JP7469139B2 - ボールペン - Google Patents

Description

本発明は、ボールペンに関し、特には、２つの筆記部で筆記することが可能なボールペンに関する。

特許文献１には、希望に応じて線幅を変化させることが可能なボールペンが開示されている。

具体的には、図７及び図８に示すように、特許文献１に開示されたボールペンでは、ボール１３０を保持するホルダー１２１の外側に、当該ホルダー１２１に対して軸方向に摺動移動するアウター１５０（筒体）が設けられている。そして、図８に示すように、筆圧が強い時には、ホルダー１２１がアウター１５０に対して没入するようになっており、ボール１３０とアウター１５０の先端部１５１とが同時に筆記面に接触する時、ボール１３０の表面に付着しているインクが毛細管現象により筆記面Ｐに拡散してアウター１５０の先端部１５１にも付着し、ボール１３０と筆記面とアウター１５０の先端部１５１とホルダー１２１の先端部１２３（カシメ部）とにより囲まれた空間部にインクが滞留するようになっている。

このような状態で筆記する場合には、ボール１３０の回転に伴って前記空間部にインクが継続的に供給され、ボール１３０と筆記面との接触部からアウター１５０の先端部１５１と筆記面との接触部に至るまでの線幅ｗ２の線が描かれる。この線幅ｗ２は、筆圧が弱い時の線幅ｗ１（図７参照）よりも大きい（太い）ため、当該ボールペンの使用者は、２種類の線幅を筆圧に応じて使い分けることが可能である。

特許第５９４０８９９号

しかしながら、特許文献１の構造では、筆圧により筆記時の線幅を変更することができるが、筆記中にボールペンの筆記面に対する筆記角度が変わると、筆記面と当接するアウター１５０の位置が変化する。このため、ボールペンの筆記角度が筆記面に対して垂直に近づくほどアウター１５０の筆記面との接触位置が中心により線幅ｗ２は小さくなり、ボールペンが傾き筆記面に対して近づくほどアウター１５０の筆記面と接触位置が中心から離れるため線幅ｗ２は大きくなる。すなわち、筆記角度の変化で線幅ｗ２がばらつく虞があった。

本件発明者は、鋭意の検討に基づく様々な試作と評価を繰り返す中で、外筒体をホルダーに対して傾動可能に構成することが筆記時の線幅を安定させることに効果的であることを知見した。

本発明は、以上の背景をもとになされたものであり、その目的とするところは、細い線幅と太い線幅での筆記を使い分けることができるとともに筆記角度によらず安定した線幅での筆記が可能なボールペンを提供することである。

本発明は、前記軸筒の内部に収容されたチップホルダーと、前記チップホルダーの前方に配置され当該チップホルダーに対して前後動自在に装着されたチップと、前記チップの前方端において保持されたボールと、前記チップの後方に配置されインキを収容するインキ収容部筒と、少なくとも筆記時においては前記チップの外側に配置され前記チップホルダーに対して軸方向に相対移動可能、且つ、前記チップの軸方向に対して傾動可能な外筒体と、前記外筒体の後方に配置され、筆記時において前記チップホルダーに対して当該外筒体が後退した際に当該外筒体を前方に弾発する第１弾発部材と、前記チップの後方に配置され当該チップを前方に弾発する第２弾発部材と、を備え、前記ボールが第１筆記部を構成すると共に、前記外筒体の前端に第２筆記部が形成され、筆記時において、筆記圧が前記第２弾発部材の弾発力を超えない場合には前記第１筆記部のみが筆記面に当接し、筆記圧が前記第２弾発部材の弾発力を超えた場合は前記第２弾発部材が収縮して前記チップが後退し、前記第１筆記部と前記第２筆記部とが同時に筆記面に当接すると共に前記第１弾発部材が作用することで前記第２筆記部が傾動するボールペンである。

本発明によれば、チップがチップホルダーに対して前後動自在に装着されると共にチップが第２弾発部材によりチップが前方に付勢されているため、第２弾発部材の弾発力より弱い筆圧で筆記することで第１筆記部のみで描写された細い線幅での筆記が可能である。また、チップの外側に配置された外筒体が、チップの軸方向に対して相対移動可能である一方、先端部に筆記面と当接する第２筆記部を有している。これにより、筆記時において、筆圧が第２弾発部材の弾発力を超えるとチップが後退して外筒体の第２筆記部が筆記面に当接する。この際、第１筆記部であるチップの前方端で保持されたボールにより筆記面に供給されたインキを、外筒体の第２筆記部で引き延ばすことができるため太い線幅での筆記が可能である。また、本発明によれば、第１弾発部材により外筒体が後方に移動した際は前方に弾発されるとともに当該外筒体はチップの軸方向に対して傾動可能でもあるため、筆記時に外筒体が筆記面に当接した際に筆記面に沿って傾動することができることから、筆記部でインキを安定して引き延ばすことができる。このため、線幅にばらつきが出難く、一定の太さでの筆記を継続できる。

