JP2022118224A - 筆記具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筆記具1は、軸筒10と、前記軸筒10の内部に収容され、毛細管力によってインクを誘導するインク供給芯20と、前記軸筒10の先端に装着され、前記インク供給芯20が貫通し、かつ、前記インク供給芯20の先端が突出する芯周囲部材30と、を有し、前記インク供給芯20は、筆圧によって、前記芯周囲部材30の先端において後方に移動するとともに、前記インク供給芯の前記芯周囲部材30の先端からの突出寸法は、0.05~0.7mmとされたものである。
【選択図】図2
Description
前記軸筒の内部に収容され、毛細管力によってインクを誘導するインク供給芯と、
前記軸筒の先端に装着され、前記インク供給芯が貫通し、かつ、前記インク供給芯の先端が突出する芯周囲部材と、を有し、
前記インク供給芯は、筆圧によって、前記芯周囲部材の先端において後方に移動するとともに、
前記インク供給芯の前記芯周囲部材の先端からの突出寸法は、非筆記時においては0.05~0.7mmであることを特徴とするものである。
前記芯周囲部材は、前記インク供給芯の先端が突出する先端開口を有し、
前記先端開口の内径から前記流路の外径を減じた値が、0.5mm以下であることを特徴とするものである。
なお、当該数値は、負の数となり得るものである。
前記弾性部により、前記後端部とともに前記インク供給芯が後方に移動可能とされることを特徴とするものである。
本実施形態に係る筆記具1は、図1Aに示すように、より小径の先軸11及びより大径の後軸12が一体に形成された(図2参照)軸筒10と、先軸11の前方側に装着された芯周囲部材30とを備えている。後軸12の内部には、図1Bに示すように、インクが貯蔵される中綿15が収容される。先軸11の先端付近には、軸筒10の内部と外部との空気の流通を可能とする空気置換口11Eが設けられている。
また、芯周囲部材30には、インク供給芯20が貫通している。インク供給芯20の先端は芯周囲部材30の先端から突出している。インク供給芯20の後端は中綿15の前端に突き刺さるまで延伸している。
また、図1Aには図示しないが、図1Aに示す先軸11には、図4A~Cに示すキャップ50が装着される。
図1Bに示すように、軸筒10は、前述したように、先軸11と後軸12とを有する。先軸11の前方の端部には前部開口13が開口し、後軸12の後方の端部には後部開口14が開口している。なお、後部開口14には尾栓60が圧入されている。
また、軸筒10の外形は、図3Aに示すように、横断方向の断面が、全体に丸みを帯びた四角形に形成されている。
また、前部把持部12Aと後部把持部12Bとは、その境界部12Cにおいて、前方に向けて縮径した段差を有しており、これによって前部把持部12Aの太さが後部把持部12Bの太さよりも細くなっている。
また、前部把持部12Aの外周面の一部には、軸方向に長い長方形の形状を有する複数の溝穴12Dが穿設されている。この溝穴12Dには、後述する把持部材40の内面に突出する係止片44が嵌入する。
また、前部把持部12Aの前方の端部12Eは、横断方向の断面が凸円弧状となる面が形成され、その前方に一体に形成される先軸11はこの端部12Eよりも細くなっている。
また、後軸12の後端縁には、尾栓60の鍔部62が接触している(図1B参照)。
根本部11Aは、前部把持部12Aの前方の端部12Eから一定の太さで、前方に延設された部分である。なお、図2及び図3A~Cに示すように、根本部11Aの中間部分には、軸方向と交差する方向に沿った突起が各側面に形成されている。これらの突起を係止突起11A1と称する。本実施形態においては、この係止突起11A1は合計4個設けられている。
縮径部11Bは、根本部11Aの前端から先細りとなって前方に延設された部分である。
先端部11Cは、縮径部11Bの前端から一定の太さで前方に延設された部分である。
係止面11Dは、先端部11Cの先端縁であり、後述する芯周囲部材30の係合部33の係合片33Aと接触している。
