(57)【要約】【課題】インキ補充可能としたボールペンレフィルを配設した加圧式ボールペンを提供する。【解決手段】インキ収容筒に、インキ補充可能とするとともに、前記インキ収容筒の後端部に加圧機構を設け、前記軸筒から突出して配設したノック体を押圧することにより、前記加圧機構を作動させ、前記インキ収容筒の後端部を加圧する加圧式ボールペンであって、前記ボールの表面及び／又はボール抱持室の底壁の表面に耐摩耗被覆層を設けるとともに、前記加圧機構が、前記インキ収容筒の後端部を密閉する密閉部と、前記インキ収容筒の後端部に連通する、閉鎖された空間室とからなり、前記ノック体の前進によって、前記空間室を圧縮して、前記インキ収容筒の後端部に圧力を加えることを特徴とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インキ収容筒の先端に、ボール抱持室の底壁にボールを載置し、チップ先端部を内側にかしめることにより、ボールの一部をチップ先端縁より突出させて回転自在に抱持したボールペンチップを、直接又はチップホルダーを介して装着し、前記インキ収容筒内にボールペン用インキを直に充填したボールペンレフィルを、軸筒内に着脱自在に収納し、前記インキ収容筒に、インキ補充可能とするとともに、前記インキ収容筒の後端部に加圧機構を設け、コイルスプリングによって後方に付勢し、前記軸筒から突出して配設したノック体を押圧することにより、前記加圧機構を作動させ、前記インキ収容筒の後端部を加圧する加圧式ボールペンであって、前記ボールの表面及び／又はボール抱持室の底壁の表面に耐摩耗被覆層を設けるとともに、前記加圧機構が、前記インキ収容筒の後端部を密閉する密閉部と、前記インキ収容筒の後端部に連通する、閉鎖された空間室とからなり、前記ノック体の前進によって、前記空間室を圧縮して、前記インキ収容筒の後端部に圧力を加えることを特徴とする加圧式ボールペン。
【請求項２】
前記ボールペンチップが、軸筒内に没入した状態で、前記インキ収容筒の後端部に圧力が加わっていることを特徴とする請求項１に記載の加圧式ボールペン。
【請求項３】
前記ノック体の前進によって、前記密閉されたインキ収容筒の後端部内の空間室を圧縮する体積が、前記インキ収容筒内に、直に充填するボールペン用インキの体積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の加圧式ボールペン。
【請求項４】
前記インキ収容筒に、インキ終了表示部を設け、前記軸筒に形成した視認部を介して前記インキ終了表示部を視認可能としたことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の加圧式ボールペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールペンレフィルを、軸筒内に着脱自在に収納し、前記インキ収容筒の後端部に加圧機構を設け、コイルスプリングによって後方に付勢し、前記軸筒から突出して配設したノック体を押圧することにより、前記加圧機構を作動させ、前記インキ収容筒の後端部を加圧する加圧式ボールペンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インキ収容筒にボールペン用インキを直に充填するボールペンレフィルは、充填したボールペン用インキを使いきったらボールペンレフィルを交換することが一般的であり、特開平号公報などで開示されている。
【０００３】
このボールペンレフィルの交換式に対し、万年筆やマーキングペンなどはインキタンク内にインキを補充するインキ補充式として、特開平８−１５６４８０号公報「筆記具」などに開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５６４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献２のように、インキ収容筒に直にインキを充填したボールペンレフィルをインキ補充式とするには、筆記時のボールの回転によってチップ本体が摩耗するなどして、安定したインキ消費が得られず、滲み、ボテ、カスレなど筆跡が悪化すること、また、インキ補充時に、空気が混入すると、逆流現象が発生するなど問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、インキ補充可能としたボールペンレフィルを配設した加圧式ボールペンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、インキ収容筒の先端に、ボール抱持室の底壁にボールを載置し、チップ先端部を内側にかしめることにより、ボールの一部をチップ先端縁より突出させて回転自在に抱持したボールペンチップを、直接又はチップホルダーを介して装着し、前記インキ収容筒内にボールペン用インキを直に充填したボールペンレフィルを、軸筒内に着脱自在に収納し、前記インキ収容筒に、インキ補充可能とするとともに、前記インキ収容筒の後端部に加圧機構を設け、コイルスプリングによって後方に付勢し、前記軸筒から突出して配設したノック体を押圧することにより、前記加圧機構を作動させ、前記インキ収容筒の後端部を加圧する加圧式ボールペンであって、前記ボールの表面及び／又はボール抱持室の底壁の表面に耐摩耗被覆層を設けるとともに、前記加圧機構が、前記インキ収容筒の後端部を密閉する密閉部と、前記インキ収容筒の後端部に連通する、閉鎖された空間室とからなり、前記ノック体の前進によって、前記空間室を圧縮して、前記インキ収容筒の後端部に圧力を加えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記ボールペンチップが、軸筒内に没入した状態で、前記インキ収容筒の後端部に圧力が加わっていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記ノック体の前進によって、前記密閉されたインキ収容筒の後端部内の空間室を圧縮する体積が、前記インキ収容筒内に、直に充填するボールペン用インキの体積よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
また、前記インキ収容筒に、インキ終了表示部を設け、前記軸筒に形成した視認部を介して前記インキ終了表示部を視認可能としたことを特徴とする。
【００１１】
本願発明の請求項１の構成によれば、前記ボールの表面及び／又はボール抱持室の底壁の表面に耐摩耗被覆層を設けることで、筆記によるチップ本体の摩耗を防止し、さらに、前記加圧機構が、前記インキ収容筒の後端部を密閉する密閉部と、前記インキ収容筒の後端部に連通する、閉鎖された空間室とからなり、前記ノック体の前進によって、前記密閉されたインキ収容筒の後端部内の空間室を圧縮して、前記インキ収容筒の後端部に圧力を加えることで、前記インキ収容筒に、インキ補充してボールペンレフィルを使用することができ、インキ補充時に空気が混入しても逆流現象を生じることを防止する効果を奏する。
【００１２】
尚、本発明に用いる耐摩耗被膜層としては、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、二硫化タングステン（ＷＳ２）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、窒化チタン層（ＴｉＮ）等、従来から知られている耐摩耗被膜層を適宜用いることができる。また、耐摩耗被膜層を被覆する方法は、特に制限されず、真空蒸着、イオン蒸着、物理的蒸着、化学的蒸着、真空アーク蒸着などが挙げられ、直接又は前記した耐摩耗被膜層を含有した被覆層であってもよい。特に前記した耐摩耗被膜層の中でも、潤滑性を考慮してダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を用いることが最も好ましい。
【００１３】
また、本発明に用いるボール材としては、タングステンカーバイドの超硬材やジルコニアなどのセラミックス材、ステンレス鋼材等、特に限定されるものではく、チップ本体もステンレス鋼や銅合金、アルミニウム等、特に限定されるものではない。
【００１４】
本願発明の請求項２の構成によれば、前記ボールペンチップが、軸筒内に没入した状態で、前記インキ収容筒の後端部内に圧力が加わっているために、インキ収容筒にボールペン用インキを補充後に、軸筒内に配設すれば、逆流現象を防止することができる。
【００１５】
本願発明の請求項３の構成によれば、前記ノック体の前進によって、前記密閉されたインキ収容筒の後端部内の空間室を圧縮する体積が、前記インキ収容筒内に、直に充填するボールペン用インキの体積よりも大きくすることで、インキ収容筒に補充したボールペン用インキを確実に、ボールペンチップに供給することができる。
【００１６】
本願発明の請求項４の構成によれば、前記インキ収容筒に、インキ終了表示部を設け、前記軸筒に形成した視認部を介して前記インキ終了表示部を視認可能とすることで、ボールペン用インキの終了時を確実に把握できるとともに、インキの後端がボールペンチップ内に進入する前に、ボールペン用インキを補充することで、空気の混入を抑制することができる。
【００１７】
本願発明の請求項４の構成によれば、前記インキ収容筒に、インキ終了表示部を設け、前記軸筒に形成した視認部を介して前記インキ終了表示部を視認可能とすることで、ボールペン用インキの終了時を確実に把握できるとともに、インキの後端がボールペンチップ内に進入する前に、ボールペン用インキを補充することで、空気の混入を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、ノック体の係止部を軸筒の摺動孔に配設し易く、且つ外れ難いノック式筆記具を簡単な構造で提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１の加圧式ボールペンを示す、縦断面図である。
