(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該ボールペンは、継ぎ手の先端にボールペンのチップが固着され、継ぎ手の後方にインク収容筒が固着されてなり、インク収容筒内には静的には高い粘性を有し、筆記時の先端ボールの回転で粘性が低下してインクが流出される所謂剪断減粘性を有した水性インクが充填され、更にインクの後端にインクの蒸発を防止すると共に筆記に伴うインクの消耗で追随するグリース状のフォロアが設けられてなるものに於いて、
前記チップは、その内孔にスプリングが内挿され、チップ軸部の後端が適宜カシメられてスプリングの後端が抜出不能に設けられ、又、スプリングの先方に直立状の棒軸部が形成され、その棒軸部の先端が先端ボールの後端に押圧状に当接して、その押圧でチップのボール抱持部の内縁に密接状態と成され、又、前記継ぎ手は樹脂成形品であり、樹脂は、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）をポリスチレン（ＰＳ）によって変性した、変性ＰＰＥ、変性ＰＰＯ製であることを特徴とするボールペン。
【請求項２】
継ぎ手には、チップ嵌着孔の後方にボール弁を遊嵌して弁室が、弁室の後部にはボール受け座を備えてインク収容筒に連通する導孔が設けられ、チップ側が上向きの時に前記ボール弁がボール受け座に密接して導孔が密閉されてインクの逆流が阻止され、チップ側が下向きの時に前記密閉状態が解除されると共に導孔、弁室を通じてチップ内にインクが流入するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のボールペン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、静的には高い粘性を有し、筆記時のボールの回転で粘性が低下してインクが流出される、所謂剪断減粘性を有する水性インクを使用したボールペンの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高粘度のインクを使用した所謂油性ボールペンと繊維状の中綿にインクを内蔵させ、ボールペンチップまでインク誘導芯を介してインクを誘導するようにした所謂水性ボールペンが知られている。夫々、幾つかの欠点を有しているが端的な欠点として、油性ボールペンはインクが高粘度が故にボテや筆記濃度が薄いという欠点がある。又、水性ボールペンはインクを内蔵させる中綿を使用するが故に部材費が掛かりコスト高になることと、インクの消費が判らないという欠点がある。又、そのような状況下で夫々の欠点を改良する目的で静的には高い粘性を示し、筆記時のボールの回転で粘性が低下してインクが流出される剪断減粘性を有する水性インクを使用した中粘度ボールペンが知られている。しかしながら、剪断減粘性を有したインクを使用したボールペンは、インクが蒸発し易い性質と、筆記先端が乾き易い性質があり、又、インクの流出量が多く（筆記濃度を上げる為）インク収容管の径を太くしてインクの搭載量を多くしている。又、インクの粘度は油性ボールペンのインクに比べて小さいのでインク収容管に対する流動抵抗は小さい。従って、インクの自重や衝撃等によってインク漏れ（インク収容管の後端にインクが逆流する）が生じ易く、落下衝撃で先端ボールが飛び出し易い問題もある。その為に、通常はインクの後端にインクの蒸発を防止すると共に、筆記時のインクの消耗に追随して移動するが、インクの自重や衝撃に対してインクの逆流を抑制するグリース状のフォロアが設けられている。又、このことで更に安全性を高める目的でフォロアの中にカップ状の浮子を浸漬させたものが実開昭４９ー３００３５等で開示されている。
【０００３】
