JP6463069B2 - ボールペン - Google Patents
ボールペン Download PDFInfo
- Publication number
- JP6463069B2 JP6463069B2 JP2014211838A JP2014211838A JP6463069B2 JP 6463069 B2 JP6463069 B2 JP 6463069B2 JP 2014211838 A JP2014211838 A JP 2014211838A JP 2014211838 A JP2014211838 A JP 2014211838A JP 6463069 B2 JP6463069 B2 JP 6463069B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- ink
- writing
- ballpoint pen
- tip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Pens And Brushes (AREA)
Description
まず、ボールペンの先端側から、筆記ボールが収容されるボールハウスが切削加工される。このとき形成されるボールハウス底面には、最終的にボール受座が形成される。
続いて、ボールハウス底面の裏側からは、ボールペン内のインクを前方へと導く流路となるバック孔が切削加工される。
そして、これらのボールハウスとバック孔とを切削加工等にて貫通させ、インク孔が形成される。このインク孔は、バック孔に至ったインクをさらに先端へ導く流路となる。なお、インク孔の径は、ボールハウスの径よりも小さく、またバック孔の径よりも小さい。
そして、筆記ボールは、ボールハウスへ挿入された後、後方へ叩かれて押圧される。この工程を「タタキ」と称する。このタタキによって、ボールハウス底面に筆記ボールの曲面が転写される。このボールハウス底面の曲面がボール受座となる。
最後に、ボールペンチップの先端部分を内方にかしめることで、筆記ボールの脱落を防ぐカシメ部が形成される。
このボール受座の形成について、下記の特許文献1には、筆記ボールの直径(mm)と該筆記ボールを前記ボールハウス底面に押圧する距離(μm)との積として定義されるタタキ係数を28に設定したことで、円滑な筆記に寄与可能とした発明が開示されている。
そこで、本発明は0.4mm以下のボール径においても、快適な筆記感が得られるボールペンを提供することを課題とする。
(第1の発明)
本発明のうち第1の発明に係るボールペン1は、円柱材の一端の外周を先細に切削して形成したテーパー部21と、前記テーパー部21の内周を切削して形成したボールハウス31と、前記ボールハウス31内に挿入される直径0.4mm以下の筆記ボール30と、当該円柱材の他端から前記ボールハウス31の近傍まで穿孔して形成したバック孔40と、前記ボールハウス31の底面であって前記筆記ボール30をバック孔40方向へ押圧した際に該筆記ボール30の曲面が転写されたボール受座33と、前記テーパー部21の先端部分を内側にカシメ加工して形成したカシメ部22とを備えるとともに、前記筆記ボール30の直径(mm)と該筆記ボール30を前記ボールハウス31の底面に押圧する距離(μm)との積として定義されるタタキ係数を9.5以上16以下に設定したボールペンチップ20であって、前記ボールペンチップ20が装着されたことを特徴とする。
また、筆記ボール30は、直径0.38mmのものを用いると、本発明の作用効果を得るのに特に好適なものとされる。
第1の発明は、タタキ係数を9.5以上16以下に設定することで、直径0.4mm以下の筆記ボール30を用いた場合であっても、適切な大きさのボール受座33を形成することができる。そのため、快適な筆記感が得られるとともに、タタキ係数の増加に伴ってボールの破損を招く加工不良が発生することのないボールペンチップ20を備えたボールペン1を提供することができる。なお、ボールペンチップ20は、ボールペン1内に直接充填されたインクと接触し、毛細管現象によりそのインクを誘導するインク誘導芯17の先端に装着されるものであってもよく、ボールペン1内に収容された管状のインク収容管を備えたインクリフィルの先端に装着されるものであってもよい。
本発明のうち第2の発明に係るボールペン1は、前記した第1の発明の特徴に加え、前記ボールハウス31の開き角度である仕上角を150°以上170°以下の間で形成したことを特徴とする。
第2の発明は、ボールハウス31の開き角度である仕上角を150°以上170°以下の間で形成したことで、摩耗時においてもインク流路を確保することができるものである。特に仕上角を160°とすると本発明の作用効果を最大限に発揮可能なボールペンチップ20を備えたボールペン1を提供することができる。
