JP4706992B2 - 液体供給体及びペン先又はペン用中継芯 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、筆記用のペン先、パーマネントマーカ、ブラッシュマーカ、ペイントマーカ、さらにはカリグラフィー、線引用ペンあるいはプロッターやコスメチック用のペン先や中継芯、誘導芯あるいは流量制御管として用いられる、芯体と外筒体から構成される多重構造の液体供給体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記のような用途に使用される液体供給体は、軸心方向にリブを設けることにより溝を形成させ、その溝を液体導通路とする液体供給体を、合成樹脂を用いて押出成形加工により製造する方法が広く採用されている。
【０００３】
より具体的に説明すると、前記の液体供給体は、例えば、特公昭６１−２１８３８号公報に示されているように、ダイスから所要の横断面構造（中空構造）を有する棒状体として押出成形する方法、あるいは特公昭５３−２７９７３号公報に示されているようにダイスから設定された多数のフィラメントを押出成形し、加熱状態のフィラメントの融着性を利用して、所要の横断面構造（中空構造）を有する棒状体とする方法等によって製造されている。
【０００４】
これらの成形体においては、インクなどの流れる液体導通路は、常に一定の断面形状をなすものである。
具体的には、軸線方向対して平行に形成された直線状であって、対象物に対して液体（インク）を直線的に供給する構造であるため、気孔率が高くて、液体（インク）の保持力の高いものは製造が難しい。
また、一般に、気孔率の高いものは、成形体自身の強度低下があり、毛細管力が弱く、液体（インク）保持力が弱いものであった。
【０００５】
そこで、成形体の強度を上げるために、液体導通路の形成に際し、リブ同士を結合すること、特に、断面の中心部に接合部（中心核）を設けることがよく行われる。
しかしながら、リブの結合は、結果として液体導通路を分割させ、各々が独立した液体導通路を形成することになり、目詰まりが起こった場合や、使用する形態によっては、すべての液体導通路を同時に液体の排出に使うことが困難になり、結果として液体の排出性（流出性）が低下するという問題を発生させている。
【０００６】
また、先端の細い水性ボールペンなどでは、液体供給体として、繊維束芯と上記のようにして得られたプラスチック成形体からなる芯の２組以上の異なる中継芯が用いられ、インク流量の調整は、これら中継芯の組合せによって行っている。
しかしながら、その調整は容易でなく、かなりの労力を必要とし、部品のコストも無視し得ないものである。
【０００７】
例えば、ニードルローラーの先端パイプ部分は、内径が０．５ｍｍ程度と非常に細く、深さも６ｍｍ程度である。
そのため、繊維束芯では対応が困難なため、この部分にはプラスチック成形体（剥き出しのリブ）の中継芯を用い、前記プラスチック成形体の後に、通常、繊維束芯を接続している。
しかしながら、異なる中継芯を使用すると、芯の組合せや、接続の具合によってインク流量が変化する上、プラスチック成形体のパイプ内先端までの挿入は、繊維束芯の押し込みにより行われているが、先端への挿入長さに正確性を欠くことが多く、満足し得る筆記性能を有する水性ボールペンを得ることを困難にしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らはかかる現状に鑑み、鋭意検討の結果、液体供給体を芯体と外筒体から構成される多重構造とし、芯体と外筒体の少なくともいずれかを、軸線に対して捻りを加え、芯体又は外筒体に形成されている溝状の液体導通路を、軸線方向に対して平行に形成された直線状のものから、螺旋状のものに変更し、かつ、芯体と外筒体に、それぞれ形成された溝状の液体導通路間を液体が自在に流通できる構造とすることにより、上記の問題を解消し得ることを見出し、この発明を完成したのである。
【０００９】
この発明の第１の目的は、気孔率が高くても毛細管力が大きくインク保持能力に優れ、強度にも優れる液体供給体を提供することにある。
第２の目的は、毛細管力やインク流抵抗の調整が容易で、気孔率に関係なく強度の調整が容易な液体供給体を提供することである。
【００１０】
さらに、この発明は、従来の水性ボールペンなどにおける中継芯などとは異なり、変動の少ない良好なインク流出量が得られ、ボールペンチップ内先端の中継芯の困難な位置決めを不要とし、組み立ての労力や、部品のコストを低減する、一本化した中継芯へ応用することにも可能性を有する液体供給体を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、この発明の請求項１に記載の発明は、
芯体と外筒体からなるものであって、
