Brevet FR2730187A1 — publié le 19960809

La présente invention concerne une pointe métallique pour un stylo à bille comportant un trou de guidage de l'encre formé au centre de la surface inférieure d'une partie de retenue de l'encre et des rainures radiales disposées autour du trou de guidage de l'encre. Comme pointe métallique classique 10 pour un stylo à bille, telle que représentée sur les figures 1 et 2 annexées à la présente demande, on connaît d'une manière générale une pointe métallique comportant un trou 2 de guidage de l'encre servant à guider une encre à proximité de la bille 1 et des rainures radiales 3 servant à guider l'encre en direction d'un réservoir d'encre 5 qui loge l'encre effectivement utilisée pour écrire. Lorsque les rainures radiales sont formées par découpage, il apparaît une bavure, qui pénètre dans le trou 2 de guidage de l'encre. L'étape de découpage de cette bavure est exécutée après l'étape de formation des rainures radiales 3. La bavure est éliminée par découpage ou cisaillement à l'aide d'un foret ou d'une broche possédant sensiblement le même diamètre que celui du trou 2 de guidage de l'encre. Le modèle d'utilité japonais publié sous le N 38709 décrit un stylo à bille comportant une pointe métallique 10, qui possède une partie formant siège pour une bille sphérique, formée dans la paroi inférieure 4 d'une partie 1 de retenue de la bille, par déformation sous pression. Le diamètre de la partie formant siège pour la bille possède un diamètre compris entre 80 et 90 % de celui de la bille 11. Le diamètre A du trou 2 de guidage de l'encre possède un diamètre compris entre 45 et 50 % de celui de la bille 11.La longueur dans la direction axiale d'une partie déformée plastiquement, qui est formée dans la partie d'ouverture de l'extrémité supérieure du trou 2 de guidage de l'encre par déformation sous pression pendant la formation de la partie formant siège pour la bille, possède un diamètre compris entre 10 et 20 % du diamètre du trou 2 de guidage de l'encre. La caractéristique de ce stylo à bille réside dans le fait que la longueur dans la direction axiale de la partie déformée plastiquement, qui est formée dans la partie d'ouverture de l'extrémité supérieure du trou 2 de zone de l'encre, est réglée à un diamètre compris entre 10 et 20 % du diamètre du trou 2 de guidage de l'encre. La demande de brevet mise à l'inspection publique sous le N 191190 décrit un stylo à bille, dans lequel des rainures radiales 3 sont formées de manière à s'étendre jusqu'à un trou arrière 6, qui est formé en arrière du trou 2 de guidage de l'encre. Des segments découpés, qui sont formés par découpage au cours de l'usinage des rainures radiales 3, subsistent entre les rainures radiales 3 et le trou arrière 6 en formant des parties saillantes dirigées vers l'intérieur, entre les rainures radiales 3 et le trou arrière 6. Cependant, dans la pointe classique 10 pour stylo à bille, de l'air retenu dans la pointe 10 sous l'effet de la rotation de la bille 11 pendant ltopération d'écriture n'est pas aisément évacué, et une quantité importante d'air est quelquefois retenue de façon indésirable dans la pointe 10. Lorsque le stylo à bille reste dans cet état avec sa pointe 10 dirigée vers le haut, le niveau de l'encre dans le trou 2 de guidage de ltencre et dans les rainures radiales 3 s'abaisse jusqu'au niveau du trou arrière 6. Alors, lorsque l'on commence à écrire, il apparaît un manque d'encre. Dans le pire des cas, le niveau de l'encre dans un tube équipé de l'extrémité arrière de la pointe 10 s'abaisse jusqu'à l'extrémité arrière du tube, ce qui rend ce stylo à bille inutilisable (ce phénomène sera désigné ci-après sous le terme de reflux). En outre, pendant une opération d'écriture à grande vitesse, l'écoulement de l'encre est gêné par l'air retenu dans la pointe 10 de sorte que l'encre n'est pas envoyée à la bille 11, ce qui empêche d'écrire, ou bien l'encre est envoyée très lentement à la bille 11. Pour résoudre les problèmes indiqués précédemment, les auteurs à la base de la présente invention ont effectué des études de grande ampleur et ont trouvé que, lorsque le diamètre et la longueur dans la direction axiale du trou de guidage de l'encre au diamètre de la bille sont réglés dans des gammes de valeurs prédéterminées, il ne se produit aucune altération importante de la qualité du stylo à bille. Les