JP3602282B2 - ボールペン - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、筆記時には筆記部であるボールがホルダー内に保持されたスプリングの押圧が筆記に要する筆記圧よりも弱い事を利用してスムーズな筆記性能を確保するとともに、非筆記時には筆記部であるボールを弁として利用して、耐衝撃性能やインキのドライアップ防止性能の向上に伴う先端シールの不要や、インキが後方へ移動するインキドロップ防止などの機能向上を狙いとしたボールペンの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なボールペンでは筆記部であるボールの周辺は筆記に必要なインキが流れ出るための隙間が適宜設けられている。したがってその隙間からインキの蒸発や輸送中の振動、落下、長期放置によるインキの空気酸化劣化や洩れ出しや空気が入り込むことによるカスレの発生、また店頭でのペン立てで長期間、筆記部を軸方向上方へ向けて保存（以後”上向き”と呼ぶ）することで、インキが軸方向後方へ落ちてしまうインキドロップなどの事故がしばしば見られる。従来、これらの問題を解決するために、筆記具タイプの修正液などで見られるチップの内部にスプリングを設けて対策した発明の応用案（実開昭５５ー１７２１０４号、実開昭５７ー１９３５７８号など）が知られているが、これらにはスプリング以外にもコストアップの著しい金属切削製の押し棒が必要であったり、スプリングのみとした発明でも筆記部のボールへの当接するストレート部をスプリングの中心部から曲りなく伸ばすことはスプリングの製造方法からでは非常に困難であり、製造時に相当な品質管理を要求される上に、スプリングの端面はカットしたままであり、ごくわずかなストレート部の曲りでスプリングの端面のエッジやバリがチップ内面に引っ掛かってしまい、ボールが押圧されないトラブルも発生しやすいことなどから、具体的には先端をまっすぐにセンター方向へ矯正したり、先端のエッジを丸めるなどの２次、３次の追加工が行なわれており、かなりのコストや労力が必要である問題を抱えている。また組み立て時にも非常に小さな部品で挿入する向きに差が少なく、向きの間違いや引っ掛かってごくわずかに曲っても性能に問題が発生しやすいため、チップ内に挿入しやすいスプリングの形状や、以後の組み立て作業で曲げてしまったりしないように、スプリングをチップ内にまず遊嵌する、などの要求があった。またチップは金属を切削加工したり、樹脂製の場合ではコアピンの抜き勾配が必要なため中心部に向かって小径とする必要があり、スプリングはその最小径よりも小さい必要が有り、インク収容管とチップとをつないで内面でスプリングの後端を受ける継ぎ手やスプリング受けなどの部品が必要となってさらにコストを上げる要因となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、筆記時のスムーズな筆記を阻害することなく、インキの揮発によるドライアップ防止性能や、落下・輸送中の衝撃によるインキ洩れ出しの防止性能や、店頭で長期上向き保存された場合などの空気流入によるインキドロップ防止性能などボールペンにおける事故防止性能を確実に向上させたいという要望を満足させ、さらに従来の技術よりも製造しやすく、一般的で安価なボールペンを提供するという課題を解決することを目的とするものである。
本発明に於いて、先端ボールを押圧するスプリングは極めて弱いもの（２〜２０ｇ程度）で、バネ部及びストレート部がチップ内孔に対しせり部分が生じると性能が発揮されない。従って、チップ内孔は極力段部のない形状、又、ホルダーの中心孔にストレート部が干渉なく挿入されて先端ボールに微小な押圧力が作用するように段部を生じない鋭角のテーパー、バリの影響を生じさせない為の中心孔の後端に至らない深さの受け座などの配慮が必要となる。又、チップ内孔にスプリングを内蔵させてスプリングの後端が変形を受けることなく抜出不能とする必要がある。以上の条件を満足させるチップを一体に形成することは加工精度上難しく、品質の安定化と生産性の低下に起因するコストアップの問題がある。
又、正確な終筆状態とインキの色種を容易に確認可能とすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端ボールを押圧するようにスプリングを内蔵するチップと、インキ収容管に静的には高い粘性を有し筆記時の先端ボールの回転で粘性が低下してインキが流出される所謂剪断減粘性を有した水性インキ又は低粘度の油性インキとそのインキの後端にインキの消耗と共に追随するグリース状のフォロアが充填されて成るボールペンに於いて、チップは先端に筆記部となる先端ボールを抱持した金属製のホルダーにスプリングの後端が当接して抜出不能とする透明な樹脂成型品のチップ継ぎ手が圧着されて成り、スプリングの筆記部側先端には先端ボールに当接するストレート部が設けられ、該ストレート部後端より更に後端に向かってコイル状のバネ部が設けられて成る。
【０００５】
又、実施例１として、インキ収容管の先方に設けられた軸継ぎ手と軸継ぎ手の先端にチップが固着されたボールペンに於いて、該軸継ぎ手の軸心付近にはチップの後端面に対峙するボール受け座とその後端にインキ収容管から筆記部の先端ボールまで連通するような流路を確保する導孔を備えた弁室がチップの軸心に対し適宜偏心状に設けられ、弁室内にボール弁が遊嵌されてチップ先端部が下向きでボール弁がチップの後端に偏倚して当接しチップ内にインキが流入可能と成り、チップ先端部が上向きでボール弁がボール受け座に密接して導孔を閉塞した時にインキの逆流が防止されされるように構成されて成る。
【０００６】
又、実施例２として、弁室の周上所要箇所で軸前方に突出した片部が設けられて、チップが軸継ぎ手に圧着された時にチップの後端が片部に圧接して、片部が軸心側に湾曲されてボール弁の前方側の衝接部となるように構成されて成る。
【０００７】
又、実施例３として、チップ継ぎ手内にスプリングの後端が当接状態で内挿されて成り、スプリングの先端に先端ボールに当接するストレート部が、該ストレート部後端より後方に向かって捲線部が、更に該捲線部の後端に中心に向かう折り曲げ端部が設けられ、又チップ継ぎ手内孔で、スプリング後端の後方にテーパー状又は球面状のボール受け座と導孔が設けられて前記折り曲げ端部とボール受け座の間にボール弁が遊嵌され、又導孔がチップ継ぎ手の後端開口部に連通して設けられて、当該チップが軸継ぎ手の先端に止着され軸継ぎ手の後方にインキ収容管が設けられて成る。
【０００８】
又、実施例４として、筆記具の軸筒内に搭載されるリフィール形態のボールペンであって、チップの軸筒の先端口から突出する軸方向寸法において、外側からインキが透視できる長さでホルダー及びチップ継ぎ手の軸方向寸法が設定されて成る。
【０００９】
【実施例】
本発明のスプリング内蔵のボールペンは筆記部である先端ボールをスプリングのみでごく弱く押圧して、筆記時にはボールとスプリングは軸後方へ移動して筆記に必要なインクの流路を確保して一般的なボールペンと同様に筆記可能なように構成される。チップは先端ボールを抱持した金属製のホルダーとスプリングの後端が当接して抜出不能とする透明な樹脂成型品より成るチップ継ぎ手とが圧着されて構成される。尚、チップ継ぎ手はインキの蒸発を抑制できる材質が選定される。従って、上述したようなチップの加工精度が容易となり、又、スプリングを抜出不能に内蔵することが容易となって品質が安定化し、チップ形成の総合コストは安くなる。
【００１０】
以下、図示した実施例について詳説する。図１及び図２は本発明の実施例１であるボールペン１を示している。先ず、図に示すようにポリプロピレン樹脂製のチューブよりなる内部にインキ１０を保蔵するインキ収容管９の内径筆記部側に固着される圧入部７ａとチップ２が圧入固着される孔７ｂを有する軸継ぎ手７には内部の略中央にインキの導孔７ｅを持つボール受け座７ｃを設け、チップ２の軸方向後端とボール受け座７ｃとによって形成される弁室内に遊嵌されたボール弁８によって通常の筆記時にはインキ収容管９から筆記部となる先端ボール４までを連通する構造としたうえで上向きではボール弁８が軸継ぎ手７のボール受け座７ｃに密接することによってインキの逆流を防止した構造のボールペンであって、当該ボールペンは通常は筆記軸となる軸筒（図示せず）に挿着して使用される所謂ボールペンのリフィールを示したものである。
【００１１】
このボールペンではインク１０には静的には高い粘性を有し、筆記時の先端ボール４の回転によりインキの粘性が低下してインキがスムーズに流出される剪断減粘性を有した所謂中粘度の水性インキ又は低粘度の油性インキが充填され、更にインキの後端面に接触してインキの揮発防止と流れ出し防止のためのグリース状のフォロア１１と該フォロア内に耐落下性能向上の為にフォロアと略同等の比重を有する樹脂製のフォロア棒１２が浸漬されている。
【００１２】
図２にはボールペンの筆記先端部であるチップ２及びその内部を拡大して示している。チップ２は透明な樹脂成型品であるチップ継ぎ手５の先端に金属製のホルダー３を圧着して構成されている。ホルダー３は先端に向かうテーパー部３ｃと圧入部３ｆとから成り、筆記部である先端ボール４を抱持部３ａ（カシメにより形成）で抜止め支持され、先端ボール４を受ける抱持部３ａの受け内面によって回動自在に遊嵌されている。又、ホルダー３後端の圧入部３ｆにはチップ継ぎ手５が圧着されて、内部には先端ボール４に前端面を接し、後端面にはチップ継ぎ手５の後端面の段部５ａによってスプリング６が内部に遊閉されており、このスプリング６はその後端部６ｃをチップ継ぎ手５の後端側内径とほぼ同じか僅かに小さい径としてチップ継ぎ手５内に挿入される。
【００１３】
又、ホルダー３の内面にバネ部が接触してバネ作用の動きが阻害されないため、組み立て時の挿入や向きの検知をやりやすくするため、ホルダー３の最小径となる中心孔３ｄを貫通して先端ボール４を押圧するストレート部６ａを極力ホルダー３の中心から伸ばすため、更に、ホルダー３は通常中心部の内孔が後端部の内孔よりも小さくなるのでスプリング６もその略中央を後端側よりも小径とするか、または全体が十分に小さいスプリング外径とする必要がある等を考慮して、スプリング６にはその中心部に後端部６ｃよりも小径となる小径部６ｂを設けてあり、後端部６ｃと小径部６ｂの間はスプリング６のバネ性を有する部分であるがその部分はテーパー形状または段付きの形状とする。更に、ストレート部６ａは小径部６ｂの外径から延出して適宜屈曲し、ほぼ軸心上に伸ばされてなる。
【００１４】
又、ホルダー３は先端ボール４を抱持した中心孔３ｄ先端の外郭に中心孔の後端に至らない深さの所要数の溝を有した受け座３ｂが設けられ、中心孔３ｄ後端から拡大した内孔の接合段部及びホルダー３の後端に向かってステップ上に拡大する内孔接合部（内孔の加工上生じる）が略中心角９０°以下のテーパーで接続されている。従って、スプリング６挿入時にストレート部６ａの前端面がホルダーの内面に引っ掛かる問題が防止される。
又、筆記時にボール弁８がチップ継ぎ手５の後端面側に入って密接してしまうとインキの流路が確保されなくなって筆記できなくなるため、実施例に於いては継ぎ手５のボール受け座７ｃを偏心させてボール弁８が前進してもチップ継ぎ手５の後端面の片側にのみ当接する構造としている。
【００１５】
図３は本発明の実施例２であるボールペン２０を示している。以下、実施例１との相違点を主に説明する。先ず図に示すように、この実施例に於けるボールペンはポリプロピレン樹脂製のチューブよりなる内部にインキ１０を保蔵するインキ収容管９の内径筆記部側にチップ２が圧入固着される内孔２２とインキ収容管９に圧入固着される後軸部２９を有する軸継ぎ手２１が設けられている。尚、軸継ぎ手とインキ収容管を一体と成すことは可能である。又、チップ２は先端に筆記部となる先端ボール４を抱持したホルダー３と該ホルダー３にチップ継ぎ手５が圧着されている。
【００１６】
軸継ぎ手２１の軸心にチップ２の後端面に対峙して弁室２３が設けられその後端にテーパー状又は球面状のボール受け座２５と導孔２７が設けられて、前記弁室２３内にボール弁２８が遊嵌され、導孔２７が軸継ぎ手２１の後端開口部に連通して設けられ、又、前記弁室２３の周上所要箇所で軸前方に突出した片部２４が設けられて、チップ２が軸継ぎ手２１に圧着された時にチップ２の後端が片部２４に圧接して、片部２４が軸心側に湾曲されてボール弁２８の前方側の衝接部となるように構成されている。
【００１７】
図４及び図５は本発明の実施例３であるボールペン３０を示している。以下、上記実施例との相違点を主に説明する。先ず図に示すように、この実施例に於けるボールペンはポリプロピレン樹脂製のチューブよりなる内部にインキ１０を保蔵するインキ収容管９の内径筆記部側にチップ３１が圧入固着される前軸部３６ａとインキ収容管９に圧入固着される後軸部３６ｃを有する軸継ぎ手３６が設けられている。尚、軸継ぎ手とインキ収容管を一体と成すことは可能である。
【００１８】
チップ３１は先端に筆記部となる先端ボール４を抱持したホルダー３２と該ホルダー３２にチップ継ぎ手３３が圧着され、チップ継ぎ手内にスプリング３４の後端が当接状態で内挿されて成り、スプリング３４の先端に先端ボール４に当接するストレート部３４ａが、該ストレート部後端より後方に向かって捲線部３４ｂが、更に該捲線部３４ｂの後端に中心に向かう折り曲げ端部３４ｃが設けられている。又、チップ継ぎ手３３の内孔３３ｂで、スプリング３４後端の更に後方にテーパー状又は球面状のボール受け座３３ｃと導孔３３ｅが設けられて、前記折り曲げ端部３４ｃとボール受け座３３ｃの間にボール弁３５が遊嵌され、又、導孔３３ｅがチップ継ぎ手３３の後端開口部に連通して設けられて、以上により構成されるチップ３１が軸継ぎ手３６の先端に止着され軸継ぎ手３６の後方にインキ収容管９が設けられてボールペンが構成される。尚、ボール受け座３３ｃ前部の弁室３３ｆの内壁に所要箇所でリブ３３ｄを設けて、そのリブ３３ｄの後端がスプリング３４後端の当接部となる。
【００１９】
図６及び図７は本発明の実施例４を示している。この実施例は上記実施例１〜３で構成されるボールペンを筆記具の軸筒内に搭載するリフィール形態のボールペンと成して、チップの軸筒の先端口から突出する軸方向寸法において、外側からインキが透視できる長さでホルダー及びチップ継ぎ手の軸方向寸法が設定されて成るものである。その使用例１として、図６は軸筒１３の先端に螺合される口金１４の先端口からチップの先方部を突出させたものを示している。
又、その使用例２として、図７は軸筒内にインキ色などが異なる二種のボールペンのリフィール４４ａ，４４ｂを搭載して、後軸４１に対して後端の操作体４２を回転させることで回転機構部４３を介してボールペンのリフィール４４ａ，４４ｂを連動させて、それぞれのチップ４５の先方部を先軸４０の先端口から交互に出没させたものを示している。その他、ノック式など様々な仕様に使用可能である。
【００２０】
【作用】
先ず、実施例１について本発明の作用を説明する。筆記部である先端ボール４は球形状であることとホルダー３の抱持部３ａによって先端ボール４を後方からスプリング６により押圧しておくとバルブが閉じられた状態となって外気と先端ボール背面側とが遮断されることにより、インキ１０の揮発によるドライアップ防止や衝撃、落下による空気の進入防止やインキ１０の洩れ出し防止や空気による先端ボール背面側のインキ劣化の防止などが期待できるようになる。
【００２１】
筆記時の筆記に要する筆記圧はボールペンの種類によって違いは有るが一般的に５０ｇから５００ｇである。本発明の先端ボール４を押圧するスプリング６の設定押力は２ｇから１００ｇ、望ましくは５ｇから２０ｇに設定されている為、実際の筆記時には先端ボール４と抱持部３ａによるバルブ機構は押し広げられた状態となって通常のボールペン同様にインキ１０が流れ出し筆記が可能である。又、筆記が終了してボールペンを紙面から離した瞬間にはスプリングの力により筆記部のバルブが瞬時に閉じられて再び耐ドライアップ性能、耐衝撃性能、耐空気進入防止性能、インキ洩れ出し防止性能が発揮される。
【００２２】
又、インキの直流、逆流を防止できる先端ボール４とボール弁８の弁構造を持つ軸継ぎ手７を併用して構成したものは、上向きで筆記した場合の空気巻き込みやインキ逆流の安全性がアップして、特にインクの移動しやすい剪断減粘性インクを使用した所謂中粘度ボールペンでは効果的な性能を発揮する。
【００２３】
又、スプリング６のストレート部６ａがスプリング製造時に真っ直ぐに出しやすい小径部６ｂのコイル外径から僅かに屈曲させて軸心上に設けている為に製造時に心曲りが発生しにくい。又、短寸のホルダー３をチップ継ぎ手５に圧着してチップ２を構成しているのでチップの加工精度が上がり品質が向上する。又、生産性も良い。
【００２４】
次に実施例２について説明する。先ず、チップ２が軸継ぎ手２１に圧着された時にチップ継ぎ手５の後端が片部２４に圧接して、片部２４が軸心側に湾曲されてボール弁２８の前方側の確実な衝接部と成る。又、インキは片部と片部の間を通じて先端ボール４側に供給される。尚、片部２４の巾寸法、所要数を変えることで必要なインキの流出量が設定可能となる。
