(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製円筒状の細管（３）の先端近傍に押圧変形によって複数の内方突起（３１）を設け、該内方突起（３１）前面をボール受け座となして細管（３）先端にボール（２）を回転可能に配置させ、さらに、前記細管（３）内にインキ誘導芯（４）を遊挿し、該インキ誘導芯（４）先端を前記内方突起（３１）後面に当接させ、前記細管（３）内面と前記インキ誘導芯（４）外面との間に筒状のインキ流通間隙（７）を形成してなるボールペンチップであって、前記インキ誘導芯（４）が、前記細管（３）の内径（Ｄ）より０．０４ｍｍ〜０．２４ｍｍだけ小さい外径（Ｅ）を有する金属製棒状体であり、インキ誘導芯（４）の先端に先細形状部（４１）を周状に設け、該先細形状部（４１）を内方突起（３１）の後面に当接させ、インキ誘導芯（４）の表面に微細な凹凸を設けてなることを特徴とするボールペンチップ。
【請求項２】
インキ誘導芯（４）の後端をインキ含浸体（５）に突き刺し状態で接続させてなる請求項１のボールペンチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボールペンチップに関する。詳細には、比較的低粘性の水性インキに好適なパイプ式のボールペンチップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のボールペンチップにおいて、ペン先を上向き状態で放置したり、輸送時や携帯時に衝撃が加わったとき、ボール背面のインキが後方へドロップバックすることを抑制する目的で、例えば、実公平３−５６３８５号公報には、「先端部にボールを回動可能に、また、内部にインキ誘導部材（本発明のインキ誘導芯に相当）をそれぞれ配置するためのチップであって、外方よりの押圧変形によって形成した複数の内方突出部をボール受座となす、水性インキを使用するボールペン用の金属パイプ製チップにおいて、前記押圧変形時にクラックを形成することにより、前記内方突出部の内壁面に溝を形成したことを特徴とするボールペン用の金属パイプ製チップ。」が開示されている。また、前記公報の実施例には、インキ誘導部材の例として、「繊維収束体、樹脂焼結体、発泡体、押出成形体、あるいは、金属棒やセラミック棒などよりなる内外壁にインキ流通路を適宜形成したインキ誘導部材」が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のボールペンチップは、一般に、外径が０．５ｍｍ乃至０．７ｍｍのボールが採用されており、筆跡幅が太く、手帳等の細部への書き込みには適していない。そこで、筆跡幅の細い細字用のボールペンチップを得ようと、さらに外径の小さいボール、例えば、外径が０．３ｍｍ又は０．４ｍｍ等のボールを採用すると、それに対応して金属パイプ及びインキ誘導芯も細いものを用意しなければならない。
【０００４】
インキ誘導芯が合成樹脂製である場合、外径の細いインキ誘導芯（具体的には０．４ｍｍより小のもの）は、成形が困難であり、その上、軽量である同時にインキ誘導芯同士の摩擦によって静電吸着しがちであるため、取り扱いが容易ではない。さらに、インキ誘導芯の後端が、繊維体又は多孔質体等に突き刺し状態で接続される場合、合成樹脂製の細径のインキ誘導芯では、強度が不足し折れ曲がり易く、正常に繊維体又は多孔質体等に突き刺さらないおそれがある。
【０００５】
また、金属製のインキ誘導芯の場合、製造の際、その端部の形状にばらつきが有る。そのため、インキ誘導芯は内方突起との適正な当接が成されず、インキ誘導芯先端とボール背面との間に形成される空間を大きくし、それにより、インキ導出性を悪くさせ筆跡途切れを発生させたり、あるいは、インキ誘導芯先端がボール背面と接触し、ボールの円滑な回転を妨げるおそれがある。その上、金属製のインキ誘導芯は、その外径を細径にすればするほど、長手方向のインキ誘導用の溝や孔等を内外面に設けることが製造上困難となる。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するものであって、製造が容易である同時にインキ導出性にも優れ、細字筆記に最適な水性インキ用ボールペンチップを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
▲１▼  概要