又、最近知られる中粘度のボールペンは、ポリアセタール製の継ぎ手の先端にボールペンチップが固着され、継ぎ手の後方にポリプロピレン製のインク収容筒が固着されてなり、インク収容筒内には剪断減粘性を有した水性インクが充填され、更にインクの後端にインクの蒸発を防止すると共に筆記に伴うインクの消耗で追随するグリース状のフォロアが設けられてなるものが一般的である。
ところで、前記継ぎ手はチップとインク収容筒を連結する部材として設けられるものであり、チップ固着部の温度変化、経時に対する耐クリープ性、剛性、インクに対するバリヤー性が要求される。又、後述するインクの逆流防止構造を継ぎ手に付与した場合には更に成形精度に優れることが要求される。しかしながら、ポリアセタール製の継ぎ手はインクに対するバリヤー性に劣り、温度変化や長期の経時で水分が蒸発して継ぎ手内のインクが増粘し、ボテや筆記掠れの問題を生じている。
【０００４】
又、インクの逆流を防止する手段としてボールバルブを用いたボールペンが知られている。ボールバルブの一例としては実開昭５７ー１９３５７８号公報で開示されたように先端にボールを抱持し、ボール受け座には軸心にボールに通ずるインク通孔が設けられたチップ筒内にスプリング部材を収容して、スプリング部材の直線状部をインク通孔に挿通してボールの背面を弾発的に先端方向に押圧してボールの側周を先端部内壁に密接させた水性ボールペンの先端部が知られている。此のものは上向き放置や落下衝撃で軸方向後方にインクがドロップバックする欠陥（インク逆流によるインク切れ現象）を解消するものである。
又、ボールバルブの二例として同出願人により実公平４ー５２０６７号でボール（ボール弁）を遊嵌した弁室を設けたボールペンの逆流防止機構を開示している。此のものは合成樹脂製の口プラでボール弁を遊嵌する弁室内にボール弁を抜出不能とする突条を所要数設けて、筆記時には突条と突条との間に形成される隙間を連通してチップにインクが流動されるように成されており、インクが逆流する欠陥を解消するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的とするところは、静的には高い粘性を示し、筆記時のボールの回転で粘性が低下してインクが流出される剪断減粘性を有した水性のインクを使用したボールペンに於いて、温度変化や長期の経時に対し筆記性能を向上させること。上向き筆記や落下衝撃等によるインク及びフォロアの逆流を確実に防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の知見に基づいて改良工夫を重ねた成果、耐クリープ性、剛性、成形性に優れ、且つ、水性インクの蒸発に対しバリヤー性に優れ、コスト的に見合う材料を見いだした。
上記目的を達成する為に本発明のボールペンは、継ぎ手の先端にボールペンのチップが固着され、継ぎ手の後方にインク収容筒が固着されてなり、インク収容筒内には静的には高い粘性を有し、筆記時の先端ボールの回転で粘性が低下してインクが流出される所謂剪断減粘性を有した水性インクが充填され、更にインクの後端にインクの蒸発を防止すると共に筆記に伴うインクの消耗で追随するグリース状のフォロアが設けられてなるものに於いて、前記チップは、その内孔にスプリングが内挿され、チップ軸部の後端が適宜カシメられてスプリングの後端が抜出不能に設けられ、又、スプリングの先方に直立状の棒軸部が形成され、その棒軸部の先端が先端ボールの後端に押圧状に当接して、その押圧でチップのボール抱持部の内縁に密接状態と成され、又、前記継ぎ手は樹脂成形品であり、樹脂は、耐クリープ性と剛性に優れ、水性インクの蒸発に対しバリヤー性に優れたポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）をポリスチレン（ＰＳ）によって変性した、変性ＰＰＥ、変性ＰＰＯ製であることを特徴とする。
