JP5505200B2 - ボールペン - Google Patents

Description

本発明は、筆記部材としてのボールと、貫通孔の先端開口部をボールの直径よりも小径に縮径加工すると共に、貫通孔後方内壁に複数の内方突出部を放射状に形成して、前記ボールを回転自在に抱持するボールホルダーとを有し、前記ボールを弾撥部材にて前方付勢してなるボールペンに関する。

従来より、ボールペンチップ内のインキが乾燥することによる筆記不能等を防止するために、コイルスプリングなどの弾撥部材にてボールを先端側に付勢し、ボールをボールホルダーの開口部近傍の内壁に周状に当接させて、ボールとボールホルダーとの隙間を密閉するものが知られている（特許文献１）。
しかしながら、筆記時にはボールが紙面に押されて後退し、隙間が形成されるので、その際にインキの溶剤が乾燥したり、顔料の沈降が起こるなどして、ボールとチップとの間にインクの顔料が沈着してインキが十分に出なくなり文字等がかすれる、あるいは、インキが出なくなる等の問題があった。
そこで、インキ収容部内に配置したインキ攪拌部材をボールを押圧するコイルスプリングの後端部に衝突するようになして、コイルスプリングを微振動させ、ボールペンチップ内のインキの成分を攪拌させるものが知られている（特許文献２）。

特開平８−２４４３９４号公報 特開平８−１４２５６９号公報

特許文献２に記載の発明では、ボールホルダーの複数の内方突出部間に形成される放射状のインキ通溝内に滞留したインキについてまでにも攪拌効果を及ぼすことは困難であった。該放射状溝は、筆記時にボールが後退した場合、貫通孔のほとんどがボールにて塞がれる中で連通する開口部分として実質的にインキを流通させる部分となる。該部に顔料が堆積したり溶剤の揮発によって増粘したインキが滞留するとインキの流動が制限され、吐出不良となり、筆跡が掠れたり、筆記不能となることがあった。

即ち、本発明は、筆記部材としてのボールと、貫通孔の先端開口部をボールの直径よりも小径に縮径加工すると共に、貫通孔後方内壁に複数の内方突出部を放射状に形成して、前記ボールを回転自在に抱持するボールホルダーとを有し、前記ボールを弾撥部材にて前方付勢してなるボールペンにおいて、前記弾撥部材先端部分に、前記複数の内方突出部間に形成される放射状溝と同数の外方突部を形成し、該外方突部を前記放射状溝の全てに挿入配置したボールペンを要旨とする。

弾撥部材の先端部分に形成した複数の外方突部を放射状溝の全てに挿入配置されているため、筆記時のボールの回転やボールがボールホルダー後方への移動に伴う前記弾撥部材の移動や振動にて、放射状のインキ通溝内に滞留していた増粘したインキや顔料の堆積物などを攪拌し、インキの流動性を復活させることができる。よって、筆跡の掠れや、筆記不能の無いボールペンを得ることができる。

本発明のボールペン（外装体を省略したリフィル）の縦断面図 図１の要部拡大縦断面図 本発明のボールペンの実施例の縦断面図 本発明のボールペンの実施例の縦断面図 本発明のボールペンの実施例の縦断面図

本発明のボールペンは、ボールペンチップをインキを収容したインキ収容部に直接又は接続部材を介して連結し、インキ収容部のインキをボールホルダーの内孔を通じてボールに接しさせ、ボールが紙面などの被筆記面と接触して後退し形成された隙間よりインキを吐出することで筆跡を形成するものである。
インキ収容部を形成する部材は、外装部材をそのまま利用するものや、他部材として外装体を備え、その内部に収容されるパイプ状のインキ収容部材としてもよい。
また、ペン先を被嵌するキャップを別部材として設けたものでもよいし、キャップを設けずに、後端ノックなどの操作によってペン先が出没するタイプの筆記具としてもよい。

インキを収容するインキ収容部は、内部に繊維集束体などのインキ吸蔵部材を備えるものとしても、そのようなインキを保持する部材を備えず、自由状態でインキを収容するものとしてもよく、後端を開放したパイプ材をそのまま使用したり、インキ界面に高粘度流体を逆流防止体として配置してもよい。また、インキ収容部内に圧縮空気を封入するなどしてインキを押して吐出支援するものでもよい。
インキ収容部の部材を構成する材質は、ポリアミド樹脂や、塩化ビニル樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレート等の樹脂やステンレス等の金属など種々の材質が使用可能であるが、製造の容易さやインキ色の視認性、蒸気透過性などを考慮する必要がある。また、この押出成形パイプに、着色を施したり、顔料や体質材などを配合することなども適宜である。

ボールは、筆記部材となるものであり、表面に付着したインキを、紙面などの被筆記面に転写する部材である。材質としては、炭化タングステン、チタン、コバルト、クロム、ニッケル等を主成分とした超硬材や、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化チタン、アルミナ、ジルコニア等のセラミックを使用でき、表面状態を筆記条件又はインキに合わせて調整したものを使用している。

