JP6048866B2 - 円錐形ペン先及びこれを用いた筆記具 - Google Patents

Description

本発明は、円錐形ペン先及びこれを用いた筆記具、特に耐磨耗性に優れた円錐形ペン先及びこれを用いた筆記具に関する。

この種の円錐形ペン先を備えた筆記具が特許文献１に記載されている。この文献１の筆記具において、ペン先は、ペン先基本体と、収束部材とを備える。ペン先基本体は、円筒形の基部と、その一端側に連続して断面円弧状に突出され、軸心の円周上に等間隔に相互の間にスリット状の溝を設けて形成され、先端に半球分割部が形成された５本乃至８本の櫛歯状片とにより構成される。収束部材はペン先基本体の外周上に嵌合可能な金属パイプからなり、これをペン先基本体上に嵌め込むことにより、各櫛歯状片がその先端方向に向けて漸次縮径する円錐形に収束されて、その先端に半球状の筆端部が形成されるとともに、各櫛歯状片間にインク導出路が形成される。そして、ペン先（ペン先基本体）の中空内にその先端まで毛管力を有するインク中継芯が挿着されて、これがペン軸の先端に一体的に固定され、ペン軸内部でインク中継芯がインクタンクに接続される。このようにして構成されたペン先は、紙面に対し多方向へ筆記でき、ペン軸を中心に回動しても、どの位置、どの角度からでも書けるのに加え、筆記圧の強弱に応じ、太線、細線など線の幅を変えて種々な態様の文字を筆記することができる。なお近年は櫛歯状片としてプラスチック材料を射出成形により形成したものを用い、加工性の向上、大量生産という要求に応えるものが多くなっている。

特開平９−１５６２７９号公報

しかしながら、この種のプラスチック製の円錐形ペン先を採用する筆記具では、ペン先の耐摩耗性が低く、金属製やセラミック製のペン先に比べて磨耗し易いという問題がある。

本発明は、このような従来の問題を解決するもので、プラスチック製のであっても、耐磨耗性に優れた円錐形ペン先及びこれを用いた筆記具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、インクタンクを有するペン軸の先端に固定され、毛管力を有するインク中継芯を介して前記インクタンクに接続されるペン先であって、前記ペン先は、筒形形状に形成される保持部材と、当該保持部材の一端側に設けられ、先端が略半球状に、且つ全体が先端方向に向けて漸次略円錐形に収束される複数の櫛歯状片とを有し、先端に筆端部、各櫛歯状片間にインク導出路を有する円錐形状に形成され、また、ペン先はプラスチックの中でエンジニアリング・プラスチックを用いた合成樹脂材料により形成されるとともに、エンジニアリング・プラスチックには着色剤から成る添加剤が加えられ、ペン先に演色性の機能を向上させていることを要旨とする。また、上述の添加剤に加えて、ガラス、炭酸カルシウム、珪藻土、シリカ、アルミナ、パラフィン、タルクの中の少なくともいずれか一つから成る添加剤が用いられてもよい。

本発明の筆記具は、上記の構成により、ペン先がプラスチックの中でエンジニアリング・プラスチックを用いた合成樹脂材料により形成されているため、耐磨耗性に優れ、ペン先、或いは筆記具の寿命を延ばすことができる。また、材料の硬度が高いにも拘らず弾性に優れるため、筆記時の止め、跳ね、はらい等の筆圧の強弱によって、筆記線の幅に細い、太い、の変化を持たせることが可能である等の優れた効果を有する。

本発明の第１の実施の形態における筆記具の要部を示す一部省略拡大断面図 同筆記具に採用されるペン先を示す拡大斜視図 同筆記具に採用されるインク中継芯を示す一部省略拡大平面図 同筆記具に採用される芯カバーを示す拡大平面図 本発明の第２の実施の形態における円錐形円錐形ペン先の斜視図 （ａ）同ペン先の各櫛歯状片を示す平面図 （ｂ）同ペン先の各櫛歯状片を示す一部断面側面図 （ｃ）同ペン先の各櫛歯状片を示す断面図（図６（ａ）におけるI−I線断面図） （ｄ）同ペン先の各櫛歯状片を示す断面図（図６（ａ）におけるII−II線断面図） （ｅ）同ペン先の各櫛歯状片を示す断面図（図６（ａ）におけるIII−III線断面図） 同ペン先の各櫛歯状片の要部を示す一部省略拡大側面断面図 同ペン先の保持部材を示す端面図 同ペン先に用いる別の実施の形態による保持部材を示す斜視図 同ペン先の複数の櫛歯状片が保持部材に固定され、収束部材が取り付けられる前の状態を示す斜視図 同ペン先の複数の櫛歯状片が保持部材に固定され、収束部材が取り付けられた後の状態を示す斜視図 同ペン先の先端筆端部の斜視図 同ペン先の先端筆端部の断面図 同ペン先を利用した筆記具の一部省略斜視図 同ペン先の筆端部を紙面に押し当てた状態を示す部分斜視図 同ペン先の筆端部の動作を示す先端面図 同ペン先の筆端部の動作を示す先端面図 同ペン先の異なる本数の櫛歯状片から構成された筆端部の動作を示す先端面図 同ペン先の異なる本数の櫛歯状片から構成された筆端部の動作を示す先端面図

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１を用いて、また必要に応じて図２乃至図４を参照しながら説明する。図１に筆記具の要部を示している。図１に示すように、筆記具Ｐはペン軸１０と円錐形のペン先１とを備え、ペン先１は毛管力を有するインク中継芯３９によりペン軸１０内部に収納されたインクに接続される。ペン軸１０は、プラスチック材により円筒形などの筒形形状に形成され、先端にマウスピース（ペン先１を固定するための（円）筒形形状の口）２０が装着され、後端を封止された軸筒１９と、軸筒１９内部に一体に形成されたインクタンク（図示省略、以下同じ。）とを有する。このペン軸１０の場合、軸筒１９先端のマウスピース２０にペン先１が挿着され、軸筒１９内部の先端側にインク中継芯３９が挿入配置されるので、インクタンクはその後部側所定の範囲に設けられる。このインクタンクには、インクが直接充填される形式、又はインクが合成繊維収束体などのインク貯蔵部材に保持される形式が採用されて、インクが収納される。なお、この軸筒１９の先端側にはペン先１の上からキャップ（図示省略）が被着されるようになっている。この場合、キャップは、プラスチック材により後端に開口を有し、先端を封止された円筒形などの筒形形状に形成され、この筒形形状の内部にペン先を気密に包囲する筒形形状の密閉部材が一体的に付設された、２重の筒構造にしてある。

