JP4890964B2

JP4890964B2 - リフィール構成部材の接続構造及び該接続構造の製造方法

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Publication number: JP4890964B2
Application number: JP2006173795A
Authority: JP
Inventors: 松平外山; 久敏渋谷
Original assignee: Zebra Co Ltd
Current assignee: Zebra Co Ltd
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-06-23
Also published as: JP2008001008A

Description

本発明は、ボールペン用リフィールやシャープペンシル用リフィール等のリフィールにおいて、その構成部材を軸方向に接続している接続構造に関し、特にボールペン用リフィールを構成するのに好適なリフィール構成部材の接続構造及び該接続構造の製造方法に関するものである。

従来、この種の発明には、例えば特許文献１に記載されたもののように、インキ収容管（７）とボールペンチップ（１）とを、合成樹脂製のホルダー（２）を介して接続することで、ボールペン用リフィールを構成しているものがある。

ところで、ボールペン用リフィールには、インキ収容管が、合成樹脂材料からなるものと、金属からなるものとがあるが、特に、内在するインキが剪断減粘性インキである場合には、内容量を比較的多く確保できることや、インキの蒸発を防止できること等の観点より、金属製のインキ収容管を用いることが好ましい。
すなわち、インキ収容管に内在するインキが剪断減粘性インキである場合、筆記部から吐出されるインク流量が、油性インキ等の場合と比較して多いため、インキ収容管の容量を多く確保する必要がある。
そこで、例えば、インキ収容管を金属製とすれば、合成樹脂製のインキ収容管よりも肉厚を薄くできるため、外径をあまり大きくせずとも、インキ収容量を比較的多く確保することができ、例えば、一本の軸筒内に複数のリフィールを備えた複式ボールペン等を構成する場合に、その軸筒を比較的細身にすることができ、効果的である。
また、合成樹脂製のインキ収容管では、内在するインキが周壁を透過し蒸発するのを阻止することができないが、金属製のインキ収容管では、このような透過による蒸発を防ぐことができる。

しかしながら、仮に特許文献１に記載されたインキ収容管（７）を金属製とした場合には、この金属製のインキ収容管（７）を合成樹脂製のホルダー（２）に対し圧入嵌合しなければならないため、その圧入嵌合の際に、ホルダー（２）の後端側外周面がインキ収容管（７）の前端縁により削られてしまい、その削り屑が、他の部品に付着したり、リフィール後端から内部へ侵入したり等、品質上の問題を生じるおそれがある。
特開平８−２０７４８６号公報

本発明は上記従来事情に鑑みてなされたものであり、その課題とする処は、リフィール構成部材を組み立てる際に発生する削り屑により品質上の問題を生じるようなことを防ぐことができるリフィール構成部材の接続構造及び該接続構造の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するための手段は、合成樹脂製の被嵌合部に対し、金属製のパイプ材を環状に圧入嵌合するようにしたリフィール構成部材の接続構造であって、前記被嵌合部に、前記パイプ材の内径よりも外径が大きい環状凸部と、該環状凸部よりも圧入方向側に配置されるとともに環状凸部よりも外径の小さい環状凹部とを設け、前記圧入嵌合の際に前記環状凸部の表層部が前記パイプ材の最前端の縁部により削られて発生した削り屑を、前記環状凹部と前記パイプ材内周面との間に内在するようにしたことを特徴とする。

