原子筆尖以及原子筆的製作方法

2023-10-22 22:54:57

專利名稱：原子筆尖以及原子筆的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用滾珠直徑小於0.3mm的小直徑滾珠的原子筆尖，尤其是具有滾珠直徑0.29mm以下的滾珠的原子筆尖，使用金屬細管形成的原子筆尖的形狀以及具備該原子筆尖的原子筆，並且，本發明涉及切削圓柱材料來形成的原子筆尖的形狀。
背景技術：
目前有各種各樣把金屬細管加工成支持件的原子筆尖。
這種原子筆尖是把該金屬細管前端附近的多個地方向內方擠壓變形形成向內凸出部來作為滾珠的接納座的。然後，向接納座插入球，把金屬細管的前端向內方擠壓變形來形成鉚接部。根據該接納座和鉚接部，滾珠不會脫落而能旋轉自由地被抱持。
還有，作為該金屬細管的材質，一般使用含鎳量為7至9重量％的SUS304。並且，為了使金屬細管的塑性加工性良好，實施退火處理把維式硬度降低至180至200程度之後，用於支持件加工。
還有，目前提供有各種各樣的切削圓柱材料加工成支持件的原子筆尖。
這種原子筆尖有，把該圓柱材料的尖端附近的外周尖細狀地切削來形成錐形部，同時切削所述錐形部的內周來形成滾珠室。另一方面，從該圓柱材料的後端到該滾珠室附近穿孔來形成墨水引導孔，貫穿該滾珠室底面和該墨水引導孔來設置墨水流通孔。然後，把該滾珠室底面朝向後端通過如進行放射狀的拉削加工形成墨水引導槽，把剩餘的底面作為接納座。然後把滾珠插入到滾珠室，把所述錐形部的前端向內方擠壓變形來形成鉚接部。即根據該接納座和鉚接部，滾珠不會脫落而能旋轉自由地被抱持。
這樣，使用滾珠直徑小於0.3mm的小直徑滾珠的原子筆尖，尤其在滾珠直徑為0.29mm以下時，隨著滾珠直徑變小，連接在墨水流通孔的墨水引導孔的直徑也變小，墨水的供給跟不上，會發生飛白(カスレ)或斷筆跡等的問題。尤其使用考慮對直流性能的粘度假塑性水性墨水或者使用低粘度油性墨水的原子筆，該傾向更顯著。

