(57)【要約】  【発明の課題】本発明は、環境に考慮したフェライト系ステンレス鋼材を使用し、従来のボールペンチップ加工と同等に製造効率を良くし、書き味の良い安定した品質を備えるボールペンチップを提供することを目的とする。  【課題の解決手段】本発明では、ボール受部とボールよりなるボールペンチップにおいて、前記ボール受部の材質が、快削性物質としての鉛成分を含有せず、かつ、快削性物質としてのビスマス（Ｂｉ）を含有するフェライト系ステンレス鋼材であることを特徴とするボールペンチップとする。その結果、鉛による毒性を排除し、且つボールペンチップとしての切削を可能とした。なお、上記ビスマス（Ｂｉ）の含有量は、前記ボール受部を構成するフェライト系ステンレス鋼材中、０．０１〜０．５重量%の範囲内が好ましい。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール受部とボールよりなるボールペンチップにおいて、前記ボール受部の材質が、快削性物質としての鉛成分を含有せず、かつ、快削性物質としてのビスマス（Ｂｉ）を含有するフェライト系ステンレス鋼材であることを特徴とするボールペンチップ。
【請求項２】
前記ボール受部の材質が、快削性物質としてのイオウ（Ｓ）を含有するフェライト系ステンレス鋼材であることを特徴とする請求の範囲第１項記載のボールペンチップ。
【請求項３】
前記ボール受部の材質が、快削性物質としての硫化物系介在物、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）及びクロム（Ｃｒ）を含有するフェライト系ステンレス鋼材であることを特徴とする請求の範囲第２項記載のボールペンチップ。
【請求項４】
ボール受部とボールよりなるボールペンチップにおいて、前記ボール受部の材質が、快削性物質としての鉛成分を含有せず、かつ、少なくとも快削性物質としてのイオウ（Ｓ）及びビスマス（Ｂｉ）を含有するフェライト系ステンレス鋼材であって、前記フェライト系ステンレス鋼材は、重量％で、炭素（Ｃ）：０．０５％以下、ケイ素（Ｓｉ）：１．０％以下、マンガン（Ｍｎ）：２．０％以下、リン（Ｐ）：０．０５％以下、イオウ（Ｓ）：０．２５〜０．３５％、クロム（Ｃｒ）：１９〜２１％、モリブデン（Ｍｂ）：２．０％以下、テルル（Ｔｅ）：０．０５％以下、ビスマス（Ｂｉ）：０．０５％以下を含有するフェライト系ステンレス鋼材であることを特徴とす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、ボールをボール座に当接し回転自在にボール抱持室内に抱持したボールペンチップに関する。より詳細には、快削性物質としての鉛成分を含有せずにボール受部の切削性を向上させ、ボールの回転を良好にしたボールペンチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボール受部の内方にかしめたボール受部先端縁部とボール座とにより、ボールの一部を前記ボール受部先端部より突出し、回転自在にボール抱持室内にボールを抱持したボールペンチップの構造が知られている。かかるボールペンチップは微細精密加工を必要とする。微細精密加工のためには鋼材の被削性を向上させる必要があり、鉛を約０．１〜０．３重量％添加した鋼材が使用されている。例えば、クロムを約２０重量％含有したフェライト系ステンレス鋼材（例えば、大同特殊鋼株式会社製の品番：ＤＳＲ６Ｆでは、鉛が約０．１〜０．３重量％添加されている）、いわゆる２０Ｃｒ材（以下、単に２０Ｃｒ材という。）と呼ばれる鋼材が使用されている。
【０００３】
上記２０Ｃｒ材の強度向上を図るために、ケイ素を添加したフェライト系ステンレス鋼材を使用したボールペンチップが開示されている（特許文献１参照）。しかしながら近年の環境問題の高まりから、鉛の有毒性が問題視されており、ボールペンチップにおいても鉛の使用量を削減する必要がある。
【特許文献１】特開平１０−２０３０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、一般に切削性を向上させるために添加している鉛を抜いた場合、材料そのものが硬くなり且つ、被削性が損なわれる。そのため、切削加工において。寸法加工精度が悪くなり、所定の寸法が出なかったり、切削面が荒れたり、バリが多く発生したり、加工刃物（ツール）寿命が極端に短くなってしまう。更には、生産機械の稼動率が悪くなり、低価格で高品質のボールペンチップを提供することが出来なくなる。また、ボールとの接触面での回転時の抵抗力の増大による書き味の劣化等の筆記性能の低下という問題を起こす。実際、フェライト系ステンレス鋼材の鉛を無添加にしただけでは、従来の品質を満たすことは出来ず、ボールがスムーズに回転しないため実際には採用できない。
【０００５】
