(57)【要約】      （修正有）【課題】ボール押し部材がボールの中央部から離れることを防止し、ボールホルダーの先端開口部が均一となり、ボテの抑制となるボールペンチップを提供する。【解決手段】ボール押し部材６ｂ、６Ｃが、ボールホルダー２の貫通孔内壁に挟持状でありつつ前後動可能な状態で配置したボールペンチップ。【選択図】図２
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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先端開口部より一部突出させた状態で回転可能に抱持するボールホルダーの貫通孔に、該ボールを前方付勢するボール押し部材を配置し、非筆記状態では筆記部材であるボールをボールホルダーの内壁に周状当接させるボールペンチップにおいて、前記ボール押し部材が、前記ボールホルダーの貫通孔内壁に挟持状でありつつ前後動可能な状態で配置されているボールペンチップ。
【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先端開口部より一部突出させた状態で回転可能に抱持するボールホルダーの貫通孔に、該ボールを前方付勢するボール押し部材を配置し、非筆記状態では筆記部材であるボールをボールホルダーの内壁に周状当接させるボールペンチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ボールペンチップ内のインキが乾燥することによる筆記不能等を防止するために、特開平８−２４４３９４号公報（特許文献１）には、コイルスプリングの先端にストレート部を成形し、該ストレート部にてボールを先端側に付勢し、ボールをボールホルダーの開口部近傍の内壁に周状に当接させて、ボールとボールホルダーとの隙間を密閉するものが開示されている。
しかしながら、ストレート部の先端がボールの中央を必ずしも押圧するとは限らず、ボールの中央部から離間すればする程、ボールとボールホルダーとの隙間の密閉機能が不十分となる問題があった。
そこで、特開２００１−１４６０８７号公報（特許文献２）には、コイルスプリングの先端ストレート部を折り返し、折り返し部の幅をインキ流通孔の内径より小さく成形したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２４４３９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１４６０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に記載の発明は、ストレート部を折り返しているため、インキ流通孔に対する先端部幅が増大し、単にストレート部でボールを押圧するものに比べ、ボールの中央部から弾発部材の先端部が離間する距離を減少する効果はあるが、折り返し部の幅をインキ流通孔の内径より小さく成形しているため、折り返し部の幅とインキ流通孔の内径の差分、弾発部材の先端部が離れることとなり、完全にボールの中央部を押圧する状態ではない。
又、筆記時にボールの回転により弾発部材の先端部がボールの回転方向に引っ張られ、ボールの中央部から離れ、弾発部材の先端部が移動した反方向にボールを押し上げる力が掛り、ボールホルダーの先端開口部隙間が減少し、紙面に転写されなかった余分なインキがボールホルダー内に回収されず所謂ボテとなることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、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た状態で回転可能に抱持するボールホルダーの貫通孔に、該ボールを前方付勢するボール押し部材を配置し、非筆記状態では筆記部材であるボールをボールホルダーの内壁に周状当接させるボールペンチップにおいて、前記ボール押し部材が、前記ボールホルダーの貫通孔内壁に挟持状でありつつ前後動可能な状態で配置されているボールペンチップを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
ボールを前方付勢するボール押し部材の幅がボールホルダーの適宜位置の内壁の形成する内径よりも大きく形成し挟持状にすることで、貫通孔内でボール押し部材が径方向に動かず、完全にボールの中央部と接触して前方付勢するので、筆記時、ボールホルダーの先端開口部が均一となり、ボテの抑制となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のボールペン（外装体を省略したリフィル）の縦断面図。
【図２】図１の要部拡大縦断面図。
【図３】図２のＩＩ−ＩＩ’線矢視図。
【図４】本発明の他の実施例の要部拡大縦断面図。
【図５】図４のＩＩＩ−ＩＩＩ’線矢視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ボールペンチップの基本的な構造は、紙面などの被筆記面と接触してインキを転写する筆記部材となるボールと、これを回転自在に抱持するボールホルダーとからなるものであり、インキの通り路であるボールホルダーの貫通孔を通じて被筆記面にインキを付与するものである。