發明內容
對於原子筆尖應該避免的特性包括所謂的「沉球」。這裡所說的「沉球」是，因旋轉的滾珠和接納座之間產生的摩擦，使接納座慢慢磨耗，所謂的滾珠遊隙變大的現象。該沉球變大時，滾珠和支持件前端邊口的開口部之間的間隙變大。因此，墨水的供給量增大，成為所謂「ボテ」的原因。
對於使用金屬細管的原子筆尖，接納座由上述向內凸出部形成，因此與滾珠的接觸面積小。所以，磨耗引起的沉球就成了嚴重的問題。
尤其是對於使用滾珠直徑小於0.3mm的小直徑滾珠的原子筆尖，特別是滾珠直徑小於0.29mm時容易發生沉球，因此其的對策成了重要的課題。
但是，如果只是單純地增加與接納座中的滾珠的接觸面積，則向內凸出部的擠壓變形引起的變形量肯定也變大。因此，會導致收納滾珠的空間滾珠室變形，並且向內凸出部變得容易破裂。
於是，本發明的第1課題是，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過把形成向內凸出部所需的變形量適當化，儘可能地減小沉球。
還有，原子筆尖需要儘量抑制書寫時支持件前端部位刮在紙面。進一步，為了防止滾珠從支持件前端部位脫落，還要求由鉚接部提供的保持確實可靠。
使用滾珠直徑小於0.3mm(尤其直徑小於0.29mm)的小直徑的滾珠的原子筆尖與使用大直徑滾珠時相比，滾珠從支持件伸出的長度小。從而書寫時支持件前端部位容易與紙面接觸，因此容易使書寫感不好，同時存在由支持件前端部位磨耗引起的滾珠脫落問題。
另外，使用滾珠直徑小於0.3mm(尤其直徑小於0.29mm)的小直徑滾珠的原子筆尖與使用大直徑滾珠時相比，鉚接部的前端邊口部位的內徑小，因此鉚接部產生的滾珠保持力肯定要變小。於是，再加上上述磨耗的問題，容易引起滾珠脫落。
於是，本發明的第2課題是，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過把形成鉚接部所需的變形量適當化，來有效防止滾珠脫落。
進一步，本發明的第3課題是，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過把形成向內凸出部所需的變形量適當化，同時把形成鉚接部所需的變形量適當化，提供沉球儘量小而且不易發生滾珠脫落的原子筆尖。
還有，如前所述，通過退火來降低金屬細管的硬度，金屬細管的塑性加工性變好。但是，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，支持件的直徑也隨其變小，因此，容易產生伴隨硬度下降引起的彎曲，上述的沉球也容易產生。只是，為了避免硬度下降而單純地省略退火工藝，則會因塑性加工性差而在形成向內凸出部時容易產生龜裂。即，這些問題點如果不經過對金屬細管材質本身的考慮是無法消除的。
於是，本發明的第4課題是，對於使用小直徑滾珠並且用向內凸出部支撐該滾珠的原子筆尖，消除由金屬細管的材質引起的彎曲或沉球。
進一步，本發明的第5課題是，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過把形成向內凸出部所需的變形量適當化，同時把形成鉚接部所需的變形量適當化，提供沉球儘量小而且不易發生滾珠脫落的原子筆尖，提供實現舒適書寫感的原子筆。
還有，本發明的第6課題是，參照上述的第5課題，通過限定使用的墨水，提供實現更加舒適的書寫感的原子筆。
另一方面，為了解決關於切削圓柱材料來製造的原子筆尖的上述問題，如果把墨水引導孔做大的話，會與支持件的錐形部幹擾。為了避免這種現象，也有把墨水引導孔和墨水流通孔的連接部分變短的方法，但相反地墨水流通孔會變長，因此，會妨礙墨水供給。
進一步，為了解決上述課題，有在墨水引導孔和墨水流通孔的連接部設置錐形的縮徑部的方法，通常的原子筆尖的外形錐角為30度左右，如果所述連接部的錐角大，支持件錐形部的壁厚度會變薄，用拉削加工形成墨水引導槽等時會發生壁薄部分的壓曲引起的加工不良。另一方面，如果減小所述連接部的錐角，則墨水引導孔和墨水流通孔之間的距離必然變長，因此，容易產生墨水供給障礙，高速書寫性變差。
所以，本發明就是要解決上述問題，第7個課題是即使對於具有滾珠直徑小於0.3mm的小直徑滾珠，尤其直徑小於0.29mm的滾珠的原子筆尖，也能提供一種高速書寫性優異並且容易加工的原子筆尖。
還有，對於原子筆尖應該避免的特性包括所謂的「沉球」。這裡所說的沉球是，因旋轉的滾珠和接納座之間產生的摩擦，使接納座慢慢磨耗，滾珠從鉚接部前端伸出的長度變小的現象。如果該沉球變大，滾珠將堵塞墨水引導槽，妨礙墨水流出，使得無法書寫。還有，如果伸出長度變小，書寫時鉚接部容易比滾珠先接觸紙面，因此會有損於書寫的平滑性。
特別是，使用具有滾珠直徑小於0.3mm的小直徑滾珠，尤其是直徑小於0.29mm的滾珠的原子筆尖與使用更大直徑滾珠的原子筆尖相比，雖然滾珠和支持件之間的摩擦速度不變，但與滾珠的接觸面積變小，因此接觸部分的磨耗嚴重，結果導致容易發生沉球，對於其的對策成了重要課題。
但是，如果只是單純地增加與接納座中的滾珠的接觸面積，由向內凸出部的擠壓變形產生的變形量肯定變大。因此，如果想擴大滾珠和支持件之間的接觸面積，則墨水流通孔或墨水引導槽勢必會變窄，產生高速書寫時墨水供給不足的問題點。
所以，本發明的第8個課題是，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過把用於形成墨水流通孔的切削量適當化，儘量減小沉球並且確保充分的墨水供給。
還有，原子筆尖需要儘量抑制書寫時支持件前端部位刮紙。進一步，為了防止滾珠從支持件前端部位脫落，還要求由鉚接部提供的保持確實可靠。
使用滾珠直徑小於0.3mm(尤其直徑小於0.29mm)的小直徑的滾珠的原子筆尖與使用大直徑滾珠的原子筆尖相比，滾珠從支持件伸出的長度小。從而書寫時支持件前端部位容易與紙面接觸，因此容易使書寫感不好，同時存在支持件前端部位的磨耗引起的滾珠脫落問題。
並且，使用滾珠直徑小於0.3mm(尤其直徑小於0.29mm)的小直徑的滾珠的原子筆尖與使用大直徑滾珠的原子筆尖相比，由鉚接部保持滾珠的尺寸小，因此鉚接部的滾珠保持力肯定要變小。於是，再加上上述的磨耗的問題，容易引起滾珠脫落。
於是，本發明的第9課題是，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過把形成鉚接部所需的變形量適當化，以有效防止滾珠脫落。
進一步，本發明的第10課題是，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過把用於形成墨水流通孔的切削量適當化，同時把形成鉚接部所需的變形量適當化，提供儘量減小沉球同時確保充分的墨水供給，並且不易發生滾珠脫落的原子筆尖。
為了達到上述目的，本發明由以下部分構成。
其中，符號表示在發明的實施方式中使用的符號，並不限定本發明的技術性範圍。
本發明的第1個方面鑑於上述的第1個課題，本發明的第1個方面是，一種具備有在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部22的支持件20和、在所述向內凸出部22和所述一端之間插入的直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30，同時把所述一端的邊緣通過對內側進行鉚接加工來形成鉚接部21的原子筆尖10，其特徵在於把所述滾珠30的直徑記為D以及把所述向內凸出部22的內切圓直徑記為F時，滿足0.4≤F/D≤0.6的關係。
本發明的第1個方面中的金屬細管的材質優選奧氏體系不鏽鋼。尤其優選含碳量在0.03重量％以下的(如SUS316L)。
還有，滾珠30的材質優選超硬合金、不鏽鋼、陶瓷等。
向內凸出部22的形成可以用如前端為球狀的衝孔刀具進行。還有，向內凸出部22的個數優選3個。
鉚接部加工可以通過如使用輥子的旋壓加工進行。
如上所述，對於容納直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30的由金屬細管制造的原子筆尖10，通過使形成向內凸出部22所需變形量適當化，防止加工引起的球室23的變形或向內凸出部22的破裂，並且使沉球難以發生。
本發明的第2個方面鑑於上述的第2個課題，本發明的第2個方面是，一種具備有在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部22的支持件20和、在所述向內凸出部22和所述一端之間插入的直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部21的原子筆尖10，其特徵在於把所述滾珠30的直徑記為D、把該滾珠30從所述鉚接部2 1前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部21的內徑記為H時，滿足G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
本發明的第2個方面中的金屬細管及滾珠30的材質，以及向內凸出部22的形成及鉚接部加工與所述本發明的第1個方面相同。
如上所述，對於容納直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30的由金屬細管制造的原子筆尖10，通過使形成鉚接部21所需變形量適當化，可以有效防止書寫時刮紙或滾珠脫落現象。
本發明的第3個方面鑑於上述的第3個課題，本發明的第3個方面是，一種具備有在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部22的支持件20和、在所述向內凸出部22和所述一端之間插入的直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部21的原子筆尖10，其特徵在於把所述滾珠30的直徑記為D、把所述向內凸出部22的內切圓直徑記為F、把滾珠30從所述鉚接部21前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部21的內徑記為H時，滿足0.4≤F/D≤0.6、G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
本發明的第3個方面中的金屬細管及滾珠30的材質，以及向內凸出部22的形成及鉚接部加工與所述本發明的第1個方面相同。
如上所述，對於容納直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30的由金屬細管制造的原子筆尖10，通過使形成向內凸出部22和鉚接部21所需變形量適當化，可以防止加工影響引起的球室23的變形或向內凸出部22的破裂，並且使沉球不易發生，同時有效防止書寫時刮紙或滾珠脫落現象。
另外對於上述第1發明到第3發明的各個發明，所述金屬細管優選由含鎳量在10重量％以上且維式硬度在350以上的不鏽鋼形成。根據此，能夠消除由於金屬細管材質引起的彎曲或沉球。進一步，該不鏽鋼優選含碳量在0.03重量％以下的奧氏體系不鏽鋼。這樣，即使滾珠和滾珠支持件之間生成摩擦熱也難以形成鉻的碳化物，因此提高耐摩擦性，其結果不易發生沉球現象。
本發明的第4個方面鑑於上述的第4個課題，本發明的第4個方面是，一種具備有在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部的支持件和、在所述向內凸出部和所述一端之間插入的直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部的原子筆尖，其特徵在於所述金屬細管由含鎳量在10重量％以上且維式硬度在350以上的不鏽鋼形成。
本發明的第4個方面中的滾珠30的材質，以及向內凸出部22的形成及鉚接部加工與所述本發明的第1個方面相同。
含鎳量在10重量％以上的不鏽鋼有如奧氏體系不鏽鋼中的SUS316、SUS316L、SUS305等。
即，原子筆尖通過由上述硬度的不鏽鋼製造的金屬細管形成，消除了彎曲或沉球的問題。另一方面，因上述不鏽鋼含鎳量在10重量％以上，所以與不到10重量％的相比，富於延性，根據此，在向內凸出部形成時產生龜裂的現象也會消除。
還有，上述不鏽鋼優選含碳量在0.03重量％以下的奧氏體系不鏽鋼。這樣，即使滾珠和滾珠支持件之間生成摩擦熱也難以形成鉻的碳化物，因此提高了耐摩擦性，其結果難以發生沉球現象。
本發明的第5個方面鑑於上述的第5個課題，本發明的第5個方面相關的原子筆40是一種具備有容納墨水的墨水容納管44和，具備在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部22的支持件20和、在所述向內凸出部22和所述一端之間插入的直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部21的原子筆尖10，其特徵在於把所述滾珠30的直徑記為D、把所述向內凸出部22的內切圓直徑記為F、把所述滾珠30從所述鉚接部21前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部21的內徑記為H時，原子筆尖10滿足0.4≤F/D≤0.6、G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
如上所述，對於具備容納直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30的由金屬細管制造的原子筆尖10的原子筆40，通過使形成向內凸出部22和形成鉚接部21所需變形量適當化，可以防止加工影響引起的球室23的變形或向內凸出部22的破裂，並且使沉球不易發生，同時有效防止書寫時刮紙或滾珠脫落現象，從而實現舒適的書寫感。
本發明的第6個方面鑑於上述的第6個課題，本發明的第6個方面相關的原子筆40的特徵在於，容納於所述墨水容納管44裡的墨水是，25℃時在剪切速度38.4sec-1下的粘度為20mPa·sec以上600mPa·sec以下，並且，25℃時在剪切速度384sec-1下的粘度為10mPa·sec以上120mPa·sec以下的水性墨水。
這裡，「水性墨水」是指，以水為基，在其中分散有增稠成分和著色成分等的墨水。
如上所述，本發明的第6個方面相關的原子筆40具備的原子筆尖10是，適合於具有上述物性的所謂假塑性水性墨水。進一步，容納這種假塑性水性墨水的原子筆40的書寫感更加舒適。
本發明的第7個方面鑑於上述的第7個課題，本發明的第7個方面是，一種具備滾珠30和用於保持滾珠30的支持件20，所述支持件20是在一端具有容納並旋轉自由地抱持所述滾珠30的滾珠室23，同時具有從所述滾珠室23貫穿到反滾珠側的另一端以向所述滾珠30供給墨水用的墨水孔40A，所述墨水孔40A至少具有設置在從所述滾珠室23朝向反滾珠側用於向滾珠室23流通墨水的墨水流通孔28A和、設置在從所述墨水流通孔28A的反滾珠側用於向所述墨水流通孔28A引入墨水的墨水引導孔27，所述支持件20的滾珠側外周上形成有向滾珠側縮徑的錐形部25的原子筆尖，其特徵在於所述滾珠30的外徑小於0.3mm，所述墨水引導孔27與所述墨水流通孔28A的連接部形成朝向滾珠側縮徑成錐形狀的縮徑孔42A，所述縮徑孔42A的最大直徑P為0.4mm以上，並且所述縮徑孔42A的錐角Q為30度以上90度以下。
所述滾珠30是用於在書寫面上塗敷墨水，可以由超硬合金、淬硬鋼、陶瓷等形成。本發明中，其外徑小於0.3mm，優選小於0.29mm。
所述支持件20是用於保持所述滾珠30。即在設置於支持件20的一方端部的圓筒槽狀滾珠室23內，收容滾珠30使其一部分從支持件20向外部突出，並旋轉自由地抱持。
所述支持件20是，在其滾珠側外周，形成有向滾珠側縮徑的錐形部25。
進一步，所述支持件20，具有從所述滾珠室23貫穿到反滾珠側的另一側端部的墨水孔40A。墨水孔40A是用於向滾珠30供給墨水，但根據滾珠30的外徑所述滾珠室23也會變成非常小的直徑，因此在所述滾珠室23內具有比墨水孔40A的反滾珠側更小直徑的墨水引導孔27和墨水流通孔28A，以使墨水順暢流通。
所述墨水流通孔28A是從所述滾珠室23朝向反滾珠側設置，用於向滾珠室23供給墨水的孔，形成比滾珠30更小的直徑。
墨水引導孔27是設置在所述墨水流通孔28A的反滾珠側的、用於向墨水流通孔42A引入墨水的孔，形成比墨水流通孔42A更大，但比墨水孔40A的反滾珠側端部更小的直徑。
並且，所述墨水引導孔27與所述墨水流通孔28A的連接部形成朝向滾珠側縮徑成錐形狀的縮徑孔42A。即為了連接內徑不同的兩個孔而把墨水引導孔27的滾珠側縮徑成錐形狀，縮徑孔42A的最小直徑與墨水流通孔28A的內徑F，縮徑孔42A的最大直徑P與墨水引導孔27的最小直徑各自相等。
還有，還可以在所述墨水流通孔28A的周圍以從墨水流通孔28A的中心放射狀形成多個墨水引導槽22A。墨水引導槽22A是為了從墨水流通孔28A向滾珠室23充分流通墨水的溝槽，可以從滾珠室23貫通於墨水引導孔27，也可以設置在從滾珠室23到墨水流通孔28A的長度的中途。
本發明中，所述縮徑孔42A的最大直徑P形成得大於0.4mm。通過這樣形成，可以使從墨水引導孔27向墨水流通孔28A的墨水的導入進行得順暢。其結果不易發生墨水的供給不良引起的飛白和斷筆跡。
進一步，本發明中，所述縮徑孔42A的縮徑孔錐角Q為30度以上90度以下。通過這樣形成，可以不妨礙墨水向滾珠室23的流通，通過拉削加工形成墨水引導槽22A等時不易發生壁薄部分壓曲引起的加工不良。
還有，所述支持件20的錐形部25的錐角R優選35度以上。
通過這樣形成，可以確保所述縮徑孔42A的最大直徑P，即墨水引導孔27的最小直徑大，以儘量厚地形成壁薄部分，能夠進行更加穩定的墨水供給，同時不易發生加工不良。
本發明的第8個方面鑑於上述的第8個課題，本發明的第8個方面是，一種具備有把圓柱材料一端的外周尖細狀地切削來形成的錐形部25，切削所述錐形部25的內周來形成的滾珠室23，從該圓柱材料的另一端到所述滾珠室23附近穿孔來形成的墨水引導孔27，貫穿所述滾珠室23和所述墨水引導孔27之間來形成的墨水流通孔28A和插入到所述滾珠室23內的直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部的原子筆尖10，其特徵在於把所述滾珠30的直徑記為D以及把所述墨水流通孔28A的直徑記為F時，滿足0.4≤F/D≤0.6的關係。
本發明的第8個方面中圓柱材料的材質優選不鏽鋼、尤其是鐵素體鋼。
還有，滾珠30的材質優選如超硬合金、淬硬鋼、不鏽鋼、陶瓷等。
錐形部25的形成可以使用如錐形狀車刀來進行。
滾珠室23的形成可以使用如鑽頭型工具來進行。
墨水引導孔27的形成可以使用如鉸刀型工具來進行。
墨水流通孔28A的形成可以使用如麻花鑽來進行。這裡，墨水流通孔28A的直徑因所述關係肯定比滾珠室23的內徑要小，但還要求比墨水引導孔27的直徑也要小。並且，墨水流通孔28A的周圍優選在三處以上形成墨水引導槽22A以確保墨水的流通。
鉚接部加工可以使用如錐形狀的輥子進行。
如上所述，對於容納直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30的圓柱材料制的原子筆尖10，通過把用於形成墨水流通孔28A的切削量適當化，能夠防止加工影響引起的滾珠室23的變形或破裂，並且不易發生沉球。
本發明的第9個方面鑑於上述的第9個課題，本發明的第9個方面是，一種具備有把圓柱材料一端的外周尖細狀地切削來形成的錐形部25，切削所述錐形部25的內周來形成的滾珠室23，從該圓柱材料的另一端到所述滾珠室23附近穿孔來形成的墨水引導孔27，貫穿所述滾珠室23和所述墨水引導孔27之間來形成的墨水流通孔28A和插入到所述滾珠室23內的直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部的原子筆尖10，其特徵在於把所述滾珠30的直徑記為D、把該滾珠30從所述鉚接部前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部的內徑記為H時，滿足G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
本發明的第9個方面中的圓柱材料及滾珠30的材質，以及錐形部25、滾珠室23、墨水引導孔27和墨水流通孔28A的形成以及鉚接部加工與所述本發明的第8個方面相同。
如上所述，對於容納直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30的圓柱材料製造的原子筆尖10，通過使形成鉚接部21所需的變形量適當化，可以有效防止書寫時刮紙或滾珠脫落現象。
本發明的第10個方面鑑於上述的第10個課題，本發明的第10個方面是，一種具備有把圓柱材料一端的外周尖細狀地切削來形成的錐形部25，切削所述錐形部25的內周來形成的滾珠室23，從該圓柱材料的另一端到所述滾珠室23附近穿孔來形成的墨水引導孔27，貫穿所述滾珠室23和所述墨水引導孔27之間來形成的墨水流通孔28A和插入到所述滾珠室23內的直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部的原子筆尖10，其特徵在於把所述滾珠30的直徑記為D、把所述墨水流通孔28A的直徑記為F、把滾珠30從所述鉚接部前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部的內徑記為H時，滿足0.4≤F/D≤0.6、G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
本發明的第10個方面中的圓柱材料及滾珠30的材質，以及錐形部25、滾珠室23、墨水引導孔27和墨水流通孔28A的形成以及鉚接部加工與所述本發明的第8個方面相同。
如上所述，對於容納直徑小於0.3mm，優選小於0.29mm的滾珠30的圓柱材料製造的原子筆尖10，通過使形成墨水流通孔28A和鉚接部21所需的變形量適當化，可以防止加工影響引起的球室23的變形或破裂，並且不易發生沉球，同時有效防止書寫時刮紙或滾珠脫落現象。
另外，上述各發明的技術性特徵可以根據需要任意組合。