又更なる手段として、継ぎ手には、チップ嵌着孔の後方にボール弁を遊嵌して弁室が、弁室の後部にはボール受け座を備えてインク収容筒に連通する導孔が設けられ、チップ側が上向きの時に前記ボール弁がボール受け座に密接して導孔が密閉されてインクの逆流が阻止され、チップ側が下向きの時に前記密閉状態が解除されると共に導孔、弁室を通じてチップ内にインクが流入するように構成されたことを特徴とする。
【０００７】
【実施例】
図１乃至図３は本発明の第１の実施例を示している。先ず図に示すように、継ぎ手３は、耐クリープ性と剛性に優れ、水性インクの蒸発に対しバリヤー性に優れたポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）をポリスチレン（ＰＳ）によって変性した、変性ＰＰＥ、変性ＰＰＯ樹脂で成形されて、その形状は前半に直線状又は曲線状のリブ８が所要箇所に設けられた圧入筒部７が形成され、リブ８の後端にはリング状の鍔部１６が形成されて、リブ８の後端は鍔部１６の外径と略同一に接続されている。又、後半に嵌合筒部１１を有し、嵌合筒部１１にはポリプロピレン製のインク収容筒４が固着されている。又、圧入筒部７先端のチップ嵌着孔１０には先端ボール５ａを抱持したチップ５が後端側から圧入されている。
【０００８】
又、継ぎ手３は、前記チップ嵌着孔１０に連通して後方に弁室１２が設けられている。弁室１２の後部には円錐状のボール受け座１３が設けられている。又、弁室１２は、上記チップ嵌着孔１０の内周に収まる状態で、弁室１２の孔の軸心をチップ嵌着孔１０の軸心に対し適宜偏心させると共に弁室孔の一側に溝部１５が設けられ、弁室１２内にはボール弁１４が遊嵌される。又、弁室１２の後方にはボール受け座１３と連通する導孔１７が形成されている。ところで、上記弁室１２はチップ後端孔をチップ嵌着孔１０に対し偏心状態に設ければ、偏心状に設ける必要はない。
【０００９】
又、嵌合筒部１１の外周には筒状のインク収容筒４がその先端を鍔部１６の後端に当接して圧入固着され、インク収容管４の内径部が継ぎ手３の導孔１７に連通している。尚、上記継ぎ手３とインク収容筒４を一体に設けることも可能である。インク収容筒４内には静的には高い粘性を有し、筆記時の先端ボール５ａの回転で粘性が低下してインクが流出可能となる剪断減粘性を有したインク１９が充填され、更に、インクの後端にインクの蒸発を防止すると共に、インクの消耗と共にインク面に接触して追随して移動可能な透明又は半透明のグリース状のフォロア２０が充填されている。又、上記フォロア２０内にはフォロアと略同等の比重を有した着色樹脂部材が浸漬される。実施例では着色樹脂部材をＰＰ樹脂等のパイプ材２１としてその内外径にフォロア２０が満たされた状態でフォロア内に埋没状又はパイプ材２１の後端がフォロア２０の後端から適宜突出状に位置される。又、着色樹脂部材はパイプ材に限らず、棒材、ボール材でも良くインク収容筒４の内径より適宜小さめな外径を有してフォロア内に浸漬される。尚、上記インク収容管４はインクの蒸発を抑制する例えば透明のＰＰ樹脂成形品等が使用される。以上のチップ５、継ぎ手３、インク収容筒４の構成がボールペンのリフィールとなる。又、軸筒１の後端には尾栓２２が止着される。
【００１０】
次に、軸筒１の先端から継ぎ手３にチップ５とインクと前記フォロアを充填したインク収容筒４を固着したリフィールを挿入して、軸部６の前面に継ぎ手３の鍔部１６の後端縁を衝合させて、前記圧入筒部７の所要箇所に設けた直線状又は曲線状のリブ８の外周を口金２の内段部９に食い付き状に衝合せしめた状態で口金２を軸筒１の軸部６に螺着させている。尚、軸部６の前端には所要箇所で切欠６ａが設けられて、継ぎ手３の鍔部１６の後端が当接している。又、軸筒１はインクの消費量が判るように透明な樹脂成形品が使用される。以上の構成で、チップ５を突出した先端孔の隙間と口金２の内周と圧入筒部７のリブ８とリブ８との間に形成される隙間と軸部６の切欠６ａを通じて軸筒１の内孔１ａに連通した通気路が形成される。又、必要により内孔１ａと外気を連通して軸筒１側面には通気孔又は、尾栓２２又は尾栓と軸筒との間に通気孔が設けられる。尚、ボールペンを使い捨てとすれば、上記口金２及び軸筒１は不要となり、リフィール自体がボールペンの筆記軸体となる。
