(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールを前方付勢する押し部材をボールホルダー内に組み込む時や筆記中のボールの上下動によって押し部材が中心孔壁面上を摺動する時に、押し部材の先端が中心孔壁面に引っ掛かってしまい、ボールを前方付勢することができなくなり、インキが漏れが発生してしまうことを防止する、ボールペンチップを提供する。【解決手段】ボールペンチップの内方突出部５の中心位置に形成される中心孔８の壁面１２の算術平均粗さＲａを０．２μｍ以下、最大山高さＲｐを０．５μｍ以下に形成する。【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と、このボールを先端開口部から一部突出して抱持するボールホルダーと、ボールを弾撥的に前方付勢するボール押し部材とを少なくとも有し、ボールホルダーの貫通孔内に内方突出部を形成してボールの後方移動規制をなすと共に、この内方突出部の中心位置に形成される中心孔の壁面の算術平均粗さＲａを０．２μｍ以下、最大山高さＲｐを０．５μｍ以下に形成したボールペンチップ。
【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から一部突出して抱持するボールホルダーと、ボールを弾撥的に前方付勢するボール押し部材とを少なくとも有し、ボールホルダーの貫通孔内に内方突出部を形成してボールの後方移動規制をなすと共に、この内方突出部の中心位置に中心孔を形成してな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や、不使用時にボールとボールホルダーとの隙間からインキが漏れだすことを防止するために、ボールホルダーの内部から弾撥するコイルスプリング等の押し部材にてボールを先端側に付勢し、ボールをボールボールホルダーの内壁に周状に当接させて隙間を密閉するものが知られており、例えば、特許文献１には、コイルスプリングの線材そのものをコイル部の先端からコイル部の軸心方向に直線状に延出させ中心孔に挿通しボール後方部に当接させてボールを前方に付勢するものが記載されている。
また、特許文献２には、筆記時のボール回転によるボール抱持部の底面の磨耗防止のために、中心孔にテーパー状ピンを挿入することで、ボール抱持部の底面近傍の金属組織を密にする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２００７−１９０６９３号公報
【特許文献２】特開２００２−０３６７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コイルスプリングが挿通される中心孔は、多くの場合、ドリルの孔加工によって形成されたり、パイプ状部材を外側から塑性変形して作られるので、この中心孔の内壁は切削痕や塑性変形によるひび割れなどが発生して、比較的大きな凹凸が多数存在する状態になっている。このような凹凸が存在すると、ボールホルダー内にコイルスプリングなどの弾性押圧部材を組み込む際に、先端が中心孔壁面の凹凸に引っ掛かることがあり、結果、ボールを十分に押圧することができず、ボールとボールホルダーの密閉性を維持できずにインキの洩れ出しに繋がってしまう問題が生じるものであった。
特許文献１に記載の発明ではコイルスプリングの直線状部分の先端はボールの後方中心を押圧しているように図示されているが、現実的にはこのような状態となることは稀であり、実際には、コイルスプリングは挟持されている状態なので、その挟持圧力が最小になるような位置に偏位することになり、また、直線状部分も先端がコイルの中心軸に位置させることは事実上難しく、基本的には偏心しているのが常であるので、実際にはボールホルダーの中心孔壁面とボール表面の両方に当接した状態になっているのが自然である。コイルスプリング等の弾性的な押圧部材が、弾撥力を蓄積した状態（挟持状態）で、中心孔の壁面に接触した状態であると、筆記時のボールの前後移動によって、コイルスプリングの先端も前後するので、コイルスプリングの先端は凹凸の存在する中心孔内壁を押しながら摺動することになるので、直線状部分の先端が中心孔壁面の凹凸に引っ掛かりボールを押圧することができなくなることがある。結果、ボールとボールホルダーの密閉性を維持できずにインキの洩れ出しに繋がってしまう問題が生じるものであった。
【０００５】
