説明

塗布具用チップ及び塗布具

【課題】 塗布具用チップに用いられるばねが、扱いやすく、チップ本体に挿入しやすいものであり、また、圧縮の際に撓みにくく、インキドロップやインキ漏れが発生しにくいものであり、チップ内部に空気が残りにくい塗布具用チップおよび塗布具の提供。
【解決手段】 ばねはコイルばねであって、密巻き部と粗巻き部を有し、密巻き部は長手方向の中央部に位置している。また、密巻き部は1〜7巻きの密着巻きである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ボールを有するボールペン等の先端に設けられる塗布具チップ及び前記塗布具用チップを用いた塗布具に関するものである。さらに詳しくは、前記ボールを後端側から付勢することにより、筆記の際にはスムーズな筆記性能を確保し、筆記しないときにはインキ漏れやインキのドライアップを防止する塗布具のチップに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ボールペンなどの筆記部にボールを有する塗布具には、塗布部であるボールの周辺に、筆記に必要なインキを流出させるための隙間を有している。この隙間は塗布の際に必要なものであるが、この隙間のため問題となる場合がある。すなわち、隙間を通じて内部のインキが蒸発してインキの流動性が悪くなり、筆記時にかすれが発生する。また、隙間からインキが流出することにより、筆記時や携帯時などに周囲を汚してしまう。さらに、隙間から空気が入り込むことにより、筆記の際にカスレが発生したり、インキがインキタンク後方へ落ちてしまうインキドロップなどが起こってしまう。
【0003】
上記の対策のため、チップの内部にスプリングを設けて、ボールを内側から外側に付勢したボールペン(実開昭55ー172104号、実開昭57ー193578号など)が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、ボール径が小さいボールペンが実用化されている。そして、ボール径が小さいボールペンでは、ばねやチップ内部の孔の内径等も小さくする必要があった。
【0005】
しかしながら、従来技術のボールペンをそのままの構造でスケールダウンした場合には、以下のような問題があった。第1に、ばねの剛性が異様に小さくなるので、圧縮の際に撓みやすく、先端方向にボールを付勢しづらい。すなわち、剛性は厚みや幅の4乗に比例して小さくなり、特に、ばねの外形が小さく、ばね定数が小さくなりやすいので、撓みやすく、前記したインキドロップやインキ漏れが発生しやすい。第2に、ばねの外形が小さくなり、扱いにくくなるので、ばねをチップ本体に挿入しにくくボールペンの製造しづらく、またばね同士が絡みやすい。さらに、扱う際にばね同士が一旦絡むと、絡みを解きにくく、無理に絡みを解くとばねが壊れるおそれがある。第3に、インキの充填の際にチップ内部に空気が残りやすくなる。すなわち、塗布具用チップ本体の内径が小さく、さらにばねの隙間が小さくなるため、インキが空気と置換しにくく、空気がチップ内部に残ってしまうことがあった。
【0006】
そして、上記の問題は、ボール径が小さいボールペンに特に発生しやすいものであったが、通常のボールペンにおいても発生する場合がある。
そこで、ばねが扱いやすく、チップ本体に挿入しやすく、また、圧縮の際に撓みにくい構造であり、インキドロップやインキ漏れが発生しにくく、さらに、チップ内部に空気が残りにくい塗布具用チップおよび塗布具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
そして、上記した目的を達成するための請求項1に記載の発明は、ばねと、ボールと、塗布具用チップ本体を有し、塗布具用チップ本体にはボールハウスが設けられ、ボールはボールハウスに回転可能に保持され、ばねはボールを先端側に付勢している塗布具用チップにおいて、ばねはコイルばねであって、密巻き部と粗巻き部を有し、密巻き部は長手方向の中央部に位置していることを特徴とする塗布具用チップである。