ペン先１は、図２に示すように、複数の櫛歯状片２，２，…と、保持部材３と、収束部材４とを備え、複数の櫛歯状片２が保持部材３及び収束部材４により組み立てられる。この実施の形態において、ペン先１の櫛歯状片２は、プラスチックの中でエンジニアリング・プラスチックを用いた合成樹脂材料により作製される。また、複数の櫛歯状片２の１片、１片は、互いにばらばらの、別体構造に形成される。一方、保持部材３は複数の櫛歯状片２と別体に、プラスチック材料又は金属材料又はこれらの組み合わせにより形成され、全体が円筒形に形成される。収束部材４は金属材料又は樹脂材料又はこれらの組み合わせにより形成される。もちろん、保持部材３と収束部材４も上記プラスチックの中でエンジニアリング・プラスチックを用いた合成樹脂材料により形成されてもよい。つまり、本実施の形態においては、櫛歯状片２はエンジニアリング・プラスチックにより作製されるのに対して、保持部材３と収束部材４は使用する材料に櫛歯状片２ほどには限定はないことになる。

ペン先１の各部をエンジニアリング・プラスチックにより作製する場合、その製造方法としては主として射出成形が用いられる。エンジニアリング・プラスチックには、機能を増加又は付加するために、添加剤を加えることができる。添加剤は、ペン先１、中でも櫛歯状片２耐摩耗性、機能的強度、硬度、可撓性、演色性等の機能を向上させるためで、他の用途で使用される場合と同じである。これらの添加剤には、ガラス、炭素、炭酸カルシウム、珪藻土、シリカ、アルミナ、パラフィン、タルク等の粉状や繊維状の、混合可能な如何なるものでもよいが、特に炭素、着色剤等が優れ、通常のコンパウンドの技術で実施できる。なお上述のようにエンジニアリング・プラスチックと通常のプラスチックを混合させてもよいし、或いはエンジニアリング・プラスチック単体で櫛歯状片２などを製作してもよい。このエンジニアリング・プラスチックにより成形された櫛歯状片２は、紙面に筆記させたときの耐磨耗性が、他の、通常のプラスチックのみからなる櫛歯状片に比べて格段に向上し、場合によっては金属製のペン先にイリジウムを付加処理してなる通常製品の筆記具のペン先やセラミックにより成形されたペン先と同等かそれ以上の耐磨耗性を示す。ここで、上記「通常のプラスチック」とは、エンジニアリング・プラスチックに対する（すなわち、エンジニアリング・プラスチック以外の）プラスチック材料を表現するものであり、射出成形温度が１００〜１５０℃であり、一般の樹脂成形物を作製するのに用いられるプラスチックをいう。これに該当するプラスチックとしては、塩化ビニール、エボナイトなどが含まれる。本発明で用いられるエンジニアリング・プラスチックはプラスチックの特性をも保有しているから、エンジニアリング・プラスチックにより成形された櫛歯状片２の製作に当たっては加工性に優れており、射出成形などの型加工を行う場合、或いは切断や切削加工を行う場合においては加工がし易いという特徴を有している。この点において、金属製或いはセラミック製のペン先が製作時に加工が難しく、精度などを出し難く歩留まりが悪いのと大きく異なる。

本発明において、エンジニアリング・プラスチックには通常のプラスチックより機能の高い、いわゆる汎用エンジニアリング・プラスチックと、さらに高い機能を有するスーパーエンジニアリング・プラスチックが含まれる。前者は加工性、経済性で有利で、後者は機能面で有利である。エンジニアリング・プラスチックに含まれるプラスチック材料には高温に強いプラスチックが該当し、２００℃〜３５０℃の高温の下でもプラスチックを溶融して成形することが可能である。ペン先の材料として好適なエンジニアリング・プラスチックに該当するプラスチックとしては、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブタジエンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、或いはこれらに類するプラスチック材料がある。高機能が重視される場合は、スーパーエンジニアリング・プラスチックとして、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等が用いられる。これらのプラスチック材料は熱可塑性の高耐熱高分子樹脂であり、本発明のペン先を製造するのに適した材料である。そして、発明者が、上記各種エンジニアリング・プラスチックを用いた各種ペン先１について、耐久性、操作性、コストなどの実験を行ったところ、ＰＯＭを使ったペン先がきわめて良好であることが分かった。なお、先に説明したペン軸１０などのペン先１以外の部品についても上記エンジニアリング・プラスチックを用いてもなんら不都合はない。

さらに、エンジニアリング・プラスチックにより作製された櫛歯状片２は、当該櫛歯状片２から紙面へ導かれるインクの保持性を良くするために表面が粗い面になるように（すなわち、粗化）処理、或いは加工されている。この表面の粗化は射出成形により櫛歯状片２が成形された後にサンドブラスト加工などの表面処理方法により行われる。また別の方法としては、射出成形するときの金型内面を予め粗い面に成形しておき、この金型を使用して櫛歯状片２の射出成形を行ってもよい。また、薬品などの化学物質により化学変化を起こさせて櫛歯状片２の表面を粗化してもよい。この方法としては、例えば射出成形された後の櫛歯状片２の表面にフッ素ガスや塩素ガスを当てて粗化するなどの方法がある。粗化される櫛歯状片２の表面は、特に櫛歯状片２の裏面、即ち筆記具として組み立てられたときに櫛歯状片２の内側となる面である。その他の面にも追加的に粗化処理が行われてもよい。櫛歯状片２の表面に対する粗化の程度は、筆記具により書記するときに、インク溜りからペン先１の先端に到達したインクが櫛歯状片２の表面に保持され、インクのボタ落ちが発生しない程度である。