auteurs à la base de la présente invention ont également trouvé que lorsque l'on définit le diamètre d'un outil de nettoyage, utilisé pour éliminer la bavure qui est formée pendant l'usinage des rainures radiales par découpage (brochage) et qui est disposé en saillie dans le trou de guidage de l'encre, et qu'une partie de base de la bavure subsiste en partie, la performance du stylo à bille s'en trouve améliorée. De façon plus spécifique, la pointe métallique pour un stylo à bille selon la présente invention est caractérisée en ce qu elle comporte un trou de guidage de l'encre formé au centre d'une surface inférieure d'une partie de retenue de la bille; des rainures radiales disposées autour du trou de guidage de l'encre; un trou arrière formé en arrière du trou de guidage de l'encre, le trou de guidage de l'encre possédant un diamètre compris entre 30 et 55 % du diamètre de la bille et une longueur dans la direction axiale comprise entre 1,2 et 2 fois le diamètre du trou de guidage de l'encre. Lorsque le diamètre et la longueur dans la direction axiale du trou de guidage de l'encre sont définis de cette manière, on peut obtenir une nette amélioration de la qualité. En outre, lorsque l'outil de nettoyage utilisé pour éliminer une bavure qui se forme pendant l'usinage des rainures radiales par découpage et qui est disposée en saillie dans le trou de guidage de l'encre, est réglé de manière à posséder un diamètre compris entre 70 et 97 % du diamètre du trou de guidage de l'encre, de sorte que seule une partie de base de la bavure saillante subsiste, on peut obtenir une amélioration assez conséquente de la qualité. I1 est également préférable de former les rainures radiales de manière qu'elles possèdent des zones d'ouverture qui débouchent au voisinage de la bille dans le trou de guidage de l'encre. Lorsque le diamètre du trou de guidage de l'encre est inférieur à 30 % du diamètre de la bille, l'encre n'est pas envoyée de manière suffisante de sorte que l'alimentation en encre ne peut pas suffire pour une écriture à grande vitesse. En outre, le diamètre de l'outil utilisé pour former le trou de guidage de l'encre est réduit. L'outil tend alors à se casser aisément, ce qui conduit à une faible productivité. Inversement, lorsque le diamètre du trou de guidage de l'encre dépasse 55 % du diamètre de la bille, la partie, dans laquelle de l'air peut être collecté, est agrandie, et par conséquent l'air situé dans la pointe ne peut pas être aisément évacué. Alors, lorsque le stylo à bille reste avec sa pointe dirigée vers le haut, un reflux tend à se produire aisément, et la longueur d'écriture pâle avec un manque d'encre au début d'une opération d'écriture ultérieure augmente. Lorsque la longueur du trou de guidage de l'encre dans la direction axiale est inférieure à 1,2 fois le diamètre du trou, l'air retenu dans la pointe pénètre aisément dans le trou arrière 6, de sorte qu'un reflux peut se produire aisément. Si la longueur du trou de guidage de l'encre dans la direction axiale est supérieure au double du diamètre de ce trou, l'encre n'est pas délivrée de façon suffisante, et un appauvrissement en encre tend à se produire aisément pendant l'écriture. Si la bavure formée pendant l'usinage des rainures radiales n'est absolument pas retirée, une partie très mince formée sur l'extrémité distale de la bavure tombe quelquefois pendant l'écriture, ce qui perturbe l'opération d'écriture. Lorsque le diamètre de l'outil de nettoyage est égal à 70 % du diamètre du trou de guidage de l'encre ou moins, l'outil ne touche pas la bavure, de sorte que le résultat obtenu devient le même que dans le cas où la bavure n'est pas éliminée. Lorsque le diamètre de l'outil de nettoyage est égal à 97 % du diamètre du trou de guidage de l'encre ou plus, le résultat obtenu est le même que dans le cas où la bavure est complètement éliminée, et on ne peut observer aucune amélioration de la qualité. Conformément à la présente invention, la longueur du trou de guidage de l'encre dans la direction axiale est réglée entre 1,2 et 2 fois le diamètre du trou. Étant donné que la longueur du trou de guidage de l'encre est importante lorsqu'on forme les rainures radiales de manière qu'elles débouchent directement dans le trou arrière, le résultat obtenu est le même que dans le cas où le diamètre du trou de guidage de l'encre est accru. Alors, l'effet