本発明は、金属製円筒状の細管３の先端近傍に押圧変形によって複数の内方突起３１を設け、該内方突起３１前面をボール受け座となして細管３先端にボール２を回転可能に配置させ、さらに、前記細管３内にインキ誘導芯４を遊挿し、該インキ誘導芯４先端を前記内方突起３１後面に当接させ、前記細管３内面と前記インキ誘導芯４外面との間に筒状のインキ流通間隙７を形成してなるボールペンチップであって、前記インキ誘導芯４が、前記細管３の内径Ｄより０．０４ｍｍ〜０．２４ｍｍだけ小さい外径Ｅを有する金属製棒状体であることを要件とする。
【０００８】
▲２▼  インキ誘導芯
（外径寸法Ｅ）
インキ誘導芯４は、ステンレス鋼、アルミニウム、真鍮等の金属製棒状体であり、その横断面形状は円形、楕円形、正多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）等が挙げられる。本発明のインキ誘導芯４の外径寸法Ｅは、横断面形状が円形のものは直径にて、楕円又は正多角形等の異形のものは外径の最大値にて定義される。前記インキ誘導芯４の外径Ｅは、細管３の内径Ｄよりも０．０４ｍｍ〜０．２４ｍｍ（好ましくは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ）だけ小に設定されることが好ましい。細管の内径Ｄとインキ誘導芯の外径Ｅの差（即ちＤマイナスＥ）が、０．０４ｍｍよりも小さいとき、細管３内面と前記インキ誘導芯４外面との間に形成されるインキ流通間隙７が過小となり、インキのスムーズな導出を阻害し、筆跡途切れを生じさせる。一方、細管の内径Ｄとインキ誘導芯の外径Ｅの差が、０．２４ｍｍより大きいとき、前記インキ流通間隙７が過大となってそのインキ保持力が弱くなり、ペン先の上向き時に後方へインキがドロックバックしたり、筆記時にペン先からインキが過剰に流出（ボタ落ち）する。特に、前記細管の内径Ｄとインキ誘導芯４の外径Ｅの差が０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲であるとき、インキ流通間隙７は、筆跡途切れのない確実なインキ導出と、ドロップハドックのない安定したインキ保持力を有する。
【０００９】
（先細形状部）
前記インキ誘導芯４は、その先端に先細形状部４１（例えば、凸曲面、凹曲面又はテーパ面）を周状に有し、該先細形状部４１を内方突起３１の後面に当接させてなることが好ましい。
【００１０】
（表面処理）
前記インキ誘導芯４は、その外周面又は内部に長手方向の溝や孔等のインキ誘導路を存在させてもよいし、又は全く存在させなくてもよい。前記インキ誘導路が存在しないインキ誘導芯４において、インキ濡れ性を向上させるためにその表面に、界面活性剤を塗布させたり、酸による腐食処理やサンドブラスト等によって微細な凹凸を形成すること、即ち、粗面化処理を施すことが好ましい。前記腐食処理として、例えば、塩酸、硫酸、硝酸等の酸によって腐食させ、その表面に金属の結晶粒レベルの微細な凹凸を形成する方法が挙げられる。
【００１１】
（インキ含浸体）
前記インキ誘導芯４は、その後端をインキ含浸体５に突き刺し状態で接続させてなることが好ましい。前記インキ含浸体５とは、例えば、繊維束の樹脂加工体、連続気泡を有する合成樹脂製多孔質体等が挙げられる。
【００１２】
▲３▼  インキ流通間隙
細管３内面とインキ誘導芯４外面との間に形成されるインキ流通間隙７は、円筒状が好ましい。前記インキ誘導芯４が前記細管３の内径Ｄよりも０．０４ｍｍ〜０．２４ｍｍだけ小さい外径Ｅを有することにより、前記インキ流通間隙７は、その間隙寸法Ｆ（正確には径方向の片側の間隙寸法の最小値）が、０．０２ｍｍ〜０．１２ｍｍ（好ましくは、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ）の範囲に設定される。特に、前記間隙寸法Ｆが０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲において、ペン先の上向き保管時のインキドロップバックのおそれがなく、その上、筆記時の円滑なインキ導出が可能となる。
【００１３】
▲４▼  細管
