JP3746843B2

JP3746843B2 - Ballpoint pen

Info

Publication number: JP3746843B2
Application number: JP16101396A
Authority: JP
Inventors: 孝男稲葉; 雅久牧; 秀之田中
Original assignee: Pilot Ink Co Ltd
Current assignee: Pilot Ink Co Ltd
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: JPH09315080A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールペンに関する。さらに詳細には、先端ボールとインキ収容部との間のインキ流通路に、自重により前後動自在の逆流防止用の弁球を収容したボールペンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のボールペン（図３参照）は、逆流防止用の弁球３ａとして、金属製のボール（例えば超硬合金製）が採用されている。前記金属製の弁球３ａは、特に、内部に収容のインキが水性の場合、腐食して析出物Ｃを弁球表面やインキ中に生じさせやすい。そして、前記析出物Ｃによって、先端ボールからのスムーズなインキ出が阻害され、最悪の場合には筆記不能となったり、あるいは弁球３ａと座部４ａとの弁閉鎖が不完全なものになりがちである。
【０００３】
また、前記従来の金属製の弁球は、インキに比べ比重がかなり大きいため、自重によってインキ中の迅速な落下移動が可能であるとしても、遠心分離機によってインキをペン先側へ押し出す工程を有するタイプのボールペンにあっては、弁球を、規制壁６２ａに強く当接させ食い付かせるおそれがある。
【０００４】
また、図３に示すように、前記金属製の弁球３ａと共に、座部４ａを金属製とした場合、弁球３ａ及び座部４ａは互いに磁性を帯びがちであり、ペン先を上向きにしても、弁球３ａが座部４ａの周囲に吸着され、弁球３ａが座部４ａの中心孔４１ａに着座せず、確実な弁の閉鎖が成しえないおそれがある。前記弁球３ａと座部４ａとの吸着を防止するために、磁性を帯びた弁球３ａ及び座部４ａを、消磁処理することも考えられるが、これは、組立工程を煩雑なものにする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の問題点を解決するものであって、弁球の腐食によって析出物が生じインキ出や弁機能に悪影響を与えたり、遠心分離インキ出し工程の際に、弁球が規制壁に食いつくおそれのないボールペンを提供しようとするものである。さらに、弁球が磁力によって座部と吸着して弁閉鎖を不完全にするおそれがないボールペンを提供することを目的とする。尚、本発明で「前」とはペン先方向を、「後」とは尾栓方向をいう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端ボール２の後方のインキ流通路５に、自重により前後動可能な弁球３と、前記弁球３がペン先上向き時に後方移動して密接する座部４とを設けたボールペン１であって、前記弁球３がジルコニア製であり、前記弁球３の比重を内部に収容のインキ７１の比重よりも大きくすると共に、前記弁球３とインキ７１の比重差を３〜８に設定したことを要件とする。
【０００７】
前記弁球３がジルコニアからなることによって、弁球３が腐食して弁球３表面やインキ７１中に析出物が発生することがない。そのため、インキ出不良や弁の作動不良を生じさせるおそれがない。
【０００８】
また、前記ジルコニア製の弁球３において、前記弁球３の比重を、内部に収容のインキ７１の比重よりも大きくすると共に、前記弁球３とインキ７１の比重差〔（弁球の比重）−（インキの比重）〕を１〜１０に設定することが有効である。前記比重差が１よりも小さい場合、インキ７１内を弁球３が自重によって迅速に落下移動できず、弁機能を満足できない。一方、前記比重差が１０よりも大きい場合、遠心分離機によるインキ出しの際、弁球が、勢いよく規制壁６２に当接し、規制壁６２に食い付くおそれがある。従って、前記比重の差が、１〜１０の範囲（好ましくは３〜８の範囲）にある場合、弁球３が弁体としてインキ７１中をスムーズな落下移動できる十分な重量を備えると共に、遠心分離インキ出し工程を備えるボールペンの場合、弁球３が規制壁６２に食い付くおそれがない。
【０００９】
また、弁球３がジルコニアからなる前記ボールペン１において、座部４が金属製であることが有効である。金属製の座部は、合成樹脂製のものに比べ、パーツフィーダ内の流れがスムーズであり、座部の製造組立を容易にする。それと同時に、座部４が金属製であるにもかかわらず、弁球３がジルコニア製であるため、磁性によって座部４に吸着することがなくなり、弁球３を座部４の中心孔４１に確実に着座させることが可能となる。また、弁球３を消磁させる手間が不要となる。
【００１０】
特に、前記弁球３の材質は、水性インキ７１に対して耐腐食性が優れている点、及びインキ中を落下移動するための良好な比重を備える点でジルコニア（ＺｒＯ_２）が好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
【００１２】
図１及び図２に本発明ボールペン１の一実施例（ペン先上向き状態）を示す。本実施例は、軸筒内に交換可能に収容されるボールペンレフィールである。前記レフィールは、主に、先端にボール２を回転自在に抱持する金属製（ステンレス鋼製）のチップ８と、前記チップ８を先端に固着させた合成樹脂製のホルダー６と、前記ホルダー６を先端に固着させたインキ収容管７とからなる。
【００１３】
前記ホルダー６の内部には、前方に開口するチップ取付孔６１と、後方に開口するインキ流通孔５を有し、前記二つの孔５，６１が規制壁６２の通孔６３を介して連通されている。前記チップ取付孔６１には、ボールペンチップ８が圧入固着され、一方、前記インキ流通孔５には、弁球３が遊挿されると共に、その内壁に環状体よりなる座部４が圧入固着される。さらに、ホルダー６の前部外面には、前記チップ８の折れ曲がりを防止するために、チップ８の外周面を保持する支持筒８３が固着される。
