(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールペンチップにおける筆記部材のボールを前方付勢してボールホルダーの先端内縁に当接させる力をばらつきなく、また、確実にコイルスプリングを固定し得るボールペンの製造方法を得る。【解決手段】筆記部材としてのボールを前方付勢する弾性部材６と、この弾性部材を包囲する熱可塑性合成樹脂製の筒状部材７とを少なくとも有し、該熱可塑性合成樹脂製の筒状部材を超音波による振動付与によって熔融させて、この筒状部材の内孔に内方突部を形成し、この内方突部をボールを前方付勢した状態の弾性部材の後退規制部とするコイルスプリングの後退規制部を形成する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筆記部材としてのボールを前方付勢する弾性部材と、この弾性部材を包囲する熱可塑性合成樹脂製の筒状部材とを少なくとも有し、弾性部材によってボールを前方付勢した状態で前記筒状部材を熔融させることによって、この筒状部材の内孔に内方突部を形成し、この内方突部を弾性部材の後退規制部とするボールペンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆記部材としてのボールを前方付勢する弾性部材を後退規制するボールペンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールペンチップ内とインキタンクとを接続する部材の内壁に形成した突起を乗り越えてコイルスプリングを嵌合させたもの（特許文献１参照）が知られている。
【特許文献１】特開２００２−１２７６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示されているような突起と弾性部材の大径部とを乗り越え係止させた物では、乗り越え時に、突起と弾性部材とが擦れ合うことになり、いずれかの部材又は双方が削れたり変形してしまうなどの損傷を受けることがあった。その結果、弾性部材に対する後退付勢力が弱まり、ボールの押圧力が一定にならず、量産上のばらつきをまねく危険があった。また、製品使用時の衝撃（ノックを戻す時の衝撃や、ボールペンを落とした際の衝撃）等に耐える事が出来ず、弾性部材が突起から外れ、ボールを前方付勢することが出来なくなってしまい、ペン先からのインキ洩れにつながる事があった。また、製造途中の衝撃（部品の運搬等の衝撃）によって弾性部材が突起から外れ、不良品となる事があった。
また、特に、ボールを前方付勢する弾性体として、金属製のコイルスプリングを用いている場合には、合成樹脂製の突起が簡単に傷ついてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、筆記部材としてのボールを前方付勢する弾性部材と、この弾性部材を包囲する熱可塑性合成樹脂製の筒状部材とを少なくとも有し、弾性部材によってボールを前方付勢した状態で前記筒状部材を熔融させることによって、この筒状部材の内孔に内方突部を形成し、この内方突部を弾性部材の後退規制部とするボールペンの製造方法を要旨とする。
【発明の効果】
【０００５】
ボールを前方付勢した状態で樹脂を熔融させ突部を形成し弾性部材の後退規制部を作るため、弾性部材のボールに対する位置を管理しやすく、ねらいのボール押圧力を安定して得ることができると共に、熔融樹脂が弾性部材に沿って流れるので、弾性部材の固定も確実になるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ボールペンは、筆記部材としてのボールを先端開口部より一部突出させて抱持するボールホルダーとインキタンクとを接続することによって得られる。ボールホルダーとインキタンクとの接続は、両者を直接に圧入させることもできるが、互いの内径、外径の違いを埋めるべく、継手部材を介在させることもできる。
【０００７】
筆記部材となるボールは、ボールホルダーの内孔内に配置されるが、ボールホルダーは、内孔に切削加工や、外側よりの圧延加工などによってボールの後退規制をなす内段部を形成すると共に、ボール設置後に開口部にかしめ加工を施すなどして縮径して、ボールを先端開口部より一部突出させた状態で回転自在に抱持する。