本発明のうち第3の発明に係るボールペン1は、前記した第1、第2の発明の特徴に加え、前記ボールペンチップ20には、前記ボールハウス31と前記バック孔40との間を貫通して形成した断面円形の孔であるインク孔41と、前記インク孔41の周囲に等配された複数箇所を前記ボールハウス31側から切削して該インク孔41に開放するように形成した幅0.03mm以上0.06mm以下の溝であるチャンネル溝42とが形成され、前記チャンネル溝42の数をa、前記チャンネル溝42の幅をb、前記インク孔41の径をc、前記筆記ボール30の径をdとしたときに、(a×b×c)÷dで表される数値Zを0.05≦Z≦0.10としたボールペンチップ20であって、前記ボールペンチップ20が装着されたことを特徴とする。
具体的には、数値Zが0.05未満であると、筆記時において紙等の繊維がボールハウス内に詰まってしまい、終筆に至らない場合が生じる。一方、数値Zが0.10を超えた場合においては、摩耗が大きくなるとチャンネル溝42の開口部が閉塞してしまい、インクを筆記ボール30に供給不能となることで終筆に至らない場合が生じる。
なお、インク孔41はボールペン1内のインクを前方へと導く流路として用いられ、チャンネル溝42はこのインク孔41に至ったインクをボールハウス31へ導く流路として用いられる。
本発明のうち第4の発明に係るボールペン1は、前記した第1、第2又は第3の発明の特徴に加え、前記リフィルは、その内部に水を基材とした溶媒中に着色剤として主に顔料を分散させたインクを収容し、インク誘導芯17を通じて前記筆記ボール30にインクが導通することを特徴とする。
第4の発明で用いられるインクは、特に、水を基材としてこれに擬塑性を付与した溶媒中に着色剤として主に顔料を分散させた水性ゲルインクを使用することが好適である。
(第5の発明)
本発明のうち第5の発明に係るボールペン1は、前記した第1、第2、第3又は第4の発明の特徴に加え、前記ボールペンチップ20を用いることで、筆記可能距離が1,000m以上となることを特徴とする。
しかし、本発明においては、仕上角を最適な角度で形成することで、摩耗時においてもインク流路を確保できるため、筆記可能距離を1,000m以上まで向上させることができたものである。
本発明のうち第6の発明に係るボールペン1は、前記した第1、第2、第3、第4又は第5の発明の特徴に加え、前記筆記ボール30は、ボールの表面粗さRaが4nm以下であることを特徴とする。
このとき、筆記ボール30は、最大でもボールの表面粗さRaが4nmで形成することとしている。なぜなら、筆記ボール30の表面粗さRaが4nmを超えると、筆記時に受座摩耗が激しくなるため、筆記距離が伸びるに連れてインクの流出量が低下していき、最悪の場合にはインクの流出が停止し、筆記不能となってしまうからである。なお、表面粗さRaは、非接触表面形状測定機(Zygo社製NewView7200)により、レンズ倍率50倍、評価長さ100μm、ガウシアンフィルタ25μmの条件で設定し、それ以外はJIS B0601(製品の幾何特性仕様−表面性状)に準拠するものとする。
(全体構造)
本発明の実施形態に係るボールペン1は、図1に示すように、先端は開口し、その後端は閉塞している筒形状の中軸12と、中軸12の開口部分に装着され、その先端にかけてテーパー形状を呈する先軸11と、中軸12の後端の外周面を覆うように装着され、その後端が閉塞している後軸13とからなる軸筒10を備え、この軸筒10内に収容されたインクタンク14に充填された図示しないインクを先軸11の先端に装着されたボールペンチップ20まで誘導し、ボールペンチップ20の先端に装着された筆記ボール30が紙面と接触することで筆記可能となるコレクター16式のボールペン1である。
図1に示すように、軸筒10内には、後方から順に、図示しないインクが充填された筒形状のインクタンク14と、後端はインクタンク14と接触し、その先端は先軸11から突出しているインク誘導芯17を軸心に貫装した、複数枚の板状部材を軸方向に平行に配したコレクター16と、インク誘導芯17の先端付近を覆いつつ、コレクター16の先端に装着される継手18と、インク誘導芯17の先端から装着され、後端は継手18の先端の内周面とインク誘導芯17の先端の外周面との間に支持され、その先端は先軸11の先端から突出するボールペンチップ20とを備えている。なお、軸筒10の先端からその中央付近までは、軸筒10の外周を覆うように、インクの乾燥やボールペンチップ20の破損を回避すべく筒形状のキャップ15により保護されている。
インクタンク14とは、ボールペン1において、図示しないインクを直接収容する部材であり、後端が閉鎖している筒形状の外観を呈している。
このとき、本発明の実施形態にかかるインクは、水を基材としてこれに擬塑性を付与した溶媒中に着色剤として主に顔料を分散させた、いわゆる水性インクが用いられている。
