JP6690893B2

JP6690893B2 - ボールペンチップ及び該ボールペンチップを具備した筆記具

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Publication number: JP6690893B2
Application number: JP2015044125A
Authority: JP
Inventors: 俊晃土屋
Original assignee: Zebra Co Ltd
Current assignee: Zebra Co Ltd
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2035-03-06
Also published as: JP2016163936A

Description

本発明は、安定したインク吐出量を確保するようにしたボールペンチップ及び該ボールペンチップを具備した筆記具に関するものである。

従来、この種の発明には、例えば特許文献１に記載のもののように、内部を前後方向へ貫通した略筒状のチップ本体（Ａ１）と、該チップ本体内の前端側に収容されるとともに外周面前端側をチップ本体（Ａ１）から前方へ突出させた転写ボール（１）とを備えたボールペンチップにおいて、チップ本体（Ａ１）の前端側（ボールハウス２）の内壁面を円筒状に形成し（特許文献１の図２参照）、この円筒状の内壁面を、転写ボール（１）の外周面に近接させるようにしたものがある。

ところで、前記従来技術によれば、チップ本体（Ａ１）内で転写ボール（１）を後方側から受ける受座の寸法のバラツキ等により、転写ボール（１）が、チップ本体（Ａ１）の中心に対し偏心すると、転写ボール（１）の外周面と、チップ本体（Ａ）の円筒状の内周面との隙間が周方向において不均一になるおそれがある。すなわち、このような場合、前記隙間が、径方向の一方側では極端に広く、径方向の他方側では極端に狭くなってしまう。そして、このような隙間の不均一に起因して、インク流量にバラツキを生じる可能性がある。
また、チップ本体（Ａ１）の円筒状の内壁面と転写ボール（１）の外周面とが面接触に近い広い範囲で接触して、転写ボール（１）が回転し難くなるおそれもある。

特開２００５−１８６３０８号公報

本発明は上記従来事情に鑑みてなされたものであり、その課題とする処は、インク吐出量を安定させることができるボールペンチップ及び該ボールペンチップを具備した筆記具を提供することにある。

上記課題を解決するための一手段は、内部を前後方向へ貫通した略筒状のチップ本体と、該チップ本体内の前端側に収容されるとともに外周面前端側を前記チップ本体から前方へ突出させた転写ボールと、チップ本体内における前記転写ボールよりも後方側に配置され前記転写ボールから受ける押圧力により弾性的に収縮する棒状受け部材とを備え、前記転写ボールの後半部側を、前記チップ本体の内面では受けずに前記棒状受け部材の前端部によって受けるようにしたボールペンチップであって、前記チップ本体内の前端側に、周方向に並ぶ複数の平坦面により前記転写ボールをその中心部を含むように覆う横断面多角形状の角筒状内壁面を形成し、前記複数の平坦面の各々を前記転写ボールの外周面に対し接線状に配置して近接又は接触させ、周方向に隣接する二つの前記平坦面の間にインク流通路となる入隅状の隙間を確保し、前記棒状受け部材の前端部の周囲に、全周にわたって後方側から前方側へ連続するとともに筆記時に閉鎖されることのないインク流通経路を確保し、このインク流通経路を前記入隅状の隙間に連通し、前記チップ本体内における前記角筒状内壁面よりも後側に、前記角筒状内壁面の最小径よりも小さい内径に縮径された括れ部が設けられ、この括れ部の内周面と前記棒状受け部材の外周面との間に、前記インク流通経路が確保され、前記棒状受け部材は、前記括れ部よりも後側が、前記チップ本体に対し進退不能に固定されるとともに前記チップ本体の内壁面との間にインク流通路を確保し、前記棒状受け部材の前端側が、前方へ延設されて前記括れ部の最小内径部分に入り込んでいることを特徴とする。

