JP5307506B2 - 文房具 - Google Patents

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、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に関する。

従来の文房具、例えばノック式加圧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媒体供給圧力が、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、インクの消費量に応じて加圧調整されるインク収容管内の圧力変化に対する即応性が低下し、空気層の内圧を実質的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、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実質的に一定に維持することにより、使用時における媒体の吐出量の安定化を図り、使用時の品質を安定させるとともに、媒体の消費量に応じて加圧調整される媒体収容管内の圧力変化に対する即応性を高め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する。

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備えたペンリフィールユニットを保持させ、このペンリフィールユニットにおける媒体収容管の開口後端部の後方に、使用時に、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、前記本体軸筒の前端部からペンリフィールユニットのペンチップを突出させると同時に、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、実質的に一定に維持しうるようにした圧力調整機構を備え、この圧力調整機構を、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、この通気路に連通させて設けられ、かつ加圧ポンプ機構から媒体収容管の開口後端部に向けて圧送される余剰な加圧空気によって膨出可能な空気溜り部と、この空気溜り部を非使用時における加圧ポンプ機構の通気状態において圧潰変形状態となるように圧潰方向に付勢する付勢手段とより構成する。

（２） 上記（１）項において、付勢手段を、使用時のノック操作によって、気密状態の加圧ポンプ機構から通気路を通って媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送される余剰な加圧空気によって、空気溜り部を膨出させることにより、媒体収容管内の媒体満量状態での使用初期時における媒体収容管の開口後端部内への加圧力が、実質的に一定となるようにするとともに、媒体収容管内の媒体減少量に応じて、膨出状態にある前記空気溜り部を、その付勢力により徐々に圧潰変形させながら、前記空気溜り部内の加圧空気を媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送し、かつ少なくとも媒体収容管内の媒体最少残量状態における使用末期の前記加圧力が、媒体収容管内の媒体満量状態での使用初期時と同様の一定の圧力に維持されるように設定する。

（３） 上記（１）項または（２）項において、加圧ポンプ機構を、前端開口部が通気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備えているため、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実質的に一定に維持することができ、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、使用時の品質を安定させることができる。
また、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、この通気路に連通させて設けられ、かつ加圧ポンプ機構から媒体収容管の開口後端部に向けて圧送される余剰な加圧空気によって膨出可能な空気溜り部と、この空気溜り部を非ノック操作時における加圧ポンプ機構の通気状態において圧潰変形状態となるように圧潰方向に付勢する付勢手段とより構成してあるため、媒体の消費量に応じて加圧調整される媒体収容管内の圧力変化に対する即応性を高めることができる。

請求項２記載の発明によれば、付勢手段を、筆記使用時のノック操作によって、密封状態の加圧ポンプ機構から通気路を通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によって、空気溜り部を膨出可能にすることにより、媒体収容管内の媒体満量状態での使用初期時における媒体収容管の開口後端部内への加圧力が、実質的に一定となるようにするとともに、媒体収容管内の媒体減少量に応じて、膨出状態にある空気溜り部を、その付勢力により徐々に圧潰変形させながら、空気溜り部内の加圧空気を媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送し、かつ少なくとも媒体収容管内の媒体最少残量状態における使用末期の前記加圧力が、媒体収容管内の媒体満量状態での使用初期時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３記載の発明によれば、加圧ポンプ機構を、前端開口部が通気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、図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す非ノック操作時のノック式ボールペンの断面図、図２は、図１の円II部における要部拡大断面図、図３は、インク収容管内のインク満量状態での使用初期時における圧力調整機構の作動状態を示すノック式ボールペンの断面図、図４は、図３の円IV部における要部拡大断面図、図５は、インク収容管内のインク最少残量状態での使用末期時における圧力調整機構の作動状態を示すノック式ボールペンの断面図、図６は、図５の円VI部における要部拡大断面図である。
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、本発明のノック式ボールペン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、インク５が筆記媒体として充填された媒体収容管（以下、インク収容管という）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１８とにより構成されている。

