JP4871354B2 - 筆記用具 - Google Patents

Description

本発明は、易流動性の筆記用流体のための筆記用具に関する。以下の明細書本文は、描画、描写、およびマーキングにも適した筆記用具に関する。特に、筆記用具は、用途という意味で、マーカー、蛍光ペン、フェルトペンなども含む。

ＧＢ ２ ３１０ ５９２号から、貯蔵部から供給ダクトへの液体の通過を制御するためのバルブを有するマーカーが開示されている。供給ダクトは、供給用部材を通ってマーカーの先端まで延びている。供給用部材は、マーカーの先端が何らかの表面に押し付けられたときにバルブを開くように、引き込み可能な構成である。副室が、球として形成されたバルブ部材と供給用部材との間に設けられている。この前室は、弾性膜によって、筆記用の先端への圧力が弱まった場合に膜が初期の位置へと復帰してバルブ部材を弁座へと引き戻すようなやり方で密に閉じられている。

ＤＥ ４０ １５ ５８６ Ｃ３号が、筆記、描写、あるいは印字物または描画物などに流体を塗布するための器具であって、液体容器と、筆記用の先端と、容器内部を外気に連通する空気供給チューブとを有する器具が開示されている。さらに、流体搬送装置として形成された毛管液体タンクが設けられている。この公知の器具において、流体搬送装置は、タンクの内部全体に完全に広がっている。加えて、空気供給チューブは、チューブを介しての流体の漏れを防止するため、毛管材料で満たされている。

ＵＳ ６，５７５，６５０ Ｂ１号から、インクがバルブを通って送り出されるペンシルが開示されている。筆記用の先端は、ペンシルの前部において長手方向に変位可能に配置されている。筆記が行われるとき、筆記用の先端が押し戻され、インクを筆記用の先端へと供給できるようにバルブが開く。同時に、所定量のインクのみが筆記用の先端へと供給されるように、バルブへのインクの流入が、引き込まれた筆記用の先端のヘッドによって阻止される。この量のインクが使い尽くされた場合、バルブを再び閉じて新しいインクを再びバルブへと流すことができるように、ペンシルを持ち上げる必要がある。

ＷＯ ９３／０５９６６号は、貯蔵部が貫通孔を介して周囲につながっている筆記用具を開示している。筆記用の流体は、可動プラグによって貫通孔から封じられている。

本発明の目的は、単純な手段を使用することによって筆記用流体の連続的な流れを生じさせる漏れのない筆記用具を提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有する筆記用具によって達成される。有利な態様は、従属項の主題によって定められる。

本発明の筆記用具は、インクとともに使用するのに適している。しかしながら、本発明は、インクとの使用に限定されるわけではなく、具体的にはワニスを含む任意の筆記用流体および色素含有または非含有の筆記用流体に使用可能である。この筆記用具は、筆記用流体のための出口開口とさらなる開口とが設けられている筆記用流体のための閉貯蔵部を有している。インクは、貯蔵部内の易流動性の流体、いわゆる自由インク系（free ink system）として利用可能に存在する。この筆記用具は、連通路を介して貯蔵部に連通しており、自身の長手軸に沿ってスライド可能に支持されている細長い筆記用またはマーキング用の先端をさらに有している。わかりやすさのため、筆記用具の先端を、以下では筆記用チップと称する。連通路は、貯蔵部を出口開口を介して筆記用チップに連通している。さらに、この筆記用具の内部には、バルブが流体ダクトの内側に配置されて設けられている。バルブは、筆記用チップに貯蔵部へと向かう力が作用した場合、流体ダクトを開くように、筆記用チップと相互作用する。バルブが開かれているとき、連通路は開放され、筆記用流体が貯蔵部から筆記用チップへと進入する。貯蔵部の上述のさらなる開口は、空気配管を介して周囲に連通している。連通路の内部において開かれたバルブが、筆記用チップへの筆記用流体の連続的な流れを保証する。周辺と連通する空気配管は、筆記用流体が貯蔵部を出ることで形成される負圧によって引き起こされる筆記用流体の流れの停滞を防止する。さらに、空気配管は、例えば温度の変化によって貯蔵部内で体積の変化が生じた場合に、圧力を補償するように機能する。これが、筆記用具を大いに漏れにくくする。バルブを開くために必要とされる力は、０．０５Ｎ〜５Ｎ、好ましくは０．１Ｎ〜０．４Ｎである。特に好ましい態様においては、バルブを開くために必要とされる力が、筆記用具を支持構造へと置くことによって生じる重みの力に一致する。

