JP3737231B2 - ボールペンチップ及びそれを用いたボールペン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールペンチップ、及びそれを用いたボールペンに関する。さらに詳細には、小径部と大径部とがテーパ部により一体に接続された金属製パイプの塑性加工から得られる、特に、比較的高粘度である油性ボールペンインキに最適な油性インキ用ボールペンチップ、及びそれを用いた油性インキボールペンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のボールペンチップにおいて、例えば、特公平２−６１３４１号公報等には、耐久性の向上とインク供給路の設計を、ボール径に規制されることなく自在に行う目的で、金属細管の先端をその全周にわたって内方向に押圧して先端に向かうに従い次第に窄まるよう形成して窄め部を設け、その先端部に局部的に焼鈍加工を施し、その後、窄め部の内壁を孔さらいしてボール抱持部を形成してなるボールペンチップが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のボールペンチップは、ボール抱持部を形成する際、孔さらい加工や溝形成加工等の切削加工が必要である。そのため、ボール抱持部の内面にバリや切り粉を残留させ、また、切削工具が磨耗するに従いボール抱持部の内面粗度を粗くさせ、それにより、円滑なボールの回転及び円滑なインキ流通が阻害されがちであった。
【０００４】
さらに、前記従来のボールペンチップは、孔さらい加工により、ボール抱持部の周壁が肉薄になり、該ボール抱持部の強度を低下させる。そのため、長期にわたり安定したボール保持性が維持できず、ボールの脱落を発生させやすい。また、そのことから、予め、ボール抱持部周壁を肉厚にする必要があり、製造工程を煩雑なものにしていた。
【０００５】
また、前記従来のボールペンチップは、切削加工する際、パイプ後端をチャックして、パイプ先端側よりドリル等の刃物を挿入させるため、加工物の軸線と刃物の軸線がずれる、いわゆる、芯ずれが生じやすい。前記芯ずれが発生すると、ボール抱持部の肉厚が不均一になることにより、ボール抱持部の強度が低下したり、抱持部内径のばらつきが大きくなり、それにより、ボールの保持性を低下させ、ボールを脱落させるおそれがあった。
【０００６】
本発明は前記従来の不具合を解消するものであって、内径ばらつきを抑えた十分な強度を有するボール抱持部を形成し、円滑なボールの回転及び円滑なインキ流通を可能にし、ボール抱持部にて長期にわたりボールを安定保持するボールペンチップ、特に、油性ボールペンインキに最適なボールペンチップ、さらにはそれを用いたボールペンを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
・概要
本発明は、直円筒状の大径部３と、先端近傍周壁にボール受け座用の複数の内方突起６１を塑性変形により形成し該内方突起６１前面でボール５を回転可能に抱持する小径部２と、前記大径部３と前記小径部２とを接続するテーパ部４とが塑性変形により一体に形成された金属製パイプからなり、前記小径部（２）、前記テーパ部（４）、及び前記大径部（３）が略均一肉厚であるボールペンチップ１（請求項１）を要件とする。
【０００８】
前記ボール受け座用の複数の内方突起６１を塑性変形により形成する構成により、ボール抱持部６を形成するための孔さらい等の切削加工が不要となるため、ボール抱持部６の内面にバリや切り粉を残留させず、内面を平滑に保ち、また、ボール抱持部６の周壁を肉薄にしたり、切削加工時に生じがちな芯ずれによるボール抱持部６の周壁の肉厚を不均一にしたりすることがない。その結果、円滑なボールの回転及び円滑なインキ流通が可能となるとともに、ボール抱持部６からボール５の脱落のない長期にわたる安定したボール５の保持が可能となる。
【０００９】
また、本発明は、前記ボールペンチップ１を用いたボールペン１０であって、詳細には、直円筒状の大径部３と、先端近傍周壁にボール受け座用の複数の内方突起６１を塑性変形により形成し該内方突起６１前面にてボール５を回転可能に抱持する小径部２と、前記大径部３と前記小径部２とを接続するテーパ部４とが塑性変形により一体に形成された金属製パイプからなり、前記小径部（２）、前記テーパ部（４）、及び前記大径部（３）が略均一肉厚であるボールペンチップ１を、インキ収容筒８先端に備えたボールペン１０であって、前記インキ収容筒８内に粘度１０００ｍＰａ・ｓ〜３００００ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル秒）の油性インキ８１を収容し、前記ボールペンチップ１内のインキ通路１１に前記インキ８１を直接流通させたこと（請求項６）を要件とする。