圖1本發明第1實施方式的原子筆尖的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖2本發明第1實施方式的原子筆尖的正面圖。
圖3本發明第1實施方式的原子筆尖的前端部分的正面圖(A)及斷面圖(B)。其中，在A中以斷面表示支持件。還有，在B中表示除去滾珠的狀態。
圖4表示本發明第1實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖5表示本發明第1實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖6表示本發明第1實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖7表示本發明第1實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖8表示本發明第1實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖9表示本發明第1實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖10表示本發明第1實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖11安裝本發明第1實施方式的原子筆尖的原子筆的正面斷面圖。
圖12安裝本發明另一實施方式的原子筆尖的原子筆的正面斷面圖。
圖13安裝本發明另一實施方式的原子筆尖的原子筆的正面斷面圖。
圖14擴大了本發明第2個實施方式的原子筆尖的前端部分的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖15本發明第2個實施方式的原子筆尖的正面圖。其中，以斷面表示支持件。還有，省略了內部的墨水引導槽。
圖16本發明第2個實施方式的原子筆尖的正面圖。
圖17本發明第2個實施方式的原子筆尖的前端部分的平面斷面圖。其中，以除去滾珠的狀態表示。
圖18表示本發明第2個實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖19表示本發明第2個實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖20表示本發明第2個實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖21表示本發明第2個實施方式的原子筆尖的製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖22擴大前端部分表示本發明第2個實施方式的原子筆尖製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖23擴大前端部分表示本發明第2個實施方式的原子筆尖製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
圖24擴大前端部分表示本發明第2個實施方式的原子筆尖製造工序的正面圖。其中，以斷面表示支持件。
具體實施例方式
(1)第1實施方式下面，與圖示例一起說明本發明的原子筆尖及其製造方法的第1實施方式。
圖1及圖2是本實施方式的原子筆尖10的正面圖；圖3是該原子筆尖10的前端部分的正面圖(A)及平面圖(B)；圖4～圖10為表示該原子筆尖10的製造工序的正面圖；以及圖11～圖13為裝有該原子筆尖10的原子筆40的正面斷面圖。
(1-1)原子筆尖10如圖1和圖2所示，本實施方式的原子筆尖10具備支持件20和滾珠30。
(1-1-1)支持件20所述支持件20是用於保持滾珠30的結構。
該支持件20是由含碳量在0.03％以下的奧氏體系不鏽鋼製金屬細管形成。該奧氏體系不鏽鋼使用含鎳量在10％以上的不鏽鋼如SUS316、SUS316或SUS305等。這樣在支持件20的製造工序中，通過增多退火後的加工工序等，把加工硬度提高到維式硬度在350以上。
還有，該支持件20具有向原子筆40安裝時位於後端側的圓筒狀基部28和、向原子筆40安裝時位於前端側並且與該基部28相比內徑及外徑小的圓筒狀拉深部29。
還有，所述基部28的內部空間形成墨水引導孔27。
還有，所述拉深部29的前端部位形成圓錐狀的鉚接部21。還有，對於該拉深部29，在距鉚接部21規定距離的位置上形成有向其內側突出的3個向內凸出部22。並且，該拉深部29的內部空間是容納滾珠30的滾珠室23。
還有，上述拉深部29是，在其鉚接部21附近的外周具有圓錐狀錐形部25。
(1-1-2)鉚接部21所述鉚接部21是為了從前端側支持容納在滾珠室23的滾珠30的結構。
該鉚接部21設置在拉深部29的前端部分。
還有，該鉚接部21形成為圓錐面狀，其內徑(H)形成得比滾珠30的直徑(D)還要小(參照圖3A)。
(1-1-3)向內凸出部22
所述向內凸出部22是為了從後端側支持容納在滾珠室23的滾珠30的結構。
該向內凸出部22位於在拉深部29的規定位置，在距鉚接部21規定距離的位置上設置共3個。
還有，這3個向內凸出部22從支持件20的中心來看是以放射狀設置(參照圖3B)。
還有，各向內凸出部22朝向支持件20的內方突出。根據此，向內凸出部22的內切圓半徑(F)要小於滾珠30的直徑(D)。
還有，各向內凸出部22在其滾珠室23側的面上具有與滾珠30接觸的部分即滾珠接納座24。
(1-1-4)滾珠室23所述滾珠室23是用於容納滾珠30的結構。
該滾珠室23是指鉚接部21和各向內凸出部22之間的內部空間。
還有，該滾珠室23的內徑形成得比滾珠30的直徑(D)稍微大些。
(1-1-5)錐形部25所述錐形部25是用於在書寫時不使支持件20接觸書寫面的結構。
該錐形部25設置成在拉深部29的鉚接部21附近的外周與鉚接部21連接，形成為從前端側向後端側外徑逐漸增大的圓錐面狀。
(1-1-6)墨水引導孔27所述墨水引導孔27是為了向容納於滾珠室23內的滾珠30供給墨水的結構。
該墨水引導孔27作為所使用的材料金屬細管的內部空間得以形成，從支持件20的後端連接至滾珠室23。
(1-1-7)滾珠30所述滾珠30是用於在書寫面上塗敷墨水的結構。
該滾珠30是由超硬合金形成。並且，該滾珠30的直徑(D)為0.29mm以下。
還有，該滾珠30被滾珠室23容納成，只從鉚接部21向支持件20的外部突出規定的滾珠伸出長度(G)的量(參照圖3A)。這樣，通過由鉚接部21和各向內凸出部22支持，在支持件20的前端側能夠旋轉自由地保持。
還有，在滾珠30和鉚接部21之間設置有叫做餘隙26的微小的間隙。該餘隙26成為書寫時墨水的通路。
這樣，伴隨滾珠30的旋轉，附著在滾珠30表面的墨水轉寫到書寫面上，從而能夠在書寫面畫出筆跡。
(1-2)原子筆尖10的製造方法接著，對本實施方式的原子筆尖10的製造方法進行說明。
本實施方式的原子筆尖10的製造方法包括拉深工序、切削工序、擠壓工序、整修工序及鉚接工序。
圖4表示加工前支持件20的前端側。該支持件20具有規定尺寸內徑(E)。
(1-2-1)拉深工序所述拉深工序是在支持件20的前端側設置拉深部29的工序。
具體來講，如圖5所示，通過在距支持件20前端的規定距離(J)處用輥子50實施拉深加工，在支持件20的前端側形成拉深部29。這樣，支持件20的拉深部29以外的部分形成基部28。
(1-2-2)切削工序所述切削工序是通過切削疏浚拉深部29的內周面的工序。
具體來講，如圖6所示，通過把拉深部29的內周面用鑽頭70切削成規定尺寸的內徑(K，其中K＜E)，來疏浚拉深部29的內周面。
(1-2-3)擠壓工序所述擠壓工序是通過對拉深部29的規定位置實施擠壓工序，在拉深部29的規定位置設置3個向內凸出部22的工序。
具體來講，如圖7所示，在拉深部29的距支持件20前端的規定距離(L，其中L＜J)的3個地方的外周面，通過實施使用前端為球狀的衝孔刀具的擠壓加工，設置向支持件20的內方突出的3個向內凸出部22。該3個向內凸出部22從支持件20的中心來看是以放射狀設置(參照圖3B)。還有，該擠壓工序中向內凸出部22的變形量設定成，這些內切圓的直徑F(其中F＜K)及所述滾珠直徑D滿足0.4≤F/D≤0.6的關係的程度。
接著，如圖8所示，使用錐形車刀把支持件20的前端外周切削成圓錐狀，設置錐形部25。
(1-2-4)整修工序所述整修工序是如圖9所示，使用鑽頭80把向內凸出部22的前端側的面及從向內凸出部到前端的內周面切削成規定尺寸(其中，大於K並且大於D)內徑的工序。
通過該工序，相對於各向內凸出部22，前端側的拉深部29內部成為滾珠室23，並且各向內凸出部22的前端側的面形成滾珠接納座24。進一步，相對於各向內凸出部22，後端側的支持件20內部成為墨水引導孔27。
(1-2-5)鉚接工序所述鉚接工序是把滾珠30插入到滾珠室23後，在支持件20的拉深部29側的端部設置鉚接部21的工序。
具體來講，首先，如圖10所示，把滾珠30插入到滾珠室23。然後使用輥子在錐形部25的前端實施鉚接加工設置鉚接部21，形成如圖1所示的原子筆尖10。其中，該鉚接加工的變形量設定成，所述球伸出尺寸G、所述滾珠的直徑D及所述鉚接部前端內徑H滿足G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係的程度。
(1-3)原子筆40的形狀由上述工序形成的原子筆尖10安裝到如圖11所示的原子筆40上。該原子筆40具備墨水容納管44、軸筒43、接頭41、原子筆尖10、配帽42及尾栓47。
墨水容納管44容納著水性凝膠狀的墨水45及油性凝膠狀的墨水隨動體46。接頭41前端側嵌裝有原子筆尖10，同時其後端側嵌裝在墨水容納管44前端上，由此連接著原子筆尖10和墨水容納管44。軸筒43是構成原子筆10外側的部分，在其內部容納著墨水容納管44。軸筒43的前端螺旋安裝有覆蓋接頭41的配帽42。並且軸筒43的後端安裝有尾栓47。即，如該圖11所示，原子筆40是所謂中粘度水性凝膠墨水原子筆。
還有，由上述工序形成的原子筆尖10也可以安裝到如圖12所示的原子筆40上。該原子筆40具備有軸筒43、集流環49、接頭41、原子筆尖10、中繼芯48、握緊橡皮43a及尾栓47。
軸筒43直接容納富於流動性的水性墨水。軸筒43內的墨水經纖維質的中繼芯48根據毛細管現象向裝有原子筆尖10的接頭41方向移動。還有，該中繼芯48周圍設置有用於緩衝軸筒43內外壓力差變化的由多個凸片構成的集流環49。還有，軸筒43的前端部分成尖細狀且還能夠覆蓋連接頭41，同時軸筒43的握緊部分裝有防滑的握緊橡皮43a。即，如該圖12所示的原子筆40變成了所謂的直液式水性原子筆。
進一步，由上述工序形成的原子筆尖10還可以安裝在如圖13所示的原子筆40上。該原子筆40具備中棉44a、接頭41、原子筆尖10、中繼芯48、軸筒43及尾栓47。即，軸筒43內部直接容納有浸著水性墨水的中棉44a，含在芯中的墨水經纖維質的中繼芯48根據毛細管現象向裝有原子筆尖10的前端方向移動。還有，該中繼芯48的前端是從原子筆尖10的後端插入至滾珠室23。即，如圖13所示的原子筆40是成所謂的中棉式水性原子筆。
(2)第2個實施方式下面，與圖示例一起說明本發明的原子筆尖及其製造方法的第2個實施方式。
(2-1)

