JP2008006668A - 直液式塗布具 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブ機構を備え、インキタンク内にインキとその後端面に追従体を設けた直液式筆記具において、早書きや上書きなどあらゆる筆記方法においてもインキタンク内への空気の混入を防ぐことができる直液式塗布具を提供する。
【解決手段】軸筒先端部１０ａから前部１２ａが突出するペン芯１２の後方に、バルブ機構部１６と、塗布液タンク１８を設けており、該塗布液タンク１８内の塗布液２０の後端には該タンク１８の内周壁１８ａと密接状であって塗布液２０の消費と共に該塗布液２０に追従する追従体２２が設けられているバルブ機構付き直液式塗布具であり、弁体４０Ａは、内周端部がペン芯１２の外側面に押圧状態で密着し、かつ、ペン芯１２の移動によって該内周端部が密着状態を維持しつつ変形して、ペン芯１２外側面と塗布液タンク１８との外気流通を遮断する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、バルブ機構および追従体を設けた塗布液タンク内にインキなどの塗布液を収容した直液式塗布具に関する。

直液式塗布具における流出機構においては、バルブを使用したものが多々ある。

また、バルブ機構を使用した直液式筆記具において殆どの場合、インキタンク内にインキのみ存在している事が多いが、稀にインキ以外にインキ後端にインキの消費に伴い前進する追従体を設けているものがある（例えば特許文献１参照）。

この機構の特徴としては温度や気圧に変化に左右されない為、意図せずに多量のインキが流れ出すいわゆるドバ落ちを低減する作用があり、更に通常筆記時には安定してインキを供給でき、筆跡の掠れや筆跡途切れを低減できる。

しかしながら、インキ供給の構造が複雑であることから実用化されていないと共に、上向きで筆記した場合においてはインキがペン芯と接触し難くなり、減圧状態になったインキタンク内に空気が混入する恐れがある。

空気が混入した場合においては温度変化などにより空気が膨張し、インキ垂れや筆記不良が発生してしまう恐れがある。
特開２００３−１３６８８３号公報

本発明は、前記従来の問題点を解決するためのものであって、バルブ機構を備え、塗布液タンク内に塗布液とその後端面に追従体を設けた直液式筆記具において、早書きや上書きなどあらゆる筆記方法においても塗布液タンク内への空気の混入を防ぐことができるバルブ機構付き直液式塗布具を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために案出された本発明のバルブ機構付き直液式塗布具は、次の構成を有する。

本発明は、軸筒先端部から前部が突出するペン芯の後方に、ペン芯への力の非作用時に弾発部材の押圧によって閉弁されると共に該力の作用時に開弁してペン芯に塗布液を導くバルブ機構部を設け、このバルブ機構部の後方にバルブ機構部に連通する塗布液タンクを設けており、該塗布液タンク内の塗布液の後端には該タンクの内周壁と密接状であって塗布液の消費と共に該塗布液に追従する栓体状又はグリース状の追従体が設けられている塗布具において、バルブ機構部は、ペン芯の後部に連結された弁棒と、該弁棒の前方に位置して可撓性のあるゴム弾性体からなる弁体とが当接・離脱することによって閉弁・開弁する弁機能を有し、この弁体は、内周端部がペン芯の外側面に押圧状態で密着し、または、ペン芯に一体的に密着する外被部材の外側面に押圧状態でさらに密着しており、ペン芯の移動によって前記弁体の内周端部が密着状態を維持しつつ変形して、ペン芯または外被部材の外側面と塗布液タンクとの外気流通を遮断する構成としたことを特徴とするバルブ機構付き直液式塗布具である。

また、本発明においては、軸筒先端部には、バルブ機構部前方に、ペン芯を摺勤可能にガイドするガイド部材が設けられており、ペン芯外側面とガイド部材内周面との間のクリアランスを塗布液で満たされる毛細管力が作用する構造としたことが好適である。