また、水性インクは油性インクより粘度が低く、温度25℃において、コーンプレート型回転粘度計による回転数50rpmにおける粘度が1〜150mPa・sの範囲であるため、ボールペンチップ20と筆記ボール30との接触部分であるボール受座33の形状による書き味の差が出やすい。したがって、本発明のようなボールペンチップ20を備えたボールペンには、水性インクを用いることが好適なものとされている。
(インク誘導芯17の構造)
インク誘導芯17は、インクタンク14内のインクと接触し、毛細管現象によりそのインクを筆記ボール30まで誘導する部材であり、毛細管現象が発生する程度の太さで束ねられた棒状の繊維芯などから形成される。
そして、先芯17bまで誘導されたインクは、ボールペンチップ20を通じて筆記ボール30にインクが供給される構造となっている。
(コレクター16の構造)
図1に示すように、本発明の実施形態に係るコレクター16は、ABS樹脂素材から形成され、複数のフィンが外周に設けられた略筒形状を呈する部材である。また、コレクター16は、複数枚の板状部材が軸方向に平行に配されており、この板状部材間に図示しないインクが保留可能となっている。さらに、そのコレクター16の軸心には、中芯17a及び先芯17bが貫装されている。また、コレクター16の先端には、合成樹脂製の素材から形成された継手18が装着されている。なお、継手18には、その後端から先端までを貫通する図示しない貫通孔が形成されている。
ボールペンチップ20の先端部分は、図2(A)に示すような形状を呈する。
すなわち、円柱材の後端から先端付近までバック孔40がドリルにて切削加工にて形成される。そして、先端からこのバック孔40を貫通しない箇所までドリルにてボールハウス31が切削加工にて形成される。次に、このボールハウス31とバック孔40とをドリルにて貫通させ、インク孔41が形成される。なお、上記工程において、ボールハウス31の開き角度である仕上角は、160°で形成されている。
このタタキ加工によって、ボールハウス底面32に筆記ボール30の球面が転写されて、ボール受座33が形成される。このボール受座33は、平面視では、図2(B)に示すように、インク孔41を取り囲むように、チャンネル溝42により等分された状態となっている。
(ボールペン1の特性)
本発明の実施形態に係るボールペン1は、上述のように構成されているため、以下の特性を有する。
なお、図3(A)及び(B)は、摩耗の発生により筆記ボール30が40μm後方に沈んだ状態を示すものであり、図3(A)は本発明の実施形態に係るボールペンチップ20であり、図3(B)は従来のボールペンチップを表したものである。
その結果、摩耗時におけるインク流路X又はインク流路Y(図3(A)及び(B)参照。)の幅は以下のような差異が確認された。従来のボールペンチップにおけるインク流路Yは、図3(B)に示すように0.015mmであったのに対し、本発明の実施形態に係るボールペンチップ20におけるインク流路Xは、図3(A)に示すように0.021mmの幅を確保可能となっている。
(1−1)ボールペンの作成
上述したボールペン形態を基準とし、インクタンク内へのインク充填量は1.5mg、インク粘度(25℃、50rpm条件)を3mPa・sとした。
またボールペンインクの配合は、
顔料:カーボンブラックMA−100(三菱化学社製) 7.0重量%
分散剤:ジョンクリル61J(BASF JAPAN社製) 5.5重量%
潤滑剤’リン酸エステルRS−610(東邦化学工業社製) 0.5重量%
防錆剤:ベンゾトリアゾール 0.3重量%
防腐剤:ベストサイド600(日本曹達社製) 0.3重量%
pH調整剤:トリエタノールアミン 2.5重量%
溶剤:プロピレングリコール 12.0重量%
水:イオン交換水 残部
である。
JIS S6039に準拠した筆記試験機を用い、筆記速度4.5m/分、筆記角度60°、筆記荷重0.98Nの筆記条件で、JIS P3201に準拠した筆記試験紙上に螺旋筆記することにより筆記試験を行った結果を以下の表1〜表3に示す。
(2) タタキ係数について
(2−1) 実施例
本発明の各実施例に係るボールペンチップにおいては、ボール径は0.38mmとした。また、タタキ量は、実施例1においては25μmとし、実施例2においては42μmとした。これにより、タタキ係数は、
実施例1:0.38×25=9.5
実施例2:0.38×42=16.0
となった。
比較例に係るボールペンチップにおいても、実施例と同様に、ボール径は0.38mmとし、タタキ量を25μm以上42μm以下の範囲外としてタタキ係数を測定した。すなわち、比較例1においては5.7と、比較例2においては6.8と、比較例3においては17.1とした。
一方、タタキ量が42μmを超えた比較例3においては、摩耗が大きくなると、チャンネル溝の開口部が閉塞してしまい、インクを筆記ボールに供給不能となってしまったため終筆まで至らなかった。
上記の測定の結果、本発明の各実施例に係るボールペンチップは、タタキ量を25μm以上42μm以下に設定して、タタキ係数が9.5以上16以下の数値となるように形成することが望ましいものと結論される。