把持部材40は、図3A~Cに示すように、全体が断面略正方形の筒状に形成され、前方に開口する前方開口42と、後方に開口する後方開口43と、を有する。
係止片44は、把持部材40の内側において、複数個が内側に向けて突出し、かつ軸方向に長い突条として形成される。これらの係止片44は、後軸12の前部把持部12Aの外周に設けられた複数の溝穴12Dに嵌合することで、把持部材40は後軸12に装着される。
前方開口42の端部には、縁部42Aが形成されている。縁部42Aの内面は、前部把持部12Aの端部12Eの断面の凸円弧状に対応するように断面凹円弧状に形成される。前方開口42は、先軸11の根本部11Aが嵌入し得る大きさで形成されている。
後方開口43の端部には端面43Aが形成され、後軸12の後部把持部12Bの境界部12Cの段差面に接触している。
また、把持部材40は、図3A及びBに示すように、軸筒10とは異なる色彩が付与されていてもよく、その色彩は、たとえば、中綿15に貯留されるインクの色と同系色としてもよい。
なお、軸筒10と把持部材40とは、たとえば二色成形により形成することができる。
キャップ50は、図4A~C及び図5A~Cに示すように、キャップ外筒51とキャップ内筒52とを有する。
キャップ内筒52は、図4A~C及び図5A~Cに示すように、先端が閉鎖し、後端が開放した筒形状に形成されている。キャップ内筒52は、キャップ外筒51の内部の前半部分に収容され、開放した後端部分は、キャップ外筒51のほぼ中間部分の内周面に対して、不連続的に等配される連結部52Aにて連結している。これら連結部52Aの間は、複数の貫通孔53Aとなっている。また、キャップ内筒52の後端縁は、連結部52Aで分断された不連続縁52Bとなっている。本実施形態においては、連結部52A及び不連続縁52Bはそれぞれ6箇所形成されている。
係止突起55は、キャップ外筒51の内面の後端付近に軸方向と交差して形成される複数の突起であり、先軸11に設けられる前記係止突起11A1(図2及び図3A~C参照)を前方から後方に向けて弾性変形により乗り越えることで互いに係止される。これによって、キャップ50が軸筒10に装着される。
本実施形態においては、複数の係止突起55は、図4Aに示すように、キャップ外筒51の丸みを有する各側面に対応して、計4個設けられている。
尾栓60は、図6A~Cに示すように、全体が筒形状に形成され、挿入部61と、鍔部62と、頭部63と、を有する。挿入部61の先端が、尾部64となっている。
挿入部61は、軸筒10における後軸12の後部開口14から後軸12の内部に挿入され、後部開口14を塞ぐ(図1B参照)。
鍔部62は、後部開口14の端面に密着して後軸12の内部を密閉し、後軸12の内部を外気から遮断する。
頭部63は、鍔部62から後方に延びるように形成されており、ここに筆記時にキャップ50を装着しておくことができる。
図1Bに示す中綿15は、インクを貯留する円筒形状のポリエステル繊維素材で構成され、軸筒10の後軸12の内部に収容されている。
また、中綿15の前方の端部は、図2に示すように、後軸12における前部把持部12Aの内部において、境界部12Cよりも僅かに前方に位置して、前部把持部12Aの内周面に軸方向に形成されている複数本のリブ12A1(図3C参照)に接触している。
一方、中綿15の後方の端部は、後軸12に嵌まり込む尾栓60の尾部64に接触する位置にある。
これにより、中綿15は、図1Bに示すように、前部把持部12Aのリブ12A1と、尾栓60の尾部64とに挟まれて固定されている。
ここで、本実施形態における要部であるインク供給芯20及び芯周囲部材30について詳述する。
インク供給芯20は、図2に示すように、外周部21と、流路22と、先端部23と、後端部24(図1B参照)と、胴部25と、を有する。
インク供給芯20は、ポリアセタール樹脂の押出成形で形成され、その形状は、前方の側から後方の側に向けて、全体がほぼ円筒形をなし、先端部23は、前方に縮径する円錐形状をなし、後端部24は、後方に向けて縮径する円錐形状をなし、これら先端部23と後端部24とに挟まれる胴部25は、先端部23及び後端部24の縮径が始まる部位の外径と同じ外径の円筒形状をなしている。ここで、インク供給芯20は、繊維束芯や焼結芯などで構成されたものでもよい。
