(57)【要約】【課題】ボール抱持室の底壁の摩耗を抑制し、長距離筆記に適したキャップ式ボールぺンを簡単な構造で提供する。【解決手段】軸筒内に、ボールペン用インキを収容したインキタンクを配設し、前記軸筒の先端部にキャップを着脱自在に装着してなる、ボールをボール抱持室の底壁に載置し、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てなるボールペンチップを筆記媒体とし、前記キャップが、キャップ本体の先端部に設けた挿入部に、前記チップ先端部を密閉する弾性体を配設してなるキャップ式ボールペンであって、前記チップ先端部の表面及び／又は前記ボールの表面に潤滑被膜層を設けるとともに、前記チップ先端部のかしめ角度が、４０度以上、９０度以下であ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】
軸筒内に、ボールペン用インキを収容したインキタンクを配設し、前記軸筒の先端部にキャップを着脱自在に装着してなる、ボールをボール抱持室の底壁に載置し、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てなるボールペンチップを筆記媒体とし、前記キャップが、キャップ本体の先端部に設けた挿入部に、前記チップ先端部を密閉する弾性体を配設してなるキャップ式ボールペンであって、前記チップ先端部の表面及び／又は前記ボールの表面に潤滑被膜層を設けるとともに、前記チップ先端部のかしめ角度が、４０度以上、９０度以下であることを特徴とするキャップ式ボールペン。
【請求項２】
前記ボールペンチップと前記インキタンクとの間に配置され、前記インキタンク内の内圧上昇に伴う溢出インキを一時的に保持するインキ保溜部材とを具備し、前記インキ保溜部材の後方に前記インキタンクを着脱自在に取り付けた直液式ボールペンであることを特徴とする請求項１に記載のキャップ式ボールペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸筒内に、ボールペン用インキを収容したインキタンクを配設し、前記軸筒の先端部にキャップを着脱自在に装着してなる、ボールをボール抱持室の底壁に載置し、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てなるボールペンチップを筆記媒体とするキャップ式ボールペンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、軸筒内に、ボールペン用インキを収容したインキタンクを配設し、前記軸筒の先端部にキャップを着脱自在に装着してなる、ボールをボール抱持室の底壁に載置し、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てなるボールペンチップを筆記媒体とするキャップ式ボールペンについてはよく知られている。
【０００３】
こうした、従来のキャップ式ボールペンにおいて、特開平９−２６２５３２号公報「塗布具」や実開平６−６４９６１号公報「筆記具」のように、キャップ本体の先端部に設けた挿入部に、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップのチップ先端部を密閉する弾性体を配設し、チップ先端部を密閉することで、チップ先端部のインキ漏れを抑制し、且つチップ内のインキ乾燥を抑制した構造も、数多く提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２６２５３２号公報
【特許文献２】実開平６−６４９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記した特許文献１、２は、キャップ内に配設した弾性体によって、チップ先端部を密閉するには、弾性体とチップ先端部及びボールが当接し、弾性体を弾性変形させて密閉する必要がある。しかし、チップ先端部やボールに付着したインキが弾性体に転着し、該インキが乾燥固化することで、チップ先端部やボールと弾性体が粘着することで、キャップの着脱性能が低下し、酷い場合には、チップ先端部のボール保持力が小さいと、ボールが脱落する恐れがあった。
【０００６】
ところで、落下によるチップ先端部の損傷や筆記による摩耗によるクリアランスの増大によって、ボール保持力が低下しやすい。チップ先端部のかしめによって抱持したボールの保持力は、かしめ角度に依存することが大きく、かしめ角度を大きくすることでボール保持力を高めることが望ましい。しかし、かしめ角度を大きくすると、ボールとボール抱持室の径方向の隙間量が、かしめ部に対応した位置において大きくなる傾向にあるため、安定したインキ消費を得られにくい問題があった。
【０００７】
本発明はこれらの従来技術に鑑みてなされたものであって、長期及び長距離において安定した筆記性能を得ることができるキャップ式ボールペンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記問題を解決するために、軸筒内に、ボールペン用インキを収容したインキタンクを配設し、前記軸筒の先端部にキャップを着脱自在に装着してなる、ボールをボール抱持室の底壁に載置し、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てなるボールペンチップを筆記媒体とし、前記キャップが、キャップ本体の先端部に設けた挿入部に、前記チップ先端部を密閉する弾性体を配設してなるキャップ式ボールペンであって、前記チップ先端部の表面及び／又は前記ボールの表面に潤滑被膜層を設けるとともに、前記チップ先端部のかしめ角度が、４０度以上、９０度以下であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記ボールペンチップと前記インキタンクとの間に配置され、前記インキタンク内の内圧上昇に伴う溢出インキを一時的に保持するインキ保溜部材とを具備し、前記インキ保溜部材の後方に前記インキタンクを着脱自在に取り付けた直液式ボールペンであることを特徴とする。
【００１０】
本願発明の第１の構成によれば、チップ先端部を密閉する弾性体を配設してなるキャップ式ボールペンであって、前記チップ先端部の表面及び／又は前記ボールの表面に潤滑被膜層を設けるとともに、前記チップ先端部のかしめ角度が、４０度以上、９０度以下とすることで、長期及び長距離に渡り安定した筆記性能を満足することができる。
【００１１】
これは、かしめ角度を４０度以上、９０度以下、好ましくは５０度〜８０度、より好ましくは、６０度〜７０度とすることで、ボールとボール抱持室の径方向における隙間量、特にかしめ部に対応した位置にの変化が小さく、良好な筆記を長距離において維持するとともに、安定した筆記を長期に渡って得ることができるためである。
【００１２】
また、前記チップ先端部の表面及び／又は前記ボールの表面に潤滑被膜層を設けることで、筆記時に紙面等の筆記面にチップ先端部が当接しても抵抗を小さくでき、良好な筆感とチップ先端部及び筆記面の損傷を防止することができ、ボール保持力の低下を抑制し、前述したかしめ角度との相乗効果によって、長期及び長距離において安定して筆記性能を抑制することができる。
【００１３】
さらにまた、弾性体によってチップ先端部を密閉した状態では、チップ先端部の表面及び／又は前記ボールの表面に付着したインキによって、弾性体にはりつき、キャップの着脱時によって、筆跡に影響が出る恐れがあるが、前記チップ先端部の表面及び／又は前記ボールの表面に潤滑被膜層を設けることで、チップ先端部及び又はボールと弾性体をはりつき難くすることができる。
【００１４】
尚、本発明に用いる潤滑被膜層としては、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）やグラファイト、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の含フッ素高分子、シリコーン樹脂等、従来から知られている固体潤滑剤などを適宜用いることができる。また、潤滑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、直接又は前記した潤滑剤を含有した被膜層であってもよい。特に前記した潤滑剤の中でも、耐摩耗性及び潤滑性、インキの付着しにくさ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。
【００１５】
また、本願発明の第２の構成によれば、前記ボールペンチップを、インキを直に貯溜するインキタンクの先端に直接、またはチップホルダーを介して装着し、前記ボールペンチップと前記インキタンクとの間に配置され、前記インキタンク内の内圧上昇に伴う溢出インキを一時的に保持するインキ保溜部材とを具備し、前記インキ保溜部材の後方に前記インキタンクを着脱自在に取り付けた直液式ボールぺンとすることで、ボールペンチップの交換を不要とし、長期及び長距離にわたり安定した筆記性能を維持することができる。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明における弾性体は、弾性変形可能な天然ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、塩化ビニル樹脂、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、熱可塑性エラストマー、その他合成ゴム等、一般的に知られているゴム弾性体のなかから、チップ先端部の材質、インキの成分等に応じて適宜選定すればよい。また、本発明における弾性体の硬度は、特に限定されるものではないが、ＪＩＳ  Ａが１００より大きいと、変形し難く、密閉性が低下し、ＪＩＳ  Ａが３０より低いと、配設時に変形しやすく、元に戻り難くなるため、ＪＩＳ  Ａで３０以上、１００以下とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、長期及び長距離において安定した筆記性能を得ることができるキャップ式ボールペンを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のボールペンを示す縦断面図である。
