JP5581075B2 - 筆記具 - Google Patents
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Description
さらに本発明は、前記インクを消耗した場合に、簡単に補充を行うことができる構造に関するものである。
例えば中綿式筆記具の一部では、インクを含ませた中綿だけを交換することで引き続き使うことができる技術が特許文献2に開示されている。インクを使用したものでは、特許文献3のようにインク容器そのものを交換する方法が開示、実用化されている。また、特許文献4のようにインク補充具を嵌着させた状態で加圧してインクを圧送する方法が開示されているほか、特許文献5では外的な装置で空気置換や吸引を行ってインクを補充する方法が提案されている。
さらには、実用新案文献6のように、軸後端に補充専用の流路を設けた方法も開示されている。
特許文献3では、収納する筆記具本体側に、容器との接続部や交換のための機構が必要となり、必然的に部品点数が多く構造が複雑になりがちであった。さらには、インクタンク交換時に筆記具を分解するなどの手間がかかってしまう。
特許文献4は、補充具を圧縮した圧力で、インク導通経路を介してインクタンクにインクを圧送するが、補充具の圧力上昇と同時にインクタンク内も加圧されるため、一度で十分な量のインク補充ができず、加圧と圧力開放の作業を複数回くりかえす必要がある。さらには、加圧開放時にインクタンクから補充具へ空気を吸引する必要があった。また空気置換せずに加圧した場合、一般に弁機構の開放流路は狭いために流路を流通せずに接続部からインクが噴出すおそれがあった。
特許文献5では、補充具の構造が複雑である。
実用新案文献6では、分解などの手間はかからない利点があるが、例えば外気温の上昇や外気圧の低下などで相対的に内圧上昇した場合、後端からインクが噴出すおそれがある。さらには、補充具との接続や噴出し防止のために、必然的に全体の部品点数が増加してしまう可能性があった。
そこで本発明は、使い捨てが主流であった筆記具にインクを補充可能にするとともに、従来の筆記具に対して大幅な部品の増加が無く、低コストで提供できるものである。
さらには、空気置換を確実に行うことでインク噴出しの懸念がなく、インク導入部分を内部に形成することでインク補充の過程で汚れにくく、筆記具を分解する手間が無く簡便にインクを補充することができる筆記具を実現することを課題とした。
本発明は、インクタンクと、インクタンクに収納されたインクと、筆記部と、筆記時にインクが流通する第1の流路を形成した弁機構からなる筆記具において、第1の流路とは異なる箇所に第2の流路を設け、インク補充時には、双方の流路を解放して外部とインクタンクを連通させ、第1の流路と第2の流路のいずれか一方の流路を経由してインクを補充するとともに、他方の流路から空気を放出して、インクを補充可能にしたことを特徴とする筆記具である。
また、インクの補充は筆記具とは別体の補充具とセットになったことを特徴とする筆記具セットでもある。
インク充填と同時に、他方の流路からインクタンク内の空気を放出することができるため、インクの充填口からの噴出しによる汚れ等がなく、充填時の不要な作業を行うことなくインクを補充することができる。
さらに、筆記具の分解する必要が無いため作業が簡便で、インクは筆記具内部を流通して補充されるため周囲を汚してしまう恐れも無い、優れた特徴を有するものである。
なお、本明細書中において、インクタンク内にインクを入れる作業については、インクを送りこむこと自体を「充填」、インクが消耗した際に再度インクを入れる作業を「補充」と呼ぶ。また筆記する側を「前方」、その他方の側を「後方」と呼ぶ。
