JP5307463B2

JP5307463B2 - 文房具

Info

Publication number: JP5307463B2
Application number: JP2008182613A
Authority: JP
Inventors: 俊一谷口
Original assignee: Tombow Pencil Co Ltd
Current assignee: Tombow Pencil Co Ltd
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2028-07-14
Also published as: JP2010017992A

Description

本発明は、例えばインク、修正液、糊等を媒体とするボールペン、修正ペン、糊塗布ペン等の文房具に係り、特に、加圧ポンプ機構によって媒体収容管内を加圧する媒体供給圧力が、媒体の消費量に影響されることのないようにして、使用時における媒体の吐出量の安定化を図ることにより、媒体使用時の品質を高めることができるようにした文房具に関する。

使用時のノック操作によって、媒体収容管内が加圧される加圧ポンプ機構を備えた文房具、例えばボールペンにおいては、使用時のノック操作によって加圧ポンプ機構からペンリフィールユニットにおけるインク収容管の開口後端部内に圧送される加圧空気によるインク供給圧力が、インクの消費に伴って低下する。
そのため、インク収容管の開口後端部内に、インク供給圧力を、インク満量状態の使用初期から、インク最少残量状態の使用末期まで安定して供給することができず、インク収容管の前端に設けたペンチップからのインク吐出量が不安定となって、筆記品質を低下させるという不具合があった。

前記した不具合を解消するために、インク収容管の開口後端部内に、インクの逆流を防止する液状グリースを設けるとともに、この液状グリースの後方に空気層を介してコイルスプリングによりインク収容管前端のペンチップ側に向けて前方に弾性付勢されたピストン部材を設けて、使用時のノック操作と共にスプリングの弾性力により加圧される空気層の加圧力が、インクの消費に伴って低下すると、コイルスプリングの弾性力により、ピストン部材を前方に移動させて、空気層を圧縮することにより加圧して、空気層の内圧の低下を防止するようにしたものが公知である(特許文献１参照)。

しかし、特許文献１記載のボールペンは、コイルスプリングの伸長に伴って、空気層を加圧するための弾性力が、次第に低下するため、空気層の内圧を常に一定には維持することができず、インクの消費に伴って、インク収容管のペンチップからのインク吐出量が不安定となり易く、使用初期から使用末期まで筆記時の品質を安定させることが困難であるという問題があった。
特開２００４−１６８０４２号公報

本発明は、前記の現状に鑑み、特に、加圧ポンプ機構によって媒体収容管内を加圧する媒体供給圧力が、媒体の消費量に影響されることのないようにして、使用時における媒体の吐出量の安定化を図ることにより、使用初期から使用末期までの媒体使用時の品質を安定させることができるようにした文房具を提供することを目的としている。

上記課題は、「特許請求の範囲」の欄における各請求項に記載するように、次のような構成からなる発明によって解決される。

（１）本体軸筒内に、媒体が収容された媒体収容管を保持させ、この媒体収容管の開口後端部の後方に、本体軸筒の後端部に設けたノック機構のノック操作に連動して、媒体収容管の開口後端部内を加圧する加圧ポンプ機構を設けるとともに、媒体収容管の開口後端部と加圧ポンプ機構との間に、媒体収容管内における媒体残量の減少に影響されることなく、ノック操作時における媒体収容管の開口後端部内の加圧力を常に一定に維持しうるようにした圧力調整機構を設ける。

（２）上記（１）項において、加圧ポンプ機構を、媒体収容管の開口後端部内における媒体最少残量状態の使用末期に、ノック機構のノック操作によって媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送される加圧空気の圧力が、少なくとも使用時における適正な媒体吐出量を維持するための所望の圧力値を満たすように設定する。

（３）上記（１）項または（２）項において、圧力調整機構を、媒体収容管の開口後端部と加圧ポンプ機構との間に連通させて設けた通気路と、この通気路に連通する弁孔と、この弁孔を開閉しうるように摺動する弁体と、この弁体を常に閉弁方向に付勢する弾性部材とによって構成する。