本発明は、以上説明したように構成されているので、インク吐出量を安定させることができる。

本発明に係るボールペンチップの一例を示す縦断面図である。棒状受け部材の一例を示し、（ａ）は前方から視た図、（ｂ）は半断面図、（ｃ）は後方から視た図である。図１における（III）−（III）線に沿う断面図である。先端部をカシメていない状態のチップ本体の要部縦断面図である。先端部をカシメていない状態のチップ本体を前方側から視た図である。先端部をカシメていない状態のチップ本体の要部縦断面を示す斜視図である。本発明に係るボールペンチップを具備した筆記具の縦断面図である。同筆記具の使用状態を示す要部断面図である。本発明に係るボールペンチップの他例を示す縦断面図である。

本実施の形態の第一の特徴は、内部を前後方向へ貫通した略筒状のチップ本体と、該チップ本体内の前端側に収容されるとともに外周面前端側を前記チップ本体から前方へ突出させた転写ボールとを備えたボールペンチップにおいて、前記チップ本体内の前端側に角筒状内壁面を形成し、この角筒状内壁面に、前記転写ボールの外周面を近接又は接触させるようにした。
この構成によれば、角筒状内壁面を構成する複数の面のうち、周方向に隣り合う面と面の間が入隅状になり、この入隅状の部分がインク流通路として作用する。このため、転写ボール周囲のインクの流通量を安定的に確保することができる。
しかも、角筒状内壁面の各面と転写ボール外周面とが点状に接触するため、転写ボールの回転抵抗を比較的小さくすることができる。

第二の特徴として、チップ本体前端側の閉鎖性を向上するために、前記チップ本体は、前記角筒状内壁面よりも前側に、内向き環状突起を有し、この内向き環状突起を前記転写ボールの前半部側に接触させている。

第三の特徴としては、インク流通量をより安定させるために、前記角筒状内壁面を、横断面正多角形状に形成した。

第四の特徴として、前記ボールペンチップを具備する筆記具を構成した。

次に、上記特徴を有する好ましい実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
なお、本明細書中、「前方」とは、ボールペンチップの先端方向を意味し、「後方」とは、その逆方向を意味する。また、「径外方向」とは、ボールペンチップの径方向において中心部から離れる方向を意味し、「径内方向」とは、その逆方向を意味する。

図１は、本発明に係るボールペンチップ１を示す。
ボールペンチップ１は、内部を前後方向へ貫通した略筒状のチップ本体１０と、該チップ本体１０内の前端側に収容されるとともに外周面前端側をチップ本体１０の前端から前方へ突出させた転写ボール２０と、チップ本体１０内における転写ボール２０よりも後方側に配置された棒状受け部材３０とを備える。
このボールペンチップ１は、チップ本体１０内の前端側の内向き環状突起１１ａ１に、その後方側から転写ボール２０の前半部側を当接させるとともに、転写ボール２０の後半部側を、チップ本体１０の内面では受けずに棒状受け部材３０の前端部によって受けている。
また、このボールペンチップ１は、チップ本体１０の前端側の内壁面を角筒状に形成し、この角筒状内壁面１１ｂに、転写ボール２０の外周面を近接又は接触させるようにしている。

チップ本体１０は、例えばステンレス、黄銅又は洋白などの合金あるいは合成樹脂から、先端側に先細円錐状の部分を有する略筒状に形成される。
このチップ本体１０内には、前端部側から順に、ボールハウス１１、括れ部１２、先窄み孔１３、大径孔１４が設けられ、これらの内部空間は前後方向に連通している。

ボールハウス１１は、最前端寄りの内向き環状突起１１ａ１と、該内向き環状突起１１ａ１から後方へ延びる角筒状内壁面１１ｂと、括れ部１２の前端面とによって、転写ボール２０を回転自在に収容する空間を構成している。

