(57)【要約】      （修正有）【課題】低温化においては凍結しやすいインキとして水を主溶剤とした水性インキやゲルインキなどが知られている。これらのインキを使用しペン先が上向きの状態で完全にインキ流通孔を閉塞するタイプのボールペンであっても、当該状態でインキが凍結してしまっても、ペン先の筆記ボールが外れてしまったり、ボールペンチップ先端が変形してしまったりすることがないボールペンを提供する。【解決手段】ボールペンチップ２とインキが収容されるインキ収容管、とを連通するインキ流通孔１４内に、先端に向かって拡径する座部１５と、ボールペンを上向きにした際に重力によって座部１５と流通制御部材１６が当接した状態においてインキ及び空気を流通可能とした隙間１７を形成する。また、流通制御部材１６を球状とし、座部１５に形成された隙間１７は、流通制御部材１６が座部１５に当接した状態において、流通制御部材１６の外周部よりも内側に開口部を設ける。【選択図】図３
2020062837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筆記部材として筆記ボールを先端より一部突出してなるボールペンチップと、インキが収容されるインキ収容管とを連通するインキ流通孔内に先端に向かって拡径する座部と、前記ボールペンチップを上向きにした際に重力によって前記座部と当接する流通制御部材からなるボールペンにおいて、前記座部に前記流通制御部材と前記座部が当接した状態において、インキ及び空気を流通可能とした隙間を形成した流通制御機構を有するボールペン。
【請求項２】
前記流通制御部材は球状であり、前記座部に形成された隙間は、前記流通制御部材が前記座部に当接した状態において、前記流通制御部材の外周部よりも内側に開口部を有している請求項１に記載のボールペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆記部材として筆記ボールを先端より一部突出してなるボールペンチップと、インキが収容されるインキ収容管とを連通するインキ流通孔内に先端に向かって拡径する座部と、ボールペンチップを上向きにした際に重力によって座部と当接する流通制御部材からなる逆流防止の流通制御機構を有するボールペンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールペンを使用中に誤って落下させてしまい、その際にペン先が上向きの状態であった場合、落下の衝撃でインキやインキ逆流防止体が後退すると共に、チップ先端に抱持された筆記ボールも後退してチップ先端開口部に隙間が形成され、ボールペンチップ内に空気が流入し、インキ収容管からインキが漏れ出すインキ逆流と言われる問題が生じることがあった。
【０００３】
インキ逆流を防止するものとして、特許文献１には、ペン先チップとインキ収納部を繋ぐ接続部材にインキ導通穴が形成され、そのインキ導通穴内に弁座と、その弁座に当接する弁体が軸方向に移動可能に収納され、ペン先チップを上向きに位置させた際には弁座に弁体が当接し、インキ導通穴を閉塞するものが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、筆記先端部とインキ収容管を繋ぐ継ぎ手に貫通孔が形成され、その貫通孔に拡径する円錐状の弁座と、球状の弁体を備え、弁座には弁体と当接した際に空気流通が起こらない程度の一様な凹凸が形成され、弁座に弁体が張り付いてしまうことを防止したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−７０７７５号公報
【特許文献２】特開２００５−３４３０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水を主溶剤とした水性インキやゲルインキは低温下においては凍結し、その際インキの体積は膨張することになる。
【０００７】
その為、特許文献１のようにペン先が上向きの状態で弁体と弁座が当接し完全にインキ流通孔を閉塞するものでは、弁体よりもペン先側にあるインキは密閉された空間に在ることになり、そのような状態で低温下に置かれインキが凍結し体積が膨張すると、ペン先内の圧力が上昇し、ペン先の筆記ボールが外れてしまったり、ボールペンチップ先端が変形してしまうことがあった。
【０００８】
