(57)【要約】【課題】本体内部の液体量の変化による影響を受けることなく液体を一時的に加圧して吐出させることができ、使用者が液体の流出量を調整することが可能な液体吐出具を得る。【解決手段】前方に設けた先端孔６０ａから、吐出具本体２の内部に収容した液体８を吐出させる液体吐出具１であって、吐出具本体１に、液体８を収容する前方収容部３０と後方収容部４０とが設けられ、前方収容部３０に、先端孔６０ａを有した先部材６が前後動可能に配設され、先部材６と前方収容部３０との間に、液体８を封入する気密部３が設けられ、前方収容部３０と後方収容部４０との間に、液体８の流動に抵抗を付与する抵抗部５０が設けられ、先部材６と抵抗部５０との間に弾発部材７を配して該先部材６を前方に弾発させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方に設けた先端孔から、吐出具本体の内部に収容した液体を吐出させる液体吐出具であって、
前記吐出具本体に、前記液体を収容する前方収容部と後方収容部とが設けられ、
前記前方収容部に、前記先端孔を有した先部材が前後動可能に配設され、
前記先部材と前記前方収容部との間に、前記液体を封入する気密部が設けられ、
前記前方収容部と後方収容部との間に、前記液体の流動に抵抗を付与する抵抗部が設けられ、
前記先部材と前記抵抗部との間に弾発部材を配して該先部材を前方に弾発させることを特徴とした液体吐出具。
【請求項２】
前記先部材に、紙面に当接する当接体と、前記先端孔を有し該先端孔に前記当接体が保持された保持体と、該保持体の内部に配設して前記当接体を前方へ弾発して保持体に密着させる弾発体とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出具。
【請求項３】
前記後方収容部に、前記液体の後部に接触して該液体の減少に伴って前進して該液体の後退を規制するフォロワーを前記後方収容部に密接させるよう配設し、
前記先部材の後退による前記液体の後面の後退に伴い、前記フォロワーの少なくとも一部が後方へ変位し、
前記先部材の前進による前記液体の後面の前進に伴い、前記フォロワーが復元することを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出具。
【請求項４】
前記フォロワーがポリブテンまたはシリコンを基油とするグリス状の液栓であることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールペンやマーカー等の筆記具やペン型の修正液や液体糊等の塗布具のように、本体の前方に設けた先端孔から液体を流出させるものは広く知られており、加圧により液体の流出量を増加できる構造も知られている。
例えば筆記具では、特許文献１（特開２０００−３３５１７３号公報）のように、インキ収容管の後方に加圧機構を設けて、ノック体の押圧操作に連動させてインキタンク内を加圧する構造や、特許文献２（特開２０１７−１１９４０６号公報）のように、筆記時における筆圧を利用してインキタンク内を加圧する構造を用いて、ペン先からのインキの流出量を多くして、筆跡を太くあるいは濃くすることが考えられている。
また塗布具では、特許文献（特開平９−２９０５９８号公報）のように、可撓性のある容器の側面を押圧して内部を加圧することで、チップ先端に修正液を流動させて紙面等に塗布する構造があり、誤字を修正する修正液で採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３５１７３号公報
【特許文献２】特開２０１７−１１９４０６号公報
【特許文献３】特開平９−２９０５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１や特許文献２の筆記具にあっては、加圧機構による加圧が、インキタンク内に収容されたインキの後方にある空気層を加圧する構造であることから、筆記によりインキタンク内のインキ量が減少した場合には、その分、圧縮を行う空気の容積が大きくなって圧力が掛かり難くなり、結果、インキ残量の違いにより、流出量に変化が生じてしまうものであった。
また、前記特許文献１や特許文献２の筆記具では、加圧状態にあっては、筆記時に常に圧力が掛かったインキが強制的に吐出されてしまうものであり、使用者がインキの流出量を調整できるようにすることは考えられていなかった。
【０００５】
また、特許文献３の塗布具にあっては、例えばペン型の修正液の場合、加圧時に容器の側面を押す使用者の力加減によって修正液の流出量に変化が生じ易く、何度も容器を押す必要がある場合には指が疲れてしまうこともあった。また、液状の糊を可撓性のある容器に収容した液体糊においては、容器を強く押し過ぎることで液状の糊が出過ぎてしまい、その水分で紙がよれてしまうことがあった。
【０００６】
本発明の目的は、本体内部の液体量の変化による影響を受けることなく液体を一時的に加圧して吐出させることができ、使用者が液体の流出量を調整することが可能な液体吐出具を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
「１．前方に設けた先端孔から、吐出具本体の内部に収容した液体を吐出させる液体吐出具であって、
前記吐出具本体に、前記液体を収容する前方収容部と後方収容部とが設けられ、
前記前方収容部に、前記先端孔を有した先部材が前後動可能に配設され、
前記先部材と前記前方収容部との間に、前記液体を封入する気密部が設けられ、
前記前方収容部と後方収容部との間に、前記液体の流動に抵抗を付与する抵抗部が設けられ、
前記先部材と前記抵抗部との間に弾発部材を配して該先部材を前方に弾発させることを特徴とした液体吐出具。
２．前記先部材に、紙面に当接する当接体と、前記先端孔を有し該先端孔に前記当接体が保持された保持体と、該保持体の内部に配設して前記当接体を前方へ弾発して保持体に密着させる弾発体とを設けたことを特徴とする前記１項に記載の液体吐出具。
３．前記後方収容部に、前記液体の後部に接触して該液体の減少に伴って前進して該液体の後退を規制するフォロワーを前記後方収容部に密接させるよう配設し、
前記先部材の後退による前記液体の後面の後退に伴い、前記フォロワーの少なくとも一部が後方へ変位し、
前記先部材の前進による前記液体の後面の前進に伴い、前記フォロワーが復元することを特徴とする前記１項または２項に記載の液体吐出具。
４．前記フォロワーがポリブテンまたはシリコンを基油とするグリス状の液栓であることを特徴とする前記３項に記載の液体吐出具。」である。
【０００８】
本発明による液体吐出具は、筆記時や塗布時において、先部材を紙面等の被塗布面に当接させた際の先部材の後退により、前方収容部内の液体を押圧して後方へ移動させる力が働くが、前方収容部と後方収容部との間に設けられた抵抗部にて液体の後方への移動が規制されることで、前方収容部内の液体が先部材の先端孔から吐出される構造である。
【０００９】
本発明構造とすることで、筆記具では、先部材であるペン先を紙面に押し付けた際に、前方収容部内のインキに圧力が掛かり、ペン先からのインキの流出量を一時的に増加させることができ、筆跡を太くあるいは濃くすることが可能となる。この際、本願発明構造による筆記具では、従来の加圧式筆記具における加圧機構とは異なり、インキの後方にある空気を加圧することなく、インキに直接圧力を掛けて吐出し易くする構造であることから、内部に収容されたインキ量の影響を受けることなく、液体の流出量を一時的に増加させることができる。
また、修正ペンや液体糊のような塗布具においても、必要に応じて一時的に流出量を増加させることができ、乾燥した塗布液が先部材の先端孔に付着してしまった場合でも、紙面に先部材を押し付けることで、塗布液を加圧して流出し易くすることができる。
また、印面を浸透材で形成し本体にインキを収容した浸透スタンプに用いた場合には、印影を濃くすることが可能となる。
【００１０】
前方収容部内と、抵抗部内と、後方収容部内とは連通し、互いの空間を液体が流動できるようにする必要がある。
【００１１】
本発明における先部材は、筆記具の場合には、ボールペンチップやフェルトチップなどのペン体があげられ、塗布具の場合には、樹脂チップやスポンジなどがあげられる。
吐出具本体は、例えば筆記具の場合にはインキを収容する筒状の軸筒となり、塗布具の場合には修正液や液体糊を収容する容器となるが、その形状や寸法が限定されるものではない。
【００１２】
なお、先部材が弾発部材の弾発力に抗して後退するときの力、つまり、吐出具本体を紙面等に向かって押圧した際に、先部材が後退される時の作動荷重は、筆記具の場合、１．０Ｎ〜５．０Ｎの間で設定することが好ましい。１．０Ｎより小さく設定した場合には、使用者が意図して筆圧を大きくしなくても先部材が後退してインキが多く流出されてしまうこととなり、５．０Ｎより大きく設定した場合には、使用者が意図して筆圧を大きくしても先部材が後退し難くインキを多く流出し辛くなる。
前記作動荷重は、弾発部材の弾発力や先部材と前方収容部との間に設けた密接部の摩擦力やインキが流動する際の抵抗力など、先部材を後退する際に必要となる力の総和である。
本発明構造を筆記具に採用した場合には、筆圧により、また先部材を後退させる距離により、筆跡に抑揚をつけることが可能となる。
【００１３】
先部材と抵抗部との間に配設する弾発部材は、先端部を紙面などに押圧した際には先部材が後退し、押圧を解除した際に先部材を前進させる弾発力を有したコイルスプリングなどとする。材質としては、液体により腐食しないようステンレス製が好適である。コイルスプリングを弾発部材とする場合、弾発力は０．５Ｎ〜４．５Ｎが好ましい。
【００１４】
先部材が後退する移動距離は、加圧された液体が流出される量に関係することとなり、その使用目的から、筆記具や修正ペンでは、後退量が０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲が好ましく、流出量を多くしたい液体糊など塗布具においては後退量が０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲が好ましい。
【００１５】
先部材と前方収容部との間に設ける気密部は、先部材の外側面あるいは前方収容部の内側面にエラストマ性のＯリングを装着させるなど、前方収容部内の液体が、先部材の側面をつたって前方へ漏出しないものとする。
【００１６】
前方収容部と後方収容部との間に設ける抵抗部は、例えば前方収容部と後方収容部との間に壁を形成し、その壁に、前方に対して後方が狭くなるよう勾配をつけたオリフィス状の孔を設けたり、前方と後方とに別れた縦孔の間を横孔で連結させたクランク状の孔を設けてもよい。孔部の断面寸法や長さ寸法、あるいは内面の表面粗さなど液体の流動抵抗を発生させる形態は、特に吐出具本体の内部に収容する液体の粘度を考慮して設定すればよい。
また抵抗部は、前後に延びる微細な貫通孔を有する繊維収束体やセラミックスなど、液体が内部を通過する際に流動抵抗となる部材を、前方収容部と後方収容部との間に配設してもよい。
【００１７】
さらに、先部材に、紙面に当接する当接体と、先端孔を有し該先端孔に当接体が保持された保持体と、該保持体の内部に配設して当接体を前方へ弾発して先部材本体に密着させる弾発体を設けることにより、当接体を先部材本体に密着させて気密をとることが可能となり、先部材が後退した状態から前進する際に前方収容部内が負圧となる場合にも、外気が先端孔から前方収容部内に吸引されることを防止することができ、前方収容部内に後方収容部内の液体を流動させ、次に使用する際にも、前方収容部内にインキを充填させた状態とすることができる。具体的に先部材がボールペンチップの場合にはボールが当接体となる。
【００１８】
またさらに、吐出具本体の内部に、液体の後方で該液体の後退を規制するフォロワーを配し、先部材の後退による液体の後面の後退に伴い、フォロワーの少なくとも一部が後方へ変位し、先部材の前進による前記液体後面の前進に伴い、フォロワーが復元されるようにすることで、紙面等に先部材を勢いよく押し付けた際に、前方収容部内の液体が急激に加圧された場合でも、前方収容部内の液体の一部が抵抗部を通過して後方収容部へ移動することができ、後方収容部内の液体量の増加に伴いフォロワーの少なくとも一部が後方へ変位することで、結果、先部材の先端孔から加圧された塗布液が勢いよく吐出してしまうことを防止することができる。
なお、紙面等から先部材を離間させた際には、再び後方収容部内の液体の一部が前方収容部内へ移動して減少することで、フォロワーの少なくとも一部の変位が復元することから、前方収容部内及び後方収容部内が負圧になることを防止することができる。
後方収容部の液体の増加に伴いフォロワーの一部を後方へ変位させるようにするには、フォロワーを、ポリブテン系やシリコン係などグリス状の液栓として形成し、そのフォロワーの外周面が後方収容部の内面に密着するように配設し、後方収容部内の液体が増加した際には、フォロワーの中央部が後方へ向かって膨出するように変位できるようにするとよい。この場合、グリス状のフォロワーの外周面は、後方収容部の内面に接触していることで後方への移動が規制されるが、フォロワーの中央部は、後方収容部に触れないことから、後方収容部内の液体が増量した分の逃げ場として膨出することとなり、後方収容部内の液体が減少した際のフォロワーは、外周面が動くことなく、後方へ膨出した中央部だけが前進して復元される。ただし、この場合、先部材の先端孔から液体が流出された分は外周面も含めフォロワー全体が前進される。
なお、前記フォロワーは全体を液栓で形成することなく、樹脂成形した駒部材の外面にポリブテン系やシリコン係などのグリスを塗布したものであってもよい。この場合には、後方収容部内の液体が増加した際には、フォロワーのグリス部分が後方収容部の内面に接触して後方への移動が規制された状態で、樹脂成形した駒部材が後方へ変位し、後方収容部内の液体が減少した際には、フォロワーの外周面は動くことなく、後方へ変位した駒部材が前進して復元されるようにする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、本体内部の液体量の変化による影響を受けることなく液体を一時的に加圧して吐出させることができ、使用者が液体の流出量を調整することが可能な液体吐出具を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のボールペンを示す縦断面図である。
【図２】図１に要部拡大図である。
【図３】使用状態における要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、図面を参照しながら説明を行うが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。本実施形態では、筆記具であるボールペンについて説明を行うが、本発明はマーカーや万年筆などの筆記具や、修正ペンや液体糊のような塗布具、あるいは浸透スタンプに採用することも可能である。
本実施形態においては、ペン先がある方を前方と表現し、その反対側を後方と表現する。説明を分かり易くするために、図面中の同様の部材、同様の部分については同じ符号を付してある。
【００２２】
図１及び図２に示す通り、本実施形態のボールペン１は、軸筒２を、前後が開口した前筒３と前方が開口し後方が閉口した後筒４と、該前筒３と該後筒４とを連結する連結筒５と、で構成してある。前軸３の内方には前方収容部３０を設けてあり、後筒４の内方には後方収容部４０を設けてある。
【００２３】
連結筒５は、中間部に外方へ突出する鍔部５ａを形成してあり、該鍔部５ａに、前筒３の後端面と後筒４の前端面とを当接させている。また連結筒５は、前筒３と後筒４との間の壁となるが、内方に、前方に対して後方が狭くなるよう勾配をつけたオリフィス孔５０を設けて、前方収容部３０と後方収容部４０とを連通させている。
【００２４】
前筒３の前方には、軸心に沿って前後動可能なボールペンチップ６を挿着させてある。ボールペンチップ６は、ボール保持体６０の先端孔６０ａにボール６１を保持させており、ボール保持体６０の後方部が摺動筒６２に挿嵌され、摺動筒６２の外面の中間部に形成したフランジ６２ａにＯリング６３の前端縁を当接させ、摺動筒６２の後方に円筒形状の後部筒体６４が嵌着することで、該後部筒体６４の前端をＯリング６３に当接させて固定し、Ｏリング６３の外面が前方収容部３０の内面に密接して気密部となるようにしてある。
【００２５】
本実施形態では、ボール保持体６０の内方に、コイル部６５ａを後方に備え、軸部６５ｂを前方に備えた弾発体６５を配設しており、コイル部６５ａの後端をボール保持体６０の後部に形成した内段６０ｂに当接させ、軸部６５ｂの前端をボール６１に当接させ、弾発体６５の弾発力で、ボール６１がボール保持体６の前端内面に密接して、ボール６１で先端孔６０ａが閉塞されるようにしてある。
【００２６】
前記ボールペンチップ６と前記連結筒５との間には、弾発部材としてコイルスプリング７が配設されており、ボールペンチップ６を常時前方へ弾発するようにしてある。ボールペンチップ６は、摺動筒６２のフランジ６２ａを、前筒３の前端に形成した内鍔３ａに当接させることで、抜け止めとしてある。
【００２７】
前方収容部３０及び後方収容部４０には剪断減粘性を有したインキ８が充填され、後方収容部４０の後方には、インキ８の消費と共に追従するグリス状のフォロワー９が該インキ８の後部と密着するように設けてある。
インキ８は前記連結筒５の内方のオリフィス孔５０内にも充填されており、筆記により前方収容部３０内のインキ８ａが減少した際には、オリフィス孔５０内のインキ８ｂが前方の前方収容部３０内へ流動し、次いで後方収容部４０内のインキ８ｃが前方へ流動する。
【００２８】
次に、図３を用いて本実施形態のボールペン１の使用状態について説明を行う。
ボールペン１は、ボール６１を紙面１００に当接させることで、ボール６１で閉塞された先端孔６０ａが開放され筆記を行うことができる。これは、ボール６１を紙面１００に当接させることで、ボール６１が弾発体６５の弾発力に抗して後退し、ボール６１の外面と先端孔６０ａの内面との間に生じる隙間からインキ８の流出が可能となるためである。
このとき一定量の筆圧が掛かることで、ボールペンチップ６は、コイルスプリング７の弾発力に抗して後退することとなる。
【００２９】
本実施形態では、ボールペンチップ６のボール６１を紙面に当接させた状態で、軸筒２を紙面側に向かって押圧する力、つまり筆圧が１．０Ｎ以上になった時に、ボールペンチップ６がコイルスプリング７の弾発力に抗して後退するよう設定してある。ボールペンチップ６が後退した際には、図３に示すように、前方収容部３０内の容積が減少することとなってインキ８ａが後方へ移動しようとするが、このときインキ８ａは前方収容部３０の後方のオリフィス孔５０を通過する必要があり、オリフィス孔５０が前方に対して後方が狭くなるよう勾配がついていることからインキ流動の抵抗となり、結果、圧力が掛かった状態のインキ８ａが、ボールペンチップ６内のインキ８ｄを押動してインキ８が先端孔６０ａから吐出されることとなる。
したがって、本実施形態のボールペン１は、筆圧を強くしてボールペンチップ６を後退させることで、インキ８を通常の筆記時より多く流出させることができ、筆跡を太くあるいは濃くすることが可能となる。
本実施形態のボールペン１は、前方収容部３０の内径を４ｍｍとし、後端収容部４０の内径を４．３ｍｍとした。また、オリフィス孔５０は、前端の内径をφ１ｍｍとし、後端の内径を０．２５ｍｍとし、前後長を８．４ｍｍとし、軸心に対して勾配を２．９度とし、漸次縮径するようにした。
また、インキ８の粘度は、温度２０℃、剪断速度３．８４ｓｅｃ-1において１０００ｍＰａ・ｓとした。
ボールペンチップ６が最大に後退した状態、つまりコイルスプリング７が完全圧縮された状態で、ボールペンチップ６は０．４ｍｍ後退され、前方収容部３０の容積が約５ｍｍ3減少して圧力の掛かったインキ８ａを吐出することができる。
【００３０】
本実施形態のボールペン１は、ボールペンチップ６を紙面１００に押し付けることで、ボールペンチップ６を後退させ、インキ８に直接圧力を掛けて流出量を一時的に増加させることができ、また、ボールペンチップ６の後退量に応じて前方収容部３０の容積が減少することから、インキ８の流出量が変化し、筆跡を太くあるいは濃くすることができ、筆跡に抑揚をつけることができる。
【００３１】
また、勢いよく筆圧を掛けてしまうことで前方収容部３０内のインキ８ａが急激に加圧された場合でも、前方収容部３０内のインキ８ａの一部がオリフィス孔５０を通過して後方収容部４０へ移動されるため、後方収容部４０内のインキ８ｃの増加に伴いフォロワー９の中央部９ａが後方へ膨出するように変位して、ボールペンチップ６の先端孔６０ａからインキ８が勢いよく吐出してしまうことが防止される。なお、紙面１００からボールペンチップ６を離間させた際には、再び後方収容部４０内のインキ８ｃの一部が前方収容部３０内へ移動して減少し、フォロワー９の中央部９ａの後方への変位は復元され、前方収容部３０内及び後方収容部４０内が負圧にならないようにしてある。
【００３２】
また、筆圧を解除した際に、コイルスプリング７の弾発力で前方収容部３０の容積が増加して負圧が働く方向に力が掛かった場合でも、ボールペンチップ６の先端孔６０ａが弾発体６５の弾発力によりボール６１で閉塞され、ボールペンチップ６の外面と前筒３の内面とがＯリング６３にて気密がとられていることから、軸筒２の前方及びボールペンチップ６の前方から前方収容部３０内に空気が吸入されることを防止できる。
本実施形態のフォロワー９はポリブテンを基油とした液栓であり、フォロワー９の外周面９ｂを後方収容部４０の内面に密着させることで、後方収容部４０内のインキ８が増加して後面８０が後退した際にも、外周面９ｂの位置が変化しないようにしてある。ただし、先端孔６０ａからインキ８が流出してインキ８が減少した際には、外周面９ｂも含め、フォロワー９がインキ８の後面８０に従動して前進される。
【符号の説明】
【００３３】
１…ボールペン（液体吐出具）、
２…軸筒（吐出具本体）、
３…前筒、３ａ…内鍔、３０…前方収容部、４…後筒、４０…後方収容部、
５…連結筒、５ａ…鍔部、５０…オリフィス孔（抵抗部）、
６…ボールペンチップ（先部材）、６０…ボール保持体、６０ａ…先端孔、６０ｂ…内段、６１…ボール（当接体）、６２…摺動筒、６２ａ…フランジ、６３…Ｏリング、６４…後部筒体、６５…弾発体、６５ａ…コイル部、６５ｂ…軸部、
７…コイルスプリング（弾発部材）、
８…インキ（液体）、
８ａ…前方収容部内のインキ、８ｂ…オリフィス孔内のインキ、８ｃ…後方収容部内のインキ、８ｄ…ボールペンチップ内のインキ、
９…フォロワー、９ａ…中央部、９ｂ…外周面、
１００…紙面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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