JP2006103288A - パイプ式ボールペンチップ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パイプ式ボールペンチップに特有のポンチ加工により生じる不具合を解消し、カシメ部内周面とボールとの十分なシール性、方向性の無いインキ流出性、及び円滑な筆記感が得られるパイプ式ボールペンチップ及びパイプ式ボールペンチップの製造方法を提供する。
【解決手段】金属製細管３の先端に先細状のエッジ部３１を形成する。ポンチ加工より、エッジ部３１後方の細管３内周面に、ボール受け座用の複数の内方突出部３４を周方向等間隔に形成する。エッジ部３１の先端を内方に円周状に折り曲げることによってカシメ部３５を形成する。内方突出部３４とカシメ部３５との間でボール２を回転可能に抱持する。ボール２が前方に付勢されてカシメ部３５の内周面に密接可能に構成される。カシメ部３５の内周面にボール２を圧接させることにより、カシメ部３５の内周面にボール２と同等の曲率を有する球面状凹部３５ａを形成する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、金属製細管の先端近傍の内面にボール受け座用の複数の内方突出部をポンチ加工により形成したパイプ式ボールペンチップ及びその製造方法に関する。尚、本発明で「前」とはボール側を指し、「後」とはその反対側を指す。

従来、この種のパイプ式ボールペンチップにおいて、特許文献１には、金属製細管の先端近傍内面に複数の内方突出部よりなるボール受け座を塑性変形により形成し、ボールをスプリングにより前方に付勢し、該ボールをカシメ部内周面に密接させる構成のパイプ式ボールペンチップが開示されている。

前記従来のパイプ式ボールペンチップは、ボール受け座用の複数の内方突出部を得るために、細管の外周面にポンチ加工により複数の凹部を形成した際、そのポンチ加工の影響により、先細状エッジ部の先端のカシメ部内周面の横断面形状が円形から歪んだ形状になりがちである。そうした場合、ボールの外周面とカシメ部内周面とのシール性が低下し、ペン先下向き状態においてカシメ部内周面とボールとの間からインキが外部に漏出したり、インキ出に方向性が生じ、筆記方向によりインキ吐出量の差が大きくなったり、ボールの回転が不均一となり、筆記感が低下する等の不具合が生じるおそれがある。

また、特許文献２のパイプ式ボールペンチップでは、ボールを前方に付勢するスプリングのストレート部が、内方突出部の相互間の放射状インキ流出孔の周縁端部に入り込むことを回避する目的で、内方突出部を形成する際の内方変形量（即ちポンチ加工により形成される凹部）を比較的大きくしている。そのため、前記特許文献２のパイプ式ボールペンチップは、一層、カシメ部の内周面の横断面形状が円形状から歪んだ形状になりやすい。

また、特許文献３には、カシメ部内周面とボールとのシール性を向上させる目的で、ボールにカシメ部を圧接させるカシメ加工を行うことにより、ボールと接触するカシメ部内壁をボールと同径の球面に形成したボールペンチップの製造方法が開示されている。また、前記特許文献３には、前記カシメ部内壁をボールと同径の球面に形成する際（即ちボールをカシメ部内周面に圧接するカシメ加工を行う際）、ボール支持ロッドでボールを押し上げる方法（ａ）と、ボール受け座でボールを支持する方法（ｂ）とが開示されている。

前記特許文献３のボール支持ロッドでボールを押し上げる方法（ａ）では、採用されるボールペンチップは、ボール受け座のインキ流通孔（キャピラリーホール）が横断面円形状である。しかし、本願のボールペンチップは、パイプ式であり、ボール受け座のインキ流通孔が横断面非円形状（即ち、内方突出部の相互間に形成されるインキ流通孔の横断面形状が中心部から径方向外方に延びる放射状）である。そのため、前記方法（ａ）のボール支持ロッドでボール後面の中心を押圧することは容易ではない。従って、前記方法（ａ）をパイプ式ボールペンチップに採用した場合、カシメ部内周面にボールと同径の球面を適正に形成することができず、カシメ部とボールとの間の十分なシール性が得られないおそれがある。

また、前記特許文献３のボール受け座でボールを支持する方法（ｂ）では、ボールをカシメ部内周面に圧接するカシメ加工の際、ボール後面が、ボール受け座のインキ流通孔の開口縁に圧接される。前記方法（ｂ）では、ボールペンチップのインキ流通孔の開口縁は、形状が不安定なエッジ形状である。そのため、ボールの中心とボール受け座の中心（即ちチップ本体の軸心）とをバラツキ無く常に一致させ、ボールを支持することが困難である。