圖14是本實施方式的原子筆尖前端部分的正面圖。圖15及圖16是本實施方式的原子筆尖10的正面圖。圖17是該原子筆尖10前端部分的平面斷面圖。圖18～圖24為表示該原子筆尖10製造工序的正面圖。
(2-2)原子筆尖10如圖14到圖16所示，原子筆尖10具備滾珠30和用於保持滾珠30的支持件20。還有，所述支持件20至少具備用於容納滾珠30的滾珠室23和、用於防止容納在滾珠室23內的滾珠30脫落到外部的鉚接部21、及用於向滾珠30供給墨水的墨水孔40A。
(2-2-1)支持件20所述支持件20是用於保持滾珠30的近似圓筒形的構件。
該所述支持件20是用黃銅、德銀、不鏽鋼等圓柱材料形成，具有用於容納滾珠30的滾珠室23和、用於防止容納在滾珠室23內的滾珠30脫落到外部的鉚接部21、及用於向滾珠30供給墨水的墨水孔40A。
還有，支持件20的滾珠側(即該支持件20前端的外周)上形成有向滾珠側縮徑的尖細的錐形部25。該錐形部的前端部分的內部空間形成容納滾珠30的滾珠室23。另一方面，該錐形部25的前端部分的外周形成圓錐狀的鉚接部21。該錐形部25的錐角(外形錐角R)的形成優選35度以上。這是由於在外形錐角R和後述的墨水引導孔27的內徑(縮徑孔42A的最大直徑)的關係中，能夠順利進行墨水供給，同時在加工時難以發生壓曲的適當的角度，對於其根據在後面敘述。
支持件20的後端部分其外徑為小直徑，形成與インクリフイル連接的連接部29A(參照圖15及圖16)。
進一步，從支持件20的後端到前端的內部空間如圖15所示，形成內徑階段性地變窄的墨水引導孔27。這樣，該墨水引導孔27和滾珠室23由墨水流通孔28A貫通。與此同時，在該墨水流通孔28A周圍的四處形成有放射狀的墨水引導槽22A，根據此墨水引導孔27和滾珠室23也相通著。
(2-2-2)滾珠室23滾珠室23設置在支持件20的一端，是用於容納滾珠30的空間，具有其內徑稍微大於滾珠30的球直徑D的圓筒狀側壁51和、以反滾珠側為頂點側的圓錐狀底面部52(參照圖14)。
還有，該滾珠室23的後端面設置有規定直徑(F)的墨水流通孔28A，由此與墨水引導孔27相通。進一步，在該墨水引導孔27的周圍，以放射狀貫穿有4處與所述墨水引導孔27相通的墨水引導槽22A(參照圖17)。進一步，該底面部52上形成有具有與滾珠30的曲率幾乎相同曲率的凹球面狀的滾珠接納座24。該滾珠接納座24是從後端支持滾珠30。該底面部52的角度在90度至170度之間適宜選擇。
(2-2-3)鉚接部21鉚接部21是把支持件20的滾珠室23側的一端形成為圓錐形的部分，這是為了從前端側支持容納在滾珠室23內的滾珠30，同時防止滾珠30從滾珠室23脫落。該鉚接部21設置在錐形部25的前端部分。
還有，該鉚接部21形成為圓錐面狀，其內徑(H)形成得小於滾珠30的直徑(D)(參照圖14)。
該鉚接部21是把滾珠30容納在滾珠室23內後，通過在支持件20的端部實施壓延加工來形成，形成得鉚接部21的內徑H比滾珠30的球直徑D小。進一步，滾珠30和鉚接部21的內邊緣之間設有微小的間隙。
滾珠30是，其一部分從所述滾珠室23向外突出，並由該鉚接部在支持件20的前端旋轉自由地抱持。這樣，在書寫時隨著滾珠30的旋轉，附著在滾珠30上的墨水轉寫到書寫面上，從而畫出筆跡。此時，所述的微小間隙(餘隙26)成了墨水的通路。
(2-2-4)錐形部25所述錐形部25是為了書寫時支持件20不接觸書寫面上的結構。
該錐形部25設置成在鉚接部21附近的外周與鉚接部21連接，形成為從前端側向後端側外徑逐漸增大的圓錐面狀。
(2-2-5)墨水孔40A墨水孔40A是從所述滾珠室23的底面部52一直到支持件20的另一端貫通的孔，用於向容納在滾珠室內的滾珠30供給墨水。
進一步詳細說明的話，如圖15所示，墨水孔40A內形成有墨水引導孔27、墨水流通孔28A及墨水引導槽22A。
墨水引導孔27設置在墨水孔40A的滾珠側，是比墨水孔40A的反滾珠側更小直徑的孔，用於向容納在滾珠室23內的滾珠30供給墨水。該墨水引導孔27形成為支持件20的內部空間，如前所述，向前端內徑階段性地變窄，同時通過所述墨水流通孔28A和所述墨水引導孔22A與滾珠室23相通。即為了從墨水孔40A的大直徑部分向小直徑的滾珠室23內供給墨水，使內徑逐漸變窄，使孔內不易發生墨水堵塞現象。
進一步，墨水引導孔27與後述墨水流通孔28A的連接部分形成向滾珠側以錐形狀縮徑的縮徑孔42A。即縮徑孔42A的最小直徑與墨水流通孔28A的內徑相等，最大直徑與墨水引導孔27的最小直徑相等。這樣，該縮徑孔42A的最大直徑P形成為0.4mm以上。該尺寸在0.4mm以下時，會妨礙墨水從墨水引導孔27流到墨水流通孔28A，成為書寫時飛白的原因。從而，縮徑孔42A的最大直徑P優選形成為0.4mm以上。對於其根據在後面敘述。
進一步，該縮徑孔42A的錐角(縮徑孔錐角Q)形成為30度以上90度以下。這是因為基於與所述縮徑孔42A的最大直徑P的關係，縮徑孔錐角Q如果在30度以下必然是需要加長縮徑孔42A的長度或者墨水流通孔28A的長度，容易產生墨水流通障礙。另一方面如果縮徑孔錐角Q大於90度，由於縮徑孔42A的長度必然變短，需要加長墨水流通孔28A的長度或者把墨水引導孔27的端部向滾珠側延長，前者的情況容易產生墨水流通障礙，後者的情況是支持件20的錐形部25部分的壁厚變薄，容易在產生加工時壓曲引起的加工不良。於是，縮徑孔錐角Q優選形成為30度以上90度以下，對於其根據在後面敘述。
墨水流通孔28A是設置在所述滾珠室23的底面部52和所述縮徑孔42A的滾珠側端部之間的孔，用於把從墨水引導孔27引入的墨水供給於滾珠室23內。
墨水引導槽22A是從所述墨水流通孔28A的中心以放射狀設置的溝槽，用於把從墨水引導孔27引入的墨水充分地供給於滾珠室23內。墨水引導槽22A根據墨水的特性等設置成3個到6個(本實施方式中為4個)，溝槽寬度可以在0.03mm至0.10mm之間適宜選擇。
圖示的實施方式中，所述墨水引導槽22A設置成從滾珠室23底面部52貫通至墨水引導孔27，但根據墨水的特性等不貫通地形成也可以。
(2-2-6)滾珠30另外滾珠30是用於在書寫面塗敷墨水。
該滾珠30是使用超硬合金、不鏽鋼、淬硬鋼、不鏽鋼或陶瓷等形成為球形。還有，在本實施方式中，滾珠30的球直徑D形成為0.29mm以下。
還有，該滾珠30以只從鉚接部21向支持件20外突出規定滾珠伸出尺寸(G)的量(參照圖14)被容納在滾珠室23中。這樣，通過由鉚接部21和滾珠接納座24支持，在支持件20的前端側能夠旋轉自由地保持。
滾珠30通過形成得具有能夠與紙面產生適度摩擦阻力的表面粗糙度，書寫時在滾珠室23內旋轉，通過墨水孔40A引入墨水而能夠在紙面塗敷墨水。
還有，滾珠30和鉚接部21之間設置有叫做餘隙26的微小間隙(參照圖14)。該餘隙26成為書寫時墨水的通路。
這樣，伴隨滾珠30的旋轉，在由滾珠30和鉚接部21之間吐出墨水的同時附著在滾珠30表面的墨水轉寫到書寫面上，從而能夠在書寫面上畫出筆跡。
(2-3)原子筆尖10的製造方法接著，對本實施方式的原子筆尖10的製造方法進行說明。
首先，用車刀把加工前的圓柱材料狀支持件20的外周切削成小直徑，形成連接部29A(參照圖18)。然後依次實施以下工序。
(2-3-1)墨水引導孔27形成工序從支持件20的後端，開始是用大直徑的鑽頭切削至中途。然後從此處向前端，經多個階段順次使鑽頭的直徑減小，切削至前端附近，形成墨水引導孔27(參照圖18)。
(2-3-2)錐形部25形成工序用錐形狀的車刀從支持件20的前端至規定距離切削成圓錐狀，形成錐形部25(參照圖19)。
(2-3-3)中心孔28a工序在支持件20的前端，為了把用於加工墨水流通孔28A的鑽頭向中心引導，使用中心孔工具加工圓錐狀的中心孔28a(參照圖20)。
(2-3-4)墨水流通孔28A形成工序以所述中心孔28a的中心為目標，使用鑽頭把規定尺寸內徑(F，其中0.4≤F/D≤0.6)的墨水流通孔28A貫通至與墨水引導孔27之間(參照圖21)。
(2-3-5)整修工序用鑽頭把所述錐形部25前端的內周面切削成規定尺寸內徑(M，其中M＞D)。
通過該工序，錐形部25前端的內部空間形成滾珠室23，並且其後端面形成滾珠接納座24(參照圖22)。
(2-3-6)開槽工序從所述滾珠接納座24的前端側，在墨水流通孔28A周圍插入拉削工具貫通至墨水引導孔27，以放射狀切削出4個溝槽。這些溝槽形成墨水引導槽22A(參照圖23)。
(2-3-7)敲打(タタキ)工序向所述滾珠室23插入滾珠30後，通過把該滾珠30的上部向後端方向擠壓，使滾珠接納座24沿著滾珠30的外形變形(參照圖24)。該工序是為了在提高滾珠接納座24的耐摩擦性的同時擴大滾珠30和滾珠接納座24之間的接觸面積而進行。
(2-3-8)鉚接工序鉚接工序是把滾珠30插入到滾珠室23後，錐形部25的端部設置鉚接部21的工序。
具體來講，通過在上述敲打工序後使用錐形狀的輥子在錐形部25的前端實施鉚接部加工設置鉚接部21來形成原子筆尖10(參照圖14及圖15)。其中，該鉚接加工的變形量設定成，所述滾珠伸出長度G、所述滾珠的直徑D及所述鉚接部前端內徑H滿足G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係的程度。
實施例1下面與比較例對比來說明本發明實施例，但本發明並不限定於此。
(1)球直徑與向內凸出部內切圓直徑、滾珠伸出長度及鉚接部前端內徑的關係(其1)(1-1)實施例及比較例實施例及比較例使用的滾珠30均為超硬合金制，球直徑(D)為0.28mm。
支持件20使用SUS316L制的外徑0.6mm、內徑0.3mm且長度8mm的金屬細管作為材料。
在下表1中分別表示各實施例及比較例的D、F/D、G/D及(D-H)(其中，F為向內凸出部22的內切圓直徑(mm)、G為滾珠伸出長度(mm)、H為鉚接部前端內徑(mm))的值。
表1

