片３０ｅを後方斜面４２ｄに摺動させながら窄まり、軸筒２内で前進する。これにより、インキ収容管３ｃが短く成形された分の寸法を吸収させることができる。前述の通り、本実施形態の熱変色性ボールペン１は、レフィルの寸法が長く成形されても短く成形されても、舌片３０ｅが弾性変形することでその寸法を吸収させることができ、インキ収容管３ｃの長さが短くても軸筒２内でレフィル３がガタつくことがなく、インキ収容管３ｃの長さが長くても前軸２１と後軸２２との螺合が妨げられることがない。

次に、図４及び図５を用いて、製造時における組立やインキがなくなった際のレフィル交換において、レフィルを後軸に挿通させる状態について説明を行う。
図４は、レフィルを後軸に挿通させる状態を示す縦断面図である。図５は、図４の要部拡大図である。
図に示す通り、インキ収容管３ｃの側面を後軸２２の前端開口縁２２ｃに摺動させつつ、レフィル３の後端部となる尾栓３０の外面を後軸２２の前端開口縁２２ｃと相対向する内面に摺動させ、レフィル３の尾栓３０が後軸２２の円錐部４ｄの先端４３ｄに到達した状態において、円錐部４ｄの先端４３ｄがレフィル３のインキ収容管３ｃの内方の位置となる構造としたことで、レフィル３を後軸２２に挿通させる際には、必ず、後軸２２の円錐部４ｄの先端４３ｄがインキ収容管３ｃの内方の位置となり、その位置から、さらにレフィル３を後軸２２に挿通させた場合には、確実に、尾冠４の円錐部４ｄが複数の舌片３０ｅの間に挿通される。つまり、レフィル３の後部（尾栓３０）が後軸２２の内面と円錐部４ｄとの間に入り込んでしまう煩わしさがなく、製造時における組立やインキがなくなった際のレフィル交換を容易に行うことができる。
また、円錐部４ｄの前方斜面４１ｄを後方斜面４２ｄより軸心に対して大きく傾斜させており、組立時においては前方斜面４１ｄには尾栓３０の舌片３０ｅが当接しない構造としてあることから、前方斜面４１ｄは、尾栓３０を円錐部４ｄに導く役割を効果的に担うことができる。

また、前軸２１と後軸２２とを連結させた際には、図１に示したように、尾冠４の中心位置と尾栓３０の中心位置とが自動的に一致し、また、ペン先３ａに強い筆圧が掛かった際には、尾栓３０の舌片３０ｅが外方へ弾性変形され、レフィル３全体が後退してペン先３ａの破損を防止することができる。尚、尾冠４の円錐部４ｄの後方に、漸次後方へ向かって拡径する傾斜段部４ｇを設けてあり、該傾斜段部４ｇに尾栓３０が当接することでレフィル３の後退が規制されることになる。これにより筆記時において、ペン先３ａが後退し過ぎて書き難くなることがない。本実施形態では、傾斜段部４ｇを軸心に対して６０度で傾斜させており、筆圧が４Ｎ以下の時には、傾斜段部４ｇに舌片３０ｅが当接することで、尾栓３０の後退が規制できるようにしてある。この４Ｎ以下という筆圧は、およそ通常筆記でペン先３ａに掛かる筆圧の範囲内となる。
もし、熱変色性ボールペン１の落下による衝撃などでペン先３ａに掛かる力が４Ｎを超えた場合には、傾斜段部４ｇにより舌片３０ｅが拡がることでペン先３ａへの負担を軽減させることができる。

また、本実施形態では、軸筒２を構成する前軸２１と後軸２２とがアルミ材で成形されアルマイトで表面処理が施される。尾冠４は真鍮で成形されクロームメッキが施される。これにより、軸筒２の後端部から、クロームメッキが施された尾冠４の切頭錐体状の鍔部４ａが露出することから、高い装飾的効果を得ることが可能となる。
また摩擦体５はＳＥＢＳ樹脂で成形され、ショアＡ硬度は７０である。