ここで、「中央部」とは、両端付近でないということであり、いずれかの端部に寄った位置でも良く、さらに両端から等距離となる位置に限定されるものでない。また、「密巻き部」は、粗巻き部に対して、ばねの間隔が小さいという意味であり、また密巻き部は密着巻きのように隙間が無くてもよく、隙間があっても良い。さらに、密巻き部は一カ所でなくても良く、2カ所以上でもよい。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、塗布具用チップのばねはコイルばねであって、密巻き部と粗巻き部を有し、密巻き部は長手方向の中央部にある。本発明で採用するばねは、密巻き部の剛性が高いため、圧縮の際には密巻き部は剛性が高いので撓みが少なくなるので、ボールを先端方向に付勢することができ、液漏れし難くなる。さらに、密巻き部がばねの中央部に有しているので、ばねをつかみやすいので扱いやすい。そして、製造の時、複数のばねをまとめて扱う場合やパーツフィーダを用いて、自動で組み立てる際などに、ばね同士が絡みにくく、製造しやすい。さらに、密巻き部を2カ所以上有する場合は、特にばね同士の絡みが少なくなる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、前記密巻き部の隙間は、ばね線の外径よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の塗布具用チップである。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、前記密巻き部の隙間は、ばね線の外径よりも小さいので、ばねの剛性が特に高く、より扱いやすく、液漏れがしにくい。特に、密巻き部が、ばねの隙間がない密着巻きで有る場合には、ばねの剛性がさらに高くなる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、前記密巻き部は1〜7巻きであることを特徴とする請求項1又は2に記載の塗布具用チップである。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、密巻き部は1〜7巻きであるので、ばねの撓みを小さくし、また、密巻き部が1〜7巻きであるため粗巻き部が多く、塗布液を充填する際には空気が残りにくくすることができる。
【0013】
請求項4に記載の発明は、無負荷状態における粗巻き部の隙間は、ばね線の外径に対して0.95〜3倍であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の塗布具用チップである。
【0014】
請求項4に記載の発明によれば、無負荷状態における粗巻き部の隙間は、ばね線の外径に対して0.95〜3倍であるので、ばね全体の剛性の低下が小さく、取り扱いが容易である。
【0015】
請求項5に記載の発明は、ばねが圧縮された状態での粗巻き部の隙間は、ばね線の外径に対して0.5〜2倍であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の塗布具用チップである。
ここで、ばねが圧縮された状態とは、塗布具が組み立てられ、塗布具が使用可能な状態で、ボールを先端側に付勢するためにばねが圧縮している状態のことである。
【0016】
請求項5に記載の発明によれば、ばねが圧縮された状態での粗巻き部の隙間は、ばね線の外径に対して0.5〜2倍であるので、塗布液(インキ)の充填の際にばねの隙間が確保できるので、チップ内部に空気が残りにくい。
【0017】
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5に記載の塗布具用チップと、塗布具用チップに接続して塗布液を収納している塗布液収納部を有し、塗布液を塗布具用チップより排出して塗布することを特徴とする塗布具である。
【0018】
請求項6に記載の発明によれば、密巻き部分で挟んでつかむことができ、ばねが扱いやすく、また、ばねの密巻き部は剛性が高いので撓みが少なくなり、ボールを先端方向に付勢することができ、液漏れし難くなる。そして、塗布具の製造の時、複数のばねをまとめて扱う場合やパーツフィーダを用いて、自動で組み立てる際などに、ばね同士が絡みにくく、製造しやすい。さらに、密巻き部を2カ所以上有する場合は、特にばね同士の絡みが少なくなる。
【発明の効果】
【0019】