ボールを抱持させた後に、ボールを弾性的に前方付勢する弾性部材にてボール後端を直接又は他部材を介して押し、非使用時にはボールをボールホルダーの先端開口部の内縁に押し付けることによって、該部からのインキ漏れを抑制する。使用時に、ボールが紙面などの被筆記面に押し付けられることによって弾性部材が収縮してボールとボールホルダーの先端開口部の内縁との間にインキが流出できる隙間を形成して筆記に供するが、ボールを被筆記面より離すと弾性部材が弾性的に形状回復して再度ボールがボールホルダーの先端開口部の内縁に押し付けられ、インキが流出しない状態を形成する。弾性部材がボールに対して押圧力を付与するためには、弾性部材が後退規制されて設置される必要があり、ボールホルダー内孔あるいは、インキタンクとの接続部材の内孔に弾性部材の後退規制部となる内方突出部を形成し、その前側に弾性部材を設置した状態に組み立てることとなる。
【０００８】
本発明では、筒状部材として、ボールホルダー、または、ボールホルダーとインキタンクとの接続部材に超音波を付与することによって、形状を変形できる程度に熔融させて変形し、弾性部材の後退規制部となる内方突出部を形成する。すなわち、ボールホルダーにボールを回転自在に抱持させた後に、ボールホルダーの後端開口部より弾性部材を挿入し、ボールホルダーの後端開口部に超音波振動を付与して熔融させつつ内側に押して内方突出部を形成するか、ボールホルダーとインキタンクとの接続部材との間に挟まれるように弾性部材を設置した後にボールホルダーとインキタンクとの接続部材の後端から超音波振動を付与して熔融させつつ内側に押して内方突出部を形成するか、又は、ボールホルダーと接続部材とを組み立てた後に、接続部材の後端開口部より弾性部材を挿入配置し、次いで接続部材の後端から超音波振動を付与して熔融させつつ内側に押して内方突出部を形成することで弾性部材の後退規制をなす。
このとき、十分な力でボールがボールホルダーの先端開口部内縁に周状当接しインキ漏れを抑制するために、弾性部材は縮められた状態でボール（又は別部材を介する場合はその別部材）と後退規制部となる内方突出部との間で狭持された状態とする必要がある。本発明では、弾性部材を押し縮めてボールに前方付勢力を付与した状態で内方突出部を形成する。
【０００９】
内方突出部を形成するために樹脂を溶融させる方法としては、超音波振動によるものの他に、熱による熔融や溶剤による軟化などが考えられるが、他部材への影響や局部的な加工精度、取扱いの容易性より、超音波の付与が好適であるといえる。
また、樹脂を熔融させる超音波振動や熱などを付与する治具は、同時に弾性部材を圧縮するものであってもよいし、弾性部材を圧縮する部材は別に設けてもよい。
【００１０】
弾性部材としては、金属製、合成樹脂製のコイルスプリングや棒状部材など、外力によって全長が縮小し、外力が解除されれば全長を復元するものであればよい。特に、ボールの後端に該当する部分は、ボールホルダーに、ボールの後退規制をなす内段部が形成された径の小さな孔部分となっているので、極めて細いもので押すことになり、繰り返し使用の耐久性などからステンレスなどの合金によるコイルスプリングが好ましいといえる。ただし、弾性部材とボールとの間に別部材を配置する場合にはこの限りではない。また、コイルスプリングの先端部に線を巻かない直線状部分を形成してボールを押す部分となすこともできる。
熔融樹脂によって内方突出部を形成することによって弾性部材の後退規制をなすと同時に、弾性材料の側壁に熔融樹脂が流れ込む凹みを形成し、弾性部材の固定を確実になすこともできる。コイルスプリングを使用する場合には、線間の隙間または凹みに熔融樹脂が流入することによって固定は確実になる。
しかしながら、コイルスプリングの線間の隙間から大量の樹脂が流入すると、肝心のインキが通る空間を埋めてしまうことにもなるので、熔融させる樹脂の量や、その流れ行き着く先の管理をなすべきである。例えば、付与する超音波を管理することによって熔融される樹脂の体積を最小限のものとする他に、弾性部材による樹脂の流動障壁を形成したりすることもできる。尚、コイルスプリングの後端に隣接する巻線が接触している部分（所謂「座巻き部」と称される部分）を配置して、コイルスプリングの内側にまで熔融樹脂が侵入することを抑制することもできる。
【実施例】
【００１１】
以下、図面に基づき一例について説明する。
図１にて示したものは、本発明の製造方法を利用して作られたボールペンの一例である。即ち、単純な形態のものとして、インキ１及びインキの逆流を防止する高粘度流体であるフォロワー２を収容するインキタンク３、筆記部材としてのボール４を抱持するボールホルダー５、ボール４を前方付勢する弾性部材であるコイルスプリング６、インキタンク３とボールホルダー５とを接続する接続部材７とからなっている。図１にて示したボールペンをそのまま把持して筆記することも可能であるが、本図のものは、把持しやすい太さの外装体（図示せず）内に、交換可能に設置されて使用される、リフィルと称されるものを想定して示してある。このようなリフィルと称されるボールペンは、把持しやすい外装体に収容されると共に、外装体に繰り出し係止機構などを配することによって、ノック操作やスライド操作などの操作による繰り出し式のボールペンとすることもできる。