【図２】図１のキャップを取り外した状態を示す図である。
【図３】図１のボールペンチップを示す一部省略した要部拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施例１
図１から図３に示す実施例１のキャップ式ボールペン１は、ボールペンチップ２とインキタンク４との間に、インキタンク４の内圧上昇に伴う溢出インキを一時的に保持する櫛歯状のインキ保溜部材３を配置し、前記インキ保溜部材３の後方にインキタンク４を着脱自在に取り付けたインキタンク交換式の直液式のボールペンである。
【００２１】
また、キャップ式ボールペン１は、先軸５と、前記先軸５の後端部に着脱自在に構成される後軸６とを備え、先軸に５キャップ１８を着脱自在に装着するとともに、先軸５内にインキ保溜部材３が収容され、後軸６内にインキタンク４が収容される。さらに、先軸５の後端部には筒状の結合部５Ｂが突出され、結合部５Ｂにインキタンク４が着脱自在に接続される。また、インキ保溜部材３の先端にペン先となるボールペンチップ２が取り付けてある。インキタンク４からボールペンチップ２へは、第１、第２インキ誘導部材７、８によりボールペン用インキ（図示せず）が誘導される。
【００２２】
先軸５は、両端が開口された円筒体よりなり、先軸５の後端部には、縮径された筒状の螺合部に、雄ネジ部５Ａが形成される。また、結合部５Ｂは、インキタンク４の開栓時、インキタンク４の開口部内に圧入され、結合部５Ｂの後端の一部には、インキタンク４の開栓時にインキタンク４の開口部の栓体９を後方へ押し外す突片５ＢＡが形成される。
【００２３】
後軸６は、前端が開口された有底筒状体よりなり、後軸６の先端開口部内周面には、先軸５の螺合部５Ａの雄ネジ部に着脱自在に螺合可能な雌ネジ部６Ａが形成される。また、後軸６は、インキタンク４内のインキ残量を外部より視認可能なよう、透明性を有するポリエチレンからなる合成樹脂で形成してある。
【００２４】
インキ保溜部材３は、複数の円板状の櫛歯３Ａを備える。櫛歯３Ａの相互間には、インキを一時的に保溜する保溜溝３Ｂが形成される。櫛歯３Ａには、各々の保溜溝３Ｂと接続する、軸方向に延びるスリット状の誘導溝３Ｃが形成される。インキ保溜部材３の櫛歯３Ａ群の最後端に位置する鍔部３Ｄには、誘導溝３Ｃと接続し且つインキタンク４側に開口する連通溝３Ｅが前後に貫設される。また、櫛歯３Ａには、空気流通用の凹溝３Ｆが形成される。また、インキ保溜部材３の中心には、中心孔３Ｇが貫設され、中心孔３Ｇには、合成樹脂の押出成形体からなる第１のインキ誘導部材７が挿着される。また、ボールペンチップ２の内部には、ボール１０後面にインキを誘導する繊維加工体よりなる第２のインキ誘導部材８が収容される。
【００２５】
インキタンク４は、先端が開口され且つ後端が閉鎖された有底筒状体であり、開口部の内周面には、インキタンク４内を封鎖する栓体９が設けられ、インキタンク４内には、水性ボールペン用インキが直接収容される。
【００２６】
キャップ１８は、キャップ本体１９の後端が開口され且つ先端が閉鎖された有底筒状体であり、先端部内に内方側に突出するリブ１９Ａを設け、このリブ間に、チップ先端部１２とボール１０を閉鎖する弾性体２０を圧入保持によって配設してある。
【００２７】
ボールペンチップ２について詳述すると、φ２．３ｍｍ、硬度が２３０Ｈｖ〜２８０Ｈｖのステンレス鋼線材を切削加工によって得ている。このボールペンチップ２は、チップ本体１１のボール抱持室１３、インキ流通孔１６と、インキ流通孔１６から放射状に伸びるインキ流通溝１５を作製後、ボール抱持室の底壁１４に、φ０．５ｍｍのボール１０を載置し、チップ先端部１２を内側へかしめることで、ボール１０を回転自在に抱持してある。
【００２８】
チップ先端部１２のかしめ角度αは、紙当たり角度やインキ流路を考慮して６０度としてある。また、底壁４の角度βは、１１０度であった。尚、底壁の角度は、１５０度を超えると、長距離筆記における摩耗を抑制し難く、９０度より小さいと当接面の面積が大きくなり過ぎる恐れがあるため、底壁の角度βは、９０度以上、１５０度以下が好ましく、１００度から１４０度が最も好ましい。
【００２９】
