JP3789001B2 - 上下バルブを具備したボールペンペン先部構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に油性インキと呼ばれるインキを用いたボールペン或いは、チクソトロピック性を付与したゲル状インキで一般的に水性インキと呼ばれるインキを用いたボールペンの、チップ先端部からのインキ流出防止を意図したバルブ機構と、逆さ書きや衝撃等の事由でレフィル後部からインキが流出するインキ逆流防止を意図したバルブ機構を具備したボールペンのペン先部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールに加わる書筆圧を受け止め且つ、インキをボールに伝えるインキ導通孔及びインキ溝を設けたボール座を有し、ハウジング内に収容したボールを所定量その抱持部（かしめ部）先端から外方に露出させ且つ、抱持部（かしめ部）内壁にボールが線又は面で接触する弁座を形成し、ボールとハウジング間にボールが円滑に回動する適宜なクリアランスを設けると共に、ボールに弾発力を付与して常に弁座に圧接させて成るボールペンのチップ先端部構造は、チップ先端部からのインキ流出を防止する周知の技術である。
【０００３】
例えば、実開平６−４２２５３号では低粘度インキの水性ボールペンにおいて、非使用時は、チップの先端に回転自在に抱持されたボールがスプリングで弾発されて、チップの内向きの先端縁に圧接するようにバルブ機構を構成したので、インキのボタ落ちが防止されると、本発明のボールペンペン先部構造のチップ先端部に設けた第一の弁座とボールで構成されるバルブ機構の有効性について開示している。
【０００４】
又、特開平６−１５２１８号にあっては、修正液等の塗布具に関したものであるが、球状塗布体（ボール）を一旦ボールハウス内に入れてチップ先端縁をかしめた後に、チップにその後端から棒状の座打ち治具を挿入し、ボールを座打ちして、チップ先端縁の内面を球面形状に変形させ、単に先端縁をかしめたのみではボールが線状に接触するのでなじみが悪い点を改良し、先記の第一の弁座とボールで構成されるバルブ機能の有効性を更に高めることについて開示している。
【０００５】
更に、ボールペンチップ内又は、ボールペンチップが直接嵌着するインキカートリッジ先端部に或いは、ボールペンチップとインキカートリッジ間に介在して両者を連結する連結部材に、インキ通路を中心として球面状又は円錐形状の弁座を形成し、他方、弁座と接する部位を弁座と同形状の球面状又は円錐形に形成した弁体を介在させることにより、逆さ書き等の事由によりチップ先端部から空気が流入、これに起因してレフィル後端からインキが流出するインキ逆流を防止することも周知の技術であって、本発明の第二の弁座と弁体とで構成するバルブ機構の有効性についても、実公昭４７−５６６１号や実開昭５１−１１０６３７号或いは実公平４−５２０６７号等の種々の手段が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、高粘度インキであってもボール径がφ１．０ｍｍ以上に大きくなると、チップ先端部を下向き状態で放置しておくと次第にインキがチップ先端に玉状に流出するインキ垂れ下がり現象を起こすことや、逆に粘度の低いインキでは、非使用時に被覆されるキャップ内に、弾力性のあるパッキンを配設して、これにチップ先端部を圧接させてチップ先端部からのインキ流出を防ぐなどの煩わしさがあること、又、レフィルの後端が開放状態か尾栓があっても空気孔があると、例えインキカートリッジ内のインキの後端にインキに追従する粘度の高い逆流防止剤（液栓）が装填されていたとしても、逆さ書きやレフィル後部に加わる衝撃等の事由から、チップ先端部に空気が流入してインキ逆流を起こすことが潜在的問題としてあることに、常々不快の念を抱きこれの解決に腐心していた。
【０００７】
先記した先行技術にあっては、まず、チップ先端部からのインキの流出防止のためにチップ先端かしめ部内壁に弁座を設ける手段では、ボールをかしめ部内壁に常時押圧しておく機構が伴うもので、図３に示すようにボール２を直にコイルスプリングＳで弾発させるか、ボール２とコイルスプリングＳ間に可動子６を介在させて、コイルスプリングＳの弾発力を間接的にボール２に伝達する等の機構が用いられていること。
【０００８】
又、インキ逆流防止のためにチップ内又は、チップが嵌着されるインキカートリッジ先端部或いは、チップとインキカートリッジ間に介在して両者を連結する連結部材に、インキ通路を中心として球面状又は円錐形状の弁座を設け弁体を作用させる手段では、筆記状態においてインキの供給が阻害されないように、図４に示す弁体７の移動でインキ流通路９が封鎖されない構造を付設することが不可欠で、弁体７が停止する位置で弁体７と接する部材（例えばチップ１）の接触面（後端面１ｊ）に、インキを通過させるインキ流通溝１０を設けなければならないこと。が、それぞれに重要な構成要件となっていた。なお、図３及び図４の説明において、図１，図２と同部材については同符号を用いたものである。
【０００９】
