KR20190128155A - 필기구용 리필 및 이것을 이용한 필기구 - Google Patents

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Abstract

잉크 수용관의 외경 치수를 확장하지 않고, 필요한 잉크의 저류량을 확보함과 아울러, 필기의 감촉에 위화감이 발생하지 않고, 쾌적한 필기를 계속할 수 있도록 한다. 수지 소재에 의해 직선 모양으로 하여 원통 모양으로 형성된 잉크 수용관과 잉크 수용관의 단부에 장착된 필기 팁을 구비한 필기구용 리필로서, 잉크 수용관의 외경을 D[mm]라고 하고, 잉크 수용관의 두께를 t[mm]라고 했을 때,[D4-(D-2t)4]의 값이, 45 이상이 되도록 외경 D와 두께를 t의 관계가 선정된다.

Description

필기구용 리필 및 이것을 이용한 필기구
본 발명은, 예를 들면 볼펜 필기구 등에 이용되는 필기구용 리필 및 이것을 이용한 필기구에 관한 것이다.
볼펜 필기구 등에 이용되는 필기구용 리필은, 일반적으로 잉크 수용관의 일단부(전방 단부)에 필기 팁으로서의 볼펜 팁이, 압입 감합(嵌合, 끼워 맞춤)되어 장착되어 있다.
그리고, 잉크 수용관에는, 성형의 용이성과 잉크량의 시인성을 확보하기 위해서, 투명 혹은 반투명의 수지 소재, 예를 들면 폴리프로필렌이 이용되고 있다.
도 17은, 종래의 볼펜 리필의 일예를 단면도로 나타낸 것이며, 이 도 17에 나타내는 예는, 원통 모양으로 성형된 잉크 수용관(1)의 전방 단부에, 커플링 부재(3)를 매개로 하여 볼펜 팁(2)을 장착한 구성을 나타내고 있다. 또한, 잉크 수용관(1)의 외주면은 면일(面一, 단차가 없음)의 원통 모양으로 형성되어 있고, 커플링 부재(3)를 감합시키는 잉크 수용관(1)의 전방 단부의 내경과, 잉크 수용부를 구성하는 잉크 수용관(1)의 축방향 중앙부의 내경은, 거의 동일한 치수로 이루어지는 스트레이트 모양으로 구성되어 있다. 이러한 외주면과 내주면이 스트레이트 모양의 잉크 수용관을 이용한 볼펜 리필은, 예를 들면 특허문헌 1에 개시되어 있다.
그런데, 앞서 설명한 볼펜 리필에 있어서는, 특히 볼펜 팁을 감합시키는 잉크 수용관의 전방 단부는, 그 장착 강도를 확보하기 위해서 일정한 두께를 구비할 필요가 있다. 따라서, 앞서 설명한 특허문헌 1에 개시된 구성의 볼펜 리필에 의하면, 잉크 수용관의 길이 방향의 전체에 일정한 두께를 구비하기 때문에, 잉크의 저류량을 충분히 확보할 수 없다고 하는 실용상의 문제점을 안고 있게 된다.
한편, 두께를 얇게 한 잉크 수용관을 채용할 수 있으면, 잉크 수용관의 외경 치수를 확장하지 않고, 필요한 잉크 저류량을 확보할 수 있다. 그렇지만 두께가 얇은 잉크 수용관은, 그 전방 단부에 장착되는 볼펜 팁 혹은 커플링 부재에 대한 감합력을 충분히 확보하지 못하여, 볼펜 팁이 잉크 수용관으로부터 빠지지 쉽게 된다고 하는 문제가 초래된다.
그래서, 볼펜 팁이 잉크 수용관측으로부터 빠지는 것을 방지하기 위해서, 볼펜 팁의 외주면에 환상(環狀)의 홈을 형성함과 아울러, 잉크 수용관에 압입 감합되는 커플링 부재의 내주면에, 환상의 돌기부를 구비한 볼펜 리필이 제안되어 있다.이것은 예를 들면 특허문헌 2에 개시되어 있다.
그렇지만, 특허문헌 2에 개시된 기능은, 볼펜 팁과 커플링 부재와의 사이의 압입 감합에 배려한 것으로, 두께를 얇게 한 가요성의 잉크 수용관과, 볼펜 팁 혹은 커플링 부재와의 사이의 빠짐 방지 기능에, 특허문헌 2에 개시된 구성을 그대로 채용하여도, 그 효과를 발휘하는 것은 어렵다.
특허문헌 1 : 일본 공개특허 제2002-59682호 공보 특허문헌 2 : 일본 공개특허 제2002-52885호 공보
그런데, 필요한 잉크의 저류량을 확보하기 위해서, 잉크 수용관의 두께를 얇게 했을 경우에는, 잉크 수용관과 볼펜 팁 혹은 커플링 부재와의 사이의 감합력을 충분히 확보할 수 없다고 하는 앞서 설명한 문제 외에, 수지 소재에 의해 성형된 잉크 수용관이 과도하게 변형하기 쉬워진다고 하는 문제도 발생한다.
즉, 필기 팁으로부터의 필기압을 받아, 잉크 수용관이 과도하게 변형하는 경우에는, 필기의 감촉에 위화감이 발생하는 문제가 발생한다.
