(57)【要約】【課題】非使用時に、ボールがチップ先端部の内壁面に密接するボールペンチップにおいて、ボールへ安定した押圧力を付与することができるボールペンチップ及びそれを用いたボールペンを提供する。【解決手段】ボールの後方に配設したコイルスプリングによって、前記ボールを前記チップ先端部の内壁面に押圧してなるボールペンチップにおいて、前記コイルスプリングの先端部に、前記ボールに向かって延びるストレート部と、前記ストレート部から折り返すように延びる折返部と、前記ストレート部と折返部とに連設し、前記ボールペンチップの軸心に対して略垂直方向に延びる折曲部とを設け、前記折曲部をボールの後端部に当接させたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ本体に、ボール抱持室の底壁の中央に設けたインキ流通孔と、該インキ流通孔から放射状に延びるインキ流通溝を有し、前記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より突出させて回転自在に抱持し、前記ボールの後方に配設したコイルスプリングによって、前記ボールを前記チップ先端部の内壁面に押圧してなるボールペンチップにおいて、前記コイルスプリングの先端部に、前記ボールに向かって延びるストレート部と、前記ストレート部から折り返すように延びる折返部と、前記ストレート部と折返部とに連設し、前記ボールペンチップの軸心に対して略垂直方向に延びる折曲部とを設け、前記折曲部をボールの後端部に当接させたことを特徴とするボールペンチップ。
【請求項２】
前記コイルスプリングの表面に、潤滑被覆層を設けたことを特徴とする請求項１に記載のボールペンチップ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のボールペンチップを、インキ収容筒の先端に直接、またはチップホルダーを介して装着し、前記インキ収容筒内に、ボールペン用インキを直に収容してなるボールペンレフィルであって、前記ボールペン用インキに、少なくとも、微粒子を含有することを特徴とするボールペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、前記ボールの後方に配設したコイルスプリングによって、ボールをチップ先端の内壁面に押圧してなるボールペンチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボールを押圧するコイルスプリングを配設したボールペンの構造についてはよく知られていて、特開平１０−３２９４７５号公報「ボールペン」等に開示されている。
【０００３】
ボールの後端にコイルスプリングを配設し、このコイルスプリングの押圧力によって、ボールをチップ先端部の内壁面に密接させるとともに、筆記時の筆圧によってボールとチップ先端部の内壁とに隙間を形成する弁機構を具備したボールペンチップはよく知られて、特開２０００−１５８８６９号公報「ボールペンチップ」には、コイルスプリングのストレート部が移動しても、ストレート部が、インキ流通溝を閉鎖しない構造が開示されている。
【０００４】
また、チップ先端部に弁機構を具備したボールペンチップにおいて、特開２００６−１９８８３５号公報「ボールペンチップ」では、コイルスプリングのストレート部のバリによる筆記不良等の不具合を防止するために、先端ボールの後端に、当接ボールを配設し、該当接ボールを、コイルスプリングにより、前記先端ボールに押圧して配設することが開示されている。
【０００５】
さらにまた、特開平０８−１１４７８号公報「塗布具」では、コイルスプリングのストレート部を折り曲げた折曲部を設け、ボールを前記した折曲部により、ボールをチップ先端の内壁面に押圧してなるボールペンチップが開示されている。
【特許文献１】「特開２０００−１５８８６９号公報」
【特許文献２】「特開２００６−１９８８３５号公報」
