JP7066718B2 - 加圧式筆記具 - Google Patents
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Description
JPH08-141482Aの塗布具では、軸筒後端の回転体を、筒内端部のタンク押動部の押圧起点から押圧終点方向に向けて段階的に回転させることで、各段の加圧部の高さに応じて液タンクの後端を軸筒前方に押動し段階的に液タンクを圧縮する構造となっている。
このJP2011-235612Aに記載されている筆圧加圧式のボールペンは、筆記時にボールペンレフィルが筆圧によって後退することで加圧機構が作動してインキの後端に圧力を掛ける構造のため、JPH08-141482Aのように、加圧時のインキ後端に掛かる圧力を調整するためには、筆圧が掛かった際にボールペンレフィルが後退する幅を増減させる必要があり、その分、軸筒からボールペンレフィルの前端部が突出する長さを一定にすることが困難であった。
ところで、ボールペンの把持位置は、人によって様々ではあるが、筆記時のペン先の位置を基準に把持位置を決定していることが多い。このため、使用者はペン先の突出する長さに合わせて軸筒を把持する位置を変えねばならず、特に筆記具の把持部に滑り止め用の凹凸や把持しやすいように内方または外方へ向って湾曲して形成されている場合には、把持位置を変えると把持感触まで変わってしまう問題が生じていた。
筆記具用インキ組成物が充填されたレフィルを内部に収容可能な軸筒と、
前記レフィルの後退にともなって前記筆記具用インキ組成物に圧力を加える加圧機構と、
前記圧力を調整する加圧力調整機構と、を備える。
前記軸筒の後端から突出するように設けられた回動体をさらに備え、
前記加圧力調整機構は、前記回動体を回動させることにより、前記圧力を調整してもよい。
軸筒内に、筆記具用インキ組成物を充填したインキ収容筒と、該インキ収容筒の前方部にボールペンチップと、を具備したボールペンレフィルを収容してなり、
前記ボールペンレフィルの後方に、筆圧が掛かることで前記ボールペンレフィルが後退して、前記筆記具用インキ組成物の後端に圧力を加える加圧機構が配設された加圧式筆記具であって、
前記加圧機構の後方に、前記軸筒の後端から突出する回動体と、該回動体を回動することで作動し前記ボールペンレフィルの後退量を調整する加圧力調整機構と、を備え
前記加圧機構は前記軸筒に対して回動不能且つ前後動自在に係止され、
前記回動体は前記軸筒に対して回動自在に係止され、
前記回動体を回動することで前記加圧力調整機構が作動し、前記インキ収容筒内の筆記具用インキ組成物の後端に掛ける圧力を調整すると共に、前記回動体を回動する前後で、軸方向における前記軸筒に対する前記ボールペンレフィルの相対位置が変化しないように構成した。
前記軸筒の内部に、該軸筒に対し回動不能且つ前後動自在に係止されたスライド部材が配設され、
前記スライド部材が、該スライド部材の内方に配設された前記加圧機構と、該スライド部材の後端開口部から一部が後方へ突出するよう配設された前記回動体と、を具備し、
前記回動体を前方へ押圧することで、前記ボールペンレフィルの前端部が前記軸筒の前端開口部より突出するよう構成してもよい。
前記加圧力調整機構が、前記スライド部材と、該スライド部材の前端開口部から挿入され当該スライド部材に対して回動自在且つ前後動自在に係止された前記回動体と、該回動体の内部に配設され当該回動体に対して回動自在且つ前後動自在に係止された摺動部材と、を備え、
前記スライド部材と前記回動体との間に、該スライド部材に対して該回動体を前後動させる第一のカム機構と、前記回動体と前記摺動部材との間に、前記回動体に対して前記摺動部材を前後動させる第二のカム機構と、を備えてもよい。
前記第一のカム機構が、前記スライド部材の内面に、軸方向に対して傾斜し軸周方向へ延びる第一のカム斜面と、前記回動体の外面に、前記第一のカム斜面と摺接するよう形成された第一のカム突起と、を備え、
前記第二のカム機構が、前記摺動部材の外面に、軸方向に対して傾斜し軸周方向へ延びる第二のカム斜面と、前記回動体の内面に、前記第二のカム斜面と摺接するよう形成された第二のカム突起と、を備えてもよい。
前記加圧機構は、前後に貫通する貫通孔を有する筒状体と、前記筒状体の内部に配設され、前記ボールペンレフィルの後端部が着脱自在に装着される弾性部材と、前記弾性部材の内壁と前記インキ収容筒の後端部との間に形成され該インキ収容筒の後端開口部内に連通する加圧室と、前記筒状体の内方且つ前記弾性部材の後方に配設された止め具と、前記加圧室と外部とを連通させる空気孔と、を備え、
前記筒状体はスライド部材に対して回動不能且つ前後動自在に係止され、前記摺動部材は前記筒状体に対して前後動自在且つ回動不能に係止され、