また、本発明においては、バルブ機構部の塗布液タンク側のバルブ開口部付近を、毛細管力を作用させる構造としたことが好適である。

また、本発明においては、バルブ機構部が、前記ガイド部材を前側内部に嵌着すると共に、ガイド部材後方に弁棒とその弁棒を前方に向けて弾発する弾発部材とを収容する筒状支持部材を有し、この筒状支持部材には、後端部に塗布液タンク内と弁体を連通する連通孔が形成されていることが好適である。

また、本発明においては、前記塗布液タンク側のバルブ開口部付近の毛細管力を作用させる構造が、筒状支持部材内周面または弁棒外周面に形成したものであることが好適である。

本発明によれば、バルブ機構部が、ペン芯の後部に連結された弁棒と、該弁棒の前方に位置して可撓性のあるゴム弾性体からなる弁体とが当接・離脱することによって閉弁・開弁する弁機能を有し、この弁体が、内周端部がペン芯の外側面に押圧状態で密着し、または、ペン芯に一体的に密着する外被部材の外側面に押圧状態でさらに密着しており、ペン芯の移動によって前記弁体の内周端部が密着状態を維持しつつ変形して、ペン芯または外被部材の外側面と塗布液タンクとの外気流通を遮断する構成としたので、構造を簡易的にでき、且つ、外部からの空気の混入を抑制できる。
なお、ペン芯外側面とガイド部材内周面との間のクリアランスを塗布液で満たされる毛細管力が作用する構造とし、または、バルブ機構部の塗布液タンク側のバルブ開口部付近を、毛細管力を作用させる構造としたことによって、そのクリアランスに塗布液を満たして塗布液タンクへの外気浸入をより一層効果的に防止できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は比較例に係るバルブ機構付き直液式塗布具を示す。

図２は本発明の実施形態１、図３は本発明の実施形態２、図４は本発明の実施形態３にそれぞれ係るバルブ機構付き直液式塗布具の各説明図である。図５は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図６は本発明の実施形態４に係るバルブ機構付き直液式塗布具の説明図である。なお、図１〜図４および図６において、（ａ）は非筆記時における形態であり、（ｂ）は筆記時およびバルブ開弁時における形態を示す図である。

なお、図１と同様部分に図２〜図６では同一符号を付する。

比較例と実施形態１〜４の共通部分では、図１〜図６に示すように、使用者が握る軸筒（軸本体）１０先端部１０ａから前部１２ａが突出するペン芯１２の後方に、ペン芯１２への力の非作用時にコイルスプリングからなる弾発部材１４の押圧によって閉弁されると共に該力の作用時に開弁してペン芯１２に塗布液を導くバルブ機構部１６を設け、このバルブ機構部１６の後方に該バルブ機構部１６に連通する塗布液タンク１８を設けており、該塗布液タンク１８内の塗布液２０の後端には該タンク１８の内周壁１８ａと密接状であって塗布液２０の消費と共に該塗布液２０に追従する栓体状又はグリース状の追従体２２が設けられているバルブ機構付き直液式塗布具である。なお、軸筒１０の後端部には通気孔１０ｂの形成された尾栓１０ｃによって塞がれており、追従体２２が移動する際に通気孔１０ｂを通して外気が導入されるため軸筒１０内の空間部の内圧が低下で追従体２２の移動を拘束することが無く、スムーズに塗布液２０の消費に追従体２２が追従する。

そして、軸筒先端部１０ａには、バルブ機構部１６前方に、ペン芯１２を摺勤可能にガイドする中空円筒状のいわゆるクチプラと称されるガイド部材２４が設けられている。

バルブ機構部１６は、前記ガイド部材２４を前側内部に嵌着すると共に、ガイド部材２４後方に弁棒２６とその弁棒２６を前方に向けて弾発する弾発部材１４とを収容する筒状支持部材２８を有し、この筒状支持部材２８には、後端部に塗布液タンク１８内と弁体（比較例の弁体３０，実施形態の弁体４０Ａ〜４０Ｄ）を連通する連通孔３２が形成されている。

塗布液２０は、例えば粘度が１〜１０，０００（ｍ・Ｐａ・ｓ）のインキが好適である。

ペン芯１２は、樹脂製または繊維製の成形芯であり、樹脂としてはＰＯＭ、ＰＰ、ナイロン、ＰＥが好ましく、繊維としてはＰＥＴ，アクリル、ナイロン、羊毛が好ましい。
なお、ペン芯１２は、上記の素材によって一体に形成されたものの他、外周に液密性のある樹脂製フィルムまたは筒体等の外被部材が一体に密着する構造とすることができる。