(3)におけるボールペンチップは、上記(2)の構成に加えて、チャンネル溝の幅を0.03mm以上0.06mm以下、チャンネル溝の本数を3本又は4本とし、インク孔の径を0.17mm又は0.20mmとした。
このとき、チャンネル溝の数をa、チャンネル溝の幅をb、インク孔の径をc、筆記ボールの径をdとしたときに、
(a×b×c)÷dで表される数値Zが0.05≦Z≦0.10であると、インクの供給が滞ることなく、終筆まで至ることが可能であることが確認された。
A:インクの供給が滞ることなく、かつ、快適な筆記感を得ながら、終筆まで至った。
B:インクの供給が滞ることなく、終筆まで至った。
C:途中インク流量の低下が見られたが、終筆まで至った。
さらに、数値Zの範囲に着目すると、実施例5〜実施例9のように数値Zが0.063≦Z≦0.081となるように形成すると、快適な筆記感を得ながら終筆まで至るボールペンを提供可能なことが結論された。
10 軸筒 11 先軸
12 中軸 13 後軸
14 インクタンク 15 キャップ
16 コレクター 17 インク誘導芯
17a 中芯 17b 先芯
18 継手
20 ボールペンチップ 21 テーパー部
22 カシメ部
30 筆記ボール 31 ボールハウス
32 ボールハウス底面 33 ボール受座
40 バック孔 41 インク孔
42 チャンネル溝
Claims (1)
- 円柱材の一端の外周を先細に切削して形成したテーパー部と、
前記テーパー部の内周を切削して形成したボールハウスと、
前記ボールハウス内に挿入される直径0.4mm以下の筆記ボールと、
当該円柱材の他端から前記ボールハウスの近傍まで穿孔して形成したバック孔と、
前記ボールハウスの底面であって前記筆記ボールをバック孔方向へ押圧した際に該筆記ボールの曲面が転写されたボール受座と、
前記テーパー部の先端部分を内側にカシメ加工して形成したカシメ部とを備えるとともに、
前記筆記ボールの直径(mm)と該筆記ボールを前記ボールハウスの底面に押圧する距離(μm)との積として定義されるタタキ係数を9.5以上16以下に設定し、
前記ボールハウスと前記バック孔との間を貫通して形成した断面円形の孔であるインク孔と、
前記インク孔の周囲に等配された複数箇所を前記ボールハウス側から切削して該インク孔に開放するように形成した幅0.03mm以上0.06mm以下の溝であるチャンネル溝とが形成され、
前記チャンネル溝の数をa、前記チャンネル溝の幅をb、前記インク孔の径をc、前記筆記ボールの径をdとしたときに、
(a×b×c)÷dで表される数値Zを0.05≦Z≦0.10としたボールペンチップが装着されたことを特徴とするボールペン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014211838A JP6463069B2 (ja) | 2014-10-16 | 2014-10-16 | ボールペン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014211838A JP6463069B2 (ja) | 2014-10-16 | 2014-10-16 | ボールペン |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018245820A Division JP6846403B2 (ja) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | ボールペン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016078321A JP2016078321A (ja) | 2016-05-16 |
JP6463069B2 true JP6463069B2 (ja) | 2019-01-30 |
Family
ID=55957220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014211838A Active JP6463069B2 (ja) | 2014-10-16 | 2014-10-16 | ボールペン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6463069B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200488015Y1 (ko) * | 2018-07-09 | 2018-12-04 | 차종안 | 직선촉부가 구비된 볼펜 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3802746A1 (de) * | 1988-01-30 | 1989-08-03 | Schneider Geb Gmbh | Zeichengeraet mit einer zeichenspitze, deren stirnflaeche die gezeichnete strichstaerke bestimmt |