【図２】図１におけるボールペンチップが突出した状態を示す図である。
【図３】図１におけるボールペンレフィルの要部拡大断面図である。
【図４】図１におけるボールペンチップの一部省略した要部拡大断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に図面を参照しながら、本発明の筆記具の軸筒の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２１】
実施例１
図１から図４に示す、加圧式ボールペン１は、前軸２と後軸３を螺着して軸筒本体を構成し、軸筒本体内に配設したボールペンレフィル１１をピストン５内に、ボールペンレフィル保持部材９を介して、着脱自在に圧入装着するとともに、コイルスプリング受け部材２５、２６間に配設したコイルスプリング２８によって、軸筒後端側のコイルスプリング受け部材２５を介してピストン５及びボールペンレフィル保持部材９、ボールペンレフィル１１、シリンダー６を、後軸３の後端方向に付勢して摺動自在に配設してある、ボールペンチップ１３の出没機構を具備したノック式の加圧式ボールペン１である。
【００２２】
ボールペンレフィル１１のボールペンチップ１２の出没機構は、従来から知られているもので、ノック体４を前軸２の先端開口部２ａ方向に押圧（図１の矢印Ｆ方向）すると、後軸３の摺動孔３ａに摺動自在に配設したノック体４の外壁に形成した係止部４ｃが、クリップ１０の先端部の被係止部１０ａに係止して、ボールペンレフィルのボールペンチップ１２を、前軸２の先端開口部２ａから突出した状態を維持し、クリップ１０の後端部を押圧して、クリップの被係止部１０ａに係止した係止部４ｃを解除すると、コイルスプリング１６の付勢力によって、ボールペンレフィル１１のボールペンチップ１３を前軸２の先端開口部２ａ内に没入することができる出没機構である。
【００２３】
ボールペンレフィル１１は、インキ収容筒１２の先端に、ボール２０を回転自在に抱持したボールペンチップ１３を装着し、内部に、２０℃、剪断速度３．８ｓｅｃ−１（１０ｒｐｍ）におけるインキ粘度が８０００ｍＰａ・ｓであるニュートニアンの油性ボールペン用インキＫを直に充填してある。
【００２４】
ボールペンチップ１３は、φ２．３ｍｍ、硬度が２３０Ｈｖ〜２８０Ｈｖのステンレス鋼線材を所望の長さに切断し、ボール抱持室１５、インキ流通孔１９と、インキ流通孔１９から放射状に伸びるインキ流通溝１７を作製後、ボール抱持室１５の底壁１６に、略円弧面状のボール座１８を形成してあり、ボール座１８の表面には、予めダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の表層部からなる耐摩耗被膜層Ｓを被覆して設けてある。その後、ボール２０をボール座１８に載置し、チップ本体１４のチップ先端部１４ａを内側へかしめる。
【００２５】
また、チップ先端部１４ａの内壁には、略円弧形状のシール面１４ｂを形成してあり、シール面１４ｂの表面にも、予めダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の表層部からなる潤滑被膜層Ｓを被覆して設けてある。
【００２６】
具体的には、ボール２０が、ボール座１８に載置している状態のチップ先端より臨出するボール出は、ボール径の３０．０％、かしめ角度αは９３度、シール面１４ｂの先端縁の内径は、ボール径の９５．４％、ボール２０の縦方向のクリアランスが２０μｍとし、ボール抱持室１５の内径は、ボール径の１１０．０％、ボール座１８の径は、ボール径の９５．０％としてある。
【００２７】
ボールペンレフィル１１の後端部は、ピストン５内に圧入したボールペンレフィル保持部材９に圧入保持されており、ピストン５の後端部に形成した空気孔５ａからピストン５の内外を連通してある。また、ピストン５を覆うように、後端を閉鎖したシリンダー６を配設し、このシリンダー６の先端面６ａが、ピストン５の外壁に形成した外壁段部５ｂが当接し、シリンダー６に連動してピストン５を前軸２の先端開口部２ａ方向に移動可能に配設する。また、ピストン５とノック体４間にスプリング２７を配設してあり、ノック体４を常時、後軸３の後端方向に付勢して配設してある。
【００２８】
加圧機構及び出没機構を詳述すると、ボールペンチップ１３が没入した位置からノック体４を押圧すると、シリンダー６の先端面６ａが、ピストン５の外壁段部５ｂに当接するまで、シリンダー６内の空間部を圧縮することで、ピストン５の外壁面とシリンダー６の内壁面６ｃは、Ｏリング７によって互いに摺動自在に密閉してあるため、ピストン５内の空間部も圧縮されるため、ボールペンレフィル１１の後端部に、さらに圧力を加えることができる。尚、ノック体の押圧によって圧縮する空間部の体積は、ボールペンレフィル内のインキの体積よりも大きくしてある。
【００２９】