弾発部材１４はステンレス製のコイルスプリングが好適であるが、その他、弁棒２６を前方に付勢できるものであれば、板状であったりエラストマーであったり等、形状、材質は問わない。

バルブ機構部１６では、ガイド部材２４の後端部面と筒状支持部材２８の後方小径の縮径段部２８ａとの間に弁体３０の外周部が挟持されていることにより、弁体３０はバルブ機構部１６内に固定されている。弁体３０，４０Ａ〜４０Ｄの中央孔には、ペン芯１２の前部１２ａよりも小径の後部１２ｂが挿通している。

弁棒２６は、前部に開口部２６ａが形成されて大径になり、後部が中実で小径に形成されている。この開口部２６ａ内にペン芯１２の後部小径部が挿入されて緊密に固定される。そして、バルブ機構部１６が、前記ガイド部材２４を前側内部に嵌着すると共に、ガイド部材２４後方に弁棒２６とその弁棒を前方に向けて弾発する弾発部材１４とを収容する筒状支持部材２８を有し、この筒状支持部材２８には、後端部に塗布液タンク１８内と弁体２６を連通する連通孔３２が形成されている。

詳しくは、筒状支持部材２８は後部が概ね壁状に閉鎖した前端部が開放した概略容器形状を呈し、後端部に形成された透孔２８ｂにペン芯１２後部の小径部分が前後動自在に装着されている。筒状支持部材２８の側面部に適宜寸法・数の連通孔３２が形成されている。

弾発部材１４は、弁棒２６の大径の前部１２ａ外周面の段部と筒状支持部材２８後端の壁状部との間に介装されて弁棒２６を周囲に位置して設けられている。

ここで、バルブ機構部１６は、ペン芯１２の後部１２ｂに連結された弁棒２６の前端部と、該弁棒２６の前方に位置して可撓性のあるゴム弾性体からなる弁体３０、弁体４０Ａ〜４０Ｄとが当接・離脱することによって閉弁・開弁する弁機能を有している。

比較例の弁体３０は、中央部に孔の形成された厚板穴あきコイン状であり、単に弁体３０内周面がペン芯後部１２ｂ外周に緩く摺接しているのみである。

これに対して、実施形態１〜４の弁体４０Ａ〜４０Ｄは、外周部に比べて内周部が薄く形成され、内周部の中央孔４２の内径がペン芯後部１２ｂの外径と同じかそれよりも小径に形成されている。好ましくは、弁体４０Ａ〜４０Ｄの中央孔４２の内径はペン芯後部１２ｂ外径よりも小径に形成され、ペン芯後部１２ｂに食い込むまたは噛み込む状態になる構成とする。

したがって、この実施形態１〜４の弁体４０Ａ〜４０Ｄは、内周端部がペン芯１２の外側面に押圧状態で密着し、かつ、ペン芯１２の移動によって該内周端部が密着状態を維持しつつ変形して、ペン芯１２外側面と塗布液タンク１８との外気流通を遮断する構成とした。

実施形態１〜４では、可撓性の弁体４０Ａ〜４０Ｄがペン芯１２の側面に嵌着され、且つ、可撓性の弁体３０の後端がコイルスプリングからなる弾発部材１４の押圧により弁棒２６前端と当接し、外部と塗布液タンク１８を遮断する構造となっている。

筆圧およびそれ以上の押圧力によりペン芯１２が後退することによりバルブ機構部１６が開弁し、それと同時にペン芯１２に嵌着された可撓性の弁体４０Ａもペン芯１２と共に変形しながら摺動する。それにより弁体４０Ａ〜４０Ｄと弁棒２６とからなるバルブが開弁した際にインキ等塗布液がペン芯１２に接触し塗布液が供給され、一時的に塗布液タンク１８内が減圧になり、外部から空気が入り込もうとするが、ペン芯１２と可撓性の弁体４０Ａ〜４０Ｄが嵌着されていることにより、外部からの空気の混入を防ぐ形態を示す。

