(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端ボール（２）の後方のインキ流通路（５）に、自重により前後動可能な弁球（３）と、前記弁球（３）がペン先上向き時に後方移動して密接する座部（４）とを備えたボールペンであって、前記弁球（３）が、コバルト及びクロムを含有したタングステンカーバイドの焼結体であり、前記弁球（３）の全成分中、コバルトの含有量が８〜１５重量％、クロムの含有量が２〜７重量％であることを特徴とするボールペン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールペンに関する。さらに詳細には、先端ボールとインキ収容部との間のインキ流通路に、自重により前後動自在の逆流防止用の弁球を収容した水性インキボールペンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のボールペン（図３参照）において、逆流防止用の弁球３ａとして、超硬合金製ボール（詳細には、コバルトを含有したタングステンカーバイドの焼結体からなるボール）が採用されている。  前記従来の超硬合金製の弁球は、特に内部に収容されたインキが水性の場合、前記弁球成分のコバルトが、インキ中に溶け出し、インキ中の染料やその他の添加剤等のアニオン性の成分と反応して不溶性のコバルト塩を生成し、その析出物７１ａを弁球表面やインキ中に生じさせやすい。そして、前記析出物によって、先端ボールからのスムーズなインキ出が阻害され、最悪の場合にはインキ流通路が塞がれ筆記不能となったり、あるいは弁球３ａと座部４ａとの弁閉鎖が不完全なものになりがちである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の問題点を解決するものであって、弁球の腐食を抑制し、適正なインキ出や十分な逆流防止弁機能を長期にわたり満足させるボールペンを提供しようとするものである。尚、本発明で「前」とはペン先方向を、「後」とは尾栓方向をいう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端ボール２の後方のインキ流通路５に、自重により前後動可能な弁球３と、前記弁球３がペン先上向き時に後方移動して密接する座部４とを設けたボールペン１であって、前記弁球３が、コバルト及びクロムを含有したタングステンカーバイドの焼結体からなることを要件とする。
【０００５】
前記弁球３が、コバルト及びクロムを含有したタングステンカーバイドの焼結体からなること（即ち、コバルトを含有するタングステンカーバイドの焼結体にクロムを添加したこと）により、弁球３表面の不動態皮膜が強化され、コバルトがインキ７１中に溶け出すことが抑制され、析出物の発生（即ち、腐食）が抑えられる。その結果、インキ出不良や弁の作動不良が減少する。
【０００６】
また、弁球３の全成分中で、コバルト（Ｃｏ）の含有量が８〜１５重量％、クロム（Ｃｒ）の含有量が２〜７重量％することが好ましい。それにより、腐食することなく、十分な逆流防止弁機能を長期にわたり満足させる弁球３を確実に構成する。前記コバルトの含有量は、８重量％より小の場合、抗折力が低下し、一方、１５重量％より大の場合、硬さが低下し、弁球３表面に微細なクラックや傷を発生させ、弁球３としてのシール機能を損ねる。また、前記クロムの含有量は、２重量％より小の場合、耐腐食性が劣り、一方、７重量％より大の場合、抗折力が低下し、弁球３表面にヒビ割れを生じさせ、前記同様、弁球３の弁機能を阻害するおそれがある。
【０００７】
さらに、前記コバルト及びクロム成分の含有量を特定したとき、残部のタングステンカーバイド（ＷＣ）の含有量は、全重量１００％に対して、７８〜９０重量％であることが有効である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
【０００９】
図１及び図２に本発明ボールペン１の一実施例（ペン先上向き状態）を示す。本実施例は、軸筒内に交換可能に収容されるボールペンレフィールである。前記レフィールは、主に、先端にボール２を回転可能に抱持する金属製（ステンレス鋼製）のチップ８と、前記チップ８を先端に固着させた合成樹脂製のホルダー６と、前記ホルダー６を先端に固着させたインキ収容管７とからなる。
【００１０】
前記ホルダー６の内部には、前方に開口するチップ取付孔６１と、後方に開口するインキ流通孔５を有し、前記二つの孔５及び６１が規制壁６２の通孔６３を介して連通されている。前記チップ取付孔６１には、ボールペンチップ８が圧入固着され、一方、前記インキ流通孔５には、弁球３が遊挿されると共に、その内壁に環状体よりなる座部４が圧入固着される。さらに、ホルダー６の前部外面には、前記チップ８の折れ曲がりを防止するために、チップ８の外周面を保持する支持筒８３が固着される。
【００１１】