前記筒状体の後部内段部と前記摺動部材の前部内段部との間に弾発部材を配設することで前記摺動部材に対して前記筒状体が前方へ弾発され、
前記ボールペンレフィルと共に前記筒状体が後退することで、前記弾性部材と前記止め具とが当接して該弾性部材を変形させ、前記加圧室が圧縮して前記インキ収容筒内のインキの後端に圧力を掛けてもよい。
軸筒内に、筆記具用インキ組成物を充填したインキ収容筒と、該インキ収容筒の前方部にボールペンチップと、を具備したボールペンレフィルを収容してなり、
前記ボールペンレフィルの後方に、筆圧が掛かることで前記ボールペンレフィルが後退して、前記筆記具用インキ組成物の後端に圧力を加える加圧機構が配設された加圧式筆記具であって、
前記加圧機構が、筒状に形成されたシリンダーと、外周面に気密用変形部を有し前記シリンダーに対して前後動自在に形成された気密弁と、前記シリンダーの後部内孔に前後動自在に装着されたピストンと、前記ピストンと前記シリンダーとの間に配設された気密部材と、前記シリンダーと前記気密弁と前記ピストンと前記気密部材とで囲まれ前記ボールペンレフィルの後部に連通された加圧室と、前記気密弁と前記ピストンとの間に配設され前記気密弁を前方へ弾発する弾発部材と、を備え、
前記ボールペンチップの前端に筆圧が掛かると、前記ボールペンレフィルが後退し、当該ボールペンレフィルの後退に連動して前記シリンダーと前記気密弁とが前記弾発部材の弾発力に抗して前記ピストンに対して後退し、前記加圧室内を密閉した後に圧縮して加圧すると共に、前記ボールペンレフィルへの筆圧が解除されると、前記シリンダーより先に前記気密弁が前記ピストンに対して前進することで前記加圧室と外部とを連通する空気通路が形成され、前記加圧室の気密状態が解除されて大気圧と同圧になり、その後、前記シリンダーが遅れて前進する。
前記ボールペンレフィルの前端に筆圧が掛かった際、前記気密弁の気密用変形部と前記シリンダーの当接部とが当接することで前記加圧室内が気密状態となるよう構成すると共に、前記ボールペンレフィルへの筆圧が解除された際、前記気密弁の気密用変形部により当該気密弁と前記シリンダーの当接部との間で発生する嵌合力より前記気密部材により前記ピストンと前記シリンダーとの間に発生する嵌合力を大きくすることで、前記シリンダーより先に前記気密弁が前記ピストンに対して前進するよう構成してもよい。
前記圧力を調整する加圧力調整機構をさらに備えてもよい。
前記軸筒の後端から突出するように設けられた回動体をさらに備え、
前記加圧力調整機構は、前記回動体を回動させることにより、前記圧力を調整してもよい。
前記筆記具用インキ組成物は、熱変色性インキであり、
前記回動体の後端に設けられ、前記熱変色性インキの筆跡を摩擦しその際に生じる摩擦熱により該筆跡を変色させることが可能な摩擦体と、
前記軸筒の後端を上方に向けた状態では前記回動体の回動を許容し、前記軸筒の後端を下方に向けた状態では前記回動体の回動を妨げる、ストッパー部材と、をさらに備えてもよい。
また、本明細書では、軸筒の長手方向において、ボールペンチップがある方を前方と表現し、その反対側を後方と表現する。これにともなって、軸筒の長手方向に沿った方向を前後方向と表現することがある。また、前後方向への移動を前後動と表現することがある。更に、軸筒の軸径方向において、ボールペンレフィルがある方を内方と表現し、その反対側を外方と表現する。
尚、説明を分かりやすくするために、図面中の同様の部材、同様の部分については同じ符号を付してある。
本実施形態の加圧式筆記具1は、軸筒4と、加圧機構7と、加圧力調整機構24と、を備える。軸筒4は、筆記具用インキ組成物であるインキ11が充填されたレフィル8を内部に収容可能に構成されている。加圧機構7は、インキ11に圧力を加える機構である。加圧式筆記具1は、レフィル8の前端部が軸筒4の前端開口部3aから突出した筆記状態と、レフィル8の前端部が軸筒4の前端開口部3aから没入した非筆記状態と、を切り換え可能に構成されている。図1から図5に示された加圧式筆記具1では、後軸2の前方に前軸3を螺合することで軸筒4を形成してあり、軸筒4内に前後動可能に配設されたスライド部材5と、スライド部材5に回動可能に係止された回動体6と、スライド部材5内に配設された加圧機構7と、加圧機構7に装着され軸筒4内を前後に摺動可能なレフィル(ボールペンレフィル)8と、後軸2の側面に回動自在に係止されたクリップ9と、により構成してある。
尚、尾栓14は、内部に前後方向に貫通する貫通孔と、後部に段部を設けて装着部14aとを形成してある。
また、後軸2の後部内周面には内方へ向って突出し、前後に延びる係止レール部2gを形成してある。
更に、スライド部材5の前部内孔には内方へ向って突出する突起状の前部内突起5bが形成してあり、スライド部材5の後部には、内径が小さく形成された内段部5cが形成してある。
更に、図1に示すように、前軸3(軸筒4)の内面に形成した内段部3bとスペーサリング15の前端部15bとの間にノック用コイルスプリング16を圧縮状態で張架することで、前軸3(軸筒4)に対してスライド部材5をスペーサリング15を介して後方に弾発してある。
尚、クリップ9の前部には、基部9dから軸筒4側に延び、スライド部材5の側面に形成した掛止部5aと掛止する被掛止部9cを形成してある。
また、加圧機構7は、筒状体18の前端がスペーサリング15の後端に当接することで加圧機構7の前方への移動が制限されるよう構成してある。
更に、筒状体18の後端部には後方側に向かって突出する後端凸部18dが、軸心を挟んで2箇所形成してある。
尚、図5に示すように、筒状体18の係止突起18bはスライド部材5の側面に形成したスリット部5eに挿入してあり、これにより筒状体18はスライド部材5に対して回動不能且つ前後動自在に係止してある。
尚、止め具19を筒状体18に装着する際、鍔部19aが筒状体18の貫通孔18aに形成された内段に当接することで後方への移動が制限され、更に、止め具19の側面には軸心方向に延びる溝状の空気通路19eが軸周方向に沿って均等に複数配置して形成してあり、空気通路19eにより筒状体18の貫通孔18aの中孔部18fと後孔部18gとが常に通気された状態が保たれるように構成してある。
また、弾性部材20は筒状体18の貫通孔18aの前部内側面18hに圧入嵌着してあり、内孔20aの前部内周部20bには、ボールペンレフィル8の尾栓14の装着部14aが着脱自在に装着されている。
尚、弾性部材20を前部内側面18hに圧入嵌着した際、弾性部材20の後端と止め具19の前端面19dとの間には隙間が形成されるよう構成してあり、ボールペンレフィル8に筆圧が掛かるとき以外は、その隙間が維持されるようにしてある。
また、加圧空間21は内孔20aの後部に形成された空気孔20cにより筒状体18の中孔部18fに連通され、中孔部18fは空気通路19eにより後孔部18gを通じて外部に連通していることから、加圧空間21は外部に連通される。
更に、摺動部材22の前部には後方に向かってスリット状に切り欠かれ、軸心を挟んで2箇所形成された前端凹部22dを形成してあり、筒状体18の後端凸部18dを摺動部材22の前端凹部22dに挿入することで、筒状体18に対して摺動部材22を前後動自在且つ回動不能に係止してある。
尚、止め具19を摺動部材22へ挿入する際、スリット19cにより2つの係止部19bが撓んで軸心側に寄ることで止め具19を内孔に挿入し易くしてある。
また、回動体6には、図3に示すように、後部外周面に軸心に沿って複数の溝部6aを形成してあり、溝部6aにより回動体6を指で掴んだ際に滑り難くしてある。
更に、溝部6aの前方には外方へ向って突出し後方から前方へ向って外径が大きくなるように傾斜した凸状部6bが形成してあり、回動体6をスライド部材5に装着した際、凸状部6bによりスライド部材5から回動体6が抜けないよう構成してある。
尚、回動体6の第一のカム突起6dとスライド部材5の第一のカム斜面5fとがカム嵌合することで第一のカム機構30が構成され、回動体6の第二のカム突起6fと摺動部材22の第二のカム斜面22aとがカム嵌合することで第二のカム機構40を構成してある。
図1の状態から回動体6を前方へ押圧(図1の矢印F方向)すると、スライド部材5に対して回動体6が前進して凸状部6bがスライド部材5の後端に当接し、回動体6に押圧されたスライド部材5と、スライド部材5に圧入装着されているスペーサリング15と、が回動体6と共に、ノック用コイルスプリング16の弾発力に抗して前進する。同時に、回動体6は摺動部材22とカム嵌合しているため、摺動部材22が前方へ押圧され、摺動部材22が前進することで加圧用コイルスプリング23に弾発されて筒状体18が前進する。そして、筒状体18の前進に伴い弾性部材20を介してボールペンレフィル8が前方へ押圧されて前進し、前軸3の前端開口部3aからボールペンチップ13の前端部が突出する。その際、スライド部材5の掛止部5aが、後軸2の側面に配置したクリップ9の先端部の被掛止部9cに掛止することで、ボールペンチップ13の前端を、前軸3(軸筒4)の前端開口部3aから突出した状態を維持させる図6の状態となる。