그래서, 본 발명은 잉크 수용관의 외경 치수를 확장하지 않고, 필요한 잉크의 저류량을 확보함과 아울러, 필기의 감촉에 위화감이 발생하지 않고, 쾌적한 필기를 계속할 수 있도록 한 필기구용 리필 및 필기구를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.
앞서 설명한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명에 관한 필기구용 리필은, 수지 소재에 의해 직선 모양으로 하여 원통 모양으로 형성된 잉크 수용관과, 상기 잉크 수용관의 단부에 장착된 필기 팁을 구비한 필기구용 리필로서, 상기 잉크 수용관의 외경을 D[mm]라고 하고, 잉크 수용관의 두께를 t[mm]라고 했을 때, [D4-(D-2t)4]의 값이, 45 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 잉크 수용관의 단부에는, 내주면을 향하여 육후(肉厚) 모양(두께가 두꺼운 모양)으로 형성되고, 그 중앙부에 축방향으로 관통하는 개구공이 마련된 압입부가 형성됨과 아울러, 상기 압입부에 상기 필기 팁 혹은 필기 팁을 지지하는 중계 부재가 압입되어 장착된 구성을 채용할 수 있다.
그리고, 하나의 바람직한 형태에 있어서는, 상기 잉크 수용관의 단부 내주면에, 필기 팁을 지지한 커플링 부재가 장착되고, 상기 커플링 부재 내에 잉크의 역류 방지 기구를 구비된다. 이에 더하여, 상기 잉크 수용관의 조성 성분에, 프로필렌 호모폴리머를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 잉크 수용관의 단부의 압입부의 두께는 0.5~0.7mm, 바람직하게는 0.55~0.65mm, 압입부의 축방향 길이가 1~6mm, 바람직하게는 2.5~4.5mm인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 관한 필기구용 리필는, 그 복수개를 축통 내에 수용하고, 상기 축통의 선단구(先端口)로부터 상기 필기구용 리필의 필기 팁이 택일적으로 조출(繰出, 잇달아 내보냄)되도록 구성한 필기구에 대해서 적합하게 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 필기구용 리필을 축통 내에 수용한 필기구에 있어서는, 필기구용 리필에 있어서의 필기 팁 혹은 필기 팁을 지지하는 중계 부재와 잉크 수용관과의 접속 부분의 감합력이, 상기 잉크 수용관과 축통측과의 접속 부분의 감합력보다도 높게 설정되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 복수개의 필기구용 리필이 축통 내에 수용된 필기구에 있어서는, 각 필기구용 리필의 잉크 수용관의 외경과 전체 길이가 동일하게 설정됨과 아울러, 상기 잉크 수용관의 두께를 다르게 함으로써, 서로의 필기구용 리필의 필기 거리가, 1.5~2.5배의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 필기구용 리필 및 필기구에 의하면, 잉크 수용관은 수지 소재에 의해 직선 모양으로 하여 원통 모양으로 형성되고, 잉크 수용관의 단부에는 필기 팁 혹은 필기 팁을 지지하는 중계 부재가 압입되어 장착된다.
그리고, 잉크 수용관의 외경 D[mm]와 두께 t[mm]의 관계를, 앞서 설명한 특정의 범위로 설정하는 것에 의해, 잉크 수용관에 있어서 필요한 잉크의 저류량을 확보할 수 있음과 아울러, 필기의 감촉에 위화감이 발생하지 않고, 쾌적한 필기를 계속할 수 있도록 한 필기구용 리필 및 필기구를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 잉크 수용관의 단부에는, 내주면을 향하여 육후 모양으로 형성되고, 그 중앙부에 축방향으로 관통하는 개구공이 마련된 압입부가 형성된다. 그리고, 압입부에 필기 팁 혹은 필기 팁을 지지하는 중계 부재가 압입에 의해 장착되므로, 필기 팁 혹은 중계 부재의 장착 강도를 충분히 확보할 수 있다. 이것에 의해, 잉크 수용관의 외경 치수를 확장하지 않고, 필요한 잉크 저류량을 확보하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 관한 필기구용 리필을 볼펜 리필에 채용한 제1 실시예의 중앙 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 볼펜 팁 부분의 확대 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 잉크 수용관의 단체(單體) 구성을 확대하여 나타낸 중앙 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 잉크 수용관에 있어서의 커플링 부재의 압입부의 확대 단면도이다.
도 5는 압축 측정기에 의해서 잉크 수용관의 변형 정도를 측정하는 상태를 나타낸 모식도이다.
도 6은 볼펜 리필의 제2 실시예를 나타낸 외관도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 볼펜 리필의 중앙 단면도이다.
도 8은 도 6에 나타내는 잉크 수용관의 단체 구성을 확대하여 나타낸 중앙 단면도이다.
도 9는 볼펜 리필의 제3 실시예를 나타낸 외관도이다.
도 10은 도 9에 나타내는 볼펜 리필의 중앙 단면도이다.
도 11은 도 9에 나타내는 볼펜 리필의 커플링 부재의 부분 확대 단면도이다.
도 12는 커플링 부재를 구성하는 커플링 받이시트(receiving seat)의 단체(單體) 구성을 확대한 사시도이다.
도 13은 커플링 부재를 구성하는 커플링 받이시트의 중앙 단면도이다.
도 14는 본 발명에 관한 필기구용 리필을 복식 필기구에 이용한 예를 나타내는 외관도이다.
도 15는 도 14에 나타내는 복식 필기구의 중앙 단면도이다.
