JP2022160763A - ボールペン - Google Patents

Abstract

【課題】 特殊な筆記線を容易に描く。【解決手段】 被筆記面Ｐを転動可能な転写ボール２１と、転写ボール２１を露出した状態で回転自在に抱持する筒状のチップ本体２２と、チップ本体２２内にて転写ボール２１の外周面に後方側からインクを供給するインク供給部２５とを備え、転写ボール２１の外周面には、被筆記面Ｐに転写されるように凹部が設けられている。被筆記面Ｐに転写されるインクは、濃い部分や、掠れた部分、太い部分、細い部分等を有する特殊な筆記線Ｌ、言い換えればクレヨンで描いたような筆記線Ｌになる。【選択図】 図５

Description

本発明は、転写ボールを被筆記面に転動させてインクを転写するようにしたボールペンに関するものである。

従来、この種の発明には、例えば特許文献１に記載されるように、被筆記面を転動する転写ボールと、この転写ボールを回転自在に抱持するチップと、このチップの後方側に接続された軸筒と、軸筒内でインクを保持するインク吸蔵体と、前記インク吸蔵体に接続されて前方へ延設されその前端部を前記チップに接する中継芯とを具備した水性ボールペンがある。
この水性ボールペンによれば、筆記時の筆圧により転写ボールが後方へ押されると、中継芯が弾性変形して、転写ボールとチップのカシメ部内面との間に微小な間隙が形成される。このため、転写ボールの外周面に付着したインクは、前記間隙を通って外部に吐出され、転写ボールの外周面から被筆記面に転写される。

実開昭６４－０２５１８０号公報

ところで、前記のような従来のボールペンは、掠れ等のない均一した幅の筆記線を、長期間にわたって得ることができる。その反面、意図して線幅を異ならせたり、筆記線を掠れさせたりすることはできず、絵や模様等を描くのには適さない場合がある。

このような課題に鑑みて、本発明は、以下の構成を具備するものである。
被筆記面を転動可能な転写ボールと、前記転写ボールを露出した状態で回転自在に抱持する筒状のチップ本体と、前記チップ本体内にて前記転写ボールの外周面に後方側からインクを供給するインク供給部とを備え、前記転写ボールの外周面には、被筆記面に転写されるように凹部が設けられていることを特徴とするボールペン。

本発明は、以上説明したように構成されているので、掠れた筆記線や、太さの変化する筆記線等、特殊な筆記線を描くことができる。

本発明に係るボールペンの一例を示す全断面図である。 同ボールペンについて、中芯ユニットを外した状態を示す分解斜視図である。 中芯ユニットの分解斜視図である。 同ボールペンについて、（ａ）は筆圧が加わっていない状態の要部拡大全断面図、（ｂ）は筆圧が加わった状態の要部拡大全断面図である。 同ボールペンによる筆記線の一例を示す拡大画像である。 転写ボールの他例を示す斜視図である。

本実施の形態では、以下の特徴を開示している。
第１の特徴は、被筆記面を転動可能な転写ボールと、前記転写ボールを露出した状態で回転自在に抱持する筒状のチップ本体と、前記チップ本体内にて前記転写ボールの外周面に後方側からインクを供給するインク供給部とを備え、前記転写ボールの外周面には、被筆記面に転写されるように凹部が設けられている（図１～図６参照）。

第２の特徴は、前記凹部が多数の微小凹部であり，これら多数の前記微小凹部により前記転写ボールの外周面の表面粗さがＲａ０．１～１０μｍの範囲内である。

第３の特徴として、前記転写ボールは、合成樹脂材料から形成され、直径がφ１．０～φ１５ｍｍの範囲内である。

第４の特徴として、前記インクの粘度が、２～２０mPa・sの範囲内である。

第５の特徴として、前記インク供給部は、繊維集束体からなるインク中継芯を前記転写ボールに近接するように具備している（図４（ａ）参照）。

第６の特徴として、前記チップ本体内には、前記転写ボールに対し後方側からインクを供給するインク中継芯と、前記インク中継芯に相対して進退可能であって且つ前記転写ボールを後方側から受ける受け部材と、前記受け部材を前方へ付勢する付勢部材とが設けられ、前記インク中継芯は、前記転写ボールとの間に隙間を置いて位置し、筆圧により前記転写ボール及び前記受け部材が前記付勢部材の付勢力に抗して後退した場合に、前記転写ボールに接する（図４（ａ）（ｂ）参照）。

