JP7407575B2

JP7407575B2 - ボールペンチップ及びボールペン

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Publication number: JP7407575B2
Application number: JP2019218265A
Authority: JP
Inventors: 智也川上
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2024-01-04
Anticipated expiration: 2039-12-02
Also published as: JP2021088071A

Description

本発明は、ボールペンチップ及びそれを用いたボールペンに関する。

従来から、筆記具としてのボールペンが利用されている。ボールペンは、先端部分に装着されたボールペンチップと、この先端に回転可能に抱持された筆記ボールとを有している。そして、ボールペンチップの先端の筆記ボールが筆記される面で回転することにより、筆記ボールの裏側のインクが表側に送られて、線を描くものとなっている。
このようなボールペンに設けられているボールペンチップには、前述の筆記ボールに加えて、後端から先端まで連通するインク誘導孔が内部に形成された筒状のホルダーが設けられている。
そして、このホルダーの先端には、当該先端の周囲を内方にかしめられることで形成されたカシメ部が設けられている。このカシメ部によって、ホルダーの先端内部に回転可能に設けられた筆記ボールがホルダーから抜け出ないように保持されている。

ここで、ボールペンチップとしては、ホルダーの最大外径部から先端のカシメ部近傍の部分までが円錐状のテーパー部となっているものが一般的である（特許文献１）。このようなボールペンチップを備えたボールペンでは、ペン先が円錐状のテーパー部の陰となるので、ペン先の描線部分が見えにくい場合がある。
そこで、円錐状に形成されたテーパー部の代わりに、ホルダーの最大外径部から先端へ向かって突出する、該最大外径部より外径が小さい円筒状のパイプ（ニードル）型チップを設け、このパイプ（ニードル）型チップの先端に筆記ボールを回転可能に抱持させ、これにより、ペン先の描線部分を見やすくしたものが知られている（特許文献２）。
なお、ホルダーの最大外径部から先端のカシメ部近傍までを凹曲面としたものも開示されている（特許文献３）。

また、さらにボールペンチップの先端をできる限り細くして描線部分がボールペンチップの陰となることを極力防ぐとともに、そのように細くしたとしてもなお、リフィルのインクが消費される前に屈曲や座屈を起こすことがないボールペンチップも開示されている（特許文献４）。

特開２００２－３２６４８７号公報再表２００５／０８００９４号公報特開２０１５－１３４２６号公報特開２０１７－２１３７６５号公報

ホルダーの最大外径部から先端のカシメ部近傍までを凹曲面として、内部にボールを先端方向に押圧するコイルスプリングを挿入したボールペンチップを用いたボールペンの製造工程において、パーツフィーダ等によってボールペンチップを搬送ラインに供した場合、先行するボールペンチップの後端部の開口された孔に後続のボールペンチップの先端部が進入してコイルスプリングの内部に食いついてボールペンチップ同士が連結してしまうことでボールペンの組み立てに支障が出たり、ボールペンチップのカシメ部を傷つけ筆記描線に悪影響を及ぼすおそれがある。
本発明は、ホルダーの最大外径部から先端のカシメ部近傍までを凹曲面とし、コイルスプリングを挿入したボールペンチップにおいて、パーツフィーダ等による搬送の際に連続するボールペンチップ同士が食いつかないようにすることを課題とする。

上記の課題に鑑み、本発明のボールペンチップは、
筆記ボールと、
外径が一定な円筒部と、前記円筒部の先端側を構成し外径が先端に向かって漸減する縮径部とを有するホルダーと、
前記縮径部の先端に形成され前記筆記ボールが収容される空間であるボールハウスと、
前記ホルダーの後端から先端に向かって形成され、前記ボールハウスの近傍まで達する内部空間であるバック孔と、
前記ボールハウスの底面であって前記筆記ボールの曲面が転写されたボール受座と、
前記ボールハウスと前記バック孔との間を連絡する内部空間であるインク誘導孔と、
前記インク誘導孔の周囲に等配されるとともに、前記インク誘導孔と前記ボールハウスとを連絡するように形成された複数のインク溝と、
前記縮径部の先端の周囲が内方に縮径変形されて前記筆記ボールを前記ボールハウスの内部に保持するカシメ部と、
前記バック孔に挿入され前記筆記ボールの後端に当接し前方に押圧する押圧スプリングと、
前記ホルダーの後端近傍において前記バック孔の内方へ突出するとともに前記押圧スプリングの後端を支持する内方突起と、
を備えたボールペンチップであって、
前記縮径部は、前記円筒部の先端から前方へ外径が漸減するとともに外径の減少率も漸減する凹曲面である先端曲面を有するとともに、
前記押圧スプリングの内径をＳ、前記バック孔の内径をＰ、前記ホルダーの後端と前記内方突起の頂点との間の軸方向距離をＹ、前記先端曲面の最先端に当たる箇所の外径をＤ、及び前記先端曲面の最先端に当たる箇所から前記バック孔の内径Ｐと同じ外径を有する箇所までの軸方向距離をＸとしたとき、
Ｘ≦Ｙ、かつ、Ｄ＜Ｓ
であることを特徴とする。

