KR20060007437A - 도포구용 팁, 도포구용 팁의 제조방법, 도포구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유출성을 확보하여, 도포량을 더욱 크게 할 수 있는 도포구용 팁을 제공하기 위해서, 다음과 같은 구성으로 하였다. 도포구용 팁 본체(11)는 일련의 도포액의 유로가 되는 볼 하우스(15), 중심 구멍(16) 및 후미 구멍이 설치되고, 볼 하우스(15)는 볼(10)을 회전 가능하게 유지하고 있다. 또한, 볼 하우스(15) 안에, 중심 구멍(16) 또는 후미 구멍을 연결하도록 설치된 홈(47)을 갖고 있다. 그리고, 볼 하우스(15)의 시트면(45)과 측벽면(41)의 사이에는 접속부(71)를 갖고, 접속부(71)를 통해서 시트면(45)과 측벽면(41)은 연속되어 있다. 접속부(71)는 정점을 도포구용 팁(1)의 선단측으로 하는 원추대의 측면이다.

도포구, 도포구용 팁, 볼 하우스, 중심 구멍, 후미 구멍, 접속부

Description

도포구용 팁, 도포구용 팁의 제조방법, 도포구{Applicator tip, method of producing applicator tip, and applicator}

본 발명은 수성볼펜 등에 사용하는 도포구의 팁에 관한 것이며, 또한 도포구용 팁의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 잉크가 많이 나오는 볼펜 팁 및 팁의 제조방법에 관한 것이다.

종래부터, 선단에 볼을 갖고, 상기 볼을 눌러, 볼에 부착된 도포액을 도포 대상에 도포하는 도포구가 알려져 있다. 그리고, 이 도포구의 예로서는 도포액으로 잉크를 사용한 볼펜이 있다. 또, 잉크로서는 염료, 안료 등의 색재를 물을 주용매로 한 수성 잉크가 있고, 이 잉크를 내장한 수성볼펜이 알려져 있다. 또한, 잉크로서, 겔화한 수성 겔 잉크도 사용되고 있다. 또, 수성 겔 잉크 등을 사용한 볼펜에는 토출량이 많은 것이 있다.

볼펜에 채용되는 볼펜 팁은 팁 본체 중에 필기용 볼이 회전 가능하게 유지된 것이다. 그리고, 볼펜의 사용시에는 잉크 수납부 내의 잉크를 필기용 볼로 유도하여, 필기용 볼의 회전에 따라서 잉크를 종이 등에 부착시킬 수 있다.

도 17a는 종래 기술의 볼펜 팁(120)의 선단부분의 단면도이다.

종래 기술의 볼펜 팁(120)은 볼펜 팁 본체(100)와 볼(102)에 의해서 구성되어 있다. 볼펜 팁 본체(100)의 외형은 선단측이 원추형을 하고 있다. 볼(102)은 볼 하우스(103) 내에 삽입되고, 또 볼(102)은 볼펜 팁 본체(100)의 선단(101)으로 협지되어 있다.

볼펜 팁 본체(100)의 내부에는 선단에 오목형상의 볼 하우스(103)가 있고, 후단에 중심 구멍(110)이 형성되어 있다. 또한, 볼 하우스(103)에는 원추내면형의 시트면(105)이 형성되어 있다. 볼펜 팁 본체(100)에는 시트면(seat surface;105) 측으로 연결되는 방사상의 홈(107)이 형성되어 있다. 이 홈(107)은 볼펜의 사용시에, 도포액의 배출을 매끄럽게 하는 것으로, 도포액은 중심 구멍(110) 측으로부터 홈(107)을 통해서, 선단측(101)으로 흐른다. 따라서, 볼펜의 사용시에 볼(102)을 시트면(105) 쪽에 꽉 눌러도 도포액의 유로가 확보되어, 도포액을 매끄럽게 도포할 수 있다.

도 18을 참조하여, 볼펜을 필기할 때의 도포액의 흐름을 설명한다. 볼펜을 사용하면 볼펜 팁(120) 내의 도포액은 중심 구멍(110)으로부터 홈(107)을 통과하여, 홈(107)의 볼 하우스(103) 측의 출구부(107a)로부터 볼 하우스(103)로 흐르고, 볼펜 팁 본체(100)의 선단(101) 측의 볼(102)과의 틈으로부터 외부로 유출된다. 그리고, 볼펜의 사용시에는 도 18의 화살표시와 같이 도포액은 흐른다.

또한 볼 하우스(103)의 시트면(105)에는 「시트 두드리기」라고 불리는 가공이 실시되고 있다. 또 「시트 두드리기」는 볼펜 팁 본체(100)의 볼 하우스(103) 에 필기용 볼(102)을 삽입하여, 볼(102)을 시트면(105) 측으로 밀어 내리는(두드리는) 공정이다. 그리고, 시트면(105)의 표면을 오목형으로 변화시킴으로써 필기용 볼(102)을 가라앉혀, 필기용 볼(102)과 볼펜 팁 본체(100)의 개구부의 사이에 틈을 형성시키는 것이다. 수성볼펜의 경우, 이 시트 두드리기 공정은 볼펜 팁 본체(100)의 선단(101)의 개구부를 코킹(calking)한 후에 행하여진다.

또한, 볼(102)을 선단측에 스프링에 의해서 가압하도록 하여, 도포액의 외부로의 유출을 방지하는 볼펜 팁(120)이 알려져 있다. 즉, 도포구를 사용하지 않는 경우에 볼(102)을 스프링에 의해서 선단측에 가압하여, 볼펜 팁 본체(100)의 선단(101)과 볼(102)이 밀착되어 있고, 도포구를 사용하는 경우(필기하는 경우)에는 볼(102)이 시트면(105) 측으로 눌림으로써, 이 밀착이 해제된다.

상기한 볼펜 팁(120)을 사용한 볼펜 등의 도포구는 볼(102)을 시트면(105) 측에 누르면서 회전시킴으로써 내부의 도포액을 도포하는 것이다. 그리고, 도포구 중에는 도포액의 토출량의 증대화가 요구되고 있는 경우가 있다.