また、従来、パイプ式ボールペンチップにおいて、細管内周面には微細な凹凸が生じやすい。前記微細な凹凸は、ボールを収容するボールハウスの内面を切削加工により得るタイプに比べ、本願のようなボールハウス内面を切削加工しないタイプの場合に発生しやすい。もし、前記微細な凹凸がエッジ部内周面に存在していると、カシメ部（エッジ部先端を内方へ折り曲げた部分）の内周面とボールとのシール性（密着性）が低下し、ペン先下向き状態においてカシメ部内周面とボールとの間からインキが外部に漏出するおそれがある。特に、低粘度インキの場合、前記インキ漏出が発生しやすい。
実用新案登録第２５７７５４４号 特開２００３−１３６８７７号 特許第２７７０１４８号

本発明は前記従来の問題点を解決するものであって、パイプ式ボールペンチップに特有のポンチ加工により生じる不具合を解消し、カシメ部内周面とボールとの十分なシール性、方向性の無いインキ流出性、及び円滑な筆記感が得られるパイプ式ボールペンチップ及びパイプ式ボールペンチップの製造方法を提供しようとするものである。

本発明は、以下の要件を特徴とする。

（請求項１）
金属製細管の先端に先細状のエッジ部を形成し、前記エッジ部後方の細管の外周面にポンチ加工を施すことにより、前記エッジ部後方の細管内周面にボール受け座用の複数の内方突出部を周方向等間隔に形成し、前記エッジ部の先端を内方に円周状に折り曲げることによってカシメ部を形成し、前記内方突出部と前記カシメ部との間でボールを回転可能に抱持し、前記ボールが前方に付勢されてカシメ部の内周面に密接可能に構成されるパイプ式ボールペンチップであって、前記カシメ部の内周面にボールを圧接させることにより、前記カシメ部の内周面にボールと同等の曲率を有する球面状凹部を形成してなることを特徴とするパイプ式ボールペンチップ。

（請求項２）
前記カシメ部内周面及びカシメ部後方のエッジ部内周面が、内方突出部後方の細管内周面よりも平滑である請求項１記載のパイプ式ボールペンチップ。

（請求項３）
金属製細管の先端に先細状のエッジ部を形成するエッジ部形成工程と、金属製細管の先端近傍の外周面の複数箇所を周方向等間隔にポンチ加工することにより、前記細管の先端近傍の内周面にボール受け座用の複数の内方突出部を形成するボール受け座形成工程と、前記ボール受け座形成工程の後、前記内方突出部の前側にボールを挿入し、前記細管のエッジ部の先端を内方へ円周状に折り曲げ、前記エッジ部の先端内周面をボールに圧接させることにより、ボールと同等の曲率の球面状凹部を内周面に備えたカシメ部を形成し且つ前記カシメ部先端の内周面を横断面円形状に矯正してなるカシメ工程と、前記カシメ工程の後、前記ボールをハンマーで後方に押圧することにより、ボールとカシメ部内周面との間に前後方向の隙間を形成し且つ内方突出部の前面にボールと同等の曲率の球面状凹部を形成するハンマーリング工程とからなることを特徴とするパイプ式ボールペンチップの製造方法。

（請求項４）
前記ボール受け座形成工程において、または、前記ボール受け座形成工程直後から前記カシメ工程直前までの間において、円錐面状または球面状の先端面を備えた押圧ピンを細管の先端開口より挿入し、前記押圧ピンの先端面が内方突出部の前面を押圧することにより、内方突出部の前面に円錐状または球面状の仮の凹部を形成してなる請求項３記載のパイプ式ボールペンチップの製造方法。

（請求項５）
前記カシメ工程時、前記仮の凹部とボール支持ピンとにより前後方向にボールを挟持してなる請求項４記載のパイプ式ボールペンチップの製造方法。

（請求項６）
前記エッジ部形成工程において、金属製細管内に予め外周面を平滑にしたセンターピンを挿入し、前記細管の外周面に回転ローラーを圧接させる塑性加工によって、前記細管の先端に先細状のエッジ部を形成し、エッジ部の先端の内周面にエッジ部後方の細管内周面より平滑な環状平滑面を形成すると同時に、エッジ部の外周面の硬度をエッジ部後方の細管外周面の硬度より高くしてなる請求項３、４または５記載のパイプ式ボールペンチップの製造方法。

請求項１によれば、カシメ部の内周面の横断面形状が非円形状から円形状に矯正され、方向性の無いインキ流出性と均一なボールの回転による円滑な筆記感が得られる。さらに、カシメ部内周面とボールとのシール性が向上し、ペン先下向き状態で長期間保管したとしても、カシメ部とボールとの間からインキが外部に漏出するおそれがない。

請求項２によれば、カシメ部内周面とボールとのシール性がより一層向上し且つ円滑なボールの回転が得られる。さらに、細管の全体の内周面を平滑化する必要がなく、製造コストを抑えることができる。

