JP7339823B2

JP7339823B2 - 塗布具

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Publication number: JP7339823B2
Application number: JP2019168003A
Authority: JP
Inventors: 徹中島
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2023-09-06
Anticipated expiration: 2039-09-17
Also published as: JP2021045850A

Description

本発明はインクタンク内にインクを塗布体にバルブ機構を介して供給する筆記具等の塗布具に関する。

従来、塗布具においては、塗布体に向けて容器内のインクを供給した際に、インクタンク内が負圧になるのを避けて塗布液の供給を適切にするため、空気置換の機能が必要になる。

特許文献１の直液式筆記具においては、インクと空気置換用の流通孔として複数の連通管を設けており、連通管同士のインクタンク内における開口位置を異ならせている。この筆記具では、連通管のパイプを別々に設ける必要があるため、軸筒が大型化する。

パイプを設けずに空気置換するようにした塗布具には、ペン先を押圧式のバルブ機構を設けたものがある（特許文献２～特許文献５参照）

特開２００８－１８３８９６号公報特開２００５－３４３０９７号公報特開２００１－６３２７６号公報特開２００１－８０２７８号公報特開２００４－１３６５３８号公報

しかしながら、前述の特許文献２～特許文献５の塗布具においては、ペン先前方からの押圧によって開弁して塗布液を塗布体に供給する構造に限定されるものである。特に、腰が弱く押圧しにくい筆穂の塗布体には不向きである。また、容器がブロー成形のものとした場合、インクが減少すると内圧の低下で撓んでしまい、弁機構が開弁してもインク流出が困難になる場合がある。

本発明は、斯かる実情に鑑み、塗布体側と容器内側とに向けて流路を形成する弁機構を設けることで、インク流出と空気置換とを別々に行うことが可能な塗布具を提供しようとするものである。

本発明は、塗布体と塗布液を収容する容器を有する塗布具において、
塗布体と容器との間の塗布液の流通経路に弁機構を配置し、
前記弁機構には、少なくとも２つの孔を形成した本体部と、本体部の少なくとも２つの孔に離間・接触して開・閉する置換部とを備えたことを特徴とする塗布具である。

本発明の塗布具によれば、前記弁機構には、少なくとも２つの孔を形成した本体部と、本体部の少なくとも２つの孔に離間・接触して開・閉する置換部とを備えたので、容器側から塗布液を塗布体側に送液するときに孔に設けた置換部が塗布体側に向けて開き、逆に塗布体側から容器側に向けて空気を送るときに他の孔に設けた置換部が容器側に向けて開くので空気置換できるという優れた効果を奏し得る。

実施形態に係る塗布具の全体図であって、（ａ）が外観斜視図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が縦断面図である。図１の塗布具において弁機構の作動状態を説明するための、先軸及び保持筒の一部を切り欠いた部分断面斜視図であって、（ａ）が閉弁状態における後方からの斜視図、（ｂ）が閉弁状態における先方からの斜視図、（ｃ）が第２のバルブ体（インク吐出弁）の開弁状態の後方からの斜視図、（ｄ）がインク吐出弁の開弁状態の先方からの斜視図である。図１の塗布具において弁機構の作動状態を説明するための、先軸及び保持筒の一部を切り欠いた部分断面斜視図であって、（ａ）が閉弁状態の後方からの斜視図、（ｂ）が閉弁状態の先方からの斜視図、（ｃ）が第１のバルブ体（空気置換弁）の開弁状態の後方からの斜視図、（ｄ）が空気置換弁の開弁状態の先方からの斜視図である。図１の塗布具における弁機構の閉弁状態の説明図であり、（ａ）が一方側からの視図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が（ａ）のＣ－Ｃ線に沿う断面図、（ｄ）が他方側からの視図、（ｅ）が一方側からの斜視図、（ｆ）が他方側からの斜視図である。図１の塗布具における弁機構の第１のバルブ体（空気置換弁）が開弁状態の説明図であり、（ａ）が一方側からの視図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が（ａ）のＣ－Ｃ線に沿う断面図、（ｄ）が他方側からの視図、（ｅ）が一方側からの斜視図、（ｆ）他方側からの斜視図である。図１の塗布具における弁機構の本体部の部品説明図であり、（ａ）が一方側からの視図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が（ａ）のＣ－Ｃ線に沿う断面図、（ｄ）が他方側からの視図、（ｅ）が一方側からの斜視図、（ｆ）他方側からの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１～図３は実施形態に係る塗布具の全体説明図であり、図４～図６は弁機構（バルブ）の説明図である。

実施形態は、図２～図３に示すように、塗布体１０とインク等の塗布液を収容するインクタンク等の容器１２を有する塗布具において、塗布体１０と容器１２との間の先軸１４から保持筒１６ａ内の流通経路Ｆに弁機構１６を配置し、弁機構１６には、２つの孔１８ａ、１８ｂを形成した本体部１８と、本体部１８の２つの孔１８ａ、１８ｂに離間・接触して開・閉する置換部２０（第１のバルブ体（空気置換弁）２０ａ、第２のバルブ体（インク吐出弁）２０ｂ）とを備えたものである。

なお、塗布具において塗布体１０側を先方、容器１２側を後方と称する。

塗布具は、水性や油性のインクを被塗布面に筆記するためのサインペン・マーカー等の筆記具、修正液を紙等の塗布面に塗布して誤字等を修正するための修正具、あるいは、化粧料等の流動体を塗布液とした化粧用の塗布具として用いることができる。

〔塗布体１０〕
塗布体１０は、柔軟性を有し、筆記や塗布の際に折れ曲る塗布体であり、材質として毛管力によって塗布液を含浸する塗布液貯留機能を有するものが好適に使用できる。

図１に示すように、塗布体１０は、繊維を集束させて先を細くし、後端部が溶着等で成形された円盤状のフランジ１０ａに成形している。塗布体１０には、後端部から内部にかけて空間１０ｂが形成され塗布液が先端側に向けて流しやすくされている。筆穂の塗布体１０は、流通経路Ｆ上に弁機構１６を収容した保持筒１６ａの先端部にフランジ１０ａが挟持されて固定される。

塗布体１０の材質として、毛管力によって塗布液を含浸するタイプとしては、繊維を集束させた塗布先や、多孔質体が使用でき、繊維を集束したものでは、直線状に繊維を束ねた筆穂様のもの、繊維の方向がランダムに絡み合った所謂フェルト様のものが使用でき、単繊維としても直毛のものや波型の繊維など適宜使用できる。繊維の材質としては、天然獣毛や、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなど）繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリロニトリル繊維などの合成繊維が使用できる。その他、ウレタンなどの多孔質体や、連通多孔質を形成した発泡体などが使用できる。これら塗布先内に繊維収束体などの中継部材を接続して塗布液を連通させる。

なお、塗布体１０に、嵌合により塗布先を覆うキャップを設けることで、塗布具の未使用時に塗布先が露出していることにより、意図しない場所へ塗布液が付着したり、塗布先が乾燥したり、汚れたりするのを防ぐことができる。

〔容器１２〕
図１に示すように、容器１２の先端部１２ａは、本体１２ｂよりも小径の先細く形成される。インクタンクである本体１２ｂの内部に収納される塗布液は、流動可能な自由状態で収納された生液式である。本体１２ｂ内には、塗布液攪拌用の円形や柱状の攪拌体１２ｃが収容される。なお、本体１２ｂ内に攪拌体１２ｃを設けずに、中綿と呼ばれる吸蔵体に含浸させて収納されるようにしても良い。

実施形態の容器１２は、手指等の押圧によって比較的容易に外形形状を変形させることで内圧を変化させて塗布液を押し出す可撓性を有するものである。ブロー容器が好適である。
容器１２を構成する部材の材質は、内部に収容する塗布液に対して、膨潤、融解、溶解、分解等の反応により形状変化を生じないものが好ましく、容器１２の外形を形成するものをブロー成形による可撓性の部材とする場合には、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンナフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、塩化ビニル樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル樹脂、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、シリコーン樹脂、エラストマー、またはこれらの樹脂を含む複合材などが例示できる。

〔先軸１４〕
先軸１４は、概略円筒形状であって、容器１２の細径の先端部１２ａに嵌着されて固定される。螺合でも接着でも固定しても良い。

詳しくは、容器１２の先端部１２ａには、先軸１４の後端部で内径が細くなった部分が外嵌されて固定されている。先軸１４の中央部から先方が段状に拡径してその拡径した部分内に、弁機構１６の保持筒１６ａが装着されている。

〔弁機構１６〕
弁機構１６は、図２～図３に示すように、本体部１８と置換部２０が組み合わされた概略円盤状のものであり、保持筒１６ａ内を先後に仕切る壁状に配置されている。弁機構は１６は、置換部２０の作動を阻害しないように、本体部１８の一側面１８Ｐと容器１２先端部１２ａとの間隔、及び、他側面１８Ｑ）と塗布体１０の後端との間隔を設けている。

弁機構１６の本体部１８には、詳しくは、図４～図６に示すように、２つの円形かつテーパー状の内径の孔１８ａ（空気置換用孔）、１８ｂ（インク吐出用孔）が形成されている。孔１８ａ、１８ｂには、孔置換部２０（第１のバルブ体（空気置換弁）２０ａ、第２のバルブ体（インク吐出弁）２０ｂ）がそれぞれ開・閉可能に嵌り込んでいる。