また、特許文献２記載の発明では、テーパー状ピンを圧入した直後の中心孔の壁面は比較的凹凸の小さい状態にできるものの、その後にボール抱持部の底面にボールを先端側から叩いてボールとおよそ同じ曲率もったボール受け座を形成する時の塑性変形によって中心孔の壁面にはシワが生じ大きな凹凸が多数存在する状態になってしまい、特許文献１に記載の発明と同様にコイルスプリングを組み込む際や、筆記時のコイルスプリングの摺動の際に、中孔壁面に生じた凹凸に引っ掛かり、ボールを押圧することができずに密閉性を維持できずインキの洩れ出しが生じてしまうものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、筆記部材としてのボールと、このボールを先端開口部から一部突出して抱持するボールホルダーと、ボールを弾撥的に前方付勢するボール押し部材とを少なくとも有し、ボールホルダーの貫通孔内に内方突出部を形成してボールの後方移動規制をなすと共に、この内方突出部の中心位置に形成される中心孔の壁面の算術平均粗さＲａを０．２μｍ以下、最大山高さＲｐを０．５μｍ以下に形成したボールペンチップを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、中心孔の壁面の算術平均粗さＲａを０．２μｍ以下、最大山高さＲｐを０．５μｍ以下に形成してあることで、押し部材をボールホルダー内に組み込む時や押し部材が中心孔壁面上を摺動する時にひっかかることが極力抑制されるので、押し部材が適性にボールを押圧し続けることができ、ボールとボールホルダーの密閉性を確実なものとし、インキの洩れ出しを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のボールペンチップの一例の縦断面図
【図２】図１のＩ部拡大図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のボールペンチップにおいて、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る。
【００１０】
このボールを、先端開口部より一部突出した状態で回転自在に抱持するボールホルダーは、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、金属製のボールホルダーでは、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、予め貫通孔の有する金属製パイプ材を使用するものとがある。
【００１１】
ボールホルダーは、その貫通孔内に形成された内方突出部をボールの後方移動規制部とし、先端開口部は抱持するボールの直径より小さく設定することで、ボールの抜け止めをなしている。
【００１２】
また、前記内方突出部の中心位置にはインキの通り道として中心孔と、この中心孔を中心として放射状に略均等に放射状溝が形成されており、ボールが後退している状態において実質的に塞がれる中心孔よりインキを連通してボールの周囲への実質的なインキ供給路として機能している。中心孔の壁面は算術平均粗さＲａが０．２μｍ以下、最大山高さＲｐが０．５μｍ以下に形成してある。尚、本発明における算術平均粗さＲａと最大山高さＲｐは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）に定義されている粗さ曲線における高さ方向のパラメータである。
そのような表面状態の形成方法としては、例えば、中心孔の下孔の壁面に研磨棒を回転させながら押し当てつつ挿入し、中心孔壁面を求める表面粗さに形成する。研磨棒に使用されている砥粒はダイヤモンドやＣＢＮ、炭化ケイ素や酸化アルミニウム等が使用でき、その砥粒の粒度や含有量は適宜調整可能である。また研磨棒の形状としては円柱状や円錐状、樽型や丸型等が使用でき特に制限するものではない。更に他の方法としては、研磨材を含んだ液体を流し込み、円柱状の棒材を中心孔壁面に回転させながら当てつつ挿入する方法や、ボールペンチップとして完成させた後、もしくは加工途中に研磨薬品に浸漬する化学研磨や、磁性研磨材をボールホルダー内部に配置し、外側から磁極を高速回転させ内部の研磨材を攪拌させる磁気研磨も使用することが可能である。
【００１３】
また、前記内方突出部のボール側壁面には、およそボールと同じ曲率を有する凹部であるボール受け座を形成することができる。このボール受け座は、筆記時におけるボールの横方向への移動や振動となるがたつきを抑える事ができ、安定したボールの回転を援助するものである。たとえば、内方突出部に接触している状態で先端側よりボールに衝撃力を付与することによって、内方突出部にボールの曲率を転写する方法で形成することができる。このボール受け座の凹み深さを調整することで、内方突出部におけるボール受け座の占有率を調節でき、同時に放射状溝のボール周囲へ開口する面積を調整することができる。ボールと内方突出部との接触部より外側が、有効にインキが流出できる開口面積となる。
【００１４】