本実施形態では、寸法通りに成形されたレフィル３を前軸２１と後軸２２とで挟持するよう軸筒２内に収容する際、前軸２１と後軸２２とを完全に螺合した状態で、レフィル３の尾栓３０が、尾冠４の円錐部４ｄに接してから１．２５ｍｍ後退され、舌片３０ｅが円錐部４ｄの後方斜面４２ｄを摺動して約２．５度外方へ拡がるようにしてある。したがって、レフィル３が１．２５ｍｍ短く成形された場合においても、図２に示すように、前軸２１と後軸２２とを完全に螺合した状態で、レフィル３は、尾栓３０の舌片３０ｅが尾冠４の円錐部４ｄの外面に当接され、コネクタ３ｂの外面に形成した前向きの段部３ｄが前軸２１の内面に形成した後向の段部２１ｂに当接され、軸筒２に対して固定される。
また、寸法通りに成形されたレフィル３の尾栓３０の舌片３０ｅが、尾冠４の傾斜段部４ｇに当接するまでの後退距離を０．７５ｍｍで設定してあることから、レフィル３が０．７５ｍｍ長く形成された場合にも、その長く形成された寸法を吸収することができる。詳細には、前軸２１と後軸２２とを連結する際に、尾栓３０の舌片３０ｅが尾冠４の円錐部４ｄの外面に当接され、コネクタ３ｂの外面に形成した前向きの段部３ｄが前軸２１の内面に形成した後向の段部２１ｂに当接され、前軸２１と後軸２２との連結を妨げるような力が働くが、尾栓３０の舌片３０ｅが外方に変形することで、長く成形されたレフィル３の全長が吸収され、前軸２１と後軸２２とを容易に連結させることができる。
尚、本実施形態の熱変色性ボールペン１は、軸筒２の後軸２２を、最大外径を１２ｍｍとし、最大内径を１０ｍｍとしてあり、レフィル３のインキ収容管３ｃを、外径を６ｍｍとし、内径を４．４ｍｍとしてある。これにより、レフィル３のインキ収容管３ｃをレフィル３を軸筒２内に収容した状態では、インキ収容管３ｃの外周に最大２ｍｍの隙間が生じるようにしてあるが、レフィル３が軸筒２に固定されることでガタつくことはない。

また、尾冠４が後軸２２の後端部に固定され、尾冠４に摩擦体５が装着される構造としたので、筆記時においてペン先３ａに掛かる筆圧の反力が後軸２２に装着した摩擦体５に掛かって脱落してしまうことがなく、摩擦時において摩擦体５に掛かる荷重がレフィル３に掛かって該レフィル３を支える前軸２１と後軸２２との連結を脱落させてしまうこともない。

１…熱変色性ボールペン、
２…軸筒、２１…前軸、２１ａ…前端開口、２１ｂ…段部、
２２…後軸、２２ａ…後端開口部、２２ｂ…内向突起、２２ｃ…前端開口縁、
３…レフィル、３ａ…ペン先、３ｂ…コネクタ、３ｃ…インキ収容管、３ｄ…段部、
３０…尾栓、３０ａ…大径部、３０ｂ…小径部、３０ｃ…膨出部、３０ｄ…溝、３０ｅ…舌片、
４…尾冠、４ａ…鍔部、４ｂ…凹部、４ｃ…中間部、４ｄ…円錐部、４１ｄ…前方斜面、４２ｄ…後方斜面、４３ｄ…先端、
４ｅ…外向突起、４ｆ…内向突起、４ｇ…傾斜段部、
５…摩擦体、５ａ…鍔部、５ｂ…突起。

Claims (2)

1. 先端にペン先を有しインキ収容管内に熱変色性インキを収容するレフィルが前軸と後軸とに分割可能な軸筒内に配設され、
   前記後軸に前記熱変色性インキによる筆跡を擦過する摩擦体が装着された熱変色性ボールペンであって、
   前記レフィルの後端部に、複数の溝と該複数の溝間で弾性変形可能な舌片とが設けられ、
   前記レフィルの舌片が、前記後軸内に設けた前方へ向かって縮径する円錐部の外面に当接され、
   前記後軸に対して前記レフィルを挿通させる際における該後軸と該レフィルとの関係が、
   前記レフィルの側面を前記後軸の前端開口縁に摺動させつつ、前記レフィルの後端部の外面を前記後軸の前端開口縁と相対向する内面に摺動させ、前記レフィルの後端部が前記後軸の円錐部の先端に到達した状態において、前記円錐部の先端が前記レフィルのインキ収容管の内方の位置となる、
   ことを特徴とした熱変色性ボールペン。
2. 前記円錐部を有する尾冠が前記後軸の後端部に固定され、該尾冠に前記摩擦体が装着される、
   ことを特徴とした請求項１に記載の熱変色性ボールペン

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