KR100316826B1 - 볼펜팁및이볼펜팁을이용한볼펜 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 분야

볼펜 및 볼펜 관련 부속품

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

장시간 사용하여도 볼수용시트의 균열이 없이 원활한 쓰기 감각을 유지할 수 있도록 강도가 높은 볼수용시트를 갖는 볼펜팁 및 이 볼펜팁을 이용한 볼펜을 제공하는 것.

3. 발명의 해결방법의 요지

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 볼펜팁은 금속파이프로서, 일정한 간격으로 그 파이프의 선단부 부근을 내측으로 변형하여 형성되는 볼수용시트용의 다수의 내향돌출부와 그 파이프의 선단부를 내측으로 변형하여 형성되는 선단에지부를 갖는 금속파이프와, 상기 선단에지부와 상기 다수의 내향돌출부 사이에서 회전가능하게 유지되는 볼을 구비하고, 상기 파이프는 A/T ≤5.8의 식을 만족하며, 식중 A는 상기 볼의 외경이고, T는 상기 파이프의 두께인 것을 그 구성적 특징으로 한다.

4. 발명의 중요한 용도.

다양한 폭의 점성도를 갖는 수성 및 유성 잉크를 사규하는 볼펜에 사용된다.

Description

볼펜팁 및 이 볼펜팀을 이용한 볼펜

본 발명은 볼펜팁 및 이 볼펜팁을 이용한 볼펜에 관한 것으로서, 특히 볼 수용시트용인 다수의 내향 돌출부에의해 선단에서 볼을 회전가능하게 유지하는 볼펜팁 및 이 팁을 이용한 볼펜에 관한 것이다. 여기서 볼수용시트는 금속파이프의 선단 주변을 내향압축으로 변형하여 형성되고, 선단에지부는 파이프의 선단을 내향압축으로 변형하여 형성된다.

볼수용시트가 금속파이프의 선단주변을 내향압축으로 변형하여 형성되고, 선단에지부가 파이프의 선단을 내향압축으로 변형하여 형성되는 형태료 다수의 내향돌출부에 의해 선단에 볼을 회전가능하게 유치하는 종래의 볼펜팁이 미합중국특허 제 4, 457, 644호에 개시되어 있다.

그러나, 이와같은 종래의 볼펜팁은 금속파이프의 두께를 고려하지 않았다.

즉, 볼의 치수와 관련한 파이프의 두께는 금속파이프의 측면이 용이하게 압축 변형될 수 있는 정도의 치수로 설정되는데, 이러한 이유로 볼수용시트는 내향돌출부의 얇은 두께로 인해 충분한 강도를 갖지 못한다. 쓰기 도중 볼 수용시트는 볼에 인가된 강한 하중을 지지할 수 없으므로 볼에 의해 외측으로 벌어진다. 따라서, 쓰기를 하는 도중 볼은 볼수용부에서 조이게 되어 그 원활한 회전이 어려워지고, 점차 파이프 내로 들어가 안정감 및 원활한 쓰기감각을 잃게 된다. 볼의 치수가 작을 수록 이러한 현상이 더욱 빈번히 발생한다.

또한,종래 볼펜팁의 내향 돌출부의 정상부위는 상대적으로 작은 곡률반경을갖는다. 따라서, 내향돌출부의 정상부 표면은 압축 및 변형에 의해 균열이 발생하기 쉬우므로 이러한 균열은 쓰기 도중 볼의 회전과 함께 불편한 감을 사용자에게 주게된다.

본 발명의 목적은 높은 강도의 볼수용시트를 가지고 있어 이 볼수용시트의 균열없이 사용자에게 장시간 동안 원활한 쓰기감각을 줄 수 있는 볼펜팁과, 이 볼펜팁을 사용한 볼펜을 제공하는 것이다.

본 발명의 볼펜팁은 일정한 간격으로 그 선단부 부근을 내측으로 변형하여 형성되는 볼수용시트용의 다수의 내향돌출부와 그 선단부를 내측으로 변형하여 형성되는 선단에지부를 갖는 금속파이프와, 상기 선단에지부와 상기 다수의 내향돌출부 사이에서 회전가능하게 유지되는 볼을 구비하고, 상기파이프는 A/T ≤ 5.8 의 식을 만족하며, 식중 A는 상기 볼의 외경이고, T는 상기 파이프의 두께인 것을 특징으로 한다.

따라서, 이와같은 볼펜팁은 전술한 식을 만족하며, 이를 보다 상세히 설명하면 그 비가 종래의 볼펜팁의 것보다 작아서 볼의 치수에 대응하여 충분한 강도를 갖는 볼수용시트를 얻을 수 있다. 따라서, 장기간의 사용하여도 원활하고 안정감 있는 쓰기감각을 유지할 수 있으며, 또한 이 비율이 2.5 이하이면 파이프의 두께가 볼의 외경 보다 더 두꺼우므로 파이프의 변형이 거의 불가능하게 된다.

다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면과 함께 상세히 설명한다.

제1도, 제2도 및 제3도는 3개의 내향돌출부(3)를 갖는 본 발명의 볼펜팁(1)을 도시하고, 제4도 및 제5도는 4개의 내향돌출부(3)를 갖는 본 발명의 볼펜팁(1)을 도시한다. 표 1 은 도면에 기호로서 나타낸 각 부분의 치수를 표시한다. 표 1 에 도시한 바와같이 본 실시예에서 사용되는 5개의 볼(5)은 각각 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.7mm, 1.0mm의 외경을 가지며, 또한 파이프두께 T 및 내향돌출부(3)의 상부에서 내접하는 내접원의 직경 B 에 대한 각 볼직경의 범위가 표1에 표시되어 있다. 여기서, 파이프두께 T 는 내향돌출부(3)의 두께나 압축 및 변형에 의해 그 두께가 변하는 선단에지부(4)의 두께가 아니라 압축 및 변형이 발생하지 않은 파이프(2)의 선단부의 두께(내향돌출부(3)의 주변의 두께), 또는 내향돌출부(3)를 변형시키기 전의 파이프(2) 선단부의 평균두께이다.

초경합금, 스테인레스강, 루비, 세라믹 등은 볼(5)의 재질로 적절하며, 파이프(2)의 재질로 적절한 것은 스테인레스강, 순수스테인레스강(예를들어 SUS304, SUS305, SUS321 등)이 바람직하며, 스테인레스강의 지나친 경화면은 압축 및 변형 중에 파이프의 균열을 초래하고, 반대로 너무 약하면 쓰기중에 쉽게 구부러진다. 따라서, 파이프(2) 면의 비커경도(Vickers hardness)가 150 - 300 의 범위에서, 더욱 바람직하게는 200 - 400 의 범위에서 설정된다.