このようなボールホルダーの形成方法としては、例えば、まず、ボールホルダーとなる棒状のブランク材に貫通孔を先端と後端側からドリル加工により形成して貫通孔内に内方突出部を形成し、内方突出部の中心位置に中心孔となる下孔をドリル加工にて形成する。そして、内方突出部にブローチ刃物をボール抱持部側から打ち込み、せん断加工にて放射状溝を形成する。前記放射状溝は中心孔の途中で留めておくものもあるが、インキの流通量を増加させたいような場合は、内方突出部を貫通して後端側の貫通孔に開口することもできる。そして、先端がボールとおよそ同じ曲率の球面を有したピンを内方突出部の先端側の面に押圧することでボール受け座を形成するが、押圧するピンの先端は円錐状でも平面状でも特にその形状は問わないし、ボール抱持部内のインキの保有量を多くしたいような場合には形成しなくても構わない。また、その後の中心孔壁面の加工のしやすさの都合上、ピンによってボール受け座を形成しているが、ボール抱持部に筆記ボールを保持させた後、筆記ボールそのものを内方突出部に押圧する方法でも形成可能である。
【００１５】
ボールホルダーの貫通孔には、中心孔に挿通してボールを弾撥的に前方付勢する押し部材が配置されている。この押し部材は、組み立て時にはボールと反対側の貫通孔の開口部より挿入され、先端が中心孔を通りボールと当接するものである。固定方法としては、例えば、反ボール側の貫通孔の開口部を縮径加工して挟持させることや、インキタンクやインキタンクとボールペンチップの間にある中継部材に段部を形成して当接させ、部材の固定にて抜け止めする事も可能である。
【実施例】
【００１６】
以下、図面に基づいて一例を説明する。
図１には本発明のボールペンチップの縦断面図を図示してある。ボールホルダー１の先端部には、筆記部材であるボール２が配置され、ボール２は、ボールホルダー１後方より挿入配置された押し部材であるコイルスプリング３によって前方付勢されていると共に、ボールホルダー１の先端開口部をボール２の直径以下に縮径されていることによって抜け止めされ挟持されている。コイルスプリング３の後部は、ボールホルダー１の後端開口部をコイル径よりも縮径に加工することで抜け止めしている。尚、図示は省略するが、ボールペンチップのボール２の反対側にインキを収容したインキタンクを直接または中継部材を介して接続することでインキを収容して筆記可能な筆記具としての形態が整えられ、ボールペンリフィルと称されるものとなるものである。
【００１７】
図１のＩ部拡大図である図２を用いてボールペンチップの詳細について説明する。
ボーホルダー１には貫通孔４が形成され、貫通孔４の中腹にボール２の後方移動規制部となる内方突出部５が形成され、これよりも前方（図面上側）部分をボール２が抱持されるボール抱持部６としている。また、貫通孔４の先端開口部７は、ボール２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２の直径より小さい径に縮径化されており、ボール２がボールホルダー１より一部臨出した状態で抜け止めがなされている。
内方突出部５の中心位置には中心孔８が形成されており、更に内方突出部５には複数の放射状溝９が周状にボール抱持部６に開口するように形成されている。また、内方突出部５のボール抱持部６側の壁面にはボール２とおよそ同じ曲率を有する凹部であるボール受け座１０が形成されている。
【００１８】
コイルスプリング３は、先端部分から直線状部分１１が延出され中心孔８を通りボール２と当接し前方付勢している。このとき、コイルスプリング３は、挟持状態となっているので、その直線状部分１１は中心孔８の壁面１２にも当接している。
【００１９】
中心孔８の壁面１２は、算術平均粗さＲａを０．２μｍ以下、最大山高さＲｐを０．５μｍ以下に形成されている。中心孔８の壁面１２の表面状態のの測定方法としては、ボールホルダー１の軸心を通る面で縦半割りにして壁面１２の部分を露出させた測定サンプルを作製し、測定機器とその設定としては、例えば、キーエンス社製ＶＫ−８５００共焦点レーザー顕微鏡で対物レンズ５０倍、高さのピッチ０．０１μｍの条件で、壁面１２の凹凸画像を得、その凹凸画像中において位置と方向をランダムにして、基準長さ５０μｍでカットオフ値０．０８ｍｍとした粗さ曲線を１０箇所得て、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）に基づいて、各粗さ曲線における算術平均粗さＲａと、最大山高さＲｐを測定する。そして、それぞれの得られた値の最大値を壁面１２のＲａとＲｐの値とした。
【００２０】
上記の図示したものに基づいて中心孔の壁面の粗さを様々になるようにボールペンチップサンプルを作製した。壁面の粗さは、あらかじめドリル加工で形成されている中心孔の下孔に挿入する研磨棒に使用されている砥粒の粒度（砥粒の大きさ）や含有量を調整することで求める粗さに調整した。