JP4565684B2 (ja) * | 1999-12-21 | 2010-10-20 | 三菱鉛筆株式会社 | ボールペンチップの製造方法 |
JP2003159893A (ja) * | 2001-11-29 | 2003-06-03 | Pilot Corp | ボールペンチップ |
JP2004175053A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-06-24 | Pentel Corp | ボールペン |
JP4870444B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2012-02-08 | 株式会社サクラクレパス | 塗布具用チップ、並びに、塗布具 |
JP5691263B2 (ja) * | 2009-07-01 | 2015-04-01 | ぺんてる株式会社 | 筆記具 |
-
2014
- 2014-10-16 JP JP2014211838A patent/JP6463069B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016078321A (ja) | 2016-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4480187B1 (ja) | 油性ボールペンリフィル | |
JP5718104B2 (ja) | ボールペンチップ、ボールペンリフィル及びボールペン | |
JP4870444B2 (ja) | 塗布具用チップ、並びに、塗布具 | |
JP2015208932A (ja) | 油性ボールペンリフィル及び油性ボールペン | |
JP6463069B2 (ja) | ボールペン | |
WO2010104101A1 (ja) | ボールペンチップ、ボールペンリフィル、ボールペン及びボールペンチップの製造方法 | |
JP6846403B2 (ja) | ボールペン | |
JP4655855B2 (ja) | ボールペンチップ | |
JP5083938B2 (ja) | ボールペン | |
JP2015202688A (ja) | 油性ボールペンレフィル及びそれを用いた油性ボールペン | |
JP5549276B2 (ja) | ボールペンチップの製造方法 | |
JP5663236B2 (ja) | ボールペンチップ | |
JP6224949B2 (ja) | 油性ボールペンレフィル及びそれを用いた油性ボールペン | |
JP4878261B2 (ja) | ボールペンチップ及びボールペンリフィール | |
JP6553373B2 (ja) | 油性ボールペンレフィル及びそれを用いた油性ボールペン | |
JP2003320782A (ja) | ボールペンチップ | |
JP2019107907A (ja) | ボールペン | |
JP6514065B2 (ja) | ボールペン | |
JP4318256B2 (ja) | ボールペンリフィール | |
JP6010849B2 (ja) | ボールペンチップ | |
JP2010221408A (ja) | 塗布具 | |
JP2008087300A (ja) | ボールペンチップ | |
JP3139355U (ja) | パイプ式ボールペンチップ | |
JP4878217B2 (ja) | ボールペンチップ及びボールペンリフィル | |
JP2006062341A (ja) | 水性ボールペン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170808 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20170808 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180720 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180731 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180921 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181228 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6463069 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |