(57)【要約】      （修正有）【課題】コイルスプリングを内蔵したボールペンチップのコイルスプリングをボールペンチップ内に簡単に抜け止め加工する。【解決手段】インキ塗布部材となるボールの一部をインキ通孔の先端開口部より臨出した状態で回転自在に抱持するボールホルダー２の後端開口部よりコイルスプリングを挿入し、ボールホルダーの後端開口部を小径にカシメ加工することによって、コイルスプリングを、その先端をボールに直接又は他部材を介して当接させた状態に設置するボールペンチップの製造方法において、前記コイルスプリングの後端にカシメ当接部３ｄよりも小径の押し部を形成し、この押し部を、ボールホルダーの後端のカシメ加工された後の開口径よりも小径の押し端を有する押し治具４にて押した状態で、ボールホルダーの後端にカシメ加工を施し所定のカシメ内径に加工した後、押し治具のコイルスプリングを押した状態を解除する。【選択図】図６
2008246804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インキ塗布部材となるボールの一部をインキ通孔の先端開口部より臨出した状態で回転自在に抱持するボールホルダーの後端開口部よりコイルスプリングを挿入し、ボールホルダーの後端開口部をコイルスプリングのカシメ当接部よりも小径にカシメ加工することによって、コイルスプリングを、その先端をボールに直接又は他部材を介して当接させて付勢しつつ弾撥力を蓄積した状態で設置するボールペンチップの製造方法において、前記コイルスプリングの後端にカシメ当接部よりも小径の押し部を形成し、この押し部を、ボールホルダーの後端のカシメ加工された後の開口径よりも小径の押し端を有する押し治具にて押した状態で、ボールホルダーの後端にカシメ加工を施し所定のカシメ内径に加工した後、押し治具のコイルスプリングを押した状態を解除するボールペンチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インキ塗布部材となるボールの一部をインキ通孔の先端開口部より臨出した状態で回転自在に抱持するボールホルダーの後端開口部よりコイルスプリングを挿入し、ボールホルダーの後端開口部をコイルスプリングのカシメ当接部よりも小径にカシメ加工することによって、コイルスプリングを、その先端をボールに直接又は他部材を介して当接させて付勢しつつ弾撥力を蓄積した状態で設置するボールペンチップの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボールホルダーの内部にコイルスプリングを設置し、弾撥力によってボールを押して、先端開口部の内壁にボールを押しつける事で非使用時のインキの乾燥、漏れ出しを防止するボールペンチップ（特許文献１参照）が知られている。
【特許文献１】特開平０８−１４２５７１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に記載のものでは、ボールホルダーの後端をカシメて縮径するにあたり、ボールホルダー内に挿入したコイルスプリングが邪魔となる。コイルスプリングの後端位置がカシメの前後で同位置であるならばコイルスプリングの弾撥力が発揮されないし、コイルスプリングを治具等でさらに内奥に押し込めるにしても、コイルスプリングの外径程度の径を有する治具で押すこととなり、結局はカシメ加工の際に治具が邪魔となり、作業性の悪いものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、インキ塗布部材となるボールの一部をインキ通孔の先端開口部より臨出した状態で回転自在に抱持するボールホルダーの後端開口部よりコイルスプリングを挿入し、ボールホルダーの後端開口部をコイルスプリングのカシメ当接部よりも小径にカシメ加工することによって、コイルスプリングを、その先端をボールに直接又は他部材を介して当接させて付勢しつつ弾撥力を蓄積した状態で設置するボールペンチップの製造方法において、前記コイルスプリングの後端にカシメ当接部よりも小径の押し部を形成し、この押し部を、ボールホルダーの後端のカシメ加工された後の開口径よりも小径の押し端を有する押し治具にて押した状態で、ボールホルダーの後端にカシメ加工を施し所定のカシメ内径に加工した後、押し治具のコイルスプリングを押した状態を解除するボールペンチップの製造方法を要旨とする。
【発明の効果】
【０００５】
コイルスプリングの後端小径部を押すので、カシメ当接部の内径よりも小径の治具にてコイルスプリングを押し込むことができ、コイルスプリングも治具もカシメ加工の邪魔とはならず、効率的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明により製造されるボールペンチップは、ボールを回転自在に抱持するボールホルダー内に、ボールを直接又は他部材を介して前方付勢するコイルスプリングを設置したものである。