obtenu lorsqu'on règle le diamètre du trou de guidage de l'encre à 55 % du diamètre de la bille ou moins est annihilé, ce qui est indésirable. Lorsque la partie, dans laquelle l'air peut être collecté, est élargie, l'air situé dans la pointe est difficilement évacué, le phénomène de reflux tend à se produire aisément, et la longueur d'écriture pâle avec un manque d'encre au début de l'opération d'écriture augmente.C'est pourquoi, il est préférable que les zones d'ouverture des rainures radiales soient formées de manière à déboucher au voisinage de la bille. Comme métal, que l'on peut utiliser dans le support de la pointe métallique pour le stylo à bille selon la présente invention, on peut employer n'importe lequel des métaux connus de façon classique. Les exemples pratiques de métaux sont un alliage de cuivre, un alliage nickel-argent, du bronze phosphoreux ou du laiton, un alliage d'aluminium, un alliage de titane, différents types d'aciers inoxydables et analogues. De façon similaire, comme matériau pour la bille, on peut utiliser n'importe lequel des matériaux connus de façon classique. Un exemple possible de matériau inclut un alliage à base de carbure, un métal tel que l'acier inoxydable, une céramique telle que l'oxyde de zirconium ou du carbure de silicium et analogue. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ciaprès prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1, dont il a déjà été fait mention, est une vue en coupe de face (une vue en coupe prise suivant la ligne II-II sur la figure 2) montrant une pointe métallique classique pour un stylo à bille; - la figure 2, dont il a déjà été fait mention, représente une vue en plan et en coupe prise suivant la ligne I-I sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe de face (une vue en coupe prise suivant la ligne IV-IV sur la figure 4) montrant une pointe métallique pour un stylo à bille selon la présente invention; et - la figure 4 représente une vue en plan et en coupe prise suivant la ligne III-III sur la figure 3. On va maintenant décrire de façon plus détaillée la présente invention en référence à une forme de réalisation préférée. On notera que la présente invention n'est pas limitée à cette forme de réalisation. Les figures 3 et 4 montrent une forme de réalisation de la présente invention. En référence aux figures 3 et 4, les parties semblables à celles décrites précédemment en référence aux figures 1 et 2 sont désignées par les mêmes chiffres de référence que sur ces figures. La pointe métallique 10 pour un stylo à bille, telle que représentée sur les figures 3 et 4, comprend un trou 2 de guidage de l'encre formé au centre d'une surface inférieure 4 d'une partie 1 de retenue de la bille, et des rainures radiales 3 disposées autour du trou 2 de guidage de l'encre et un trou arrière 6 formé en arrière du trou 2 de guidage de l'encre. Le trou arrière 6 loge une encre de manière à amener cette dernière au trou 2 de guidage de l'encre. Le trou 2 de guidage de l'encre guide l'encre à proximité de la bille 11 et des rainures radiales 3 de manière à la guider jusqu'à un réservoir d'encre, qui stocke l'encre actuellement utilisée pour l'écriture. Sur les figures 3 et 4, le diamètre de la bille 11 est égal à 0,70 mm, le diamètre A du trou 2 de guidage de l'encre est de 0,30 mm (environ 43 % du diamètre de la bille 11) et la longueur B du trou 2 de guidage de l'encre dans la direction axiale est égale à 0,58 mm (environ 1,9 fois le diamètre du trou 2 de guidage de l'encre). Comme outil de nettoyage utilisé lors d'une étape d'élimination d'une bavure, on utilise un foret possédant un diamètre de 0,25 mm (environ 83 % du diamètre A du trou 2 de guidage de l'encre).A titre d'exemple comparatif, les figures 1 et 2 représentent une pointe 10, dont la bille 11 possède un diamètre de 0,70 mm, à savoir la même valeur que selon la présente invention, et dont le trou 2 de guidage de l'encre possède un diamètre de 0,40 mm (environ 57 % du diamètre de la bille 11) et une longueur B égale à 0,40 mm (égale au diamètre A du trou 2 de guidage de l'encre). Dans cette pointe 10, un foret possédant un diamètre de 2,40 mm (égal au diamètre A du trou 2 de guidage de l'encre) est utilisé en tant qu'outil de nettoyage. La forme et le nombre des rainures radiales 3 et en outre la forme extérieure de la pointe 10, les dimensions et les formes d'autres parties et analogues sont définies de façon arbitraire, et la présente invention n'est pas limitée aux représentations des dessins annexés. Le tableau 1, qui sera donné plus loin, représente les résultats obtenus en examinant différentes pointes, formées en modifiant leurs relations du point de vue dimensions et le diamètre de l'outil de nettoyage utilisé, et ce en rapport avec les éléments de test suivants. Des points satisfaisant à l'exigence de la relation du point de vue dimensions selon la présente invention sont numérotées successivement en tant qu'exem- ples, et les pointes, qui ne satisfont pas à cette exigence, sont numérotées successivement en tant qu'exemples comparatifs. Les matériaux du support et de la bille de l'ensemble des pointes fabriquées conformément à l'invention sont respectivement l'acier inoxydable et un alliage à base de carbure. Comme outil de nettoyage, on a utilisé un foret. Les éléments de test des exemples et des exemples comparatifs sont les suivants (a) Résultat du test de reflux (le nombre de pointes, dans lesquelles le reflux est apparu est n = 100). (Procédé) - On trace à la main une ligne spirale d'un diamètre d'environ 20 mm pour 20 cercles avec chaque échantil lon sans utiliser aucun instrument, et ensuite on redresse l'échantillon avec sa pointe dirigée vers le haut. - Dans cet état, on place l'échantillon dans une chambre à pression réduite. On réduit la pression à 1,5 mmHg, et on laisse encore l'échantillon dans la chambre pendant 5 minutes. - On rétablit la pression atmosphérique à l'intérieur de la chambre. On compte les échantillons, dans les quels l'encre fuit à partir des extrémités arrière des cartouches, c'est-à-dire des échantillons dans les quels le reflux est apparu. - Lorsque la quantité d'air collecté dans la pointe est importante, un reflux se produit aisément. (b) Valeur moyenne de la longueur (mm) d'écriture pâle avec manque d'encre au début d'une écriture, dans n = 10 (Procédé) - On trace à la main une ligne spirale d'un diamètre d'environ 20 mm pour 20 cercles avec chaque échantil lon sans utiliser aucun instrument, et ensuite on redresse l'échantillon avec sa pointe dirigée vers le haut pendant 1 heure. - Ensuite on trace une ligne spirale à la main de la même manière sans utiliser aucun instrument. On mesure la longueur d'écriture pâle avec manque d'encre au début de l'écriture, avec une bande de mesure. (c) Capacité d'alimentation lors d'un test d'écriture à grande vitesse (Procédé) - La capacité d'alimentation en encre lors d'une opération d'écriture avec une vitesse d'écriture de 16 cm/s est évaluée en cinq niveaux à l'aide d'un appareil à tester l'écriture. l'écriture est parfaitement satisfaisante O : l'écriture est marginalement satisfaisante A : l'écriture est quelquefois impossible À : l'écriture est rarement possible x : l'écriture est aboslument impossible (d) Capacité de rétablissement de l'écriture en cas d'épuisement de l'encre lors du test d'évaluation à grande vitesse (Procédé) - L'écriture est exécutée avec une vitesse d'écriture de 66 cm/s avec un appareil de test d'écriture. L'opé ration d'écriture est poursuivie même après l'épuise ment de l'encre. On évalue la capacité de rétablisse ment de l'écriture jusqu'à ce que l'on puisse réécrire, en cinq niveaux. O : l'écriture est rétablie en moins de 50 mm O : l'écriture est rétablie en moins de 100 mm A : l'écriture est rétablie en moins de 200 mm À : l'écriture est rétablie en moins de 400 mm x : l'écriture n'est pas rétablie en moins de 400 mm. Échan- Diamètre Diamètre Longueur Diamètre tillons de la bille (mm) du (mm) du (mm) de l'ou (mm) trou de trou de til de netto guidage de guidage de yage l'encre l'encre (% du diamè- (% du dia- (augmenta- tre du trou mètre de la tion par de guidage bille) rapport au diamètre du trou Exemple 1 0,70 0,30 0,58 0,29 (43) (1,9) (97) Exemple 2 0,70 0,33 0,58 0,29 (43) (1,9) (97) Exemple 3 0,70 0,35 0,65 0,30 (50) (1,8) (86) Exemple 4 0,70 0,38 0,50 0,35 (54) (1,3) (92) Exemple 5 1,00 0,40 0,65 0,38 (40) (1,6) (95) Exemple 6 1,00 0,50 0,75 0,35 (50) (1,5) (70) Exemple compara- 0,70 0,40 0,40 0,40 -tif 1 (57) (1,0) (100) Exemple compara- 0,70 0,20 0,40 0,20 tif 2 (29) (2,0) (100) Exemple compara- 1,00 0,60 0,60 0,60 tif 3 (60) (1,0) (100) Exemple compara- 1,00 0,28 0,60 0,28 tif 4 (28) (2,1) (100) Échan- Résultat Longueur Capacité Capacité