（４）上記（３）項において、弁体に対する弾性部材の付勢力を、少なくとも媒体収容管内における媒体最少残量状態の使用末期に、加圧ポンプ機構から媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送される加圧空気の圧力が、媒体収容管内の媒体満量状態での使用初期と同様の一定の圧力に維持されるように設定する。

（５）上記（１）〜（４）項のいずれかにおいて、加圧ポンプ機構を、前端開口部が連通路を介して媒体収容管の開口後端部内に連通し、かつ軸線方向に伸縮変形自在な圧縮室を備える加圧部材と、この加圧部材の後端に形成した開口に対して軸線方向に接離可能に当接し、前記圧縮室を圧縮方向に気密状態で押圧する押圧部材とにより構成し、この押圧部材を、ノック機構におけるノック棒の押込み動作に連動させる。

本発明によると、次のような効果が奏せられる。
請求項１記載の発明によれば、媒体収容管の開口後端部と加圧ポンプ機構との間に、媒体収容管内における媒体残量の減少に影響されることなく、ノック操作時における媒体収容管の開口後端部内の加圧力を常に一定に維持しうるようにした圧力調整機構を設けてあるため、加圧ポンプ機構によって媒体収容管内を加圧する媒体供給圧力を、使用初期から使用末期まで常に一定に維持することができ、媒体の消費量に影響されることがない。
これにより、使用時における媒体の吐出量の安定化を図ることができるとともに、使用初期から使用末期まで品質を安定させることができる。

請求項２記載の発明によれば、加圧ポンプ機構を、媒体収容管の開口後端部内における媒体最少残量状態の使用末期に、ノック機構のノック操作によって媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送される加圧空気の圧力が、少なくとも使用時における適正な媒体吐出量を維持するための所望の圧力値を満たすように設定してあるため、加圧ポンプ機構によって媒体収容管内を加圧する媒体供給圧力を、使用末期においても、安定して維持することができる。

請求項３記載の発明によれば、圧力調整機構を、媒体収容管の開口後端部と加圧ポンプ機構との間に連通させて設けた通気路と、この通気路に連通する弁孔と、この弁孔を開閉しうるように摺動する弁体と、この弁体を常に閉弁方向に付勢する弾性部材とによって構成してあるため、加圧ポンプ機構によって媒体収容管の開口後端部内を加圧する媒体供給圧力を、簡単な構造でもって容易に調整することができる。

請求項４記載の発明によれば、弁体に対する弾性部材の付勢力を、少なくとも媒体収容管内における媒体最少残量状態の使用末期に、加圧ポンプ機構から媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送される加圧空気の圧力が、媒体収容管内の媒体満量状態での使用初期と同様の一定の圧力に維持されるように設定してあるため、加圧ポンプ機構によって媒体収容管の開口後端部内を加圧する媒体供給圧力を、使用末期においても、安定して維持することができる。

請求項５記載の発明によれば、加圧ポンプ機構を、前端開口部が連通路を介して媒体収容管の開口後端部内に連通し、かつ軸線方向に伸縮変形自在な圧縮室を備える加圧部材と、この加圧部材の後端に形成した開口に対して軸線方向に接離可能に当接し、前記圧縮室を圧縮方向に気密状態で押圧する押圧部材とにより構成し、この押圧部材を、ノック機構におけるノック棒の押込み動作に連動させてあるため、加圧ポンプ機構によって媒体収容管の開口後端部内を、円滑に加圧することができる。

以下、本発明を、ノック式ボールペンを例にとり詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態を示す非加圧状態におけるノック式ボールペンの断面図、図２は、図１の円Ａにおける要部拡大断面図、図３は、同じく、ノック操作初期段階における圧力調整機構の作動状態を示す要部拡大断面図、図４は、筆記使用状態におけるノック式ボールペンの断面図である。
なお、図において、紙面に対して「左側」を「前方」、「右側」を「後方」とする。

図１に示すように、本発明のボールペン１は、本体軸筒２と、この本体軸筒２の前端部２ａに螺着したペン先部材３とでペン軸が形成されているとともに、ペン軸内には、ペンリフィールユニット４が装填されている。