以上のように、チップ先端部からのインキ流出防止とレフィル後端からのインキ逆流防止については、個々に手段が存在することが判ったものの、この二つの手段を同時に取り入れることと、これを如何に簡易な構造で実現させるかが、本発明が解決したい課題のポイントであった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる状態に鑑みてなされたものであって、ボールペンチップ先端部からのインキ流出防止のため、チップ先端のボール抱持部（かしめ部）内壁にボールが線又は面で接触する第一の弁座を形成し、更に、レフィル後部からのインキ逆流防止のため、ボールペンチップ内又はチップが嵌着するインキカートリッジ先端部或いは、チップとインキカートリッジ間に介在して両者を連結する連結部材に、前記第一の弁座と対面してインキ通路を中心に球面状又は円錐形状の第二の弁座を設けると共に、ボールの後端面と第二の弁座に至る空間部に、ボールの後端面と接するインキ導通孔より小径のボール押圧部を設けて成る可動子と第二の弁座と接する弁体を別体で設けて遊動可能に配設し且つ、可動子と弁体のいずれか一方を金属材料で形成することをもって課題解決のための手段としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、ボールペンのチップ先端部から非使用時にインキが吹き出したり垂れ下がる現象と、逆さ書きや衝撃等の事由によりレフィル後端からインキが流出する現象の、二つの気掛かりな品質特性を、その各々については先記した如く解決策が周知のものとなっているが、これをまとめて解決する手段について試みたものである。
【００１２】
すなわち、本発明の特徴は、チップ先端部からのインキ流出を防止するためにチップ先端かしめ部内壁に設けられる第一の弁座と、チップ内又はチップが直接嵌着するカートリッジ先端部或いは、チップとカートリッジ間に介在して両者を連結する連結部材のインキ通路に設けられる第二の弁座を設けると共に、書筆用ボールの後端面と第二の弁座に至る空間部に、一端に書筆用ボールの後端面と接するインキ導通孔より小径のボール押圧部を設けた可動子と、第二の弁座と接する部位を球面状又は円錐形に形成した弁体を、それぞれ別体で設け且つ、いずれか一方を金属材料で形成して遊動可能に配設したものである。
【００１４】
かくして、チップ先端が下向き状態では可動子が弁体も含む自重でボールを押圧し、かしめ部内壁にボールを押し当て第一のバルブ機構を機能させ、よってチップ先端からのインキ流出が防止され、又、チップ先端が上向き状態では第二の弁座に弁体が可動子も含む自重で圧接し、第二のバルブ機構を機能させるので、インキの逆流が防止されることになる。かかる構成を本発明では、従来技術の如く、ボールを押圧するためのコイルスプリングを用いず且つ、筆記状態における弁体の停止位置にインキ流通溝を設けることも無く簡易な構造で実現したものである。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施の形態を実施例を示した図面を基に詳説する。
【００１６】
図１は本発明の実施例のボールペンペン先部構造を説示するために、主要部のみを縦断面して、チップ１が下向状態を表した図である。図２は図１のペン先部構造が、チップ１が上向き状態になった時の変化を表した図である。
【００１７】
チップ１は、その先端ボールハウジング１ａの底部にインキ導通孔１ｂとインキ溝１ｃを設け且つ、インキ導通孔１ｂに向けてゆるやかに傾斜するボール座１ｄを有し、ハウジング１ａ内に収容した書筆用ボール２をテーパー状に削肉した先端縁１ｅを、ボール２とハウジング１ａ間にボール２が円滑に回動できる適宜なクリアランスを設けて内向き方向にかしめ加工し、ボール抱持部（かしめ部）１ｆを形成すると共に、そのかしめ部内壁を第一の弁座１ｇとしてボール２が線又は面で接触できるように形成し、後端側に連結部材３の先端孔３ａに嵌着する段部１ｈを設けてある。
【００１８】
連結部材３はチップ１とインキカートリッジ４の中介部材であって、その先端部にはチップ１の段部１ｈが嵌着する先端孔３ａを設け、後端側にインキカートリッジ４に嵌着させる嵌合部３ｂが設けてある。内部は先端孔３ａから後端に向けてインキ通路３ｃが穿設されており、先端孔３ａとインキ通路３ｃが連接する位置にインキ通路３ｃを中心に球面状又は円錐形に形成した第二の弁座３ｄを設けてある。
【００１９】
連結部材３の先端孔３ａにチップ１の段部１ｈが嵌着された状態において、チップ１のハウジング１ａ内に収容された書筆用ボール２の後端面と、連結部材３に形成された第二の弁座３ｄに至る間の空間部５に、一端に書筆用ボール２の後端面と接するインキ導通孔１ｂより小径のボール押圧部６ａを設けた可動子６と球体（ボール）から成る弁体７が遊動可能に配設されている。なお、可動子６と弁体７は一体で可動体８として形成されてあっても、前記の如くそれぞれ別体であっても良いが、一体の場合は勿論のこと別体にあってはいずれか一方を金属材料で形成することが、インキの粘度や比重に抗して可動体８又は、可動子６と弁体７を速やかに作動させ、バルブ機構を完全に機能させるために肝要なことである。
