JP6313734B2 - バルブ式液材滲出具 - Google Patents

Description

本発明は、バルブ式液材滲出具部材に関するものであり、より詳細には、バルブ機構を備えた直液式マーカー等の筆記具、あるいは、化粧用具や医療用具、あるいは、種々の塗液具に適用可能で、十分な量のインク、化粧液、液状薬品、塗料等の液材を貯留し、それを随時芯に浸透させて筆記したり、塗布したりすることができるバルブ式液材滲出具に関するものである。

マーカー等の筆記具は、軸内にインクを含浸させた中綿を装填する中綿式タイプと、軸内に直接インクを注入する直液式（生インク式）タイプとに大別される。従来のマーカーとしては中綿式のものが多かったが、中綿式の場合は、一旦芯先が乾くと、再び筆記可能状態にまでインクが染み込むのに時間がかかり、また、素早く筆記した場合は、インクの染み込みが追い付かないために筆記した文字が掠れるという欠点がある。

これに対して直液式の場合は、芯が液材タンク軸内に貯留されたインクに直接触れていてインクの染み込みが迅速なため、芯先の乾きがなく、素早く筆記した場合においてもインクの染み込みがこれに追従するため、筆記文字が掠れることもないところから、最近では、直液式のものが主流となってきている。

ところで、直液式の場合は、芯に過剰にインクが染み出て、所謂インクのぼた落ち現象が起こるおそれがあるため、芯を押し込むことによって開放されるバルブ機構を介して芯にインクを染み込ませるバルブ式のものが多い。しかし、その場合においても、筆記時に液材タンク軸を握持するために軸内の空気が熱膨張し、あるいは、握持圧や気圧の関係で軸内の圧力が上昇することにより、芯に過剰にインクが染み出てインクのぼた落ちが起こるおそれがある。そこで、従来は、芯の内端部に発泡樹脂製の吸収環を嵌め付け、その吸収環で過剰インクを吸収することによってインクのぼた落ちを回避する方法が採用されていた。

しかるに、この従来のバルブ式で吸収環を用いる機構の場合は、芯のインクに接する部分が内端部のみと少ないために芯が乾きやすく、筆記掠れも生じやすい。そのため、芯を押し込んでのバルブ開放操作を頻繁に行わなければならない煩わしさがある。また、芯の押し込み操作を頻繁に行うために芯の先端が傷みやすく、インクが多量に残存していたとしても、使用できなくなることが少なくないという問題があった。このような問題は、筆記具に限らず、液材を芯先に滲出させて用いる各種化粧用具や医療用具、あるいは、液状塗料や液状接着剤等の塗液具においても生ずることである。

この問題を解決するために本願出願人により、芯の多くの部分を、貯留する液材に常時接し得る状態にすることで芯の乾きを防止することができるために、芯の押し込みによるバルブの開放操作を頻繁に行う必要がなく、その操作を頻繁に行うことに起因する芯先の早期損傷もなく、また、芯に対する液材の染み込みを迅速に行うことが可能なため、高速筆記や高速塗液のような使用態様の場合においても、筆記文字や塗液部分等が掠れたりすることがない、バルブ式液材滲出具の提案がなされている（特開２０１５−４２４８３号公報）。

この提案に係るバルブ式液材滲出具の場合は、芯保持孔内に収まっている芯の下半部が、液材を貯留する芯保持孔、貯留空間及び細隙に直接広範囲に面していて、常時液材を吸収し得る状態となっているため、芯の乾きが確実に防止され、以て、芯の押し込みによるバルブの開放操作を頻繁に行う必要がなくなり、その操作を頻繁に行うことに起因する芯先の早期損傷を防止することができ、また、高速筆記、高速塗液等の使用態様における際においても、芯に対する液材の染み込みが迅速となるために、筆記文字や塗液部分に掠れが生じないという効果が認められる。

しかし、この提案に係るバルブ式液材滲出具の場合の液材の芯への滲み込みは、芯の液材貯留部材内に収まっている部分においてのみ行われるため、液材の種類、即ち、粘度の異なる液材によっては、滲み込み量が必ずしも十分とは言えない場合が生じ得る。

特開２００８−６６６８号公報 特開２００８−８７４２２号公報 特開２００８−１５５４８４号公報 実用新案登録第２５９４３０６号公報 特開２０１５−４２４８３号公報

上述したように、従来提案されているバルブ式液材滲出具の場合は、液材の芯への滲み込みが、芯の液材貯留部材内に収まっている部分においてのみ行われるため、液材の種類によっては滲み込み量が必ずしも十分とは言えない場合が起こり得るという問題があった。

そこで本発明は、上記従来のバルブ式液材滲出具の場合よりも芯の多くの部分を液材に接することを可能にし、以て、芯の乾きを防止することができて、芯の押し込みによるバルブの開放操作を頻繁に行う必要がなく、その操作を頻繁に行うことに起因する芯先の早期損傷もなく、また、芯に対する液材の滲み込みを迅速に行うことが可能で、高速筆記や高速塗液のような使用態様の場合においても、筆記文字や塗液部分等が掠れたりすることがない、バルブ式液材滲出具を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、液材タンク軸と、前記液材タンク軸の先端に取り付けられるバルブ収装筒と、前記バルブ収装筒内に嵌装されるバルブユニットケース及び液材貯留部材と、中間部に設けた段差を挟んで細径部と太径部とを有する芯とから成り、
前記バルブ収装筒の先端部には、前記芯の細径部を摺動可能に支持する芯支持部が設けられ、前記芯支持部の内端面と前記液材貯留部材の頭面との間の環状空間が補助液溜部とされ、
前記液材貯留部材は、頂部を切除したコーン形状を呈していて、その前記頭面から中心を貫くように、前記芯の太径部を摺動可能に装入するための芯挿入孔が形成されると共に、その芯挿入孔から放射状に、液材を貯留するための細隙が多数形成されて成り、
前記バルブユニットケースは、その頭面が前記液材貯留部材の底面に当接し、その底面開口が、前記液材タンク軸内の液材を常時前記バルブユニットケース内に導入する液材通流孔を有する蓋部材によって閉塞され、
前記バルブユニットケース内に装填されるバルブ機構は、前記芯が押し込まれることにより開いて、前記バルブユニットケース内に流入した液材を前記液材貯留部材の前記各細隙内に流入させ、前記各細隙内に流入した液材はそこに貯留されて前記芯の太径部に滲み込み可能にし、
また、前記芯が押し込まれた際に、前記芯の細径部の一部が前記芯挿入孔内に進入するに伴って、前記細径部の周面と前記芯挿入孔の入口周面との間に通液間隙が生成され、以て、前記液材貯留部材内の液材が前記通液間隙を通って前記補助液溜部内に貯留されるようにし、前記補助液溜部内に貯留された液材が前記芯の細径部並びに太径部に滲み込み可能にしたことを特徴とするバルブ式液材滲出具である。

一実施形態においては、前記芯の細径部と太径部との径差は０．４〜０.６ｍｍの範囲内とされ、また、前記液材貯留部材の底面をテーパー状に凹ませることにより、前記液材貯留部材と前記バルブユニットケースとの当接面間に、前記芯挿入孔及び前記各細隙に連通する液材貯留部が形成される。また、液材として、表面張力が２０〜３５ｍＮ・ｍで粘度が５〜１５ｍＰａ・ｓの範囲のインクが用いられる

本発明に係るバルブ式液材滲出具は上記のとおりであって、バルブ収装筒の先端部に形成される芯の細径部を摺動可能に支持する芯支持部の内端面と液材貯留部材の頭面との間の環状空間が補助液溜部とされ、芯が押し込まれた際に芯の細径部の一部が芯挿入孔内に進入するに伴い、細径部の周面と芯挿入孔の入口周面との間に通液間隙が生成され、液材貯留部材の細隙内の液材がその通液間隙を通って補助液溜部内に貯留される。

かくして、補助液溜部に接する細径部と太径部に液材が滲み込むことになるため、芯に対する液材の滲み込みが十分且つ迅速に行われることになり、以て、高速筆記や高速塗液のような使用態様の場合における筆記文字や塗液部分の掠れが確実に防止される効果がある。

また、本発明に係るバルブ式液材滲出具によれば、芯の乾きが確実に防止されるため、芯の押し込みによるバルブの開放操作を頻繁に行う必要がなく、その操作を頻繁に行うことに起因する芯先の早期損傷を防止することができるという効果がある。

本発明に係るバルブ式液材滲出具の一実施形態の部分破断正面図である。 本発明に係るバルブ式液材滲出具の一実施形態の要部縦断面図である（非押し込み時）。 本発明に係るバルブ式液材滲出具の一実施形態の要部縦断面図である（芯押し込み時）。 本発明に係るバルブ式液材滲出具の一実施形態の要部断面拡大図である（芯押し込み時）。 図２におけるＡ−Ａ線断面拡大図である。 図５におけるＢ−Ｂ線並びにＣ−Ｃ線で切った液材貯留部材の縦断面図である。

本発明を実施するための形態につき、添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明は、本発明に係るバルブ式液材滲出具をバルブ式筆記具に適用した場合のものであるが、筆記具以外の化粧用具や医療用具、その他各種塗液具に適用した場合においても、その構成及び作用効果は基本的に変わりはない。

図１は、本発明に係るバルブ式液材滲出具の一実施形態の部分破断正面図、図２は芯の非押し込み時における縦断面図（キャップ３と液材タンク軸１を除いてある）、図３は芯の押し込み時における縦断面図（同上）であり、それらに示されるように、このバルブ式液材滲出具は、液材タンク軸１の先端部に嵌め付けられるバルブ収装筒２と、バルブ収装筒２内に装填される液材貯留部材６及びバルブユニットケース７と、液材貯留部材６とバルブ収装筒２の先端部によって支持される芯４と、バルブユニットケース７に内蔵されるバルブ機構と、バルブ収装筒２の先端部に嵌め付けられるキャップ３とを含んで構成される。

芯４は、中央部に形成される段差５を挟み、先端側が細径部４ａとされ、後端側が太径部４ｂとされる。細径部４ａと太径部４ｂとの径差は、０．４〜０.６ｍｍの範囲であることが好ましい。径差をこの範囲にすることにより、細径部４ａへのインク含浸量を適度なものとすることができる。なお、以下の説明では、芯４側（図１において左側）を先端側又は上面側とし、反対側を後端側又は下面側（底面側）としている。

液材貯留部材６は、頂部を切除したコーン形状（円錐形）を呈していて、中心を貫くように芯挿入孔８が形成され、芯挿入孔８から放射状に、インクを貯留するための多数の細隙９が形成されて成る（図５，６参照）。この芯挿入孔８に、芯４の太径部４ｂが摺動可能に挿入される（図２,３参照）。芯挿入孔８の内周面と芯４の太径部４ｂの外周面との間には、０．１ｍｍほどのクリアランスが確保される。通例、芯挿入孔８はその全長に亘って同径とされるが、中間部から奥部分が若干広径化され、あるいは、テーパー化されることもある。

好ましい実施形態においては、液材貯留部材６の底面が芯挿入孔８に向かう内向きのテーパー面とされることにより、バルブユニットケース７の上面との間に、インクを貯留する貯留空間１０が形成される。通例、芯挿入孔８の入口部の内周面に、芯４を芯挿入孔８内においてセンタリングするための突部が複数形成される。

バルブ収装筒２の先端側は絞られて、芯４の細径部４ａを摺動可能に支持する芯支持部２ａが形成される。芯支持部２ａの内周面には複数のリブ２ｃが放射状に形成され、このリブ２ｃによって芯４の細径部４ａがセンタリングされ、且つ、細径部４ａの周面に沿って通気路が確保される（図４参照）。芯４の細径部４ａは芯支持部２ａの内端面２ｂを貫通するが、その貫通孔内周面と細径部４ａの外周面との間に、通気のためのクリアランスが確保される。また、芯４の太径部４ｂは液材貯留部材６の頭面を貫通するが、その貫通孔内周面と太径部４ｂの外周面との間に、通気のためのクリアランス（例えば、０．１ｍｍ）が確保される。

バルブ収装筒２内周面の芯支持部２ａから少し奥に入った部分に、液材貯留部材６の頭面を受ける段状受け部２２が形成される。液材貯留部材６の頭面がこの段状受け部２２によって受け止められることにより、液材貯留部材６の頭面と芯支持部２ａの内端面２ｂとの間に環状の補助液溜部２３が形成される。

バルブ機構を内蔵したバルブユニットケース７は、液材貯留部材６に接するようにしてその奥側に配置される。バルブユニットケース７は上面開口１１と底面開口１２とを有し、バルブユニットケース７内には、その上面開口１１を開閉する弁体１４と、弁体１４を常時上面開口１１を閉じるように付勢するリターンスプリング１５とが組み込まれる。弁体１４はこま形状を呈し、そのテーパー面１６が弁座当接部となり、テーパー面１６から突出する上面側突出軸１７が、組み立て時に上面開口１１から突出して芯挿入孔８内に臨み、芯４の端面に当接する。

弁体１４は、無負荷時にはリターンスプリング１５によって常時押し上げられて、そのテーパー面１６が上面開口１１内縁の弁座に当接して上面開口１１を閉じ（図２参照）、リターンスプリング１５の押上力に抗して芯４が押し込まれ、芯４によって弁体１４が押し込まれると、そのテーパー面１６が上面開口１１内縁の弁座から離れ、上面開口１１を開放する（図３参照）。このようにして上面開口１１が開放されることにより、バルブユニットケース７内に貯まっていたインクが、上面開口１１を通って貯留空間１０に流出し、そこから各細隙９内に流入して各細隙９を充填する。

バルブユニットケース７の底面開口１２は、液材タンク軸１内のインクを常時バルブユニットケース７内へ導入させるための液材通流孔１９を有する蓋部材１８によって閉塞される。通例、液材通流孔１９は、蓋部材１８の中心部に形成される支持筒２０を囲むように複数穿設される。リターンスプリング１５は、その上端面が弁体１４の裏面に当接して支持され、下端面は蓋部材１８に当接して支持される。また、弁体１４の下面側突出軸２１は、蓋部材１８の支持筒２０内に摺動可能に挿入される。

上記構成の本発明に係るバルブ式液材滲出具の場合、図２に示す芯４が押し込まれていない状態においては、弁体１４がリターンスプリング１５によって押圧されることにより、バルブユニットケース７の上面開口１１が閉塞されると共に、芯４が上面側突出軸１７に押され、その段差５が芯支持部２１の内端面２ｂに当たった状態となる（図２参照）。この状態において、貯留空間１０及び各細隙９内に満たされているインクは、液材貯留部材６内に位置していて、各細隙９に広範囲に接面している芯４の太径部４ｂに直接含浸され、芯４は適度なインク含浸状態となる。その際バルブユニットケース７の上面開口１１は弁体１４によって閉塞されているので、余剰のインクが貯留空間１０及び各細隙９内に流入して、芯４に過度に含浸されることはない。

そして、図３に示す芯４が押し込まれた状態においては、芯４の押し込みに伴って弁体１４も押し込まれることでバルブユニットケース７の上面開口１１が開放され、バルブユニットケース７内に満たされているインクが、上面開口１１から貯留空間１０を経て各細隙９内に流入し、貯留空間１０及び各細隙９を満たす。

また、芯４が押し込まれると、その細径部４ａの一部が補助液溜部２３を経て芯挿入孔８内に進入するに至り、細径部４ａの周面と芯挿入孔８の入口部周面との間に通液間隙２４が生成され（図４参照）、以て、細隙９内のインクが通液間隙２４を通って補助液溜部２３内に貯留される。かくして、各細隙９内を満たしているインクは、芯４の太径部４ｂのみならず、細径部４ａの芯挿入孔８内に臨む部分及び補助液溜部２３に接面する部分からも直接染み込んでいく。芯４が押し込まれる都度このように作用することで、先端側の細径部４ａは常に適度な湿潤状態となるため、高速筆記や高速塗液のような使用態様の場合においても、筆記文字や塗液部分に掠れが生ずることはない。

本発明に係るバルブ式液材滲出具に用いるインクの適否を調べるために、表面張力及び粘度の異なる種々のインクを用い、書き出し可能となるまでのプッシュ回数試験（プッシュ回数が少ないほど良）を行った。表１はその試験結果を示すもので、その結果から明らかなように、表面張力が２０〜３５ｍＮ・ｍで粘度が５〜１５ｍＰａ・ｓの範囲であるサンプル８〜１８のインクが、プッシュ回数が２又は３で書き出しが可能であり、且つ、液だれもなく、適との判定がなされた。但し、表面張力が３５ｍＮ・ｍ近くの場合は粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下である必要があり、表面張力が２０ｍＮ・ｍ近くの場合は粘度が５ｍＰａ・ｓ以上である必要がある。