前記芯体に形成された溝状の液体導通路と、外筒体に形成された溝状の液体導通路が、それらの表面において斜交状態で接触している
ことを特徴とする液体供給体である。
【００１２】
この発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載された液体供給体において、
前記芯体に形成された溝状の液体導通路が、
芯体の中心部から外側に向けて成形された、複数のリブにより形成されたものであること
を特徴とする液体供給体である。
【００１３】
この発明の請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載の液体供給体において、
前記外筒体に形成された溝状の液体導通路が、
外筒体の内周面から軸心方向に向けて成形された、複数のリブにより形成されたものであること
を特徴とする液体供給体である。
【００１４】
この発明の請求項４に記載の発明は、
請求項１に記載の液体供給体からなること
を特徴とするペン先である。
【００１５】
この発明の請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載の液体供給体からなること
を特徴とするペン用中継芯である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の液体供給体と、この液体供給体を使用したペン先ならびにペン用中継芯について、添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１７】
従来の液体供給体１ａは、図３に示すように、外周部から軸心方向に突出する複数のリブ２により形成された軸線方向に平行な溝状の液体導通路３を有するもので、その断面は図４に示される通りのものである。
【００１８】
この液体導通路３の形状については種々の提案がなされているが、それら形状の変化のみでは、前記問題を解消することが困難であるとともに、形状によって液体供給体１ａの特性を変化させるためには、必然的に形状を複雑化させることになる。
【００１９】
図５に示す液体供給体１ｂは、強度を持たせるために、外周部から軸心方向に突出する複数のリブ２によって、軸線方向に平行な溝状の液体導通路３を形成するに際し、中心に接合部（芯）４を設けたもので、この図５から明らかなように、中心に接合部（芯）４を設けたことにより、液体導通路３が分割され、多数の独立した液体導通路３，３・・・が形成されている。
【００２０】
それら独立した液体導通路３，３・・・が使用の際、つまり筆記に際して、全て液体導通路として利用されれば、問題はない。
しかしながら、通常筆記に際しては、一部の液体導通路のみが使用される状態となり、全体としてみたとき、インク等の流出量の低下をきたし、さらに悪いことは、そのような状態では、液体導通路の目詰まりを生じることがあるので、強度の面では満足できても、未だ問題の多い液体供給体と言わざるを得ないものである。
【００２１】
一方、図６に示される液体供給体１ｃは、軸心方向に突出する複数のリブ２，２・・・を有する円筒状の外筒体５と、この外筒体５内に設けられる芯体６とで液体導通路３，３・・・を構成した公知の多重構造の液体供給体（例えば、実開昭５７−１３８６８８号公報にも同様の構成の複合ペン体が開示）で、多様な書味、細書き用に好適な耐久性とインク流出性に優れたものである。
【００２２】
しかしながら、従来の液体供給体１ｃは、芯体から突出するリブ（突出片）６ａの一部を自由端にしているため、この液体供給体１ｃを使用して筆記したとき、芯体６が微妙に揺動するため軟らかい筆記感のものしか得られず、硬い筆感のものを得ようとすると、芯体６と外筒体（外部材）５を接着すると、液体導通路３の分割となる。
そのため、上記問題が発生するようになり、さらに、液体導通路３が軸線方向に平行に直線的に設けられているため、気孔率を高くすると、インク保持力が弱くなり、ペン等を上向きに放置したとき、インクが下方に戻るというドレインバック現象を起こすおそれがある。
【００２３】
この発明の液体供給体１０は、図１に示されるように、基本的に中心部から外方向に放射状に延びるリブ間に溝状の液体導通路１３を有する芯体１１と、内周面に軸心方向に突設した複数のリブ間に溝状の液体導通路１４を形成した外筒体１２で構成される多重構造とする。
その際、前記芯体１１と外筒体１２の少なくもいずれか（図１においては、芯体１１）を、軸線に対して捻りを加え、芯体１１又は外筒体１２に形成されている溝状の液体導通路１３を、従来のような軸線方向対して平行に形成された直線状のものから、螺旋状のものに変更し、かつ芯体１１と外筒体１２に、それぞれ形成された溝状の液体導通路１３，１４間を液体が自在に流通できる構造としたものである。
【００２４】
