JP2013043325A - 出没式ボールペン - Google Patents

Abstract

【課題】落下やノック時等の衝撃により、ボールが落下し難く、且つ安定したインキ流出量を得ることのできる出没式ボールペンを提供する。
【解決手段】出没式ボールペンであって、前記軸筒の後端部に、筆記面に対して筆記又は消去する付設部材を具備し、前記ボールペン用インキが、粒子の大きさが０．１〜３０μｍの顔料を含有し、前記ボールの後方に、前記ボールをチップ先端部の内壁に押圧するコイルスプリングを具備し、前記チップ先端部の内壁に、前記ボールと略同形のシール面を設け、前記ボールの表面及び／又は前記シール面に耐摩耗被膜層を設けるとともに、前記ボールの縦方向のクリアランスが、３０〜８０μｍ、１００ｍ当たりのインキ消費量が、２００〜８００ｍｇとし、前記チップ先端部のボールの保持力が、前記ボールペンレフィルを軸筒後端側に付勢するコイルスプリングの押圧力よりも大きいことを特徴とする
【選択図】 図１

Description

本発明は、ボールペンチップの先端部を、軸筒の先端開口部より出没可能とした出没機構を具備してなる出没式ボールペンに関する。

従来から、インキ収容筒の先端に、ボールを回転自在に抱持してなるボールペンチップを直接、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を、軸筒内に、コイルスプリングにより軸筒後端側に付勢して収納し、前記ボールペンチップの先端部を、軸筒の先端開口部より出没可能とした出没機構を具備してなる出没式ボールペンについてよく知られている。

こうした出没式ボールペンチップにおいて、特開平０７−２０４５６７号公報「塗布具」のように、ボールの後方にコイルスプリングを具備し、ボールをチップ先端部の内壁に押圧して、チップ先端からのインキ漏れ等を防止した構造も数多く提案されている。

また、特開平０６−１５２１８号「塗布具の製造方法」のようにインキ供給量を多くする等を目的とし、ボールの縦方向のクリアランスを大きくすることも数多く提案されている。

特開平０７−２０４５６７号公報 特開平０６−１５２１８号公報

しかし、特許文献１、２等、インキ供給量を多くする等を目的とし、ボールの縦方向のクリアランスを大きくすると、ノック式ボールペンに用いた場合、ノック時の衝撃、特に没入時の衝撃により、ボールの移動量が大きく、ボールがチップ先端部から飛び出しやすいという問題があった。

こうした問題を鑑みて、単にボールペンレフィルを付勢するコイルスプリングの押圧力を小さくすると、移動時等、不用意にボールペンチップが軸筒の先端開口部から突出してしまう問題があった。

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、落下やノック時等の衝撃により、ボールが飛び出し難く、且つ安定したインキ流出量を得ることのできる出没式ボールペンを提供することにある。

本発明は、前記問題を解決するために、インキ収容筒の先端に、ボールを回転自在に抱持してなるボールペンチップを直接、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を、軸筒内に、コイルスプリングにより軸筒後端側に付勢して収納し、前記ボールペンチップの先端部を、軸筒の先端開口部より出没可能とした出没機構を具備してなる出没式ボールペンであって、前記軸筒の後端部に、筆記面に対して筆記又は消去する付設部材を具備し、前記ボールペン用インキが、粒子の大きさが０．１〜３０μｍの顔料を含有し、前記ボールの後方に、前記ボールをチップ先端部の内壁に押圧するコイルスプリングを具備し、前記チップ先端部の内壁に、前記ボールと略同形のシール面を設け、前記ボールの表面及び／又は前記シール面の表面に耐摩耗被膜層を設けるとともに、前記ボールの縦方向のクリアランスが、３０〜８０μｍ、１００ｍ当たりのインキ消費量が、２００〜８００ｍｇとし、前記チップ先端部のボールの保持力が、前記ボールペンレフィルを軸筒後端側に付勢するコイルスプリングの押圧力よりも大きいことを特徴とする。

また、前記ボールペンチップのかしめ角度が、９０〜１２０度とし、前記ボールが、前記底壁に載置している状態のチップ先端より臨出するボール出が、ボール径の２５〜４０％であることを特徴とする。