前記細管３は、形状としては略均一肉厚、即ち略均一の内外径を有する円筒ストレート状（直管状）のものが有効である。また、材質としては、押圧変形が容易なオーステナイト系のステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３２１）が挙げられる。さらに、細管３の内径Ｄは、細幅の筆跡を得るために、０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲が有効であり、ボール２の外径より僅かに大径に設定される。具体的には、前記細管３内径Ｄは、ボール外径よりも０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度大に設定され、これによって、筆記時、がたつきが少ない滑らかなボール２の回転が得られる。
【００１４】
▲５▼  ボール
前記ボール２の外径は、細管３の内径Ｄより僅かに小径（具体的には、細管３の内径Ｄより０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度小）であり、具体的には０．２ｍｍ〜０．４５ｍｍの範囲である。
【００１５】
▲６▼  内方突起
前記内方突起３１は、細管３の外周面に複数個（具体的には３個又は４個）が、周状に等間隔に設けられることが好ましい。隣り合う前記内方突起３１の間には、インキ流通間隙７の間隙寸法Ｆと同程度の毛細間隙３１ａ（間隙寸法Ｇが０．０２ｍｍ〜０．１２ｍｍ）が設けられる。
【００１６】
【作用】
インキ流通間隙７、及び隣合う内方突起３１の間の毛細間隙３１ａによって、後方からインキがボール２背面に供給される。特に、本発明ボールペンチップ１は、前記インキ誘導芯４が、前記細管３の内径Ｄよりも０．０４ｍｍ〜０．２４ｍｍだけ小さい外径Ｅを有するため、インキのドロップバックやボタ落ちのおそれがないインキ流通間隙７を設定でき、途切れのないスムーズなインキ導出が可能である。さらに、前記インキ誘導芯４が金属製棒状体であることによって、細径のインキ誘導芯４を容易に製造できるとともに、インキ誘導芯４の取扱いが容易となるので、インキ誘導芯４のボールペンチップ１への組み付け作業を向上させる。
【００１７】
インキ誘導芯４の先端に、先細形状部４１を周状に設けることによって、インキ誘導芯４の先端を先細形状にバラツキなく安定させる。さらに、前記先細形状部４１（例えば曲面又はテーパ面）を内方突起３１後面に確実に当接させることによって、インキ誘導芯４をボール２背面に接近させ、インキ誘導芯４の先端とボール２背面との間の空間を比較的小さく且つバラツキなく安定した大きさに設定できる。それにより、ボール２背面でのインキの保持力を向上させ、筆記時の筆跡途切れを防止する。
【００１８】
インキ誘導芯４の表面に微細な凹凸を設けたことによって、インキ誘導芯４が、インキ誘導路の形成が困難な細径の金属棒であるにもかかわらず、インキ誘導芯４表面のインキ濡れ性を向上でき、その結果、安定したインキ導出性能を満足できる。
【００１９】
インキ誘導芯４後端を、インキ含浸体５に突き刺し状で接続させる構成の場合、インキ誘導芯４は、金属製棒状体であるため、折れ曲がりに対する十分な強度を有し、確実にインキ含浸体５と接続される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って、本発明の具体的な実施態様を説明する。
【００２１】
実施例１（図１〜図４）
図１は、本発明ボールペンチップ１の第１実施例の縦断面図である。ボールペンチップ１は、主に、先端にボール２を回動自在に抱持する金属製の細管３と、該細管３内に遊挿配置される金属製棒状のインキ誘導芯４と、前記細管３を前部に保持するとともに後部にインキ含浸体５を挿着させた合成樹脂製のホルダー６とからなる。
【００２２】
前記ホルダー６は、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリエチレン等の合成樹脂の射出成形により得られる。さらに、前記ホルダー６は、筒状体であり、前部には細管用取付孔６１、後部には含浸体用取付孔６２、そして前記二つの取付孔６１・６２の間には連通孔６３が設けられる。前記細管用取付孔６１には細管３後部が圧入固着され、前記含浸体用取付孔６２には棒状のインキ含浸体５（例えばポリエステル繊維の樹脂加工体）前部が挿着される。前記ホルダー６は、その後端部において前記インキ含浸体５外周面と熱融着されている。
【００２３】
前記細管３内には、インキ誘導芯４が遊挿される。前記インキ誘導芯４は、その先端が内方突起３１の後面に当接されるとともにその後端が前記インキ含浸体５先端に突き刺され、即ち前記内方突起３１と前記インキ含浸体５とによって挟持固定されている。そして、インキ誘導芯４外面と、細管３内面及び連通孔６３内面との間には、毛細管力を有する円筒状のインキ流通間隙７が形成される。
【００２４】
前記ホルダー６の前部外周面には、金属（例えば、真鍮）製の支持筒６４が圧入固着されている。前記支持筒６４は、筆記時、細管３外周面を支持し、細管３のぐらつきや折れ曲がりを防止する。
【００２５】
次に、図２乃至図４に従って、図１のボールペンチップ１の先端部をさらに詳細に説明する。図２は図１のＡ部拡大図、図３は図２の線Ｂ−Ｂに沿う断面図、図４は図２の線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。
【００２６】
細管３としては、外径：０．５ｍｍ、内径Ｄ：０．３２ｍｍと、外径：０．６５ｍｍ、内径Ｄ：０．４２ｍｍのステンレス鋼製（具体的にはＳＵＳ３０４）の円筒体が２種類用意される。前記細管３の先端近傍には、等間隔周状に３個の内方突起３１が、外方から内方への押圧変形によって円錐面状又は球面状に設けられ、さらに前記細管３先端には、内方に変形された円錐面状の先端縁部３２が設けれる。前記内方突起３１と前記先端縁部３２とによって、前記細管３先端にボール２が回転可能に抱持される。前記ボール２は、超硬合金製の２種類の外径（具体的には、内径０．３２ｍｍの細管３に対応した０．３ｍｍの外径と、内径０．４２ｍｍの細管３に対応した０．４ｍｍの外径）を有するものが用意される。また、前記内方突起３１のそれぞれの間には、毛細間隙３１ａ（間隙寸法Ｇの最小値は０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度）が設けられる。又、内方突起３１の頂点に接する仮想内接円の直径Ｈは、それぞれ０．１３ｍｍ（ボール外径０．３ｍｍに対応）、０．１５ｍｍ（ボール外径０．４ｍｍに対応）であり、インキ誘導芯４の外径Ｅ及びボール２の外径より小である。
【００２７】
インキ誘導芯４は、その外径Ｅが０．２ｍｍ及び０．３ｍｍの円形断面を有するステンレス鋼製（具体的には、ビッカース硬さ１５０〜５００のＳＵＳ３０４）のストレート状棒状体（又は線状体）である。前記外径Ｅが０．２ｍｍのインキ誘導芯４は、内径０．３２ｍｍの細管及び外径０．３ｍｍのボールに対応し、前記外径Ｅが０．３ｍｍのインキ誘導芯４は、内径０．４２ｍｍの細管及び外径０．４ｍｍのボールに対応している。前記インキ誘導芯４は、適宜寸法に切断された後、バレル研磨よって、その両端にＲ曲面（凸曲面）が環状に形成される。前記バレル研磨の具体的な方法としては、例えば、数量１０００〜１００００個単位で、外径１ｍｍ〜１０ｍｍの球状砥石と水を用いて、０．５〜２時間、研磨処理を行う方法が挙げられる。前記バレル研磨により、大量のインキ誘導芯４を短時間で効率よく処理することができる。前記インキ誘導芯４は、内外面に、長手方向の溝や孔等によるインキ導出路を有していないが、その表面には、酸による腐食（具体的には、インキ誘導芯４を、１０％塩酸水溶液中に５時間、浸漬させる）処理により金属結晶粒径サイズの微細な凹凸が設けられ、インキ導出に十分なインキの濡れ性が付与される。
【００２８】
前記インキ誘導芯４の先端は、その先細形状部４１にて内方突起３１後面に当接されているため、ボール２背面とインキ誘導芯先端との間の長手方向の隙間を比較的小さく設定でき、ボール２背面での毛細管によるインキ保持力を向上させる。その上、前記インキ誘導芯４の先端は、ボール２背面と非接触状態にあるため、ボールのスムーズな回転を阻害することがない。
【００２９】
適用例１（図５）
図５に、図１のボールペンチップ１の適用例を示す。これは、第１実施例（図１）のボールペンチップ１（即ち、ボール２、細管３、インキ誘導芯４、インキ含浸体５、ホルダー６、及び支持筒６４からなるボールペンチップ１）を先端に固着したインキ保溜部材９と、前記インキ保溜部材９を前部に装着するとともに生インキ（低粘度水性インキ）を収容するインキタンク８１を後部に形成する軸筒８とからなる直液式水性ボールペンである。
【００３０】
前記インキ保溜部材９は、インキタンク８１内の圧力変化に応じた溢出インキを一時的に保持するものであり、周面に多数の保溜溝９２を形成する複数の櫛歯９１と、前記櫛歯９１に軸方向に貫設されて前記保留溝９２に連通するスリット９３と、前記スリット９３の対向位置の櫛歯９１に配設される空気交替凹溝９４と、軸心に貫設される中心孔９５とが、合成樹脂（例えばＡＢＳ樹脂）により一体的に形成される。
【００３１】
