JP3758802B2 - Knock-type writing instrument - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、軸筒後端に突出したノック部のノック操作で筆記先端部を軸筒先端口から出没可能とするノック式筆記具の改良に関しており、特には低粘度のインキが充填され、且つ、筆記先端部を密閉せずに使用可能なボールペンのリフィールを軸筒に搭載したノック式筆記具に関する改良である。
【0002】
【従来の技術】
従来知られている油性ボールペンは、それに使用するインキが粘度が数千mPa・S以上の高粘度のために、ペン先からインキが流出する際にボールが回転する時の抵抗が大きいため書き味が悪く、筆記の際に先端から流出するインキ量は少なく、ボテ現象があり、筆記描線のムラがあり筆跡濃度が薄いこと、高い筆記圧が必要なことなどの問題がある。それに対して10mPa・S以下の低粘度の水性インキを中綿などの繊維束芯にしみこませたり、万年筆などで利用されるインキ保留体によって内圧を調整するタイプのボールペンやサインペンやマーカーなどの筆記具が知られているが、これらの極低粘度の筆記具には、衝撃に弱い、インキ残量が確認しにくい、ペン先でインキが揮発してかすれてしまう、ペン先からインキが漏れだしてきて服を汚してしまう直流の問題などの理由によって、キャップが不要で操作感や携帯性に優れるノック式筆記具を提供する事が非常に困難であるいくつかの欠点を有している。
この改良として、最近、上記の水性と油性との中間粘度領域(数mPa・S〜数千mPa・S)のインキを用いる中粘度と呼ばれる水性インキ用ボールペンが開発されている。このものは、先端ボールの回転によって粘度が低下してインキがスムーズに流出する特性、所謂剪断減粘性を有する相対的に低粘性の水性のインキを用いたボールペンである。しかしながら、このものはインキが乾燥しやすい、インキが衝撃でずれやすくペン先に空気が入り込んでしまう、等の欠点があるために通常は筆記先端部をシールするキャップが必要である。又、インキの流出量が多くなり、筆記寿命を延ばすためにインキ収容管の径を太くしてインキの充填量を多くする必要がある。
【0003】
又、上記油性ボールペンの改良として、耐乾燥性に優れた低粘度の油性インキを用いたボールペンが考えられるが、やはりインキの流出量が多くなり、筆記寿命を延ばすためにインキ収容管の径を太くしてインキの充填量を多くする必要がある。又、インキの粘度が低いために、チップ側を下向きにした場合に先端ボールとチップ抱持部の隙間が生じるとインキが滲みでる(直流)が生じたり、水よりも揮発しにくいベンジルアルコール、プロピレングリコールなどの高級アルコール系の溶剤を主成分とする油性インキがペン先に濡れやすい上に筆記直後にペン先部でインキが乾燥して粘度アップして直流を防止する事ができなくなって直流の問題がさらに多くなる、などの欠点がある。
【0004】
上記、中粘度の水性インキ、低粘度の油性インキ等の中低粘度インキは何れも10から5000mPa・S程度の比較的低粘性の中程度の粘度であることからインキが逆流や直流しやすい現象がある。インキが逆流や直流を起こすと衣類などを汚す危険があり、落下やノック衝撃で筆記掠れが生じやすい欠点がある。又、中粘度の水性ボールペンは、揮発や逆流防止の目的で通常はインキ収容管後端にフォロアと称されるグリース状の不乾性物質が充填されるので、インキ蒸発防止の問題はペン先、即ちボールとホルダーの間隙からの蒸発低減化を考えればよい。例えば、油性ボールペンのように蒸気圧がかなり低い溶剤を主として用いたり、水ベースでも水溶性の難揮発溶剤を配合したり、少々揮発しても増粘しにくい増粘剤を使用したり、表面に膜を張って内部が揮発しにくくするインキとすれば、インキの蒸発はあまり考慮しないですむ。
【0005】
従来のノック式ボールペンでは、筆記体を軸先端より突出させて筆記を行う構造であるため、ポケットに収納するときに、筆記体を収納し忘れてしまうと筆記部が軸外へ突出したままとなり、衣服をインキで汚すことがあった。特にインキの粘度が5000mPa・s以下になると服に接触しただけでインキが服の繊維にしみこんでしまう問題が発生する。この問題を解決するためにクリップの係止部と軸もしくは軸内部に設けられた係止部で係止させることでポケットに筆記具を差すときには必ず筆記体が収納される考案が提案されてきた。これらの機構としては軸後端のノック棒を押圧して筆記体の筆記部を軸先端から突出させた後筆記体を収納する場合にはクリップの後端側を押すことで係止を解除して筆記体を収納するものが一般的に採用されているが、この場合には筆記体を突出させる場合と収納させる場合とでは操作部が異なるので操作性が良くないこと、また直液式の筆記体を搭載した場合には、解除時の筆記体にかかる衝撃によって、筆記体内部のインキがずれたり、漏れ出したり、筆記体先端より空気を巻き込んで筆記カスレを生じさせたりする可能性を含んでいるため、筆記体にかかる衝撃を緩衝する機構が必要であるなどの欠点があった。
従来のポケット収納時の収納忘れにより服を汚すことを防止したノック式筆記具特にインク流量が多く寿命を確保するためにどうしても太くなってしまう中粘度タイプの筆記具では、軸を細くすることが難しく、太い外観の物しか作成できなかった。
またリフィールは常時リターンスプリングによって後方へ附勢されており、回転子がこの附勢力を受け止めた状態のままスムーズに回転しなければ動作が所望の状態まで完了せず、不具合が生じやすい。
