KR20070083215A

KR20070083215A - 도포구용 팁 및 도포구

Info

Publication number: KR20070083215A
Application number: KR1020070017118A
Authority: KR
Inventors: 야스노리 나카타니
Original assignee: 가부시키가이샤 사쿠라 크레파스
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2007-08-23
Also published as: CN100515798C; TWI344907B; TW200800642A; JP4870444B2; JP2007216640A; CN101024357A

Abstract

본 발명은 도포액의 토출을 계속하여 실시할 수 있는 내구성이 우수한 도포구용 팁 및 도포구를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 도포구용 팁(1)은 도포구용 팁 본체(11)와, 도포구용 팁 본체(11)의 선단측에서 보지되는 0.5mm 미만의 볼(10)을 갖고 있다. 그리고, 도포구용 팁 본체(11)에 마련되는 볼 하우스(15)에는 시트면(45)과 측벽면(41) 사이에 접속면(71)이 마련되어 있고, 접속면(71)의 시트각(α)은 150 내지 210°이다. 이로 인해, 도포액의 유로를 확보하면서, 사용시에 시트면(45)이 후퇴하기 어려워지고, 간극(T)이 작아지기 어려워 도포액의 토출이 안정된다.

도포구용 팁, 도포구, 도포액, 볼펜 팁, 간극.

Description

도포구용 팁 및 도포구{Applicator tip and applicator}

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

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 볼펜 팁의 단면도이다.

도 3a는 본 발명의 볼펜 팁의 선단 부분의 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 A-A 단면도이다.

도 4는 본 발명의 볼펜 팁의 선단 부분의 사시도이다.

도 5a 내지 도 5c는 시트각이 120°인 볼펜 팁을 도시한 도면이고, 도 5a는 축방향의 단면도, 도 5b는 볼 이동량(P) 20㎛에 있어서의 B-B 단면도, 도 5c는 볼 이동량(P) 40㎛에서의 B-B 단면도이다.

도 6a 내지 도 6c는 시트각이 180°인 볼펜 팁을 도시한 도면이고, 도 6a는 축방향의 단면도, 도 6b는 볼 이동량(P) 20㎛에 있어서의 B-B 단면도, 도 6c는 볼 이동량(P) 40㎛에 있어서의 B-B 단면도이다.

도 7a 내지 도 7c는 시트각(seat angle: 座角)이 240°인 볼펜 팁을 도시한 도면이고, 도 7a는 축방향의 단면도, 도 7b는 볼 이동량(P) 20㎛에 있어서의 B-B 단면도, 도 7c는 볼 이동량(P) 40㎛에 있어서의 B-B 단면도이다.

도 8은 간극(T), (S1) 및 (S2)에 있어서의 면적과 볼 이동량(P)의 관계를 도시한 그래프이다.

도 9는 필기에 의한 볼 이동량(P)의 증가 정도의 차이의 결과가 도시된 그래프이다.

도 10은 시트각(α)을 변화시킨 것에 대한, 필기 거리와 잉크 유출량의 관계를 도시한 그래프이다.

도 11은 시트각(α)과 유효 필기 거리의 관계를 도시한 그래프이다.

도 12는 변형예의 볼펜 팁을 도시한 단면도이다.

도 13은 도 12에 있어서의 C부를 확대한 단면도이다.

[부호의 설명]

1, 2: 볼펜 팁(도포구용 팁)

10: 볼

11: 볼펜 팁 본체(도포구용 팁 본체)

12: 볼 가압 부재

14: 선단 개구

16: 중심 구멍

17: 후미 구멍

18: 볼펜(도포구)

41: 측벽면

47: 구

60: 환상 홈

71: 접속면

α: 시트각

본 발명은 수성 볼펜 등에 사용하는 도포구의 팁에 관한 것이며, 또한, 이러한 팁을 사용한 도포구에 관한 것이다.

종래부터, 선단에 볼을 가지고, 상기 볼을 가압하여 볼에 부착된 도포액을 도포 대상에 도포하는 도포구가 알려져 있다. 그리고, 이러한 도포구의 예로서는, 도포액에 잉크를 사용한 볼펜이 있다. 또한, 잉크로서는 염료, 안료 등의 색재(色材)를 사용하고 물을 주용매로 한 수성 잉크가 있으며, 이러한 잉크를 내장한 수성 볼펜이 알려져 있다. 또한, 잉크로서, 물을 주용매로 하고, 이를 겔화한 수성 겔 잉크도 사용되고 있다.

볼펜에 채용되는 볼펜 팁은 팁 본체 중에 볼이 회전 가능하게 보지된 것이다. 그리고, 볼펜 사용시에는 잉크 수납부 내의 잉크를 볼로 유도하여 볼의 회전에 따라서 잉크를 종이 등의 도포 대상에 부착시킬 수 있다.

이러한 볼펜이나 볼펜 팁은 일본 공개특허공보 제2005-186308호 및 일본 공 개특허공보 제2005-7876호 등에 기재되어 있다.