在以下說明中，把上述表1中的值中，在第2列中表示的F/D值在0.4以上0.6以下稱為「第1條件」。還有，同表中的值中，在第3列中表示的G/D值為0.25以上並且在第4列中表示的(D-H)值在0.005以上0.010以下稱為「第2條件」。即實施例1、2及從5至11滿足第1條件。還有，從實施例3至11滿足第2條件。但是，比較例1至4均不滿足第1條件及第2條件中的任何一種。
各實施例及各比較例的原子筆尖10，如圖11所示，和市售的原子筆40(UM-151，三菱鉛筆株式會社)以用於書寫中使用的原子筆尖，安裝到相同的筆體中。
還有，該原子筆40的墨水容納管44內填充有具有下述表2中所示成分的所謂假塑性水性墨水以用於書寫。
表2

(1-2)試驗項目對上述各實施例及各比較例實施以下①～④的試驗，各自評價如下。
①刮紙感使用安裝了各實施例及比較例的原子筆尖10的原子筆40，根據被測試者進行實際書寫時的感覺試驗來評價書寫時刮紙感。具體評價為，被測試者完全感覺不到刮紙的記為「AA」、感覺到不至於影響書寫的刮紙感的記為「 A」、感覺到書寫稍微費勁程度刮紙感的記為「B」、書寫時感覺到明顯障礙程度刮紙感的記為「C」。
②支持件變形使用以ISO規格14145-1為基準的書寫實驗器，在書寫速度4.5m/分鐘、書寫角度60°以及書寫負荷0.98N(100g重)的條件下進行600m書寫後，目測支持件20的變形來評價由於書寫引起的支持件變形。具體評價為，幾乎沒有變形記為「A」、有稍微變形記為「B」以及有明顯變形的記為「C」。
③滾珠保持力由書寫引起滾珠保持力的變化是，根據在與上述②相同的條件下進行書寫後觀察鉚接部21的鬆弛狀況來評價。具體評價為，幾乎看不到鉚接部21的鬆弛的記為「A」、雖然看到鉚接部21鬆弛，但滾珠30仍然被保持的記為「B」、由於鉚接部21的鬆弛滾珠30脫落的記為「C」。
④沉球由書寫引起的滾珠30沉球是，在與上述②相同的條件下進行書寫後，通過測定滾珠伸出長度的減少來評價。具體評價為，滾珠伸出長度的減少在25μm以下的記為「A」、25μm以上35μm以下的記為「B」、35μm以上的記為「C」。
實際上，從上述實施例1至11以及比較例1至4，對於上述評價項目的任意一項，都沒有評價為「C」的。
(1-3)第1條件的探討下面，把原子筆尖10滿足第1條件時的效果，分成滿足以及不滿足第2條件的情況來探討。
(1-3-1)不滿足第2條件的情況如下表3所示，實施例1及比較例1和比較例2是，雖然G/D值和(D-H)值相同，但都不滿足第2條件。並且，與實施例1滿足第1條件不同，比較例1和比較例2不滿足第1條件。
表3

從上述表3的結果可以知道，不滿足第2條件但滿足第1條件的實施例1與第1條件和第2條件都不滿足的比較例1相比，在支持件變形(②)項目中評價優異。還有，與第1條件和第2條件都不滿足的比較例2相比，在沉球(④)項目中評價優異。
另一方面，如下表4所示，實施例2及比較例3和比較例4是，雖然G/D值和(D-H)值相同，但都不滿足第2條件。並且，與實施例2滿足第1條件不同，比較例3和比較例4不滿足第1條件。
表4

從上述表4的結果可以知道，不滿足第2條件但滿足第1條件的實施例2與第1條件和第2條件都不滿足的比較例3相比，在支持件變形(②)項目中評價優異。還有，與第1條件和第2條件都不滿足的比較例4相比，在沉球(④)項目中評價優異。
即原子筆尖10在相同的G/D值和(D-H)值的條件下並且在不滿足第2條件時，滿足第1條件與不滿足第1條件相比確認有明顯的性能提高。
(1-3-2)滿足第2條件的情況如下表5所示，實施例5、實施例6和實施例7以及實施例3和實施例4是，G/D值和(D-H)值相同，並且都滿足第2條件。還有，與實施例5、實施例6和實施例7均滿足第1條件相對，實施例3和實施例4都不滿足第1條件。
表5

從上述表5的結果可以知道，滿足第2條件並且滿足第1條件的實施例5、實施例6和實施例7與滿足第2條件但不滿足第1條件的實施例3相比，在支持件變形(②)項目中評價均優異，而且刮紙感(①)項目評價也有提高。進一步，滿足第2條件並且滿足第1條件的實施例5、實施例6和實施例7與滿足第2條件但不滿足第1條件的實施例4相比，在沉球(④)項目中評價均優異，而且刮紙感(①)項目的評價也有提高。
即在G/D值和(D-H)值的條件相同並且滿足第2條件的情況下，滿足第1條件與不滿足第1條件時相比，確認有明顯的原子筆尖10的性能提高。
還有，如下表6所示，對於在滿足第2條件的範圍內改變G/D值和(D-H)值的情況中，在滿足第1條件的範圍內的從實施例8至實施例10的評價同樣為良好。
表6

(1-3-3)第1條件的效果從上述(1-3-1)及(1-3-2)的結果中可以確認，不管第2條件如何，F/D值不到第1條件的下限(0.4)時(表3的比較例1、表4的比較例3、表5的實施例3)，支持件變形增大。還有，不管第2條件如何，F/D值超過第1條件的上限(0.6)時(表3的比較例2、表4的比較例4、表5的實施例4)，沉球增大。即第1條件從支持件變形和沉球的角度出發，可以說是F/D值的恰當範圍。
(1-4)第2條件的探討下面，把原子筆尖10滿足第2條件時的效果，分成滿足以及不滿足第1條件的情況來探討。
(1-4-1)不滿足第1條件的情況如下表7所示，實施例3及比較例1和比較例3是，雖然F/D值相同，但都不滿足第1條件。並且，與實施例3滿足第2條件相對，比較例1和比較例3不滿足第2條件。
表7

從上述表7的結果可以知道，不滿足第1條件但滿足第2條件的實施例3與第1條件和第2條件都不滿足的比較例1相比，在滾珠保持力(③)項目中評價優異。還有，與第1條件和第2條件都不滿足的比較例3相比，在刮紙感(①)項目中評價優異。
另一方面，如下表8所示，實施例4及比較例2和比較例4，雖然F/D值相同，但都不滿足第1條件。並且，與實施例4滿足第2條件相對，比較例2和比較例4不滿足第2條件。
表8

從上述表8的結果可以知道，不滿足第1條件但滿足第2條件的實施例4與第1條件和第2條件的比較例2相比，在滾珠保持力(③)項目中評價優異。還有，與第1條件和第2條件都不滿足的比較例4相比，在刮紙感(①)項目中評價優異。
即原子筆尖10在相同的F/D值條件下並且在不滿足第1條件時，滿足第2條件與不滿足第2條件相比確認有明顯的性能提高。
(1-4-2)滿足第1條件的情況如下表9所示，實施例5、實施例8和實施例11以及實施例1和實施例2是，F/D值相同，並且都滿足第1條件。還有，與實施例5、實施例8和實施例11均滿足第2條件相對，實施例1和實施例2都不滿足第2條件。
表9

從上述表9的結果可以知道，滿足第1條件並且滿足第2條件的實施例5、實施例8和實施例11與滿足第1條件但不滿足第2條件的實施例1相比，在滾珠保持力(③)項目中評價均優異。進一步，滿足第1條件並且滿足第2條件的實施例5、實施例8和實施例11與滿足第1條件但不滿足第2條件的實施例2相比，在刮紙感(①)項目中評價均優異。
即對於F/D值條件相同並且滿足第1條件的情況，滿足第2條件與不滿足第2條件相比確認有明顯的原子筆尖10的性能提高。
(1-4-3)第2條件的效果從上述(1-4-1)及(1-4-2)的結果中可以確認，不管第1條件如何，G/D值不到第2條件的下限(0.25)並且(D-H)值超過第2條件的上限(0.010mm)時(表7的比較例3、表8的比較例4、表9的實施例2)，刮紙感增大。還有，不管第1條件如何，G/D值雖然滿足第2條件但(D-H)值不到第2條件的下限(0.005mm)時(表7的比較例1、表8的比較例2、表9的實施例1)，滾珠保持力下降。即第2條件從刮紙感和滾珠保持力的角度出發，可以說是G/D值和(D-H)值的恰當範圍。
(1-5)評價的總結如上所述，即使是只滿足第1條件和第2條件中的一方的情況，與不滿足其中的任何一方的情況相比，確認有明顯的原子筆尖10的性能提高(表3、表4、表7、表8)。
進一步，第1條件和第2條件都滿足的情況下，與不滿足其中的任何一方的情況相比，當然有明顯的原子筆尖10的性能提高，即使與只滿足第1條件和第2條件中的一方的情況相比，仍然有明顯的原子筆尖10的性能提高(表5、表9)。
即上述F/D值的範圍的恰當化和G/D值和(D-H)值的恰當化，各自從不同的側面對原子筆尖10的性能提高有貢獻的同時，當它們互相配合恰當化時原子筆尖10的性能可以得到更進一步的提高。
(2)球直徑與向內凸出部內切圓直徑、滾珠伸出長度及鉚接部前端內徑的關係(其2)(2-1)實施例及比較例用於實施例及比較例的滾珠30均為超硬合金制，球直徑(D)為0.18mm。
支持件20使用SUS316L制的外徑0.6mm、內徑0.22mm且長度8mm的金屬細管作為材料。
在下表10中表示各實施例及比較例的D、F/D、G/D及(D-H)(其中，F為向內凸出部22的內切圓直徑(mm)、G為滾珠伸出長度(mm)、H為鉚接部前端內徑(mm))的各值。
表10

在以下說明中，把上述表10中的值中，在第2列中表示的F/D值在0.4以上0.6以下的稱為「第1條件」。還有，同表中的值中，在第3列中表示的G/D值為0.25以上並且在第4列中表示的(D-H)值在0.005以上0.010以下的稱為「第2條件」。即實施例12、13及從16至22滿足第1條件。還有，從實施例14至22滿足第2條件。但是，比較例5至8均不滿足第1條件及第2條件中的任何一種。
各實施例及各比較例的原子筆尖10，如圖11所示，和市售的原子筆40(UM-151，三菱鉛筆株式會社)中使用的原子筆尖，安裝到相同的筆體中，以用於書寫。
還有，該原子筆40的墨水容納管44內填充有具有上述表2中所示成分的所謂假塑性水性墨水以用於書寫。
(2-2)試驗項目對於上述各實施例及各比較例，與前面所述的(1-2)同樣的實施①刮紙感、②支持件變形、③滾珠保持力及④沉球的試驗，並同樣地評價。
實際上，從上述實施例12至22以及比較例5至8，對於上述評價項目的任意一項，也沒有評價為「C」的。
(2-3)第1條件的探討下面，把原子筆尖10滿足第1條件時的效果，分成滿足以及不滿足第2條件的情況來探討。
(2-3-1)不滿足第2條件的情況如下表11所示，實施例12及比較例5和比較例6是，雖然G/D值和(D-H)值相同，但都不滿足第2條件。並且，與實施例12滿足第1條件相對，比較例5和比較例6不滿足第1條件。
表11