여기에서, 볼펜 팁(120)으로부터 토출되는 잉크량을 증대시키기 위해서는 중심 구멍(110)으로부터 볼펜 팁 본체(100)의 선단(101)에 이르는 도포액 유로를 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하다.

이것에 대하여, 도 18에도 도시되어 있는 바와 같이, 도포액의 유로가 특히 좁아지는 곳은 다음의 3개소이다. 즉, 1) 홈(107)의 출구부(107a) 부근에서 유로가 좁아진다. 또한, 2) 볼 하우스(103)의 측벽면(113)과 볼(102)이 가장 접근하는 부근에서 유로가 좁아진다. 또, 3) 볼펜 팁 본체(100)의 선단(101)의 볼(102) 부 근의 틈도 유로가 좁다.

이것을 도 19를 참조하면서 설명한다. 볼펜 팁(120)에는 홈(107)의 출구부(107a) 부근에서의 볼(102)과의 틈 T, 볼 하우스(103)의 측벽면(113)과 볼(102)이 가장 접근하는 부근의 틈(S2), 볼펜 팁 본체(100)의 선단(101)과 볼(102)의 틈 S1이 있다. 그리고, 이들의 틈 T, 틈 S1, S2에서 도포액의 유로가 특히 좁아진다.

또, 상기한 바와 같이, 볼펜 팁 본체(100)의 선단(101)의 개구부를 코킹한 후, 시트 두드리기를 하고 있다. 이 시트 두드리기에 의해, 시트면(105) 측이 변형되어, 볼(102)은 시트 두드리기 변형량(L)만큼 축방향(볼의 출입 방향)으로 이동이 가능해진다.

그리고, 토출량을 크게 하기 위해서는 틈 S1, S2, T의 전체를 크게 하는 것이 바람직하지만, 종래의 도포구에서는 틈 S1과 틈 T의 양쪽을 크게 하는 것이 어려워, 도포액의 토출량을 많이 하는 것에는 한계가 있었다.

틈 S1과 틈 T의 양쪽을 크게 하는 것이 어려운 이유는 다음과 같다. 즉, 선단(101)을 볼(102)에 밀착하도록 코킹한 후, 시트 두드리기하고 있기 때문에, 시트 두드리기 변형량(L)이 클 수록 볼펜 팁 본체(100)의 선단 부근의 틈 S1을 크게 할 수 있다. 그러나, 시트 두드리기 변형량(L)이 커지면, 출구부(107a) 부근에서의 볼(102)과의 틈 T이 반대로 작어진다.

특히, 도 18에 도시되는 바와 같이, 홈(107)의 출구부(107a) 부근은 시트면(105)이 위치하고 있기 때문에, 출구부(107a)가 볼(102)에 의해서 막히고, 틈 T이 작아진다. 그 때문에, 도포액의 상기 부분의 통과를 방해할 수 있다.

그래서, 본 발명은 도포액의 유출성이 더욱 높은 도포구용 팁을 제공하고, 또한, 유출성이 더욱 높고, 제조가 용이한 도포구용 팁의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 도포구용 팁은 도포구용 팁 본체와, 도포구용 팁 본체의 선단측에서 유지되는 볼을 갖고, 도포구용 팁 본체는 볼 하우스, 중심 구멍 및 후미 구멍(back hole)이 형성되고, 후미 구멍, 중심 구멍 및 볼 하우스는 연통해서 일련의 도포액의 유로를 갖고 있다. 그리고, 볼 하우스에는 시트면 및 측벽면이 형성되어 볼을 회전 가능하게 유지하고, 볼 하우스 안을 소정의 거리만큼 볼이 축방향으로 이동 가능하고, 볼 하우스 안과 상기 중심 구멍 또는 상기 후미 구멍을 연결하도록 설치된 홈 또는 구멍을 갖고 있다. 상기 볼 하우스의 시트면과 측벽면의 사이에는 접속면을 갖고, 상기 접속면의 형상은 선단을 향해서 돌출하는 형상이며, 접속면의 내측에 상기 시트면이 위치하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성에 의하면, 상기 볼 하우스의 시트면과 측벽면의 사이에는 접속면을 갖고, 상기 접속면의 형상은 선단을 향해서 돌출하는 형상이고, 접속면의 내측에 상기 시트면이 위치하고 있기 때문에, 볼의 축방향의 이동 가능한 거리를 크게 하여도, 홈 또는 구멍의 볼 하우스 내측의 출구를 확보할 수 있어, 도포액의 유출을 안정시킬 수 있다.

또한, 이 접속면의 형상은 정점을 도포구용 팁의 선단측으로 하는 원추대의 측면의 형상이어도 좋다. 여기에서, 원추대의 측면의 형상은, 원추면의 일부로 사다리꼴 회전체의 측면과 같은 형상이다. 또, 볼 하우스의 바닥면측에 오목부가 형성되어 있는 형상이어도 좋다.

그리고, 본 발명의 도포구용 팁의 제조방법은 내부 가공공정과 볼 수납공정과 선단 변형공정과 시트면 변형공정을 갖고 있고, 이 제조방법에 의해서, 볼 하우스 및 중심 구멍을 구비한 도포구용 팁 본체와 볼 하우스 내에서 유지된 볼을 갖고, 볼 하우스에는 통 내벽형의 측벽면 및 바닥면인 시트면측 가공면이 형성되어 있는 도포구용 팁이 제조된다. 그리고, 내부 가공공정은 도포구용 팁 본체의 내측에 볼 하우스 및 중심 구멍을 형성하도록 가공하는 것이고, 볼 수납공정은 볼 하우스에 볼을 수납하는 것이고, 선단 변형공정에서 도포구용 팁 본체의 선단측을 볼측으로 변형시키는 것이며, 시트면 변형공정은 상기 볼을 선단측으로부터 중심 구멍측으로 가압하여 상기 시트면측 가공면의 일부인 가압 변형 표면부를 변형시켜 시트면으로 하는 것이고, 또, 상기 내부 가공공정에 있어서, 상기 가압 변형 표면부가 되는 부분에는 선단측으로 돌출하는 부분을 설치하도록 가공하는 것이다.

