JP6815857B2 - リフィル及びリフィルを備えた筆記具 - Google Patents

Description

本発明は、インクを収容するリフィル及びリフィルを軸筒内に収容した筆記具に関する。

従来、管状のリフィルを軸筒内に収容した筆記具であるボールペンとして、様々なものが提供されている。このリフィルには、内部にインクが収容されている。したがって、筆記に伴い中のインクが減るので、その分だけ中に空気を導入する必要がある。そのため、このリフィルは、内部に加圧ガスを密閉したいわゆる加圧式ボールペンの場合を除き、何らかの手段で外部に向け開放した構造を有する必要がある。

例えば、インクの粘度が低くて流動性の高いインクを使用する場合には、リフィルの後端部は閉鎖しつつ先端側に空気孔を設け、この空気孔とリフィルの内部とで、外部との気圧差を緩衝するいわゆるコレクターを介して空気の流通を図ることが行われている。一方、油性インクやいわゆるゲルインク等の粘度が比較的高くて流動性の低いインクを使用する場合には、リフィルの後端部に何ら栓のようなものを装着しないで開放させたままにすることが行われている。

また、このようなリフィルは、軸筒内に収容されるに際し、内部で動いたりすると筆記先端が揺れるなどして筆記に悪影響を及ぼすため、軸筒の内部で固定される必要がある。その固定の方法としては、リフィルの先端側で固定する方法と、リフィルの後端側で固定する方法とがある。リフィルの後端側で軸筒に固定する方法として、リフィルの後端部に後軸内壁に当接する弾性変形部を設ける方法が公知である（例えば例えば特許文献１及び特許文献２）。

特許文献１の弾性変形部は、リフィルの後端部に装着され且つその中心軸線に沿った空気孔を有するリフィル栓に設けられ、複数本の厚肉部と厚肉部の間を連結し且つ厚肉部より肉薄な薄肉部とを備え、軸筒後端部付近の内壁と当接するように構成されている。中心軸線に沿って設けられた空気孔及び厚肉部間の間隙から、空気の流通が可能となっている。また、リフィルを軸筒内に挿入する際に、この弾性変形部が軸筒内壁に押圧されることで、径方向内側に弾性変形する。この弾性変形に対する復元力によって、リフィルの後端部が軸筒内壁を押圧することで、リフィルの固定が実現されている。さらに、この弾性変形によって、リフィル製造時に生ずる軸方向の寸法ばらつきを吸収することも可能となっている。

しかしながら、特許文献１に記載の弾性変形部では、リフィルを軸筒内に挿入する際の径方向の弾性変形によって、中心軸線に沿って設けられた空気孔の形状が変化してしまう。その結果、特に、リフィルの軸方向の寸法が規定寸法より若干大きい場合には径方向の弾性変形がより大きくなり、リフィルの内部と外部との間の空気流通路を十分に確保できなくなる可能性がある。

この問題を解決するため特許文献２には、先端部と、後端部と、先端部に設けられた筆記部と、後端部に装着されたリフィル栓とを具備する管状のリフィルであって、当該リフィルの内部及び外部間を連通する空気流通路を具備し、リフィル栓が、当該リフィルを軸筒内へ収容した際に該軸筒の後端部内壁に当接し、当該リフィルの外部から該空気流通路内へ続く開口部が後端部の側面部又はリフィル栓の側面部に設けられていることを特徴とするリフィルの発明が開示されている。特許文献２に記載の発明によれば、リフィルの内部及び外部間を連通する空気流通路内へ続く外部の開口部を、後端部の側面部又はリフィル栓の側面部に設けたことによって、リフィル栓の後端部の変形に拘わらず、リフィルの内部と外部との間の空気流通を確実にすることができるという効果を奏している。

特開２００５−７４９２２号公報 特開２０１４−６５１８８号公報

しかしながら、特許文献２に記載の弾性変形部によれば、リフィル栓の後端面に形成され且つ弾性変形を可能にするための遊びの空間である孔が、円形に画成されていることによって、径方向における全方位からの加重に対して強固である。そのため、リフィルの固定を実現する弾性変形部において十分な変形量を得ることができない場合がある。したがって、後端部にリフィル栓を装着したリフィルを先軸に収容し、次いで、先軸の後端部に後軸を取り付ける等の組み立ての際に、大きな力を必要とする場合がある。

本発明は、一態様において、リフィルの内部と外部との間の空気流通路を確保しつつ、比較的容易に変形することで組み立ての際に強い力を必要としないリフィル及びリフィルを備えた筆記具を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、先端部と、後端部と、前記先端部に設けられた筆記部と、前記後端部に装着されたリフィル栓とを具備する管状のリフィルであって、前記リフィル栓の中心軸線方向の長さにおける変位可能量が１ｍｍ以上であると共に、圧縮応力（Ｎ）に対する変位可能量（ｍｍ）の変化率が９以上であることを特徴とするリフィルが提供される。なお、「前」とは筆記部側を示し、他端側を「後」という。