【００１１】
ところで、軸先に被嵌されるキャップ２３は、その外周側面にクリップ２４を位置させて、後端の筒部３０を後端孔に圧着している。又、筒部３０の後端には通気孔２９が貫通している。又、キャップ２３の内孔後方に小室２７を有した筒状のインナーキャップ２５が設けられ、インナーキャップ２５は内孔部との間に所要数設けたリブ２６で一体に形成されている。以上により、リブとリブとの間を通じてキャップ挿入口から通気孔２９に連通した通気路が形成される。尚、通気孔形成の手段は様々あり、特に構造が限定されるものではない。又、キャップ２３は挿入口に係合部３２が設けられ、軸筒１に設けた係合部３１に着脱自在に止着される。尚、係合部は通常よく用いられる凸部又は凹部の係合により構成される。又、インナーキャップ２５の小室２７の先端には非吸液性で非連続気泡の弾性体よりなるシール栓体２８が固定され、チップ５と口金２の先方が小室２７で密嵌されると共に、先端ボール５ａがシール栓体２８に適宜圧接される。
【００１２】
図４及び図５は本発明の第２の実施例を示している。先ず、図に示すように、継ぎ手３２は上記第１の実施例と同様に形成されている。以下、相違点のみ説明する。
先ず、チップ５はインク流入可能なチャネル５ｂを有した座に先端ボール５ａが略当接した状態で先端ボール５ａが回転自在に抱持されるようカシメられている。又、チップ５の内孔にスプリング３１が内挿されチップの軸部５ｃの後端が適宜カシメられてスプリング３１の後端が抜出不能に設けられている。又、スプリング３１の先方には直立状の棒軸部３１ａが形成され、当該棒軸部３１ａの先端が先端ボール５ａの後端に押圧状に当接する。尚、先端ボール５ａはその押圧でチップ５のボール抱持部（カシメ等で形成）の内縁に密接状態と成される。
【００１３】
以上により、チップ側が下向きの時にボール弁３３がチップ後端のカシメ部５ｄに当接状態となり、インクが導孔３６、弁室３４、溝部３５、チップ５の内孔を通じて先端ボール５ａの後端まで流入可能と成される。
【００１４】
【作用】
第１の実施例に於いて、
チップ５を上向きにした状態で、図２に示すようにボール弁１４は弁室１２のボール受け座１３に周接した状態となり導孔１７を密閉するので、上向き筆記でインクが逆流するのを防止できる。又、図２は軸先にキャップ２３を止着した状態を示しており、チップ５の先端がシール栓体２８に圧接しているので、落下衝撃で先端ボール５ａが飛び出す問題がない。
又、チップ後端孔１８と適宜偏心した関係で弁室１２にボール弁１４を遊嵌しているので、リフィールの製造時に於いてインク充填後の遠心分離でボール弁が食い付く問題も無く、ボール弁１４がチップ後端部１８に当接してもボール弁が偏りしてチップ５へのインク流入部が確保される。
又、インク収容筒４はインク蒸発のバリヤー性に優れたポリプロピレン製であり、継ぎ手３もバリヤー性に優れた樹脂なので温度変化や長期の経時でインクが蒸発してボテや筆記掠れの発生が抑制される。
【００１５】
第２の実施例に於いて、
図１はチップ５を下向きにした筆記前の状態を示しており、その時ボール弁３３はチップ５の後端に当接状態となり、導孔３６が開放される。インク収容管４から導孔３６を経て弁室３４に入ったインクは溝部３５を通じて先端ボール５ａの後端まで誘導される。尚、この状態では、棒軸部３１ａの押圧で先端ボール５ａがチップ抱持部の内縁に密接されるのでインクの直流が防止される。又、筆圧により先端ボール５ａが微小に後退するので隙間を生じてインクが流出可能となり、筆記により先端ボール５ａの回転で粘性が低下してインクが多量に流出され、ボテが無く、濃度の高い筆記が可能となる。