【００１０】
ボールペンチップ１内のインキ通路１１を、粘度１０００ｍＰａ・ｓ〜３００００ｍＰａ・ｓの油性インキ８１が、直接流通する構成であるため、インキ８１が、比較的高粘度であり、一般には先端のボール５まで円滑に流通しがたいけれども、ボールペンチップ１が、大径部３と、テーパ部４とを備えた構成であるため、潤沢なインキがボール抱持部６まで途切れなく供給され、筆跡かすれがない。また、前記テーパ部４をただ一つ設けたことにより、円滑なテーパ状内面を形成でき、より一層、インキ流出性を向上させる。
【００１１】
また、本発明ボールペン１０は、請求項１のボールペンチップ１を採用しているため、内径ばらつきを抑えた十分な強度を有するボール抱持部６を形成し、円滑なボールの回転及び円滑なインキ流通を可能にし、ボール抱持部６にて長期にわたりボールを安定保持できる。
【００１２】
▲２▼小径部
また、前記構成（請求項１，請求項６）において、小径部２は直円筒状、即ちストレート状円筒形状である構成（請求項２，請求項７）が好ましい。この場合、テーパ面ではなく直円筒状の小径部２に、ボール受け座用の内方突起６１を径方向外方から径方向内方への塑性変形により形成する構成であるため、ボール受け座の形成位置が前後にばらついたとしても、ボール受け座の深さや内径寸法（即ち、各々の内方突起６１の頂点に接する仮想内接円直径Ｄ）、あるいはボール抱持部６の内径（これは、径方向のボール５の移動を規制する内壁の内径であり、小径部内径Ｃと略等しい）がばらつくことなく一定である。そのため、各々の内方突起６１の間の隙間からなるインキ通路、あるいはボール５外周面とボール抱持部６内周面との間に形成される隙間からなるインキ通路にばらつきを生じさせず、常に一定のインキ流通量を保つことができる。
【００１３】
また、前記ボール抱持部６の後方にも、直円筒状の小径部２を残すことが好ましい。それにより、外観的に細いペン先部のイメージをユーザーに与えると共に、小径部２の直円筒状の側面が、定規やテンプレート等に対して安定した摺接状態を維持できる。
【００１４】
また、前記小径部２の内径Ｃは、ボール抱持部６の内径と略一致し、ボール５の外径より僅かに大きく（具体的にはボール外径より０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ大きく）設定される。
【００１５】
▲３▼テーパ部
また、前記ボールペンチップ１において、前記テーパ部４の外面の角度αを１０度〜４５度に設定してなること（請求項３，請求項８）が好ましい。また、前記テーパ部４は均一肉厚であることが好ましく、それにより、テーパ部４の内面に、外面のテーパ角度αに等しい１０度〜４５度の円錐面状のインキ通路１１が形成される。
【００１６】
前記テーパ角度αは、１０度より小さい場合は、小径部２の筆記先端部としての強度が不足し、テーパ部４にて筆記時ぐらついたり折れ曲がるおそれがあり、その上、テーパ部４内部の円滑なインキ流通を妨げ、筆跡途切れを発生させるおそれがある。一方、前記テーパ角度が４５度より大きい場合は、テーパ部４と小径部２及び大径部３との接続箇所に過度の折り曲げ変形によるクラックを発生させるおそれがある。即ち、前記テーパ部４の角度αを、１０度〜４５度にしたことにより、円滑なインキの流れが可能となるとともに、大径部３及び小径部２との接続箇所を過度に変形させることがなく、クラックを発生させず、該接続箇所の強度を低下させることがない。さらに好ましくは、前記テーパ角度αは、１０度〜３０度の範囲が有効である。それにより（即ち、角度αが３０度より小であることにより）、一層、クラックの発生を抑止することができる。
【００１７】
また、前記テーパ部４は、ただ一つ設けること（即ち、単一であること）が好ましく、それにより、小径部２と大径部３とを滑らかに接続する。即ち、前記テーパ部４は、インキ流通を阻害しがちな、複数のテーパ面を有する階段形状でなく、円滑なテーパ内面を備えるため、スムーズなインキの流通を確保する。
【００１８】
▲４▼ボール外径
本発明ボールペンチップ１は、外径０．２５ｍｍ〜０．５５ｍｍ（ミリメートル）、好ましくは外径０．２５ｍｍ〜０．４５ｍｍのボール５が小径部２先端に抱持される細字筆記用チップであること（請求項４，請求項９）が好ましい。即ち、前記範囲の外径のボール５を採用するとき、小径部２も細径パイプとなり、一般に、インキ流通性、及び折れ曲がり強度の面で不利となるが、請求項１，２又は３のボールペンチップ１の場合（若しくは請求項６，７，又は８のボールペン１０の場合）には、十分なインキ流通性、及び十分な折れ曲がり強度が満足される。