＜具体的実施態様＞
次に、上記特徴を有する具体的な実施態様について、図面に基づいて詳細に説明する。

本明細書中、軸筒軸方向とは軸筒の中心線の延びる方向を意味し、軸筒周方向とは軸筒中心線の周囲を回る方向を意味する。また、「前」とは、軸筒軸方向の一方側であって転写ボールが突出する方向を意味し、「後」とは、前記一方側に対する逆方向側を意味する。
また、本明細書中、軸筒径方向とは軸筒の中心線に直交する軸筒の直径方向を意味し、軸筒径方向外側とは軸筒径方向に沿って軸筒中心から離れる方向を意味し、軸筒径方向内側とは軸筒径方向に沿って軸筒中心に向かう方向を意味する。

このボールペン１は、軸筒１０と、この軸筒１０内に所定量進退可能に収納された中芯ユニット２０と、この中芯ユニット２０を前進させて転写ボール２１が軸筒１０から突出した状態で係止したりこの係止状態を解除して転写ボール２１を軸筒１０に没入したりする出没操作機構３０とを具備した出没式ボールペンである。

軸筒１０は、単数又は複数の筒状部材から前後方向へわたる長尺筒状に構成される。図示例の軸筒１０は、前端に開口部を有する前軸１１と、この前軸１１の後端側に螺合接続されて後方へ延設された後軸１２とを備える。

前軸１１の内周面には、第２の付勢部材３１の前端部を係止するための係止部１１ａが設けられる。この係止部１１ａは、前方へ向かって縮径された段部である。

後軸１２の内周面には、出没操作機構３０の回転子３２やノック棒３３に係合するガイド溝やカム斜面等（図示せず）が設けられる。

中芯ユニット２０は、被筆記面Ｐを転動可能な転写ボール２１と、転写ボール２１を露出した状態で回転自在に抱持する略筒状のチップ本体２２と、転写ボール２１を後方側から受ける受け部材２３と、受け部材２３を前方へ付勢する第１の付勢部材２４と、受け部材２３を後方側から受けるとともにチップ本体２２内にて転写ボール２１の外周面に後方側からインクを供給するインク供給部２５とを一体的に具備している。
この中芯ユニット２０は、軸筒１０に対し着脱交換可能であり、ボールペンリフィル等と呼称される場合もある。

転写ボール２１は、合成樹脂材料から形成された球体である。この転写ボール２１の直径は、φ１．０～１５ｍｍの範囲内に設定され、より好ましくはφ２～６ｍｍの範囲内に設定される。
この転写ボール２１の外周面には、被筆記面Ｐに転写されるように多数の微小凹部が形成され、これら多数の微小凹部により、転写ボール２１の外周面の表面粗さはＲａ０．１～１０μｍの範囲内にある。
図示する好ましい一例によれば、転写ボール２１の直径はφ４ｍｍ、表面粗さは３μｍである。

チップ本体２２は、開口した長尺略円筒状に形成され、その先端側に、転写ボール２１を回転自在に抱持するボールハウス２２ａを形成している。
ボールハウス２２ａは、前方へ行くにしたがって徐々に内径を狭め、その最前端部を転写ボール２１の外径よりも小さく形成している。この最前端部の内縁は、転写ボール２１の外周面の前半部側に接触する。
このボールハウス２２ａの最前端部よりも後側の内周面は、凹凸や段部等がない面である。

受け部材２３は、チップ本体２２の内周面に沿って所定量進退する円筒状の部材であり、その前端部により、転写ボール２１の後半部を環状に受けている。この受け部材２３は、内部に挿入されるインク中継芯２５ａに対し進退可能である。

転写ボール２１、チップ本体２２及び受け部材２３は、例えばポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の耐摩耗性に優れた硬質樹脂材料から形成される。なお、他例としては、これら転写ボール２１、チップ本体２２、受け部材２３の一部または全部を金属材料から形成することも可能である。

第１の付勢部材２４は、圧縮コイルバネであり、受け部材２３を前方へ弾発している。この第１の付勢部材２４は、インク中継芯２５ａの周囲を環状に囲むようにして、筒状接続部材２５ｂ前端側に環状に嵌め合わせられている。
この第１の付勢部材２４は、前端部を受け部材２３の後端に当接するとともに、後端部を、筒状接続部材２５ｂに係止している。

インク供給部２５は、チップ本体２２に対し後方側から近接するインク中継芯２５ａと、チップ本体２２に挿入され接続された筒状接続部材２５ｂと、インク中継芯２５ａへ供給するインクを貯溜するインク貯溜芯２５ｃと、インク貯溜芯２５ｃを円筒状に覆う筒状ケース２５ｄ等を一体的に具備する。

