JP2607191Y2

JP2607191Y2 - ボールペン

Info

Publication number: JP2607191Y2
Application number: JP1993065964U
Authority: JP
Inventors: 泰範中谷; 幸三郎藤田
Original assignee: Sakura Color Products Corp
Current assignee: Sakura Color Products Corp
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 2001-04-16
Anticipated expiration: 2008-11-15
Also published as: JPH0731382U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ボールペンの構造に係
るもので、特に水性のインキを使用したボールペンの構
成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年鮮明な色の線が描けることから、水
性のインキを使用したボールペン（以下単に水性ボール
ペン）の需要が増大している。

【０００３】水性ボールペンの構造は、ボールペンチッ
プの後端に筒状のインキ収納部が装着され、そのインキ
収納部内に、水性のインキが充填されたものである。こ
こでボールペンチップの形状に注目すると、ボールペン
チップは図７（ａ）（ｂ）の如く、チップ本体１００の
外形は先端１０１が円錐状をしており、ボール１０２は
ボールハウス１０３内に挿入され、さらにボール１０２
はチップ本体１００の先端１０１で挟持されている。

【０００４】ボールペンチップの内側の構造は、先端に
凹状のボールハウス１０３があり、後端にバック穴が開
放されている。また中央の細穴１１０は、ボールハウス
１０３とバック穴を貫通している。そして従来技術のボ
ールペンでは、当該細穴１１０の中に中綿が配されてお
り、中綿を介してインキ収納部のインキがボール１０２
に供給されていた。またボールハウス１０３の座面１０
５には放射状の溝１０７が設けられている。さらに従来
技術のボールペンでは、ボールハウス１０３の座面１０
５には、クレータ状の球面１０８が設けられていた。

【０００５】ここで従来技術におけるボールハウス１０
３の座面１０５と、ボール１０２との接触関係に注目す
ると、両者は、面接触によって相互に当接するものであ
った。即ちボールハウス１０３の座面１０５には、前記
したようにクレータ状の球面１０８が設けられているの
で、ボール１０２は、球面１０８に包囲され、広い面積
でボールハウス１０３に接触するものであった。従来技
術のボールペンは、このようにボール１０２をクレータ
状の球面１０８と接触させることにより、ボール１０２
の安定化を図っていた。

【０００６】また従来技術のボールペンでの、ボールハ
ウス１０３の内径と、ボール１０２との寸法関係は、ボ
ール１０２の直径に対してボールハウス１０３の内径が
１０４％以上に設定されていた。

【０００７】ボールペンの製造方法について付言する
と、概ね次の通りである。即ち線材を所定の長さに切断
し、この線材にドリルでバック穴を設ける。次いで線材
の外周加工により先端側にテーパーを形成し、そしてテ
ーパー頂面からドリルを挿入してフロント穴を形成す
る。このフロント穴は、ボールハウス１０３として機能
するものである。そして更にフロント穴中心部よりドリ
ル加工によってバック穴にまで貫通した細穴１１０を設
け、しかる後フロント穴の座面１０５に放射状の溝１０
７を設けてチップを形成する。そしてチップのフロント
穴、即ちボールハウス１０３内にボール１０２を収納す
る。そして次にボールハウス１０３の開口から突出した
ボール１０２を座面１０５に向かって叩き下す。

【０００８】この時ボール１０２の一部がボールハウス
１０３の座面１０５に衝撃を与える。その結果ボールハ
ウス１０３の座面１０５がクレータ状に窪み、球面１０
８が形成される。次いでボールハウス１０３の開口をか
しめる。この様にして作られたボールペンチップに中綿
を装着し、さらにインキ収納部を取り付けて、水性ボー
ルペンが完成される。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】ところで従来技術の水
性ボールペンでは、上記した様にボールペンチップの細
穴からインク収納部にかけて中綿が配されていたが、こ
の様に中綿が配されたボールペンではインクの残量を目
視することができない問題がある。そのため近年では、
インクを改良することによって中綿を省略し、直接細穴
を介してボールハウスと、インク収納部を連通させる構
成が採用されている。しかしながら、上記したような中
綿が無い構成のボールペンでは、インキ流出量の調整が
困難であるという問題があった。即ち従来技術のボール
ペンは、製造ロットによってインキ流出量のばらつきが
大きいと言う問題があった。