また、特許文献２のように弁座にインキの逆流を起し得るような空気流通が起こらない程度に一様に凹凸を設けたものでは、インキが凍結する時の体積膨張をインキ収容管側に逃がすような作用は無く同様の問題が生じるものであり、従来の弁機構では使用できるインキは凍結時の膨張が少ないものや、凍結し難いものに限定されてしまうものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、筆記部材として筆記ボールを先端より一部突出してなるボールペンチップと、インキが収容されるインキ収容管とを連通するインキ流通孔内に先端に向かって拡径する座部と、ボールペンチップを上向きにした際に重力によって座部と当接する流通制御部材からなるボールペンにおいて、座部に流通制御部材と座部が当接した状態において、インキ及び空気を流通可能とした隙間を形成した流通制御機構を有するボールペンを第一の要旨とし、流通制御部材は球状であり、座部に形成された隙間は、流通制御部材が座部に当接した状態において、流通制御部材の外周部よりも内側に開口部を有していることを第二の要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のように、座部に流通制御部材が当接した状態において、インキ及び空気を流通可能とした隙間を形成していることで、流通制御部材よりペン先側のインキが凍結する際の体積の膨張が隙間を通りインキ収容管側に逃がすことができ、ペン先内の圧力の上昇を抑え、ペン先の筆記ボール外れや変形を防止できる。
【００１１】
また、ペン先が上向き状態で落下し、後端に衝撃を受けることによって、チップ先端に抱持された筆記ボールも後退してチップ先端開口部に隙間が形成され、ボールペンチップ内に空気が流入し、瞬間的にインキが下向き方向に動こうとしても、座部に形成された隙間は、流通制御部材の外周部よりも内側に開口部を有していることで、流通制御部材よりもペン先側にあるインキの下向き方向への圧力を流通制御部材が受けることにより分散させ、隙間内のインキに掛かる圧力を減少させることができるのでインキが動き難く、インキの逆流をも防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のボールペン１の縦断面図
【図２】図１のＩ部拡大図
【図３】ペン先上向き状態における図１のＩＩ部拡大図
【図４】図３のＩＩＩ−ＩＩＩ´断面矢視図
【図５】ペン先下向き状態における図１のＩＩ部拡大図
【図６】図５のＩＶ−ＩＶ´断面矢視図
【図７】従来の弁機構を有するボールペン
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のボールペンの形態について説明する。尚、ボールペンチップがあるペン先方向を前方とし、その逆方向を後方とする。
【００１４】
本発明のボールペンにて使用する筆記部材としての筆記ボールは紙面への引っ掛かり感等の書き味を考慮して直径は０．２５ｍｍ〜２．０ｍｍのものが使用でき、紙面などの被筆記面と当接し後退することで、インキが吐出されるボールペンチップの先端開口部を開口し、被筆記面と非接触の状態では自重又は他部材の付勢力によって前進し先端開口部を閉塞してインキの吐出を停止する弁の役目を果たすと共に、表面に付着したインキを被筆記面に転写する役割を担うものであってよい。
【００１５】
筆記時は筆記ボールの回転によって筆記感触が滑らかに感じられることから、真球に近いことが好ましく、その真球度は０．００１μｍ〜０．１μｍ程度が好ましく、表面粗さも筆記感触や表面へのインキの付着に重要な要因となるので算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１）は１．０ｎｍ〜３０．０ｎｍ程度が好ましい。このような筆記ボールの材質としては、タングステンを主成分とした超硬合金や、ステンレス、アルミ、スチール等の金属や、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂といった樹脂材料や、セラミックス、ガラスなどを研磨して製造することができるが、インキとの反応や比重といった点からステンレス、超硬合金やセラミックスが好ましい。
【００１６】
