JP6072885B2

JP6072885B2 - パイプ式ボールペン

Info

Publication number: JP6072885B2
Application number: JP2015228251A
Authority: JP
Inventors: 治巳山内
Original assignee: Pilot Ink Co Ltd
Current assignee: Pilot Ink Co Ltd
Priority date: 2015-11-23
Filing date: 2015-11-23
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: JP2016041515A

Description

本発明は、パイプ式ボールペンに関する。詳細には、金属製のパイプの先細状の先端部を径方向内方に押圧変形することにより形成したカシメ部と、前記パイプの先端近傍側壁を径方向内方に押圧変形することにより形成した複数の内方突出部とによってボールが回転可能に抱持されるボール抱持部を有するボールペンチップを備えたパイプ式ボールペンに関する。

従来、例えば、特許文献１には、カシメ部の内周面にボールと同等の曲率を有する球面状凹部を形成してなるパイプ式ボールペンチップが開示されている。

前記従来のパイプ式ボールペンチップは、筆記時のインキ流出性を向上させるために（例えば、比較的大きな着色剤粒子を有するインキを容易に吐出させるために）、内方突出部とカシメ部との間のボール抱持部内におけるボールの径方向の移動可能量を大きく設定するに従い、ポンチ加工により内方突出部を形成する際の押圧変形量も増加し、それに伴い、カシメ部の内面の横断面形状が円形から歪んだ形状になりやすくなると同時に、カシメ部の内周面にボールと同等の曲率を有する球面状凹部を形成するためのカシメ部の内方への折り曲げ量（カシメ変形量）も増加する。その結果、カシメ工程時にカシメ部内面を適正にボールに圧接させることができず、確実なシール性を備えたカシメ部を形成することが困難となるおそれがある。

したがって、従来において、十分なインキ流出性と、確実なシール性の両方を満足するパイプ式ボールペンは、未だ得られていない。

特開２００６−１０３２８８号公報

本発明は、前記従来の問題点を解決するものであって、筆記時の十分なインキ流出性が得られるとともに、非筆記時のカシメ部とボールとの確実なシール性が得られるパイプ式ボールペンを提供しようとするものである。尚、本発明で、「前」とはボールペンチップ側を指し、「後」とはその反対側を指す。

［１］本願の第１の発明は、金属製のパイプ３の先細状の先端部を径方向内方に押圧変形することにより形成したカシメ部４と、前記パイプ３の先端近傍側壁を径方向内方に押圧変形することにより形成した複数の内方突出部５とによってボール６が回転可能に抱持されるボール抱持部を有するボールペンチップ２と、前記ボール６を前方に付勢し且つ前記ボール６を前記カシメ部４の内周面に密接させる弾発体１１とを備えたパイプ式ボールペンであって、前記ボール抱持部の最大内径Ｂと前記ボール６の直径Ａとの差が２５μｍ以上であり、且つ、前記カシメ部４の内周面に、前方に向かうに従い次第に内径が小さくなる環状凸面部４ａを形成し、非筆記時、前記弾発体１１の前方付勢により、前記カシメ部４の環状凸面部４ａに前記ボール６を密接させたことを要件とする。

前記第１の発明のパイプ式ボールペン１は、前記ボール抱持部の最大内径Ｂと前記ボール６の直径Ａとの差が２５μｍ以上であり、且つ、前記カシメ部４の内周面に、前方に向かうに従い次第に内径が小さくなる環状凸面部４ａを形成し、非筆記時、前記弾発体１１の前方付勢により、前記カシメ部４の環状凸面部４ａに前記ボール６を密接させたことにより、筆記時の十分なインキ流出性が得られるとともに、非筆記時のカシメ部４とボール６との確実なシール性が得られる。

尚、本発明でボール６は、直径Ａが、０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ（好ましくは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ）の範囲のものが好ましい。尚、前記ボール抱持部の最大内径Ｂとボール６の直径Ａとの差は、より一層、円滑なインキ流出性が得られる点で、３０μｍ以上が好ましい。尚、前記ボールペン抱持部内でのボールペンの前後方向の移動可能量は、円滑なインキ流出性が得られる点で、１５μｍ〜６５μｍの範囲が好ましい。