【００１０】ここでボールペンにおけるインキ流出量は
書き味、筆跡、筆記距離、線幅などの品質特性に大きく
影響し重要な項目である。

【００１１】また、同じく従来技術のボールペンでは、
ボールハウス１０３の座面１０５にクレータ状の球面１
０８があるため、ボール１０２と座面１０５との接触面
積が大きく、そのためボール１０２が回転しにくく、書
き味が悪いという問題があった。本考案は、上記した従
来技術の問題点に鑑み、ボールの回転が良好であり、ま
た適量のインキ流出量に調整することが容易であるボー
ルペンの構造を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そして、上記した目的を
達成するため、本考案者らは多数のボールペンを試作
し、ボールハウスの形状や、大きさとインキの流出量と
の関係を調査研究した。その結果、水性インキを充填し
たボールペンでは、ボールハウスの内径とボールとの大
きさの関係によって、筆記時のインキの流出量が決まる
事が判った。そして更に詳細にデータを分析した結果、
ボールハウスの内径がボールの直径と、一定の関係に有
る場合に、インキの流出量が安定することが判明した。
更に水性インキでは、書き味の良否は、ボールの回転の
円滑性と著しい相関があることが判った。

【００１３】本考案は、上記した知見に基づくものであ
り、その特徴は、ボールが収納されたボールペンチップ
の後端側にインキ収納部が装着され、該インキ収納部内
に水性インキが充填されたボールペンにおいて、ボール
ペンチップのボールハウス内径がボール径の１０１．６
％以上１０３．６％以下の範囲に設定されたボールペン
である。

【００１４】

【００１５】そして同様の目的を達成するための他の考
案は、ボールが収納されたボールペンチップの後端側に
インキ収納部が装着され、該インキ収納部内に水性イン
キが充填されたボールペンにおいて、ボールペンチップ
のボールハウス内径がボール径の１０１．６％以上１０
３．６％以下の範囲であると共に、ボールは、ボールペ
ンチップのボールハウスの座面に対して線接触している
ことを特徴とするボールペンである。

【００１６】

【作用】請求項１記載の考案では、ボールペンチップの
ボールハウス内径がボール径の１０１．６％以上１０
３．６％以下の範囲に設定されており、実験の結果、水
性ゲルインキの流出は円滑であり、且つ安定している。

【００１７】また請求項２記載の考案では、ボールは、
ボールペンチップのボールハウスの座面に対して線接触
しており、ボールとボールハウスの座面との接触面積は
小さい。そのため請求項２記載のボールペンは、筆記時
のボールの回転を阻害する摩擦が少なく、ボールの回転
は円滑である。

【００１８】加えて請求項２記載の考案では、ボールハ
ウスがボールに対して僅かな隙間しか持たないので、ボ
ールは、ボールハウス内径の方向にがたつかない。

【００１９】

【実施例】以下、本考案に係るボールペンならびにその
製造方法の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本
考案の具体的実施例のボールペンの断面図である。図２
は、図１のボールペンで採用するボールペンチップの拡
大正面断面図およびチップ本体のＡ−Ａ断面図である。
図３は、図２のボールペンチップの開口部の拡大断面図
である。図４は、ボールペンチップの製造工程を示すボ
ールペンチップの断面図である。図５は、ボールペンチ
ップの製造工程を示すボールペンチップの要部断面図で
ある。図６は、本考案のボールペンの効果を確認するた
めに行った実験の結果を表すグラフである。

【００２０】図１において、１は本実施例のボールペン
を示す。ボールペン１は、周知のそれと同様にボールペ
ンチップ２の後端側に口プラ３を介してインキ収納管５
が装着され、更にその外周にペン軸６が取り付けられた
ものである。そして口プラ３内には、インキの逆流を防
止するために玉状の弁８が挿入されている。