이 구성에 의하면, 상기 내부 가공공정에서, 상기 가압 변형 표면부가 되는 부분에는 선단측으로 돌출하는 부분을 설치하도록 가공하기 때문에, 같은 시트 두드리기 변형량이어도 가압 변형 표면부가 더욱 작아지고, 그 단부가 더욱 내측이 되기 때문에, 도포액의 유로를 더욱 크게 할 수 있다.

또한, 가압 변형 표면부가 되는 선단측으로 돌출하는 부분을 시트면측 가공면의 내측에 형성하여도 좋다. 이 구성에서는 시트면 변형공정에 의한 시트면의 형성이 행하여지기 쉽다.

또한, 상기 내부 가공공정에서, 상기 가압 변형 표면부가 되는 부분을, 정점을 도포구용 팁의 선단측으로 하는 원추대의 측면의 형상인 제1면을 형성하도록 가공하는 것이어도 좋다.

이 구성에 의하면, 상기 내부 가공공정에서, 상기 가압 변형 표면부가 되는 부분을, 정점을 도포구용 팁의 선단측으로 하는 원추대의 측면의 형상인 제1면을 형성하도록 가공하기 때문에, 같은 시트 두드리기 변형량이어도 가압 변형 표면부가 더욱 작아지고, 그 단부가 더욱 내측이 되기 때문에, 도포액의 유로를 더욱 크게 할 수 있고, 또한, 상기 선단 변형공정의 가공도 용이하다.

또, 상기 내부 가공공정에서, 시트면측 가공면의 일부로 시트면 변형공정에 의해 변형시키지 않는 부분인 비가압부를, 상기 가압 변형 표면의 제1면과 동일면 위가 되도록 가공하여, 시트면측 가공면의 전체가 정점을 도포구용 팁의 선단측으로 하는 원추대의 측면의 형상으로 하여도 좋다.

이 구성에 의하면, 상기 내부 가공공정에서, 시트면측 가공면의 일부로 시트면 변형공정에 의해 변형시키지 않는 부분인 비가압부를, 상기 가압 변형 표면의 제1면과 동일면 위가 되도록 가공하여, 시트면측 가공면의 전체가 정점을 도포구용 팁의 선단측으로 하는 원추대의 측면의 형상으로 하기 때문에, 시트면측 가공면의 가공이 용이해진다.

또한, 상기 내부 가공공정에서, 상기 가압 변형 표면부의 중심 구멍으로 연결되는 부분에는 상기 제1면과 다른 면인 제2면을 형성하는 것으로, 상기 제2면은 정점을 후단측으로 하는 원추면의 일부, 또는 평면으로 하여도 좋다.

또한, 내부 가공공정에서, 볼 하우스의 측벽면의 축과 중심 구멍의 축이 동축이 되도록 형성하여도 좋고, 이러한 경우에는 볼펜 팁을 제조하기 쉽다.

또, 볼 하우스 안과 중심 구멍 또는 후미 구멍을 연결하는 홈을 형성하는 홈 가공공정을 가져도 좋고, 도포구용 팁의 사용시에 도포액이 흐르기 쉽다. 그리고, 이 홈 가공공정에서, 홈의 개구가 중심측이 되도록 홈을 형성하도록 함으로써, 도포액의 흐름을 더욱 향상시킬 수 있다.

내부 가공공정에서의 가공, 특히 제1면을 형성하는 가공을 절삭에 의해서 행하여도 좋다.

또, 본 발명의 도포구용 팁을 사용하여 도포구로 할 수 있다. 그리고, 도포구의 도포액으로서 수성 잉크나 수성 겔 잉크를 이용하여 볼펜으로서 사용할 수 있다. 또한, 볼을 선단측에 가압되어 있는 도포구로 하여도 좋다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 있어서의 볼펜 팁을 사용한 심의 단면도이고, 도 1b는 도 1a에 도시한 심을 사용한 볼펜의 정면도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 볼펜 팁의 단면도.

도 3a는 본 발명의 볼펜 팁의 선단부분의 단면도이고, 3b는 도 3a의 A-A 단면도.

도 4는 본 발명의 볼펜 팁의 선단부분의 사시도.

도 5는 본 발명의 볼펜 팁의 볼과 볼펜 팁 본체의 접촉부분을 확대한 단면도.

도 6은 도 5의 G부를 확대한 도면.

도 7은 본 발명의 볼펜 팁의 가공단계에서의 선단부분의 단면도.

도 8은 본 발명의 볼펜 팁의 가공단계에서의 선단부분의 단면도.

도 9는 본 발명의 볼펜 팁의 가공단계에서의 선단부분의 단면도.

도 10은 본 발명의 볼펜 팁의 가공단계에서의 선단부분의 단면도.

도 11은 본 발명의 변형예에 있어서의 볼펜 팁의 선단부분의 단면도.

도 12는 도 11의 G1의 부분을 확대한 도면.

도 13은 본 발명의 변형예에 있어서의 볼펜 팁의 선단부분의 단면도.

도 14는 도 13의 G2의 부분을 확대한 도면.

도 15는 본 발명의 변형예에 있어서의 볼펜 팁의 선단부분의 단면도.

도 16은 도 15의 G3의 부분을 확대한 도면.

도 17a는 종래 기술의 볼펜 팁의 선단 부근의 직경 방향의 단면도이고, 도 17b는 볼펜 팁의 선단부분을 확대한 축방향의 단면도.

도 18은 종래 기술의 볼펜 팁의 선단부분의 사시도.

도 19는 종래 기술의 볼펜 팁의 볼과 볼펜 팁 본체의 접촉부분을 확대한 단면도.

본 발명의 제 1 실시예의 볼펜 팁(1; 도포구용 팁)을 사용한 심(7)은 도 1a에 도시되어 있다. 그리고, 심(7)의 선단에 볼펜 팁(1)이 장착되어 있다. 또한, 도 1a에 도시되는 바와 같이, 볼펜 팁(1)은 수성 잉크나 수성 겔 잉크인 잉크(5)를 내부에 갖는 잉크통(6; 도포액 수납부)과 접합되어 있다. 그리고, 심(7)은 도 1b에 도시되는 바와 같이, 볼펜(18)의 축통(19)의 내부에 장착되어 사용된다.