また、別の態様によれば、前記リフィル栓は、当該リフィルの内部及び外部間を連通する空気流通路を具備し、当該リフィルの外部から該空気流通路内へ続く開口部が、前記後端部の側面部又は前記リフィル栓の側面部に設けられ、前記リフィル栓の後端面の中心軸線近傍に、横断面において非円形に画成された孔が形成されていることを特徴とするリフィルが提供される。

また、前記非円形は、中心軸線に向かう凹部を有することが好ましい。

また、前記リフィル栓が、径方向に肉厚な複数の厚肉部と、該厚肉部の間を周方向に連結し且つ該厚肉部よりも径方向に肉薄な薄肉部とを備えた弾性変形部を有し、前記厚肉部の内面と前記薄肉部との内面とによって、前記孔が画成されることを特徴とするリフィルが提供される。なお、厚肉部の最も薄い部分の肉厚（ｔ１）は、薄肉部の肉厚（ｔ２）の２倍〜１０倍の範囲内であることが好ましく、上記凹部を画成する薄肉部の曲率半径（Ｒ）は、孔の内接円の直径（φ）より小さいことが好ましい。

また、前記リフィル栓の前端部の外周面には、テーパー面が形成されていることが好ましい。

また、別の態様によれば、軸筒と、該軸筒内に収容された上記リフィルとを具備し、前記リフィル栓が、当該リフィルを軸筒内へ収容する際に該軸筒内の係合部と係合することを特徴とする筆記具が提供される。

本発明の態様によれば、リフィルの内部及び外部間を連通する空気流通路内へ続く外部の開口部を、後端部の側面部又はリフィル栓の側面部に設けたことによって、リフィル栓の後端部が容易に変形する構成であるにも拘わらず、リフィルの内部と外部との間の空気流通を確実にすることができる。また、リフィル栓の中心軸線方向の長さにおける変位可能量が１ｍｍ以上かつリフィル栓の圧縮応力（Ｎ）に対する変位可能量（ｍｍ）の変化率を９以上とすることで変形容易かつ耐久性を保つことができる。すなわち、本発明の態様によれば、リフィルの内部と外部との間の空気流通路を確保しつつ、比較的容易に変形することで組み立ての際に強い力を必要としないという共通の効果を奏する。

本発明の一態様によるリフィルを備えたボールペンを示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓の図である。 図１に示されたボールペンの後端部を拡大した拡大縦断面図である。 本発明の第２実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓の図である。 本発明の第３実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓の図である。 本発明の第４実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓の図である。 本発明の第５実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓の図である。 本発明の第６実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓の図である。 図２のリフィル栓の変形状態を示した図である。 本発明の一態様によるリフィルを備えたノック式のボールペンを示す縦断面図である。 リフィルの先端部分の斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。

図１は、本発明の一態様によるリフィル１０を備えた筆記具であるボールペン１を示す縦断面図である。ボールペン１は、リフィル１０と、筒状に延びる軸筒１１と、キャップ１２とを有する。軸筒１１は、筒状の先軸１３と、先軸１３の後端部にその前端部が螺合する後軸１４とを有する。先軸１３の前端には、後述のリフィル１０の筆記先端部１７を突出させるための孔が形成される。なお、本明細書中では、ボールペンの中心軸線方向において、筆記先端部１７側を「前」側と規定し、筆記先端部１７とは反対側を「後」側と規定する。また、「中心軸線」とは、ボールペン１又はリフィル１０の中心軸線を意味する。

リフィル１０は、管状のリフィル本体１５と、継ぎ手部材１６と、筆記先端部１７と、リフィル栓３０とを有する。リフィル本体１５は、例えばポリプロピレンといった樹脂材料又は金属材料から形成され、インクを収容するように構成される。継ぎ手部材１６は、例えばポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンといった樹脂材料又は金属材料から形成され、リフィル本体１５の前端部内にその後端部が圧入される。また、継ぎ手部材１６の前端部内には筆記先端部１７の後端部が装着される。リフィル１０は、軸筒１１内に収容され、筆記先端部１７の一部は、軸筒１１内に収容された状態において、上述の先軸１３の孔を介して露出される。筆記部となる筆記先端部１７は、先端にボールを包持し、筆記時のボールの回転に応じて、リフィル本体１５部分に収容されたインクが継ぎ手部材１６内を介して吐出される。リフィル本体１５の後端部には、リフィル栓３０が圧入され、この圧入による嵌合によって装着されている。リフィル栓３０については後述する。

キャップ１２は、クリップ部材１８と、キャップ本体１９と、第１消去部材２０とを有する。クリップ部材１８は、キャップ本体１９との間に書類や衣類等の物品を、挟持することができるような弾性を有するように構成されている。クリップ部材１８を形成する材料として、ポリカーボネート、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン等の合成樹脂が挙げられる。なお、第１消去部材２０とは別に、第２消去部材２１が、後軸１４の後端部に設けられている。