さらにまた、前記ボールを押圧するコイルスプリングの押圧力が、１〜２０ｇであることを特徴とする。

さらにまた、前記ボールが、少なくとも未筆記時に、前記チップ内に、食いつき状に保持していることを特徴とする。

本願発明の請求項１の構成によれば、出没式ボールペンにおいて、前記軸筒後端部に、筆記面に対して筆記又は消去する付設部を設けることで、ボールペンレフィルでの筆記と付設部材での筆記又は消去の２種類の機能を付加した出没式ボールペンとすることができる。尚、本発明の付設部材には、マーカーや修正ペン、消しゴムや摩擦体等、特に限定されるものではないが、ボールペンレフィルの筆跡を消去又は消色する、消去具とすることが最も好ましい。また、前記した付設部は、軸筒後端部と一体又は別部材を装着してあってもよい。

また、前記ボールペン用インキが、粒子の大きさが０．１〜３０μｍの顔料を含有し、前記ボールの縦方向のクリアランスが、３０〜８０μｍ、１００ｍ当たりのインキ消費量が、２００〜８００ｍｇとすることで、良好な筆跡及び筆感を得ることができる。これは、ボールの縦方向のクリアランスが３０μｍ未満では、平均粒径が０．１〜３０μｍの顔料を有するボールペン用インキにおいて、１００ｍ当たりのインキ消費量が２００〜８００ｍｇのようなインキ消費量を多くすることが困難であるとともに、８０μｍを超えると、インキ消費量が多く、筆跡乾燥性が低下する恐れがあるため、３０から８０μｍとすることが最も好ましいためである。１００ｍ当たりのインキ消費量を２００〜８００ｍｇ、好ましくは３００〜５００ｍｇとすることで、濃い筆跡及び滑らかな筆感を得られやすくすることができる。

また、ボールの表面及び／又はシール面の表面に耐摩耗被膜層を設けることで、ボールとチップ内壁との接触抵抗を軽減して、ボールの回転をよりスムーズにするとともに、シール面の耐摩耗性を著しく向上することができ、より安定したインキ流出量を得ることができる。

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（ＷＳ_２）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、窒化チタン層（ＴｉＮ）等、従来から知られている耐摩耗性材料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。

また、顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられるが、具体的にはカーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄、アルミ顔料、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る。尚、本発明における顔料の粒子の大きさは、あくまでも平均の大きさをいうものであり、球状の場合には平均粒径を示すものであり、体積基準による遠心沈降式やレーザー回折式によって求めるこができできる。また、顔料の含有量は、インキ組成物全量に対し、３〜１５質量％が好ましい。

但し、前記した３０から８０μｍのクリアランスを満足すると、出没式ボールペン及び軸筒後端部に、筆記面に対して筆記又は消去する付設部材を具備した場合には、ノック作動時や付設部材の使用時に、衝撃を受け、ボールが移動し易く、ボール落ちが発生する恐れがある。そのため、本願発明では、前記した構成に加え、ボール保持力を高くすることも重要な構成となる。具体的には、ボールペンレフィルを付勢するコイルスプリングの弾発力よりも高い保持力、例えば、ボールペンレフィルを付勢するコイルスプリングの弾発力が２００ｇｆである場合には、ボール保持力を２００ｇｆより大きく、好ましくは、ボールペンレフィルを付勢するコイルスプリングの弾発力の２倍以上にすることで、ボールの飛び出しを防止している。ボールペンレフィルを付勢するコイルスプリングの弾発力は、操作性及び移動時等、不用意にボールペンチップが軸筒の先端開口部から突出しないことを考慮して、１００ｇｆ〜５００ｇｆとすることが好ましく、より好ましくは、２００ｇｆ〜４００ｇｆとする。尚、ボール保持力は、ボールをチップ後端側から押圧し、チップ先端部からボールが飛び出すのに必要な力を示すものである。

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。

本願発明の請求項２の構成によれば、前記ボールが、前記底壁に載置している状態のチップ先端より臨出するボール出が、ボール径の２５〜４０％であるとともに、かしめ角度を９０度〜１２０度とすることで、良好な筆記と耐衝撃性能を得ることができる。これは、前記ボール出がボール径の２５％未満では、筆記時に筆記面等の筆記面にチップ先端が当たり易くなり、チップ先端を損傷し易い。４０％より大きいと、ボール保持力が弱くなり、落下等の耐衝撃性能が低下する。また、かしめ角度を鈍角に形成することで、チップ先端部のボール保持力を高める効果を奏する。但し、かしめ角度が１２０度を超えると、筆記時に筆記面等の筆記面にチップ先端が当たり易くなるため、かしめ角度は９０度〜１２０度が最も好ましい

