JP4378465B2 - 塗布具 - Google Patents

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Description

本発明は、容器内に、吐出液と共に圧縮空気を封入して吐出液の吐出支援をなす塗布具であって、容器の開口部に、前記容器に対する気密当接部を有する栓体を挿入固定するものに関する。
従来、筆記具用のインキや修正液、糊、液状の化粧料など塗布液を収容する塗布液貯蔵室に圧縮空気を封入して、この圧縮空気が塗布液を押す力を液吐出の支援となす塗布具においては、塗布液貯蔵室の密閉性を確保する必要があり、密閉される前に圧縮空気を充填する必要がある。例えば、インキ筒内径より若干大きい径を有する略円柱状のゴム弾性体により密閉を確保し、栓体本体の周側面の軸心方向略中央又は取り付ける際の内側先端面まで連通するガス導入路を形成したもの(特許文献1参照)が知られている。
実公昭61−12123号公報
しかしながら、従来技術のものでは、栓体を軸に挿入する前に、予め浅くインキ筒に挿入された(予備挿入)状態で、空気を封入するものであるので、圧縮空気の勢いなどで栓体が外れてしまったり、空気導入路を塞ぐ状態に押し込んでしまったりして、圧縮空気をうまく封入できず、特に大量生産において困難となることがあった。
本発明は、容器内に、吐出液と共に圧縮空気を封入して吐出液の吐出支援をなす塗布具であって、容器の開口部に、前記容器に対する気密当接部を有する栓体を挿入固定するものにおいて、前記開口部の内壁に内方突部を形成するか又は前記栓体の側面部に外方突部を形成することによって、開口部の内壁の最小内径部よりも栓体の側面の最大外径部が大径となる部分を形成して、前記内方突部が栓体と接触するか、又は、前記外方突部が容器内壁と接触した仮止めの状態を形成すると共に、この仮止めの状態で前記容器と前記栓体とが互いに非接触となる位置に前記気密当接部を配置し、前記容器の内方突部と前記栓体の外方突部の少なくともいずれか一方に、前記圧縮空気の封入口となる切り欠き溝を形成して圧縮空気の充填通路を確保した塗布具を要旨とする。
本容器にある開口部の内壁に内方突部、又は栓体の側面部に外方突部を設け、前記開口部の内壁の最小内径よりも、栓体側面の最大外径の方を大径としているので、栓体を充填口にある一定の力で挿入すると、容器の内方突部が栓体と接触するか、又は、栓体の外方突部が容器内壁と接触して、栓体が仮止めされる。この、仮止めの位置で、栓体が位置決めされ、空気を封入する際に傾いたり押し込まれたりすることが極力抑制されるものである。
また、この仮止め状態で、内壁の最小内径部と前記栓体の側面の最大外径部のいずれか一方に、圧縮空気の封入口となる切り欠き溝を形成させつつ、気密当接部は容器と栓体とが互いに非接触となっているので、空気の充填通路が確保され、空気の封入に際して、栓体が傾いたり押しこまれたりしてずれることなく、確実に容器内に封入することが出来る。

容器内に圧縮空気を封入して吐出液の吐出支援をなすものとしては、吐出液としては高粘度の流体を使用する場合に良好である。即ち、高粘度の流体は、自重や毛細管力に起因する浸透によっては液が移動し難く、特に微細な吐出口から吐出するには不利であるが、圧力をかけることによって液を押し出せば円滑な吐出が保証されることとなる。特に、酸化チタンなどの比重の重たい顔料を使用した修正液では、酸化チタンの沈降凝集が吐出された塗布跡形成に大きく影響することになるが、液自体を高粘度にすることによって酸化チタンの沈降凝集を抑制することが可能となる。
本発明は、このような高粘度の修正液を収容した容器に圧縮空気を封入して使用するに際して、極めて効率的かつ確実に圧縮空気を導入できるものである。即ち、合成樹脂の射出成形品とした有底筒型の尾栓の外面に空気導通路となる切り欠き部を有する乗り越え嵌合突起を形成して、この嵌合突起が乗り越えて尾栓が容器に固定されるための嵌合内方突部を、合成樹脂の射出成形によって円筒状に形成された容器の内壁に形成している。前記嵌合突起が嵌合内方突部に接触して乗り越える前の状態で尾栓を仮止めした状態に配置することができる。この状態では、尾栓の外面の嵌合突起より前方(容器の内部方向)に形成した、尾栓が固定された状態では容器内壁面に周状当接して容器内を密封する周状突部が容器内壁に非接触となる位置に配置されるようなし、前記乗り越え嵌合突起にも空気導通路となる切り欠き部が確保されているので、仮止めの状態でも尾栓が安定して止まっており、圧縮空気の導入に際して傾いたり押しこまれたりしにくい状態を形成できるものである。