前記規制壁６２は、その前面でチップ８の後端が当接され、その後面で弁球３が当接される。前記規制壁６２の後面は、弁球３の前方移動を規制すると同時に、インキの流通を確保するものであればよく、ここでは、弁球３が規制壁６２の通孔６３を塞がないよう該通孔６３の周壁が異形状（具体的には段差状）になっている。
【００１２】
前記弁球３は、コバルト（含有量１２％）、クロム（含有量４．５％）を含有するタングステンカーバイドの焼結体からなるボール（外径０．７ｍｍ，比重１３〜１５）であり、インキ流通孔５の前記座部４と規制壁６２の間の空間（即ち弁室）に前後動自在に収容される。また、前記座部４は、ステンレス鋼製のパイプ（外径１．１ｍｍ、内径０．６ｍｍ）を、適宜長さ（長手寸法２ｍｍ）に切断することにより得られる。
【００１３】
また、前記インキ収容管７は、半透明の合成樹脂からなり、その内部には、剪断減粘性を有する水性インキ７１（比重１．０５〜１．１５）が直接収容され、さらに、前記インキの後端にはインキ消費に伴ってペン先方向へ移動するグリス状の逆流防止剤７２が充填されている。また、前記インキ収容管７の後端開口には、中心に通気孔９１を備えた尾栓９が圧入固着されている。前記インキ７１及び逆流防止剤７２は、インキ収容管７に充填した後、遠心分離機によりペン先側へ移動され、インキ７１中及び逆流防止剤７２中の空気（気泡）がインキ収容管後端から外部へ放出される。
【００１４】
ボールペンチップ８は、外径０．３ｍｍの先端ボール２を、先端に回動自在に抱持したステンレス鋼製の円筒状パイプからなる。前記パイプの先端近傍には、外周面の３か所が等間隔に外方から内方に押圧変形されて複数の内方突起が形成され、それによりボール受け座８１が形成される。また、前記パイプの先端には、内方へ押圧変形されて内向きテーパ状の先端縁部８２が形成される。前記ボール受け座８１の前面と前記先端縁部８２の後面の間は、先端ボール２が配置され、該先端ボール２が前記ボール受け座８１及び前記先端縁部８２によって回動自在に抱持される。
【００１５】
図１、図２に示すように、前記レフィルを上向き状態としたとき、前記弁球３は、インキ７１との適正な比重差によりインキ７１中を落下する。一方、図示はしないが、ペン先を下向きにしたとき、弁球３は、規制壁６２に当接し、規制壁６２の通孔６３を塞ぐことがなく、筆記に見合うインキ流通を確保する。
【００１６】
尚、前記座部４は、ホルダー６又はチップ８と一体に形成してもよいが、チップ８が本実施例のように比較的細径のパイプ状である場合、ホルダー６の後方から別部材を圧入する構成にすることが有効である。
【００１７】
（腐食試験）
二種類の弁球３（▲１▼本発明の弁球：成分は、ＷＣが８３．５％、Ｃｏが１２％、Ｃｒが４．５％）（▲２▼従来の弁球：成分は、ＷＣが９４．０％、Ｃｏが６．０％）を前記レフィルに適用し、三種の経時保管条件（室温１ヶ月，５０℃１ヶ月，５０℃２ヶ月）で腐食試験を行った。その結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
0003746846.tif 000002
【００１９】
前記結果が示すように、▲２▼の従来の弁球では、室温１ヶ月で腐食し、その析出物によって筆記不能となった。前記析出物を分析したところ、コバルト（金属イオン）とインキ成分（アニオン性成分）の反応生成物であった。
【００２０】
一方、▲１▼の本発明の弁球３では、５０℃２ヶ月を過ぎても、全く腐食せず、筆記可能であった。これは、弁球３の成分中に、クロムを含有させたことにより、弁球３表面に耐腐食性に有効な不動態皮膜が形成されたためと推測される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明ボールペンは、弁球が、コバルト及びクロムを含有したタングステンカーバイドの焼結体からなることから、弁球の腐食によってインキ中や弁球表面に析出物が発生することが抑止される。それにより、適正なインキ流出、及び十分な逆流防止弁機能が長期にわたり満足される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ボールペンの縦断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】従来の不具合を示す図１のＡ部に相当する拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ボールペン
２  先端ボール
３  弁球
４  座部
４１  中心孔
５  インキ流通路（インキ流通孔）
６  ホルダー
６１  チップ取付孔
６２  規制壁
６３  通孔
７  インキ収容管
７１  水性インキ
７２  逆流防止剤
８  チップ
８１  ボール受け座
８２  先端縁部
８３  支持筒
９  尾栓
９１  通気孔
【図１】
0003746846.tif 000003
【図２】
0003746846.tif 000004
【図３】
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