ボールホルダーは、貫通孔の先端開口部をボールの直径よりも小径に縮径加工すると共に、貫通孔後方内壁に複数の内方突出部を放射状に形成して、前記ボールを回転自在に抱持する部材であり、貫通孔のボールとの隙間にインキを流通させる。材質としては、ステンレスや真鍮、洋白といった金属製のものや、ポリオキシメチレンのような、エンジニアリングプラスチックと呼ばれる耐磨耗性の高い合成樹脂が使用できる。また、コイル線材から作るものと、予め中孔のある金属製パイプ材を使用するものとがある。

前記筆記部材としてのボールを前方付勢する弾撥部材は、コイルスプリングや、ゴム状弾性体、板バネ等を使用することができるが、インキと接触する部材であるため、腐食防止の表面処理などが施されたものであることが好ましい。材質としては、金属や樹脂、ゴム剤などを使用することができる。ボールを直接押圧する部分はボールホルダーの内方突出部が形成されていることから狭い空間部分となるので、弾撥部材の先端側には、細線状の棒状部が一体または別体で備えられていることが好ましい。棒状部の先端を次第に縮径する傾斜状の先細部分とすることもできる。この棒状部に、ボールホルダーの複数の内方突出部間に形成される放射状溝のそれぞれに挿入配置される外側突部を形成する。
この外側突部が、弾撥部材の伸縮に伴って、放射状溝内のインキを撹拌する。

このような外側突部を形成する方法は、例えば、多角形などの異形の型を外側から中心側に向かって強く押し付ける、所謂鍛造加工を施すことによって得られる。また、棒状部を別部材とすれば、適宜形状の部材を成形したり、放射状溝の数に合わせた多角形の柱状体を適宜長さに切断するなどして得ることができる。

弾撥体の取付は、ボールホルダーの後端面の開口径を弾撥体の外径よりも小径になるように縮径加工したり、ボールホルダーと接続されるインキ収容管や中継部材の内側に段部を設けて、その段部に弾撥体後端を支承させる等適宜なせる。

使用するインキとしては、水を主媒体とした水性インキ、アルコールなどの有機溶剤を主媒体とした油性インキのいずれも使用可能であり、これに着色成分である顔料及び／または染料、凍結防止などのための高沸点有機溶剤、被筆記面への定着性を付与する樹脂成分、表面張力や粘弾性、潤滑性などを調整する界面活性剤や多糖類、防錆・防黴剤などが配合されたものであり、誤字修正などを目的とした酸化チタンなどの白色隠蔽成分を配合した一般的に修正液と称されるインキを充填したタイプのボールペンであっても良い。

ボールホルダーにボールを挿入配置した後、ボールホルダーの先端にローラーなどの圧接加工具によってカシメ加工を行い、ボールをハンマーピンにて後方側に向かって叩き、内方突出部の先端側にボールの表面状態が転写された転写面を形成してボールペンチップとし、その後、後端側より弾撥部材（棒状部を別部材とする場合も含む）挿入する。この時、弾撥部材の先端部が確実に放射状のインキ通溝内に挿入されるように、配置の際に弾撥部材やボールホルダーに振動を加えたり、弾撥部材の先端部に対し直接又は間接的に回転力を付与することが好ましい。

ボールペンの製造方法は、インキを充填したインキ収容管にボールペンチップを圧入した後、インキ収容管の後端からインキ逆流防止用の高粘度液体を充填してボールペン体（リフィル）の形態として、ボールを中心側に向けて遠心力を付与してインキ収容管の後端側からインキ内部の気泡を除去し、必要に応じて外装体を装着して得ることができる。

以下、図面に基づいて一例を説明する。
図１には本発明のボールペンのうち、ボールペンチップとインキ収容部が接合されてなるリフィルについて図示してあり、外装については省略してある。
ボールホルダー２の先端部には、筆記部材であるボール１を抱持する空間としてボール抱持室２ａを有しており、そのボール抱持室２ａの先端である先端開口部２ｂは、ボール１を配置した後にかしめ加工（塑性変形による縮径加工）を施すことによってボール１の直径より小さい径に縮径化されており、ボール１がボールホルダー２より一部臨出した状態で抜け止めがなされている。
また、ボール抱持室２ａには、切削加工や塑性加工によって形成された複数の内方突出部２ｃが放射状に形成されており、ボール１の後方移動規制をなすと共に、各内方突出部２ｃの間の空間をインキ流通路として中心孔２ｄと連通する放射状溝２ｅとしている。放射状溝２ｅの後方には、中心孔２ｄと連通した後孔２ｆが切削加工等によって、ボール１側およびボール１側と反対方向から各加工工程ごとに異径の刃物によって、徐々に小径になるように形成されている。インキ３が収容されているインキ収容部４から後孔２ｆを通り、中心孔２ｄ及び放射状溝２ｅを抜けてボール抱持室２ａに進み、ボール１の回転とともに先端開口部２ｂより吐出する。尚、内方突出部２ｃの先端側にボール１の表面状態が転写された転写面を形成することもできる。