本発明は、上述の通り構成されているので、ばねは、圧縮の際に撓みにくく、インキドロップやインキ漏れが発生しにくいものであり、扱いやすく、チップ本体に挿入しやすい。したがって、チップ内部に空気が残りにくい塗布具用チップおよび塗布具の提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態におけるボールペンの正面図と正面から見た断面図である。図2は、(a)が本発明の第1の実施形態におけるボールペンチップ本体の正面から見た断面図であり、(b)がばねの正面図である。図3は、本発明の第1の実施形態におけるボールペンの先端部分の正面から見た断面図である。図4は、(a)が、ばねの密巻き部が後端側に有するばねの正面図であり、(b)が、ばねの密巻き部が先端側に有するばねの正面図であり、(c)が、ばねの密巻き部が2カ所に有するばねの正面図である。
【0021】
本発明における第1の実施形態におけるボールペン(塗布具)1は、図1に示されるものであり、ボールペンチップ10、先栓11及び筒部材12を有している。なお、図1においては、インキ(塗布液)を省略して図示している。
また、本願におけるボールペン(塗布具)1は、レフィールなどと呼ばれており、通常、筒状の保持具などの中に入れられて使用するものであるが、本願では、これらのいずれの場合においてもボールペン(塗布具)として説明する。
そして、図1における下側(ボールペンチップ側)を先端側として説明する。
【0022】
筒部材12は両端に開口部12a,12bを有する円筒状である。そして、筒部材12は後述するように、インキ(塗布液)が充填されるものであり、塗布液収納部となる。
また、先栓11は、両端に開口部11a,11bを有する円筒状である。また、図3に示されるように、先栓11の先端側はチップ接続部11dを有し、チップ接続部11dの内径は、先栓11の奥側孔部11cよりも大きい。また、先栓11の奥側孔部11cとチップ接続部11dの接続部には、段部40を有している。
【0023】
ボールペンチップ10は、図2に示されるように、ボールペンチップ本体15、ばね16及びボール17を有している。
【0024】
ボール17は球状であり、組み立てられると、後述するボールペンチップ本体15のボールハウス20に位置する。本発明の実施形態では、ボール17の外径は0.5mmである。
【0025】
ボールペンチップ本体15は、外観的には先端側が略円錐形状であり、後端側が略円柱形状であり、全体では、これらを軸方向に結合させた、ロケットような形状であり、先端側には円錐部25を有し、円錐部25よりも後端側の中程には円筒部26を有している。さらに、円筒部26の後端側は、やや外径が縮径している結合段部26aを有している。また、内側にはボールハウス20、中心孔21及びバック孔22が設けられている。さらに、バック孔22の後端側は、後端側開口11aを有している。
【0026】
ボールハウス20は、図2(a)に示されるように、ボールペンチップ本体15の先端側に位置しており、先端側が開口した穴である。そしてボールハウス20の内径は、ボール17の外径よりもやや大きい。
中心孔21は、ボールハウス20の内径よりも小さな内径の丸孔であり、ボールハウス20の後端側で連通している。そして、中心孔21の内径は、ボール17の外径の約半分であり、本実施形態においては、約0.25mmである。
【0027】
バック孔22は中心孔21の後端側で連通する段状の丸孔である。そして、先端側ほど内径が小さくなるものであり、内径が変わる部分はテーパー部27を有してなだらかにつながっている。バック孔22の内径は、中心孔21の内径よりも大きい。
【0028】
上記のように構成されているので、ボールペンチップ本体15は、ボールハウス20の後端側に中心孔21が位置し、さらに中心孔21の後端側にバック孔22が位置しており、ボールハウス20、中心孔21及びバック孔22は連通している。また、これらの孔は、ボールペンチップ本体17の中心軸と同じ軸を中心とする位置に設けられている。
【0029】
次に、ばね16について説明する。ばね16は、図2(b)に示されるものであり、コイルばね部30と棒状部31を有し、1本のばね線16aで構成されている。そして、ばね16は、後述するようにボール17を先端側に付勢して、筆記の際にはボール17とボールハウス20との間の隙間を確保し、使用しない場合には隙間からのインキの流出防止などを行う。
【0030】