複数の櫛歯状片２，２，…の形成に際しては、先端が略半球状に、且つ全体が先端方向に向けて漸次略円錐形に収束可能に、各櫛歯状片２が略剣形に、且つ幅方向を断面円弧状に湾曲されて形成され、さらに、その先端部には所定の大きさの半球分割部２１が形成される。なお、各櫛歯状片２の先端部側には、当該先端部から（ペン先１の軸方向に沿って）基端部方向に延びる切込み２５が設けられることが好ましい。この切込み２５は１つでもよく、また２つ以上（複数）でもよく、各櫛歯状片２の先端部を切り込み始点として直線状に筆端部５の範囲内（又は範囲外）の所定の長さに形成される。各櫛歯状片２の基端部は、保持部材３に固定可能な被固定部になっていて、フランジ部と先端部側よりも幅広の拡幅部が設けられる。フランジ部は保持部材３に挿入する際に押込み治具にて押込む力点部分として、フランジ部前側を使い、治具により当接しながら押込む力を受ける役目を果たし、フランジ部後側は保持部材３の固定部前端につき当てその位置にて固定する役目を果たす。この時、フランジ部後側と櫛歯状片２の先端までの長さを各櫛歯状片２とも精度良く一定の長さに揃えて保てば、必要枚数の櫛歯状片２を円周上に保持部材３に挿入した場合、櫛歯状片２の先端は円錐形のペン先形状に揃った形とすることができる。このようにして各独立分離した櫛歯状片２を使用するにも拘らず組み立てた際に精度よく筆端部５先端が可及的に半球状に揃い、先端部側全体が漸次、可及的に円錐形に収束される形状を得ることができる。なお、複数の櫛歯状片２，２，…は３本乃至８本の櫛歯状片で構成されることが好ましい。

保持部材３は、上述したように、複数の櫛歯状片２と別体に、プラスチック材料又は金属材料又はこれらの組み合わせにより形成され、全体が円筒形に形成されて、その一端面に各櫛歯状片２基端部の被固定部が（保持部材３の）軸方向に向けて嵌挿可能な溝形の固定部が設けられる。このようにして複数の櫛歯状片２，２，…が基端部を保持部材３の各固定部に差し込まれて、（保持部材３の一端面の）円周上に配列可能に構成される。

収束部材４もまた、上述したように、金属材料又は樹脂材料又はこれらの組み合わせにより形成され、略円柱形の収束部４１と、円錐台形の絞り部４２とを具備する。収束部４１は、保持部材３により円周上に配列された複数の櫛歯状片２，２，…の外周上に嵌合可能に円筒状に形成され、保持部材３の外径と略同じ外径を有し、複数の櫛歯状片２，２，…の基端部側中間部を外側から内側に向けて加圧して略円柱形に収束可能な内径を有する。絞り部４２は収束部４１の外径及び内径が徐々に縮径され、複数の櫛歯状片２，２，…の先端部側中間部を外側から内側に向けて加圧してこれら櫛歯状片２，２，…を略円錐形に、且つ各半球分割部２１を略半球状に収束可能な内径を有する。なお、この収束部材４はペン先１をペン軸１０の軸筒１９に装着するマウスピースと一体化して形成することもできる。

このようにして複数の櫛歯状片２，２，…が基端部を保持部材３の各固定部に差し込まれて、（保持部材３の一端面の）円周上に配列され、これらの櫛歯状片２，２，…が収束部材４により円錐形に収束されて、先端に筆端部５、各櫛歯状片２間にインク導出路３６を有する円錐形のペン先形状に形成される。なお、櫛歯状片２の先端部側に当該先端部から基端部方向に延びる切込み２５が１つ又は複数設けられ、各櫛歯状片２の先端部側がさらに分割されて、先端部を半球状に、且つ全体を先端部方向に向けて漸次円錐形に形成されることで、複数の櫛歯状片２が少ない本数でも、複数の櫛歯状片２，２，…の先端部が可及的に半球状に、且つ先端部側全体が可及的に円錐形に形成される。

そして、ペン先１の中空３０内にインク中継芯３９が挿着され、このペン先１がペン軸１０の先端に装着される。この場合、インク中継芯３９の外周には芯カバー４９が装着される。ここで使用されるインク中継芯３９はポリエステル等の繊維芯（繊維集合体）で、ペン先１及びペン軸１０の内部に配置可能な適宜の長さを有し、図３に示すように、先端がペン先１の筆端部５及びその近接周辺部の中空先端３０Тに嵌合可能に略円錐形に形成され、その後部が丸棒状に形成される。なお、後部は段付きの丸棒形状になっていて、先端の略円錐形状部４０に連続する前部丸棒形状部４３とこの丸棒形状部４３に外径を拡大して連続する後部丸棒形状部４４とを有する。また、後部の後端部は後端面に向けて漸次縮径されたテーパ状に形成される。芯カバー４９は、ペン先１とインク中継芯３９との間で、インク中継芯３９の外周に装着され、少なくともペン先１の先端側でペン先１の内周に密着する外形を有している。この場合、芯カバー４９は、図４に示すように、特に弾性を有する樹脂材料により形成され、インク中継芯３９の先端側（特に前部丸棒形状部４３）を保持可能な小径の円錐台形状部（又は円柱形状部）５０と、インク中継芯３９の中間（特に後部丸棒形状部４４の前部側）を保持可能な大径の円柱形状部５２とを有し、これら形状部５０、５２間に段差５３が付けられて、小径の円錐台形状部５０の先端外周縁５０Ｅと大径の円柱形状部５２の前部外周縁５２Ｅが、ペン先１の内周に圧縮されて各櫛歯状片２の内面に押圧される密着部５４と各櫛歯状片２間の溝（インク導出路３６）に押し出される膨出部５５になっている。このようにしてインク中継芯３９が芯カバー４９の軸芯上に挿通され、インク中継芯３９の円錐形の先端が芯カバー４９から突出されて、インク中継芯３９の先端側外周面上に芯カバー４９が装着される。そして、このインク中継芯３９はペン先１の基部側から中空３０内にその先端まで挿入配置され、インク中継芯３９の先端が中空３０内の先端、すなわち筆端部５及びその近接周辺部の中空先端３０Т内に嵌合され、芯カバー４９の円錐台形の先端縁部と円柱形の前端縁部がペン先１の内周に密着されて、ペン先１の先端側でペン先１とインク中継芯３９との間の空間に充填され、また、ペン先１とインク中継芯３９との間で、インク中継芯３９の外周は芯カバー４９により包囲される。このようにしてペン先１は基端側がペン軸１０の先端にマウスピース２０を介して固定され、ペン軸１０（軸筒１９）内部でインク中継芯３９がインクタンクに接続される。