インク中継芯２５ａは、多数の合成繊維からなる長尺軸状の繊維集束体である。このインク中継芯２５ａの前端側は、先細な砲弾状に形成される。
インク中継芯２５ａの最前端部と転写ボール２１の間には、隙間ｓが確保されている。この隙間ｓは、転写ボール２１が後退した際に狭まる（図４参照）。
このインク中継芯２５ａは、筒状接続部材２５ｂを前後方向へ貫通している。インク中継芯２５ａの後端部は、インク貯溜芯２５ｃの前端部に圧入されている。

筒状接続部材２５ｂは、硬質合成樹脂材料（例えばポリプロピレン樹脂（ＰＰ））から、前後方向へわたる略円筒状に形成される。この筒状接続部材２５ｂは、インク中継芯２５ａを挿通し保持するとともに、後退した際の受け部材２３を最前端部により後方側から受ける。

詳細に説明すれば、この筒状接続部材２５ｂの内周面には、インク中継芯２５ａの外周面に圧接されてインク中継芯２５ａを進退不能に保持する環状の突起２５ｂ１（図４参照）が設けられる。

また、筒状接続部材２５ｂの外周面には、第１の付勢部材２４の後端部を受ける第１の係止部２５ｂ２と、第２の付勢部材３１の後端部を受ける第２の係止部２５ｂ３とが設けられる。
第１の係止部２５ｂ２は、筒状接続部材２５ｂの外周面に環状に形成された段部である。
第２の係止部２５ｂ３は、筒状接続部材２５ｂの外周面の後端側から径方向外側へ突出する環状の突起である。

上記構成の筒状接続部材２５ｂは、その後半部側（詳細には、第１の係止部２５ｂ２と第２の係止部２５ｂ３の間）が、チップ本体２２の内周面に圧入されて、チップ本体２２と一体化されている。

インク貯溜芯２５ｃは、多数の合成繊維を合成樹脂製の薄肉な筒体内に収納し、その内部にインクを含浸させたものであり、中綿と呼称される場合もある。前記インクの粘度は、２～２０mPa・sの範囲内に設定されている。
このインク貯溜芯２５ｃのインクは、毛細管力によりインク中継芯２５ａへ流れる。

筒状ケース２５ｄは、後端を底部にした長尺有底筒状に形成される。この筒状ケース２５ｄは、インク貯溜芯２５ｃを全長にわたって覆い、筒状接続部材２５ｂ後端側の筒状接続部２５ｂ４に対し、環状に装着される。

出没操作機構３０は、中芯ユニット２０を後方へ付勢する第２の付勢部材３１と、中芯ユニット２０の後方側で進退及び回転する回転子３２と、回転子３２よりも後側で進退するノック棒３３とを具備し、ノック棒３３が前方へ押動される操作により回転子３２及び中芯ユニット２０等を前進及び回転させて軸筒１０の内周面の係止部（図示せず）に係止し、ノック棒３３が再度前方へ押動される操作により前記係止状態を解除し、回転子３２及び中芯ユニット２０等を後退させる。
これらは、例えば特開２０１８－１４９７８７号公報に記載された構造を適用することが可能である。

第２の付勢部材３１は、チップ本体２２の周囲に環状に嵌り合う圧縮コイルバネであり、その前端を軸筒１０に係止するとともに後端を筒状接続部材２５ｂに係止して、中芯ユニット２０を後方へ付勢している。この第２の付勢部材３１の付勢力は、第１の付勢部材２４の付勢力よりも大きい。

次に、上記構成のボールペン１について、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
先ず、図１に示す収納状態では、チップ本体２２先端及び転写ボール２１が軸筒１０内に位置する。ノック棒３３が前方へ押し動かされると、回転子３２及び中芯ユニット２０が第２の付勢部材３１の付勢力に抗して前進し、チップ本体２２先端及び転写ボール２１が軸筒１０の前方へ突出し、この突出状態のまま回転子３２が係止される。

転写ボール２１に筆圧が加わらない状態では、図４（ａ）に示すように、転写ボール２１とインク中継芯２５ａの間には隙間ｓが確保されている。

転写ボール２１に筆圧が加わった状態では、図４（ｂ）に示すように、転写ボール２１及び受け部材２３が第１の付勢部材２４の付勢力に抗して後退し、転写ボール２１がインク中継芯２５ａの前端に押し付けられ、インク中継芯２５ａから転写ボール２１の外周面へインクが流れる。
転写ボール２１外周面に付着したインクは、転写ボール２１の回転に伴い転写ボール２１とボールハウス２２ａ前端の隙間からチップ本体２２外へ出て、転写ボール２１外周面から紙等の被筆記面Ｐへ転写される。