【００１４】
前記規制壁６２は、その前面でチップ８の後端が当接され、その後面で弁球３が当接される。前記規制壁６２の後面は、弁球３の前方移動を規制すると同時に、インキの流通を確保するものであればよく、ここでは、弁球３が規制壁６２の通孔６３を塞がないよう該通孔６３の周壁が異形状（具体的には段差状）になっている。
【００１５】
前記弁球３は、ジルコニア製ボール（外径０．７ｍｍ，比重６．１）であり、インキ流通路５の前記座部４と規制壁６２の間の空間（即ち弁室）に前後動自在に収容される。また、前記座部４は、ステンレス鋼製のパイプ（外径１．１ｍｍ、内径０．６ｍｍ）を、適宜長さ（長手寸法２ｍｍ）に切断することにより得られる。
【００１６】
また、前記インキ収容管７は、半透明の合成樹脂からなり、その内部には、剪断減粘性を有する水性インキ７１（比重１．０５〜１．１５）が直接収容され、さらに、前記インキの後端にはインキ消費に伴ってペン先方向へ移動するグリス状の逆流防止剤７２が充填されている。また、前記インキ収容管７の後端開口には、中心に通気孔９１を備えた尾栓９が圧入固着されている。前記インキ７１及び逆流防止剤７２は、インキ収容管７に充填した後、遠心分離機によりペン先側へ移動され、インキ７１中及び逆流防止剤７２中の空気（気泡）がインキ収容管後端から外部へ放出される。また、前記ジルコニア製ボールは、遠心分離インキ出し工程の間、規制壁６２に食いつくことなく、弱い力で当接保持されている。
【００１７】
ボールペンチップ８は、外径０．３ｍｍの先端ボール２を、先端に回動自在に抱持したステンレス鋼製の円筒状パイプからなる。前記パイプの先端近傍には、外周面の３か所が等間隔に外方から内方に押圧変形されて複数の内方突起が形成され、それによりボール受け座８１が形成される。また、前記パイプの先端には、内方へ押圧変形されて内向きテーパ状の先端縁部８２が形成される。前記ボール受け座８１の前面と前記先端縁部８２の後面の間は、先端ボール２が配置され、該先端ボール２が前記ボール受け座８１及び前記先端縁部８２によって回動自在に抱持される。
【００１８】
図１、図２に示すように、前記レフィルを上向き状態としたとき、前記弁球３は、インキ７１との適正な比重差によりインキ７１中を落下する。また、前記弁球３は、セラミック製であるため、磁性を帯び難く、座部４と吸着せずに座部４の中心に確実に着座し、その中心孔４１を塞ぐ。一方、図示はしないが、ペン先を下向きにしたとき、弁球３は、規制壁６２に当接し、規制壁６２の通孔６３を塞ぐことがなく、筆記に見合うインキ流通を確保する。
【００１９】
尚、前記座部４は、ホルダー６又はチップ８と一体に形成してもよいが、チップ８が本実施例のように比較的細径のパイプ状である場合、ホルダーの後方から圧入する別部材で構成することが有効である。
【００２０】
（腐食試験）
二種類の弁球３（本発明：ジルコニア製ボール，比較例：超硬合金製ボール）を前記レフィルに適用し、三種の経時保管条件（室温１ヶ月，５０℃１ヶ月，５０℃２ヶ月）で腐食試験を行った。その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
前記結果が示すように、超硬合金製の弁球では、室温１ヶ月で腐食し、その析出物によって筆記不能となった。一方、ジルコニア製の弁球では、５０℃２ヶ月を過ぎても、全く腐食せず、筆記可能であった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明ボールペンは、弁球が非金属無機材料からなることにより、弁球が腐食してインキ中や弁球表面に析出物が発生することがない。そのため、インキ出や弁機能に悪影響を与えるおそれがなく、長期にわたり十分な逆流防止弁機能が満足される。
【００２４】
また、弁球とインキとの比重差を特定したことにより、インキ中を十分に落下移動でき、その上、遠心分離処理のときには、弁球が規制壁に食いつくことがない。
【００２５】
また、座部が金属製である場合、弁球を非金属無機材料製にすることにより、弁球が磁性によって座部に吸着することがなくなり、弁球を座部の中心に確実に着座させることが可能となる。また、弁球を消磁させる手間も不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ボールペンの縦断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】従来の不具合を示す図１のＡ部に相当する拡大断面図である。
【符号の説明】
１ボールペン
２先端ボール
３弁球
４座部
４１中心孔
５インキ流通路（インキ流通孔）
６ホルダー
６１チップ取付孔
６２規制壁
６３通孔
７インキ収容管
７１水性インキ
７２逆流防止剤
８チップ
８１ボール受け座
８２先端縁部
８３支持筒
９尾栓
９１通気孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ballpoint pen. More specifically, the present invention relates to a ballpoint pen in which an ink flow passage between a tip ball and an ink containing portion contains a backflow preventing valve ball that can move back and forth by its own weight.
[0002]
[Prior art]
In this type of conventional ballpoint pen (see FIG. 3), a metal ball (for example, made of cemented carbide) is employed as the valve ball 3a for preventing backflow. The metal valve ball 3a is apt to corrode and produce precipitates C on the valve ball surface or ink, particularly when the ink contained therein is aqueous. The precipitate C inhibits smooth ink ejection from the tip ball, and in the worst case, writing becomes impossible, or valve closing between the valve ball 3a and the seat 4a is incomplete. Tend to.