ペンリフィールユニット４は、筆記媒体としてのインク５が充填されたインク収容管６と、このインク収容管６の前端６ａに装着されたペンチップ７とで構成されている。
ペンチップ７は、後記するペンリフィールユニット４の移動により、ペン先部材３の前端開口部３ａから外部に出没可能に臨ませてある。

インク収容管６の開口後端部６ｂ側は、軸筒２内を前後の軸線方向にスライド自在なホルダー８により保持されている。
このホルダー８は、圧縮スプリング９により、ペンリフィールユニット４のペンチップ７を、ペン先部材３内に格納しうるように、後方に向けて付勢されている。

本体軸筒２の後端部２ｂ内には、ノック機構１０が組み付けられている。
このノック機構１０は、ノック部１１と、このノック部１１を本体軸筒２の後端部２ｂから外部に突出しうるように後方に付勢する圧縮スプリング１２と、この圧縮スプリング１２の付勢力に抗するノック部１１の押込み動作、及びその開放動作に協動するノック棒１３と、このノック棒１３に連動するカム機構部１４とにより構成されている。

カム機構部１４には、ノック部１１の押込み動作、及びその開放動作に協動する回転子１５が設けられている。
この場合、圧縮スプリング１２のばね力は、圧縮スプリング９のばね力よりも小さく設定されている。

すなわち、ノック機構１０は、ノック部１１のノック操作により、ノック棒１３を圧縮スプリング１２の付勢力に抗して押込み動作させるとともに、その開放を行うことより、カム機構部１４における回転子１５を回転駆動させながら軸線方向に移動させうるようになっている。
これにより、ペンリフィールユニット４の移動と共にペンチップ７を格納状態または突出状態に出没させる周知の機構（例えば特公昭３４−７１８１号公報参照）である。

インク収容管６の開口後端部６ｂと回転子１５の前端部１５ａとの間には、加圧ポンプ機構１６が設けられている。
この加圧ポンプ機構１６は、図２に示すように、回転子１５の回転駆動に連動して軸線方向に非回転状態で直線的に移動する押圧部材１７と、この押圧部材１７とインク収容管６の開口後端部６ｂとの間に設けた加圧部材２０とにより構成されている。

押圧部材１７は、前端通気部１８と、この前端通気部１８の後方に段付き形成され、かつ前端通気部１８よりも大径なシール肩部１９とにより形成されている。
加圧部材２０は、ゴム等のエラストマーからなる弾性円筒体２１により、圧縮室２２を形成してなるとともに、この圧縮室２２の後方における後壁２１ａの中央には、後方に向けて突出させた後端開口部２３が開口され、かつそのフランジ状の前端開口部２４は、シールリング２５を介して、インク収容管６の開口後端部６ｂを保持するホルダー８の後方から一体に延出させた、後記する圧力調整機構２６を構成する弁構成体２７の後面に、気密状態をもつて当接させてある。

押圧部材１７における前端通気部１８の前端には、加圧部材２０の後端開口部２３から圧縮室２２内に圧入して臨ませる拡径係止部１８ａが形成されているとともに、その外周面と前記加圧部材２０における後端開口部２３の内周面との間には、軸線方向に沿う外気と連通可能な通気路１８ｂが形成されるようになっている。

押圧部材１７のシール肩部１９は、加圧部材２０の後端開口部２３に接離可能になっており、図３に示すように、前記ノック機構１０におけるノック部１１のノック操作初期段階での押込み動作に、回転子１５に連動して非回転状態で軸線方向に直線的に移動する押圧部材１７の前方への移動により、加圧部材２０の後端開口部２３に当接して、前記通気路１８ｂを閉塞しうるようになっている。
これにより、軸線方向に弾性的に伸縮変形自在な圧縮室２２を形成するとともに、この圧縮室２２内を、気密状態に維持しうるようになっている。