【００２０】
又、可動体８又は可動子６と弁体７の仕様設定に当たっては、図１において、すなわち筆記状態にあってはインキの追従が十分果たせる、インキ通路の確保が重要であって、実施例ではチップ１の後端面と弁部（弁体）７との間にはインキ流通路９が設けてある。更に、第二の弁座３ｄと接する弁体７又は可動子８の弁部７の形状は、実施例では球体としたが、第二の弁座３ｄの形状に合わせたものであれば円錐形であって良いことも当然のことである。なお、可動体８の弁部７と別体である弁体７に同番号を付したが、ボール押圧部６ａが可動体８と可動子６の先端部であるのと同様、同目的で作用する部位と部材であるからである。
【００２１】
本発明は斯くの如くボールペンのペン先部を構成したので、チップ１が下向き状態の図１においては、ボール２に可動体８又は可動子６と弁体７の自重が作用し、ボール２はチップ１のかしめ部内壁に設けた第一の弁座１ｇに圧接してバルブ機構が機能し、チップ先端からのインキ流出が防止される。筆記状態においてもボール２に同じく可動体８の自重がかかっているが、運筆に影響を与える負荷でないので問題はない。
【００２２】
一方、チップ１が上向き状態の図２においては、連結部材３の球面状又は円錐形に形成された第二の弁座３ｄに可動体８の第二の弁座３ｄと同形に形成された弁部（弁体）７が自重の作用により圧接し、仮に逆さ書き等の事由によりチップ先端部より空間部５内に空気が流入しても、第二の弁座３ｄと可動体８の弁部（弁体）７によるバルブ機構が機能して、レフィル後端からインキが流出するインキ逆流が防止できる。
【００２３】
なお、実施例では連結部材３に形成した第二の弁座３ｄを示したが、第二の弁座位置はこれに限るものでないことは先行技術例においても明らかで、チップ内であっても又、チップが直接嵌着するインキカートリッジの先端部内に設けて良いことも当然のことである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は以上のとおり、チップを下向きにした状態ではチップ先端のかしめ部内壁に形成した第一の弁座にボールが圧接してできる上バルブ機構によりチップ先端部からのインキ流出を防止し、逆にチップが上向き状態では連結部材等に形成した第二の弁座に可動体の弁部（又は、弁体）が圧接してできる下バルブ機構により、チップ先端部から空気が流入して起こるインキ逆流を防止するものであって、従来技術では、上バルブ機構にあってはボールを常に弾発するコイルスプリング等の弾性体を必要としたものを又、下バルブ機構にあっては筆記状態における可動体（弁体）によるインキ通路の封鎖を防ぐために、可動体（弁体）の停止位置にインキ流通溝が必要であったものを、いずれも不用とする簡易な構造で、ボールペンが抱えている不快な品質特性を不発にするペン先部構造を実現させたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したボールペンのペン先部構造をチップが下向き状態で示した一部切欠縦断面図並びに先端詳細図を併記したものである。
【図２】本発明を実施したボールペンのペン先部構造をチップが上向き状態で示した一部切欠縦断面図である。
【図３】第一の弁座を設けた従来技術のペン先部構造を示す一部切欠縦断面図である。
【図４】第二の弁座を設けた従来技術のペン先部構造を示す一部切欠縦断面図である。
【符号の説明】
１ チップ
１ａ ハウジング
１ｂ インキ導通孔
１ｃ インキ溝
１ｄ ボール座
１ｆ 抱持部（かしめ部）
１ｇ 第一の弁座
２ ボール（書筆用ボール）
３ 連結部材
３ｃ インキ通路
３ｄ 第二の弁座
４ インキカートリッジ
５ 空間部
６ 可動子
６ａ ボール押圧部
７ 弁部（弁体）
８ 可動体

Claims (1)

1. ボールに加わる書筆圧を受け止め且つ、インキをボールに伝えるインキ誘導孔及びインキ溝を設けたボール座を有し、ハウジング内に収容したボールを所定量その抱持部先端から外方に露出させ且つ、抱持部内壁にボールが線又は面で接触する第一の弁座を形成し、ボールとハウジング間にボールが円滑に回動する適宜なクリアランスを設けて成るボールペンチップ先端部と、当該ボールペンチップ内又は、当該ボールペンチップが直接嵌着するインキカートリッジ先端部或いは、当該ボールペンチップとインキカートリッジ間に介在して両者を連結する連結部材に、前記第一の弁座と対面してインキ通路を中心に球面状又は円錐形状の第二の弁座を設けると共に、前記書筆用ボール（２）の後端面と第二の弁座（３ｄ）に至る空間部（５）に、一端に書筆用ボール（２）の後端面と接するインキ導通孔（１ｂ）より小径のボール押圧部（６ａ）を設けた可動子（６）と、第二の弁座（３ｄ）と接する部位を球面状又は円錐形に形成した弁体（７）を、それぞれ別体で設けて遊動可能に配設し、可動子（６）又は弁体（７）のいずれか一方が金属材料から成ることを特徴とする上下バルブを具備したボールペンペン先部構造。

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