[0003]
In addition, the conventional metal valve ball has a considerably larger specific gravity than the ink, so even if it can be quickly dropped and moved in the ink by its own weight, the process of pushing the ink to the pen tip side by the centrifuge. In the type of the ballpoint pen having the above, there is a risk that the valve ball is caused to come into contact with the restricting wall 62a.
[0004]
In addition, as shown in FIG. 3, when the seat 4a is made of metal together with the metal valve ball 3a, the valve ball 3a and the seat 4a tend to be magnetic with each other, with the pen tip facing upward. However, the valve ball 3a is adsorbed around the seat portion 4a, and the valve ball 3a does not sit in the center hole 41a of the seat portion 4a, so that there is a possibility that the valve cannot be reliably closed. In order to prevent the valve ball 3a and the seat portion 4a from being attracted, it may be possible to demagnetize the magnetic valve ball 3a and the seat portion 4a, but this complicates the assembly process. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and deposits are generated due to corrosion of the valve ball, adversely affecting the ink discharge and valve function, or the valve ball is restricted during the centrifugal ink discharging process. The aim is to provide a ballpoint pen that does not bite the wall. It is another object of the present invention to provide a ballpoint pen in which the valve ball is not attracted to the seat by magnetic force and the valve is not completely closed. In the present invention, “front” refers to the pen tip direction, and “rear” refers to the tail plug direction.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a ballpoint pen in which an ink flow path 5 behind a tip ball 2 is provided with a valve ball 3 that can be moved back and forth by its own weight, and a seat portion 4 that moves backward when the pen point upwards and contacts closely. 1 and the valve ball 3 is made of zirconia, the specific gravity of the valve ball 3 is made larger than the specific gravity of the ink 71 accommodated therein, and the specific gravity difference between the valve ball 3 and the ink 71 is 3-8. and requirements that you have set in.
[0007]
When the valve ball 3 is made of zirconia , the valve ball 3 is not corroded and precipitates are not generated on the surface of the valve ball 3 or the ink 71. Therefore, there is no risk of causing ink outage or valve malfunction.
