(57)【要約】  【目的】  筆記中にインキが途切れてしまう線割れ現象やボテ現象がない良好な筆記が得られるボールペンチップを提供する。  【構成】  ボールの直径をＡ、ボール受座部の最大径をＢ、複数形成された各内方突部同士の間に形成される空間の横断面に描き得る最大内接円の直径をＣとしたとき、Ａに対するＢの割合（Ｂ／Ａ）が８５．５％以上、９０．０％以下、且つＢに対するＣの割合（Ｃ／Ｂ）が６０．３％以上、７５．０％以下であるボールペンチップ。【選択図】        図１
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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内孔の開口部から一部突出して回転自在に抱持するボールホルダーとから少なくともなり、前記ボールホルダーは、内孔にボールの後退を規制する部分として、放射状に複数の内方突部を有すると共に、少なくとも開口部近傍をかしめて、前記ボールの直径よりも小径の部分を形成し、ボールの抜け止めをなすボールペンチップであって、内方突部にボールの曲率と近似した曲率の凹みであるボール受座部を形成したものにおいて、前記ボールの直径をＡ、ボール受座部の最大径をＢ、複数形成された各内方突部同士の間に形成される空間の横断面に描き得る最大内接円の直径をＣとしたとき、Ａに対するＢの割合（Ｂ／Ａ）が８５．５％以上、９０．０％以下、且つＢに対するＣの割合（Ｃ／Ｂ）が６０．３％以上、７５．０％以下であるボールペンチップ。
【請求項２】
前記ボールホルダーの開口部の内径と、前記ボールを最先端位置に移動させた際の開口部に該当する位置のボールの断面径との差が０．００５ｍｍ以上０．０４０ｍｍ以下である請求項１に記載のボールペンチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
筆記部材としてのボールとこのボールを内孔の開口部から一部突出して回転自在に抱持するボールホルダーとから少なくともなり、前記ボールホルダーは、内孔にボールの後退を規制する部分として、放射状に複数の内方突部を有すると共に、少なくとも開口部近傍をかしめて、前記ボールの直径よりも小径の部分を形成し、ボールの抜け止めをなすボールペンチップであって、前記ボールを前記内方突部に押し付けることによって、この内方突部にボールの曲率と近似した曲率の凹であるボール受座部を形成したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールペンは、基本的に、インキタンクに収容したインキをボールペンチップ内に連通し、ボールに付着させたインキを、このボールが紙面等の被筆記面に押しつけられながら移動することによって回転する際に被筆記面に転写することで被筆記面に筆跡を形成するものである。しかしながら、ボールに付着しているインキのすべてが被筆記面に転写されているわけではなく、回転方向の比較的脇に該当する部分のインキなどは被筆記面に転写されないインキもあり、このようなインキがボールホルダーの開口縁の外側に付着・堆積することがあり、一定量に溜まると被筆記面に落ちて筆跡のボテとなる問題がある。
【０００３】
特開平０９−１６９１８８号公報には、かしめ部の角度をボールホルダーの軸線に対して４５°〜５０°に形成することによって、ボールホルダーの開口部とボールとの隙間部を大きくし、ボテを解消し、且つインキ追従性も良好なボールペンが開示されている（特許文献１参照）。また、特開昭６３−２５２７９９号公報には、ボールをボールホルダーの開口部近傍を小径にかしめて抜け止めした後にボールを内方突部に押し付けることでボール受座部を形成し、ボールホルダーの開口部とボールとの間に比較的大きな隙間部を設けることによって、被筆記面に転写されなかったインキをボールホルダー内に戻し、ボテを解消したボールペンが開示されている。（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０９−１６９１８８号公報
【特許文献２】特開昭６３−２５２７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
筆記している時に、ボールペンチップのボールは被筆記面に対する反作用にて被筆記面と反対側の方向に押されることになり、ボールホルダーの長手方向の中心線から大きくずれた位置に移動してしまうことがある。そうすると、ボールホルダーの被筆記面と反対側の開口部とボールとの隙間部は狭くなり、被筆記面に転写されなかったインキがボールの回転に伴って移動してきたときに前記狭くなった隙間からボールホルダー内に回収されにくく、ボールホルダーの開口縁の外側に付着・堆積して、一定量に溜まると被筆記面に落ち、筆跡のボテが発生する問題があった。