도 16은 복식 필기구에 구비되는 슬라이더와 볼펜 리필의 조합 구성을 확대해 나타낸 외관도이다.
도 17은 종래의 필기구용 리필의 일예를 나타낸 중앙 단면도이다.
본 발명에 관한 필기구용 리필에 대해서, 볼펜 리필을 예로 한 도면에 나타내는 실시 형태에 근거하여 설명한다.
도 1~도 4는, 볼펜 리필의 제1 실시 형태를 나타내는 것이며, 수지 소재에 의해 원통 모양으로 형성된 잉크 수용관(1)의 일단부(전방 단부)에는, 도 1 및 도 2에 나타내는 것과 같이 볼펜 팁(2)을 장착한 커플링 부재(3)가 압입됨으로써 장착되어 있다. 그리고, 잉크 수용관(1) 내에는 잉크(4)가 수용되고, 잉크(4)의 후방 단부에는, 잉크의 소모와 함께 잉크면에 접촉하여 추종하는 그리스상(狀) 또는 겔상(狀)의 팔로워(5, follower)가 마련되어 있다. 또한 도 1 및 도 2는, 볼펜 팁(2)이 통 모양의 수지제 캡(6)으로 덮인 상태를 나타내고 있다.
이 실시 형태에 있어서의 잉크 수용관(1)에는, 프로필렌 호모폴리머를 포함하는 수지 소재가 이용되어 있고, 이 수지 소재를 포함하는 잉크 수용관(1)에 의하면, 필기압에 의한 응력에 대한 변형 정도를 적게 할 수 있고, 또한 수용된 잉크의 시인성을 충분히 확보하는 것이 가능하다.
나아서는 잉크 용제의 투과성이나 수분의 흡습성에 대해서, 일정한 내투과성, 내흡습성을 가지고 있고, 따라서 잉크의 보관성이 뛰어나며, 또한 필기 팁(2) 혹은 중계 부재(3)가 압입되는 후술하는 압입부에 있어서, 그 압입의 응력에 견딜 수 있는 볼펜 리필을 제공하는 것이 가능하게 된다.
볼펜 팁(2) 및 커플링 부재(3)를 확대하여 나타낸 도 2에 나타내는 것과 같이, 볼펜 팁(2)의 선단부에는, 주지의 필기 볼(7)이 장착되어 있고, 이 실시 형태에 있어서는, 볼펜 팁(2)의 내부 공간 내에 스프링(8)이 장착되어 있다. 그리고, 스프링(8)의 선단 부분은, 곧은 막대 모양으로 형성되어 밀기봉(8a)을 구성하고, 이 밀기봉(8a)에 의해서 필기 볼(7)을 선단 방향으로 압압하고 있다.
또한 볼펜 팁(2)의 후방 단부의 일부는 내측을 향하여 코킹되어 있고, 이 코킹 부분에 의해 상기 스프링(8)의 후방 단부가 걸려져 있다.
또한, 볼펜 팁(2)을 감합하여 지지하는 커플링 부재(3) 내에는, 잉크의 역류 방지 기구로서 기능하는 역류 방지 볼(9)이 수용되어 있다. 이 역류 방지 볼(9)은, 볼펜 팁(2)이 상부를 향하도록 보관했을 경우에, 볼펜 팁(2)의 선단으로부터 공기가 유입되어, 잉크 수용관(1) 내의 잉크(4)가, 수용관(1) 내에서 후퇴하는 것을 방지하도록 작용한다.
상기 잉크 수용관(1)은 축방향을 따라서 외주면이 거의 면일인 원통 모양으로 형성되어 있고, 도 3에 양단부를 확대하여 나타낸 것과 같이, 이 잉크 수용관(1)의 양단부에는 내주면을 향하여 육후 모양으로 이루어진 압입부(1a)가 각각 잉크 수용관(1)과 일체로 형성되어 있다.
이 압입부(1a)는, 육후 모양으로 이루어진 중앙부에 축방향을 따라서 관통하여 마련된 개구공에 의해 구성되어 있고, 일방의 육후 모양의 압입부(1a)를 이용하여 커플링 부재(3)가 압입되며, 이 커플링 부재(3)를 통해서 볼펜 팁(2)이, 잉크 수용관(1)의 전방 단부에 장착되어 있다.
이 예에 나타내는 볼펜 리필에 의하면, 잉크 수용관(1)의 단부에 형성된 상기 압입부(1a)는, 내주면을 향하여 육후 모양으로 형성되어 있으므로, 커플링 부재(3)의 장착 부분의 기계적인 강도를 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 도 17에 나타낸 종래예와 비교하여, 압입부(1a)를 제외한 잉크 수용관(1)에 대해서는, 그 관 두께를 상대적으로 얇게 하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 잉크 수용관(1)의 외경 치수를 확장하지 않고, 필요한 잉크 저류량을 확보하는 것이 가능하게 된다.
도 4는, 커플링 부재(3)가 장착되는 잉크 수용관(1)의 압입부(1a)에 대해서, 각 부가 바람직한 치수, 및 각 부 상호의 관계에 대해 나타내고 있다.
D(잉크 수용관 외경)：2.5~3.6mm, 바람직하게는 2.9~3.2mm
t(수용관의 두께)　 ： 0.25mm 이상, 바람직하게는 0.3~0.6mm
a(압입부의 두께)　 ： 0.5~0.7mm, 바람직하게는 0.55~0.65mm
b(압입부의 길이)　 ： 1~6mm, 바람직하게는 2.5~4.5mm
c(압입 접촉 길이)　： 1~6mm, 바람직하게는 2.5~4.5mm
a×b(D-a)　　　　　： 1~12, 바람직하게는 3~8, 1 미만은 필기 팁과의 충분한 감합력을 얻지 못하고, 12 이상은 필기 팁의 장착에 필요한 압입력이 크게 되어 감합할 수 없을 우려가 있다.
[D4-(D-2t)4] ：45 이상, 바람직하게는 55 이상
또한, 잉크 수용관(1)의 외경(D)에 대해서는, 그 외형 치수가 클수록, 잉크 저류량을 확보할 수 있지만, 종래의 필기구와의 차이를 느끼지 않고 이용할 수 있는 잉크 수용관(1)의 외경 치수(D)의 범위는, 3.6mm 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 잉크 수용관(1)의 상기 압입부(1a)를 제외한 부분의 두께(t)에 대해서는, 이것이 0.6mm보다 큰 경우에는, 앞서 설명한 잉크 수용관(1)의 외경 치수(D)의 바람직한 범위에 있어서, 필요한 잉크 저류량을 확보할 수 없는 것, 및 필기 속도가 빠른 경우에, 필기에 끊김이 발생한다고 하는 문제가 생기기 때문에, 앞서 설명한 수치의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 앞서 설명한 [D4-(D-2t)4]를 45 이상, 바람직하게는 55 이상으로 하는 근거에 대해서는, 필기압이 가해졌을 경우에 있어서, 잉크 수용관(1)이 변형하는 정도를, 시판의 압축 측정기(예：텐시론(TENSILON) 만능 시험기)를 이용하여 실측한 결과로부터 얻고 있다.
이것에는, 도 5에 모식도에서 나타낸 것과 같이, 잉크 수용관(1)의 상기 압입부(1a)를 제외한 부분의 축방향의 길이(L)를 20mm로 하는 샘플(S)을 이용하고 있다.
그리고, 샘플(S)의 양단을 상하의 압축반(31, 32) 사이에 수직하게 세팅하고, 상기 샘플(S)에 화살표로 나타내는 것과 같이 하중을 가했을 경우의 변형(좌굴)된 하중 [N]을 측정한 결과를 표 1에 나타내고 있다.
[표 1]
Figure pct00001
표 1에 나타내는 변형 하중 [N]은, 비교예 1~2, 실시예 1~5에 대해서, 각각 10개의 샘플(S)을 작성하고, 그 평균값을 구한 것이다.
변형 하중 [N]이 70 이상, 바람직하게는 90 이상이면, 필기에의 영향은 보여지지 않는 것이 검증되어 있다. 이것은, 표 1에 또한 「필기시의 휨」으로서, 발명자의 필기에 의한 관능 평가를 더한 결과로부터도 뒷받침되어 있다.
이 관능 평가에 대해서도 비교예 1~2, 실시예 1~5에 대해서, 각각 10개의 샘플을 이용하여 평가하고 있고, 관능 평가 A~C는, 다음에 나타내는 기준에 따르는 것이 된다.
C ： 필기 곤란(필기 곤란한 샘플이, 적어도 1개 이상 발생)
B ： 필기는 가능
A ： 쾌적하게 필기 가능
이상과 같이, 본 발명에 관한 필기구용 리필(볼펜 리필)에 있어서는, 표 1에 나타내는 검증 결과에 나타내는 것과 같이, 변형 하중 [N]이 70 이상이며, 「필기시의 휨」으로서의 관능 평가가 "A" 및 "B" 랭크인 것을 대상으로 하여 선정하고 있다.
한편, 본 발명에 관한 필기구용 리필에 있어서는, 앞서 설명한 잉크 수용관(1)에 수용되는 잉크는, 수성 잉크의 경우는, 잉크 점도가 25℃ 환경하, 전단 속도 3.8/s에서의 측정에 있어서 100~3000mPa·s, 전단 속도 383/s에서의 측정에 있어서 20~200mPa·s의 잉크를 사용할 수 있다. 그 때의 4.5m/min에서의 필기 속도로 필기했을 때의 잉크 소비량이, 300mg/100m 이하, 바람직하게는, 250mg/100m 이하이다.
또한, 유성 잉크의 경우는, 전단 속도 3.8/s에서의 측정에 있어서 20000mPa·s 이하, 바람직하게는, 3000mPa·s 이하의 잉크를 사용할 수 있다. 그 때의 4.5m/min에서의 필기 속도로 필기했을 때의 잉크 소비량이, 80mg/100m 이하, 바람직하게는, 60mg/100m 이하이다.
또한, 잉크 수용관의 내경을 실질적으로 넓힘으로써, 필기 거리 100m 당의 잉크 수용관 내의 잉크 길이 변화량을 10mm 이하가 되도록 설정할 수 있다. 이것에 의해, 연속 필기에 의한 잉크의 유출량(소비량)이 심한 경우라도, 잉크 수용관 내의 잉크의 이동 속도는 적정하게 억제되어 잉크가 추종하여, 필기에 끊김이 발생하지 않는 필기 성능을 발휘할 수 있다.
도 6~도 8은, 본 발명에 관한 필기구용 리필(볼펜 리필)의 제2 실시 형태를 나타낸 것이다. 또한 도 6~도 8에 나타내는 볼펜 리필은, 잉크 수용관(1)의 전방 단부에 중계 부재를 매개하지 않고, 볼펜 팁(2)이 직접 압입되어 장착된다.
이 제2 실시 형태에 있어서의 잉크 수용관(1)도 앞서 설명한 프로필렌 호모폴리머를 포함하는 수지 소재에 의해 원통 모양으로 형성되어 있고, 도 8에 확대하여 나타내는 것과 같이 잉크 수용관(1)의 양단부에는, 내주면을 향하여 육후 모양으로 이루어지고, 축방향으로 관통하는 개구공에 의한 압입부(1a)가 각각 형성되어 있다.
또한, 이 제2 실시 형태에 있어서는, 볼펜 팁(2)이 장착되는 잉크 수용관(1)의 전방 단부에서의 압입부(1a)에는, 잉크 수용관(1)의 중앙부 측에, 압입부(1a)를 구성하는 개구공보다도 작은 지름의 축공(1c)이 마련된 맞닿음부(1b)가 형성되어 있다.
이 맞닿음부(1b)는, 도 7에 나타내는 것과 같이 볼펜 팁(2)을 압입했을 때, 볼펜 팁(2)의 후방 단부가 맞닿게 됨으로써, 스톱퍼로서의 위치 결정의 기능을 발휘하는 것이 된다. 따라서, 잉크 수용관(1)의 앞서 설명한 구성에 의하면, 볼펜 팁(2)의 외주면에, 잉크 수용관(1)의 단부와 맞닿는 위치 결정용의 단부를 형성할 필요가 없다.
또한, 도 6~도 8에 나타낸 제2 실시 형태에 관한 볼펜 리필에 대해서도, 제1 실시 형태와 같은 물성을 가지는 잉크가 이용됨과 아울러, 앞서 설명한 표 1에 실시예 1~실시예 5로서 나타낸 조건을 구비한 것이 선정된다.
이것에 의해, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 필기구용 리필을 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 9~도 13은, 본 발명에 관한 필기구용 리필(볼펜 리필)의 제3 실시 형태를 나타낸 것이다. 또한 도 9~도 13에 나타내는 볼펜 리필는, 잉크 수용관의 두께를 얇게 함으로써, 필요한 잉크 저류량을 확보함과 아울러, 잉크 수용관과 커플링 부재와의 사이에서 충분한 결합 작용을 확보할 수 있는 필기구용 리필을 제공하려고 하는 것이다.
앞서 설명한 프로필렌 호모폴리머를 포함하는 수지 소재에 의해 원통 모양으로 형성된 잉크 수용관(1)의 일단부(전방 단부)에는, 커플링 부재(3)가 압입되어 장착됨과 아울러, 금속 소재나 수지 소재로 형성된 볼펜 팁(2)이 커플링 부재(3)를 매개로 하여 장착되어 있다.　그리고, 이 실시 형태와 관련되는 볼펜 리필은, 도 17에 나타낸 종래의 볼펜 리필과 비교하여, 두께가 얇은 잉크 수용관(1)이 이용되고 있다. 따라서, 이 실시 형태에 의하면, 잉크 수용관(1)의 외경 치수를 확장하지 않고, 충분한 잉크의 저류량을 확보할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 커플링 부재(3)는, 도 11에 일부를 확대해 나타낸 것과 같이, 볼펜 팁(2)의 후방 단부가 압입됨으로써, 볼펜 팁(2)을 장착한 제1 커플링(3a)과, 이 제1 커플링(3a)의 후반부에 있어서의 지름이 축소된 축경부(縮徑部)(11)의 외측에, 압입에 의해 장착된 커플링 받이시트(3b)에 의해 구성되어 있다.
즉, 상기 커플링 받이시트(3b)에는, 상기 제1 커플링(3a)의 축경부(11)가 압입됨으로써 장착되는 축공(12)을 구비하기 때문에, 외관이 거의 원통 모양으로 되도록 구성되어 있다. 또한 이하에서는 상기 커플링 받이시트(3b)를, 제2 커플링(3b)라고 부른다.
상기 커플링 부재(3)는, 제1 커플링(3a)과 제2 커플링(3b)에 의한 두 개의 부재에 의해 구성되어 있고, 따라서 상기 제1 커플링(3a)은 예를 들면 수지 소재에 의해 형성하고, 상기 제2 커플링(3b)는 금속 소재에 의해 형성할 수 있다.
예를 들면 놋쇠 등의 금속 소재에 의해 형성된 제2 커플링(3b)의 단체(單體) 구성이, 도 12 및 도 13에 나타나 있다. 이 제2 커플링(3b)에 있어서의 잉크 수용관(1)으로의 삽입측에는, 그 외주면에 환상(環狀)으로 돌출하는 엣지부(13)가 형성되어 있다. 이 엣지부(13)는, 앞서 설명한 필기 팁(2)의 선단부측을 향해 외경을 서서히 확대시키는 테이퍼 모양의 경사면(13a)과, 상기 경사면(13a)에 이어서 외경을 축소시키는 폴링(falling)면(13b)에 의해 구성되어 있다.
