KR19980702329A - 볼펜 리필(ｒｅｆｉｌｌ) 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

팁을 하향 상태로 휴대하고 다니는 노크식 볼펜에 적용할 수 있는, 매끄러운 필기 감촉으로 선명한 필적을 얻을 수 있고 팁 선단으로부터 잉크가 누출되지 않으며 충격이 가해져도 볼 탈락의 염려가 없는 볼펜 리필이다. 팁 홀더 부재(9)와 잉크 수용 부재(10)로 이루어진 잉크 수용통(1)에 전단 감점성을 부여한 잉크(2)와 이 잉크의 후부에 잉크 폴로워(3)를 수장하고, 그 선단홀(9a)에 볼(6)을 지지하고, 선단연(4b)의 코킹부 내벽면(4f)을 볼과 같은 형태인 구면으로 형성한 볼펜 팁(4)을 끼워붙임과 동시에, 코킹부 내벽면으로 볼을 항상 누르는 코일 스프링(7)을 가동 부재(8)를 통해 배설하고, 그 후단에 통기 수단을 설치한 스토퍼(5)를 끼운다. 팁 홀더 부재(9)의 잉크 수용 부재(10)와 끼워맞춤부(9d)에 잉크의 유통량을 규제하는 잉크 유통로와 후단면(9c)을 포함하는 격벽부(9g)를 형성하고 있다.

Description

볼펜 리필(ｒｅｆｉｌｌ) 및 그 제조 방법

도 7 은 전단 감점성을 부여한 잉크를 잉크 수용통에 직접 담아서 사용하는 캡(cap)식 종래 볼펜을 도시하고 있다. 잉크 수용통내에는 정적인 상태에서는 고점도를 가지지만 필기시 볼의 회전으로 점도가 저하되는 전단 감점성을 부여한 잉크(2)가 수용되고, 그 잉크의 후부(rear portion)에는 잉크 소비에 따르고 잉크의 역류를 방지하는 잉크 폴로워(follower)(3)가 수장되어 있다. 잉크 수용통 선단에는 팁 홀더 부재(9)의 끼워맞춤부(9d)가 끼워 붙여지고, 그 선단홀(9a)에 볼펜 팁(4)이 끼워져 있다. 또, 잉크 수용통(1) 후단에 통기 수단을 설치한 스토퍼(5)가 끼워져 있다. 이러한 볼펜 리필에서는 필기부만 그 선단에서 돌출시킨 상태로 펜 홀더 튜브(B) 내에 수장되고, 펜 홀더 튜브 선단부에 캡 C가 씌워진다.

도 8 에 도시한 종래의 잉크 수용통(1)은 선단에서 개구하는 소경부(小徑部)(1c)와 후단에서 개구하는 대경부(大徑部)(1d)를 가지고 있고, 잉크 수용통(1)내에는 전단 감점성을 부여한 잉크(2)와 이 잉크 후부에 잉크 폴로워(3)가 수장되고 있다. 잉크 수용통의 선단홀(1a)에 볼펜 팁(4)이 끼워 넣어짐과 동시에, 볼(6)을 지지하는 선단연(4b)의 코킹부 내벽면(4f)으로 볼을 항상 누르는 코일 스프링(7)이 배설되어 있다. 잉크 수용통(1)의 후단에는 통기 수단을 설치한 스토퍼(5)가 끼워 붙여져 있다. 본 예는 전단 감점성을 부여한 잉크를 잉크 수용통에 직접 채워서 사용하는 리필에 있어서 팁 선단에서의 잉크 건조나 잉크 누출을 방지할 수 있다.

종래, 저점도 잉크(수성 잉크)를 사용한 볼펜 또는 볼펜 리필은 선형 섬유를 필름 형태의 외피로 덮어씌운 잉크 흡장체에 잉크를 흡수시켜 릴레이 코어(relay core)에 의해 잉크를 팁 선단부로 유도하는 중면식(中綿式) 수성 볼펜이나 잉크 수용통에 잉크를 직접 채우는 것인 빗살홈, 잉크홈, 공기홈에 따른 잉크 흐름 조정 기능을 가지는 펜심 부재를 이용한 펜심형 수성 볼펜과 같이 각각에 복잡한 구성을 필요로 하는 것이었다. 저점도 잉크와 마찬가지로 매끄러운 필기 감촉으로 선명한 필적을 얻을 수 있는 전단 감점성을 부여한 잉크를 수장해서 이루어지는 볼펜 또는 볼펜 리필은 정적인 상태에서는 잉크가 고점도로 유지되지만 볼이 회전하면 볼 면에 접촉해 있는 잉크에 전단 작용이 일어나자마자 점도가 저하되는 유동성 있는 잉크로 변화하는 것이므로, 잉크 수용통에 잉크를 간단하게 채울 수 있는 이점이 있다.