第一の形態は、合成樹脂製の被嵌合部に対し、金属製のパイプ材を環状に圧入嵌合するようにしたリフィール構成部材の接続構造であって、前記被嵌合部に、前記パイプ材の内周面によって圧接される環状凸部と、該環状凸部よりも圧入方向側に配置されるとともに環状凸部よりも外径の小さい環状凹部とを設けた。
ここで、上記被嵌合部とは、ボールペン用リフィールやシャープペンシル用リフィールを含む筆記具用リフィールにおいて、金属製のパイプ材が環状に圧入嵌合される部位であって、且つ合成樹脂材料からなる部位であればよい。
この被嵌合部は、例えば、ボールペン用チップとインクを収容するための金属製のパイプ材との間に介在される合成樹脂製の接続部材において、該接続部材の後部側の部位とすることができる。
また、この被嵌合部の他例としては、合成樹脂製のボールペン用チップに対し金属製のパイプ材を直接圧入嵌合するようにした構成において、該ボールペン用チップの後部側の部位としてもよい。
また、上記圧入方向とは、上記被嵌合部に相対し、上記パイプ材を圧入嵌合させるために移動させる方向を意味し、この方向は上記被嵌合部および上記パイプ材の軸心に沿う方向となる。
そして、本形態では、上記構成により、上記被嵌合部に上記パイプ材を圧入嵌合する際に発生する前記環状凸部の削り屑が、上記パイプ材と前記環状凹部との間に内在されるようにしている。

また、第二の形態では、上記被嵌合部が、筆記部と上記パイプ材とを所定間隔を置いて接続する接続部材に形成され、該接続部材は内部を透視可能な合成樹脂材料から形成されている。

また、第三の形態では、上記環状凸部と上記環状凹部との間に、上記環状凸部から上記環状凹部にかけて外径が徐々に縮径される縮径傾斜部を設けた。

また、第四の形態では、上記被嵌合部における上記環状凸部よりもパイプ材側に、上記環状凸部よりも外径の小さい環状案内部を形成した。

また、第五の形態では、上記環状案内部と上記環状凸部との間に、上記環状案内部から上記環状凸部にかけて外径が徐々に拡大される拡径傾斜部を設けた。

上記形態は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような作用効果を奏する。
第一の形態によれば、被嵌合部に対し金属製のパイプ材を環状に圧入嵌合させている最中、被嵌合部の環状凸部がパイプ材の前端部によって削られるが、その際に発生した削り屑は、パイプ材内周面と環状凹部との間の隙間に挟まれるようにして内在される。
したがって、前記削り屑により品質上の問題を生じるようなことを防ぐことができる。

更に、第二の形態によれば、接続部材の内部を外部から視認することができ、例えば、内在するインキや鉛芯等が消耗しきった際に、その状態を目視確認することができる。

更に、第三の形態によれば、被嵌合部に対しパイプ材を圧入嵌合している最中に発生した削り屑を、縮径傾斜部に沿わせるようにして、パイプ材と環状凹部との間に、より確実に導くことができる。

更に、第四の形態によれば、環状凸部に対しパイプ材を環状に圧入嵌合する際、パイプ材の前端側が、環状案内部により導かれる。よって、その圧入嵌合作業をスムーズに行うことができる。

更に、第五の形態によれば、環状凸部に対しパイプ材を環状に圧入嵌合する際、パイプ材の前端側が、拡径傾斜部によって拡径方向へ徐々に押圧されて、環状凸部まで導かれる。
よって、環状凸部の削り屑の発生を低減することができる上、削り屑が発生したとしても、その削り屑は、比較的小さなものとなり、パイプ材と環状凹部との間に、より確実に導かれる。

以下、上記形態の好ましい具体例を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係わる接続構造を適用したに示すボールペン用リフィールＡの一例を示している。
このボールペン用リフィールＡは、最先端部からインク（図示せず）を吐出可能な筆記部１０と、該筆記部１０の後端側に接続された接続部材２０と、該接続部材２０の前端側外周に環装された補強部材３０と、同接続部材２０の後端側に圧入嵌合されたパイプ材４０とを備え、接続部材２０とパイプ材４０との嵌合構造として本発明に係わる接続構造を適用している。

筆記部１０は、所謂ボールペンチップであり、先端部が先細状のチップ本体１１と、該チップ本体１１の最前端部に回動自在に抱持された転写ボール１２とを具備している。
この筆記部１０内において、転写ボール１２よりも後方側には、転写ボール１２を前方へ付勢して筆記部１０内の先端縁に圧接するスプリング（図示せず）が、必要に応じて設けられる。

