JPH0731382U - ボールペン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボールの回転が良好であると共に、適量のイ
ンキ流出量に調整することもできるボールペンを提供す
る。 【構成】 水性ゲルインキを使用するボールペンであ
り、ボールペンチップのボールハウス内径がボール径の
１０１．６％以上１０３．６％以下の範囲に設定されて
いる。またボールは、ボールペンチップのボールハウス
の座面に対して線接触している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ボールペンの構造に係るもので、特に水性のインキを使用したボー ルペンの構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年鮮明な色の線が描けることから、水性のインキを使用したボールペン（以 下単に水性ボールペン）の需要が増大している。

【０００３】 水性ボールペンの構造は、ボールペンチップの後端に筒状のインキ収納部が装 着され、そのインキ収納部内に、水性のインキが充填されたものである。 ここでボールペンチップの形状に注目すると、ボールペンチップは図７（ａ） （ｂ）の如く、チップ本体１００の外形は先端１０１が円錐状をしており、ボー ル１０２はボールハウス１０３内に挿入され、さらにボール１０２はチップ本体 １００の先端１０１で挟持されている。

【０００４】 ボールペンチップの内側の構造は、先端に凹状のボールハウス１０３があり、 後端にバック穴が開放されている。また中央の細穴１１０は、ボールハウス１０ ３とバック穴を貫通している。そして従来技術のボールペンでは、当該細穴１１ ０の中に中綿が配されており、中綿を介してインキ収納部のインキがボール１０ ２に供給されていた。 またボールハウス１０３の座面１０５には放射状の溝１０７が設けられている 。さらに従来技術のボールペンでは、ボールハウス１０３の座面１０５には、ク レータ状の球面１０８が設けられていた。

【０００５】 ここで従来技術におけるボールハウス１０３の座面１０５と、ボール１０２と の接触関係に注目すると、両者は、面接触によって相互に当接するものであった 。即ちボールハウス１０３の座面１０５には、前記したようにクレータ状の球面 １０８が設けられているので、ボール１０２は、球面１０８に包囲され、広い面 積でボールハウス１０３に接触するものであった。 従来技術のボールペンは、このようにボール１０２をクレータ状の球面１０８ と接触させることにより、ボール１０２の安定化を図っていた。

【０００６】 また従来技術のボールペンでの、ボールハウス１０３の内径と、ボール１０２ との寸法関係は、ボール１０２の直径に対してボールハウス１０３の内径が１０ ４％以上に設定されていた。

【０００７】 ボールペンの製造方法について付言すると、概ね次の通りである。即ち線材を 所定の長さに切断し、この線材にドリルでバック穴を設ける。次いで線材の外周 加工により先端側にテーパーを形成し、そしてテーパー頂面からドリルを挿入し てフロント穴を形成する。このフロント穴は、ボールハウス１０３として機能す るものである。そして更にフロント穴中心部よりドリル加工によってバック穴に まで貫通した細穴１１０を設け、しかる後フロント穴の座面１０５に放射状の溝 １０７を設けてチップを形成する。そしてチップのフロント穴、即ちボールハウ ス１０３内にボール１０２を収納する。そして次にボールハウス１０３の開口か ら突出したボール１０２を座面１０５に向かって叩き下す。

【０００８】 この時ボール１０２の一部がボールハウス１０３の座面１０５に衝撃を与える 。その結果ボールハウス１０３の座面１０５がクレータ状に窪み、球面１０８が 形成される。 次いでボールハウス１０３の開口をかしめる。 この様にして作られたボールペンチップに中綿を装着し、さらにインキ収納部 を取り付けて、水性ボールペンが完成される。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで従来技術の水性ボールペンでは、上記した様にボールペンチップの細 穴からインク収納部にかけて中綿が配されていたが、この様に中綿が配されたボ ールペンではインクの残量を目視することができない問題がある。 そのため近年では、インクを改良することによって中綿を省略し、直接細穴を 介してボールハウスと、インク収納部を連通させる構成が採用されている。 しかしながら、上記したような中綿が無い構成のボールペンでは、インキ流出 量の調整が困難であるという問題があった。即ち従来技術のボールペンは、製造 ロットによってインキ流出量のばらつきが大きいと言う問題があった。