ここで、縮径部の少なくとも一部を構成する先端曲面は、前記したように、円筒部の先端からカシメ部に向かって（換言すると、円筒部の先端からカシメ部まで、又は、円筒部の先端からカシメ部の近傍まで）外径が漸減する凹曲面である。換言すると、ホルダーにおいて軸心を含む断面を想定した場合、先端曲面に相当する曲線上の任意の異なる２点を取ると、先端寄りの点における外径は、後端寄りの点における外径より常に短い、ということを意味する。

また、この先端曲面は、これも前記したように、円筒部の先端からカシメ部にかけて外径の減少率も漸減する曲面である。換言すると、ホルダーにおいて軸心を含む断面を想定した場合、先端曲面に相当する曲線上の任意の異なる２点を取ると、先端寄りの点における接線の軸心に対する角度は、後端寄りの点における接線の軸心に対する角度より常に小さい、ということを意味する。

このような先端曲面は、たとえば、前記した断面において縮径部に相当する曲線が多次曲線（たとえば二次曲線、三次曲線等）であるような、あるいはそのような多次曲線で近似される曲線であるような曲面として構成することができる。なお、先端曲面を構成する曲線はこのような多次曲線に限らず、カテナリー曲線やサイクロイド曲線など、円筒部の先端からカシメ部にかけて外径が漸減するとともに外径の減少率も漸減するような部分を構成可能であればいかなる種類の曲線であってもよい。

そして、本発明のボールペンは、上記のボールペンチップを先端に備えたリフィルと、
前記リフィルを収容する軸筒と、
前記リフィルに収容される油性インクと、
を備えるボールペンであって、
前記油性インクは、２５℃で剪断速度３８．３（ｓ－１）における粘度が１００～３，０００ｍＰａ・ｓで、色材として顔料を含有するとともに、質量１００ｍｇに対する筆記距離が３００ｍ以上であり、
前記筆記ボールは、コバルトの含有量が２．０質量％以上１３質量％未満かつクロム、ニッケル及び炭化クロムの合計の含有量が４質量％以上１２質量％未満である超硬合金製で球径が０．３ｍｍ未満であり、
前記カシメ部の外周面は曲面状に形成されるとともに、前記筆記ボールが露出する先端縁から後方へ向かって少なくとも０．０２ｍｍまでの範囲の表面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ未満であり、
前記インク溝の本数を３本とし、前記筆記ボールの球径をａ、前記インク誘導孔の前記ボールハウス側の開口部の直径をｂ、前記ボール受座の直径をｃ、前記インク溝の外周端の内接縁の直径をｄ、及び前記インク溝の幅をｅ、としたときに、
１．００≦ｄ／ａ、かつ
０．７５≦ｃ／ａ＜０．９０、かつ
０．４０≦ｅ／ｂ＜０．５０
であり、
前記カシメ部の内周面の全周において０．０１～０．０４ｍｍの長さの帯状に前記筆記ボールの曲面が転写されたカシメ部内壁面が形成され、
前記ボール受座の形成により生じた前記筆記ボールの縦ガタが５～２５μｍであり、
前記押圧スプリングが前記筆記ボールを押圧する荷重が０．００５Ｎ以上かつ０．３００Ｎ未満であり、
初筆からの筆記距離１００ｍにおけるインク流量が１５～４０ｍｇであり、
筆記における摩擦係数が０．１５～０．２５であることを特徴とする。

なお、本発明のボールペンは、上記の構成に加え、前記軸筒の先端が凹曲面で構成されていることとすれば、この軸筒の先端の形状がボールペンチップの縮径部の形状と類似することで、ユーザがボールペンチップの形状をより明確に判別しやすくなるため望ましい。この軸筒先端の曲面は、ボールペンチップの先端曲面のように、前方に向かって外形が漸減するとともに、外径の減少率も漸減するような凹曲面として構成することで、ボールペンチップの形状との相同性が増すことになりより望ましい。

