JP4179228B2

JP4179228B2 - ボールペンチップ

Info

Publication number: JP4179228B2
Application number: JP2004162493A
Authority: JP
Inventors: 裕一高橋
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2024-05-31
Also published as: JP2005342926A

Description

本発明は、塗布部材としてのボールとこのボールを先端開口部より一部突出させつつ前後移動並びに回転可能に抱持するボールホルダーとからなり、ボールホルダーは、ボールの直径よりも小径の先端開口部と後ろ側のボール受け座部とを形成することによってボールが前後移動可能な範囲としてのボール抱持室を備え、ボール受け座部には、ボール抱持室へ塗布液を供給する中心孔とこれと連通している放射状溝を備えてなるボールペンチップに関するものである。

ボールペンのペン先部材であるボールペンチップは、基本的に、紙面などの被塗布面と接触しながら回転して塗布液を被塗布面に転写する塗布部材であるボールと、そのボールの一部を開口部より臨出した状態で回転自在に抱持するボールホルダーとから構成されている。
ボールに付着した塗布液で、塗布時に被塗布面に転写塗布されなかった分は、ボールの回転に伴って、ボールホルダーの先端開口部とボールの隙間からボールホルダー内部に回収される。回収された塗布液はボールホルダー内に戻った後、再び塗布されることになる。

ボールペンチップを被塗布面に対して傾斜させた場合など、塗布時にボールがボールホルダーの軸線上からずれることがあり、そのような場合、塗布方向の後ろ側に位置するボールホルダーの先端開口部とボールとの間の隙間が小さくなり、被塗布面に転写塗布されなかった塗布液の回収が出来なくなる場合がある。回収されなかった塗布液はボールホルダー先端の外側に出て堆積し、この堆積した塗布液が被塗布面にまとまって付着すると、「ぼて」と呼ばれる塗布跡不良となる。

この「ぼて」を防止するためには、上述のボールのずれを小さくすればよく、ボールのずれを小さくする手段として、ボールホルダーの先端部に形成されたボール抱持室内の、後方部を小径抱持室として、それよりも先端側を大径抱持室にするボールペンチップが開示されている（特許文献１および特許文献２）。
小径抱持室がボールの横ずれを小さくして回収口の隙間を安定させる狙いとなっている。小径抱持室とボールのクリアランスが小さいことから起こる吐出不足を補うために、小径抱持室には周状に縦溝が複数設置されている。
特開２００２−２００８７８公報特開２００２−２５４８７８公報

特許文献１及び特許文献２に開示されているものでは、縦溝と塗布液流通溝を１つの刃物で同時に加工をしていたため、刃物の耐久性や剪断加工の加工抵抗から縦溝の幅を大きくできないという問題点があった。縦溝の幅が小さいと塗布液の供給が不十分となっていた。
小径抱持室に形成する縦溝の幅を広いものにすることは塗布液の流通に有利であるが、ボール受け座部に開口する放射状溝と同幅の溝とすると、放射状溝はより中心近傍部分の中心孔に連通しているためあまり幅広の溝とすることができず、小径部の溝も幅が狭くなってしまう。小径抱持室の縦溝を放射状溝よりも幅広の溝とした場合、両方の溝を一つの刃物にて同時形成しようとする場合、刃物に大きな負担をかけることなり、刃物の耐久性の観点から現実的ではない。放射状溝と小径抱持室の縦溝とを異なる刃物で形成した場合、小径抱持室の縦溝の後端には削られた金属片がバリとして残ってしまうものであり、このバリを除去することは困難であると共に、さらい加工などしても工程が増加してしまう問題もある。小径抱持室の縦溝の溝幅の範囲位置に放射状溝が位置している場合、このバリが放射状溝から流出してくる塗布液の流れを阻害するものであり、結果として塗布液の吐出不足による塗布跡の「かすれ」などが発生してしまう問題があった。

即ち、本発明は、塗布部材としてのボールとこのボールを先端開口部より一部突出させつつ前後移動並びに回転可能に抱持するボールホルダーとからなり、ボールホルダーは、ボールの直径よりも小径の先端開口部と後ろ側のボール受け座部とを形成することによってボールが前後移動可能な範囲としてのボール抱持室を備え、ボール受け座部には、ボール抱持室へ塗布液を供給する中心孔とこれと連通している放射状溝を備えてなるボールペンチップにおいて、前記ボール抱持室は先端開口部側の大径抱持室と、この大径抱持室よりも後方で且つボールの最大外径部分よりも後方に位置する小径抱持室とを有し、この小径抱持室に塗布液通路となる複数の縦溝を形成すると共に、前記小径抱持室の縦溝と前記放射状溝とが、周方向の位置関係において前記小径抱持室の縦溝の溝幅範囲内の位置に前記放射状溝の少なくとも一部が含まれない位置関係であるボールペンチップを要旨とする。