＜表１＞

上記のとおり、本発明に係るバルブ式液材滲出具においては、芯４の液材貯留部材６内に位置する太径部４ｂのみならず、先端側の細径部４ａも、数回のプッシュ動作で直ちにインク湿潤状態となるため、プッシュ動作によるバルブの開放操作を頻繁に行う必要がなくなり、その操作を頻繁に行うことに起因する芯先の早期損傷が防止される。また、高速筆記しても、芯先までのインクの染み込みが迅速なために、筆記文字の掠れも生じにくい。

以上、本発明に係るバルブ式液材滲出具をバルブ式筆記具に適用した場合について説明してきたが、上述したように、筆記具以外の化粧用具や医療用具、その他各種塗液具に適用した場合においても、その構成及び作用効果は筆記具の場合に準じるので、それらについての詳細な説明は省略する。

１ 液材タンク軸
２ バルブ収装筒
２ａ 芯支持部
２ｂ 内端面
２ｃ リブ
３ キャップ
４ 芯
４ａ 細径部
４ｂ 太径部
５ 段差
６ 液材貯留部材
７ バルブユニットケース
８ 芯挿入孔
９ 細隙
１０ 貯留空間
１１ 上面開口
１２ 底面開口
１４ 弁体
１５ リターンスプリング
１７ 上面側突出軸
１８ 蓋部材
１９ 液材通流孔
２０ 支持筒
２１ 下面側突出軸
２２ 段状受け部
２３ 補助液溜部
２４ 通液間隙

Claims (4)

1. 液材タンク軸と、前記液材タンク軸の先端に取り付けられるバルブ収装筒と、前記バルブ収装筒内に嵌装されるバルブユニットケース及び液材貯留部材と、中間部に設けた段差を挟んで細径部と太径部とを有する芯とから成り、
   前記バルブ収装筒の先端部には、前記芯の細径部を摺動可能に支持する芯支持部が設けられ、前記芯支持部の内端面と前記液材貯留部材の頭面との間の環状空間が補助液溜部とされ、
   前記液材貯留部材は、頂部を切除したコーン形状を呈していて、その前記頭面から中心を貫くように、前記芯の太径部を摺動可能に装入するための芯挿入孔が形成されると共に、その芯挿入孔から放射状に、液材を貯留するための細隙が多数形成されて成り、
   前記バルブユニットケースは、その頭面が前記液材貯留部材の底面に当接し、その底面開口が、前記液材タンク軸内の液材を常時前記バルブユニットケース内に導入する液材通流孔を有する蓋部材によって閉塞され、
   前記バルブユニットケース内に装填されるバルブ機構は、前記芯が押し込まれることにより開いて、前記バルブユニットケース内に流入した液材を前記液材貯留部材の前記各細隙内に流入させ、前記各細隙内に流入した液材はそこに貯留されて前記芯の太径部に滲み込み可能にし、
   また、前記芯が押し込まれた際に、前記芯の細径部の一部が前記芯挿入孔内に進入するに伴って、前記細径部の周面と前記芯挿入孔の入口周面との間に通液間隙が生成され、以て、前記液材貯留部材内の液材が前記通液間隙を通って前記補助液溜部内に貯留されるようにし、前記補助液溜部内に貯留された液材が前記芯の細径部並びに太径部に滲み込み可能にしたことを特徴とするバルブ式液材滲出具。
2. 前記芯の細径部と太径部との径差は０．４〜０.６ｍｍの範囲内である、請求項１に記載のバルブ式液材滲出具。
3. 前記液材貯留部材の底面をテーパー状に凹ませることにより、前記液材貯留部材と前記バルブユニットケースとの当接面間に、前記芯挿入孔及び前記各細隙に連通する液材貯留部が形成される、請求項１又は２に記載のバルブ式液材滲出具。
4. 液材として、表面張力が２０〜３５ｍＮ・ｍで粘度が５〜１５ｍＰａ・ｓの範囲のインクが用いられる、請求項１乃至３のいずれかに記載のバルブ式液材滲出具。

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