上記のように構成されているため、本件発明によればホルダーの最大外径部から先端のカシメ部近傍までを凹曲面としたボールペンチップにおいて、パーツフィーダ等による搬送の際に連続するボールペンチップ同士が食いつかないようにすることができる。

本発明の実施形態のボールペンにおいて、ボールペンチップの没入状態を示す正面図である。図１のボールペンを右側面図で示す。図１のIII－III断面図である。図１のボールペンにおいて、ボールペンチップの突出状態を正面図で示す。図４の状態を右側面図で示す。図４の状態において、先端部分を拡大して示す。ただし、先端側を上向きにしている。図１～図６のボールペンに使用されるボールペンチップを正面図で示す。ただし、先端側を上向きにしている。図７のボールペンチップを後端視で示す。図８のIX－IX断面図である。図９に示すボールペンチップの先端部分を拡大して示す。図１０における破線の領域Ｚを拡大して示す。図１０に示すXII－XII断面において、筆記ボールを除いた状態のボールハウスを先端視で示す。図９に示すボールペンチップにおいて、ボールペンチップ同士の食いつきが発生しないことを模式的に示す。比較例のボールペンチップにおいて、ボールペンチップ同士の食いつきが発生することを模式的に示す。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては、ボールペンの筆記先端側を「先端」又は「先端側」と称し、その反対側を「後端」又は「後端側」と称する。

（１）ボールペン
図１から図６までは、ノック式であるボールペン１の全体構成を示している。図１から図３までは、後述するボールペンチップ１０が軸筒２の中に没入している状態を示す。また、図４から図６までは、ボールペンチップ１０が軸筒２の先端から突出している状態を示す。図１～図５に示すように、軸筒２は、先軸２Ａ及び後軸２Ｂが略円筒状に形成された軸継手２Ｃのそれぞれ前後に連結され、さらに先軸２Ａの先端側に口先部２Ｄが連結されて構成される。

すなわち、軸継手２Ｃは、図３に示すように、軸筒２の表面に現れるフランジ状の露出部２Ｃ２と、露出部２Ｃ２より小径で露出部２Ｃ２に対して先端側に位置する先軸接続部２Ｃ１と、露出部２Ｃ２より小径で露出部２Ｃ２に対して後端側に位置する後軸接続部２Ｃ３とから構成される。後軸接続部２Ｃ３は、後軸２Ｂの先端の開口部分に圧入される。先軸接続部２Ｃ１の外周面には雄ねじが形成され、先軸２Ａの後端の内周面に形成される雌ねじと着脱可能に螺合する。

また、先軸２Ａの先端には、口先部２Ｄが装着される。口先部２Ｄは、図３に示すように、先軸２Ａと外径が略同一な中間部２Ｄ２と、中間部２Ｄ２の先端側に位置し先端に向かって外径が漸減する先端部２Ｄ１と、中間部２Ｄ２の後端側に位置し外径が縮小している後端部２Ｄ３とで構成される。先端部２Ｄ１の先端にはボールペンチップ１０が出没する先端開口２Ｄ４が形成されている。後端部２Ｄ３の外周面には雄ねじが形成され、先軸２Ａの先端の内周面に形成される雌ねじと着脱可能に螺合する。

一方、後軸２Ｂの後端部には、クリップ７が取り付けられる取付部２Ｂ２が後軸２Ｂと一体に形成されている。取付部２Ｂ２には固定部材７Ａが取り付けられる。この固定部材７Ａが、取付部２Ｂ２に取り付けられたクリップ７の脱落を防止する。

図３に示すように、軸筒２内には、軸心に沿ってリフィル２０が収容されている。このリフィル２０は、油性インク２３を収容するインク収容管２１の前端部に、リフィル継手２２を介してボールペンチップ１０が取付けられている構造を有する。インク収容管２１及びリフィル継手２２は、互いに物性の異なるポリプロピレン樹脂で形成されている。具体的には、リフィル継手２２の方がより硬度の高いポリプロピレン樹脂で形成されていることが望ましい。

一方、インク収容管２１の後端部分は、いわゆるカーンノック機構を構成する回転子３の先端部分に挿入されて嵌合している。そして、回転子３と軸継手２Ｃとの間には、インク収容管２１に対し外挿されるノックスプリング４が配置されている。このノックスプリング４は、回転子３とリフィル２０とを軸筒２の内部において常に後方へ付勢している。