さらに、ノック体４を前軸２の先端開口部２ａ方向に前進すると、シリンダー６を介してピストン５、ボールペンレフィル１１を前進させ、ノック体４の外壁に形成した係止部４ｃが、クリップ１０の先端部の被係止部１０ａに係止して、加圧した状態及びボールペンレフィル１１のボールペンチップ１２を、前軸２の先端開口部２ａから突出した状態を維持することができる。
【００３０】
また、クリップ１０の被係止部１０ａに係止した係止部４ｃを解除すると、先ず、スプリング１５の付勢力によって、ノック体４が後軸３の後端方向に後退する。この時、シリンダー６もノック体４と共に、後軸３の後端方向に後退する。
【００３１】
さらに、コイルスプリング１４の付勢力によって、ピストン５及びボールペンレフィル１１、シリンダー６を、後軸３の後端方向に後退させ、ボールペンレフィル１１のボールペンチップ１３を前軸２の先端開口部２ａから没入する加圧機構及び出没機構である。
【００３２】
インキ収容筒１２には、インキ終了表示部１２Ａを設けてあり、前軸２を透明にした視認部を介して、インキ終了表示部Ｈを視認可能としてある。筆記によって、ボールペン用インキが、インキ終了表示部Ｈに達したら、ボールペンレフィル１１を取り外し、インキ収容筒１２の後端開口部１２ａから新たなボールペン用インキ（図示せず）を補充して、再度、ボールペン保持部材９に装着して筆記することができる。
【００３３】
ボールペンレフィルを装着するには、ボールペンレフィル１１の後端部が、ボールペンレフィル保持部材９に、圧入を開始した状態で、インキ収容筒１２の後端部、ピストン５、シリンダー６内の空間は密閉され、さらに、長手方向への押し込み移動して、ボールペンレフィル１１の後端部が、ボールペンレフィル保持部材９への装着が終了する時点では、圧入開始から装着終了までの長手方向への移動距離だけ、インキ収容筒１２の後端部内に圧力が加わる。
【００３４】
本実施例では、便宜上、ノック体４の外壁に形成した係止部４ｃが、クリップ１０の先端部の被係止部１０ａに係止して、ボールペンレフィルのボールペンチップ１２を、前軸２の先端開口部２ａから突出した状態を維持し、クリップ１０の後端部を押圧して、クリップの被係止部１０ａに係止した係止部４ｃを解除すると、コイルスプリング１６の付勢力によって、ボールペンレフィル１１のボールペンチップ１２を前軸２の先端開口部２ａ内に没入する出没機構を用いているが、回転カム式など出没機構具は限定されるものではない。
【００３５】
また、本実施例では、ニュートニアンインキである油性ボールペン用インキを用いているが、剪断減粘性を付与した油性インキや水性インキ、修正液、糊等、特に限定されるものではないが、２０℃、剪断速度３．８ｓｅｃ−１（１０ｒｐｍ）における粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、書き味が低下するため、１００００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは８０００ｍＰａ・ｓ以下とする。また、１００ｍＰａ・ｓ未満だと、チップ先端からの垂れ下がりが発生し易くなるため、１００ｍＰａ・ｓ以上、１００００ｍＰａ・ｓ以下とすることが最も好ましい。
【００３６】
また、チップ先端からのインキ漏れ出しを抑制するため、チップ先端部の内壁にシール面を設けること、シール面の表面に耐摩耗被覆層を設けることが最も好ましい。また、図示はしていないが、インキ収容筒の後端部に、常時は閉鎖し、インキ収容筒の後方からの圧力によって開放する弁機構を具備した尾栓を嵌着することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の加圧式ボールペンは、インキや出没機構に限定されるものではないので、加圧式ボールペンとして広く利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  加圧式ボールペン
２  前軸
２ａ  先端開口部
３  後軸
３ａ  段部
４  ノック体
４ａ  嵌合突起
４ｂ  係止部
４ｃ  先端面
５  ピストン
５ａ  空気孔
６  シリンダー
６ａ  嵌合孔
６ｂ  後端面
６ｃ  内壁面
７  第一密閉部
８  第二密閉部
９  コイルスプリング
１０  クリップ
１０ａ  係止部
１１  ボールペンレフィル
１２  インキ収容筒
１３  ボールペンチップ
１４  チップ本体
１４ａ  チップ先端部
１４ｂ  シール面
１５  ボール抱持室
１６  底壁
１７  インキ流通溝
１８  ボール座
１９  インキ流通孔
２１  スプリング受け部材
２２  第２コイルスプリング
２３  第３コイルスプリング
２４  Ｏリング
２５、２６  コイルスプリング受け部材
２７  スプリング
２８  コイルスプリング
２９  第２コイルスプリング
Ｈ  インキ終了表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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