前記外筒体の第２筆記部は、筆記時において、前記第１弾発部材が撓むことで後退および筆記面に沿うように傾動して当該筆記面に対して面接触することが好ましく、この場合、筆記面に第２筆記部全面が接触することから、より安定した線幅での筆記が可能となる。

前記第１弾発部材はコイルバネで形成することが好ましく、この場合、外筒体がチップに対して筆記面や筆記角度に応じてスムーズに摺動することから筆記感が向上する。

前記外筒体は、前記第１弾発部材の前方部に一体的に形成されていてもよく、この場合、組み立て工程が不要となることから製造コストを下げることができる。また、第１弾発部材にコイルバネを用いる場合には、コイルバネの前部に密着部を形成して外筒体としてもよく、この場合、第１弾発部材とが外筒体とを接続する必要がないことから外筒体を細径で形成でき筆記する際にレフィルの先端部を視認し易くなることから筆記性が向上する。

本発明によれば、外筒体をチップに対して傾動可能に構成することで、筆記角度によらず安定した線幅での筆記が可能なボールペンを提供することができた。

本発明の一実施形態におけるボールペンの縦断面図である。 図１のボールペンのレフィルが前進した状態を示す縦断面図である。 図２のボールペンの前方部を示す縦断面図である。 図２の状態において、ボール（第１筆記部）が筆記面に当接した状態での、図２の前方部を示す縦断面図である。 図４の状態から筆記圧を上げ、外筒体の前端（第２筆記部）の端部が筆記面に当接した状態を示す縦断面図である。 図５の状態からさらに筆記圧を上げ、外筒体の前端（第２筆記部）の全面が筆記面に当接した状態を示す縦断面図である。 比較的弱い筆圧で筆記する場合の、特許文献１のボールペンの前端部を示す縦断面図である（特許文献１の図５に相当する図）。 比較的強い筆圧で筆記する場合の、特許文献１のボールペンの前端部を示す縦断面図である（特許文献１の図６に相当する図）。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるボールペン１の縦断面図であり、図２は、図１のボールペン１のレフィル３が前進した状態を示す縦断面図であり、図３は、図２のボールペン１の前方部を示す縦断面図である。

図１に示す本実施形態のボールペン１は、出没式のボールペンであり、前端に前部開口を有する軸筒２を備えている。軸筒２の内部には、軸筒２の軸方向に移動可能なレフィル３が収容されている。レフィル３は、図１に示すように、後方側にインキ収容筒４を有しており、当該インキ収容筒４の前方端にチップホルダー１０が固定されている。チップホルダー１０には、チップ３０が前後動自在に挿着されており、レフィル３の移動に伴って、軸筒２の前部開口から出没可能となっている。チップホルダー１０には、第１コイルバネ６０が装着されている。

本実施形態の出没機構（不図示）は、回転カム機構を用いた後端ノック式出没機構である。当該出没機構は、軸筒２の後部内面に形成されたカム部と、該カム部に係合し且つレフィル３の後端に当接する回転部材と、該回転部材に係合し且つ軸筒２の後部開口から突出する操作部５と、軸筒２内に収容され且つレフィル３を後方に付勢するコイルバネ８（例えば圧縮コイルスプリング）と、からなる。

また、本実施形態の出没機構は、ペン先突出操作及びペン先没入操作のいずれもが操作部５を前方に押圧操作するダブルノック式である。具体的には、レフィル３が軸筒２内に没入している図１の状態で操作体５が前方に押圧されると、レフィル３が前方側に移動され、チップホルダー１０の前方部に接続されたチップ３０が軸筒２の前部開口から突出する図２の状態となる。そして、当該突出状態が、不図示のカム部と回転部材との係止作用によって維持される。チップ３０が突出している状態（図２の状態）で操作体５が前方に押圧されると、カム部と回転部材との係止状態が解除される。これにより、コイルバネ８の作用により、レフィル３が後方側に戻され、チップ３０が軸筒２の前部開口から退没する。