볼펜 등의 도포구 등에서는 잉크 등의 도포액이 도포 대상에 도포된 흔적의 폭인 도포폭을 가늘게 하기 위해서, 볼을 작게 한 것을 사용하는 경우가 있다. 이러한 도포구의 경우, 볼이 수납되는 볼 하우스나, 도포액이 토출되는 선단측의 개구 등도, 볼의 크기에 맞춰서 작아진다.

이로 인해, 볼이 큰 것과 비교하여, 볼과 볼 하우스의 간극 등의 도포액 유로가 좁아지기 쉬워지기 때문에, 도포액의 토출이 악화되기 쉽다. 이로 인해, 이를 방지하기 위해, 가능한 한, 도포액 유로가 좁아지지 않도록 하여 도포액의 흐름을 양호하게 하는 것이 바람직하다.

도포액 유로(流路)를 크게 하여 도포액의 흐름을 양호하게 하기 위해서는, 일련의 도포액의 유로 중에서, 다른 부분보다 작아지는 간극을 될 수 있는 한 작아지지 않도록 하는 구조로 하는 것이 필요하다. 그래서, 일본 공개특허공보 제2005-7876호에 나타난 시트각이 큰 도포구를 사용함으로써, 볼의 시트면(seat area: 座面)측의 간극을 크게 하면서, 선단 개구측의 간극을 크게 할 수 있다.

일반적으로, 도포구를 사용할 때는 도포 대상에 대한 가압력에 의해, 볼이 후단측으로 이동하여 볼 하우스의 시트면에 주상(柱狀)으로 접촉한다. 그리고, 도포시에 도포 대상으로부터 볼에 가압되는 힘이, 볼과 시트면 사이에 작용한다. 이로 인해, 도포구를 사용해 가면, 시트면이 마모되거나 변형되기도 하여, 볼의 축방 향 이동 가능량이 커진다. 특히, 동일한 형상이더라도, 볼이나 볼 하우스가 작으면, 접촉 면적이 작아진다. 이로 인해, 동일한 가압력이라도 면압이 커져 상기 현상이 일어나기 쉬워진다.

또한, 제조시에 볼을 시트면측으로 가압하는 시트 두드리기라고 불리는 처리를 실시하여 볼을 축방향으로 이동 가능하게 하며, 더욱 볼을 선단측으로 가압한 도포구가 있다. 이러한 도포구의 경우, 처음부터 볼이 축방향으로 이동 가능하기 때문에, 시트면이 마모되면, 더욱 볼의 축방향 이동량이 커진다. 그리고, 볼의 축방향 이동량이 지나치게 커지면, 사용시에, 볼이 후단측으로 지나치게 이동하게 되어 사용시에 선단 개구 부근이 도포 대상에 접촉하여 누인 상태에서의 도포가 이루어지기 어려워지거나, 또한 시트면 부근의 잉크 홈 가공 부분의 간극이 좁아져 도포액이 토출되기 어려워지기도 하기 때문에 바람직하지 않다.

그래서, 본 발명은 도포액의 토출을 계속하여 실시할 수 있는 내구성이 우수한 도포구용 팁 및 도포구를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 도포구용 팁은 도포구용 팁 본체와, 도포구용 팁 본체의 선단측에서 보지되는 0.5mm 미만의 볼을 가지며, 도포구용 팁 본체는 선단 개구, 볼 하우스, 중심 구멍, 후미 구멍 및 볼 하우스 내와, 중심 구멍 또는 후미 구멍을 연결하도록 마련된 홈 또는 구멍이 마련되고, 후미 구멍, 중심 구멍, 볼 하우스 및 선단 개구는 연통하여 일련의 도포액의 유로를 형성하고, 볼 하우스에는 시트면 및 측벽면이 마련되어 볼을 회전 가능하게 보지하고 있으며, 상기 볼 하우스의 시트면과 측벽면 사이에서 시트면과 접속하고 있는 접속면을 가지며, 도포구용 팁 본체의 중심축을 포함하는 면에서의 단면에 있어서의, 접속면이 이루는 각도인 시트각은 150 내지 210°임을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 도포구용 팁 본체와 0.5mm 미만의 볼을 가지며, 도포구용 팁 본체의 볼 하우스에는 시트면과 측벽면 사이의 접속면이 마련되어 있고, 접속면의 시트각은 150°이상이기 때문에 도포액의 유로가 되는 간극을 확보할 수 있으며, 또한, 접속면의 시트각은 210°이하이기 때문에 사용시 시트면이 후퇴하기 어려워져 도포액의 토출을 안정시킬 수 있다.

또한, 볼을 0.35mm 이하로 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 볼은 0.35mm 이하이기 때문에, 특히, 도포액의 토출을 안정시킬 수 있다.

또한, 볼은 볼 하우스 내를 소정 거리만큼 볼이 축방향으로 이동 가능하고, 볼의 후단측에 배치되는 볼 가압 부재에 의해서 볼은 선단 개구측으로 가압되어 있는 구조로 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 볼은 볼 하우스 내를 소정 거리만큼 볼이 축방향으로 이동 가능하고, 볼의 후단측에 배치되는 볼 가압 부재에 의해서 볼은 선단 개구측으로 가압되어 있기 때문에, 사용시 도포액의 토출성과, 사용하지 않을 때의 도포액의 유출 방지를 확실하게 실시할 수 있다.