【００１０】 ここでボールペンにおけるインキ流出量は書き味、筆跡、筆記距離、線幅など の品質特性に大きく影響し重要な項目である。

【００１１】 また、同じく従来技術のボールペンでは、ボールハウス１０３の座面１０５に クレータ状の球面１０８があるため、ボール１０２と座面１０５との接触面積が 大きく、そのためボール１０２が回転しにくく、書き味が悪いという問題があっ た。 本考案は、上記した従来技術の問題点に鑑み、ボールの回転が良好であり、ま た適量のインキ流出量に調整することが容易であるボールペンの構造を提供する ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

そして、上記した目的を達成するため、本考案者らは多数のボールペンを試作 し、ボールハウスの形状や、大きさとインキの流出量との関係を調査研究した。 その結果、水性インキを充填したボールペンでは、ボールハウスの内径とボール との大きさの関係によって、筆記時のインキの流出量が決まる事が判った。 そして更に詳細にデータを分析した結果、ボールハウスの内径がボールの直径 と、一定の関係に有る場合に、インキの流出量が安定することが判明した。 更に水性インキでは、書き味の良否は、ボールの回転の円滑性と著しい相関が あることが判った。

【００１３】 本考案は、上記した知見に基づくものであり、その特徴は、ボールが収納され たボールペンチップの後端側にインキ収納部が装着され、該インキ収納部内に水 性インキが充填されたボールペンにおいて、ボールペンチップのボールハウス内 径がボール径の１０１．６％以上１０３．６％以下の範囲に設定されたボールペ ンである。

【００１４】 また同様の目的を達成するためのもう一つの考案は、ボールが収納されたボー ルペンチップの後端側にインキ収納部が装着され、該インキ収納部内に水性ゲル インキが充填されたボールペンにおいて、ボールは、ボールペンチップのボール ハウスの座面に対して線接触していることを特徴とするボールペンである。

【００１５】 そして同様の目的を達成するための他の考案は、ボールが収納されたボールペ ンチップの後端側にインキ収納部が装着され、該インキ収納部内に水性インキが 充填されたボールペンにおいて、ボールペンチップのボールハウス内径がボール 径の１０１．６％以上１０３．６％以下の範囲であると共に、ボールは、ボール ペンチップのボールハウスの座面に対して線接触していることを特徴とするボー ルペンである。

【００１６】

【作用】

請求項１記載の考案では、ボールペンチップのボールハウス内径がボール径の １０１．６％以上１０３．６％以下の範囲に設定されており、実験の結果、水性 ゲルインキの流出は円滑であり、且つ安定している。

【００１７】 また請求項２記載の考案では、ボールは、ボールペンチップのボールハウスの 座面に対して線接触しており、ボールとボールハウスの座面との接触面積は小さ い。そのため請求項２記載のボールペンは、筆記時のボールの回転を阻害する摩 擦が少なく、ボールの回転は円滑である。

【００１８】 また請求項３記載の考案は、請求項１および２両者の特徴を備えるものであり 、両者の欠点を互いに補完し合う作用を有するものである。 即ち請求項２記載のボールペンでは、ボールは、ボールペンチップのボールハ ウスの座面に対して線接触するので、ボールの摩擦は小さいもののボールの動作 がやや不安定になる問題がある。これに対して請求項３記載の考案では、ボール ハウスがボールに対して僅かな隙間しか持たないので、ボールは、ボールハウス 内径の方向にがたつかない。

【００１９】

【実施例】

以下、本考案に係るボールペンならびにその製造方法の実施例を図面に基づい て説明する。 図１は本考案の具体的実施例のボールペンの断面図である。図２は、図１のボ ールペンで採用するボールペンチップの拡大正面断面図およびチップ本体のＡ− Ａ断面図である。図３は、図２のボールペンチップの開口部の拡大断面図である 。図４は、ボールペンチップの製造工程を示すボールペンチップの断面図である 。図５は、ボールペンチップの製造工程を示すボールペンチップの要部断面図で ある。図６は、本考案のボールペンの効果を確認するために行った実験の結果を 表すグラフである。

【００２０】 図１において、１は本実施例のボールペンを示す。ボールペン１は、周知のそ れと同様にボールペンチップ２の後端側に口プラ３を介してインキ収納管５が装 着され、更にその外周にペン軸６が取り付けられたものである。そして口プラ３ 内には、インキの逆流を防止するために玉状の弁８が挿入されている。