本体部１８は円盤状厚板であり、図２～図３に示すように、一方側（例えば容器１２側）の一側面１８Ｐと他方側（例えば塗布体１０側）の他側面１８Ｑがほぼ同径であり、一側面１８Ｐ及び他側面１８Ｑと外周面１８Ｒとの間の角部が面取りされている。

図４～図６に示すように、２つの孔１８ａ（空口置換用孔）、１８ｂ（インク吐出用孔）は、一側面１８Ｐから他側面１８Ｑにかけて貫通したテーパー状に内周が変化する孔であり、それぞれが、例えば容器１２側の一側面１８Ｐと塗布体１０側の他側面１８Ｑとで開口径が互いに異なる大きさである。

また、孔１８ａと孔１８ｂの小径から大径になるテーパーの向きが逆方向になっている。すなわち、孔１８ａは，一側面１８Ｐの径が他側面１８Ｑの径より大きく、また、孔１８ｂは、一側面１８Ｐの径が他側面１８Ｑの径より小さい。つまり、一側面１８Ｐでは、孔１８ａの大径側と孔１８ｂの小径側が開口し、また、他側面１８Ｑでは孔１８ａの小径側と孔１８ｂの大径側が開口している。

本体部１８の外周面１８Ｒには、溝１８Ｒａが周方向に切り込まれて形成される。この溝１８Ｒａの一端が孔１８ａの一側面１８Ｐ側に繋がれる切り欠きが形成され、それと共に、溝１８Ｒａの他端が孔１８ｂの他側面１８Ｑ側に繋がれる切り欠きが形成される。孔１８ａと孔１８ｂとを外面で連続して繋げるように、概略Ｚ字形状の溝１８Ｒａが形成されている。

２つの孔１８ａ、１８ｂは、孔１８ａと孔１８ｂとで小径から大径になるテーパーの向きが逆方向になっているのに対応して、孔１８ａと孔１８ｂとにおいて離間・接触する置換部２０（第１のバルブ体（空気置換弁）２０ａ及び第２のバルブ体（インク吐出弁）２０ｂ）の開弁方向は互いに異なる方向である。

置換部２０は、図４～図５に示すように、それぞれ外周がテーパー面の第１のバルブ体２０ａと第２のバルブ体２０ｂが各孔１８ａ、１８ｂの内周のテーパー面に開閉可能に嵌り込んでいるものである。孔１８ａと孔１８ｂの小径から大径になるテーパーの向きが逆方向になっているのに対応して、嵌り込む第１のバルブ体２０ａと第２のバルブ体２０ｂとは、互いのテーパーの向きが先・後で逆に形成されている。そして、第１のバルブ体２０ａと第２のバルブ体２０ｂとをひも状につなぐ連続部２０ｃは、本体部１８の溝１８Ｒａになぞるように嵌り込んでいる。

２つの孔１８ａ、１８ｂは、孔１８ａと孔１８ｂとで小径から大径になるテーパーの向きが逆方向になっているので、孔１８ａと孔１８ｂとにおいて離間・接触する置換部２０(第１のバルブ体２０ａと第２のバルブ体２０ｂ）の開弁方向は互いに異なる方向である。したがって、塗布体１０側と容器１２内側とに向けて流路を形成する弁機構１６を設けることで、インク流出と空気置換とを別々に行うことが可能である。

置換部２０は、材質としてゴム・エラストマーなどの軟質材で形成されている。軟質材としてはＳＥＢＳ（スチレン系エラストマー）、ＥＰＤＭ（ポリオレフィン系エラストマー）、ポリエステル系エラストマー、シリコンゴム、ブチルゴム、ＮＢＲ等が好ましい。

本体部１８は硬質の樹脂材であって、硬質であれば容器１２と異なっても同じ材料でも用いることができる。

また、本体部１８と置換部２０とは樹脂成形の際に硬質な本体部１８の成形の後に本体部と非接着な軟質な置換部２０を成形するという、二色成形によって形成できる。

〔塗布具の動作〕
実施形態の塗布具の動作を、図２、図３によって説明する。

図２、図３に示すように、塗布具では、一方側の一側面１８Ｐを容器１２側に面させ、他方側の他側面１８Ｑを塗布体１０側に面させている。

非作動状態時には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、弁機構１６において、置換部２０の第１のバルブ体２０ａと第２のバルブ体２０ｂのいずれもが孔１８ａと孔１８ｂに嵌り込んで閉弁している。弁機構１６は図４の状態となっている。