시트면은 볼을 선단측에서 후단측으로 향하여 가압하는 시트 두드리기에 의 해 변형되어 형성된 것도 채용할 수 있다. 또한, 볼의 선단측으로의 이탈을 방지하는 선단 변형부를 형성한 후에, 시트 두드리기에 의해서 시트면을 형성함으로써, 볼 하우스 내에서 볼을 소정 거리만큼 축방향으로 이동 가능하게 하는 것일 수 있다.

또한, 시트각은 165 내지 195°인 것이 바람직하고, 시트각은 170 내지 190°인 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 접속면과 측벽면은 연결되어 있지 않고, 접속면과 측벽면 사이에는 환상 홈이 형성되어 있어도 양호하다. 또한, 도포구용 팁 본체의 볼 하우스는 절삭에 의해서 형성되는 것이며, 절삭칼의 선단에 의해서 당해 환상 홈을 절삭하여 형성하도록 해도 양호하다.

또한, 상기의 도포구용 팁을 사용하여 도포구를 제조할 수 있다.

이하 본 발명의 구체적 실시예에 관해서 설명한다.

도 1a는 본 발명의 실시형태에 있어서의 볼펜 팁을 볼펜의 정면도이다. 도 1b는 도 1a에 도시한 볼펜의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 볼펜 팁의 단면도이다. 도 3a는 본 발명의 볼펜 팁의 선단 부분의 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 A-A 단면도이다. 도 4는 본 발명의 볼펜 팁의 선단 부분의 사시도이다. 도 5a 내지 5c는 시트각이 120°인 볼펜 팁을 도시한 도면이고, 도 5a는 축방향의 단면도, 도 5b는 볼 이동량(P) 20㎛에 있어서의 B-B 단면도, 도 5c는 볼 이동량(P) 40㎛에 있어서의 B-B 단면도이다. 도 6a 내지 6c는 시트각이 180°인 볼펜 팁을 도시한 도면이고, 도 6a는 축방향의 단면도, 도 6b는 볼 이동량(P) 20㎛에 있어서의 B-B단면도, 도 6c는 볼 이동량(P) 40㎛에 있어서의 B-B 단면도이다. 도 7a 내지 7c는 시트각이 240°인 볼펜 팁을 도시한 도면이고, 도 7a는 축방향의 단면도, 도 7b는 볼 이동량(P) 20㎛에 있어서의 B-B 단면도, 도 7c는 볼 이동량(P) 40㎛에 있어서의 B-B 단면도이다. 도 8은 간극(T), (S1) 및 (S2)에 있어서의 면적과 볼 이동량(P)과의 관계를 도시한 그래프이다

본 발명의 제1 실시형태의 볼펜 팁(도포구용 팁)(1)은 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 볼펜(도포구)(18)에 사용되는 것이다. 구체적으로는, 볼펜(18)에는 심(7)이 사용되고 있고, 심(7)의 선단에 볼펜 팁(1)이 장착되어 있다. 또한, 도 1b에 도시한 바와 같이, 심(7)에는 앞마개(7a) 및 잉크통(도포액 수납부)(6)가 마련되어 있다. 그리고, 앞마개(7a)의 선단측에 외부에 노출되도록 볼펜 팁(1)이 장착되고, 앞마개(7a)의 후단측에 잉크통(6)이 장착되어 있다. 그리고, 잉크통(6)의 내부에 수성 잉크나 수성 겔 잉크인 잉크(5)가 충전된다.

또한, 잉크(5)의 종류는 다른 종류의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 유성 잉크나 유성 겔 잉크 등을 사용할 수 있다.

그리고, 심(7)은 도 1b에 도시한 바와 같이, 볼펜(도포구)(18)의 축통(19)의 내부에 장착되어 사용된다. 이러한 축통(19)과의 장착은 앞마개(7a)와 고정시킴으로써 이루어진다.

이러한 볼펜(18)을 사용하여 필기하는 경우, 볼펜 팁(1)의 선단에 갖는 볼(10)을 지면 등으로 가압하면서 볼펜(18)을 이동시킴으로써 이루어진다. 그리고, 이러한 조작에 의해, 볼(10)이 회전하여 도포액인 잉크(5)가 볼펜 팁(1)의 내 부를 통과하여 볼(10)에 적당량 부착되면서 유출되어 필기할 수 있다.

또한, 심(7)의 잉크통(6) 내의 잉크(5)의 후단에는 잉크 추종체(8)가 마련되어 있다. 그리고, 당해 잉크 추종체(8)는 불휘발성 또는 난휘발성 유기 액상물을 겔화한 것으로 구성되는 것을 사용하는 수 있으며, 잉크 추종체(8)에 의해서 잉크(5)의 토출량이 큰 경우에도, 안정적으로 추종시킬 수 있다.

볼펜 팁(1)은 도 2에 도시한 바와 같이, 볼펜 팁 본체(도포구용 팁 본체)(11), 볼(10) 및 볼 가압 부재(12)로 이루어져 있다.

볼펜 팁 본체(11)는 선단측의 외형이 대략 원추 형상이고, 후단측의 외형이 대략 원주 형상이며, 외관 전체로서는 로켓과 같은 형상이다. 그리고, 볼펜 팁 본체(11)의 선단측에는 원추부(25)를 가지며, 후단측에는 원통부(26)를 갖고 있다. 또한, 원통부(26)의 후단측은 약간 외부 직경이 축경되어 있는 잉크통 결합 단부(26a)를 가지며, 잉크통 결합 단부(26a)는 잉크통(6)과 접속에 사용된다. 또한, 볼펜 팁 본체(11)의 내측에는 볼 하우스(15), 중심 구멍(16), 후미 구멍(17) 및 선단 개구(14)가 마련되고, 이들이 연통하여 잉크(5)의 일련의 유로(도포액 유로)로 되어 있다. 또한, 후미 구멍(17)의 후단측은 후단측 개구(28)를 갖고 있다.

도 3 및 도 4에 도시한 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) 사이에 위치하고 있으며, 시트면(45)과 접속하는 면이다. 시트면(45)은 사용시에 볼(10)이 접촉하는 면이고, 후술한 바와 같이, 볼(10)을 선단측에서 후단측으로 향하여 가압하는 시트 두 드리기에 의해 형성되고, 이의 단면 형상은 원호형이다. 또한, 시트면(45)은 시트 두드리기에 의해 형성되기 때문에, 시트면(45)과 접속면(71)은 상이한 면이 되지만, 시트 두드리기를 실시하지 않는 경우에는 시트면(45)과 접속면(71)이 동일한 면이 된다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 접속면(71)의 형상은 평면상이고, 중심축을 포함하는 면에서의 단면에 있어서의, 접속면(71)이 이루는 각도로서, 단면의 선단측의 각도, 즉 시트각(α)은 180°이다. 또한, 접속면(71)은 평면 이외의 형상인 원추상이라도 양호하지만, 시트각(α)의 범위는 150 내지 210°, 바람직하게는 165 내지 195°, 더욱 바람직하게는 170 내지 190°이다.

또한, 시트각(α)이 이 각도보다도 크면, 사용시 등에 볼(10)에 의해서 시트면(45)이 가압되어, 시트면(45)의 변형이나 마모가 발생하기 쉬워져 시트면(45)이 후퇴하기 쉬워지고, 또한, 시트각(α)이 이 각도보다도 작으면, 후술하는 간극(T)이 작아져 잉크(5)가 공급되기 어려워지기 때문에, 상기의 범위가 바람직하다.

또한, 도 3a, 도 3b 및 도 4에 도시한 바와 같이, 볼펜 팁 본체(11)의 중심 구멍(16)의 주위에는 방사상으로 소위 화살 홈이라고 불리는 홈(47)이 마련되어 있다. 그리고, 홈(47)은 볼 하우스(15)측과 연결되어 있고, 잉크(5)는 중심 구멍(16)으로부터 홈(47)으로 들어가고, 또한, 홈(47)의 볼 하우스(15)측의 출구부(61)[간극(T)]를 통과하여, 볼 하우스(15)측으로 유출할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 홈(47)은 3개소 마련되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 볼 가압 부재(12)는 코일형의 스프링인 가압력 발 생부(22)와 막대형부(23)가 마련되어 있다. 그리고, 볼 가압 부재(12)는 볼(10)의 후단측에 배치되고, 볼 가압 부재(12)의 막대형부(23)의 선단(23a)이 볼(10)에 접촉하여, 볼(10)을 선단 개구(14)측으로 가압하고 있다.

볼 가압 부재(12)는 볼펜 팁 본체(11)의 내부에 마련되어 있다. 그리고, 볼 가압 부재(12)가 압축 상태로 되어 있고, 볼 가압 부재(12)에 의해서 선단측을 향하여 볼(10)을 가압하고 있다. 이로 인해, 볼펜(18)이 사용되지 않는 경우에는 상기 가압에 의해, 볼(10)이 볼 하우스(15)의 선단측의 선단 개구(14)를 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) 사이에 간극이 생겨 잉크(5)의 유출을 용이하게 한다.

볼(10)의 형상은 구상이다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 볼(10)은 볼 하우스(15)에 수납되고, 볼펜 팁 본체(11)의 볼 하우스(15)에 회전 가능하게 보지되어 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 보지되고 있다. 이러한 선단 변형부(43)는 볼(10)의 삽입 후에 볼펜 팁 본체(11)의 선단을 내측으로 향하여 변형되도록 코킹된 부분이고, 볼(10)이 선단측으로부터 이탈하지 않도록 되어 있다.

본 실시형태에 있어서의 볼(10)의 외부 직경은 0.3mm로서 0.35mm 이하이고, 통상의 볼펜 등에 사용되는 것 중에서는 비교적 작은 것이 사용되고 있다. 또한, 볼(10)은 외부 직경이 0.35mm보다 크더라도 0.5mm 미만인 것도 사용할 수 있다.

다음에, 볼펜 팁(1)의 제조방법에 관해서 설명한다.

우선, 볼펜 팁 본체(11)의 가공을 실시한다. 구체적으로는, 원주상의 재료를 절삭하여 소정의 형상으로 하고, 당해 절삭에 의해서, 내측에는 볼 하우스(15),중심 구멍(16), 후미 구멍(17), 선단 개구(14) 및 홈(47)을 형성한다. 이 때, 볼 하우스(15)의 시트면(45) 및 접속면(71)이 되는 부분은 축방향에 수직인 평면이 되도록 가공된다.

또한, 볼 하우스(15)에 볼(10)을 수납하고, 선단 개구(14)측의 단부를 볼(10)에 꽉 눌러 변형시키도록 코킹하여 선단 변형부(43)를 형성한 다음, 볼(10)을 후단측에 누르는 시트 두드리기를 실시하여, 선단 개구(14)를 형성하여 볼펜 팁(1)이 완성된다.

도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이, 시트 두드리기를 실시하기 전의 볼(10)의 위치는 가상선의 위치이고, 시트 두드리기에 의해서 볼(10)이 후단측으로 시트 두드리기 변형량(L)의 분만큼 이동하여, 선단 변형부(43) 부근에 간극(S1)이 형성되고, 한쪽에서 시트면(45)이 형성된다. 또한, 시트면(45)의 형상은 볼(10)의 표면에 맞는 형상으로 되어 있다.

그리고, 시트 두드리기에 의해 볼(10)은 시트 두드리기 변형량(L)의 거리만큼 축방향으로 이동 가능해진다. 이러한 시트 두드리기 변형량(L)의 거리는 통상적으로 10 내지 20㎛이다.

상기한 바와 같이 제작된 볼펜 팁(1)에 볼 가압 부재(12)를 장착하여 볼(10)선단측으로 가압하고, 도 1b에 도시한 바와 같이, 잉크통(6)을 장착하여 잉크(5)를 충전하여 심(7)이 완성된다. 또한, 도 1b에 도시한 바와 같이, 심(7)을 축통(19)에 넣음으로써 볼펜(18)이 완성된다.

필기시 등의 사용시, 필압(筆壓)에 의해서 선단측에서 시트면(45)측으로 볼(10)이 눌러지기 때문에, 볼(10)이 시트면(45)에 접촉한다. 또한, 사용하지 않는 경우에는, 볼 가압 부재(12)에 의해서, 볼(10)은 선단측으로 이동하여 선단 변형부(43)와 접촉한다.

그리고, 본 실시형태의 볼펜 팁(1)은, 후술한 바와 같이, 잉크(5)의 유로를 확보할 수 있어 내구성이 우수한 것으로 할 수 있다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 볼펜 팁(1)에는 간극(T), 간극(S2) 및 간극(S1)이 형성된다. 간극(T)은 홈(47)의 출구부(61) 부근에 있어서의 볼(10)과의 간극이고, 간극(S2)은 볼 하우스(15)의 측벽면(41)과 볼(10)이 가장 접근하는 부근의 간극이고, 간극(S1)은 볼펜 팁 본체(11)의 선단측의 선단 변형부(43) 부근의 볼(10)과의 간극이다.

그리고, 볼펜(18)을 사용하는 경우에는, 도 4의 곡선으로 나타낸 바와 같이, 도포액인 잉크(5)가 중심 구멍(16)으로부터 홈(47)의 볼 하우스(15)측의 출구부(61)의 간극(T)을 통과하여 볼 하우스(15)로 유출되고, 다시 간극(S2)을 지나서 간극(S1)으로부터 외부로 유출된다.

간극(T), 간극(S1) 및 간극(S2)은, 볼(10)의 외부 직경(D)이나 볼 이동량(P)이나 볼 하우스(15)의 측벽면(41)의 내부 직경 등에 의해 결정되는 것이다. 또한, 볼 이동량(P)은 초기 상태에서는 시트 두드리기 변형량(L)과 거의 동일하다.

또한, 볼펜(18)을 사용하면, 시트면(45)이 마모나 변형에 의해, 볼(10)이 가라앉아 볼 이동량(P)이 커진다. 이 때, 시트면(45)의 면적이 커져 접속면(71)의 면적이 작아지고, 볼(10)의 시트면(45)으로의 접촉 부분의 가장 외측 부분은 보다 외측으로 이동한다.

그리고, 본 실시형태에 있어서의 볼펜(18)에서는 초기 상태이라도, 볼 이동량(P)이 커지더라도, 상기 간극(T), (S1) 및 (S2)을 확보할 수 있으며, 또한, 시트면(45)의 마모나 변형을 적게 할 수 있다.

이러한 간극(T), (S1) 및 (S2)의 변화에 관해서, 이하와 같이 하여 확인하였다.

