JPS6341197A

JPS6341197A - 筆記具

Info

Publication number: JPS6341197A
Application number: JP61185654A
Authority: JP
Inventors: 堀　二郎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-07
Filing date: 1986-08-07
Publication date: 1988-02-22
Also published as: JPH0214200B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、水性ボールペン、フェルトペン等の筆記具に
関する。

［従来の技術］最近では、筆記具として水性インクを使用した水性ボー
ルペン、フェルトベン等が広く使用されている。

従来のこれら水性ボールペン等は、軸筒内のインク収容
室に中綿等の繊維集束体からなるインク保持体を充填し
、このインク保持体に水性インクを毛細管力によって保
持させた構造である。このため、インクの保持層が少な
いとともに、ペン体へのインクの供給量が少なく、速く
筆記した場合等に筆跡がかすれる等の不具合があった。

このような不具合を解消するためには、軸筒内のインク
収容室に液状のインクを直接収容し、このインクを直接
ペン体に供給するように構成することが好ましい。しか
し、このような構造のものは、インク収容室内のインク
が消費された場合に、このインク収容室内に空気を導入
するか、またはインク収容室に摺動自在なスライド栓を
設け、インクの消費に従ってこのスライド栓が暦動する
ような構造を採用しなければならない。また、このよう
なものは、温度の変化等によってインク収容室内のイン
クが収縮、膨張し、このインク収容苗内に空気が混入し
たり、ペン体からインクがボタ落ちしたりする不具合を
生じやすい。

上記スライド栓を備えたものは、筆記の際のペン体のイ
ンク吸出圧力や温度変化、衝撃等によるインク収容室内
の圧力変動に対してこのスライド栓の摺動抵抗を適当な
値に設定し、また各種のインクの膨張収縮の補償機構を
設けることによって、インクの収容量が大きく、かつ実
用性の高い筆記具を提供することができる。しかし、こ
のようにスライド栓の摺動抵抗を所定の範囲に維持する
のは製造上の品質管理が厳しくなり、また各種の補償機
構を設けると構造が複雑となる不具合があった。すなわ
ち、たとえば水性ボールペンのボールペン体では、筆記
の際のインク吸出し力およびシール力は水頭圧にして約
２００ｍｍである。したがって、このスライド栓の摺動
抵抗は水頭圧にして２００ｍｍ以下でなければならない
。一方、筆記具をペン体を上向きにして床等に落下させ
た場合には、インク収容室内のインクに作用する慣性力
によってこのペン体近傍に負圧が発生し、ペン体から空
気が吸入され、筆記が不能になる等の不具合が生じる。

したがって、このスライド栓の摺動抵抗は、このような
場合にペン体に２００ｍｍ以上の負圧が作用しないよう
にある程度大きくする必要がある。よって、この製造の
際にこのスライド栓の摺動抵抗が所定の範囲となるよう
に正確に制御しなけれはならず、製造上の精度管理が面
倒となる。また、このスライド栓を弾性材料で形成する
とともにカップ状に成形し、筆記の際のインクの消費に
よってインク収容室内に負圧が発生した場合にはこのス
ライ下栓が縮径して摺動抵抗が減少し、またペン体を上
向きにした落下させた場合等にはこのスライド栓の近傍
に発生する正圧によってこのスライド栓が拡径してその
摺動抵抗が増大するようにしたものも開発されている。

しかし、このようなものにおいてもこのスライド栓の製
造上の管理が面倒である等の不具合がある。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は、以上の事情に基づいてなされたもので、イン
クの収容量が大きく、かつ構造が簡単で製造が容易であ
るとともに、内部への空気の混入、インクのボタ落ち等
を確実に防止することができ、しかも構造が簡単で′製
造が容易な筆記具を提供するものである。

［問題点を解決するための手段とその作用］本発明は、
軸筒内に大容量の主インク室を形成し、またこの主イン
ク室とペン体との間に小容量の副インク室を形成し、こ
の主インク室と副インク室との間に弁機構を設け、この
弁機構は、筆記による上記ペン体のインクの吸出し圧力
以下の所定の差圧だけ上記副インク室内の圧力が低下し
た場合に上記主インク室から副インク室へのインクの流
れを許容するものである。