그러나, 반면에 충격력이 리필이나 볼펜에 가해지는 상태를 가정하면, 종래예인 도 7 이나 도 8 형태의 리필 형태에서는 잉크 성질상 잉크 수용통과 잉크 접촉면에서 전단 작용이 일어나 잉크 전체가 요동하고, 잉크의 자체 무게가 팁을 위로 향하게 한 상태에서는 잉크 폴로워에, 또 팁을 하향 상태로 했을 때는 볼에 충격력으로 가해져서 가압되게 된다. 잉크 폴로워의 경우는 그 점조도와 잉크 수용통 내측면을 습성 등 물리적 성능으로 보완할 수 있지만, 볼에의 충격 하중을 떠받치는 것은 볼을 감싸는 선단연의 코킹 가공에 따른 지지력뿐이므로, 충격력이 볼 지지력을 상회하면 볼이 선단연을 눌러서 확장시켜 바깥쪽으로 탈락하게 된다.

따라서 전단 감점성을 부여한 잉크를 잉크 수용통에 직접 채워서 사용하는 볼펜 중 종래예인 도 7 과 같이 의복에 꽂고 뺄 수 있는 클립을 가진 캡으로 필기부를 덮는 것은 팁을 상향 상태로 휴대할 수 있으므로, 캡식 볼펜으로 사용하는 경우에는 문제가 없다. 그러나 이것이 리필로서 팁이 하향 상태로 펜 홀더 튜브내에 수납되고 프레싱 부재의 프레싱 조작으로 필기부를 펜 홀더 튜브 선단 개구부에서 출몰시키는 노크식 볼펜으로 사용되면, 출몰 작동시의 충격이나 휴대시 충격으로 볼이 팁 선단에서 바깥쪽으로 탈락할 염려가 있다. 볼이 탈락해 버리면 잉크가 팁 선단에서 유출되어 펜 홀더 튜브나 옷을 더럽히게 되므로 지금까지 노크식 볼펜의 리필로 사용하는 일은 없었다.

따라서 본발명의 목적은 팁이 하향 상태로 있어도 팁 선단으로부터 잉크 누출 또는 적하되는 것을 완전히 방지하고, 또 충격력에 의한 볼의 탈락을 방지하며, 만에 하나 볼이 탈락한 경우에도 팁 선단으로부터의 잉크 유출을 저지할 수 있게 해서 안심하고 노크식 볼펜으로 사용할 수 있는 볼펜 리필을 제공하는 것에 있다.

본발명은 잉크 수용통내에 수용되어 정적인 상태에서는 고(高)점도를 가지지만 볼의 회전으로 점도가 저하되는 전단 감점성(剪斷 減粘性; thixotropic property))을 부여한 잉크를 사용하는 볼펜 리필에 관한 것으로, 더 상세하게는 볼펜 팁(tip)의 볼을 지지하는 선단연의 코킹(caulking)부 내벽 안으로 볼을 항상 누르는 코일 스프링을 직접 또는 가동 부재를 통해 팁 안쪽홀에서부터 잉크 수용통 선단홀 내에 배설하고, 팁 선단부에서의 잉크 건조나 잉크 누출을 방지하는 볼펜 리필에 관한 것이다.

도 1 은 본발명의 제 1 실시예에 따른 볼펜 리필을 나타낸 종단면도이다.

도 2 는 본발명의 제 2 실시예에 따른 볼펜 리필을 나타낸 종단면도이다.

도 3 은 제 1 실시예의 리필 선단부를 확대해서 나타낸 종단면도이다.

도 4 는 제 2 실시예의 리필 선단부를 확대해서 나타낸 종단면도이다.

도 5A 는 볼펜 팁의 코킹 공정을 나타낸 공정도이다.

도 5B 는 볼의 햄머링(hammering)을 나타낸 공정도이다.

도 6 은 볼 탈락시의 팁 선단부를 나타낸 종단면도이다.

도 7 은 캡(cap)식 볼펜에 수납된 종래예의 볼펜 리필을 나타낸 종단면도이다.

도 8 은 종래예의 볼펜 리필을 나타낸 종단면도이다.

본발명은 이러한 목적을 달성하기 위해 이루어진 것으로, 전단 감점성(thixotropic property)을 부여한 것으로 인해 역작용하는 충격력에 따른 볼 탈락의 방지 수단에서는, 잉크 수용통이 팁 홀더 부재와 잉크 수용 부재를 합체한 것에 대해서는 팁 홀더 부재에, 또 잉크 수용통이 팁이 끼워지는 소경부와 잉크가 수장되는 대경부로 이루어진 것에 대해서는 소경부와 대경부가 이어지는 연결부내에 별도의 부재로서 배설되는 잉크 격벽 부재에 각각의 잉크 유통로를 잉크 유통홀로 통하는 지름 방향을 축심을 향해 설치한 가로홈과 상기 가로홈과 후단면에 연결되어 잉크의 유통량을 규제하는 축심 방향으로 연장된 세로홈으로 형성한 것이다. 이에 따라, 충격이 가해져서 요동한 잉크의 충격 압력은 팁 홀더 부재 또는 잉크 격벽 부재의 후단면에서 그 대부분을 흡수하게 된다. 잉크의 유통량을 규제하는 세로홈 개구부에서의 잉크 하중도 세로홈과 가로홈으로 형성한 굴절된 잉크 유통로에 의해 충격 하중이 더욱 감쇄되게 되어 볼에 가해지는 충격 압력을 매우 작은 압력에 그치게 된다.