圧縮室２２は、インク収容管６の開口後端部６ｂ内におけるインク５の最少残量状態である使用末期に、ノック機構１０のノック操作によって、前記加圧ポンプ機構１６からインク収容管６の開口後端部６ｂ内に向けて圧送される加圧空気による加圧力が、少なくとも使用時における適正なインク吐出量を維持するための一定の圧力値を常に満たすような空気量が収容可能な容積に設定されている。

圧力調整機構２６は、弁構成体２７の内部に前後方向に貫通させてインク収容管６の開口後端部６ｂと加圧部材２０の後端開口部２３との間を連通する連通路２８と、この通気路２８の上部に連通しうるように開口させた弁孔２９と、この弁孔２９の開口周縁をブチルゴム等のＯリングからなるシール部材３０を介して上方から下方に向けて閉弁しうるように摺動するポリアセタール等の摺動性を有する弁体３１と、この弁体３１を常に下方に向く前記弁孔２９の閉弁方向に弾性付勢するコイルスプリング３２とによって構成されている。
この場合、弁孔２９の開口周縁に配置されるシール部材３０と弁体３１とを２色成形によって一体成形してもよい。

コイルスプリング３２は、少なくともインク収容管６内におけるインク５の最少残量状態である使用末期に、前記加圧ポンプ機構１６から、連通路２８を通ってインク収容管６の開口後端部６ｂ内に向けて圧送される加圧空気による加圧力が、使用時のペンチップ７からのインク５の適正な吐出量に見合う空気圧よりも過大であるときに、弁体３１を自動的に上方に向けて移動可能にして、弁孔２９を開弁することにより、インク収容管６内のインク５の満量状態での使用初期と同様の一定の圧力が常に維持されるように調整されている。
これにより、インク収容管６内におけるインク残量の減少に影響されることなく、ノック操作時におけるインク収容管６の開口後端部６ｂ内の加圧力を常に一定に維持している。

次に、本実施形態におけるボールペン１の加圧作用を説明する。
図１および図２に示す非加圧状態において、図３に示すように、ノック操作初期時にノック機構１０のノック部１１を、圧縮スプリング１２の付勢力に抗して、半段階で前方に向けて押込み動作させると、この動作に協動して、ノック棒１３が前方に向けて移動し、カム機構部１４における回転子１５が半駆動状態で前方に向けて回転移動する。

押圧部材１７は、回転子１５の前方に向けての回転移動に連係して、非回転状態でもって、前方に向けて直線的に移動し、その前端部のシール肩部１９を、加圧部材２０の後端開口部２３に当接させて閉塞する。
これにより、前端通気部１８の外周に形成した通気路１８ｂと外気との連通状態が遮断され、圧縮室２５内を気密状態となる。
次いで、加圧部材２０における弾性円筒体２１の後壁２１ａを、前方に向けて押し込んで、弾性的に圧縮変形させ、圧縮室２２内を加圧する。

圧縮スプリング１２のばね力は、ペンリフィールユニット４を後方に付勢する圧縮スプリング９のばね力よりも、小さく設定されている。
このため、ノック部１１を半段階に押し込んでも、ペンリフィールユニット４は、前方に向けて移動することがなく、ペンチップ７は、ペン先部材３内に格納状態に維持されたままとなっている。

次いで、ノック部１１を、圧縮スプリング９のばね力よりも強い力により、前方に向けて押込み動作させると、この動作に協動して、ノック棒１３が前方に向けて移動し、カム機構部１４を介して回転子１５がさらに駆動される。

押圧部材１７は、回転子１５の駆動により、再び非回転状態でもって直線的に移動して、図３に示すように、気密状態にある圧縮室２２内を圧縮し、この加圧された圧縮室２２内の加圧空気を、連通路２８内に向けて圧送する。
このとき、加圧空気が、使用時においてペンチップ７からのインク５の適正な吐出量に見合うように設定された空気圧よりも過大であると、弁体３１が、コイルスプリング３２の弾性付勢力に抗して、自動的に上方に向けて摺動し、弁孔２９を開弁させるとともに、連通路２８内の加圧空気を、本体軸筒２内に形成される隙間を通して外部に排出させることにより、連通路２８内の過剰な圧力を低下させる。

