KR20230090375A - 볼펜 팁, 볼펜 리필 및 볼펜 - Google Patents

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다쿠미 가지와라
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가부시키가이샤 파이롯트 코포레이숀
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Abstract

볼펜 팁(40)은 직경이 0.5mm 이하인 볼(42)과, 볼을 보유 지지하는 팁 본체(50)를 구비하고, 팁 본체는, 볼을 포지하는 볼 포지실(52)과, 볼 포지실의 후방에 위치하는 후방부 구멍(57)과, 볼 포지실과 후방부 구멍을 연통시키는 잉크 유통 구멍(62)과, 잉크 유통 구멍으로부터 직경 방향(dr)으로 연장되어, 볼 포지실로 개구됨과 함께, 후방부 구멍에 도달하지 않는 잉크 유통 홈(64)을 갖고, 필적 100m당 잉크 소비량 A의 볼의 직경 B에 대한 비(A/B)가 200mg/mm 이상 800mg/mm 이하이며, 잉크 유통 홈의 전단(64a)을 시점 S1로 하고, 잉크 유통 구멍의 전단(62a)으로부터 후방을 향하여 0.3mm의 위치를 종점 S2로 했을 때, 시점부터 종점까지의, 잉크 유통 구멍 및 잉크 유통 홈에 있어서의 제1 공간부(SA)의 체적이, 0.02mm3 이상이다.

Description

볼펜 팁, 볼펜 리필 및 볼펜
본 발명은 볼펜 팁, 볼펜 리필 및 볼펜에 관한 것이다.
종래, 볼펜에 있어서, 볼과, 이 볼을 보유 지지하는 팁 본체를 구비한 볼펜 팁이 이용되고 있다.
JP2002-52884A에는, 볼을 수납하기 위한 볼 포지실과, 볼 포지실의 후방에 위치하는 후방부 구멍과, 볼 포지실과 후방부 구멍을 연통시키는 잉크 유도 구멍과, 잉크 유도 구멍으로부터 직경 방향으로 연장되는 잉크 홈을 구비한 볼펜 팁 및 이 볼펜 팁을 구비한 볼펜이 개시되어 있다.
종래의 볼펜에서는, 필기하지 않고 장기간 방치한 경우에, 볼 포지실 내에서 잉크가 건조되어 고화되는 경우가 있었다.　이 경우, 볼에 잉크가 적절하게 공급되지 않아, 필적이 흐려지거나, 필기를 전혀 할 수 없게 되는 등의 문제가 발생하였다.　따라서, 볼펜 팁에 있어서, 필기하지 않고 장기간 방치한 경우 등에도, 볼 포지실 내에서 잉크가 건조되어 버리는 것을 억제하는 것이 요망되고 있다.
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것이며, 볼펜 팁에 있어서의 잉크의 건조를 억제하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 볼펜 팁은,
직경이 0.5mm 이하인 볼과, 상기 볼을 보유 지지하는 팁 본체를 구비하고,
상기 팁 본체는,
상기 볼을 포지하는 볼 포지실과,
상기 볼 포지실의 후방에 위치하는 후방부 구멍과,
상기 볼 포지실과 상기 후방부 구멍을 연통시키는 잉크 유통 구멍과,
상기 잉크 유통 구멍으로부터 직경 방향으로 연장되어, 상기 볼 포지실로 개구됨과 함께, 상기 후방부 구멍에 도달하지 않는 잉크 유통 홈을 갖고,
필적 100m당 잉크 소비량을 A(mg), 상기 볼의 직경을 B(mm)라 했을 때, 상기 잉크 소비량 A의 상기 볼의 직경 B에 대한 비(A/B)가 200mg/mm 이상 800mg/mm 이하이며,
상기 잉크 유통 홈의 전단을 시점으로 하고, 상기 잉크 유통 구멍의 전단으로부터 후방을 향하여 0.3mm의 위치를 종점으로 했을 때, 상기 시점부터 상기 종점까지의, 상기 잉크 유통 구멍 및 상기 잉크 유통 홈에 있어서의 공간부의 체적이, 0.02mm3 이상이다.
본 발명에 따른 볼펜 팁에 있어서,
상기 시점부터 상기 종점까지의, 상기 잉크 유통 구멍 및 상기 잉크 유통 홈에 있어서의 상기 공간부의 체적이, 상기 팁 본체의 선단부터 상기 시점까지의 상기 볼 포지실에 있어서의 공간부의 체적의 1.5배 이상이어도 된다.
본 발명에 따른 볼펜 팁에 있어서,
상기 잉크 유통 구멍의 내경은, 상기 볼의 직경의 40％ 이상이어도 된다.
본 발명에 따른 볼펜 팁에 있어서,
상기 잉크 유통 구멍의 길이는, 상기 볼의 직경의 90％ 이하여도 된다.
본 발명에 따른 볼펜 팁에 있어서,
상기 잉크 유통 구멍에 있어서의, 상기 잉크 유통 홈이 형성되어 있지 않은 영역의 길이는, 상기 볼의 직경의 90％ 이하여도 된다.
본 발명에 따른 볼펜 팁에 있어서,
스프링부와, 상기 스프링부로부터 전방으로 연장되어, 상기 볼에 후방으로부터 맞닿는 로드부를 갖는 탄발 부재를 더 구비해도 된다.
본 발명에 따른 볼펜 팁에 있어서,
상기 팁 본체에 대한 상기 볼의 전후 방향의 가동 범위는, 0.015mm 이상 0.06mm 이하여도 된다.
본 발명에 따른 볼펜 리필은,
상술한 볼펜 팁과,
잉크를 수용하는 잉크 수용통을 구비한다.
본 발명에 따른 볼펜 리필에 있어서,
상기 잉크는 열 변색성 잉크여도 된다.
본 발명에 따른 볼펜은,
상술한 볼펜 리필을 구비한다.
본 발명에 의하면, 볼펜 팁에 있어서의 잉크의 건조를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태를 설명하기 위한 도면이며, 볼펜 팁을 갖는 볼펜 리필이 내장된 볼펜의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 도 1의 볼펜 팁을 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 3은 볼펜 팁의 선단 부근을 더 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선에 대응하는 횡단면도이다.
도 5는 볼펜 팁의 잉크 유통 구멍 및 잉크 유통 홈에 있어서의 공간부의 체적의 계산 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 제2 실시 형태를 설명하기 위한 도면이며, 볼펜 팁을 갖는 볼펜 리필이 내장된 볼펜의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 7은 도 6의 볼펜 팁을 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 8은 도 6의 볼펜 팁의 선단 부근을 더 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX선에 대응하는 횡단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.　또한, 본 명세서에 첨부하는 도면에 있어서는, 도시와 이해의 용이성의 편의상, 적절히 축척 및 종횡의 치수비 등을, 실물의 그것들로부터 변경하여 과장하고 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 사용하는, 형상이나 기하학적 조건 그리고 그것들의 정도를 특정하는, 예를 들어 「평행」, 「직교」, 「동일」 등의 용어나 길이나 각도의 값 등에 대해서는, 엄밀한 의미에 얽매이지 않고, 마찬가지의 기능을 기대할 수 있을 정도의 범위를 포함하여 해석하는 것으로 한다.
본 명세서에서는, 볼펜(10)의 중심축선 A가 연장되는 방향(길이 방향, 종단면도에 있어서의 상하 방향)을 축 방향 da, 중심축선 A와 직교하는 방향을 직경 방향 dr, 중심축선 A 주위의 원주를 따른 방향을 주위 방향 dc라 한다.　또한, 축 방향 da를 따라, 필기할 때 지면 등의 피필기면에 근접하는 측을 전방이라 하고, 피필기면으로부터 이격되는 측을 후방이라 한다.　즉, 펜촉 측이 전방이며, 펜촉과 반대 측이 후방이다.
제1 실시 형태
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태를 설명하기 위한 도면이며, 볼펜(10)의 일례를 나타내는 단면도이다.　본 실시 형태에서는, 볼펜(10)이 소위 사이드 노크식의 볼펜인 예에 대하여 설명한다.　볼펜(10)은 축통(20)과, 축통(20) 내에 내장된 볼펜 리필(30)과, 볼펜 리필(30)의 선단을 축통(20)으로부터 출몰시키기 위한 출몰 기구(12)와, 필적을 마찰하기 위한 마찰 부재(14)와, 클립(16)을 구비하고 있다.
축통(20)은 전방축(21)과, 전방축(21)에 연결된 후방축(25)과, 후방축(25)의 후단부에 설치된 후단 캡(28)과, 전방축(21)의 외면을 둘러싸서 배치된 그립 부재(29)를 포함하고 있다.　전방축(21)은 전단에 마련되어, 볼펜 리필(30)의 볼펜 팁(40)의 선단부가 출몰 가능한 개구부(22)와, 전방 영역의 내면에 마련된 제1 걸림 결합부(23)와, 후방 영역의 외면에 마련된 수나사부(24)를 갖고 있다.　후방축(25)은 전방 영역의 내면에 마련된 암나사부(26)를 갖고 있다.　전방축(21)의 수나사부(24)와 후방축(25)의 암나사부(26)가 나사 결합함으로써, 전방축(21)과 후방축(25)이 서로 결합된다.　후단 캡(28)은 후방축(25)의 후단부에 끼워 부착되어 있다.　그립 부재(29)는 사용자가 볼펜(10)으로 필기를 행할 때, 손가락으로 붙잡는 것이 의도되어 있다.　전방축(21), 후방축(25) 및 후단 캡(28)은 예를 들어 수지로 형성되고, 그립 부재(29)는 예를 들어 고무로 형성된다.
본 실시 형태에서는, 클립(16)이 노크 시에 사용자에 의해 조작되는 조작부로서 기능한다.　축통(20)에는, 축 방향 da로 연장되어 축통(20)의 벽부를 관통하는 슬라이드 구멍(27)이 마련되어 있다.　슬라이드 구멍(27)은 후방축(25)의 후방 영역과 후단 캡(28)의 전단부에 걸쳐서 마련되어 있다.　도시된 예에서는, 클립(16)이 슬라이드 구멍(27)을 통과하여 축통(20) 내로부터 축통(20) 밖까지 연장되어 있다.　클립(16)의 축 방향 da의 이동 범위는, 슬라이드 구멍(27)의 전단 및 후단에 의해 획정될 수 있다.
볼펜 리필(30)은 축통(20) 내에 출몰 가능하게 수용되어 있다.　볼펜 리필(30)은 잉크를 수용하는 잉크 수용통(32)과, 잉크 수용통(32)의 전방에 배치된 팁 홀더(34)와, 팁 홀더(34)의 전방에 배치된 볼펜 팁(40)을 포함하고 있다.　도 1에 도시된 예에서는, 팁 홀더(34)의 후단부가 잉크 수용통(32)의 전단부 내에 삽입되고, 볼펜 팁(40)의 후단부가 팁 홀더(34)의 전단부 내에 삽입되어 있다.　볼펜 리필(30)은 전방 영역의 외면에 마련된 제2 걸림 결합부(36)를 갖는다.　도시된 예에서는, 제2 걸림 결합부(36)는 팁 홀더(34)의 외면에 마련되어 있다.　볼펜 리필(30)이 조립된 상태에 있어서, 볼펜 리필(30)의 제2 걸림 결합부(36)는 전방축(21)의 제1 걸림 결합부(23)보다 후방에 위치하고 있고, 제1 걸림 결합부(23)와 제2 걸림 결합부(36) 사이에는, 코일 스프링(18)이 압축 상태로 배치되어 있다.　이에 의해, 코일 스프링(18)은 볼펜 리필(30)을 후방으로 가압한다.