押圧部材１７は、前端通気部１７ａと、この前端通気部１７ａの後方に段付き形成され、かつ前端通気部１７ａよりも大径なシール肩部１７ｂとにより形成されている。

加圧部材１８は、ゴム等のエラストマーからなる有底の弾性円筒体１９により、圧縮室２０を形成してなるとともに、この圧縮室２０の後方における後壁２０ａの中央には、後方に向けて突出させた後端開口部２１が開口されている。

圧縮室２０の前方は、フランジ状の前端開口部２２に形成されているとともに、この前端開口部２２は、シールリング２３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の後端面と加圧部材１８との間に設けられる、前方に向けて開口させた有底円筒状の連結部材２４の後端面２４ａ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１７ａの前端には、加圧部材１８の後端開口部２１から圧縮室２０内に圧入して臨ませる拡径係止部１７ｃが形成されているとともに、その外周面と前記加圧部材１８における後端開口部２１の内周面との間には、軸線方向に沿う外気と連通可能な隙間ａ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１７ｂは、加圧部材１８の後端開口部２１に接離可能になっており、図３および図４に示すように、前記ノック機構１０のノック部１１によるノック操作時に、その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１８の後端開口部２１に当接して、前記隙間ａ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２０を形成するとともに、この圧縮室２０内を、気密状態に維持しうるようになっている。

圧縮室２０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実質的に一定の圧力値を常に満たすように、余剰な加圧空気でもって圧送可能な容積に設定されている。

連結部材２４には、加圧ポンプ機構１６の圧縮室２０とインク収容管６の開口後端部６ｂとの間を連通する通気路２５が設けられているとともに、この通気路２５には、連通溝２６を介して、圧力調整機構２７が連通させて設けられている。

圧力調整機構２７は、加圧ポンプ機構１６の圧縮室２０からインク収容管６の開口後端部６ｂに向けて圧送される余剰な加圧空気によって膨出可能な袋状の空気溜り部２８と、この空気溜り部２８を圧潰変形状態となるように圧潰方向に押圧する、前記連結部材２４内を前後方向に移動可能な可動部材２９と、この可動部材２９を常に前方の空気溜り部２８の圧潰方向に付勢する圧縮スプリング３０とより構成されている。
ここで、前記「圧潰変形」とは、空気溜り部２８が、圧縮スプリング３０をもって付勢された可動部材２９による前方への押圧によって、縮小状態に変形することを意味する。

空気溜り部２８は、図２に示すように、非ノック操作時における加圧ポンプ機構１６の通気状態において、圧縮スプリング３０の付勢力によって常に圧潰変形状態を維持しうるようになっている。
この場合、空気溜り部２８としては、圧縮室２０から圧送される余剰な加圧空気の圧力変化に対して敏感に形状変化可能な肉薄のエラストマー等の材料、あるいは例えば蛇腹状の屈曲や可動部材２９による押圧時の摩擦に耐えうるような、例えば薄い布にエラストマーを含浸固化させた材料を用いるとともに、圧縮スプリング３０の付勢力とインク収容管６内の系内の圧力で平衡を保つようにするために、腰を持たない材質のものが好ましい。

圧縮スプリング３０は、図４に示すように、筆記使用時のノック操作によって、密封状態の加圧ポンプ機構１６から通気路２５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のうちの余剰な加圧空気によって、空気溜り部２８を、連通溝２６を介して、膨出しうるようにすることにより、インク収容管６内のインク満量状態での使用初期時に、インク収容管６の開口後端部６ｂ内への加圧力が、実質的に一定となるように、その付勢力が設定されている。

また、圧縮スプリング３０は、インク収容管６内のインク減少量に応じて、膨出状態にある空気溜り部２８を、その付勢力により徐々に圧潰変形させながら、空気溜り部２８内の加圧空気をインク収容管６の開口後端部６ｂ内に向けて圧送しうるようにするとともに、図５および図６に示すように、少なくともインク収容管６内のインク最少残量状態における使用末期の加圧力が、インク収容管６内のインク満量状態での使用初期時と同様に、実質的に一定の圧力に維持されるように設定されている。
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、実質的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および図４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１７ｂを、加圧部材１８の後端開口部２１に当接させて閉塞する。
これにより、前端通気部１７ａの外周に形成した隙間ａと外気との連通状態が遮断され、圧縮室２０内が気密状態となる。
次いで、加圧部材１８における圧縮室２０の後壁２０ａを、前方に向けて押し込んで、圧縮室２０内を弾性的に圧縮変形させることにより加圧する。

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４に示すように、気密状態にある圧縮室２０内を圧縮し、この加圧された圧縮室２０内の加圧空気を、通気路２５内に向けて圧送する。

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、その余剰な加圧空気によって、通気路２５に、連通溝２６を介して連通する空気溜り部２８を、圧縮スプリング３０の付勢力に抗して膨出させ、通気路２５内の過剰な圧力を低下させることにより、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３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１８における圧縮室２０の後壁２０ａを押圧したままとなっているため、圧縮室２０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、実質的に一定の加圧状態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１７ａの拡径係止部１７ｃによって、加圧部材１８における圧縮室２０の後壁２０ａ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内及び圧縮室２０が、押圧部材１７の後方への復帰移動に伴うシール肩部１７ｂの、加圧部材１８における後端開口部２１からの離脱により、前端通気部１７ｃの外周面と後端開口部２１の内周面との間に、再び隙間ａが形成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。

本発明の一実施形態を示す非ノック操作時のノック式ボールペンの断面図である。 図１の円II部における要部拡大断面図である。 インク収容管内のインク満量状態での使用初期時における圧力調整機構の作動状態を示すノック式ボールペンの断面図である。 図３の円IV部における要部拡大断面図である。 インク収容管内のインク最少残量状態での使用末期時における圧力調整機構の作動状態を示すノック式ボールペンの断面図である。 図５の円VI部における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(媒体収容管)
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
１７ａ 前端通気部
１７ｂ シール肩部
１７ｃ 拡径係止部
１８ 加圧部材
１９ 弾性円筒体
２０ 圧縮室
２０ａ 後壁
２１ 後端開口部
２２ 前端開口部
２３ シールリング
２４ 連結部材
２４ａ 後端面
２５ 通気路
２６ 連通溝
２７ 圧力調整機構
２８ 空気溜り部
２９ 可動部材
３０ 圧縮スプリング（付勢手段）
ａ 隙間

Claims (3)

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、使用時に、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、実質的に一定に維持しうるようにした圧力調整機構を備え、
   この圧力調整機構を、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、この通気路に連通させて設けられ、かつ加圧ポンプ機構から媒体収容管の開口後端部に向けて圧送される余剰な加圧空気によって膨出可能な空気溜り部と、この空気溜り部を非使用時における加圧ポンプ機構の通気状態において圧潰変形状態となるように圧潰方向に付勢する付勢手段とより構成したことを特徴とする文房具。
2. 付勢手段を、使用時のノック操作によって、気密状態の加圧ポンプ機構から通気路を通って媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送される余剰な加圧空気によって、空気溜り部を膨出させることにより、媒体収容管内の媒体満量状態での使用初期時における媒体収容管の開口後端部内への加圧力が、実質的に一定となるようにするとともに、媒体収容管内の媒体減少量に応じて、膨出状態にある前記空気溜り部を、その付勢力により徐々に圧潰変形させながら、前記空気溜り部内の加圧空気を媒体収容管の開口後端部内に向けて圧送し、かつ少なくとも媒体収容管内の媒体最少残量状態における使用末期の前記加圧力が、媒体収容管内の媒体満量状態での使用初期時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１記載の文房具。
3. 加圧ポンプ機構を、前端開口部が通気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または２記載の文房具。

Images