弁孔２９の開弁によって、連通路２８内の加圧空気による加圧力が、所定の設定された圧力に到達すると、コイルスプリング３２の弾性付勢力より、弁体３１が下方に向けて摺動し、弁孔２９を閉弁させる同時に、所定の設定圧力に低減された加圧空気を、インク収容管６の開口後端部６ｂ内に向けて圧送し、インク収容管６内を、適正なインク吐出量に見合うような圧力に加圧する。
このとき、ノック部１１の押込み力は、ペンリフィールユニット４を後方に付勢する圧縮スプリング９のばね力よりも大きいため、ペンリフィールユニット４は、前方に向けて移動し、図４に示すように、ペンチップ７は、軸筒２の前端部２ａにおけるペン先部材３内から、その前端の開口部３ａを通して外部に突出する。

次いで、ノック部１１の押込み動作を開放すると、ノック棒１３のみが圧縮スプリング１２の付勢力により後方の所望の係止位置まで復帰し、回転子１５は、駆動位置で係止されるため、ペンチップ７が突出状態を維持するとともに、押圧部材１７は、加圧部材２０における弾性円筒体２１の後壁２１ａを押圧したままとなっているため、圧縮室２２内は、所定の圧力でもって加圧状態が維持されている。
これにより、ペン使用時に、インク収容管６内を一定の加圧状態に常に維持させることができるため、筆記時におけるインク５の吐出量が安定し、筆記品質の向上を図ることができるとともに、ペン先を上向きにした状態での筆記も、安定して確実に行うことができる。

ペン使用後は、ノック部１１を、圧縮スプリング１２の付勢力に抗して、再度、前方に向けて押込み、ノック棒１３を動作させると、カム機構部１４における回転子１５の係止状態が解除され、圧縮スプリング１２の付勢力によるノック棒１３の後方への復帰と共に、回転子１５は、圧縮スプリング９の付勢力により、押圧部材１７と共に後方に向け移動し、図１及び図２に示す元の位置および状態に復帰する。
これと同時に、押圧部材１７の後方への復帰移動に伴い、前端通気部１８の拡径係止部１８ａによって、加圧部材２０における弾性円筒体２１の後壁２１ａが後方に向けて引き込まれて、圧縮状態から伸長状態に復帰し、再び、インク収容管６内及び弾性円筒体２１内における圧縮室２２が、押圧部材１７の後方への復帰移動に伴うシール肩部１９の後端開口部２４からの離脱により、前端通気部１８の通気路１８ｂが開放されて通気状態となり、インク収容管６内の加圧状態が開放される。
これにより、ノッキング操作を小さな力で容易に行うことができ、使用感に優れた加圧ペンが得られる。

図５は、本発明の第２実施形態を示す非加圧状態におけるノック式ボールペンの要部拡大断面図、図６は、同じく、ノック操作初期段階における圧力調整機構の作動状態を示す要部拡大断面図である。

本実施形態では、第１実施形態における圧力調整機構２６の構造を改良したものであり、図５に示すように、本体軸筒３３内のインク収容管３４の開口後端部３４ａと加圧ポンプ機構３５との間に設けた圧力調整機構３６において、弁構成体３７の内部に前後方向に貫通させて連通する連通路３８の下部に、下方に向けてテーパ状に拡開する弁孔３９を連通しうるように開口させてある。
次いで、この弁孔３９の開口周縁を、下方から上方に向けて閉弁しうるように弁体４０を、Ｏリングからなるシール部材４１を介して設けるとともに、この弁体４０を、コイルスプリング４２によって、常に上方に向く前記弁孔３９の閉弁方向に弾性付勢することによって構成されている。

すなわち、圧力調整機構３６は、ノック操作初期段階において、加圧ポンプ機構３５からの加圧された加圧空気が、ペンチップからの適正なインク吐出量に見合うように設定された空気圧よりも過大である場合、図６に示すように、弁体４０が、コイルスプリング４２の弾性付勢力に抗して、自動的に下方に向けて摺動し、弁孔３９を開弁させ、連通路３８内の加圧空気の圧力を低下させるとともに、連通路３８内の加圧空気の圧力が、所定の設定された圧力に到達すると、コイルスプリング４２の弾性付勢力より、弁体４０を上方に向けて摺動させ、弁孔３９を閉弁させるようになっている。