【００２１】 本実施例のボールペン１は、水性ボールペンであり、インキ収納管５内には水 性インキ、特に水性ゲルインキ（図示せず）が貯められている。 ここで水性インキ、および水性ゲルインキについて説明すると、これらはいず れも主溶媒として水を用いたインキである。即ち旧来の油性インキはフェニルセ ロソルブ、ベンジルアルコール等の有機溶媒が使用されているのに対して、水性 ボールペンのインキは水を溶媒としている。 またインキの粘度は、油性ボールペンでは１００００〜３００００ＣＰＳの高 粘度であるのに対し、水性ボールペンのインキはより低粘度であり、しかも水性 ボールペンのインキは、粘度の挙動の相違により大きく二種類に分けられる。

【００２２】 その一つはニュートン流動（流動の程度により粘度変化しない）をするインキ で、具体的にはインキ収納管５とボールハウス内の粘度は同じであり、通常は粘 度が５０〜２０００ＣＰＳのものが使用されている。 他の一つは、粘度がインキの流動によって変化する性質を有するものである。 具体的には、インキ収納管５内では２０００〜８０００ＣＰＳであるがボールハ ウス内では１０ＣＰＳ以下となるものであり、チキソトロピィ性インキとも称さ れる。このチキソトロピィ性を有するゲル化剤を添加した水性インキを特に水性 ゲルインキと称している。

【００２３】 次に本実施例のボールペン１で採用するボールペンチップ２について説明する 。 本実施例で採用するボールペンチップ２は図１、図２のようにチップ本体１１ とボール１５で構成されている。チップ本体１１の外形は、先端側が円錐状をし ており、他の部位は円柱状をしている。ボールペンチップ２の内側の構造は、先 端側にボールハウス１８があり、後側にバック穴１２が開放されている。そして ボール１５はボールハウス１８内に挿入され、チップ本体１１の先端１７で挟持 されている。

【００２４】 そしてバック穴１２は図の如く、ボールペン１の長手方向に対して、略垂直な 平坦面２０を有する形状を呈している。 ボールハウス１８の座面２１には図２（ｂ）のような中心から５条の放射状溝 ２２が設けられている。この放射状溝２２の中心は細穴２３になっており、前記 したバック穴１２に貫通している。尚本実施例のボールペン１では、細穴２３内 に中綿は無い。

【００２５】 放射状溝２２の他の部分は有底であり、バック穴１２までは貫通していない。 即ちボールハウス１８の座面２１はバック穴１２まで貫通することなく、途中で 不貫通となっている。 そしてここで特記するべき構成は、本実施例ではボールハウス１８の座面２１ は、すり鉢状であり、その側面断面の線は、直線である。即ち本実施例で採用す るボールハウス１８の座面２１には、クレータ状の窪みは存在しない。 従って、本実施例のボールペン１では、ボール１５は、ボールハウスの座面２ １に対して線接触している。

【００２６】 次に実施例の特徴を成すボールハウス１８の内径寸法について説明する。 本実施例ではボールハウス１８の内径Ｄをボールの直径ｄの１０１．６％以上 １０３．６％以下の範囲に設定されている。またボールハウスの開口径は、ボー ル１５の突出量ｈがボール１５の直径の約３分の１になるように調製されている 。 ここでボール１５の直径ｄは、通常０．６０ｍｍが採用される。従って、通例 に従い、直径０．６０ｍｍのボールを採用すると、ボールハウスの内径Ｄは０． ６１０〜０．６２２ｍｍに相当する。またボールハウスの開口径は、概ね０．５ ６６ｍｍ程度である。

【００２７】 このようにボールハウスの内径Ｄを、ボール１５の直径ｄの１０１．６％以上 １０３．６％以下に設定することによって、ボール１５とボールペンチップ２の 周面２４の間に０．００５〜０．０１１ｍｍ程度の僅少な隙間２５が形成される 。 この隙間２５は、ボール１５が円滑に行われるのに充分であり、且つボール１ ５をしっかりと保持してがたつきを防止することができる範囲のものである。さ らに加えて隙間２５を上記した範囲とすることにより、インキの流出量か安定し 、書き味も良好となる。