잉크로서는, 볼펜에 사용 가능한 잉크가 특별히 제한 없이 사용될 수 있다.　일례로서, 잉크로서 열 변색성 잉크를 사용할 수 있다.　열 변색성 잉크는, 가역 열 변색성 잉크여도 된다.　가역 열 변색성 잉크로서는, 일례로서, 가열에 의해 발색 상태로부터 소색 상태로 변화하고, 냉각에 의해 소색 상태로부터 발색 상태로 변화하는 가열 소색형의 가역 열 변색성 잉크가 사용될 수 있다.
구체적으로는, 전단 감점성을 갖는 수성 겔 잉크, 저점도의 수성 잉크, 저점도의 유성 잉크, 고점도의 유성 잉크, 에멀션 잉크 등, 볼펜 팁의 종류에 따라 범용의 잉크를 적용할 수 있다.　그 중에서도, 전단 감점성을 갖는 수성 겔 잉크가 특히 효과적이다.
또한, 전단 감점성을 갖는 수성 겔 잉크에 있어서, 색재는 특별히 한정되지 않고, 염료, 안료, 금속 광택 조안료, 형광 안료, 산화티탄, 열 변색성 안료 등을 사용할 수 있다.　특히 잉크에 안료 고형분이 10중량％ 이상 포함되는 경우, 볼펜 팁 내에 있어서 건조, 고화되기 쉽기 때문에, 본 실시 형태의 효과가 보다 발휘될 수 있다.　또한, 필적 농도로서 안료 고형분이 10중량％ 이상 필요한 산화티탄이나 열 변색성 안료를 잉크로서 사용하는 경우에는, 본 실시 형태의 효과가 더 발휘될 수 있다.
전단 감점성을 갖는 수성 겔 잉크에 있어서 그 점도는, 20℃의 환경하에 있어서, 전단 속도 3.84sec-1의 조건에서 측정한 경우, 1 내지 2000MPa·s인 것이 바람직하고, 3 내지 1500MPa·s인 것이 보다 바람직하고, 500 내지 1000MPa·s인 것이 더욱 바람직하다.　또한, 20℃의 환경하에 있어서, 전단 속도 384sec-1의 조건에서 측정한 경우, 볼펜의 펜촉으로부터의 잉크 토출성을 양호하게 할 수 있다는 점에서, 점도는, 1 내지 200MPa·s인 것이 바람직하고, 10 내지 100MPa·s인 것이 보다 바람직하고, 20 내지 50MPa·s인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 점도는, 레오미터〔TA 인스트루먼츠사제, 제품명: Discovery HR-2, 콘플레이트(직경 40mm, 각도 1°)〕를 사용하여, 잉크를 20℃의 환경하에 두고, 전단 속도 3.84sec-1, 또는 전단 속도 384sec-1의 조건에서 측정한 값이다.
본 발명에 따른 잉크 조성물을 수성 볼펜에 충전한 경우, 그 볼 지름(직경)과 잉크 소비량은 특정 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.　구체적으로는, 수성 볼펜의 100m당 잉크 소비량을 A(mg), 상기 볼 직경을 B(mm)라 한 경우, 200≤A/B≤800의 관계로 하는 것이 바람직하고, 300≤A/B≤700의 관계로 하는 것이 보다 바람직하다.　이는, 볼 직경에 대하여, 적정한 범위의 잉크 소비량으로 함으로써, 잉크 유동성을 양호하게 하고, 필적 흐림 등을 억제하여 양호한 필적이 얻어지기 쉽기 때문이다.
본 실시 형태의 마찰 부재(14)는 잉크에 의한 필적을 마찰하기 위한 부재이다.　잉크가 열 변색성 잉크인 경우, 마찰 부재(14)는 필적이 형성된 종이 등의 피필기면을 마찰하여, 필적을 형성하는 잉크를 마찰열에 의해 가열하는 기능을 갖는 마찰 부재로 할 수 있다.　이 경우, 마찰 부재(14)는 예를 들어 탄성 재료로 형성할 수 있다.　마찰 부재(14)는 후단 캡(28)에, 압입, 걸림 결합, 나사 결합, 끼워 맞춤, 접착, 2색 성형 등에 의해 고정될 수 있다.　또한, 잉크가 열 변색성을 갖지 않는 잉크인 경우에는, 마찰 부재(14)는 일례로서, 필적이 형성된 종이 등의 피필기면을 마찰함으로써 당해 필적을 삭제하는 부재, 예를 들어 모래 지우개여도 된다.
출몰 기구(12)는 볼펜(10)을 전방축(21)의 개구부(22)로부터 볼펜 팁(40)의 선단부가 돌출되는 노크 상태와, 개구부(22)로부터 볼펜 팁(40)의 선단부가 몰입되는 비노크 상태를 교대로 전환하기 위한 기구이다.　도 1에서는, 볼펜(10)이 노크 상태에 있어서 도시되어 있다.　비노크 상태에서는, 코일 스프링(18)의 탄발력에 의해, 볼펜 리필(30)이 후방을 향하여 가압되고, 이에 의해, 볼펜 팁(40)의 선단부는 개구부(22)로부터 몰입되어 있다.　사용자가 손가락으로 클립(16)을 전방으로 밀어 슬라이드시키면, 볼펜 리필(30)이 전방을 향하여 이동하고, 볼펜 팁(40)의 선단부가 개구부(22)로부터 전방으로 돌출된다.　사용자가 클립(16)으로부터 손가락을 떼어도, 볼펜 리필(30)은 볼펜 팁(40)의 선단부가 개구부(22)로부터 전방으로 돌출된 상태를 유지한다.　다시, 사용자가 손가락으로 클립(16)을 전방으로 밀어 슬라이드시키면, 볼펜 리필(30)이 전방을 향하여 미소 거리만큼 이동한다.　사용자가 클립(16)으로부터 손가락을 떼거나 또는 클립(16)에 대한 전방으로의 압박력을 풀면, 코일 스프링(18)의 탄발력에 의해, 볼펜 리필(30)이 후방을 향하여 가압되어, 볼펜 팁(40)의 선단부가 개구부(22)로부터 몰입된다.　이러한 출몰 동작을 실현하는 출몰 기구(12)는 공지이므로 상세한 설명은 생략한다.　일례로서, 출몰 기구(12)로서, 일본 특허 공개 제2012-6315호 공보에 개시된 출몰 기구를 사용하는 것이 가능하다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 볼펜 팁(40)에 대하여 더 설명한다.　도 2는 볼펜 팁(40)을 확대하여 나타내는 종단면도이고, 도 3은 볼펜 팁(40)의 선단 부근을 더 확대하여 나타내는 종단면도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV선에 대응하는 횡단면도이다.
볼펜 팁(40)은 볼(42)과, 볼(42)을 보유 지지하는 팁 본체(50)를 구비하고 있다.　팁 본체(50)는 예를 들어 스테인리스강 등의 금속 재료로 형성된다.　내식성 등을 고려하면, 팁 본체(50)는 스테인리스강으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 볼(42)은 예를 들어 텅스텐 카바이드계 초경재 등의 금속 재료로 형성된다. 볼(42)의 직경은, 예를 들어 0mm를 초과하여 0.5mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 볼(42)의 직경은, 0.2mm 이상 0.5mm 이하로 할 수 있다.　팁 본체(50)는 잉크 수용통(32) 내에 수용된 잉크를 볼(42)로 유도하는 기능을 갖는다.　필기 시에, 사용자가 볼(42)을 종이 등의 피필기면에 압박한 채 피필기면 상을 이동시킴으로써, 볼(42)은 피필기면 상에서 회전한다.　이에 의해, 볼(42)에 부착된 잉크가 피필기면에 전사된다.　그리고, 전사된 잉크에 의해 피필기면 상에 필적이 형성된다.　또한, 잉크로서, 볼(42)의 회전에 의해 점도가 저하되는 수성의 전단 감점성 잉크를 사용한 경우에는, 피필기면 상에서의 볼(42)의 회전에 따라, 볼(42)에 부착된 잉크가 피필기면으로 침투한다.　그리고, 침투한 잉크에 의해 피필기면 상에 필적이 형성된다.
팁 본체(50)는 예를 들어 절삭 가공에 의해 제작된다.　이때, 팁 본체(50)의 내면에 제작 시의 절삭에 의한 버어 등이 잔존하고 있으면, 이 버어에 의해 팁 본체(50) 내에 있어서의 잉크의 흐름이 저해될 우려가 있다.　이 문제를 해결하기 위해서는, 팁 본체(50)를 절삭 가공으로 제작한 후에, 팁 본체(50)의 내면에 클리닝을 행하는 것을 생각할 수 있다.　이 클리닝에 의해, 버어가 제거됨과 함께, 팁 본체(50)의 내면의 표면 조도(산술 평균 조도 Ra)가 작아져, 내면이 경면화된다.　그러나, 본건 발명자들의 검토에 의해, 팁 본체(50)의 내면에 클리닝을 행해도, 팁 본체(50) 내에 있어서의 잉크의 흐름이 크게 개선되지 않는 경우가 있다는 것을 알 수 있었다.　이는, 잉크로서 수성 잉크나 수성의 전단 감점성 잉크 등의 수계의 잉크를 사용한 경우, 스테인리스강에 있어서는, 표면의 조도가 예를 들어 산술 평균 조도 Ra가 10nm 미만인 경면과 비교하여 큰 표면 조도를 갖는 표면 쪽이, 당해 표면에 있어서의 잉크의 접촉각이 커짐과 함께 잉크의 퍼짐이 억제되어, 잉크가 흐르기 쉬워지기 때문이라고 추측된다.　따라서, 팁 본체(50)에 있어서의, 후술하는 제1 공간부 SA를 구성하는 내면, 후술하는 제2 공간부 SB를 구성하는 내면 및 후술하는 제3 공간부 SC를 구성하는 내면 중 적어도 하나의 표면 조도는, JIS B0601:2013에 규정되는 산술 평균 조도 Ra로 10nm 이상 1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 100nm 이상 500nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 100nm 이상 150nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)은 볼(42)을 전방으로 가압하기 위한 탄발 부재(44)를 갖고 있다.　도 2에 도시된 예에서는, 탄발 부재(44)는 스프링부(46)와, 스프링부(46)로부터 전방으로 연장되어, 볼(42)에 후방으로부터 맞닿는 로드부(48)를 갖고 있다.　스프링부(46)는 예를 들어 코일 스프링으로 구성된다.　로드부(48)의 후단은 스프링부(46)에 접속되어 있고, 로드부(48)의 전단은 볼(42)에 후방으로부터 맞닿아 있다.　도시된 예에서는, 스프링부(46)의 후단이 팁 홀더(34)에 맞닿아 있다.　이 상태에 있어서, 스프링부(46)는 압축 상태에 있고, 스프링부(46)가 신장하는 방향으로 가압력을 발생시키고 있다.　로드부(48)는 스프링부(46)의 가압력을 볼(42)에 전달한다.　이에 의해, 볼(42)에는, 볼(42)을 전방으로 가압하는 힘이 항상 작용하게 된다.　로드부(48)의 직경 D2는, 예를 들어 0.01mm 이상 0.3mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 직경 D2는, 0.05mm 이상 0.2mm 이하로 할 수 있다.