さらに中粘度ボールペンのようにインキと後端の高粘度のフォロワーとを直接保蔵して内部の気泡を脱泡した状態とする必要のあるリフィールに於いては、製造時は空気孔となる後端からインキやフォロワーを充填する場合が多く、脱泡時には、空気孔にはフォロワーやインキが後方から前方に移動すると共に内部の気泡は空気孔側にスムーズに移動して外気に解放される必要があるが、インキ収容管後方の空気孔が内径の最小内径よりも小さくした場合は上述の脱泡時のフォロワーの移動不良や脱泡不良が発生してしまう欠点を有する場合があったうえに、リフィールの後端付近はどうしてもグリス状のフォロワーで汚れてしまい、鉱物油やシリコンオイル等を主成分とするフォロワーは拭き取りも困難であり、この後端部を服に直接接触させると服が汚れてしまう問題も存在している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、中低粘度インキが充填されてもインキの逆流、直流現象が生じず筆記先端部の耐乾燥性が維持されてキャップを外して放置することができ、又、落下衝撃、上向き筆記によるインキの逆流やインキの直流を防止する機構を備えて、ノック式筆記具に搭載可能とするリフィールを提供可能とする。又、筆記先端部の突出動作、収納動作が確実で操作性の良い機構を実現し、ポケットへの収納時に衣服を汚す事故を未然に防ぐと共に、部品点数を少なくしてコストの問題と組立性の問題を解決し、筆記体にかかるノック衝撃を少なくしたいという要望にも応えるものであり、さらには、外観を細くすることが可能で、手帳用などの細身の筆記具を提供可能にすると共に、製造時の脱泡の問題を解決し、スムーズな動作性を確保して安定的な性能のノック式筆記具を提供するという課題を解決することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成する為に以下の構成を有する。
即ち、請求項1に記載の発明に係るノック式筆記具は、軸筒の後方にノック操作により軸筒に対し前後退位置に係止される回転カム機構部が配設され、その回転カム機構部の前方にリターンスプリングにより後方に附勢されたリフィールが設けられており、ノック棒を押圧する事でペン先の出と収納の動作を繰り返す物である。さらに軸筒後方の一側面に軸筒より外部に突出したクリップが設けられ、その先端の玉部に係止面を、玉部が軸筒外部から内部へ嵌入可能な窓又はスリット状の溝が軸筒側面のクリップ玉部に対向する場所に穿設される。回転カム機構部はノック操作により前後動するノック棒と、ノック棒に設けたカム斜面と軸筒もしくは軸筒に固定される部品の内面に設けたカム斜面のそれぞれに迎合する軸方向の2カ所ににカム斜面を回転子に形成し、更に回転子にはそれらのカム斜面の前方に突状の係止部を備えている。ノック操作に伴うノック棒の前進で、前記カム斜面間の押圧作用で回転子が一定回転だけ回動して、常に軸方向内方に挟み込むようにバネ性を有したクリップの玉部に形成された係止面と前記回転子に設けた係止部とが係合或いは離脱して、リフィルの筆記先端部が軸筒の先端口から出没可能に係止される。前記係合状態つまり筆記部が先端から突出した状態で、ポケットへの収納の時のようにクリップの玉部が軸筒側面から離反する方向に変位された時には係合が外れて筆記先端部が先端口から自動的に没入可能となるように構成されている。さらにはリフィールの後端とクリップの玉部の係止部との位置をリフィールの後端の方が軸方向前方に位置させることで、上述の回転子に設けた係止突起はリフィールとは径方向では重ならず、軸径を細くすることが可能な上に、リフィールには服が直接には接触しない構成とした。
【0008】
請求項2に記載の発明に係るノック式筆記具は、請求項1に記載のノック式筆記具に於いて、軸筒内に内蔵するリフィールをボールペンのリフィールとして、その先端部のチップでは先端ボールの背面に筆圧がかかった時に当接するボール受け座と、ボール受け座付近にチップ後端から先端ボールにインキを供給可能とするインキ流入溝が形成されている。先端ボールがチップ先端のボール抱持部の内縁に常時は押圧されて密接し、筆記時に密接状態が解除されるように設けられたチップと、そのチップを先端に止着した継ぎ手部後方のインキ収容部に常温でのインキ粘度が10から5000mPa・Sの中低粘度の中低粘度のインキが充填されており、インキ収容管の後端付近には筆記時に外部へ流出したインキの体積減少分の空気を内部に流入させるための空気孔をインキ収容管の内径と略同等か、もしくはそれ以上の投影断面積の大きさで設けてある。インキ収容管が押し出し成形で作成される場合はそのままの大きさで尾栓等の部品を挿入しなければよい。ここで使用されるリフィールは望ましくは、インキには筆記時の高剪断下ではインキ粘度が低下し非筆記時のような無剪断又は低剪断下では比較的高粘度となる所謂剪断減粘性を有したインキとした方が良く、そのインキの後端に筆記に伴うインキの消耗に追随して移動する難揮発性でグリス状のフォロアが設けられて成るボールペンのリフィールや、継手内部にペン先が上向きの時には内部の逆止ボールが弁部を塞いで逆流を防止し筆記時など下向きの時にはインキ流路を確保した逆流防止機構を内包するリフィール、などを有するノック式筆記具とするとさらに効果的である。
【0009】
請求項3に記載の発明に係るノック式筆記具は、請求項1、2に記載のノック式筆記具に於いて、上述の回転子の受け面に孔、溝、突起等の空気流通手段が設けられることでリフィール後端の空気孔の通気を阻害することをなくした上で、インキ収容管後端には内径又は外径の少なくとも一方に面取りを有する事で、前後方向の移動のみならず回転に対してもスムーズな動作が要求される本発明の補助的構成として、インキ収容管と回転子の接触抵抗を減らすようにした。
【0010】
【実施例】
図1乃至図3は本発明のノック式筆記具の実施形態の1例を示しており、図1は非筆記時でリフィールを収納している状態を図示し、図2はペン先突出状態を図示しており、図3はペン先突出状態の後端部拡大図である。
図4、図5は本発明のノック式筆記具に搭載されるボールペンのリフィールの実施形態の一例を示している。又、ボールペンのリフィール1に適用されるインキ17は常温での粘度が10から5000mPa・Sの中粘度の粘性を有した水性、低粘度の油性インキ等の中低粘度インキであり、望ましくは剪断減粘性の特性を有した物である。
図6は本発明のカム機構の動作の概略を図示した物である。
【0011】
図に示すようにチップ12は、インキ流入可能なチャンネル部14を有したボール受け座14aと、カシメ部14bに先端ボール13が略当接した状態で、先端ボール13が回転自在に抱持されるよう内方にカシメられている。チャンネル部14に付いて詳説すると、チップ12で先端ボール13の背面に、筆圧がかかった時に当接するボール受け座14aと先端ボール13がカシメ部14bの内縁に密接するように先端ボール13の背面を押圧する弾性体5が、チップ12の内部にインクの流路を阻害することなく配設されている。
【0012】
先端ボール13がカシメ部14bの内面に密接することは筆記先端の乾燥、インキの直流防止に対し極めて重要である。当該実施例の形態チップ12を金属製とした場合には特に先端ボール13を抱持するチップ内面の表面粗さ、カシメによる密接精度を改善する為に内面を先端ボール13と略同等のRを有した面とするとさらに効果的である。
【0013】
継ぎ手2は先端にチップ12の軸部を圧着し、後端側にはインキ収容管16の前端に圧着される。又、継ぎ手2の内孔部10の後方には逆止ボール15が遊嵌している弁室7があり、弁室7の後方にはテーパー状又は半球面状の逆止ボール受け座8と軸心に対し適宜偏心して設けられた導孔9とが設けられ、内孔部10がインキ収容管16の内孔に連通している。又、弁室7の内壁の一側には軸方向にインキ17が流れるように溝部11を設けている。この弁室7内に遊嵌している逆止ボール15は、チップ12を下向きにした状態では、チップ12の後端に偏った状態に接してインキ流路を形成し、インキ収容管16のインキ17は導孔9を通り前記溝部、前記インキ流路をなどを通じてチップ内に流入する。逆に上向きの状態では逆止ボール15が逆止ボール受け座8に密接してインキの逆流を防止する機能が得られる。
【0014】
インキ収容管16内には上記ボールペンのインキ17が充填され、更に、このインキ17の後端にインキの消耗と共にインキ面に接触して追随して移動可能なグリース状の半透明難乾性物から成るフォロアー18が充填される。又、落下やノック衝撃等による変形を防止するために必要に応じてフォロアー18内にフォローと略同等の比重を有する樹脂製のフォロアー棒19が浸漬される。尚、上記インキ収容管16はクリアドレン性(インキ消耗時のインキやフォロワーの付着する事)に優れた材質を選定する事が望ましい。一例として透明PP樹脂成形品等が使用され、インキの残量を確認することができる。又、インキ収容管は継ぎ手2と一体に形成することも可能である。
【0015】
上記ボールペンのリフィール1の筆記部先端には80℃から150℃で溶融するホットメルトタイプの先端シール材25を付着させて、インキの揮発を抑えると共に、筆記部先端を保護すると長期保存性などが良くなる。それによって、製造されてから筆記を開始するまでのトラブルを回避することができる。
【0016】
軸機構について詳述すると、まず、軸筒は前軸部3、後軸部4で構成されている。このノック式筆記具では、ボールペンのリフィール1がリターンスプリング24によって後方へ附勢されており、この力は回転子22、ノック棒23に伝えられ、最後はクリップ21に設けられた係止片21cで受けている。クリップ21は、軸筒内部に設けた係止片21cの後端に形成された係止突起が後軸部4に設けられた係止窓に係止して後軸部4に対し固定される。
【0017】
図6は、後軸部4、クリップ21、回転子22、ノック棒23の展開図の一部とその時の回転子22の位置を示した正面図で、回転カム機構部の流れを示しており、A,B,C,Dの順序で最後は再びAの状態にもどり、この間に筆記部の出没動作が1回行われる。これに基づいて回転カム機構部を説明する。ノック棒23とボールペンのリフィール1の間には回転子22が設けられており、ノック棒23を押圧することにより、ノック棒23のカム斜面23aとこれに対応する回転子22のカム斜面22cにより軸線方向に加えられた力が周方向の回転力に変換される。このとき、ノック棒23には回転止め23bが設けられており、クリップ21にはこの回転止め23bに対応する溝が配設されているため、ノック棒23は周方向に回転せず、回転子22のみが周方向に所定角回転するように構成されている。
【0018】
ノック動作の初期段階では回転子22のカム22aの側面と後軸部4のカム側面で回転規制が働き、回転子22は回転しないが、一定距離ノック動作が行われるとこの回転規制がはずれて回転子22は所定角度だけ回転する(図6−B)。この時、回転子22はボールペンのリフィール1を通してリターンスプリング24により常に後方へ附勢されておりノック棒23への押圧を止めたときには、回転子22のカム斜面22aとこれに対応する後軸部4のカム斜面20aにより回転子22がさらに所定角度だけ回転し、一定角度回転したところで回転子22の突状の係止部22bがクリップ21の玉部22aに形成した係止面21bに係合されて、筆記先端部が前軸部3より突出した状態となる。
【0019】
ここで図6のBからCの状態になる時を詳説すると、回転子22のカム斜面22aが後軸部4のカム斜面20aに沿って移動しながら後退すると同時に、回転子22の係止部22bも同じ軌跡を描きながら移動することになるが、この時、回転子22の係止部22bがクリップ玉部の係止面21bに係合するには、クリップ玉部21aの下端面に干渉することなく通過できなければならない。このためには回転子22のカム斜面22aが移動する距離Rを大きく設定するか、後軸部4のカム斜面20aの傾斜角θをより鈍角にすればよいが、前者の方法ではノックストロークが大きくなるので操作性が悪くなり、後者の方法では回転子22のカム斜面22aが後軸部4のカム斜面20a上で停止してしまう恐れがあるので動作の確実性に欠ける。ここでは一例として傾斜角θを45゜から65゜の間にすることが望ましい。さらに、この問題を解決するためにはクリップ玉部21aの側壁面の下端面を回転子22の係止部22bが干渉しないで通過できる高さに設定すればよい。但し、もう一方の側壁面の下端面を反対側の側壁面の下端面と同じ高さにしてしまうと係合の確実性がなくなってしまうので、側壁面の下端面は回転子22の筒外径に干渉しない範囲で差をつけて大きくすることが望ましい。又、クリップ玉部の係止面21bの端面は側壁面の下端面ともう一方の側壁面の下端面を滑らかにつなぐ斜面または曲面とすることで、クリップを衣服に抜き差しする際、ひっかからずにスムースに行うことができる。
【0020】
筆記部が前軸部3より突出された状態からノック棒23を押圧すると、ノック棒23前端のカム斜面23aと回転子22のカム斜面22cの迎合作用によりクリップ玉部の係止面21bと回転子22の係止部22bとの係合が解除される。ここでノック棒23への押圧をやめると回転子22のカム斜面22aが後軸20のカム斜面20aに沿って回転しながら後退され、筆記先端部が前軸部3の先端口内に収納される。この時、回転子22は初期状態と同様の位置にセットされている。つまり、再度ノック棒23を押圧すれば、突出動作が可能な状態になっている。さらに、突出状態の解除は、ノック棒23を押圧しなくても、クリップ21aの玉部が上方に持ち上げられることにより回転子22の係止部22bとクリップ玉部の係止面21bとの係合がはずれ、ノック棒23を押圧したときと同様に筆記先端部が前軸部3の先端口内に収納される。このため、筆記先端部を突出させたままポケットへ差そうとすると、筆記先端部が自動的に収納されて衣服を汚すなどの事故を未然に防ぐことが可能となる。
これらの動作に必要なノック棒、回転子、後軸内面に形成したカム斜面は適宜形状や角度やカムの数を選択できる。
【0021】
又、本発明では、回転子22の係止部22bよりも軸方向先端側にリフィール1の後端を有するように配置し、回転子22のリフィール1の空気孔6との連通可能な通気孔を設けた上で、インク収容管16の空気孔6の大きさがインク収容管16の最小内径と同等かそれ以上に設定してある。具体的な一例としてはインク収容管16を押し出し成形によって内外径を略同一のパイプ状に成形して、継手2などの部品を固定するときにインク収容管16の内径を広げる方向にのみ圧入固定してある。インク収容管後端に尾栓(図示せず)などを固定する場合にはフォロワー18が接触する可能性のある部分の空気孔内径がインク収容管の最小径よりも大きくする事が望まれる。これによって軸径を太くすることなく、かつリフィール1の後端付近のフォロワーの汚れが服に付着してしまう問題が無くなる。さらには、インク収容管後端(又は尾栓後端)など回転子22と接触する部分には内外径の少なくともどちらかに面取りを付加することによって、後端の接触部がバリやエッジによって回転子22に食い込んでしまって、カム機構による回転子22の回転阻害をすることなく安定した動作を確保できるようになる。カム部にシリコンオイルや鉱油などのオイル類、粘度のあるグリス類、2硫化モリブデンやテフロン粉などの固体潤滑剤、などの潤滑剤を塗布した場合にはさらに本発明の筆記具の動作が安定した物になる。
主に最も有効な中粘度ボールペンのリフィールについて詳述したが、本発明の筆記具としてはペン先が出たままでは服を汚してしまう一般的な筆記具であるサインペン、万年筆、マーカー、クレヨン状の半固形筆記具などのペン先揮発防止対策をした物であれば使用可能である。
【0022】
【作用】
先ず、ボールペンのリフィールの実施形態に付いて説明する。
ボールペンのリフィール1は、弾性体5の押圧で先端ボール13がチップのカシメ部14bの内縁に密接されるのでインキの直流が防止される。又、筆圧により先端ボール13が微小に後退するので隙間を生じてインキ17が流出可能となり、筆記により先端ボール13の回転でインキ17がスムーズに流出され、ボテが無く、筆跡濃度の高い筆記が可能となる。
【0023】
チップ12を上向きにした状態に於いて、その逆止ボール15が弁室7のボール弁受け座8に位置して導孔9を密閉するので、上向き筆記されてチップの先端ボール13背面のインキがなくなっても、インキにヘッドが掛かり逆流することがない。従って、チップ12を下向きにした時にはインキがすぐに流出可能となり、筆記で掠れが防止される。(因みに逆止ボールを有しない構造では、上向き筆記でインキが逆流方向に作用するのでチップ内に空気を巻き込み、下向き筆記で即インキが追随せず掠れが生じる)
【0024】
チップ12を下向きにした筆記状態に於いては、逆止ボール15がチップ12後端の一方に偏った状態に当接し、他方にはチップ12内にインキが流入可能な流路が構成され、インキ収容管16から導孔9を経て弁室7に入ったインキ17は先端ボール13の背面まで誘導される。