ボールペンチップ２のチップ先端部１２の内面及び底壁１４には、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１７を被覆して設けてある。チップ先端部１２の内面に耐摩耗被膜層１７を設けたことにより、筆記時におけるボール抱持室１３の底壁１４とボール１０の表面及びチップ先端部１２の内面とボール１０の表面の耐摩耗性が著しく向上し、ボールペンチップの交換を不要にでき、長期にわたり安定した筆記性能を満足することができる。また、ボール抱持室１３の底壁１４とボール１０の表面との接触抵抗も軽減してあるので、ボール１０の回転を円滑にすることができる。
【００３０】
さらにまた、キャップ内の弾性体２０の接触においても、接触抵抗を低減するため、キャップ１８の着脱においても抵抗を低減でき、繰り返しのキャップの着脱を安定して行うことができる。
【００３１】
ボールペン用インキは、水、有機溶剤、着色剤（水溶性染料）からなる市販（パイロットコーポレーション製）の水性ボールペン用インキであり、２０℃の環境下におけるインキ粘度は、２ｍＰａ・ｓであった。また、１００ｍ当たりのインキ消費量は、０〜１００ｍまでが、１２０ｍｇであり、４００ｍ〜５００ｍが１３２ｍｇ、９００ｍ〜１０００ｍが１３２ｍｇであった。さらに、カートリッジを交換して、連続的に測定した結果、１４００〜１５００ｍが１３５ｍｇ、１９００ｍ〜２０００ｍが１３７ｍｇであった。尚、インキ消費量の測定は、螺旋状に筆記する筆記試験機（筆記速度：４ｍ／分、筆記荷重：１００ｇ、筆記角度：７０度）にて筆記させ、筆記距離１００ｍにおけるインキ消費量を測定した数値である。
【００３２】
ボールとチップ先端部との縦方向の隙間（クリアランス）は、未筆記で１８μｍ、０〜１００ｍ筆記後、２２．０μｍであり、５００ｍ筆記後が２３μｍ、１０００ｍ筆記後が２４μｍであった。さらに、カートリッジを交換して、連続的に測定した結果、１５００ｍ筆記後が２４μｍであり、２０００ｍ筆記後が２５μｍであった。
【００３３】
本実施例では、便宜上、本実施例では、便宜上、チップ本体にのみ耐摩耗被膜層を設けているが、ボールの表面及び／又はチップ本体の表面に耐摩耗被膜層を設けてもよい。また、ステンレス鋼線材をドリルによる切削加工によってボールペンチップを形成する切削タイプを例示しているが、ステンレス鋼パイプを押圧加工等によってボールペンチップを形成するパイプタイプのボールペンチップであってもよい。また、インキ流通溝も便宜上、後部孔まで貫通しない形状を用いているが、貫通、非貫通など特に限定されるものではない。
【００３４】
また、本発明に用いるボールペン用インキは、油性ボールペン用インキ、水性ボールペン用インキ等、特に限定されるものではないが、ニュートン粘性の水性ボールペン用インキ、剪断減粘性を付与した水性ボールペン用インキは、ボールとチップ本体が境界潤滑の傾向となり、摩耗し易い問題があるため、ボール抱持室の内壁及び／又はボールに潤滑被覆層を設けることが好ましい。さらに、本発明のボールペン用インキのインキ粘度も、特に限定されるものではないが、筆記時の粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満の場合には、ボールと底壁とが境界潤滑となり易く底壁が摩耗し易いため、本発明の効果は顕著である。
【００３５】
また、本実施例では、耐摩耗被膜層１７は、便宜上、チップ先端部１２の表面及び内面に設けているが、これ以外にも、チップ先端部１２の内面とボール１０の表面の両方に設ける構成、またはボール１０の表面のみに設ける構成を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のキャップ式ボールペンは、ボールペンとして広く利用可能であり、特に０．５ｍｍ以下の小径のボールを用いたボールペンとして好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  キャップ式ボールペン
２  ボールペンチップ
３  インキ保溜部材
３Ａ  櫛歯
３Ｂ  保留溝
３Ｃ  誘導溝
３Ｄ  鍔部
３Ｅ  連通溝
３Ｆ  凹溝
３Ｇ  中心孔
４  インキタンク
５  先軸
５Ａ  螺合部
５Ｂ  結合部
６  後軸
６Ａ  螺合部
７  第１のインキ誘導部材
８  第２のインキ誘導部材
９  栓体
１０  ボール
１２  チップ本体
１３  ボール抱持室
１４  底壁
１４Ａ  当接面
１５  インキ流通溝
１６  インキ流通孔
１７  耐摩耗被膜層
１８  キャップ
１９  キャップ本体
２０  弾性体
α  かしめ角度
β  底壁の角度
【図１】
2013103468.tif 000003
【図２】
2013103468.tif 000004
【図３】
2013103468.tif 000005