このようにペン先１は、複数の櫛歯状片２の先端部を可及的に半球状に、且つ先端部側全体を可及的に円錐形に形成されて、先端に片ずれのない半球形の筆端部５が形成されるとともに、各櫛歯状片２間に一定のインク導出路３６が形成される。このペン先１の構造により、半球形状の筆端部５を軸心に対し斜めに紙面に押し当てたときに、各櫛歯状片２先端の半球分割部２１が互いにずれ合って弾性変形し、先端半球部の外径を拡大する動作を行い、紙面に押し当てる動作を除いたときに先端部が弾性により元の半球形状に復するので、紙面に対してどの方向へも書記することができ、ペン軸１０を中心に回動してもどの位置からでもどの角度からでも書けるのに加え、筆圧を強弱加減することにより線の幅を太くあるいは細く変えることができ、毛筆のような線の幅が変化する種々の態様の文字を筆記することができる。その際、筆圧の強弱に応じて櫛歯状片２が撓んで筆圧を吸収し、このクッション性によりペンタッチの柔らかい感触を筆記者の手指に与え、長時間筆記をしても疲れにくいという利点がある。このクッション性はまた、筆圧の大きい場合のペン先端の変形、磨耗を軽減し、筆記部分の耐久性を向上させることができる。また、長時間にわたりペンを放置していても、あるいはペン先端表面より水分が蒸発しインクが乾いてペン先２の先端細隙をふさいでも、再度筆記動作を行なえば、筆端部５が動いてその半球形状を変形し細隙を動かすため、乾涸したインクの膜或いは固まりが破れてインクを容易に導出することができる。さらに、各櫛歯状片２の先端側に切込み２５が設けられたことで、この切込み２５によっても筆端部５に弾性変形作用があり、またこの切込み２５に、インク導出路３６と同様のインク導出作用があり、上記の筆記性能を可及的に高めることができる。

そして、この筆記具Ｐでは、特に、芯カバー４９がペン先１とインク中継芯３９との間で、インク中継芯３９の外周に装着され、少なくともペン先１の先端側でペン先１の内周に密着されて、ペン先１とインク中継芯３９との間の空間に充填されるので、インクタンクにインクが入っている状態で、ペン先１を下向きの状態に放置しておいても、ペン先１とインク中継芯３９との間の空間にインクが溜まるのを防いで、インク洩れを確実に防止することができる。また、ペン先１とインク中継芯３９との間で、インク中継芯３９の外周が芯カバー４９で包囲されるので、ペン先１の露出部分が多いにも拘わらず、キャップオフ時のペン先１（インク中継芯３９）のドライアップを確実に防止することができる。

なおこの実施の形態では、ペン先１はエンジニアリング・プラスチックにより作製される各櫛歯状片２と、比較的自由に材料が選択される保持部材３が別体に形成され、各櫛歯状片２が保持部材３に組み付けられて、収束部材４により円錐形に収束されるようになっている。このような櫛歯状片−基部別体構造のペン先１を作製する場合においては、エンジニアリング・プラスチックにより作製される各櫛歯状片２に対して保持部材３はエンジニアリング・プラスチック以外のプラスチック材料を成形してなるのがよい。このような構成を採ると、エンジニアリング・プラスチックからなる櫛歯状片２が、その性質上硬度が高く、筆記時における柔軟性に欠ける場合、その根元部分に当たる保持部材３を通常の、エンジニアリング・プラスチックよりも硬度が低いプラスチック材料で形成することにより、櫛歯状片２は弾性に富む保持部材３により支持されることになり、櫛歯状片２の部分の弾性変形をより可能にする。

また、この実施の形態の変形例として、例えば各櫛歯状片と基部が一体に形成されてもよく、また、各櫛歯状片が（円錐形に）収束された状態に加工されて、収束部材が省略されてもよい。この場合、櫛歯状片−基部一体構造物はエンジニアリング・プラスチックから形成される。この種のペン先で、ペン先の中空内にインク中継芯が挿着される形式において、インク中継芯に芯カバーを同様に装着することで、同様の作用効果を得ることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。この第２の実施の形態は、上述の第１の実施の形態における櫛歯状片−基部別体構造になるペン先の構成をより詳細に説明するものである。

図５は本発明の第２の実施の形態に係る円錐形ペン先の斜視図である。図５において、１は円錐形ペン先（以下、単にペン先という。）であり、複数の櫛歯状片２，２，…と、保持部材３と、収束部材４とを備え、複数の櫛歯状片２が保持部材３及び収束部材４により組み立てられて、先端に筆端部５、各櫛歯状片２間にインキ導出路６を有する円錐形のペン先形状に形成されている。この実施の形態における櫛歯状片２は第１の実施の形態における櫛歯状片２と同様にエンジニアリング・プラスチックから形成される。また保持部材３およびその他の部材は、金属材料又は樹脂材料又はこれらの組み合わせにより形成されてもよいし、上記エンジニアリング・プラスチックにより形成されてもよい。櫛歯状片２に用いられる材料、その成形方法および粗化処理については上述の第１の実施の形態において説明したのと同じである。