ボールホルダーの貫通孔は、該ボールホルダーがインキタンクとなる部材と直接又は接続部材を介して接続されることによってインキタンクの内孔と連通している。また、ボールホルダーは、貫通孔の途中に、内方突出部を形成し、ボールの後退規制部とすると共に、先端開口部をボールの直径よりも小径に加工したカシメ部として、先端からのボールの抜け止めをなして、ボールを抱持している。
【０００９】
ボールの材質としては、炭化タングステン、チタン、コバルト、クロム、ニッケル等を主成分とした超硬材や、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化チタン、アルミナ、ジルコニア等のセラミックを使用でき、表面粗さをインキに合わせて調整したものを使用すると好ましい。
【００１０】
ボールホルダーは、内方突出部に、貫通孔である中孔に連通した、放射状溝が略均等に分割され、周状に配置されている。中孔には、後述するボール押し部材が配置されボールを前方付勢している。中孔は、ボール抱持室にインキを流入させる路となすと共にボール押し部材を挟持状に配置する箇所とすることができ、中孔内壁径を、ボール押し部材の幅より小径に設定することで、ボール押し部材が中孔内壁の適宜位置に挟持状に配置されることとなる。また、放射状溝を中孔の径方向に対し対峙する位置に形成する。具体的には、偶数個形成することで、ボール押し部材を、軸心を中心に対峙した溝に挟持状に配置させ、ボール押し部材が円周方向へ回転することを防止でき、より良い。この際、ボール押し部材と溝との位置合わせを容易にするため、放射状溝を後孔に貫通状態で形成し、ボールホルダーの後孔側から溝位置が確認できると好ましい。
【００１１】
ボールホルダーの材質としては、ステンレスや真鍮、洋白といった金属製のものや、ポリオキシメチレンのような、エンジニアリングプラスチックと呼ばれる耐磨耗性の高い合成樹脂が使用でき、金属製ボールホルダーは、コイル線材を切断し棒状のブランク材を使用するものと、予め中孔のある金属製パイプ材を使用するものとがある。
放射状溝の形成方法は、金属製ボールホルダーの場合、放射状の切削刃を有した切削冶具を内方突出部に挿入したり、外表面から先端が尖った錐状の押圧冶具を押し込むことで内方突出部と同時に放射状溝を形成する方法がある。また、合成樹脂ボールホルダーの場合は、内部形状を使用樹脂の収縮率を考慮した寸法に加工されたコアピンにより貫通孔形成と共に内方突出部に放射状溝を形成する。
前述した、ボール押し部材を軸心を中心に対峙した溝に挟持状に配置させる場合、放射状溝に位置するボール押し部材のガタつきがないように、切削冶具の切削刃やコアピンの放射状溝の幅・形状や押圧冶具の押しこみ量を設定する。具体的には、放射状溝の幅をボール押し部材の線径より小さくし、中孔に開口した放射状溝に当接させたり、放射状溝の幅を径方向に縮幅した形状とし、ボール押し部材を縮幅するテーパー面で当接させる方法等がある。
【００１２】
ボールを前方付勢するボール押し部材の先端部は、ボールホルダーの内方突出部が形成されている狭い空間部分となる中孔に位置するので、先端部は、棒状部となり弾撥部と一体でも別体でも良い。
弾撥部は、金属や樹脂などを使用することができ、コイルスプリングや、ゴム状弾性体、板バネ等を使用することができる。先端部も同様に金属や樹脂などを使用することができ、先端部形状は、三角柱・四角柱・楕円柱などや前記柱の上にボール押し部が三角錐や円錐・円柱などが乗った様々の形状のものが使用できるが、中孔はインキの通り路であり先端部が挿入されることで実質のインキ流通断面積が減少し充分なインキ供給の妨げになる危険があるので、先端棒状部を折り返し、折り返し間に隙間を設け、インキ流通断面積の増大を図ると共に径方向に弾性変形可能状態とすることで前述した中孔内壁や対峙した放射状溝に確実に挟持することになり、より好ましい。
尚、先端部は、中孔内壁に挟持状に配置しているため、筆記時のボール前後動に連動し、先端部も中孔内壁を摺りながら前後移動することとなるが、その際の摩擦力Ｆは、摩擦係数μに先端部が内壁を押す力である垂直抗力Nを乗じたものとなり、ボールを前方付勢する力＞摩擦力Ｆである必要がある。摩擦係数μは、ボールホルダーとボール押し部材に使用される一般的な材質であるステンレス鋼の場合、０．１５程度、潤滑剤となるインキが介在すると０．１２程度となり、先端部が内壁を押す力がボールを前方付勢する力と同荷重でも、その１０〜２０％程度しか加わらず、ボールの前後移動の障害になることはない。
【００１３】
ボール押し部の組み立て方としては、ボールホルダー後端側よりボール押し部材を挿入する。対峙した放射状溝に挟持状に配置させる場合、ボール押し部材の放射状溝に当接させる箇所と放射状溝開口部とを一致させるように、ボール押し部材の方向を合わせ、押し込む。
その後、ボールホルダーの後端面の開口径をボール押し部材の外径よりも小径になるように縮径加工したり、ボールホルダーと接続されるインキ収容管や中継部材の内側に段部を設けて、その段部にボール押し部材後端を当接させるなど、適宜なせる。
【００１４】
かようなボールペンチップを、直接又は中継部材を介して接続するインキタンクの材質としては、ポリアミド樹脂や、塩化ビニル樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレート等の樹脂やステンレス、等の金属など種々の材質が使用可能である。
また、成形パイプに、着色を施したり、残量インキ視認性向上の為、パイプ側壁へのインキ付着抑制効果となるシリコン等の塗布なども適宜である。