파이프(2)의 내경은 볼의 외경보다 0.01 - 0.05mm 크게 설정된다. 즉, 볼의 외경 A 이 0.55mm 와 같거나 그 이하이면 파이프(2)의 내경은 볼의 외경 A 보다 약0.01 - 0.03 mm 크다. 또, 볼의 외경 A 이 0.55mm 보다 크면 파이프(2)의 내경은 볼의 외경 A 보다 약 0.02 - 0.05 mm 크다.

다음에, 본 발명의 볼펜팁을 제조하는 방법을 설명한다.

제13도에 도시한 바와같이, 두께가 균일하고 길이가 12mm인 금속파이프(102)내에 코어스틱이 삽입된 상태로 금속파이프(102)의 측벽이 성형적으로 변형되어 사잇각 Z'= 130°를 갖는 회전날(103)에 의해 동일한 2개의 부분으로 분리된다. 회전날(103)의 사잇각에 기인하여 제1도에 도시한 바와같이 각 파이프(2)의 단부에 50°의 각도 Z 를 갖는 원형론 형상의 테이퍼면(41)이 형성된다. 이 각도 Z 의 범위는 45°- 75°의 범위가 바람직하며, 이러한 형태를 위해 회전날의 사잇각은 (180 - Z)°으로 설정된다.

제14A도에 도시한 바와같이, 일정 사잇각 (Y = 98°)을 갖는 뾰족한 안내핀(105)은 콜릿 척(collet chuck)(104)에 고정되어 약 6mm의 길이를 갖는 파이프(2)의 테이퍼면 일측에서 개구(106)에 삽입되며, 안내핀베이스(105')는 파이프(2)의 단부에 부착된다. 그리고, 제14B도에 도시한 바와같이 파이프(2)의 전방단부는 안내핀(105)과 펀치(107) 사이에서 이들에 의해 가압되므로 펀치(107)는 3, 4개 방향에서 일정한 간격으로 선단부를 압축에 의해 내향(축선에 대해 수직방향)으로 변형시켜 결국 내향돌출부(3)를 형성하며, 여기서 펀치(107)는 특정 사잇각(X = 82°) 및 0.03mm 이하의 곡률반경 R 을 갖는다. 한편, 이와 동시에 제1도에 도시한 바와같이 오목은(32)(각도 X : 82°)가 내향돌출부(3)의 외측에 형성되고, 오목부(각도 Y : 98°)를 갖는 볼수용시트(31)가 내향돌출부(3)의 볼록부에 형성되어 있다.

끝으로, 제14C도에 도시한 바와같이 볼(5)은 볼수용시트(31)의 전방에 수용되고, 파이프(2)의 전방단부(4)는 대략 사잇각90°의 오목면을 갖는 크림프지그(crimp jig)(108)에 의해 내향으로 압축 및 변형되어 볼(5)을 회전가능하게 유지하는 볼펜팁(1)을 얻을 수 있게된다.

또한, 상기 제조방법에 있어서 볼의 직경 A 대 파이프의 두께 T 비는 5.8과 같거나 그 이하(바람직하게는 2.5 - 5.8 의 범위)이거나 내향돌출부(3)의 상부점에서 내접하는 가상내접원의 직경 B 대 파이프의 두께 T 비 (B / T)는 2.3 과 같거나 그 이하이다. 따라서, 볼수용시트(31) 및 쓰기 힘에 의한 변형에 대해 충분한 강도를 갖는 선단에지부(4)가 용이하게 형성된다.

특히, 내향돌출부(3)가 3개이고, 볼의 외경 A 이 0.5mm와 같거나 그 이하(특히, 0.25mm - 0.55mm 범위, 바람직하게는 0.25mrn - 0.45mm의 범위)이고, 파이프의 두께 T 는 2.5 ≤ A/T ≤ 4.5 및 0.5 ≤ B/T ≤ 2.0의 식을 만족하는 것이 바람직하다. 한편, 내향돌출부(3)가 4개이고, 볼의 외경 A 이 0.55mm 이상(특히, 0.55 - 1.2 mm, 바람직하게는 0.6 - 1.1 mm)이면, 파이프의 두께 T 는 4.5 ≤ A/T ≤ 5.8 및 1.0 ≤ B/T ≤ 2.3 의 식을 만족하는 것이 바람직하다.

전술한 범위에 따라서 파이프의 두께 T 는 볼의 외경 A 및 내접원의 직경B과 비교하여 아주 크지 않으며, 이에따라 큰 압축력을 가할 필요가 없다. 따라서, 선단에지부(4)를 형성하는 동안 손상을 받을 가능성이 없으며, 볼수용시트(31)는 오목부(32)를 형성하는 동안 펀치(107)의 상단부에 손상을 주지않고 용이하게 형성된다. 또, 파이프의 두께 T 는 볼의 외경 A 및 내접원의 직경 B 에 비해서 너무 작으므로 충분한 강도를 갖는 볼수용시트(31) 및 선단에지부(4)를 형성할 수 있다.

선단예지부의 선단 테이퍼각도 S(선단이 줄어든 직경부분의 테이퍼각도)는 실질적으로 90°(특히 85° - 115°)로 설정된다. 또, 테이퍼각도는 (Z + 40)°가 바람직하다.

또한, 볼펜이 쓰기 중에 그 지면에 대해 기울어져 있어도 볼(5)의 노출량이 볼직경 A 의 25％ - 35％ 범위(바람직하게는 직경 A 의 28％ - 33％ 범위)에 있어 기입면과 볼(5) 사이에 가능한한 많은 접촉을 유지할 수 있다.

볼 수용시트(31)의 각도Y는 80°- 140°의 범위로 설정되며, 바람직하게는 90°- 110°의 범위, 더욱 바람직하게는 97°- 99°의 범위에서 설정된다. 이와같이 설정하는 이유는 각도 Y가 140°보다 크면 내향돌출부(31)의 상부가 균열이 되고, 이것에 의해 볼(5)의 원활한 회전을 얻을 수 없고, 각도 Y가 80°보다 작으면 볼(5)이 쓰기 중에 볼수용시트(31)에 물려서 볼(5)의 원활한 회전을 할 수 없기 때문이다.

한편, 내향돌출부(3)의 오목부(32)의 각도 X 는 40°- 100°의 범위, 바람직하게는 70°- 90°의 범위, 더욱 바람직하게는 80°- 85°의 범위에서 설정된다. 이와같이 설정하는 이유는 각도가 40°이하이면 내향돌출부(3)의 상부면이 균열이 일어나고, 각도가 100°보다 크면 볼수용시트(31)의 각도 Y 가 작아져 볼(5)이 쓰기 중에 볼수용시트(31)에 물리기 때문이다. 즉, 각도 Y 와 같이 각도 X가 상술한 범위를 벗어나면 볼의 원활한 회전이 방지된다.

각도 X 및 각도 Y 는 그 합계가 실질적으로 180°, 바람직하게는 178°- 182°의 범위에서 설정된다. 따라서, 균일한 압축 및 변형상태를 갖는 볼수용시트(31)가 얻어질 수 있다.

