JP4028886B2 - 塗布具のインキ逆流防止機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水性インキのような比較的粘度の低いインキを内蔵するボールペンやマーカー等の塗布具のインキ逆流防止機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
旧来のボールペンでは、専ら油性インキが内蔵されていたが、近年、油性インキに代わって、より低粘度の水性インキを内蔵するものが開発されている。ところで水性インキを使用したボールペンは、インキの流出量が多くて濃い線が描ける反面、かすれやすいという問題がある。
【0003】
即ち、水性インキは、油性インキに比べて粘度が低いため、ペン先チップを上にして放置すると、筆記用ボール側のインキは、下方のインキ収納室側に逆流してしまう。その結果、ボール側のインキが空になり、書き出しの際にインキがかすれてしまうのである。
【0004】
そこでインキの逆流を防止する手段として、弁を内蔵する構成のボールペンが知られている。即ち、従来のボールペンは、図5(イ)に示す如くボールペン本体101内にインキが充填されたインキ室102が設けられ、該ボールペン本体101の先端には、金属製のペン先チップ103が取り付けられ、該ペン先チップ103は、先端に筆記用ボール109が転動自在に設けられていると共に、該ボール109にインキを供給するためのインキ導通穴105が形成されている。
【0005】
しかも、前記ボールペン本体101には、インキ収納室102とペン先チップ103のインキ導通穴105とを連通する連通穴110が設けられ、該連通穴110内に弁座111が設けられていると共に、該弁座111と当接する弁体108が、弁座111とペン先チップ103との間で形成される弁室115に移動可能に収納されている。尚、ペン先チップ103の後端部には、前記弁体108が当接した際に、本体101側のインキの流出を許容するインキ溝105aが形成されている。
【0006】
そして、前記ボールペンでは、ペン先チップ103を上方向に向けると、弁体108が弁座111に当接して弁座111の開口を塞ぐ。そのためペン先チップ103内のインキの逆流は阻止される。
【0007】
一方、ペン先チップ103を下方向に向けると、弁体108は弁座111を離れ、ペン先チップ103に当接するが、インキ収納室102内のインキは、インキ導通穴105を介してペン先チップ103側に流れ込む。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術のボールペンは、ペン先チップ103は切削加工が施されるため、その材質としてフェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼(例えば、SUS440C)が採用されているのが一般的である。
【0009】
かかる材質のペン先チップ103は、その切削加工時に磁性を帯びてしまう場合がある。また、従来では、ペン先チップ103と弁体108との着磁性につては何ら考慮されておらず、弁体108は磁性を有する金属製のものが採用されているのが現状である。このように磁性を帯びたペン先チップ103を、筆記後に上方向に向けた際に、弁体108がペン先チップ103に磁力により吸着してしまい、弁座111側に落下しなくなり、インキの逆流防止機能が図れなくなる問題がある。
【0010】
上記問題を解消するボールペンとして、図5(ロ)に示すものが公知である。該ボールペンは、前記弁体108がペン先チップ103に直接に当接しないように、ボールペン本体101を構成する接続部材107の連通穴110の内周面に突起113が設けられたものである。
【0011】
しかしながら、該ボールペンは、接続部材107の連通穴110の内壁をもって弁体108を収納する弁室115の外周部を構成するものであるため、弁室115の成形精度が低下する欠点がある。
【0012】
すなわち接続部材107は、射出成形によって成形することとなるが、その内周面に突起113が設けられた構成であるため、弁室115には、脱型の際に無理な力がかかり、寸法が安定せず、寸法精度に限界があり、弁室115と弁体108とのクリアランスを最適に設定することは困難である。そのためボールペンは、クリアランスが小さ過ぎて弁体108が移動する途中で引っ掛かったり、逆にクリアランスが大きすぎて弁体108がガタツキ、弁座111との密着が不十分になるといった不具合があった。
【0013】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に鑑み、内部構造の簡素化を図り成形性を向上することにより、弁体の移動性が良好となり、逆流防止機能及びインキ流出機能を損なうことがない塗布具のインキ逆流防止機構を提供することを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
そして上記した課題を解決するために講じた技術的手段は、インキが充填されたインキ収納室を有する本体に、金属製のペン先チップが取り付けられ、該ペン先チップにはインキ導通穴が形成され、しかも、前記本体には、インキ収納室とペン先チップのインキ導通穴とを連通する弁室が設けられ、該弁室内に弁体が移動可能に収納され、ペン先チップを上向きに位置させた際には弁体は弁座と当接してインキの逆流を阻止するようにした塗布具のインキ逆流防止機構において、前記弁体は非磁性体からなることにある。
【0015】
本発明の塗布具は、弁体が非磁性体からなるため、ペン先チップが切削加工すること等により、磁性を帯びても弁体が該ペン先チップに磁力により吸着することはない。この結果、ペン先チップを上方に向けた際には、ペン先チップに当接していた弁体は、自重により落下して弁座に当接し、インキの逆流を確実に阻止する。
【0016】
尚、塗布具とは、ペン先からインキをにじませる道具の総称で、例えば、ボールペン等の筆記具を含む概念である。
また、非磁性体とは、ペン先チップに対して全く着磁性を有しないものは無論、ペン先チップから確実に離間する程度の着磁性を有する場合も含む。
【0017】
また、前記ペン先チップの後端部には、前記弁体が当接した際に、本体側のインキの流出を許容するインキ流通手段が設けられているのが好ましい。
【0018】
しかも、前記弁体の材質が、オーステナイト系ステンレス鋼からなり、且つ、前記ペン先チップの材質が、フェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼からなるのが好ましい。
【0019】
更に、前記インキの粘度が10sec-1以下のせん断速度で100mPa・s以上であるのが好ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1〜図3は本発明の一実施の形態を示し、同図において、1は、本発明の実施形態の塗布具としてのボールペンを示す。該ボールペン1は、ボールペン本体3と、該本体3に取り付けられたペン先チップ5と、球状の弁体8とからなる。ボールペン本体3は、筒状の本体軸2と、接続部材6及びインキ筒(インキ収納部材)7によって主構成されている。
【0021】
前記ペン先チップ5は例えば、比較的切削性能に優れたフェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼等の金属素材を切削加工して作られている。ペン先チップ5の外形形状は、先端部分17が円錐形をしており、後側18は円柱状をしている。
【0022】
ペン先チップ5の先端部分には、筆記用のボール10が転動自在に収納され、該ボール10にインキを供給するためのインキ導通穴12が、ペン先チップ5の長手方向で且つ後端側に連通するように設けられている。
【0023】
ペン先チップ5におけるインキ導通穴12の後端開口の近傍部分には、図2及び図3に示す如く拡径部13が設けられており、インキ導通穴12の内部に段差部(弁体係止部)15が形成されている。
【0024】
弁体係止部15の内周面には、インキ流通手段としての切り溝16が複数間隔をおいて設けられている。従って、前記弁体8が拡径部13の中に入った状態の時、弁体8は弁体係止部15の一部と当接して先端側への移動が阻止され、さらに、弁体8と拡径部13の内周の間にインキが通過するクリアランスが確保されることとなる。
【0025】
前記弁体8は、オーステナイト系ステンレス鋼、セラミック、銅合金またはガラス等の非磁性を有する球体で、且つある程度の重量を有するものである。尚、弁体8としては、硬度及び比重が大でしかも球形状に加工し易いオーステナイト系ステンレス鋼を材料とするのが好ましく。例えば、SUS201〜SUS385の範囲が好ましく、更に具体的には、SUS304またはSUS316が好ましい。
【0026】
前記接続部材6は、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂を素材とする射出成形によって成形されたものであり、その先端部20側が円錐形をしており、該先端部20に前記ペン先チップ5が挿入保持されている。また後端側は二段の円筒形状になっており、大径部21と小径部22が順次設けられ、大径部21は本体軸2に、小径部22はインキ収納部材7にそれぞれ内嵌されている。そして接続部材6の中心には、前記インキ導通穴12とインキ収納部材7内のインキ収納室7aとを連通する連通穴23が軸方向に貫通して設けられている。
【0027】
該連通穴23の先端側には、前記ペン先チップ5の拡径部13の内径と略等しい内径の大径部28が形成され、大径部28の基端には段差部が形成され、該段差部の表面が、前記弁体8が当接して連通穴23を閉塞するための弁座25が形成される。そして、弁座25とペン先チップ5の弁体係止部15との間で、弁体8を移動自在に収納する弁室27が構成されている。
【0028】
前記インキ筒7は、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等を素材として押し出し成形によって作られたものであり、インキ収納室7a内に水性インキが内蔵されている。尚、水性インキはその粘度が10sec-1以下のせん断速度で100mPa・s(ELD型粘度計、5rpm以下、20°C)以上のものが好ましく、水性インキの後端部分は、ポリブテン等よりなる逆流防止剤により封止されている。