この発明の溝状の液体導通路１３を有する芯体１１と、同じく溝状の液体導通路１４を有する外筒体１２からなる多重構造の液体供給体１０は、従来公知の方法で製造することができ、その一例を示せば、以下のとおりである。
【００２５】
図２に示されるような断面形状を有する芯体６と外筒体５を、ポリアセタールやポリアミドなどの熱可塑性樹脂から、公知の押出成形により調製する。
押出成形により得られた軸線方向に平行に直線状の溝状の液体導通路３を有する芯体６もしくは外筒体５に与える捻りは、押出成形機で成形中または成形後の加熱された状態のものに与えてもよく、延伸冷却後、再度加熱して捻り冷却固定する方法で行ってもよい。
【００２６】
このようにして調製された芯体６を、外筒体５内に挿通することにより、この発明の液体供給体１０とすることができる。
【００２７】
なお、この発明の液体供給体は、以上の例以外にも、芯体と外筒体とを押出成形で一体成形することによって、又は、成形済み芯体に外筒体を押出成形で被覆成形することによって、あるいは芯体と外筒体を射出成形、又は機械加工し組合せることによって、さらには、機械加工と押出成形を組合せる等の方法により調製することが可能である。
【００２８】
前記芯体及び外筒体の材質としては、上記以外に、ポリイミド、ポリブチレンテレフタレート、メタクリル、ノニル、弗化ビニリデン、ポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂、複合強化プラスチック、セラミック成形体、ステンレス、真鍮、洋白、超硬等の金属材を用いることが可能である。
【００２９】
さらに、外筒体として、液体供給体を取付けるペンなどの本体又は取付治具、一時的インク溜部材（ジャバラ）、メタルホルダー、プラスチックホルダーなどを、内面に溝のあるものはそのまま、溝のないものは溝を設けて、それらの溝を液体導通路として利用することにより代替することができる。
また、それらに捻りを入れて螺旋状で且つ溝状の液体導通路を設けた芯体を挿通することによって、この発明の液体供給体を用いたペンなどにすることができる。
【００３０】
この発明においては、図２に示されるような溝状の液体導通路３，３・・を有する芯体６と外筒体５のいずれか、又は芯体６と外筒体５を捻ることにより、図１に示されるような両者の液体導通路１３，１４が、液体供給体１０の全体に亘って斜めに交差し、網目状の毛細管が形成され、芯体１１と外筒体１２に形成されている液体導通路が立体的に一体化され、両者間での液体の流通が自由自在に行われるようになる。
【００３１】
このようにして形成された網目状の毛細管におけるスリット幅、網目の大きさは、芯体と外筒体の捻り具合（交差状態）により変化させることができる。
すなわち、捻りを強くすれば交差点が多くなり、両者間の液体導通路が増え、捻りが緩ければ交差点が少なくなり液体導通路が減り、それにより、毛細管力、気孔率、インク排出量などが容易に調製することができるのである。
【００３２】
上記のような交差状態を形成するには、芯体又は外筒体のいずれかを捻る、両者を異なる回転数で捻る、または両者を反対方向に捻ればよく、最も効果的に網目状の毛細管状態を形成させるには、両者を逆方向に捻ることである。
【００３３】
この発明の液体供給体自体の強度を上げたいときは、芯体及び外筒体を部分的に接着すればよく、液体導通路が網目状の毛細管状態となっているため、部分的な接着による悪影響は全くない。
また、強度を上げるためには、捻り回数を多くし交差部分を増やしたり、両者をきつく組合せるという手段を採用することも好ましい。
なお、接着は部分的に行われ、接着剤を用いてもよく、熱融着、超音波融着などの手段で行われる。
【００３４】
但し、この発明の液体供給体を、水性ボールペン用の中継芯として使用する場合、芯体と外筒体は接着乃至融着させず、芯体をスライド可能な程度にゆるく外筒体に挿通し、芯体の先端及び後端には外筒体を設けず、先端はボールペンチップ内先端まで挿入し、後端をインクタンク底まで延長させると、芯体にスプリング効果が発生するとともに、常に芯体がインクに触れているため、ドレインバック現象の発生を防止することが可能となる。
【００３５】
通常、この発明の液体供給体は芯体と外筒体は一対になって、ペン先や中継芯として用いられる。
用途や目的に応じては、一つの外筒体に複数の芯体を挿通し、例えば、カリグラフィーに用いられる、断面形状が長方形のペン芯には、長方体の外筒体に複数の芯体を挿通し、さらには、それを一対として複数組合せた後、必要な加工を施して、ペン先や中継芯として用いることが可能である。
【００３６】
【作用】
この発明の液体供給体は、通常、軸線に平行に形成されている芯体と外筒体の溝状の液体導通路を、液体供給体の全体に亘って斜めに交差させることによって網目状の毛細管が形成され、液体導通路が立体的に一体化され、両者間での液体の流通が自由自在に行われるものである。