以下図面に基づき一例について説明する。
図1は、内部にメチルシクロヘキサンを主媒体とし、酸化チタン等の白色顔料を分散した修正液1を収容した修正塗布具の一例である。
塗布液貯蔵部となるポリブチレンテレフタレートの射出成形品である容器2の内部には修正液1が収容されている。容器2は、修正液1の主媒体であるメチルシクロヘキサンにより、膨潤、溶解、分解等にて形状変化を生じないもので、且つガス透過性が低いものであれば、例えば、不透明な材質としては、ポリブチレンテレフタレートの他にナイロン12、エチレンビニルアルコール共重合体などが使用可能であり、また、透明性を有する材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン6、非晶性ナイロン、微結晶性ナイロン、半芳香族性ナイロン、ポリアクリルニトリル、フッソ樹脂などが使用可能であり、透明な材質を使用すれば、外部から修正液1の残量等が視認できるようになる。
また、内部に収容する塗布液としては、修正液にこだわらず、水性インキ、油性インキ、染料インキ、顔料インキ、糊、化粧料でも良い。
容器2の先端には、ボール3が回転自在に抱持されたボールホルダー4が接続されている。ボール3はコイルスプリング5にて前方に付勢されており、ボールホルダー4の内縁に液密に当接して、吐出口の密閉性を維持するとともに、液の吐出を制御する弁として機能している。ボール3を付勢する力を大きくすると密閉性は向上するが、吐出部を紙面へ強く押しつけないと修正液1が吐出しないため、塗布に力を必要として塗布しにくくなり、また紙面を傷つけてしまうこともある。密閉性を維持した上で、違和感なく修正液を塗布できる荷重値としては105g〜130gが適切であるが、本例では約115gの荷重値でボール3を付勢している。ボール3は耐摩耗性を有する超硬合金製で直径は1.0mm、ボールホルダー4の材質は、耐溶剤性、耐腐食性を有するステンレスとした。また、ボールホルダー4に内蔵されるコイルスプリング5の材質も同様にステンレスとした。
修正液1の後端界面に接触して、塗布液の消費に伴って移動する塗布液の界面に追従して移動するポリブテン、αオレフィン、グリセリンなどを主成分とした液状のフォロワー6が層状に配置されている。フォロワー6は修正液1よりも高粘度の流体であり、修正液1の後方移動を規制し、修正液1の逆流を防止する役割を担っている。
尚、修正液1が十分に高粘度であれば、このようなフォロワーは必ずしも必要なものではない。
符号7で示したものは、フォロワー6に浸漬された合成樹脂でできた有底筒状の浮体である。この浮体7の配置は容器2の内径が小さい場合、必ずしも必要なものではないが、内径が大きい場合、特に有効であり、前記フォロワー6と共に、逆流防止機能を強化するために配置されている。浮体7は、フォロワー6、及び容器2とは異なる色(本例では緑色)に着色してあり、組み立て時における浮体7の有無を目視などにより容易に判別することができ、また、例えば、機械によって組み立てる場合には、浮体7の有無をセンサーで判別することが可能となる。本例において、浮体7は射出成形品を使用しており、外径が14.0mm、高さが11.0mmあるため、中実形状であると成形後の収縮により変形が大きくなって、外面に凹みが形成されたり、所望とする寸法にならないことがあるため、内側をくり抜いた有底筒状にして肉厚を均一となして、ほぼ2.0mmとすることで、収縮を極力少なくして寸法安定化を図っている。この時、くり抜いたことにより浮体7全体がフォロワー6から浮上して逆流防止機能の効果がなくならないように、浮体7に使用される材質の比重はフォロワー6より重いものが使用される。本例では、グリセリンをゲル化したフォロワー体6の比重が1.26g/cmに対して、材質をポリアセタールとする浮子7の比重は、1.41g/cmになるが、図示したような有底筒状にすることによって、見かけの比重(重量/有底筒状の内部を空間としない場合の形状の体積)がフォロワー6の比重よりやや軽い1.24g/cmとなり、浮体7はフォロワー6の上層部に浸漬することができ、逆流防止効果は有効に機能する。