【００１２】
上述のようなボールペンの製造方法について説明する。
第一に、ボールを抱持するボールホルダーを切削や圧延加工などにて形成する。中実の棒部材を適宜長さに切断したものや、予め中孔の形成されたパイプ材を適宜長さに切断したものをブランク材とし、これに切削加工や圧延加工を施して外形状、中形状を整え、ボールを設置した後にボールホルダーの先端開口部にカシメ加工などの縮径加工を施して抜け止めし、ボールを回転自在に抱持する。
中実の棒部材によるボールホルダーとボールとからなるボールペンチップの製法は、例えば、特開平６−１９１１９０号公報に記載の方法によって得ることができ、パイプ材によるボールホルダーとボールとからなるボールペンチップの製法は、例えば、特開平９−１２３６６３号公報に記載の方法によって得ることができる。勿論、これらの方法以外の手段にて得られるものであってもよい。
ボールとボールホルダーとを組み合わせボールペンチップ８としたものに、コイルスプリング６、インキタンク３、接続部材７を組み付け、インキタンク３内にインキ１及びフォロワー２を充填してボールペンとする。
【００１３】
以降に、本発明の特徴部分である、ボールホルダー内孔に、先端を挿入してボールを前方付勢する弾性部材（例ではコイルスプリング６）の固定方法についての具体例を説明する。
【００１４】
ボールペンチップ８と、ボールペンチップ８とインキタンク３との接続部材７とを、接続部材７の前側開口部７ａにボールホルダー５の後端が圧入されるように組み立て、ボールペンチップ８と接続部材７とが組み合わされた部材Ａを得る。図２に示すように、この部材Ａを、支持台９の内向９ａにボール４が下側にボールホルダー５の後端が上側を向くように設置し、次いで、接続部材７の後端開口部７ｂよりコイルスプリング６を挿入する。コイルスプリング６は、先端側に線巻きをせずに直線状に形成した棒状部６ａと、後端に隣り合った巻き線部分が接触する座巻き部６ｂとを有しており、棒状部６ａの先端がボール４の後端に接触するように配置する。
【００１５】
図２のＩ部拡大図である図３に示すように、次いで、接続部材７の後端開口部７ｂより、コイルスプリング６を圧縮する押圧棒１０を挿入し、下側に移動させて押圧棒１０の先端をコイルスプリング６の後端に接触させ、さらに押圧棒１０を下側に移動させる事で、コイルスプリング６を圧縮する。押圧棒１０は、圧縮されたコイルスプリング６の弾撥力がボール４を前方付勢する状態で移動を止め、位置を維持する。
【００１６】
次に、図４に示すように、接続部材７の後端開口部７ｂより、超音波振動を付与するホーン１１を挿入する。
ホーン１１は、筒形状を有しており、前述の押圧棒１０が内孔に配置され、押圧棒１０とホーン１１とは互いに前後動自在である。また、接続部材７は内孔にホーン１１の外径よりも小径の部分を有しており、径の差分の段部７ｃが形成されている。ホーン１１の挿入を進めると、ホーン１１の先端面が接続部材７の内段部７ｃに当接する。この状態でホーン１１に超音波を付与すると同時にホーン１１を下方へと移動させる。超音波による振動エネルギーによって、接続部材７の段部７ｃ近傍の樹脂材料が熔融され、ホーン１１の下方への移動によって熔融樹脂を加圧し、熔融樹脂を接続部材７の内方に押し広げる（図５参照）。熔融樹脂が広がる先にコイルスプリング６の座巻き部６ｂがあるため、熔融樹脂が座巻き部６ｂより内側には流れず、熔融樹脂は座巻き部６ｂの側面に沿って線間の凹部６ｃに浸入する。
熔融樹脂が所望の位置に達した状態で超音波の付与を終了し、数秒おいて熔融樹脂を固化させた後にホーンと押圧棒を抜き、内方突出部７ｄによってコイルスプリング６が固定された状態を得る（図６参照）。
接続部材７の後端を前述のインキタンク３に圧入し、インキ１及びインキの逆流を防止する高粘度流体であるフォロワー２を充填した後、遠心力の付与にてインキ中もしくはフォロワー中に残留した気泡を抜き、図１に示したボールペンを得る。尚、インキ１とフォロワー２は、インキタンク３に予め充填した物を部材Ａと接続するようなしてもよい。
【００１７】
図７〜図９に他の一例を示す。
上述の一例とは、コイルスプリング６の固定方法が異なるものであり、ボールペンチップ８と接続部材との組み立て、部材の支持台への設置、コイルスプリング６の配置、コイルスプリング６の後退規制を行う内方突部７ｄが成形された後のボールペン組み立て方法は前述した一例と同じである。尚、図７〜図９は、図２のＩ部拡大図に相当する図面として示してある。
【００１８】
図７に示すように、本例におけるコイルスプリング６は、座巻き部６ｂに大径部６ｃを有するものとしてあり、また、接続部材７は、内壁にコイルスプリング６の座巻き部６ｂの外径よりも若干小径の周状凸部７ｅが形成されている。