そして、作製した各ボールペンチップサンプルをぺんてる（株）製の０．７ｍｍボールペン「ビクーニャ０．７」（製品符号：ＢＸ１５７−Ａ）のインキ収容パイプに取り付け、収容パイプ内に、ビクーニャ０．７にて使用している有機溶剤を主溶剤とした粘度４５０ｍＰａ・ｓの油性顔料インキを充填し、遠心処理を施し、ボールペンチップ及び収容パイプ内に存在する気体を除去して試験用ボールペンサンプルとした。
【００２１】
（コイルスプリング引っ掛かり確認）
各試験用ボールペンサンプルを２００本作製した直後にヤマト科学（株）の３次元計測Ｘ線ＣＴ装置（型番ＴＤＭ−１０００−ＩＳ／Ｓ）を使用し、管電圧８０ＫＶ、管電流４μＡの条件で試験用ボールペンサンプルの軸心に対し３６０°回転させながら、Ｘ線透過画像でコイルスプリング先端の直線状部分の位置を観察し、直線状部分の先端が中心孔の壁面に引っ掛かってボールを前方付勢していないものの発生率を確認した。
【００２２】
（インキ漏れ試験）
上記、コイルスプリング引っ掛かり確認を実施した各試験用ボールペンサンプル２００本をペン先が床面に当たらない状態で下向きに温度４０℃湿度８０％の恒温恒湿槽に放置し、２４時間後にインキ漏れがあるか目視判定し、インキ漏れの発生率を確認した。尚、ボールペンチップ先端にインキ玉が生じているもの、もしくはインキが床に落下してしまっているものをインキ漏れが発生しているとした。
【００２３】
（繰り返し使用時コイルスプリング引っ掛かり確認）
各試験用ボールペンサンプル２００本を文字書き筆記（「国会の年日」の文字を連続１０回（計５０文字））を行った後に、サンプル作製直後に実施したコイルスプリング引っ掛かり確認と同様の観察方法にてコイルスプリングの直線状部分の位置を確認した。この観察を２０回繰り返し実施し、個々のサンプルの試験２０回中に中心孔壁面に引っ掛かりボールを前方付勢していない状態の回数を確認し、その合計回数をサンプル数（２００本）で割って、１本当たりの平均引っ掛かり回数を算出した。
【００２４】
各試験用ボールペンサンプルの中心孔の壁面の各粗さと、各試験結果を（表１）に記載する。尚、各サンプルの備考欄には中心孔壁面を形成する時に使用した研磨棒の粒度と組織番号を記載する。粒度に関してはＪＩＳ  Ｒ  ６００１（１９９８）に定義される値に基づいており、組織番号はＪＩＳ  Ｒ  ６２４２（２００６）に定義されている値に基づくものである。また、比較例１〜３には従来形状として研磨棒による粗さ調整は行わないでドリル加工による切削面をそのまま残したものを使用している。
【００２５】
【表１】
2014188948.tif 000003
【００２６】
以上のように実施例１〜５に示されている中心孔の壁面の算術平均粗さＲａが０．２μｍ以下、最大山高さが０．５μｍ以下になっているものは組み立て時のコイルスプリングの引っ掛かりや、それに伴うインキ漏れが発生せず、繰り返し使用時の引っ掛かりも防止でき良好であるのに対して、比較例１〜４はＲａ、Ｒｐ共に大きいので、組み立て時及び繰り返し使用時にコイルスプリングが引っ掛かってしまう状態が多発するものであった。また比較例５〜７に示したようにＲａは比較的小さくても、Ｒｐが大きいものは数は少ないが大きな凸部が点在する状態であり、引っ掛かる確立は減少するものの完全に防止できるものではない。比較例８のように大きな凸部は無いものの全体的に粗い状態になっているものは、他の比較例のように強固に引っ掛かるようなことは無くなるが、完全に防止できるものではなかった。
【符号の説明】
【００２７】
１  ボールホルダー
２  ボール
３  コイルスプリング
４  貫通孔
５  内方突出部
６  ボール抱持部
７  先端開口部
８  中心孔
９  放射状溝
１０  ボール受け座
１１  直線状部分
１２  壁面
【図１】
2014188948.tif 000004
【図２】
2014188948.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
【表１】
2014188948.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
各試験用ボールペンサンプルの中心孔の壁面の各粗さと、各試験結果を（表１）に記載する。尚、各サンプルの備考欄には中心孔壁面を形成する時に使用した研磨棒の粒度と組織番号を記載する。粒度に関してはＪＩＳ  Ｒ  ６００１（１９９８）に定義される値に基づいており、組織番号はＪＩＳ  Ｒ  ６２４２（２００６）に定義されている値に基づくものである。また、比較例１〜３には従来形状として研磨棒による粗さ調整は行わないでドリル加工による切削面をそのまま残したものを使用している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
【表１】
2014188948.tif 000007