【特許文献３】「特開平０８−１１４７８号公報」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１では、コイルスプリングの線径は、φ０．１ｍｍ〜φ０．３ｍｍと極めて小径であり、ストレート部が、インキ流通溝を閉鎖してしまう等の問題があった。また、特許文献２では、部品点数が増加するとともに、コイルスプリングのストレート部が径方向などに移動して、当接ボールの中心から逸れて押圧してしまう問題があり、結果として、当接ボールが筆記ボールの中心を押圧しない問題があった。さらにまた、特許文献３では、コイルスプリングのストレート部と折返部が径方向などに移動して、ボールの中心から逸れて押圧してしまう問題を解消するには至っていない。
【０００７】
前記した特許文献を鑑みて、コイルスプリングのストレート部の線径を大径にすると、インキ流通孔の体積に対するコイルスプリングの体積が大きくなり、インキの流出に見合ったインキが流出するための通路を確保できず、筆記時に充分なチップ先端からのインキ流出が得られない恐れがあるという問題が生じてくる。
【０００８】
本発明は上記問題を鑑み、非使用時に、ボールがチップ先端部の内壁面に密接するボールペンチップにおいて、ボールへ安定した押圧力を付与することができるボールペンチップ及びそれを用いたボールペンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記問題を解決するために、チップ本体に、ボール抱持室の底壁の中央に設けたインキ流通孔と、該インキ流通孔から放射状に延びるインキ流通溝を有し、前記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より突出させて回転自在に抱持し、前記ボールの後方に配設したコイルスプリングによって、前記ボールを前記チップ先端部の内壁面に押圧してなるボールペンチップにおいて、前記コイルスプリングの先端部に、前記ボールに向かって延びるストレート部と、前記ストレート部から折り返すように延びる折返部と、前記ストレート部と折返部とに連設し、前記ボールペンチップの軸心に対して略垂直方向に延びる折曲部とを設け、前記折曲部をボールの後端部に当接させたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記コイルスプリングの表面に、耐摩耗被覆層を設けたことを特徴とする。
【００１１】
更にまた、前記ボールペンチップを、インキ収容筒の先端に直接、またはチップホルダーを介して装着し、前記インキ収容筒内に、ボールペン用インキを直に収容してなるボールペンレフィルであって、前記ボールペン用インキに、少なくとも、微粒子を含有する。
【００１２】
本願発明の第１の構成によれば、ボールペンチップにおいて、前記コイルスプリングの先端部に、前記ボールに向かって延びるストレート部と、前記ストレート部から折り返すように延びる折返部と、前記ストレート部と折返部とに連設し、前記ボールペンチップの軸心に対して略垂直方向に延びる折曲部とを設け、前記折曲部をボールの後端部に当接することで、ボールへの押圧力が安定するとともに、筆記時においてボールまでのインキ供給をスムーズに行うことができる。これは、前記折曲部における線材間の隙間又は線材間の谷部がボールまで延び、この隙間又は谷部にボールペン用インキが流通するためである。
【００１３】
また、前記折曲部は、前記ストレート部及び折返部に対して撓み可能であるために、コイルスプリングのコイル部のバネ性と折返部のバネ性との相乗効果によって、より安定した押圧力を得ることができる。
【００１４】
尚、本発明のコイルスプリングは、１本のコイル線材からコイリングし、ストレート部を折返し及び折り曲げて成形することが肝要である。これは、例えば、２本のコイル線材にてコイリングにて成形すると、同一径の線径、同一自由長、同一の取り付け時の押圧力とするには、チップ内でのコイルスプリング、特にコイル部の体積が増加しインキ流通性が低下する恐れがあるためである。また、ボールへのインキ供給性を考慮して、前記折曲部における線材間に隙間を設けることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、コイルスプリングの先端部に、前記ボールに向かって延びるストレート部と、前記ストレート部から折り返すように延びる折返部と、前記ストレート部と折返部とを折り曲げて、前記ストレート部と折返部とに連設し、前記ボールペンチップの軸心に対して略垂直方向に延びる折曲部とを設け、前記折曲部をボールの後端部に当接してあれば形状は特に限定されないが、折曲部の径方向の長さがインキ流通孔径に対して、５０％未満だと、筆記時のボールの回転によって折返部が移動し、安定した押圧力が得られ難く、９５％を超えると、折曲部がインキ流通孔に当接してスムーズに前後動しない恐れがあるため、折曲部の径方向の長さは、インキ流通孔径に対して、５０％以上、９５％以下が好ましく、７０％以上、９０％以下が最も好ましい。