請求項３によれば、エッジ部先端の内周面が、カシメ工程において、横断面円形状に矯正されてなることによって、方向性の無いインキ流出性と均一なボールの回転による円滑な筆記感が得られるパイプ式ボールペンチップを提供できる。さらに、カシメ部内周面とボールとのシール性が向上し、ペン先下向き状態で長期間保管したとしても、カシメ部とボールとの間からインキが外部に漏出するおそれがないパイプ式ボールペンチップを得ることができる。また、ボールの回転に伴うボール受け座の摩耗を抑制できるパイプ式ボールペンチップを得ることができる。

請求項４によれば、カシメ部の内周面に球面状凹部を適正に形成することができる。

請求項５によれば、より一層、カシメ部の内周面に球面状凹部を適正に形成することができる。

請求項６によれば、球面状凹部を容易に平滑化にできる。さらに、カシメ部の耐久性が向上し、筆記開始から短期間でボールが脱落するおそれがないパイプ式ボールペンチップを得る。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明の実施の形態のパイプ式ボールペンチップ１は、金属製細管３の先端に先細状のエッジ部３１を形成し、前記エッジ部３１後方の細管３の外周面にポンチ加工を施すことにより、前記エッジ部３１後方の細管３内周面にボール受け座用の複数の内方突出部３４を周方向等間隔に形成し、前記エッジ部３１の先端を内方に円周状に折り曲げることによってカシメ部３５を形成し、前記内方突出部３４と前記カシメ部３５との間でボール２を回転可能に抱持し、前記ボール２が前方に付勢されてカシメ部３５の内周面に密接可能に構成されるパイプ式ボールペンチップであって、前記カシメ部３５の内周面にボール２を圧接させることにより、前記カシメ部３５の内周面にボール２と同等の曲率を有する球面状凹部３５ａを形成してなること（請求項１）を要件とする。

前記パイプ式ボールペンチップ（請求項１）は、カシメ部３５の内周面にボール２を圧接させることにより、前記カシメ部３５の内周面にボール２と同等の曲率を有する球面状凹部３５ａを形成してなることによって、カシメ部３５の内周面の横断面形状が非円形状から円形状に矯正され、方向性の無いインキ流出性と均一なボール２の回転による円滑な筆記感が得られる。

さらに、前記パイプ式ボールペンチップ（請求項１）は、前方付勢されたボール２がカシメ部３５の内周面の球面状凹部３５ａに確実に環状に密接されるため、カシメ部３５内周面とボール２とのシール性が向上し、ペン先下向き状態で長期間保管したとしても、カシメ部３５とボール２との間からインキが外部に漏出するおそれがない。

即ち、パイプ式ボールペンチップ（請求項１）は、ポンチ加工により生じる不具合（方向性のあるインキ流出性、不均一なボール２の回転、及びカシメ部３５とボール２とのシール性低下）を解消できる。

〔２〕前記請求項１のパイプ式ボールペンチップにおいて、 前記カシメ部３５内周面及びカシメ部３５後方のエッジ部３１内周面が、内方突出部３４後方の細管３内周面よりも平滑であること（請求項２）が好ましい。それにより、カシメ部３５内周面とボール２とのシール性がより一層向上するとともに円滑なボールの回転が得られ、細管３の全体の内周面を平滑化する必要がなく、製造コストを抑えることができる。前記カシメ部３５内周面及びカシメ部３５後方のエッジ部３１内周面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．２５μｍ以下が好ましく、前記内方突出部３４後方の細管３内周面の表面粗さ（Ｒａ）は、０．４μｍ以上であることが好ましい。

〔３〕また、本発明の実施の形態のパイプ式ボールペンチップの製造方法は、金属製細管３の先端に先細状のエッジ部３１を形成するエッジ部形成工程と、金属製細管３の先端近傍の外周面の複数箇所を周方向等間隔にポンチ加工することにより、前記細管３の先端近傍の内周面にボール受け座用の複数の内方突出部３４を形成するボール受け座形成工程と、前記ボール受け座形成工程の後、前記内方突出部３４の前側にボール２を挿入し、前記細管３のエッジ部３１の先端を内方へ円周状に折り曲げ、前記エッジ部３１の先端内周面をボール２に圧接させることにより、ボール２と同等の曲率の球面状凹部３５ａを内周面に備えたカシメ部３５を形成し且つ前記カシメ部３５先端の内周面を横断面円形状に矯正してなるカシメ工程と、前記カシメ工程の後、前記ボール２をハンマー１０で後方に押圧することにより、ボール２とカシメ部３５内周面との間に前後方向の隙間を形成し且つ内方突出部３４の前面にボール２と同等の曲率の球面状凹部３４ｂを形成するハンマーリング工程とからなること（請求項３）を要件とする。