図6及び図9Aに示すように、ボールペンチップ13の前端が、前軸3の前端開口部3aから突出した状態で、図7のように軸筒4を傾けて保持し、ボールペンレフィル8の前端に筆圧を掛け、図7の矢印H方向にボールペンレフィル8が後退すると、スライド部材5は掛止部がクリップ9の被掛止部9cに係止しているため後退できず、回動体6はスライド部材5に対してカム嵌合しているため後退できず、更に、摺動部材22は回動体6とカム嵌合している為に後退できないため、加圧用コイルスプリング23の弾発力に抗して筒状体18が弾性部材20と共に後退する。そして、摺動部材22に係止され停止している止め具19の前端面19dに弾性部材20の後端が当接すると、空気孔20cが前端面19dで塞がれて加圧空間21が密閉される図9Bの状態となる。更に、ボールペンレフィル8が後退し、筒状体18が後退すると、弾性部材20が弾性変形することで図9Cのように加圧空間21が圧縮され、ボールペンレフィル8内のインキ11の後端にインキ追従体12を介して圧力を加える図8の状態となる。すなわち、ボールペンレフィル8の後退にともなって、加圧機構7によりインキ11の後端に圧力が加えられる。
尚、ボールペンレフィル8の筆圧による矢印H方向への後退は、筒状体18の外段部18cが回動体6の前端6gに当接することで停止される。つまり、外段部18cと前端6gとの隙間の大きさにより、ボールペンレフィル8が後退できる長さを決めることができる。
図10Aの状態から回動体6を後端側から視て左方向(反時計回り)に回転させて図10Bの状態にすると、スライド部材5は後軸2に対して回動不能に係止していることから、図11Aから図11Bのように回動体6の第一のカム突起6dは第一のカム斜面に沿って第1段部5g1から隣の第2段部5g2へ移動する。この際、第一のカム突起6dが一段動いたL1分(図11A参照)、回動体6はスライド部材5に対して前進し、同時に、加圧用コイルスプリング23で後方に弾発されている摺動部材もL1分前進する。
そして、摺動部材22は筒状体18に対して回動不能に係止され、筒状体18はスライド部材5に回動不能に係止されていることから、摺動部材22は軸筒4に対して回動することができないため、回動体6の回転に伴い図12Aから図12Bのように回動体6の第二のカム突起6fは摺動部材22の第二のカム斜面22aに沿って第1段部22b1から隣の第2段部22b2へ移動する。この際、第二のカム突起6fが一段動いたM1分(図12A参照)、摺動部材22は回動体6に対して後退する。このため、摺動部材22は第一のカム機構30によりL1分前進し、第二のカム機構40によりM1分後退する。そして、本実施形態では、L1=M1となるように構成しているため、軸筒4に対して回動体6のみL1分前進し、摺動部材22は軸筒4に対して相対位置が変化しない。また、摺動部材22の位置が変わらないため、加圧用コイルスプリング23で前方へ弾発されている筒状体18の位置も変化せず、筒状体18に弾性部材20を介して固定されているボールペンレフィル8の軸筒4に対する相対位置も変化することはない。このため、筒状体18の外段部18cと回動体6の前端6gとの隙間が回動体が前進したL1分短くなるため、筆圧が掛かった際にボールペンレフィル8が後退できる長さもL1分減る。そして、筆圧が掛かった際の弾性部材20の変形量も減ることから加圧空間21に掛かる圧力が下がり、結果として、回動体6を左に一段分回転することでボールペンレフィル8内のインキ11の後端に掛かる圧力を下げることができる。
この状態では、筒状体18が回動体6により後退することができないため、ボールペンレフィル8も後退することはできなくなり、筆記時に筆圧が掛かってもインキ11が加圧されることはなく、非加圧式の筆記具として使用できると共に、この状態のまま保管したとしてもボールペンレフィル8内が加圧されることがないため、図10Cの状態にすることで、保管時にボールペンチップ先端からのインキ11の流出を防止することができる。
尚、詳述はしないが、本実施形態では、ノック時同様に非ノック時でも回動体6を回動することで、筆記時にインキ11に掛かる圧力の設定を変更することが可能である。
また、本実施形態の加圧式筆記具1は、いわゆる筆圧加圧式であるため、筆圧が掛かった時のみ筆記具用インキ組成物(インキ)11の後端に圧力が掛かる。このため、非筆記時や保管時には筆記具用インキ組成物(インキ)11の後端に圧力が掛かることがなく、ボールペンチップ13の前端からインキが漏れることを防止できる。
尚、回動体6を押圧した際、ボールペンレフィル8の前端部を軸筒4の前端開口部3aから突出させた状態を維持する手段としては、回動体6の前後動に連動するスライド部材5に突起状の掛止部5aを設け、軸筒4の外周部にクリップ9を形成し、前記掛止部5aとクリップ9に形成した被掛止部9cとを掛止させることで維持してもよく、軸筒4の側面に形成した被掛止部に掛止部を掛止させることで維持してもよいが、掛止状態を解除した際にスライド部材5が元の位置に戻るようにコイルスプリングやゴムなどで弾発した構成とすることが好ましい。
尚、前記弾性部材20に用いる材料は、ゴム弾性を有する樹脂材料であれば特に限定されることはないが、例えば、ニトリルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、シリコーンゴム、熱可塑性エラストマー等が好適に使用できる。
尚、加圧力の強さを表す方法としては、数字(0、1、2、3・・・・)や文字(強、中、弱、無)、記号等を用いることができ、特に限定されるものではない。
尚、本変形例では、表示部600bの前端頂部600cを数字部200dの「2」に合わせた時に、加圧力が最大の状態(図10A)になるよう調整してあり、「1」に合わせた時に、低い加圧力を掛かる状態(図10B)になるように調整してあり、「0」に合わせた際には、加圧力が掛からない状態(図10C)になるように調整してある。
次に、図14~図29Cを参照して、第2実施形態について説明する。
本実施形態の加圧式筆記具101は、図14から図19に示すように、後軸102の前方に前軸103を螺合することで軸筒104を形成してあり、軸筒104内に前後動可能に配設されたスライド部材105と、スライド部材105に回動可能に係止された回動体106と、スライド部材105内に配設された加圧機構130と、加圧機構130に装着され軸筒104内を前後に摺動可能なボールペンレフィル108と、後軸102の側面に回動自在に係止されたクリップ109と、により構成してある。
また、後軸102の後部内周面には内方へ向って突出し、前後に延びる係止レール部102gを形成してあり、前部内周面には周方向に延び凹状に形成した内方係止部102iを形成してある。
更に、スライド部材105の内面には、軸周方向に沿って傾斜して形成され内方へ向って突出する第一のカム斜面105eが形成してあり、第一のカム斜面105eには複数の段部105f(第1段部105f1、第2段部105f2、第3段部105f3)を形成してある。尚、複数の段部105fは、それぞれ後方へ向って凹状に形成された凹部105gを形成してある。
更に、図16に示すように、後軸102(軸筒104)の内面に装着した中駒107の内段部107bとスペーサリング114の内段部114bとの間にノック用コイルスプリング115を圧縮状態で張架することで、後軸102(軸筒104)に対してスライド部材105をスペーサリング114を介して後方に弾発してある。
尚、クリップ109の前部には、基部109dから軸筒104側に延び、スライド部材105の側面に形成した掛止部105aと掛止する被掛止部109cを形成してある。
更に、シリンダー117の後部内孔117dには、図19に示すように平地部117eを形成してある。
更に、ピストン118は後部より前部のほうが径大で形成され、外周部に形成される外面段部118cがシリンダー117の内段117hに当接することでピストン118の後方への移動を制限してある。そして、ピストン118の後部外周部には平面部118gを形成してあり、平面部118gをシリンダー117の平地部117eに合わせて装着することで、ピストン118をシリンダー117に対して前後動可能且つ回動不能に装着してある。
尚、気密弁119に対するシリンダー117の前後動は、外方突起119dの前端と側孔117cの前端とが当接すること、または、鍔部119gの後端とシリンダー117の前端とが当接することで制限されるよう構成してある。
尚、第二のOリング123(気密用変形部)はシリンダー117の当接部117g(側孔117cの後端)と当接可能に構成してあり、第二のOリング123(気密用変形部)とシリンダー117の当接部117g(側孔117cの後端)とが当接状態にあるときは加圧空間121が密閉されて気密が取られると共に、第二のOリング123(気密用変形部)とシリンダー117の当接部117g(側孔117cの後端)とが非当接状態にあるときは、第二のOリング123(気密用変形部)とシリンダー117の側孔117cの後端部との間の隙間と、側孔117cと、で加圧空間121と加圧式筆記具101の外部とが連通する空気通路124が形成され、加圧空間121が外気と同圧の状態になるよう構成してある。
そして、気密弁119の鍔部119gはスペーサリング114の後端に当接するよう構成してあるため、ピストン118は加圧用コイルスプリング120により気密弁119を介して後方へ弾発される状態にもなる。
尚、回動体106の第一のカム突起106bとスライド部材105の第一のカム斜面105eとがカム嵌合することで第一のカム機構140が構成され、回動体106の第二のカム突起106dとピストン118の第二のカム斜面118dとがカム嵌合することで第二のカム機構150を構成してある。
本実施形態では、回動体106を前方へノックした状態で該回動体106を回動した際に、位置合わせ用マーカー106fの前端頂部106gを、後軸102の加圧力表示部102hの線状部に合わせ、線状部の前部にある数字を読み取ることで、その際にインキの後端に掛けられる加圧力を視認することができる。