【００１６】
また、ボールを押圧するコイルスプリングの押圧力は、筆感及びインキ漏れを考慮すると、５ｇｆ〜５０ｇｆ、好ましくは１０ｇｆ〜３０ｇｆ、１５ｇｆ〜２５ｇｆとすることが最も好ましい。尚、本発明のボールの押圧力は、チップ先端部の内壁に当接した状態からボール抱持室の底壁やボール座に当接するのに必要な力によって測定することができる。また、ボールの長手方向のクリアランスは、インキ粘度や組成によって適宜選択することができるが、５μｍ〜６０μｍが好ましく、ボールを押圧するコイルスプリングの押圧力が５ｇｆ〜５０ｇｆであるとすると、インキ漏れを考慮して、１０μ〜４０μｍが最も好ましい。
【００１７】
本願発明の第２の構成によれば、前記コイルスプリングの表面に耐摩耗被膜層を設けるとともに、ボールによるコイルスプリングの摩耗を抑制することで、コイルスプリングりよるボール押圧力の変化を抑制し、安定した筆感を得ることができる。
【００１８】
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。
【００１９】
また、本願発明の第３の構成によれば、前記したボールペンチップを、インキ収容筒の先端に直接、またはチップホルダーを介して装着し、前記インキ収容筒内に、ボールペン用インキを直に収容してなるボールペンレフィルであって、前記ボールペン用インキに、少なくとも、微粒子を含有することで、良好な筆跡及び筆感を得ることができる。これは、前記折曲部における線材間の隙間又は線材間の谷部によって、ボールと折曲部間に微粒子が入り込むことで、潤滑性が高まるとともに、折曲部にある微粒子が、クッションの様に反発力を強め、ボールと折曲部間のインキの層を保ちやすく、摩耗抑制効果を高めるためと考えられる。
【００２０】
前記した微粒子は特に限定されるものではなく、無機顔料、有機顔料、加工顔料など顔料や有機微粒子、無機微粒子などが例示でき、顔料については、具体的にはカーボンブラック、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料、補色顔料、マイクロカプセル顔料等が挙げられ、微粒子については、具体的には、アクリル系、シリコーン系、ポリエチレン系等の樹脂微粒子やアルミナ微粒子、シリカ微粒子などが例示できる。粒子の大きさは、体積基準で０．００１μｍ〜１０μｍ未満、好ましくは、０．００１μｍ〜５μｍである。微粒子の形状は、真球形或いは略真球形であることが最も好ましい。また、微粒子の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１〜１５質量％が好ましい。尚、前記微粒子の大きさは、前記折曲部における線材間の隙間よりも小さくすることが好ましい。本発明における微粒子の大きさは、あくまでも平均の大きさをいうものであり、略球状の場合には平均粒径を示すものであり、遠心沈降式やレーザー回折式によって求めるこができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、非使用時に、ボールがチップ先端部の内壁面に密接するボールペンチップにおいて、ボールへ安定した押圧力を付与することができるボールペンチップ及びそれを用いたボールペンを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１のボールペンチップを示す、一部省略した要部拡大断面図とした図である。
【図２】図１におけるコイルスプリングの拡大断面図である。
【図３】図２における９０度方向から見た図である。
【図４】実施例１のコイルスプリングの製造行程を示す図である。
【図５】図２におけるＡ−Ａ拡大断面図である。
【図６】実施例１のボールペンチップを用いたボールペンを示す図である。
【図７】実施例２のコイルスプリングの拡大断面図である。
【図８】実施例２のコイルスプリングの製造行程を示す図である。
【図９】図７におけるＢ−Ｂ拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１から図５に示す実施例１のボールペンチップ１は、ステンレス鋼線材からなるチップ本体２のボール抱持室３の中央にインキ流通孔５と、このインキ流通孔５から放射状に延びる、インキ流通溝７を形成した底壁に、ボールの曲率と略曲率のボール座４を設け、このボール座４に、タングステンカ−バイド系超硬材からなるφ０．７ｍｍのボール８を載置し、チップ先端部２Ａを内側にかしめることにより、ボール８の一部がチップ先端縁より突出するように回転自在に抱持し、ボール８の後方にコイルスプリング９を配設してボールペンチップ１を得ている。
【００２４】
具体的には、ボールペンチップ１内に、φ０．１５ｍｍの１本のステンレス鋼線材からなり、ストレート部９Ａと、該ストレート部９Ａの後端の密着部９Ｄと、その後方にコイル状のコイル部９Ｅとを有するコイルスプリング９を配設してある。具体的には、図４に示すように、コイルスプリング９の略軸心に位置するストレート部９Ａを一定の長さで折り返し（Ｘ−Ｘ）、折返部１１Ｂを設ける。その後、ストレート部９Ａと折返部９Ｂとをコイルスプリングの軸心に対して略垂直方向に折曲げ（Ｙ−Ｙ）て、前記ストレート部９Ａと折返部９Ｂとに連設する折曲部９Ｃを形成する。この折曲部９Ｃをボール８の後端部に当接させ、ストレート部９Ａおよび折返部９Ｂの一部は、インキ流通孔５内に位置するとともに、折返部９Ｂの先端をインキ流通孔５より後端に位置させ配設（図示せず）してある。尚、ストレート部９Ａと折返部９Ｂとは接触して設けてあり、折曲部９Ｃの径方向の長さＨは、インキ流通孔５の内径の８０％であった。
【００２５】
また、コイルスプリング９は、チップ本体２の後端部を内側にかしめることで後方への移動を規制されるようになっている。こうした構成により、非使用時には、ボール８はチップ先端部２Ａの内壁に密接するとともに、筆記時の筆圧によってボール８とチップ先端部２Ａの内壁とに間隙を設ける弁機構となっている。尚、ボール８を押圧するコイルスプリング９の押圧力は１５ｇｆであった。
【００２６】
また、ストレート部９Ａを折り返し、折返部９Ｂを形成することにより、折返部９Ｂの変曲部Ｒは丸みを有することになり、コイルスプリング９をチップ内への配設時や筆圧を受けて前後動（図１の矢印Ｆ方向及びその反対方向）する時に、チップ内に引っ掛かりにくくなる。
【００２７】
図６に示すのは、インキ収容筒１１の先端に、実施例１のボールペンチップ１を装着したボールペン１０である。インキ収容筒１１内には、平均粒径が、０．３μｍの顔料を含有し、ティー・エイ・インスツルメント株式会社製ＡＲ−Ｇ２（ステンレス製４０ｍｍ２°  ローター）、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が２０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の油性ボールペン用インキ１２と、グリース状のインキ追従体１３を直に収容して、ボールペン１０を得ている。
【００２８】
このボールペン１０を用いて紙面に筆記すると、インキ収容筒１１にあるボールペンインキ１２は、ボールペンチップ１の後部孔７からインキ流通孔５、インキ流通溝６を通じてボール８とボール抱持室３に供給される。このボールペンインキ１２は、筆圧によってボール８がボール座４側に移動し、縦方向のクリアランス分、チップ先端部２Ａの内壁とボール８に隙間を生じ、この隙間から外部に吐出することで筆記することができる。このとき、インキ流通孔５からのボールペンインキ１２は、折曲部９Ｃの谷部Ｔを通じてボール８に供給されるので、スムーズなインキ供給をすることができる。
【００２９】