ところで、弾性体5の作用で通常はインキの直流と逆流は防止可能となるが、衝撃や上向き筆記で空気が巻き込まれたり、先端ボールとボール抱持部の密接不完全(加工ばらつきやゴミの巻き込み等が原因)な場合に筆記掠れやインキの逆流を生じる問題がある。そこで導孔9を密閉する逆止ボール15を併用することで確実にその問題が解決可能となる。
【0025】
一方、後軸4後方に突出するノック棒23を押圧することによって、ボールペンのリフィール1の筆記先端部を先軸の先端口より突出させて筆記可能とするノック式ボールペンに於いては、クリップ21に設けたクリップ玉部の係止面21bと回転子22の係止部22bとが係合することで筆記先端部の突出状態を保持できるため、クリップ21aの玉部を持ち上げるとこの係合が解除されて筆記先端部が前軸部3の先端口内に収納される。この為、筆記先端部が先軸の先端口より突出したままポケットに差してしまっても自動的に筆記先端部が先軸の先端口内に収納されインキで服を汚してしまう事故を未然に防ぐことができる。ノック棒23を押圧をすることのみの操作で筆記部の突出と収納が可能な上、筆記部を収納する際の衝撃はノック棒に接触している指によりかなり緩められるため従来は不可能であった低粘度インキを充填したボールペンのリフィールの搭載が可能となった。又、回転子の係止部22bが後軸4の外側に突出しておらず、クリップ玉部21aにも突出した角部分がないためポケットなどへの抜き差しをスムーズに行うことができ、又、ノックストロークを短くできる上に動作の確実性を向上し、操作性を向上することが可能となる。
さらに軸径を細くして外観を向上させる事が可能となり、製造上どうしてもグリス状のフォロワーがリフィール外径後端側に付着してしまい、結果的に軸に窓を開けて服が軸の内部に直接入ってフォロワーで服を汚す上述の構成の欠点を補うことができる。
回転子22のリフィール1との接触部付近に空気置換を確保する手段採った上で、リフィールの後端の内径外径の少なくとも一方に面取りをつけることによって、本発明の回転子22の回転、移動、係止という複雑で3次元的な動きをスムーズにさせる事が可能となり、安価で安定した性能のノック式筆記具を提供できるようになる作用を有する。
【0026】
【発明の効果】
本発明のノック式筆記具の構成及び作用は以上の如くであり、外観がスマートで、服を汚すなどの事故を未然に防ぐ効果のある安全性の高いノック式筆記具の機能が得られる。又、ノック操作のみで筆記先端部の出没が行えるので、使い勝手がよく、構造が簡単なので組立が容易で安価に提供可能となる。
さらには中低粘度のインキが充填されてもインキの逆流、直流現象が生じず、ペン先の耐乾燥性が維持されてシールキャップ不要のボールペンのリフィールが提供可能となり、そのボールペンのリフィールを製造するときにも、脱泡不良の問題やリフィール後端のグリスの拭き取りを気にすることなく製造可能となって安定的に大量生産が可能な筆記具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のノック式筆記具の実施形態である全体のリフィール収納時構造を示す縦断面図である。
【図2】本発明のノック式筆記具の実施形態である全体のリフィール突出時構造を示す縦断面図である。
【図3】実施形態であるノック式筆記具の後方部を拡大して示した縦断面図である。
【図4】実施形態であるノック式筆記具のリフィールの全体を示した縦断面図である。
【図5】実施形態であるリフィールの先端部を示した拡大縦断面図である。
【図6】実施形態であるノック式筆記具の回転カム機構部の動作及びクリップ玉部の係止面と回転子の係止部との係合関係を説明した図である。
【符号の説明】
1 リフィール
2 継ぎ手
3 前軸部
4 後軸部
5 チップ弾性体
6 空気孔
7 弁室
8 逆止ボール受け座
9 導孔
10 内孔部
11 溝部
12 チップ
13 先端ボール
14 チャンネル部
14a ボール受け座
14b カシメ部
15 逆止ボール
16 インキ収容管
17 インキ
18 フォロアー
19 フォロアー棒
20a カム斜面
20b 係止窓
21 クリップ
21a クリップ玉部
21b 係止面
21c 係止片
22 回転子
22a カム斜面a
22b 係止部
22c カム斜面c
23 ノック棒
23a カム斜面
23b 回転止め
24 リターンスプリング
25 先端シール材
26 面取り[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an improvement of a knock-type writing instrument that allows a writing tip portion to protrude and retract from a tip end of a shaft tube by knocking a knocking portion that protrudes to the rear end of the shaft tube, and is particularly filled with low-viscosity ink and writing This is an improvement related to a knock-type writing instrument in which a refill of a ballpoint pen that can be used without sealing the tip is mounted on a shaft cylinder.