続いて、図３に示すように、チップ３０は筒状のチップ本体３１と中間筒３２とＯリング３３により構成されている。そして、中間筒３２はチップ本体３１の後部に着脱不能に圧入装着されており、Ｏリング３３は中間筒３２の外周部に形成した溝部に装着され、中間筒３２とチップホルダー１０との間を気密するシール部材となっている。尚、Ｏリングは、例えばシリコンゴム製である。

また、チップ３０は、チップ本体３１の前端部において、ボール４０の前方側の一部に対して環状に当接可能な内筒縮径部を有している。これにより、チップ３０は、ボール４０を保持するホルダーとして機能するようになっている。内筒縮径部のサイズ及び形状は、ボール４０のサイズに合わせて選択され、本実施形態では、ボール４０の直径が１．００ｍｍであるため、内筒縮径部の先端内径（最狭径）は０．９４０ｍｍとなっている。そして、筆記時にインキ収容筒４内のインキがボール４０を介して筆記面に吐出される第１筆記部５０が形成される。

また、ボール４０の後方側の一部に当接する中芯７１が、チップ３０の軸心に沿って延びており、第３コイルバネ７０の前方端に結合されている。第３コイルバネ７０の後方端は、中間筒３２に支持されており、第３コイルバネ７０は、中芯７１を介して、ボール４０をチップホルダー１０に対して前方側に付勢している。第３コイルバネ７０は、例えば、線径φ０．１４ｍｍ、コイル平均径１．０ｍｍ、コイル長さ９ｍｍである。中芯７１は、例えば、直径φ０．１４ｍｍ、長さ３．５ｍｍであり、第３コイルバネ７０及び中芯７１の材料は、例えばステンレス製である。

そして、チップ３０は、チップホルダー１０の内孔部１０ｂに装着されており、装着時に内孔部１０ｂに形成した内突起１０ｃを中間筒３２の外周部が乗り越え嵌合している。このため、チップ３０はチップホルダー１０に対して着脱不能に装着され、且つ、前後に摺動する隙間を形成してあることから当該隙間の範囲内で前後動自在に装着されている。また、中間筒３２（チップ３０）の後端部とチップホルダー１０の内段部１０ｄとの間には第２コイルバネ８０（第２弾発部材の一例）が張架されており、第２コイルバネ８０の弾発力でチップ３０を前方に付勢している。第２コイルバネ８０は、直径φ０．１５ｍｍ、長さ６．０ｍｍであり、その材料は、例えばステンレス製である。

一方、チップホルダー１０の外周部１０ａには第１コイルバネ６０（第１弾発部材の一例）が圧入固着してあり、第１コイルバネ６０の前部には本発明における外筒体として機能する密着部６１が一体的に形成してある。

第１コイルバネ６０は、例えば、線径０．１６ｍｍのステンレス線を用いて、中央部のコイル平均径２．８ｍｍ、コイル長さ１４ｍｍで形成してある。そして、第１コイルバネ６０の後部は中央部に比べて拡径された後部拡径部６０ｂが設けられ、前部にはステンレス線を密着させ前方に向かって縮径する密着部６１（本発明における外筒体の一例）が形成されている。尚、チップ３０の外周部と密着部６１の内孔部には隙間が設けられており、この隙間により、密着部６１（外筒体）は第１コイルバネ６０のバネの伸縮によってチップ３０の軸方向に沿って前後動可能であり、且つ、バネが撓むことでチップ３０に対して傾動が可能になっている。そして、第１コイルバネ６０の前端部には第２筆記部６１ｂが形成されており、筆記時に第２筆記部６１ｂが筆記面Ｐに当接した際に、第１コイルバネの一部が撓むことで密着部６１がチップ３０に対して傾動し、第２筆記部６１ｂの全面がスムーズに筆記面Ｐに当接するよう構成されている。
尚、密着部６１（外筒体）の第２筆記部６１ｂは、非筆記時においてはチップ３０の前端より後方に位置するよう構成することが好ましく、この場合、筆記圧が第２コイルバネ８０の弾発力を超えない限り、第１筆記部５０でのみの筆記が可能であり、筆記圧が第２ルバネ８０の弾発力を超えるとチップ３０がチップホルダー１０に対して後退することで第２筆記部６１ｂが筆記面に当接するため、第１筆記部５０から吐出されたインキを第２筆記部６１ｂで引き延ばし、第１筆記部５０のみで描写した線幅より太い線幅での描写が可能となる。