本発明のボールペンチップは、小径抱持室を形成することによって、塗布時におけるボールの横ずれを防止すると共に、先端開口部とボールとの間を、塗布されずにボールに残る塗布液を回収するに十分な回収口を形成することで塗布跡に「ぼて」が発生するのを防止すると共に、小径抱持室の縦溝と前記放射状溝とが、周方向の位置関係において小径抱持室の縦溝の溝幅の範囲内の位置に放射状溝の溝の少なくとも一部が含まれない位置関係とすることによって、小径抱持室の縦溝を形成した際のバリが放射状溝を覆うことはなく、小径抱持室の縦溝を十分に幅広のものとしたとしても放射状溝から小径抱持室の縦溝への塗布液の流れ、即ち、ボールホルダー内の塗布液の流通が円滑であるので良好な塗布跡を得ることができる。

具体例をボールペンチップの縦断面図である図１及び、図１のＩＩ部拡大断面図である図２及び、図１のＩ−Ｉ’線断面矢視図となる図３、およびボールを除いた状態の要部縦断面斜視図となる図４で説明する。
ボール１はボールホルダー２の先端に配置されたボール抱持室３に収容されている。ボールホルダー３の先端開口部３ａはボール１の外径よりも縮径しており、これによりボール１の一部をボールホルダー２から一部突出させつつ前後移動並びに回転可能に抱持および抜け止めがなされている。ボールホルダー２の先端開口部３ａの内径はボール１の径の９３％〜９９．５％にすることで塗布跡の「かすれ」がなく、また塗布液の「ぼて」を無くするという点で好ましい。
ボール抱持室３の後端はボール１の後退規制をなすボール受け座面３ｂが配置されており、ボール受け座面３ｂの中心には中心孔４を配置し、中心孔４の後方には後孔５を配置し、後孔５はボールホルダー２の後端まで内径を段階的に拡大して連通している。そして中心孔４と連通して複数の放射状溝６がボール受け座面３ｂに開口している。ボール受け座面３ｂの開き角度は１００°から１５０°にすることで、ボール１とボール受け座面３ｂとの接触位置をボール１の後方位置にすることが出来るためボール１の回転のしやすさの点で好ましい。また、放射状溝６の幅Ｘはボール１の径の５％から３０％とし、複数設置された放射状溝６の各最外周部が内接する放射状溝内接円径はボール１の径の８５％から１００％にすることが塗布液の流通路の面積を確保することができ、塗布跡の「かすれ」を無くする点で好ましい。

ボール抱持室３は段部３２を介して先端側の大径抱持室３３と後ろ側の小径抱持室３１とからなっている。小径抱持室３１は、ボール１が横方向に移動した際の規制部としており、ボール１の中心がボールホルダー２の軸線からずれた際に、そのずれ幅を大きくしないように規制している。
また、小径抱持室３１には先端側を大径抱持室３３に連通させた縦溝３１aを形成しており、縦溝３１ａの後端には小径抱持室３１の内径よりも内接円径が小径となるが同位置におけるボール１の断面径よりは内接円が大径となる内方突部３１ｂが形成されている。この内方突部３１ｂは加工上、完全に除去するのが困難であるため小径抱持室３１に残ることになる。そして、放射状溝６は、この縦溝３１ａに対して周方向に位置をずらして、周方向に重なる部分がないように設置されている。

筆記に際して、塗布液は後孔５、中心孔４および放射状溝６の順に通過して、ボール抱持室３に供給される。ボール抱持室３内でボール１の回転に伴ってボール１に付着した塗布液が被塗布面へと転写塗布されていく。縦溝３１ａの後端部には内方突部３１ｂが存在し、塗布液に対する後方への急激な衝撃（塗布具後端を下向きにさせた落下衝撃など）があった場合には、この内方突部３１ｂが縦溝３１ａでの塗布液の逆流の障害となる。しかしながら、塗布液の吐出に関しては、縦溝３１ａに対して放射状溝６を周方向に位置をずらして形成することにより、放射状溝６から小径抱持室３１および縦溝３１ａへの塗布液の供給の障害にならず、スムースに流通するものである。
尚、小径抱持室３１の内径はボール１の径の９８％〜１０３％とし、大径抱持室３３の内径は小径抱持室３１の内径に対して１０１％〜１１０％とし、小径抱持室３１の先端位置はボール１を最後退させたボール１の中心位置に相当する位置から前後方向にボール１の径の１５％の範囲内に設置し、ボール１がボール受け座面３ｂの一部に当接した状態で、最大横にずれた位置においても先端開口部３ａとボール１との間に隙間を確保し、ボールのずれを抑制しながらも塗布液の流通を阻害しないという点で好ましい。また、縦溝３１ａの幅Ｙはボール１の径の１０％〜６３％とし、複数設置された縦溝３１ａの各最外周部が内接する縦溝内接円径はボール１の径の１００％〜１１０％にすることで、縦溝３１ａの剪断加工による加工抵抗を抑えた上で、塗布跡が「かすれ」なく塗布できる流通路を確保できる点で好ましい。更に、縦溝３１ａの各外周壁内接円の円周における縦溝３１ａ幅の総合計の割合を１０％〜９０％に設定することが塗布液の「かすれ」を無くするための塗布液の吐出量を最適にする点で好ましい。

本例においては、ボール１の外径を１／１６インチ（１．５８７５ｍｍ）としており、通常塗布具として使用するボールよりも大径のボールを想定している。
大径ボールでは、比較的幅広の筆跡を形成することになるため、吐出量を多くする必要がある。そのためにはボール１に付着する塗布液の量を多くする必要があるが、同時に、ボール１に付着している塗布液のうち、転写塗布されずにボール１に残る塗布液も多くなるため、それがボールホルダー２の先端開口部３ａとボール１との間の隙間である回収口から回収されない場合、「ぼて」として塗布跡不良となってしまう。そこで下記のような寸法，形状にすることで大径ボールとして十分な塗布跡幅を確保しつつ、塗布跡に「ぼて」を無くした。小径抱持室３１の内径を１．６０５ｍｍ、大径抱持室３３の内径を１．６７０ｍｍ、小径抱持室３１の先端位置はボール１を最後退させたボール１の中心位置に相当する位置から０．１１ｍｍ後方に位置している。ボールホルダー２の先端開口部３ａの内径は１．５７０ｍｍとし、ボール受け座面３ｂの開き角度を１２０°としている。また、放射状溝６の幅は０．１４ｍｍで、各放射状溝の外壁部内接円径は１．５０ｍｍとしており、放射状溝６はボール受け座面３ｂから後穴５まで貫通している。更に、縦溝３１ａの幅は０．６０ｍｍとし、放射状溝６の各最外周部が内接する放射状溝内接円径は１．６５ｍｍとし、内方突部３１ｂの内接円径を１．４６ｍｍとしている。この場合、小径抱持室３１の先端位置がボール１の外周と小径抱持室３１の最接近位置となり、その距離は０．０１６ｍｍとなる。中心孔４の内径は１．１０ｍｍ。ボール抱持室３内でのボール１の前後方向への移動可能距離は０．１７５ｍｍとした。上記寸法でボールペンチップを作製し、塗布液として、ぺんてる（株）製のハイブリッド（塗布液色：金、製品符号：Ｋ１０５−Ｘ）を使用して塗布確認を行った結果、「かすれ」、「ぼて」がなく良好な塗布跡が得られた。比較として小径抱持室３１の先端位置をボール１を最後退させたボール１の中心位置に相当する位置から０．１ｍｍ先端側に位置させ、小径抱持室３１の内径を１．５９４ｍｍ（この場合ボール１と小径抱持室３１の最接近位置の距離は０．００３ｍｍとなる）とし、他の部分の寸法は上記と同寸法にしたボールペンチップでは塗布液の「かすれ」が発生してしまった。また、小径抱持室３１の先端位置をボール１を最後退させたボール１の中心位置に相当する位置から０．１ｍｍ先端側に位置させ、小径抱持室３１の内径を１．６５８ｍｍ（この場合ボール１と小径抱持室３１の最接近位置の距離は０．０３５ｍｍとなる）、内方突部３１ｂの内接円径を１．５２ｍｍとし、他の部分の寸法は上記と同寸法にしたボールペンチップでは塗布跡に「ぼて」が発生した。

また、ボールペンとしての形態は、ボールホルダー２の後部に直接または接続部材を介して、ポリプロピレン樹脂の押し出し成形パイプのような塗布液収容部（図示せず）を接続することができる。塗布液収容部の内部には塗布液と後端界面に接触して塗布液の逆流を防止する高粘度流体からなる塗布液追従体を配置しても良い。