前記中心孔９５には、外周面または内周面に毛細管力を有する軸方向のインキ導出路を備えたインキ供給芯９６（具体的には合成樹脂の押出成形体よりなる）が挿着されている。また、前記インキ供給芯９６の先端は、研削により先鋭化され、インキ含浸体５の後端に突き刺し状態で接続されている。
【００３２】
適用例２（図６）
図６に、図１のボールペンチップ１の適用例を示す。これは、第１実施例（図１）のボールペンチップ１を軸筒８先端に挿着した、いわゆる中綿式の水性インキボールペンである。軸筒８内には、繊維加工体または多孔質体よりなるインキ吸蔵体８２（中綿）が収容配置されている。前記インキ吸蔵体８２は、内部に低粘度の水性インキが含浸され、そして、軸筒８内壁に配設した当接用リブ８３と、軸筒８後端開口部に嵌着した尾栓８４とによって挟持固定されている。また、前記インキ吸蔵体８２の先端には、棒状のインキ含浸体５の後端が突き刺し状態で没入接続されている。
【００３３】
実施例２（図７）
図７は、インキ誘導芯４の端部の形状の他の例を示す。インキ誘導芯４の先端には、切削、研削、又は塑性加工等によって、環状のテーパ面（円錐面）が設けられ、先細形状部４１が構成されている。前記インキ誘導芯４の先端は、内方突起３１後面に当接されているが、ボール２背面には非接触である。他の構成及び作用効果は、図１と同様である。
【００３４】
実施例３（図８）
図８は、インキ誘導芯４の端部の形状の他の例を示す。インキ誘導芯４の先端には、切削、研削、バレル研磨、又は塑性加工等により、環状のＲ曲面を含む半球面が形成され、先細形状部４１が構成されている。前記インキ誘導芯４の先端は、内方突起３１後面に当接されているが、ボール２背面には非接触である。他の構成及び作用効果は、図１と同様である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のボールペンチップは、請求項１の構成（即ち、インキ誘導芯が、細管の内径より０．０４ｍｍ〜０．２４ｍｍだけ小さい外径を有する金属製棒状体であること）によって、製造組立が容易であり、インキ導出性にも優れ、細字筆記に最適である。
【００３６】
請求項１の構成（即ち、インキ誘導芯の先端に、先細形状部を周状に設け、該先細形状部を内方突起の後面に当接させてなること）によって、インキ誘導芯の先端の形状をバラツキなく安定させ、その結果、ボール背面でのインキの保持力を向上させ、筆記時の筆跡途切れを防止する。
【００３７】
請求項１の構成（即ち、インキ誘導芯表面に微細な凹凸を設けること）によって、インキ誘導芯のインキ濡れ性を向上でき、その結果、安定したインキ導出性能を満足できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の縦断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図２の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図４】図２の線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。
【図５】本発明第１実施例の適用例を示す縦断面図である。
【図６】本発明第１実施例の適用例を示す縦断面図である。
【図７】本発明に適用するインキ誘導芯端部の他の例を示す拡大断面図である。
【図８】本発明に適用するインキ誘導芯端部の他の例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ボールペンチップ
２  ボール
３  細管
３１  内方突起
３１ａ  毛細間隙
３２  先端縁部
４  インキ誘導芯
４１  先細形状部
５  インキ含浸体
６  ホルダー
６１  細管用取付孔
６２  含浸体用取付孔
６３  連通孔
６４  支持筒
７  インキ流通間隙
８  軸筒
８１  インキタンク
８２  インキ吸蔵体
８３  当接用リブ
８４  尾栓
９  インキ保溜部材
９１  櫛歯
９２  保溜溝
９３  スリット
９４  空気交替凹溝
９５  中心孔
９６  インキ供給芯
Ｄ  細管の内径寸法
Ｅ  インキ誘導芯の外径寸法
Ｆ  インキ流通間隙の間隙寸法
Ｇ  毛細間隙の間隙寸法
Ｈ  内方突起の頂点に接する仮想内接円の直径
【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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