好ましい態様においては、フローリミッタが、貯蔵部と筆記用チップとの間に設けられる。ここで、フローリミッタは、意図される筆記用流体において筆記用流体の連続的な量を生成するように寸法決めされる。貯蔵部内の筆記用流体が常に大気圧にさらされているので、筆記用流体がさまざまな圧力にさらされる筆記用具に比べ、フローリミッタをはるかに精密に寸法決めすることが可能になる。例えば、フローリミッタは、小径のダクト部として構成される。好ましくは、バルブは、ホルダへと密に当接する曲げが可能なバルブプレートを有することができる。筆記用チップがバルブプレートに取り付けられ、筆記用チップへと圧力が加わることでバルブプレートが封止位置から離れるように押され、筆記用流体が再び貯蔵部からフローリミッタを通って流れることができる。

好ましい態様においては、毛管バランスタンクを、バルブと筆記用チップとの間に追加して設けることができる。毛管バランスタンクは、例えば、依然としてバルブの閉鎖の前に通過するが、もはや不要である余分なインクを溜めて保存するように機能する。毛管バランスタンクは、空気配管からのインクがバランスタンクによって同様に集められるように配置される。

貯蔵部の内部へとつながる空気配管は、好ましくは剛な筒状の部材として構成される。ここで、空気配管は、開口部を貯蔵部の容積中心に有することが好ましい。回転対称のインク貯蔵部においては、容積中心は、高さの半分かつ対称軸上に位置し、例えば貯蔵部が半分に満たない高さまで満たされる。

空気配管を介しての筆記用流体の漏れをきわめて大きな程度まで排除するために、空気配管の開口部は、貯蔵部の所定の充填容積ですべての姿勢において空気配管が常に周辺に連通しているように、貯蔵部内に配置される。このような空気配管の位置が存在するためには、貯蔵部を半分の高さを超えて筆記用流体で満たしてはならず、貯蔵部は、半分の高さを下回るように筆記用流体で満たされることが好ましい。

特に好適な態様においては、貯蔵部が略円筒形であり、貯蔵部の開口およびさらなる開口が、貯蔵部の底部に設けられている。

好適な態様においては、バルブが閉鎖位置へと付勢されており、所定の力が筆記用チップからバルブ部材へと伝えられるとすぐに開く。バルブは、フローリミッタとしても機能することができる。しかしながら、バルブおよびフローリミッタを別個の構成要素として構成することも考えられ、その場合、フローリミッタを、小径および相応の長さのダクトとして構成することも可能である。

筆記用流体の連続的な流れを保証するため、フローリミッタのサイズは、筆記用チップが下方に向けられた場合に筆記用流体が筆記用の流体の通常の流れのために必要とされる量にて通過するようなサイズである。このように、フローリミッタは、筆記、描写、描画、およびマーキングという通常の機能に合わせて設計される。他の自由インク系と対照的に、筆記用流体が筆記用パッドの付着力によって貯蔵部から吸い出されることがなく、実質的に重力の作用によって筆記用チップへと流れる。

リフトの好ましい範囲は、筆記用チップが付加的な手段によって制限される範囲である。リフトを０．０１〜０．４ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍに制限することが好ましい。バルブを開くために必要とされる力と同様、リフトも、ユーザがバルブの開放を知覚することがないよう小さくあるべきである。

本発明の筆記用具のいくつかの実施の形態を、１つの実施の形態によって以下でさらに詳しく説明する。

図１は、マーカーとして設計された筆記用具としての概略図を示している。当該筆記用具は、例えばワニスマーカー（varnish marker）であってよい。筆記用具は、インク１２を収容する貯蔵部１０を有している。貯蔵部１０は、必ずしもペンシルの本体を画定していなくてもよい。代わりに、内部に貯蔵部１０が配置されてなるペンシル本体を用意することが考えられる。図示の実施の形態においては、貯蔵部１０が底部プレート１４によって限定される一方で、貯蔵部１０の外壁が、底部プレート１４を超えて筆記用チップまで延びている。

底部プレート１４は、偏心して配置された空気ポート１６を有しており、空気ポート１６に空気配管１８が配置されている。空気配管１８は、第１の部位において、貯蔵部１０の長手軸と平行に延びている。空気配管１８は、その開口２０の領域において向きを変え、貯蔵部１０の容積中心を終端としている。ここで、容積中心とは、貯蔵部が半分のレベルにわずかに満たないレベルまで満たされた場合に常に「空き（free）」であり、貯蔵部がどのような姿勢であっても流体に覆われることがない点を指す。例えば、円筒において、半分のレベルにわずかに満たないレベルまで満たされた円筒がいかなる姿勢でも容積中心を覆うことがないように、円筒の中心が容積中心である。

底部プレート１４は、流体ダクトにその開口がある中央開口２２をさらに有している。流体ダクトは、図示の例では、貯蔵部と筆記用チップとの間の連通路として、筆記用具の中央を通って延びている。底部プレート１４の直後に、フローリミッタ２６が続いている。フローリミッタ２６は、通過ダクトの断面を、例えば通常の体積の筆記用流体に一致する筆記用流体の流れが形成されるように絞っている。フローリミッタは、筆記用チップからのスロットルの途中に配置され、貯蔵部からの筆記用流体の容積流量を制限している。流量を決定するさらなる量は、毛管の長さであり、これも所望の流量に合わせて設定される。

フローリミッタ２６の下流には、閉鎖位置において筆記用流体の流路を遮断するバルブ２８が設けられている。バルブ２８は、バルブ部材および弁座を有するバルブとして構成され、バルブ部材がマーカーチップ３０に連絡している。マーカーチップ３０は、バルブ部材を弁座から外れるように動かして、フローリミッタから筆記用チップ３０への筆記用流体の流れを解放する。さらにバルブには、弾性復帰手段（図示されていない）が備えられており、バルブ部材、および、したがって筆記用チップへと復帰力を加えている。

筆記用チップ３０は、自身の遠位端においてケーシング３２から突き出している。筆記用チップ３０の内側に位置する方の端部には、余分な筆記用流体を溜めるバランスタンク３４が設けられている。バルブを完全に作動させるために必要なリフトｈは、好ましくは０．２ｍｍ以下である。そのために必要な力は、０．２Ｎである。

図２は、本発明の筆記用具の第２実施例の断面を示している。内部に筆記用流体４０が用意されている貯蔵部３８が、壁３２によって縁取られている。貯蔵部３８の底部は、中央に空気排出ポート４４を有している底部部材４２によって境界付けられている。空気排出ポート４４は、空気排出管４８によって定められた空気排出ダクト４６の内側に位置している。排出管４８は、貯蔵部３８の中央へと突き出しており、貯蔵部の内部３８を空気排出ダクト４６へと接続する開口５０を自由端に有している。底部プレート４２の下方において、空気排出ダクト４６は、或る角度で延びて筆記用チップの領域につながっており、筆記用チップの領域に、周辺へとつながる環状の間隙５２が設けられている。環状の間隙５２は、筆記用チップ５４と筆記用具の該当の壁部分５６との間の空間によって定められている。貯蔵部内部３８が、空気排出ダクト４６を介して周辺へと連通し、圧力の補償が実行される。

底部部材４２は、筆記用流体４０の貯蔵部３８を前室６０に連通する第２の開口５８を有している。前室６０は、保持部材６２の内側に形成された出口ポート６１を有している。出口ポート６１には、前室６０からの筆記用流体４０が通される小さな筒として設計されたフローリミッタ６４が連通されている。フローリミッタは、開口のより小さな断面および小さな筒の全長を通って流れる流量を制限している。

フローリミッタの下流には、バルブ部材６６と環状の弁座６８を含むバルブが設けられている。バルブ部材６６は、バルブから間隔をおいて配置される側面に、バルブが開かれているときに筆記用流体の流通を可能にするくぼみ６７を有している。コイルばね７０が、フローリミッタ６４の周囲に配置され、底部部材４２上に支持されている。

弁座６８は、別個の構造部品７２上に形成された円周状の突起として構成されている。弁座６８のための構造部品７２は、ラグ７４の中央の凹部に配置されており、ラグは、底部プレート４２と一体に形成することが可能である。

マーキング用チップ５４が、バルブタペットとして形成されたバルブ部材６６に接続されている。毛管バランスタンク７６が、マーキング用チップ５４の周囲に配置されている。

マーキング用チップ５４は、筆記用具の先端の中央に突き出している。空気放出ダクト４６に進入した筆記用流体は、漏れを効果的に防止するため、壁５６の領域の毛管タンクを介してマーキング用チップへと供給される。

図３は、フローリミッタの他実施形態を示している。ここで、らせん状の吐出ダクト８０が形成されてなる底部部材７８が設けられている。吐出ダクト８０は、外面に沿って部材７８内を延びており、したがってダクトは、外側については部材７８の収容穴の内壁８２によって定められている。図示の位置においては、ばね８４が、バルブタペット８６および筆記用チップを閉鎖位置へと付勢している。バルブタペット８６には、バルブタペットが押し戻されている場合でも筆記用流体が通過可能にする凹部８７が設けられている。

図４は、バルブの他の実施態様を示しており、バルブ部材がローラボール８８によって定められている。ローラボール８８は、ローラボール８８のための中央の案内溝９２を有しているチップ９０に着座している。ローラボール８８は、案内チャネルの自由端において断面を絞ることによって、チャネル内に保持されている。ローラボールは、コイルばね９４によって閉鎖位置へと付勢されている。案内チャネル９２におけるローラボール８８の運動は、反対方向についてはストッパ９６によって制限される。ローラボールの最大リフトは、閉鎖位置におけるローラボール８８とストッパ９６との間の距離によって定められる。筆記用流体は、芯９８を通ってローラボール８８へと供給される。

図５は、バルブおよびフローリミッタの順番が入れ換えられている、さらなる実施形態を示している。ばね１００が、静止状態で貯蔵部１０３の底部プレート１０１に配置されている。ばね１００は、弁座１０４と密封して相互作用するバルブタペット１０２に当接している。弁座１０４から間隔を置いて配置される外側面に、筆記用流体の連通路を開放されたままに保つ凹部１０３が設けられている。弁座１０４も、底部部材１０１に対して静止状態で配置され、環状の隆起１０５を有している。フローリミッタ１００は、静止している弁座１０４の内側に、ベローズ１０８によってスライド可能に保持されている。ここでは、ベローズ１０８は、フローリミッタへの移行領域を封じており、インクがベローズ内に集まり、そこからフローリミッタへと進入する。フローリミッタ１１０は、筆記用流体を流通するように寸法決めされた流入ダクト１１２を有している。マーキング用チップ１１４は、フローリミッタ１１０の流入ダクト１１２から直接始まっている。

ベローズ１０８の端部は、それぞれ弁座１０４およびフローリミッタ１１０の周溝に配置されている。好ましくは、ベローズ１０８の端部が、この溝に締め具のように配置されている。

図６は、本発明の筆記用具のさらなる実施形態を断面で示している。筆記用具は、筆記用流体１１４で半分未満のレベルまで満たされた流体貯蔵部１１２を有している。空気ダクト１１８を介して周囲に連通する空気配管１１６が、貯蔵部１１２の中央へと突き出している。ここで、空気配管１１６は、下端から貯蔵部１１２へと突き出している。空気ダクト１１８は、環状の間隙１２０を介して周囲に連通している。環状の間隙は、外側については環状のケーシング部１２２によって定められている。環状のすき間１２０は、内側については繊維状チップ１２４によって定められている。ここで、空気配管および空気ダクト１１８に進入した筆記用流体を、上記間隙を縦断する間にマーカーチップ１２０によって吸収できる点に、具体的な利点を見ることができる。これにより、インクの不必要な漏れが防止される。