回転子３の後端部分は外径が縮小されており、この部分は後方に位置する軸部材５の先端部分に挿入されている。また、この軸部材５の後端部分にはノックボタン６が装着されている。このノックボタン６の後端部分は、後軸２Ｂの後端の開口部分から突出した状態で配置されている。

なお、後軸２Ｂの内周面にはカム面２Ｂ１が設けられている。ノックボタン６を押圧することで、回転子３の外側面がこのカム面２Ｂ１に沿って摺動することで、リフィル２０が前進したり後退したりすることで、ボールペンチップ１０が先端開口２Ｄ４から突出及び没入することとなっている。すなわち、図１～図３に示す状態では、ボールペンチップ１０は軸筒２の内部に没入している。この状態からノックボタン６を押圧すると、リフィル２０が前進して、図４～図６に示すように、ボールペンチップ１０が先端開口４Ａ１から突出する。この状態で筆記が可能となる。このとき、図６に示すように、口先部２Ｄの先端部２Ｄ１の曲面は、ボールペンチップ１０の先端曲面１１Ｄと類似の形状となっている。これにより、口先部２Ｄの形状でボールペンチップ１０の形状をユーザに判別させることが可能となっている。

そして、この図４～図６に示す状態から再びノックボタン６を押圧すると、リフィル２０は後退して、図１～図３に示すようにボールペンチップ１０は軸筒２の内部に再び没入する。

（２）ボールペンチップ
図７は、本実施の形態に係るボールペンチップ１０において、筆記先端を上向きにした状態を正面図で表すものである。図８は、図７のボールペンチップ１０を後端視で示したものである。図９は、図８のIX－IX断面図である。図１０は、図９の断面図において先端部分を拡大して示すものである。図１１は、図１０における破線で示した領域Ｚを拡大して示すものである。図１２は、図１０のXII－XII断面において、筆記ボール１６を除いた状態のボールハウス１３を先端視で示したものである。本実施の形態に係るボールペンチップ１０は、ホルダー１１と、筆記ボール１６と、押圧スプリング１７とから構成される。

ホルダー１１は、ステンレス鋼製の円柱材を、図７に示すように先端側と後端側とがそれぞれ縮径するように切削された外径を呈する。すなわち、ホルダー１１の中間部分は元の円柱材の外径を一定に保持した円筒部１１Ａとなっている。また、この円筒部１１Ａの先端側は、外形が先端に向かって漸減する縮径部１１Ｂとなっている。縮径部１１Ｂのうち最も後端側の部分が、円錐台状に前方へ縮径する円錐台面１１Ｃであり、その前方側は凹曲面として形成された先端曲面１１Ｄとなり、さらにその前方側は前方へテーパー状に縮径する先端テーパー部１１Ｅとなっている。また、先端テーパー部１１Ｅの内側に抱持される筆記ボール１６の先端部分が先端テーパー部１１Ｅから露出するとともに、縮径部１１Ｂの先端である先端テーパー部１１Ｅの先端の周囲が内方に押圧されて縮径変形されてカシメ部１１Ｆとなっている。一方、円筒部１１Ａの後端側は、外径を減じた固定部１１Ｇとなっている。この固定部１１Ｇは、図３に示すように、リフィル継手２２の先端に圧入される部分である。ホルダー１１を構成するステンレス鋼は、切削加工のしやすさに鑑み、ビッカース硬度が２００以上４５０未満のビスマス含有のフェライト系ステンレスであることが望ましい。なお、先端曲面１１Ｄの後端縁と円筒部１１Ａの先端縁との間に先端方向に縮径する円錐台面１１Ｃが設けられていることで、リフィル２０の製造の際、ボールペンチップ１０をリフィル２０に取り付ける工程においてボールペンチップ１０を従来の製造ラインにおける組ペン先機で保持させることが可能となる。

ホルダー１１の縮径部１１Ｂのうち軸方向長が最も長い先端曲面１１Ｄは、前方へ外径が漸減するとともに外径の減少率も漸減する凹曲面として形成されている。この先端曲面１１Ｄは、たとえば、その輪郭線の軌跡が多次曲線（本実施形態では二次曲線）で近似されるような曲面として形成されている。よって、先端曲面１１Ｄでは先端に向かうにつれてその外径が漸減していくが、その減少率は、先端に向かうにつれて小さくなっていくこととなっている。したがって、先端曲面１１Ｄは円筒部１１Ａの近傍では、急な勾配を呈するが、先端テーパー部１１Ｅに近づくにつれて次第に緩やかな勾配を呈する。