本願発明の請求項３の構成によれば、前記ボールを押圧するコイルスプリングの押圧力を１〜３０ｇ、好ましくは、１５〜２５ｇとすることで、良好な筆記と耐衝撃性能を得ることができる。これは、前記ボールを押圧するコイルスプリングの押圧力が、１ｇ未満では、衝撃によるボールの移動を抑制し難く、３０ｇより大きいと、書き出し性能や書き味が低下するためである。

本願発明の請求項５の構成によれば、前記ボールが、少なくとも未筆記時に、前記チップ内に、食いつき状に保持しているため、移動時に振動や衝撃を受けても、コイルスプリングの押圧力との相乗効果によって、ボールが移動し難いために、空気の進入やインキ漏れを防止することができる。尚、本発明の前記シール面に、食いつき状に保持するとは、コイルスプリングの押圧力がなくなっても、シール面に圧接し、ボール側を上向きにしてもその位置を維持することを言うものである。

本発明は、落下やノック時等の衝撃により、ボールが落下し難く、且つ安定したインキ流出量を得ることのできる出没式ボールペンを提供することができた。

実施例１の出没式ボールペンを示す縦断面図である。 図１における、ボールがボール抱持室の底壁に載置した状態を示す一部省略した要部拡大断面図である。 図１における付設部を使用する状態を示す外観図である。

実施例１
図１〜図３に、実施例１の出没式ボールペン１を示す。出没式ボールペン１は、前軸２と後軸３を螺着して得た軸筒本体内に収容したボールペンレフィル１２を、コイルスプリング１１によって、後軸３の後端方向に向かって、摺動自在に付勢して収容してある。出没機構は、後軸３より外方に突出して配設したクリップ４と一体に押圧部５を連設してあり、クリップ４を前軸２の先端開口部２ａ方向にスライドすることによって、回転カム６、押し棒７からなる従来から知られている回転カムによる出没機構を作動させ、ボールペンチップ１５を、前軸２の先端開口部２ａから出没可能としてある。ボールペンレフィル１２を軸筒後端側へ付勢するコイルスプリング１１の付勢力は、プッシュプルスケールで測定した結果、２００ｇｆであった。

ボールペンチップ１５が前軸２の先端開口部２ａより没入した状態で、クリップ４をコイルスプリング１１の付勢力に抗して、前軸２の先端開口部２ａ方向にスライドすると、クリップ４と一体に形成した押圧部５、押し棒７及び回転カム６を作動させ、ボールペンチップ１５の先端部を突出した状態を維持して筆記することができる。

後軸３の後端部には、尾冠８を介してシリコーンゴムからなる摩擦部９（付設部）を設けてあり、この摩擦部９を筆記面２７に圧接し、擦ることで発生する熱によって、筆跡を変色させることができる。また、前軸２には、グリップ１０を装着してある。

ボールペンレフィル１２は、ステンレス鋼線材からなるチップ本体１６に、ボール抱持室１７と、ボール抱持室１７の中央にインキ流通孔２０と、このインキ流通孔２０に連通する放射状に延び、チップ後部孔２１に達しないインキ流通溝１９を有するとともに、ボール抱持室１７の底壁１８に、φ０．７ｍｍのタングステンカーバイド製のボール２２を載置し、チップ先端部１６ａを内側にかしめことにより、ボール２２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たボールペンチップ１５を、インキ収容筒１３の先端部に、チップホルダー１４を介して装着してある。また、インキ収容筒１３の後端部には尾栓２４を装着してある。

ボールペンチップ１５は、φ２．３ｍｍ、硬度が２３０Ｈｖ〜２８０Ｈｖのステンレス鋼線材を所望の長さに切断し、ボール抱持室１７、インキ流通溝１９、インキ流通孔２０、後部孔２１を作製後、ボール抱持室１７の底壁１８にボールを載置、後方ハンマーリング加工によって、チップ先端部１６ａの内壁に、ボール２２と略同形のシール面を形成してある。また、後方ハンマーリングによって、クリアランスを得るとともに、ボール２２をチップ先端部１６ａ内に食いつき状に保持してある。

ボール２２が、底壁１８に載置している状態のチップ先端より臨出するボール出Ｈは、ボール径の３０％、かしめ角度αは１１０度、ボールの縦方向のクリアランスが５０μｍとしてある。また、ボール２２の後方には、コイルスプリング２３を配設してあり、この押圧力によって、ボール２２をチップ先端部１６ａの内壁シール面側に押圧してある。尚、ボール２２を押圧するコイルスプリング２３の押圧力は２０ｇｆとしてあり、ボール保持力は、４００ｇｆであった。シール面の表面及び底壁１８には、予め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Ｖを設けてある。