ここで、実施形態２の直液式塗布具では、図３に示すように、軸筒先端部１０ａには、バルブ機構部１６前方に、ペン芯１２を摺勤可能にガイドするガイド部材２４が設けられていて、ペン芯１２外側面（前部１２ａの外側面）とガイド部材２４内周面との間のクリアランス（間隙）を塗布液で満たされる毛細管力が作用する間隔寸法の構造としたものである。

例えば、粘度１〜１０，０００（ｍ・Ｐａ・ｓ）の塗布液では、クリアランスを１０〜３０００（μｍ）にすることが好適である。
また、下記実施形態３のようにバルブ開口付近を凹凸形状とする場合は、寸法が０〜５（ｍｍ）の凹凸を設けることが好適である。

実施形態２の直液式塗布具では、ペン芯１２とペン芯１２の摺勤をガイドするガイド部材２４とのクリアランスを摺動可能な限り狭くすることで毛細管力によりそのクリアランスがインキ等の塗布液で満たされる構造となるので、このクリアランスからの空気が塗布液タンク１８側に混入するのを効果的に防ぐ形態にできる。

次に実施形態３に係る直液式塗布具では、図４に示すように、バルブ機構部１６の塗布液タンク１８側のバルブ開口部付近を、毛細管力を作用させる構造としている。

詳しくは、前記塗布液タンク１８側のバルブ開口部付近の毛細管力を作用させる構造が、筒状支持部材２８内周面または弁棒２６外周面に形成したものである。

塗布液タンク側のバルブ開口部付近に毛細管力が作用し、上向き筆記時などにおいても塗布液がペン芯１２に接触し易いように、弁棒２６前端部外周面とバネ受けとなる筒状支持部材２８内周面のクリアランスを狭くすることにより空気の混入を防ぐ形態になっている。

図５（ａ）〜（ｄ）は、図４のＡ−Ａ線に沿う断面図であって、筒状支持部材２８内周面と弁棒２６前端部外周面のクリアランス形状の各例について示すものである。

図５（ａ）に示すクリアランスは、筒状支持部材２８内周面と弁棒２６前端部外周面がいずれも平坦面または平滑面になっているものである。この場合、樹脂成形の金型を簡易な構成とすることができる。

図５（ｂ）に示すクリアランスは、筒状支持部材２８内周面が凹凸面形状（軸方向に連続または非連続）を呈し、弁棒２６前端部外周面が平坦面または平滑面になっているものである。

図５（ｃ）に示すクリアランスは、筒状支持部材２８内周面が平坦面で、弁棒２６前端部外周面が凹凸面形状（軸方向に連続または非連続）になっているものである。

図５（ｄ）に示すクリアランスは、筒状支持部材２８内周面と弁棒２６前端部内周面がいずれも凹凸面形状（軸方向に連続または非連続）になっているものである。この場合、筒状支持部材２８内周面と弁棒２６前端部内周面の互いの凹凸位置が対応するものになっていることが好適である。

図６は、図３に示した実施形態２、図４に示した実施形態３の両方のクリアランスによる機能を併用して設けた実施形態４に係る直液式塗布具である。

この実施形態４に係る直液式塗布具では、ペン芯１２とペン芯１２の摺勤をガイドするガイド部材２４とのクリアランスを摺動可能な限り狭くすることで毛細管力によりそのクリアランスがインキ等の塗布液で満たされる構造とすると共に、バルブ機構部１６の塗布液タンク１８側のバルブ開口部付近を、毛細管力を作用させる構造としたものである。

なお、上記の各実施形態１〜４においては、弁体は、内周端部がペン芯の外側面に押圧状態で密着しており、ペン芯の移動によって前記弁体の内周端部が密着状態を維持しつつ変形して、ペン芯の外側面と塗布液タンクとの外気流通を遮断する構成としたが、その他、本発明において、ペン芯に一体的に密着する外被部材を用いたペン芯構造の場合、弁体が外被部材の外側面に押圧状態でさらに密着するようにし、ペン芯の移動によって前記弁体の内周端部が密着状態を維持しつつ変形して、ペン芯の外被部材の外側面と塗布液タンクとの外気流通を遮断する構成とすることができる。

