JP3955120B2 - ノック式ボールペン - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、後端のノック棒を押圧することによって筆記体であるリフィ−ルを突出させて筆記状態とし、ノック棒をさらに押すことでリフィールを収納できるダブルノック式（カーンノック式）ボールペンにおける、作動確実性や組立性や使用時の外観の劣化の問題を解決し、特にインク粘度を中程度とした中粘度ノック式ボールペンで安価な構成としたやや太めのリフィールを搭載した場合の、経時変化の問題や空気置換の問題や組立の容易性の問題だけではなく、使用後も含めた外観の向上や動作の確実性や操作性の向上をめざしたノック式ボールペンの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から存在する操作性の点で容易かつ操作感の優れているノック棒の押圧を繰り返すだけでリフィールの突出と収納を繰り返す所謂ダブルノック式のボールペンでは、一般的にはインク収容管径がφ５ｍｍ以下の細いチューブの油性ボールペンリフィールが用いられる。油性ボールペンではインクの粘度が高くインク流量が確保できないために描線が薄く書味が重い、インクがペン先に溜まってある時点で紙面に落ちるボテ、インクが後端側から流れ出てしまう逆流などの問題があり、中綿式の水性ボールペンではインクがにじみやすい、インク流出量が徐々に暫減してしまう、インク残量が見えないなどの不具合が見られる。近年はインクの粘度を従来の油性と中綿式の水性の中間に設定した、インク量が多く書味の軽い中粘度タイプのボールペンが市販されてきているが、従来の中粘度水性ボールペンはペン先のインク揮発を防止するために先端にゴム製のシール材を内部に有したキャップが必須となっていた。
【０００３】
中粘度タイプのボールペンにもインクの逆流、ペン先からインクがしみ出す直流、振動でペン先内に空気が入ってかすれる、インク中の微小な気泡が長期保存によって成長膨張して内部の圧力変化でカスレを生じさせたりひどい場合には後端のフォロワーをリフィール外に押し出してしまってインクの乾燥や逆流を起こす等の問題があった。特にキャップなしのノック式とした場合はこれらの問題解決が重要で、本発明者及び出願人は特開平８−７２４７９、特開平８−１４２５７７、特開平８−２３０３８６などの発明を行ない、中粘度タイプのリフィールを用いたノック式の提案及び服を汚さないセーフティー機構の提案をしてきているが、さらに長期保存性のアップや組立性の向上や太いリフィールであることによる外観の向上を両立かつ進展された物が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、主に普及型のボールペンの改良を目的としており、リフィールの突出動作や収納動作の場合のスムーズな作動や、筆記を疎外することなく、ポケットへの収納時の服を汚す事故を未然に防止すると共に、リフィールの突出と収納をやりやすい機構として、特にごく安価な部品形状と構成とすることでコストの問題と同時に外観や組立て性の問題も解決する事が望まれている。特に一般的な油性ボールペンよりもインク流量が多いことからインク収容管の径を大径にしたリフィールを搭載する場合には、空気置換流路を確保しにくい、逆流が発生しやすい、インク中の空気の気泡が残存して経時的に問題を起こす、などの欠点を解決することが望まれる。さらに大径のリフィールを軸内に搭載して移動させるノック式とした場合には、リフィールが軸内部に接触して動作不良を生じたり、リフィールと軸内部が接触して擦り傷が付いてしまうことによって中粘度タイプのボールペンの特徴であるインクが見える機能が損なわれてしまいやすい。