以上のような構成のボールペン１は、以下のように作用する。

筆記するために、図３の状態のボールペン１を把持して筆記面Ｐにレフィル３の先端部を近づけると、図４に示すように、第１筆記部５０であるボール４０の一部が筆記面Ｐに当接する。この際、筆記圧が第２コイルバネ８０の弾発力を超えない限りボールペン１は第１筆記部５０のみで筆記でき、ボール４０のみが筆記面Ｐと当接し線幅Ｘ１（図４参照）での筆記が可能である

次に、図４の状態から筆圧を第２コイルバネ８０の弾発力より強くすると、第２コイルバネが収縮し、チップ３０が後退する。そして、第１コイルバネ６０の密着部６１の第２筆記部６１ｂの端部が当接する図５の状態となる。さらに筆圧を上げると第２筆記部６１ｂの全面が筆記面Ｐに当接するように密着部６１（外筒体）がチップ３０の軸方向に対して後退しつつ傾動し、図６の状態となる。
この図６に示す状態で筆記をはじめると、まず、筆圧をボール４０が受けることによって、第２コイルバネ７０が付勢作用に抗って、中芯７１を介して第２コイルバネ７１が圧縮されて、ボール４０が、内筒縮径部に対する当接状態から後方に向かって移動し、チップ３０の内筒縮径部とボール４０の前方側とが離隔した状態になっているため、その隙間に形成されたインキ供給路からのインキがボール４０（第１筆記部５０）と筆記面Ｐとの接触領域へ供給される。そして、筆記するためにボールペン１を操作することでボール４０が回転しつつ筆記面Ｐを移動すると、筆記面Ｐに供給されたインキが筆記面Ｐに当接している第２筆記部６１ｂにより引き延ばされ、筆記面Ｐには第２筆記部６１ｂの外径（密着部６１の先端部の外径）Ｘ２（図６参照）と略同等の線幅の筆跡が形成される。この際、筆記面Ｐと当接する第２筆記部６１ｂの外径Ｘ２の方がボール４０のみで描写された線幅Ｘ１（図４参照）より大きいため、筆圧を上げることで太い線幅での筆跡を形成することができる。

そして、密着部６１は第１コイルバネ６０の作用によりチップ３０に対して後退および傾動が可能であるため、筆記時に筆記面Ｐに対するボールペン１の軸方向の角度に変化が生じても密着部６１（外筒体）の先端の第２筆記部６１ｂは筆記面Ｐへの面接触がスムーズに継続されるため、安定した太さでの筆跡を継続して筆記できると共に筆記感も向上する。
尚、チップ３０の軸方向に対して密着部６１を傾斜できる最大角度を外筒体最大傾斜角度Ｓ１とし、レフィル３を筆記面Ｐに対して垂直に立ててボール４０及び第２筆記部６１ｂを筆記面Ｐに当接させた状態からレフィル３を傾けた際にチップ３０の先端が筆記面Ｐに当接することでボール４０（第１筆記部５０）が筆記面Ｐから離間してしまう角度をレフィル最大傾斜角度Ｓ２とした場合、Ｓ１≧Ｓ２とすることが好ましく、この場合、第一筆記部５０が常に筆記面Ｐに当接し当該筆記面Ｐにインキが供給される筆記傾斜角度であれば、密着部６１もそれに合わせて傾動可能となるため、筆記面Ｐに対して第２筆記部６１ｂを常に面接触させることができる。このため、筆跡の線幅を安定させることが可能となる。

また、一般的なボールペンにおいて、筆記する際のレフィルの最大傾斜角度は筆記面Ｐに垂直にボールペンを立てた状態から３０°以内にすることが好ましいとされている。しかしながら、筆記角度は使用者によってばらつきが生じる可能性があるため、密着部６１がチップ３０の軸方向に対して傾動できる角度は、筆記時にレフィル３が筆記面Ｐに対して傾斜される角度に応じて常に第２筆記部６１ｂの筆記面Ｐへの当接が継続されるように、３０°以上傾斜することが好ましく３５°以上傾斜可能に構成することがより好ましい。尚、本実施形態では具体的にレフィル最大傾斜角度Ｓ２を３５°に設定し、密着部６１の最大傾斜角度Ｓ１を４２°に設定しているため、使用者の筆記角度にばらつきが生じても常に密着部６１の第２筆記部６１ｂが筆記面Ｐに当接することで筆跡の線幅が安定するものとなった。