【００２１】本実施例のボールペン１は、水性ボールペ
ンであり、インキ収納管５内には水性インキ、特に水性
ゲルインキ（図示せず）が貯められている。ここで水性
インキ、および水性ゲルインキについて説明すると、こ
れらはいずれも主溶媒として水を用いたインキである。
即ち旧来の油性インキはフェニルセロソルブ、ベンジル
アルコール等の有機溶媒が使用されているのに対して、
水性ボールペンのインキは水を溶媒としている。またイ
ンキの粘度は、油性ボールペンでは１００００〜３００
００ＣＰＳの高粘度であるのに対し、水性ボールペンの
インキはより低粘度であり、しかも水性ボールペンのイ
ンキは、粘度の挙動の相違により大きく二種類に分けら
れる。

【００２２】その一つはニュートン流動（流動の程度に
より粘度変化しない）をするインキで、具体的にはイン
キ収納管５とボールハウス内の粘度は同じであり、通常
は粘度が５０〜２０００ＣＰＳのものが使用されてい
る。他の一つは、粘度がインキの流動によって変化する
性質を有するものである。具体的には、インキ収納管５
内では２０００〜８０００ＣＰＳであるがボールハウス
内では１０ＣＰＳ以下となるものであり、チキソトロピ
ィ性インキとも称される。このチキソトロピィ性を有す
るゲル化剤を添加した水性インキを特に水性ゲルインキ
と称している。

【００２３】次に本実施例のボールペン１で採用するボ
ールペンチップ２について説明する。本実施例で採用す
るボールペンチップ２は図１、図２のようにチップ本体
１１とボール１５で構成されている。チップ本体１１の
外形は、先端側が円錐状をしており、他の部位は円柱状
をしている。ボールペンチップ２の内側の構造は、先端
側にボールハウス１８があり、後側にバック穴１２が開
放されている。そしてボール１５はボールハウス１８内
に挿入され、チップ本体１１の先端１７で挟持されてい
る。

【００２４】そしてバック穴１２は図の如く、ボールペ
ン１の長手方向に対して、略垂直な平坦面２０を有する
形状を呈している。ボールハウス１８の座面２１には図
２（ｂ）のような中心から５条の放射状溝２２が設けら
れている。この放射状溝２２の中心は細穴２３になって
おり、前記したバック穴１２に貫通している。尚本実施
例のボールペン１では、細穴２３内に中綿は無い。

【００２５】放射状溝２２の他の部分は有底であり、バ
ック穴１２までは貫通していない。即ちボールハウス１
８の座面２１はバック穴１２まで貫通することなく、途
中で不貫通となっている。そしてここで特記するべき構
成は、本実施例ではボールハウス１８の座面２１は、す
り鉢状であり、その側面断面の線は、直線である。即ち
本実施例で採用するボールハウス１８の座面２１には、
クレータ状の窪みは存在しない。従って、本実施例のボ
ールペン１では、ボール１５は、ボールハウスの座面２
１に対して線接触している。

【００２６】次に実施例の特徴を成すボールハウス１８
の内径寸法について説明する。本実施例ではボールハウ
ス１８の内径Ｄをボールの直径ｄの１０１．６％以上１
０３．６％以下の範囲に設定されている。またボールハ
ウスの開口径は、ボール１５の突出量ｈがボール１５の
直径の約３分の１になるように調製されている。ここで
ボール１５の直径ｄは、通常０．６０ｍｍが採用され
る。従って、通例に従い、直径０．６０ｍｍのボールを
採用すると、ボールハウスの内径Ｄは０．６１０〜０．
６２２ｍｍに相当する。またボールハウスの開口径は、
概ね０．５６６ｍｍ程度である。

【００２７】このようにボールハウスの内径Ｄを、ボー
ル１５の直径ｄの１０１．６％以上１０３．６％以下に
設定することによって、ボール１５とボールペンチップ
２の周面２４の間に０．００５〜０．０１１ｍｍ程度の
僅少な隙間２５が形成される。この隙間２５は、ボール
１５が円滑に行われるのに充分であり、且つボール１５
をしっかりと保持してがたつきを防止することができる
範囲のものである。さらに加えて隙間２５を上記した範
囲とすることにより、インキの流出量が安定し、書き味
も良好となる。