de tillons du test de d'écriture d'alimenta- rétablisse reflux pâle avec tion en ment de (nombre manque encre lors l'écriture compté) d'encre de l'écri- après épuise (mm) ture à ment de l'en au début grande cre lors de de l'écri- vitesse l'opération ture d'écriture à grande vitesse Exemple 1 0 1,0 O O Exemple 2 0 0,3 O O Exemple 3 0 0,5 O O Exemple 4 0 0,4 O O Exemple 5 0 2,5* O A Exemple 6 0 1,0 O O Exemple comparatif 1 2 2,0 A A Exemple comparatif 2 10 3,0 O A Exemple comparatif 3 4 5,0 A A Exemple comparatif 4 10 4,0 A x * Alors que le diamètre de la bille est de 1 mm dans l'exemple 5, il est égal à 0,7 mm dans l'exemple comparatif 1.Bien que ceci soit équivalent au fait que la longueur d'écriture pâle avec manque d'encre de l'exemple 5 soit plus courte que celle de l'exemple comparatif 1, si le diamètre de la bille est réglé à 0,7 mm dans l'exemple 5, la longueur d'écriture pale avec manque d'encre est de 2 mm ou moins. A partir des résultats du test indiqué précédemment, on constate les faits suivants Lorsqu'on utilise la pointe métallique 10 pour un stylo à bille selon la présente invention, de l'air retenu dans la pointe 10 pendant la lecture est aisément évacué et une grande quantité d'air n'est pas collectée. Par conséquent, même si le stylo à bille reste vertical avec sa pointe 10 dirigée vers le haut, la baisse de l'encre est atténuée, le reflux ne se produit pas aisément et la longueur d'écriture pâle avec manque d'encre lorsqu'on commence à réécrire après avoir laissé le stylo à bille dans la position relevée, est réduite. Lorsque le volume occupé par l'air dans la pointe 10 diminue, l'envoi d'encre n'est pas aisément perturbé. Par conséquent, la capacité d'alimentation en encre pendant l'écriture à grande vitesse est améliorée.Même s'il se produit un épuisement de l'encre, étant donné que l'air est évacué en un bref intervalle de temps, la capacité d'écriture du stylo à bille est rétablie rapidement. En outre, le diamètre de l'outil de nettoyage utilisé pour éliminer la bavure qui se forme pendant l'usinage des rainures radiales 3 sous l'effet du découpage et qui fait saillie dans le trou 2 de guidage de l'encre, est réglé à une valeur comprise entre 70 et 97 % du diamètre du trou 2 de guidage de l'encre, et la partie de base 7 de la bavure subsiste de façon partielle. Par conséquent, le comportement de l'air dans la pointe 10, en particulier à proximité du trou 2 de guidage de l'encre, est limité. Il en résulte que la baisse de l'encre est réduite de façon supplémentaire lorsqu'on range le stylo à bille en position redressée et que la longueur d'écriture pâle avec manque d'encre lorsqu'on commence à écrire, est réduite. REVENDICATIONS 1. Pointe métallique pour stylo à bille, caractérisée en ce qu'elle comprend un trou (2) de guidage de l'encre formé au centre d'une surface inférieure (4) d'une partie (1) de retenue de la bille; des rainures radiales (3) disposées autour du trou (2) de guidage de l'encre; un trou arrière (6) formé en arrière du trou (2) de guidage de l'encre, le trou (2) de guidage de l'encre possédant un diamètre compris entre 30 et 55 % du diamètre de la bille et une longueur dans la direction axiale comprise entre 1,2 et 2 fois le diamètre du trou de guidage de l'encre. 2. Pointe métallique (10) pour un stylo à bille selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un outil de nettoyage utilisé pour éliminer une bavure qui se forme pendant l'usinage des rainures radiales (3) par découpage et qui est disposée en saillie dans le trou (2) de guidage de l'encre, est réglé de manière à posséder un diamètre compris entre 70 et 97 % du diamètre du trou (2) de guidage de l'encre, de sorte que seule une partie de base (7) de la bavure saillante subsiste. 3. Pointe métallique pour un stylo à bille selon la revendication 1, caractérisée en ce que des zones d'ouverture des rainures radiales (3) en direction du trou (2) de guidage de l'encre débouchent au voisinage de la bille (11) dans le trou (2) de guidage de l'encre et ne s'étendent pas jusqu'au trou arrière (6). 4. Pointe métallique pour un stylo à bille selon la revendication 2, caractérisée en ce que des zones d'ouverture des rainures radiales (3) en direction du trou (2) de guidage de l'encre débouchent au voisinage de la bille (11) dans le trou (2) de guidage de l'encre et ne s'étendent pas jusqu'au trou arrière (6).