JP6463069B2 - Ballpoint pen - Google Patents
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Description
本発明は、ボールペン、特にインクに顔料を含有するボールペンに関する。 The present invention relates to a ballpoint pen, and more particularly to a ballpoint pen containing a pigment in ink.
ボールペンの先端には、筆記ボールを保持するためのボールペンチップが装着されている。このボールペンチップは、通常、下記の各工程によって形成される。
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。
A ballpoint pen tip for holding a writing ball is attached to the tip of the ballpoint pen. This ball-point pen tip is usually formed by the following steps.
First, a ball house in which a writing ball is accommodated is cut from the tip side of the ballpoint pen. A ball seat is finally formed on the bottom surface of the ball house formed at this time.
Subsequently, from the back side of the bottom surface of the ball house, a back hole serving as a flow path for guiding ink in the ballpoint pen forward is cut.
Then, the ball house and the back hole are penetrated by cutting or the like to form an ink hole. This ink hole becomes a flow path that guides the ink reaching the back hole to the tip. The ink hole diameter is smaller than the ball house diameter and smaller than the back hole diameter.
次に、インク孔の周囲には、複数本の溝が放射状に切削される。この溝がチャンネル溝である。このチャンネル溝は、インク孔に至ったインクをボールハウスへ導く流路となる。
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。
Next, a plurality of grooves are cut radially around the ink hole. This groove is a channel groove. This channel groove serves as a flow path for guiding the ink reaching the ink hole to the ball house.
Then, after the writing ball is inserted into the ball house, it is struck backward and pressed. This process is called “tataki”. By this tack, the curved surface of the writing ball is transferred to the bottom surface of the ball house. The curved surface of the bottom surface of the ball house serves as a ball seat.
Finally, the caulking portion that prevents the writing ball from falling off is formed by caulking the tip of the ballpoint pen tip inward.
上記各工程で形成されるボールペンチップの各部位のうち、ボール受座は、筆記ボールの座りを安定させる部位であって、これにより筆記ボールの回転を安定させ、円滑な筆記に寄与するものである。
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。
Of each part of the ballpoint pen tip formed in each of the above steps, the ball seat is a part that stabilizes the sitting of the writing ball, thereby stabilizing the rotation of the writing ball and contributing to smooth writing. is there.
Regarding the formation of this ball seat, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228667 discloses a tactile coefficient defined as a product of a diameter (mm) of a writing ball and a distance (μm) for pressing the writing ball against the bottom surface of the ball house. Therefore, an invention that can contribute to smooth writing is disclosed.
しかし、上記特許文献1では、直径0.7mmの筆記ボールを用いており、直径0.4mm以下のボール径においても同様にタタキ係数を28に設定すると、ボール受座が大きくなってしまって快適な筆記感が得られない不具合があった。
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。
However, in the above-mentioned Patent Document 1, a writing ball having a diameter of 0.7 mm is used, and even when the ball diameter is 0.4 mm or less, if the tack coefficient is set to 28, the ball seat becomes large and comfortable. There was a problem that the writing feeling was not obtained.
Therefore, an object of the present invention is to provide a ballpoint pen that can provide a comfortable writing feeling even with a ball diameter of 0.4 mm or less.
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成を備える。
(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。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(First invention)
The ballpoint pen 1 according to the first aspect of the present invention includes a tapered portion 21 formed by tapering the outer periphery of one end of a cylindrical member, and a ball house 31 formed by cutting the inner periphery of the tapered portion 21. A writing ball 30 having a diameter of 0.4 mm or less inserted into the ball house 31; a back hole 40 formed by drilling from the other end of the cylindrical material to the vicinity of the ball house 31; When the writing ball 30 is pressed toward the back hole 40 on the bottom surface, the ball seat 33 to which the curved surface of the writing ball 30 is transferred and the tip end portion of the tapered portion 21 are caulked to the inside. And a tapping coefficient defined as the product of the diameter (mm) of the writing ball 30 and the distance (μm) of pressing the writing ball 30 against the bottom surface of the ball house 31. Ball set to 16 or less It is a pen tip 20, and the ball-point pen tip 20 is mounted.