【００２８】尚ボールハウスの内径Ｄはボール径の１０
１．６％未満、即ち０．６１０ｍｍ未満ではインキの流
出量が不安定であって調整が困難となる。また逆にボー
ル径の１０３．６％を越える場合、即ち０．６２２ｍｍ
を越えるものでは隙間２５が大きすぎてチップ先端１７
でボール１５を挟持しにくく、筆記時にボール１５がず
れて線がぶれる。加えてボールハウスの内径Ｄが０．６
２２ｍｍを越える場合は、インキ流出量も多量になって
紙面を汚し、筆記具として適切ではない。

【００２９】従ってボールハウスの内径Ｄは上記ボール
１５の直径ｄの１０１．６％以上１０３．６％以下、即
ち０．６１０ｍｍ以上０．６２２ｍｍ以下の範囲に設定
しなければならない。また本実施例のボールペン１で
は、ボール１５を上にしてボール１５をボールハウス１
８の座面２１に当接させた状態で、ボール１５と、ボー
ルハウス１８の開口の間に、０．００５乃至０．０１１
ｍｍの僅少の隙間Ｓ（図３参照）が形成されている。

【００３０】次に本実施例で採用するボールペンチップ
の好ましい製造方法について図４、図５を参照しつつ説
明する。本実施例で採用するボールペンチップ２は図４
の如く、所定長さに切断された線材３０を素材として加
工される。そして、ボールペンチップ２を製造する最初
の工程では、所定長さに切断された線材３０に図示しな
いドリルでバック穴１２を設ける。ここでバック穴１２
は前述の如く長手方向に対して略垂直な平坦部２０を有
する形状を呈している。

【００３１】そして、線材３０の先端側、即ちテーパー
が設けられた側の頂面から図示しないドリルを挿入し、
ボールハウスとなるフロント穴３３が設けられる。

【００３２】次に線材３０に外周加工が成され、図４の
如く先端側にテーパーが形成される。さらにドリル３５
の錐先３７をフロント穴３３の中心部に当て、バック穴
１２まで貫通して細穴２３を形成している。そしてフロ
ント穴３３の座面３８に、図３の如き中心から５条の放
射状溝２２を形成する。この放射状の溝２２はバック穴
１２まで貫通することなく途中で不貫通となっている。
このようにして、図５に示すような軸方向に貫通穴を有
し、一方の端部にボールハウスを形成するフロント穴が
設けられたチップ４０が成形される。

【００３３】次に上記の如きチップ４０のフロント穴３
３に図５のようにボール１５を収納する。次いで、チッ
プ４０の先端４１をかしめる。ここで、肝心な事項は、
チップの先端４１をかしめる際に、フロント穴３３の開
口端とボール１５との間に０．００５〜０．０１１ｍｍ
程度の隙間を設けた状態のままでかしめる点である。そ
の結果座面３８にクレータは形成されず、ボール１５が
ボールハウス１８の座面３８に対して線接触するボール
ペンチップ２が得られる。

【００３４】上記した製造方法で得られたボールペンチ
ップ２は、ボールハウスの座面３８にクレータが無いた
め、ボール１５とボールハウスの座面３８との接触面積
が著しく減少し、ボール１５の摩擦抵抗は小さい。その
結果、ボールの回転が良くなり、併せて書き味も良好に
なる。

【００３５】次に、本実施例のボールペンの効果を確認
するために行った実験について説明する。本考案者ら
は、本実施例のボールペンの効果を確認するため、ボー
ルハウスの直径が異なる多数のボールペンチップを成形
し、このボールペンチップを用いて多数の種類のボール
ペンを試作した。そしてこれらのボールペンについて、
筆記状態におけるインキの流出量を測定した。図６はこ
の実験の結果を表すグラフである。図６のグラフでは、
ボールハウスの直径が０．６１０ｍｍの時のインキの流
出量を１００として表現している。このグラフを見て明
らかであるように、ボールハウスの直径が０．６００ｍ
ｍから０．６１０ｍｍの間では、グラフの傾きが大き
い。即ちボールハウスの直径がこの間にある時は、わず
かの直径の相違で、インキの流出量が大きく変化する。

【００３６】これに対して、ボールハウスの直径が０．
６１０以上になると、グラフの傾きは緩やかである。言
い換えると、ボールハウスの直径が０．６１０以上にな
ると、多少の直径変化に係わらず、インキの流出量の変
化は少ない。またインクの総吐出量と言う観点から見る
と、ボールハウスの直径が０．６２２を越えると、イン
キの吐出量が過度になり、インキのぼたつきが発生す
る。