本発明の課題としては、このような問題のないボールペンを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明のノック式ボールペンは先端に筆記部を有するリフィールとそれを後方へ付勢するスプリングとリフィールに連動して軸後端孔より突出するノック棒を有し、そのノック棒を押圧してリフィールを軸の前端孔から突出させることによって筆記可能な突出状態となり、軸内部の段部あるいは軸に固定されるクリップの玉係止部と、回転子の係止リブが係止することで突出状態を保持する様な所謂ダブルノック機構を有して、軸又は軸に固定される部品（以後は軸と呼ぶ）にはカム面を設け、回転子にはリフィールの突出と収納の動作のためにカムと連動して移動、回転するカム突起を有する。ノック棒の前方のリフィールとの間に回転子を設けてあり、このノック棒と回転子にはそれぞれに対応したカム斜面であるノック棒カムと回転子ノックカムをそれぞれ有して軸方向前方へのノック動作によって回転子が所定角度ずつ一定方向にのみ回転するように構成される。
回転子は所定の角度で回転して、ある時点で１周して、動作を繰り返す。ローコストに組立する為や部品を省略する為に、一体に成形した軸のアンダーカットを内部の回転子とノック棒の抜け止めとして設けた場合には、スナップフィットで組立が挿入動作のみで可能になりローコストかつスリムな外観の良いノック式ボールペンと出来る。また、軸を透明にした場合には内部を視認してメカニックな動きやインクの残量や色の見える外観とできる。アンダーカットとリフィールが接触可能としたり、回転子のリフィール受け面をテーパーにしてリフィールが軸心に求心されやすくしたり、した場合には、作動が確実になると共に、使用時のこすれ傷が防止できる。
【０００６】
リフィールは、直流防止、揮発防止目的で筆記ボールを常に前方に１ｇから８０ｇの弱い荷重で押圧するバネやゴムの弾性体を内蔵しており、後端付近には空気置換のための空気孔を設けて、その空気孔と連通して外気に通じる流通手段を回転子と軸のその他の部品の構成としてある。このインクやフォロワー中には製造時の空気や水蒸気や気化した溶剤のガスが球相当でφ１ｍｍ以下のサイズとなるように製造時には脱泡させてある。さらにはインク中の溶存気体又は微小気泡が分散した状態で経時的に気泡が大きくなったり出てくるのを防止するために、インクにシリコン系の消泡剤を配合したり、遠心脱泡の遠心Ｇを上げたり、真空脱泡したりする手段を執った場合にはさらに有効である。
【０００７】
【実施例】
以下、図示した実施例について詳説する。図１から図５は本発明の実施例を示している。図に示すように、透明または半透明樹脂製のチューブ状のインク収容管の内部にインクを直接保蔵するリフィ−ルの収容管先端側には継手が圧入されており、内部の略中央にインク導入孔を持つボール受け座を設けチップの軸方向後端と受け座によって形成される弁室内に遊嵌された逆止ボールによって通常の筆記時にはインク収容部から筆記部となるボールまでを連通する構造としたうえで上向きでは逆止ボールが受け座に密接することによってインクの逆流を防止した構造の中粘度ボールペンリフィールを内蔵するノック式ボールペンである。
【０００８】
このリフィールでは、インク流量が多いために滑らかで濃い描線が得られる利点があるが、インク収容管径をφ３．５からφ８．５のやや大径の収容管としており、特に収納時の衝撃が問題となりやすい中粘度インクを収容した直液式リフィールで、擬塑性といわれる剪断減粘性を付与した２３℃±５℃での粘度が５０ｃｐから５０００ｃｐの中粘度インクとリフィール後方には揮発しにくいインクよりも高粘度でグリス状のフォロワーとフォロワーに浮遊するようにフォロワーと略同等の比重を有するＰＰやＰＥ等の樹脂製のフォロワー棒とを内蔵し、筆記部となる筆記ボールを保持するチップには内部に筆記ボールを円周状の先端カシメ部によって抜け止めされるとともに、約１ｇから８０ｇの荷重で押圧するチップスプリングを内蔵して、ボールとのシール面となる円周状のカシメ部と筆記ボールとによってボールバルブ機構を形成して耐衝撃性アップやインクの揮発防止やインクの逆流、直流を防止させる。このチップスプリングは通常はφ０．３〜φ１．６のごく小さい筆記ボールを直接押圧する為に、先端部に直線部を一体に設けたスプリングとして有り、その抜け止めのためにチップの後端部はカシメによって抜け止めして有る。このストレート部を別部品とした場合には、そのストレート部品に接触するチップスプリングが後方に設けてあれば全く同様の効果がある。