볼수용시트(31)의 두께 방향에서 오목 깊이 d(최대 변형 값)이 0 - 0.05mm 범위, 바람직하게는 0.01mm - 0.05mm 범위, 더욱 바람직하게는 0.01 - 0.03mm 범위에서 설정된다. 볼(5)과 볼수용시트(31) 사이의 선형접촉량은 오목깊이 d 로 조정된다. 즉, 선형접촉량이 너무 크면 잉크가 쓰기에 충분하지 못하여 볼의 원활한 회전을 억제하고, 또, 선형접촉량이 너무 작으면 볼수용시트(31)가 심하게 마모되어 볼(5)이 점차 파이프(2)에 빠지며, 그 결과 기입면과 파이프(2)의 단부 사이에 마찰로 인해 볼의 원활한 회전이 방해된다.

오목부(32)의 최대깊이 D 는 0.1mm - 0.4mm 범위, 바람직하게는 0.13mm - 0.25mm 범위에서 설정된다. 변형될 볼수용시트(31)의 강도를 고려하여 오목부(32)의 최대깊이 D 는 파이프두께 T 의 한배 내지 두배의 범위에서 설정된다. 최대깊이 D 가 너무 크면 변형될 내향돌출부(3)의 두께가 파이프의 두께 T 에 비해 아주 얇게되며, 이러한 이유로 볼구용시트(31)의 길이가 낮아진다.

내향돌출부의 상부는 실질적으로 반구형이며, 상부의 곡률반경은 볼의 외경 A 에 대해 0.2 - 0.5 배의 범위에서 설정된다. 따라서, 이 범위 내에서 내향돌출부(3)의 상부는 압축 및 변형에 기인하는 균열이 발생되지 않는다.

각 내향돌출부(3) 사이에는 간극(33)이 배치되며, 이 간극(33)의 치수 C 는 0.01mm - 0.12mm의 범위, 바람직하게는 0.06mm - 0.10mm의 범위에서 설정되며, 여기서 간극은 모세관 현상에 의한 힘 즉, 적절한 모관력을 갖는다. 따라서, 간극(33)의 모세관 기능에 의해 그 소모속도에 상응하는 적절한 양의 잉크가 볼(5)에 공급되므로 잉크는 항상 볼(5)과 볼수용시트(31) 사이에 존재하여 끊임없이 원활한 쓰기를 할 수 있게된다. 또, 펜의 전방이 상향으로 회전하여도 중력에 기인하여 잉크가 후퇴낙하하는 것을 방지하므로 볼(5)의 뒤에 항상 잉크가 부착될 수 있다.

또, 볼의 외경 A 이 0.55mm 와 같거나 작으면 3개의 내향돌출부(3)를 일정한 간격으로 배치하고, 0.55mm보다 크면 4개의 내향돌출부를 일정한 간격으로 배치하는 것이 바람직하다. 이와같이 설정하는 이유는 각 내향돌출부(3) 사이에 배치되는 간극(33)의 치수가 볼의 크기에 대해 모관력이 작용하는 범위(즉, 0.01mm - 0.12mm) 내에서 설정되어야 하기 때문이다. 볼의 외경 A 이 0.55mm 보다 크고, 내향돌출부(3)의 개수가 4개가 아니라 3개인 경우 오목부(32)의 최대깊이 D 는 4개의 내향돌출부를 갖는 볼펜팁(1)의 오목부(32)의 깊이 보다 더 깊어야 한다. 따라서, 볼수용시트(31)는 최대한 얇게 되어 그 강도가 낮아진다.

제6도 내지 제12도는 본 발명의 볼펜팁(1)이 적용되는 볼펜을 나타낸다.

제6도는 본 발명의 제1실시예로서 볼펜 또는 볼펜 리필(refill)을 도시한다. 볼펜은 다음과 같은 공정으로 제조된다. 즉, 본 발명의 볼펜팁(1)이 합성수지(예를들면 폴리아세탈, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등)로 형성된 튜브형접합부재(8)의 선단에 결합력으로 고정되고, 이 접합부재(8)가 합성수지로 사출성형에 의해 형성된 투면 또는 반투명잉크저장소(6)의 선단에 결합력으로 고정된다. 또, 접합부재(8)의중간부분의 외주에 배치된 플랜지(82)가 잉크저장소(6)의 상단개구에지에 부착된다.

전단멸점성(剪斷滅粘性) 수성잉크(61)(점성도 : 20°에서 10 - 150mPa, 전단속도 384 sec^-1) 및 점탄성(粘彈性)잉크 폴로워가 잉크저장소(6)에 저장되어 있다. 여기서는 수첩 등에 기입하기에 적합한 가는 글씨체를 얻기위해 3개의 내향돌출부(3)를 갖는 볼펜팁 및 0.25mm - 0.55mm 의 범위, 바람직하게는 0.25mm - 0.45mm의 외직경을 갖는 볼펜(1)이 사용되고, 사인 등에 적합한 굵은 글씨체를 얻기위해 4개의 내향돌출부를 갖는 볼펜팁 및 0.55mm - 1.2mm 의 범위로 외경 A 을 갖는 볼펜(1)이 사용된다.

볼(5)의 후방에 위치하는 볼펜팁(1)에는 원통형 잉크도출조절용 통로(21)가 형성되고, 또 테이퍼형 내측면을 가지고 이 통로(21)와 잉크저장소(6)를 연통시키는 내측홀(81)이 접합부재(8)에 형성되어 있다.

제7도는 본 발명의 제2실시예에 따른 볼펜을 도시한다.

여기서 접합부재(8)의 내측홀(81)에는 역류방지기구가 배치되어, 결과적으로 볼펜의 전방이 상향으로 회전하거나 볼펜이 바닥 등에 낙하하여 충격을 받을 경우에도 잉크(61)의 역류가 방지된다.

이 역류방지기구는 내측홀(81)에 배치되어 전후방으로 이동하는 밸브볼(811), 전방으로 이동하는 밸브볼(811)에 접하여 잉크의 흐름을 보장하는 조절벽(812), 후방으로 이동하는 밸브볼(811)에 밀접하게 접하는 밸브시트(813)를 구비한다. 밸브볼(811)은 내측홀(81)의 내경 보다 약간 작은 외경을 갖는 금속성 볼이고, 조절벽(812)은 내측홀(81)의 내측벽과 일체로 형성된 노치 또는 홈을 갖는 부착벽이며, 밸브시트(813)는 내측홀(81)치 내주벽에 결합력으로 고정된 금속성 또는 수지로 제조된 튜브형상체이다. 그 밖의 나머지 요소는 제1실시예와 유사하다.

제8도 및 제9도는 본 발명의 제3실시예에 따른 볼펜을 도시한다.