図８に示すように、挿入したコイルスプリング６を押圧棒１０にて押圧し、座巻き部６ｂの大径部６ｄが周状凸部７ｅを乗り越えさせる。周状凸部７ｅの位置は、ボール４と周状凸部７ｅとでコイルスプリング６を圧縮状に挟持するような位置としてある。
次に、図９に示すように、押圧棒１０を抜脱した後、ホーン１１を挿入して、接続部材７の段部７ｃを押し付けながら超音波振動を付与し、段部７ｃ近傍の樹脂を熔融させ、コイルスプリング６とホーン１１との間に熔融樹脂を侵入させ、樹脂を固化させてコイルスプリング６を固定する。本例においては、ホーン１１の先端部に突出部１１ａを有する形状のものを採用したので、熔融樹脂はこの突出部１１ａを超えて中心方向に浸入せず、インキ通路となる内孔を確保する上で好ましいといえる。尚、コイルスプリング６の座巻き部６ｂの凹部６ｃに熔融樹脂が浸入して固定が確実となる点は上述の一例と同様である。
【００１９】
図１０に、コイルスプリング６の固定方法が異なる、更に他の一例を示す。図７〜図９の一例と同様、ボールペンチップ８と接続部材との組み立て、部材の支持台への設置、コイルスプリングの配置、コイルスプリング６の後退規制を行う内方突部７ｄが成形された後のボールペン組み立て方法は、図３〜図６にて示した一例と同じである。尚、図１０も、図２のＩ部拡大図に相当する図面として示してある。
【００２０】
図１０に示すように、接続部材７の後端開口部７ｂよりホーン１１を挿入し、ホーン１１を下方へと移動させる事によって、ホーン１１の先端面にてコイルスプリング６を圧縮し、同時にホーン１１の先端面が接続部材７の内段部７ｃに当接させる。本例においては、ホーン１１の先端部に凹み部１１ｂを有する形状のものを採用したため、コイルスプリング６の後端がホーン１１の先端部の凹み部１１ｂの内部に入り、よってコイルスプリング６の後端が横にずれず、コイルスプリング６によるボール押圧力のばらつきを抑える上で好ましいと言える。ホーン１１にて接続部材７の段部７ｃを押しつけながら超音波振動を付与し、段部７ｃ近傍の樹脂を熔融させ、コイルスプリング６とホーン１１との間に熔融樹脂を侵入させ、樹脂を固化させてコイルスプリング６を固定する。尚、コイルスプリング６の座巻き部６ｂの凹部６ｃに熔融樹脂が浸入して固定が確実となる点は上述の一例と同様である。
【００２１】
図１１に、コイルスプリング６の固定方法が異なる、更に他の一例を示す。図７〜図９の一例と同様、ボールペンチップと接続部材との組み立て、部材の支持台への設置、コイルスプリングの配置、コイルスプリングの後退規制を行う内方突部が成形された後のボールペン組み立て方法は、図３〜図６にて示した一例と同じである。また、ホーンによるコイルスプリングの圧縮操作、ホーンによる樹脂の熔融は、図１０〜図１１にて示した一例と同じである。尚、図１１も、図２のＩ部拡大図に相当する図面として示してある。
【００２２】
図１１に示すように、本例においては、ホーン１１として、先端部に、突出部１１ａとそれを囲む凹み部１１ｂを形成したものとし、突起部１１ａを先端に向かって縮径する傾斜面１１ｃを有するものとした。そして、突起部１１ａの先端がコイルスプリング６の後端より内部に挿入される大きさとしたので、突起部１１ａの傾斜面１１ｃがコイルスプリング６の比較的内面に当接することとなる。これによって、熔融樹脂をコイルスプリング６の後端に配置することができる。また、ホーン１１の先端に形成された周状の凹み部１１ｂにも熔融樹脂が流入するので、コイルスプリング６の後端に配置される樹脂の厚みが厚くなり、後退規制部の強度が確保されるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の製造方法を利用して作られたボールペン
【図２】一例を示す縦断面図。
【図３】図２の要部拡大図。
【図４】一例を示す図３相当図。
【図５】一例を示す図３相当図。
【図６】一例を示す図３相当図。
【図７】他の一例を示す図３相当図。
【図８】他の一例を示す図３相当図。
【図９】他の一例を示す図３相当図。
【図１０】更に他の一例を示す図３相当図。
【図１１】更に他の一例を示す図３相当図。
【符号の説明】
【００２４】
１  インキ
２  フォロワー
３  インキタンク
４  ボール
５  ボールホルダー
６  コイルスプリング
７  接続筒部材
８  ボールペンチップ
９  支持台
１０  押圧棒
１１  ホーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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