【０００９】
インクやフォロワー中には製造時の空気や水蒸気や気化した溶剤のガスが球相当でφ１ｍｍ以下のサイズとなるように製造時には脱泡させてある。インク収容管はやや大径であり内径は一般的にはφ２からφ７．５ｍｍ程度であるため、経時させて内部の気泡を十分に拡大させた時にも気泡径がφ１ｍｍ以下であればごく軽いカスレ程度で大きな問題にはならないが、φ１ｍｍを越える大きさの気泡ではインクとフォロワーを分離させてしまったり、ペン先内部が気泡で充満されてインクの繋がりができなくなって全く書けなくなったりする問題が生じる。
さらにはインク中の溶存気体又は微小気泡が分散した状態で経時的に気泡が大きくなったり出てくるのを防止するために、インクに脱泡材や消泡剤を配合したり、遠心脱泡の遠心Ｇを上げたり、真空脱泡したりして、気泡がφ１ｍｍ以下望ましくはφ０．２ｍｍ以下の気泡とすることが有効である。
輸送中のペン先保護、揮発防止、空気巻き込み防止を目的として先端に８０℃から２００℃にて溶融するホットメルトタイプの先端シール剤を付着させた場合には長期保存性のアップやユーザーまでの輸送によるトラブルが防止できる。
【００１０】
このノック式ボールペンでは、先端に筆記部を有するリフィールとそれを後方へ付勢するリターンスプリングとリフィールの後端面に当接する回転子とさらにその後方には軸筒より突出するノック棒を有している。ノック棒を押圧してリフィールを軸の前部から突出させることによって突出状態となり、この時には軸内部の段部又は軸に取り付けられたクリップなどの部品の係止部が軸内部の回転子の係止リブと係合して突出状態を保持する。ノック棒の前方のリフィールとの間の回転子と回り止めを有するノック棒とはノック動作によってリフィールと連動される様に適宜遊嵌されると共に、後退方向へは軸またはクリップの受け部によって所定のノックストローク内のみで稼働できるように規制されている。
【００１１】
このノック棒と回転子はそれぞれに対応したカム斜面であるノック棒カムと回転子ノックカムをそれぞれ有して軸方向前方へのノック動作によって回転子が所定角度ずつ一定方向にのみ回転するように構成される。さらにノック動作後の押圧を止めたときにはリフィールはスプリングによって常に後方へ附勢されており、回転子のカム突起とそれに対応した軸又は軸に固定された部品のカムによって前述のノック棒と回転子による回転と同一方向へ回転させる。つまり、回転子は所定の角度で回転し、ある時点で１周して、動作を繰り返す。ここでリフィールが突出した状態では内筒のカムと回転子のカム突起は係止しておらず（通常のカーンノック式ではこれらが係止している）、回転子に設けられた係止突起が内筒と一体に設けられたクリップ部の係止玉と係止している場合には、ユーザーがペン先を出したままポケットに入れようとすると係止が解除されて自動的にペン先が収納される所謂セーフティー機構を有した物とすることができる。
【００１２】
軸に一体に成形または圧入などによって固定した部品内部にアンダーカットを設けて、このアンダーカットによって回転子やノック棒を抜け止めすると、ユーザーがリフィールを交換しょうと先軸と後軸のネジを緩めて分解したときに後軸から内部機構が出てしまうことを防止できる上、組立時には後軸のネジ側から回転子とノック棒をスナップフィットで容易に挿入することができ、組立時にも取り扱いがしやすく安価に組立が可能となる。この時に先軸を短い口金として後軸を先端側まで長い軸とした場合でも同様である。
【００１３】