チップ本体１１は、最前端部に転写ボール１２を抱持する先細部１１ａと、該先細部１１ａの後方側に連続する大径筒部１１ｂと、該筒部１１ｂの更に後方側に連続する小径筒部１１ｃとから一体に形成され（図１及び図３（ａ）参照）、内部で軸方向へ連通するインク通路（図示せず）により、後方から供給されるインクを転写ボール１２へ導く。

前記小径筒部１１ｃは、後述する接続部材２０の前端に圧入嵌合される部位であり、その外周面における軸方向の略全長には、凹凸部１１ｃ１を有する。
この凹凸部１１ｃ１は、多数の微細な凹部および凸部からなり、その凸部に対する凹部の深さは、内在するインクが筆記部１０と接続部材２０との接続箇所から洩れないように、適宜に設定されている。

この凹凸部１１ｃ１は、本実施の形態の好ましい一例によれば、小径筒部１１ｃ外周面の表層部を、旋盤等の工作機械により螺旋状に削ることで形成されている。
なお、凹凸部１１ｃ１は、多数の微細な凹部および凸部からなるものであればよく、他例としては、梨地状や、その他の形状とすることも可能である。

また、接続部材２０は、筆記部１０と後述するパイプ材４０とを、所定間隔を置いて接続する略筒状の部材である。
この接続部材２０は、内部を透視可能な合成樹脂材料（例えば透明なポリプロピレン樹脂等）により成形され、その内周面の前端側には、チップ本体１１の小径筒部１１ｃを圧入させるための被圧入部２１（図１及び図３（ａ）参照）を形成している。

被圧入部２１は、小径筒部１１ｃを圧入嵌合させるように、該小径筒部１１ｃの外径よりも若干小径に形成された孔であり、その内周面の表層部には凹凸部２１ａを有する。
この凹凸部２１ａは、多数の微細な凹部および凸部からなり、上述したチップ本体１１の凹凸部１１ｃ１と略同様に螺旋状に形成されていてもよいし、あるいは梨地状や他の形状の凹凸部であってもよい。
この凹凸部２１ａにおいて、凸部に対する凹部の深さは、内在するインクが筆記部１０と接続部材２０との接続箇所から洩れないように、適宜に設定されている。

また、接続部材２０の外周面には、前端側から順に、補強部材３０を嵌合させるための補強部材被嵌合部２２、内部を視認可能にする透視部２３、パイプ材４０を嵌合させるためのパイプ材被嵌合部２４が形成されている。

補強部材被嵌合部２２は、後述する筒状の補強部材３０を環装させるように形成された筒状の部位であり、その外周面には複数の縦リブ２２ａ（図２参照）を有する。
各縦リブ２２ａは、接続部材２０の最前端部よりも若干後方側の位置から、透視部２３の前端部までにわたるリブであり、環状に装着される補強部材３０を、その内周面側から押圧するように遠心方向へ突出している。
各縦リブ２２ａの前端部には、補強部材３０をスムーズに環装させるように、面取り部２２ａ１が設けられている。この面取り部２２ａ１は、図示例によれば所謂Ｒ面取り状に形成されるが、Ｃ面取り状であってもよい。

そして、この縦リブ２２ａは、図示例によれば、補強部材被嵌合部２２の周方向において等間隔に四つ配設される。
また、補強部材被嵌合部２２において、複数の縦リブ２２ａよりも前端側の部分は、補強部材３０の内径よりも若干小さい外径に形成されることで、補強部材３０をスムーズに環装させるための案内筒部２２ｂを構成している。この案内筒部２２ｂの最前端部には、補強部材３０をスムーズに環装させるように、面取り部２２ｂ１が形成される。この面取り部２２ａ１は、図示例によれば所謂Ｃ面取り状に形成されるが、Ｒ面取り状であってもよい。