さらに、本実施の形態においては、筆記中に筆圧を変化させることで、図４の第１筆記部５０であるボール４０のみが筆記面Ｐに当接している状態の筆記時の線幅Ｘ１から、第２筆記部５０の一部が筆記面Ｐに当接する図５の状態を経て、図６の第２筆記部６１ｂ全面が筆記面Ｐに当接する状態で筆記する線幅Ｘ２まで、徐々に筆跡の線幅を変えることができる。このため、筆圧をコントロールすることで筆記中に線幅を自由に変えながら筆記することも可能である。

尚、本実施の形態においては、第１コイルバネ６０（第１弾発部材）と密着部６１（外筒体）とを一体的に形成しているため、嵌合部を設けて接続させる必要がなく、外筒体となる密着部６１を細径で形成可能となる。このため、筆記時に筆記部６１ｂを視認し易くなることから操作性が向上する。また、筆記時に第１コイルバネ６０の一部が撓んで密着部６１が傾動する際、密着部６１自体が密着したコイルバネの一部であるため微小に撓むことが可能である。このため、筆記角度や筆記面Ｐの凹凸などに応じて外筒体６１が機敏に反応して傾動し、第２筆記部６１ｂ全体の筆記面Ｐへの当接状態が維持されやすくなるため、筆跡の線幅がより安定する。また、図示しないが、第１コイルバネ６０（第１弾発部材）と外筒体とを別体で形成して嵌合させてもよく、この場合、外筒体の先端部である第２筆記部に鍍金加工等を施すこと等により凹凸の小さい滑らかな第２筆記部を形成しやすいことから、筆記面Ｐとの摩擦を減らして筆記性を向上させることができる。

１ ボールペン
２ 軸筒
３ レフィル
４ インキ収容筒
５ 操作部
８ コイルバネ
１０ チップホルダー
１０ａ 外周部
１０ｂ 内孔部
１０ｃ 内突起
１０ｄ 内段部
３０ チップ
３１ チップ本体
３２ 中間筒
３３ Ｏリング
４０ ボール
５０ 第１筆記部
６０ 第１コイルバネ（第１弾発部材）
６０ｂ 後部拡径部
６１ 密着部（外筒体）
６１ｂ 第２筆記部
７０ 第３コイルバネ
７１ 中芯
８０ 第２コイルバネ（第２弾発部材）
Ｐ 筆記面
ｗ１ 線幅
ｗ２ 線幅
Ｘ１ 線幅
Ｘ２ 線幅。

Claims (4)

1. 軸筒と、
   前記軸筒の内部に収容されたチップホルダーと、前記チップホルダーの前方に配置され当該チップホルダーに対して前後動自在に装着されたチップと、前記チップの前方端において保持されたボールと、前記チップの後方に配置されインキを収容するインキ収容部筒と、
   少なくとも筆記時においては前記チップの外側に配置され前記チップホルダーに対して軸方向に相対移動可能、且つ、前記チップの軸方向に対して傾動可能な外筒体と、
   前記外筒体の後方に配置され、筆記時において前記チップホルダーに対して当該外筒体が後退した際に当該外筒体を前方に弾発する第１弾発部材と、
   前記チップの後方に配置され当該チップを前方に弾発する第２弾発部材と、を備え、
   前記ボールが第１筆記部を構成すると共に、前記外筒体の前端に第２筆記部が形成され、
   筆記時において、筆記圧が前記第２弾発部材の弾発力を超えない場合には前記第１筆記部のみが筆記面に当接し、筆記圧が前記第２弾発部材の弾発力を超えた場合は前記第２弾発部材が収縮して前記チップが後退し、前記第１筆記部と前記第２筆記部とが同時に筆記面に当接すると共に前記第１弾発部材が作用することで前記第２筆記部が傾動する
   ことを特徴としたボールペン。
2. 前記外筒体の第２筆記部は、筆記時において、前記第１弾発部材が撓むことで後退および筆記面に沿うように傾動して当該筆記面に対して面接触することを特徴とする請求項１に記載のボールペン。
3. 前記第１弾発部材がコイルバネであることを特徴とする請求項１または２に記載のボールペン。
4. 前記外筒体は、前記第１弾発部材の前方部に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載のボールペン。
   
   

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