［２］本願の第２の発明は、前記第１の発明のパイプ式ボールペン１において、前記環状凸面部４ａの径方向外方のカシメ部４の外周面に、前方に向かうに従い次第に外径が小さくなる環状凹面部４ｂを設け、前記ボール６を前記内方突出部５に当接させた状態で、前記環状凸面部４ａと前記ボール６との間にインキ流通間隙７が形成されるとともに、前記環状凹面部４ｂの先端と前記環状凹面部４ｂの後端とに接する仮想直線Ｐよりも前側に前記ボール６の一部が突出してなることを要件とする。

前記第２の発明のパイプ式ボールペン１は、紙面に対してボールペン本体を傾斜させて筆記しても環状凹面部４ｂの先端（カシメ部４の先端）が紙面に当たることを回避し、滑らかな筆記感が得られるとともに、カシメ部４の内周面の変形（即ち横断面形状が円形から歪んだ形状になること）も回避でき、非筆記時のボール６とカシメ部４との確実なシール性が維持される。

［３］前記第３の発明は、前記第２の発明のパイプ式ボールペン１において、前記環状凹面部４ｂの後端が前記カシメ部４の内周面基端４ｃよりも前方に位置してなることを要件とする。

前記第３の発明のパイプ式ボールペン１は、前記環状凹面部４ｂの後端が前記カシメ部４の内周面基端４ｃよりも前方に位置してなることによって、より一層、筆記時のカシメ部４先端が紙面に当たることを回避できる。もし、環状凹面部４ｂの後端が前記カシメ部４の内周面基端４ｃよりも後方に位置する場合、環状凹面部４ｂの先端と環状凹面部４ｂの後端とに接する仮想直線Ｐよりも前側にボール６の一部が突出しないため、紙面に対してボールペン本体を傾斜させて筆記した際、環状凹面部４ｂの先端（カシメ部４の先端）が紙面に接触するおそれがある。

［４］前記第４の発明は、前記第１乃至３の何れかの発明において、前記環状凹面部４ｂの先端と前記環状凹面部４ｂの後端とに接する仮想直線Ｐから垂直方向の環状凹面部４ｂの最大深さＤが、２μｍ以上であることを要件とする。

前記第４の発明のパイプ式ボールペン１は、前記環状凹面部４ｂの先端と前記環状凹面部４ｂの後端とに接する仮想直線Ｐから垂直方向の環状凹面部４ｂの最大深さＤが、２μｍ以上（好ましくは４μｍ以上）であることにより、カシメ部４の内周面に適正な環状凸面部４ａを形成することができる。

本発明のパイプ式ボールペンは、筆記時の十分なインキ流出性が得られるとともに、非筆記時のカシメ部とボールとの確実なシール性が得られる。

本発明の実施の形態を示す縦断面図である。図１の非筆記時の要部拡大縦断面図である。図２の要部拡大縦断面図である。図２のＸ−Ｘ線拡大断面図である。図１のボールと内方突出部との当接状態（筆記時）の要部拡大縦断面図である。図５の要部拡大縦断面図である。図１のボールペンチップのカシメ加工前の状態を示す要部拡大縦断面図である。図１のボールペンチップのカシメ加工時を示す要部拡大縦断面図である。

本発明のパイプ式ボールペン１の実施の形態を図面に従って説明する（図１乃至図８参照）。

本実施の形態のパイプ式ボールペン１は、先端に回転可能にボール６が抱持されたボールペンチップ２と、該ボールペンチップ２の後部を保持するホルダー８と、該ホルダー８内及びボールペンチップ２内に収容され且つボール６を前方に付勢する弾発体１１と、前記ホルダー８を先端開口部に圧入固着されたインキ収容筒９と、該インキ収容筒９内に収容されるインキ９ａ及び追従体９ｂと、前記インキ収容筒９の後端開口部に圧入固着される、通気孔を備えた尾栓１０とからなる。

・インキ収容筒
前記インキ収容筒９の内部には、インキ９ａと、該インキ９ａの後端に配置され且つ該インキ９ａの消費に伴って前進する高粘度流体からなる追従体９ｂとが充填される。前記インキ９ａは、例えば、低粘度の水性または油性インキ、剪断減粘性を有する水性または油性ゲルインキ等が挙げられる。前記追従体９ｂは、例えば、高粘度流体のみからなる構成、または高粘度流体中に固形物を収容させた構成が挙げられる。