筆記具の構成は、本発明の筆記具は、インクタンク81を含む軸8と、インクタンク81に収納されたインク10と、筆記部1と、インクタンク81を筆記部1とを接続する第1の流路に形成された弁機構211と、前記弁機構とは異なる第2の流路に形成された弁機構212と、前記ふたつの弁機構と筆記部1を軸8に固定する先軸7とからなる。
インク10は、水、アルコール溶媒、炭化水素溶媒、芳香族溶媒、脂肪族溶媒などの溶媒中に、染料もしくは顔料の少なくともいずれかが溶解、分散されて着色されている。例えば、ジョンクリル61J(ジョンソン(株)社製):9重量%、酸化チタン:6重量%、赤202号:4重量%、水:残り重量、のインクを用いることができる。
筆記具は、軸8内部のインクタンク81に開口部より所望量のインク10を充填し、第1の弁機構211と第2の弁機構212とインク保持体6とを軸8内に配置したのち、先軸7を螺合させ、保持部72に筆記部1を挿入することにより筆記具を得ることができる。
前記筆記具は、筆記具の筆記部1側を略下向きにした状態で、紙面などの筆記面に筆記部1を接触して筆記することができるが、筆記描線が薄くなった際、筆記部1を弾性体9の弾性力以上の荷重を後方にかけることで、筆記部1と当接している弁棒4が後方へ移動し、筆記具内部の弾性体9が撓み、テーパー部43と穴21が分離し、流路205が開く。そのため図3(b)のように第1の流路201を有する第1の弁機構211は開放される。これにより、インクタンク81内のインク10は、第1の流路の開口部32と、第1の流路202と、流路205と、第1の流路201を経て筆記部1にインクが供給され、濃い描線を得ることができる。この際、球体5は弾性体9によって弁棒4と当接されるため、第2の弁機構212は開放されない。
筆記部1が筆記面から離れた場合は、筆記部1の後方への荷重が解除されるため、弾性体9の前方への弾性力で弁捧4は弁座2に押し付けられ、流路205が塞がることで弁機構211は閉じられる。
筆記部1は、樹脂からなる繊維束芯の一端を略角型形状に研磨して得ることができるが、本形態に限らず紙面等に筆記可能な筆記部であれば良い。
弁座2はフランジ部の中央に略円形状の穴21と穴21の周囲にバネ受け嵌合部22を形成した。フランジ部とバネ受け3の前方端部と当接可能なように形成されている。穴21は弁棒4の先端41の外径より大きく、後端42の外径より小さくする。バネ受け嵌合部22は、バネ受け3の弁座嵌合部31に挿入可能にする。なお、挿入形態は圧入又は遊嵌のどちらでも良い。
弁座2の材料は、例えば、PP、PE、PS、PET、PC、PA、POM、PES、PEN、塩ビ、EVOH、PBT、ABS、のような樹脂材料や、ステンレス、鉄、真鍮、銅、アルミニウムなどの金属材料のひとつ、もしくは複数の組み合わせで構成され、製造は射出成型、ブロー成型、圧空成型などの成型法や、切削加工などの金属加工法により形成されるが、特にPP樹脂を射出成型法で加工して得たものが望ましい。
バネ受け3は、弁座2のバネ受け嵌合部22が挿入可能な弁座嵌合部31と側面部に複数の円形の穴が形成されている第1の流路の開口部32と後方に開口部が形成されている第2の流路の開口部33と弾性体9の後端部と当接可能に形成した底部34から構成される。第1の流路の開口部32と第2の流路の開口部33の形状は流路が形成されていれば円形、角形、多角形状等、特に限定しない。
バネ受け3の材料は、例えば、PP、PE、PS、PET、PC、PA、POM、PES、PEN、塩ビ、EVOH、PBT、ABS、のような樹脂材料や、ステンレス、鉄、真鍮、銅、アルミニウムなどの金属材料のひとつ、もしくは複数の組み合わせで構成され、製造は射出成型、ブロー成型、圧空成型などの成型法や、切削加工などの金属加工法により形成されるが、特にPP樹脂を射出成型法で加工して得たものが望ましい。