ばね16はステンレス線を用いて製作される。本実施形態においては、ニッケルめっきしたステンレス線を用いてばねを巻いている。したがって、ばねを巻く際にはニッケルめっきによって滑りがよく、本実施形態のばね16のように小さく、途中でピッチを変えて巻かれたばねを製作しやすい。また、本実施形態ではばねを巻いた後、組み立てるまでにニッケルめっきを除去する。したがって、ボールペン1として使用する場合には、ばね16の素材がステンレスであるから錆難い。加えてチップホルダーの素材も一般的にステンレスが使用されるため異種金属接触による錆の発生もない。そのため本実施形態の構成によると、使用時にばね16に錆が発生し難い。
【0031】
コイルばね部30は、粗巻き部32と密巻き部33を有している。
密巻き部33は、コイルばね部30の中央部で密着巻きされ、粗巻き部32よりピッチが小さい部分である。そして、密巻き部33の位置は、コイルばね部30の長手方向の中間(中心部)であり、コイルばね部30の両端から、ほぼ同じ距離である。密巻き部33のばね線同士の隙間はなく、前記ばね線同士の隙間は、ばね線16aの外径よりも小さい。そして、本実施例での密巻き部33は、一カ所であり、密巻き部33の巻き数は7巻である。
粗巻き部32は、密巻き部33の両側に有しており、比較的ピッチ角の小さい円筒コイルばねである。粗巻き部32を圧縮すると付勢力を発生させる。また、粗巻き部32の後端側は、図2(b)のように、他の部分より太い増径部35を有している。ばね16の密巻き部33と粗巻き部32は、ピッチを変えながら巻いて作られる。
【0032】
本発明の実施形態におけるコイルばね部30の寸法については、以下の通りである。ばね線16aの外径は、0.12〜0.16mmである。増径部35の外径は、1.3〜1.7mmであり、またその他の部分の外径は、1.0〜1.5mmである。粗巻き部32のピッチは、0.3〜0.5mmであり、粗巻き部32のばね16の隙間は0.15〜0.35mmである。密巻き部32のピッチは、線径と略同一であり、隙間はほとんど無い。そして、ばね線16aの外径に対するばね16の隙間は、ばね線の外径に対して0.95〜3倍である。
また、後述するように、ボールペン1が組み立てられて、ばね16が圧縮した状態では、粗巻き部32のピッチは、0.2〜0.4mmであり、粗巻き部32のばね16の隙間は0.05〜0.25mmである。そして、ばね線16aの外径に対するばね16の隙間は、ばね線16aの外径に対して0.5〜2倍である。
【0033】
棒状部31は、図2(b)に示されるものであり、コイルばね部30と連続し、直線状となっている部分である。そして、棒状部31は、コイルばね部30から突出して接続しており、軸心上に位置している。また、棒状部31の先端部分は棒状部先端部分31aであり、後述するように、ボール17と接触して押圧し、ボール10を先端側に付勢する部分となる。
【0034】
次に、ボールペン1の組み立て方法について説明する。
まず、ボールペンチップ本体15のボールハウス20に先端側からボール17を挿入する。そして、ボールペンチップ本体15の先端を内側に向かって変形するようにかしめる。変形後のボールハウス20の先端側の開口は、ボール17の外径よりも小さい状態となり、ボール17は回転可能な状態でボールハウス20に保持される。なお、ボール17は、ボールハウス20内で軸方向にわずかに移動可能となっている。
【0035】
次に、ばね16をボールペンチップ本体15の後端側の開口部23から、棒状部31側を先頭として挿入する。そして、さらに挿入すると、ばね16はやや撓みながら進んでいく。
【0036】
本発明の実施形態においては、密巻き部33が設けられているので、密巻き部33によってばね16をつかみやすいため、扱いやすく容易に挿入できる。特に、密巻き部33は密着巻きであるので、さらに扱いやすい。また、ばね16を部品としてまとめて扱う場合には、密巻き部33によって、ばね16同士が絡むことがない。さらに、ばね線16aの外径に対するばね16の隙間は、ばねの線径に対して0.95〜3倍であり、適度な剛性を有しているのでさらに扱いやすく、挿入しやすい。
【0037】