前記パイプ式ボールペンチップの製造方法（請求項３）により、ポンチ加工の影響による横断面非円形状のエッジ部３１先端の内周面（即ちカシメ部３５の内周面）が、カシメ工程において、横断面円形状に矯正されることによって、方向性の無いインキ流出性と均一なボール２の回転による円滑な筆記感が得られるパイプ式ボールペンチップを提供できる。

さらに、前記パイプ式ボールペンチップの製造方法（請求項３）により、前方付勢されたボール２がカシメ部３５の内周面の球面状凹部３５ａに確実に環状に密接されるため、カシメ部３５内周面とボール２とのシール性が向上し、ペン先下向き状態で長期間保管したとしても、カシメ部３５とボール２との間からインキが外部に漏出するおそれがない。

即ち、パイプ式ボールペンチップの製造方法（請求項３）によって、ポンチ加工により生じる不具合（方向性のあるインキ流出性、不均一なボール２の回転、及びカシメ部３５とボール２とのシール性低下）を解消できる。

また、前記パイプ式ボールペンチップの製造方法（請求項３）により、内方突出部３４の前面にボール２と同等の曲率の球面状凹部３４ｂを形成したことにより、ボール２とボール受け座との接触面積を増加させ、ボール２の回転に伴うボール受け座の摩耗（ボール２の前後方向の移動可能量の増加）を抑制できるパイプ式ボールペンチップを得る。

〔４〕前記製造方法（請求項３）において、前記ボール受け座形成工程において、または、前記ボール受け座形成工程直後から前記カシメ工程直前までの間において、円錐面状または球面状の先端面を備えた押圧ピン６を細管３の先端開口より挿入し、前記押圧ピン６の先端面が内方突出部３４の前面を押圧することにより、内方突出部３４の前面に円錐状または球面状の仮の凹部３４ａを形成してなること（請求項４）が好ましい。

前記製造方法（請求項４）により、カシメ工程時、ボール２後面を支持する箇所が、従来のようなインキ流出孔の開口縁でなく、内方突出部３４の前面に形成した円錐面状または球面状の仮の凹部３４ａである。そのため、カシメ工程時、ボール２の中心を内方突出部３４群の中心（細管３の軸心）に確実に一致させ、ボール２を安定して支持できる。その結果、カシメ部３５の内周面に球面状凹部３５ａを適正に形成することができる。尚、前記仮の凹部３４ａは、ハンマーリング工程で内方突出部３４群の前面に形成される球面状凹部３４ｂよりも、浅く凹陥形成される。

〔５〕前記請求項４の製造方法において、前記カシメ工程時、前記仮の凹部３４ａとボール支持ピン９とにより前後方向にボール２を挟持してなること（請求項５）が好ましい。即ち、前記製造方法（請求項５）は、カシメ工程時、ボール２の前面をボール支持ピン９により支持すると同時に、ボール２の後面を仮の凹部３４ａにより支持する。それにより、ボール２の前後方向のガタツキを抑え、ボール２を仮の凹部３４ａに確実に支持させ、より一層、ボール２の中心と内方突出部３４群の中心（細管３の軸心）とを一致させることができる。その結果、より一層、カシメ部３５の内周面に球面状凹部３５ａを適正に形成することができる。

〔６〕前記請求項３、４または５の製造方法において、前記エッジ部形成工程において、金属製細管３内に予め外周面を平滑にしたセンターピン４を挿入し、前記細管３の外周面に回転ローラー５を圧接させる塑性加工によって、前記細管３の先端に先細状のエッジ部３１を形成し、前記エッジ部３１の先端の内周面にエッジ部３１後方の細管３内周面より平滑な環状平滑面３３を形成すると同時に、エッジ部３１の外周面の硬度をエッジ部３１後方の細管３外周面の硬度より高くしてなること（請求項６）が好ましい。

前記製造方法（請求項６）は、カシメ工程前のエッジ部３１内周面に予め環状平滑面３３が形成されるため、カシメ工程において、前記エッジ部３１内周面の環状平滑面３３に球面状凹部３５ａを形成することになる。それにより、球面状凹部３５ａを容易に平滑化できる。また、前記製造方法（請求項６）は、エッジ部３１外周面の硬度がエッジ部３１後方の細管３外周面の硬度よりも高くなるため、エッジ部３１（即ちカシメ部３５）の耐久性が向上し、筆記開始から短期間でボール２が脱落するおそれがないパイプ式ボールペンチップを得る。

本発明のパイプ式ボールペンチップ１の製造方法の一実施例を図面に従って順に説明する（図１乃至図１０参照）。本実施例のパイプ式ボールペンチップ１の製造方法は、エッジ部形成工程（第１工程）と、ボール受け座形成工程（第２工程）と、カシメ工程（第３工程）と、ハンマーリング工程（第４工程）の４つの工程からなる。