弁棒4は、前方側は略円柱状で形成された先端41と、後方側は先端41より直径の大きい外径を有する後端42と先端41と後端42とを拡径して接続する斜面状のテーパー部43から構成される。弁棒4の内部は略円筒形の第2の流路203、204と、第2の流路203と204とを接続し弁部材5と当接可能なテーパー部43の断面略裏側に位置する第2の流路の弁座44とで、軸方向に貫通する穴が形成されている。貫通する穴形状は、少なくとも2つ以上の異なった内径をもち、その内径を接続部分にテーパー状の内筒面で形成されていればよい。
弁棒4の材料は、例えば、PP、PE、PS、PET、PC、PA、POM、PES、PEN、塩ビ、EVOH、PBT、ABS、のような樹脂材料や、ステンレス、鉄、真鍮、銅、アルミニウムなどの金属材料のひとつ、もしくは複数の組み合わせで構成され、製造は射出成型、ブロー成型、圧空成型などの成型法や、切削加工などの金属加工法により形成されるが、特にPP樹脂を射出成型法で加工して得たものが望ましい。
弁部材5は第2の流路の弁機構で一部品であり、補充時でも部材の破損が少なくかつインクの腐食に強いステンレス製の球体が望ましい。形状は、球形が好ましいが、半球などの略球形や、一端がテーパー形状や半球や円筒断面になっている円筒形状などでもよい。
先軸7は、先軸7は複数の外径を持つ略円筒形で、内部は両端には円筒軸方向に貫通した開口部が形成されている。前方の開口部は筆記部1を挿入し保持可能な保持部72と、後方の開口部には軸8と螺合可能な螺合ネジが配された螺合部71が形成されている。
保持部72は、筆記部1が挿入され筆記部1を軸方向に線運動可能に拘束するとともに、自重で落下しないように保持する。
先軸7の材料は、例えば、PP、PE、PS、PET、PC、PA、POM、PES、PEN、塩ビ、EVOH、PBT、ABS、のような樹脂材料や、ステンレス、鉄、真鍮、銅、アルミニウムなどの金属材料のひとつ、もしくは複数の組み合わせで構成され、製造は射出成型、ブロー成型、圧空成型などの成型法や、切削加工などの金属加工法により形成されるが、PP樹脂を射出成型法で加工して得たものが望ましい。
軸8は、筆記時の主な把持部分であるとともに、一端は密封された円筒形状であるインクタンク81が形成されている。他方の一端は開放されており、該開放された一端の外周には先軸7と螺合可能となるネジが形成された螺合部82が形成されている。
軸8の材料は、例えば、PP、PE、PS、PET、PC、PA、POM、PES、PEN、塩ビ、EVOH、PBT、ABS、のような樹脂材料や、ステンレス、鉄、真鍮、銅、アルミニウムなどの金属材料のひとつ、もしくは複数の組み合わせで構成され、製造は射出成型、ブロー成型、真空成型、圧空成型などの成型法や、切削加工、プレス成型、絞り成型などの金属加工法により形成されるが、特にPP樹脂とPE樹脂との混合材料をインジェクションブロー成型法で加工し、略円筒形で成形したものが望ましい。
弾性体9は、本実施形態では、図12の通りステンレス材の圧縮スプリングが好ましいが、インクの流通を阻害せずかつ筆記部1を弾発可能な部材であれば、この形態に限定されず、例えば樹脂スプリングやエラストマー、ゴムなどの弾性体でもよい。
補充具11は、略円筒形状であり、内部には円筒軸方向に貫通するインク流通路114が配されている。インクを受け入れるインク導入部111と、第2の流路203内部に挿入されて弁部材5を押し込むノズル112と、弁捧4を後方に押し込む押し部113を備え、筆記具との接続時に第1の流路の弁機構211と第2の流路の弁機構212の双方を開放できるものである。補充具11の一端は、第2の流路203に挿入可能かつ球体5を押し込むのに十分な強度を持つノズル112と、ノズル112の先端には、インク流通路114と円筒外周面とを連通する切り欠き115が設けられており、ノズル112先端が球体5の表面と面接触しても円滑にインクが流通可能になっている。ノズル112の反対側の他端は、補充用のインクを受け入れ可能なインク導入部111が形成されている。