볼(10)의 외부 직경을 0.3mm로 하고, 볼 하우스(15)의 내부 직경을 0.33mm, 후미 구멍의 내부 직경을 0.15mm로 하고, 도 5a, 5b, 5c, 6a, 6b, 6c, 7a, 7b 및 7c에 도시한 바와 같이, 시트각(α)이 120°인 볼펜 팁(100), 시트각(α)이 180°인 볼펜 팁(1), 시트각(α)이 240°인 볼펜 팁(101)의 3종류를 준비한다. 그리고, 볼 이동량(P)의 변화와, 간극(T), (S1) 및 (S2)의 폭이나 면적의 변화와의 관계를 조사하여, 시트 두드리기나 시트면(45)의 마모 등에 의해 볼 이동량(P)의 거리가 변화된 경우의 변화를 확인한다.

이러한 간극(T), (S1) 및 (S2)에 있어서의 간극 면적을 볼 이동량(P)을 바꾸어 나타낸 그래프를 도 8에 도시한다.

또한, 간극(T)의 폭은 시트각(α)이 상이한 3종류의 것으로 다르기 때문에 간극(T)의 폭에 따라서 간극(T)의 면적도 변화하지만, 간극(S1) 및 간극(S2) 부근 의 폭은 시트면(45)이나 접속면(71)의 각도나 형상에 관계없기 때문에 간극(S1) 및 간극(S2) 부근의 면적은 이러한 3종류 사이에서는 모두가 동일하다. 또한, 간극(S2)의 폭은 볼 이동량(P)에 관계없이 일정한 값이기 때문에, 간극(S2) 부근의 면적에 관해서도 일정하다.

도 8에 도시한 바와 같이, 시트각(α)이 180°인 것은 120°것과 비교한 경우, 볼 이동량(P)이 커지더라도, 간극(T) 부근의 간극 면적을 확보할 수 있기 때문에, 리필 내의 잉크를 안정적으로 공급할 수 있다.

예를 들면, 시트 두드리기 이동량(L)을 20㎛로 하고[볼 이동량(P)이 20㎛], 사용에 의해 볼 이동량(P)이 추가로 20㎛ 증가한 경우[볼 이동량(P)이 40㎛]의 상태에서의 간극(T)의 간극 면적을 비교하면, 시트각(α)이 180°인 것은 120°인 것에 비해 약 3배가 되고 있다.

또한, 상기 3종류에 관해서, 시트면(45)의 접촉 면적에 관해서 확인하였다. 시트면(45)의 접촉 면적은 볼 이동량(P)에 따라서 변화하기 때문에, 시트면(45)의 접촉 면적과 볼 이동량(P)의 관계를 조사하였다. 이 결과를 표 1에 기재한다. 또한, 도 5b, 5c, 6b, 6c, 7b 및 7c에는 3종류 각각에 관해서, 볼 이동량(P)이 20㎛, 40㎛인 경우의 시트면(45)을 도시하고 있다.

표 1에 기재한 바와 같이, 시트각(α)이 180°인 것은 120°인 것과 비교한 경우, 볼(10)의 시트면(45)으로의 접촉 면적이 작아져 필기시의 감촉이 매끄러워진다.

또한, 시트각(α)에 의한 성능에 대한 영향을 확인하기 위해서, 필기에 의한 볼 이동량(P)의 증가 정도의 차이와, 필기에 의한 잉크의 유출성의 변화의 차이에 관해서 확인하였다. 이러한 확인은 상기한 시트각(α)이 120°, 180°및 240°인 것 이외에, 150°및 210°의 합계 5종류에 관해서 확인하였다.

필기에 의한 볼 이동량(P)의 증가 정도의 차이는, 시트각(α)을 바꾼 것의 각각에 관해서 동일한 조건으로 연속적으로 필기하여 각각의 볼 이동량(P)의 변화를 조사하였다.

또한, 필기에 의한 볼 이동량(P)의 증가 정도의 차이에 관해서는, 필기 하중이 0.98N(100gf), 필기할 때의 경사각(필기 대상의 법선에 대한 각도)가 65°, 필기 속도 7cm/초, 가압력을 0.98N(100gf)의 조건으로 연속 필기를 실시하고, 어느 만큼의 거리를 필기할 수 있는가를 조사하여, 유효 필기 거리(100m당 50mg 이상의 잉크의 유출을 보지할 수 있는 거리)를 확인하였다. 또한, 필기 내구성을 실시하는 것에 관해서는 시트 두드리기 변형량(L)을 20㎛의 시트 두드리기를 실시한 것을 사용하고 있다.

이 결과를, 도 9 내지 도 11에 도시한다. 또한, 도 10에 있어서의 세로축은 잉크 유출량이지만, 이의 확인은 100m마다 중량을 확인하여, 감량된 중량으로 확인하였다.

도 9는 필기에 의한 볼 이동량(P)의 증가 정도의 차이의 결과가 도시된 그래프이고, 변형이나 마모 발생의 용이함을 나타낸 것이다.

그리고, 시트각(α)이 120°, 150°, 180° 및 210°인 것에서는, 볼 이동량(P)의 변화(볼이 가라앉는 양)에는 거의 차이가 없지만, 시트각(α)이 240°인 것에서는 특히 크고, 시트각(α)이 240°인 것은 다른 것과 비교하여 변형 또는 마모가 발생하기 쉬운 것을 알 수 있다.

