Brevet FR2461599A1 — publié le 19810206

L'invention concerne un porte bille pour stylo à bille utilisant une encre soluble dans l'eau, et plus précisé- ment un porte bille maintenant la bille en rotation dans la pointe d'un stylo. Les stylos à bille sont d'un usage extrêmement courant et comprennent un porte bille retenant une bille en rotation dans la pointe du stylo, et un manchon contenant une certaine quantité d'encre. Le porte bille comporte une cavité de rotule de retenue en forme de coupelle dans laquelle la bille peut tourner, et un passage de guidage d'encre dont l'extrémité avant débouche au centre du fond de la cavité de rotule et dont l'autre extrémité axiale communique avec l'ex- trémité avant d'un passage d'arrivée d'encre disposé axialement entre l'extrémité arrière du porte bille et l'extrémité avant de la pointe. Dans un tel stylo à bille, le fond de la cavité et/ou la paroi interne du passage d'encre sont munis d'un cer- tain nombre d'étroites rainures de guidage. Cependant ces rainures de guidage risquent de se boucher lorsque des matières étrangères trouvent un chemin pour y pénétrer. Cela gêne le débit d'encre et peut donner une écriture irrégulière. Quand on utilise une encre à base d'huile, la viscosité de cette encre lui permet cependant de venir s'appliquer autour de la bille. Au contraire quand on utilise une encre soluble dans l'eau, cette encre ne peut s'appliquer uniformément autour de la bille, ce qui donne une écriture dans laquelle les lettres ou les signes risquent de devenir trop fins. En particulier, quand on utilise une bille de petit diamètre, de l'ordre de 0,6 mm ou moins, pour réaliser un stylo à bille à écriture fine, le diamètre intérieur de la cavité se trouve réduit en conséquence et nécessite donc des rainures de guidage d'encre encore plus petites, ce qui aggrave les risques d'obstruction. Le brevet U.S.A. No 3.708.234 déposé le 2 Janvier 1973 par le même mandataire que celui de la présente invention décrit un porte bille possédant un réservoir d'encre formé au fond d'une cavité de rotule en forme de coupelle. Le porte bille est en résine synthétique et le fond de la cavité en forme de coupelle est muni, en son centre, d'un passage de guidage d'encre à section pentagonale. La bille vient en contact, par une ligne ou par une 246 1599 surface de contact, avec la paroi latérale de la cavité, et par un point de contact avec la surface de support de la bille corres- pondante. De cette manière, la bille peut tourner librement avec un certain jeu entre cette bille et les surfaces de sup- port, dans la zones autres que les points de contact, ce jeu servant de réservoir d'encre. Cela permet donc d'obtenir une alimentation d'encre suffisante à partir du réservoir sans qu'il soit nécessaire de prévoir des rainures de guidage d'encre classiques pour augmenter la surface de contact entre la bille et l'encre, comme c'était le cas dans l'art antérieur. Cependant quand les surfaces de support sont soumises à l'abrasion provoquée par une période d'écriture prolongée, ces surfaces de support peuvent se creuser suivant une forme de sphère correspondant à la bille de sorte que cette dernière tend à 9tre supportée par une surface de contact de plus en plus importante. Si l'on compare à l'état d'utili- sation initiale de la bille, on peut dire que celle-ci s'est enfoncée dans la cavité de support. Cet enfoncement tend à bloquer l'ouverture du passage de guidage d'encre en réduisant le débit d'encre pendant l'écriture, ce qui conduit à des variations d'épaisseur de trait pour les signes ou les lettres les plus fins. Le Brevet Japonais No 53-3643 déposé le 13 Janvier 1978 par le mandataire de la présente invention décrit un passage de guidage d'encre à section rectangulaire. La plus grande dimension de la section de ce passage de guidage est légèrement inférieure au diamètre de la bille, et la largeur de ce passage, mesurée dans une direction perpendiculaire à sa longueur, est de l'ordre de 0,1 mm à ses deux extrémités oppo- sées dans le sens longitudinal. Cette largeur augmente progres- sivement vers le centre de la longueur du passage. Cette configuration permet d'augmenter la surface d'ouverture du passage de guidage dans le fond dela cavité, en augmentant ainsi la surface de contact entre la bille et l'encre fournie au passage. Cependant, le fond de la cavité présente une surface de support en forme de tronc de cône inversé supportant la bille par une ligne de contact. Par suite l'abrasion du fond de la cavité par une opération d'écriture prolongée creuse la surface de support, de sorte que la bille se trouve supportée par une surface de contact de plus en plus importante, Cette surface de contact retire l'encre déposée sur la bille, de sorte que cette encre ne peut se déposer sur la bille que par les extrémités opposées du passage de guidage, ce qui dégrade le débit d'encre pendant l'écriture. L'invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus en créant un porte bille pour stylo à bille réalisé d'une seule pièce en résine synthétique, de manière à maintenir solidement en place une bille de diamètre très réduit tout en permettant l'utilisation d'une encre soluble dans l'eau. Ce porte bille selon l'invention permet d'obtenir une écriture régulière sur une très longue période de temps sans interrup- tion du débit d'encre. A cet effet, l'invention concerne un porte bille pour stylo à bille, porte bille caractérisé en ce qu'il com- prend un corps de porte bille allongé creux en résine synthé- tique; un embout de retenue de bille destiné à porter cette bille à une extrémité du corps de porte bille de façon que la bille puisse tourner librement sans s'échapper,cet embout étant réalisé d'une seule pièce avec le corps de porte bille et comportant une cavité destinée à recevoir la bille de façon que celle-ci fasse partiellement saillie au bout du corps de porte bille; et un passage de guidage d'encre assurant la communication entre l'autre extrémité du porte bille et le fond de la cavité, ce passage présentant une section rectangulaire de longueur légèrement inférieure au diamètre de la bille et de largeur croissante en allant des extrémités vers le centre de cette longueur, dans une direction perpendiculaire à celle-ci, le fond de la cavité étant constitué d'un certain nombre de surfaces de support de bille inclinées vers le bas en direction du centre du passage. Dans une forme préférée de réalisation de l'inven- tion, l'extrémité de la cavité tournée vers le bout du stylo présente une ouverture de diamètre légèrement supérieur au diamètre de la bille et comporte un bord de retenue maté de manière à empêcher que la bille logée à l'intérieur puisse s'échapper. Le fond de la cavité du porte bille est constitué de quatre surfaces de support plates en forme de secteurs, le pivot de chacune de ces surfaces étant situé au centre du passage de guidage à une hauteur plus faible que la partie courbe de chacune de ces surfaces de support en forme de 4 2461599 secteurs. On obtient ainsi un certain jeu entre la paroi inté- rieure de la cavité, les surfaces de support et la surface de la bille, ce jeu permettant la pénétration d'un débit d'encre venant aussi bien des extrémités longitudinales que de la zone centrale du passage de guidage d'encre. De cette manière, l'intervalle de jeu sert de réservoir d'encre assurant une alimentation d'encre convenable sur la bille. Si l'abrasion des surfaces de support de bille provoquée par une utilisation prolongée du stylo, conduit à un enfoncement de la bille dans les surfaces de support, ou si l'on est conduit à la formation d'une surface de contact, le fait que les surfaces de support adjacentes se rejoignent par une partie en forme de V empêche la formation d'une bande annulaire de surface de contact autour du passage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfère aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective, partiel- lement coupée, d'un porte bille pour stylo à bille correspon- dant à une forme préférée de réalisation de l'invention; - la-figure 2 est une vue en coupe longitudinale du porte bille de la figure 1; et - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2. Sur les figures 1 à 3, le corps du porte bille est repéré dans son ensemble par la référence 11 et ce corps de porte bille est réalisé dans une résine polyacétique ou dans une résine synthétique renforcée par de la fibre de verre ou du carbone. La pointe du corps 11 comporte un embout de retenue 12 dans lequel est forméeune cavité 14 destinée à retenir une bille 13 en métal ou en résine synthétique, comme indiqué en traits interrompus sur la figure 2. Une butée de bille 15 est formée dans le fond de la cavité 14 et une extrémité d'un passage de guidage d'encre rectangulaire 16 débouche au centre de la butée de bille 15. L'autre extrémité du passage 16 débouche dans une extrémité d'un passage d'arrivée d'encre 17. Le but de ce passage d'arri- vée d'encre 17 est d'amener l'encre au passage de guidage 16 à partir d'une chambre de réserve d'encre formée à l'intérieur du manchon (non représenté) d'un stylo à bille0 Ce passage d'arri- vée d'encre peut être creux, comme représenté ici, ou peut être constitué par un noyau de transmission d'encre formé par une mèche fibreuse ou par une mince tige de résine synthétique. Comme indiqué sur les figures 1 et 3, le passage 16 présente une section rectangulaire dont la longueur du plus grand cfté est égale ou légèrement inférieure au diamètre de la bille 13, et dont la largeur diminue à partir d'une valeur hl définie en son centre pour atteindre une valeur h2 aux extrémités de la section de passage vue dans le sens longitudi- nal. La butée de bille 15 est constituée de quatre surfaces de support plates en forme de secteurs 18, 19, 20, 21 dont les deux c8tés sont définis par les moitiés respectives des plus longs côtés du passage 