比較例に係るバルブ機構付き直液式塗布具を示す。 本発明に実施形態１に係るバルブ機構付き直液式塗布具の説明図であって、（ａ）は非筆記時における形態であり、（ｂ）は筆記時およびバルブ開弁時における形態を示す図である。 本発明に実施形態２に係るバルブ機構付き直液式塗布具の説明図であって、（ａ）は非筆記時における形態であり、（ｂ）は筆記時およびバルブ開弁時における形態を示す図である。 本発明に実施形態３に係るバルブ機構付き直液式塗布具の説明図であって、（ａ）は非筆記時における形態であり、（ｂ）は筆記時およびバルブ開弁時における形態を示す図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図で、（ａ）〜（ｄ）がクリアランス形状の各例を示すものである。 本発明に実施形態４に係るバルブ機構付き直液式塗布具の説明図であって、（ａ）は非筆記時における形態であり、（ｂ）は筆記時およびバルブ開弁時における形態を示す図である。

符号の説明

１０ 軸筒
１０ａ 軸筒先端部
１２ ペン芯
１２ａ ペン芯前部
１２ｂ ペン芯後部
１４ 弾発部材
１６ バルブ機構部
１８ 塗布液タンク
１８ａ 塗布液タンクの内周壁
２０ 塗布液
２２ 追従体
２４ ガイド部材
２６ 弁棒
２６ａ 弁棒開口部
２８ 筒状支持部材
２８ａ 筒状支持部材の縮径段部
２８ｂ 筒状支持部材の透孔
３２ 筒状支持部材の連通孔
４０Ａ〜４０Ｄ 実施形態１〜４の弁体
４２ 弁体の中央孔

Claims (5)

1. 軸筒先端部から前部が突出するペン芯の後方に、ペン芯への力の非作用時に弾発部材の押圧によって閉弁されると共に該力の作用時に開弁してペン芯に塗布液を導くバルブ機構部を設け、このバルブ機構部の後方にバルブ機構部に連通する塗布液タンクを設けており、該塗布液タンク内の塗布液の後端には該タンクの内周壁と密接状であって塗布液の消費と共に該塗布液に追従する栓体状又はグリース状の追従体が設けられている塗布具において、
   バルブ機構部は、ペン芯の後部に連結された弁棒と、該弁棒の前方に位置して可撓性のあるゴム弾性体からなる弁体とが当接・離脱することによって閉弁・開弁する弁機能を有し、
   この弁体は、内周端部がペン芯の外側面に押圧状態で密着し、または、ペン芯に一体的に密着する外被部材の外側面に押圧状態でさらに密着しており、
   ペン芯の移動によって前記弁体の内周端部が密着状態を維持しつつ変形して、ペン芯または外被部材の外側面と塗布液タンクとの外気流通を遮断する構成としたことを特徴とするバルブ機構付き直液式塗布具。
2. 軸筒先端部には、バルブ機構部前方に、ペン芯を摺勤可能にガイドするガイド部材が設けられており、
   ペン芯外側面とガイド部材内周面との間のクリアランスを塗布液で満たされる毛細管力が作用する構造としたことを特徴とする請求項１に記載のバルブ機構付き直液式塗布具。
3. バルブ機構部の塗布液タンク側のバルブ開口部付近を、毛細管力を作用させる構造としたことを特徴とする請求項１に記載のバルブ機構付き直液式塗布具。
4. バルブ機構部が、前記ガイド部材を前側内部に嵌着すると共に、ガイド部材後方に弁棒とその弁棒を前方に向けて弾発する弾発部材とを収容する筒状支持部材を有し、
   この筒状支持部材には、後端部に塗布液タンク内と弁体を連通する連通孔が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のバルブ機構付き直液式塗布具。
5. 前記塗布液タンク側のバルブ開口部付近の毛細管力を作用させる構造が、筒状支持部材内周面または弁棒外周面に形成したものであることを特徴とする請求項４に記載のバルブ機構付き直液式塗布具。

Images