図２は、本発明の第１実施形態によるリフィル１０に用いられるリフィル栓３０の図である。図２（Ａ）は、リフィル栓３０の斜視図であり、図２（Ｂ）は、リフィル栓３０の別の斜視図であり、図２（Ｃ）は、リフィル栓３０の平面図であり、図２（Ｄ）は、リフィル栓３０の底面図であり、図２（Ｅ）は、リフィル栓３０の側面図であり、図２（Ｆ）は、リフィル栓３０の図２（Ｅ）の線Ａ−Ａにおける縦断面図である。なお、リフィル栓３０は、仮にリフィル本体１５に装着した場合に、筆記先端部１７の方向を「前」とし、その反対側を「後」とする。

リフィル栓３０は、リフィル本体１５の後端部から露出して後軸１４の内壁と当接する当接部３１と、リフィル本体１５に圧入される部分である圧入部３２とから構成される。当接部３１の前端面３１ａは、リフィル本体１５の後端面１５ａと当接するように構成されている。また、当接部３１は、弾性変形部３３を有する。弾性変形部３３は、後方へ向かって延びる、径方向に肉厚な複数の厚肉部３３ａと、厚肉部３３ａよりも径方向に肉薄な薄肉部３３ｂとを有する。

厚肉部３３ａは、中心軸線に対する垂直断面、すなわち横断面が略扇状を呈すると共に中心軸線に対して１２０度で等配されている。厚肉部３３ａの後端部の外周面には、テーパー面３３ｅが形成され、それによって厚肉部３３ａの後端面は、中心軸線を円弧の中心とする略円弧状を呈する。テーパー面３３ｅと厚肉部３３ａの後端面との間には、中心軸線を軸線とする円筒面の一部からなるストレート部３３ｆ（図２（Ｅ）及び図２（Ｆ））が形成されている。ストレート部３３ｆによって、射出金型での成形が容易になるという効果を奏する。

薄肉部３３ｂは、厚肉部３３ａの各々を中心軸線寄りの部分で周方向に連結し、横断面が、径方向外方に円弧の中心が配置された略円弧状を呈する。すなわち、厚肉部３３ａと薄肉部３３ｂとが交互に配置されている。それによって、弾性変形部３３の後端面は、厚肉部３３ａの後端面を含むような円を考えた場合、隣接する厚肉部３３ａの対向する円弧の端部を支点に反転させて薄肉部３３ｂの略円弧状の後端面を形成したような形状を呈する。薄肉部３３ｂは、中心軸線方向に亘って略均一の肉厚に形成されている。

各厚肉部３３ａと、それらの間にある薄肉部３３ｂとによって、溝状の空気流通溝３３ｃが形成されている。また、弾性変形部３３の後端面には、中心軸線近傍において、厚肉部３３ａ又は薄肉部３３ｂによって、弾性変形部３３の弾性変形を可能にするための遊びの空間である孔３３ｄが形成される。孔３３ｄは、上述した弾性変形部３３の後端面の内縁によって画成される形状が中心軸線方向に向かって延びる形状で、内部空間が画成される。したがって、孔３３ｄは、連結された厚肉部３３ａの内面及び薄肉部３３ｂの内面によって画成されることから、孔３３ｄの内部空間は、一連の面によって画成される。隣接する厚肉部３３ａの対向する縁は、空気流通溝３３ｃを跨いで円錐面の一部を形成するように抉られ、曲面３３ｇを形成する。

圧入部３２は、当接部３１よりも径の小さい略円柱形状から構成される。圧入部３２は、周方向に形成された嵌合突起３２ａを複数有している。リフィル本体１５の後端部への圧入の際に、この嵌合突起３２ａが径方向内側に僅かに弾性変形し、リフィル本体１５の内壁とより確実な嵌合を実現している。また、圧入部３２には、前端面３２ｂから中心軸線に対して平行に後方に向かって延びる３本の通気溝３２ｃがその側面部に形成されている。この通気溝３２ｃは、中心軸線に対して１２０度で等配されており、この配置は、弾性変形部３３の空気流通溝３３ｃの配置とは、中心軸線に対して６０度だけずれている。中心軸線に対して垂直な面における通気溝３２ｃの断面形状は、略矩形となっている。また、通気溝３２ｃは、圧入部３２を越えて、すなわち当接部３１の前端面３１ａを越えてさらに後方へ延びている。例えば、図２に示されたリフィル栓３０では、通気溝３２ｃは、圧入部３２の通気溝３２ｃの径方向深さと同じ長さだけ、当接部３１の前端面３１ａから後方へ延びている。

さらに、圧入部３２の前端面には、孔３２ｄが形成され、それによって金型による成形時のヒケが防止される。さらに、圧入部３２の前端部の外周面には、テーパー面３２ｅが形成され、それによってリフィル本体１５の後端部への圧入が容易になる。中心軸線に対するテーパー面３２ｅの角度は、本実施形態では約４５度である。また、前端面３２ｂには、中心軸線を軸線とした円筒状からなるストレート部３２ｆ（図２（Ｅ）及び図２（Ｆ））が形成されている。ストレート部３２ｆによって、射出金型での成形が容易になるという効果を奏する。また、テーパー面３２ｅの後端部には、丸く面取りされたような曲面３２ｇが形成され、リフィル本体１５の後端部への挿入を容易にしている。

図２（Ｃ）の平面図において、厚肉部３３ａの最も薄い部分、すなわち後端部近傍の径方向に厚み、すなわち肉厚をｔ１とし、薄肉部３３ｂの肉厚をｔ２とすると、ｔ１は、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内であることが好ましく、ｔ２は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることが好ましい。言い換えると、ｔ１はｔ２の２倍〜１０倍の範囲内であることが好ましい。また、孔３３ｄの内接円、すなわち、薄肉部３３ｂの内面に当接する円の直径をφとすると、φは、１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、略円弧状の薄肉部３３ｂの内面側、すなわち孔３３ｄに面した側の曲率半径をＲとすると、Ｒは、１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、Ｒは、φより小さいことが好ましい。

図３は、図１に示されたボールペン１の後端部を拡大した拡大縦断面図である。リフィル栓３０をリフィル本体１５の後端部に嵌合させると、通気溝３２ｃとリフィル本体１５の後端部内壁及びリフィル本体１５の後端面１５ａとが協働して空気流通路３５を形成する。空気流通路３５は、リフィル栓３０をリフィル本体１５に装着した状態で、リフィル本体１５の内部及び外部間を連通する。すなわち、リフィル栓３０の前端面又はリフィル栓３０の側面部に、空気流通路３５の出入口となる開口部３６が形成されている。

また、図３に示されるように、後軸１４の後端部内壁には、係合部として、軸方向に走る５本の突条２２が形成されている。この突条２２の先端部分には、先端方向への傾斜面２２ａが形成されており、この傾斜面２２ａにリフィル栓３０の後端部分が当接する。すなわち、リフィル１０を軸筒１１内に収容すると、リフィル栓３０の弾性変形部３３の厚肉部３３ａの後端部が、後軸１４の後端部内壁の突条２２の傾斜面２２ａに圧接される。これにより、厚肉部３３ａは中心軸線に向かって、すなわち径方向内側に弾性変形する。これと同時に、各厚肉部３３ａ間の薄肉部３３ｂも、周方向に収縮するように、すなわち横断面における円弧が撓むように、弾性変形する。

これらの弾性変形により、厚肉部３３ａが軸筒内壁を押圧して係合し、リフィル１０の固定が実現される。さらにこれらの弾性変形によって、主にリフィル本体１５に起因するリフィル１０の製造時に生ずる軸方向の寸法ばらつきを吸収することも可能となる。また、厚肉部３３ａに直接かかる荷重が、薄肉部３３ｂによっても支えられるため、全体としてリフィル栓３０への荷重が弾性変形部３３全体へ分散されることとなる。また、厚肉部３３ａの間を薄肉部３３ｂが連結することによって、厚肉部３３ａの弾性疲労の発生も抑制できる。

また、特許文献２に記載の弾性変形部では、上述したように、遊びの空間である孔が円形に画成されていることによって、十分な変形量を得ることができない場合があった。これに対し、本発明によるリフィル栓３０の弾性変形部３３の孔３３ｄは、横断面において円形でなく非円形に、特に薄肉部３３ｂの内面によって中心軸線に向かう凹部を有する非円形に画成されていることから、特許文献２に記載の弾性変形部よりも容易に変形させることが可能となる。すなわち、本発明によれば、リフィル１０の内部と外部との間の空気流通路を確保しつつ、比較的容易に変形することで組み立ての際に強い力を必要としないリフィル１０及びリフィル１０を備えた筆記具を提供することが可能となる。

リフィル栓３０は、上述のように、後軸１４の後端部内壁と当接して弾性変形するため、軸筒１１、すなわち後軸１４よりも軟質な材料で形成されることが望ましい。例えば、軸筒１１がポリカーボネートやＡＢＳで形成されている場合には、リフィル栓３０は、それらよりも軟質なポリプロピレン、ポリアセタールや熱可塑性エラストマー等で形成される。

本発明によるリフィル１０は、上述のようにリフィル栓３０の側面部に空気流通路３５の出入口となる開口部３６を有する。したがって、リフィル栓３０の中心軸線に空気孔が設けられた特許文献１に記載された発明のように、空気流通路が変形するようなこともない。そのため、本発明によるリフィル１０によれば、リフィル１０の内部と外部との間の空気流通路を十分に確保することが可能となる。