容器2内部の浮体7の後方空間には、大気圧よりも高い圧力状態で、気体8(本例では空気)が充填されており、容器2の後端や開口部は尾栓9で密閉されている。充填する気体の圧力は、少なくとも修正液1を使用終了まで全量吐出可能な圧力であれば良く、適宜設定する。
本例では、強制的に空気を充填することにより、容器2内を大気圧よりも150kPa高い圧力、即ち、絶対圧力において約251.3kPaの圧力状態としている。内容液である修正液1の吐出によって容器2内の空間体積が増加し、圧力が低下しても大気圧より55kPa以上高い圧力の状態、即ち、絶対圧力では少なくとも約156.3kPaが保持できれば修正液1の塗布は十分可能である。具体的には、本例における容器2内部の体積は13.885cmであり、初期の修正液1の体積5.15cmと初期の圧縮空気が充填される空間の体積8.735cmとの関係より、大気圧が101.3kPaとすれば、修正液1を全量吐出する直前でも大気圧との差圧は57kPaが確保されることとなり、内容するすべての修正液1を良好に吐出することができる。
また、圧縮された気体8は、ホコリや水分の除去された気体であることが好ましく、異物や水分によるフォロアー6の変質等を防止するためである。
容器2に圧入されている尾栓9は合成樹脂製であり、容器2の材質同様、耐溶剤性を有し、ガス透過性の低いものが好ましく、本例ではポリブチレンテレフタレートの射出成形品が使用される。その他の材質としては、例えば、不透明な材質として、本例のポリブチレンテレフタレートの他にナイロン12、エチレンビニルアルコール共重合体などが使用可能であり、また、透明性を有する材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン6、非晶性ナイロン、微結晶性ナイロン、半芳香族性ナイロン、ポリアクリルニトリル、フッソ樹脂などが使用可能である。
本例では、空気圧縮機からの圧縮された空気を、エアーフィルター及び、除湿装置にて異物や水分を除去し、さらに、空気温度調節装置にて20℃に調整してから、容器2内部に充填している。20℃とは、日本工業規格(JIS Z 8703)にて標準状態と定めた温度であり、また、この温度を通常の使用状態の温度として考慮し、本製品は設計されている。空気圧縮機は、騒音や振動から建物の外部に設置されていることが多く、季節や昼夜の温度差があるため、20℃に温度調節した圧縮空気を充填することにより、使用時における一年を通した気温の範囲を5℃〜35℃(日本工業規格JIS Z 8703では、この範囲を常温と定めている)とすれば、20℃は中心値であるので、気温がこの範囲内の極端な時との温度差を極力少なくすることで、容器2内部に充填された圧縮空気の圧力変化を少なくすることができ、使用開始時の吐出量過多や、使用終了間際の圧力不足を防止できる。
仮に、温度調節装置を使用せず、夏場の暑い時期などに35℃の空気温度で、大気圧よりも150kPa高い圧力(絶対圧力では約251.3kPa)に設定し充填、製造され、実際に使用する時が20℃である場合、充填時における圧縮空気の圧力をP1、充填される空間の体積をV1、絶対温度をT1として、また、実際に使用する時の圧縮空気の圧力をP2、充填される空間の体積をV2、絶対温度をT2とした時、ボイル・シャルルの法則の関係式P11/T1=P22/T2から、実際に使用される時の圧力は、大気圧よりも138kPa高い圧力(絶対圧力では約239.1kPa)に低下してしまう(尚、初期の圧縮空気が充填される空間の体積8.735cm)。