【００２８】 尚ボールハウスの内径Ｄはボール径の１０１．６％未満、即ち０．６１０ｍｍ 未満ではインキの流出量が不安定であって調整が困難となる。また逆にボール径 の１０３．６％を越える場合、即ち０．６２２ｍｍを越えるものでは隙間２５が 大きすぎてチップ先端１７でボール１５を挟持しにくく、筆記時にボール１５が ずれて線がぶれる。加えてボールハウスの内径Ｄが０．６２２ｍｍを越える場合 は、インキ流出量も多量になって紙面を汚し、筆記具として適切ではない。

【００２９】 従ってボールハウスの内径Ｄは上記ボール１５の直径ｄの１０１．６％以上１ ０３．６％以下、即ち０．６１０ｍｍ以上０．６２２ｍｍ以下の範囲に設定しな ければならない。 また本実施例のボールペン１では、ボール１５を上にしてボール１５をボール ハウス１８の座面２１に当接させた状態で、ボール１５と、ボールハウス１８の 開口の間に、０．００５乃至０．０１１ｍｍの僅少の隙間Ｓ（図３参照）が形成 されている。

【００３０】 次に本実施例で採用するボールペンチップの好ましい製造方法について図４、 図５を参照しつつ説明する。 本実施例で採用するボールペンチップ２は図４の如く、所定長さに切断された 線材３０を素材として加工される。そして、ボールペンチップ２を製造する最初 の工程では、所定長さに切断された線材３０に図示しないドリルでバック穴１２ を設ける。ここでバック穴１２は前述の如く長手方向に対して略垂直な平坦部２ ０を有する形状を呈している。

【００３１】 そして、線材３０の先端側、即ちテーパーが設けられた側の頂面から図示しな いドリルを挿入し、ボールハウスとなるフロント穴３３が設けられる。

【００３２】 次に線材３０に外周加工が成され、図４の如く先端側にテーパーが形成される 。さらにドリル３５の錐先３７をフロント穴３３の中心部に当て、バック穴１２ まで貫通して細穴２３を形成している。 そしてフロント穴３３の座面３８に、図３の如き中心から５条の放射状溝２２ を形成する。この放射状の溝２２はバック穴１２まで貫通することなく途中で不 貫通となっている。 このようにして、図５に示すような軸方向に貫通穴を有し、一方の端部にボー ルハウスを形成するフロント穴が設けられたチップ４０が成形される。

【００３３】 次に上記の如きチップ４０のフロント穴３３に図５のようにボール１５を収納 する。 次いで、チップ４０の先端４１をかしめる。ここで、肝心な事項は、チップの 先端４１をかしめる際に、フロント穴３３の開口端とボール１５との間に０．０ ０５〜０．０１１ｍｍ程度の隙間を設けた状態のままでかしめる点である。その 結果座面３８にクレータは形成されず、ボール１５がボールハウス１８の座面３ ８に対して線接触するボールペンチップ２が得られる。

【００３４】 上記した製造方法で得られたボールペンチップ２は、ボールハウスの座面３８ にクレータが無いため、ボール１５とボールハウスの座面３８との接触面積が著 しく減少し、ボール１５の摩擦抵抗は小さい。 その結果、ボールの回転が良くなり、併せて書き味も良好になる。

【００３５】 次に、本実施例のボールペンの効果を確認するために行った実験について説明 する。 本考案者らは、本実施例のボールペンの効果を確認するため、ボールハウスの 直径が異なる多数のボールペンチップを成形し、このボールペンチップを用いて 多数の種類のボールペンを試作した。そしてこれらのボールペンについて、筆記 状態におけるインキの流出量を測定した。図６はこの実験の結果を表すグラフで ある。図６のグラフでは、ボールハウスの直径が０．６１０ｍｍの時のインキの 流出量を１００として表現している。 このグラフを見て明らかであるように、ボールハウスの直径が０．６００ｍｍ から０．６１０ｍｍの間では、グラフの傾きが大きい。即ちボールハウスの直径 がこの間にある時は、わずかの直径の相違で、インキの流出量が大きく変化する 。

【００３６】 これに対して、ボールハウスの直径が０．６１０以上になると、グラフの傾き は緩やかである。言い換えると、ボールハウスの直径が０．６１０以上になると 、多少の直径変化に係わらず、インキの流出量の変化は少ない。 またインクの総吐出量と言う観点から見ると、ボールハウスの直径が０．６２ ２を越えると、インキの吐出量が過度になり、インキのぼたつきが発生する。