도 10은 시트각(α)을 바꾼 것에 관해서, 필기 거리와 잉크 유출량의 관계를 도시한 그래프이다. 또한, 도 11은 시트각(α)과 유효 필기 거리의 관계를 도시한 그래프이다.

도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 필기 내구성에 관해서는, 시트각(α)에 의해서 필기 가능한 거리가 다르다. 그리고, 도 11에 도시한 바와 같이, 시트각(α)이 지나치게 작아도, 시트각(α)이 지나치게 커도 필기 가능한 거리가 짧아지고 있다.

이것은 이하와 같은 이유에 의한 것이라고 생각된다.

시트각(α)이 작은 것은, 시트각(α)이 큰 것과 비교하여 볼 이동량(P)이 커진 경우에는, 잉크 유출량이 작아진다. 이로 인해, 필기를 계속하여 실시하고, 마모 등에 의해, 동일하게 볼 이동량(P)이 증가한 경우에는, 잉크 유출량의 감소가 빨리 시작되어 필기 불능이 되는 상태가 빨리 발생한다.

또한, 시트각(α)이 큰 것은, 동일한 볼 이동량(P)의 경우, 시트각(α)이 작은 것에 비해 시트면(45)이 작아진다(도 5a 내지 도 7). 그리고, 당해 시트면(45)의 면적은 볼(10)의 외부 직경의 2승에 거의 비례하여 변화하기 때문에, 볼(10)의 외부 직경이 0.3mm 등의 0.35mm 이하(0.5mm 미만)의 비교적 작은 것인 경우에는, 특히 시트면(45)의 면적이 작아진다. 이로 인해, 사용시에 시트면(45)에 대하여 작용하는 면압이 커지고, 또한, 시트면(45)이 약하여 변형되기 쉽고, 마모가 비교적 빨리 진행하여, 그 결과, 시트각(α)이 작은 것과 비교하여 볼 이동량(P)이 길어지기 쉬워진다.

그리고, 볼 이동량(P)이 지나치게 길어지면, 간극(T)의 면적이 작아지고, 잉크의 유출이 악화되고, 또한 사용시에 볼펜 팁 본체(11)의 선단 개구(14)로부터 밀려 나오는 볼(10)의 부분이 지나치게 작아져 필기할 수 없게 되어 버린다.

이와 같이, 볼(10)의 외부 직경이 0.3mm인 것 등, 0.35mm 이하(0.5mm 미만)로 비교적 작은 직경의 경우, 잉크 유출성이나 필기 내구성 등의 성능은 시트각(α)이 150 내지 210°의 범위에 들어가 있는 것이, 이 범위 이외의 것인 120°나 240°인 것 등과 비교하여 우수하고, 시트각(α)을 이러한 범위로 함으로써, 양호한 볼펜 팁(도포구용 팁)(1)을 제공할 수 있다.

상기한 볼펜 팁(1)에서는, 토출되는 잉크(5)는 수성 잉크나 수성 겔 잉크였지만, 다른 것이라도 양호하며, 예를 들면, 유성 잉크나 수정액(수성, 유성) 등이라도 양호하다.

또한, 볼(10)의 외부 직경이 작은 것이면, 상기한 볼펜 팁(1) 이외의 구조에도 적용할 수 있다.

또한, 상기한 실시형태의 접속면(71)은 측벽면(41)과 시트면(45) 사이에 위치하여, 측벽면(41) 및 시트면(45) 중 어느 것과도 접속하는 것이지만, 시트면(45)과 접속면(71)이 접속하고 있으면, 접속면(71)과 측벽면(41)이 떨어져 있어도 양호하며, 접속면(71)과 측벽면(41) 사이에 간극 등이 형성되어 있어도 양호하다.

예를 들면, 도 12 alc 도 13에 도시한 바와 같은, 볼펜 팁(2)과 같이, 접속면(71)과 측벽면(41)이 이어져 있지 않고, 접속면(71)의 외측으로서 측벽면(41)의 내측 부분에 환상 홈(60)이 형성된 것도 채용할 수 있다. 이러한 환상 홈(60)이 형성되어 있는 것의 경우, 상기한 가공시에, 가공의 자유도가 커져 볼펜 팁 본체(11)의 가공을 하기 쉽게 할 수 있다. 구체적으로, 볼펜 팁 본체(11)의 볼 하우스(15)를 절삭에 의해서 연속적으로 형성하는 경우, 절삭칼의 선단에 의해서 절삭하는 부분을 환상 홈(60)에 대응시키도록 함으로써, 접속면(71)이나 측벽면(41) 등의 환상 홈(60) 이외의 다른 부분의 치수 정밀도를 보지하면서, 보다 많은 수의 볼펜 팁 본체(11)를 가공할 수 있다.

또한, 이러한 볼펜 팁(2)의 경우에는, 사용에 의해서 볼(10)이 가라앉은 경우에, 볼(10)의 시트면(45)에 대한 접촉 부분의 가장 외측 부분이, 접속면(71)을 초과하여 사용 중에 접속면(71)이 없어져 버릴 우려가 있다. 그리고, 이와 같이 사용중에 접속면(71)이 없어져 버리면, 상기한 성능을 보지시키는 것이 어려워진다.

그래서, 볼펜 팁(2)과 같은 접속면(71)과 측벽면(41)이 떨어져 있는 것을 채용하는 경우에는, 접속면(71)을 어느 정도 크게 하는 것이 바람직하고, 사용 중의 볼(10)의 위치(도 12, 도 13에 있어서의 가상선의 위치)에 있어서의 볼(10)의 시트면(45)에 대한 접촉 부분의 가장 외측의 외주부(X1)가, 접속면(71)의 외주부(X2)보다도 내측이 되도록 형성하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 볼(10)의 돌출 치수(M)의 감소량(m1)이 볼(10)의 외부 직경(D)의 20%가 된 상태에 있어서의, 볼(10)과 시트면(45)의 접촉 부분의 외주부(X1)가, 접속면(71)의 외주부(X2)보다도 내측이고, 환상 홈(60)보다도 내측이 되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 경우에는, 볼(10)의 돌출 치수(M)의 감소량(m1)이 볼(10)의 외부 직경(D)의 20%가 된 경우에도, 접속면(71)이 남은 상태가 된다.

더욱 바람직하게는, 볼(10)의 돌출 치수(M)의 감소량(m1)이 볼(10)의 외부 직경(D)의 30%가 된 상태에 있어서의, 볼(10)과 시트면(45)의 접촉 부분의 외주부(X1)가, 접속면(71)의 외주부(X2)보다도 내측이고, 환상 홈(60)보다도 내측이 되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 경우에는, 볼(10)의 돌출 치수(M)의 감소량(m1)이 볼(10)의 외부 직경(D)의 30%가 된 경우라도, 접속면(71)이 남는 상태가 된다.

그리고, 이와 같이, 접속면(71)과 측벽면(41)이 떨어져 있는 볼펜 팁(2)을 사용하더라도, 상기한 볼펜 팁(1)과 동일하게 내구성이 우수한 것이 된다.

본 발명의 도포구용 팁 및 도포구에서는, 도포액의 토출량을 많게 하고, 토출을 계속하여 실시할 수 있다.

Claims

도포구용 팁 본체와, 도포구용 팁 본체의 선단측에서 보지(保持)되는 0.5mm 미만의 볼을 가지며, 도포구용 팁 본체가 선단 개구, 볼 하우스, 중심 구멍, 후미 구멍 및 볼 하우스 내와, 중심 구멍 또는 후미 구멍을 연결하도록 마련된 홈 또는 구멍이 마련되고, 후미 구멍, 중심 구멍, 볼 하우스 및 선단 개구가 연통하여 일련의 도포액의 유로를 형성하고, 볼 하우스에는 시트면(seat area: 座面) 및 측벽면이 마련되어 볼을 회전 가능하게 보지하고 있으며, 볼 하우스의 시트면과 측벽면 사이에서 시트면과 접속하고 있는 접속면을 가지며, 도포구용 팁 본체의 중심축을 포함하는 면에서의 단면에 있어서의, 접속면이 이루는 각도인 시트각(seat angle: 座角)이 150 내지 210°임을 특징으로 하는, 도포구용 팁(applicator tip).
제1항에 있어서, 볼이 0.35mm 이하임을 특징으로 하는, 도포구용 팁.
제1항에 있어서, 볼이 볼 하우스 내를 소정 거리만큼 축방향으로 이동 가능하고, 볼의 후단측에 배치되는 볼 가압 부재에 의해 볼이 선단 개구측으로 가압되어 있음을 특징으로 하는, 도포구용 팁.
제3항에 있어서, 볼의 선단측으로의 이탈을 방지하는 선단 변형부를 형성한 후에, 볼을 선단측에서 후단측으로 향하여 가압하는 시트 두드리기에 의해 시트면 을 형성함으로써, 볼 하우스 내에서 볼을 소정 거리만큼 축 방향으로 이동 가능하게 함을 특징으로 하는, 도포구용 팁.
제4항에 있어서, 시트 두드리기에 의한 변형에 의해 볼이 축 방향으로 이동 가능해지는 거리가 10 내지 20㎛임을 특징으로 하는, 도포구용 팁.
제1항에 있어서, 시트면이 볼을 선단측에서 후단측으로 향하여 가압하는 시트 두드리기에 의해 변형되어 형성됨을 특징으로 하는, 도포구용 팁.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 시트각이 165 내지 195°임을 특징으로 하는, 도포구용 팁.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 시트각이 170 내지 190°임을 특징으로 하는, 도포구용 팁.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 접속면과 측벽면이 연결되어 있지 않으며, 접속면과 측벽면 사이에는 환상 홈이 형성되어 있음을 특징으로 하는, 도포구용 팁.
제9항에 있어서, 도포구용 팁 본체의 볼 하우스가 절삭에 의해서 형성된 것 이고, 절삭칼의 선단에 의해 환상 홈을 형성하는 것임을 특징으로 하는, 도포구용 팁.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따르는 도포구용 팁을 사용함을 특징으로 하는, 도포구.