【００１９】
▲５▼大径部
大径部３は、筆記具本体にその外周面が保持される。詳細には、筆記具本体の取付孔７１（例えばペン先保持部材７の取付孔７１）にその外周面が圧入保持される。また、前記大径部３は、長手方向の適宜長さを備えた直円筒状であるため、取付孔７１にぐらつきなく安定保持させることができる。
【００２０】
▲６▼大径部と小径部の内径比
また、前記ボールペンチップ１において、大径部内径Ｂの小径部内径Ｃに対する比「Ｂ／Ｃ」が、１．２より大、且つ、４．０より小であること（請求項５，請求項１０）が好ましい。
【００２１】
小径部内径Ｃに対する大径部内径Ｂの比「Ｂ／Ｃ」は、１．２以下では十分なインキ流通性が確保できないが、１．２より大であることにより、筆記に際して最小限のインキ流通性が確保できる。実際には、より潤沢且つ円滑なインキ流通を確保するために、前記内径比「Ｂ／Ｃ」は、２．０より大であることが有効である。また、前記内径比「Ｂ／Ｃ」は、余り大きいと塑性加工に困難が生じるため、４．０より小さく設定されることが好ましい。即ち、「１．２＜Ｂ／Ｃ＜４．０」、好ましくは、「２．０＜Ｂ／Ｃ＜４．０」のとき、インキ流通性と塑性加工性が同時に満足される。
【００２２】
▲７▼材質
また、前記ボールペンチップ１の材質は、金属であり、具体的には、十分な強度と耐腐食性を備えるステンレス鋼が好ましい。さらに具体的には、塑性変形が容易なオーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０５，ＳＵＳ３２１等）が有効である。
【００２３】
▲８▼インキ
本発明ボールペンチップ１は、高粘性のインキ（一般には油性インキ）がその内部を流通するとき最適であるが、この他にも、チップ１の内部に、低粘性あるいは剪断減粘性のインキ（一般には水性インキ）を流通させることもできる。尚、前記油性インキとは、例えば、着色剤、有機溶剤、及び樹脂等の粘度調整剤からなる油性ボールペン用インキが挙げられる。
【００２４】
▲９▼インキ粘度
インキ粘度は、ボール外径０．２５ｍｍ〜０．５５ｍｍのとき、１０００ｍＰａ・ｓ〜３００００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。特に、ボール外径０．２５ｍｍ〜０．４５ｍｍのときには、小径部２が極めて細径となるため、上記範囲より低粘度の、１０００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。尚、本発明において、インキの粘度は、２０℃において、Ｂ形回転粘度計によって測定した。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に従って説明する。（図１〜図４）
図１〜図３は、本発明ボールペンチップ１の一実施例を示す。図４は、図１のボールペンチップ１を適用したボールペン１０の一実施例を示す。
【００２６】
（実施例）
ボールペンチップ１は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０５，ＳＵＳ３２１等のオーステナイト系ステンレス鋼）のパイプからなり、先端から順に、小径部２と、テーパ部４と、大径部３とが塑性加工により一体に連設されてなる。また、前記小径部２、前記テーパ部４、及び前記大径部３は、略均一肉厚（具体的には０．１ｍｍ）である。それにより、極端に肉厚の薄い、強度的に弱い箇所が存在しない。
【００２７】
（小径部）
前記小径部２は、先端にボール抱持部６が形成され、ボール５（具体的には、超硬合金製，外径０．３ｍｍ）が回転可能に抱持される。前記ボール抱持部６は、小径部２の先細状先端を径方向内方へ変形した先端縁部６２と、前記先端縁部６２より僅かに後方の小径部２の先端近傍周壁の複数箇所（具体的には周方向等間隔に３箇所）を径方向内方へ窪ませて形成したボール受け座用の複数の内方突起６１とを備える。
【００２８】
また、前記小径部２は、直円筒状であり、ここでは、外径が０．５２ｍｍ，内径Ｃが０．３２ｍｍ，長手寸法が１．０ｍｍである。また、前記内方突起６１の各頂点に接する仮想内接円の直径Ｄは、０．１３ｍｍに設定されている。
【００２９】
（大径部）
大径部３は、筆記具本体にその外周面を安定保持させる保持機能と、インキ収容部からの多量のインキを内部に流通させるインキ通路機能とを備える。前記大径部３は、直円筒状であり、ここでは、外径が１．０ｍｍ，内径Ｂが０．８ｍｍ，長手寸法が３．８ｍｍである。