ボールペンチップは、内孔をインキの流通路とすると共に、前述の筆記ボールを、先端より一部突出して抱持するボールホルダーを有している。ボールホルダーは、中心孔と放射状溝を形成した内方突出部を筆記ボールの後方移動規制部とし、筆記ボールをセットした後に先端開口部縁を外方より内側に塑性変形させて先端に向かって次第に縮径する所謂かしめ加工によって先端開口部の開口径が筆記ボール径の７０％〜９９％になるようにかしめ部を形成し筆記ボールの抜け止めをなす。
【００１７】
ボールペンチップの、このかしめ部分より後方も、筆記時の先端視認性の為、先端側に向かって縮径したテーパー形状に形成されていることが好ましいが、小径のパイプ部材を加工して得られるパイプ式ボールペンのように既に視認性が担保されている場合にはこの限りではない。
【００１８】
内包突出部に形成される放射状溝の数は、２箇所以上の複数箇所が形成されるが、筆記ボールが位置するボールホルダー内に積極的にインキを供給する部分となるので、筆記方向によるインキ流通の偏りが無いように、周状に満遍なくインキを供給するためには幅広で多くの数の溝を形成するのが好ましいが、内包突出部は筆圧を主に受ける部分ともなるので、筆記ボールの後方移動規制部分としての強度とのバランスをとる必要がある為、放射状溝の幅は０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍで数は２箇所〜８箇所程度が好ましい。
【００１９】
インキを収容するインキ収容管は、ポリエチレンやポリプロピレン製の押し出し成形パイプを使用することができる。内外の形状が押し出し成形にそぐわない程度に複雑なものについては、インジェクション成形品としてもよい。
【００２０】
ボールペンチップ内にインキを供給する為に、直接収容したインキを自己の流動性や表面張力、壁部材との濡れにて漏れ出さない程度に移動を制御する必要があるので、パイプの内径は１．０ｍｍ〜７．０ｍｍ程度が好ましく、インキの揮発性や製造時の圧入等の組み立て易さを考慮すると、肉厚は０．３ｍｍ〜４．０ｍｍ程度が好ましい。
【００２１】
また、インキ界面に高粘度流体や固体移動栓などのインキ逆流防止体を配置しても良い。また、縦断面櫛歯状のインキ供給制御部材とインキ中継部材にてボールペンチップ内にインキ供給制御するものとしても良い。更に、繊維収束体などをインキ保持部材として配置してもよい。
【００２２】
インキ収容管とボールホルダーとの間に、流通制御部材を配置してインキの逆流後方移動を抑制する。
【００２３】
流通制御部材を配置する位置は、インキ収容管の先端側の内部でも、ボールペンチップの内孔の後端側でもかまわないが、インキ収容管とボールペンチップの間に調整のための中継部材であるチップホルダー内に配置することが部品製造上有利である。
【００２４】
チップホルダー内に貫通して形成されたインキ流通孔に、先端側に向かって拡径する座部を形成し、流通制御部材の後退規制をすると共に、チップホルダーの先端側は流通制御部材が通過しえる程度に開口させておくことで、製造過程において流通制御部材の設置が障害なく行え、組み立て完了時にはボールペンチップの後端部にて流通制御部材の前方移動規制をなすことができる。流通制御部材が配置されるチップホルダーの先端側開口部の径は流通制御部材に対して小さいとインキの流通を阻害してしまったり、逆に大きいと流通制御部材の稼動範囲が大きくなり過ぎて動きが不安定になったりする為、流通制御部材を球状とした場合、その径に対して１０５％〜２００％で形成しておくのが好ましい。
【００２５】
また、チップホルダーのインキ流通孔の先端側に流通制御部材の前方移動規制となる内方に突出する突起を形成することもできる。その場合、流通制御部材の設置時には流通制御部材を押し込むことにより前記突起を乗り越えて配置することとなる。
【００２６】
流通制御部材としては、タングステンを主成分とした超硬合金や、ステンレス、アルミ、スチール等の金属や、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂といった樹脂材料の射出成形品や、セラミックス、ガラスなど適宜の材料のものとすることができ、また、形状も、球状、円柱状、紡錘状など所望の形状とすることができる。
【００２７】
球状にした場合には設置の方向性を気にする必要がないので好ましい。また、金属などの比重を大きくすることで、インキに浴している状態でも確実に移動してインキの逆流後方移動を抑制することができる。また、移動し易くするには径を大きくし重量を重くすることも有効なので、流通制御部材の直径は０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ程度が好ましい。