このようなボールペンチップは、直接又は中継部材を介して、インキタンクと接続され、インキを連通する。インキタンクを外装部材とするタイプのボールペンであっても、所謂リフィルと呼ばれ、他部材として外装体を備えるものであってもよい。また、ペン先を被嵌するキャップを別部材として設けたものでもよいし、キャップを設けずに、後端ノックなどの操作によってペン先が出没するタイプの筆記具としてもよいが、コイルスプリングによってボールを前方付勢してボールホルダーの開口部内縁に周接させるので、出没式のボールペンが好ましいといえる。
【０００７】
ボールとしては、材料として炭化タングステン、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、研磨または粗し加工によって表面性状をインキ又は筆記条件に合わせて調整したものを使用している。ボール径としては０．１ｍｍから２．０ｍｍ程度のものが使用される。
【０００８】
ボールホルダーとしては、材料としてステンレスや洋白や真鍮を使用でき、コイル材から適宜長さに剪断加工したものをワークとして使用している。加工性を重視するために、切削性が高く、塑性変形性に富んだものが望ましい。
【０００９】
コイルスプリングとしては、材料として、ばね用ステンレス鋼線やピアノ線や硬鋼線やりん青銅線などが使用でき、線径としては０．０８ｍｍから０．２０ｍｍが望ましい。コイルスプリングのボールと接触させる先端部分は、ボールに到達させるために狭い通路を通過させる必要があるので、小径の巻き部分としたり、線材を巻かずに直線状に起立したものとしたり、棒状の他部材を接続したものとすることができる。
コイルスプリングの後端はコイル部よりも小径の押し部となっている。コイル部から小径の押し部へは座巻き部分のように隣り合った線がほぼ密着状態としてもよい。
【００１０】
使用するインキとしては、水性インキでも油性インキでも使用可能である。染料や顔料どちらかまたは両方を混合させたものを使用でき、ゲル化剤などによって静置時での粘度を付加したものでもよい。繊維集束体などのインキ吸蔵体に吸蔵保持したインキをインキ収容部に配置するものや、そのようなインキ吸蔵体を使用せずに、容器内に自由状態のインキを直接充填した、所謂生インキ式のもの、またはインキ後方にインキの減少と共に追従する追従部材を設置したもの、更には、圧縮空気などでインキの後方を押圧して吐出支援をなす圧力式のものなどに使用することができる。
【００１１】
また、本発明によって製造されたボールペンチップは、コイルスプリングによってボールを前方付勢し、ボールホルダーとの周接にて液密、気密をなそうとするものであるので、圧縮気体によって液吐出の支援をなす内圧式又は容器を押圧して圧力を付与するような構造のボールペンや、使用するインキが揮発成分を含み、ボールペン内のインキが外気と触れることを嫌うようなボールペンにおいて、より効果を発揮するものであるといえる。
【００１２】
本発明のボールペンチップの製造方法は、ボールペンチップの後端開口部よりコイルスプリングを挿入し、押し治具によってコイルスプリングを圧縮させて、カシメ当接部をボールペンチップ内に収めた状態でボールペンチップ後端開口部を縮径するようなカシメ加工を施し、コイルスプリングのボールペンチップからの抜け出しを防止するものである。
押し治具は、コイルスプリングの小径の押し部に当接可能であって、少なくともボールホルダー内に挿入される部位はカシメ加工後のカシメ部の縮径された内径よりも小径である必要がある。直接コイルスプリングと当接する部位は、コイルスプリングの小径の押し部の内接円径よりも大きな外接円径である部分であり、コイルスプリングを圧縮する際に、押し治具とコイルスプリングとの当接が外れないようにする必要がある。押し治具の先端をコイルスプリングの後端孔の内径よりも小径として、押す際にコイルスプリングの後端孔に挿入され中心案内されるようになすこともできる。この際、押し治具の先端に至る部分を傾斜状やなだらかな曲面とすれば、中心案内がひっかかりなくスムースになる。ただし、治具とコイルスプリングとが、圧入関係になって固着してしまうような関係となると、加工完了後にバネと治具とが離れる際の障害となる危険があるので避けるべきである。
【実施例】
【００１３】
図１に本発明の製造方法によって製造されたボールペンチップの一例を縦断面図で示す。また、図１のＩ部拡大図を図２に、ＩＩ部拡大図を図３に示した。