また、特許文献１に記載の発明の場合は、リフィル栓がリフィル本体に圧入によって嵌合しているため、リフィル本体の嵌合部とその近傍は、リフィル栓の弾性力によって径方向外側に向かって常に力が加わっている。その結果、リフィル本体に割れが発生し、リフィル栓との嵌合が不十分となり、リフィル栓が脱落してしまう場合がある。しかしながら、本発明のリフィル１０によれば、リフィル栓３０の圧入部３２に通気溝３２ｃが設けられている。このため、圧入によって径方向内側に収縮した嵌合突起３２ａは、その収縮に応じて通気溝３２ｃの部分において周方向に膨張する。それによって、リフィル本体に割れを生じさせるような径方向外側に作用する力が緩和される。したがって、本発明のリフィル１０によれば、リフィル本体１５とリフィル栓３０との間に十分な嵌合力を維持しつつ、リフィル本体１５の割れの発生を抑えることが可能となる。

弾性変形部３３は、リフィル本体１５と一体に形成することも可能である。弾性変形部３３がリフィル本体１５と一体に形成された場合には、空気流通路は、単に側面部に設けられた孔であってもよい。なお、等配される厚肉部３３ａの個数には特に限定はない。また、通気溝３２ｃの形状、及び、その本数、すなわち空気流通路３５の数も任意である。

以下、上述した効果と同様の効果を奏する本発明の他の実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓、特に弾性変形部の後端面の中心軸線近傍に形成された、横断面において非円形の孔の様々な態様について説明する。

図４は、本発明の第２実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓４０の図である。図４（Ａ）は、リフィル栓４０の斜視図であり、図４（Ｂ）は、リフィル栓４０の別の斜視図であり、図４（Ｃ）は、リフィル栓４０の平面図であり、図４（Ｄ）は、リフィル栓４０の底面図であり、図４（Ｅ）は、リフィル栓４０の側面図であり、図４（Ｆ）は、リフィル栓４０の図４（Ｅ）の線Ｂ−Ｂにおける縦断面図である。図４に示されたリフィル栓４０は、図２に示された本発明の第１実施形態によるリフィル１０に用いられるリフィル栓３０と比較して、通気溝の形状のみが異なる。

すなわち、図２に示されたリフィル栓３０では、通気溝３２ｃは、圧入部３２の通気溝３２ｃの径方向深さと同じ長さだけ、当接部３１の前端面３１ａから後方へ延びている構成であったが、図４に示されたリフィル栓４０の通気孔４２ｃは、当接部３１の前端面３１ａからさらに後方へ延びている。それによって、リフィル栓４０をリフィル本体１５に装着した状態で形成される空気流通路の出入口となる開口部が大きくなり、より大きな通気量を確保することが可能となる。

図５は、本発明の第３実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓５０の図である。図５（Ａ）は、リフィル栓５０の斜視図であり、図５（Ｂ）は、リフィル栓５０の別の斜視図であり、図５（Ｃ）は、リフィル栓５０の平面図であり、図５（Ｄ）は、リフィル栓５０の底面図であり、図５（Ｅ）は、リフィル栓５０の側面図であり、図５（Ｆ）は、リフィル栓５０の図５（Ｅ）の線Ｃ−Ｃにおける縦断面図である。図５に示されたリフィル栓５０は、図２に示された本発明の第１実施形態によるリフィル１０に用いられるリフィル栓３０と比較して、圧入部のテーパー面の形状のみが異なる。

すなわち、図２に示されたリフィル栓３０では、圧入部３２のテーパー面３２ｅの中心軸線に対する角度が、約４５度であったが、図５に示されたリフィル栓５０のテーパー面５２ｅは、軸線（栓Ｃ−Ｃ）に対して４５度よりも小さく、１０度〜４０度の範囲内であることが好ましい。それによってリフィル本体１５の後端部への圧入がさらに容易になる。

図６は、本発明の第４実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓６０の図である。図６（Ａ）は、リフィル栓６０の斜視図であり、図６（Ｂ）は、リフィル栓６０の別の斜視図であり、図６（Ｃ）は、リフィル栓６０の平面図であり、図６（Ｄ）は、リフィル栓６０の底面図であり、図６（Ｅ）は、リフィル栓６０の側面図であり、図６（Ｆ）は、リフィル栓６０の図６（Ｅ）の線Ｄ−Ｄにおける縦断面図である。図６に示されたリフィル栓６０は、図２に示された本発明の第１実施形態によるリフィル１０に用いられるリフィル栓３０と比較して、弾性変形部の空気流通溝の位置及び形状のみが異なる。

すなわち、図２に示されたリフィル栓３０では、弾性変形部３３の空気流通溝３３ｃは、圧入部３２の通気溝３２ｃに対して、中心軸線周りに６０度だけずれて配置されていたが、図６に示されたリフィル栓６０の空気流通溝６３ｃは、圧入部３２の通気溝３２ｃと整列するように配置されている。さらに、リフィル栓６０の空気流通溝６３ｃは、図２に示されたリフィル栓３０の空気流通溝３３ｃよりもさらに前方へ延び、当接部３１の前端面３１ａを貫通している。それによって、通気溝３２ｃと空気流通溝６３ｃとは、略一直線上の溝を形成し、幼児がリフィル栓６０を誤飲した場合の窒息防止という効果を奏する。