内向き環状突起１１ａ１は、ボールハウス１１内に転写ボール２０が挿入された後に、チップ本体１０の前端部が外部からカシメられることで形成される。
すなわち、転写ボール２０が挿入される前段階において、ボールハウス１１の最前端寄りには、図４に示すように、円筒状内周面１１ａが形成される。ボールハウス１１に転写ボール２０が挿入された後、円筒状内周面１１ａの周壁が外部からカシメられることで、円筒状内周面１１ａの前端側に内向き環状突起１１ａ１が形成される。内向き環状突起１１ａ１は、円筒状内周面１１ａから径内方向へ突出するようにして、転写ボール２０の前半部に接触する。

角筒状内壁面１１ｂは、正多角形筒状（図示例によれば正九角形筒状）の内壁面である。この角筒状内壁面１１ｂを構成する各面は、平坦面状に形成される。そして、角筒状内壁面１１ｂを構成する複数の面のうち、周方向に隣接する面の間には、入隅状部分１１ｃが形成される。

また、括れ部１２は、角筒状内壁面１１ｂよりも後側の部分を、角筒状内壁面１１ｂの最小径よりも小さい内径に縮径することで、略括れ状（もしくは径内方向へ突出する環状突起状）に形成された部分である（図１及び図４参照）。この括れ部１２を貫通する孔の内周面は、略円筒状の面であり、該面には、前後方向へ貫通するインク誘導溝１２ａ（図５参照）が形成される。インク誘導溝１２ａは、インク流通量を適正に確保するように、その流通断面積が設定されている。
なお、図示例以外の他例としては、括れ部１２を省いて、角筒状内壁面１１ｂを先窄み孔１３の前端側に接続した形状とすることも可能である。
括れ部１２の後方側には、先窄み孔１３が設けられる。

先窄み孔１３は、前方へ向かって連続的に縮径された略円錐台状の孔であり、後述する棒状受け部材３０の縮小部３１を収容するとともに、該縮小部３１の周囲の空間をインク流通経路とする。この先窄み孔１３の後端側には、大径孔１４が連続している。

大径孔１４は、先窄み孔１３の後端から後方へ連続する略円筒状に形成される。この大径孔１４には棒状受け部材３０が挿入され、大径孔１４の内壁面には、棒状受け部材３０の後部側の複数の支持突起３２が圧接固定される。
この大径孔１４は、段階的に径を縮小した複数のドリルを用いて、前方へ向かって段階的に縮径された孔を形成した後、リーマ加工等の仕上げ加工により前後方向へ連続する同径の孔に加工される。なお、図示例以外の他例としては、前記仕上げ加工を省いて、大径孔１４を、前方へ向かって段階的に縮径された孔とすることも可能である。

また、転写ボール２０は、例えばタングステンカーバイド又はシリコンカーバイドなどを主成分とした焼結体等の硬質金属材料、あるいは合成樹脂材料から球状に形成され、ボールハウス１１内に収容されている。
この転写ボール２０の前半部側は、ボールハウス１１内前端側の内向き環状突起１１ａ１に押し付けられる。そして、転写ボール２０の後半部側は、チップ本体１０の内面である括れ部１２の前端面で受けられずに、棒状受け部材３０の前端面のみによって受けられている。すなわち、括れ部１２の前端面と転写ボール２０の後半部側との間には、隙間が確保され（図１参照）、棒状受け部材３０の前端面が転写ボール２０の後端面に当接している。
この転写ボール２０の外径は、ボールハウス１１の角筒状内壁面１１ｂに接する仮想の球体よりも若干小さい径に設定される。したがって、転写ボール２０の外周面は、角筒状内壁面１１ｂを構成する各面に対し近接する（図３参照）。
なお、転写ボール２０は、ボールハウス１１内面の寸法精度のばらつき等に起因して、チップ本体１０の中心に対し若干偏心する場合もあり、このような場合には、該転写ボール２０の外周面が角筒状内壁面１１ｂを構成する面に対し接触することもある。
また、図３に示すように、転写ボール２０の周囲において、角筒状内壁面１１ｂの隣接する平坦面部の間には入隅状部分１１ｃが形成される。この入隅状部分１１ｃは、インク流通経路となる隙間ｓ１を確保する。