팁 본체(50)는 볼 포지실(52)과, 후방부 구멍(57)과, 잉크 유통 구멍(62)과, 잉크 유통 홈(64)을 갖고 있다.　볼 포지실(52)은 볼(42)을 포지하는 기능을 가짐과 함께, 당해 볼 포지실(52) 내에 잉크를 보유 지지하여, 볼(42)에 잉크를 부착시키는 기능을 갖는다.　볼 포지실(52)은 팁 본체(50)의 전단으로부터 후방을 향하여 형성된 구멍부로 구성된다.　볼 포지실(52)은 후방벽(54)을 갖고 있다.　후방벽(54)은 볼 포지실(52)의 후방 부분을 획정하는 벽이다.　팁 본체(50)의 중심축선은, 볼펜(10)의 중심축선 A와 일치하고 있다.　따라서, 본 명세서에서는, 팁 본체(50)의 중심축선을, 중심축선 A라고 표기하기도 한다.　볼 포지실(52) 내에 볼(42)을 배치한 후에, 팁 본체(50)의 선단부가 내측(중심축선 A측)을 향하여 변형되도록 코오킹됨으로써, 볼(42)이 볼 포지실(52)에 포지된다.　따라서, 팁 본체(50)는 선단부에 내측(중심축선 A측)을 향하여 변형된 코오킹부(56)를 갖고 있다.
볼 포지실(52) 내에 있어서, 볼(42)은 전후 방향으로 이동 가능하다.　도 3에 있어서, 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 후방에 위치할 때의 볼(42)이 실선으로 표시되고, 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 전방에 위치할 때의 볼(42)이 이점쇄선으로 표시되어 있다.　비필기 시에 있어서, 탄발 부재(44)의 가압력에 의해, 볼(42)은 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 전방에 위치하여, 팁 본체(50)의 코오킹부(56)에 맞닿는다.　이때, 볼(42)과 코오킹부(56) 사이의 간극이 시일된다.　이에 의해, 비필기 시의 잉크의 유출이 억제됨과 함께, 볼 포지실(52) 내의 잉크의 건조가 억제된다.　볼펜(10)으로 필기를 행할 때에는, 필압에 의한 후방으로의 힘이 볼(42)에 작용함으로써, 탄발 부재(44)의 가압력에 저항하여 볼(42)이 후방으로 이동하여, 볼(42)과 코오킹부(56) 사이에 간극이 발생한다.　볼(42)이 피필기면 상에서 회전함으로써, 볼(42)에 부착된 잉크가 이 간극을 통해 볼 포지실(52)로부터 피필기면으로 운반되어, 피필기면에 부착된다.　또한, 볼(42)이 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 후방에 위치할 때, 볼(42)은 후방벽(54)과 잉크 유통 구멍(62)의 합류 부분(잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a))에 맞닿는다.　팁 본체(50)에 대한 볼(42)의 전후 방향의 가동 범위(클리어런스) C는, 예를 들어 0.015mm 이상 0.06mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 볼(42)의 가동 범위 C는, 0.020mm 이상 0.05mm 이하로 할 수 있다.
후방부 구멍(57)은 볼 포지실(52)의 후방에 위치하여, 축 방향 da를 따라 연장되어 있다.　후방부 구멍(57)은 팁 홀더(34)를 개재하여 잉크 수용통(32)과 연통하고 있고, 잉크 수용통(32)으로부터 볼 포지실(52)로 향하는 잉크의 유로로서 기능한다.　후방부 구멍(57)은 팁 본체(50)의 후단으로부터 전방을 향하여 형성된 구멍부로 구성된다.　후방부 구멍(57)은 원기둥상으로 형성된 구멍부를 포함하고 있다.　후방부 구멍(57)의 중심축선은, 팁 본체(50)의 중심축선 A와 일치하고 있다.　후방부 구멍(57)은 서로 직경이 다른 복수의 원기둥상의 구멍부를 포함하고 있고, 각각의 원기둥상의 구멍부의 직경은, 후방을 향함에 따라 커지고 있다.
잉크 유통 구멍(62)은 볼 포지실(52)과 후방부 구멍(57) 사이에 위치하여, 볼 포지실(52)과 후방부 구멍(57)을 연통시킨다.　잉크 유통 구멍(62)은 축 방향 da를 따라 직선상으로 연장되어 있다.　도시된 예에서는, 잉크 유통 구멍(62)은 원기둥상의 형상을 갖는 관통 구멍이다.　잉크 유통 구멍(62)은 후방부 구멍(57)으로부터 볼 포지실(52)로 향하는 잉크의 유로로서 기능한다.　잉크 유통 구멍(62)의 내경(직경) D1은, 예를 들어 볼(42)의 직경의 40％ 이상 90％ 이하로 할 수 있다. 바람직하게는, 내경 D1은, 볼(42)의 직경의 50％ 이상 80％ 이하로 할 수 있다.　또한, 내경 D1은, 예를 들어 0.2mm 이상 0.45mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 내경 D1은, 0.25mm 이상 0.4mm 이하로 할 수 있다.　잉크 유통 구멍(62)의 중심축선은, 팁 본체(50)의 중심축선 A와 일치하고 있다.　따라서, 팁 본체(50)의 중심축선 A부터 잉크 유통 구멍(62)의 주위벽까지의 거리 R1은, 잉크 유통 구멍(62)의 반경에 일치한다.
또한, 잉크 유통 구멍(62)의 길이 L1은, 예를 들어 볼(42)의 직경의 0％를 초과하여 90％ 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 길이 L1은, 볼(42)의 직경의 40％ 이상 80％ 이하로 할 수 있다.　또한, 길이 L1은, 예를 들어 0mm를 초과하여 0.45mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 길이 L1은, 0.2mm 이상 0.4mm 이하로 할 수 있다.　여기서, 잉크 유통 구멍(62)의 길이 L1은, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)부터 잉크 유통 구멍(62)의 후단(62b)까지의, 축 방향 da를 따른 길이이다.　도시된 예에서는, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)은 내경 D1을 갖는 부분 중 가장 전방에 위치하는 부분이며, 잉크 유통 구멍(62)의 후단(62b)은 내경 D1을 갖는 부분 중 가장 후방에 위치하는 부분이다.　잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)은 볼(42)이 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 후방에 위치할 때, 볼(42)과 맞닿는다.　잉크 유통 구멍(62)이 이러한 치수 D1 및/또는 L1을 갖고 있으면, 잉크 유통 구멍(62)을 통한 잉크의 유통량을 적절하게 확보할 수 있다.
잉크 유통 홈(64)은 잉크 유통 구멍(62)으로부터 직경 방향 dr로 연장되어, 볼 포지실(52)로 개구되는 홈이다.　잉크 유통 홈(64)은 잉크 유통 구멍(62)과 볼 포지실(52)에 연통하고 있다.　한편, 잉크 유통 홈(64)은 후방부 구멍(57)에는 도달하고 있지 않다.　잉크 유통 홈(64)의 전단(64a)은 볼 포지실(52)의 후방벽(54)에 위치한다.　또한, 잉크 유통 홈(64)의 후단(64b)은 잉크 유통 구멍(62)의 주위벽에 위치한다.　팁 본체(50)가 이러한 잉크 유통 홈(64)을 갖고 있음으로써, 볼(42)이 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 후방에 위치하여, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)에 맞닿아 있는 경우(도 3 참조)에도, 볼(42)과 잉크 유통 홈(64)의 전단(64a) 사이에 간극이 형성되어, 잉크가, 잉크 유통 구멍(62)으로부터 잉크 유통 홈(64)을 통해 볼 포지실(52)로 흐를 수 있다.
잉크 유통 홈(64)은 잉크 유통 구멍(62)과 대향하는 주위벽(66)을 갖고 있다.　주위벽(66)은 잉크 유통 홈(64)의 직경 방향 dr의 외측의 윤곽을 획정하는 벽이다.　주위벽(66)은 주부(67)와, 주부(67)의 후방에 위치하는 경사부(68)를 포함한다.　도 3 및 도 4에 도시된 예에서는, 주부(67)는 축 방향 da 및 주위 방향 dc의 양쪽을 따라 연장되어 있다.　경사부(68)는 주부(67)와 잉크 유통 구멍(62)을 접속한다.　경사부(68)는 후방을 향함에 따라, 잉크 유통 구멍(62)에 근접하도록, 축 방향 da 및 직경 방향 dr의 양쪽에 대하여 경사진 방향으로 연장되어 있다.　팁 본체(50)의 중심축선 A부터 잉크 유통 홈(64)의 주위벽(66)(주부(67))까지의 거리 R2는, 예를 들어 볼(42)의 직경의 40％ 이상 200％ 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 거리 R2는, 볼(42)의 직경의 60％ 이상 150％ 이하로 할 수 있다.　또한, 거리 R2는, 예를 들어 0.2mm 이상 1mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 거리 R2는, 0.3mm 이상 0.7mm 이하로 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 잉크 유통 홈(64)은 후방부 구멍(57)에는 도달하고 있지 않다.　따라서, 잉크 유통 구멍(62)은 잉크 유통 홈(64)의 후방에, 잉크 유통 홈(64)이 형성되어 있지 않은 영역을 갖고 있다.　이 영역은, 후방부 구멍(57)으로부터 볼 포지실(52)에 이르는 잉크의 유로에 있어서, 중심축선 A와 직교하는 단면의 면적이 가장 작은 영역이다.　본건 발명자들의 검토에 의하면, 이 영역의 축 방향 da를 따른 길이는, 팁 본체(50) 내의 잉크의 유로에 있어서의 잉크의 유통량에 영향을 준다.　팁 본체(50) 내에 있어서, 적절한 잉크 유량을 확보하기 위해, 잉크 유통 구멍(62)에 있어서의, 잉크 유통 홈(64)이 형성되어 있지 않은 영역의 길이 L2를, 예를 들어 볼(42)의 직경의 20％ 이상 80％ 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 길이 L2는 볼(42)의 직경의 40％ 이상 60％ 이하로 할 수 있다.　또한, 길이 L2는 예를 들어 0.1mm 이상 0.4mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 길이 L2는 0.2mm 이상 0.3mm 이하로 할 수 있다.　또한, 길이 L2는 잉크 유통 홈(64)의 후단(64b)부터 잉크 유통 구멍(62)의 후단(62b)까지의 길이로서 정의된다.
또한, 잉크 유통 홈(64)에 있어서의 축 방향 da 및 직경 방향 dr의 양쪽에 직교하는 방향을 따른 폭 W는 예를 들어 0.01mm 이상 0.15mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 폭 W는 0.05mm 이상 0.1mm 이하로 할 수 있다.
팁 본체(50)는 1개의 잉크 유통 홈(64) 또는 복수의 잉크 유통 홈(64)을 갖고 있다.　팁 본체(50)가 복수의 잉크 유통 홈(64)을 갖고 있는 경우, 각 잉크 유통 홈(64)은 주위 방향 dc를 따라 서로 등각도 간격을 가지고 배치되어도 된다. 도 4에 도시된 예에서는, 팁 본체(50)는 주위 방향 dc를 따라 서로 등각도 간격을 가지고 배치된 4개의 잉크 유통 홈(64)을 갖고 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 볼펜에서는, 필기하지 않고 장기간 방치한 경우에, 볼 포지실 내에서 잉크가 건조되어 고화되는 경우가 있었다.　이 경우, 볼에 잉크가 적절하게 공급되지 않아, 필적이 흐려지거나, 필기를 전혀 할 수 없게 되는 등의 문제가 발생하였다.　이 문제를 개선하는 방법에 대하여 본건 발명자들이 예의 검토를 진행한바, 잉크 유통 홈(64)의 전단(64a)을 기점으로 하여 후방을 향하여 계측한, 잉크 유통 구멍(62) 및 잉크 유통 홈(64)에 있어서의 공간부(제1 공간부) SA의 체적이, 소정의 값 이상인 경우에, 볼 포지실(52) 내에서의 잉크의 건조를 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 알아냈다.　이하, 이 공간부 SA에 대하여 설명한다.
잉크 유통 홈(64)의 전단(64a)을 공간부 SA의 시점 S1이라 한다.　잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)으로부터 후방을 향하여 측정한 거리 L3이 0.3mm인 위치를 종점 S2라 한다.　그리고, 시점 S1부터 종점 S2까지의, 잉크 유통 구멍(62) 및 잉크 유통 홈(64)에 있어서의 공간부 SA의 체적을 정의한다.　도 3에서는, 공간부 SA의 시점 S1부터 종점 S2까지의 축 방향 da를 따른 길이가 L4로 표시되어 있다.
공간부 SA는, 이하의 조건에 있어서 정의된다.　볼(42)은 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 후방에 위치하여, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)에 맞닿아 있는 상태에 있는 것으로 한다.　또한, 이 경우, 볼(42)의 일부가 잉크 유통 구멍(62) 내에 위치한다.　볼 포지실(52) 내의 공간은, 공간부 SA에는 포함시키지 않는다. 길이 L4 내에 위치해도, 잉크에 의해 충전되지 않은 부분은, 공간부 SA에는 포함시키지 않는다.　잉크에 의해 충전되지 않은 부분은, 예를 들어 볼(42)이 차지하는 부분 및 탄발 부재(44)가 차지하는 부분이다.　구체적으로는, 볼(42)이 차지하는 부분이란, 볼(42) 중, 잉크 유통 구멍(62) 내에 위치하는 부분이다.　또한, 탄발 부재(44)가 차지하는 부분이란, 탄발 부재(44)의 로드부(48) 중, 공간부 SA의 시점 S1부터 종점 S2까지의 사이에 위치하는 부분이다.　보다 상세하게는, 탄발 부재(44)가 차지하는 부분이란, 로드부(48)의 전단부터 종점 S2까지의 사이의 부분이다.　이상의 조건에 있어서 공간부 SA가 정의되고, 이 공간부 SA의 체적을 산출할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 공간부 SA의 체적은, 0.02mm3 이상으로 할 수 있다. 바람직하게는, 공간부 SA의 체적은, 0.02mm3 이상 0.08mm3 이하로 할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 공간부 SA의 체적은, 0.25mm3 이상 0.05mm3 이하로 할 수 있다.
본건 발명자들은, 볼(42)의 후방 또한 볼(42)에 가까운 영역에 존재하는 잉크의 양을 충분히 확보함으로써, 볼 포지실(52) 내에서의 잉크의 건조를 억제할 수 있다는 것을 알아냈다.　그리고, 가일층의 검토에 의해, 특히 잉크 유통 홈(64)의 전단(64a)을 시점으로 하고 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)으로부터 후방을 향하여 0.3mm의 위치를 종점으로 했을 때의 시점부터 종점까지의 사이의 영역에 있어서의 잉크 유통 구멍(62) 및 잉크 유통 홈(64)의 공간부 SA의 체적이, 볼 포지실(52) 내의 잉크의 건조성에 큰 영향을 주고 있다는 것을 알아냈다.　이에 의해, 잉크 유통 구멍(62) 및 잉크 유통 홈(64)의 형상이나 치수에 관계없이, 공간부 SA의 체적에 기초하여 볼 포지실(52) 내의 잉크의 건조성을 제어할 수 있다는 것이 밝혀졌다.　이는, 볼 포지실(52) 내의 잉크는, 타흔이나 섬유 등에 의해, 비필기 시에도 팁의 선단부(코오킹부(56))와 볼(42) 사이에 미소한 간극이 발생함으로써 건조되기 쉽지만, 공간부 SA의 체적이 충분히 확보되어 있는 경우에는, 볼 포지실(52)보다 후방에 위치하는 당해 공간부 SA 내에 존재하는 충분한 양의 잉크에 의해 습윤됨으로써, 볼 포지실(52) 내의 잉크의 건조를 억제할 수 있기 때문이라고 생각된다.　또한, 본건 발명자들은, 공간부 SA의 체적의 수치 범위에 대하여 더 검토를 진행하여, 적절한 수치 범위로서 상기의 범위를 특정하였다.　이러한, 공간부 SA의 체적에 기초하여 볼 포지실(52) 내의 잉크의 건조성이 제어 가능하다는 기술 사상은 종래 알려져 있지 않아, 본건 발명은 종래 기술에 대하여 큰 기술적 공헌도를 갖고 있는 것이라고 할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 시점 S1로부터, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)으로부터 축 방향 da의 후방을 향하여 볼(42)의 직경의 60％의 길이의 위치까지의, 잉크 유통 구멍(62) 및 잉크 유통 홈(64)에 있어서의 공간부(제2 공간부 SB)를 이하의 조건에 있어서 정의한다.　볼(42)은 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 후방에 위치하여, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)에 맞닿아 있는 상태에 있는 것으로 한다.　또한, 이 경우, 볼(42)의 일부가 잉크 유통 구멍(62) 내에 위치한다.　볼 포지실(52) 내의 공간은, 공간부 SB에는 포함시키지 않는다.　길이 L4 내에 위치해도, 잉크에 의해 충전되지 않은 부분은, 공간부 SB에는 포함시키지 않는다.　잉크에 의해 충전되지 않은 부분은, 예를 들어 볼(42)이 차지하는 부분 및 탄발 부재(44)가 차지하는 부분이다.　구체적으로는, 볼(42)이 차지하는 부분이란, 볼(42) 중, 잉크 유통 구멍(62) 내에 위치하는 부분이다.　또한, 탄발 부재(44)가 차지하는 부분이란, 탄발 부재(44)의 로드부(48) 중, 시점 S1로부터, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)으로부터 축 방향 da의 후방을 향하여 볼(42)의 직경의 60％의 길이의 위치까지의 사이에 위치하는 부분이다.　보다 상세하게는, 탄발 부재(44)가 차지하는 부분이란, 로드부(48)의 전단으로부터, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)으로부터 축 방향 da의 후방을 향하여 볼(42)의 직경의 60％의 길이의 위치까지의 사이의 부분이다.　이상의 조건에 있어서 공간부 SB가 정의되고, 이 공간부 SB의 체적을 산출할 수 있다.
본건 발명자들은, 잉크 유통 홈(64)의 전단(64a)을 시점으로 하여 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)으로부터 후방을 향하여 볼(42)의 직경의 60％의 길이의 위치까지의 사이의 영역에 있어서의 잉크 유통 구멍(62) 및 잉크 유통 홈(64)의 공간부 SB의 체적도, 공간부 SA의 체적과 마찬가지로, 볼 포지실(52) 내의 잉크의 건조성에 큰 영향을 주고 있다는 것을 알아냈다.　이에 의해, 잉크 유통 구멍(62) 및 잉크 유통 홈(64)의 형상이나 치수에 관계없이, 공간부 SB의 체적에 기초하여 볼 포지실(52) 내의 잉크의 건조성을 제어할 수 있다는 것이 밝혀졌다.　구체적으로는, 팁 본체(50)의 선단(50a)부터 시점 S1까지의 볼 포지실(52)에 있어서의 공간부 SC를 정의하고, 공간부 SC의 체적에 대한 공간부 SB의 체적의 비가 어떤 범위 내에 있는 경우에, 볼 포지실(52) 내의 잉크의 건조성을 제어할 수 있다는 것을 밝혔다.
팁 본체(50)의 선단(50a)부터 시점 S1까지의 볼 포지실(52)에 있어서의 공간부(제3 공간부) SC는, 이하의 조건에 있어서 정의된다.　볼(42)은 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 후방에 위치하여, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)에 맞닿아 있는 상태에 있는 것으로 한다.　선단(50a)부터 시점 S1까지의 사이에 위치해도, 잉크에 의해 충전되지 않은 부분은, 공간부 SC에는 포함시키지 않는다.　잉크에 의해 충전되지 않은 부분이란, 구체적으로는 볼(42)이 차지하는 부분이다.　이상의 조건에 있어서 공간부 SC가 정의되고, 이 공간부 SC의 체적을 산출할 수 있다.
공간부 SB의 체적은, 공간부 SC의 체적의 1.6배 이상으로 할 수 있다.　이에 의해, 공간부 SB의 체적을 충분히 확보할 수 있으므로, 볼 포지실(52)의 공간부 SC 내의 잉크의 건조를 더 억제할 수 있다.　바람직하게는, 공간부 SB의 체적은, 공간부 SC의 체적의 1.6배 이상 5배 이하로 할 수 있다.　또한, 바람직하게는 공간부 SB의 체적은, 공간부 SC의 체적의 1.7배 이상으로 할 수 있다.　보다 바람직하게는, 공간부 SB의 체적은, 공간부 SC의 체적의 1.7배 이상 3배 이하로 할 수 있다.
또한, 공간부 SA의 체적은, 공간부 SC의 체적의 1.5배 이상으로 할 수 있다.　이에 의해, 공간부 SA의 체적을 충분히 확보할 수 있으므로, 볼 포지실(52)의 공간부 SC 내의 잉크의 건조를 더 억제할 수 있다.　바람직하게는, 공간부 SA의 체적은, 공간부 SC의 체적의 1.5배 이상 5배 이하로 할 수 있다.　또한, 바람직하게는 공간부 SA의 체적은, 공간부 SC의 체적의 1.7배 이상으로 할 수 있다.　보다 바람직하게는, 공간부 SA의 체적은, 공간부 SC의 체적의 1.7배 이상 3배 이하로 할 수 있다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)은 직경이 0.5mm 이하인 볼(42)과, 볼(42)을 보유 지지하는 팁 본체(50)를 구비하고, 팁 본체(50)는 볼(42)을 포지하는 볼 포지실(52)과, 볼 포지실(52)의 후방에 위치하는 후방부 구멍(57)과, 볼 포지실(52)과 후방부 구멍(57)을 연통시키는 잉크 유통 구멍(62)과, 잉크 유통 구멍(62)으로부터 직경 방향 dr로 연장되어, 볼 포지실(52)로 개구됨과 함께, 후방부 구멍(57)에 도달하지 않는 잉크 유통 홈(64)을 갖고, 필적 100m당 잉크 소비량을 A(mg), 볼(42)의 직경을 B(mm)라 했을 때, 잉크 소비량 A의 볼(42)의 직경 B에 대한 비(A/B)가 200mg/mm 이상 800mg/mm 이하이며, 잉크 유통 홈(64)의 전단(64a)을 시점 S1로 하고, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)으로부터 후방을 향하여 0.3mm의 위치를 종점 S2로 했을 때, 시점 S1부터 종점 S2까지의, 잉크 유통 구멍(62) 및 잉크 유통 홈(64)에 있어서의 공간부 SA의 체적이, 0.02mm3 이상이다.
본 실시 형태의 볼펜 리필(30)은 상술한 볼펜 팁(40)과, 잉크를 수용하는 잉크 수용통(32)을 구비한다.
본 실시 형태의 볼펜(10)은 상술한 볼펜 리필(30)을 구비한다.