ホルダー１１において縮径部１１Ｂの先端である先端テーパー部１１Ｅの内部空間には、図１０に示すように、筆記ボール１６を収容するボールハウス１３が切削加工により形成されている。また、同じくホルダー１１の内部空間として、図９に示すように、後端から先端に向かってボールハウス１３の近傍に達するまでバック孔１２が切削加工により形成されている。さらに、これらバック孔１２とボールハウス１３との間を連絡するインク誘導孔１４も形成される。また、インク誘導孔１４の周囲には、ボールハウス１３とバック孔１２とを連絡するインク溝１５が複数本、具体的には３本等配されている。

ボールハウス１３には、前記したように、筆記ボール１６が収容される。この筆記ボール１６は、コバルトの含有量が２．０重量％以上１３重量％未満かつクロム、ニッケル及び炭化クロムの合計の含有量が４重量％以上１２重量％未満である超硬合金製で球径が０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ未満である。この筆記ボール１６は、前記したカシメ部１１Ｆによって保持され、ボールハウス１３の内部からの脱落が阻止されている。

このカシメ部１１Ｆは、ボールハウス１３に筆記ボール１６を挿入した後に、凹曲面の圧接加工具（図示せず）で先端テーパー部１１Ｅの先端縁を押圧して形成されるため、図１１に示すように、カシメ部１１Ｆの外周面は曲率（Ｒ）が０．０５～０．１５ｍｍとなるように曲面状に形成される。また、この圧接加工具の凹曲面の表面粗さ（Ｒａ）を１０ｎｍ未満とすることによって、このカシメ部１１Ｆの先端領域、具体的には、筆記ボール１６が露出する先端縁から後方へ向かって少なくとも０．０２ｍｍまでの範囲における表面粗さ（Ｒａ）を１０ｎｍ未満に形成することができる。必要に応じて、カシメ加工が施される部分を含んでさらに広範囲に研磨加工を施して表面粗さ（Ｒａ）を調整することもできる。また、０．０１～０．０４ｍｍの長さの帯状に筆記ボール１６の曲面が転写されたカシメ部内壁面１３Ａ（図１１参照）が形成される。ここで、図１１の拡大図からも見て取れるとおり、カシメ部内壁面１３Ａと筆記ボール１６の間にはきわめて小さな隙間しかできないために、筆記ボール１６が前後方向に移動可能な距離である縦ガタ（Ｃ）はゼロに限りなく近い値になる。この場合、油性ボールペンとしての性能に必要なインク流出量及び描線濃度を得ることは困難になる。

そこで、ボールハウス１３に筆記ボール１６が挿入され、さらに上述のようにカシメ部１１Ｆが形成された後、筆記ボール１６を後端方向に押圧するタタキ工程が施され、これにより、ボールハウス１３の底面に筆記ボール１６の曲面が転写されたボール受座１３Ｂ（図１２において斜線を施した部分）が形成される。このボール受座１３Ｂの形成の際に、筆記ボール１６が後端方向に押圧されることで、筆記ボール１６がボールハウス１３の内部で前後方向に移動可能となる。この移動可能な距離である縦ガタ（図１０中のＣ）は、５～２５μｍである。

ここで、筆記ボール１６の球径をａ（図１０参照）、インク誘導孔１４のボールハウス１３側の開口部の直径をｂ（図１２参照）、ボール受座１３Ｂの直径をｃ（図１２参照）、インク溝１５の外周端の内接縁の直径をｄ（図１２参照）、及びインク溝１５の幅をｅ（図１２参照）とすると、
１．００≦ｄ／ａ、かつ
０．７５≦ｃ／ａ＜０．９０、かつ
０．４０≦ｅ／ｂ＜０．５０
との関係を満たすように、上記ａ～ｅの各諸元は設定されている。

すなわち、インク溝１５の外周端の内接縁の直径（ｄ）が、筆記ボール１６の球径（ａ）以上となるように、さらに、インク溝１５の幅（ｅ）が、インク誘導孔１４の直径（ｂ）の４０％以上かつ５０％未満となるように、インク溝１５は形成される。また、ボール受座１３Ｂの直径（ｃ）が、筆記ボール１６の球径の７５％以上かつ９０％未満となるように、ボール受座１３Ｂは形成される。このように上記諸元を設定することで、インク誘導孔１４が筆記ボール１６により閉塞されてもインク溝１５による油性インク２３の流通が十分に確保され、筆記に支障を来すことがない。