【００１５】
使用するインキとしては、水を主媒体とした水性インキ、アルコールなどの有機溶剤を主媒体とした油性インキのいずれも使用可能であり、これに着色成分である顔料及び／または染料、凍結防止などのための高沸点有機溶剤、被筆記面への定着性を付与する樹脂成分、表面張力や粘弾性、潤滑性などを調整する界面活性剤や多糖類、防錆・防黴剤などが配合されたものであり、誤字修正などを目的とした酸化チタンなどの白色隠蔽成分を配合した一般的に修正液と称されるインキを充填したタイプのボールペンであっても良い。
【００１６】
ボールペンの製造方法は、インキを充填したインキ収容管にボールペンチップを圧入した後、インキ収容管の後端からインキ逆流防止用の高粘度液体を充填してボールペン体（リフィル）の形態として、ボールを中心側に向けて遠心力を付与してインキ収容管の後端側からインキ内部の気泡を除去し、必要に応じて外装体を装着して得ることができる。
【実施例】
【００１７】
以下、図面に基づいて一例を説明する。
図１に示すように、ボールペンチップとインキ収容部が接合されてなるリフィルについて図示してあり、外装については省略してある。
ボールホルダー２の先端部には、筆記部材であるボール１を抱持する空間としてボール抱持室２ａを有しており、そのボール抱持室２ａの先端である先端開口部２ｂは、ボール１を配置した後に、かしめ加工（塑性変形による縮径加工）を施すことによってボール１の直径より小さい径に縮径化されており、ボール１がボールホルダー２より一部突出した状態で抜け止めがなされている。
また、ボール抱持室２ａには、切削加工や塑性加工によって形成された複数の内方突出部２ｃが放射状に形成されており、ボール１の後方移動規制をなすと共に、各内方突出部２ｃの間の空間をインキ流通路として、中孔２ｄと連通する溝幅が一定な放射状溝２ｅとしている。放射状溝２ｅの後方には、中孔２ｄと連通した後孔２ｆが切削加工等によって、ボール１側およびボール１側と反対方向から各加工工程ごとに異径の刃物によって、徐々に小径になるように形成されている。インキ３が収容されているインキ収容管４から後孔２ｆを通り、中孔２ｄ及び放射状溝２ｅを抜けてボール抱持室２ａに流入し、ボール１の回転とともに先端開口部２ｂより吐出する。
【００１８】
ボールホルダー２の後方には、インキ収容管４が接続されている。インキ収容管４にはインキ３とインキ逆流防止用の高粘度流体５が充填されている。インキ収容部４とボールホルダー２との間は、必要であれば１つまたは複数の中継接続部品を介しても良いが、図示した本例のものは直接接続したものとしている。
【００１９】
ボールホルダー２の内部には、コイル部６ａの先端側に棒状部６ｂを折り返した折り返し部６ｃが一体に形成されたコイルスプリングであるボール押し部材６が配設され、コイル部６ａの弾撥力によってボール１側に押圧付勢されており、ボールホルダー２の先端開口部２ｂの内側にボール１が周接している。この先端開口部２ｂの内側は、ボール１との密閉性によってインキが流出しない状態が求められるので、ボールホルダー２の先端をかしめ加工する際に、圧接工具（図示せず）にて、ボールホルダー２の先端内側をボール１に押し付けて塑性加工することで、ボールホルダー２の内側をボール１と同曲率である幅を持った帯状部２ｇを形成している。
【００２０】
図１の要部（Ｉ部）拡大図である図２及びＩＩ−ＩＩ’矢視図である図３に示すように、ボール押し部材６の棒状部６ｂの断面形状は円形で線径Ａは、放射状溝２ｅの溝幅Ｂより大径に設定されおり、折り返し部６ｃは、折り返し間に隙間を有し、径方向への弾性を有している。折り返し幅Ｃは中孔２ｄの内壁径Ｄより幅広に設定されている。折り返し幅Ｃ＞内壁径Ｄにより、ボール押し部材６が中孔２ｄ内壁に挟持状に配置され、線径Ａ＞溝幅Ｂにより、放射状溝２ｅの中孔２ｄ開口部にボール押し部材６の折り返し部６ｃが当接し、弾性による径方向への拡張を阻止していると同時に、ボール押し部材６の回転止めにもなっており、ボール押し部材６が動かず、完全にボール１の中央部と接触して前方付勢するので、非筆記状態でボール１とボールホルダー２の先端開口部２ｂとの隙間を完全に密閉しインキ漏れを防止する。また、筆記状態でもボール押し部材６が挟持状態のため、ボール１の中央部からボール押し部材６が動かず接触しているのでボールホルダー２の先端開口部２ｂが均一となり、ボテの抑制となる。
【００２１】
図４に、他の実施例の要部拡大図及び図４のＩＩＩ−ＩＩＩ’矢視図である図５を示す。
本例における放射状溝２ｅの溝幅は、径方向に縮幅しており、ボール押し部材６の折り返し部６ｃが放射状溝２ｅの縮幅するテーパー面で当接しており、より確実にボール押し部材６の回転止めとなっている。
【符号の説明】
【００２２】
１  ボール
２  ボールホルダー
２ａ  ボール抱持室
２ｂ  先端開口部
２ｃ  内方突出部
２ｄ  中孔
２ｅ  放射状溝
２ｇ  帯状部
２ｆ  後孔
３  インキ
４  インキ収容部
５  高粘度流体
６  ボール押し部材
６ａ  コイル部
６ｂ  棒状部
６ｃ  折り返し部
【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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