尚、本実施形態では、位置合わせ用マーカー106fを加圧力表示部102hの「3」に合わせた時に、加圧空間(加圧室)121内の加圧が最大の状態(図27A)になるよう調整してあり、「2」に合わせた時に、低い加圧が掛かる状態(図27B)になるように調整してあり、「1」に合わせた際には、加圧が掛からない状態(図27C)になるように調整してある。
図15の状態から尾栓125及び回動体106をノック用コイルスプリング115の弾発力に抗して前方へ押圧(図15の矢印F方向)すると、回動体106の第二のカム突起106dとピストン118の第二のカム斜面118dとがカム嵌合していることから回動体106と共にピストン118が当該回動体106に押されて前進する。そして、回動体106の前端106eがシリンダー117の後端117fに当接すると、シリンダー117が前進し、更に、シリンダー117の前端と気密弁119の鍔部119gが当接すると、シリンダー117と共に気密弁119と気密弁119の装着部119cに装着されているボールペンレフィル108とが前進し、前軸103の前端開口部103aからボールペンレフィル108のボールペンチップ113の前端部が突出する。
この際、シリンダー117の係止突起117bはスライド部材105のスリット係止部105dに前後動自在に遊嵌しているため、スリット係止部105dの前端に前進したシリンダー117の係止突起117bが当接することでスライド部材105が前進を開始し、スライド部材105の掛止部105aが、後軸102の側面に配置したクリップ109の先端部の被掛止部109cに掛止することで、ボールペンレフィル108のボールペンチップ113の前端を、前軸103(軸筒104)の前端開口部103aから突出した状態を維持させる図20の状態となる。
図20及び図23のボールペンチップ113の前端が、前軸103の前端開口部103aから突出した状態で、図21のように軸筒104を傾けて保持し、ボールペンチップ113の前端に筆圧を掛け、図21の矢印H方向にボールペンレフィル108が後退すると、スライド部材105は掛止部105aがクリップ109の被掛止部109cに掛止しているため後退できず、回動体106はスライド部材105に対してカム嵌合しているため後退できず、更に、ピストン118は回動体106とカム嵌合している為に後退できないため、加圧用コイルスプリング120の弾発力に抗してボールペンレフィル108と共に気密弁119が後退する。そして、気密弁119に固定している第二のOリング123がシリンダー117の当接部117g(側孔117cの後端)に当接すると、加圧空間(加圧室)121と外部とを連通させていた空気通路124が閉じられて加圧空間121内が気密される図24の状態となる。更に、ボールペンレフィル108が後退すると、気密弁119と共にシリンダー117がピストン118に対して後退し、加圧空間121の容積が減ることで当該加圧空間121内が圧縮され、気密弁119の内孔119aを通してボールペンレフィル108内のインキ111の後端にインキ追従体112を介して圧力を加える図22及び図25の状態となる。
図20及び図27Aの状態から回動体106の位置合わせ用マーカー106fの前端頂部106g(図14参照)が後軸102の加圧力表示部102hの「3」から「2」の位置に合致するまで回動体106を後端側から視て左方向(反時計回り)に回転させ、図27Bの状態にすると、スライド部材105は後軸102に対して回動不能に係止していることから、図28Aから図28Bのように回動体106の第一のカム突起106bはスライド部材105の第一のカム斜面105eに沿って第1段部105f1から隣の第2段部105f2へ移動する。この際、第一のカム突起106bが一段動いたL1分(図28A参照)、回動体106はスライド部材105に対して前進する。
そして、ピストン118は、シリンダー117及びスライド部材105を介して後軸102(軸筒104)に対して回動不能に係止していることから、回動体106の回転に伴い図29Aから図29Bのように回動体106の第二のカム突起106dはピストン118の第二のカム斜面118dに沿って第1段部118e1から隣の第2段部118e2へ移動する。この際、第二のカム突起106dが一段動いたM1分(図29A参照)、ピストン118は回動体106に対して後退する。このため、ピストン118は第一のカム機構140によりL1分前進し、第二のカム機構150によりM1分後退する。そして、本実施形態では、L1=M1となるように構成しているため、軸筒104に対して回動体106のみL1分前進し、ピストン118は軸筒104に対して相対位置が変化しない。また、ピストン118の位置が変わらないため、加圧用コイルスプリング120で前方へ弾発されている気密弁119の位置も変化せず、気密弁119の装着部119cに装着されているボールペンレフィル108の軸筒104に対する相対位置も変化することはない。このため、シリンダー117の後端117fと回動体106の前端106eとの隙間が回動体106が前進したL1分短くなるため、筆圧が掛かった際にボールペンレフィル108が後退できる長さもL1分減り、加圧空間(加圧室)121の圧縮量が減ることで加圧空間121内に掛かる圧力が下がる。結果として、回動体106を後端側から見て左方向(反時計回り)に一段分回転することでボールペンレフィル108内のインキ111の後端に掛かる圧力を下げることができる。