複数の櫛歯状片２，２，…は先端が略半球状に、且つ全体が先端方向に向けて漸次略円錐形に収束可能に、各櫛歯状片２は、図６（ａ）に示すように全体が略剣形に、且つ図６（ｂ）及び（ｃ）〜（ｅ）に示すように幅方向を断面円弧状に湾曲されて形成され、さらに図７に示すように、その先端部には所定の大きさの半球分割部２１が形成されている。また、図６（ａ）に示すように、その基端部２２は保持部材３に固定可能な被固定部になっていて、フランジ部２３と先端側よりも幅広の拡幅部２４が設けられている。フランジ部２３は保持部材３に挿入する際に押込み治具にて押込む力点部分として、フランジ部前側２３−１を使い、治具により当接しながら押込む力を受ける役目を果たし、フランジ部後側２３−２は保持部材３の固定部前端につき当てその位置にて固定する役目を果たす。この時、フランジ部後側２３−２と櫛歯状片２の先端までの長さを各櫛歯状片２共精度良く一定の長さに揃えて保てば、図１０に示すように、必要枚数の櫛歯状片２を円周上に保持部材３に挿入した場合、櫛歯状片２の先端は円錐形のペン先形状に揃った形とすることができ、各独立分離した櫛歯状片２を使用するにも拘らず組み立てた際に精度よく筆端部５先端が揃った形状を得ることができる。なお、複数の櫛歯状片２，２，…は５本乃至８本の櫛歯状片で構成されることが好ましい。

保持部材３は、図８に示すように、全体が円筒形に形成されて、その一端面に各櫛歯状片２基端部の被固定部２２が（保持部材３の）軸方向に向けて嵌挿可能な溝形の固定部３−１が設けられている。このようにして複数の櫛歯状片２，２，…が基端部２２を保持部材３の各固定部３−１に差し込まれて、（保持部材３の一端面の）円周上に配列可能に構成されている。なお、この保持部材３は金属材料又は樹脂材料又はこれらの組み合わせにより形成される。

この保持部材３の変更例を図９に示している。この保持部材３では、円筒形に形成された部材を二層に分けている。内層の円筒体３−２は樹脂材料を使用し型にて射出成型される。この成型部材の外周には複数の突起３−３を等間隔に成型部材である円筒体３−２と略同じ長さに設け、この突起３−３の外径に、外層に相当する金属パイプ３−４を圧入固定し、保持部材３の構成品とする。このパイプ３−４と突起３−３との間にできた間隙を櫛歯状片２の基端部２２を挿入固定する固定部３−１として構成する。このようにすることにより複数の櫛歯状片２を円筒体３−２の周囲、且つ外層パイプ３−４の内側に円筒状に配列でき、しかも外層パイプ３−４は金属で形成できるので、この櫛歯状片２の基端部２２は間隙の固定部３−１に、且つ突起３−３に案内されて左右にブレを生ずることなく強固に固定可能となり、外層パイプ３−４の肉厚が充分薄くでき、櫛歯状片２の配列円より段差を最少にし、しかも外側への変形等は起さず全体をコンパクトに形成できる。なお、この円筒体３−２は突起３−３がついたままの樹脂による押し出し成形、又は金属材料による押し出し成型でも形成でき、必要長さに切断した形状としてさらに生産性よく作成できる。

収束部材４は、図５及び図１０、図１１に示すように、保持部材３により円周上に配列された複数の櫛歯状片２，２，…の外周上に嵌合可能に円筒状に形成され、保持部材３の外径と略同じ外径を有し、複数の櫛歯状片２，２，…の基端部側中間部を外側から内側に向けて加圧して略円柱形に収束可能な内径を有する略円柱形の収束部４１と、収束部４１の外径及び内径が徐々に縮径され、複数の櫛歯状片２，２，…の先端部側中間部を外側から内側に向けて加圧してこれら櫛歯状片２，２，…を略円錐形に、且つ各半球分割部２１を略半球状に収束可能な内径を有する円錐台形の絞り部４２とを具備する。なお、この収束部材４は金属材料又は樹脂材料又はこれらの組み合わせにより形成される。またこの収束部材４はペン先１をペン軸体の胴部に装着するマウスピースとして形成することもできる。

ここでペン先１の製造方法について簡単に説明する。このペン先１を製造するには、ペン先１の構成部品、すなわち複数の櫛歯状片２、保持部材３、収束部材４を作成する成形工程と、複数の櫛歯状片２の基端部２２を保持部材３の固定部３−１に差し込み、円周上に固定する工程（図１０参照）と複数の櫛歯状片２の外周に収束部材４を嵌め込み、これら櫛歯状片２を収束する工程（図１１参照）とを有する組立工程とを採ることになる。この時、複数の櫛歯状片２を保持部材３の固定部３−１に差し込む場合、櫛歯状片２のフランジ部前側２３−１の段を押して、固定部３−１にフランジ部後側２３−２の段が保持部（図９の場合、突起３−３）に突き当るまで押し込む動作を行う。

成形工程では、ペン先１が３種類の構成部品で形成され、これら部品の中で櫛歯状片２の形状が単純化されたことから、部品の成型で使用される金型は著しく簡素化される。特に各櫛歯状片２については全体が先端に向けて徐々に幅狭の先細に、且つ先端に向けて徐々に軸心に近接する方向に傾斜し、且つ断面が円弧状に形成され、先端の半球分割部２１は櫛歯状片２の数によって半球状の１／５〜１／８の分割形状に形成される等の必要形状の寸法精度を確実化する必要があるが、各櫛歯状片２はそれぞれ分離され個別に作成されるために、寸法精度の確認が容易となり、不良品の発生を未然に防ぐことができる。さらに各半球分割部２１の外面角部、すなわち半球分割部２１の外面とその側面との間に形成された角はブラスト掛け、バレル研磨、バフ磨き等により研磨され、各半球分割部２１が紙面に接した時に角が引っ掛らないような丸み（Ｒ面）が付けられる。この場合、複数の櫛歯状片２は組付け前にはそれぞれ個別な状態であるから上記の面取り操作も容易である。