【０００５】
特許文献１に記載の発明のようにかしめ角度を指定して、ボールホルダーの開口部とボールとの隙間を大きくしたり、特許文献２に記載の発明のように、ボールホルダーの開口部近傍を小径にかしめてボールを抜け止めした後にボールを内方突部に押し付けることによってボール受座部を形成してボールホルダーの開口部とボールとの間に大きな隙間を設けた場合でも、ボールホルダーの長手方向の中心線から大きくずれた位置にボールが移動してしまった場合には機能しなくなるため筆跡のボテを解消するには不十分である。
【０００６】
また、特許文献２に記載の発明のように、ボールを押し込むことによって内方突部を変形させ、ボールの比較的側部を支える受座の外径部を形成するものでは、より深くボールを押し込むと、ボールホルダーの内方突部における変形量が多くなり、塑性変形しきれずにスプリングバックを生じる部分も多くなる。スプリングバックが多くなると、ボール受座部の形状とボールの形状との差が大きくなるため、この時にボール受座部とその部分に該当するボールとの間には隙間ができてしまう。この隙間はボールの径方向の移動を許容する範囲となり、ボールがボールホルダーの長手方向の中心線からずれ易くしてしまう。
【０００７】
これらのことから上記従来技術にあっては、十分にボテを解消したものがいまだ得られておらず、特にボールペンチップを斜めに倒して筆記したときにインキがボールホルダーの開口縁の外側に付着・堆積することがあり、一定量に溜まると被筆記面に落ちて筆跡のボテが発生するものが散見されるものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この改善策として、本発明は、筆記部材としてのボールとこのボールを内孔の開口部から一部突出して回転自在に抱持するボールホルダーとから少なくともなり、前記ボールホルダーは、内孔にボールの後退を規制する部分として、放射状に複数の内方突部を有すると共に、少なくとも開口部近傍をかしめて、前記ボールの直径よりも小径の部分を形成し、ボールの抜け止めをなすボールペンチップであって、内方突部にボールの曲率と近似した曲率の凹みであるボール受座部を形成したものにおいて、前記ボールの直径をＡ、ボール受座部の最大径をＢ、複数形成された各内方突部同士の間に形成される空間の横断面に描き得る最大内接円の直径をＣとしたとき、Ａに対するＢの割合（Ｂ／Ａ）が８５．５％以上、９０．０％以下、且つＢに対するＣの割合（Ｃ／Ｂ）が６０．３％以上、７５．０％以下であるボールペンチップを要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
ボール受座部の最大径をボール径に近づけることで、ボールホルダーの長手方向の中心線から極力離れた位置でボールを保持することになる。ボールホルダーの長手方向の中心線を含む内方突部間の空間を極力大きくすることで、ボール受座を形成する際の変形量を小さくでき、スプリングバックが少ないのでボール受座の形状がボールの形状に近くなり、ボール受座の最大径部での径方向へのボールの移動規制を確実にできる。これらによって、筆記時にボール受座がボールを深く抱えるようになるので、ボールとボールホルダーの開口部との隙間部を充分に確保でき、たとえ被筆記面に対して斜めにボールペンチップを当てて筆記してボールがボールホルダーの径方向に移動する力を受けたとしてもボールホルダーの開口部の縁がボールに付着したインキをかきとり難くなるのでボテの発生を抑制することができる。
【００１０】
尚、筆記時はボールの回転によって、ボール受座は次第に摩耗していく。筆記時のボールはボールホルダーの長手方向の中心線から外側へずれようとするために、ボール受座は外側から摩耗していく。摩耗によってボール受座の外周部には隙間が形成される。そのときのボール受座のボールを保持する接触位置は初期の位置（径）よりも内側となる。ボールホルダーの長手方向の中心線側に接近した部分で形成される空間を、その横断面に描き得る内接円をボールの最大径部（直径）に近くすることによって、ボール受座が摩耗した際にボール受座の内周部でボールを保持してもボールの最大径部に近い位置を保持することになり、ボール受座がボールを深く抱えるようになるので、ボールがボール受座から脱落しにくくなり、ボールとボールホルダーの開口部との隙間部を確保でき、ボールホルダーの開口部の縁がボールに付着したインキをかきとり難くなるのでボテの発生を抑制することができる。