他の一例を図３に相当する図５にて説明する。
本例では縦溝３１ａに対して放射状溝６の一部が周方向に重なっている。
縦溝３１ａと放射状溝６の加工時には加工による抵抗で、ボールホルダー２の外形部の各々の溝の外側に該当する場所に膨らみの変形が生じる。この変形は外観上の見かけを悪くしてしまうため出来るだけ発生箇所を少なくしたい。そのためには縦溝３１ａと放射状溝６の周方向の位置を略同位置にすることになる。内方突部３１ｂは縦溝の後端に形成されるが、これが塗布液の流通を妨げる原因になるため、各々の溝の周方向の位置を略同位置にしつつ、塗布液の流通を確保するために放射状溝６の一部が周方向において縦溝３１ａに重ならないようにすることで、塗布液の流通を妨げることがない。内方突部３１ｂは縦溝の後端に形成されるため、一部が重ならないようにすることで、塗布液の流通を妨げることがない。

更に他の一例を図３に相当する図６にて説明する。
本例では縦溝３１ａの数と放射状溝６の数を変えて設置している。塗布液の流通を多くするために縦溝３１ａの幅を大きくし、さらにその時の加工抵抗を小さくするために縦溝３１ａの数を少なくしているものである。
縦溝３１ａに対して何ヶ所かの放射状溝６が周方向に重なっているが、他の放射状溝６は重ならずに設置している。重なっていない放射状溝６が設置されることで、塗布液の流通を妨げることがない。また、縦溝３１ａと周方向に重なっている放射状溝６は小径抱持室３１内への塗布液流通の補助をする役目をし、塗布液に大径の顔料を含んでいる場合や、乾燥性の高い塗布液の場合は、放射状溝６の中で顔料が詰まったり、塗布液が乾燥固化したりするなどして塗布液の流通を妨げた際に効果を発揮する。

更に他の一例を図３に相当する図７にて説明する。
本例も縦溝３１ａの数と放射状溝６の数を変えて設置しており、縦溝３１ａと周方向に重なっている放射状溝６と、一部または全てが重なっていない放射状溝６とで周方向で分けている。これにより周方向による吐出の差を作ることが出来る。たとえば、縦溝３１ａと周方向に一部または全てが重なっていない放射状溝６が設置されている側を塗布時の進行方向側にして塗布すると、吐出が多く塗布跡の幅が太く得られる。逆側の縦溝３１ａと周方向に重なっている放射状溝６が設置されている側を塗布時の進行方向側にして塗布すると、吐出が抑えられて塗布跡の幅を前者よりも細くすることができ、塗布具の持ち替えによる塗布幅の選択を可能とするものである。

一例を示す縦断面図。図１のＩＩ部拡大縦断面図。図１のＩ−Ｉ’線断面矢視図。ボールを除いた状態の要部縦断面斜視図。他の実施例の図３に相当する線断面矢視図。他の実施例の図３に相当する線断面矢視図。他の実施例の図３に相当する線断面矢視図。

符号の説明

１ボール
２ボールホルダー
３ボール抱持室
３ａ先端開口部
３ｂボール受け座面
３１小径抱持室
３１ａ縦溝
３１ｂ内方突部
３２段部
３３大径抱持室
４中心孔
５後穴
６放射状溝

Claims

塗布部材としてのボールとこのボールを先端開口部より一部突出させつつ前後移動並びに回転可能に抱持するボールホルダーとからなり、ボールホルダーは、ボールの直径よりも小径の先端開口部と後ろ側のボール受け座部とを形成することによってボールが前後移動可能な範囲としてのボール抱持室を備え、ボール受け座部には、ボール抱持室へ塗布液を供給する中心孔とこれと連通している放射状溝を備えてなるボールペンチップにおいて、前記ボール抱持室は先端開口部側の大径抱持室と、この大径抱持室よりも後方で且つボールの最大外径部分よりも後方に位置する小径抱持室とを有し、この小径抱持室に塗布液通路となる複数の縦溝を形成すると共に、前記小径抱持室の縦溝と前記放射状溝とが、周方向の位置関係において前記小径抱持室の縦溝の溝幅範囲内の位置に前記放射状溝の少なくとも一部が含まれない位置関係であるボールペンチップ。
前記小径抱持室の縦溝と前記放射状溝とが、周方向の位置関係において一方の溝幅の範囲内の位置に他方の溝の全部が含まれない位置関係である請求項１記載のボールペンチップ。
前記小径抱持室の縦溝の後端に、小径抱持室よりも更に小径の内接円径となる内方突出部が形成されている請求項１又は請求項２に記載のボールペンチップ。
前記小径抱持室に設置された縦溝の幅を０．０５ｍｍ以上１．００ｍｍ以下とすると共に、縦溝の奥行きを０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下とし、ボールをボール抱持室内で最後部に位置させた状態で、ボールの外周と前記小径抱持室との最小の隙間距離が０．００５ｍｍ以上０．０３０ｍｍ以下とした請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のボールペンチップ。