【００２８】
流通制御部材と座部との当接状態において、インキ及び空気を流通可能とする隙間を形成する手段としては、座部に１箇所、もくしは中心軸から放射状に複数の溝を形成したり、座部の表面上に中心軸から放射状、もしくはランダムに複数の凸部を形成し、その凸部の上に流通制御部材が当接し、凸部間にできる空間を利用したり、螺旋状の溝を形成するといった手段がある。
また、流通制御部材を多面体といった非球状にする事で座部の表面に凸部や溝等を形成しなくとも流通制御部材と座部との間に空間ができ、それを隙間とする手段などが挙げられる。この中でも流通制御部材と座部との当接状態が安定し、インキの流通する量の制御が安定し易い観点から、座部に中心軸から放射状に等間隔に複数の溝を形成するのが好ましい。
【００２９】
ここで、座部に形成したインキ及び空気を流通可能な隙間の開口部を流通制御部材の外周部よりも内側に形成することで、後方移動しようとするインキが直接的に隙間に流入するようなことを防ぐことができるが、隙間の開口部の全てが安定して流通制御部材の外周部よりも内側に位置させる手段としては、流通制御部材は球状とし、座部に形成する隙間は放射状の複数の溝とし、該溝の外周径を流通制御部材の直径よりも小さくなるように形成するが、溝の外周径が流通制御部材の直径に対して小さ過ぎると、インキの流通が不十分になってしまう為、溝の外周径は流通制御部材の直径に対して７０％〜９８％程度に形成しておくことが好ましい。
【実施例】
【００３０】
本発明の実施例について図面をもって説明する。
【００３１】
図１は、外装体に収容されて使用されることを想定した、ボールペン１の縦断面図を示す。ボールペン１の前方先端にはボールペンチップ２がチップホルダー３の前方開口部に圧入固定され、チップホルダー３の後方開口部は、インキ収容管４が圧入固定されている。そして、インキ収容管４内にはインキ５が収容されており、また、インキ５と後端界面に接して、インキ５と実質的に相溶しないインキ逆流防止体６が配置されている。
【００３２】
ボールペンチップ２の詳細について、図１のＩ部拡大図である図２にて説明する。
【００３３】
ボールペンチップ２の前方先端には、筆記部材としての筆記ボール７を、ボールホルダー８に形成された内孔９の先端開口部より一部突出した状態で回転自在に抱持している。
【００３４】
内孔９には筆記ボール７の後方移動規制部として、中心孔１０と放射状溝１１を有する内方突出部１２が形成されており、先端開口部は先端に向かって縮径するかしめ部１３によって筆記ボール７の抜け止めをなしている。
【００３５】
流通制御機構について図１のＩＩ部拡大図である図３及び図３のＩＩＩ―ＩＩＩ´断面矢視図である図４にて説明する。尚、図３はペン先を上向きにした状態である。
【００３６】
チップホルダー３に形成されたインキ流通孔１４には、前方であるペン先側に向かって拡径する座部１５が形成され、座部１５とボールペンチップ２との間のインキ流通孔１４ａ内に流通制御部材１６が前後移動可能な状態で収納されている。そして、ペン先を上向きにした際、重力によって流通制御部材１６は後方に移動し、座部１５と当接するが、その当接した状態にあって、ボールペンチップ２側のインキ流通孔１４ａとインキ収容管４側のインキ流通孔１４ｂとを連通するように隙間１７が形成されている。
【００３７】
つまり、ペン先が上向きの状態においては、インキ流通孔１４ａとインキ流通孔１４ｂは直接繋がっておらず、隙間１７がインキ５の通り道となることでインキ流通を制御するものである。
【００３８】
隙間１７は流通制御部材１６と座部１５が当接した状態において、インキ５の凍結や温度によるボールペンチップ２内の圧力上昇のようなインキ５がゆっくりと動こうとする場合は流通し、ペン先が上向き状態で落下し、後端に衝撃を受けた時のような強く瞬間的な動きに対しては流通しないようにする為に小さい隙間が好ましい。
【００３９】
実施例においては、図３、図４に示すようにインキ流通孔１４の中心軸から放射状に溝を形成し隙間１７としているが、その数や大きさは特に限定されるものでなく、インキ５の凍結過程においてインキ５をインキ流通孔１４ｂ側に円滑に移動させる為に、幅を０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、深さ（インキ流通孔１４ｂ側への軸方向の開口部の長さ）を０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とし、数は２箇所〜８箇所程度が好ましい。