이 볼펜(18)은 볼펜 팁(1)의 선단에 갖는 볼(10)을 지면 등에서 가압하면서 볼펜(18)을 이동시킴으로써 볼(10)이 회전하여, 도포액인 잉크(5)가 볼펜 팁(1)의 내부를 통하여, 볼(10)에 적당량 부착하면서 유출되어, 필기할 수 있다.

볼펜 팁(1)은 도 2에 도시되는 바와 같이, 볼펜 팁 본체(11; 도포구용 팁 본체), 볼(10) 및 볼 가압부재(12)로 이루어져 있다.

볼펜 팁 본체(11)는 선단측의 외형이 대략 원추형상이고, 후단측의 외형이 대략 원주형상이며, 외관 전체로는 로켓과 같은 형상이다. 그리고, 볼펜 팁 본체(11)의 선단측에는 원추부(25)를 갖고, 후단측에는 원통부(26)를 갖고 있다. 또한, 원통부(26)의 후단측은 약간 외경이 축경되어 있는 잉크통 결합 단부(26a)를 갖고, 잉크통 결합 단부(26a)는 잉크통(6)과 접속에 사용된다. 또한, 볼펜 팁 본체(11)의 내측에는 볼 하우스(15), 중심 구멍(16) 및 후미 구멍(17)이 형성되고, 이들이 연통하여, 잉크(5)의 일련의 유로로 되어 있다. 또, 후미 구멍(17)의 후단측은 후단측 개구(28)를 갖고 있다.

도 3, 도 4에 도시되는 바와 같이, 볼 하우스(15)는 원통 내부의 형상을 한 측벽인 측벽면(41)과 측벽면(41)의 후단측에 위치하는 시트면(45) 및 접속면(71)을 갖고 있다. 접속면(71)은 측벽면(41)과 시트면(45)을 접속하는 면이다. 시트면(45)은 후술하는 바와 같이, 볼(10)을 선단측으로부터 후단측을 향하여 가압하는 시트 두드리기에 의해 형성되고, 그 단면 형상은 원호형이다.

도 3b에 도시되는 바와 같이, 접속면(71)의 형상은 정점을 선단측으로 하는 원추대의 측면 형상이고, 이 원추대의 단면의 선단측의 각도(α)는 240°이다.

또, 도 3, 도 4에 도시되는 바와 같이, 볼펜 팁 본체(11)의 중심 구멍(16)의 주위에는 방사상으로, 소위 화살 홈이라고 불리는 홈(47)이 형성되어 있다. 그리고, 홈(47)은 볼 하우스(15) 측과 연결되어 있고, 잉크(5)는 중심 구멍(16)으로부터 홈(47)으로 들어가고, 또, 홈(47)의 볼 하우스(15) 측의 출구부(61)를 통과하여, 볼 하우스(15) 측으로 유출할 수 있다.

도 2에 도시되는 바와 같이, 볼 가압부재(12)는 코일형의 스프링인 가압력 발생부(22)와 막대형부(23)가 설치되어 있다. 그리고, 막대형부(23)의 선단(23a)이 볼(10)에 접촉하고 있다.

볼 가압부재(12)는 볼펜 팁 본체(11)의 내부에 설치되어 있다. 그리고, 볼 가압부재(12)가 압축상태가 되어 있고, 볼 가압부재(12)에 의해서 선단측을 향해서 볼(10)을 가압하고 있다. 이 때문에, 볼펜(18)이 사용되지 않는 경우에는 상기 가압에 의해, 볼(10)이 볼 하우스(15)의 선단측을 막아 잉크(5)의 외부의 유출을 방지하고, 볼펜(18)을 사용할 때에는 필기압에 의해 볼(10)이 후단으로 이동하여, 볼(10)과 볼 하우스(15)의 사이에 틈이 생겨 잉크(5)의 유출을 용이하게 한다.

볼(10)은 구상(球狀)이다. 그리고, 볼(10)은 볼 하우스(15)에 수납되고, 볼 펜 팁 본체(11)의 볼 하우스(15)에 회전이 가능하게 유지되어 있다. 즉, 볼(10)의 후단측은 시트면(45)에 의해, 볼(10)의 측면측은 측벽면(41)에 의해, 볼(10)의 선단측은 선단 변형부(43)에 의해, 유지되어 있다. 선단 변형부(43)는 후술하는 바와 같이, 볼(10)의 삽입 후에 볼펜 팁 본체(11)의 선단을 내측을 향해서 변형되도록 코킹된 부분이다.

다음에, 볼펜 팁(1)의 제조방법에 관해서 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

우선, 볼펜 팁 본체(11)를 형성한다. 볼펜 팁 본체(11)의 형성에는 원주형의 재료가 사용된다. 그리고, 원주형의 재료를 절삭하여, 선단측의 외형을 대략 원추형상으로 가공하여 원추부(25)를 설치한다. 또한, 후단측도 소정의 형상으로 하도록 가공한다(외부 가공공정). 또, 이 원주형의 재료의 재질은 절삭이 가능한 금속재료가 사용되고, 쾌삭(free-cutting)용 스테인리스[예를 들면 DSR6F(大同特殊鋼製)] 등을 사용한다.

그리고, 볼펜 팁 본체(11)의 내부를 드릴 등에 의해 깎아 형성한다(내부 가공공정). 이 내부 가공공정에 의해서, 후미 구멍(17), 볼 하우스(15) 및 중심 구멍(16)이 형성되고, 후술하는 홈 가공공정에 의해 홈(47)이 형성된다.

볼 하우스(15) 및 중심 구멍(16)은 선단측으로부터 드릴 등으로 축방향에 수직인 단면이 원형이 되도록 깍아 형성된다. 이 가공에 의해서, 볼 하우스(15)의 측벽면(41)과 바닥면의 시트면측 가공면(48)이 형성되고, 또, 중심 구멍(16)이 형성된다.

볼 하우스(15)의 측벽면(41)은 원통 내벽형이고, 또한, 볼 하우스(15)의 바닥면인 시트면측 가공면(48)은 측벽면(41)으로부터 축심측을 향해서 연장되는 면이다. 시트면측 가공면(48)은 측벽면(41)과 중심 구멍(16)의 사이에 위치하며, 구체적으로는 측벽면(41)과 후단측의 단부와 중심 구멍(16)의 선단측의 단부의 사이에 위치하고 있다. 그리고, 시트면측 가공면(48)은 중심 구멍(16)과 상기 측벽면(41)을 연결하고 있다.