また、透視部２３は、接続部材２０に対し軸方向の両側から接続される筆記部１０とパイプ材４０との間に位置する部位であり、その内周面側および外周面側に、筆記部１０や、補強部材３０、パイプ材４０等が重ならないようにしている。
したがって、この透視部２３によれば、その内部にインクが有るか無いかを、外部から視認することができる。

なお、この透視部２３は、図示例によれば、その外周面をフラットな表面としているが、他の好ましい一例としては、同外周面を凸曲状の表面としてもよく、この構成によれば、凸曲状の表面のレンズ効果により、内部のインクの有無をより鮮明に視認させることができる。

また、パイプ材被嵌合部２４は、接続部材２０における後側に配置される部位であり、パイプ材４０の内周面によって圧接される環状凸部２４ａ、該環状凸部２４ａよりも圧入方向側（換言すれば筆記部１０側）に配置された環状凹部２４ｂ、該環状凸部２４ａよりもパイプ材４０側に配置された環状案内部２４ｃ等を有する。

環状凸部２４ａは、略筒状に形成された部位であり、その外径が、パイプ材４０の内周面よりも若干大きく設定されている。
この環状凸部２４ａの前端と後述する環状凹部２４ｂとの間には、環状凸部２４ａから環状凹部２４ｂにかけて外径を徐々に縮径するように、縮径傾斜部２４ｄが形成されている。

また、環状凹部２４ｂは、環状凸部２４ａよりも若干小径の略筒状に形成される。
この環状凹部２４ｂの外径および軸方向の長さは、パイプ材４０が圧入された際に発生する削り屑を該環状凹部２４ｂとパイプ材４０内周面との間に内在するように、適宜に設定されている。

また、環状案内部２４ｃは、環状凸部２４ａよりも若干小径であって、且つパイプ材４０の内径よりも若干小径の略筒状に形成される。
この環状案内部２４ｃと上記環状凸部２４ａとの間には、環状案内部２４ｃから環状凸部２４ａにかけて外径が徐々に拡大される拡径傾斜部２４ｅが形成されている。

なお、本実施の形態の好ましい一例によれば、パイプ材被嵌合部２４における外径は、環状凸部２４ａが最も大きく、環状凹部２４ｂが次に大きく、環状案内部２４ｃが最も小さく設定される。すなわち、環状凸部２４ａの外径＞環状凹部２４ｂの外径＞環状案内部２４ｃの外径という関係になっている。
この構成によれば、パイプ材４０の保持力を十分に得られる上、パイプ材４０を接続部材２０に対し環状に挿入する際の作業性も良好である。

更に、前記環状案内部２４ｃの後端部には、パイプ材４０がスムーズに環装されるように全周にわたる面取り部２４ｆが形成されている。この面取り部２４ｆは、図示例によれば所謂Ｃ面取り状に形成されるが、他例としてはＲ面取り状であってもよい。

また、補強部材３０は、金属材料からなる薄肉円筒状の部材であり、その最前端部に、求心方向へカシメられた位置決め部３１（図３（ｂ）参照）を有する。この位置決め部３１は、補強部材３０が接続部材２０の補強部材被嵌合部２２に環装された際に、補強部材被嵌合部２２の前端縁に当接されて位置決めされる部分である。

また、パイプ材４０は、金属材料（例えばステンレス等）からな薄肉円筒状の長尺部材である。
本実施の形態の好ましい一例であるパイプ材４０では、外形が２．９ｍｍ、内径が２．６〜２．７ｍｍ、肉厚が０．１〜０．２となるように形成してある。
このパイプ材４０は、当該ボールペン用リフィールＡが組み立てられた後、図示しないインクが充填されることで、インク収容管として機能する。

前記インクは、所謂剪断減粘性インクであり、この剪断減粘性インクは、通常の油性インクと比較して、筆記部１０先端からの吐出量が多い。
そのため、本実施の形態の一例では、パイプ材４０を比較的薄肉な金属材料とすることで、パイプ材４０内の容量を同外形の合成樹脂性パイプ材の場合よりも大きくし、パイプ材４０内に収容されるインク量を多くしている。
なお、本実施の形態の好ましい一例によれば、前述したように剪断減粘性インクを用いるようにしているが、他例としては、油性インク等の剪断減粘性インク以外のインクを用いることも可能である。