修正液1を吐出させるのに、使用初期はこの圧力でも塗布に際して問題はないが、使用終了間際には5.15cm充填された修正液1が吐出した分、空間の体積が13.885cmに増大するため、大気圧よりも49kPa高い圧力(絶対圧力では約150.5kPa)となってしまい、本例における吐出に必要な圧力である、大気圧より55kPa以上高い圧力の状態、即ち、絶対圧力で約156.3kPa以上が保持できず、圧力不足となって吐出量が少なくなり、カスレが生じやすくなったり、文字消去に時間がかかってしまうことになる。
同様に、冬場の寒い時期に、5℃の空気温度で、大気圧よりも150kPa高い圧力(絶対圧力では約251.3kPa)にて容器2内部に充填、製造された場合は、実際の使用時が20℃である場合、前記同様に、ボイル・シャルルの法則から、修正液1の充填量を5.15cmとしたとき、空間の体積は8.735cmであるので、実際に使用される時の圧力は、大気圧よりも164kPa高い圧力(絶対圧力では約264.9kPa)になり、本例の初期設定値である、大気圧よりも150kPa高い圧力(絶対圧力では約251.3kPa)を14kPa超過しているので、使用初期において加圧力過多となって吐出量が多くなり、所望とする文字以外の箇所にまで修正液が塗り広がったり、修正液が乾燥するまでに時間がかかってしまうことになる。
符号10は、容器2の先端に着脱自在に取り付けられたポリブチレンテレフタレート製の射出成形品によるキャップであって、保管時の塗布部の保護、乾燥防止の機能を有するものである。容器2、尾栓9と同様、修正液1の主媒体であるメチルシクロヘキサンによって、膨潤、溶解、分解等にて形状変化を生じないもので、且つガス透過性の低い材質が好ましく、本例ではポリブチレンテレフタレートの射出成形品が使用される。その他の材質としては、例えば、不透明な材質として、本例のポリブチレンテレフタレートの他にナイロン12、エチレンビニルアルコール共重合体などが使用可能であり、また、透明性を有する材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン6、非晶性ナイロン、微結晶性ナイロン、半芳香族性ナイロン、ポリアクリルニトリル、フッソ樹脂などが使用可能である。
図2、3は図1のI部拡大図であって、図2は尾栓の仮止め状態を示し、図3は挿入固定された状態を示す。
容器2の内壁には内方突部11と気密当接部2aとが、気密当接部2aが容器の2の奥側に位置するように形成されている。これに対して尾栓9の側面には気密当接部9aが形成されている。尾栓9を容器2の開口部より挿入すると、先ず、尾栓9の先端部と内方突部11とが当接し、尾栓9が容器2の内部方向への移動が一時的に規制され仮止め状態を形成することができる。この際、容器2の内方突部11より開口部側の容器内壁面の内径に対して、尾栓9の気密当接部9aの外径の方が小径であり、容器2の内面と尾栓9の側面との間に隙間が形成され、さらに、容器2の内面には、内方突部11に跨って切り欠き溝12が形成されており、容器の内部と外部とを連通する圧縮空気の充填通路13が確保される。
仮止め状態では、尾栓9が容器2の内方突部11により、容器2内部方向への移動が規制されるので、尾栓9は押し込まれたりすることなく、且つ、容器2と尾栓9との間に形成された隙間と、切り欠き溝12に形成された充填通路13とにより、圧縮空気の充填路が確保されるので、確実に容器内に封入することが出来るものである。
この仮止め状態から更に尾栓9を押しこむことによって、気密当接部9aと容器の気密当接部2aとが周状に当接して容器内が密閉されるものである。また、切り欠き溝12が、容器2の開口端に達するように形成されていても、要するに、尾栓9の仮止め状態で圧縮空気の充填通路が確保されるものであれば構わなく、尾栓9の側面側に設けられていてもよい。
図4、5に他の一例を示す。図2及び図3の一例の場合の関係と同様に、図4は尾栓の仮止め状態を示し、図5挿入固定された状態を示す。