이들 도면은 볼펜을 리필이 펜홀더(7)에 수용된 볼펜을 도시하고 있으며, 여기서 볼펜용 리필의 구조는 제6도에 도시한 볼펜의 구조와 실질적으로 유사하며, 여기서 볼펜팁(1)은 접합부재(8)에 의해 잉크저장소(6)에 연결된다.

펜홀더(7)는 투명 또는 반투명합성수지로 제조되고, 테이퍼전방부(71)는 펜홀더(7)의 전방단부에 결합된다. 잉크색상과 실질적으로 유사하게 도색된 합성수지의 후방캡(72)이 펜홀더(7)의 후방단부와 결합하고, 후방캡(72)의 전방단부에는 볼록부(721)가 형성되어 잉크저장소(6)의 후방단부를 압축가능하게 부착한다. 볼펜팁(1)의 전방단부는 전방부(71)의 전방단력홀(711)로부터 외측으로 돌출한다.

잉크저장소(6)의 내측은 중간 점성도의 잉크(61)로 채워지며, 이 중간 점성도의 잉크(61)는 20℃에서 10 - 150 mPa.s 의 범위, 바람직하게는 30 - 100 mPa.s 범위 및 전단속도 384sec^-1의 특성을 가지거나, 또는 20℃에서 1000 - 10000mPa.s 범위, 바람직하게는 1500 - 9000 mPa.s 의 범위에 있는 점성도를 갖는 수성잉크이다.

잉크폴로워(62)(예를들면 유성점탄성 잉크 폴로워, 즉 탄성부재 등으로 제조된 피스톤형상의 고체 스토퍼)는 잉크의 소비와 함께 전방으로 이동하는 것으로서 잉크후방부에서 잉크저장소(6)에 저장된다. 잉크저장소(6) 및 펜홀더(7)는 투명 및 반투명 합성수지로 제조되어 외부에서 잉크의 소비상태를 용이하게 확인할 수 있다.

제9도는 제8도의 요부확대도이다. 여기서 접합부재(8)는 사출성형에 의해 합성수지(예를들면 폴리아세탈, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등)의 관형상으로 성형되며,이 접합부재(8)의 외주변 상에 플랜지(82)가 일체로 배치되고, 이 플랜지(82)의 후방에 위치하는 장착튜브(83)는 잉크저장소(6)의 선단개방부에 압축으로 삽입된다. 또, 플랜지의 전방에 위치하는 지지튜브(84)는 선단홀(711)의 내측벽에 압축하여 부착되고, 볼펜팁(1)은 접합부재(8)의 선단에 결합된다. 또한 , 금속성 커버부재(85)가 결합부의 외주변과 결합하고, 쓰기중에 볼펜팁의 요동 또는 낙하가 커버부재(85)에 의해 방지된다.

플랜지(82)의 선단은 전방부(71)의 테이퍼 내측면(712)에 압축으로 부착되고, 플랜지(82)의 후방단부는 잉크의 누설을 방지하기위해 잉크저장소(6)의 상단에지에 밀접하게 부착될 뿐만아니라 펜홀더(7)의 선단에지에도 부착된다. 즉, 플랜지(82)는 전방부(71)의 테이퍼내측면(712)과 펜홀더(7)의 선단에 지부에 위치하여 이들에 의해 유지된다.

접합부재(8)의 내측에는 후방부로부터 전방부로 진행하면서 그 직경이 감소하는 테이퍼 내측면을 갖는 내측홀(81)이 배치되며, 이 내측홀(81)은 볼펜팁(1)에서 중공인 직선잉크도출조절통로(21)와 연통한다.

볼펜팁(1)에 있어서 그 내향돌출부(3)의 후방에 위치하는 잉크도출조절통로(21)는 금속성 파이프(2)의 길이 및 내직경에 따라서 배치되며, 바람직한 파이프(2) 길이가 3mm - 10mm 범위에 있지만 본 실예에서는 특정한 6mm 로 설정하였다. 파이프의 내직경(E)은 볼의 외직경 보다 0.01 mm - 0.05mm 크게 설정된다. 즉 볼의 외경 A 이 0.55mm 보다 작으면 내경 E 은 볼의 외경 A 보다 0.01mm - 0.03 mm 크게 설정되고, 볼의 외경 A 이 0.55mm 보다 크면 내경 E 은 볼의 외경 A 보다 0.02mm - 0.05mm 크게 설정되는 것이 바람직하다. 이들 직경이 전술한 범위 내에서 각각 설정되면 잉크도출조절통로(21)는 잉크의 과도한 흐름을 방지하는 동시에 불충분한 잉크의 공급에 기인하는 쓰기의 중단과 같은 현상을 충분히 방지할 수 있다.

20℃에서 10 - 150 mPa.s 범위 및 전단속도 384 sec^-1의 점성도를 갖는 수성 중간점성도 잉크를 사용하는 것이 바람직하다.

전단멸점성 수성잉크(61)가 사용되는 볼펜에 있어서 잉크저장소(61)에 저장되는 잉크(61)는 접합부재(8)의 내측홀(81)을 통해 잉크도출조절통로(21)에 도입된다. 잉크는 잉크도출통로(21)에서 중간점성상태(겔상태)를 유지한다. 한편, 잉크의 선단 부근에 위치하는 잉크(61)의 점성도는 쓰기 중에 볼(5)의 회전에 기인하여 전단응력에 의해 감소하므로 잉크(61)는 볼(5)에 적합하게 방출된다. 잉크도출조절통로(21)는 잉크방출량을 조절하도록 작용한다. 즉 잉크방출량을 과부족의 잉크 흐름이 없이 쓰기에 적절하도록 조절된다.

또, 전단멸점성 수성잉크(61)가 적용되는 볼펜에 있어서, 각 내향돌출부(3)사이에 형성되는 모관력을 갖는 간극(33)은 볼(5)의 뒤에 배치되며, 이 간극의 치수 C 는 0.01mm - 0.12mm , 바람직하게는 0.06mm - 0.1mm 의 범위에서 설정된다. 간극(33)의 모관력에 기인하여 그 소비속도에 상응하는 적절한 잉크가 잉크도출조절통로(21)로부터 볼(5)의 됫부분에 공급된다. 잉크도출조절통로(21) 및 간극(33)의 공동작용에 의해 중단없이 적절한 잉크가 방출된다. 또, 볼펜이 상향으로 회전할 경우에도 이와같은 공동작용이 중력에 기인한 잉크(61)의 역류를 방지하여 잉크(61)가 볼의 됫편에 항상 부착되어 있다. 바람직하게는 잉크도출조절통로(21)는 가느다란 내경을 가지며, 이와함께 볼의 외경 A 은 0.55mm 보다 작게, 바람직하게는 0.45mm 보다 작게(예를들면 0.3mm, 0.4mm 등으로) 설정한다.