外周部21は、インク供給芯20の外側面をなしている。外周部21の先端部23の先端、及び後端部24の先端は、後述する流路22が露出するように形成されている。
(流路)
流路22は、外周部21の内部の軸心に沿って形成され、前述のとおり、外周部21の先端部23及び後端部24においてそれぞれ露出している。
ここで、インク供給芯20の押出成形の際、中心部に細かい隙間を有するダイスを用いることで、断面の中心部分に細かい隙間としての流路22が形成されることとなる。この隙間としての流路22が毛細管力を発揮して、インクを保持する。この場合、インク供給芯20においては、外周部21と流路22とが一体に成形されていることになる。
流路22は、図10Aの断面図において、軸心に沿った部分、すなわち径W2を占める部分として形成され、その周囲を占める部分が外周部21である。
流路22は、たとえば、図10Bに示すインク供給芯20の断面図のような、軸心部分における内周縁が不整形な空洞を有する領域として形成され、その空洞に仮想的に外接する円の直径として、流路の外径W2が定められる。流路22はまた、たとえば図10Cの断面図に示す別の例のように、図10Bに示す流路22よりも細かい分岐を有する空洞を有する領域として形成することとしてもよい。この別の例では、流路の外径W2は図10Bに示す例よりも大きく、流路22がインク供給芯20の断面に占める割合がより高い。
なお、毛細管構造を有する繊維束芯又は焼結芯で流路22を形成する場合、外周部21を流路22の外側面をコーティングする構造として形成することで、インク供給芯20において、この外周部21を、流路22の外側の肉厚部分とすることが可能となり、流路22の外側面を露出させずに芯周囲部材30へ固定することできる。
インク供給芯20においては、中綿15に差し込まれている後端部24から、中綿15に貯留されているインクが毛細管力によって先端部23にまで誘導される。
芯周囲部材30は、図7A~Cに示すように、前方の側から後方の側に向かって、先端部30Aと、中央部30Bと、後端部30Cと、を有する。
先端部30Aは、縮径部31と、円筒部32と、係合部33と、を有する。中央部30Bは、弾性部34から構成される。後端部30Cは、筒部35から構成される。
また、これら各部を先端から後端にわたって貫通する貫通部37を有する。この貫通部37には、図2に示すようにインク供給芯20が貫通する。
本実施形態においては、縮径部31、円筒部32、係合部33、弾性部34、筒部35は一体に形成され、縮径部31以外の基本形状は、円筒形である。
芯周囲部材30は、筆記時の低摩擦性、耐摩耗性、及び、弾性部34の耐クリープ性の観点から、ポリアセタール樹脂で形成されるのが好ましい。
縮径部31は、図7Cに示すように、芯周囲部材30の前方の側に位置し、前方に向けて縮径するテーパー形状に形成されている。
縮径部31の先端には、円形の先端開口31Aが形成され、その周囲には開口周縁部31Bが形成されている。一方、縮径部31における貫通部37は第1貫通部37Aとなっている。
また、縮径部31における第1貫通部37Aは、図7Cに示すように、先端開口31Aから後方に向かって、その内径が拡大している。この形状は、インク供給芯20の先端部23の外周面の円錐形状に対応している。
円筒部32は、図7A~Cに示すように、縮径部31の後方の側に連続して、縮径部31の後端の外径と同じ外径を有して後方の側に延びる円筒形に形成されている。
円筒部32における貫通部37は、縮径部31に引き続き第1貫通部37Aとなっている。
この円筒部32における第1貫通部37Aは、縮径部31における第1貫通部37Aの後端の内径と同じ内径を有する断面円形の孔として形成されており、インク供給芯20が軸方向に移動可能となるように、インク供給芯20の外径よりも大きい内径が与えられている。
係合部33は、図7A~Cに示すように、円筒部32の外径よりも大きい外径を有する円盤状の係合片33Aを介して、円筒部32の後端から連続して設けられている。係合部33の外径は、円筒部32の外径よりも大きく、かつ係合片33Aの外径よりも小さい。係合部33は、側面の一部に軸方向に切欠きを有してほぼ円筒形に形成されている。