從上述表11的結果可以知道，不滿足第2條件但滿足第1條件的實施例12與不滿足第1條件和第2條件雙方的比較例5相比，在支持件變形(②)項目中評價優異。還有，與第1條件和第2條件都滿足的比較例6不同，在沉球(④)項目中評價優異。
另一方面，如下表12所示，實施例13及比較例7和比較例8是，雖然G/D值相同，另外和(D-H)值大概相同，但都不滿足第2條件。並且，與實施例13滿足第1條件相對，比較例7和比較例8不滿足第1條件。
表12

從上述表12的結果可以知道，不滿足第2條件但滿足第1條件的實施例13與不滿足第1條件和第2條件雙方的比較例7相比，在支持件變形(②)項目中評價優異。還有，與不滿足第1條件和第2條件雙方的比較例8相比，在沉球(④)項目中評價優異。
即原子筆尖10在大致相同的G/D值和(D-H)值的條件下並且在不滿足第2條件時，滿足第1條件與不滿足第1條件相比確認有明顯的性能提高。
(2-3-2)滿足第2條件的情況如下表13所示，實施例16、實施例17和實施例18以及實施例14和實施例15是，G/D值和(D-H)值相同，並且都滿足第2條件。還有，與實施例16、實施例17和實施例18均滿足第1條件相對，實施例14和實施例15都不滿足第1條件。
表13

從上述表13的結果可以知道，滿足第2條件並且滿足第1條件的實施例16、實施例17和實施例18與滿足第2條件但不滿足第1條件的實施例14相比，在支持件變形(②)項目中的評價均優異，而且刮紙感(①)項目的評價也有提高。進一步，滿足第2條件並且滿足第1條件的實施例16、實施例17和實施例18與滿足第2條件但不滿足第1條件的實施例15相比，在沉球(④)項目中的評價均優異，而且刮紙感(①)項目評價也有提高。
即對於G/D值和(D-H)值條件相同並且滿足第2條件的情況，滿足第1條件與不滿足第1條件相比確認有明顯的原子筆尖10的性能提高。
還有，如下表14所示，即使在滿足第2條件的範圍內改變G/D值和(D-H)值的情況中，在滿足第1條件的範圍內的從實施例19至實施例21的評價同樣為良好。
表14

(2-3-3)第1條件的效果從上述(2-3-1)及(2-3-2)的結果中可以確認，不管第2條件如何，F/D值不到第1條件的下限(0.4)時(表11的比較例5、表12的比較例7、表13的實施例14)，支持件變形增大。還有，不管第2條件如何，F/D值超過第1條件的上限(0.6)時(表11的比較例6、表12的比較例8、表13的實施例15)，沉球增大。即第1條件從支持件變形和沉球的角度出發，可以說是F/D值的恰當範圍。
(2-4)第2條件的探討下面，把原子筆尖10滿足第2條件時的效果，分成滿足以及不滿足第1條件的情況來探討。
(2-4-1)不滿足第1條件的情況如下表15所示，實施例14及比較例5和比較例7是，雖然F/D值相同，但都不滿足第1條件。並且，與實施例14滿足第2條件相對，比較例5和比較例7不滿足第2條件。
表15

從上述表15的結果可以知道，不滿足第1條件但滿足第2條件的實施例14與第1條件和第2條件都滿足的比較例5相比，在滾珠保持力(③)項目中評價優異。還有，與第1條件和第2條件都滿足的比較例7相比，在刮紙感(①)項目中評價優異。
另一方面，如下表16所示，實施例15及比較例6和比較例8是，雖然F/D值相同，但都不滿足第1條件。並且，與實施例15滿足第2條件相對，比較例6和比較例8不滿足第2條件。
表16

從上述表16的結果可以知道，不滿足第1條件但滿足第2條件的實施例15與不滿足第1條件和第2條件雙方的比較例6相比，在滾珠保持力(③)項目中評價優異。還有，與不滿足第1條件和第2條件雙方的比較例8相比，在刮紙感(①)項目中評價優異。
即原子筆尖10在相同的F/D值條件下並且在不滿足第1條件時，滿足第2條件與不滿足第2條件相比確認有明顯的性能提高。
(2-4-2)滿足第1條件的情況如下表17所示，實施例16、實施例19和實施例22以及實施例12和實施例13是，F/D值相同，並且都滿足第1條件。還有，相對於實施例16、實施例19和實施例22均滿足第2條件相對，實施例12和實施例13都不滿足第2條件。
表17

從上述表17的結果可以知道，滿足第1條件並且滿足第2條件的實施例16、實施例19和實施例22與滿足第1條件但不滿足第2條件的實施例12相比，在滾珠保持力(③)項目中的評價均優異。進一步，滿足第1條件並且滿足第2條件的實施例16、實施例19和實施例22與滿足第1條件但不滿足第2條件的實施例13相比，在刮紙感(①)項目中評價均優異。
即對於F/D值條件相同並且滿足第1條件的情況中滿足第2條件與不滿足第2條件相比確認有明顯的原子筆尖10的性能提高。
(2-4-3)第2條件的效果從上述(2-4-1)及(2-4-2)的結果中可以確認，不管第1條件如何，G/D值不到第2條件的下限(0.25)並且(D-H)值超過第2條件的上限(0.010mm)時(表15的比較例7、表16的比較例8、表17的實施例13)，刮紙感增大。還有，不管第1條件如何，G/D值雖然滿足第2條件但(D-H)值不到第2條件的下限(0.005mm)時(表15的比較例5、表16的比較例6、表17的實施例12)，滾珠保持力下降。即第2條件從刮紙感和滾珠保持力的角度出發，可以說是G/D值和(D-H)值的恰當範圍。
(2-5)評價的總結如上所述，即使是只滿足第1條件和第2條件中的一方的情況，與不滿足其中的任何一方的情況相比，確認有明顯的原子筆尖10的性能提高(表11、表12、表15、表16)。
進一步，在第1條件和第2條件都滿足的情況下，與不滿足其中的任何一方的情況相比，當然是有明顯的原子筆尖10的性能提高，即使與只滿足第1條件和第2條件中的一方的情況相比，仍然有明顯的原子筆尖10的性能提高(表13、表17)。
即上述F/D值的範圍的恰當化和G/D值和(D-H)值的恰當化是，各自從不同的側面對原子筆尖10的性能提高有貢獻的同時，當它們互相配合恰當化時原子筆尖10的性能可以得到更進一步的提高。
(3)支持件材質的探討(3-1)實施例及比較例實施例及比較例使用的滾珠30均為超硬合金制，球直徑(D)為0.28mm。
支持件20的形成使用含鎳量為11.8重量％的SUS316L制金屬細管或者含鎳量為8.3重量％的SUS304制金屬細管。其中，各金屬細管的外徑0.6mm、內徑0.3mm且長度8mm。還有，各自的維式硬度是根據退火的有無來調節。其中，維式硬度是由微小硬度試驗機(アカシ(株)，MVK-E)測定。對於各個實施例及比較例，在下表18中表示材質及維式硬度。
表18

各實施例及各比較例的原子筆尖10，如圖11所示，和市售的原子筆40(UM-151，三菱鉛筆株式會社)中使用的原子筆尖，安裝到相同的筆體中，以用於書寫。
還有，該原子筆40的墨水容納管44內填充有具有上表2中所示成分的所謂假塑性水性墨水以用於書寫。
(3-2)試驗項目對於上述各實施例及各比較例，實施下述的⑤～⑦的試驗，各自評價如下。
⑤加工性在向內凸出部22的形成時，根據龜裂的產生、變形或尺寸不良的有無來評價。具體評價為，這些都沒有記為「A」、有其中的一項記為「C」。
⑥沉球使用以ISO規格14145-1為基準的書寫實驗器，在書寫速度4.5m/分鐘、書寫角度60°以及書寫負荷0.98N(100g重)的條件下進行600m螺旋書寫後，根據測定滾珠伸出長度的減少情況來評價。具體評價為，滾珠伸出長度的減少在20μm以下的記為「A」、20μm以上27μm以下的記為「B」、27μm以上的記為「C」。
⑦彎曲變形使用以ISO規格14145-1為基準的書寫實驗器，在書寫速度4.5m/分鐘、書寫角度60°以及書寫負荷0.49N(50g重)或者0.98N(100g重)的條件下進行600m螺旋書寫後，測定原子筆尖10前端的彎曲量來進行評價。具體評價為，前端的彎曲量在0.1mm以下記為「A」、超過0.1mm不到0.2mm記為「B」以及在0.2mm以上記為「C」。
(3-3)試驗結果對於上述各個實施例及比較例，上述各試驗的評價如下表19所示。
表19

首先，含鎳量在10重量％以上且維式硬度在350以上的實施例23與含鎳量在10重量％以上但維式硬度在350以下的比較例9相比，在沉球(⑥)和彎曲變形(⑦)項目中評價優異。即除了通過含鎳量在10重量％以上使加工性良好，還通過使維式硬度在350以上來有效防止沉球和彎曲變形。
另一方面，上述實施例23與維式硬度在350以上但含鎳量在10重量％以下的比較例10相比，在加工性(⑤)項目中評價優異。即除了通過維式硬度在350以上來有效防止沉球和彎曲變形，還通過使含鎳量在10重量％以上來提高加工性。
另外，含鎳量不到10重量％且維式硬度不到350的比較例11是，雖然因硬度低而加工性(⑤)良好，但沉球(⑥)和彎曲變形(⑦)的評價比比較例9更差，是無法用於實際應用的。
(4)對縮徑孔最大直徑P、縮徑孔錐角Q、外形錐角R的評價各自製作本發明的原子筆尖10和比較例的原子筆尖，用其進行評價試驗。
即使用支持件20的縮徑孔最大直徑P、縮徑孔錐角Q、外形錐角R各不相同的原子筆尖，對於(4-1)高速書寫性及(4-2)加工性進行評價試驗。
滾珠30的球直徑D為0.25mm，材質使用超硬合金。支持件20是用不鏽鋼形成。
還有，使用在25℃且剪切速度38.4sec-1時的粘度為100mPa·sec的墨水，其成分如上述表2所示。
(4-1)高速書寫性高速書寫性是用書寫速度9m/分鐘螺旋書寫後評價飛白的有無。
其評價如下。
AA完全沒有發生飛白。
A幾乎沒有發生飛白。
B雖然發生有少部分飛白，但是不太明顯的程度。
C有相當的飛白髮生。
(4-2)加工性加工性是在用拉削加工形成墨水引導槽22A時，調查是否發生壓曲引起的加工不良。即加工10000個如下表20所示各構成原子筆尖時，調查發生了全體多少百分比的加工不良。
其評價如下。
AA完全沒有發生加工不良(0％)。
A雖然發生了加工不良，但極其少數(0～0.02％)。
B雖然稍微發生了加工不良，但是生產效率上沒有問題的程度(0.02～1％)。
C發生相當的加工不良(1％以上)。
表20