[0008]
Further, in the valve ball 3 made of zirconia , the specific gravity of the valve ball 3 is made larger than the specific gravity of the ink 71 accommodated therein, and the specific gravity difference between the valve ball 3 and the ink 71 [(specific gravity of the valve ball) It is effective to set-(specific gravity of ink)] to 1-10. When the specific gravity difference is smaller than 1, the valve ball 3 cannot quickly fall and move in the ink 71 due to its own weight, and the valve function cannot be satisfied. On the other hand, if the specific gravity difference is greater than 10, the valve ball may vigorously abut against the regulating wall 62 and bite into the regulating wall 62 when ink is dispensed by the centrifuge. Accordingly, when the difference in specific gravity is in the range of 1 to 10 (preferably in the range of 3 to 8), the valve ball 3 has a sufficient weight that can smoothly fall and move in the ink 71 as a valve body, and is centrifuged. In the case of a ball-point pen provided with a separation ink discharge process, there is no possibility that the valve ball 3 bites into the regulation wall 62.
[0009]
In the ballpoint pen 1 in which the valve ball 3 is made of zirconia , it is effective that the seat portion 4 is made of metal. Compared with a synthetic resin, the metal seat has a smoother flow in the parts feeder, facilitating the manufacture and assembly of the seat. At the same time, although the seat 4 is made of metal, the valve ball 3 is made of zirconia , so that the valve ball 3 is not attracted to the seat 4 due to magnetism, and the valve ball 3 is inserted into the central hole 41 of the seat 4. It becomes possible to make it sit reliably. Further, the trouble of demagnetizing the valve ball 3 is not required.
[0010]
In particular, the material of the valve ball 3, that the corrosion resistance is excellent, and a point with good gravity to drop moves through the ink of di zirconia (ZrO ₂₎ is preferably an aqueous ink 71 .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of the ballpoint pen 1 of the present invention (the pen tip upward state). A present Example is the ball-point pen refill accommodated in a shaft cylinder so that replacement | exchange is possible. The refill mainly includes a metal (stainless steel) chip 8 that rotatably holds the ball 2 at the tip, a synthetic resin holder 6 having the tip 8 fixed to the tip, and the holder 6. And an ink containing tube 7 fixed to the tip.
[0013]
Inside the holder 6, there are a tip mounting hole 61 that opens to the front and an ink circulation hole 5 that opens to the rear, and the two holes 5 and 61 are communicated with each other through a through hole 63 of the restriction wall 62. ing. The ballpoint pen tip 8 is press-fitted and fixed to the tip mounting hole 61, while the valve ball 3 is loosely inserted into the ink circulation hole 5 and the seat portion 4 made of an annular body is press-fitted and fixed to the inner wall thereof. . Further, a support cylinder 83 that holds the outer peripheral surface of the chip 8 is fixed to the front outer surface of the holder 6 in order to prevent the chip 8 from being bent.
[0014]
The restriction wall 62 is in contact with the rear end of the chip 8 on the front surface thereof, and is in contact with the valve ball 3 on the rear surface thereof. The rear surface of the restriction wall 62 may be any as long as it restricts the forward movement of the valve ball 3 and at the same time ensures the ink flow. Here, the valve ball 3 does not block the through hole 63 of the restriction wall 62. The peripheral wall of the through-hole 63 has an irregular shape (specifically, a step shape).
[0015]
The valve ball 3 is a zirconia ball (outer diameter 0.7 mm, specific gravity 6.1), and is movable back and forth in a space (that is, a valve chamber) between the seat portion 4 and the regulating wall 62 of the ink flow path 5. Is housed in. The seat portion 4 is obtained by appropriately cutting a stainless steel pipe (outer diameter 1.1 mm, inner diameter 0.6 mm) into a length (longitudinal dimension 2 mm).
[0016]
Further, the ink containing tube 7 is made of a translucent synthetic resin, and a water-based ink 71 (specific gravity 1.05 to 1.15) having shear thinning viscosity is directly contained therein, and further, The rear end is filled with a grease-like backflow preventing agent 72 that moves in the direction of the pen tip as the ink is consumed. A tail plug 9 having a vent hole 91 in the center is press-fitted and fixed to the rear end opening of the ink containing tube 7. After the ink 71 and the backflow preventive agent 72 are filled in the ink containing tube 7, the ink 71 and the backflow preventive agent 72 are moved to the pen tip side by a centrifuge, and the air (bubbles) in the ink 71 and the backflow preventing agent 72 is moved to the rear end of the ink containing tube. To the outside. Further, the zirconia balls are held in contact with each other with a weak force without digging into the regulation wall 62 during the centrifugal ink drawing process.