さらに、ばね16を挿入すると、棒状部31の棒状部先端部分31aが、中心孔21を通って、ボール17の後端側に接触する。本実施形態においては、ばね16の先端側と、バック孔22に有するコイルばね誘導部37によって、棒状部先端部分31aが軸上を進むので、棒状部先端部分31aが中心孔21に容易に到達する。
【0038】
そして、先に述べた先栓11にボールペンチップ10を後端側から挿入する。この状態が図3の状態である。
この状態では、ばね16は、ボールペンチップ本体15の段部40とボール17によって圧縮されてボール17を付勢している。さらに詳しく説明すると、ばね16の後端側では、先栓11の段部40にばね16の後端側が接触し、また、ばね16の先端側では、棒状部先端部分31aがボール17と接触しており、ばね16は圧縮する。そして、ボール17は、ばね16によって先端側に付勢されている。
このように構成されているので、ボールペン1の携帯時に周囲を汚すことなく、筆記時の隙間を確保することができる。
【0039】
また、ボールペンチップ本体15の結合段部26aの外径は、チップ接続部11dの内径よりもやや大きく、ボールペンチップ本体15は先栓11に圧入して結合されている。
【0040】
本発明の実施形態では、ばね16の増径部35によって、圧縮時におけるばね16の撓みを防止し、先栓11の内部の孔の内径を大きくすることができる。すなわち、ボールペン1においては、ボールペンチップ本体15の開口部23よりも後端側では、先端側に比べてボールペンチップ本体15の縮径部26aの厚みだけ内径が大きくなるが、ばね16の増径部35によって隙間を詰めることができるので、ばね16が撓みにくい。また、ばね16の後端側は段部40で接触して、ばね16を圧縮する関係上、ばね16の後端側の外径は、先栓11の奥側孔部11cの内径よりも大きいことが必要である。一方、先栓11の奥側孔部11cの内径を小さくすると、ボールペン1の使用時に、インキが流出しくい。しかし本発明の実施形態においては、増径部35によって、先栓11の奥側孔部11cの内径をより大きくすることができる。
【0041】
また、先栓11の後端部を、筒部材12の先端側の開口部12bに挿入して接続する。そして、ボールペンチップ10、先栓11及び筒部材12を結合した状態で筒部材12の内部にインキを充填する。さらに、ボールペン1の先端側を外側、後端側を内側にして回転し、遠心力によってインキと空気を置換し、インキを先端側の先まで行き渡らせる。
本発明の実施形態においては、ばね16の粗巻き部32の圧縮時におけるばね16の隙間が、ばね線16aの外径に対して0.5〜2倍であるので、隙間にインキが通過しやすい。したがって、インキと空気が置換されやすいので、インキの充填が容易にでき、また、空気が残ることによって、筆記の際にインキが出なくなることがない。さらに、ばね16は、ステンレスであるので錆びにくい。
【0042】
本願出願人が、ボールペンチップ10のばね16の隙間と諸性能について、調査したところ以下の通りであった。
すなわち、圧縮時におけるばね16の隙間がばね線16aの外径に対して0.5倍以下であると、インキの充填の際に、ばね16の増径部35付近の空気が置換されなかった。
また、圧縮時におけるばね16の隙間がばね線16aの外径に対して2倍以上であると、ばね16のピッチが長くなり、さらに、ばね16の長さが同じであるため、ばね16のばね定数が小さくなる。したがって、ボール17に対する付勢力が低下して、携帯時等に周囲を汚してしまいやすくなった。
そして、圧縮時におけるばね16の隙間がばね線16aの外径に対して0.5〜2倍であると、このような問題は発生しなくなり、良好であった。
【0043】
本発明の第1の実施形態におけるボールペン1では、ばね16の密巻き部33は、1カ所であったが、図4(c)に示されるようなばね16のように2カ所以上に設けられても良い。また、位置は中間部付近であったが、図4(a),(b)に示されるようなばね16のように、先端側寄り又は後端側寄りでも良い。
また、本発明の第1の実施形態におけるボールペン1では、ばね16は、ステンレス線を用いてばねを巻いた後、組み立てるまでにニッケルめっきを除去したものであるが、ステンレス線を用いてニッケルめっきを除去せずそのまま使用しても良い。さらに、ばね鋼線の炭素鋼線を用いても良く、また、ステンレス以外の他の材質でも構わない。
【0044】