【００１６】
尚、先端ボール５ａの直下にはチャネル５ｂ（チップ内孔に向かって貫通したインク流入溝を複数箇所に有した先端ボールの受け座）がありチャネル５ｂの中心孔には棒軸部３１ａが貫通する。チップ内のインクはインク流入溝及び中心孔と棒軸部３１ａとの間の隙間を通じて先端ボール直下に誘導される。
【００１７】
又、チップ５を上向きにした場合、ボール弁３３が弁室３４のボール受け座３７に密接して導孔３６を密閉するので、上向き筆記で先端ボール５ａ直下のインクがなくなってもインクが逆流しない。従って、チップ５を下向きにした時にインクが即流出可能となり、筆記で掠れが防止される。（因みにボール弁を有しない構造では、上向き筆記でインクが逆流方向に作用するのでチップ内に空気を巻き込み、下向き筆記で即インクが追随せず掠れが生じる。又、上向き筆記の繰り返しで空気の巻き込みが累積される。）
【００１８】
又、先端ボール５ａは常時チップ抱持部の内縁に密接しているので先端部位の乾燥で筆記掠れが防止される。又、先端ボール５ａとボール弁３３の共同作用で上向き筆記や衝撃が加わっても空気の巻き込みが防止されるので筆記掠れが防止される。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のボールペンの構成及び作用は以上の如くであり、継ぎ手が耐クリープ性、剛性、成形性に優れているので強度，精度上に問題がなく、且つ、水性インクの蒸発に対しバリヤー性に優れているので温度変化や長期の経時に対してボテや筆記掠れの発生を抑制できる。
又、弁室内に遊嵌するボール弁により上向き筆記や衝撃によってインクの逆流が防止可能となり軸筒内や手や衣服等を汚す事故が防止される。又、第２の実施例の如く成せば、筆記時以外は先端ボールがチップ抱持部の内縁に密接するので下向きに置かれた時に直流が防止される。
又、上向き筆記や衝撃後にインクが即追随するので掠れが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例であるボールペン全体を示す縦断面図で、チップを上向きにした状態を示している。
【図２】第１の実施例であるボールペンの前半部を拡大した断面図で、チップを上向きにした状態を示している。
【図３】第１の実施例であるボールペンの後半部を拡大した断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例であるボールペンの要部縦断面図で、チップを下向きにした状態を示している。
【図５】図４に示す継ぎ手の弁室部位を横断面した拡大図である。
【符号の説明】
１  軸筒
１ａ  内孔
１ｂ  係止溝
１ｃ  段部
１ｄ  段部
１ｅ  係止溝
２  口金
３  継ぎ手
４  インク収容筒
５  チップ
５ａ  先端ボール
５ｂ  チャンネル
５ｃ  軸部
５ｄ  カシメ部
６  軸部
６ａ  切欠
７  圧入筒部
８  リブ
９  内段部
１０  チップ嵌着孔
１１  嵌合筒部
１２  弁室
１３  ボール受け座
１４  ボール弁
１５  溝部
１６  鍔部
１７  導孔
１８  チップ後端孔
１９  インク
２０  フォロア
２１  フォロア棒
２２  尾栓
２３  キャップ
２３ａ  係止突部
２３ｂ  係止突部
２３ｃ  端部
２４  クリップ
２５  インナーキャップ
２６  リブ
２７  小室
２８  シール栓体
２９  通気孔
３０  筒部
３１  スプリング
３１ａ  棒軸部
３２  継ぎ手
３３  ボール弁
３４  弁室
３５  溝部
３６  導孔
３７  ボール受け座
【図１】
0003685413.tif 000002
【図２】
0003685413.tif 000003
【図３】
0003685413.tif 000004
【図４】
0003685413.tif 000005
【図５】
0003685413.tif 000006