また、棒状受け部材３０は、その前端側に、前方へ向かって徐々に断面積を縮小させた縮小部３１を有し、該縮小部３１の最前端部を転写ボール２０の後方に配置している。そして、棒状受け部材３０は、縮小部３１よりも後側に、周方向へ間隔を置いて、径外方向へ突出する支持突起３２を複数（図示例によれば３つ）有し、これら支持突起３２を、チップ本体１０の内壁面に圧接させることで、進退不能に固定される。
この棒状受け部材３０は、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等の弾性変形可能な硬質合成樹脂材料から形成され、転写ボール２０から受ける押圧力により弾性的に収縮する。

縮小部３１は、転写ボール２０との接触面から後方へ向かって外径を連続的に拡大させた円錐台状に形成される。

支持突起３２は、図２に示すように、略放射状に突出して複数（図示例によれば３つ）設けられる。これら複数の支持突起３２は、当該ボールペンチップ１の製造段階において、棒状受け部材３０がチップ本体１０の後方側からチップ本体１０内へ挿入される際に、チップ本体１０の内周面に圧接される。
図２中、符号３２ａは、前記挿入作業を容易にするテーパ面であり、各テーパ面３２ａは、各支持突起３２の前端側に形成される。
そして、周方向に隣り合う支持突起３２，３２間の空間は、インク流通路として機能する。

次に、上記構成のボールペンチップ１を用いた筆記具１００について説明する（図７参照）。
筆記具１００は、ノック部１４０の押圧操作によりボールペンリフィール１２０前端のボールペンチップ１を軸筒１１０前端から突出させ、この突出状態を、クリップ１１１を軸筒中心側へ撓ませる操作により解除するようにした出没式のボールペンである。
ボールペンリフィール１２０は、インク収容管１２１の前端にボールペンチップ１を接続し、これらの内部にインクを充填してなる。

次に上記構成のボールペンチップ１及び筆記具１００（ボールペン）による筆記時の作用効果について説明する。
図８に示すように、転写ボール２０の前端側を被筆記面に押し付ける等して、転写ボール２０に後方向きの押圧力が加わると、棒状受け部材３０が軸方向へ弾性的に収縮し、転写ボール２０が若干後退する。このため、転写ボール２０と内向き環状突起１１ａ１との間に隙間が形成され、該隙間からインクが吐出される。また、前記押圧力が小さくなると、棒状受け部材３０が元の長さに復元し、転写ボール２０が前進して、前記隙間が狭まる。

したがって、前記押圧力が比較的大きい場合には、棒状受け部材３０の収縮量及び転写ボール２０の後退量が大きくなり、転写ボール２０と内向き環状突起１１ａ１との隙間が広くなるため、インク吐出量が増えて、筆記線が太くなる。
また、前記押圧力が比較的小さい場合には、棒状受け部材３０の収縮量及び転写ボール２０の後退量が小さくなり、転写ボール２０と内向き環状突起１１ａ１との隙間が狭くなるため、インク吐出量が減って、筆記線が細くなる。

通常の筆記姿勢にて筆記が行われる場合、その筆記時の筆記角度等に起因して、棒状受け部材３０の前端側には、該棒状受け部材３０の中心線の方向に対し傾斜する方向の押圧力を受ける場合がある（図８参照）。
本実施例のボールペンチップ１によれば、棒状受け部材３０の前端側には前方へ向かって徐々に断面積を縮小させる縮小部３１を有するため、前記のように傾斜する方向の押圧力を受けた場合であっても、棒状受け部材３０の前端側が径方向へ撓み難く、軸方向へ弾性的に収縮する。
すなわち、仮に、棒状受け部材３０の前端側をストレートの棒状に形成した場合には、この前端側部分が径方向へ撓んで、転写ボール２０の中心からずれ、転写ボール２０の後退量が不安定になり、インク吐出量及び筆記線の太さも不安定になるおそれがあるが、本発明によれば、このようなことを防いで、押圧力に応じた太さの筆記線を安定的に得ることができる。

また、転写ボール２０の周囲には、角筒状内壁面１１ｂにおける入隅状部分１１ｃにより隙間ｓ１が確保されるため、この隙間ｓ１がインク流通路となって、インク流量を安定的に維持する。
しかも、転写ボール２０の外周面は、角筒状内壁面１１ｂを構成する平坦面との点接触になるため、例えば転写ボールの外周面を円筒状の面に接触させるようにした従来技術等と比較し、転写ボール２０の回転抵抗を小さくすることができる。

次に、本発明に係るボールペンチップの他例について説明する。
なお、以下に示すボールペンチップは、上述したボールペンチップ１に対し一部分を変更したものであるため、主にその変更部分について詳細に説明し、重複する詳細説明を省略する。

図９に示すボールペンチップ２は、上述したボールペンチップ１に対し、コイルスプリング４０を追加した構成になっている。
詳細に説明すれば、このボールペンチップ２は、棒状受け部材３０の縮小部３１の周囲に環状にコイルスプリング４０を配置し、該コイルスプリング４０の前端部を転写ボール２０に当接させるとともに、該コイルスプリング４０の後端部を縮小部３１後端側の段部により後退不能に支持し、転写ボール２０の後端と縮小部３１の前端との間に隙間ｓ２を確保している。

前記構成のボールペンチップ２によれば、転写ボール２０に後方への押圧力が加わらない未使用状態では、転写ボール２０をコイルスプリング４０の弾発力により内向き環状突起１１ａ１に圧接して、転写ボール２０と内向き環状突起１１ａ１との間からのインク漏れを効果的に防ぐことができる。
また、転写ボール２０を被筆記面に押圧した際には、転写ボール２０が若干後退するので、転写ボール２０と内向き環状突起１１ａ１との間に隙間ができ、該隙間からインクが吐出する。
そして、転写ボール２０に対する押圧力が比較的大きい場合には、転写ボール２０の後端面が棒状受け部材３０前端面に当接し、棒状受け部材３０が弾性的に収縮するため、転写ボール２０と内向き環状突起１１ａ１との間の隙間が大きくなり、該隙間によるインク流量が増加し、筆記線が太くなる。なお、転写ボール２０を合成樹脂材料から形成した場合には、棒状受け部材３０の収縮に加え、該転写ボール２０も収縮し易くなるため、インク流量をより増加させることができる。
よって、このボールペンチップ２においても、ボールペンチップ１同様に、押圧力に応じた太さの筆記線を安定的に得ることができる。
このボールペンチップ２は、上述したボールペンチップ１と同様に、筆記具１００（ボールペン）の部品として用いることが可能である。

なお、上記実施例では、括れ部１２のインク誘導溝１２ａと角筒状内壁面１１ｂの入隅状部分１１ｃとの位置関係を特に限定していないが、インクの流通抵抗をより軽減する態様として、複数のインク誘導溝１２ａを、それぞれ、入隅状部分１１ｃに対応するように配置してもよい。

また、図９に示すボールペンチップ２では、棒状受け部材３０の前端と転写ボール２０の後端との間に隙間ｓ２を設けたが、他例としては、隙間ｓ２を省いて、棒状受け部材３０の前端を転写ボール２０の後端に当接させた態様とすることも可能である。

また、図示例では、特に好ましい態様として、ボールハウス１１内に角筒状内壁面１１ｂを設けたが、他例としては、角筒状内壁面１１ｂに換えて円筒状内壁面等、図示以外の形状の内壁面を設けた態様とすることも可能であり、この他例においても、前方からの押圧力により棒状受け部材３０を伸縮させるとともに転写ボール２０を進退させて、該押圧力に応じた線幅の筆記線を得ることができる。