【００３０】
（テーパ部）
テーパ部４は、小径部２と大径部３を滑らかに接続する箇所であり、筆記使用時の小径部２のぐらつきを防止する小径部２に対する保持機能と、且つその内部に大径部３から小径部２へインキをスムーズに流通させるインキ通路機能とを備える。
【００３１】
また、前記テーパ部４は、均一肉厚の円錐面状であり、外面の角度αが２０度であるため、内部にも角度２０度の円錐面状のインキ通路が形成される。前記適切なテーパ角度αによりにより、円滑なインキの流れが可能となり筆跡途切れを生じさせず、その上、大径部３及び小径部２との接続箇所を過度に変形させることがなくクラックを発生させず、接続箇所の強度を低下させることがない。
【００３２】
さらに、前記テーパ部４は、ただ一つであるため、小径部２と大径部３とを滑らかに接続することができ、それにより、応力集中箇所が少なく、十分な折れ曲がり強度を備えると同時に、内部にインキがスムーズに流通するインキ通路１１を形成できる。
【００３３】
（適用例）
図４に図１〜図３に示した本発明ボールペンチップ１の適用例（即ち、本発明ボールペン１０）を示す。これは、軸筒（図示せず）内部に交換可能に収容されるボールペンレフィルであり、構成としては主に、本発明の図１のボールペンチップ１と、前記チップ１を先端に取り付けたペン先保持部材７と、前記ペン先保持部材７を先端開口部に取り付け、内部に油性インキ８１及びフォロア８２を収容したインキ収容筒８と、前記インキ収容筒８の後端開口部に圧入固着した尾栓９とからなる。
【００３４】
前記ペン先保持部材７は、合成樹脂（例えば、ポリプロピレン）の射出成形により得られる。また、前記ペン先保持部材７は、先端に、ボールペンチップ１の大径部３が圧入される取付孔７１を有する。さらに、前記ペン先保持部材７の取付孔７１の後方のインキ通路内には、インキ中を重力によって前後動自在の弁球７２ａ（球状おもり）と、ペン先上向き状態で前記弁球７２ａが密接して弁を閉鎖する弁座７２ｂ（環状部材）と、ペン先下向き状態でインキ流通可能に前記弁球７２ａが当接する異形状の規制部７２ｃ（具体的には段形状の規制部）からなる逆流防止弁装置７２が設けられている。
【００３５】
前記インキ収容筒８は、合成樹脂（例えば、ポリプロピレン）の押出成形体より得られる。その内部には、比較的高粘度（具体的には４０００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓ）の油性インキ８１が充填される。また、前記充填インキ８１の後端には、インキの消費に伴い前進するフォロア８２（具体的にはグリース状の逆流防止剤）が充填されている。また、前記インキ収容筒８の後端開口部には、合成樹脂（例えば、ポリエチレン）の射出成形体からなる、通気孔９１を備えた尾栓９が圧入固着され、インキ収容筒８外部へのフォロア８２の漏出を防止している。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明により、内径ばらつきを抑えた十分な強度を有するボール抱持部を形成し、円滑なボールの回転及び円滑なインキ流通を可能にし、抱持部にて長期にわたりボールを安定保持できる。
【００３７】
請求項２の発明（即ち、小径部を直円筒状にすること）により、各々の内方突起の間の隙間からなるインキ通路、あるいはボール外周面とボール抱持部内周面との間に形成される隙間からなるインキ通路にばらつきを生じさせず、常に一定のインキ流通量を保つことができる。
【００３８】
請求項３の発明（即ち、テーパ部外面の角度αを１０度〜４５度に設定してなること）により、円滑なインキの流れが可能となるとともに、大径部及び小径部との接続箇所を過度に変形させることがなく、クラックを発生させず、接続箇所の強度を低下させることがない。
【００３９】
請求項４の発明（即ち、外径０．２５ｍｍ〜０．５５ｍｍのボールが小径部先端に抱持される構成）にあっては、小径部２も細径パイプとなり、一般に、インキ流通性、及び折れ曲がり強度の面で不利となるが、請求項１，２，又は３のボールペンチップ１の場合、十分なインキ流通性、及び十分な折れ曲がり強度が満足される。
【００４０】
請求項５の発明（即ち、大径部内径Ｂの小径部内径Ｃに対する比Ｂ／Ｃが、１．２より大であり、且つ、４．０より小であること）により、筆記に十分なインキ流通性と、塑性加工の容易性とを同時に満足するボールペンチップが構成できる。
【００４１】