この状態では、シリンダー117の後端117fが回動体106の前端106eに当接していることにより後退することができないため、ボールペンレフィル108も後退する長さが減り、加圧空間121を密閉することができなくなる。このため筆記時に筆圧が掛かってもインキ111が加圧機構130により加圧されることはなく、非加圧式の筆記具として使用できると共に、ノックした状態で保管したとしても、誤動作によりボールペンレフィル108内が加圧されることがないため、保管時にボールペンチップ113の先端からのインキ111の流出を防止することができる。
尚、詳述はしないが、本実施形態では、ノック時同様に非ノック時でも回動体106を回動することで、筆記時にインキ111に掛かる圧力の設定を変更することが可能である。
尚、本実施形態において、筆圧が解除された際、気密用変形部(第二のOリング)123により気密弁119とシリンダー117の前部内端部との間で発生する嵌合力、及び、気密部材(第一のOリング)122によりピストン118とシリンダー117との間に発生する嵌合力とは、気密部材(第一のOリング)122に対してシリンダー117を摺動させるのに必要になる押圧力とピストン118に対してシリンダー117を摺動させるのに必要な押圧力とを指し、各々の嵌合力はプッシュプルゲージを用いることで計測することができる。
また、気密部材(第一のOリング)122を構成する材料としてはシリコーンゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、フッ素樹脂、熱可塑性エラストマー等のゴム弾性を有する合成樹脂を用いることができ、その硬度は、JIS-K6235で測定したデュロメーターA硬度として、20以上70以下で形成することが好ましい。
尚、大気圧を1000hPaとした場合、例えば粘度が低い筆記具用インキ(一例として20℃の環境下における粘度が1mPa・s~2000mPa・sの筆記具用インキ)では、加圧室(加圧空間)121内の密閉された空気の気圧を1005hPaを越え1500hPaの範囲となる加圧状態にすることで筆記具用インキを吐出し易くすることができる。
Claims (11)
- 筆記具用インキ組成物が充填されたレフィルを内部に収容可能な軸筒と、
前記レフィルの後退にともなって前記筆記具用インキ組成物に圧力を加える加圧機構と、
前記圧力を調整する加圧力調整機構と、
前記軸筒の後端から突出するように設けられた回動体と、を備え、
前記加圧力調整機構は、前記回動体を回動させることにより、前記圧力を調整する、加圧式筆記具。 - 軸筒内に、筆記具用インキ組成物を充填したインキ収容筒と、該インキ収容筒の前方部にボールペンチップと、を具備したボールペンレフィルを収容してなり、
前記ボールペンレフィルの後方に、筆圧が掛かることで前記ボールペンレフィルが後退して、前記筆記具用インキ組成物の後端に圧力を加える加圧機構が配設された加圧式筆記具であって、
前記加圧機構の後方に、前記軸筒の後端から突出する回動体と、該回動体を回動することで作動し前記ボールペンレフィルの後退量を調整する加圧力調整機構と、を備え、
前記加圧機構は前記軸筒に対して回動不能且つ前後動自在に係止され、
前記回動体は前記軸筒に対して回動自在に係止され、
前記回動体を回動することで前記加圧力調整機構が作動し、前記インキ収容筒内の筆記具用インキ組成物の後端に掛ける圧力を調整すると共に、前記回動体を回動する前後で、軸方向における前記軸筒に対する前記ボールペンレフィルの相対位置が変化しないように構成した、加圧式筆記具。 - 前記軸筒の内部に、該軸筒に対し回動不能且つ前後動自在に係止されたスライド部材が配設され、
前記スライド部材が、該スライド部材の内方に配設された前記加圧機構と、該スライド部材の後端開口部から一部が後方へ突出するよう配設された前記回動体と、を具備し、
前記回動体を前方へ押圧することで、前記ボールペンレフィルの前端部が前記軸筒の前端開口部より突出するよう構成した、請求項2に記載の加圧式筆記具。 - 前記加圧力調整機構が、前記スライド部材と、該スライド部材の前端開口部から挿入され当該スライド部材に対して回動自在且つ前後動自在に係止された前記回動体と、該回動体の内部に配設され当該回動体に対して回動自在且つ前後動自在に係止された摺動部材と、を備え、