したがって、筆記によって上記副インク室内のインクが
消費され、この副インク室内の圧力が低下すると上記の
弁機構が開いて上記主インク室からこの副インク室にイ
ンクが供給され、この副インク室内は常にインクが充満
した状態に維持される。また、上記主インク室内のイン
クの消費に対応して上記スライド栓が活動する。また、
温度の変化等により主インク室内のインクが膨張収縮し
た場合には、上記のスライド栓が摺動してこれを補償す
る。なおこの場合、ａ１インク室内のインクも膨張収縮
するが、この副インク室内の容積は極めて小さいので、
このような膨張収縮によってインクがペン体から押出さ
れたり、またこの副インク室内に空気が吸入されたりす
ることはない。また、このような筆記具をペン体を上に
して床等に落下させた場合には、この衝撃によって主イ
ンク室内のペン体側に低圧が発生する。しかし、上記の
弁機構によって副インク室から主インク室への瞬間的な
インクの流れは遮断されるので、この低圧によってペン
体から空気が内部に吸入されることはない。また、ペン
体を下にしてこの筆記具を床等に落下させた場合には、
その衝撃によって主インク室内に高圧が発生する。しか
し、この高圧は上記の弁機構を介して副インク室に作用
するので、この弁機構等によってこの瞬間的な高圧が緩
衝され、実際にペン体から押し出されるインクの量は極
めてわずかであり、実用上ではほとんど支陣はない。

［実施例］以下、図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図には本発明の第１実施例を示す。こ
の第１実施例は水性ボールペンである。図中の１は軸筒
であり、この軸筒内には大容最たとえば約３０Ｃの容積
を有する主インク室２が形成され、この主インク室２内
には水性インクＡが収容されている。そして、この主イ
ンク室２内にはシリコーンゴム等の弾性材料からなるス
ライド栓３が摺動自在に設けられ、この主インク室２内
のインクＡと空気を区画し、またこのインクの消費や膨
張・収縮に対応してこのスライド栓３が摺動するように
構成されている。

この軸筒１の後端部には尾栓４が取付けられており、こ
の尾栓４と上記スライド栓３との間の空間にはたとえば
シリコーンオイル等の少量のシー　′ル用液体１２が封
入され、上記スライド栓３のシールを維持するとともに
、その摺動の際の潤滑をなすように構成されている。ま
た、上記の尾栓４の内側端の中心部からは凸部１０が突
設されており、この尾栓４に形成された空気連通孔１１
はこの凸部１０の先端面に開口している。そして、上記
シール用液体１２は比較的粘度が高いので、この筆記具
の姿勢が変化した場合に壁面を伝わって流動するので、
このシール用液体１２が上記の凸部１０の先端に達する
ことはなく、よってこの筆記具を倒立させてもこのシー
ル用液体が漏れ出すことはない。

また、この軸筒１の先端部５にはペン体ホルダ６が取付
けられている。そして、このペン体ホルダ６の先端部に
はボールペン体１４が設けられている。このボールペン
体１４にはボール２３が回転自在に抱持されている。

また、上記の軸筒１の先端部側内部には弁機構７が設け
られている。そして、この弁機構７によってこの軸筒１
の先端部５の内部が上記主インク室２から区画され、こ
の先端部５の内部は小容積の副インク室２１に形成され
ている。そして、この弁機構７は第２図および第３図に
示すように構成されている。すなわち、８は弁座部材で
あって、円板状をなし、上記軸筒１内に圧入嵌合されて
いる。そして、この弁座部材８の中央部には貫通孔１８
が形成され、またペン体側面の周縁部には環状の弁座部
１９が形成されている。そして、この弁座部材８の下面
側にはシリコーンゴム等の弾性材料からなる円板状の弁
体９が設けられている。

また、上記ペン体ホルダ６からは円筒状の押圧凸部１６
が突設され、この先端部が上記の弁体９の中央部に当接
し、この弁体９を上記の弁座部材８に所定の圧力で押圧
している。また、上記軸筒１の内部にも弁座部２０が突
設され、この弁座部２０は上記弁体９の下面にわずかに
離間して対向している。

また、上記ペン体ホルダ６の中心部にはインク導出孔１
５が形成され、このインク導出孔１５内にはフェルト等
の多孔質材料からなるインク中継芯１３が圧入されてい
る。なお、上記押圧凸部１６の先端部には連通溝１７が
形成され、上記のａ１インク室２１とこのインク導出孔
１５とを連通している。また、従来はこのインク中継芯
の先端部は円錐状に正確に研磨され、ボールペン体のボ
ールに軽く接触されていたが、この実施例ではこのイン
ク中継芯１３はボール２３には接触しておらず、このイ
ンク中継芯１３とボール２３との間に微少容積のペン体
側インク室２２が形成されている。