ホルダー１１の内部には、図９に示すように、コイルバネで形成された押圧スプリング１７が挿入されている。押圧スプリング１７のコイル部分はバック孔１２に収容されている。また、押圧スプリング１７の先端は直線状に形成され、その先端はインク誘導孔１４を通って筆記ボール１６の後端に当接している。押圧スプリング１７の後端は、ホルダー１１の後端近傍の内側面に突設された内方突起１８に支持されている。この内方突起１８は、図７に示すようにホルダー１１の後端近傍の外周面をポンチ等の加工具を用いて径方向に塑性変形させることによって、図９に示すようにホルダー１１の内周面に突出した状態で形成される。この内方突起１８は、図８に示すように、ホルダー１１の周方向に３個等配されている。

すなわち、押圧スプリング１７をホルダー１１の内部に挿入し、押圧スプリング１７の後端を先端方向に押圧して圧縮しつつ、ホルダー１１の後端近傍の外周面をポンチ等の加工具を用いて塑性変形させてホルダー１１の内周面に内方突起１８を形成することで、この内方突起１８に押圧スプリング１７の後端を支持させている。押圧スプリング１７が筆記ボール１６を押圧する荷重は０．００５Ｎ以上かつ０．３００Ｎ未満である。これにより、押圧スプリング１７は筆記ボール１６の後端に当接してこれを前方に押圧することで、非筆記時におけるインクの直流を防止している。押圧スプリング１７は線径が０．０５～０．２ｍｍからなるオーステナイト系ステンレス製のものが好適であり、とりわけ、表面にニッケル等のメッキ層がない螺線状態で使用することで、押圧スプリング１７が長期間油性インク２３に接触していてもメッキ成分が油性インク２３へ溶け出し、油性インク２３との化学反応による筆記ボール１６への腐食や、それに伴うボール受座１３Ｂの摩耗を抑制し、長距離の筆記を実現することができる。

ここで、押圧スプリング１７の内径をＳ（図８及び図９参照）、バック孔１２の内径をＰ（図９参照）、ホルダー１１の後端と内方突起１８の頂点との間の軸方向距離をＹ（図７及び図９参照）、縮径部１１Ｂの先端曲面１１Ｄの最先端に当たる箇所の外径をＤ（図７及び図９参照）、及び先端曲面１１Ｄの最先端に当たる箇所からバック孔の内径Ｐと同じ外径を有する箇所までの軸方向距離をＸ（図９参照）としたとき、
Ｘ≦Ｙ、かつ、Ｄ＜Ｓ
との関係を満たすように、上記Ｓ、Ｐ、Ｙ、Ｄ及びＸの諸元は設定されている。

たとえば、上記距離Ｙが上記距離Ｘより短かったとすると、ボールペン１の製造工程においてボールペンチップ１０をパーツフィーダ等によって連続的に搬送する際に、比較例を図示した図１４に示すように、先端曲面１１Ｄが前のボールペンチップ１０の押圧スプリング１７に嵌入して食いつきが発生する。

すなわち、本実施形態のように、上記距離Ｙが上記距離Ｘ以上であることによって、図１３に示すように、前のボールペンチップ１０のバック孔１２に後のボールペンチップ１０の先端が嵌入したとしても、先端曲面１１Ｄが押圧スプリング１７の後端に到達することがない。さらに、押圧スプリング１７の内径Ｓが上記外径Ｄより大きいことから、先端曲面１１Ｄが押圧スプリング１７の後端に嵌入することがない。

ここで、これらによって、パーツフィーダ等による搬送の際に連続するボールペンチップ同士が食いつかないようにすることができる。

（３）油性インク
リフィル２０のインク収容管２１に収容される油性インク２３（図３参照）は、２５℃で剪断速度３８．３（ｓ^－１）における粘度が１００～３，０００ｍＰａ・ｓで、インクの色材として少なくとも顔料を含有するとともに、質量１００ｍｇに対する筆記距離が３００ｍ以上であることが望ましい。また、初筆からの筆記距離１００ｍにおけるインク流量が１５～４０ｍｇであり、このような油性インク２３を使用した前記ボールペンチップ１０の筆記における摩擦係数は０．１５～０．２５であることが望ましい。ここで、摩擦係数は小さいほど、筆記抵抗が少なく書き味が良好であるといえるが、０．１５未満は紙滑りが起きやすくなるため０．１５～０．２５が望ましい。