しかも、それらは、芯体や外筒体を捻るという簡単な操作でなされ、かつ、網目状の毛細管におけるスリット幅、網目の大きさも、芯体と外筒体の捻り具合により、毛細管力、気孔率、インク排出量、さらには強度や液体流量などが容易に調製することができ、ペン先としてもしっかりとした筆記感を与え、良好なインク流出量が示されるのである。
【００３７】
この発明の液体供給体を、水性ボールペン用中継芯として用いる際は、従来のものと異なり一本化できるため、インクは安定した変動の少ない流出性を示す。
さらには、芯材を外筒体に緩く挿通し、後端をインクタンク底まで延長させ、芯材にスプリング効果を付与すると、ボールペン先端パイプ内の中継芯の位置決めが正確に行うことができ、ドレインバック現象も防止できる。
【００３８】
【実施例】
以下、この発明の液体供給体の、具体的な実施例について説明する。
＜実施例１＞
ポリアセタール樹脂を使用し、図２の断面図に示される形状の芯体と外筒体（外径φ１．５ｍｍ、φ２．３ｍｍ）からなる液体供給体を構成する芯体を押出成形により調製した。
得られた芯体６に捻り（回数：１．３〜４．８／２０ｍｍ、１．０〜３．０／４０ｍｍ）を与えた後、加熱して捻りを固定した。
捻りを固定した芯体を、外筒体に挿入し調製した。
得られた形状の異なる液体供給体１０に、５００ｍｍＡｑの水圧を掛けたときの流量を測定し、その結果を下記表１、表２に示した。
但し、表１は外筒体の外径φ１．５ｍｍ、長さ２０ｍｍ、表２は外筒体の外径φ２．３ｍｍ、長さ４０ｍｍのものの結果である。
表から明らかなように、単に捻りを加えることによって、流量容易に調整することできる。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
＜実施例２＞
実施例１で得られた液体供給体について、先端部分を加工し、プラスチックペン（プラペン）のペン先とし、図５に示される構造のペン先との性能を筆記試験により比較した。
筆記試験は筆記角度７０°、筆記荷重１００ｇ、筆記速度９．０ｍ／分、筆記用紙にはBaumgertner Paperを用いて行った結果を、表３に示した。
表から明らかなように、この発明の液体供給体を用いたペン先とするプラスチックペンは、図５に示される構造のペン先と比較して、インク流量が多く、またその調製も容易である。
【００４２】
【表３】
【００４３】
【発明の効果】
この発明の液体供給体は、芯体と外筒体からなるものであって、芯体に形成された溝状の液体導通路と、外筒体に形成された溝状の液体導通路が、それらの表面において斜交状態で接触させるという、簡易な手段によって今までに成しえなかった、気孔率が高く毛細管力も大きいという特性が付与されたものである。
【００４４】
特に、この液体供給体は、インク保持能力に優れ、強度にも優れる上、毛細管力やインク流抵抗の調整が容易で、気孔率に関係なく強度の調整が容易な優れたものである。
【００４５】
また、この発明の液体供給体を用いた水性ボールペンなどにおける中継芯は、変動の少ない良好なインク流出量が得られる。
さらに、ボールペンチップ内先端の中継芯の困難な位置決めを不要とし、組み立ての労力や、部品のコストを低減させ、一本化した中継芯を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る液体供給体の一例を示す一部切欠き斜視図である。
【図２】 図1に示す液体供給体の断面図である。
【図３】 従来の液体供給体の一例を示す斜視図である。
【図４】 図３に示す液体供給体の断面図である。
【図５】 従来の液体供給体の他の一例を示す断面図である。
【図６】 従来の多重構造型の液体供給体の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ 従来の液体供給体
２ リブ
３，１３，１４ 液体導通路
４ 接合部（芯）
５ 外筒体
６ 芯体
１０ この発明の液体供給

Claims (5)

1. 芯体と外筒体からなるものであって、
   芯体に形成された溝状の液体導通路と、外筒体に形成された溝状の液体導通路が、それらの表面において斜交状態で接触していること
   を特徴とする液体供給体。
2. 前記芯体に形成された溝状の液体導通路は、
   前記芯体の中心部から外側に向けて成形された、複数のリブにより形成されたものであること
   を特徴とする請求項１に記載の液体供給体。
3. 前記外筒体に形成された溝状の液体導通路は、
   前記外筒体の内周面から軸心方向に向けて成形された、複数のリブにより形成されたものであること
   を特徴とする請求項１に記載の液体供給体。
4. 請求項１に記載の液体供給体からなること
   を特徴とするペン先。
5. 請求項１に記載の液体供給体からなること
   を特徴とするペン用中継芯。