또한, 선단측으로부터 드릴 등으로 볼 하우스(15) 및 중심 구멍(16)을 형성한다. 볼 하우스(15)의 측벽면(41)의 축과 중심 구멍(16)의 축은 거의 동축이지만, 축이 어긋나 있어도 좋다.

후미 구멍(17)은 후단측으로부터 깍아 형성한다. 후미 구멍(17)은 측벽면(41) 및 중심 구멍(16)의 축과 거의 동축이 되도록 형성되어 있지만, 축이 어긋나 있어도 좋다.

시트면측 가공면(48)은 후술하는 시트 두드리기에 의해 변형되는 가압 변형 표면부(70)와 접속부(71)를 갖고 있다. 그리고, 도 6에 도시되는 바와 같이, 가압 변형 표면부(70)가 시트 두드리기에 의해, 볼(10)로부터 힘을 받아 변형되어 시트면(45)이 된다.

시트면측 가공면(48)의 형상은 정점을 선단측으로 하는 원추대의 측면의 형상이며, 원추면의 일부이다. 또한, 시트면측 가공면(48)에는 가압 변형 표면부(70) 및 접속부(71)가 포함되어 있다. 가압 변형 표면부(70)는 접속부(71)보다도 선단측이고, 내측에 위치하고 있다. 그리고, 시트면측 가공면(48)의 단면 각도( α)는 240°이다. 이 단면 각도(α)는 원추면의 축을 포함하는 평면의 단면의 중심각이다. 또한, 시트면측 가공면(48)의 내측 단부(48a)는 예각형으로 되어 있다.

또, 본 실시예에서는 가압 변형 표면부(70)는 정점을 선단측으로 하는 원추대의 측면형인 제1면(85)이 된다. 또한, 접속부(71)는 시트면 가공공정에 의해 변형되지 않는 부분인 비가압부(72)가 된다. 볼 하우스(15)의 바닥면측을 개관(槪觀)하면, 중앙측이 돌출되고, 외측이 푹 들어가 있는 형상으로 오목부가 형성되어 있다.

다음에, 홈(47)을 형성하여, 볼펜 팁 본체(11)가 도 7의 상태가 된다(홈 가공공정).

홈(47)은 그 개구가 중심 구멍(16) 측이 되어 있다. 홈(47)은 중심 구멍(16)의 벽면을 외측을 향해서 깍음으로써 형성된다. 도 3a에 도시되는 바와 같이, 본 실시예에서는 홈(47)은 등간격으로 3개소 형성되어 있다. 도 3b에 도시되는 바와 같이, 홈(47)의 외측의 벽(47a)은 상기 볼 하우스(15)의 측벽면(41)과 거의 동일면에 위치하고 있다. 또한, 홈(47)의 외측의 벽(47a)의 둘레방향의 길이(W)의 3개소 전체 길이는 벽(47a) 부근의 가상되는 동 직경의 원의 전체 둘레의 길이에 대하여 대략 반 정도의 길이이며, 동 직경의 원의 전체 둘레의 1/3 이상이다. 따라서, 홈(47)의 둘레방향의 폭이 길고, 홈(47)의 축방향의 면적이 넓기 때문에, 홈(47)에 흐르는 잉크(5)의 유량을 더욱 많게 할 수 있다.

그리고, 볼펜 팁 본체(11)의 볼 하우스(15)에 볼(10)을 넣어, 도 8에 도시되는 상태로 한다(볼 투입공정). 또, 볼(10)을 시트면측 가공면(48)의 내측 단부 (48a)에 접촉시키면서, 볼펜 팁 본체(11)의 선단측을 볼(10) 측으로 변형시키도록 롤러(50)로 코킹하고, 선단 변형부(43)를 형성하여 도 9의 상태로 한다(선단 변형공정). 이 때, 선단 변형부(43)와 볼(10)의 사이는 거의 틈이 없는 상태이다.

그리고, 볼(10)을 선단측으로부터 가압에 의한 「시트 두드리기」에 의해, 볼(10)의 후단측에서 접촉하고 있는 시트면측 가공면(48)의 가압 변형 표면부(70)를 변형시켜 시트면(45)을 형성하여, 볼(10)을 소정거리만큼 후단측으로 이동시킨다(시트면 변형공정). 여기에서, 볼(10)의 경도는 1500 내지 2000Hv이고, 볼 하우스(15)의 경도는 200 내지 280Hv로, 볼(10)이 볼 하우스(15)보다도 딱딱한 재료가 사용되고 있기 때문에, 볼 하우스(15)의 가압 변형 표면부(70)가 볼(10)의 형상에 맞는 형태가 되도록 변형된다. 그리고, 볼펜 팁(1)은 도 10에 도시되는 바와 같은 상태가 되어 완성된다.

본 실시예에서는 시트면측 가공면(48)이 설치되어 있고, 시트면측 가공면(48)의 내측 단부(48a)는 선단측으로 돌출하여 예각형이기 때문에, 시트 두드리기를 하기 쉽다. 즉, 도 6에 도시되는 바와 같이, 내측 단부(48a)는 예각형이기 때문에, 시트 두드리기에 의해 변형되는 시트 두드리기 변형부(66)의 체적이 작아지고, 작은 힘으로 시트 두드리기가 가능해진다.

이 시트 두드리기에 의해 볼(10)은 후단측으로 이동하기 때문에, 도 5에 도시되는 바와 같이, 볼(10)과 볼펜 팁 본체(11)의 선단 변형부(43)의 사이에는 틈 S1이 형성된다. 또한, 시트 두드리기에 의해 형성되는 시트면(45)의 형상은 볼(10)의 곡면에 맞춘 형상이 된다.

그리고, 필기시 등의 사용시에, 필압에 의해서 선단측으로부터 시트면(45) 측으로 볼(10)을 누른 경우에는 도 5에 도시되는 바와 같이, 시트면(45)의 전체가 볼(10)과 접촉한다. 또한, 도 6에 도시되는 바와 같이, 시트면(45)의 접속부(71)와의 경계인 시트면 선단측 가장자리부(54)도 볼(10)과 접촉하는 구조가 된다.