ここで、筆記ボール30をボールハウス底面32に押圧する距離とは、タタキ量をいう。そして、「タタキ係数」とは、mm単位で表した筆記ボール30の直径の数値と、μm単位で表したタタキ量の数値との積をいう。
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。
Here, the distance at which the writing ball 30 is pressed against the ball house bottom surface 32 refers to the amount of tack. The “tataki coefficient” refers to the product of the numerical value of the diameter of the writing ball 30 expressed in mm and the numerical value of the amount of tack expressed in μm.
Further, when the writing ball 30 having a diameter of 0.38 mm is used, it is particularly suitable for obtaining the effects of the present invention.
The first invention forms the ball seat 33 having an appropriate size even when a writing ball 30 having a diameter of 0.4 mm or less is used by setting the tack coefficient to 9.5 or more and 16 or less. can do. Therefore, it is possible to provide the ball-point pen 1 including the ball-point pen tip 20 that provides a comfortable writing feeling and does not cause a processing defect that causes damage to the ball as the tack coefficient increases. The ball-point pen tip 20 may be attached to the tip of the ink guide core 17 that contacts the ink directly filled in the ball-point pen 1 and guides the ink by capillary action, and is accommodated in the ball-point pen 1. It may be attached to the tip of an ink refill provided with a tubular ink containing tube.
(第2の発明)
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。
(Second invention)
Of the present invention, the ballpoint pen 1 according to the second invention is characterized in that, in addition to the features of the first invention described above, a finishing angle that is an opening angle of the ball house 31 is formed between 150 ° and 170 °. Features.
In the second invention, the finishing angle, which is the opening angle of the ball house 31, is formed between 150 ° and 170 °, so that the ink flow path can be secured even during wear. In particular, when the finishing angle is set to 160 °, it is possible to provide the ballpoint pen 1 provided with the ballpoint pen tip 20 that can maximize the effects of the present invention.
(第3の発明)
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。
(Third invention)
A ballpoint pen 1 according to a third aspect of the present invention includes the ballpoint pen tip 20 penetrating between the ball house 31 and the back hole 40 in addition to the features of the first and second aspects described above. Ink holes 41 each having a circular cross section formed in this way, and a width 0 formed so as to open the ink holes 41 by cutting a plurality of locations equally distributed around the ink holes 41 from the ball house 31 side. A channel groove 42 which is a groove of 0.03 mm or more and 0.06 mm or less, the number of the channel grooves 42 is a, the width of the channel grooves 42 is b, the diameter of the ink holes 41 is c, and the writing ball 30 is formed. Is a ball-point pen tip 20 in which a numerical value Z expressed by (a × b × c) ÷ d is 0.05 ≦ Z ≦ 0.10, and the ball-point pen tip 20 is mounted. It is characterized by that.
第3の発明は、第1、第2の発明におけるタタキ係数の範囲を満たせば、インク孔41とチャンネル溝42と筆記ボール30との関係には一定の法則があることを示したものである。
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。
The third invention shows that there is a certain rule in the relationship between the ink hole 41, the channel groove 42 and the writing ball 30 if the range of the tack coefficient in the first and second inventions is satisfied. .
Specifically, when the numerical value Z is less than 0.05, fibers such as paper are clogged in the ball house at the time of writing, and the final writing may not be completed. On the other hand, when the numerical value Z exceeds 0.10, if the wear increases, the opening of the channel groove 42 is blocked, and the ink cannot be supplied to the writing ball 30 and the final writing may not be completed. Arise.
The ink hole 41 is used as a flow path for guiding the ink in the ballpoint pen 1 forward, and the channel groove 42 is used as a flow path for guiding the ink reaching the ink hole 41 to the ball house 31.
(第4の発明)
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。
(Fourth invention)
The ballpoint pen 1 according to the fourth invention of the present invention is characterized in that, in addition to the features of the first, second or third invention described above, the refill is used as a colorant in a solvent based on water. The ink is mainly characterized by containing ink in which a pigment is dispersed, and the ink is conducted to the writing ball 30 through the ink guide core 17.
As the ink used in the fourth invention, it is particularly preferable to use an aqueous gel ink in which a pigment is mainly dispersed as a colorant in a solvent in which water is used as a base material and pseudoplasticity is imparted thereto.
すなわち、水性ゲルインクは油性インクより粘度が低いため、ボール受座33の形状による書き味の差が出やすいので、ボールペンチップ20を備えたボールペンには水性ゲルインクを用いることが特に適している。
(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。
That is, since the water-based gel ink has a lower viscosity than the oil-based ink, a difference in writing quality due to the shape of the ball seat 33 is likely to occur. Therefore, it is particularly suitable to use the water-based gel ink for the ballpoint pen provided with the ballpoint pen tip 20.
(Fifth invention)
The ballpoint pen 1 according to the fifth aspect of the present invention has a writable distance of 1,000 m by using the ballpoint pen tip 20 in addition to the features of the first, second, third or fourth aspects described above. It is characterized by the above.
ボールペンチップ20を備えたボールペンにおいては、筆記距離が伸びることに伴って、ボール受座33及びカシメ部22の摩耗が大きくなることで、インクを使い切ることなく筆記不能となることもしばしば見受けられた。特に、このことは筆記ボール30が直径0.4mm以下のボールペンにおいては、筆記ボール30が直径0.7mmのボールペンと比べて如実に表れていた。
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。
In ballpoint pens equipped with the ballpoint pen tip 20, as the writing distance increases, the wear of the ball seat 33 and the caulking portion 22 increases, and it is often seen that writing becomes impossible without using up the ink. . In particular, this is clearly seen in a ballpoint pen with a writing ball 30 having a diameter of 0.4 mm or less as compared with a ballpoint pen having a diameter of 0.7 mm.
However, in the present invention, by forming the finishing angle at an optimum angle, the ink flow path can be secured even at the time of wear, so that the writable distance can be improved to 1,000 m or more.
(第6の発明)
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。
(Sixth invention)
The ballpoint pen 1 according to the sixth aspect of the present invention has the surface roughness Ra of the writing ball 30 in addition to the features of the first, second, third, fourth, or fifth aspect described above. It is characterized by being 4 nm or less.
At this time, the writing ball 30 is formed so that the surface roughness Ra of the ball is 4 nm at the maximum. This is because if the surface roughness Ra of the writing ball 30 exceeds 4 nm, the seat wear becomes severe during writing, so that the amount of ink flowing out decreases as the writing distance increases. This is because the outflow stops and writing becomes impossible. The surface roughness Ra is set by a non-contact surface shape measuring instrument (NewView 7200 manufactured by Zygo) under the conditions of a lens magnification of 50 times, an evaluation length of 100 μm, and a Gaussian filter of 25 μm. Otherwise, JIS B0601 (product geometry) It shall conform to the “characteristic specifications—surface properties”.
本発明は、上述のように構成されているので、直径0.4mm以下の筆記ボールを備えたボールペンにおいても、適切な大きさのボール受座が形成され、かつ、タタキ係数を比較的小さく設定したため、適切なチップ加工と筆記によるボール受座摩耗を抑制しつつ快適な筆記感が得られるボールペンを提供することができる。 Since the present invention is configured as described above, even in a ballpoint pen having a writing ball having a diameter of 0.4 mm or less, a ball seat of an appropriate size is formed, and the tack coefficient is set to be relatively small. Therefore, it is possible to provide a ballpoint pen that can provide a comfortable writing feeling while suppressing ball seat wear due to appropriate chip processing and writing.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る筆記具として、軸筒10の先端から突出するボールペンチップ20を備えたボールペン1を例に説明する。なお、本発明において、ボールペン1及びその構成部品についての「前方」とはボールペンチップ20を備えた方向を示し、「後方」とはその反対側の方向を示すものとする。
(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。
Hereinafter, as a writing instrument according to an embodiment of the present invention, a ballpoint pen 1 including a ballpoint pen tip 20 protruding from the tip of a shaft tube 10 will be described as an example with reference to the drawings. In the present invention, “front” of the ballpoint pen 1 and its component parts indicates the direction in which the ballpoint pen tip 20 is provided, and “rearward” indicates the opposite direction.
(Overall structure)
As shown in FIG. 1, a ballpoint pen 1 according to an embodiment of the present invention is attached to a cylindrical middle shaft 12 having an open front end and a closed rear end, and an opening portion of the middle shaft 12, and is tapered toward the front end. A shaft 10 is formed which includes a front shaft 11 having a shape and a rear shaft 13 which is mounted so as to cover the outer peripheral surface of the rear end of the middle shaft 12 and whose rear end is closed, and is accommodated in the shaft tube 10 Ink (not shown) filled in the ink tank 14 is guided to the ball-point pen tip 20 attached to the tip of the front shaft 11, and writing can be performed by the writing ball 30 attached to the tip of the ball-point pen tip 20 coming into contact with the paper surface. This is a ballpoint pen 1 with 16 collectors.
(各部材の構造)
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。
(Structure of each member)
As shown in FIG. 1, a cylindrical ink tank 14 filled with ink (not shown) and a rear end are in contact with the ink tank 14 in the order from the rear, and the front end of the shaft cylinder 10 extends from the front shaft 11. A collector 16 with a plurality of plate-like members arranged in parallel in the axial direction, penetrating the protruding ink guide core 17 in the axial center, and attached to the tip of the collector 16 while covering the vicinity of the tip of the ink guide core 17 The joint 18 is mounted from the front end of the ink guide core 17, and the rear end is supported between the inner peripheral surface of the front end of the joint 18 and the outer peripheral surface of the front end of the ink guide core 17, and the front end of the front shaft 11 And a ballpoint pen tip 20 that protrudes from the tip. In addition, from the tip of the shaft tube 10 to the vicinity of the center thereof, a cylindrical cap 15 is protected so as to avoid ink drying and damage to the ball-point pen tip 20 so as to cover the outer periphery of the shaft tube 10.
(インクタンク14の構造)
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。
(Ink tank 14 structure)
The ink tank 14 is a member that directly stores ink (not shown) in the ballpoint pen 1 and has a cylindrical appearance with the rear end closed.
At this time, as the ink according to the embodiment of the present invention, a so-called aqueous ink is used, in which pigment is mainly dispersed as a colorant in a solvent using water as a base material and imparting pseudoplasticity thereto.
In addition, the water-based ink has a viscosity lower than that of the oil-based ink, and the viscosity at a rotation speed of 50 rpm by a cone plate type viscometer at a temperature of 25 ° C. is in the range of 1 to 150 mPa · s. Differences in writing quality are likely to occur due to the shape of the ball seat 33 that is the contact portion. Accordingly, it is preferable to use water-based ink for the ballpoint pen including the ballpoint pen tip 20 as in the present invention.
なお、上記した水性インクは、剪断減粘性を付与したゲルインクとしても良く、ゲルインクを用いる場合は、ゲルインクの後端と接する箇所にグリース状のインク追従体が充填される。このインク追従体は、インクの消費に伴い先端へ移動するとともに、インクの漏出を防止する機能を有している。
(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。
The water-based ink described above may be a gel ink imparted with shear thinning viscosity, and when a gel ink is used, a grease-like ink follower is filled in a portion in contact with the rear end of the gel ink. The ink follower moves to the tip as ink is consumed, and has a function of preventing ink leakage.
(Structure of ink guide core 17)
The ink guide core 17 is a member that comes into contact with the ink in the ink tank 14 and guides the ink to the writing ball 30 by a capillary phenomenon, such as a rod-shaped fiber core that is bundled with such a thickness that the capillary phenomenon occurs. Formed from.
図1に示すように、本発明の実施形態に係るインク誘導芯17は、インクタンク14内にその後端が挿入されインクタンク14内のインクを毛細管現象により自己に誘導する中芯17aと、その後端が中芯17aの先端に挿入され、中芯17aが有するインクを毛細管現象により自己に誘導する先芯17bとから構成されている。
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。
As shown in FIG. 1, an ink guide core 17 according to an embodiment of the present invention includes a center core 17a whose rear end is inserted into the ink tank 14 and guides the ink in the ink tank 14 to itself by capillary action, and thereafter The end is inserted into the end of the center core 17a, and the tip core 17b guides the ink of the center core 17a to itself by capillary action.
The ink guided to the tip 17b is supplied to the writing ball 30 through the ballpoint pen tip 20.
(Collector 16 structure)
As shown in FIG. 1, the collector 16 according to the embodiment of the present invention is a member that is formed of an ABS resin material and has a substantially cylindrical shape with a plurality of fins provided on the outer periphery. In the collector 16, a plurality of plate-like members are arranged in parallel in the axial direction, and ink (not shown) can be held between the plate-like members. Further, an intermediate core 17 a and a leading core 17 b are inserted through the axial center of the collector 16. A joint 18 made of a synthetic resin material is attached to the tip of the collector 16. The joint 18 is formed with a through hole (not shown) penetrating from the rear end to the front end.
(ボールペンチップ20の構造)
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。
(Structure of ballpoint pen tip 20)
The tip portion of the ballpoint pen tip 20 has a shape as shown in FIG.
That is, the back hole 40 is formed by cutting with a drill from the rear end of the cylindrical material to the vicinity of the front end. Then, the ball house 31 is formed by cutting with a drill from the tip to a portion that does not penetrate the back hole 40. Next, the ball house 31 and the back hole 40 are penetrated by a drill to form an ink hole 41. In the above process, the finishing angle, which is the opening angle of the ball house 31, is 160 °.
そして、ボールハウス底面32から、このインク孔41の周囲の複数箇所を、チャンネル切削ツールを用いて、インク孔41の中途までチャンネル溝42が放射状に切削加工される。さらに、筆記ボール30がボールハウス31内に挿入され、所定のタタキ量だけ後方にタタキ加工される。
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。
Then, the channel grooves 42 are radially cut from the bottom surface 32 of the ball house to the middle of the ink holes 41 at a plurality of locations around the ink holes 41 using a channel cutting tool. Further, the writing ball 30 is inserted into the ball house 31 and is processed backward by a predetermined amount.
By this tapping process, the spherical surface of the writing ball 30 is transferred to the ball house bottom surface 32, and the ball seat 33 is formed. In a plan view, the ball seat 33 is equally divided by the channel groove 42 so as to surround the ink hole 41 as shown in FIG.
最後に、円柱材の外周を先細に切削して形成したテーパー部21の先端が内方にかしめられてカシメ部22が形成され、これにより筆記ボール30が保持されることとなる。
(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。
Finally, the end of the tapered portion 21 formed by tapering the outer periphery of the columnar material is caulked inward to form the crimped portion 22, whereby the writing ball 30 is held.
(Characteristics of ballpoint pen 1)
Since the ballpoint pen 1 according to the embodiment of the present invention is configured as described above, it has the following characteristics.
3 (A) and 3 (B) show a state in which the writing ball 30 sinks back by 40 μm due to the occurrence of wear, and FIG. 3 (A) shows the ball-point pen tip 20 according to the embodiment of the present invention. FIG. 3B shows a conventional ballpoint pen tip.
このとき、図3(B)に示す、従来のボールペンチップは仕上角を140°で形成され、図3(A)に示す、本発明の実施形態に係るボールペンチップ20は仕上角を160°で形成されている。
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。
At this time, the conventional ballpoint pen tip shown in FIG. 3B is formed with a finishing angle of 140 °, and the ballpoint pen tip 20 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3A has a finishing angle of 160 °. Is formed.
As a result, the following difference was confirmed in the width of the ink channel X or the ink channel Y (see FIGS. 3A and 3B) during wear. The ink flow path Y in the conventional ballpoint pen tip was 0.015 mm as shown in FIG. 3B, whereas the ink flow path X in the ballpoint pen tip 20 according to the embodiment of the present invention is shown in FIG. As shown in A), a width of 0.021 mm can be secured.
そのため、本発明の実施形態に係るボールペンチップ20においては、摩耗の発生により筆記ボール30が40μm後方に沈んだ状態でも、適切なインク量を筆記ボール30に供給可能となっているため、摩耗時でも筆記が継続できるボールペン1を提供可能となっている。 Therefore, in the ballpoint pen tip 20 according to the embodiment of the present invention, an appropriate amount of ink can be supplied to the writing ball 30 even when the writing ball 30 sinks back by 40 μm due to the occurrence of wear. However, it is possible to provide a ballpoint pen 1 that can continue writing.
(1)機械筆記試験
(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。
(1) Mechanical writing test (1-1) Creation of ballpoint pen Based on the above-described ballpoint pen configuration, the ink filling amount into the ink tank was 1.5 mg, and the ink viscosity (25 ° C., 50 rpm conditions) was 3 mPa · s. .
The composition of the ballpoint pen ink is
Pigment: Carbon black MA-100 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 7.0% by weight
Dispersant: Jonkrill 61J (manufactured by BASF JAPAN) 5.5% by weight
Lubricant 'phosphate ester RS-610 (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.) 0.5% by weight
Rust preventive agent: 0.3% by weight of benzotriazole
Antiseptic: Best Side 600 (Nippon Soda Co., Ltd.) 0.3% by weight
pH adjuster: Triethanolamine 2.5% by weight
Solvent: Propylene glycol 12.0% by weight
Water: The balance of ion-exchanged water.
(1−2)試験条件
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。
(1-2) Test conditions Using a writing tester in accordance with JIS S6039, on a writing test paper in accordance with JIS P3201 under writing conditions of a writing speed of 4.5 m / min, a writing angle of 60 °, and a writing load of 0.98 N. Tables 1 to 3 below show the results of the writing test by spiral writing.
(2) Tataki coefficient (2-1) Examples
In the ballpoint pen tip according to each example of the present invention, the ball diameter was 0.38 mm. The amount of tack was 25 μm in Example 1 and 42 μm in Example 2. As a result, the tack coefficient is
Example 1: 0.38 × 25 = 9.5
Example 2: 0.38 × 42 = 16.0
It became.
終筆の評価は、インクタンク内のインクが無くなるまで筆記可能かつ十分な筆記距離を確保できたものを○とした。 The evaluation of the final writing was evaluated as “Good” when writing was possible and sufficient writing distance was ensured until the ink in the ink tank ran out.
(2−2) 比較例
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。
(2-2) Comparative example
In the ballpoint pen tip according to the comparative example, as in the example, the ball diameter was 0.38 mm, and the tack factor was measured with the tack amount outside the range of 25 μm to 42 μm. That is, it was set to 5.7 in Comparative Example 1, 6.8 in Comparative Example 2, and 17.1 in Comparative Example 3.
その結果、タタキ量が25μm未満である比較例1及び比較例2においては、流量規格の上限を超えてしまい、終筆に至ったが1,000m以上の十分な筆記距離を確保することができなかった。
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。
As a result, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which the amount of tack was less than 25 μm, the upper limit of the flow rate standard was exceeded, and although the final writing was reached, a sufficient writing distance of 1,000 m or more can be secured. There wasn't.
On the other hand, in Comparative Example 3 in which the amount of tack exceeded 42 μm, when the wear increased, the opening of the channel groove was blocked, and the ink could not be supplied to the writing ball, so the final writing was not completed.