[0002]
[Prior art]
Conventional oil-based ballpoint pens have a high viscosity of several thousand mPa · S or higher, and the resistance when the ball rotates when ink flows out of the pen tip is high. However, there is a problem that the amount of ink flowing out from the tip during writing is small, there is a blurring phenomenon, the writing line is uneven, the handwriting density is low, and a high writing pressure is required. On the other hand, there are writing tools such as ballpoint pens, sign pens, and markers that allow low-viscosity water-based inks of 10 mPa · S or less to be soaked into the fiber bundle core such as batting and the internal pressure to be adjusted by the ink retainer used in fountain pens As is known, these extremely low-viscosity writing instruments are vulnerable to impacts, it is difficult to check the remaining amount of ink, the ink volatilizes and faints at the nib, and ink leaks from the nib. For this reason, it is very difficult to provide a knock-type writing instrument that does not require a cap and has excellent operational feeling and portability.
As an improvement, recently, a ballpoint pen for water-based ink called medium viscosity using an ink having an intermediate viscosity region (several mPa · S to several thousand mPa · S) between the above water and oil has been developed. This is a ballpoint pen using a relatively low-viscosity aqueous ink having a characteristic that the viscosity is lowered by rotation of the tip ball and the ink flows out smoothly, so-called shear thinning. However, this has drawbacks such as that the ink is liable to dry, the ink is easily displaced by impact, and air enters the pen tip, and therefore a cap that normally seals the writing tip is required. Further, the amount of ink flowing out increases, and in order to extend the writing life, it is necessary to increase the ink filling amount by increasing the diameter of the ink containing tube.
[0003]
As an improvement of the above oil-based ballpoint pen, a ballpoint pen using a low-viscosity oil-based ink excellent in drying resistance is conceivable. However, the ink outflow amount increases, and the diameter of the ink containing tube is increased in order to extend the writing life. It is necessary to increase the ink filling amount by increasing the thickness. In addition, due to the low viscosity of the ink, when the tip side is faced downward, if a gap between the tip ball and the tip holding portion is generated, the ink may ooze out (direct current) or be less volatile than water. Oil-based inks, mainly composed of higher alcohol solvents such as propylene glycol, tend to get wet with the pen tip, and the ink dries at the tip of the pen immediately after writing, increasing the viscosity and preventing direct current. There are drawbacks, such as more problems.
[0004]
The above-mentioned medium-low viscosity inks such as medium-viscosity water-based inks and low-viscosity oil-based inks all have a relatively low-viscosity medium viscosity of about 10 to 5,000 mPa · S, and therefore the ink is liable to reverse flow and direct current. There is. If ink causes reverse flow or direct current, there is a risk of soiling clothes and the like, and there is a drawback that writing wrecking is likely to occur due to dropping or knocking impact. In addition, a medium-viscosity water-based ballpoint pen is usually filled with a grease-like non-drying substance called a follower at the rear end of the ink containing tube for the purpose of preventing volatilization and backflow. That is, reduction in evaporation from the gap between the ball and the holder may be considered. For example, a solvent with a very low vapor pressure, such as an oil-based ballpoint pen, is mainly used, a water-based hardly soluble solvent is blended with water, a thickener that does not thicken even if it is slightly volatilized, If the ink is coated with a film to make the inside less liable to volatilize, ink evaporation will not be considered much.
[0005]
The conventional knock-type ballpoint pen has a structure where the writing body is projected from the tip of the shaft and writing is performed, so if you forget to store the writing body when storing it in the pocket, the writing part will remain protruding out of the shaft. , Clothes were sometimes stained with ink. In particular, when the viscosity of the ink is 5000 mPa · s or less, there arises a problem that the ink penetrates into the clothing fibers just by contacting the clothing. In order to solve this problem, a device has been proposed in which a writing body is always stored when a writing instrument is inserted into a pocket by engaging the clip with a locking portion of a clip or a locking portion provided inside the shaft. In order to store the cursive body after pushing the knock rod at the rear end of the shaft and projecting the writing part of the cursive body from the front end of the shaft, these mechanisms are released by pressing the rear end side of the clip. However, in this case, the operability is different between the case where the cursive body is protruded and the case where the cursive body is stowed. When the cursive body is installed, the impact on the cursive body at the time of release may cause the ink inside the cursive body to shift or leak, or the air may be drawn from the tip of the cursive body and cause curling. Therefore, there is a drawback that a mechanism for buffering the impact on the cursive body is necessary.
Knock-type writing instruments that prevent the clothes from being soiled due to forgetting storage when storing pockets in the past, especially with medium-viscosity type writing instruments that have a large ink flow rate and become thick to ensure a long life, it is difficult to narrow the shaft, Only a thing with a thick appearance could be created.
Further, the refill is always urged rearward by a return spring, and if the rotor does not rotate smoothly while receiving the urging force, the operation is not completed to a desired state, and problems are likely to occur.