ボールホルダー２の後方には、インキ収容部５が接続されている。インキ収容部５にはインに３とインキ逆流防止用の高粘度流体４が充填されている。インキ収容部５とボールホルダー２との間は、必要であれば１つまたは複数の中継接続部品を介しても良いが、図示した本例のものは直接接続したものとしている。

ボールホルダー２の内部には、コイル部６ａの先端側にストレート部６ｂを一体に形成したコイルスプリングである弾撥部材６が配設され、更にその先端側に弾撥部材と別体である棒状部材７が配置され、コイル部６ａの弾撥力によってボール１側に押圧付勢されており、ボールホルダー２の先端開口部２ｂの内側にボール１が周接している。この先端開口部２ｂの内側は、ボール１との密閉性によってインキが流出しない状態が求められるので、ボールホルダー２の先端をかしめ加工する際に、圧接工具（図示せず）にて、ボールホルダー２の先端内側をボール１に押し付けて塑性加工することで、ボールホルダー２の内側をボール１と同曲率である幅を持った帯状部を形成している。

図１の要部拡大図とＩ−Ｉ’矢視図である図２に示すように、棒状部材７は、弾撥部材６のストレート部６ｂよりも大径の幹部７ａと先端部分に横断面十字状に４本の外方突部８とを有している。
棒状部材７の幹部７ａ後方の外径が、前記ストレート部６ｂの先端部分の径よりも大径となっているので、ストレート部６ｂの先端が棒状部材７の後方に当接し易い形状になっている。また、４本の外方突部８は、合成樹脂の射出成型品又は押し出し成形物を適宜長さに切断して得られたもので、４本形成された放射状溝２ｅ全てに挿入配置されている。弾撥部材が障害なく前後動できるように、棒状部材７の各部は、その周辺壁と非接触となり得る大きさに設定されている。
筆記時のボール１の回転やボール１がボールホルダー２の後方への移動することに伴う弾撥部材の移動と振動で、外方突部８が放射状溝２ｅ内のインキを撹拌し、増粘されるなどして滞留したインキが存在する場合には、これを撹拌して流動性を付与する。

図３に、他の実施例を示す。図２と同様の方式で示してある。
本例における弾撥部材６は、コイル部６ａの先端に一体に形成されているストレート部６ｂに外方突部８となる部分を形成しているものである。ストレート部６ｂの前方を横断面多角形（本例では四角）に形成し、その角部を外方突部８として放射状溝２ｅに挿入配置している。この多角形形状は、外側から中心側に向かって強く押し付ける鍛造加工にて形成している。

図４に、他の実施例を示す。図２と同様の方式で示してある。
本例における弾撥部材６は、先端部分を小径の多角形形状（本例では四角）に巻いたコイル部としている。前例の横断面多角形の形状をコイルを巻くことで弾撥部材のコイル部分として形成した例である。このようにすることによって、放射状溝２ｅに挿入配置された外方突部８は、ボールの前後移動や振動の際に、コイルの伸縮による動きが追加され、より効率的に撹拌が行えるものとなっている。

図５に、他の実施例を示す。図２と同様の方式で示してある。
本例における弾撥部材６は、先端側にストレート部６ｂを有するコイル部６ａと、ボールを直接押圧する棒状部材７とが別部材として組み合わされている例である。
棒状部材７は、先端部を後方に折り返し、更にその先端を外側に向けて折り曲げた形状の線状部材を数本（本例では４本）束ねた部材である。各線状部材を接着剤等で固定しても良い。外方に折り曲げられた先端部が、全ての放射状溝２ｅ内に挿入されている。尚、棒状部材７の先端が後方に折り返されることで、ボール１に接触する棒状部材７のボールとの接触部分を曲面とすることができ、ボール１の回転が円滑になり、書き味が向上する付随効果もある。

１ ボール
２ ボールホルダー
２ａ ボール抱持室
２ｂ 先端開口部
２ｃ 内方突出部
２ｄ 中心孔
２ｅ 放射状溝
２ｆ 後孔
３ インキ
４ フォロワー体
５ インキ収容部
６ 弾撥部材
６ａ コイル部
６ｂ ストレート部
７ 棒状部材
７ａ 幹部
８ 外方突部

Claims (1)

1. 筆記部材としてのボールと、貫通孔の先端開口部をボールの直径よりも小径に縮径加工すると共に、貫通孔後方内壁に複数の内方突出部を放射状に形成して、前記ボールを回転自在に抱持するボールホルダーとを有し、前記ボールを弾撥部材にて前方付勢してなるボールペンにおいて、前記弾撥部材先端部分に、前記複数の内方突出部間に形成される放射状溝と同数の外方突部を形成し、該外方突部を前記放射状溝の全てに挿入配置したボールペン。
   

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