尾栓9の側面には、容器2の開口端部面の内径より大径である外方突部14と容器2の最大内径より小径である気密当接部9aとが、気密当接部9aが内側(図面下側)に位置するように形成されている。これに対して、容器2の内壁面には、開口部端面の内径より小径となるような容器の気密当接部2aが、容器2の奥側に位置するように形成されている。尾栓9を容器2の開口部より挿入すると、尾栓9の外方突部14と容器2の開口端とが当接し、尾栓9が容器2の内部方向への移動が一次的に規制され仮止め状態を形成することができる。この際、気密当接部9aを含む外方突部14より内方の尾栓9の側面外径に対して、相対する容器2内壁部分の内径の方が大径であり、非接触となっているので、尾栓9と容器2との間には隙間が形成され、また外方突部14に跨って切り欠き溝12が形成されており、容器の内部と外部とを連通する圧縮空気の流通路13が確保されている。また、この仮止め状態では、尾栓9が外方突部14により、容器2内部方向への移動が規制されるので、尾栓9は押し込まれたりすることなく、且つ、尾栓9と容器2との間に形成された隙間と、切り欠き溝12に形成された流通路13とにより、圧縮空気の充填路が確保されるので、確実に容器内に封入することが出来るものである。仮止め状態から更に尾栓9を押しこむことによって、気密当接部を傷つけることなく、気密当接部9aと容器の気密当接部2aとが周状に当接して容器内が密閉されるものである。尚、切り欠き溝12は、尾栓9の後端に達するように形成されていても、要するに、尾栓9の仮止め状態で圧縮空気の充填通路が確保されるものであれば構わなく、容器2の内面側に設けられていても良い。
図6、7に他の一例を示す。図2及び図3の一例の場合の関係と同様に、図6は尾栓の仮止め状態を示し、図7は挿入固定された状態を示す。
尾栓9の側面には、環状外方突部(14a、14b、14c)と2箇所の気密当接用の周状突起(9b、9c)とが、気密当接用周状突起(9b、9c)が外方突部(14a、14b、14c)より容器2の奥側に位置するように形成されている。
容器2の内壁には、3箇所の環状の嵌合内方突部(11a、11b、11c)と、嵌合内方突部11a部分における容器内径より小径であるような容器2の気密当接部2aとが、気密当接部2aが容器2の奥側に位置するように形成されている。
尾栓9を容器2の開口部より挿入すると、嵌合内方突部11aの内径に対して、尾栓9の環状外方突部14cの外径の方が大径であるので、先ず尾栓9の環状外方突部14cと容器2の嵌合内方突部11aとが当接し、尾栓9が容器2の内部方向への移動が規制され仮止め状態を形成することができる。この際、容器2の嵌合内方突部11aより内側の容器内壁面の内径に対して、尾栓9の環状外方突部14cの容器内方に位置する側面の外径が小径であり、容器2と尾栓9との間には隙間が形成され、さらに、尾栓9の環状外方突部14cに跨って切り欠き溝12が形成されており、容器の内部と外部とを連通する圧縮空気の流通路13が確保されている。この仮止め状態では、尾栓9が、尾栓9の環状外方突部14cと容器2の嵌合内方突部11aとにより、容器2の内部方向への移動が規制されるので、尾栓9は押し込まれたりすることなく、容器2と尾栓9との間に形成された隙間と、切り欠き溝により形成された充填通路13とにより、圧縮空気の充填通路が確保されるので、確実に容器内に封入することが出来るものである。この仮止め状態から更に尾栓9を押し込むことによって、環状外方突部(14a、14b、14c)と嵌合内方突部(11a、11b、11c)とが乗り越えて係止され、尾栓9の気密当接用周状突起(9b、9c)が容器2の気密当接部2aと当接し、線状に圧接され容器内が密閉されるものであり、より尾栓が抜けにくいものである。本実施例では、尾栓9の気密当接用周状突起(9b、9c)を含む、環状外方突部14cより容器内側部分の最大外径が、容器2の内方突起11aの内径より小径となっているので、尾栓9を挿入するに際して周状突起(9b、9c)が容器内壁にぶつからずに済み、密閉用の周状突起には傷が付きにくく、気密性をより確実に保持するものである。尚、尾栓の嵌合外方突部及び容器の嵌合内方突部の箇所は3箇所に限ったわけではなく、最低1箇所あれば尾栓9の抜けを防止でき、尾栓の密閉用の周状突起においても、最低1箇所あれば容器内の圧縮気体を確実に封入することが可能である。それぞれ複数設けたのは、固定及び気密性をより確実なものとなすためである。