次に、上述したリフィール構成部材を組み立てる際における本発明の特徴について、詳細に説明する。
図３は、接続部材２０に対し、筆記部１０と補強部材３０を組み付けている状態を順次に示している。
先ず、図３（ａ）（ｂ）に示すように、接続部材２０前端側の被圧入部２１に対し、筆記部１０の小径筒部１１ｃが圧入嵌合される。
この嵌合状態では、接続部材２０側の凹凸部２１ａと、筆記部１０側の凹凸部１１ｃ１とが径方向において圧接し合い、その圧接による摩擦抵抗により、筆記部１０が接続部材２０から抜けてしまうのを防ぐことができる。

そして、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、筆記部１０が挿入された接続部材２０前端側外周の補強部材被嵌合部２２に、補強部材３０が環装される。
この際、補強部材３０は、その内周面を、面取り部２２ｂ１、案内筒部２２ｂ、及び面取り部２２ａ１に沿わせることで、スムーズに環装される。そして、その環装状態において、補強部材３０は、補強部材被嵌合部２２外周の複数の縦リブ２２ａを求心方向へ押圧する。

そのため、接続部材２０の前端側は、弾性的に求心方向へ収縮し、内在する筆記部１０を締め付ける。
よって、筆記部１０は、前記補強部材３０の作用によっても、接続部材２０から抜けてしまうようなことを防止され、その上、筆圧等により径方向へがたついたり、ぐらついたりするようなことも防止される。

また、図４および図５は、パイプ材被嵌合部２４に対し、パイプ材４０を環装させる際の作用効果を順次に示している。
先ず、図４（ａ）に示すように、パイプ材４０は、パイプ材被嵌合部２４後端側の面取り部２４ｆおよび環状案内部２４ｃに沿って、スムーズに環装されてゆく。
そして、パイプ材４０は、その最前端縁を、拡径傾斜部２４ｅに突き当てる。
すると、パイプ材４０は、拡径傾斜部２４ｅに沿って弾性的に若干だけ拡径され、その拡径状態のまま、最前端の縁部により環状凸部２４ａの表層部を削り始める。この際に発生する削り屑ｘは、パイプ材４０が拡径傾斜部２４ｅにより若干拡径されるため、比較的小さなものとなる。
そして、この削り屑ｘは、図４（ｂ）に示すように、前進するパイプ材４０の前端面に押されて、前方へ移動してゆく。

そして、前方へ移動中の削り屑ｘは、図５（ｃ）に示すように、縮径傾斜部２４ｄを通過中に、該縮径傾斜部２４ｄに沿うようにして、求心方向へも移動することになる。
その後、削り屑ｘは、パイプ材４０の前進に伴って、該パイプ材４０内周面と環状凹部２４ｂ外周面との間に挟まれてゆく。

そして、パイプ材４０が接続部材２０の透視部２３に当接した状態では、図５に示すように、パイプ材４０内周面と、環状凹部２４ｂ外周面との間に、削り屑ｘが内在された状態となる。
この状態では、パイプ材４０が、拡径傾斜部２４ｅの作用により若干拡径した状態で、その内周面を環状凸部２４ａの外周面に圧接しているため、これら内外周面の間からインクが洩れるようなことを防ぐことができる上、パイプ材４０と接続部材２０との接続強度も十分に得ることができる。
しかも、削り屑ｘが外部へ飛散してしまうようなことを、防ぐことができる。