전단멸점성 수성잉크(61)가 사용되는 볼펜에 있어서, 내향돌출부(3)의 전방에 오목부를 갖는 볼수용시트(31)를 형성하는 것이 바람직하며, 볼수용시트(31)는 볼(5)과 선형으로 접한다. 따라서, 본 발명의 볼펜팁은 잉크의 부족 또는, 종래의 면접촉, 점접촉에 의해 야기되는 볼수용시트의 마찰과 같은 문제점이 없다. 따라서, 충분한 잉크가 쓰기 동작 중에 볼수용시트(31)와 볼(5)사이에 항상 공급된다. 즉, 충분한 잉크가 볼(5)의 뒷편에 접촉되므로 적절한 전단응력을 잉크(61)에 가할 수 있다. 그 결과 글씨 쓰기 등의 중단없이 본 발명의 볼펜에 원활한 쓰기가 가능하게된다.

또, 20℃에서 10 - 150 mPa.s 의 범위, 바람직하게는 30 - 100 mPa.s 의 범위에서 전단력 384 sec^-1을 갖는 중간 점성도 잉크를 사용하는 전술한 볼펜은 원활하고도 적절하게 잉크를 방출한다. 중간점성도잉크의 점성도가 전술한 범위 보다 작으면 잉크(61)가 볼펜팁 (특히 잉크도출조절통로(21))에 유지되는 것이 어려우며, 이에따라 잉크방울이 떨어지게 된다. 한편, 전술한 범위보다 커진다면 잉크(61)는 볼펜팁(1)에 원활히 흐르지 않으므로 쓰기가 중단된다.

제10도는 본 발명의 제4실시예에 따른 볼펜을 도시하는 것으로서, 제1실시예(제6도)를 적용한 예이다.

이 도면은 볼펜 또는 볼펜 리필을 도시하는 것으로서 여기서 본 발명의 볼펜팁(1)이 합성수지(예를들면 폴리아세탈, 폴리프로필첸 등)로 제조된 접합부재(8)의 선단에 고정되며, 이 접합부재(8)는 합성수지(예를들면 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등)로 사출성형에 의해 성형된 잉크저장소(6)의 선단에 압축 삽입된다. 잉크저장소(6)는 1000 - 10000 mPa.s 의 범위, 바람직하게는 1500 - 9000 mPa.s 의 범위를 갖는 저점성도 또는 중간점성도를 갖는 유성잉크(61)를 채우고 있으며, 또한 잉크소비에 따라 전방으로 이동하는 유성잉크 폴로워(62)를 저장한다.

볼펜팁(1)의 금속성 파이프(2)는 후방부(외경 : 0.65mm, 내경 : 0.42mm) 및 선단 소경부(외경 : 0.5mm, 내경 : 0.32mm)를 가진다. 0.3mm의 외경을 갖는 볼(5)은 볼펜팁(1)의 선단에서 회전가능하게 유지되고, 선단소경부(22)의 길이는 볼의 외경 A 에 대해 3배의 길이로 설정된다. 잉크도출조절통로(21)의 형상은 파이프(2)의 형상에 대응하며, 이러한 형상외에도 이 통로(21)의 형상은 선단으로 진행하면서 직경이 감소하는 테이퍼형상을 갖는다. 통로의 형상은 잉크의 점성도(유동성)에 맞추어 적절하게 설정되므로 과도한 잉크의 흐름이나 쓰기의 중단이 발생하지 않도록 확실히 잉크의 방출량이 조절될 수 있다. 여기서, 파이프의 두께 T 는 선단소경부('22)의 두께이다.

접합부(8)의 내측홀(81)은 역류방지기구에 배치되므로 볼펜의 상부가 상향으로 회전하거나 볼펜이 바닥에 떨어져 충격을 받을 경우에도 잉크(61)의 역류를 확실히 방지할 수 있다.

역류방지기구는 내측홀(81)에 배치되어 전후로 이동하는 밸브볼(811), 전방으로 이동하는 밸브볼(811)에 부착되어 잉크의 흐름을 보장하는 조절벽(812), 후방으로 이동하는 밸브볼(811)에 밀접하게 부착되는 밸브시트(813)를 구비한다. 밸브시트(811)는 내측홀(81)의 내경 보다 약간 작은 외경을 갖는 금속성 볼이고, 조절벽(812)은 내측홀(81)의 내벽과 일체로 형성된 4개의 리브(rib)를 가지며, 밸브시트(813)는 오목면을 가지고 합성수지 또는 금속의 재질로 제조된 환형체로서 결합력으로 내측홀(81)에 고정된다.

제11도는 본 발명의 제5실시예에 따른 볼펜을 도시한다.

제11도에 있어서 직접유동식 수성잉크볼펜의 접합부재(8)는 합성수지로 제조되며, 그 선단에는 본 발명의 볼펜팁(1)이 고정되어 있고, 잉크유지부재(9)의 선단에는 접합부재(8)가 고정되어 있으며, 이 잉크유지부재(9)의 선단에는 펜홀더(7)가 고정되고 볼 펜의 후방부에는 잉크탱크(73)가 형성되어 원료잉크(낮은 점성도의 수성잉크)를 저장한다.

잉크유지부재(9)는 잉크탱크(73)의 압력변화에 따라서 과도하게 흐르는 잉크를 일시적으로 유지하는 기능을 하는 것으로서, 빗살(92), 슬릿형 잉크홈(93), 공기교환용 오목부(94), 중앙홀(95)을 구비하며, 이들 구성부분은 합성수지(예를들면 ABS 수지)를 재질로 하여 일체로 형성되어 있다. 다수의 빗살은 잉크유지부재(9)의 주변에서 다수의 잉크유지홈(91)을 형성하고 있으며, 슬릿형 잉크홈(93)은 축방향으로 빗살에 배치되어 잉크유지홈(91)과 연통하고, 공기교환홈(94)은 빗살(92)에서 슬릿형 잉크홈(93)과 대향하고 있다.

합성수지로 제조된 사출성형체인 잉크안내용 코어(96)가 중앙홀(95)에 삽입, 고정되어 있으며, 이 잉크안내코어(96)는 축방향으로 내외주변에서 모관력을 갖는 잉크도출통로를 구비한다. 잉크안내코어(96)의 선단은 잉크연계부재(86)에 고정되고, 이 부재(86)는 접합부재(8)의 후방부에 수용되며, 그 재료는 다공성재질 또는 섬유로 제조된다. 또한, 잉크연계부재(86)의 선단에 접속된 스틱형상체(87)는 잉크를 볼(5)의 뒤편으로 공급하는 것으로서 볼펜팁(1)의 파이프(2)에 배치된다. 모관력을 갖는 간극은 스틱형상체(87)와 파이프(2)의 내주변 사이에 형성되므로 수성잉크가 볼(5)의 뒷편에 원활하게 안내된다. 잉크를 도입하기 위해 모관력을 갖는 슬릿이 스틱형상체(8)의 외주변에 배치되는 것이 바람직하다.

제12도는 본 발명의 제6실시예로서의 볼펜을 도시한다.