図７は、本発明の第５実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓７０の図である。図７（Ａ）は、リフィル栓７０の斜視図であり、図７（Ｂ）は、リフィル栓７０の別の斜視図であり、図７（Ｃ）は、リフィル栓７０の平面図であり、図７（Ｄ）は、リフィル栓７０の底面図であり、図７（Ｅ）は、リフィル栓７０の側面図であり、図７（Ｆ）は、リフィル栓７０の図７（Ｅ）の線Ｅ−Ｅにおける縦断面図である。図７に示されたリフィル栓７０は、図２に示された本発明の第１実施形態によるリフィル１０に用いられるリフィル栓３０と比較して、弾性変形部の空気流通溝の位置及び形状と、弾性変形部の孔の形状とが異なる。

すなわち、図２に示されたリフィル栓３０では、弾性変形部３３の空気流通溝３３ｃは、圧入部３２の通気溝３２ｃに対して、中心軸線周りに６０度だけずれて配置されていたが、図７に示されたリフィル栓７０の空気流通溝７３ｃは、図６に示されたリフィル栓６０と同様に、圧入部３２の通気溝３２ｃと整列するように配置されている。したがって、リフィル栓７０の空気流通溝７３ｃは、図２に示されたリフィル栓３０の空気流通溝３３ｃよりもさらに前方へ延び、当接部３１の前端面３１ａを貫通している。それによって、通気溝３２ｃと空気流通溝７３ｃとは、略一直線上の溝を形成し、幼児がリフィル栓７０を誤飲した場合の窒息防止という効果を奏する。

弾性変形部３３の孔７３ｄには、横断面が角を丸めた三角形状を呈する内部空間が画成されている。すなわち、厚肉部７３ａの内面によって三角形の頂点が画成され、薄肉部７３ｂの内面によって三角形の辺が画成される。厚肉部７３ａの外形は、図２に示されたリフィル栓３０の厚肉部３３ａと略同一であるが、薄肉部７３ｂは、平板状に形成されている。

図８は、本発明の第６実施形態によるリフィルに用いられるリフィル栓８０の図である。図８（Ａ）は、リフィル栓８０の斜視図であり、図８（Ｂ）は、リフィル栓８０の別の斜視図であり、図８（Ｃ）は、リフィル栓８０の平面図であり、図８（Ｄ）は、リフィル栓８０の底面図であり、図８（Ｅ）は、リフィル栓８０の側面図であり、図８（Ｆ）は、リフィル栓８０の図８（Ｅ）の線Ｆ−Ｆにおける縦断面図である。図８に示されたリフィル栓８０は、図２に示された本発明の第１実施形態によるリフィル１０に用いられるリフィル栓３０と比較して、弾性変形部の孔の形状と、弾性変形部の曲面の形状と、圧入部の孔の位置とが異なる。

弾性変形部３３の孔８３ｄには、横断面が、大小２つの同心円の円弧を周方向に沿って６０度毎に交互に切り出し、それらを接続することによって形成したような内部空間が画成されている。すなわち、厚肉部８３ａの内面によって大きい円の円弧部分が画成され、薄肉部８３ｂの内面によって小さい方の円弧部分が画成される。厚肉部８３ａの外形は、図２に示されたリフィル栓３０の厚肉部３３ａと略同一であるが、薄肉部８３ｂは、上述した小さい方の円を形成するように、横断面が略円弧状を呈するように形成されている。

弾性変形部３３の曲面８３ｇは、図２に示されたリフィル栓３０の曲面３３ｇよりも深く、すなわち当接部３１の前方まで抉られている。また、図２に示されたリフィル栓３０では、圧入部３２の孔３２ｄは、圧入部３２の前端面に形成されていたが、図８に示されたリフィル栓８０の圧入部３２の孔８２ｄは、弾性変形部３３の孔８３ｄの底面に形成されている。すなわち、圧入部３２の前端面は閉塞している。

図９は、図２のリフィル栓３０の変形状態を示した図である。図９（Ａ）は、リフィル栓３０の変形前の縦断面図であり、図９（Ｂ）は、リフィル栓３０の変形後の縦断面図である。同様に、図９（Ｃ）及び図９（Ｄ）は、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）にそれぞれ対応するリフィル栓３０の側面図である。

リフィル栓３０は、中心軸線方向の長さである全長における変位可能量Ｘが１ｍｍ以上となるように構成される。変位可能量Ｘは、リフィル１０を軸筒１１内に挿入する際に後軸１４の後端部内壁との当接によって通常加わる力程度で変形する可能性のある変位量を示す。変位可能量を１ｍｍ以上とすることによって、リフィル１０の製造時に生ずる軸方向の寸法ばらつきを吸収することが可能となる。

また、リフィル栓３０に所定の圧縮応力（Ｎ）が加わった場合の変位可能量（ｍｍ）の変化率（すなわち、圧縮応力（Ｎ）／変位可能量（ｍｍ）で表される圧縮応力（Ｎ）に対する変位量（ｍｍ）の変化率）を９以上、望ましくは１０以上１２以下となるように構成される。それによって、筆記時の筆記圧によるリフィル１０の没入量及びその復元量を抑えることができ、適切な圧縮性及び剛性を得ることができる。その結果、ボールペン１による快適な書き味が得られるとともに、リフィル栓３０の変形に対する耐久性を確保することができる。リフィル栓３０の圧縮応力は、リフィル栓３０の中心軸線方向に沿った荷重ではなく、後軸１４の後端部内壁の傾斜面２２ａ（図３）のような傾斜面に当接させて測定される。なお、上述した変形に関する説明は、他の実施形態におけるリフィル栓においても同様に適用される。

図１０は、本発明の一態様によるリフィル１１０を備えたノック式のボールペン１００を示す縦断面図であり、図１１は、リフィル１１０の先端部分の斜視図である。上述した実施形態において、本発明をリフィル１０が収容されたキャップ式のボールペンに適用してきたが、本実施形態によって、本発明がノック式のボールペン１００にも適用できることを示す。

ボールペン１００は、筒状に形成され且つ先軸１０２及び後軸１０３を備えた軸筒１０４と、軸筒１０４内に配置されたリフィル１１０と、リフィル１１０を後方へ付勢するスプリング１０５と、軸筒１０４の後端部、すなわち後軸１０３の後端部に配置されたノック機構とを有する。ノック機構は、それぞれ筒状に形成された操作部１２０と回転子１３０とを有する。操作部１２０の後端部には、消去部材１０６が設けられ、消去部材１０６は、カバー部材１０７によって覆われている。消去部材１０６又はカバー部材１０７を介して操作部を前方に押圧するノック操作を行うことによって、ノック式のボールペン１００の筆記状態と非筆記状態とを切り替えることができる。

リフィル１１０は、上述したボールペン１のリフィル１０と比較して、継ぎ手部材の形状のみが異なる。すなわち、図１１に明示されているように、リフィル１１０の継ぎ手部材１１６の外周面には、中心軸線方向に延びる複数の微小な突起１１６ａが形成されている。突起１１６ａは、中心軸線に対して１２０度で等配されている。継ぎ手部材１１６は、スプリング１０５の一端を突起１１６ａの直後の支持面１１６ｂで受けるが、複数の突起１１６ａによってスプリング１０５のがたつきが防止される。なお、複数の突起１１６ａは、例えばリフィル用のキャップを確実に装着させるための嵌合突起としてもよい。

本実施形態において、リフィル１１０のリフィル本体１５の後端部には図２に示されるリフィル栓３０が装着されているが、上述した他のリフィル栓を装着してもよい。なお、上述したボールペン１では、リフィル栓の弾性変形部を、後軸１４の後端部内壁に対して圧接することで弾性変形させながら係合させたが、ノック式のボールペン１００の場合は、リフィル栓の弾性変形部を、回転子１３０に対して同様に係合させている。すなわち、回転子１３０には係合部が設けられている。

軸筒１０４内において、操作部１２０及び回転子１３０の前方には、筒状に形成されたノックロック部材１４０が配置されている。後軸１０３の内面には、突起である係止部１５０が形成されている。ノックロック部材１４０は、重力によって軸筒１０４内を前後方向に移動可能である。したがって、図１０では、ボールペン１００の前端が下向き、すなわち鉛直下方を向いていることから、ノックロック部材１４０は、軸筒１０４内において前端側に寄っている。操作部１２０の前端面にはカム面１２１が形成され、対向するノックロック部材１４０の後端面には、操作部１２０のカム面１２１と相補的な形状を有するカム受け面１４１が形成されている。

ボールペン１００の前端を上向きにすると、ノックロック部材１４０は、後端に向かって移動し、カム受け面１４１と、操作部１２０のカム面１２１とが当接する。この当接によって、操作部１２０のカム面１２１とノックロック部材１４０のカム受け面１４１とが協働してノックロック部材１４０を周方向へ回転させ、後軸１０３の係止部１５０とノックロック部材１４０とを係止状態にさせる。この係止によって、操作部１２０の前方への移動が阻止され、ノック操作ができない状態にさせる。その結果、消去部材１０６を用いた当該ボールペン１００による筆跡の消去時に、安定した擦過動作を行うことが可能となる。すなわち、ボールペン１００を持ち替えて、消去部材１０６を筆記面に対して押圧して擦過動作を行っても、操作部１２０ががたつくことがない。