実施例の油性インク２３として、たとえば、下記の組成のものを使用した。
スピロンバイオレットＣ－ＲＨ（染料、保土ヶ谷化学工業）：８．０質量％
スピロンイエローＣ－ＧＮＨ（染料、保土ヶ谷化学工業）：５．０質量％
カーボンブラック（顔料、デグッサ）：８．０％
ポリビニルブチラールＢＬ－１（積水化学）：４．０質量％
ポリビニルブチラールＢＨ－３（積水化学）：０．７質量％
ハイラック１１０Ｈ（日立化成）：１０．０質量％
ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２８０００（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ、酸価：２９、重量平均分子量：約３４００：１．０質量％
ベンゾトリアゾール：０．５質量％
３－メトキシ－３－メチル－１－ブタノール（溶剤）：６２．８質量％

上記組成の油性インク２３は、２５℃で剪断速度３８．３（ｓ^－１）における粘度が９００ｍＰａ・ｓであった。この油性インク２３を、上記の実施形態に係るボールペンチップ１０を装着したリフィル２０に充填させ、このリフィル２０をボールペン１に装着して、筆記の際の摩擦抵抗を測定した。なお、筆記ボール１６の球径は０．２８ｍｍとした。

具体的には、表面性測定器（ＨＥＩＤＯＮ－１４Ｄ、新東科学）を使用し、筆記用紙として上質紙上に荷重０．９８Ｎ、筆記角度９０°、筆記速度６．２５ｃｍ／ｓｅｃ、筆記距離１０ｃｍの条件にて、筆記した際の摩擦抵抗を測定し、摩擦係数を求めたところ、０．２１であった。

また、ＪＩＳＳ６０３９の筆記試験方法に準拠して、筆記荷重０．９８Ｎ、筆記角度６０°、筆記速度７．５ｃｍ／ｓｅｃで筆記試験を行ったところ、初筆からの筆記距離１００ｍにおけるインク流量は２４ｍｇであり、インク１００ｍｇに対する筆記距離は４２０ｍであった。

本発明は、ノック式、回転繰り出し式、又はキャップ式等、あらゆるタイプのボールペンに利用可能である。

１ボールペン２軸筒２Ａ先軸
２Ｂ後軸２Ｂ１カム面２Ｂ２取付部
２Ｃ軸継手２Ｃ１先軸接続部２Ｃ２露出部
２Ｃ３後軸接続部２Ｄ口先部２Ｄ１先端部
２Ｄ２中間部２Ｄ３後端部２Ｄ４先端開口
３回転子４ノックスプリング５軸部材
６ノックボタン７クリップ７Ａ固定部材
１０ボールペンチップ１１ホルダー１１Ａ円筒部
１１Ｂ縮径部１１Ｃ円錐台面１１Ｄ先端曲面
１１Ｅ先端テーパー部１１Ｆカシメ部１１Ｇ固定部
１２バック孔１３ボールハウス１３Ａカシメ部内壁面
１３Ｂボール受座１４インク誘導孔１５インク溝
１６筆記ボール１７押圧スプリング１７Ａ押圧棒
１８内方突起
２０リフィル２１インク収容管２２リフィル継手
２３油性インク