また、図示例によれば、棒状受け部材３０等により線幅調整可能にしたボールペンチップ１に対し、ボールハウス１１内に角筒状内壁面１１ｂを設けたが、角筒状内壁面１１ｂは、棒状受け部材３０を具備しないボールペンチップや、棒状受け部材３０に換えて、転写ボール２０を弾発するコイルスプリングを有するボールペンチップ等について、そのボールハウスの内壁面に適用することが可能であり、このようにした場合も、角筒状内壁面１１ｂにおける入隅状部分１１ｃ内側の隙間ｓ１によって、安定したインク流量を確保することができる。

また、上記実施例によれば、棒状受け部材３０を、弾性変形可能な硬質合成樹脂材料から形成したが、他例としては、棒状受け部材３０を金属材料（具体例としてはステンレスや真鍮等）から形成することも可能である。このようにした場合には、転写ボール２０を弾性変形可能な合成樹脂材料から形成するのが好ましい。

また、図示例によれば、ボールペンチップ１を具備した筆記具１００の一例として単色のボールペンを構成したが、筆記具１００の他例としては、複数色のボールペンリフィールを具備した多色筆記具や、ボールペンリフィールやシャープペンリフィール等の複数種類のリフィールを具備した多機能筆記具を構成することも可能である。

１：ボールペンチップ
１０：チップ本体
１１：ボールハウス
１１ａ：円筒状内周面
１１ａ１：内向き環状突起
１１ｂ：角筒状内壁面
１２：括れ部
２０：転写ボール
３０：棒状受け部材
３１：縮小部
３２：支持突起
１００：筆記具（ボールペン）
１２０：ボールペンリフィール
ｓ１，ｓ２：隙間

Claims

内部を前後方向へ貫通した略筒状のチップ本体と、該チップ本体内の前端側に収容されるとともに外周面前端側を前記チップ本体から前方へ突出させた転写ボールと、チップ本体内における前記転写ボールよりも後方側に配置され前記転写ボールから受ける押圧力により弾性的に収縮する棒状受け部材とを備え、前記転写ボールの後半部側を、前記チップ本体の内面では受けずに前記棒状受け部材の前端部によって受けるようにしたボールペンチップであって、
前記チップ本体内の前端側に、周方向に並ぶ複数の平坦面により前記転写ボールをその中心部を含むように覆う横断面多角形状の角筒状内壁面を形成し、前記複数の平坦面の各々を前記転写ボールの外周面に対し接線状に配置して近接又は接触させ、周方向に隣接する二つの前記平坦面の間にインク流通路となる入隅状の隙間を確保し、
前記棒状受け部材の前端部の周囲に、全周にわたって後方側から前方側へ連続するとともに筆記時に閉鎖されることのないインク流通経路を確保し、このインク流通経路を前記入隅状の隙間に連通し、
前記チップ本体内における前記角筒状内壁面よりも後側に、前記角筒状内壁面の最小径よりも小さい内径に縮径された括れ部が設けられ、この括れ部の内周面と前記棒状受け部材の外周面との間に、前記インク流通経路が確保され、
前記棒状受け部材は、前記括れ部よりも後側が、前記チップ本体に対し進退不能に固定されるとともに前記チップ本体の内壁面との間にインク流通路を確保し、
前記棒状受け部材の前端側が、前方へ延設されて前記括れ部の最小内径部分に入り込んでいることを特徴とするボールペンチップ。
前記括れ部の内周面に、前後方向へ貫通するインク誘導溝が設けられ、このインク誘導溝は、前記入隅状の隙間に対応するように配置されていることを特徴とする請求項１記載のボールペンチップ。
請求項１又は２記載のボールペンチップを具備した筆記具。