[0017]
The ball-point pen tip 8 is formed of a stainless steel cylindrical pipe having a tip ball 2 having an outer diameter of 0.3 mm held at the tip so as to be rotatable. Near the tip of the pipe, three locations on the outer peripheral surface are pressed and deformed from the outside to the inside at equal intervals to form a plurality of inward projections, whereby a ball receiving seat 81 is formed. In addition, an inwardly tapered tip edge 82 is formed at the tip of the pipe by being inwardly deformed. A tip ball 2 is disposed between the front surface of the ball receiving seat 81 and the rear surface of the tip edge portion 82, and the tip ball 2 is rotatably held by the ball receiving seat 81 and the tip edge portion 82. The
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, when the refill is in an upward state, the valve ball 3 falls in the ink 71 due to an appropriate specific gravity difference from the ink 71. Further, since the valve ball 3 is made of ceramic, it is hard to be magnetized, so that the valve ball 3 is securely seated at the center of the seat portion 4 without being attracted to the seat portion 4 and the center hole 41 is blocked. On the other hand, although not shown, when the pen tip is faced downward, the valve ball 3 abuts against the restriction wall 62 and does not block the through hole 63 of the restriction wall 62, and ensures ink circulation suitable for writing.
[0019]
The seat portion 4 may be formed integrally with the holder 6 or the tip 8, but when the tip 8 is a pipe having a relatively small diameter as in this embodiment, the seat portion 4 is separately press-fitted from the rear of the holder. It is effective to use a member.
[0020]
(Corrosion test)
Two types of valve balls 3 (invention: zirconia balls, comparative example: cemented carbide balls) are applied to the refill, and three kinds of storage conditions (room temperature 1 month, 50 ° C. 1 month, 50 ° C. 2 months) The corrosion test was conducted at The results are shown in Table 1.
[0021]
[Table 1]

[0022]
As shown by the above results, the cemented carbide valve ball corroded at room temperature for one month, and the precipitates made it impossible to write. On the other hand, the valve ball made of zirconia was not corroded at all even after 2 months at 50 ° C. and could be written.
[0023]
【The invention's effect】
In the ballpoint pen of the present invention, since the valve ball is made of a non-metallic inorganic material, the valve ball is not corroded and precipitates are not generated in the ink or on the valve ball surface. Therefore, there is no possibility of adversely affecting ink discharge and valve function, and a sufficient backflow prevention valve function is satisfied over a long period of time.
[0024]
In addition, since the specific gravity difference between the valve ball and the ink is specified, it can be sufficiently dropped and moved in the ink. In addition, the valve ball does not cling to the regulation wall during the centrifugal separation process.
[0025]
If the seat is made of metal, the valve ball is made of a non-metallic inorganic material so that the valve ball is not attracted to the seat by magnetism, and the valve ball is securely seated at the center of the seat. It becomes possible. In addition, it is not necessary to demagnetize the valve ball.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a ballpoint pen of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part A in FIG.
3 is an enlarged cross-sectional view corresponding to a portion A of FIG. 1 showing a conventional defect.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball-point pen 2 Tip ball 3 Valve ball 4 Seat part 41 Center hole 5 Ink flow path (ink distribution hole)
6 Holder 61 Tip mounting hole 62 Restriction wall 63 Through-hole 7 Ink storage tube 71 Water-based ink 72 Backflow preventive agent 8 Tip 81 Ball receiving seat 82 Tip edge 83 Support cylinder 9 Tail plug 91 Ventilation hole

Claims

A valve ball (3) that can be moved back and forth by its own weight and a seat portion (4) that moves backward and comes into close contact with the ink ball on the tip of the tip ball (2) when the pen ball is upward. ), Wherein the valve ball (3) is made of zirconia, the specific gravity of the valve ball (3) is larger than the specific gravity of the ink (71) contained therein, and the valve ball A ballpoint pen, wherein the specific gravity difference between (3) and ink (71) is set to 3-8 .

The ballpoint pen according to claim 1 , wherein the seat (4) is made of metal .