16 et par une ligne passant par le cen- tre des plus longs côtés du passage 16 dans une direction per- pendiculaire à la longueur de celui-ci. On remarquera que les surfaces de support indivi- duelles 18, 19, 20, 21 situées des deux c8tés opposés de la ligne perpendiculaire, sont inclinées vers le bas en direction du centre du passage 16. La bille 13 est supportée en rotation par contact ponctuel avec ces surfaces de support 18 à 21. Il est évident pour les spécialistes de la question que ces sur- faces de support peuvent être facilement réalisées par moulage par injection. Après montage de la bille 13 dans la cavité 14, l'extrémité avant de l'embout de retenue 12 est matée de manière à former un rebord de retenue 22 empochant que la bille 13 s'échappe de la cavité 14. Cette opération de matage peut se faire en appuyant un outil chauffé sur l'extrémité avant du porte bille 12, tout en faisant tourner le corps 11. Comme la bille 13 est supportée par un contact ponctuel avec les quatre surfaces de support 18 à 21, on obtient un jeu 23 entre ces surfaces de support, la surface extérieure de la bille 13 et la paroi intérieure du dispositif de retenue 12. Par suite ces espacements de jeu 23 constituent un réser- voir pour l'encre (non représentée) passant dans le passage 16, ce dispositif de passage 16 et de réservoir d'encre permettant d'alimenter convenablement la bille. Comme le passage 16 est de section rectangulaire, un débit d'encre peut passer dans l'espace de jeu 23 à partir 6 2461599 des extrémités longitudinales opposées aussi bien que de la partie centrale plus large de la section de passage, en assu- rant ainsi une alimentation d'encre satisfaisante de la bille sans provoquer d'interruption du débit d'encre,m9me si la section du passage 16 est plus réduite que celle des passages de guidage d'encre des stylos à bille classiques. Au bout d'une période d'utilisation prolongée les surfaces de support 18 à 21 peuvent subir une abrasion telle que la bille 13 s'enfonce dans ces surfaces. Cependant, la configuration rectangulaire du passage 16 et des deux parties de jonction respectives entre les surfaces de support 18 et 21, 19 et 20, empêche le passage 16 d'etre bloqué par l'enfonce- ment de la bille 13. Comme décrit ci-dessus le porte bille selon l'in- vention est muni d'un réservoir d'encre au fond de sa cavité, ce qui permet de maintenir une alimentation d'encre régulière de la bille. Comme les surfaces de support de bille placées au fond de la cavité sont inclinées vers le bas en direction du centre du passage de guidage d'encre, la bille peut etre sup- portée de façon stable dans la partie centrale de la cavité. Le contact par point entre la bille et son support permet une rotation sans freinage de cette bille. La section rectangulaire du passage de guidage d'encre emp9che celui-ci d'8tre bloqué par la bille tendant à s'enfoncer dans les surfaces de support par suite de ltabra- sion due à une période d'utilisation prolongée. Dans un exem- ple particulier de réalisation, on peut choisir des dimensions de la section du passage de guidage d'encre telles que sa longueur soit de 0,39 mm, sa largeur au centre hl de 0,14 mm et sa largeur aux extrémités h2 de 0,07 mm, le diamètre de la bille utilisée dans ce stylo étant de 0,4 mm. 7 2461599 R E V _ I 0 N S l ) Porte bille pour stylo à bille, porte bille caractérisé en ce qu'il comprend un corps de porte bille allongé creux (11) en résine synthétique; un embout de retenue de bille (12) destiné à porter cette bille à une extrémité du corps de porte bille (11) de façon que la bille puisse tourner librement sans s'échapper, cet embout (12) étant réalisé d'une seule pièce avec le corps de porte bille (11) et comportant une cavité (14) destinée à recevoir la bille (13) de façon que celle-ci fasse partiellement saillie au bout du corps de porte bille; et un passage de guidage d'entrée (16) assurant la communication entre l'autre extrémité du porte bille et le fond de la cavité (14), ce passage présentant une section rectangu- laire de longueur légèrement inférieure au diamètre de la bille et de largeur croissante en allant des extrémités vers le centre de cette longueur, dans une direction perpendiculaire à celle-ci, le fond de la cavité étant constitué d'un certain nombre de surfaces de support de bille (18), (19), (20), (21) inclinées vers le bas en direction du centre du passage. 20) Porte bille selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le fond de la cavité est formé de quatre surfa- ces de support plates inclinées en direction du centre du passage, deux de ces surfaces de support étant placées de cha- que c8té du passage et se rejoignant directement en formant un certain angle, la bille étant supportée par contact ponctuel avec chacune des quatre surfaces de support, les parties de jonction entre les surfaces de support définissant un réservoir d'encre en communication avec le passage de guidage.