Furthermore, in the refill that needs to store the ink and the high-viscosity follower directly at the rear end, such as a medium-viscosity ballpoint pen, to remove the bubbles inside, the rear end that becomes an air hole at the time of manufacture is used. Ink is often filled with ink and followers.When defoaming, followers and ink move from the rear to the front of the air holes, and the internal bubbles need to move smoothly to the air holes and be released to the outside air. However, when the air hole at the back of the ink containing tube is smaller than the minimum inner diameter, there may be a drawback that the follower movement failure or defoaming failure occurs at the time of defoaming. The vicinity of the rear end of the refill is inevitably soiled with a grease-like follower, and it is difficult to wipe off the follower mainly composed of mineral oil or silicone oil, and this rear end is in direct contact with clothes. So when the clothes become dirty problem is also present.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is that even if medium-low viscosity ink is filled, the ink does not flow backward, the direct current phenomenon does not occur, the drying resistance of the writing tip is maintained and the cap can be removed and left alone, It is possible to provide a refill that can be mounted on a knock-type writing instrument by providing a mechanism for preventing ink backflow and ink direct current caused by upward writing. In addition, the mechanism that the writing tip protrudes and retracts is reliable and has good operability, prevents accidents that contaminate clothes when stored in the pocket, and reduces the number of parts and costs. In response to the desire to reduce the knocking impact on the cursive body, it is possible to make the appearance thinner and to provide a thin writing instrument for notebooks, etc. The object is to solve the problem of defoaming at the time of manufacture, and to provide a knock-type writing instrument with stable performance while ensuring smooth operation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration in order to achieve the above-described problems.
In other words, the knock type writing instrument according to the first aspect of the present invention is provided with a rotating cam mechanism portion that is locked at a forward retracted position with respect to the shaft tube by a knocking operation behind the shaft tube, and the rotating cam mechanism portion. A refill urged rearward by a return spring is provided in front of the head, and the operation of ejecting and storing the pen tip is repeated by pressing the knock bar. Furthermore, a clip projecting outward from the shaft cylinder is provided on one side of the rear of the shaft cylinder, and a locking surface is provided at the ball part at the tip, and a window or slit-like groove in which the ball part can be inserted from the outside of the shaft cylinder to the inside. It is drilled at a location facing the clip ball on the side surface of the shaft cylinder. The rotary cam mechanism has two axial positions where it comes into contact with a knock bar that moves back and forth by a knock operation, a cam slope provided on the knock bar, and a cam slope provided on the inner surface of the shaft tube or a part fixed to the shaft tube. Further, the cam slope is formed on the rotor, and the rotor is further provided with a projecting locking portion in front of the cam slope. It is formed on the ball part of the clip with springiness so that the rotor rotates by a constant rotation by the pressing action between the cam slopes by the advancement of the knock bar accompanying the knock operation, and is always pinched inward in the axial direction. The engaging surface and the engaging portion provided on the rotor are engaged or disengaged, and the writing front end portion of the refill is engaged with the shaft tube so that it can be projected and retracted. When the clip is displaced in a direction away from the side surface of the shaft cylinder as in the case of storing in the pocket with the writing portion protruding from the tip, the engagement is released and the writing tip is It is configured to be automatically immersible from the front end. Furthermore, by positioning the rear end of the refill and the engaging portion of the clip ball portion at the rear end of the refill in the axial direction, the engaging protrusion provided on the rotor is the diameter of the refill. It is possible to reduce the shaft diameter without overlapping in the direction, and the clothes do not come into direct contact with the refill.
[0008]
The knock type writing instrument according to a second aspect of the present invention is the knock type writing instrument according to the first aspect, wherein the refill incorporated in the shaft cylinder is used as the refill of the ballpoint pen, and the tip of the tip portion has a back surface of the tip ball. A ball receiving seat that abuts when writing pressure is applied thereto, and an ink inflow groove that allows ink to be supplied from the rear end of the chip to the tip ball near the ball receiving seat. The tip ball is always pressed and intimately contacted with the inner edge of the ball holding portion at the tip of the tip, and the tip provided so that the close state is released at the time of writing, and the ink behind the joint portion that fixed the tip to the tip The storage section is filled with medium to low viscosity ink with a medium to low viscosity of 10 to 5000 mPa · S at normal temperature, and the volume reduction of the ink that has flowed outside during writing is near the rear end of the ink storage tube. The air holes for allowing the air to flow into the inside are provided with a projected cross-sectional area approximately equal to or larger than the inner diameter of the ink containing tube. When the ink storage tube is formed by extrusion molding, it is not necessary to insert a part such as a tail plug in the same size. The refill used here desirably has a so-called shear thinning property that the ink viscosity decreases under high shear when writing and becomes relatively high under no shear or low shear as in non-writing. It is better to use a refill of a ballpoint pen with a non-volatile, grease-like follower that moves following the ink consumption accompanying writing at the trailing edge of the ink, or a pen tip inside the joint. It is more effective to use a knock-type writing instrument with a refill that includes a backflow prevention mechanism that secures the ink flow path when writing down, such as when the internal check ball closes the valve part to prevent backflow when writing upward. is there.