【００４０】
また、隙間１７はインキ流通孔１４ｂの途中で留めてあるが、そのままインキ収容管４に向かって連通させても構わない。
【００４１】
また、ペン先が上向き状態で落下し、後端に衝撃を受け、瞬間的にインキ５が下向き方向に動こうとする力を流通制御部材１６によって分散させ、隙間１７内のインキ５を動き難くし、インキ逆流後方移動をより確実に防止する為に、隙間１７は図４にて点線で示す流通制御部材１６の外周部の内側に開口部を有していることが好ましい。
【００４２】
座部１５は、ペン先を上向きにした際に流通制御部材１６が確実かつ安定した位置で座部１５と当接する為に、ペン先方向に向かって拡径する円錐状で、その座部１５の開き角度αは２０°以上１８０°以下が好ましいが、インキ５の凍結時に流通制御部材１６が座部１５に押し付けられ食い付けてしまうことを防止する為に、４０°以上１００°以下がより好ましい。また、曲面を持って拡径していく形状でも構わない。
【００４３】
座部１５が形成されているチップホルダー３は、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂などの合成樹脂の押し出し成形、又は射出成形にて成形したものや、アルミニウムやステンレス、真鍮などの銅合金等の金属が使用できる。
【００４４】
流通制御部材１６は、方向に関係なく座部１５と安定して当接する為には球状とし、流通制御部材１６の直径Ａは、チップホルダー３のインキ流通孔１４ｂの内径Ｂよりも大径であれば適宜変更可能である。
【００４５】
図５はペン先を下向きにした状態のＩＩ部拡大図を示し、図５のＩＶ―ＩＶ´断面矢視図を図６に示す。筆記時のようにペン先が下向きの状態においては、流通制御部材１６は前方へ移動してボールペンチップ２の後端部１８に当接し前方への移動が規制される事で、先端の筆記ボール７へのインキ５の供給を確保するものである。
【００４６】
実施例におけるボールペンチップ２の後端部１８の形態としては、ブローチ加工によって中心方向に倒れ込ませ突起部を形成しているが、ボールペンチップ２の後端外壁面を押圧治具にてポンチ加工を行い、内側に凸部を形成したり、ボールペンチップ２の後端内壁面にチップホルダー３のインキ流通孔１４ａに連通する複数の溝を形成したり、ボールペンチップ２の後端面を円形状では無く楕円形状や多角形状に変形させたものでも良い。
【００４７】
更には、チップホルダー３のインキ流通孔１４ａ内の流通制御部材１６の前方に平板状やスプリングのようなコイル状の規制体を配置したり、筆記ボール７を押圧する為にボールペンチップ２の内孔９に配置されるスプリングのコイル部をボールペンチップ２の後端面よりも外側に突出させ、そのコイル部に流通制御部材１６を当接させるものでもよく、筆記ボール７へのインキ５の供給を十分に確保できるのであれば、その形態は特に限定されるものではない。
【００４８】
インキ５は、主溶剤として水を多く使用している水性インキやゲルインキに用いると、高い効果を得ることができるが、油性インキに用いても良く、また、顔料にアルミ粉体や酸化チタンといった大径粒子を配合したインキでもよく、特に限定されるものではない。
【００４９】
前述した実施例に基づき、流通制御部材１６の直径Ａ、チップホルダー３のインキ流通孔１４ｂの内径Ｂ、隙間１７の外接径Ｃ、隙間１７の数を様々になるように実施例１〜実施例１０及び比較例１〜比較例６を作製し、以下の試験を実施した。
【００５０】
尚、いずれもボールペンチップ２の筆記ボール７は、直径１．０ｍｍで炭化ケイ素を主成分としたセラミックス焼結体（商品名：ブラックサファリン、（株）ツバキナカシマ製）で、筆記ボール７の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１）は３．０ｎｍのものを使用した。
【００５１】
また、ボールホルダー８の材質は、ステンレス（商品名：ＳＦ２０Ｔ、下村特殊精工（株）製）で、ビッカース硬度（ＨＶ）は２４０のものを使用した。
【００５２】
チップホルダー３は、ポリブチレンテレフタレート樹脂で射出成形にて成形したものを使用し、座部１５は、円錐状として座部１５の開き角度αを、９０°とした。
【００５３】