【0029】
次に本実施形態のボールペン1の作用を説明する。
本実施形態のボールペン1は、ペン先チップ5を上に向けた姿勢にすると、図2に示す如く、弁体8は自重により、弁座25と液密に当接し、ペン先チップ5側からのインキの逆流が阻止される。
【0030】
次に筆記のためにボールペン1を天地逆転させ、ペン先チップ5が下方を向く姿勢とすると、弁体8は自重によって落下し、図3に示す如くペン先チップ5の拡径部13に円滑に移動し、弁体8の一部はペン先チップ5の弁体係止部15と当接する。
【0031】
ここでペン先チップ5の弁体係止部15には、切り溝16が設けられているので、インキ筒7内のインキは、拡径部13の内周壁と弁体8との間のクリアランスを流れ、切り溝16内を経てペン先チップ5側に流れ込み、筆記用ボール10に供給される。
【0032】
また筆記を終えて、再度ペン先チップ5を上に向けると、弁体8は弁体係止部15を離れて弁座25と当接することとなる。
【0033】
上記の実施形態のボールペン1は、ペン先チップ5の素材として、フェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼等を採用しているため、その加工時に磁性を帯びる場合がある。しかしながら、弁体8の材料として、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性体を採用しているため、弁体8は、筆記時にペン先チップ5に当接するが、弁体8はペン先チップ5に磁力により吸着されることはない。
【0034】
尚、例えば、ペン先チップ5を磁石に接触させる場合にも、ペン先チップ5が磁性を帯びるが、かかる場合であっても、弁体8はペン先チップ5から磁力に影響されることはなく、弁室27内を自由に移動することができる。従って、筆記終了時にペン先チップ5を上向けると、弁体8はペン先チップ5から確実に離間して落下し、弁座25と当接し、弁座25の開口を確実に閉止する。
【0035】
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、図4に示す如く前記ペン先チップ5には、切目を形成することより、ペン先チップ5の中心側を向く折り曲げ部31を形成し、該折り曲げ部31に弁体8を当接するようにしても、あるいは、従来技術で例示したようにペン先チップ5にはインキ溝を設けても良く、インキ流通手段は特に限定されるものではない。
【0036】
【発明の効果】
本発明の塗布具は、弁体が非磁性体からなるので、ペン先チップが磁性を帯びた場合であっても、弁体はペン先チップに吸着してしまうことはないため、磁力による影響を受けることなく弁体の移動を良好に行なえ、インキの逆流を防止する機能とインキの流出機能を損なうことがない。
【0037】
しかも、従来と異なり本体を構成する部材に、弁体がペン先チップに当接しないように突起を設ける必要もないため、該部材の成形が容易で且つ内部構造が簡素となり、成形性の向上も図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるボールペンの断面図である。
【図2】ペン先チップを上方向に向けた状態におけるペン先チップと接続部材との接合部分の拡大断面図である。
【図3】ペン先チップを下方向に向けた状態におけるペン先チップと接続部材との接合部分の拡大断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態におけるボールペンの断面図である。
【図5】(イ)及び(ロ)は従来技術におけるボールペンの断面図である。
【符号の説明】
1 ボールペン
2 本体軸
3 ボールペン本体(本体)
5 ペン先チップ
6 接続部材
8 弁体
12 インキ導通穴
23 連通穴
25 弁座
27 弁室
Claims (3)
- インキが充填されたインキ収納室を有する本体に、金属製のペン先チップが取り付けられ、該ペン先チップにはインキ導通穴が形成され、しかも、前記本体には、インキ収納室とペン先チップのインキ導通穴とを連通する弁室が設けられ、該弁室内に弁体が移動可能に収納され、ペン先チップを上向きに位置させた際には弁体は弁座と当接してインキの逆流を阻止するようにした塗布具のインキ逆流防止機構において、前記弁体は非磁性体からなり、
前記ペン先チップの後端部には、前記弁体が当接した際に、本体側のインキの流出を許容するインキ流通手段が設けられており、
前記弁体の材質が、オーステナイト系ステンレス鋼からなる塗布具のインキ逆流防止機構。 - 前記ペン先チップの材質が、フェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼からなる請求項1に記載の塗布具のインキ逆流防止機構。
- 前記インキの粘度が10sec-1以下のせん断速度で100mPa・s以上である請求項1又は2に記載の塗布具のインキ逆流防止機構。
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