〔エッジ部形成工程〕
エッジ部形成工程を説明する。（図１、図２参照）
金属製細管３は、ステンレス鋼（具体的には、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３２１等のオーステナイト系ステンレス鋼）のストレート状円筒体（直管状円筒体）が採用される。センターピン４は、金属製（具体的には、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼）の円柱状棒状体が採用される。前記センターピン４の外周面は予め平滑化されている。

前記細管３内に前記センターピン４を挿入する。前記センターピン４の外径は、前記細管３の内径より僅かに小さく且つボール２外径より僅かに大きく設定されている。本実施例では、細管３の外径は０．５ｍｍ、細管３の内径は０．３２ｍｍ、ボール２の外径は０．３ｍｍ、センターピン４の外径は０．３１ｍｍに設定されている。

そして、前記細管３内に前記センターピン４を挿入した状態で、前記細管３外周面中央に、テーパ部を有する二つの回転ローラー５を圧接させる。前記回転ローラー５は回転方向及び回転速度を同じに設定され、前記二つの回転ローラー５の間で細管３を転動させ、塑性変形によって細管３を中央で二等分に切断する（図１参照）。その後、細管３内からセンターピン４を抜き取る。

前記回転ローラー５のテーパ部によって、それぞれの細管３の端部には、角度αのテーパ部３２を備えた円錐面状の先細状エッジ部３１が形成される。前記角度αは、３０度〜９０度の範囲（好ましくは４０度〜８０度の範囲）に設定され、それにより、適正形状のエッジ部３１が形成できると同時に、エッジ部３１の内周面にボール２との十分なシール性が得られる環状平滑面３３を確実に形成することができる。もし、前記角度αが３０度より小さい場合、エッジ部３１の内周面に十分に表面粗さの小さい環状平滑面３３を形成することが困難となる。また、もし、前記角度αが９０度より大きい場合、エッジ部３１の先端部の肉厚が大きくなり、カシメ部３５を形成すること（即ちエッジ部３１の先端を内方に折り曲げること）が困難となる。

本実施例では、細管３の中央を二等分に切断することによって、一本の細管３から外周面にテーパ部３２が形成され且つ内周面に環状平滑面３３が形成された先細状のエッジ部３１を備えた細管３を、２本同時に製造することができる。尚、これ以外にも、本発明では、細管３の先端にセンターピン４を挿入した状態で、該細管３の一端に、回転ローラー５のテーパ部を圧接させる塑性変形によって、外周面にテーパ部３２が形成されると同時に内周面に環状平滑面３３が形成された先細状のエッジ部３１を形成することも可能である。

前記エッジ部形成工程において、前記細管３先端にエッジ部３１が形成されると同時に、前記エッジ部３１の先端内周面には、平滑化されたセンターピン４の外周面が圧接されることにより、細管３内面の他の部分より小さい内径を有する環状平滑面３３が形成される。前記環状平滑面３３の表面粗さは、細管３内面の他の部分の表面粗さより小さく設定される。前記環状平滑面３３の内径は、センターピン４の外径と同じ０．３１ｍｍとなる。

前記エッジ部３１の外周面は円錐面状のテーパ部３２よりなり、前記テーパ部３２後端から後方にはストレート状外周面が連設される。前記環状平滑面３３は、エッジ部３１の内周面の、エッジ部３１の先端（テーパ部３２の先端）からエッジ部３１のテーパ部３２の後端より前方位置までの範囲に形成され、エッジ部３１（テーパ部３２）より後方の細管３内周面までは形成されない。即ち、前記環状平滑面３３の幅Ｍは、先細状のエッジ部３１の外周面のテーパ部３２の軸方向の長さＬより短く設定される（即ち、Ｌ＞Ｍに設定される）。それにより、平滑性が要求されるエッジ部３１内周面（即ちカシメ工程後のカシメ部３５内周面及びカシメ部３５後方のボールハウス内周面）に、環状平滑面３３が効率的且つ確実に形成される。尚、前記環状平滑面３３よりもよりも後方の細管３内周面には、微細な凹凸３６が存在している。

前記環状平滑面３３の幅Ｍは、前記先細状のエッジ部３１の外周面のテーパ部３２の軸方向の長さＬの５０％〜９０％（好ましくは６０％〜８５％）に設定される。それにより、より一層、筆記時のボール２の回転が滑らかになるとともに、環状平滑面３３を容易に形成することができる。もし、前記環状平滑面３３の幅Ｍが、前記エッジ部３１の外周面のテーパ部３２の軸方向の長さＬの５０％未満の場合、筆記時、ボール２が環状平滑面３３よりも後方の、微細な凹凸３６が存在する細管３内面に接触して、円滑なボール２の回転が阻害されるおそれがある。一方、前記環状平滑面３３の幅Ｍが、前記エッジ部３１の外周面のテーパ部３２の軸方向の長さＬの９０％を越える場合、環状平滑面３３の製造が困難になり、環状平滑面３３を容易に形成することができない。