流通制御部材１６の材質は、タングステンを主成分とした超硬合金製（商品名：ＰＢ１１、（株）ツバキナカシマ製）を使用した。
【００５４】
インキ収容管４は、ポリプロピレン樹脂の押し出し成形にて成形したパイプを使用しており、その内径は直径３．０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのパイプとした。そして、インキ５の量を０．７５ｇ、インキ逆流防止体６を０．１ｇ充填したものとした。
【００５５】
インキ５は、
エルジーｎｅｏ  ＢＬＵＥ  ＃３２５（光輝性顔料、金属蒸着フィルム、尾池工業（株）製）                                                                ４．０重量％
ウォーターブルー１１９（オリエント化学工業（株）製）                  ０．２重量％
ダイワレッドＮｏ．１０６ＷＢ（ダイワ化成（株）製）                    １．０重量％
ケルザンＡＲ（キサンタンガム、三晶（株）製）                        ０．２重量％
ＢＧ３８１０（ウェランガム、三晶（株）製）                          ０．３重量％
ヒドロキノンスルホン酸カリウム（和光純薬工業（株）製）              ０．３重量％
Ｊｏｎｃｒｙｌ  ＰＤＸ  ７４３０（アクリル系エマルジョン、ＢＡＳＦ（株）製）
５．０重量％
アミソフトＣＳ１１（ココイルグルタミン酸ナトリウム、味の素ヘルシーサプライ（株
）製）                                                              １．０重量％
ＴＳＡ７３９（シリコーン消泡剤、（株）タナック製）                  ０．１重量％
プロクセルＧＸＬ（Ｓ）（１，２−ベンゾイソチアザリン−３−オンを含む防腐防黴剤、
アーチ・ケミカルジャパン（株）製）                                  ０．２重量％
サンアイバックソジウムオマジン（２−ピリジンチオール−１−オキサイド・ナトリウム
塩を含有する防腐防黴剤、三愛石油（株）製）                          ０．２重量％
ベンゾトリアゾール（防錆剤）                                        ０．１重量％
ＡＫＰ−２０（アルミナ、住友化学工業（株）製）のグリセリン溶液      ０．１重量％
グリセリン                                                        １０．０重量％
水                                                                ７７．３重量％
上記成分の内、ケルザンＡＲおよびイオン交換水２０．０重量％を混合し、１時間攪拌してケルザンＡＲ水溶液を調整した。次いで残りの成分を混合し、２時間攪拌して、１０％水酸化ナトリウム水溶液でインキ９のｐＨを８．５に調整し、粘度が１０１００ｍＰａ・Ｓ（２５℃、せん断速度０．３５ｓ−１）の水性インキ組成物とした。
【００５６】
インキ逆流防止体６は、
ルーカントＨＣ１００（エチレンＡオレフィン、基材、三井石油化学工業（株）製）
９３．０重量％
アエロジルＲ９７４（微粒子シリカ、ゲル化剤、日本アエロジル（株）製）
４．０重量％
レオパールＫＬ（デキストリン脂肪酸エステル、千葉製粉（株）製）  １．５重量％
ＫＦ−４１０（変性シリコーンオイル、信越シリコーン（株）製）    １．５重量％
上記成分を混合し、ホットスターラーで１５０℃にて２時間攪拌し粘度４００００ｍＰａ・Ｓ（２５℃）のものとした。
【００５７】
比較例１、比較例２は流通制御部材１６を配置しない従来のボールペンの形態であり、比較例３〜比較例６は、図７に示すように、隙間１７を形成していない従来の弁機構のものである。
【００５８】
また、作製したボールペン１は、外装体（ぺんてる株式会社製、ハイブリッド、製品符号：Ｋ１０５−ＧＡ）に収容して試験を実施した。
【００５９】
実施例１〜実施例１０及び比較例１〜比較例６の各寸法と試験結果を表１に示す。
【００６０】
（ペン先上向き落下インキ洩れ試験）