더욱이 팁이 하향 상태로 있어도 팁 선단으로부터의 잉크 누출(적하)을 완전히 방지하는 수단으로서 볼펜 팁의 볼을 지지하는 선단연의 코킹 가공을 볼에 코킹부를 압접시키는 압연 코킹에 의해 코킹부 내벽면을 볼과 동일한 모양인 구면으로 형성하는 것이다. 이에 따라 볼을 지지하는 볼펜 팁의 코킹부 내벽면으로 코일 스프링의 탄성력을 받아 볼이 접하는 팁 선단부의 밸브 기구에 있어서 서로 면 접촉이 이루어져 그 밀폐 기능의 완전을 꾀한 것이다.

그리고 팁 선단연 마찰 등의 이유로 만에 하나 볼이 탈락했을 때 팁 선단으로부터 잉크의 유출을 저지하는 수단으로 상기의 볼펜 팁 가공에 있어서 후부홀로 관통하는 잉크 도통홀을 축심 방향으로 소정 길이로 설치해서 후부 홀과의 개공부가 원형으로 유지되도록 형성함과 동시에, 가동 부재의 볼 프레싱부에 있어서 선단부가 잉크 흐름 조절부를 향해 해당 선단부보다 지름이 큰 코어부에 연결되는 연결부를 테이퍼진 면에 형성하는 것이다. 이에 따라 볼이 탈락했을 때 가동 부재가 선단 방향으로 이동해서 팁의 잉크 도통홀 개공부와 가동 부재의 연결부가 접하는 새로운 밸브 기구가 작용하여 팁 선단에서 잉크가 유출되는 것이 저지된다.

본발명은 팁 홀더 부재가 선단홀에 연통한 후단면에는 닿지 않는 잉크 유통홀을 가지고, 잉크 수용 부재가 끼워 붙여지는 끼워맞춤부에 잉크 유통홀로 통하는 지름 방향으로 설치한 가로홈과 이 가로홈과 후단면에서 연통해서 잉크 통로가 되는 축심 방향으로 연장되는 세로홈을 설치하고, 해당 세로홈을 지나는 잉크의 유통량을 규제하는 후단면을 포함한 격벽부를 형성해서 이루어지고, 해당 팁 홀더 부재의 끼워맞춤부에 잉크 수용 부재를 합체시킨 잉크 수용통에 정적인 상태에서는 고점도를 가지지만 볼의 회전으로 점도가 저하되는 전단 감점성을 부여한 잉크와 이 잉크의 후부(rear portion)에 잉크 소비에 따르고 잉크의 역류를 방지하는 잉크 폴로워를 수장하고, 볼을 지지하는 선단연의 코킹부 내벽면을 볼과 같은 형태인 구면으로 형성하며, 후부홀에 관통하는 잉크 도통홀을 축심 방향으로 소정 길이로 형성해서 후부홀과의 개구부를 원형으로 형성해서 이루어지는 볼펜 팁을 팁 홀더 부재의 선단홀에 끼워 붙임과 동시에, 팁의 코킹부 내벽면에 볼을 항상 누르는 코일 스프링을 직접 또는 가동 부재를 통해 배설하고, 잉크 수용 부재의 후단에 통기 수단을 설치한 스토퍼를 끼워 붙여서 이루어지는 볼펜 리필이다. 더구나 볼 면에 접하는 선단부와 이 선단부의 후방 근처에 위치하는 선단부에서 지름이 큰 코어부로 연결하는 연결부를 테이퍼진 면에 형성한 프레싱부와, 잉크 통로를 그 외주상에 설치한 잉크 흐름 조절부로 이루어지는 가동 부재와 볼과 코일 스프링 사이에 배설한 볼펜 리필이다.

다른 본발명은 선단에서 개구하는 소경부와 후단에서 개구하는 대경부를 가지는 금속재료로 이루어진 잉크 수용통의 소경부와 대경부가 연속해 있는 연접부 내에, 선단면을 볼을 누르는 코일 스프링 후단을 지지하는 스프링 베어링부로 하고, 축심 방향으로 관통하는 잉크 유통로를 선단면에서 개구하고 후단면에는 이르지 않는 잉크 유통홀과 상기 잉크 유통홀로 통하는 지름 방향을 축심을 향해 설치한 가로홈과 상기 가로홈과 후단면에서 연통하는 잉크의 유통량을 규제하고 축심 방향으로 연장되는 세로홈으로 형성한 잉크 격벽 부재를 배설한다. 해당 잉크 수용통 내에 전단 감점성을 부여한 잉크와 상기 잉크의 후부에 잉크 폴로워를 수장하고, 볼을 감싸는 선단연의 코킹부 내벽면은 볼과 같은 형태의 구면으로 형성하고, 후부 홀로 관통하는 잉크 도통홀을 축심 방향으로 소정 길이로 설치해서 후부홀과의 개구부를 원형으로 형성해서 이루어지는 볼펜 팁을 그 선단 홀에 끼워붙임과 동시에, 팁의 코킹부 내벽면에 볼을 항상 누르는 코일 스프링을 직접 또는 가동 부재를 통해 배설하고, 잉크 수용 부재의 후단에 통기 수단을 설치한 스토퍼를 끼워 붙여서 이루어지는 볼펜 리필이다. 더욱이, 볼 면에 접하는 선단부와 상기 선단부 후방 근처에 위치하는 선단부보다 지름이 큰 코어부로 연결하는 연결부를 테이퍼진 면에 형성한 프레싱부와, 잉크 통로를 그 외주상에 설치한 잉크 흐름 조절부로 이루어지는 가동 부재와 볼과 코일 스프링 사이에 배치한 볼펜 리필이다.

이상과 같이 구성된 볼펜 리필은 펜 홀더 튜브내에 수납되어 프레싱 부재로 프레싱 조작해서 필기부를 펜 홀더 튜브의 선단 개구부에서 출몰시키고, 필기부를 하향 상태로 휴대하고 다니는 노크식 볼펜에 안심하고 사용할 수 있게 되었다. 즉, 리필에 충격이 가해지면 잉크 성질상 잉크 전체가 요동하므로, 이것이 볼에 충격 하중이 되어 작용하지 않도록 팁 홀더 부재 또는 잉크 격벽 부재에 잉크 충격 구조를 설치해서 볼 탈락을 방지할 수 있다. 또, 팁 선단으로부터 잉크 누출과 적하되는 것을 방지하기 위해 볼펜 팁의 볼을 감싸는 선단연의 코킹부 내벽면을 볼과 같은 형태인 구면으로 형성해서 눌려진 볼이 밀접하도록 배려함으로써 팁 선단으로부터의 잉크 누출과 적하를 방지할 수 있다. 그리고, 만에 하나 볼이 탈락했을 경우, 팁의 잉크 도통홀 개구부와 코일 스프링의 탄성으로 볼을 누르는 가동 부재의 볼 프레싱부에 의한 새로운 밸브 기구에 의해 팁 선단으로부터의 잉크 유출을 저지할 수 있다.

전단 감점성을 잉크에 부여하면, 정적인 상태에서는 고점도를 보유하고 있으므로 잉크 흐름 조정 기능을 가지는 잉크 흡장체(ink-absorbing body)나 릴레이 코어 또는 펜심 등의 부재를 사용하지 않고 잉크 수용통에 잉크를 직접 담을 수 있고, 필기시에는 볼의 회전으로 잉크의 점도가 순식간에 저하되어 매끄러운 필기 감촉으로 선명한 필적을 얻을 수 있다. 팁 선단부에서의 잉크 누출이나 충격에 의해 볼이 탈락하는 문제점에 대해서는, 캡 안에 팁 선단부를 실(seal)해 두는 실 부재(실리콘 고무 등 탄성을 가지는 부재를 사용한다.)를 끼워 대응을 꾀한 도 7 과 같은 캡식 볼펜이 상품화되었고 시장 평가가 매우 양호하다. 따라서 필기부가 하향 상태로 펜 홀더 튜브내에 수납되어 프레싱 부재의 프레싱 조작으로 필기부를 펜 홀더 튜브 선단 개구부에서 출몰시키는 노크식 볼펜에 적용할 수 있는 볼펜 리필로 완성시킨 본발명의 효과는, 성능면에서 이미 상품화된 캡식 펜과 별다르지는 않지만, 이것을 노크식으로 사용함에 따라 캡을 빼거나 끼우는 번거로움으로부터 해방되어 기능성, 편리성을 더 부가시킨 것으로, 이것으로 노크식 볼펜 등의 새로운 상품의 전개를 기획할 수 있게 되고, 또 그 효과는 헤아릴 수 없이 큰 것이다.

이하, 본발명에 따른 볼펜 리필 실시예를 도면을 참조해서 설명한다. 또, 선행 기술예의 설명에 사용한 부재 및 부위를 나타낸 부호와 동일 부재에 대해서는 동일 부호를 사용해서 설명한다.

도 1 은 본발명 제 1 실시예의 종단면도로, 노크식 볼펜에 장착할 수 있는 전단 감점성을 부여한 잉크를 직접 담은 볼펜 리필이다. 도면에 있어서 부호 (1)은 잉크 수용통을 나타내고, 내부에 잉크(2)가 저장되고, 잉크(2)의 후단에는 잉크 폴로워(3)가 수장되어 있다. 상기 잉크 수용통(1) 선단에는 팁 홀더 부재(9)가 끼워지고, 팁 홀더 부재(9) 선단에는 볼펜 팁(4)이 끼워 붙여진다. 상기 잉크(2)는 정적인 상태에서는 고점도를 가지지만 볼 회전으로 점도가 저하되는 전단 감점성을 부여한 것이 사용된다. 또 잉크 폴로워(3)는 잉크의 소비에 따르고 잉크의 역류를 방지하는 페이스트 형태의 것이다. 상기 볼펜 팁(4)의 선단부에는 후술하는 것과 같이 코킹부 내벽면(4f)이 형성되고, 그 안에 볼(6)이 지지되어 있다. 이 볼(6)의 상류측 볼 팁(4)내에는 가동 부재(8)가 짜맞춤되고, 코일 스프링(7)에 의해 볼(6)쪽으로 눌려져 있다.

팁 홀더 부재(9)는 도 3 의 확대도에서와 같이 볼펜 팁(4)이 끼워 넣어지는 선단홀(9a)이 개구하고 있다. 이 선단홀(9a)에 연통해서 잉크 연통홀(9b)이 설치되고, 이 홀 끝은 격벽부(9g)로 종단(終端)하고 있다. 팁 홀더 부재(9)의 외주상에는 잉크 수용 부재(10) 선단면에 접하는 돌출 자루부(9h)가 설치되고, 이 돌출 자루부(9h)에서 후부가 잉크 수용 부재와의 끼워맞춤부(9d)가 된다. 해당 끼워 맞춤부에는 잉크 유통홀로 통하는 지름 방향으로 뚫린 가로홈(9e)과 상기 가로홈(9e)과 후단면에 연통해서 잉크 유통로가 되는 축심 방향으로 연장되는 세로홈(9f)이 설치되어 있다. 격벽부(9g)의 외측 단면은 잉크의 유통량을 규제하는 후단면(9c)이 된다.

도 2 는 본발명의 제 2 실시예로, 제 1 실시예와 마찬가지로 노크식 볼펜에 장착할 수 있는 전단 감점성을 부여한 잉크를 직접 채운 볼펜 리필을 종단면도로 나타낸 것이다. 본발명의 볼펜 리필은 선단에서 개구하는 소경부(1c)와 후단부에서 개구하는 대경부(1d)를 가지는 금속 재료로 된 잉크 수용통(1)을 가지고 있다. 잉크 격벽 부재(11)는 그 소경부와 대경부가 이어지는 연접부(1b)내에 배설되고, 그리고 잉크 수용통내에는 전단 감점성을 부여한 잉크(2)가 수용되고, 이 잉크의 후부에 잉크 폴로워(3)가 수장되어 있다. 소경부의 선단홀(1a)에는 볼펜 팁(4)이 끼워짐과 동시에 볼펜 팁(4)의 선단부에는 코킹부 내벽면(4f)이 형성되어 그 안에 볼(6)이 지지되고 있다. 이 볼(6)의 상류측 볼펜 팁(4) 내에는 가동 부재(8)가 짜맞춤되고, 코일 스프링(7)에 의해 볼(6)을 향해 눌려져 있다. 대경부 후단에는 통기 수단을 설치한 스토퍼(5)가 끼워 붙여져 있다.

잉크 격벽 부재(11)는 도 4의 확대도에서와 같이 잉크 수용통(1)의 소경부(1 c)내에 위치하는 선단부(11a)와 대경부(1d)내에 위치하는 후단부(11b)로 이루어진다. 선단부는 그 선단면을 코일 스프링(7)의 후단을 지지하는 스프링 베어링부(11c)로 하고, 선단면에서 개구하고 후단면(11d)까지는 관통되지 않은 잉크 유통홀(11e)이 후단부(11b)로 연통해 있다. 후단부에는 잉크 유통홀로 통하는 지름 방향으로 뚫린 가로홈(11f)과 이 가로홈과 연통해서 후단면에서 개구하는 잉크의 유통량을 규제하는 세로홈(11g)이 설치되어 있다. 또, 제 1 실시예의 팁 홀더 부재(9)에서와 같이 잉크 유통로의 가로홈과 세로홈을 지름 방향 대칭 위치에 복수개 설치한 것을 나타내고 있는데, 일방의 잉크 유통로에 막힘 등의 지장이 생기는 경우라도 성능면에 그 영향이 미치지 않는다는 점에서, 또 수지 재료로 사출 성형 가공하는 부품 가공면에서 잉크 유통홀의 일방 지지 코어 핀(core pin)을 상하 양 사이드에서 지지해서 안정시키는 등의 이점이 있다. 또, 잉크 수용통(1)내에 배설한 잉크 격벽 부재(11)는 그 배설 위치에 있어서 잉크 수용통 외측에서 축심을 향해 점 또는 선형으로 소성 병형시킨 변형부(1e)에 의해 잉크 수용통에 일체적으로 고착시키는 것이 바람직하다. 고착 수단으로는 압입 등 별도로 방법이 있지만, 시간 경과에 따라 위치 변위하는 일이 없도록 일체적으로 고착하는 것이 중요하다.

이상의 제 1 및 제 2 실시예의 구성에 의해, 팁 선단이 하향인 상태에서 리필에 충격력이 가해지면, 잉크 수용통(1)내에서 요동한 잉크(2)에 의한 충격 하중의 대부분은 제 1 실시예의 경우 팁 홀더 부재(9)의 후단면(9c)에서 받아내고, 또 제 2 실시예의 경우 잉크 격벽 부재(11)의 후단면(11d)에서 받아내며, 후단면에서 각각 개구하는 세로홈(9f), (11g)를 지나는 잉크의 하중도 가로홈(9e), (11f)에서 받아내게 되므로, 볼(6)에 가해지는 잉크 충격 하중은 잉크 유통홀(9b), (11e)에서 볼까지의 극히 미량의 잉크 하중에 그쳐 볼을 바깥쪽으로 밀어내는 충격력은 될 수 없고, 따라서 리필에 가해지는 충격력에 의해 볼이 바깥쪽으로 탈락하는 사고를 방지할 수 있었던 것이다.

본발명에서 사용하는 볼펜 팁(4)은 통상의 볼펜 팁과 거의 비슷한 가공 수단으로 얻을 수 있는 것이지만, 도 5(a), (b)의 팁 선단부 제조도에서와 같이, 볼 하우스(ball housing)(4a)내에 삽입된 볼(6)은 볼 하우스 바닥부에 복수개의 잉크 홈(4g)을 형성한 볼 시트(4c)에 지지되어 있다. 타방 선단연(4b)에 코킹 지그(T)를 꽉 눌러 볼에 압접시키는 압연 코킹이 행해지고, 코킹부 내벽면(4f)을 볼과 같은 모양인 구면으로 형성한다. 그리고나서 선단연에서 노출되는 볼 상면을 햄머 로드(hammer rod)(H)로 햄머링하고, 볼 시트를 소요량 후단부 방향으로 소성 변형시켜 볼 하우스 내의 볼과의 클리어런스(clearance)(Q)를 확보하도록 제조된 것이다.

그리고, 볼펜 팁(4)은 볼 하우스(4a)와 후부 홀(4d)에 연통하는 잉크 도통홀(4e)의 길이를 통상의 볼펜 팁보다 약간 길게 설정하고 있고, 볼 시트(4c)에 설치하는 잉크 홈(4g)의 가공이나 선단연(4b)의 압연 코킹 후에 볼 상면을 햄머링해서 볼 시트부를 소성 변형시키는 가공시에, 잉크 도통홀에 변형이 일어나는 영향이 미치지 않는 조정(措定) 길이로 잉크 도통홀의 길이를 설정하고, 후부 홀에서 개구하는 개구부(4h)가 원형으로 형성되도록 구조된 것이다.

본발명은 이상과 같이 형성한 볼펜 팁(4)을 제 1 실시예에서는 팁 홀더 부재(9)의 선단 홀(9a)에 또 제 2 실시예에서는 잉크 수용통(1)의 선단 홀(1a)에 끼워 붙임과 동시에, 볼(6)을 지지하는 선단연(4b)의 코킹부 내벽면(4f)에 볼을 항상 누르는 코일 스프링(7)을 가동 부재(8)를 통해 제 1 실시예에서는 팁 홀더 부재의 선단홀에서, 또 제 2 실시예에서는 잉크 격벽 부재(11)의 스프링 베어링부(11c)에서 그 후단을 지지하도록 배설되어 있다.

볼(6)과 코일 스프링(7) 사이에 개재시킨 가동 부재(8)는, 도 3 및 도 4 에서와 같이, 볼 면에 그 선단면이 접하는 볼펜 팁(4)의 잉크 도통홀(4e)의 지름보다 작은 지름의 선단부(8c)를 포함하는 볼 프레싱부(8a)와, 잉크 통로(8f)를 그 외주상에 설치해서 후단면(8e)을 코일 스프링(7)에 접촉시키는 잉크 흐름 조절부(8b)로 형성된다. 그리고, 볼 프레싱부(8a)는 선단부(8c)가 잉크 흐름 조절부(8b)쪽으로 선단부보다 큰 지름의 코어부(8d)에 연결되는 연결부(8h)를 테이퍼진 면에 형성하고 있다. 잉크 흐름 조절부(8b)는 코어부 외주상에 그 외접원이 팁 후부 홀(4d) 지름보다 작은 지름의 복수개의 리브형 날개부(8g)에서 원주를 등간격으로 구획해서 잉크 통로(8f)를 형성하고 있다. 또, 실시예에서는 잉크 통로를 리브형 날개부에서 구획한 것을 사용했지만, 이에 한정되지 않고 결국 코일 스프링 배설 위치를 통과한 잉크가 난류(亂流)를 일으키지 않고 원활하게 팁 선단부로 흘러들어가게 배려해야 하는 것이다.

본발명은 전술한 볼펜 팁(4)과 코일 스프링(7)으로 눌려지는 상기 가동 부재(8)의 상관 관계에 의해 리필이 팁을 하향 상태로 휴대 또는 방치될 경우에 팁 선단으로부터의 잉크 누출(적하)를 방지하고, 필기에 따른 팁 선단연 마찰 등의 이유로 만에 하나 볼이 바깥으로 탈락했을 때 팁 선단에서의 잉크의 유출을 저지할 수 있도록 구성한 것이다.

즉, 볼펜 팁(4)의 볼(6)을 감싸는 선단연(4b)의 코킹부 내벽면(4f)이 볼과 같은 형태인 구면으로 형성된 것이므로, 코일 스프링(7)의 탄성력에 의해 가동 부재(8)를 통해 눌려진 볼과의 상호 접촉면은 당연히 선적 접촉이 아니라 면적 접촉을 하므로 팁 선단에서의 잉크 누출 방지의 확실성을 증대시킬 수 있다. 더구나 도 6 에서와 같이 볼펜 팁(4)의 잉크 도통홀(4e)이 후부 홀(4d)에서 개구하는 개구부(4h)를 원형으로 형성하고, 그리고 가동 부재(8)의 볼 프레싱(8a) 선단부(8c)에 근접해서 코어부(8d)에 연결하는 연결부(8h)를 테이퍼진 면에 형성한 것에 의해, 볼이 탈락하면 가동 부재(8)가 선단 방향으로 이동하고, 팁의 잉크 도통홀 개구부(4h)와 가동 부재의 연결부(8h)가 접하는 새로운 밸브 기구가 작용해서 팁 선단으로부터의 잉크 유출을 저지할 수 있도록 이루어진 것이다.

또, 볼이 탈락했을 때 잉크 유출을 저지하는 본발명의 새로운 밸브 기구의 구성에 대해서는, 실시예에서 하나의 구성을 예시한 것으로, 볼펜 팁(4)의 잉크 도통홀(4e)이 후부 홀(4d)에서 개구하는 개구부(4h)의 주변 예를들어 개구부가 후부 홀로 이어지는 경사면과, 가동 부재(8)의 볼 프레싱부(8a) 선단부(8c) 근방에 연결부(8h)를 대신하는 밸브부, 예를들어 코어부(8d) 외주상에 연결부(8h) 대신에 상기 경사면에 접하는 돌출 밸브부(도시하지 않음)를 설치하는 등, 다른 구성에 따른 새로운 밸브 기구를 구성할 수 있음은 물론이다.

본발명의 볼펜 팁은 노크식 볼펜에 장착하는 것을 의도한 것이지만, 캡식 볼펜의 펜 홀더 튜브 내에 수납해서 사용해도 달리 문제는 없다. 단, 캡식 볼펜에 사용하는 리필 중에는 필기로 소비하는 잉크와 균형을 이루는 공기를 보급하는 공기홀이 리필 선단측(본발명 실시예의 공기 도입구는 스토퍼)에 있고, 공기 홀로부터의 잉크 증발을 캡을 끼워서 방지하는 타입의 것이 있다. 이 타입의 리필은 도 3 에 나타낸 팁 홀더 부재(9)를 이용한 것이면, 돌출 자루부(9h)가 상대의 펜 홀더 튜브의 단부(段部)와 접함으로써 (도시하지 않음) 펜 홀더 튜브 내에서의 전후 방향의 바깥 공기 유통이 차단되고, 도 4 에 도시한 잉크 수용통(1)에서는 소경부(1c)와 대경부(1d)로 이어지는 연접부(1b)가 펜 홀더 튜브의 단부와 접촉해서(도시하지 않음) 전후 방향의 바깥 공기 유통이 차단된다. 따라서, 이러한 캡식 볼펜에도 적용할 수 있도록 하기 위해서는 예를들어 도 3 에 도시한 팁 홀더 부재(9)를 사용하는 것에는 돌출 자루부(9h)에 축심 방향으로 연장되고 외주면에서 개구하는 공기 홈(9j)을 설치해 두면 된다. 이에 따라 캡을 펜 홀더 튜브에 끼울 때 가압되는 공기는 공기홈(9j)을 지나 용적이 큰 후부의 펜 홀더 튜브 쪽으로 유입되므로, 리필 성능면에 해를 끼치는 것을 해결할 수 있다.

본발명의 볼펜 리필은 이상과 같은 모든 수단을 구비한 구성에 의해 필기부가 하향 상태로 있더라도 팁 선단으로부터의 잉크 누출을 완전히 방지하고, 그리고 충격력에 따른 볼 탈락을 방지할 뿐만 아니라, 선단연 마찰 등의 이유로 만에 하나 볼이 탈락한 경우라도 팁 선단으로부터의 잉크 유출을 저지하는 구조가 구비되어 안심하고 노크식 볼펜에 사용할 수 있는 볼펜 리필을 제공할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본발명에 따른 볼펜 리필은 노크식 볼펜에 널리 적용할 수 있다.

Claims (5)

1. 선단홀과 연통하는 잉크 유통홀을 가지는 팁 홀더 부재의 끼워맞춤부에 통 형상의 잉크 수용 부재를 끼워 붙인 잉크 수용통 내부에 정적인 상태에서는 고점도를 가지지만 볼 회전으로 점도가 저하되는 전단 감점성을 부여한 잉크와 이 잉크의 후부에 잉크의 소비에 따르고 잉크의 역류를 방지하는 잉크 폴로워를 수장하고, 상기 팁 홀더 부재의 선단홀에 볼펜 팁을 끼워붙임과 동시에, 볼을 지지하는 선단연 의 코킹부 내벽면에 볼을 항상 누르는 코일 스프링을 배설하고, 그 후단에 통기 수단을 설치한 스토퍼를 끼워서 이루어지는 볼펜 리필에 있어서, 상기 팁 홀더 부재(9)는 볼펜 팁에 연통하는 잉크 유통홀(9b)을 내측에 가지고, 상기 팁 홀더 부재(9)의 잉크 수용 부재(10)에 끼우는 끼워 맞춤부(9d)에 잉크 유통홀로 통하는 지름 방향을 축심을 향해 설치한 가로홈(9e)과 이 가로홈과 연통해서 잉크 유통로가 되는 축심 방향으로 연장된 세로홈(9f)을 설치하고, 이 세로홈을 지나는 잉크의 유통량을 규제하는 후단면을 포함한 격벽부(9g)를 형성한 것을 특징으로 하는 볼펜 리필.
2. 선단홀과 연통하는 잉크 유통홀을 가지는 팁 홀더 부재의 끼워맞춤부에 통 형상의 잉크 수용 부재를 끼워 붙인 잉크 수용통 내부에 정적인 상태에서는 고점도를 가지지만 볼 회전으로 점도가 저하되는 전단 감점성을 부여한 잉크와 이 잉크의 후부에 잉크의 소비에 따르고 잉크의 역류를 방지하는 잉크 폴로워를 수장하고,상기 팁 홀더 부재의 선단홀에 볼펜 팁을 끼워붙임과 동시에, 볼을 지지하는 선단연 의 코킹부 내벽면에 볼을 항상 누르는 코일 스프링을 가동 부재를 통해 배설하고, 그 후단에 통기 수단을 설치한 스토퍼를 끼워서 이루어지는 볼펜 리필에 있어서, 상기 팁 홀더 부재(9)는 볼펜 팁에 연통하는 잉크 유통홀(9b)을 내측에 가지고, 상기 팁 홀더 부재(9)의 잉크 수용 부재(10)에 끼우는 끼워 맞춤부(9d)에 잉크 유통홀로 통하는 지름 방향을 축심을 향해 설치한 가로홈(9e)과 이 가로홈과 연통해서 잉크 유통로가 되는 축심 방향으로 연장된 세로홈(9f)을 설치하고, 이 세로홈을 지나는 잉크의 유통량을 규제하는 후단면을 포함한 격벽부(9g)를 형성한 것을 특징으로 하는 볼펜 리필.
3. 선단에서 개구하는 소경부와 후단에서 개구하는 대경부를 가지는 잉크 수용통에 정적인 상태에서는 고점도를 가지고 볼 회전으로 점도가 저하되는 전단 감점성을 부여한 잉크와 이 잉크의 후부에 잉크의 소비에 따르고 잉크의 역류를 방지하는 잉크 폴로워를 수장하고, 볼펜 팁을 그 선단홀에 끼워붙임과 동시에, 볼을 지지하는 선단연의 코킹부 내벽면에 볼을 항상 누르는 코일 스프링을 가동 부재를 통해 배설하고, 그 후단에 통기 수단을 설치한 스토퍼를 끼워서 이루어지는 볼펜 리필에 있어서, 상기 잉크 수용통(1)을 금속 재료로 형성하고 해당 잉크 수용통의 볼펜 팁(4)이 끼워 붙여지는 소경부(1c)와 잉크(2)를 수장하는 대경부(1d)의 연통부(1b)내에 축심 방향으로 관통하는 잉크 유통로를 가지고 선단면을 상기 코일 스프링(7)의 후단을 지지하는 스프링 베어링부(11c)로 이루고, 잉크의 유통량을 규제하는 잉크 유통로의 개구부를 후단면(11d)으로 해서 형성한 잉크 격벽 부재(11)를 배설함과 동시에, 해당 잉크 격벽 부재의 잉크 유통로 선단면이 개구하고 후단면이 폐지된 잉크 유통홀(11e)과, 이 잉크 유통홀로 통하는 반경 방향을 축심을 행해 설치한 가로홈(11f)과, 이 가로홈과 후단면으로 연통하는 축심 방향으로 연장되는 잉크의 유통량을 규제하는 세로홈(11g)으로 형성한 것을 특징으로 하는 볼펜 리필.
4. 제 2 또는 제 3 항에 있어서,

   볼(6) 면에 그 선단면을 접하는 볼펜 팁(4)의 잉크 도통홀(4e) 지름보다 작은 지름의 선단부(8c)를 포함하는 볼 프레싱부(8a)와, 잉크 통로(8f)를 그 외주상에 설치해서 후단면(8e)을 코일 스프링(7)에 접하는 잉크 흐름 조절부(8b)로 형성한 상기 가동 부재(8)의 볼 프레싱부에 있어서, 선단이 잉크 흐름 조절부를 향해 이 선단부보다 지름이 큰 코어부(8d)에 연결하는 연결부(8h)를 테이퍼진 면에 형성한 것을 특징으로 하는 볼펜 리필.
5. 상기 볼펜 팁(4)의 볼 하우스(4a)내에 볼(6)을 위치시킨 상태에서 선단연(4b)에 코킹 지그(T)를 꽉 눌러서 볼에 코킹부를 압접시키는 압연 코킹을 수행하고, 코킹부 내벽면(4f)을 볼과 같은 형태의 구면으로 형성하고, 그런후 선단연에서 노출되는 볼 상면을 햄머 로드(H)로 햄머링하고, 볼 시트(4c)를 소정량 후단부 방향으로 소성 변형시켜서 볼 하우스 내에서의 볼과의 클리어런스(Q)를 확보함과 동시에 후부 홀(4d)로 관통하는 잉크 도통홀(4e)을 축심 방향으로 소정의 길이로 설치해서 후부 홀과의 개구부(4h)가 원형으로 유지되도록 형성한 것을 특징으로 하는 볼펜 리필 제조 방법.