本実施例では、センターピン４外周面の表面粗さ（Ｒａ）は、エッジ部形成工程の直前において、０．２６μｍ以上（詳細には０．２６μｍ〜０．６μｍ）であった。細管３内周面の表面粗さ（Ｒａ）は、エッジ部形成工程の直前において、０．４μｍ以上（詳細には、０．４μｍ〜２μｍ）であった。前記環状平滑面３３の表面粗さ（Ｒａ）は、エッジ部形成工程の直後において、０．２５μｍ以下（詳細には０．０５μｍ〜０．２５μｍ）であった。前記環状平滑面３３より後方の微細な凹凸３６が存在する細管３内周面の表面粗さ（Ｒａ）は、エッジ部形成工程の直後において、エッジ部形成工程の直前の細管３内周面の表面粗さ（Ｒａ）と同じ、０．４μｍ以上（詳細には、０．４μｍ〜２μｍ）であった。

即ち、エッジ部形成工程の直後の環状平滑面３３の表面粗さは、エッジ部形成工程の直前の細管３内周面の表面粗さより小さい値となっている。また、センターピン４の外周面の表面粗さは、エッジ部３１の先端内周面に形成した環状平滑面３３の表面粗さより大きい値に設定されている。尚、前記表面粗さの測定は、三鷹光器株式会社製の非接触３次元測定装置（ＮＨ−３）を使用した。

また、本実施例のセンターピン４のビッカース硬度（Ｈｖ）は４００〜５００であり、エッジ部形成工程の直前の細管３内周面のビッカース硬度（Ｈｖ）は２００〜２４０である。即ち、センターピン４の硬度は、エッジ部形成工程の直前の細管３内周面の硬度よりも高く設定されている。

また、本実施例のエッジ部３１の外面のビッカース硬度（Ｈｖ）は、３００〜５００（好ましくは３５０〜４５０）に設定され、本実施例の内方突出部３４後方の細管３外面のビッカース硬度（Ｈｖ）は、２００〜２４０に設定される。即ち、エッジ部３１の外面の硬度が、内方突出部３４の後方の細管３外面の硬度より高く設定されている。それにより、エッジ部３１（即ちカシメ部３５）の耐久性が向上し、ボール脱落の発生を抑えることができる。

本実施例では、前記センターピン４の外周面の表面粗さが、エッジ部３１の先端内周面に形成した環状平滑面３３の表面粗さより大きく設定され、且つ、センターピン４の硬度が、エッジ部形成工程の直前の細管３の硬度よりも高く設定されている。それにより、センターピン４の外周面を高い精度で平滑化することが不要となり、センターピン４を安価に得ることができ、しかも、センターピン４の外周面の圧接により、細管３の内周面の微細な凹凸３６の凸部が潰され、細管３先端の内周面に容易に環状平滑面３３２を形成できる。

〔ボール受け座形成工程〕
ボール受け座形成工程を説明する。（図３、図４、図５参照）
前記エッジ部形成工程で得られた細管３のエッジ部３１側の内部に、尖頭状の押圧ピン６を挿入し、前記細管３のエッジ部３１後方の側壁を、３本の尖頭状のポンチ７によって径方向内方に前記押圧塑性変形させ、ボール受け座となる３個の内方突出部３４を周方向に等間隔に形成する。前記押圧ピン６は、円錐面状の先端面を備える。前記押圧ピン６の先端面が、内方突出部３４群の前面に押圧されることにより、該内方突出部３４群の前面に仮の凹部３４ａが凹陥形成される。尚、本実施例では、前記ボール受け座形成工程は、エッジ部形成工程の後に行われているが、これ以外にも、エッジ部形成工程の前に行うことも可能である。

また、前記エッジ部３１のテーパ部３２の軸方向の長さＬは、エッジ部３１の先端から内方突出部３４までの軸方向の長さＮよりも短く設定される（即ち、Ｌ＜Ｎに設定される）。それにより、エッジ部３１のテーパ部３２よりも後方のストレート状の細管３側壁に、ポンチ加工を施すことができ、適正に内方突出部３４を形成することができる。

図４及び図５にボール受け座形成工程直後の細管３を示す。図５に示すように、ボール受け座形成工程の直後では、ポンチ加工の影響により、細管３のエッジ部３１先端の横断面形状は、円形から歪んだ形状になっている。