제12도의 수성잉크볼펜에 있어서는 본 발명의 볼펜팁(1)이 그 선단에 배치된 합성수지재의 접합부재(8)가 펜홀더(7)의 선단에 삽입, 고정되어 있으며, 다공성 또는 섬유질로서 낮은 점성도의 수성잉크가 침투되는 잉크흡입체(74)가 펜홀더(7)에 수용된다. 이 잉크흡입체(74)는 펜홀더(7)의 내측벽에 배치된 부착리브(76)와 펜홀더(7)의 후방단부의 개방부와 결합하는 후방캡(72) 사이에 배치되어 이들에 의해 유지 고정된다.

또한, 잉크흡입체(74)에 접속되는 잉크연계부재(86)는 접합부재(8)의 내측에 장착되며, 다공성 또는 섬유질로 구성된다. 합성수지로 제조된 스틱형상체(87)는 볼펜팁(1)의 파이프(2)에 배치되며, 잉크연계부재(86)의 선단에 접속되어 잉크를 볼(5)의 뒷편으로 공급한다. 스틱형상체(87)는 외주변에 잉크도입용 슬릿이 배치된 합성수지의 성형체로서 섬유집합체 등으로 되어있다. 펜흘더(7)의 내측과 외측을 연통시키는 공기홀(75)이 펜홀더(7)의 전방에 배치된다.

또한, 낮은 점도성 잉크, 중간 이하의 점성도를 갖는 유성잉크 외에도 본 발명의 볼펜팁은 접착제, 화장용 액체, 잉크 제거용 액체 등과 같은 재질을 칠하거나 도포하는 높은 점도성 잉크에도 적용이 가능하다.

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 볼펜팁의 요부단면도.

제2도는 제1도의 P-P선 단면도.

제3도는 제1도의 평면도.

제4도는 본 발명의 제2실시예에 따른 볼펜팁의 요부단면도.

제5도는 제4도의 Q-Q선 단면도.

제6도는 본 발명의 제1실시예에 따른 볼펜의 단면도.

제7도는 본 발명의 제2실시예에 따른 볼펜의 단면도.

제8도는 본 발명의 제3실시예에 따른 볼펜의 단면도.

제9도는 제8도의 요부확대도.

제10도는 본 발명의 제4실시예에 따른 볼펜의 단면도.

제11도는 본 발명의 제5실시예에 따른 볼펜의 단면도.

제12도는 본 발명의 제6실시예에 따른 볼펜의 단면도.

제13도는 파이프절단 방법을 도시하는 설명도.

제14A도 내지 제14C도는 본 발명의 볼펜팁을 제조하는 방법을 도시하는 설명도.

Claims (70)

1. 금속파이프로서, 일정한 간격으로 그 파이프의 선단부 부근을 내측으로 변형하여 형성되는 볼수용시트용의 다수의 내향돌출부와 그 파이프의 선단부를 내측으로 변형하여 형성되는 선단에지부를 갖는 금속파이프와,

   상기 선단에지부와 상기 다수의 내향돌출부 사이에서 회전가능하게 유지되는 볼을

   구비하고,

   상기 파이프는 A/T ≤ 5.8 의 식을 만족하며, 식중 A는 상기 볼의 외경이고, T는 상기 파이프의 두께인 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
2. 제1항에 있어서, 상기 파이프는 B/T ≤ 2.3의 식을 만족하며, 식중 B는 상기 내향돌출부의 상부와 접하는 가상 내접원의 직경인 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
3. 제2항에 있어서, 내향돌출부의 수는 3개이거나 그 이상인 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
4. 제3항에 있어서, 상기 금속파이프는 상기 내향돌출부의 외측에 형성된 오목부를 가지며, 상기 오목부의 각도는 40°- 100°의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
5. 제4항에 있어서, 상기 금속파이프는 상기 각 내향돌출부의 볼록부의 전방에 형성된 콘형상 오목면을 갖는 볼수용시트를 구비하며, 상기 콘형상 오목면의 축중심은 상기 파이프의 축중심과 일치하는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
6. 제5항에 있어서, 상기 볼펜팁의 상기 상기 콘형상 오목면의 각도는 80°- 140°의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
7. 제6항에 있어서, 상기 볼수용시트의 두께 방향으로 오목부의 깊이 d 는 0.05mm 와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
8. 제7항에 있어서, 인근 하는 내향돌출부 사이의 간극치 치수는 0.01mm - 0.12mm 범위 사이에 있는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
9. 제8항에 있어서, 상기 파이프의 선단으로부터 볼의 노출길이는 상기 볼의 직경의 25％ - 35％ 의 범위 사이에 있는 것을 특징으로 하는 볼펜팀.
10. 제1항에 있어서, 상기 파이프는 2.5 ≤ A/T ≤ 5.8의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
11. 제10항에 있어서, 상기 파이프는 0.5 ≤ B/T ≤ 2.3 의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
12. 제1항에 있어서, 상기 파이프는 A ≤ 0.55 mm 및 A/T ≤ 4.5의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
13. 제12항에 있어서, 상기 파이프는 B/T ≤ 2.0 의 식을 만족하며, 여기서 B는 상기 내향돌출부의 상부와 접하는 가상내접원의 직경인 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
14. 제13항에 있어서, 내향돌출부의 수는 3개인 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
15. 제14항에 있어서, 상기 금속파이프는 내향돌출부의 외측에 형성된 콘형상 오목부를 가지며, 상기 콘형상 오목부의 각도는 40°- 100°의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
16. 제15항에 있어서, 상기 금속파이프는 상기 내향돌출부의 각 볼록부의 전방에 형성된 콘형상 오목면을 갖는 볼수용시트를 가지며, 상기 콘형상 오목면의 축중심은 상기 파이프의 축중심과 일치하는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
17. 제16항에 있어서, 상기 볼펜팁의 콘형상 오목면의 각도는 80°- 140°의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
18. 제17항에 있어서, 상기 파이프의 선단으로부터 볼의 노출길이는 상기 볼의 직경의 25％ - 35％의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
19. 제12항에 있어서, 상기 파이프는 0.25mm ≤ A ≤ 0.55mm 및 2.5 ≤ A/T ≤ 4.5의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
20. 제19항에 있어서, 상기 파이프는 0.5 ≤ B/T ≤ 2.0 의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
21. 제1항에 있어서, 상기 파이프는 A ≥ 0.55 mm 의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
22. 제21항에 있어서, 상기 파이프는 B/T ≤ 2.3 의 식을 만족하며, 여기서 B는 상기 내향돌출부의 상부와 접하는 가상내접원의 직경인 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
23. 제22항에 있어서, 상기 내향돌출부의 수는 4개인 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
24. 제23항에 있어서, 상기 금속파이프는 상기 내향돌출부의 외측에 형성된 콘형상 모목부를 가지며, 이 콘형상 오목부의 각도는 40°- 100°의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
25. 제24항에 있어서, 상기 금속파이프는 상기 내향돌출부의 각 볼록부의 전방에 형성된 오목면을 갖는 볼수용시트를 가지며, 상기 콘형상 오목면의 축중심은 상기 파이프의 축중심과 일치하는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
26. 제25항에 있어서, 상기 볼펜팁의 콘형상 오목면의 각도는 80°- 140°의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
27. 제26항에 있어서, 상기 파이프의 선단으로부터 볼의 노출길이는 상기 볼의 직경의 25％ - 35％의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
28. 제21항에 있어서, 상기 파이프는 0.56mm ≤ A ≤ 1.2mm 및 4.5 ≤A/T ≤ 5.8 의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 볼펜팁.
29. 제28항에 있어서, 상기 파이프는 1.0 ≤ B/T ≤ 2.3 의 식을 만족하는 것을특징으로 하는 볼펜팁.
30. 금속파이프로서, 그 파이프의 선단부 부근을 내측으로 변형하여 형성되는 볼수용시트용의 3개의 내향돌출부와 그 파이프의 선단부를 내측으로 변형하여 형성되는 선단에지부를 갖는 금속파이프와,