本発明は、環境に考慮したフェライト系ステンレス鋼材を使用し、従来のボールペンチップ加工と同等に製造効率を良くし、書き味の良い安定した品質を備えるボールペンチップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、ボール受部とボールよりなるボールペンチップにおいて、前記ボール受部の材質が、快削性物質としての鉛成分を含有せず、かつ、快削性物質としてのビスマス（Ｂｉ）を含有するフェライト系ステンレス鋼材であることを特徴とするボールペンチップとする。その結果、鉛による毒性を排除し、且つボールペンチップとしての切削を可能とした。なお、上記ビスマス（Ｂｉ）の含有量は、前記ボール受部を構成するフェライト系ステンレス鋼材中、０．０１〜０．５重量%の範囲内が好ましい。
【０００７】
また、前記ボール受部の材質が、快削性物質としてのイオウ（Ｓ）を更に含有するフェライト系ステンレス鋼材であるボールペンチップが好ましい。これにより更に切削性を向上させて、製造効率を良くするとともに、ボールペンチップの書き味を良くし、品質を安定化させた。なお、前記イオウ（Ｓ）の含有量は、前記ボール受部を構成するフェライト系ステンレス鋼材中、０．１〜０．５重量％の範囲内が好ましい。
【０００８】
また、前記ボール受部の材質として、快削性物質としての硫化物系介在物、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）を含有するフェライト系ステンレス鋼材を使用することもできる。前記ボール受部の材質として、前記ボール受部を構成するフェライト系ステンレス鋼材中、マンガン（Ｍｎ）は１．０〜１．５重量％、モリブデン（Ｍｏ）１．５〜２．０重量％、クロム（Ｃｒ）１９〜２１重量％の各範囲内の含有量が好ましい。
【０００９】
なお、快削性物質としての鉛成分を含有せず、かつ、少なくとも快削性物質としてのイオウ（Ｓ）、ビスマス（Ｂｉ）を含有するフェライト系ステンレス鋼材であって、前記フェライト系ステンレス鋼材は、重量％で、炭素（Ｃ）：０．０５％以下、ケイ素（Ｓｉ）：１．０％以下、マンガン（Ｍｎ）：２．０％以下、リン（Ｐ）：０．０５％以下、イオウ（Ｓ）：０．２５〜０．３５％、クロム（Ｃｒ）：１９〜２１％、モリブデン（Ｍｂ）：２．０％以下、テルル（Ｔｅ）：０．０５％以下、ビスマス（Ｂｉ）：０．０５％以下を含有するフェライト系ステンレス鋼材であるボールペンチップとすることできる。その結果、切削性を更に向上させて、製造効率を更に良くするとともに、ボールペンチップの書き味を更に良くし、品質を更に安定化させた。
【００１０】
尚、ボールペンの形状としては、従来からある油性インキに対応したボールペン形状や水性インキに対応した形状など、筆記具として使われるボールペン全てに使用可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のボールペンチップは、前述したような環境に考慮し、鉛を含有しないフェライト系ステンレス鋼材を使用しているにもかかわらず、ビスマスの添加、更にはイオウの添加量を従来より増やすことにより、鉛を含有するフェライト系ステンレス鋼材と同様の被削性とボールペンチップとしての摩耗性を示した。従って、本発明は、ボールペンチップ加工における製造効率を良くし、書き味の良い安定した品質を備えるとともに、環境に配慮した安全なものとして使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
一般的なボールペンチップ受部の形状による本発明の実施の形態を、図１及び図２を用いて説明する。ボール受部１ａは、鉛を含有せず、硫化物系介在物、ケイ素、ビスマス、マンガン、モリブデンを含有する、クロムを約２０重量％含有したフェライト系ステンレス鋼材を用いて形成する。ボール抱持室３の底壁６のボール座７にインキ通路孔４と、該インキ通路孔４から放射状に延びた放射状溝５を設け、ボール抱持室３内にボール２を、ボール受部先端縁部８を内方にかしめてボール２の一部が前記ボール受部先端部より突出させ、回転自在に抱持する。最後に、ボール２をハンマーリングする。
【００１３】
鉛を無添加にした代替として、被削性を向上させるためにビスマスを少量添加し、更に被削性向上に効果のあるイオウの添加量を従来の２倍にしている。これにより、切削性が向上し、ボールの回転もスムーズになった。
【００１４】
ボールとしては、タングステンカーバイト系超硬材ボール、ステンレスボール、ポリアセタール等の樹脂ボール、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素等のセラミックボール等を用いることができる。
【００１５】
（実施例１）
本発明の実施例を図面を用いて説明する。下記に示した主たる成分の配合を有する、クロムを約２０重量％含有したフェライト系ステンレス鋼材を使用して、ボール受部１ａの原形状（図示せず）を作製する。次に、切削加工により、ボール径が０．５mmのアルミナ系セラミック材のボール２を抱持可能にボール抱持室３を形成し、ボール抱持室３の底壁６の中央にインキ通路孔４を設け、前記インキ通路孔４から放射状に延びた放射状溝５を設ける。そして、ボール２をボール抱持室３に挿入し底壁６に当接させてボール受部先端縁部８を内方にかしめ、ボール２の一部が前記ボール受部先端縁部８より外方に突出させて回転自在に抱持する。次に突出したボール部分をハンマーリングして当接した部分をボール形状としたボール座７を形成する。ハンマーリングはボール受部１ａの種類により異なるが、本実施例では上下方向に５μｍハンマーリングした。
クロム        ２０．０６重量％
炭素            ０．０１重量％
ケイ素          ０．４７重量％
マンガン        １．２５重量％
リン            ０．０２重量％
イオウ          ０．２９重量％
モリブデン      １．７９重量％
ビスマス        ０．０５重量％
テルル          ０．０４重量％
【００１６】
（実施例２）
実施例１と同様の方法により、ボール径をφ０．４ｍｍに変えたボールペンチップを実施例２として作製した。
【００１７】
（比較例）
比較例１及び２として、実施例１及び２と同一のボール径のボール受部を、下記に示した主たる成分を有する、クロムを約２０重量％含有したフェライト系ステンレス鋼材を用いてボール受部を作製し、実施例１と２同様にしてボールペンチップを作製した。
クロム          １９．９３重量％
炭素            ０．００５重量％
ケイ素            ０．４３重量％
マンガン          １．２２重量％
リン            ０．０２９重量％
イオウ            ０．２７重量％
モリブデン        １．７７重量％
鉛              ０．０１５重量％
テルル          ０．０２７重量％
【００１８】
ボール受部ホルダーを介してボールペン（株式会社サクラクレパス製：型番ＰＧＢＥ０５）に使用されている水性ゲルインキを充填したインキ筒に各ボールペンチップを接続してボールペンレフィールとし、各５本ずつの水性ゲルインキボールペンを作製した。各水性ゲルインキボールペンを、次のような要領で試験及び評価を行った。
【００１９】
連続走行筆記試験：筆記角度６５度、荷重１００ｇ（複写伝票書きの際の筆圧相当荷重）、筆記速度４．２ｍ／minの条件下で、５００ｍのらせん書きを行い、ボール座の摩耗量（凹み量）を顕微鏡にて測定した。
【００２０】
筆跡評価：最後まで線かすれ等や筆跡の濃淡が変化することなく良好な筆跡が得られたもの５本中４本以上ある・・・・○
線かすれ等や筆跡の濃淡が変化したものが５本中１本以上ある・・・・×
【００２１】
書き味評価：手書き官能試験により筆感の滑らかさを評価する。
評価：インキが出渋ることなく滑らかな書き味・・・○
インキが出渋り傾向で、重い書き味・・・・・×
【００２２】
被削性：切削された切り屑を目視で判断する。
評価：切り屑が粉々になっている・・・・・・・・・○
切り屑がつるまき状になっている・・・・・・×
【００２３】
結果は、表１に示すとおりである。また、φ０．５ｍｍボール受部及びφ０．４ｍｍボール受部における５００ｍ筆記後の摩耗量のグラフを図３及び図４にそれぞれ示した。
【００２４】
【表１】
2005297551.tif 000003
【００２５】
実施例１、２及び比較例１、２は、走行筆記試験において、ボール座の凹みまたは摩耗による、線かすれや筆跡の濃淡は生じなかった。また、実施例及び比較例のいずれもが被削性において問題はなかった。したがって、実施例は、鉛成分を含有せずに比較例と同等の性能を確保できた。
【００２６】
一方、比較例１は、走行筆記試験５００ｍにて、実施例１よりもボール座への摩耗が大きい（図３）。また、比較例２は、走行筆記試験５００ｍにて、実施例２よりもボール座への摩耗は同等であった（図４）。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係るボールペンチップは、水性、油性を問わずボールペンに使用することができる。しかも、快削性物質としての鉛成分を含有せずにボール受部の切削性を向上させ、ボールの回転を良好にしたボールペンチップとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のボールペンチップ受部の先端部分の縦断面図である。
【図２】図１におけるＢ−Ｂ´断面図である。
【図３】ボール径０．５ｍｍのボール受部における５００ｍ筆記後のボール回転による摩耗量のグラフを示す。
【図４】ボール径０．４ｍｍのボール受部における５００ｍ筆記後のボール回転による摩耗量のグラフを示す。
【符号の説明】
【００２９】
１    ボールペンチップ
１ａ  ボール受部
２    ボール
３    ボール抱持室
４    インキ通路孔
５    放射状溝
６    底壁
７    ボール座
８    ボール受部先端縁部
【図１】
2005297551.tif 000004
【図２】
2005297551.tif 000005
【図３】
2005297551.tif 000006
【図４】
2005297551.tif 000007