この係合部33の内部においても、図7Cに示すように、円筒部32を貫通している第1貫通部37Aが、その内径を同じくして、引き続き後方へ延びる円形の孔として形成されている。
弾性部34は、図7A~Cに示すように、本実施形態においては、係合部33の後方の側に連続して、係合部33の後端の外径とほぼ同じ外径を有する二重の螺旋ばねとして形成されている。この螺旋ばねの断面は、図7Cに示すように三角形を呈している。
螺旋ばね34の内部には、図7Cに示すように、第1貫通部37Aの後端から連続する第2貫通部37Bが形成されている。第2貫通部37Bは、第1貫通部37Aの内径とほぼ同じ内径を有し、後方へ延びる円形の孔として形成されている。
なお、螺旋ばねは、弾性部34の形状の一例である。
筒部35は、図7A~Cに示すように、弾性部34の後端から連続して、弾性部34の外径とほぼ同じ外径を有して、後方に延びる円筒形を呈している。
この筒部35においても、その内部には、弾性部34における第2貫通部37Bに連続して、ほぼ同じ内径を有する第3貫通部37Cが、後方へ延びる円形の孔として形成されている。その筒部35の後端には、後部開口35Aが開口している。
ここで、インク供給芯20と芯周囲部材30との固定について説明する。
前述のとおり、インク供給芯20は、芯周囲部材30の貫通部37(第1貫通部37A、第2貫通部37B、第3貫通部37C)を貫通している。
すなわち、インク供給芯20と芯周囲部材30とは、芯周囲部材30の後端部30Cでのみ固定されており、先端部30A及び中央部30Bにおいては固定されていない。
これにより、先端部30Aの第1貫通部37A、及び中央部30Bの第2貫通部37Bの内部において、インク供給芯20は固定されておらず、移動可能となっている。
なお、筆記の際に大きな荷重がインク供給芯20にかかった際には、インク供給芯20が後退してクッション作用が働くため、インク供給芯20の折れを防止することが可能となる。
上記のような構成に基づいて、筆記具1において、インク供給芯20が筆圧によって芯周囲部材30の後方に移動可能となることについて、図2、図9A及びB並びに図10を参照して説明する。
そして、筆記具1が、筆圧によって描線の幅を自在に変化させるようにできるのは、次に示す作用による。
このとき、螺旋ばねである弾性部34は、図9Aに示すように、長さL1の状態が維持されており、インク供給芯20は後方に移動していない。
ここで、インク供給芯20は、図9Bに示すように、芯周囲部材30における筒部35(後端部30C)の突起36Aによって、芯周囲部材30の筒部35の第3貫通部37C内に固定されている。
そうすると、芯周囲部材30の筒部35に固定されているインク供給芯20は、弾性部34の付勢力に抗して、筒部35を後方に押し、図9Bに示すように、長さL1の弾性部34が長さLxだけ後方へ伸長し、長さL2となる。
この弾性部34を構成する螺旋ばねについては、太字を描こうとする場合にインク供給芯20に付与される筆圧(細字を描こうとする場合にインク供給芯に付与される筆圧よりも大きい)に対応して伸長可能なばね定数が設定されている。
そして、インクは、インク供給芯20の先端部23と、先端開口31Aの周囲を囲む開口周縁部31Bとの間に僅かにできた隙間との間にも供給される。同時に、インク供給芯20の先端部23と、芯周囲部材30の開口周縁部31Bとが、図示しない用紙等に同時に接触することで、より太い描線を描くことができるようになる。
また、過剰に筆圧がかかってもインク供給芯20が可動であり、芯周囲部材30に負荷がかかるため、インク供給芯20の座屈や潰れによる筆記不良を防ぐことが可能である。
次に、インク供給芯の先端部の芯周囲部材の先端開口からの突出寸法との関係について説明する。
インク供給芯20の先端部23の、芯周囲部材30の先端開口31Aからの突出寸法H1(図10参照)は、非筆記時においては0.05~0.7mmである。