    상기 선단에지부와 상기 다수의 내향돌출부 사이에서 회전가능하게 유지되는 볼과,

    잉크를 저장하는 잉크저장부재와,

    상기 잉크저장부재를 상기 금속파이프에 연결하는 접합부재를 구비하고,

    상기 파이프는 2.5 ≤ A/T ≤ 5.8 및 0.5 ≤ B/T ≤ 2.3 의 식을 만족하며, 식중 A는 상기 볼의 외경이고, T는 상기 파이프의 두께이며, B는 상기 내향돌출부의 상부와 접하는 가상내접원의 직경인 것을 특징으로 하는 볼펜.
31. 제30항에 있어서, 상기 접합부재는 합성수지를 포함하며, 상기 파이프의 후방부는 상기 접합부재의 전방부와 결합하고, 상기 접합부재의 후방부는 상기 잉크저장부재의 전방부와 결합하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
32. 제30항에 있어서, 상기 잉크저장부재의 잉크 후방부에 수용되어 잉크의 역류를 방지하는 잉크 폴로워를 구비하며, 이 잉크폴로워는 상기 잉크 저장소에 저장된 잉크가 소비됨에 따라 전방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
33. 제31항에 있어서, 상기 파이프는 상기 내향돌출부의 후방에 위치하는 잉크도출조절통로를 구비하고, 상기 접합부재는 상기 잉크도출조절통로와 상기잉크저장부재를 연통시키는 내측홀을 구비하며, 상기 내측홀의 직경은 상기 잉크도출조절통로의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 볼펜
34. 제33항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로의 상단부의 내경은 상기 볼의 외경 보다 0.01mm - 0.05mm 큰 것을 특징으로 하는 볼펜.
35. 제34항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로는 직선형인 것을 특징으로 하는 볼펜.
36. 제34항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로는 테이퍼형상을 기지며, 그 조절통로의 내경은 선단으로 향하면서 감소하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
37. 제33항에 있어서, 잉크의 역류를 방지하기 위해 상기 내측홀에 장착된 잉크역류방지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
38. 제30항에 있어서,

    상기 잉크저장부재의 선단개구부에 배치되어 상기 잉크저장부재에서의 압력의 변화에 의해 과도하게 흐르는 잉크를 일시적으로 유지하는 유지부재와,

    상기 잉크유지부재를 경유하여 잉크저장부재로부터 상기 파이프의 내측에 배치되어 상기 잉크저장부재로부터 상기 볼의 뒷편으로 잉크를 도출하는 잉크도출부재를

    구비하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
39. 제30항에 있어서,

    상기 잉크저장부재에 배치되어 잉크를 흡입하는 잉크흡입부재와,

    상기 접합부재를 경유하여 잉크저장부재로부터 상기 파이프의 내측에 배치되어 상기 잉크저장부재로부터 상기 볼의 뒷편으로 잉크를 도출하는 잉크도출부재를

    구비하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
40. 제30항에 있어서, 상기 파이프는 0.25mm ≤ A ≤ 0.55mm , 2.5 ≤A/T ≤ 4.5, 0.5 ≤ B/T ≤ 2.0 의 식을 만족하며, 식중 A는 상기 볼의 외경이고, T는 상기 파이프의 두께이며, B는 상기 내향돌출부의 상부와 접하는 가상내접원의 직경인 것을 특징으로 하는 볼펜.
41. 제40항에 있어서, 상기 접합부재는 합성수지를 포함하며, 상기 파이프의 후방부는 상기 접합부재와 전방부와 결합하고, 상기 접합부재의 후방부는 상기 잉크저장부재의 전방부와 결합하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
42. 제40항에 있어서, 상기 잉크저장부재의 잉크 후방부에 수용되어 잉크의 역류를 방지하는 잉크 폴로워를 구비하며, 이 잉크폴로워는 상기 잉크 저장소에 저장된 잉크가 소비됨에 따라 전방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
43. 제41항에 있어서, 상기 파이프는 상기 내향돌출부의 후방에 위치하는 잉크도출조절통로를 구비하고, 상기 접합부재는 상기 잉크도출조절통로와 상기 잉크저장부재를 연통시키는 내측홀을 구비하며, 상기 내측홀의 직경은 상기 잉크도출조절통로의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 볼펜
44. 제43항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로의 상단부의 내경은 상기 볼의 외경 보다 0.01mm - 0.05mm 큰 것을 특징으로 하는 볼펜.
45. 제44항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로는 직선형인 것을 특징으로 하는 볼펜.
46. 제44항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로는 테이퍼형상을 기지며, 그 조절통로의 내경은 선단으로 향하면서 감소하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
47. 제43항에 있어서, 잉크의 역류를 방지하기 위해 내측홀에 장착된 잉크역류방지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
48. 제40항에 있어서,

    상기 잉크저장부재의 선단개구부에 배치되어 상기 잉크저장부재에서의 압력의 변화에 의해 과도하게 흐르는 잉크를 일시적으로 유지하는 유지부재와,

    상기 잉크유지부재를 경유하여 잉크저장부재로부터 상기 파이프의 내측에 배치되어 상기 잉크저장부재로부터 상기 볼의 뒷편으로 잉크를 도출하는 잉크도출부재를

    구비하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
49. 제40항에 있어서,

    상기 잉크저장부재에 배치되어 잉크를 흡입하는 잉크흡입부재와,

    상기 접합부재를 경유하여 잉크저장부재로부터 상기 파이프의 내측에 배치되어 상기 잉크저장부재로부터 상기 볼의 뒷편으로 잉크를 도출하는 잉크도출부재를