なお、図示例によれば、パイプ材４０の最前端部を平坦状に形成しているが、この前端部の内周面側には、接続部材２０への環装作業を容易にするために、必要に応じて、面取り加工が施される場合がある。
このような場合、特に肉厚が比較的薄いパイプ材に前記のような面取り加工を施した場合には、そのパイプ材の端部が軸方向に沿う断面上においてエッジ状となり、上記削り屑ｘの発生がより多くなる可能性がある。
しかしながら、上記構成によれば、前記のような面取り加工によるエッジを形成した場合であっても、削り屑ｘをパイプ材４０内周面と環状凹部２４ｂとの間に収容することで、削り屑ｘの飛散を防ぎ、品質上の問題を回避することができる。

また、仮に、縮径傾斜部２４ｄを省いた構成、すなわち環状凸部２４ａから環状凹部２４ｂに段状に縮径される構成とした場合には、削り屑ｘがパイプ材４０内周面と環状凹部２４ｂとの間に挟まれ難くなり、その削り屑ｘが外部へ飛散し易くなる。

また、上記実施の形態は、本発明に係わる接続構造を、ボールペン用リフィールＡにおける接続部材２０とパイプ材４０との接続箇所に適用した一例であるが、他例としては、略同様の接続構造を、他の構成のボールペン用リフィールや、シャープペン用リフィールにおいて、合成樹脂製の被嵌合部と金属製のパイプ材とを圧入嵌合させる箇所に適用することが可能である。

本発明に係わる接続構造を適用したボールペン用リフィールの一例を示す断面図である。接続部材の一例を示す平面図である。接続部材に対し筆記部と補強部材を装着する手順を示す断面図であり、（ａ）は筆記部を接続する前の状態を示し、（ｂ）は筆記部が接続された状態を示し、（ｃ）は補強部材が接続された状態を示す。接続部材に対しパイプ材を嵌合させる手順を示す拡大断面図であり、（ａ）は嵌合前の状態を示し、（ｂ）は嵌合途中の状態を示す。接続部材に対しパイプ材を嵌合させる手順を示す拡大断面図であり、（ａ）は嵌合途中の状態を示し、（ｂ）は嵌合後の状態を示す。

１０：筆記部
１１：チップ本体
１１ｃ１：凹凸部
２０：接続部材
２１：被圧入部
２１ａ：凹凸部
２２：補強部材被嵌合部
２４ａ：環状凸部
２４ｂ：環状凹部
２４ｃ：環状案内部
２４：パイプ材被嵌合部
３０：補強部材
４０：パイプ材
Ａ：ボールペン用リフィール
ｘ：削り屑

Claims

合成樹脂製の被嵌合部に対し、金属製のパイプ材を環状に圧入嵌合するようにしたリフィール構成部材の接続構造であって、
前記被嵌合部に、前記パイプ材の内径よりも外径が大きい環状凸部と、該環状凸部よりも圧入方向側に配置されるとともに環状凸部よりも外径の小さい環状凹部とを設け、
前記圧入嵌合の際に前記環状凸部の表層部が前記パイプ材の最前端の縁部により削られて発生した削り屑を、前記環状凹部と前記パイプ材内周面との間に内在するようにしたことを特徴とするリフィール構成部材の接続構造。
前記環状凹部の外径および軸方向の長さは、前記削り屑を前記環状凹部と前記パイプ材内周面との間に内在するように設定してあることを特徴とする請求項１記載のリフィール構成部材の接続構造。
前記環状凸部と前記環状凹部との間に、前記環状凸部から前記環状凹部にかけて外径が徐々に縮径される縮径傾斜部を形成し、
前記被嵌合部における前記環状凸部よりもパイプ材側に、前記環状凸部及び前記環状凹部よりも外径の小さい環状案内部を形成し、
前記環状案内部と前記環状凸部との間に、前記環状案内部から前記環状凸部にかけて外径が徐々に拡大される拡径傾斜部を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のリフィール構成部材の接続構造。
前記被嵌合部に前記パイプ材を環状に圧入するのに伴って、前記環状凸部の表層部を前記パイプ材の最前端の縁部により削って前記削り屑を発生し、発生した前記削り屑を前記パイプの内周面と前記環状凹部の外周面との間に挟む工程を含むことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載のリフィール構成部材の接続構造の製造方法。