請求項６の発明により、内径ばらつきを抑えた十分な強度を有するボール抱持部を形成し、円滑なボールの回転及び円滑なインキ流通を可能にし、抱持部にて長期にわたりボールを安定保持できるボールペンチップを備えることにより、一般に流動性の劣る油性インキが、ボール抱持部まで途切れなく潤沢に供給され、筆跡かすれのないボールペンが提供できる。。
【００４２】
請求項７の発明（即ち、小径部を直円筒状にすること）により、各々の内方突起の間の隙間からなるインキ通路、あるいはボール外周面とボール抱持部内周面との間に形成される隙間からなるインキ通路にばらつきを生じさせず、常に一定のインキ流通量を保つことができる。
【００４３】
請求項８の発明（即ち、テーパ部外面の角度αを１０度〜４５度に設定してなること）により、円滑なインキの流れが可能となるとともに、大径部及び小径部との接続箇所を過度に変形させることがなく、クラックを発生させず、接続箇所の強度を低下させることがない。
【００４４】
請求項９の発明（即ち、外径０．２５ｍｍ〜０．５５ｍｍのボールが小径部先端に抱持される構成）にあっては、小径部も細径パイプとなり、一般に、インキ流通性、及び折れ曲がり強度の面で不利となるが、請求項６，７，又は８のボールペンの場合、十分なインキ流通性、及び十分な折れ曲がり強度が満足される。
【００４５】
請求項１０の発明（即ち、大径部内径Ｂの小径部内径Ｃに対する比Ｂ／Ｃが、１．２より大であり、且つ、４．０より小であること）により、筆記に十分なインキ流通性と、塑性加工の容易性とを同時に満足するボールペンが構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ボールペンチップの拡大縦断面図である。
【図２】図１のボール抱持部の拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明ボールペンの縦断面図である。
【符号の説明】
１ ボールペンチップ
２ 小径部
３ 大径部
４ テーパ部
５ ボール
６ ボール抱持部
６１ 内方突起
６２ 先端縁部
７ ペン先保持部材
７１ 取付孔
７２ 逆流防止弁装置
７２ａ 弁球
７２ｂ 弁座
７２ｃ 規制部
８ インキ収容筒
８１ インキ
８２ フォロア
９ 尾栓
９１ 通気孔
１０ ボールペン
１１ インキ通路

Claims (10)

1. 直円筒状の大径部（３）と、先端近傍周壁にボール受け座用の複数の内方突起（６１）を塑性変形により形成し該内方突起（６１）前面でボール（５）を回転可能に抱持する小径部（２）と、前記大径部（３）と前記小径部（２）とを接続するテーパ部（４）とが塑性変形により一体に形成された金属製パイプからなり、前記小径部（２）、前記テーパ部（４）、及び前記大径部（３）が略均一肉厚であるボールペンチップ。
2. 小径部（２）が直円筒状である請求項１記載のボールペンチップ。
3. テーパ部（４）の角度（α）を１０度〜４５度に設定してなる請求項１または２記載のボールペンチップ。
4. 外径０．２５ｍｍ〜０．５５ｍｍのボール（５）が小径部（２）先端に抱持されてなる請求項１、２または３記載のボールペンチップ。
5. 大径部内径（Ｂ）の小径部内径（Ｃ）に対する比（Ｂ／Ｃ）が、１．２より大であり、且つ、４．０より小である請求項１、２、３または４記載のボールペンチップ。
6. 直円筒状の大径部（３）と、先端近傍周壁にボール受け座用の複数の内方突起（６１）を塑性変形により形成し該内方突起（６１）前面でボール（５）を回転可能に抱持する小径部（２）と、前記大径部（３）と前記小径部（２）とを接続するテーパ部（４）とが塑性変形により一体に形成された金属製パイプからなり、前記小径部（２）、前記テーパ部（４）、及び前記大径部（３）が略均一肉厚であるボールペンチップ（１）を、インキ収容筒（８）先端に備えたボールペン（１０）であって、前記インキ収容筒（８）内に粘度１０００ｍＰａ・ｓ〜３００００ｍＰａ・ｓの油性インキ（８１）を収容し、前記ボールペンチップ（１）内のインキ通路（１１）に前記インキ（８１）を直接流通させたことを特徴とするボールペン。
7. 小径部（２）が直円筒状である請求項６記載のボールペン。
8. テーパ部（４）の角度（α）を１０度〜４５度に設定してなる請求項６または７記載のボールペン。
9. 外径０．２５ｍｍ〜０．５５ｍｍのボール（５）が小径部（２）先端に抱持されてなる請求項６、７または８記載のボールペン。
10. 大径部内径（Ｂ）の小径部内径（Ｃ）に対する比（Ｂ／Ｃ）、１．２より大であり、且つ、４．０より小である請求項６、７、８または９記載のボールペン。

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