組立工程では、各部品の形状が単純化されているから各部品をパーツフィーダー等の自動供給装置に載せて組み立てることができ、ここでは特に複数の櫛歯状片２，２，…を保持部材３の固定部３１に差し込む単純な動作と、複数の櫛歯状片２，２，…の外周上に収束部材４を嵌め込む単純な動作で済むので、組立ラインの自動化が容易である。５本乃至８本の櫛歯状片２，２，…を保持部材３の固定部３１に差し込む動作では、これらの櫛歯状片２，２，…が軸心の円周上に沿って等間隔に配列され、相互の間にはスリット状の溝が形成される。これらの櫛歯状片２，２，…は保持部材３の一端面に接続されて、その基端部側半部が保持部材３の一端面からほぼ直線的に延出され、その先端側半部が先端に向けて徐々に軸心に近接する方向に傾斜されて、鳥のくちばし状をなす。したがって各櫛歯状片２は断面形状が円錐形に分割され湾曲した形状をもちつつ保持部材３に接続されるから、この形態により、各櫛歯状片２は保持部材３の固定部３１に固定された一端を固定端とする三角状の片持板、言い換えれば一端固定の片持梁と同じ構成になっている。これら櫛歯状片２，２，…と保持部材３との組み立てに続いて、これら櫛歯状片２，２，…の外周上に収束部材４を嵌め込む動作が行われる。この場合、収束部材４は収束部４１の端面周縁部が保持部材３の一端面周縁部に衝接するまで嵌め込まれる。この収束部材４の収束部４１により、５本乃至８本の櫛歯状片２，２，…の基端部側が外周方向から軸心に向けて押圧されて内方へ窄められ、その基端部側中間部がほぼ円柱形状に収束されるとともに、この収束部材４の絞り部４２により、これら櫛歯状片２，２，…の先端部側中間部が外周方向から軸心に向けて押圧されて内方へ窄められ、これら櫛歯状片２，２，…の中間部から先端部にかけて円錐形状に収束され、さらに各櫛歯状片２先端の半球分割部２１が半球形状に収束される。この収束部材３の平均した圧力により、５本乃至８本の櫛歯状片２，２，…の基端部側が歪みのない円柱形状に収束されるとともに、その先端側が漸次縮径する歪みのない円錐形状に収束され、併せてこれら櫛歯状片２，２，…同士の弾性的な接触により、図１２、図１３に示すように、その先端の半球分割部２１が収束されてそこに凹凸のない滑らかな半球形状の筆端部５が構成される。その頂部５１は、櫛歯状片２の先端が複数個円形にまとめられ、断面花びら状に形成されて、その外周部が筆記時において紙面に押接されて文字を書くための筆記部分になる。また、櫛歯状片２の両サイドの合わせ部、すなわち隣合う櫛歯状片２の間に毛細管的隙間をなすインキ導出路６が構成される。

次に、このペン先１を利用した筆記具による筆記動作について図１４から図１９を用いて説明する。図１４にこのペン先１を利用した筆記具７を示す。この筆記具７では、ペン先１の各櫛歯状片２が円錐形を構成する分割片であり、それぞれ先端が独立した形になっている。すなわち、複数の櫛歯状片２の一片は先端に半球状の形状を複数に分割されたうちの１つの成形形状をもち、また櫛歯として円筒形の保持部材３（図５参照）に接続するまでの途中の断面形状が、円錐形の分割され湾曲した形状をもちつつ保持部材３に固定され、この保持部材３に固定された一端を固定端とする三角状の片持板、言い換えれば一端固定の片持梁と同じ構成になっている。したがって、筆記具７によって筆記する場合、ペン先１に筆圧がかかることにより櫛歯状片２の先端に押し上げ力（たわみ力）が働けば、櫛歯状片２が収束部材４で固定された部位を支点に撓み変形し、また、この押し上げ力がなくなれば元の形状に復帰する。

このような櫛歯状片２が円錐形状に集合し、先端部が集まって半球状の筆端部５を構成するペン先１の頂部５１を立体的にみると、この頂部５１は、図１５、あるいは図１６（ａ）や図１８（ａ）になっている。ここで、図１５は、円錐形の部分が６枚の櫛歯状片２で構成されたペン先１の頂部５１が紙面に接した状態を表す部分斜視図である。なお、図１５中、７１はインキ誘導芯である。
図１５に示すように、この筆記具７による筆記を行なうために、ペン先１を紙に対し通常４５°〜６０°程度の実用範囲で当てると、紙面との当接面側に対応するペン先１の頂部５１の接合隙間、すなわちインキ導出部６の先端部分内側まで達しているインキは紙面と頂部５１の接触面に生じる毛細管現象によって吸い出され、紙面にインキが伝えられて線を書くことができる。このときの筆記の圧力による半球形状の筆端部５の弾性変形作用（或いは弾性変形動作）が図１６乃至図１９に示されている。