ボールホルダー２の先端部に、塗布部材となるボール１を設置し、ボール１が露出する先端開口部２ａはボールの脱落を防止するようにボール１の外径よりも僅かに小径になるように形成されている。また、ボールホルダー２は、インキ通路としての貫通孔を有しており、この貫通孔内に内方突出部２ｂを形成し、ボール１の後方への移動を規制している。貫通孔は、先端開口部２ａと内方突出部２ｂとの間をボール１が前後移動し得る範囲としてボール抱持室２ｃとしており、内方突出部２ｂの形成範囲は小径の中孔２ｄが、内方突出部２ｂよりも後部を後孔２ｅとしている。
【００１４】
内方突出部２ｂには、インキの流通可能な複数の溝２ｆが、中穴２ｄとボール抱持室２ｃとに開口している。この溝２ｆは、後孔２ｅには連通していないが、これはボール抱持室２ｃに達したインキが逆流することを極力抑制するためであり、このような心配がないインキであったり、吐出量を多くしたい場合などは、溝２ｆを後孔２ｅまで貫通させて形成しても良い。
【００１５】
内方突出部２ｂの先端側には、ボール１を押圧することによってボール１の表面状態が転写された凹状の転写面２ｐが形成されている。ボール１の表面は輪郭曲線の算術平均高さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）が０．００２μｍ以上０．０３０μｍ以下程度であり、転写面２ｐの同Ｒａは１μｍ以下となっている。この転写面２ｐは、溝２ｆによって周方向に分断されている。
【００１６】
ボールホルダー２の外形の先端部分には、圧延加工による塑性変形が施され、先端に向かって縮径した先端テーパー部２ｈを形成している。この縮径加工によって先端開口部２ａの内縁も縮径され、ボール１の脱落を防止している。
この先端テーパー部２ｈの開き角度は５０度から９０度となっており、１５度から４５度である後方テーパー部２ｉよりも開き角度が大きいテーパー形状をしている。尚、ここで言う「開き角度」とは、中心を通る面での縦断面を見たときの対峙する傾斜面が形成する角度のことである。
この圧延加工は、回転自在のローラーを押しつける事によって行う（図示せず）。ローラーの加工される部材と当接する面は、微細な凹凸のほとんどない鏡面になっており、ローラーの表面状態がボールホルダー２に転写される。ボールホルダー２の先端テーパー部２ｈの表面は輪郭曲線の算術平均高さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）が１μｍ以下の鏡面状態となっていると、塗布時に塗布面に当接した際の引っかかりや摩擦抵抗が少なくなる。
【００１７】
ボールホルダー２の内部にはコイルスプリング３が配置されている。コイルスプリング３の一端はコイル部３ａの略中心位置から延伸された直線部３ｂを形成し、その先端がボール１と当接して前方へ付勢することによって、ボールホルダー２の先端開口部２ａの内縁２ｊにボール１が周接している。内縁２ｊはボール１と隙間無く周接することが求められるため、その横断面形状は円形であり、また、周接を高めて密閉性を向上させるために、前述の先端テーパー部２ｈを形成した際の圧延加工によってボール１に押しつけられて塑性変形させることで、内縁２ｊをボールと略同曲率である幅を持った帯状部として形成している。
図３に示すように、コイルスプリング３の他端には、コイル部３ａの外径よりも小さな内接円径となる小径の押し部３ｃを形成している。
【００１８】
コイルスプリング３をボールホルダー２の中に設置する製造方法について説明する。
図４は、コイルスプリング３を挿入した工程を示す要部縦断面図であり、ボールホルダー２の後端開口部２ｋを上向きにしてそこにコイルスプリング３を小径の押し部３ｃを上向きにして挿入したものである。この状態でコイルスプリング３の直線部３ｂは中孔２ｄを通ってその先端がボール１に当接している。
【００１９】
ボールホルダー２の後部には、薄肉の部分としてカシメ凹部２ｒが形成されている。カシメ加工によって変形させるに際して他の部分に変形を加えるよりも少ない力で変形させることができ、力の大きさを調節することによって他部分を極力変形させずに塑性変形の変曲点をこのカシメ凹部２ｒ内とすることができる。
【００２０】
図５は、コイルスプリング３を圧縮する工程を示す要部縦断面図である。
押し治具４は、先端にコイルスプリング３内に挿入される小径部４ａを有している。押し治具４の小径部４ａの外径は、コイルスプリング３の小径の押し部３ｃの内接円径よりも小径であり、押し治具４の大径部４ｂは小径部４ａよりは大径であるが、カシメ当接部３ｄの内径よりも小径となっている。これによって、カシメ加工によってコイルスプリング３を抜け止めするためには、カシメ当接部３ｄの外径よりも、ボールホルダー２の後端開口部２ｋを縮径した後の内接円径を小さくする必要があるが、カシメ加工後に押し治具４の大径部４ｂが抜けなくなってしまう事がない。
【００２１】
小径部４ａと大径部４ｂは、傾斜面である接続段部４ｃによって連結されていが、傾斜面とせずに押し治具４の軸線に対して垂直な面でも良い。また、小径部４ａや大径部４ｂや接続段部４ｃを曲面状にしても良い。
【００２２】
図６は、ボールホルダー２の後端部にカシメ加工を施して縮径する工程を示す要部縦断面図である。
カシメ加工具５は押し治具４と固定されており、それぞれがボールホルダー２の後端開口部２ｋの中心に対してずれないように動作する。
カシメ加工具５に設置されたカシメテーパー部５ａは、内径が後方に向かって徐々に縮径するテーパー形状としてある。カシメ加工具５がボールホルダー２に当接する前に、押し治具４がコイルスプリング３を押し縮め、カシメ当接部３ｄをカシメ加工を行った後に形成される縮径部内壁２ｎよりも先端側まで位置させる。次いで、カシメテーパー部５ａをボールホルダー２に当接させて、押し治具４とカシメ加工具５を同時に前方へ移動する事で、ボールホルダー２のカシメ凹部２ｒを変形させ、カシメテーパー部５ａと略同一のテーパー形状となるように塑性変形するカシメ加工を行う。尚、コイルスプリング３の圧縮を必要最低限にするために、押し治具４をボールホルダー２に挿入し、コイルスプリング３を圧縮した状態で固定し、カシメ加工具５を押し治具４に対して相対的に前進させるようにしても良い。
【００２３】
その後、カシメ加工具５がボールホルダー２から離接するよう後退させ、それに伴い押し治具４もコイルスプリング３の圧縮を徐々に解除しながら後退させる。ボールホルダー２の縮径部内壁２ｎにコイルスプリング３のコイル部３ａの略後端部であるカシメ当接部３ｄが当接することで、コイルスプリング３と押し治具４は離接し、コイルスプリング３はボールホルダー２から抜き取り不能になり、且つボールを先方に付勢する形で設置される。
【００２４】
図７に他の一例を示す。上述の一例における図６に相当するものを図示してある。
カシメ加工具５の代わりにカシメローラー６を使用したものである。カシメローラー６は、押し治具４とは固定せずに上下動可能とし、下端には自転可能なローラー６ａが対向した位置に、且つ、前記ボールホルダー２の後端開口部２ｋを挟み込むように設置されており、そのローラー６ａにはカシメテーパー面６ｂが形成されている。このカシメローラー６を回転させながら、ボールホルダー２の後端開口部２ｋに押し当て、該部分近傍を多少のスプリングバックを伴いながらも内方に向かって塑性変形させる。このカシメ加工によって、前記コイルスプリング３がボールホルダー２からの抜け止めがなされる。
これによって、中心度や径寸法のより精度の高いカシメ加工をする事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
ボールペンチップにおける、コイルスプリングを内蔵してボールを前方に付勢し、先端開口部を閉止することで密閉し、インキの乾燥、漏れ出しを防止するものにおいて、コイルスプリングをボールペンチップ内に簡単に抜け止め加工する製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の製造方法によって製造されたボールペンチップの一例を示す縦断面図
【図２】図１のＩ部拡大図
【図３】図１のＩＩ部拡大図
【図４】製造途中を示す要部拡大縦断面図
【図５】コイルスプリング３を圧縮する工程を示す要部縦断面図
【図６】ボールホルダー３の後端部にカシメ加工を施して縮径する工程を示す要部縦断面図
【図７】他の実施例を表す要部縦断面図
【符号の説明】
【００２７】
１    ボール
２    ボールホルダー
２ａ  先端開口部
２ｂ  内方突出部
２ｃ  ボール抱持室
２ｄ  小径部
２ｅ  後穴
２ｆ  溝
２ｐ  転写面
２ｈ  先端テーパー部
２ｉ  後方テーパー部
２ｊ  内縁
２ｋ  後端開口部
２ｒ  カシメ凹部
２ｎ  縮径部内壁
３    コイルスプリング
３ａ  コイル部
３ｂ  直線部
３ｃ  小径の押し部
３ｄ  カシメ当接部
４    押し治具
４ａ  小径部
４ｂ  大径部
４ｃ  接続段部
５    カシメ加工具
５ａ  カシメテーパー部
６    カシメローラー
６ａ  ローラー
６ｂ  カシメテーパー面
【図１】
2008246804.tif 000003
【図２】
2008246804.tif 000004
【図３】
2008246804.tif 000005
【図４】
2008246804.tif 000006
【図５】
2008246804.tif 000007
【図６】
2008246804.tif 000008
【図７】
2008246804.tif 000009