前記スライド部材と前記回動体との間に、該スライド部材に対して該回動体を前後動させる第一のカム機構と、前記回動体と前記摺動部材との間に、前記回動体に対して前記摺動部材を前後動させる第二のカム機構と、を備えた、請求項3に記載の加圧式筆記具。 - 前記第一のカム機構が、前記スライド部材の内面に、軸方向に対して傾斜し軸周方向へ延びる第一のカム斜面と、前記回動体の外面に、前記第一のカム斜面と摺接するよう形成された第一のカム突起と、を備え、
前記第二のカム機構が、前記摺動部材の外面に、軸方向に対して傾斜し軸周方向へ延びる第二のカム斜面と、前記回動体の内面に、前記第二のカム斜面と摺接するよう形成された第二のカム突起と、を備えた、請求項4に記載の加圧式筆記具。 - 前記加圧機構は、前後に貫通する貫通孔を有する筒状体と、前記筒状体の内部に配設され、前記ボールペンレフィルの後端部が着脱自在に装着される弾性部材と、前記弾性部材の内壁と前記インキ収容筒の後端部との間に形成され該インキ収容筒の後端開口部内に連通する加圧室と、前記筒状体の内方且つ前記弾性部材の後方に配設された止め具と、前記加圧室と外部とを連通させる空気孔と、を備え、
前記筒状体はスライド部材に対して回動不能且つ前後動自在に係止され、前記摺動部材は前記筒状体に対して前後動自在且つ回動不能に係止され、
前記筒状体の後部内段部と前記摺動部材の前部内段部との間に弾発部材を配設することで前記摺動部材に対して前記筒状体が前方へ弾発され、
前記ボールペンレフィルと共に前記筒状体が後退することで、前記弾性部材と前記止め具とが当接して該弾性部材を変形させ、前記加圧室が圧縮して前記インキ収容筒内の前記インキ組成物の後端に圧力を掛ける、請求項4または5に記載の加圧式筆記具。 - 軸筒内に、筆記具用インキ組成物を充填したインキ収容筒と、該インキ収容筒の前方部にボールペンチップと、を具備したボールペンレフィルを収容してなり、
前記ボールペンレフィルの後方に、筆圧が掛かることで前記ボールペンレフィルが後退して、前記筆記具用インキ組成物の後端に圧力を加える加圧機構が配設された加圧式筆記具であって、
前記加圧機構が、筒状に形成されたシリンダーと、外周面に気密用変形部を有し前記シリンダーに対して前後動自在に形成された気密弁と、前記シリンダーの後部内孔に前後動自在に装着されたピストンと、前記ピストンと前記シリンダーとの間に配設された気密部材と、前記シリンダーと前記気密弁と前記ピストンと前記気密部材とで囲まれ前記ボールペンレフィルの後部に連通された加圧室と、前記気密弁と前記ピストンとの間に配設され前記気密弁を前方へ弾発する弾発部材と、を備え、
前記ボールペンチップの前端に筆圧が掛かると、前記ボールペンレフィルが後退し、当該ボールペンレフィルの後退に連動して前記シリンダーと前記気密弁とが前記弾発部材の弾発力に抗して前記ピストンに対して後退し、前記加圧室内を密閉した後に圧縮して加圧すると共に、前記ボールペンレフィルへの筆圧が解除されると、前記シリンダーより先に前記気密弁が前記ピストンに対して前進することで前記加圧室と外部とを連通する空気通路が形成され、前記加圧室の気密状態が解除されて大気圧と同圧になり、その後、前記シリンダーが遅れて前進する、加圧式筆記具。 - 前記ボールペンレフィルの前端に筆圧が掛かった際、前記気密弁の気密用変形部と前記シリンダーの当接部とが当接することで前記加圧室内が気密状態となるよう構成すると共に、前記ボールペンレフィルへの筆圧が解除された際、前記気密弁の気密用変形部により当該気密弁と前記シリンダーの当接部との間で発生する嵌合力より前記気密部材により前記ピストンと前記シリンダーとの間に発生する嵌合力を大きくすることで、前記シリンダーより先に前記気密弁が前記ピストンに対して前進するよう構成した、請求項7に記載の加圧式筆記具。
- 前記圧力を調整する加圧力調整機構をさらに備える、請求項7または8に記載の加圧式筆記具。
- 前記軸筒の後端から突出するように設けられた回動体をさらに備え、
前記加圧力調整機構は、前記回動体を回動させることにより、前記圧力を調整する、請求項9に記載の加圧式筆記具。 - 前記筆記具用インキ組成物は、熱変色性インキであり、
前記回動体の後端に設けられ、前記熱変色性インキの筆跡を摩擦しその際に生じる摩擦熱により該筆跡を変色させることが可能な摩擦体と、
前記軸筒の後端を上方に向けた状態では前記回動体の回動を許容し、前記軸筒の後端を下方に向けた状態では前記回動体の回動を妨げる、ストッパー部材と、をさらに備える、請求項1~6及び10のいずれかに記載の加圧式筆記具。
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