Claims

筆記ボールと、
外径が一定な円筒部と、前記円筒部の先端側を構成し外径が先端に向かって漸減する縮径部とを有するホルダーと、
前記縮径部の先端に形成され前記筆記ボールが収容される空間であるボールハウスと、
前記ホルダーの後端から先端に向かって形成され、前記ボールハウスの近傍まで達する内部空間であるバック孔と、
前記ボールハウスの底面であって前記筆記ボールの曲面が転写されたボール受座と、
前記ボールハウスと前記バック孔との間を連絡する内部空間であるインク誘導孔と、
前記インク誘導孔の周囲に等配されるとともに、前記インク誘導孔と前記ボールハウスとを連絡するように形成された複数のインク溝と、
前記縮径部の先端の周囲が内方に縮径変形されて前記筆記ボールを前記ボールハウスの内部に保持するカシメ部と、
前記バック孔に挿入され前記筆記ボールの後端に当接し前方に押圧する押圧スプリングと、
前記ホルダーの後端近傍において前記バック孔の内方へ突出するとともに前記押圧スプリングの後端を支持する内方突起と、
を備えたボールペンチップであって、
前記縮径部は、前記円筒部の先端から前方へ外径が漸減するとともに外径の減少率も漸減する凹曲面である先端曲面と、さらに前方へテーパー状に縮径する先端テーパー部と、を有するとともに、
前記押圧スプリングの内径をＳ、前記バック孔の内径をＰ、前記ホルダーの後端と前記内方突起の頂点との間の軸方向距離をＹ、前記先端曲面の最先端に当たる箇所の外径をＤ、及び前記先端曲面の最先端に当たる箇所から前記バック孔の内径Ｐと同じ外径を有する箇所までの軸方向距離をＸとしたとき、
Ｘ≦Ｙ、かつ、Ｄ＜Ｓ
であることを特徴とするボールペンチップ。
筆記ボールと、
外径が一定な円筒部と、前記円筒部の先端側を構成し外径が先端に向かって漸減する縮径部とを有するホルダーと、
前記縮径部の先端に形成され前記筆記ボールが収容される空間であるボールハウスと、
前記ホルダーの後端から先端に向かって形成され、前記ボールハウスの近傍まで達する内部空間であるバック孔と、
前記ボールハウスの底面であって前記筆記ボールの曲面が転写されたボール受座と、
前記ボールハウスと前記バック孔との間を連絡する内部空間であるインク誘導孔と、
前記インク誘導孔の周囲に等配されるとともに、前記インク誘導孔と前記ボールハウスとを連絡するように形成された複数のインク溝と、
前記縮径部の先端の周囲が内方に縮径変形されて前記筆記ボールを前記ボールハウスの内部に保持するカシメ部と、
前記バック孔に挿入され前記筆記ボールの後端に当接し前方に押圧する押圧スプリングと、
前記ホルダーの後端近傍において前記バック孔の内方へ突出するとともに前記押圧スプリングの後端を支持する内方突起と、
を備えたボールペンチップであって、
前記縮径部は、前記円筒部の先端から前方へ外径が漸減するとともに外径の減少率も漸減する凹曲面である先端曲面を有するとともに、
前記押圧スプリングの内径をＳ、前記バック孔の内径をＰ、前記ホルダーの後端と前記内方突起の頂点との間の軸方向距離をＹ、前記先端曲面の最先端に当たる箇所の外径をＤ、及び前記先端曲面の最先端に当たる箇所から前記バック孔の内径Ｐと同じ外径を有する箇所までの軸方向距離をＸとしたとき、
Ｘ≦Ｙ、かつ、Ｄ＜Ｓ
であるボールペンチップを先端に備えたリフィルと、
前記リフィルを収容する軸筒と、
前記リフィルに収容される油性インクと、
を備えるボールペンであって、
前記油性インクは、２５℃で剪断速度３８．３（ｓ^－１）における粘度が１００～３，０００ｍＰａ・ｓで、色材として顔料を含有するとともに、質量１００ｍｇに対する筆記距離が３００ｍ以上であり、
前記筆記ボールは、コバルトの含有量が２．０質量％以上１３質量％未満かつクロム、ニッケル及び炭化クロムの合計の含有量が４質量％以上１２質量％未満である超硬合金製で球径が０．３ｍｍ未満であり、
前記カシメ部の外周面は曲面状に形成されるとともに、前記筆記ボールが露出する先端縁から後方へ向かって少なくとも０．０２ｍｍまでの範囲の表面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ未満であり、
前記インク溝の本数を３本とし、前記筆記ボールの球径をａ、前記インク誘導孔の前記ボールハウス側の開口部の直径をｂ、前記ボール受座の直径をｃ、前記インク溝の外周端の内接縁の直径をｄ、及び前記インク溝の幅をｅ、としたときに、
１．００≦ｄ／ａ、かつ
０．７５≦ｃ／ａ＜０．９０、かつ
０．４０≦ｅ／ｂ＜０．５０
であり、
前記カシメ部の内周面の全周において０．０１～０．０４ｍｍの長さの帯状に前記筆記ボールの曲面が転写されたカシメ部内壁面が形成され、
前記ボール受座の形成により生じた前記筆記ボールの縦ガタが５～２５μｍであり、
前記押圧スプリングが前記筆記ボールを押圧する荷重が０．００５Ｎ以上かつ０．３００Ｎ未満であり、
初筆からの筆記距離１００ｍにおけるインク流量が１５～４０ｍｇであり、
筆記における摩擦係数が０．１５～０．２５であることを特徴とするボールペン。