次に、この第１実施例の作用を説明する。上記の主イン
ク室２、副インク室２１およびペン体側インク室２２内
には空気の混入していない液状の水性インクＡが充填さ
れている。そして、筆記によって上記ペン体側インク室
２２内のインクが消費されると、上記インク中継芯１３
の毛細管力によって上記副インク至２１内のインクがこ
のペン体側インク室２２に供給される。そして、この副
インク室２１内のインクが消費されてこの内部の圧力が
低下すると、上記弾性材料からなる弁体９が変形して弁
座部材８の弁座部１９がら離れ、主インク室２内のイン
クがこの副インク至２１内に供給される。また、上記主
インク室２内のインクが：肖費されるに従って上記のス
ライド栓３が摺動し、この主インク室２内の圧力を大気
圧と平衡させ、空気の吸入等を防止する。

筆記による上記のボールペン体１４のインク吸出し圧力
およびこのボールペン体１４のシール圧力は水頭圧にし
て約２０Ｑｍｍである。一方、上記主インク室２の長さ
は、その容積を最大の約３ＣＣとしてもこの軸筒１の直
径の寸法的な制約から最大で約７５ｍｍである。したが
って、この筆記具を上向きにして筆記する場合でもイン
クの吸出力の余裕は水頭圧で約１２５ｍｍある。よって
、上記スライド栓３の摺動抵抗および上記弁凶構７の開
弁圧力の合計をこの１２５ｍｍ以下に設定しておけば、
この筆記具は上向き筆記が可能になる。

もちろん、上向き筆記の場合を考慮しない場合には、こ
れらスライド栓３のＷＩＤ抵抗および弁機構７の開弁圧
力はこれより大きく設定できる。ただし、主インク室２
内のインクの最が減少した場合等を考慮すれば、上記弁
機構７の開弁圧力は上記ボールペン体１４の吸出し圧力
である２００ｍｍ以下に設定することが好ましい。

また、温度の変化等によってこの軸筒１内のインクが膨
張・収縮した場合には、上記スライド栓３が摺動してこ
れを補償する。なお、この場合上記副インク室２１およ
びペン体側インク室２２内のインクも膨張・収縮するが
、これらの容積はきわめて小さいので、これによってボ
ールペン体１４からインクが押出されたり、空気が吸入
されたりすることはない。また、この筆記具をボールペ
ン体１４を上向きにして床等に落下させた場合には、主
インク室２内のインクおよびスライド栓３に作用する慣
性力によってこ主インク室２内に負圧が発生する。しか
し、上記弁機構７は副インク室２１から主インク室２へ
のインクの流れを阻止するので、この負圧がボールペン
体１４に作用することはなく、空気がこのボールペン体
１４から内部に吸入されることはない。なお、この落下
による慣性力は副インク室内のインクにも作用するが、
上述したようにこの副インク室２１内の容積はきわめて
小さいので、これによる負圧はきわめて小さく、よって
空気が吸入されることはない。

また、このボールペン体１４を下向きにしてこの筆記具
を床等に落下させた場合には、上記主インク室内に正圧
が発生する。しかし、この圧力の発生は瞬間的なもので
あり、この圧力がホールベン体１４まで伝わるまでには
上記弁機構７およびインク中継芯１３によって！！！Ｉ
され、この圧力によってボールペン体１４からインクが
押出されることはない。なお、万一このボールペン体１
４からインクが押出されたとしても、その堡はきわめて
わずかであり、実用上全く問題がない。

上述したように、このような弁機構７を設けることによ
りこの筆記具の使用上のあらゆる条件の下でインクの供
給を確実に制御でき、空気の吸入やインクのボタ落ち等
の不具合を確実に防止できる。したがって、上記スライ
ド栓３は単に主インク室２内のインクと空気を区画する
だけの作用があればよく、その摺動抵抗を正確に制御す
る必要はない。よって、製造が容易となり、コストが低
減できるとともに信頼性も向上する。