図１６、図１７は円錐形の部分が６枚の櫛歯状片２で構成されたペン先１の筆端部５の、筆記動作にともなう形状変化を表す端面図であり、図１８、図１９は円錐形の部分が５枚の櫛歯状片２で構成されたペン先１の筆端部５の、筆記動作にともなう形状変化を表す端面図である。図１６において、（ａ）はペン先１の先端において櫛歯状片２の１つが真下にくるようにペンが紙面に向けられている状態の下で、ペン先１の頂部５１がまだ紙面に接していないか、或いは軽く接していて圧力が加わっていないときの、当該頂部５１の状態を示す。この場合は、櫛歯状片２のいずれにも撓み力が加わらないため、各櫛歯状片２は互いに弾性的に接触している。次に、筆記者が文字等を書くために力を加えると、この筆記を行なうときの圧力により、頂部５１は櫛歯状片２の収束部材３に固定された部位を支点に櫛歯状片２の先端として撓み、上側に移動するが、櫛歯状片２の材料の剛性により抵抗力が生じ、通常の筆記をするときの圧力では先端部は所定の寸法の移動、すなわち変位に止どまる。この変位は例えば０．１〜０．５ミリメートル（ｍｍ）である。このとき、半球状の頂部５１を正面からみると、図１６（・・ｂ）に示すように、この頂部５１を構成している複数の櫛歯状片２，２，…のうちペンの下側に位置する１つの櫛歯状片２の先端が押し上げられ、対向位置にある櫛歯状片２を押し上げるとともに両側位置にある櫛歯状片２を左右に押し広げることによって半球形状が変形し、全体として筆端部５がずれる。

これにより、総体的にみて、半球部分の外径および紙面に接する面積が大きくなり、図１６（ｂ）中、斜線で表わされたペン先が紙面に接触する領域Ａは拡大するが、この拡大の度合はペン先１を紙面に押しつける圧力、すなわち筆圧が大きいほど高くなる。一方、書記されるときの線の太さは、頂部５１の外径に依存し、その半球形状が拡大する程度に応じて拡大するから、筆圧の大小により線の幅が太い、または細いものとして筆記される。しかも、筆記圧の強弱に応じて、櫛歯状片２全体が撓み、筆圧が大きくてもその力を櫛歯状片２全体が吸収するクッション作用を生ずる。

図１７は、図１６（ａ）および（ｂ）の場合と異なり、ペン先１の先端において２つの櫛歯状片２の境界に当たる部位のインキ導出路６の１つが真下にくるようにペンが紙面に向けられている状態の下で、ペン先１の頂部５１に圧力が加わったときの、当該頂部５１の変形状態を示す。この場合は、半球状の筆端部５を正面からみると、筆記を行なうときの圧力により、頂部５１を構成している複数の櫛歯状片２，２，…のうちペンの下側に位置している２つの櫛歯状片２，２の先端が押し上げられ、他の櫛歯状片２を押し広げることによって半球形状の頂部５１が弾性変形する。その他の作用或いは挙動については図１６（ａ）および・・（ｂ）の場合と同じである。なお、図１６（ａ）および（ｂ）、あるいは図１７以外の筆記状態、すなわちペン軸を中心としてどのような回転角度位置をとっても、ペン先１の頂部５１が紙面に対して斜めに接した場合には、筆端部５が弾性変形によって微拡大し、前記の場合と同様な作用或いは挙動を行う。

図１８においても、図１６を参照して説明したのと同様の筆記動作時の変形が生じる。すなわち、図１８において、（ａ）はペン先１の先端において櫛歯状片２の１つが真下にくるようにペンが紙面に向けられている状態の下で、ペン先１の頂部５１がまだ紙面に接していないか、或いは接していても圧力が加わっていないときの、当該頂部５１の状態を示す。この場合は、櫛歯状片２，２，…のいずれにも撓み力が加わらないため、各櫛歯状片２は互いに弾性的に接触している。次に、筆記者が文字等を書くために力を加えると、この筆記を行なうときの圧力により、頂部５１は保持部材３に固定された櫛歯状片２の先端として撓み、上側に移動する。この場合において、通常の筆記をするときの圧力では先端部は、図１６に関連して前述したのと同様、例えば０．１〜０．５ミリメートル（ｍｍ）の変位を生じる。このとき、半球状の筆端部５を正面からみると、この場合はペン先１の円錐形の部分が５枚の櫛歯状片２で構成されているから、図１８（ｂ）に示すように、この頂部５１を構成している複数の櫛歯状片２，２，…のうちペンの下側に位置する１つの櫛歯状片２は先端が押し上げられ、両側位置にある他の櫛歯状片２を左右に押し広げることによって半球形状が変形する。

そして、図１９は、図１８（ａ）および（ｂ）の場合と異なり、ペン先１の先端において２つの櫛歯状片２，２の境界に当たる部位のインキ導出路６の１つが真下にくるようにペンが紙面に向けられている状態の下で、ペン先１の頂部５１に圧力が加わったときの、筆端部５の変形状態を示す。この場合、半球状の頂部５１を正面からみると、書記を行なうときの圧力により、頂部５１を構成している複数の櫛歯状片２，２，…のうちペンの下側に位置している２つの櫛歯状片２の先端が押し上げられ、この２つの櫛歯状片２が協働して対向位置にある１つの櫛歯状片２を押し上げるとともに、両側位置にある櫛歯状片２，２を左右に押し広げることによって半球形状が変形する。その他の作用或いは挙動についてはすでに述べたのと同じである。なお、図１９においては、図１７中斜線で表わされたペン先が紙面に接触する領域Ａは示してないが、図１９の場合も図１７の場合と同様筆記に際しての接触領域Ａが現れる。

このように上記第２の実施の形態によれば、ペン先１を、複数の分離された櫛歯状片２，２，…を別体の保持部材３及び収束部材４により組み立てて形成するので、これらの部品形状を単純化することができ、これによって、その製造工程において、寸法精度や位置精度にばらつきがなく、歩留りの高い量産加工を行なうことができ、その加工工程において、先端外面各部の面取り作業を容易に行うことができ、安価な製品を大量に供給することができる。