그리고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 볼 가압부재(12)를 장착하여 볼(10) 선단측에 가압하고, 도 1a에 도시되는 바와 같이, 잉크통(6)을 장착하여, 잉크(5)를 충전하여, 심(7)이 완성된다. 또, 도 1b에 도시되는 바와 같이, 심(7)을 축통(19)에 넣음으로써, 볼펜(18)이 완성된다. 또, 심(7)의 잉크통(6) 내의 후단에는 잉크 추종부(8; follower)를 설치하고 있다.

이 잉크 추종부(8)는 불휘발성 또는 난휘발성 유기 액상물을 겔화한 것으로 구성되는 것을 사용할 수 있다. 또, 상기 불휘발성 또는 난휘발성 유기 액상물로서, 실리콘오일, 광물유 및 폴리부텐의 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 유기 액상물을 사용할 수 있다. 이러한 성분의 잉크 추종부(8)는 잉크의 토출량이 큰 경우에도, 안정적으로 추종시킬 수 있다.

도 5에 도시되는 바와 같이, 본 실시예의 볼펜 팁(1)에는 틈 T, 틈(S2), 틈 S1이 형성된다. 틈 T은 홈(47)의 출구부(61) 부근에서의 볼(10)과의 틈이고, 틈(S2)은 볼 하우스(15)의 측벽면(41)과 볼(10)이 가장 접근하는 부근의 틈이고, 틈 S1은 볼펜 팁 본체(11)의 선단측의 선단 변형부(43) 부근의 볼(10)과의 틈이다.

그리고, 볼펜(18)을 사용하는 경우에는 도포액인 잉크(5)가 중심 구멍(16)으로부터 홈(47)의 볼 하우스(15) 측의 출구부(61)의 틈 T을 통과하여, 볼 하우스 (15)에 유출되고, 또 틈(S2)을 지나서, 틈 S1으로부터 외부로 유출된다.

틈 T, 틈 S1, 틈(S2)은 볼(10)의 외경(D)나 시트 두드리기 변형량(L)이나 볼 하우스(15)의 측벽면(41)의 내경 등에 의해 결정되는 것이다.

도 18이나 도 19에 도시되는, 종래 기술의 볼펜 팁(120)에서는 시트 두드리기 변형량(L)을 크게 하면, 틈 S1이 커지지만, 시트면(105)과 접속부(71)의 경계인 시트면 선단측 가장자리부(54)가 외측으로 이동한다. 이 때문에, 시트 두드리기 변형량(L)을 크게 하면, 홈(47)의 출구부(61) 부근에서의 볼(10)과의 틈 T이 작아진다. 또한, 시트 두드리기 변형량(L)을 작게 하면, 시트면 선단측 가장자리부(54)가 내측에 위치하여 틈 T이 커지지만, 틈 S1이 작아진다.

그렇지만, 본 발명의 볼펜 팁(1)에서는 도 6에 도시되는 바와 같이, 가압 변형 표면부(70)를 정점을 선단측으로 하는 원추대의 측면형상으로 하도록 가공하고 있기 때문에, 도 5에 도시되는 시트 두드리기 변형량(L)을 크게 하여도 시트면 선단측 가장자리부(54)의 외측으로의 이동량이 작아 틈 T을 비교적 크게 할 수 있다. 그 때문에, 시트 두드리기 변형량(L)을 크게 하여도, 틈 T을 더욱 크게 할 수 있다. 따라서, 더욱 많은 잉크(5)를 유출시킬 수 있다.

또한, 측벽면(41)과 볼(10)이 가장 접근하는 부근의 틈(S2)을, 틈 S1 및 틈 T보다 작아지도록 하여도 좋다. 그리고, 틈(S2)에서의 잉크(5)의 흐름을 좁힘으로써, 유량의 조절을 확실하게 하는 것이 가능해진다.

즉, 종래의 도포구에서는 상기한 바와 같이, 틈 S1과 틈 T의 쌍방을 크게 할 수 없기 때문에, 결국은 좁아져, 많은 도포액을 유출시킬 수 없었다. 또한, 틈 S1 및 틈 T에서 유량을 조정하면, 시트 두드리기 변형량(L)의 격차에 의해, 이들의 틈(S1, T)이 변화되어 버리기 때문에, 안정되게 유량을 조정할 수 없다. 그러나, 본 발명의 볼펜 팁(1)에서는 틈 S1 및 틈 T의 쌍방을 더욱 크게 하는 것이 가능하여, 적은 가공력으로 변형시킬 수 있다. 또한, 정밀도 좋게 가공할 수 있는 볼(10)의 직경과 측벽면(41)의 직경에 의해 결정되는 틈(S2)에 의해 유량을 조절할 수 있다. 많은 도포액을 유출시키는 도포구에도 정밀도 좋게 유량을 조절할 수 있다.

그리고, 본 발명의 볼펜 팁 본체(11)의 가압 변형 표면부(70)는 정점을 선단측으로 하는 원추대의 측면이기 때문에, 도 19 등에 도시되는 종래 기술의 볼펜 팁 본체(100)와 같은 길이의 시트 두드리기 변형량(L)으로 한 경우에도, 본 발명의 볼펜 팁 본체(11)에서는 종래 기술의 볼펜 팁 본체(100)보다도 틈 T을 더욱 크게 할 수 있다.

다음에, 변형예를 설명한다.

도 11, 도 12에 도시하는 볼펜 팁 본체(11a)를 사용할 수 있다. 구체적으로는 볼펜 팁 본체(11a)는 상기한 볼펜 팁 본체(11)와 비교하여 시트면측 가공면(48)만이 다르고, 볼펜 팁 본체(11a)의 시트면측 가공면(48)은 상기한 볼펜 팁 본체(11)의 시트면측 가공면(48)과 비교하면, 접속부(71a)가 다르고, 가압 변형 표면부(70)는 같다. 그리고, 접속부(71a)는 축방향에 수직인 평면형이다.

그리고, 볼펜 팁 본체(11a)에서는 시트면측 가공면(48)의 가압 변형 표면부(70)를, 정점을 선단측으로 하는 원추대의 측면으로 하고, 접속부(71a)를 가압 변형 표면부(70)과는 다른 면으로 하고 있다. 볼펜 팁 본체(11a)도 상기한 실시예의 볼펜 팁 본체(11)와 같이, 같은 길이의 시트 두드리기 변형량(L)으로 한 경우에, 틈 T을 더욱 크게 할 수 있다. 또, 접속부(71a)의 면은 축방향에 수직인 평면 이외이어도 좋고, 가공 후에 볼(10)에 접촉하지 않으면 된다.

또한, 도 13, 도 14에 도시하는 볼펜 팁 본체(11b)나 도 15, 도 16에 도시하는 볼펜 팁 본체(11c)를 사용할 수 있다. 볼펜 팁 본체(11b) 및 볼펜 팁 본체(11c)는 상기한 볼펜 팁 본체(11)와 비교하여 시트면측 가공면(48)만이 다르고, 구체적으로는 도 14나 도 16에 도시되는 바와 같이 내측 단부(48a) 부근인 시트면측 가공면(48)의 중심 구멍(16) 측의 단부 부근의 형상이 다르다.

그리고, 볼펜 팁 본체(11b) 및 볼펜 팁 본체(11c)의 가압 변형 표면부(70)에는 제1면(85)과는 다른 면인 제2면(86)이 형성되어 있다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 볼펜 팁 본체(11b)의 제2면(86)은 중심 구멍(16) 측의 단부 부근에 위치하고 있고, 축방향에 수직인 평면형이다. 또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 볼펜 팁 본체(11c)의 제2면(86)은 중심 구멍(16) 측의 단부 부근에 위치하고 있고, 정점을 후단측으로 하는 원추대의 측면이다.

그리고, 볼펜 팁 본체(11b) 및 볼펜 팁 본체(11c)에서는 제2면(86)이 형성되어 있기 때문에, 볼 하우스(15)에 볼(10)을 넣을 때에는 볼의 위치가 안정되고, 또한, 시트 두드리기시에 변형되기 어렵다.

상기한 실시예의 수성 잉크 및 수성 겔 잉크인 잉크(5)로서, 토출량을 많게 하는 것이 적절한 잉크(5)를 사용하는 것이 바람직하다. 일례로서, 이하와 같은 잉크(5)를 사용할 수 있다.

1) 입체 조막 성분으로서의 점착성 합성수지 에멀전 및 물을 적어도 포함하고 있는 잉크.

2) 상기 잉크에 있어서, 상기 점착성 합성수지 에멀전이 잉크 전량에 대하여 적어도 30중량% 포함되어 있는 잉크.

3) 상기 잉크에 있어서, 점도가 5mPa·s 이상, 100mPa·s 미만(ELD형 점도계, 1°34′ 콘로터, 10rpm, 20℃)의 잉크.

4) 상기 잉크에 있어서, 점착성 합성수지 에멀전의 수지 입자가 복수의 입자도 분포를 가지는 수지 입자군으로 구성되는 잉크.

5) 상기 잉크에 있어서, 점착성 합성수지 에멀전은 최저 조막 온도(minimum film forming temperature;MFT) 25℃ 이하의 합성수지 에멀전인 잉크.

6) 상기 잉크에 있어서, 최저 조막 온도(MFT)가 5℃ 이하인 점착성 합성수지 에멀전과 최저 조막 온도(MFT)가 50℃ 이상인 점착성 합성수지 에멀전이 포함되어 있는 잉크.

7) 상기 잉크에 있어서, 착색제를 갖는 잉크.

8) 상기 착색제로서 금속을 포함하는 안료가 포함되고, 또한 증점제가 포함되어 있는 잉크.

9) 상기 잉크에 있어서, 점착성 합성수지 에멀전이 아크릴계 합성수지 에멀전 및 스틸렌계 합성수지 에멀전의 군으로부터 적어도 선택된 잉크.

10) 상기 잉크에 있어서 상기 수지 에멀전의 조막 수지를 가소화(可塑化)하는 성질을 가지는 물질인 조막 조제를 포함하는 잉크.

11) 상기 잉크에 있어서, 향료를 포함하는 잉크.

상기한 실시예의 잉크(5)로서, 유성 잉크나 수정액 등 그 밖의 도포액을 사용할 수 있다.

또한, 이 볼펜(18)을 사용하여 필기하는 경우의 잉크의 토출량(Z)을, 적어도 100mg/10m로 할 수 있다.

또, 볼(10)의 외경(D(mm)), 필기에 의해서 형성된 필적의 두께(H(㎛))×10³, 필기시의 잉크의 토출량(Z(mg/10m))의 관계가, 이하의 1) 내지 3)의 1 또는 2 이상이 성립하는 볼펜(18)도 채용할 수 있다. 또, 잉크의 토출량(Z(mg/10m))은 10m 필기하였을 때의 토출량(mg)을 나타내는 것이다.

1) 볼 직경(D(mm))에 대하여, 필기에 의해서 형성된 필적의 두께(H(㎛))의 비인 H×10³/D가 15 이상인 볼펜.

2) 볼 직경(D(mm))에 대한 상기 펜끝으로부터의 상기 수성 잉크 조성물의 토출량(Z(mg/10m))의 비인 Z/D가 125 이상인 볼펜.

3) 볼 직경(D(mm))에 대하여, 필기에 의해서 형성된 필적의 두께(H(㎛))×10³의 비인 H/D가 15 이상이고, 볼 직경(D(mm))에 대한 토출량(mg/10m)의 비인 Z/D가 125 이상인 볼펜.

상기한 범위의 볼펜(18)은 잉크의 성분, 점도 등 및 볼 직경 등을 조정하여 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 1 실시예에서는 볼 가압부재(12)가 설치되어 있지만, 볼 가압부재(12)를 설치하지 않아도 좋다.

또, 본 출원에는 일본 특허출원 2003-149512호, 일본 특허출원 2003-149491호 및 일본 특허출원 2003-149640호 각각의 일본국출원에 기재된 발명 내용이 모두 포함된다.

이상 설명한 바와 같이, 유출성이 많은 도포구의 팁에 사용할 수 있다. 또한, 도포구용 팁의 제조방법에 의해 도포구용 팁을 제조하기 쉽다.

Claims (20)

1. 도포구용 팁 본체와, 도포구용 팁 본체의 선단측에서 유지되는 볼을 갖고, 도포구용 팁 본체는 볼 하우스, 중심 구멍 및 후미 구멍(back hole)이 형성되고, 후미 구멍, 중심 구멍 및 볼 하우스는 연통해서 일련의 도포액의 유로를 형성하고, 볼 하우스에는 시트면 및 측벽면이 형성되어 볼을 회전 가능하게 유지하여, 볼 하우스 안을 소정의 거리만큼 볼이 축방향으로 이동 가능하고, 볼 하우스 안과 상기 중심 구멍 또는 상기 후미 구멍을 연결하도록 설치된 홈 또는 구멍을 갖는 도포구용 팁으로, 상기 볼 하우스의 시트면과 측벽면의 사이에는 접속면을 갖고, 상기 접속면의 형상은 선단을 향해서 돌출하는 형상이고, 접속면의 내측에 상기 시트면이 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
2. 제 1 항에 있어서, 접속면의 형상은 정점을 도포구용 팁의 선단측으로 하는 원추대의 측면의 형상인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
3. 제 1 항에 있어서, 볼 하우스의 저면측에 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
4. 제 1 항에 기재된 도포구용 팁을 사용하는 것을 특징으로 하는 도포구.
5. 제 4 항에 있어서, 도포액으로서 수성 잉크 또는 수성 겔 잉크를 사용하고 있는 볼펜인 것을 특징으로 하는 도포구.
6. 제 1 항에 있어서, 볼은 선단측에 가압되어 있는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
7. 볼 하우스 및 중심 구멍을 구비한 도포구용 팁 본체와, 볼 하우스 내에서 유지된 볼을 갖고, 볼 하우스에는 통 내벽형의 측벽면 및 바닥면인 시트면측 가공면이 형성되어 있는 도포구용 팁의 제조방법에 있어서,

   도포구용 팁 본체의 내측에 볼 하우스 및 중심 구멍을 형성하도록 가공하는 내부 가공공정과, 볼 하우스에 볼을 수납하는 볼 수납공정과, 도포구용 팁 본체의 선단측을 볼측으로 변형시키는 선단 변형공정과, 상기 볼을 선단측으로부터 중심 구멍측에 가압하여 상기 시트면측 가공면의 일부인 가압 변형 표면부를 변형시켜 시트면으로 하는 시트면 변형공정을 갖고, 상기 내부 가공공정에서, 상기 가압 변형 표면부가 되는 부분에는 선단측으로 돌출하는 부분을 설치하도록 가공하는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서, 내부 가공공정에서, 가압 변형 표면부가 되는 선단측으로 돌출하는 부분을 시트면측 가공면의 내측에 형성하는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁의 제조방법.
9. 제 7 항에 있어서, 내부 가공공정에서, 상기 가압 변형 표면부가 되는 부분을, 정점을 도포구용 팁의 선단측으로 하는 원추대의 측면의 형상인 제1면을 형성하도록 가공하는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁의 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 내부 가공공정에서, 시트면측 가공면의 일부로 시트면 변형공정에 의해 변형시키지 않는 부분인 비가압부를, 상기 가압 변형 표면의 제1면과 동일면 위가 되도록 가공하여, 시트면측 가공면의 전체가 정점을 도포구용 팁의 선단측으로 하는 원추대의 측면의 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁의 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서, 내부 가공공정에서, 상기 가압 변형 표면부의 중심 구멍으로 연결되는 부분에는 상기 제1면과 다른 면인 제2면을 형성하는 것으로, 상기 제2면은 정점을 후단측으로 하는 원추면의 일부, 또는 평면인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁의 제조방법.
12. 제 7 항에 있어서, 내부 가공공정에서의 가공은 절삭에 의해 행하여지는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁의 제조방법.
13. 제 7 항에 있어서, 내부 가공공정에서, 볼 하우스의 측벽면의 축과 중심 구 멍의 축이 동축이 되도록 형성하는 것인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁의 제조방법.
14. 제 7 항에 있어서, 또, 볼 하우스 안과 중심 구멍 또는 후미 구멍을 연결하는 홈을 형성하는 홈 가공공정을 갖는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁의 제조방법.
15. 제 14 항에 있어서, 홈 가공공정에서, 홈의 개구가 중심 구멍측이 되도록 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁의 제조방법.
16. 제 7 항에 있어서, 선단측의 재료를 사용하여, 선단측의 외형을 대략 원추형상으로 하는 외부 가공공정을 갖는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁의 제조방법.
17. 볼 하우스 및 중심 구멍을 구비한 도포구용 팁 본체와, 볼 하우스 내에서 유지된 볼을 갖고, 볼 하우스에는 통 내벽형의 측벽면 및 바닥면인 시트면측 가공면이 형성되어 있는 도포구용 팁에 있어서,

    상기 도포구용 팁 본체는 내측에 볼 하우스 및 중심 구멍을 구비하도록 가공하는 내부 가공공정과, 볼 하우스에 볼을 수납하는 볼 수납공정과, 도포구용 팁 본체의 선단측을 볼측으로 변형시키는 선단 변형공정과, 상기 볼을 선단측으로부터 중심 구멍측에 가압하여 상기 시트면측 가공면의 일부인 가압 변형 표면부를 변형 시켜 시트면으로 하는 시트면 변형공정을 갖고 제조되는 것이고, 상기 내부 가공공정에서, 상기 가압 변형 표면부가 되는 부분에는 선단측으로 돌출하는 부분을 설치하도록 가공된 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
18. 제 17 항에 기재된 도포구용 팁을 사용한 것을 특징으로 하는 도포구.
19. 제 18 항에 있어서, 도포액으로서 수성 잉크 또는 수성 겔 잉크를 사용하고 있는 볼펜인 것을 특징으로 하는 도포구.
20. 제 18 항에 있어서, 볼은 선단측에 가압되어 있는 것을 특징으로 하는 도포구.

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