図７から図９には、コイルスプリングの他の例を示すものである。このコイルスプリング１９は、コイルスプリング１９の表面に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）からなる潤滑被覆層Ｊを設けるとともに、ストレート部１９Ａと折返部１９Ｂを離間して設けた以外は、実施例１と同様にしてコイルスプリング１９を得ている。
【００３０】
具体的には、コイルスプリング１９は、φ０．１５ｍｍの１本のステンレス鋼線材からなり、ストレート部１９Ａと、該ストレート部１９Ａの後端の密着部１９Ｄと、その後方にコイル状のコイル部１９Ｅとを有する。このコイルスプリング１９は、図８に示すように、コイルスプリング１９のストレート部１９Ａを一定の長さで折り返し（Ｘ−Ｘ）、折返部１９Ｂを設ける。その後、ストレート部１９Ａと折返部１９Ｂとをコイルスプリング１９の軸心に対して略垂直方向に折曲げ（Ｙ−Ｙ）て、ストレート部１９Ａと折返部１９Ｂとに連設する折曲部１９Ｃを形成してある。
【００３１】
図示はしていないが、このコイルスプリング１９を用いたボールペンでは、ボールペン用インキがインキ流通孔から折曲部１９Ｃの隙間Ｓを通じてボール８に供給されるので、よりスムーズなインキ供給をすることができる。
【００３２】
また、コイルスプリング１９の表面に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）からなる潤滑被覆層Ｊを設けることで、ボール８及びインキ流通孔との接触抵抗を低減でき、コイルスプリング１９の摩耗を抑制し、安定した押圧力と、スムーズなボールの回転を得ることができる。
【００３３】
本実施例では、便宜上、チップ後端部を内側にかしめて、コイルスプリングを保持しているが、チップホルダーに当接保持するなど、コイルスプリングの保持方法は特に限定されるものではない。また、本実施例では、ボールの回転による摩耗が抑制できるので、好ましい形態として便宜上、ボール抱持室の底壁にボール座を設けているが、ボール座を設けない形状であってもよい。
【００３４】
さらにまた、本実施例では、便宜上、コイルスプリングにのみ耐摩耗被膜層を設けているが、ボールの表面及び／又はボール抱持室の底壁の表面に耐摩耗被膜層を設けて、ボール座などの摩耗を抑制することが好ましい。
【００３５】
尚、本発明のボールペン用インキの種類は油性、水性等、インキ粘度も特に限定されるものではないが、筆記時の粘度が低い場合や１００ｍあたりのインキ消費量が、多い場合には、インキ漏れや筆跡乾燥性を抑制し難い傾向であるため、本発明の効果は顕著である。具体的には、２０℃の環境下で、剪断速度５００ｓｅｃ−１の条件にて５００００ｍＰａ・ｓ以下、１００ｍあたりのインキ消費量が、３０ｍｇ以上であるボールペンに好適に用いることができるものである。尚、インキ消費量は、ＪＩＳ  Ｐ３２０１筆記用紙Ａ上に筆記角度６５°、筆記荷重１００ｇの条件にて、筆記速度４ｍ／ｍｉｎの速度で、試験サンプル５本用いて、らせん筆記試験を行い、その１００ｍあたりのインキ消費量の平均値を、１００ｍあたりのインキ消費量とし、測定して求めた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のボールペンチップは、インキの種類やボール径など、特に限定されないため、ボールペンレフィルとして広く利用可能であり、ノック式ボールペンに用いるボールペンチップとして好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ボールペンチップ
２  チップ本体
２Ａ  チップ先端部
３  ボール抱持室
４  ボール座
５  インキ流通孔
６  インキ流通溝
７  後部孔
８  ボール
９、１９  コイルスプリング
９Ａ、１９Ａ  ストレート部
９Ｂ、１９Ｂ  折返部
９Ｃ、１９Ｃ  折曲部
１０  ボールペン
１１  インキ収容筒
１２  ボールペン用インキ
１３  インキ追従体
Ｔ  谷部
Ｓ  隙間
Ｊ  潤滑被覆層
【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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