이 경우, 상기 엣지부(13)의 축방향의 절단면에 있어서의 상기 테이퍼 모양의 경사면(13a)과, 상기 폴링면(13b)과의 교차 각도는, 예각(90도 미만)으로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 일예로서 도 13에 단면도로 나타내는 테이퍼 모양의 경사면(13a)에 있어서의 축선에 대한 경사 각도는 20도로 되어 있고, 또한 상기 폴링면(13b)은 축방향에 직교하는 면과 평행이 되도록 형성되어 있다.
따라서, 이 실시 형태에 있어서의 엣지부(13)에 있어서의 앞서 설명한 테이퍼 모양의 경사면(13a)과, 앞서 설명한 폴링면(13b)과의 교차 각도 θ는, 70도로 설정되어 있다.
상기 제2 커플링(3b)에는, 앞서 설명한 엣지부(13)에 연속하여, 볼펜 팁(2)측을 향하여 계단 모양으로 외경을 굵게 하는 제1 원통면(14), 제2 원통면(15), 및 링 모양의 플랜지부(16)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 링 모양의 플랜지부(16)의 둘레면은, 도 11에 나타내는 것과 같이 잉크 수용관(1) 및 제1 커플링(3a)의 외경 치수와 거의 동일하게 되도록 설정되어 있다.
즉, 계단 모양으로 외경을 굵게 하는 제1 원통면(14)과, 제2 원통면(15)은, 앞서 설명한 잉크 수용관(1)의 접속부로서 기능하게 된다.
상기 잉크 수용관(1)의 전방 단부에, 볼펜 팁(2)과 커플링 부재(3)과의 결합체를 압입하는 경우에는, 잉크 수용관(1)의 전방 단부 내면이, 제2 커플링(3b)에 형성된 엣지부(13)을 타고 넘도록 하여 장착된다.
이 경우, 상기 엣지부(13)에는 잉크 수용관(1)을 향하여 테이퍼 모양의 경사면(13a)이 형성되어 있으므로, 잉크 수용관(1)의 가요성을 살려, 비교적 용이하게 잉크 수용관(1)의 전방 단부에 커플링 부재(3)를 장착할 수 있다.
이와 같이 하여, 잉크 수용관(1)의 전방 단부에, 볼펜 팁(2)과 커플링 부재(3)와의 결합체를 압입한 도 11에 나타내는 상태에 있어서는, 상기 커플링 부재(3)(특히 제2 커플링(3b))는, 잉크 수용관(1)보다도 고경도의 소재, 예를 들면 놋쇠나 스테인레스 등의 금속 소재, 알루미늄 등의 비철금속 소재 등에 의해 형성되어 있으므로, 커플링 부재(3)에 형성된 엣지부(13)가, 수지 소재에 의해 형성된 잉크 수용관(1)의 내면에 파고 들어가도록 하여 맞닿는다. 이것에 의해, 커플링 부재(3)는 잉크 수용관(1)과의 사이에서 충분한 감합 작용을 얻을 수 있다.
게다가, 엣지부(13)를 구성하는 앞서 설명한 폴링면(13b)이, 볼펜 팁측을 향하여 형성되어 있으므로, 이 폴링면(13b)이 잉크 수용관(1)의 내주면에 효과적으로 걸려져, 커플링 부재(3)가 잉크 수용관(1)으로부터 빠져 나오는 것을 저지하도록 작용한다.
이것에 의해, 잉크 수용관(1)으로부터 필기 팁(2)이 탈락하는 것을 확실히 저지할 수 있는 필기구용 리필을 제공할 수 있다.
이 제3 실시 형태에 대해서는, 잉크 수용관(1)의 전방 단부에 커플링 부재(3)를 매개로 하여 필기 팁으로서의 볼펜 팁(2)을 장착한 예를 나타냈지만, 본 발명은 커플링 부재를 매개로 하지 않고 필기 팁을 직접 잉크 수용관의 전방 단부에 장착하는 구성에도 채용할 수 있다. 이 경우에 있어서는, 필기 팁의 후부 외주면에 앞서 설명한 엣지부(13)를 형성하는 것에 의해서, 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에 있어서는, 제1 커플링(3a)과 제2 커플링(3b)이 별도의 부재에 의해 구성되어 있지만, 제1 커플링(3a)과 제2 커플링(3b)를 일체로 하여 커플링 부재(3)로 한 형태도 채용할 수 있다.
또한, 도 9~도 13에 나타낸 제3 실시 형태에 관한 볼펜 리필에 대해서도, 제1 실시 형태와 같은 물성을 가지는 잉크가 이용됨과 아울러, 앞서 설명한 표 1에 실시예 1~실시예 5로서 나타낸 조건을 구비한 것이 선정된다.
이것에 의해, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 필기구용 리필을 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 14~도 16은, 본 발명에 관한 필기구용 리필(볼펜 리필)을 복식 다색 볼펜에 이용한 예를 나타내고 있고, 도시예에서는, 볼펜 리필로서, 예를 들면 도 1에 나타낸 것이 사용되어 있다.
이 복식 다색 볼펜은, 전방 축(21) 및 후방 축(22)에 의해 외곽이 구성되어 있고, 상기 전방 축(21)은, 그 선단부가 원추 형상으로 지름이 축소되고, 선단구(23)가 개구되어 있다. 그리고, 상기 선단구(23)로부터 볼펜 리필의 필기 팁(볼펜 팁)(2)이 택일적으로 조출되도록 구성되어 있다.
상기 후방 축(22)의 후방 단부에는, 각각 축방향을 따라서 복수개(이 예에서는 4개)의 가이드 슬릿(24)이 형성되어 있다. 각 가이드 슬릿(24)에는, 슬라이더(25)에 형성된 조작부(25a)가, 상기 후방 축의 외측으로 돌출하고, 각각 축방향으로 슬라이딩 가능하게 배치되어 있다. 그리고, 가이드 슬릿(24)이 형성된 후방 축(22) 내에는, 내통 부재(27)가 수용되어 있고, 이 내통 부재(27)에는 상기 슬라이더(25)를 전진 상태에 걸리게 하는 걸림면(27a) 등이 형성되어 있다.
또한, 상기 내통 부재(27)의 후방 단부는 약간 가는 직경으로 형성되어, 상기 후방 축(22)의 후방 단부로부터 돌출하고 있으며, 이 내통 부재(27)의 돌출 부분을 가리도록 하고, 클립(28)을 일체로 형성한 캡 부재(29)가 감합되어 장착되어 있다.
도 16에 나타내는 것과 같이 슬라이더(25)의 전방 단부가, 잉크 수용관(1)의 후방 단부에 형성된 육후 모양의 압입부(1a)(도 3 참조)에 장착되어 있고, 각각의 잉크 수용관(1)과 슬라이더(25)를 둘러싸도록 하여 리턴 스프링(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 이것에 의해, 각 잉크 수용관(1)과 슬라이더(25)는, 복식 다색 볼펜의 축방향의 후방을 향해 가압된 상태로 배치되어 있다.
이 상태에서, 어느 하나의 슬라이더(25)를, 상기 조작부(25a)를 이용하여 전진 이동시키면, 이 슬라이더(25)의 상기 조작부(25a)는, 상기 내통 부재(27)에 형성된 홈부를 따라서 전진 이동하여 축심 방향으로 빠져 들어간다. 이것에 의해, 슬라이더(25)의 후단 걸림부(25b)가, 상기 내통 부재(27)에 형성된 걸림면(27a)에 걸려진다. 이 때, 상기 슬라이더(25)에 장착된 리필은, 그 자신의 가요성에 의해 적당히 만곡되고, 그 선단부의 볼펜 팁(2)이, 선단구(23)로부터 돌출된 상태로 유지된다.
또한 이 상태에서, 다른 제2 슬라이더(25)를 전진 이동시키면, 이 제2 슬라이더(25)에 형성된 걸림 해제 캠(25c)이, 이미 전진 상태로 걸려져 있는 제1 슬라이더(25)의 피압압 돌기(25b)에 맞닿고, 제1 슬라이더(25)의 후단 걸림부(25b)를 외측으로 밀어 낸다. 이것에 의해, 제1 슬라이더(25)의 걸림 상태가 해제된다.
이 결과, 제1 슬라이더(25)는 앞서 설명한 리턴 스프링의 작용에 의해 후퇴하고, 제2 슬라이더(25)의 후단 걸림부(25b)가, 내통 부재(27)에 형성된 걸림면(27a)에 걸려져, 선단구(23)로부터 조출되는 볼펜 팁(2)의 교환을 행할 수 있다.
한편, 이런 종류의 필기구에서는, 볼펜 리필을 교환함에 있어서는, 후방 축(22)으로부터 전방 축(21)을 떼어낸 상태에서, 축통측의 슬라이더(25)에 감합되어 장착되어 있는 잉크 수용관(1)의 후방 단부를 빼내도록 하여 리필을 떼어내는 조작이 행하여진다. 이 경우, 이용자는 리필 선단의 볼펜 팁(2)을 잡고, 축통측의 슬라이더(25)로부터 잉크 수용관(1)을 빼내는 조작을 행하는 것이 종종 행해진다.
그래서, 필기 팁(2) 혹은 필기 팁을 지지하는 중계 부재(3)와 잉크 수용관(1)과의 접속 부분의 감합력이, 축통측의 슬라이더(25)와 잉크 수용관(1)과의 접속 부분의 감합력보다도 높게 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 필기 팁(2) 혹은 필기 팁을 지지하는 중계 부재(3)와 잉크 수용관(1)과의 접속 부분에 있어서의 결합이 떨어져, 예기치 않게 잉크가 누출되는 문제를 회피할 수 있고, 잉크 수용관(1)을 축통측의 슬라이더(25)로부터 확실히 빼낼 수 있다.
그런데, 도 14~도 16에 나타낸 복식 다색 볼펜에 대해서는, 예를 들면 흑, 적, 청, 녹 등의 다른 색 잉크를 개별로 수용한 필기구용 리필(볼펜 리필)이, 축통 내에 수용된다. 이 경우, 일반적으로 흑색 잉크의 이용 빈도가 높고, 다른 3색 잉크의 이용 빈도는 비교적 낮다.
그래서, 각 필기구용 리필의 잉크 수용관(1)으로서, 외경과 전체 길이가 각각 동일하게 설정된 것을 이용함과 아울러, 이용 빈도가 높은 흑색 잉크를 수용하는 잉크 수용관의 두께를 얇게 설정함으로써, 흑색 잉크의 필기 거리를 길게 설정할 수 있다.
또한, 여기서 설명하는 흑색 잉크란, ISO27668에 준거하고, 필기 각도 60°, 필기력 1N, 속도 4.5m/s의 조건으로 지면상에 필기한 묘선에 있어서, 광의 파장이 380nm 이상 780nm 이하의 전영역에 있어서 흡수가 있고, 적분구형 분광 측색계의 정반사 광성분을 포함하지 않는 측색 방식으로 D50 광원 환경을 이용하여 측색하고, CIE 표색계에 있어서 명도 L*가 25 이하를 나타내는 것이다.
즉, 각 색 잉크의 이용 빈도에 따라서, 잉크 수용관의 두께를 적절히 설정함으로써, 각 색 볼펜 리필의 교환 사이클(다쓴 잉크의 교체 시기)을, 맞추는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 각 색 볼펜 리필 가운데, 가장 이용 빈도의 낮은 색 볼펜 리필(예를 들면, 적색의 리필)의 필기 거리를 "1"로 했을 경우, 가장 이용 빈도가 높은 앞서 설명한 흑색 잉크 리필의 필기 거리를 1.5~2.5배의 범위에서 다르게 함으로써, 각각의 볼펜 리필의 잉크 조각의 시기를 어느 정도 맞추는 것이 가능하게 된다.
이것에 의해, 각 색 볼펜 리필의 잉크를 다량으로 남기지 않고, 한번에 낭비없이 볼펜 리필을 교환할 수 있는 것이 된다.
이상의 설명에서 명확한 것과 같이, 본 발명에 의하면, 수지 소재에 의해 원통 모양으로 형성된 잉크 수용관의 외경 D[mm]와 두께 t[mm]와의 관계를, 특정의 범위로 설정함으로써, 필요한 잉크의 저류량을 확보할 수 있음과 아울러, 필기의 감촉에 위화감이 발생하지 않고, 쾌적한 필기를 계속할 수 있는 필기구용 리필을 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한 이상의 설명에 대해서는, 실시 형태로서 볼펜 리필을 들고 있지만, 본 발명은 볼펜 팁 이외의 다른 필기 팁을 구비한 필기구용 리필에도 이용할 수 있으며, 상기와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
1 : 잉크 수용관 1a : 압입부
1b :　맞닿음부 1c : 축공
2 : 필기 팁(볼펜 팁) 3 : 커플링 부재
3a : 제1 커플링 3b : 제2 커플링(커플링 받이시트)
4 : 잉크 5 : 팔로워
6 : 캡 7 : 필기 볼
8 : 스프링 9 : 역류 방지 기구(역류 방지 볼)
11 : 축경부 12 : 축공
13 : 엣지부 13a : 테이퍼 모양 경사면
13b : 폴링면 14 : 제1 원통면
15 : 제2 원통면 16 : 플랜지부
21 : 전방 축 22 : 후방 축
23 : 선단구 24 : 가이드 슬릿
25 : 슬라이더 27 : 내통 부재
28 : 클립 29 : 캡 부재
31 : 압축반(상) 32 : 압축반(하)
S : 샘플(잉크 수용관)

Claims (8)

  1. 수지 소재에 의해 직선 모양으로 하여 원통 모양으로 형성된 잉크 수용관과, 상기 잉크 수용관의 단부에 장착된 필기 팁을 구비한 필기구용 리필로서,
    상기 잉크 수용관의 외경을 D[mm]라고 하고, 잉크 수용관의 두께를 t[mm]라고 했을 때, [D4-(D-2t)4]의 값이, 45 이상인 것을 특징으로 하는 필기구용 리필.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 잉크 수용관의 단부에는, 내주면을 향하여 육후(肉厚) 모양(두께가 두꺼운 모양)으로 형성되고, 그 중앙부에 축방향으로 관통하는 개구공이 마련된 압입부가 형성됨과 아울러, 상기 압입부에 상기 필기 팁 혹은 필기 팁을 지지하는 중계 부재가 압입되어 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 필기구용 리필.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 잉크 수용관의 단부 내주면에, 필기 팁을 지지한 커플링 부재가 장착되고, 상기 커플링 부재 내에 잉크의 역류 방지 기구가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 필기구용 리필.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 잉크 수용관의 조성 성분에, 프로필렌 호모폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 필기구용 리필.
  5. 청구항 2에 있어서,
    압입부의 두께는 0.5~0.7mm, 압입부의 축방향 길이가 1~6mm인 것을 특징으로 하는 필기구용 리필.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 기재된 복수개의 필기구용 리필이 축통 내에 수용되고, 상기 축통의 선단구로부터 상기 필기구용 리필의 필기 팁이 택일적으로 조출(繰出)되도록 구성한 것을 특징으로 하는 필기구.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 기재된 필기구용 리필이 축통 내에 수용된 필기구로서,
    상기 필기구용 리필에 있어서의 필기 팁 혹은 필기 팁을 지지하는 중계 부재와 잉크 수용관과의 접속 부분의 감합력이, 축통측과 상기 잉크 수용관과의 접속 부분의 감합력보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 필기구.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    복수개의 필기구용 리필이 축통 내에 수용되고, 각 필기구용 리필의 잉크 수용관의 외경과 전체 길이가 동일하게 설정됨과 아울러, 상기 잉크 수용관의 두께를 다르게 함으로써, 서로의 필기구용 리필의 필기 거리를, 1.5~2.5배의 범위로 설정한 것을 특징으로 하는 필기구.
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