また、５本乃至８本の櫛歯状片２，２，…の一端を保持部材３に固定してこれら櫛歯状片２，２，…上に収束部材４を嵌め込むことにより、この収束部材４の平均した圧力によって５本乃至８本の櫛歯状片２，２，…を歪むことのない円錐形に形成し、その先端に片ずれのない半球形の筆端部５を形成するとともに、各櫛歯状片２間に一定のインキ導出路６を形成し、半球形状の筆端部５を軸心に対し斜めに紙面に押し当てたときに、各櫛歯状片２先端の半球分割部２１が互いにずれ合って弾性変形し、先端半球部の外径を拡大する動作を行い、紙面に押し当てる動作を除いたときに先端部が弾性により元の半球形状に復するようにしているので、紙面に対してどの方向へも書記することができ、ペン軸を中心に回動してもどの位置からでもどの角度からでも書けるのに加え、筆圧を強弱加減することにより線の幅を太くあるいは細く変えることができ、毛筆のような線の幅が変化する種々の態様の文字を筆記することができる。その際、筆圧の強弱に応じて櫛歯状片２２が撓んで筆圧を吸収し、このクッション性によりペンタッチの柔らかい感触を筆記者の手指に与え、長時間筆記をしても疲れにくいという利点がある。このクッション性はまた、筆圧の大きい場合のペン先端の変形、磨耗を軽減し、筆記部分の耐久性を向上することができる。また、長時間にわたりペンを放置していても、あるいはペン先端表面より水分が蒸発しインキが乾いてペン先１の先端細隙をふさいでも、再度筆記動作を行なえば、筆端部２６が動いてその半球形状を変形し細隙を動かすため、乾涸したインキの膜或いは固まりが破れてインキを容易に導出することができる。

なお、この第２の実施の形態において、ペン先の円錐形部分を５〜８本の櫛歯状片に代えて、例えば４本以下の櫛歯状片２で構成し、先端半球状の筆端部５の分割数を少なくした場合、インキ導出路６となる各櫛歯状片２の合わせ部分の各間隔が先端の外径に比して大きくなり、ペン先１を紙面に接した時に、その角度によって紙面と溝との間隔が広がる場合が生じ、インキを毛管的に導出する部分が紙面から離れ、インキ出が円滑にならないことが考えられる。この場合、ペン先の紙面に対する角度をある程度制限する必要がある。本件のペン先の狙いの一つとして、軸芯上どの方向でも、また紙面との角度もできるだけ限定することなく、幅広い筆記角度、例えば９０°から４５°などの範囲で円滑に自由な筆記感をもつことであるが、これを若干制限したペン先とすれば、円錐形の分割数を４本以下あるいは３本に設定しても、同様な構造を取り、先端半球部がずれ合い、筆圧の大小によって半球部が微拡大する限り、同様な作用効果を奏することができる。

また、この第２の実施の形態においても、エンジニアリング・プラスチックにより作製される各櫛歯
状片２に対して保持部材３は通常のプラスチック材料を成形してなるのがよい。これにより、エンジニアリング・プラスチックからなる櫛歯状片２が、その性質上硬度が高く、筆記時における柔軟性に欠ける場合、その根元部分に当たる保持部材３を通常の、エンジニアリング・プラスチックよりも硬度が低いプラスチック材料で形成することにより、櫛歯状片２は弾性に富む保持部材３により支持されることになり、櫛歯状片２の部分の弾性変形をより可能にする。

Ｐ 筆記具
１ ペン先
２ 櫛歯状片
３ 基部
４ 収束部材
５ 筆端部
１０ ペン軸
１９ 軸筒
２０ マウスピース
２１ 半球分割部
２５ 切り込み
３０ 中空
３０Т 中空先端
３６ インク導出路
３９ インク中継芯
４０ 略円錐形状部
４１ 収束部
４２ 絞り部
４３ 前部丸棒形状部
４４ 後部丸棒形状部
４９ 芯カバー
５０ 小径の円錐台形状部（又は円柱形状部）
５０Ｅ 先端外周縁
５２ 大径の円柱形状部
５２Ｅ 前部外周縁

Claims (4)

1. インクタンクを有するペン軸の先端に固定され、毛管力を有するインク中継芯を介して前記インクタンクに接続されるペン先であって、前記ペン先は、筒形形状に形成される保持部材と、当該保持部材の一端側に設けられ、先端が略半球状に、且つ全体が先端方向に向けて漸次略円錐形に収束される複数の櫛歯状片とを有し、先端に筆端部、各櫛歯状片間にインク導出路を有する円錐形状に形成され、また、
   ペン先はプラスチックの中でエンジニアリング・プラスチックを用いた合成樹脂材料により形成されるとともに、
   エンジニアリング・プラスチックには着色剤から成る添加剤が加えられ、
   ペン先に演色性の機能を向上させていることを特徴とする円錐形ペン先。
2. エンジニアリング・プラスチックに加えられる添加剤には前記着色剤に加えて、ガラス、炭酸カルシウム、珪藻土、シリカ、アルミナ、パラフィン、タルクの中の少なくともいずれか一つから成る添加剤が用いられることを特徴とする請求項１に記載の円錐形ペン先。
3. 前記櫛歯状片が筆記具として組み立てられたときの当該櫛歯状片の内側となる面は、前記筆記具により書記するときに、インク溜りからペン先の先端に到達したインクが前記櫛歯状片の内側表面に保持され、インクのボタ落ちが発生しない程度に粗化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の円錐形ペン先。
4. インクを収納するインクタンクを有するペン軸と、前記ペン軸の先端に固定され、毛管力を有するインク中継芯を介して前記インクタンクに接続されるペン先とを備え、前記ペン先は、筒形形状に形成される保持部材と、当該保持部材の一端側に設けられ、先端が略半球状に、且つ全体が先端方向に向けて漸次略円錐形に収束される複数の櫛歯状片とを有し、先端に筆端部、各櫛歯状片間にインク導出路を有する円錐形のペン先形状に形成され、前記ペン先の中空内に前記インク中継芯が挿着される形式の筆記具において、
   ペン先はプラスチックの中でエンジニアリング・プラスチックを用いた合成樹脂材料により形成されるとともに、
   エンジニアリング・プラスチックには着色剤から成る添加剤が加えられ、
   ペン先に演色性の機能を向上させていることを特徴とする筆記具。

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