[0009]
The knock type writing instrument according to a third aspect of the present invention is the knock type writing instrument according to the first or second aspect, wherein air receiving means such as holes, grooves, and protrusions are provided on the receiving surface of the rotor. By eliminating clogging of the air hole at the rear end of the refill, the rear end of the ink containing tube has a chamfer on at least one of the inner diameter and the outer diameter, so that not only the movement in the front-rear direction but also the rotation can be achieved. On the other hand, as an auxiliary structure of the present invention that requires smooth operation, the contact resistance between the ink containing tube and the rotor is reduced.
[0010]
【Example】
FIGS. 1 to 3 show an example of an embodiment of the knock type writing instrument of the present invention. FIG. 1 shows a state where the refill is stored when not writing, and FIG. 2 shows a state where the pen tip protrudes. FIG. 3 is an enlarged view of the rear end portion of the pen tip protruding state.
4 and 5 show an example of the embodiment of the refill of the ballpoint pen mounted on the knock type writing instrument of the present invention. The ink 17 applied to the refill 1 of the ballpoint pen is a medium to low viscosity ink such as a water-based or low-viscosity oil-based ink having a medium viscosity of 10 to 5000 mPa · s at room temperature, and preferably shearing. It has a property of reducing viscosity.
FIG. 6 shows the outline of the operation of the cam mechanism of the present invention.
[0011]
As shown in the figure, the
[0012]
It is very important for the tip ball 13 to be in close contact with the inner surface of the crimped portion 14b for drying the writing tip and preventing direct current of ink. When the
[0013]
The joint 2 is crimped to the tip of the
[0014]
The
[0015]
The tip of the writing part of the refill 1 of the ballpoint pen is attached with a hot-melt type
[0016]
The shaft mechanism will be described in detail. First, the shaft cylinder includes a
[0017]
FIG. 6 is a front view showing a part of a developed view of the rear shaft part 4, the
[0018]
At the initial stage of the knocking operation, the rotation restriction is exerted on the side surface of the
[0019]
Here, when the state from B to C in FIG. 6 is described in detail, the cam inclined
[0020]
When the knock bar 23 is pressed from a state in which the writing part protrudes from the
The shape, angle, and number of cams can be selected as appropriate for the knock bar, the rotor, and the cam slope formed on the inner surface of the rear shaft necessary for these operations.
[0021]
In the present invention, the rear end of the refill 1 is arranged on the front end side in the axial direction of the engaging
The refill of the most effective medium-viscosity ballpoint pen has been described in detail. However, as a writing instrument of the present invention, a sign pen, a fountain pen, a marker, and a crayon-shaped half, which is a general writing instrument that stains clothes if the pen tip is left out, is used. Anything that has a measure to prevent pen tip volatilization, such as a solid writing instrument, can be used.
[0022]
[Action]
First, an embodiment of a ballpoint pen refill will be described.
The refill 1 of the ballpoint pen prevents the direct current of the ink because the tip ball 13 is brought into close contact with the inner edge of the crimped portion 14b of the chip by the pressing of the
[0023]
With the
[0024]
In the writing state with the
By the way, the action of the
[0025]
On the other hand, in the knock type ballpoint pen that allows the writing tip portion of the refill 1 of the ballpoint pen to protrude from the tip end of the front shaft by pressing the knocking rod 23 protruding rearward of the rear shaft 4, the
Furthermore, it is possible to improve the appearance by making the shaft diameter thinner, and the grease-like follower will inevitably adhere to the rear end side of the outer diameter of the refill, resulting in opening a window on the shaft and clothes inside the shaft. It is possible to make up for the drawbacks of the above-described configuration that goes directly into the door and stains clothes with a follower.
After adopting a means for ensuring air replacement in the vicinity of the contact portion of the
[0026]
【The invention's effect】
The configuration and operation of the knock type writing instrument of the present invention are as described above, and the function of the knock type writing instrument having a high safety and the effect of preventing an accident such as dirty clothes from occurring is obtained. In addition, since the writing tip can be raised and lowered only by a knocking operation, it is easy to use and the structure is simple, so that assembly is easy and inexpensive.
Furthermore, even if medium-low viscosity ink is filled, the ink backflow and direct current phenomenon do not occur, and the pen tip is kept dry and can provide a ballpoint refill without a seal cap. In this case, it is possible to provide a writing instrument that can be manufactured and can be stably mass-produced without worrying about the problem of defoaming failure and wiping off the grease at the rear end of the refill.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an entire refill storage structure as an embodiment of a knock type writing instrument of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the entire refill projecting structure as an embodiment of the knock type writing instrument of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing a rear portion of the knock type writing instrument according to the embodiment.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the entire refill of the knock type writing instrument according to the embodiment.
FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a tip portion of the refill according to the embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the rotating cam mechanism of the knock type writing instrument according to the embodiment and the engaging relationship between the engaging surface of the clip ball and the engaging portion of the rotor.
[Explanation of symbols]
1 Refill
2 Fitting
3 Front shaft
4 Rear shaft
5 Chip elastic body
6 Air holes
7 Valve chamber
8 Check ball seat
9 Lead hole
10 Inner hole
11 Groove
12 chips
13 Tip ball
14 Channel section
14a Ball seat
14b Caulking section
15 Check ball
16 Ink receiving tube
17 Ink
18 followers
19 Follower Stick
20a Cam slope
20b Locking window
21 clips
21a Clip ball
21b Locking surface
21c Locking piece
22 Rotor
22a Cam slope a
22b Locking part
22c Cam slope c
23 Knock stick
23a Cam slope
23b Anti-rotation
24 Return spring
25 Tip sealant
26 Chamfering
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