上述實驗的結果，首先看高速書寫性時，比較例12、比較例14及15發生相當的飛白。即P及R值雖然實施例24至26相等，但存在Q值不到30度的比較例12和、Q及R的角度雖然與實施例25和26相等，但P值在0.4mm以下的比較例14及15。
比較例12可能是因為Q值即縮徑孔錐角小，所以墨水引導孔27和墨水流通孔28A之間距離變長，從而在墨水供給上產生了障礙的緣故。還有，比較例14及15可能是因為P值即縮徑孔最大直徑小，所以在墨水引導孔27和墨水流通孔28A之間產生墨水堵塞的緣故。
另一方面，對於實施例24，雖然發生了些須飛白，但是不太明顯的程度。這可能是因為Q值為30度，墨水引導孔27和墨水流通孔28A之間距離變長，從而在墨水供給上產生些須障礙的緣故。
實施例25至29均沒有產生或者幾乎沒有產生飛白。它們都形成為P值0.4mm以上、Q值30度以上90度以下。
這裡，幾乎沒有產生飛白的實施例27的Q值為與發生些須飛白的實施例24相同均為30度，P值為0.5mm，比實施例24形成得還大，因此墨水的供給變得緩和，因此就幾乎沒有發生飛白。還有，完全沒有產生飛白的實施例28的Q值為與幾乎沒有產生飛白的實施例25相同，均為60度，但就是因與上述的相同的理由而完全沒有產生飛白。
接著，從加工性來看，比較例13發生了相當的加工不良。即P和R值雖然與實施例24至26相等，但Q值超過了90度。這可能是因為Q值大所以縮徑孔42A的長度縮短，所以不得不把墨水引導孔27向滾珠側延長，從而與錐形部25部分的壁厚變薄，導致容易引起加工不良。
還有，實施例26及29、比較例15中，發生一些加工不良。這可能是因為Q值為90度，所以出於與上述相同的理由，多少容易引起加工不良。
另一方面，其他實施例及比較例是完全不發生加工不良或者即使發生也是極其少。即在Q值25度的比較例12、Q值30度的實施例24及27、Q值60度的實施例25及28、比較例14的情況下。
這裡，與Q值60度的實施例25及28相比，Q值在30度以下的比較例12、實施例24及27在加工性方面更加優良，這是因為Q值越小，與錐形部25部分的壁厚越厚，因此難以引起壓曲等的緣故。只是，如比較例12所示，如果Q值過小會對墨水流通產生障礙而成為發生飛白的原因。
但是，比較實施例24至26和實施例27至29的話，即使Q值相同，對於高速書寫性，實施例27至29更優異。這是因為R值形成為35度，所以即使P值為0.5mm形成得大於實施例24至26，錐形部25部分也不會成為薄壁，從而無損於加工性，墨水流通變得緩和。
綜合考慮以上評價，首先在比較例中，比較例13雖然高速書寫性優異，但加工性差，比較例12及14和15是加工性雖然馬馬乎乎但高速書寫性差。從而無法達到提供高速書寫性優異並且加工也容易的原子筆尖的本發明的目的。
另一方面，實施例24至29中，在高速書寫性和加工性兩面沒有差的評價，能夠提供高速書寫性優異並且加工也容易的原子筆尖。並且，實施例27至29能夠提供高速書寫性更加優異的原子筆尖。
這樣，鑑於上述實施例24至26的評價，優選P值0.4mm以上、Q值30度以上90度以下、R值30度以上，進一步鑑於上述實施例27至29的評價，R值更優選35度以上，得到這樣的結論。
(5)關於球直徑D、墨水流通孔直徑F、滾珠伸出長度G、鉚接部前端內徑H的評價(5-1)實施例及比較例用於實施例及比較例的滾珠30均為超硬合金制，球直徑(D)為0.25mm。
支持件20使用SUS430制的外徑2.3mm的圓柱材料作為材料。
在下表21中表示各實施例及比較例的D、F/D、G/D及(D-H)(其中，F為墨水流通孔28A的直徑(mm)、G為滾珠伸出長度(mm)、H為鉚接部前端內徑(mm))的各值。
表21

在以下說明中，把上述表21中的值中，在第2列中表示的F/D值在0.4以上0.6以下稱為「第1條件」。還有，同表中的值中，在第3列中表示的G/D值為0.25以上並且在第4列中表示的(D-H)在0.005以上0.010以下稱為「第2條件」。即實施例30、31及從實施例34至39滿足第1條件。還有，從實施例32至39滿足第2條件。但是，比較例16至19均不滿足第1條件及第2條件中的任何一種。
各實施例及各比較例的原子筆尖10，如圖11所示，和市售的原子筆40(UM-151，三菱鉛筆株式會社)中使用的原子筆尖，安裝到相同的筆體中，以用於書寫。
還有，該原子筆的墨水容納管內填充有具有下表2中所示成分的所謂假塑性水性墨水以供於書寫。
(5-2)試驗項目對於上述各實施例及各比較例實施以下①～④的試驗，各自評價如下。
①刮紙感使用安裝實施例及比較例的各原子筆尖10的原子筆，根據被測試者進行實際書寫時的感覺試驗來評價書寫時刮紙感。具體評價為，被測試者完全感覺不到刮紙的或者感覺到不影響書寫程度刮紙感的記為「A」、感覺到書寫稍微費勁程度刮紙感的記為「B」、書寫時感覺到明顯障礙程度刮紙感的記為「C」。
②高速書寫性高速書寫性是使用以ISO規格14145-1為基準的書寫實驗器，在書寫速度9m/分鐘、書寫角度60°以及書寫負荷0.98N(100g重)的條件下進行書寫，通過目測確認其筆跡的飛白情況來評價。具體評價為，幾乎看不到飛白的記為「 A」、有稍微飛白的記為「B」、有明顯飛白的記為「C」。
③滾珠保持力使用以ISO規格14145-1為基準的書寫實驗器，在書寫速度4.5m/分鐘、書寫角度60°以及書寫負荷0.98N(100g重)的條件下進行600m書寫後，通過觀察鉚接部21的鬆弛狀況來評價由筆記生產的滾珠保持力的變化。具體評價為，幾乎看不到鉚接部21的鬆弛的記為「A」、雖然鉚接部21確認鬆弛，但滾珠30仍然被保持的記為「B」、由於鉚接部21的鬆弛滾珠30脫落的記為「C」。
④沉球由於書寫引起的滾珠30的沉球是，在與上述③相同的條件下進行書寫後，通過測定滾珠伸出長度的減少程度來評價。具體評價為，滾珠伸出長度的減少在25μm以下的記為「A」、25μm以上35μm以下的記為「B」、35μm以上的記為「C」。
實際上，從上述實施例30至39以及比較例16至19，對於上述評價項目的任意一項，也沒有評價為「C」的。
(5-3)第1條件的探討下面，把原子筆尖10滿足第1條件時的效果，分成滿足以及不滿足第2條件的情況來探討。
(5-3-1)不滿足第2條件的情況如下表22所示，實施例30及比較例16和比較例17是，雖然G/D值和(D-H)值相同，但都不滿足第2條件。並且，與實施例30滿足第1條件相對，比較例16和比較例17不滿足第1條件。
表22

從上述表22的結果可以知道，不滿足第2條件但滿足第1條件的實施例30與不滿足第1條件和第2條件雙方的比較例16相比，在高速書寫性(②)項目中評價優異。還有，與第1條件和第2條件都不滿足的比較例17相比，在沉球(④)項目中評價優異。
另一方面，如下表23所示，實施例31及比較例18和比較例19是，雖然G/D值和(D-H)值相同，但都不滿足第2條件。並且，與實施例31滿足第1條件相對，比較例18和比較例19不滿足第1條件。
表23

從上述表23的結果可以知道，不滿足第2條件但滿足第1條件的實施例31與第1條件和第2條件都不滿足的比較例18相比，在高速書寫性(②)項目中評價優異。還有，與第1條件和第2條件都不滿足的比較例19相比，在沉球(④)項目中評價優異。
即原子筆尖10在相同的G/D值和(D-H)值條件下並且在不滿足第2條件時，滿足第1條件與不滿足第1條件相比確認有明顯的性能提高。
(5-3-2)滿足第2條件的情況如下表24所示，實施例34、實施例35和實施例36以及實施例32和實施例33是，G/D值和(D-H)值相同，並且都滿足第2條件。還有，與實施例34、實施例35和實施例36均滿足第1條件相對，實施例32和實施例33都不滿足第1條件。
表24

從上述表24的結果可以知道，滿足第2條件並且滿足第1條件的實施例34、實施例35和實施例36與滿足第2條件但不滿足第1條件的實施例32相比，在高速書寫性(②)項目中評價均優異。進一步，滿足第2條件並且滿足第1條件的實施例34、實施例35和實施例36與滿足第2條件但不滿足第1條件的實施例33相比，在沉球(④)項目中評價均優異。
即對於G/D值和(D-H)值條件相同並且滿足第2條件的情況，滿足第1條件與不滿足第1條件相比確認有明顯的原子筆尖10的性能提高。
還有，如下表25所示，對於在滿足第2條件的範圍內變化G/D值和(D-H)值的情況，在滿足第1條件的範圍內的從實施例37至實施例39的評價同樣為良好。
表25

(5-3-3)第1條件的效果從上述(5-3-1)及(5-3-2)的結果中可以確認，不管第2條件如何，F/D值不到第1條件的下限(0.4)時(表22的比較例16、表23的比較例18、表24的實施例32)，高速書寫性降低。還有，不管第2條件如何，F/D值超過第1條件的上限(0.6)時(表22的比較例17、表23的比較例19、表24的實施例33)，沉球增大。即第1條件從高速書寫性和沉球的角度出發，可以說是F/D值的恰當範圍。
(5-4)第2條件的探討下面，把原子筆尖10滿足第2條件時的效果，分成滿足以及不滿足第1條件的情況來探討。
(5-4-1)不滿足第1條件的情況如下表26所示，實施例32及比較例16和比較例18是，雖然F/D值相同，但都不滿足第1條件。並且，與實施例32滿足第2條件相對，比較例16和比較例18不滿足第2條件。
表26

從上述表26的結果可以知道，不滿足第1條件但滿足第2條件的實施例32與不滿足第1條件和第2條件雙方的比較例16相比，在滾珠保持力(③)項目中評價優異。還有，與不滿足第1條件和第2條件雙方的比較例18相比，在刮紙感(①)項目中評價優異。
另一方面，如下表27所示，實施例33及比較例17和比較例19是，雖然F/D值相同，但都不滿足第1條件。並且，與實施例33滿足第2條件相對，比較例17和比較例19不滿足第2條件。
表27

從上述表27的結果可以知道，不滿足第1條件但滿足第2條件的實施例33與不滿足第1條件和第2條件雙方的比較例17相比，在滾珠保持力(③)項目中評價優異。還有，與不滿足第1條件和第2條件雙方的比較例19相比，在刮紙感(①)項目中評價優異。
即原子筆尖10在相同的F/D值條件下並且在不滿足第1條件時，滿足第2條件與不滿足第2條件相比確認有明顯的性能提高。
(5-4-2)滿足第1條件的情況如下表28所示，實施例34和實施例37以及實施例30和實施例31是，F/D值相同，並且都滿足第1條件。還有，與實施例34和實施例37均滿足第2條件不同，實施例30和實施例31都不滿足第2條件。
表28