【００３７】 従って、ボールハウスの直径を０．６１０〜０．６２２ｍｍの範囲に設定する と、製造時に多少のロット間誤差があっても、狙いとするインキの流出量を確保 することができる。

【００３８】 つぎに、ボールハウスの直径が０．６１０〜０．６２２ｍｍであるボールペン チップであって、従来技術のように、座面に窪みがあるものと、本実施例のよう に、ボールが座面に線接触するものを試作し、書き味を試した。 その結果、通常の上質紙に線を書く場合には、両者の間に有為差は認められな かった。しかしながら、ジアゾ感光紙、および感熱紙の様に滑り易い紙では、両 者の間に差異があった。即ちこれらの紙に線を書く場合は、従来技術の様な座面 に窪みがあるボールペンではボールが回転せず、線がかすれてしまう場合があっ た。また従来技術の様に、座面に窪みがあるものでは、上質紙に線を書く場合で あっても、紙に手油が付着している場合は、線がかすれることがあった。これに 対して本実施例の様にボールが座面に線接触するものでは、いずれの紙に書いた 場合でも線がかすれることはなかった。

【００３９】 またボールハウスの直径が０．６２２ｍｍを越えるボールペンであって、座面 に窪みが無いものを試作し、書き味を試したところ、インクの吐出量が過度であ り、インキのぼたつきが多いものであった。またこのボールペンは、ボールの安 定性が悪く、筆圧によってボールがボールハウス内で移動してしまうものであっ た。そのためこのボールペンでは、線がぶれてしまうことがあり、書き味は悪い ものであった。

【００４０】

【考案の効果】

以上の如く、本考案のボールペンは、ボールハウスの内径をボール径の１０１ ．６％以上１０３．６％以下に設定して、ボールとチップの間に僅少の隙間を設 けたものである。このように所定の隙間を設けることにより、インキ流出量が安 定し、書き味も良好にすることができる。またボールペンの製造ロットの差によ る書き味の相違を減少することができる効果がある。

【００４１】 請求項２記載のボールペンでは、ボールは、ボールペンチップのボールハウス の座面に対して線接触しているため、摩擦が少なく、ボールの回転は円滑である 。その結果請求項２記載のボールペンは、書き味が良好であると言う効果がある 。

【００４２】 また請求項３記載のボールペンは、請求項１および２両者の効果を有するばか りでなく、ボールのがたつきが少なく書き味が良好であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の具体的実施例のボールペンの断面図で
ある。

【図２】図１のボールペンで採用するボールペンチップ
の拡大正面断面図およびチップ本体のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図３】図２のボールペンチップの開口部の拡大断面図
である。

【図４】ボールペンチップの製造工程を示すボールペン
チップの断面図である。

【図５】ボールペンチップの製造工程を示すボールペン
チップの要部断面図である。

【図６】本考案のボールペンの効果を確認するために行
った実験の結果を表すグラフである。

【図７】従来技術のボールペンで採用するボールペンチ
ップの拡大正面断面図およびチップ本体のＢ−Ｂ断面図
である。

【符号の説明】

１ ボールペン ２ ボールペンチップ ５ インキ収納管 １１ チップ本体 １５ ボール １８ ボールハウス ２１，３８ 座面 Ｄ ボールハウスの内径 ｄ ボールの直径

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールが収納されたボールペンチップの
   後端側にインキ収納部が装着され、該インキ収納部内に
   水性インキが充填されたボールペンにおいて、ボールペ
   ンチップのボールハウス内径がボール径の１０１．６％
   以上１０３．６％以下の範囲であることを特徴とするボ
   ールペン。
2. 【請求項２】 ボールが収納されたボールペンチップの
   後端側にインキ収納部が装着され、該インキ収納部内に
   水性インキが充填されたボールペンにおいて、ボール
   は、ボールペンチップのボールハウスの座面に対して線
   接触していることを特徴とするボールペン。
3. 【請求項３】 ボールが収納されたボールペンチップの
   後端側にインキ収納部が装着され、該インキ収納部内に
   水性インキが充填されたボールペンにおいて、ボールペ
   ンチップのボールハウス内径がボール径の１０１．６％
   以上１０３．６％以下の範囲であると共に、ボールは、
   ボールペンチップのボールハウスの座面に対して線接触
   していることを特徴とするボールペン。