この転写の際、転写ボール２１は、外周面の多数の微小凹部により、被筆記面Ｐに対し強く押し付けられる部分、弱く押し付けられる部分、広い面積で押し付けられる部分、狭い面積で押し付けられる部分等を有する。
このため、被筆記面Ｐに転写されるインクは、濃い部分や、掠れた部分、太い部分、細い部分等を有する特殊な筆記線Ｌ、言い換えればクレヨンで描いたような筆記線Ｌになる（図５参照）。

この後、転写ボール２１が被筆記面Ｐから引き離されて、筆圧が解除されると、転写ボール２１及び受け部材２３が第１の付勢部材２４の付勢力により前進し、転写ボール２１の前半部側がボールハウス２２ａ前端の内向き縁に押し付けられ、転写ボール２１とインク中継芯２５ａの間に、インクの流通を阻む隙間ｓが形成される（図４（ａ）参照）。

よって、チップ本体２２前端からインクが過剰に流出するボタ落ち現象を軽減することができる。

また、インクを消耗し切った場合には、前軸１１から後軸１２を外して、中芯ユニット２０を容易に交換することができる（図２参照）。

＜変形例＞
上記実施態様によれば、転写ボール２１外周面を所定の表面粗さに加工することで、この転写ボール２１の外周面に多数の凹部を形成しているが、他例としては、文字や図形、模様等によって前記凹部を形成することも可能である。
図６に示す転写ボール２１’は、その外周面に、六角模様の複数の凹部２１ａを規則的に配置しており、サッカーボールのような外観を呈する。
ボールペン１において、上記転写ボール２１を転写ボール２１’に置換すれば、複数の凹部２１ａによる特殊な筆記線を描くことができる。

また、上記実施態様によれば、インク中継芯２５ａ及びインク貯溜芯２５ｃから転写ボール２１へインクが供給されるようにしたが、他例としては、これらインク中継芯２５ａ及びインク貯溜芯２５ｃを一体に繊維集束体から構成することも可能である。

また、上記実施態様によれば、出没式のボールペンを構成したが、上記中芯ユニット２０の構造は、キャップ式ボールペン等の出没式でないボールペンに適用することも可能である。

本発明は上述した実施態様に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。

１：ボールペン
１０：軸筒
２０：中芯ユニット
２１，２１’：転写ボール
２１ａ：凹部
２２：チップ本体
２３：受け部材
２４：第１の付勢部材
２５：インク供給部
２５ａ：インク中継芯
２５ｂ：筒状接続部材
２５ｃ：インク貯溜芯
２５ｄ：筒状ケース
３０：出没操作機構
Ｐ：被筆記面

Claims (6)

1. 被筆記面を転動可能な転写ボールと、前記転写ボールを露出した状態で回転自在に抱持する筒状のチップ本体と、前記チップ本体内にて前記転写ボールの外周面に後方側からインクを供給するインク供給部とを備え、
   前記転写ボールの外周面には、被筆記面に転写されるように凹部が設けられていることを特徴とするボールペン。
2. 前記凹部が多数の微小凹部であり，これら多数の前記微小凹部により前記転写ボールの外周面の表面粗さがＲａ０．１～１０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１記載のボールペン。
3. 前記転写ボールは、合成樹脂材料から形成され、直径がφ１．０～φ１５ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１又は２記載のボールペン。
4. 前記インクの粘度が、２～２０mPa・sの範囲内であることを特徴とする請求項１～３何れか１項記載のボールペン。
5. 前記インク供給部は、繊維集束体からなるインク中継芯を前記転写ボールに近接するように具備していることを特徴とする請求項１～４何れか１項記載のボールペン。
6. 前記チップ本体内には、前記転写ボールに対し後方側からインクを供給するインク中継芯と、前記インク中継芯に相対して進退可能であって且つ前記転写ボールを後方側から受ける受け部材と、前記受け部材を前方へ付勢する付勢部材とが設けられ、
   前記インク中継芯は、前記転写ボールとの間に隙間を置いて位置し、筆圧により前記転写ボール及び前記受け部材が前記付勢部材の付勢力に抗して後退した場合に、前記転写ボールに接することを特徴とする請求項１～５何れか１項記載のボールペン。
   
   
   
   

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