図8に、図6、7の実施例における、圧縮空気の充填及び組立の状態を示す。
尾栓9を容器2に挿入してから、内部に空気室15を設けた押圧子16を、容器2の外側面に周接するOリング17により空気室15内の気密を保持しながら、押圧子の尾栓押圧部16aが尾栓9の鍔部に当接し、容器2内部へ挿入が開始される。そして、尾栓9の環状外方突部14cと容器2の嵌合内方突部11aとが接触して容器2の内部方向への移動が規制される仮止め位置まで押圧する。本例では、尾栓9の鍔部9dを押圧しているが、尾栓9の天面形状が平面ではなく、略半球状であるので、尾栓天面部に押圧子16の押圧部が一部分しか当接せず、力が集中して変形などを起こす場合がある。そのため、本例においては、鍔部9dを設けて鍔部9dの全周を押圧し、圧入時の抵抗による尾栓の変形を極力防止している。また、尾栓9が容器2に圧入される時に、この尾栓の鍔部9dと容器2の端部に当接するので、圧入位置が一定となり、尾栓9が容器2内部に過剰に圧入されることがない。
押圧子16の側面には空気室15と空気圧縮機(図示せず)又は圧縮空気収容器(図示せず)とエアーフィルター、除湿装置、空気温度調節装置(それぞれ図示せず)を連通する空気導入管18がある。
押圧子16により尾栓を仮止め位置に押圧子で軽く押さえつけておき、圧縮空気は空気室15に送出され、容器2と尾栓9の間に形成された隙間を通過して、容器2内部に充填される。圧縮空気充填時に尾栓9は、押圧子16により、仮止め位置から上部方向に移動しないように押圧子で軽く押さえつけられているので、圧縮空気の圧力により、尾栓9が移動して容器2と尾栓9との間に形成された隙間が狭くなり、設定した時間内に所望の空気圧力にならないということを防止する。
圧縮空気を容器2内部に充填後、押圧子16をさらに押し込むことで、尾栓9の環状外方突部14cが容器2の嵌合内方突部11aを乗り越え、さらに続いて、環状外方突部14b、14aも同様に乗り越えて、尾栓9を容器2内に挿入固定するものである。充填した圧縮空気が空気室15内に戻らないように、圧縮空気の送出は、尾栓9が完全に容器2に挿入固定されるまで、続行する。
一例を示す縦断面図。 組立前を示す図1のI部拡大図。 組立後を示す図1のI部拡大図。 他の一例を示す図2相当図。 他の一例を示す図3相当図。 更に他の一例を示す図2相当図。 更に他の一例を示す図3相当図。 組立方法を示す要部縦断面図。
符号の説明
1 修正液
2 容器
2a 気密当接部
3 ボール
4 ボールホルダー
5 コイルスプリング
6 フォロワー
7 浮体
8 気体
9 尾栓
9a 気密当接部
9b 気密当接用周状突起
9c 気密当接用周状突起
9d 鍔部
10 キャップ
11 内方突部
11a 嵌合内方突部
11b 嵌合内方突部
11c 嵌合内方突部
12 切り欠き溝
13 流通路
14 外方突部
14a 環状外方突部
14b 環状外方突部
14c 環状外方突部
15 空気室
16 押圧子
17 Oリング
18 空気導入管

Claims (2)

  1. 容器内に、吐出液と共に圧縮空気を封入して吐出液の吐出支援をなす塗布具であって、容器の開口部に、前記容器に対する気密当接部を有する栓体を挿入固定するものにおいて、前記開口部の内壁に内方突部を形成するか又は前記栓体の側面部に外方突部を形成することによって、開口部の内壁の最小内径部よりも栓体の側面の最大外径部が大径となる部分を形成して、前記内方突部が栓体と接触するか、又は、前記外方突部が容器内壁と接触した仮止めの状態を形成すると共に、この仮止めの状態で前記容器と前記栓体とが互いに非接触となる位置に前記気密当接部を配置し、前記容器の内方突部と前記栓体の外方突部の少なくともいずれか一方に、前記圧縮空気の封入口となる切り欠き溝を形成して圧縮空気の充填通路を確保した塗布具。
  2. 前記気密当接部が前記内方突部又は外方突部よりも容器の内側に位置するようなした請求項1に記載の塗布具。
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