また、インキ収容筒１３内には、平均粒径が０．５μｍの可逆熱変色性のマイクロカプセル顔料を含有し、ＥＭ型回転粘度計における１ｒｐｍでのインキ粘度が１０２０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、１００ｒｐｍでのインキ粘度が８４ｍＰａ・ｓ（２５℃）で、剪断減粘指数が０．４８の水性ボールペン用インキ２５と、このインキの後端に、グリース状のインキ追従体２６を直に収容してある。尚、インキ粘度は、ＥＭ型回転粘度計における１００ｒｐｍで、４０〜２００ｍＰａ・ｓとすることが好ましい。

このボールペンレフィル１２を筆記すると、ボール２２の回転と、筆圧によって、前記した縦方向のクリアランス分、ボール２２が底壁１８側に移動して、チップ先端部１６ａの内壁とボール２２に隙間を生じ、インキを吐出して筆記することができる。

尚、ボール２２を押圧するコイルスプリング２３の押圧力をＡ、ボールペンレフィル１２を軸筒後端側へ付勢するコイルスプリング１１の付勢力をＢとしたとき、Ａ＜１／２０Ｂでは、ノック衝撃が大き過ぎて、ボールの移動を抑制し難いため、Ａ＞１／２０Ｂを満足することが好ましい。

本実施例では、便宜上、回転カムからなる出没機構を具備した出没式ボールペンを例示しているが、多芯や単芯、回転繰り出し機構等、筆記体の本数や出没機構は特に限定されるものではない。

さらにまた、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、チップ本体とボールの表面又はボールの表面のみに耐摩耗被膜層を設けてもよく、底壁にも潤滑被膜層を設けることが最も好ましい。。

本発明の出没式ボールペンは、使用するインキに限定されることなく使用可能で、油性ボールペン用インキや水性ボールペン用インキ、剪断減粘性を付与したインキ、修正用インキなど、インキの種類に関わらず使用することができるため、出没式ボールペンとして広く利用可能である。

１ 出没式ボールペン
２ 前軸
２ａ 先端開口部
３ 後軸
４ クリップ
５ 押圧部
６ 回転カム
７ 押し棒
８ 頭冠
９ 摩擦具
１０ グリップ
１１ コイルスプリング
１２ ボールペンレフィル
１３ インキ収容筒
１４ チップホルダー
１５ ボールペンチップ
１６ チップ本体
１６ａ チップ先端部
１７ ボール抱持室
１８ 底壁
１９ インキ流通溝
２０ インキ流通孔
２１ 後部孔
２２ ボール
２３ コイルスプリング
２４ 尾栓
２５ ボールペン用インキ
２６ インキ追従体
２７ 筆記面
Ｖ 耐摩耗被膜層

Claims (4)

1. インキ収容筒の先端に、ボールを回転自在に抱持してなるボールペンチップを直接、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を、軸筒内に、コイルスプリングにより軸筒後端側に付勢して収納し、前記ボールペンチップの先端部を、軸筒の先端開口部より出没可能とした出没機構を具備してなる出没式ボールペンであって、前記軸筒の後端部に、筆記面に対して筆記又は消去する付設部材を具備し、前記ボールペン用インキが、粒子の大きさが０．１〜３０μｍの顔料を含有し、前記ボールの後方に、前記ボールをチップ先端部の内壁に押圧するコイルスプリングを具備し、前記チップ先端部の内壁に、前記ボールと略同形のシール面を設け、前記ボールの表面及び／又は前記シール面に耐摩耗被膜層
   を設けるとともに、前記ボールの縦方向のクリアランスが、３０〜８０μｍ、１００ｍ当たりのインキ消費量が、２００〜８００ｍｇとし、前記チップ先端部のボールの保持力が、前記ボールペンレフィルを軸筒後端側に付勢するコイルスプリングの押圧力よりも大きいことを特徴とする出没式ボールペン。
2. 前記ボールペンチップのかしめ角度が、９０〜１２０度とし、前記ボールが、前記底壁に載置している状態のチップ先端より臨出するボール出が、ボール径の２５〜４０％であることを特徴とする請求項１に記載の出没式ボールペン。
3. 前記ボールを押圧するコイルスプリングの押圧力が、１〜３０ｇであることを特徴とする請求項１または２に記載の出没式ボールペン。
4. 前記ボールが、少なくとも未筆記時に、前記チップ内に、食いつき状に保持していることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の出没式ボールペン。

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