作製したボールペンサンプルを、ペン先を上向きでキャップをしない状態で高さ１５ｃｍの位置からコンクリートの上に落下させて、ペン先上向きの状態のまま３分間放置し、ボールペン１後端からのインキ洩れの状態を確認する。
【００６１】
○：インキ移動はほとんど無く初期の状態を維持しているもの
△：インキが初期の位置よりやや後端側に移動しているが筆記性能は問題ないもの
×：インキが初期の位置より大きく後端側に移動、もしくはボールペン１後端より洩れだしており、筆記不能となってしまったもの
（低温放置後、ボールペンチップ２の先端部の変形確認）
作製したボールペンサンプルを、ペン先を上向きでキャップをしない状態で−２０℃の環境下に２４時間放置後、室温に戻しボールペンチップ２の先端部の状態を確認する。
【００６２】
○：ボールペンチップ２の先端部に、変形等の異常は無いもの
△：筆記ボール７は残っているが、ボールペンチップ２先端部に、変形があるもの
×：ボールペンチップ２の先端部から筆記ボール７が外れてしまったもの
【００６３】
【表１】
2020062837.tif 000003
表１に示した結果より、流通制御機構を設けた実施例１〜実施例１０はインキ５の凍結時の体積膨張による、ボールペンチップ２の先端部の変形や筆記ボール７の外れを防止しつつ、ペン先上向き時の落下衝撃によるインキ５の洩れを防止できるものが得られた。
【００６４】
更に、実施例１〜実施例６は隙間１７の外接径Ｃを流通制御部材１６の直径Ａよりも小さくする事で隙間１７の開口部を流通制御部材１６の外周部よりも内側にしたことにより、ペン先上向き落下インキ洩れ試験ではインキの移動はほとんど無く、より効果の高い結果が得られた。
【００６５】
比較例１、比較例２は流通制御部材１６を配置していないので、ペン先上向き落下インキ洩れ試験においては、インキ５の逆流後方移動を抑制する事ができずにインキ洩れが発生してしまっている。
【００６６】
また、比較例３〜比較例６は隙間１７を形成していない従来の弁機構のもので、ペン先上向き時の落下の衝撃によるインキ５の移動は完全に防止できるが、インキ凍結時の体積膨張を逃がし圧力上昇を抑えることができないので、筆記ボール７の外れ、もしくはボールペン２の先端部の変形に繋がってしまっている。
【００６７】
その中で比較例５、比較例６は筆記ボール７の外れには至っていないが、これは、流通制御部材１６の直径Ａとチップホルダー３のインキ流通孔１４ｂの内径Ｂの差が小さい為、インキ５の体積膨張時に流通制御部材１６が座部１５側に押し付けられ、食い込んでしまった為、わずかにチップホルダー３のインキ流通孔１４ａ内の容積が増加し、筆記ボール７に掛かる圧力が低下したものと推察できる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本実施例のボールペン１は、外装体に収容していたが、外装体自体をインキ収容管４として直接インキ５を収容している、所謂直液式といわれる形態にすることも可能である。
【００６９】
また、ペン先を上向きに使用するアイシャドウやアイライナーなどの化粧品に用いても良く、あるいは、食用に適したインキを充填すれば、クッキーやビスケットなどの食品に描くことも可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１    ボールペン
２    ボールペンチップ
３    チップホルダー
４    インキ収容管
５    インキ
６    インキ逆流防止体
７    筆記ボール
８    ボールホルダー
９    内孔
１０    中心孔
１１    放射状溝
１２    内包突出部
１３    かしめ部
１４    インキ流通孔
１４ａ  インキ流通孔
１４ｂ  インキ流通孔
１５    座部
１６    流通制御部材
１７    隙間
１８    後端部
Ａ      流通制御部材１６の直径
Ｂ      チップホルダー３のインキ流通孔１４ｂの内径
Ｃ      隙間１７の外接径
α      座部１５の開き角度
【図１】
2020062837.tif 000004
【図２】
2020062837.tif 000005
【図３】
2020062837.tif 000006
【図４】
2020062837.tif 000007
【図５】
2020062837.tif 000008
【図６】
2020062837.tif 000009
【図７】
2020062837.tif 000010