As a result of the above measurement, the ballpoint pen tip according to each embodiment of the present invention is preferably formed so that the amount of tack is set to 25 μm or more and 42 μm or less, and the tack coefficient is a numerical value of 9.5 or more and 16 or less. It is concluded that
(3) 数値Zについて
(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。
(3) About numerical value Z
In addition to the configuration of (2), the ballpoint pen tip in (3) has a channel groove width of 0.03 mm to 0.06 mm, the number of channel grooves is three or four, and the ink hole diameter is 0. .17 mm or 0.20 mm.
At this time, when the number of the channel grooves is a, the width of the channel grooves is b, the diameter of the ink hole is c, and the diameter of the writing ball is d,
When the numerical value Z represented by (a × b × c) ÷ d is 0.05 ≦ Z ≦ 0.10, it is confirmed that the ink can be supplied to the final writing without delay. It was.
また、表3の終筆の列に示す実験結果の評価基準は以下の通りとした。
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。
The evaluation criteria for the experimental results shown in the last column of Table 3 were as follows.
A: The ink writing was not delayed and the writing was completed while obtaining a comfortable writing feeling.
B: The ink supply was not delayed and the final writing was reached.
C: A drop in the ink flow rate was observed on the way, but it reached the end of writing.
上記の測定の結果、実施例3〜実施例11に係るボールペンチップは、インクの供給が滞ることなく、終筆まで至ることが確認された。したがって、数値Zが0.05≦Z≦0.10となるようにボールペンチップを形成することで、インクの供給が滞ることなく、終筆まで至れることが結論される。
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。
As a result of the above measurement, it was confirmed that the ball-point pen tip according to Examples 3 to 11 reached the final writing without stagnation of ink supply. Therefore, it is concluded that by forming the ball-point pen tip so that the numerical value Z satisfies 0.05 ≦ Z ≦ 0.10, the ink can be supplied without stagnation until the final writing.
Further, focusing on the range of the numerical value Z, when the numerical value Z is formed so as to satisfy 0.063 ≦ Z ≦ 0.081 as in the fifth to ninth embodiments, the final writing is obtained while obtaining a comfortable writing feeling. It was concluded that a ballpoint pen could be provided.
1 ボールペン
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
1 ballpoint pen
10 shaft cylinder 11 tip shaft
12 Middle shaft 13 Rear shaft
14 Ink tank 15 Cap
16 Collector 17 Ink guide core
17a center core 17b tip core
18 Fitting
20 Ballpoint pen tip 21 Taper
22 Caulking club
30 writing balls 31 ball house
32 Ball house bottom 33 Ball seat
40 Back hole 41 Ink hole
42 Channel groove
Claims (1)
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。 A tapered portion formed by tapering the outer periphery of one end of the cylindrical member;
A ball house formed by cutting the inner periphery of the tapered portion;
A writing ball having a diameter of 0.4 mm or less inserted into the ball house;
A back hole formed by drilling from the other end of the cylindrical material to the vicinity of the ball house;
A ball seat on which the curved surface of the writing ball is transferred when the writing ball is pressed toward the back hole at the bottom of the ball house;
With a crimped portion formed by crimping the tip portion of the tapered portion inside,
A tack coefficient defined as a product of a diameter (mm) of the writing ball and a distance (μm) of pressing the writing ball against the bottom surface of the ball house is set to 9.5 to 16 ,
An ink hole that is a hole having a circular cross section formed between the ball house and the back hole;
A channel groove, which is a groove having a width of 0.03 mm or more and 0.06 mm or less, is formed by cutting a plurality of locations equally distributed around the ink hole from the ball house side and opening the ink hole. ,
When the number of the channel grooves is a, the width of the channel grooves is b, the diameter of the ink hole is c, and the diameter of the writing ball is d,
A ballpoint pen having a ballpoint pen tip with a numerical value Z represented by (a × b × c) ÷ d set to 0.05 ≦ Z ≦ 0.10 .
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