なお、上記した各実施形態においては、文房具として、筆記用インクが媒体とされるボールペンを例に説明したが、その他に、液状糊を使用する糊塗布ペンや修正液を使用する修正ペンなどにも適用することが可能である。

本発明の第１実施形態を示す非加圧状態におけるノック式ボールペンの断面図である。図１の円Ａにおける要部拡大断面図である。同じく、ノック操作初期段階における圧力調整機構の作動状態を示す要部拡大断面図である。筆記使用状態におけるノック式ボールペンの断面図である。本発明の第２実施形態を示す非加圧状態におけるノック式ボールペンの要部拡大断面図である。同じく、ノック操作初期段階における圧力調整機構の作動状態を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１ノック式ボールペン
２本体軸筒
２ａ前端部
２ｂ後端部
３ペン先部材
３ａ開口部
４ペンリフィールユニット
５インク(媒体)
６インク収容管
６ａ前端部
６ｂ開口後端部
７ペンチップ
８ホルダー
９圧縮スプリング
１０ノック機構
１１ノック部
１２圧縮スプリング
１３ノック棒
１４カム機構部
１５回転子
１５ａ前端部
１６加圧ポンプ機構
１７押圧部材
１８前端通気部
１８ａ拡径係止部
１８ｂ通気路
１９シール肩部
２０加圧部材
２１弾性円筒体
２１ａ後壁
２２圧縮室
２３後端開口部
２４前端開口部
２５シールリング
２６圧力調整機構
２７弁構成体
２８連通路
２９弁孔
３０シール部材
３１弁体
３２コイルスプリング（弾性部材）
３３本体軸筒
３４インク収容管
３４ａ開口後端部
３５加圧ポンプ機構
３６圧力調整機構
３７弁構成体
３８連通路
３９弁孔
４０弁体
４１シール部材
４２コイルスプリング

Claims

本体軸筒内に、媒体が収容された媒体収容管を保持させ、この媒体収容管の開口後端部の後方に、本体軸筒の後端部に設けたノック機構のノック操作に連動して、媒体収容管の開口後端部内を加圧する加圧ポンプ機構を設けるとともに、
媒体収容管の開口後端部と加圧ポンプ機構との間に、媒体収容管内における媒体残量の減少に影響されることなく、ノック操作時における媒体収容管の開口後端部内の加圧力を、常に一定に維持しうるようにした圧力調整機構を設けたことを特徴とする文房具。
加圧ポンプ機構を、媒体収容管の開口後端部内における媒体最少残量状態の使用末期に、ノック機構のノック操作によって媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送される加圧空気の圧力が、少なくとも使用時における適正な媒体吐出量を維持するための所望の圧力値を満たすように設定した請求項１記載の文房具。
圧力調整機構を、媒体収容管の開口後端部と加圧ポンプ機構との間に連通させて設けた通気路と、この通気路に連通する弁孔と、この弁孔を開閉しうるように摺動する弁体と、この弁体を常に閉弁方向に付勢する弾性部材とによって構成した請求項１または２記載の文房具。
弁体に対する弾性部材の付勢力を、少なくとも媒体収容管内における媒体最少残量状態の使用末期に、加圧ポンプ機構から媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送される加圧空気の圧力が、媒体収容管内の媒体満量状態での使用初期と同様の一定の圧力に維持されるように設定した請求項３記載の文房具。
加圧ポンプ機構を、前端開口部が連通路を介して媒体収容管の開口後端部内に連通し、かつ軸線方向に伸縮変形自在な圧縮室を備える加圧部材と、この加圧部材の後端に形成した開口に対して軸線方向に接離可能に当接し、前記圧縮室を圧縮方向に気密状態で押圧する押圧部材とにより構成し、この押圧部材を、ノック機構におけるノック棒の押込み動作に連動させた請求項１〜４のいずれかに記載の文房具。