從上述表28的結果可以知道，滿足第1條件並且滿足第2條件的實施例34和實施例37與滿足第1條件但不滿足第2條件的實施例30不同，在滾珠保持力(③)項目中評價均優異。進一步，滿足第1條件並且滿足第2條件的實施例34和實施例37與滿足第1條件但不滿足第2條件的實施例31不同，在刮紙感(①)項目中評價均優異。
即對於F/D值條件相同並且滿足第1條件的情況，滿足第2條件與不滿足第2條件相比確認有明顯的原子筆尖10的性能提高。
(5-4-3)第2條件的效果從上述(5-4-1)及(5-4-2)的結果中可以確認，不管第1條件如何，G/D值不到第2條件的下限(0.25)並且(D-H)值超過第2條件的上限(0.010mm)時(表26的比較例18、表27的比較例19、表28的實施例31)，刮紙感增大。還有，不管第1條件如何，G/D值雖然滿足第2條件但(D-H)值不到第2條件的下限(0.005mm)時(表26的比較例16、表27的比較例17、表28的實施例30)，滾珠保持力下降。即第2條件從刮紙感和滾珠保持力的角度出發，可以說是G/D值和(D-H)值的恰當範圍。
(5-5)評價的總結如上所述，即使是只滿足第1條件和第2條件中的一方的情況，與不滿足其中的任何一方的情況相比，確認有明顯的原子筆尖10的性能提高(表22、表23、表26、表27)。
進一步，在第1條件和第2條件都滿足的情況下，與不滿足其中的任何一方的情況相比，當然也是有明顯的原子筆尖10的性能提高，即使與只滿足第1條件和第2條件中的一方的情況相比，仍然有明顯的原子筆尖10的性能提高(表24、表28)。
即上述F/D值的範圍的恰當化和G/D值和(D-H)值的恰當化是，各自從不同的側面對原子筆尖10的性能提高有貢獻的同時，當它們互相配合恰當化時原子筆尖10的性能可以得到更進一步的提高。
本發明是如上所述構成的，可以發揮如下所述效果。
即根據本發明中的本發明的第1個方面的說明，對使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過使形成向內凸出部所需變形量適當化，能夠儘量減少沉球。
還有，根據本發明中的本發明的第2個方面的說明，對使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過使形成鉚接部所需變形量適當化，能夠有效防止滾珠脫落。
進一步，根據本發明中的本發明的第3個方面的說明，對使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過使形成向內凸出部所需變形量適當化，並且使形成鉚接部所需變形量適當化，能夠提供儘量減少沉球且不易發生滾珠脫落現象的原子筆尖。
還有，根據本發明中的本發明的第4個方面的說明，對於使用小直徑滾珠並且用向內凸出部支持該滾珠的原子筆尖，能夠消除金屬細管的材質引起的彎曲或沉球。
還有，根據本發明中的本發明的第5個方面的說明，對使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過使形成向內凸出部所需變形量適當化，並且使形成鉚接部21所需變形量適當化，能夠提供儘量減少沉球並且不易產生滾珠脫落現象的原子筆尖的實現舒適的書寫感的原子筆。
進一步，根據本發明中的本發明的第6個方面的說明，除了上述本發明的第5個方面的效果外，通過再進一步把使用的墨水限定為所謂的假塑性水性墨水，能夠提供實現進一步舒適書寫感的原子筆。
並且，根據本發明中的本發明的第7個方面的說明，即使是具有球直徑小於0.3mm的小直徑滾珠，尤其具有0.29mm以下滾珠的原子筆尖，也能夠提供高速書寫性優異並且加工也容易的原子筆尖。
還有，通過把外形錐角適當化，能夠提供進一步高速書寫性優異並且加工容易的原子筆尖。
進一步，根據本發明中本發明的第8個方面的說明，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過適當化用於形成墨水流通孔的切削量，能夠在儘量減少沉球的同時確保充分的墨水供給。
還有，根據本發明中的本發明的第9個方面的說明，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過適當化鉚接部形成所需的變形量，能夠有效防止滾珠脫落。
進一步，根據本發明中的本發明的第10個方面的說明，對於使用小直徑滾珠的原子筆尖，通過適當化用於形成墨水流通孔的切削量並且適當化鉚接部形成所需的變形量，能夠提供在儘量減少沉球的同時確保充分的墨水供給並且不易發生滾珠脫落的原子筆尖。
權利要求
1.一種原子筆尖，其包括在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部的支持件和、在所述向內凸出部和所述一端之間插入的直徑小於0.3mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，其特徵在於把所述滾珠的直徑記為D以及把所述向內凸出部的內切圓直徑記為F時，滿足0.4≤F/D≤0.6的關係。
2.一種原子筆尖，其包括在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部的支持件和、在所述向內凸出部和所述一端之間插入的直徑小於0.2mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，其特徵在於把所述滾珠的直徑記為D以及把所述向內凸出部的內切圓直徑記為F時，滿足0.4≤F/D≤0.6的關係。
3.一種原子筆尖，其包括在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部的支持件和、在所述向內凸出部和所述一端之間插入的直徑小於0.3mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，其特徵在於把所述滾珠的直徑記為D、把該滾珠從所述鉚接部前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部的內徑記為H時，滿足G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
4.一種原子筆尖，其包括在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部的支持件和、在所述向內凸出部和所述一端之間插入的直徑小於0.2mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，其特徵在於把所述滾珠的直徑記為D、把該滾珠從所述鉚接部前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部的內徑記為H時，滿足G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
5.一種原子筆尖，其包括在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部的支持件和、在所述向內凸出部和所述一端之間插入的直徑小於0.3mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，其特徵在於把所述滾珠的直徑記為D、把所述向內凸出部的內切圓直徑記為F、把所述滾珠從所述鉚接部前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部的內徑記為H時，滿足0.4≤F/D≤0.6、G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
6.一種原子筆尖，其包括在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部的支持件和、在所述向內凸出部和所述一端之間插入的直徑小於0.2mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，其特徵在於把所述滾珠的直徑記為D、把所述向內凸出部的內切圓直徑記為F、把所述滾珠從所述鉚接部前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部的內徑記為H時，滿足0.4≤F/D≤0.6、G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
7.如權利要求1、2、3、4、5或6記載的原子筆尖，其特徵在於所述金屬細管是由含鎳量在10重量％以上且維式硬度在350以上的不鏽鋼形成。
8.如權利要求7記載的原子筆尖，其特徵在於所述不鏽鋼是含碳量在0.03重量％以下的奧氏體系不鏽鋼。
9.一種原子筆尖，其包括在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部的支持件和、在所述向內凸出部和所述一端之間插入的直徑小於0.3mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，其特徵在於所述金屬細管是由含鎳量在10重量％以上且維式硬度在350以上的不鏽鋼形成。
10.如權利要求9記載的原子筆尖，其特徵在於所述不鏽鋼是含碳量在0.03重量％以下的奧氏體系不鏽鋼。
11.一種原子筆，其特徵在於，具備有容納墨水的墨水容納管，還具有下述原子筆尖，所述原子筆尖包括在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部的支持件和、在所述向內凸出部和所述一端之間插入的直徑小於0.3mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，在把所述滾珠的直徑記為D、把所述向內凸出部的內切圓直徑記為F、把所述滾珠從所述鉚接部前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部的內徑記為H時，滿足0.4≤F/D≤0.6、G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
12.一種原子筆，其特徵在於，具備有容納墨水的墨水容納管，還具有下述原子筆尖，所述原子筆尖包括在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形來形成向內凸出部的支持件和、在所述向內凸出部和所述一端之間插入的直徑小於0.2mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，在把所述滾珠的直徑記為D、把所述向內凸出部的內切圓直徑記為F、把所述滾珠從所述鉚接部前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部的內徑記為H時，滿足0.4≤F/D≤0.6、G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
13.如權利要求11或12記載的原子筆，其特徵在於容納於所述墨水容納管裡的墨水是，25℃時在剪切速度38.4sec-1下的粘度為20mPa·sec以上600mPa·sec以下，並且，25℃時在剪切速度384sec-1下的粘度為10mPa·sec以上120mPa·sec以下的水性墨水。
14.一種原子筆尖，其包括滾珠和用於保持滾珠的支持件，所述支持件在一端具有容納所述滾珠並旋轉自由地抱持的滾珠室，同時具有從所述滾珠室貫穿到反滾珠側的另一端以向所述滾珠供給墨水用的墨水孔，所述墨水孔至少具有設置在從所述滾珠室朝向反滾珠側用於向滾珠室流通墨水的墨水流通孔和、設置在從所述墨水流通孔的反滾珠側用於向所述墨水流通孔引入墨水的墨水引導孔，所述支持件的滾珠側外周上形成有向滾珠側縮徑的錐形部，其特徵在於所述滾珠的外徑小於0.3mm，所述墨水引導孔與所述墨水流通孔的連接部形成朝向滾珠側縮徑成錐形狀的縮徑孔，所述縮徑孔的最大直徑為0.4mm以上，並且所述縮徑孔的錐角為30度以上90度以下。
15.如權利要求14記載的原子筆尖，其特徵在於所述支持件的錐形部的錐角為35度以上。
16.一種原子筆尖，其包括把圓柱材料一端的外周尖細狀地切削來形成的錐形部和、切削所述錐形部的內周來形成的滾珠室和、從該圓柱材料的另一端到所述滾珠室附近穿孔來形成的墨水引導孔和、貫穿所述滾珠室和所述墨水引導孔之間來形成的墨水流通孔和、插入到所述滾珠室內的直徑小於0.3mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，其特徵在於把所述滾珠的直徑記為D以及把所述墨水流通孔的直徑記為F時，滿足0.4≤F/D≤0.6的關係。
17.一種原子筆尖，其包括把圓柱材料一端的外周尖細狀地切削來形成的錐形部和、切削所述錐形部的內周來形成的滾珠室和、從該圓柱材料的另一端到所述滾珠室附近穿孔來形成的墨水引導孔和、貫穿所述滾珠室和所述墨水引導孔之間來形成的墨水流通孔和、插入到所述滾珠室內的直徑小於0.3mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，其特徵在於把所述滾珠的直徑記為D、把該滾珠從所述鉚接部前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部的內徑記為H時，滿足G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
18.一種原子筆尖，其包括把圓柱材料一端的外周尖細狀地切削來形成的錐形部和、切削所述錐形部的內周來形成的滾珠室和、從該圓柱材料的另一端到所述滾珠室附近穿孔來形成的墨水引導孔和、貫穿所述滾珠室和所述墨水引導孔之間來形成的墨水流通孔和、插入到所述滾珠室內的直徑小於0.3mm的滾珠，同時把所述一端的邊緣通過向內側進行鉚接加工來形成鉚接部，其特徵在於把所述滾珠的直徑記為D、把所述墨水流通孔的直徑記為F、把所述滾珠從所述鉚接部前端伸出的長度記為G以及把該鉚接部的內徑記為H時，滿足0.4≤F/D≤0.6、G/D≥0.25且0.005mm≤D-H≤0.010mm的關係。
全文摘要
一種原子筆尖及原子筆，對於使用直徑小於0.3mm的滾珠的原子筆尖，使其儘量減小沉球並且不易產生滾珠脫落。對於具備有在金屬細管一端的附近部位把距該端等距離的多個地方向內方擠壓變形形成內切圓直徑為F(mm)的向內凸出部22的支持件20和、由該向內凸出部22支持的直徑(D)小於0.3mm的滾珠30的原子筆尖10或者是具備有切削圓柱材料的內周來形成的滾珠室23和、從該圓柱材料的另一端到所述滾珠室23附近穿孔來形成的墨水引導孔27和、貫穿所述滾珠室23和所述墨水引導孔27之間來形成的直徑F(mm)的墨水流通孔28和、插入到所述滾珠室23內的直徑(D)小於0.3mm的滾珠30的原子筆尖10，都滿足0.4≤F/D≤0.6的關係。
文檔編號B43K1/00GK1448279SQ02161140
公開日2003年10月15日 申請日期2002年12月18日 優先權日2001年12月18日
發明者北尾徹, 武藤廣行 申請人:三菱鉛筆株式會社