従って、従来例の弁室内にボール弁を抜出不能とする突条を所要数設けたもののように成型時の寸法精度出しや弁室内へのボール弁の挿入で突条を損傷するなどの心配が無く、製造時のインキ充填後に巻き込んだ気泡を脱泡する為のに遠心処理でボールが突条部に食い付いてボールが固定されてしまう問題が無い。
又、弁室の軸心をチップ嵌着孔の軸心に対し適宜偏心させた実施例１に比較してインキ粘度を高くする必要のある仕様、先端ボール径を大きくしてインキ流出量を上げる必要のある仕様に対して有効である。
【００２５】
次に実施例３について説明する。この実施例ではチップ３１内に先端ボール４を押圧するスプリング３４とボール弁３５を遊嵌する弁室３３ｆを一体に設けているのでインキの逆流防止機構を必要としない一般の油性ボールペンのチップの外形寸法を同じに成して、軸継ぎ手の省略や或いは軸継ぎ手やインキ収容管を共通化することで生産性を向上させることが可能となる。
【００２６】
又、実施例４について説明する。軸筒の先端口からインキの残量が可視可能なチップ継ぎ手部が露出することで正確な終筆状態とインキの色種を容易に確認可能と成る。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のボールペンの構成及び作用は以上の如くであり、チップの内部に内蔵されたスプリングと筆記部である先端ボールのバルブ機構によって筆記時の性能にはまったく影響がない状態で、筆記していない場合の耐インクドライアップ防止性能、耐落下衝撃性能、耐インクボタ落ち性能、耐インク洩れ出し性能を大幅にアップすることが可能で、筆記完了後の紙面からボールペンを離した瞬間から効果が期待できるものである。従って、シールキャップのいらないノック式、複式筆記具へ搭載可能なボールペンのリフィールが提供可能となる。又、チップをホルダーとチップ継ぎ手の二部品で構成することで、チップの加工精度及び生産性が向上して安価となるものである。又、軸筒の先端口からインキの残量が可視可能な透明なチップ継ぎ手部が露出することで正確な終筆状態とインキの色種が容易に確認可能と成る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１であるボールペンの全体を示す縦断面図である。
【図２】実施例１のチップを拡大した断面図である。
【図３】本発明の実施例２であるボールペンの全体を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施例３であるボールペンの全体を示す縦断面図である。
【図５】実施例３のチップを拡大した断面図である。
【図６】本発明の実施例４で、発明のボールペンの使用例１を示す要部断面図である。
【図７】本発明の実施例４で、発明のボールペンの使用例２を示す複式筆記具の縦断面図である。
【符号の説明】
１ ボールペン
２ チップ
３ ホルダー
３ａ 抱持部
３ｂ 受け座
３ｃ テーパー部
３ｄ 中心孔
３ｅ 先方部
３ｆ 圧入部
４ 先端ボール
５ チップ継ぎ手
５ａ 段部
６ スプリング
６ａ ストレート部
６ｂ 小径部
６ｃ 後端部
７ 軸継ぎ手
７ａ 圧入部
７ｂ 孔
７ｃ ボール受け座
７ｄ 溝部
７ｅ 導孔
８ ボール弁
９ インキ収容管
１０ インキ
１１ フォロア
１２ フォロア棒
１３ 軸筒
１４ 口金
２０ ボールペン
２１ 軸継ぎ手
２２ 内孔
２３ 弁室
２４ 片部
２５ ボール受け座
２６ 後端部
２７ 導孔
２８ ボール弁
２９ 後軸部
３０ ボールペン
３１ チップ
３２ ホルダー
３２ａ 先方部
３２ｂ 圧入部
３３ チップ継ぎ手
３３ａ 軸部
３３ｂ 内孔
３３ｃ ボール受け座
３３ｄ リブ
３３ｅ 導孔
３３ｆ 弁室
３４ スプリング
３４ａ ストレート部
３４ｂ 捲線部
３４ｃ 折り曲げ端部
３５ ボール弁
３６ 軸継ぎ手
３６ａ 前軸部
３６ｂ 鍔部
３６ｃ 後軸部
４０ 先軸
４１ 後軸
４２ 操作体
４３ 回転機構部
４４ａ ボールペンのリフィール
４４ｂ ボールペンのリフィール
４５ チップ
４６ 先端ボール
４７ チップ継ぎ手
４８ 軸継ぎ手
４９ インキ収容管
【産業上の利用分野】
本発明は、筆記時には筆記部であるボールがホルダー内に保持されたスプリングの押圧が筆記に要する筆記圧よりも弱い事を利用してスムーズな筆記性能を確保するとともに、非筆記時には筆記部であるボールを弁として利用して、耐衝撃性能やインキのドライアップ防止性能の向上に伴う先端シールの不要や、インキが後方へ移動するインキドロップ防止などの機能向上を狙いとしたボールペンの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なボールペンでは筆記部であるボールの周辺は筆記に必要なインキが流れ出るための隙間が適宜設けられている。したがってその隙間からインキの蒸発や輸送中の振動、落下、長期放置によるインキの空気酸化劣化や洩れ出しや空気が入り込むことによるカスレの発生、また店頭でのペン立てで長期間、筆記部を軸方向上方へ向けて保存（以後”上向き”と呼ぶ）することで、インキが軸方向後方へ落ちてしまうインキドロップなどの事故がしばしば見られる。従来、これらの問題を解決するために、筆記具タイプの修正液などで見られるチップの内部にスプリングを設けて対策した発明の応用案（実開昭５５ー１７２１０４号、実開昭５７ー１９３５７８号など）が知られているが、これらにはスプリング以外にもコストアップの著しい金属切削製の押し棒が必要であったり、スプリングのみとした発明でも筆記部のボールへの当接するストレート部をスプリングの中心部から曲りなく伸ばすことはスプリングの製造方法からでは非常に困難であり、製造時に相当な品質管理を要求される上に、スプリングの端面はカットしたままであり、ごくわずかなストレート部の曲りでスプリングの端面のエッジやバリがチップ内面に引っ掛かってしまい、ボールが押圧されないトラブルも発生しやすいことなどから、具体的には先端をまっすぐにセンター方向へ矯正したり、先端のエッジを丸めるなどの２次、３次の追加工が行なわれており、かなりのコストや労力が必要である問題を抱えている。また組み立て時にも非常に小さな部品で挿入する向きに差が少なく、向きの間違いや引っ掛かってごくわずかに曲っても性能に問題が発生しやすいため、チップ内に挿入しやすいスプリングの形状や、以後の組み立て作業で曲げてしまったりしないように、スプリングをチップ内にまず遊嵌する、などの要求があった。またチップは金属を切削加工したり、樹脂製の場合ではコアピンの抜き勾配が必要なため中心部に向かって小径とする必要があり、スプリングはその最小径よりも小さい必要が有り、インク収容管とチップとをつないで内面でスプリングの後端を受ける継ぎ手やスプリング受けなどの部品が必要となってさらにコストを上げる要因となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、筆記時のスムーズな筆記を阻害することなく、インキの揮発によるドライアップ防止性能や、落下・輸送中の衝撃によるインキ洩れ出しの防止性能や、店頭で長期上向き保存された場合などの空気流入によるインキドロップ防止性能などボールペンにおける事故防止性能を確実に向上させたいという要望を満足させ、さらに従来の技術よりも製造しやすく、一般的で安価なボールペンを提供するという課題を解決することを目的とするものである。
本発明に於いて、先端ボールを押圧するスプリングは極めて弱いもの（２〜２０ｇ程度）で、バネ部及びストレート部がチップ内孔に対しせり部分が生じると性能が発揮されない。従って、チップ内孔は極力段部のない形状、又、ホルダーの中心孔にストレート部が干渉なく挿入されて先端ボールに微小な押圧力が作用するように段部を生じない鋭角のテーパー、バリの影響を生じさせない為の中心孔の後端に至らない深さの受け座などの配慮が必要となる。又、チップ内孔にスプリングを内蔵させてスプリングの後端が変形を受けることなく抜出不能とする必要がある。以上の条件を満足させるチップを一体に形成することは加工精度上難しく、品質の安定化と生産性の低下に起因するコストアップの問題がある。
又、正確な終筆状態とインキの色種を容易に確認可能とすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端ボールを押圧するようにスプリングを内蔵するチップと、インキ収容管に静的には高い粘性を有し筆記時の先端ボールの回転で粘性が低下してインキが流出される所謂剪断減粘性を有した水性インキ又は低粘度の油性インキとそのインキの後端にインキの消耗と共に追随するグリース状のフォロアが充填されて成るボールペンに於いて、チップは先端に筆記部となる先端ボールを抱持した金属製のホルダーにスプリングの後端が当接して抜出不能とする透明な樹脂成型品のチップ継ぎ手が圧着されて成り、スプリングの筆記部側先端には先端ボールに当接するストレート部が設けられ、該ストレート部後端より更に後端に向かってコイル状のバネ部が設けられて成る。
【０００５】
又、実施例１として、インキ収容管の先方に設けられた軸継ぎ手と軸継ぎ手の先端にチップが固着されたボールペンに於いて、該軸継ぎ手の軸心付近にはチップの後端面に対峙するボール受け座とその後端にインキ収容管から筆記部の先端ボールまで連通するような流路を確保する導孔を備えた弁室がチップの軸心に対し適宜偏心状に設けられ、弁室内にボール弁が遊嵌されてチップ先端部が下向きでボール弁がチップの後端に偏倚して当接しチップ内にインキが流入可能と成り、チップ先端部が上向きでボール弁がボール受け座に密接して導孔を閉塞した時にインキの逆流が防止されされるように構成されて成る。
【０００６】
又、実施例２として、弁室の周上所要箇所で軸前方に突出した片部が設けられて、チップが軸継ぎ手に圧着された時にチップの後端が片部に圧接して、片部が軸心側に湾曲されてボール弁の前方側の衝接部となるように構成されて成る。
【０００７】
又、実施例３として、チップ継ぎ手内にスプリングの後端が当接状態で内挿されて成り、スプリングの先端に先端ボールに当接するストレート部が、該ストレート部後端より後方に向かって捲線部が、更に該捲線部の後端に中心に向かう折り曲げ端部が設けられ、又チップ継ぎ手内孔で、スプリング後端の後方にテーパー状又は球面状のボール受け座と導孔が設けられて前記折り曲げ端部とボール受け座の間にボール弁が遊嵌され、又導孔がチップ継ぎ手の後端開口部に連通して設けられて、当該チップが軸継ぎ手の先端に止着され軸継ぎ手の後方にインキ収容管が設けられて成る。
【０００８】
又、実施例４として、筆記具の軸筒内に搭載されるリフィール形態のボールペンであって、チップの軸筒の先端口から突出する軸方向寸法において、外側からインキが透視できる長さでホルダー及びチップ継ぎ手の軸方向寸法が設定されて成る。
【０００９】
【実施例】
本発明のスプリング内蔵のボールペンは筆記部である先端ボールをスプリングのみでごく弱く押圧して、筆記時にはボールとスプリングは軸後方へ移動して筆記に必要なインクの流路を確保して一般的なボールペンと同様に筆記可能なように構成される。チップは先端ボールを抱持した金属製のホルダーとスプリングの後端が当接して抜出不能とする透明な樹脂成型品より成るチップ継ぎ手とが圧着されて構成される。尚、チップ継ぎ手はインキの蒸発を抑制できる材質が選定される。従って、上述したようなチップの加工精度が容易となり、又、スプリングを抜出不能に内蔵することが容易となって品質が安定化し、チップ形成の総合コストは安くなる。
【００１０】
以下、図示した実施例について詳説する。図１及び図２は本発明の実施例１であるボールペン１を示している。先ず、図に示すようにポリプロピレン樹脂製のチューブよりなる内部にインキ１０を保蔵するインキ収容管９の内径筆記部側に固着される圧入部７ａとチップ２が圧入固着される孔７ｂを有する軸継ぎ手７には内部の略中央にインキの導孔７ｅを持つボール受け座７ｃを設け、チップ２の軸方向後端とボール受け座７ｃとによって形成される弁室内に遊嵌されたボール弁８によって通常の筆記時にはインキ収容管９から筆記部となる先端ボール４までを連通する構造としたうえで上向きではボール弁８が軸継ぎ手７のボール受け座７ｃに密接することによってインキの逆流を防止した構造のボールペンであって、当該ボールペンは通常は筆記軸となる軸筒（図示せず）に挿着して使用される所謂ボールペンのリフィールを示したものである。
【００１１】
このボールペンではインク１０には静的には高い粘性を有し、筆記時の先端ボール４の回転によりインキの粘性が低下してインキがスムーズに流出される剪断減粘性を有した所謂中粘度の水性インキ又は低粘度の油性インキが充填され、更にインキの後端面に接触してインキの揮発防止と流れ出し防止のためのグリース状のフォロア１１と該フォロア内に耐落下性能向上の為にフォロアと略同等の比重を有する樹脂製のフォロア棒１２が浸漬されている。
【００１２】
図２にはボールペンの筆記先端部であるチップ２及びその内部を拡大して示している。チップ２は透明な樹脂成型品であるチップ継ぎ手５の先端に金属製のホルダー３を圧着して構成されている。ホルダー３は先端に向かうテーパー部３ｃと圧入部３ｆとから成り、筆記部である先端ボール４を抱持部３ａ（カシメにより形成）で抜止め支持され、先端ボール４を受ける抱持部３ａの受け内面によって回動自在に遊嵌されている。又、ホルダー３後端の圧入部３ｆにはチップ継ぎ手５が圧着されて、内部には先端ボール４に前端面を接し、後端面にはチップ継ぎ手５の後端面の段部５ａによってスプリング６が内部に遊閉されており、このスプリング６はその後端部６ｃをチップ継ぎ手５の後端側内径とほぼ同じか僅かに小さい径としてチップ継ぎ手５内に挿入される。
【００１３】
又、ホルダー３の内面にバネ部が接触してバネ作用の動きが阻害されないため、組み立て時の挿入や向きの検知をやりやすくするため、ホルダー３の最小径となる中心孔３ｄを貫通して先端ボール４を押圧するストレート部６ａを極力ホルダー３の中心から伸ばすため、更に、ホルダー３は通常中心部の内孔が後端部の内孔よりも小さくなるのでスプリング６もその略中央を後端側よりも小径とするか、または全体が十分に小さいスプリング外径とする必要がある等を考慮して、スプリング６にはその中心部に後端部６ｃよりも小径となる小径部６ｂを設けてあり、後端部６ｃと小径部６ｂの間はスプリング６のバネ性を有する部分であるがその部分はテーパー形状または段付きの形状とする。更に、ストレート部６ａは小径部６ｂの外径から延出して適宜屈曲し、ほぼ軸心上に伸ばされてなる。
【００１４】
又、ホルダー３は先端ボール４を抱持した中心孔３ｄ先端の外郭に中心孔の後端に至らない深さの所要数の溝を有した受け座３ｂが設けられ、中心孔３ｄ後端から拡大した内孔の接合段部及びホルダー３の後端に向かってステップ上に拡大する内孔接合部（内孔の加工上生じる）が略中心角９０°以下のテーパーで接続されている。従って、スプリング６挿入時にストレート部６ａの前端面がホルダーの内面に引っ掛かる問題が防止される。
又、筆記時にボール弁８がチップ継ぎ手５の後端面側に入って密接してしまうとインキの流路が確保されなくなって筆記できなくなるため、実施例に於いては継ぎ手５のボール受け座７ｃを偏心させてボール弁８が前進してもチップ継ぎ手５の後端面の片側にのみ当接する構造としている。
【００１５】
図３は本発明の実施例２であるボールペン２０を示している。以下、実施例１との相違点を主に説明する。先ず図に示すように、この実施例に於けるボールペンはポリプロピレン樹脂製のチューブよりなる内部にインキ１０を保蔵するインキ収容管９の内径筆記部側にチップ２が圧入固着される内孔２２とインキ収容管９に圧入固着される後軸部２９を有する軸継ぎ手２１が設けられている。尚、軸継ぎ手とインキ収容管を一体と成すことは可能である。又、チップ２は先端に筆記部となる先端ボール４を抱持したホルダー３と該ホルダー３にチップ継ぎ手５が圧着されている。
【００１６】
軸継ぎ手２１の軸心にチップ２の後端面に対峙して弁室２３が設けられその後端にテーパー状又は球面状のボール受け座２５と導孔２７が設けられて、前記弁室２３内にボール弁２８が遊嵌され、導孔２７が軸継ぎ手２１の後端開口部に連通して設けられ、又、前記弁室２３の周上所要箇所で軸前方に突出した片部２４が設けられて、チップ２が軸継ぎ手２１に圧着された時にチップ２の後端が片部２４に圧接して、片部２４が軸心側に湾曲されてボール弁２８の前方側の衝接部となるように構成されている。
【００１７】
図４及び図５は本発明の実施例３であるボールペン３０を示している。以下、上記実施例との相違点を主に説明する。先ず図に示すように、この実施例に於けるボールペンはポリプロピレン樹脂製のチューブよりなる内部にインキ１０を保蔵するインキ収容管９の内径筆記部側にチップ３１が圧入固着される前軸部３６ａとインキ収容管９に圧入固着される後軸部３６ｃを有する軸継ぎ手３６が設けられている。尚、軸継ぎ手とインキ収容管を一体と成すことは可能である。
【００１８】
チップ３１は先端に筆記部となる先端ボール４を抱持したホルダー３２と該ホルダー３２にチップ継ぎ手３３が圧着され、チップ継ぎ手内にスプリング３４の後端が当接状態で内挿されて成り、スプリング３４の先端に先端ボール４に当接するストレート部３４ａが、該ストレート部後端より後方に向かって捲線部３４ｂが、更に該捲線部３４ｂの後端に中心に向かう折り曲げ端部３４ｃが設けられている。又、チップ継ぎ手３３の内孔３３ｂで、スプリング３４後端の更に後方にテーパー状又は球面状のボール受け座３３ｃと導孔３３ｅが設けられて、前記折り曲げ端部３４ｃとボール受け座３３ｃの間にボール弁３５が遊嵌され、又、導孔３３ｅがチップ継ぎ手３３の後端開口部に連通して設けられて、以上により構成されるチップ３１が軸継ぎ手３６の先端に止着され軸継ぎ手３６の後方にインキ収容管９が設けられてボールペンが構成される。尚、ボール受け座３３ｃ前部の弁室３３ｆの内壁に所要箇所でリブ３３ｄを設けて、そのリブ３３ｄの後端がスプリング３４後端の当接部となる。
【００１９】
図６及び図７は本発明の実施例４を示している。この実施例は上記実施例１〜３で構成されるボールペンを筆記具の軸筒内に搭載するリフィール形態のボールペンと成して、チップの軸筒の先端口から突出する軸方向寸法において、外側からインキが透視できる長さでホルダー及びチップ継ぎ手の軸方向寸法が設定されて成るものである。その使用例１として、図６は軸筒１３の先端に螺合される口金１４の先端口からチップの先方部を突出させたものを示している。
又、その使用例２として、図７は軸筒内にインキ色などが異なる二種のボールペンのリフィール４４ａ，４４ｂを搭載して、後軸４１に対して後端の操作体４２を回転させることで回転機構部４３を介してボールペンのリフィール４４ａ，４４ｂを連動させて、それぞれのチップ４５の先方部を先軸４０の先端口から交互に出没させたものを示している。その他、ノック式など様々な仕様に使用可能である。
【００２０】
【作用】
先ず、実施例１について本発明の作用を説明する。筆記部である先端ボール４は球形状であることとホルダー３の抱持部３ａによって先端ボール４を後方からスプリング６により押圧しておくとバルブが閉じられた状態となって外気と先端ボール背面側とが遮断されることにより、インキ１０の揮発によるドライアップ防止や衝撃、落下による空気の進入防止やインキ１０の洩れ出し防止や空気による先端ボール背面側のインキ劣化の防止などが期待できるようになる。
【００２１】
筆記時の筆記に要する筆記圧はボールペンの種類によって違いは有るが一般的に５０ｇから５００ｇである。本発明の先端ボール４を押圧するスプリング６の設定押力は２ｇから１００ｇ、望ましくは５ｇから２０ｇに設定されている為、実際の筆記時には先端ボール４と抱持部３ａによるバルブ機構は押し広げられた状態となって通常のボールペン同様にインキ１０が流れ出し筆記が可能である。又、筆記が終了してボールペンを紙面から離した瞬間にはスプリングの力により筆記部のバルブが瞬時に閉じられて再び耐ドライアップ性能、耐衝撃性能、耐空気進入防止性能、インキ洩れ出し防止性能が発揮される。
【００２２】
又、インキの直流、逆流を防止できる先端ボール４とボール弁８の弁構造を持つ軸継ぎ手７を併用して構成したものは、上向きで筆記した場合の空気巻き込みやインキ逆流の安全性がアップして、特にインクの移動しやすい剪断減粘性インクを使用した所謂中粘度ボールペンでは効果的な性能を発揮する。
【００２３】
又、スプリング６のストレート部６ａがスプリング製造時に真っ直ぐに出しやすい小径部６ｂのコイル外径から僅かに屈曲させて軸心上に設けている為に製造時に心曲りが発生しにくい。又、短寸のホルダー３をチップ継ぎ手５に圧着してチップ２を構成しているのでチップの加工精度が上がり品質が向上する。又、生産性も良い。
【００２４】
次に実施例２について説明する。先ず、チップ２が軸継ぎ手２１に圧着された時にチップ継ぎ手５の後端が片部２４に圧接して、片部２４が軸心側に湾曲されてボール弁２８の前方側の確実な衝接部と成る。又、インキは片部と片部の間を通じて先端ボール４側に供給される。尚、片部２４の巾寸法、所要数を変えることで必要なインキの流出量が設定可能となる。
従って、従来例の弁室内にボール弁を抜出不能とする突条を所要数設けたもののように成型時の寸法精度出しや弁室内へのボール弁の挿入で突条を損傷するなどの心配が無く、製造時のインキ充填後に巻き込んだ気泡を脱泡する為のに遠心処理でボールが突条部に食い付いてボールが固定されてしまう問題が無い。
又、弁室の軸心をチップ嵌着孔の軸心に対し適宜偏心させた実施例１に比較してインキ粘度を高くする必要のある仕様、先端ボール径を大きくしてインキ流出量を上げる必要のある仕様に対して有効である。
【００２５】
次に実施例３について説明する。この実施例ではチップ３１内に先端ボール４を押圧するスプリング３４とボール弁３５を遊嵌する弁室３３ｆを一体に設けているのでインキの逆流防止機構を必要としない一般の油性ボールペンのチップの外形寸法を同じに成して、軸継ぎ手の省略や或いは軸継ぎ手やインキ収容管を共通化することで生産性を向上させることが可能となる。
【００２６】
又、実施例４について説明する。軸筒の先端口からインキの残量が可視可能なチップ継ぎ手部が露出することで正確な終筆状態とインキの色種を容易に確認可能と成る。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のボールペンの構成及び作用は以上の如くであり、チップの内部に内蔵されたスプリングと筆記部である先端ボールのバルブ機構によって筆記時の性能にはまったく影響がない状態で、筆記していない場合の耐インクドライアップ防止性能、耐落下衝撃性能、耐インクボタ落ち性能、耐インク洩れ出し性能を大幅にアップすることが可能で、筆記完了後の紙面からボールペンを離した瞬間から効果が期待できるものである。従って、シールキャップのいらないノック式、複式筆記具へ搭載可能なボールペンのリフィールが提供可能となる。又、チップをホルダーとチップ継ぎ手の二部品で構成することで、チップの加工精度及び生産性が向上して安価となるものである。又、軸筒の先端口からインキの残量が可視可能な透明なチップ継ぎ手部が露出することで正確な終筆状態とインキの色種が容易に確認可能と成る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１であるボールペンの全体を示す縦断面図である。
【図２】実施例１のチップを拡大した断面図である。
【図３】本発明の実施例２であるボールペンの全体を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施例３であるボールペンの全体を示す縦断面図である。
【図５】実施例３のチップを拡大した断面図である。
【図６】本発明の実施例４で、発明のボールペンの使用例１を示す要部断面図である。
【図７】本発明の実施例４で、発明のボールペンの使用例２を示す複式筆記具の縦断面図である。
【符号の説明】
１ ボールペン
２ チップ
３ ホルダー
３ａ 抱持部
３ｂ 受け座
３ｃ テーパー部
３ｄ 中心孔
３ｅ 先方部
３ｆ 圧入部
４ 先端ボール
５ チップ継ぎ手
５ａ 段部
６ スプリング
６ａ ストレート部
６ｂ 小径部
６ｃ 後端部
７ 軸継ぎ手
７ａ 圧入部
７ｂ 孔
７ｃ ボール受け座
７ｄ 溝部
７ｅ 導孔
８ ボール弁
９ インキ収容管
１０ インキ
１１ フォロア
１２ フォロア棒
１３ 軸筒
１４ 口金
２０ ボールペン
２１ 軸継ぎ手
２２ 内孔
２３ 弁室
２４ 片部
２５ ボール受け座
２６ 後端部
２７ 導孔
２８ ボール弁
２９ 後軸部
３０ ボールペン
３１ チップ
３２ ホルダー
３２ａ 先方部
３２ｂ 圧入部
３３ チップ継ぎ手
３３ａ 軸部
３３ｂ 内孔
３３ｃ ボール受け座
３３ｄ リブ
３３ｅ 導孔
３３ｆ 弁室
３４ スプリング
３４ａ ストレート部
３４ｂ 捲線部
３４ｃ 折り曲げ端部
３５ ボール弁
３６ 軸継ぎ手
３６ａ 前軸部
３６ｂ 鍔部
３６ｃ 後軸部
４０ 先軸
４１ 後軸
４２ 操作体
４３ 回転機構部
４４ａ ボールペンのリフィール
４４ｂ ボールペンのリフィール
４５ チップ
４６ 先端ボール
４７ チップ継ぎ手
４８ 軸継ぎ手
４９ インキ収容管
Claims (6)
- 先端ボールを押圧するようにスプリングを内蔵するチップと、インキ収容管に静的には高い粘性を有し筆記時の先端ボールの回転で粘性が低下してインキが流出される所謂剪断減粘性を有した水性インキ又は低粘度の油性インキとそのインキの後端にインキの消耗と共に追随するグリース状のフォロアが充填されて成るボールペンに於いて、チップは先端に筆記部となる先端ボールを抱持した金属製のホルダーにスプリングの後端が当接して抜出不能とする透明な樹脂成型品のチップ継ぎ手が圧着されて成り、スプリングの筆記部側先端には先端ボールに当接するストレート部が設けられ、該ストレート部後端より更に後端に向かってコイル状のバネ部が設けられて成ることを特徴とするボールペン。
- チップ継ぎ手内にスプリングの後端が当接状態で内挿されて成り、スプリングの先端に先端ボールに当接するストレート部が、該ストレート部後端より後方に向かって捲線部が、更に該捲線部の後端に中心に向かう折り曲げ端部が設けられ、又チップ継ぎ手内孔で、スプリング後端の後方にテーパー状又は球面状のボール受け座と導孔が設けられて前記折り曲げ端部とボール受け座の間にボール弁が遊嵌され、又導孔がチップ継ぎ手の後端開口部に連通して設けられて、当該チップが軸継ぎ手の先端に止着され軸継ぎ手の後方にインキ収容管が設けられて成る上記請求項１記載のボールペン。
- インキ収容管の先方に設けられた軸継ぎ手と軸継ぎ手の先端にチップが固着されたボールペンに於いて、該軸継ぎ手の軸心付近にはチップの後端面に対峙するボール受け座と、ボール受け座の後方にインキ収容管に連通する導孔を備えた弁室が設けられ、弁室内にはボール弁が遊嵌されて、チップ先端部が上向きとなってボール弁がボール受け座に密接して導孔を閉塞した時にインキの逆流が防止され、チップ先端部が下向きとなる筆記時にはボール弁がチップの後端に当接して、チップ内にインキが流入する経路が確保されて筆記可能となる逆流防止機構を備えた事を特徴とする上記請求項１記載のボールペン。
- チップの軸心に対し弁室が適宜偏心状に設けられ、チップ先端部が下向きでボール弁がチップの後端に偏倚して当接し、チップ内にインキが流入可能な流路が形成されるように成した上記請求項３記載のボールペン。
- インキ収容管の先方に設けられた軸継ぎ手と軸継ぎ手の先端にチップが固着されたボールペンに於いて、該軸継ぎ手の軸心付近にはチップの後端面に対峙するボール受け座と、ボール受け座の後方にインキ収容管に連通する導孔を備えた弁室が設けられ、さらに弁室の周上所要箇所で軸前方に突出した片部が設けられており、弁室内にボール弁が遊嵌され、チップが軸継ぎ手に圧着された時にチップの後端が片部に圧接して、片部が軸心側に湾曲されてボール弁の前方側の衝接部となるように構成されたことを特徴とする上記請求項１記載のボールペン。
- 筆記具の軸筒内に搭載されるリフィール形態のボールペンであって、チップの軸筒の先端口から突出する軸方向寸法において、外側からインキが透視できる長さでホルダー及びチップ継ぎ手の軸方向寸法が設定されて成る上記請求項１〜請求項５の何れか１項記載のボールペン。
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