前記インキ９ａの着色剤としては、例えば、顔料または染料が用いられる。前記染料としては、例えば、酸性染料、直接染料、塩基性染料等が挙げられる。前記顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料、蛍光顔料、パール顔料、メタリック顔料、蓄光性顔料、酸化チタン等の白顔料、金属粉顔料、可逆熱変色性マイクロカプセル顔料等が挙げられる。

・弾発体
前記弾発体１１は、前部のストレート部１１ａと、後部のコイル部１１ｂとが一体に連設されてなる。前記コイル部１１ｂの後端部には、外径が前方のコイル部１１ｂより大きく設定された密着巻部よりなる膨出部１１ｃが形成される。前記膨出部１１ｃがホルダー８内周面の係止突起８ａを後方より乗り越えて、前記膨出部１１ｃが前記係止突起８ａの前面に係止される。それにより、弾発体１１が圧縮状態で保持される。尚、前記弾発体１１の弾発力（即ちボール６を前方に押圧する力）は、１０グラム〜２５グラムに設定される。

前記ストレート部１１ａの先端は、ボール６後面に当接され、ボール６を前方に押圧し、それにより、ボール６がボールペンチップ２のカシメ部４内周面に周状に密接され、ボール６とカシメ部４内周面との間がシールされる。前記カシメ部４内周面にボール６が密接されることにより、ペン先下向き状態で保管したとしても、ペン先からのインキ漏出が防止され、また、ペン先上向き状態で保管したとしても、ペン先からの空気混入が防止される。

・ボールペンチップ
前記ボールペンチップ２は、金属製のパイプ３の先細状の先端部を径方向内方に押圧変形することにより形成したカシメ部４と、前記パイプ３の先端近傍側壁を径方向内方に押圧変形することにより形成した複数（具体的には４個）の内方突出部５とを備え、前記カシメ部４と内方突出部５とによってボール６を回転可能に抱持するボール抱持部を構成する。前記金属製のパイプ３は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３２１等のオーステナイト系ステンレス鋼）の円筒体が採用される。前記金属製のパイプ３は、少なくとも先端部がストレート状の円筒体（直管状円筒体）であることが好ましく、例えば、全体がストレート状の円筒体からなる構成、または、先端部がストレート状であり、且つ、その後方が外径及び内径が拡径する形状である構成が挙げられる。前記内方突出部５は、パイプ３の内周面に周状に等間隔に配置される。

前記カシメ部４の内周面に、前方に向かうに従い次第に内径が小さくなる環状凸面部４ａが形成される。前記環状凸面部４ａの径方向外方のカシメ部４の外周面に、前方に向かうに従い次第に外径が小さくなる環状凹面部４ｂが形成される。

前記環状凸面部４ａは、前方に向かうに従い次第に内径が小さくなる形状を有する。前記環状凸面部４ａは、例えば、環状凸曲面からなる構成、環状凸曲面と環状傾斜面とからなる構成、または、複数の環状傾斜面からなる構成が挙げられる。

前記環状凹面部４ｂは、前方に向かうに従い次第に外径が小さくなる形状を有する。前記環状凹面部４ｂは、例えば、環状凹曲面からなる構成、環状凹曲面と環状傾斜面とからなる構成、または複数の環状傾斜面からなる構成が挙げられる。

前記ボール抱持部の最大内径Ｂとボール６の直径Ａとの差が２５μｍ以上（好ましくは３０μｍ以上）に設定される。それにより、筆記時の十分なインキ流出性が得られる。

前記ボールペン抱持部内でのボールペンの前後方向の移動可能量は、１５μｍ〜３０μｍの範囲に設定される。それにより、筆記時の十分なインキ流出性が得られる。

前記ボール６は、直径Ａが、０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ（好ましくは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ）の範囲のものが採用される。

非筆記時、前記弾発体１１の前方付勢により、前記カシメ部４の環状凸面部４ａに前記ボール６を周状に密接される。カシメ部４の内周面に環状凸面部４ａを形成したことにより、カシメ加工前のパイプ３の先端部内周面の横断面形状が円形状から多少歪んだ形状になっていても、弾発体１１の前方付勢でボール６が環状凸面部４ａに容易に食い付き、カシメ部４内周面とボール６との確実なシール性が得られる。