図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、容器１２を押圧して容器１２を変形させていって（二点鎖線の矢印Ｇで示す）内圧を高めると、先軸１４内において、一側面１８Ｐ側が他側面１８Ｑ側よりも圧力が高まり、圧力差によって、孔１８ａの第１のバルブ体２０ａが閉弁すると共に、孔１８ｂの第２のバルブ体（インク吐出弁）２０ｂが開弁する。これによって、孔１８ｂを通して塗布液が容器１２側から先軸１４内を流れて（流れを二点鎖線Ｆ１で示す）塗布体１０側に向けて塗布液が供給される。

その後、押圧動作を停止して、容器１２が変形した状態のままで内圧が変化しないときは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、弁機構１６において、置換部２０の第１のバルブ体２０ａと第２のバルブ体２０ｂのいずれもが孔１８ａと孔１８ｂに嵌り込んで閉弁している。弁機構１６は図４の状態である。

容器１２を押圧から解放して容器１２が変形から元に形状に戻ろうとすると（二点鎖線の矢印Ｈで示す）内圧が低くなり、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、先軸１４内において、一側面１８Ｐ側が他側面１８Ｑ側よりも圧力が低くなり、圧力差によって、孔１８ａの第１のバルブ体（空気置換弁）２０ａが開弁すると共に、孔１８ｂの第２のバルブ体２０ｂが閉弁する。弁機構１６は図５の状態である。これによって、孔１８ａを通して空気が塗布体１０側から先軸１４内を流れて容器１２側に向けて空気が供給される。容器１２内の空気置換をする

以上のように塗布体の使用時、容器１２を手指等によって押圧の印加・解除によって、容器１２を変形・戻させ、容器１２内圧を高・低させる。

これによって、孔１８ｂの第２のバルブ体（インク吐出弁）２０ｂが開弁・閉弁してインクを吐出・停止して塗布液が先軸１４内から保持筒１６ａに塗布体１０に供給・停止されると共に、孔１８ａの第１のバルブ体（空気置換弁）２０ａが閉弁・開弁して、空気が停止・流入して容器１２内の空気置換・停止される。

従来は、空気置換孔から塗布液の流れ落ちるのを防止するため枚葉体を重ねた構造や塗布液吸蔵体からなる一時保留体機構を設けていたが、実施形態においては弁機構１６によってインク吐出に応じて空気置換もできるので、枚葉体を多数重ねたような複雑な一時保留機構を設けずに単純な構造の弁機構によって空気置換がスムーズに行えるようになり、構造の簡単化を図れるという優れた作用効果を奏する。

なお、前記の実施形態では、容器は弾性変形可能としてその容器を変形させることによって内圧を増加減少させて塗布体に塗布液を供給したが、他の種の塗布液供給機構を設けて容器内から塗布液を繰り出して、容器内の塗布液との空気置換を弁機構によって行うことができる。

すなわち、弁機構１６によって、塗布液を供給する際に、供給圧力を加えればインク吐出弁が開弁して供給し、その際に、容器内から塗布液が減少して容器内が負圧になるので、供給圧力の印加を停止すれば、容器内の負圧によって空気置換弁が開弁して空気置換できる。

本発明の塗布具は、インクを筆記する筆記具、修正液を塗布する修正具や化粧料を塗布する化粧具に利用することができる。

１０塗布体
１０ａフランジ
１０ｂ空間
１２容器
１２ａ先端部
１４先軸
１６弁機構
１６ａ保持筒
１８本体部
１８Ｐ一側面
１８Ｑ他側面
１８Ｒ外周面
１８Ｒａ溝
１８ａ孔（空気置換用孔）
１８ｂ孔（インク吐出用孔）
２０置換部
２０ａ第１のバルブ体（空気置換弁）
２０ｂ第２のバルブ体（インク吐出弁）
２０ｃ連続部

Claims

塗布体と塗布液を収容する容器を有する塗布具において、
塗布体と容器との間の塗布液の流通経路に弁機構を配置し、
前記弁機構は、少なくとも２つの孔を形成した円盤状の本体部と、本体部の少なくとも２つの孔に離間・接触して開・閉する置換部とを備え、
少なくとも２つの孔は、一側面から他側面にかけて貫通したテーパー状に内周が変化し塗布体側と容器側とで互いに異なる大きさであって、少なくとも２つの孔に離間・接触する置換部の開弁方向は互いに異なる方向であり、一方の孔の置換部は、塗布体側の圧力が低くなると開弁して塗布体側に塗布液を供給させ、他方の孔の置換部は、容器側の圧力が低くなると開弁して容器内に空気を流入させるようにしたことを特徴とする塗布具。