先軸には雄ネジを後軸には雌ネジを設けて螺着して、樹脂製の後軸雌ネジ部と回転子抜け止めの上述の後軸アンダーカットを樹脂成形時に同時に一体形成して後軸の雌ネジ部内径はアンダーカット内径と同径またはアンダーカット内径よりも大きい寸法設定として、このアンダーカットが、回転子の抜け止めとなると共に、さらにアンダーカットの内径寸法をインク収容管外径よりも大きくかつ、回転子の最大外径よりも小さくした場合には、部品点数の削減とともに、リフィールがノック動作で前後動するときには一般的にはカム部などにシリコングリス等潤滑剤を塗布させて作動を良くする様に対応することが多いが、さらに大径のリフィールが軸などの部品に接触して大きくブレーキが掛かって作動不良になる問題は、この様に構成して数カ所の点で接触させることで解決できる。さらに回転子のリフィール受け面をテーパーとしてリフィールを常に中心に向かうように求心させるとさらに動きが良くなる。
【００１４】
後軸とインク収容管を透明又は半透明の樹脂で成形し、リフィール内部のインクが外部から視認出来るようにして、リフィールがノック動作で前後動した時にリフィール外径又は後端は、後軸又は後軸に固定される部品に設けられたアンダーカットと回転子と先軸内径の２カ所以上のいずれかに接触可能とし多場合には使用時にも後軸にこすれ傷が付かない視認部を確保することができて外観の優れたノック式ボールペンとできる。先軸のゲートを先端部内径とした場合にはユーザーにゲート後がほとんど見えないため透明軸の機能がさらに生かされる。
本発明のその他の実施例としてはインクが水性ベースではなく、通常よりも粘性をやや低くした油性のインクを使用した中低粘度の油性ボールペンが採用できる。これらの実施例の物でも本発明の同様の効果が期待される。
【００１５】
【作用】
実施例に於いて、本発明の作用を説明する。軸後方に突出するノック棒を押圧することによって筆記体であるリフィ−ルを軸の先端から突出させて筆記可能となるダブルノック式ボールペンにおいては、軸又は軸の固定される部品の係止部と回転子の係止リブとが係止することでリフィールの突出状態を保持する。クリップ玉部に係止部を設けた物ではクリップを持ち上げた時点で係止が解除されてリフィールが自動的に収納されるのでペン先が出たままポケットに差して服を汚すことが防止できる。
本発明の構成とすることで、組立性の良い安価なボールペンが提供可能となるばかりでなく、リフィールがやや太いものでも直流逆流防止性、筆記性、長期保存性に優れたノック式ボールペンとできたり、軸を透明にした場合には動作やインク残量や色の視認が可能な外観にでき、ユーザーが作動させても軸に傷が付くことなくこれらの機能が維持できる物である。
さらにはノック棒のみの動作で突出と収納が繰り返されるためユーザーに特殊な操作説明が必要なくなり、操作性が向上できるばかりでなく、リターン時の衝撃はカム斜面によって回転力へ変換され、かつノック棒はユーザーの指に接触している事によってかなり弱められるため、従来は不可能であった中粘度式のリフィールの搭載が可能となる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のノック式ボールペンの構成及び作用は以上の如くであり、優れた外観や他とは差別化された外観のボールペンが提供される上、服を汚すなど重大な事故にはならない効果がある、安全性の高いノック式ボールペンの機能を満足させるだけではなく、ユーザーの使用が簡便に行える使いやすいボールペンを提供することが可能となる。さらに初期の性能上の問題や経時的なさまざまな問題も解決する効果がある。部品構成が簡略化されるだけでなく、組立性が良く、安価で機能性の良い長期の耐久性を考慮された安定した製品を提供できる。そのうえノック動作の操作感やコスト安価な満足のいくノック式ボールペンを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるボールペンの全体を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例であるボールペンの後端部を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施例であるボールペンの先端部を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施例であるボールペンの分解時の組後軸の縦断面図である。