이러한 볼펜 팁(40), 볼펜 리필(30) 및 볼펜(10)에 의하면, 볼(42)에 가까운 영역, 특히 잉크 유통 홈(64)의 전단(64a)을 시점 S1로 하고 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)으로부터 후방을 향하여 0.3mm의 위치를 종점 S2로 했을 때의 시점 S1부터 종점 S2까지의 사이의 영역에 있어서의 잉크 유통 구멍(62) 및 잉크 유통 홈(64)의 공간부 SA의 체적이 충분히 확보됨으로써, 볼(42)에 가까운 영역에 존재하는 잉크의 양을 크게 하는 것이 가능하게 된다.　이에 의해, 볼 포지실(52) 내에서의 잉크의 건조를 효과적으로 억제할 수 있다.　특히, 볼펜(10)을 사용하지 않은 채 장기간 방치했을 때에도, 볼 포지실(52) 내에서의 잉크의 건조가 효과적으로 억제된다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)에 있어서, 시점 S1부터 종점 S2까지의, 잉크 유통 구멍(62) 및 잉크 유통 홈(64)에 있어서의 공간부 SA의 체적이, 팁 본체(50)의 선단(50a)부터 시점 S1까지의 볼 포지실(52)에 있어서의 공간부 SC의 체적의 1.5배 이상이다.
이러한 볼펜 팁(40)에 의하면, 공간부 SA의 체적을 충분히 확보할 수 있으므로, 볼 포지실(52)의 공간부 SC 내의 잉크의 건조를 더 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)에 있어서, 잉크 유통 구멍(62)의 내경 D1은, 볼(42)의 직경의 40％ 이상이다.
이러한 볼펜 팁(40)에 의하면, 잉크 유통 구멍(62)의 단면적을 충분히 확보할 수 있으므로, 볼(42)에 가까운 영역에 존재하는 잉크의 양을 더욱 크게 하는 것이 가능하게 된다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)에 있어서, 잉크 유통 구멍(62)의 길이 L1은, 볼(42)의 직경의 90％ 이하이다.
이러한 볼펜 팁(40)에 의하면, 후방부 구멍(57)으로부터 볼 포지실(52)로 향하는 잉크의 유로 중 비교적 단면적이 작아지는 잉크 유통 구멍(62)의 축 방향 da를 따른 길이를 작게 할 수 있으므로, 잉크 유통 구멍(62)에 있어서의 잉크의 흐름에 대한 저항이 작아진다.　따라서, 후방부 구멍(57)으로부터 볼 포지실(52)로의 잉크의 유량을 크게 하여, 볼(42)에 가까운 영역에 존재하는 잉크의 양을 충분히 확보하는 것이 가능하게 된다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)에 있어서, 잉크 유통 구멍(62)에 있어서의, 잉크 유통 홈(64)이 형성되어 있지 않은 영역의 길이 L2는 볼(42)의 직경의 90％ 이하이다.
잉크 유통 구멍(62)에 있어서의, 잉크 유통 홈(64)이 형성되어 있지 않은 영역은, 후방부 구멍(57)으로부터 볼 포지실(52)로 향하는 잉크의 유로 중 가장 단면적이 작은 영역이다.　본 실시 형태의 볼펜 팁(40)에 의하면, 이러한 가장 단면적이 작은 영역에 있어서의 축 방향 da를 따른 길이를 작게 할 수 있으므로, 잉크의 유로에 있어서의 저항이 작아진다.　따라서, 후방부 구멍(57)으로부터 볼 포지실(52)로의 잉크의 유량을 더욱 크게 하여, 볼(42)에 가까운 영역에 존재하는 잉크의 양을 충분히 확보하는 것이 가능하게 된다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)은 스프링부(46)와, 스프링부(46)로부터 전방으로 연장되어, 볼(42)에 후방으로부터 맞닿는 로드부(48)를 갖는 탄발 부재(44)를 더 구비한다.
이러한 볼펜 팁(40)에 의하면, 비필기 시에 있어서, 탄발 부재(44)의 가압력에 의해, 볼(42)이 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 전방에 위치하여, 팁 본체(50)의 코오킹부(56)에 맞닿게 된다.　이때, 볼(42)과 코오킹부(56) 사이의 간극이 시일된다.　이에 의해, 비필기 시의 잉크의 유출이 억제됨과 함께, 볼 포지실(52) 내의 잉크의 건조가 억제된다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)에 있어서, 팁 본체(50)에 대한 볼(42)의 전후 방향의 가동 범위 C는, 0.015mm 이상 0.06mm 이하이다.
볼(42)이 이러한 가동 범위 C를 갖고 있는 경우, 볼(42)과 코오킹부(56) 사이에 발생할 수 있는 간극이 비교적 커져, 볼 포지실(52) 내의 잉크가 건조되기 쉬워진다.　따라서, 이러한 볼펜 팁(40)에 있어서, 공간부 SA의 체적을 0.02mm3 이상으로 하는 것에 의한, 볼 포지실(52) 내에서의 잉크의 건조를 억제하는 효과가 크게 발휘된다.
실시예
이하, 실시예를 사용하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
하기의 샘플 번호 1 내지 5의 5개의 볼펜 팁의 샘플을 제작하고, 각 샘플에 대하여, 소정 기간 방치 후에 필기성 시험을 행하여, 필적의 양부에 대하여 평가를 행하였다.
샘플의 치수 및 재질
모든 샘플에 있어서, 이하의 조건은 공통으로 하였다.
· 볼의 직경: 0.5(mm)
· 잉크 유통 홈의 수: 4
· 중심축선부터 잉크 유통 홈의 주위벽의 주부까지의 거리 R2: 0.245(mm)
· 잉크 유통 홈의 폭 W: 0.09(mm)
· 잉크 유통 홈의 주위벽의 주부의 길이: 0.13(mm)
· 볼의 재질: 텅스텐 카바이드
· 팁 본체의 재질: 스테인리스강재
· 탄발 부재의 재질: 스테인리스강재
잉크 조성물의 조성
열 변색성 마이크로캡슐 안료(미리 -20℃ 이하로 냉각하여 흑색으로 발색시킨 것) 25중량부와, 전단 감점성 부여제(크산탄 검) 0.3중량부와, 요소 10중량부와, 글리세린 10중량부와, 비이온계 침투성 부여제〔산노푸코(주)제, 제품명: 노프코 SWWET-366〕 0.5중량부와, 변성 실리콘계 소포제〔산노푸코(주)제, 제품명: 노프코 8034〕 0.1중량부와, 인산에스테르계 계면 활성제〔다이이치 고교 세이야쿠(주)제, 제품명: 플라이서브 AL〕 0.5중량부와, pH 조정제(트리에탄올아민) 0.5중량부와, 방미제〔론자 재팬(주)제, 제품명: 프록셀 XL-2〕 0.2중량부와, 물 52.9중량부를 혼합하여, 잉크 조성물을 조정하였다.　얻어진 잉크 조성물의, 20℃에서의 pH는 8.0, 20℃에서 측정한 점도는, 전단 속도 3.84sec-1에 있어서는, 780MPa·s, 전단 속도 384sec-1에 있어서는 35.0MPa·s였다.
폴리프로필렌제의 잉크 수용통의 일단에, 팁 홀더를 개재하여 표 1에 나타내어진 샘플 1 내지 5의 볼펜 팁을 설치하고, 상기의 잉크 조성물을 잉크 수용통 내에 충전하고, 또한 잉크 역류 방지체를 상기 잉크의 후단면에 밀착시켜 충전하여, 볼펜 리필을 얻었다.　이 볼펜 리필의 필적 100m당 잉크 소비량은 140mg이었다.
평가 방법
각 샘플을, 온도 50℃, 습도 0％로 설정한 항온조에서 60일 정치한 후, 펜촉을 지면에 접촉시키면서, 펜촉을 연속적으로 직경 10mm의 동그라미를 그리도록 이동시켜, 필적을 형성시켰다.　이 경우, 필적의 시단부로부터 몇몇의 동그라미에 있어서는, 필적의 흐려짐이 생길 수 있다.　본 실시예에서는, 얻어진 필적을, 필적의 흐려짐이 생긴 동그라미의 수를 사용하여, 이하의 평가 기준으로 평가하였다.
A: 흐려짐이 발생한 동그라미의 수가 6 이하
B: 흐려짐이 발생한 동그라미의 수가 7 이상
평가가 A인 경우, 흐려짐이 생긴 동그라미의 수가 상대적으로 적다는 점에서, 볼 포지실 내에서의 잉크의 건조가 충분히 억제되어 있는 것이라고 할 수 있다.　한편, 평가가 B인 경우, 흐려짐이 생긴 동그라미의 수가 상대적으로 많다는 점에서, 볼 포지실 내에서의 잉크의 건조가 충분히 억제되어 있는 것이라고는 할 수 없다.　특히, 여기서의 평가 B는, 실용상 이용 불가능한 레벨이라고 생각된다.
표 1에 있어서, D1은, 잉크 유통 구멍의 내경(mm)이다.　D2는, 탄발 부재의 로드부의 직경(mm)이다.　L1은, 잉크 유통 구멍의 길이(mm), L5는 잉크 유통 홈의 전단(64a)부터 잉크 유통 구멍의 전단(62a)까지의 축 방향 da를 따른 길이(mm)이다.　L6은, 잉크 유통 홈의 주위벽의 경사부의 축 방향 da를 따른 길이, 즉 주부의 후단(67a)부터 경사부의 후단(64b)까지의 축 방향 da를 따른 길이(mm)이다.　V1은, 제1 공간부(SA)의 체적(mm3)이다.　V2는, 제2 공간부(SB)의 체적(mm3)이다.　V3은, 제3 공간부(SC)의 체적(mm3)이다.　V1/V3은, 체적 V3(mm3)에 대한 체적 V1(mm3)의 비이다.　V2/V3은, 체적 V3(mm3)에 대한 체적 V2(mm3)의 비이다.　또한, 볼 직경이 0.5(mm)인 샘플 1 내지 5에 있어서는, 볼 지름(직경)의 60％의 길이는 0.3(mm)이며, V1의 값과 V2의 값은 동일하다.　이에 따라, 샘플 1 내지 5에 있어서는, V1/V3의 값과 V2/V3의 값은 동일하다.
[표 1]
Figure pct00001
도 5는 각 샘플에 있어서의, 잉크 유통 구멍 및 잉크 유통 홈에 있어서의 공간부(SA)의 체적의 계산 결과를 나타내는 그래프이다.　도 5의 그래프에서는, 횡축은, 잉크 유통 구멍의 전단(62a)으로부터의 거리(mm)이며, 보다 상세하게는, 잉크 유통 구멍의 전단을 0mm로 하여 축 방향 da를 따라 후방을 향하여 계측한 거리이다.　횡축에 있어서 거리가 마이너스로 되어 있는 부분은, 잉크 유통 구멍의 전단보다 전방에 위치하는 부분을 나타낸다.　종축은, 축 방향 da를 따른 각 위치에 있어서의 공간부(SA)의 누적 체적(mm3)이다.　이 누적 체적은, 잉크 유통 홈의 전단(64a)을 시점으로 하여 산출된다.　즉, 잉크 유통 홈의 전단에 있어서 누적 체적은 0mm3이다.　여기서, 잉크 유통 홈의 전단은, 잉크 유통 구멍의 전단보다 전방에 위치하고 있다(도 3 참조).　따라서, 누적 체적이 0mm3인 점에 있어서의 횡축의 거리는 마이너스로 되어 있다.　또한, 횡축의 거리가 0mm인 잉크 유통 구멍의 전단에서는, 누적 체적이 0mm3보다 크게 되어 있다.
표 1 및 도 5에 나타내어져 있는 바와 같이, 샘플 1 및 2에서는, 횡축의 거리 즉 잉크 유통 구멍의 전단으로부터의 거리가 0.3mm인 점에 있어서, 누적 체적이 0.2mm3 이상으로 되어 있다.　한편, 샘플 3 내지 5에서는, 횡축의 거리가 0.3mm인 점에 있어서, 누적 체적이 0.2mm3 미만으로 되어 있다.　또한, 잉크 유통 구멍의 전단으로부터의 거리가 0.3mm인 점에 있어서의 누적 체적은, 공간부(SA)의 체적에 상당한다.　잉크 유통 구멍의 길이 L1이 0.3mm인 샘플 2 및 5에서는, 횡축에 있어서의 거리가 0.3mm를 초과하는 영역에 있어서 후방부 구멍의 체적이 누적되기 때문에, 0.3mm의 점을 경계로 하여 급격하게 누적 체적이 증가해 있다.
표 1에 있어서, 체적 V1이 0.02mm3 이상인 샘플 1 및 2의 평가는 A이다.　즉, 공간부 SA의 체적 V1이 0.02mm3 이상임으로써, 볼 포지실(52) 내에서의 잉크의 건조가 효과적으로 억제되어 있다는 것을 알 수 있다.　이는, 공간부 SA의 체적 V1이 0.02mm3 이상임으로써, 볼(42)에 가까운 영역에 존재하는 잉크의 양을 충분히 확보할 수 있었던 것에 따른 것으로 생각된다.　또한, V1/V3의 값이 1.5배 이상인 샘플 1 및 2의 평가는 A이다.　즉, V1/V3의 값이 1.5배 이상임으로써, 볼 포지실(52) 내에서의 잉크의 건조가 효과적으로 억제되어 있다는 것을 알 수 있다.　또한, V2/V3의 값이 1.6배 이상인 샘플 1 및 2의 평가는 A이다.　즉, V2/V3의 값이 1.6배 이상임으로써, 볼 포지실(52) 내에서의 잉크의 건조가 효과적으로 억제되어 있다는 것을 알 수 있다.
제2 실시 형태
도 6 내지 도 9를 참조하여, 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.　이하의 설명에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성될 수 있는 부분에 대하여, 중복되는 설명을 생략한다.　또한, 이하의 설명에서 사용하는 도면에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성될 수 있는 부분에 대하여, 제1 실시 형태에 있어서의 대응하는 부분에 대하여 사용한 부호와 동일한 부호를 사용한다.
종래, 볼펜에 있어서, 볼과, 이 볼을 보유 지지하는 팁 본체를 구비한 볼펜 팁이 이용되고 있다.
JP2002-52884A에는, 볼을 수납하기 위한 볼 포지실과, 볼 포지실의 후방에 위치하는 후방부 구멍과, 볼 포지실과 후방부 구멍을 연통시키는 잉크 유도 구멍과, 잉크 유도 구멍으로부터 직경 방향으로 연장되는 잉크 홈을 구비한 볼펜 팁 및 이 볼펜 팁을 구비한 볼펜이 개시되어 있다.
볼펜에 의해 형성된 필적의 농도를 향상시키기 위해, 필적의 단위 길이당 잉크의 양을 증가시키는 것이 검토되고 있다.　그러나, 종래의 볼펜에서는, 필적을 형성하는 잉크의 양을 충분히 증가시킬 수 없었다.　이 문제의 개선책에 대하여 본건 발명자들이 예의 검토를 행한바, 후방부 구멍으로부터 잉크 유통 홈으로의 잉크의 흐름을 개선함으로써, 후방부 구멍으로부터 볼에 공급되는 잉크의 양을 증가시킬 수 있고, 이에 의해, 필적을 형성하는 잉크의 양을 증가시키는 것이 가능하게 되는 것을 알아냈다.
본 실시 형태는, 이러한 점을 고려하여 이루어진 것이며, 볼펜 팁에 있어서 후방부 구멍으로부터 잉크 유통 홈으로의 잉크의 흐름을 개선하는 것을 목적으로 한다.
본 실시 형태에 따른 볼펜 팁은,
볼과, 상기 볼을 보유 지지하는 팁 본체를 구비하고,
상기 팁 본체는,
상기 볼을 포지하는 볼 포지실과,
상기 볼 포지실의 후방에 위치하는 후방부 구멍과,
상기 볼 포지실과 상기 후방부 구멍을 연통시키는 잉크 유통 구멍과,
상기 잉크 유통 구멍으로부터 직경 방향으로 연장되어, 상기 볼 포지실로 개구됨과 함께, 상기 후방부 구멍에 도달하는 잉크 유통 홈을 갖고,
상기 팁 본체의 중심축선부터 상기 잉크 유통 구멍의 주위벽까지의 거리 R1의, 상기 중심축선부터 상기 후방부 구멍의 주위벽까지의 거리 R2에 대한 비율(R1/R2)은 0.9 이상이다.
본 실시 형태에 따른 볼펜 팁에 있어서,
상기 잉크 유통 구멍의 주위벽에 있어서의, 상기 잉크 유통 홈이 형성되어 있는 부분의 둘레 길이의 합계 C1의, 상기 잉크 유통 구멍의 주위벽에 있어서의, 상기 잉크 유통 홈이 형성되어 있지 않은 부분의 둘레 길이의 합계 C2에 대한 비율(C1/C2)은 0.5 이상이어도 된다.
본 실시 형태에 따른 볼펜 팁에 있어서,
상기 팁 본체에 대한 상기 볼의 전후 방향의 가동 범위는, 0.015mm 이상 0.05mm 이하여도 된다.
본 실시 형태에 따른 볼펜 리필은,
상술한 볼펜 팁과,
잉크를 수용하는 잉크 수용통을 구비한다.
본 실시 형태에 따른 볼펜 리필에 있어서,
상기 잉크는 열 변색성 잉크여도 된다.
본 실시 형태에 따른 볼펜은,
상술한 볼펜 리필을 구비한다.
본 실시 형태에 따르면, 볼펜 팁에 있어서 후방부 구멍으로부터 잉크 유통 홈으로의 잉크의 흐름을 개선할 수 있다.
도 6은 본 실시 형태를 설명하기 위한 도면이며, 볼펜(10)의 일례를 나타내는 단면도이고, 도 7은 볼펜 팁(40)을 확대하여 나타내는 종단면도이고, 도 8은 볼펜 팁(40)의 선단 부근을 더 확대하여 나타내는 종단면도이다.
본 실시 형태에 있어서, 볼펜 리필(30)에 수용되는 잉크로서는, 볼펜에 사용 가능한 잉크가 특별히 제한 없이 사용될 수 있다.　일례로서, 잉크로서 열 변색성 잉크를 사용할 수 있다.　열 변색성 잉크는, 가역 열 변색성 잉크여도 된다.　가역 열 변색성 잉크로서는, 일례로서, 가열에 의해 발색 상태로부터 소색 상태로 변화하고, 냉각에 의해 소색 상태로부터 발색 상태로 변화하는 가열 소색형의 가역 열 변색성 잉크가 사용될 수 있다.
구체적으로는, 전단 감점성을 갖는 수성 겔 잉크, 저점도의 수성 잉크, 저점도의 유성 잉크, 고점도의 유성 잉크, 에멀션 잉크 등, 볼펜 팁의 종류에 따라 범용의 잉크를 적용할 수 있다.　그 중에서도, 전단 감점성을 갖는 수성 겔 잉크가 특히 효과적이다.
또한, 전단 감점성을 갖는 수성 겔 잉크에 있어서, 색재는 특별히 한정되지 않고, 염료, 안료, 금속 광택 조안료, 형광 안료, 산화티탄, 열 변색성 안료 등을 사용할 수 있다.　특히 열 변색성 안료는 그 자신의 착색력이 부족하여 필적 농도가 얻어지기 어렵기 때문에, 잉크의 흐름을 개선하여, 필적의 농도를 향상시킬 수 있는 본 실시 형태에 있어서는 특히 바람직하게 사용할 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 볼펜 팁(40)에 대하여 설명한다.　볼펜 팁(40)은 볼(42)과, 볼(42)을 보유 지지하는 팁 본체(50)를 구비하고 있다.　팁 본체(50)는 예를 들어 스테인리스강 등의 금속 재료로 형성된다.　내식성 등을 고려하면, 팁 본체(50)는 스테인리스강으로 형성되는 것이 바람직하다.
팁 본체(50)는 예를 들어 절삭 가공에 의해 제작된다.　이때, 팁 본체(50)의 내면에 제작 시의 절삭에 의한 버어 등이 잔존하고 있으면, 이 버어에 의해 팁 본체(50) 내에 있어서의 잉크의 흐름이 저해될 우려가 있다.　이 문제를 해결하기 위해서는, 팁 본체(50)를 절삭 가공으로 제작한 후에, 팁 본체(50)의 내면에 클리닝을 행하는 것을 생각할 수 있다.　이 클리닝에 의해, 버어가 제거됨과 함께, 팁 본체(50)의 내면의 표면 조도(산술 평균 조도 Ra)가 작아져, 내면이 경면화된다.　그러나, 본건 발명자들의 검토에 의해, 팁 본체(50)의 내면에 클리닝을 행해도, 팁 본체(50) 내에 있어서의 잉크의 흐름이 크게 개선되지 않는 경우가 있다는 것을 알 수 있었다.　이는, 잉크로서 수성 잉크나 수성의 전단 감점성 잉크 등의 수계의 잉크를 사용한 경우, 스테인리스강에 있어서는, 표면의 조도가 예를 들어 산술 평균 조도 Ra가 10nm 미만인 경면과 비교하여 큰 표면 조도를 갖는 표면 쪽이, 당해 표면에 있어서의 잉크의 접촉각이 커짐과 함께 잉크의 퍼짐이 억제되어, 잉크가 흐르기 쉬워지기 때문이라고 추측된다.　따라서, 팁 본체(50)의 내면의 표면 조도는, JIS B0601:2013에 규정되는 산술 평균 조도 Ra로 10nm 이상 500nm 이하인 것이 바람직하고, 50nm 이상 300nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 100nm 이상 150nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
팁 본체(50)는 볼 포지실(52)과, 후방부 구멍(57)과, 잉크 유통 구멍(62)과, 잉크 유통 홈(64)을 갖고 있다.
잉크 유통 구멍(62)은 볼 포지실(52)과 후방부 구멍(57) 사이에 위치하여, 볼 포지실(52)과 후방부 구멍(57)을 연통시킨다.　잉크 유통 구멍(62)은 축 방향 da를 따라 직선상으로 연장되어 있다.　도시된 예에서는, 잉크 유통 구멍(62)은 원기둥상의 형상을 갖는 관통 구멍이며, 원통 형상의 형상을 갖는 주위벽(63)을 갖고 있다.　잉크 유통 구멍(62)은 후방부 구멍(57)으로부터 볼 포지실(52)로 향하는 잉크의 유로로서 기능한다.　잉크 유통 구멍(62)의 내경(직경) D1은, 예를 들어 볼(42)의 직경의 40％ 이상 90％ 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 내경 D1은, 볼(42)의 직경의 50％ 이상 80％ 이하로 할 수 있다.　또한, 내경 D1은, 예를 들어 0.2mm 이상 0.45mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 내경 D1은, 0.25mm 이상 0.4mm 이하이다.　잉크 유통 구멍(62)의 중심축선은, 팁 본체(50)의 중심축선 A와 일치하고 있다.
또한, 잉크 유통 구멍(62)의 길이 L1은, 예를 들어 볼(42)의 직경의 0％를 초과하여 90％ 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 길이 L1은, 볼(42)의 직경의 40％ 이상 80％ 이하로 할 수 있다.　또한, 길이 L1은, 예를 들어 0mm를 초과하여 0.45mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 길이 L1은, 0.2mm 이상 0.4mm 이하로 할 수 있다.　여기서, 잉크 유통 구멍(62)의 길이 L1은, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)부터 잉크 유통 구멍(62)의 후단(62b)까지의, 축 방향 da를 따른 길이이다. 도시된 예에서는, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)은 내경 D1을 갖는 부분 중 가장 전방에 위치하는 부분이며, 잉크 유통 구멍(62)의 후단(62b)은 내경 D1을 갖는 부분 중 가장 후방에 위치하는 부분이다.　잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)은 볼(42)이 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 후방에 위치할 때, 볼(42)과 맞닿는다.　 잉크 유통 구멍(62)이 이러한 치수 D1 및/또는 L1을 갖고 있으면, 잉크 유통 구멍(62)을 통한 잉크의 유통량을 적절하게 확보할 수 있다.
잉크 유통 홈(64)은 잉크 유통 구멍(62)의 주위벽(63)으로부터 직경 방향 dr로 연장되어, 볼 포지실(52)로 개구되는 홈이다.　잉크 유통 홈(64)은 볼 포지실(52)에 도달함과 함께, 후방부 구멍(57)에 도달하고 있다.　따라서, 잉크 유통 홈(64)은 볼 포지실(52)과 후방부 구멍(57)에 연통하고 있다.　본 실시 형태에서는, 잉크 유통 홈(64)은 축 방향 da와 평행한 방향으로 직선상으로 연장되어 있다. 잉크 유통 홈(64)의 전단(64a)은 볼 포지실(52)의 후방벽(54)에 위치한다.　또한, 잉크 유통 홈(64)의 후단(64b)은 후방부 구멍(57)의 최전방 구멍(57a1)의 전방에 배치된 경사면(158)에 위치한다.　팁 본체(50)가 이러한 잉크 유통 홈(64)을 갖고 있음으로써, 볼(42)이 볼 포지실(52) 내에 있어서 가장 후방에 위치하여, 잉크 유통 구멍(62)의 전단(62a)에 맞닿아 있는 경우(도 8 참조)에도, 볼(42)과 잉크 유통 홈(64)의 전단(64a) 사이에 간극이 형성되어, 잉크가, 후방부 구멍(57) 및 잉크 유통 구멍(62)으로부터 잉크 유통 홈(64)을 통해 볼 포지실(52)로 흐를 수 있다.
잉크 유통 홈(64)은 잉크 유통 구멍(62)과 대향하는 주위벽(66)을 갖고 있다.　주위벽(66)은 잉크 유통 홈(64)의 직경 방향 dr의 외측의 윤곽을 획정하는 벽이다.　주위벽(66)은 축 방향 da 및 주위 방향 dc의 양쪽을 따라 연장되어 있다.　팁 본체(50)의 중심축선 A부터 잉크 유통 홈(64)의 주위벽(66)까지의 거리 R1은, 예를 들어 0.2mm 이상 1mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 거리 R1은, 0.3mm 이상 0.7mm 이하로 할 수 있다.
또한, 잉크 유통 홈(64)에 있어서의 축 방향 da 및 직경 방향 dr의 양쪽에 직교하는 방향을 따른 폭 W(도 9 참조)는 예를 들어 0.01mm 이상 0.15mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 폭 W는 0.05mm 이상 0.1mm 이하로 할 수 있다.
팁 본체(50)는 1개의 잉크 유통 홈(64) 또는 복수의 잉크 유통 홈(64)을 갖고 있다.　팁 본체(50)가 복수의 잉크 유통 홈(64)을 갖고 있는 경우, 각 잉크 유통 홈(64)은 주위 방향 dc를 따라 서로 등각도 간격을 가지고 배치되어도 된다.　도 9에 도시된 예에서는, 팁 본체(50)는 주위 방향 dc를 따라 서로 등각도 간격을 가지고 배치된 4개의 잉크 유통 홈(64)을 갖고 있다.
후방부 구멍(57)은 볼 포지실(52)의 후방에 위치하여, 축 방향 da를 따라 연장되어 있다.　후방부 구멍(57)은 팁 홀더(34)를 개재하여 잉크 수용통(32)과 연통하고 있고, 잉크 수용통(32)으로부터 볼 포지실(52)로 향하는 잉크의 유로로서 기능한다.　후방부 구멍(57)은 팁 본체(50)의 후단으로부터 전방을 향하여 형성된 구멍부로 구성된다.　후방부 구멍(57)은 원기둥상으로 형성된 구멍부를 포함하고 있다.　후방부 구멍(57)의 중심축선은, 팁 본체(50)의 중심축선 A와 일치하고 있다.
본 실시 형태에서는, 후방부 구멍(57)은 서로 직경이 다른 복수의 원기둥상의 구멍부(57a)를 포함하고 있다.　특히, 후방부 구멍(57)을 구성하는 각 구멍부(57a)의 직경은, 후방을 향함에 따라 커지고 있다.　각 구멍부(57a)의 중심축선은, 팁 본체(50)의 중심축선 A와 일치하고 있다.　후방부 구멍(57)이 서로 직경이 다른 복수의 구멍부(57a)를 포함하는 경우, 이 복수의 구멍부(57a) 중, 가장 전방에 위치하는 구멍부를 최전방 구멍(57a1)이라 한다.　또한, 후방부 구멍(57)이 1개의 구멍부(57a)만을 포함하는 경우에는, 당해 구멍부(57a)를 최전방 구멍(57a1)이라 한다.　잉크 유통 구멍(62)과 최전방 구멍(57a1)은, 후방을 향함에 따라 직경이 커지는 경사면(158)에 의해 서로 접속되어 있다.　또한, 축 방향 da로 인접하는 2개의 구멍부(57a)도, 후방을 향함에 따라 직경이 커지는 경사면(158)에 의해 서로 접속되어 있다.　경사면(158)은 팁 본체(50)의 중심축선 A와 일치하는 중심축선을 갖는 원뿔대의 측면으로서 구성되어 있다.　중심축선 A를 포함하는 단면에 있어서의, 중심축선 A에 대한 경사면(158)의 경사 각도 θ는, 예를 들어 30도 이상 60도 이하, 바람직하게는 40도 이상 50도 이하로 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 최전방 구멍(57a1)의 직경 D2는, 후방부 구멍(57)을 구성하는 구멍부(57a)의 각 직경 중 가장 작게 되어 있다.　직경 D2는, 예를 들어 0.3mm 이상 1mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 직경 D2는, 0.4mm 이상 0.8mm 이하로 할 수 있다.　팁 본체(50)의 중심축선 A부터 최전방 구멍(57a1)의 주위벽(159)까지의 거리 R2는, 최전방 구멍(57a1)의 반경에 일치하고, 즉 직경 D2의 1/2이다.
상술한 바와 같이, 종래의 볼펜에서는, 필적을 형성하는 잉크의 양을 충분히 증가시킬 수 없어, 볼펜에 의해 형성된 필적의 농도를 향상시킬 수 없었다.　이 문제의 개선책에 대하여 본건 발명자들이 예의 검토를 행한바, 후방부 구멍(57)으로부터 잉크 유통 홈(64)으로의 잉크의 흐름을 개선함으로써, 후방부 구멍(57)으로부터 볼(42)에 공급되는 잉크의 양을 증가시킬 수 있고, 이에 의해, 필적을 형성하는 잉크의 양을 증가시키는 것이 가능하게 되는 것을 알아냈다.　구체적으로는, 팁 본체(50)의 중심축선 A부터 잉크 유통 홈(64)의 주위벽(66)까지의 거리 R1의, 중심축선 A부터 최전방 구멍(57a1)의 주위벽(159)까지의 거리 R2에 대한 비율(R1/R2)을 0.9 이상으로 함으로써, 후방부 구멍(57)으로부터 잉크 유통 홈(64)으로의 잉크의 흐름을 개선할 수 있다는 것을 알아냈다.
본건 발명자들은, 이 이유를 이하와 같은 메커니즘에 따른 것으로 추정하고 있다.　R1/R2가 0.9 미만인 경우, 잉크 유통 홈(64)의 주위벽(66)과, 최전방 구멍(57a1)의 주위벽(159) 사이에 형성되는 단차가 커진다.　특히, 단차의 직경 방향 dr의 치수가 커진다.　이 단차는, 잉크의 축 방향 da의 유통을 방해할 수 있다. 구체적으로는, 최전방 구멍(57a1)으로부터 잉크 유통 홈(64)을 향하여 흐르는 잉크가, 주위벽(66)과 주위벽(159) 사이에 형성되는 단차에 부딪침으로써, 잉크의 흐름이 저해된다.　이에 반해, 본 실시 형태와 같이 R1/R2가 0.9 이상인 경우, 잉크 유통 홈(64)의 주위벽(66)과, 최전방 구멍(57a1)의 주위벽(159) 사이에 형성되는 단차가 작아진다.　즉, 단차의 직경 방향 dr의 치수가 작아진다.　따라서, 최전방 구멍(57a1)으로부터 잉크 유통 홈(64)을 향하여 흐르는 잉크의 흐름이, 주위벽(66)과 주위벽(159) 사이에 형성되는 단차에 의해 저해되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
바람직하게는, R1/R2는 0.95 이상으로 할 수 있다.　또한, 바람직하게는 R1/R2는 1.0 미만으로 할 수 있다.　R1/R2가 이러한 값인 경우, 최전방 구멍(57a1)으로부터 잉크 유통 홈(64)을 향하여 흐르는 잉크의 흐름이, 주위벽(66)과 주위벽(159) 사이에 형성되는 단차에 의해 저해되는 것을, 더 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 볼 포지실(52)의 직경 D3은, 예를 들어 볼(42)의 직경의 100％ 이상 120％ 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 직경 D3은, 볼(42)의 직경의 100％를 초과하여 120％ 이하로 할 수 있다.　보다 바람직하게는, 직경 D3은, 볼(42)의 직경의 105％ 이상 110％ 이하로 할 수 있다.　또한, 직경 D3은, 예를 들어 0.15mm 이상 0.6mm 이하로 할 수 있다.　바람직하게는, 직경 D3은, 0.15mm 이상 0.4mm 이하로 할 수 있다.　팁 본체(50)의 중심축선 A부터 볼 포지실(52)의 주위벽까지의 거리 R3은, 볼 포지실(52)의 반경에 일치하고, 즉 직경 D3의 1/2이다.
전술한 바와 같이, 거리 R1의 거리 R2에 대한 비율(R1/R2)이 0.9 이상인 것에 더하여, 거리 R1의 거리 R3에 대한 비율(R1/R3)을 0.9 이상으로 함으로써, 후방부 구멍(57)으로부터 잉크 유통 홈(64), 또한 볼 포지실(52)로의 잉크의 흐름을 개선할 수 있다.
도 9는 도 8의 IX-IX선에 대응하는 횡단면도이고, 특히 팁 본체(50)의 중심축선 A와 직교하는 단면에 있어서 볼펜 팁(40)을 나타내는 도면이다.
상술한 바와 같이, 잉크 유통 구멍(62)의 주위벽(63)은 원통 형상의 형상을 갖고 있다.　따라서, 도 9에 도시된 단면에 있어서, 주위벽(63)은 원형의 형상을 갖고 있다.　본 명세서에 있어서, 주위 방향 dc를 따른 길이를 둘레 길이라고 칭한다.　도시된 예에 있어서, 잉크 유통 구멍(62)의 주위벽(63)에 있어서의, 1개의 잉크 유통 홈(64)이 형성되어 있는 부분의 둘레 길이를 C11이라 한다.　둘레 길이 C11은, 잉크 유통 홈(64)이 형성되어 있는 부분에, 주위벽(63)을 그 곡률을 유지하여 연장하였다고 가정한 경우에 있어서의, 주위 방향 dc를 따른 길이이다.　도시된 예에서는, 동일한 치수를 가진 4개의 잉크 유통 홈(64)이 주위 방향 dc로 등각도 간격으로 배열되어 있다.　이 경우, 잉크 유통 구멍(62)의 주위벽(63)에 있어서의, 잉크 유통 홈(64)이 형성되어 있는 부분의 둘레 길이의 합계 C1은, C11의 4배이다. 또한, 주위 방향 dc로 인접하는 2개의 잉크 유통 홈(64) 사이에 위치하는 주위벽(63)의 둘레 길이를 C21이라 한다.　이 경우, 잉크 유통 구멍(62)의 주위벽(63)에 있어서의, 잉크 유통 홈(64)이 형성되어 있지 않은 부분의 둘레 길이의 합계 C2는, C21의 4배이다.
본 실시 형태에서는, C1의 C2에 대한 비율(C1/C2)은 0.5 이상으로 되어 있다.　이에 의해, 잉크 유통 홈(64)의 단면적을 크게 할 수 있다.　따라서, 후방부 구멍(57)으로부터 볼 포지실(52)로 향하는 잉크의 유량을 충분히 확보할 수 있다.　또한, C1/C2는 10 이하로 할 수 있다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)은 볼(42)과, 볼(42)을 보유 지지하는 팁 본체(50)를 구비하고, 팁 본체(50)는 볼(42)을 포지하는 볼 포지실(52)과, 볼 포지실(52)의 후방에 위치하는 후방부 구멍(57)과, 볼 포지실(52)과 후방부 구멍(57)을 연통시키는 잉크 유통 구멍(62)과, 잉크 유통 구멍(62)으로부터 직경 방향 dr로 연장되어, 볼 포지실(52)로 개구됨과 함께, 후방부 구멍(57)에 도달하는 잉크 유통 홈(64)을 갖고, 후방부 구멍(57)은 가장 전방에 위치하는 최전방 구멍(57a1)을 포함하고, 팁 본체(50)의 중심축선 A부터 잉크 유통 홈(64)의 주위벽(66)까지의 거리 R1의, 중심축선 A부터 최전방 구멍(57a1)의 주위벽(159)까지의 거리 R2에 대한 비율(R1/R2)은 0.9 이상이다.
본 실시 형태의 볼펜 리필(30)은 상술한 볼펜 팁(40)과, 잉크를 수용하는 잉크 수용통(32)을 구비한다.
본 실시 형태의 볼펜(10)은 상술한 볼펜 리필(30)을 구비한다.
이러한 볼펜 팁(40), 볼펜 리필(30) 및 볼펜(10)에 의하면, 잉크 유통 홈(64)의 주위벽(66)과, 후방부 구멍(57)의 주위벽(159) 사이에 형성되는 단차가 작아지므로, 후방부 구멍(57)으로부터 잉크 유통 홈(64)을 향하여 흐르는 잉크의 흐름이, 주위벽(66)과 주위벽(159) 사이에 형성되는 단차에 의해 저해되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.　따라서, 볼펜 팁(40)에 있어서 후방부 구멍(57)으로부터 잉크 유통 홈(64)으로의 잉크의 흐름을 개선할 수 있다.
또한, 종래의 볼펜에서는, 필기하지 않고 장기간 방치한 경우에, 볼 포지실 내에서 잉크가 건조되어 고화되는 경우가 있었다.　이 경우, 볼에 잉크가 적절하게 공급되지 않아, 필적이 흐려지거나, 필기를 전혀 할 수 없게 되는 등의 문제가 발생하였다.　본 실시 형태의 볼펜 팁(40), 볼펜 리필(30) 및 볼펜(10)에 의하면, 볼펜 팁(40)에 있어서 후방부 구멍(57)으로부터 잉크 유통 홈(64)으로의 잉크의 흐름을 개선함으로써, 후방부 구멍(57)으로부터 볼 포지실(52)로의 잉크의 유량을 크게 하는 것이 가능하게 된다.　이에 의해, 볼 포지실(52) 내에서의 잉크의 건조를 효과적으로 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)에서는, 잉크 유통 구멍(62)의 주위벽(63)에 있어서의, 잉크 유통 홈(64)이 형성되어 있는 부분의 둘레 길이의 합계 C1의, 잉크 유통 구멍(62)의 주위벽(63)에 있어서의, 잉크 유통 홈(64)이 형성되어 있지 않은 부분의 둘레 길이의 합계 C2에 대한 비율(C1/C2)은 0.5 이상이다.
이러한 볼펜 팁(40)에 의하면, 잉크 유통 홈(64)의 단면적을 크게 할 수 있으므로, 후방부 구멍(57)으로부터 볼 포지실(52)로 향하는 잉크의 유량을 충분히 확보할 수 있다.　따라서, 볼펜 팁(40)에 있어서 후방부 구멍(57)으로부터 잉크 유통 홈(64)으로의 잉크의 흐름을, 더욱 개선할 수 있다.
본 실시 형태의 볼펜 팁(40)에서는, 팁 본체(50)에 대한 볼(42)의 전후 방향의 가동 범위 C는, 0.015mm 이상 0.06mm 이하이다.
볼(42)이 이러한 가동 범위 C를 갖고 있는 경우, 볼(42)과 코오킹부(56) 사이에 발생할 수 있는 간극이 비교적 커져, 볼 포지실(52) 내의 잉크가 건조되기 쉬워진다.　따라서, 이러한 볼펜 팁(40)에 있어서, 후방부 구멍(57)으로부터 잉크 유통 홈(64)으로의 잉크의 흐름을 개선하는 것에 의한, 볼 포지실(52) 내에서의 잉크의 건조를 억제하는 효과가 크게 발휘된다.
상술한 바와 같이, 팁 본체(50)의 내면의 표면 조도는, JIS B0601:2013에 규정되는 산술 평균 조도 Ra로 10nm 이상 500nm 이하인 것이 바람직하다.　특히, 잉크 유통 홈(64)에 연접된 면의 표면 조도는, JIS B0601:2013에 규정되는 산술 평균 조도 Ra로 10nm 이상 500nm 이하인 것이 바람직하고, 50nm 이상 300nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 100nm 이상 150nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.　이에 의해, 잉크 유통 홈(64)으로의 잉크의 흐름이 향상된다.　또한, 잉크 유통 홈(64)에 연접된 면은, 잉크 유통 구멍(62)을 구성하는 내면 및 후방부 구멍(57)을 구성하는 내면 중 적어도 하나이다.
본 실시 형태에 있어서의, 적합한 양태를 이하에 부기한다.
[부기 1]
볼과, 상기 볼을 보유 지지하는 팁 본체를 구비한 볼펜 팁이며,
상기 팁 본체는,
상기 볼을 포지하는 볼 포지실과,
상기 볼 포지실의 후방에 위치하는 후방부 구멍과,
상기 볼 포지실과 상기 후방부 구멍을 연통시키는 잉크 유통 구멍과,
상기 잉크 유통 구멍으로부터 직경 방향으로 연장되어, 상기 볼 포지실로 개구됨과 함께, 상기 후방부 구멍에 도달하는 잉크 유통 홈을 갖고,
상기 후방부 구멍은, 가장 전방에 위치하는 최전방 구멍을 포함하고,
상기 팁 본체의 중심축선부터 상기 잉크 유통 홈의 주위벽까지의 거리 R1의, 상기 중심축선부터 상기 최전방 구멍의 주위벽까지의 거리 R2에 대한 비율(R1/R2)은 0.9 이상인, 볼펜 팁.
[부기 2]
상기 잉크 유통 구멍의 주위벽에 있어서의, 상기 잉크 유통 홈이 형성되어 있는 부분의 둘레 길이의 합계 C1의, 상기 잉크 유통 구멍의 주위벽에 있어서의, 상기 잉크 유통 홈이 형성되어 있지 않은 부분의 둘레 길이의 합계 C2에 대한 비율(C1/C2)은 0.5 이상인, 부기 1에 기재된 볼펜 팁.
[부기 3]
상기 팁 본체에 대한 상기 볼의 전후 방향의 가동 범위는, 0.015mm 이상 0.05mm 이하인, 부기 1 또는 2에 기재된 볼펜 팁.
[부기 4]
부기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 볼펜 팁과,
잉크를 수용하는 잉크 수용통을 구비한 볼펜 리필.
[부기 5]
상기 잉크는 열 변색성 잉크인, 부기 4에 기재된 볼펜 리필.
[부기 6]
부기 4 또는 5에 기재된 볼펜 리필을 구비한 볼펜.

Claims (10)

  1. 직경이 0.5mm 이하인 볼과, 상기 볼을 보유 지지하는 팁 본체를 구비한 볼펜 팁이며,
    상기 팁 본체는,
    상기 볼을 포지하는 볼 포지실과,
    상기 볼 포지실의 후방에 위치하는 후방부 구멍과,
    상기 볼 포지실과 상기 후방부 구멍을 연통시키는 잉크 유통 구멍과,
    상기 잉크 유통 구멍으로부터 직경 방향으로 연장되어, 상기 볼 포지실로 개구됨과 함께, 상기 후방부 구멍에 도달하지 않는 잉크 유통 홈을 갖고,
    필적 100m당 잉크 소비량을 A(mg), 상기 볼의 직경을 B(mm)라 했을 때, 상기 잉크 소비량 A의 상기 볼의 직경 B에 대한 비(A/B)가 200mg/mm 이상 800mg/mm 이하이며,
    상기 잉크 유통 홈의 전단을 시점으로 하고, 상기 잉크 유통 구멍의 전단으로부터 후방을 향하여 0.3mm의 위치를 종점으로 했을 때, 상기 시점부터 상기 종점까지의, 상기 잉크 유통 구멍 및 상기 잉크 유통 홈에 있어서의 공간부의 체적이, 0.02mm3 이상인, 볼펜 팁.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시점부터 상기 종점까지의, 상기 잉크 유통 구멍 및 상기 잉크 유통 홈에 있어서의 상기 공간부의 체적이, 상기 팁 본체의 선단부터 상기 시점까지의 상기 볼 포지실에 있어서의 공간부의 체적의 1.5배 이상인, 볼펜 팁.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 잉크 유통 구멍의 내경은, 상기 볼의 직경의 40％ 이상인, 볼펜 팁.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크 유통 구멍의 길이는, 상기 볼의 직경의 90％ 이하인, 볼펜 팁.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크 유통 구멍에 있어서의, 상기 잉크 유통 홈이 형성되어 있지 않은 영역의 길이는, 상기 볼의 직경의 90％ 이하인, 볼펜 팁.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    스프링부와, 상기 스프링부로부터 전방으로 연장되어, 상기 볼에 후방으로부터 맞닿는 로드부를 갖는 탄발 부재를 더 구비한, 볼펜 팁.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 팁 본체에 대한 상기 볼의 전후 방향의 가동 범위는, 0.015mm 이상 0.06mm 이하인, 볼펜 팁.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 볼펜 팁과,
    잉크를 수용하는 잉크 수용통을 구비한 볼펜 리필.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 잉크는 열 변색성 잉크인, 볼펜 리필.
  10. 제8항 또는 제9항에 기재된 볼펜 리필을 구비한 볼펜.
KR1020237019814A 2020-11-16 2021-11-15 볼펜 팁, 볼펜 리필 및 볼펜 KR102577013B1 (ko)

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