〔カシメ工程〕
カシメ工程を説明する。（図６参照）
前記ボール受け座形成工程で得られた細管３の内方突出部３４の前側に、ボール２（外径０．３ｍｍ）を挿入する。その後、ボール支持ピン９でボール２前面を支持し且つ仮の凹部３４ａでボール２後面を支持し（即ちボール支持ピン９と仮の凹部３４ａでボール２を前後方向で挟持し）、先細状のエッジ部３１外周面にカシメダイス８の円錐面状内面８１を圧接させ、先細状のエッジ部３１先端をテーパ状に内方へ円周状に折り曲げ、カシメ部３５を形成する。前記カシメ部３５を形成する際、カシメ部３５の内周面にボール２が強く押しつけられる。それにより、カシメ部３５の内周面にボール２と同等の曲率を有する球面状凹部３５ａが形成される。前記球面状凹部３５ａは、内方突出部３４後方の細管３内周面より平滑である。前記カシメ工程において、前記球面状凹部３５ａは、エッジ部形成工程で得られた環状平滑面３３に、ボール２表面の平滑面が転写されるため、より一層、確実な平滑面が得られる。尚、本実施例では、前記カシメダイス８の円錐面状内面８１の角度β（即ちカシメ部３５外面の角度β）は、８５度〜１２０度の範囲に設定されている。

〔ハンマーリング工程〕
ハンマーリング工程を説明する。（図７参照）
前記カシメ工程の後、細管３の先端開口部より突出するボール２をハンマー１０で後方に押圧する。それにより、内方突出部３４群の前面にボール２と同等の曲率を有する球面状凹部３４ｂが凹陥形成されるとともに、カシメ部３５内周面とボール２との前後方向の隙間（即ちカシメ部３５と内方突出部３４との間のボール２の前後方向のガタ量）が確保される。

前記４つの工程により、本発明のパイプ式ボールペンチップ１が得られる。

図８、図９、図１０に本実施例で得られるパイプ式ボールペンチップ１を示す。
カシメ工程時のボール２との圧接によりカシメ部３５内周面に球面状凹部３５ａが形成されることによって、カシメ部３５内周面の横断面形状は、円形状に矯正されている（図９参照）。また、環状平滑面３３がカシメ部後方のボールハウス内周面にも存在しているため、より一層、滑らかなボールの回転が得られる。

〔適用例〕
図１１に本発明の製造方法で得られたパイプ式ボールペンチップ１を適用したボールペンの例を示す。本適用例のボールペン１１は、先端部にボール２を回転可能に抱持した前記パイプ式ボールペンチップ１と、該パイプ式ボールペンチップ１の後部が前部に圧入固着されたホルダー１１１と、該ホルダー１１１の後部が先端開口部に圧入固着されたインキ収容筒１１２と、該インキ収容筒１１２内に収容されるインキ１１２ａ及び追従体１１２ｂと、前記パイプ式ボールペンチップ１の内部及びホルダー１１１の内部に収容配置される弾発部材１１３（具体的には圧縮コイルスプリング）と、前記インキ収容筒１１２の後端開口部に圧入固着される、通気孔１１４ａを備えた尾栓１１４とからなる。

前記インキ収容筒１１２の内部には、インキ１１２ａと、該インキ１１２ａの後端に配置され、該インキ１１２ａの消費に伴って前進する高粘度流体からなる追従体１１２ｂとが充填される。前記インキ１１２ａは、例えば、低粘度の水性または油性インキ、または剪断減粘性を有する水性または油性ゲルインキ等が挙げられる。前記追従体１１２ｂは、例えば、高粘度流体のみからなる構成、または高粘度流体中に固形物を収容させた構成が挙げられる。

前記弾発部材１１３は、前部のストレート部１１３ａと後部のコイル部１１３ｂとが一体に連設されてなる。前記コイル部１１３ｂの後端部には、外径が前方のコイル部１１３ｂより大きく設定された密着巻部よりなる膨出部１１３ｃが形成される。前記膨出部１１３ｃがホルダー１１１内周面の係止突起１１１ａを後方より乗り越えて、前記係止突起１１１ａに係止される。それにより、弾発部材１１３が圧縮状態で保持される。

前記ストレート部１１３ａの先端は、ボール２後面に当接され、ボール２を前方に押圧し、それにより、ボール２がパイプ式ボールペンチップ１のカシメ部３５内周面に密接され、ペン先（即ちボール２とカシメ部３５内周面との間）がシールされる。前記カシメ部３５内周面にボール２が密接されることにより、ペン先下向き状態で保管したとしても、ペン先からのインキ漏出が防止され、また、ペン先上向き状態で保管したとしても、ペン先からの空気混入が防止される。

前記適用例のボールペン１１を筆記したところ、ボール２のガタツキがなく、ボール２の滑らかな回転による円滑な筆記感が得られ、しかも、ボール脱落もなく、また、ボール受け座の摩耗も少なく、長期にわたり筆記使用できた。

本発明の実施例のエッジ部形成工程の説明図である。 図１のエッジ部形成工程で得られた細管の要部拡大縦断面図である。 前記実施例のボール受け座形成工程の拡大説明図である。 図３のボール受け座形成工程で得られた細管の要部拡大縦断面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 前記実施例のカシメ工程の拡大説明図である。 前記実施例のハンマーリング工程の拡大説明図である。 前記実施例の製造方法で得られるパイプ式ボールペンチップの要部拡大縦断面図である。 図８のＢ−Ｂ線断面図である。 図８のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明で得られるパイプ式ボールペンチップを適用したボールペンの例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ パイプ式ボールペンチップ
２ ボール
３ 細管
３１ エッジ部
３２ テーパ部
３３ 環状平滑面
３４ 内方突出部
３４ａ 仮の凹部
３４ｂ 球面状凹部
３５ カシメ部
３５ａ 球面状凹部
３６ 微細な凹凸
４ センターピン
５ 回転ローラー
６ 押圧ピン
７ ポンチ
８ カシメダイス
８１ 円錐面状内面
９ ボール支持ピン
１０ ハンマー
１１ ボールペン
１１１ ホルダー
１１１ａ 係止突起
１１２ インキ収容筒
１１２ａ インキ
１１２ｂ 追従体
１１３ 弾発部材
１１３ａ ストレート部
１１３ｂ コイル部
１１３ｃ 膨出部
１１４ 尾栓
１１４ａ 通気孔
α エッジ部のテーパ部の角度
β カシメ部外面の角度
Ｌ エッジ部のテーパ部の軸方向の長さ
Ｍ 環状平滑面の幅
Ｎ エッジ部先端から内方突出部までの軸方向の長さ

Claims (6)

1. 金属製細管の先端に先細状のエッジ部を形成し、前記エッジ部後方の細管の外周面にポンチ加工を施すことにより、前記エッジ部後方の細管内周面にボール受け座用の複数の内方突出部を周方向等間隔に形成し、前記エッジ部の先端を内方に円周状に折り曲げることによってカシメ部を形成し、前記内方突出部と前記カシメ部との間でボールを回転可能に抱持し、前記ボールが前方に付勢されてカシメ部の内周面に密接可能に構成されるパイプ式ボールペンチップであって、前記カシメ部の内周面にボールを圧接させることにより、前記カシメ部の内周面にボールと同等の曲率を有する球面状凹部を形成してなることを特徴とするパイプ式ボールペンチップ。
2. 前記カシメ部内周面及びカシメ部後方のエッジ部内周面が、内方突出部後方の細管内周面よりも平滑である請求項１記載のパイプ式ボールペンチップ。
3. 金属製細管の先端に先細状のエッジ部を形成するエッジ部形成工程と、金属製細管の先端近傍の外周面の複数箇所を周方向等間隔にポンチ加工することにより、前記細管の先端近傍の内周面にボール受け座用の複数の内方突出部を形成するボール受け座形成工程と、前記ボール受け座形成工程の後、前記内方突出部の前側にボールを挿入し、前記細管のエッジ部の先端を内方へ円周状に折り曲げ、前記エッジ部の先端内周面をボールに圧接させることにより、ボールと同等の曲率の球面状凹部を内周面に備えたカシメ部を形成し且つ前記カシメ部先端の内周面を横断面円形状に矯正してなるカシメ工程と、前記カシメ工程の後、前記ボールをハンマーで後方に押圧することにより、ボールとカシメ部内周面との間に前後方向の隙間を形成し且つ内方突出部の前面にボールと同等の曲率の球面状凹部を形成するハンマーリング工程とからなることを特徴とするパイプ式ボールペンチップの製造方法。
4. 前記ボール受け座形成工程において、または、前記ボール受け座形成工程直後から前記カシメ工程直前までの間において、円錐面状または球面状の先端面を備えた押圧ピンを細管の先端開口より挿入し、前記押圧ピンの先端面が内方突出部の前面を押圧することにより、内方突出部の前面に円錐状または球面状の仮の凹部を形成してなる請求項３記載のパイプ式ボールペンチップの製造方法。
5. 前記カシメ工程時、前記仮の凹部とボール支持ピンとにより前後方向にボールを挟持してなる請求項４記載のパイプ式ボールペンチップの製造方法。
6. 前記エッジ部形成工程において、金属製細管内に予め外周面を平滑にしたセンターピンを挿入し、前記細管の外周面に回転ローラーを圧接させる塑性加工によって、前記細管の先端に先細状のエッジ部を形成し、エッジ部の先端の内周面にエッジ部後方の細管内周面より平滑な環状平滑面を形成すると同時に、エッジ部の外周面の硬度をエッジ部後方の細管外周面の硬度より高くしてなる請求項３、４または５記載のパイプ式ボールペンチップの製造方法。

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