【００１１】
また、各内方突部のボールホルダーの長手方向の中心線に近い部分で数点によって周上に形成される部分は、加工時においては、ボールを押し付けてボール受座を形成させる際の中心位置決めの役割をしている。ボールホルダーの長手方向の中心線側に接近した部分で形成される空間を、その横断面に描き得る内接円をボールの最大径部（直径）に近くすることによって、加工時にボールを安定して位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
具体例としては、ボール径に対してのボール受座部の最大径の割合を８５．５％以上、９０．０％以下、ボール受座部の最大径に対しての複数形成された各内方突部同士の間に形成される空間の横断面に描き得る最大内接円の直径の割合を６０．３％から７５．０％、ボールホルダーの開口部の内径と前記ボールを最先端位置に移動させた際の開口部に該当する位置のボールの断面径との差が０．００５ｍｍ以上０．０４０ｍｍ以下にしたものである。尚、ボールホルダーからボールの突出量はボール径の２０％から４０％にすることが筆記のしやすさで望ましい。ボールのボールホルダー長手方向の前後方向への移動量は、ボール径の０．５％から３％が前記開口部の隙間をもうけるために望ましい。ボールホルダーの先端部肉厚はボール径の１％から５％が筆記時の先端部の筆記面への引っかかりを防止するために望ましい。また、放射状溝の最大幅はボール径に対して５％から３０％で複数設置し、放射状溝が形成する外接円径はボール径の９５％から１０５％にすることが吐出を安定させるために望ましい。筆記のしやすさを考慮すると、ボールの直径は０．７ｍｍ、が最良であり、ボールホルダーからボールの突出量は０．２０ｍｍ、ボールホルダーの先端部肉厚は０．０１０ｍｍ、放射状溝の最大幅は０．１２ｍｍ、で周状に５ヶ所設置、放射状溝の外接円径は０．６９ｍｍが最良となる。
【００１３】
特に、粘性が低いインキでは、ボールペンチップ先端からのインキの漏れ出しを防ぐためにボールホルダー開口部での密閉性が求められる。この場合ボールペンチップ内に収容したコイルスプリングなどの弾撥部材にてボールを前方に付勢してボールホルダーの開口部の内面に押し付けて密閉性を得る。
【実施例】
【００１４】
図面に基づいて、一例について説明する。図１に示したものは、ボールペンチップの要部を拡大した縦断面図であり、図２に、説明の都合上ボールを除いた図１のＸ―Ｘ’線断面矢視図を示す。筆記部材として超硬材やセラミックスなどからなるボール１を、ステンレスや真鍮、洋白などの金属からなるボールホルダー２が回転自在に抱持している。そのボールホルダー２は、貫通した塗布液通路としての中心孔２ａを有しており、その中心孔２ａの先端部分が前記ボール１を保持するボール抱持室３となっている。そのボール抱持室３は、かしめ加工によって縮径化された先端開口部３ａと、内方突部３ｂにて前記ボール１の前後方向の移動し得る範囲を規定している。また、その内方突部３ｂには、ボール１と略同一の曲率形状のボール受座３ｃが形成されているが、このボール受座３ｃは。ボール１を先端側から押圧して押し付けることによって変形させて形成したものであり、筆記時にボール１をボール受座３ｃに位置させてインキ吐出を安定させることで良好な筆跡を得るなどの効果がある。
【００１５】
ここで、前記中心孔２ａには、後方（図１の下側）から順に、後孔４と、その後孔４および内方突起３ｂに連通した中孔５と、周状に隣接した内方突起３ｂ間に配置されボール抱持室３に連通した複数の放射状溝６とが形成されている。尚、図示の例における放射状溝６は前記後孔４に連通していないが、貫通させて後孔４と連通させても良い。前記放射状溝６は、その最も外側に位置する部分がボール１とボール抱持室３とが接触する部分よりも外側に向かって開口している。筆記時にボール１が筆記荷重を受けて後退し、その後退動作によってボール１が内方突部３ｂに接触するが、前記放射状溝６によってインキ流通路が塞がれることなく、ボール抱持室３内にインキ７が供給されるようになっている。
【００１６】
ボール受座３ｃを形成する方法について説明する。図３に示したのはボール受座を形成する前のボール１をボール抱持室３に挿入配置した図である。ボール抱持室３、中孔５、後孔４、はそれぞれ切削刃物によって加工されており、放射状溝６はブローチ加工によって形成されている。
【００１７】
図３に示した状態から図４に示したように、ボール押圧ピンＰによってボール１に衝撃打を加えて内方突部３ｂを変形させてボール受座３ｃを形成しており、ボール受座３ｃの径φＢの長さ（図２参照）はボール押圧ピンＰの打ち込む深さによって調整している。
【００１８】
ボールホルダー２の先端開口部のかしめ加工について図５で説明する。かしめ加工は複数のかしめローラーＱを回転させながらボールホルダー２の先端開口部外壁に押し当てて開口部内径がボール１の径よりも小径になるように形成する。その際にボールホルダー２の外壁部にはかしめテーパー部２ｂが形成される。水性インキなどのインキ吐出量を多く設定するボールペンチップにおいては、かしめテーパー部２ｂをボールホルダー２の長手方向において、ボール１の中心位置よりも先端側に形成することが有効であるが、油性インキなどの吐出を押さえたボールペンチップにおいては、かしめテーパー部２ｂをボールホルダー２の長手方向の先端側からボール１の中心位置よりも後方側まで形成することによって吐出を最適にすることができる。
【００１９】
さらに図５のかしめ加工の後に、図６に示すようにボールホルダー２の先端部に前述したかしめローラーと同様に凹曲面かしめローラーＲを押し当てることにより、ボールホルダー２の先端外周部を凸曲面形状に形成する。これは筆記時にボールホルダー２の先端外周部が筆記面に当たった際の引っかかりを防止するためのものであり、インキの種類や目的とする筆記環境などによっては必要が無くなるため、実施しなくても良い。また、前述したかしめ加工と凸曲面かしめ加工を１つの工程のローラーで同時に実施しても良い。
【００２０】
ボール１と先端開口部３ａとの間の空間を設けるためのボール押し上げ工程を図７に示す。前述したかしめ工程を終えた後にボールホルダー２の後端側から押し上げピンＳを挿入し、ボール１の後端側を押し上げる。この際、ボール１が飛び出してしまわない程度に押し上げを行う。ボールホルダー２の先端開口部３ａの内径は、この工程によって拡径するが、ボール１の径よりは小径にすることでボールの抜け止めを維持する。図示していないが、この工程でボール１の飛び出しを防止するために、ボールの先端方向への移動の障害となるストッパーをボール１の先端側に設置して加工しても良い。これにより先端開口部３ａの内径とボール１の同位置に該当する部分には隙間２ｃが形成される。
【００２１】
前記押し上げ工程後に、ボール１を最先端位置に移動させた際の矢視図を図８に示す。図７のＺ−Ｚ’線矢視図に相当する図であるが、説明の便宜上ボール１とボールホルダー２との隙間空間（即ち、φＤ−φＥ）の大きさを誇張してある。ボール１を最先端位置に移動させた際もボールホルダー２の先端部には、ボール１との間に隙間２ｃが設けられる。
隙間２ｃはボールホルダー２の先端開口部内径φＤとその位置に該当するボール１の横断面径φＥとの差で表される。この隙間２ｃは筆記時において、被筆記面に転写されなかったボール１に付着したインキ７がボール１の回転に伴ってボールホルダー２のなかに再収容される際に回収され易くするためのものである。これによって筆記時のボテを抑制するものである。
【００２２】
筆記具の形態の一例を図９に示す。筆記部材としてのボール１を一部臨出した状態で回転自在に抱持したボールホルダー２によって構成するボールペンチップ８を、その後部にインキ収容部９を直接接続している。尚、インキ収容部９とボールペンチップ８との間は、径の違いの調整などで必要であれば１つまたは複数の接続部品を介しても良い。本例ではインキ収容部９を、押し出し成形によるポリプロピレン製の筒体を想定している。基本的にボールペンチップ８とインキ収容部９とインキ７とで構成されるリフィルを外装体（図示せず）となるものの中に装備し、インキ７が無くなったりして筆記ができなくなった際にはこのリフィルを交換すればまた筆記具として使用できる形態としている。外装体を複数の様々な材質の部品で構成したり、ペン先をキャップで保護したり、筆記具の後端を押圧することでペン先の出没を可能としたりすることなどは適宜である。また、インキ収容部９は、それ自体を把持するものとすれば外装体を設けなくても良い。
インキ収容部９を形成する材料としては、本例ではポリプロピレン樹脂の使用を想定しているが、ポリアミド樹脂や、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、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樹脂などの他の樹脂やステンレス等の金属を使用しても良い。インキ収容部９のインキ７の後部にはインキ７の漏れ出しを防止する部材（図示せず）を設置したり、インキ７の減少に伴い前進するフォロアー体（図示せず）を設置しても良い。また、インキ収容部９の形状は筒体ではなく有底筒状の容器を使用しても良い。
【００２３】
ボール径（φＡ）、ボール受座径（φＢ）、各内方突部の先端に形成されるボール受座の内径（φＣ）、ボールホルダーの先端開口部内径（φＤ）、ボールを最先端位置にさせた際のボールホルダー先端部に位置する部分のボール横断面径（φＥ）が種々の寸法となるボールペンチップを作成し、図９に示したリフィルの形態（ぺんてる株式会社製の「ローリー」、製品符号：ＢＰ１０７−Ａと同一構造）に組み立て筆記試験サンプルを作成した。この筆記試験サンプルで筆記した筆記線の評価を行った。
【００２４】
筆記試験は、前述した各試験サンプルを使用し、自動筆記機による２００ｍの筆記試験を行ない、その１００ｍから２００ｍ間の筆跡を評価した。自動筆記機による筆記条件は、７０゜の筆記角度、筆記荷重１５０ｇ、筆記速度７ｃｍ／ｓｅｃ、ＪＩＳ  Ｓ６０５４に記載の筆記用紙を用いて螺旋状に筆記を行った。筆跡状態の不良としては次のものが挙げられる。
ボテ不良：ボールホルダーの開口縁の外側に付着・堆積したインキが被筆記面に落ちて筆跡に余分なインキがついたもの。
線割れ不良：筆跡の幅中央部付近に筆跡が形成されない部分が発生しているもの。
かすれ不良：筆跡が途中で途切れる。筆跡が形成されない部分が発生しているもの。
結果を表１に示す。
表１中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは図１、図２及び図８に示す各部分の長さを示し、単位はいずれもｍｍ（ミリメートル）である。ボールホルダー１の開口部の内径であるφＤとボール２を最先端位置に移動させた際の開口部に該当する位置のボールの断面径であるφＥとの差はＤ−Ｅとして示してある。試験に使用したインキは、ぺんてる株式会社製の「ローリー」（製品符号：ＢＰ１０７−Ａ）に使用されている黒色インキを使用した。
【００２５】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、油性インキ、水性インキ等のボールペンや、糊や修正液等の塗布具や、ネイルカラーやリップカラー、アイライナー等の化粧品などに使用できるものである。インキや塗布液の種類によってはインキ収容部内を加圧したり、直接または間接的に押圧することによって吐出支援をなすものであってもよい。インキが乾燥性の高い種類のものであれば乾燥防止のためにキャップを設けたり、ボールホルダーの開口部を弾性部材で覆うこともできる。インキの粘度が低く、流動性が高かったり、前述した吐出支援などしている場合には、少なくともボールホルダー内に設置された弾性部材によってボールを先端側に押しつけてボールとの開口部を密閉できるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ボールペンチップの一例を示す要部縦断面図。
【図２】図１のｘ−ｘ’線横断面矢視図。
【図３】ボールペンチップの加工途中を示す要部縦断面図。
【図４】ボールペンチップの加工方法を示す要部縦断面図。
【図５】ボールペンチップのかしめ加工を示す要部拡大図。
【図６】ボールペンチップの曲面かしめ加工を示す要部拡大図。
【図７】ボールの押し上げ加工を示す要部縦断面図。
【図８】ボールを最先端位置に配置した際の矢視図。
【図９】ボールペンリフィルの一例を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００２８】
１    ボール
２    ボールホルダー
２ａ  中心孔
２ｂ  かしめテーパー部
２ｃ  隙間
３    ボール抱持室
３ａ  先端開口部
３ｂ  内方突部
３ｃ  ボール受座
４    後孔
５    中孔
６    放射状溝
７    インキ
８    ボールペンチップ
９    インキ収容部
Ａ    ボール径
Ｂ    ボール受座径
Ｃ    内方突部同士の間に形成される空間の横断面に描き得る最大内接円の直径
Ｄ    ボールホルダーの先端部の内径
Ｅ    ボールを最先端位置に移動させた際のボールホルダー先端部に該当する位置のボールの断面径
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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