上述した実施形態におけるリフィルには、熱変色性インクを収容してもよい。この場合、ボールペンは、熱変色性筆記具であり、消去部材である摩擦体によって擦過した際に生じる摩擦熱によって、ボールペンの筆跡を熱変色可能である。なお、リフィルには、消しゴムで消去可能な消しゴム消去式インクを収容してもよい。

ここで、熱変色性インクとは、常温（例えば２５℃）で所定の色彩（第１色）を維持し、所定温度（例えば６０℃）まで昇温させると別の色彩（第２色）へと変化し、その後、所定温度（例えば−５℃）まで冷却させると、再び元の色彩（第１色）へと復帰する性質を有するインクを言う。熱変色性インクを用いたボールペンでは上記第２色を無色とし、第１色（例えば赤）で筆記した描線を昇温させて無色とすることを、ここでは「消去する」ということとする。したがって、描線が筆記された筆記面等に対して消去部材としての摩擦体によって擦過して摩擦熱を生じさせ、それによって描線を無色に変化、すなわち消去させる。なお、当然のことながら上記第２色は、無色以外の有色でもよい。

また、消しゴムで消去可能な消しゴム消去式インクを収容したボールペンとする場合における消しゴム消去性インクは、水と、平均粒子径１．０〜１５μｍの非熱可塑性着色樹脂粒子をインキ組成物全量に対して、３〜３０重量％と、０．１〜１０重量％の非着色粒子とを少なくとも含有することが必要である。本発明の水性インキに用いる着色樹脂粒子は、着色された樹脂粒子からなるものであり、非熱可塑性であり、かつ、平均粒子径が１．０〜１５μｍとなるものであり、例えば、樹脂粒子中に顔料からなる着色剤が分散された着色樹脂粒子、樹脂粒子の表面が顔料からなる着色剤で被覆された着色樹脂粒子、樹脂粒子に染料からなる着色剤が染着された着色樹脂粒子などが挙げられる。本実施形態では、着色樹脂粒子が非熱可塑性で上記平均粒子径を充足するものであれば、その構造〔中空構造あり、中空構造なし（密実）〕、形状（球状、多角形状、扁平状、繊維状）等は特に限定されるものでないが、好ましくは、優れた消しゴム消去性、筆記性、インキとしての経時安定性を発揮させる点から、ガラス転移点が１５０℃以上で熱分解温度に近く、更にはメルトフローインデックス値が０．１未満であるような分子内架橋を持つ粒子で粘着性を有せず、かつ、平均粒子径が１．０〜１５μｍとなる球状の着色樹脂微粒子の使用が望ましい。なお、本発明（実施例等含む）で規定する「平均粒子径」は、粒度分析計〔マイクロトラックＨＲＡ９３２０−Ｘ１００（日機装社製）〕にて測定したＤ５０の値である。

消去部材を形成する材料として、シリコーンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム等の熱硬化性ゴムやスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマーといったゴム弾性材料、２種以上のゴム弾性材料の混合物、及び、ゴム弾性材料と合成樹脂との混合物を、ＪＩＳ Ｋ７２０４に規定された摩耗試験（ＡＳＴＭ Ｄ１０４４）で荷重９．８Ｎ、１０００ｒｐｍ環境下において、テーバー摩耗試験機の摩耗輪ＣＳ−１７でのテーバー摩耗量が１０ｍｇ以上となるように構成し、消去部材を形成する。さらに、テーバー摩耗量が１０ｍｇ以上となるように調整するために、消去部材の材料に対して、より柔軟性を出すためのフタル酸系可塑剤を添加してもよい。消去部材が、環境ホルモンを含まない可塑剤を含むことによって、消去部材がより摩耗しやすくなるため、紙面を傷めず且つ印刷文字等を掠れさせることなく、筆跡の消去が可能となる。さらに、消去部材は、ＪＩＳ Ｋ６２０３に規定されたデュロメータＡ硬度が７０以上であることが望ましい。それによって、所定の硬さが確保でき、より安定した擦過動作が可能となる。なお、消去部材は、タッチペン、スタイラスペンとしても適用可能である。

１ ボールペン
１０ リフィル
１１ 軸筒
１２ キャップ
３０ リフィル栓
３３ｄ 孔
３５ 空気流通路
３６ 開口部

Claims (2)

1. 先端部と、後端部と、前記先端部に設けられた筆記部と、前記後端部に装着されたリフィル栓とを具備する管状のリフィルであって、
   前記リフィル栓は、当該リフィルの内部及び外部間を連通する空気流通路を具備し、
   当該リフィルの外部から該空気流通路内へ続く開口部が、前記後端部の側面部又は前記リフィル栓の側面部に設けられ、
   前記リフィル栓の後端面の中心軸線近傍に、横断面において非円形に画成された孔が形成されていることを特徴とするリフィル。
2. 軸筒と、該軸筒内に収容された請求項１に記載のリフィルとを具備し、前記リフィル栓が、当該リフィルを軸筒内へ収容する際に該軸筒内の係合部と係合することを特徴とする筆記具。

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