また、第４図および第５図には本発明の第２実施例を示
す。この実施例の弁機構７ａにはシリコーンゴム等の弾
性材料から形成された弁体３０が設けられている。この
弁体３０には円錐形のシール部３１が形成され、これが
軸ｗｉの内面に当接して弁作用をなすように構成されて
いる。なお、この弁体３０は主インク室２内に圧入され
た固定リング３２によって所定の位置に保持され、この
固定リング３２にインクの流通溝３３が形成されている
。この第２実施例は、この弁体３０のシール部３１によ
って副インク室２１から主インク苗２へのインクの流れ
を阻止し、かつ所定の差圧が生じた場合にはこの主イン
ク室２から副インク室２１にインクを供給する。

ま°た、第６図および第７図には本発明の第３実施例を
示す。この実施例の弁機構７ｂには、シリコ７ンゴム等
の弾性材料から形成された弁体４０が設けられ、この弁
体４０には円錐形のシール部４１が形成され、また円筒
状の嵌合部４が形成されている。そして、この弁体４０
はその嵌合部４３が主インク室２内に圧接されて所定の
位置に保持され、また上記のシール部４１によって前記
のような弁作用をなす。なお、上記嵌合部４３にはイン
クの流通溝４２が形成されている。

また、第８図および第９図には本発明の第４実施例を示
す。この実施例の弁機構７Ｇには、シリコーンゴム等の
弾性材料から形成されたカップ状の弁体５０が備えられ
、この弁体５０は主インク室２内に圧入されて所定の位
置に保持されている。

そして、この弁体５０の底壁部には切込み５１が形成さ
れている。このものは、所定の差圧が作用した場合にこ
の切込み５１の部分が開いて主インク室２から副インク
室２１にインクを供給する。

また、第１０図には本発明の第５実施例を示す。

この実施例の弁機構７ｄは、弁座部材６０が備えられ、
この弁座部材６０は主インク室２内に圧入されている。

そして、この弁座部材６０には円筒状の弁座部６１が突
設され、この弁座部６１内には流通孔６２が形成され、
またその周面には連通口６３が開口している、そして、
この円筒状の弁座部６１の外周面にはシリコーンゴム等
の弾性材料からなる管状の弁体６４が嵌合されている。

このものは、この弁体６４によって副インク室２１から
主インク室２へのインクの流れを阻止し、また所定の差
圧が生じた場合に主１′ンク至２から副インクｖ２１に
インクを供給する。

また、第１１図には本発明の第６実施例を示す。

この実施例の弁機構７０には弁座部材７０が備えられ、
この弁座部材７０は主インク室２内に圧入されている。

そして、この弁座部７０には流通孔７１が形成され、こ
の流通孔７１の縁部が円錐状に形成されて弁座部７４を
形成している。そして、この弁座部７４には弁体７２が
着座しており、スプリング７３によって所定の押圧力に
よって押圧されている。このものは、この弁体７２によ
って上記副インク室２１から主インク室２へのインクの
流れを阻止し、また所定の差圧が生じた場合に開弁する
。

また、第１２図および第１３図には本発明の第７実施例
を示す。この実施例の弁機構７ｆはシリコーンゴム等の
弾性材料から形成された円筒状の弁体８０を備え、この
弁体８０は上記の副インク室２１内に弾性的に嵌合され
ている。なお、この弁体８０にはインクの流通溝８２が
形成されている。このものは、この弁体８０によって副
インク室２１から主インク室２へのインクの流れを阻止
し、また所定の差圧が生じた場合にこの弁体８０の円筒
部８１の外周面と副インク室２の内周面との間を通って
インクが供給される。

また、第１４図には本発明の第８実施例を示す。

この実施例は、前記のスライド栓として、ゼラチンその
他のゲル状物質からなるスライド栓３ａを主インク室２
内に摺動自在に嵌合したものである。

このゲル状物質からなるスライド栓３ａは柔軟性に富み
、シール性が良好であるとともに履動抵抗が少なく、さ
らにはインクＡを充填した後ゾル状の物質をこの主イン
ク室２内に注入してゲル化させることによってこのスラ
イド栓３ａを形成できるので、製造が容易でコストを一
層低減できる。