補充具11の成形は塩ビ樹脂を射出成型したものや、PP樹脂を押し出し成型したもの又は別々に成形して接続して得たもので製造することができる。
なお補充具は、第1の流路の弁機構211と、第2の流路の弁機構212とを同時に開放し、どちらか一方の流路にインクを充填できる物、例えばインクを直接注ぎこむことができる器具、シリンジや圧送ポンプのホース等でも良い。
補充時には、筆記具の前方、筆記部1を略上方に向け、筆記部1を取り外し、図14(a)、(b)、(c)、(d)の順で補充具11のノズル112側を弁棒4に向かって後方側に移動する。補充具11を押し込むことで、ノズル112が球体5を押すとともに、押し部113が弁捧4の先端41を押すことで、弾性体9が撓み、弁捧4と球体5が後退する。押し部113が弁棒4と当接する位置又は弁捧4の後端42がバネ受けの底部34と接触することで、確実に弁機構211と弁機構212を開放するとともに、過剰な押し込みを防止することができる。第1の流路201、202と流路205が連通し、第2の流路203、204と流路206が連通した後に、インク導入部111よりインクを充填ことでインクを補充することができる。インクは補充具11のノズル内部に配されたインク流通路114と、切り欠き115と、流路206と、第2の流路204と、第2の流路の開口部33とを経て、インクタンク81内に充填される。
インク充填と同時に、インクタンク81内の空気は第1の流路の開口部32と、第1の流路202と、流路205と、第1の流路201と、隙間流路207とを経て大気中に開放されることにより、吸引動作などをせずに連続的にインクが補充できる。
インク充填時において、補充具11の外周面と先軸7の保持部72の内筒面とは略嵌合し相互に固定されると同時に、空気の流通が可能な隙間流路207は維持される。このとき同時にインクタンク81内の空気が大気中に開放されるため、吸引動作などをせず、連続的にインクが補充できる。再度、保持部72に筆記部1を挿入することで筆記することができる。
2 弁座
3 バネ受け
4 弁捧
5 弁部材
6 インク保持体
7 先軸
8 軸
9 弾性体
10 インク
11 補充具
21 穴
22 バネ受け嵌合部
31 弁座嵌合部
32 第1の流路の開口部
33 第2の流路の開口部
34 バネ受けの底部
41 先端
42 後端
43 テーパー部
44 第2の流路の弁座
71 螺合部
72 保持部
81 インクタンク
82 螺合部
111 インク導入部
112 ノズル
113 押し部
114 インク流通路
115 切り欠き
201 第1の流路
202 第1の流路
203 第2の流路
204 第2の流路
205 流路
206 流路
207 隙間流路
211 第1の弁機構
212 第2の弁機構
Claims (3)
- インクタンクと、インクタンクに収納されたインクと、筆記部と、インクタンクと筆記部とを接続し筆記時にインクが流通するインク流路が形成された弁機構からなる筆記具において、弁機構にはインクタンクと筆記部とで流通する第1の流路と、第1の流路の近傍に配置されている第2の流路とを設け、前記第1の流路と前記第2の流路は各々の弁機構から構成されると共に、前記インクタンクに収容されたインクは、別体である外部からの補充具で補充可能であり、前記補充具による補充時には、前記第1の流路の弁機構と、前記第2の流路の弁機構との双方が開放され、開放時には前記第1の流路の弁機構と前記第2の流路の弁機構とのいずれか一方をインクが流通し、他方を空気が流通することを特徴とする筆記具。
- 筆記時には、前記第1の流路の弁機構のみが開放されることでインクが流通し、前記第2の流路の弁機構は開放されずインクが流通しないことを特徴とする請求項1記載の筆記具。
- 前記補充具とセットになった請求項1又は2記載の筆記具セット。
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