前記ボール６を前記内方突出部５に当接させた際（即ち筆記時）、前記環状凸面部４ａと前記ボール６との間にインキ流通間隙７が形成されるとともに、前記環状凹面部４ｂの先端と前記環状凹面部４ｂの後端とに接する仮想直線Ｐよりも前方に前記ボール６が突出してなる。それにより、紙面に対してボールペン本体を傾斜させて筆記しても環状凹面部４ｂの先端（カシメ部４の先端）が紙面に当たることを回避し、滑らかな筆記感が得られるとともに、カシメ部４の内周面の変形（即ち円形から歪んだ形状になること）も回避でき、非筆記時のボール６とカシメ部４との確実なシール性が維持される。

また、前記環状凹面部４ｂの後端が前記カシメ部４の内周面基端４ｃよりも前方に位置される。具体的には、図６に示すように、前記環状凹面部４ｂの後端が前記カシメ部４の内周面基端４ｃよりも距離Ｃだけ軸方向前方に位置される。それにより、より一層、筆記時の環状凹面部４ｂ（カシメ部４の先端）が紙面に当たることを回避できる。

また、前記環状凹面部４ｂの先端と前記環状凹面部４ｂの後端とに接する仮想直線Ｐから垂直方向の環状凹面部４ｂの最大深さＤが、２μｍ以上（好ましくは４μｍ以上）に設定される。それにより、カシメ部４の内周面に適正な環状凸面部４ａを形成することができる。

・製造方法
本実施の形態に用いられるボールペンチップ２の製造方法について説明する。
図７に示すように、先細状の先端部（具体的には前方に向かうに従い縮径するテーパ状の先端部）を備えた金属製のパイプ３の先端近傍側壁を内方への押圧変形（ポンチ加工）によって、ボール受け座用の複数の内方突出部５を形成した後、ボール６を内方突出部５の前側に挿入する。

次に、図８に示すように、金属製のパイプ３の先細状の先端部の外周面に、カシメ具１２の圧接面を圧接させることにより、カシメ部４が形成される。前記カシメ具１２の圧接面は、凸面状となっているため、前記カシメ部４の形成と同時に、前記カシメ部４の内周面に環状凸面部４ａが形成され、且つ、前記カシメ部４の外周面に環状凹面部４ｂが形成される。尚、前記ボールペンチップ２の製造方法は、１例であり、これに限らない。

１パイプ式ボールペン
２ボールペンチップ
３パイプ
４カシメ部
４ａ環状凸面部
４ｂ環状凹面部
４ｃカシメ部の内周面基端
５内方突出部
６ボール
７インキ流通間隙
８ホルダー
８ａ係止突起
９インキ収容筒
９ａインキ
９ｂ追従体
１０尾栓
１１弾発体
１１ａストレート部
１１ｂコイル部
１１ｃ膨出部
１２カシメ具
Ｐ仮想直線
Ａボールの直径
Ｂボール抱持部の最大内径
Ｃ環状凹面部の後端とカシメ部の内周面基端との間の軸方向の距離
Ｄ環状凹面部の最大深さ

Claims

金属製のパイプの先細状の先端部を径方向内方に押圧変形することにより形成したカシメ部と、前記パイプの先端近傍側壁を径方向内方に押圧変形することにより形成した複数の内方突出部とによってボールが回転可能に抱持されるボール抱持部を有するボールペンチップと、前記ボールを前方に付勢し且つ前記ボールを前記カシメ部の内周面に密接させる弾発体とを備えたパイプ式ボールペンであって、顔料を着色剤とするインキが内部に充填されたインキ収容筒を備え、前記ボールの直径が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であり、前記ボール抱持部の最大内径と前記ボールの直径との差が２５μｍ以上であり、且つ、前記カシメ部の内周面に、前方に向かうに従い次第に内径が小さくなる環状凸面部が形成され、非筆記時、前記弾発体の前方付勢により、前記カシメ部の環状凸面部に前記ボールが密接され、
前記環状凸面部の径方向外方のカシメ部の外周面に、前方に向かうに従い次第に外径が小さくなる環状凹面部が設けられ、前記ボールを前記内方突出部に当接させた状態で、前記環状凸面部と前記ボールとの間にインキ流通間隙が形成されるとともに、前記環状凹面部の先端と前記環状凹面部の後端とに接する仮想直線よりも前側に前記ボールの一部が突出してなり、
前記環状凹面部の後端が前記カシメ部の内周面基端よりも前方に位置してなることを特徴とするパイプ式ボールペン。
前記環状凹面部の先端と前記環状凹面部の後端とに接する仮想直線から垂直方向の環状凹面部の最大深さが、２μｍ以上である請求項１に記載のパイプ式ボールペン。