また、第１５図には本発明の第９実施例を示す。

このものは、イ、ンクにゼラチン等のゲル化物質を混入
してこのインク自体をゲル化したもので、このゲル化イ
ンク９０自体がスライド栓の役目を果たす。そして、こ
の主インク室２のペン体１１ｍ部内にはこのゲル化イン
ク９０を液状インク９１ａに変換するインク液化物質９
２が設けられ、このゲル化インクがこれに接触して液化
される。このインク液化物質としては、たとえばこのイ
ンクにゼラチン等の蛋白質系のゲル化物質を混入した場
合には、プロテアーゼ等の蛋白質分解酵素が使用される
。また、デンプン質系のゲル化物質が混入された場合に
は、アミラーゼ等のデンプン質分解酵素が使用される。

なお、これら酵素は適当な担体上に固定化され、ゲル化
インクのうちこれに接触した部分のみを液化するように
構成されている。

なお、上記の各実施例は上述した点以外の構成は前記第
１実施例と同様の構成であり、第１実流例と対応する部
分には同じ符号を付してその説明を省略する。

さらに、本発明は上記の実施例にも限定されない。たと
えば、弁機構の構成は必ずしも上記各実施例のものに限
定されない。

たとえば、このような弁機構は必ずしも副インク室から
主インク室へのインクの流れを防止するような逆止弁作
用を有しなくてもよい。この筆記具をペン体を上にして
床等に落下させた場合に主インク室内に発生する負圧は
きわめて瞬間的なものであるので、この弁機構自体の抵
抗およびインク中継芯の抵抗によってこの主インク室内
の負圧がペン体に作用するのを十分に緩衝することがで
きる。

ざらに、スライド栓も上記のものには限定されず、たと
えば連続気泡または独立気泡の発泡弾性材料でこのスラ
イド栓を形成してもよい。

また、本発明は水性ボールペンには限定されず、ペン体
としてはたとえばフェルトペン体、毛筆ペン体、その他
のペン体が使用できる。

［発明の効果］上述の如く本発明は、軸筒内に主インク室とは別に小容
積の副インク室を形成し、所定の差圧が生じた場合に主
インク室から副インク室へインクを供給する弁機構を設
けたので、この弁機構によって内部のインクの流れが制
御され、空気の吸入やインクのボタ落ち等がない。さら
に、このものはスライド栓は単に主インク室内のインク
と空気とを区画するだけのものでよく、構造が簡単で製
造が容易であり、コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は縦断面図、第２図は要部の縦断面図、第３図は第２
図の■−■線に沿う断面図である。第４図および第５図は本発明の第２実施例を示し、第４
図は要部の縦断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う
断面図である。第６図および第７図は本発明の第３実施
例を示し、第６図は要部縦断面図、第７図は第６図の■
−■線に沿う断面図である。第８図および第９図は本発
明の第４実施例を示し、第８図は要部の縦断面図、第９
図は第８図のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。第１０
図は第５実施例の要部の縦断面図である。第１１図は第
６実施例の要部の縦断面図である。第１２図および第１
３図は第７実施例を示し、第１２図は要部の縦断面図、
第１３図は第１２図のｘｍ−ｘｍ線に沿う断面図である
。第１４図は第８実施例の縦断面図である。第１５図は
第９実施例の縦断面図である。１・・・軸筒、２・・・主インク室、３・・・スライド
栓、７．７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ−・・弁
機構、１４・・・ボールペン体、２１・・・副インク至
出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図第４図ｗＩＧ図纂８図１′Ｊ第１０図　　　　箒１１図；Ｉ＆１２図第１３図手続補正書特許庁長官　　黒　１）明　雄　殿１、事件の表示特願昭６１−１８５６５４号２、発明の名称筆　　記　　具３、補正をする者事件との関係　　特許出願人堀　　　　　　二　　部４、代理人東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル７、
補正の内容明細書の第１９頁第１７行目の「・・・その他のペン体
が使用できる。」の次に下記の文を加入する。シ己

Claims

【特許請求の範囲】

軸筒と、この軸筒の先端部に設けられたペン体と、この
軸筒内に形成された主インク室と、この主インク室内に
摺動自在に設けられたスライド栓と、上記主インク室と
上記ペン体との間に形成された小容積の副インク室と、
上記主インク室と副インク室との間に設けられ上記ペン
体の筆記の際のインクの吸出し圧力以下の所定の差圧だ
け上記副インク室内の圧力が低下した場合に上記主イン
ク室から副インク室にインクを流す弁機構とを具備した
ことを特徴とする筆記具。