筆記用流体１１４は、開口１２６を通ってダクト状のフローリミッタ１２８へと進入する。フローリミッタ１２８は、通過する筆記用流体が筆記用チップにおいて所望される量の筆記用流体に一致するように選択された長さおよび直径である。フローリミッタ１２８は、環状のバルブ室１３０の内部に広がっている。バルブ室１３０は、弾性バルブプレート１３２によって封じられている。バルブプレート１３２は、繊維状チップ１２４が挿入される中央ホルダ部１３４を有している。弾性バルブプレート１３２は、隆起１３６と相互作用する。隆起は、弁座プレート１４０の案内チャネル１３８の周囲に環状に形成されている。さらに、案内チャネル１３８は、繊維状チップ１２４のガイドとしても機能する。開放位置、すなわち、繊維状チップ１２４に内向きの力が作用している位置において、バルブプレート１３２は後方へとたわみ、隆起１３６とプレート１３２との間に環状の間隙が形成される。

隆起リップ１３６と弾性バルブプレート１３２との相互作用によって生じる流通の制限とは別に、流通の制限は、すでに述べたようなダクト部１２８によっても生じる。図６に明らかに見て取ることができるように、吐出ダクトの直径が減少しており、流通の制限が存在する。

第１実施例を示す断面図である。 第２実施例を示す断面図である。 バルブの他の実施形態を示す断面図である。 バルブのさらなる実施形態を示す断面図である。 本発明の筆記用具のさらなる実施形態を示す図である。 屈曲可能なバルブプレートを備えるさらなる実施形態を示す図である。

Claims (9)

1. 内部に筆記用流体（１２；４０）を有し、筆記用流体のための出口開口（２２；５８）とさらなる開口（１６；４４）が底部プレートに形成された閉貯蔵部（１０；３８；１０３）と、
   スライド可能に支持され、貯蔵部（１０；３８；１０３）の出口開口（２２；５８）に連通している細長い筆記用チップ（３０；５４；１１４）と、
   筆記用チップと貯蔵部との間の連絡路内に配置され、筆記用チップに力が作用した場合に連絡路を開くように筆記用チップと相互作用するバルブ（２８；６６、６８；８６；８８、９０）とを備え、
   前記さらなる開口が、貯蔵部を空気配管（１８；４８）を介して当該筆記用具の外部と連通している、易流動性の筆記用流体のための筆記用具であって、
   フローリミット（２６）が、貯蔵部の前記出口開口から筆記用チップに向かうスロットルとバルブによって構成され、
   前記空気配管は、貯蔵部内の所定の筆記用流体の液面高さより空気配管の開口が常に高い位置の空間に連通しているように、貯蔵部内に配置されている
   ことを特徴とする筆記用具。
2. 請求項１に記載の筆記用具において、
   バルブを開くために必要とされる最小の力が、０．０５Ｎから５Ｎであることを特徴とする。
3. 請求項１に記載の筆記用具において、
   バルブを開くために必要とされる最小の力が、０．１Ｎから０．４Ｎであることを特徴とする。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の筆記用具において、
   毛管バランスタンク（３４）が、筆記用チップ（３０）のバルブ（２８）寄りに設けられていることを特徴とする。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の筆記用具において、
   貯蔵部は、略円筒形であることを特徴とする。
6. 請求項２または３に記載の筆記用具において、
   バルブ（２８）は、付勢されて閉鎖位置にあり、筆記用チップに作用する最小の力によって開き始めることを特徴とする。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の筆記用具において、
   筆記用チップは、バルブの作動のためのリフトの範囲においてスライド可能に支持されていることを特徴とする。
8. 請求項７に記載の筆記用具において、
   筆記用チップ（３０）は、０．０１から０．４ｍｍのリフトを有することを特徴とする。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の筆記用具において、
   弾性バルブプレート（１３２）は、中央に筆記用チップを担持しており、筆記の圧力が作用したとき、筆記用チップがバルブプレートをバルブ座から離れるように押すことを特徴とする。

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