【図５】本発明の実施例であるボールペンのカム斜面の動作概略図である。
【符号の説明】
１ 筆記ボール
２ チップホルダー
３ チップスプリング
３−ａ ストレート部
４ 逆止ボール
５ 継手
６ インク収容管
７ フォロワー
８ フォロワー棒
９ 尾栓
１０ インク
１１ 先端保護ホットメルト
１２ 空気孔
１３ 尾栓空気溝
１４ 先軸
１５ リターンスプリング
１６ 後軸
１７ 回転子
１８ 回転子係止突起
１９ 回転子受けテーパー
２０ ノック棒
２１ クリップ
２２ バネ板
２３ 係止部
２４ 後軸アンダーカット
２５ 先軸のゲート

Claims (4)

1. 先端に筆記部を有して、２３℃±５℃でのインク粘度が５０ｃｐから５０００ｃｐのボールペンとしては中程度の粘度のインクをインク収容管に直接保蔵するリフィールとそれを後方へ付勢するスプリングと、リフィールと連動可能に遊嵌されて軸の後端より突出するノック棒と２個以上複数のカム斜面によってノック動作で一定角度で回転する回転子を有し、ノック棒を押圧してリフィールを軸筒の前部から突出させて筆記可能な突出状態を保持し、さらにノック棒を押圧することで係止が解除されてリフィールを収納する様な所謂ダブルノック機構を有する中粘度インクボールペンに於いて、下記の１）から３）のすべての条件を満足することを特徴とするノック式ボールペン。
   １）リフィールとリターンスプリングを先軸先端側内部の段部と後軸内に回転可能に抜け止めされた回転子間で移動可能に挟み込んでおり、後軸又は後軸に固定される部品の内面に少なくとも１個以上のアンダーカットを設けて、組立時にはノック棒と回転子を前方から無理押しすれば通過して組み立て可能で、リフィール交換時に先軸を取り外した場合には回転子とノック棒が軸から前方に抜け出ることを防止した構成とする。
   ２）リフィールの後端付近にあいている空気置換孔を塞がない空気流路又は空気孔を回転子に設け、その付近の各部品の組み合わせで外気に連通可能な空気連通手段が設けられた構成とする。
   ３）軸内部には、インク収容管最大外径がφ３．５ｍｍ以上φ８．５ｍｍ以下の比較的大径のリフィールを内蔵し、先端のペン先ホルダー内には筆記ボールを常時筆記ボール側前方に１ｇから８０ｇの荷重で押圧するストレート部とバネ性を有する弾性部を一体又は別部材とした場合には接触した状態で有しており、ペン先内部からフォロワーまでのインク中に０．５２４ｍｍ３（直径φ１．０ｍｍの球の体積）よりも大きな空気、水蒸気、有機溶剤気化ガスなどの気体が無い状態で脱泡されている。
2. 回転子のリフィール後端に当接する前端又は内部の段部はリフィールを軸心に求心する様にテーパー面を有していることを特徴とする請求項１に記載のノック式ボールペン。
3. 先軸には雄ネジを後軸には雌ネジを設けて螺着し、樹脂製の後軸雌ネジ部と、回転子抜け止めの後軸アンダーカットを樹脂成形時に同時に一体形成し、後軸の雌ネジ部内径はアンダーカット内径と同径またはアンダーカット内径よりも大きい寸法設定として、このアンダーカットが、回転子の抜け止めとなると共に、さらにアンダーカットの内径寸法をインク収容管外径よりも大きくかつ、回転子の最大外径よりも小さくした事を特徴とする請求項１又は２に記載のノック式ボールペン。
4. 後軸とインク収容管を透明又は半透明の樹脂で成形し、リフィール内部のインクが外部から視認出来るようにして、リフィールがノック動作で前後動した時にリフィール外径又は後端は、後軸又は後軸に固定される部品に設けられたアンダーカットと回転子と先軸内径の２カ所以上のいずれかに接触可能として、後軸にこすれ傷が付かない視認部を設けた事を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のノック式ボールペン。

Images