    구비하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
50. 금속파이프로서, 이 파이프의 선단부 부근을 내측으로 변형하여 형성되는 볼수용시트용의 4개의 내향돌출부와 그 파이프의 선단부를 내측으로 변형하여 형성되는 선단에지부를 갖는 금속파이프와,

    상기 선단에지부와 상기 다수의 내향돌출부 사이에서 회전가능하게 유지되는볼과,

    잉크를 저장하는 잉크저장부재와,

    상기 잉크저장부재를 상기 금속파이프에 결합하는 접합부재를 구비하고,

    상기 파이프는 0-55mm ≤ A ≤ 1.2mm , 4.5 ≤ A/T ≤ 5.8, 1.0 ≤ B/T ≤ 2.3 의 식을 만족하며, 식중 A는 상기 볼의 외경이고, T는 상기 파이프의 두께이며, B는 상기 내향돌출부의 상부와 접하는 가상내접원의 직경인 것을 특징으로 하는 볼펜.
51. 제50항에 있어서, 상기 접합부재는 합성수지를 포함하며, 상기 파이프의 후방부는 상기 접합부재의 전방부와 결합하고, 상기 접합부재의 후방부는 상기 잉크저장부재의 전방부와 결합하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
52. 제50항에 있어서, 상기 잉크저장부재의 잉크 후방부에 수용되어 잉크의 역류를 방지하는 잉크 폴로워를 구비하며, 이 잉크폴로워는 상기 잉크 저장소에 저장된 잉크가 소비됨에 따라 전방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
53. 제51항에 있어서, 상기 파이프는 상기 내향돌출부의 후방에 위치하는 잉크도출조절통로를 구비하고, 상기 접합부재는 상기 잉크도출조절통로와 상기 잉크저장부재를 연통시키는 내측홀을 구비하며, 상기 내측홀의 직경은 상기잉크도출조절통로의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 볼펜
54. 제53항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로의 상단부의 내경은 상기 볼의 외경 보다 0.01mm - 0.05mm 큰 것을 특징으로 하는 볼펜.
55. 제54항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로는 직선형인 것을 특징으로 하는 볼펜.
56. 제54항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로는 테이퍼형상을 기지며, 그 조절통로의 내경은 선단으로 향하면서 감소하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
57. 제53항에 있어서, 잉크의 역류를 방지하기 위해 상기 내측홀에 장착된 잉크역류방지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
58. 제50항에 있어서,

    상기 잉크저장부재의 선단개구부에 배치되어 상기 잉크저장부재에서의 압력의 변화에 의해 과도하게 흐르는 잉크를 일시적으로 유지하는 유지부재와,

    상기 잉크유지부재를 경유하여 잉크저장부재로부터 상기 파이프의 내측에 배치되어 상기 잉크저장부재로부터 상기 볼의 뒷편으로 잉크를 도출하는 잉크도출부재를

    구비하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
59. 제50항에 있어서,

    상기 잉크저장부재에 배치되어 잉크를 흡입하는 잉크출입부재와,

    상기 접합부재를 경유하여 잉크저장부재로부터 상기 파이프의 내측에 배치되어 상기 잉크저장부재로부터 상기 볼의 뒷편으로 잉크를 도출하는 잉크도출부재를

    구비하는 것을 특징으로 하는 볼펜.
60. 그 선단부 부근을 내측으로 변형하여 형성되는 볼수용시트용의 다수의 내향돌출부와 그 선단부를 내측으로 변형하여 형성되는 선단에지부를 갖는 금속파이프, 상기 내항돌출부의 후방에 배치된 잉크도출조절통로, 상기 선단에지부와 상기 다수의 내향돌출부 사이에서 회전가능하게 유지되는 볼을 포함하는 볼펜팁과,

    잉크와 이 잉크의 후방부에 위치하여 잉크의 역류를 방지하는 잉크 폴로워를 저장하는 잉크저장부재와,

    내측홀을 가지고 상기 잉크저장부재의 내측을 상기 볼펜팁과 결합시키는 접합부재를

    구비하고,

    상기 내측홀의 내경은 상기 잉크도출조절통로의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 볼펜.
61. 제60항에 있어서, 상기 볼펜팁은 B/T ≤ 2.3 의 식을 만족하고, 식중 T는 상기 파이프의 두께, B는 상기 내향돌출부의 상부와 접하는 가상내접원의 직경인 것을 특징으로 하는 볼펜.
62. 제61항에 있어서, 상기 볼의 외경은 0.25mm - 1.2mm 의 범위에서 설정되고, 상기 파이프의 선단부의 내경은 상기 볼의 외경보다 0.01mm - 0.05mm 큰 것을 특징으로 하는 볼펜.
63. 제62항에 있어서서, 상기 잉크는 20℃ 에서 10 - 150 mPa.s 의 범위, 전단 속도 384sec^-1의 점성도를 갖는 전단멸점성 수성잉크인 것을 특징으로 하는 볼펜.
64. 제62항에 있어서, 상기 잉크는 20℃ 에서 1000 - 10000mPa.s 의 범위의 점성도를 갖는 것을 특징으로 하는 볼펜.
65. 제34항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로는 후방부 및 이 후방부의 내경보다 작은 내경을 갖는 선단 소경부를 갖는 것을 특징으로 하는 볼펜.
66. 제44항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로는 후방부 및 이 후방부의 내경보다 작은 내경을 갖는 선단 소경부를 갖는 것을 특징으로 하는 볼펜.
67. 제54항에 있어서, 상기 잉크도출조절통로는 후방부 및 이 후방부의 내경보다 작은 내경을 갖는 선단 소경부를 갖는 것을 특징으로 하는 볼펜.
68. 금속파이프의 단부에 둥근 콘형상 테이퍼면을 형성하기 위해 사잇각을 갖는 회전날로 금속파이프를 절단하는 단계와,

    상기 파이프의 상기 테이퍼면 측에서 뽀족한 안내핀을 개방부로 삽입하는 단계와,

    상기 삽입단계 이후 , 볼수용시트용 내향돌출부를 형성하기 위해 뾰족한 펀치에 의해 상기 파이프의 측벽의 3 또는 4개 부분 중 최소한 하나를 압축변형하는 단계와,

    상기 내향돌출부의 전방의 상기 개방부에 볼을 저장하는 단계와,

    크림프 지그에 의해 상기 파이프의 선단에지부를 내측으로 변형하는 단계를

    구비하는 것을 특징으로 하는 볼펜틸제조방법.
69. 제68항에 있어서, 상기 회전날의 사잇각은 105°- 135° 의 범위이고, 상기 뾰족한 안내핀의 뾰족각은 80°- 140° 의 범위이며, 상기 펀치의 뾰족각은 40°- 100°의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 볼펜팁제조방법.
70. 제69항에 있어서, 상기 회전날의 사잇각은 105°- 135°의 범위이고, 상기 안내핀의 뾰족각은 90°- 110°의 범위이며, 상기 펀치의 뾰족각은 70°- 90°의범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 볼펜팁제조방법.