この突出寸法は、0.1~0.3mmの範囲がより好ましく、0.2mmが最も好ましい。
なお、0.05mmを下回る突出寸法では、描線を描き難くなる。また、0.7mmを超える突出寸法では、インク供給芯20と芯周囲部材30の距離が遠くなり、カスレの原因となるとともに、筆圧でインク供給芯20が折れたり座屈したりしやすくなる。
ここで、インク供給芯20の先端部23が突出する芯周囲部材30の先端開口31Aの内径をW1(mm)、インク供給芯20の流路の外径をW2(mm)、として、複数の種類のインクを用いた描線のかすれの状態を検証するための実験を行った結果を、下記表1に示す。使用したインクは、出願人製品に使用されている2種類の黒色インク(インクA及びインクB)とした。インクAの表面張力は50m/N、粘度は2.0mPa・sであった。また、インクBの表面張力は35m/N、粘度は4.0mPa・sであった。なお、下記表1中、発明者による直径約5cmの丸書きを約5周行ったときの描線の評価として、かすれが認められなかったものを「A」、僅かにかすれが認められたものを「B」、及びかすれが顕著であったものを「C」、とした。
実施例1は、W1=0.95mm、W2=0.49mmとした。その結果、W1-W2=0.46mmとなった。描線については、僅かにかすれが認められた。
実施例2は、W1=0.55mm、W2=0.49mmとした。その結果、W1-W2=0.06mmとなった。描線については、実施例1で僅かにかすれが見られた2種類のうち1種類(インクA)について、描線のかすれは改善したため、全体としては実施例1よりは良好であると判断された。
実施例3は、W1=0.47mm、W2=0.49mmとした。その結果、W1-W2=-0.02mmと、0を下回った。描線については、使用したすべての種類のインクにおいて、かすれが認められず、良好な結果であった。
実施例4は、W1=0.47mm、W2=0.56mmとした。その結果、W1-W2=0.09mmとなり、評価としては実施例3とほぼ同様であり、全実施例中最もよい成績であった。
比較例は、W1=1.0mm、W2=0.49mmとした。その結果、W1-W2=0.51mmと、0.5mmを上回った。描線については、いずれのインクの種類についても描線にかすれが認められ、うち1種類(インクB)ではかすれが著しかった。結論としては、好ましくないと判断された。
10 軸筒
11 先軸 11A 根本部
11A1 係止突起 11B 縮径部
11C 先端部 11D 係止面
11E 空気置換口
12 後軸 12A 前部把持部
12A1 リブ 12B 後部把持部
12C 境界部 12D 溝穴
12E 端部
13 前部開口 14 後部開口
15 中綿
20 インク供給芯 21 外周部
22 流路 23 先端部
24 後端部 25 胴部
30 芯周囲部材 30A 先端部
30B 中央部 30C 後端部
31 縮径部 31A 先端開口
31B 開口周縁部
32 円筒部
33 係合部 33A 係合片
34 弾性部
35 筒部 35A 後部開口
36 ポンチ固定部 36A 突起
37 貫通部 37A 第1貫通部
37A1 停止面 37B 第2貫通部
37C 第3貫通部
40 把持部材
42 前方開口 42A 縁部
43 後方開口 43A 端面
44 係止片
50 キャップ 51 キャップ外筒
52 キャップ内筒 52A 連結部
52B 不連続縁
53 周回溝 53A 貫通穴
54 後方開口 54A 内周縁
55 係止突起 56 案内片
60 尾栓 61 挿入部
62 鍔部 63 頭部
64 尾部
H1 突出寸法
W1 先端開口の内径 W2 流路の外径
Claims (1)
- 本願明細書に記載の発明。
Applications Claiming Priority (3)
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JP2018078975A JP7096055B2 (ja) | 2017-04-21 | 2018-04-17 | 筆記具 |
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