さらに、本発明の第1の実施形態におけるボールペン1では、ばね16の密巻き部32の巻き数は、7巻きであったが、1〜7巻きであれば良い。密巻き部32の巻き数が8巻き以上であると、粗巻き部32の長さが小さくなるので、付勢力が小さくなってしまう。密巻き部32が2カ所以上有するときは、合計の巻き数が7巻き以下であることが望ましい。
【0045】
また、本願出願人が、ばね16の密巻き部32の巻き数と、からみ性(からみの発生度合い)の関係について調べた。確認の方法は、密巻き部32の巻き数が同じばね16を一カ所にまとめて容器に入れ、そして、密巻き部32の巻き数を変えて同様に行い、ばね16同士がからむ割合を確認する。密巻き部32の巻き数の範囲は、0〜9とした。
【0046】
【表1】

【0047】
ばね16の密巻き部32の巻き数と、からみ性を確認した結果より、密巻き部32の巻き数が多いほどからみ性が大きく、また、密巻き部32の巻き数が7より多い場合には、からみ性が変化しなかった。
【0048】
以上のことから、密巻き部32の巻き数が7以上の場合には、からみ性の点において優れるものとなり、ボールペンの製造の際に、製造しやすく、からみによるばねのロスが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるボールペンの正面図と正面から見た断面図である。
【図2】(a)は、本発明の第1の実施形態におけるチップ本体の正面から見た断面図である。(b)はばねの正面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態におけるボールペンの先端部分の正面から見た断面図である。
【図4】(a)は、ばねの密巻き部が後端側に有するばねの正面図であり、(b)は、ばねの密巻き部が先端側に有するばねの正面図であり、(c)は、ばねの密巻き部が2カ所に有するばねの正面図である。
【符号の説明】
【0050】
1 ボールペン(塗布具)
10 ボールペンチップ(塗布具用チップ)
15 ボールペンチップ本体(塗布具用チップ本体)
16 ばね
16a ばね線
17 ボール
20 ボールハウス
32 粗巻き部
33 密巻き部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ばねと、ボールと、塗布具用チップ本体を有し、塗布具用チップ本体にはボールハウスが設けられ、ボールはボールハウスに回転可能に保持され、ばねはボールを先端側に付勢している塗布具用チップにおいて、
ばねはコイルばねであって、密巻き部と粗巻き部を有し、密巻き部は長手方向の中央部に位置していることを特徴とする塗布具用チップ。
【請求項2】
前記密巻き部の隙間は、ばね線の外径よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の塗布具用チップ。
【請求項3】
前記密巻き部は1〜7巻きであることを特徴とする請求項1又は2に記載の塗布具用チップ。
【請求項4】
無負荷状態における粗巻き部の隙間は、ばね線の外径に対して0.95〜3倍であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の塗布具用チップ。
【請求項5】
ばねが圧縮された状態での粗巻き部の隙間は、ばね線の外径に対して0.5〜2倍であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の塗布具用チップ。
【請求項6】
請求項1〜5に記載の塗布具用チップと、塗布具用チップに接続して塗布液を収納している塗布液収納部を有し、塗布液を塗布具用チップより排出して塗布することを特徴とする塗布具。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−1029(P2009−1029A)
【公開日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−259656(P2008−259656)
【出願日】平成20年10月6日(2008.10.6)
【分割の表示】特願2002−97538(P2002−97538)の分割
【原出願日】平成14年3月29日(2002.3.29)
【出願人】(390039734)株式会社サクラクレパス (211)
【Fターム(参考)】