【００３７】従って、ボールハウスの直径を０．６１０
〜０．６２２ｍｍの範囲に設定すると、製造時に多少の
ロット間誤差があっても、狙いとするインキの流出量を
確保することができる。

【００３８】つぎに、ボールハウスの直径が０．６１０
〜０．６２２ｍｍであるボールペンチップであって、従
来技術のように、座面に窪みがあるものと、本実施例の
ように、ボールが座面に線接触するものを試作し、書き
味を試した。その結果、通常の上質紙に線を書く場合に
は、両者の間に有意差は認められなかった。しかしなが
ら、ジアゾ感光紙、および感熱紙の様に滑り易い紙で
は、両者の間に差異があった。即ちこれらの紙に線を書
く場合は、従来技術の様な座面に窪みがあるボールペン
ではボールが回転せず、線がかすれてしまう場合があっ
た。また従来技術の様に、座面に窪みがあるものでは、
上質紙に線を書く場合であっても、紙に手油が付着して
いる場合は、線がかすれることがあった。これに対して
本実施例の様にボールが座面に線接触するものでは、い
ずれの紙に書いた場合でも線がかすれることはなかっ
た。

【００３９】またボールハウスの直径が０．６２２ｍｍ
を越えるボールペンであって、座面に窪みが無いものを
試作し、書き味を試したところ、インクの吐出量が過度
であり、インキのぼたつきが多いものであった。またこ
のボールペンは、ボールの安定性が悪く、筆圧によって
ボールがボールハウス内で移動してしまうものであっ
た。そのためこのボールペンでは、線がぶれてしまうこ
とがあり、書き味は悪いものであった。

【００４０】

【考案の効果】以上の如く、本考案のボールペンは、ボ
ールハウスの内径をボール径の１０１．６％以上１０
３．６％以下に設定して、ボールとチップの間に僅少の
隙間を設けたものである。このように所定の隙間を設け
ることにより、インキ流出量が安定し、書き味も良好に
することができる。またボールペンの製造ロットの差に
よる書き味の相違を減少することができる効果がある。

【００４１】請求項２記載のボールペンでは、ボール
は、ボールペンチップのボールハウスの座面に対して線
接触しているため、摩擦が少なく、ボールの回転は円滑
である。その結果請求項２記載のボールペンは、書き味
が良好であると言う効果がある。

【００４２】加えて請求項２記載のボールペンは、ボー
ルのがたつきが少なく書き味が良好であるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の具体的実施例のボールペンの断面図で
ある。

【図２】図１のボールペンで採用するボールペンチップ
の拡大正面断面図およびチップ本体のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図３】図２のボールペンチップの開口部の拡大断面図
である。

【図４】ボールペンチップの製造工程を示すボールペン
チップの断面図である。

【図５】ボールペンチップの製造工程を示すボールペン
チップの要部断面図である。

【図６】本考案のボールペンの効果を確認するために行
った実験の結果を表すグラフである。

【図７】従来技術のボールペンで採用するボールペンチ
ップの拡大正面断面図およびチップ本体のＢ−Ｂ断面図
である。

【符号の説明】

１ボールペン２ボールペンチップ５インキ収納管１１チップ本体１５ボール１８ボールハウス２１，３８座面Ｄボールハウスの内径ｄボールの直径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B43K 1/08 B43K 7/00 - 7/12

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ボールが収納されたボールペンチップの
後端側にインキ収納部が装着され、該インキ収納部内に
水性インキが充填されたボールペンにおいて、ボールペ
ンチップのボールハウス内径がボール径の１０１．６％
以上１０３．６％以下の範囲であることを特徴とするボ
ールペン。
【請求項２】ボールが収納されたボールペンチップの
後端側にインキ収納部が装着され、該インキ収納部内に
水性インキが充填されたボールペンにおいて、ボールペ
ンチップのボールハウス内径がボール径の１０１．６％
以上１０３．６％以下の範囲であると共に、ボールは、
ボールペンチップのボールハウスの座面に対して線接触
していることを特徴とするボールペン。