JPH0789286A - 金属製ボ−ルペンチップの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 内孔７の大径部９側の開口部１２より前記棒
状の金属材料５を挿入して設置し、同じく大径部９側の
開口部１２より棒状の金属材料５にＳＫＳやＳＫＤなど
の合金鋼よりなるパンチ１３により押圧力を掛け、棒状
の金属材料５に大径部１４と小径部１５を形成する。 【効果】 寸法制度などを厳しく管理しなくても同軸度
の高い製品を提供することができるので、作業能率の高
いものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】外形を冷間鍛造によって形成する
金属製ボ−ルペンチップの製造方法に関する。尚、ここ
で、冷間鍛造とは鍛造加工される材料の再結晶温度以下
の温度にて行う鍛造加工を指す。

【０００２】

【従来の技術】従来、真鍮、洋白、ステンレスなどの金
属材料より形成されるボ−ルペンチップの外形を冷間鍛
造加工によって形成するものは知られている。ここで、
目的のボ−ルペンチップ外形が大径部と小径部を有する
場合、コイル状に巻き取った金属材料を適宜長さに切断
した材料を設置する鍛造金型の内孔の径が異なる２種以
上の金型を使用し、それらを組合せることにより形成す
る方法が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】２種以上の、内孔の径
が異なる鍛造金型によりボ−ルペンチップの外形を形成
するに当たっては、加工後の材料の寸法精度に問題があ
った。

【０００４】即ち、コイル状に巻き取られた金属材料を
使用することから、それを適宜長さに切断したものは、
その同軸度が低いものである（同軸度：棒状部材におけ
る設計上の中心線と実際の製品の中心線とのずれ具合、
以下、「同軸度が高いもの」とは製品の中心線が設計上
の中心線に近いことを指す）。これは、コイル状に巻き
取られた状態の金属材料を切断する際に巻き癖矯正ロ−
ラ−によりその曲がりを矯正しようとしているものの十
分とは言えなかった。

【０００５】上記のような同軸度の低い材料を使用する
と、これにより製造されたボ−ルペンチップを筆記具と
して組み立てた場合、多くの問題点を生じる。一例を挙
げると、インキタンクを合成樹脂製のパイプ体にて形成
し、このインキタンクにボ−ルペンチップを直接圧入し
ているものにおいては、圧入工程時にパイプ体の中心と
ボ−ルペンチップの中心との間に差が生じ、パイプ体が
曲がってしまったり、パイプ体の先端がつぶれたり削ら
れたりしてしまうという問題である。パイプ体が曲がっ
てしまうものは不良となるばかりか、組み立て作業の自
動化に対して妨げになり、パイプ体の先端がつぶれたり
削られてしまうものは、ボ−ルペンチップとインキタン
クと接続されてボ−ルペンリフィルとなった時に、イン
キ漏れなどの不良につながり、万一市場に流れてしまっ
た場合、製造者の信用を著しく低下させるものであっ
た。また、インキタンクに直接ボ−ルペンチップを圧入
せずにインキタンク・チップホルダ−を介して接続して
いるものにおいても同様の問題点が生じるものであっ
た。

【０００６】従来、このような問題点を解決するには複
数の鍛造金型に形成されたそれぞれの内孔の寸法精度を
厳しく管理しなくてはならなかったばかりか、それぞれ
の鍛造金型の設置位置についても細心の注意を払わなく
てはならず、きわめて作業能率の悪いものであった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、外形を冷間鍛
造によって形成する金属製ボ−ルペンチップの製造方法
において、小径部と大径部とからなる内孔を有する鍛造
金型に、コイル状に巻き取られた金属材料を適宜長さに
切断することにより得られる棒状の材料を設置し、この
切断材料に長手方向から押圧力を加えることにより小径
部と大径部を形成し、小径部をインキタンク、または、
インキタンク・チップホルダ−との圧入接続部となすこ
とを特徴とした金属製ボ−ルペンチップの製造方法を要
旨とする。

【０００８】

【実施例】以下に一例を示す。一般的な金属製ボ−ルペ
ンチップは、主に以下に示すような工程によって製造さ
れる。

【０００９】第１の工程として、コイル状に巻き取られ
た金属材料を適宜長さに切断する工程。第２の工程とし
て、上記切断された金属材料の外形を形成する工程。第
３の工程として、ボ−ルペンチップとしてのボ−ル室や
インキ通路などの内側形状を形成する工程。第４の工程
として、ボ−ルをボ−ル室に抱持させる工程。

【００１０】本発明は、上記の工程順番に制限されるも
のではなく、例えばボ−ルペンチップとしての内側形状
を形成した後に、外形を形成するものであっても良い。

【００１１】図１に示すように、コイル状に巻き取られ
た金属材料１は、可動式の巻き癖矯正ロ−ル２を経、固
定ダイス３内を通過して剪断ダイス４により適宜長さに
切断される。

【００１２】適宜な長さに切断された棒状の金属材料５
は、図２に示すように、超硬材よりなる鍛造金型６の内
孔７に設置される。鍛造金型６の内孔７は、小径部８と
大径部９とからなっており、小径部８側の開口部１０よ
り、鍛造加工される材料の位置決め及び加工後の取り出
しのためのＳＫＳやＳＫＤなどの合金鋼よりなる突出し
ピン１１が挿入されている。

【００１３】この内孔７の大径部９側の開口部１２より
前記棒状の金属材料５を挿入して設置し、同じく大径部
９側の開口部１２より棒状の金属材料５にＳＫＳやＳＫ
Ｄなどの合金鋼よりなるパンチ１３により押圧力を掛
け、棒状の金属材料５に大径部１４と小径部１５を形成
する。ここで、鍛造金型６の内孔７に形成された小径部
８及び大径部９は、もともと各部の中心線が同一直線上
になるものとして形成されているので、加工された金属
材料５に形成される大径部１４及び小径部１５の同軸度
もおのずと高いものとなる。

【００１４】この時、内孔７の大径部９の径を元のコイ
ル状に巻き取られた金属材料１の径と略同一とした場
合、主に塑性変形を受けるのは小径部１５となる部分で
ある。よって、小径部１５の表面状態は平滑になり、こ
の部分をインキタンク、または、インキタンク・チップ
ホルダ−との圧入接続部となすので、この部分における
液密性も良好になるものである。

【００１５】このまま次にボ−ルペンチップの内部形状
を形成する切削加工などの工程に進んでも構わないが、
更に同軸度を増すためには大径部９の径がコイル状に巻
き取られた金属材料１の径より大きく、小径部８の径が
金属材料５に形成された小径部１５の径と略同一である
別の鍛造金型により、大径部１４を据え込み加工をす
る。この時、金属材料５に形成される段部をなだらかな
ものからはっきりとしたものとし、更に小径部１５と大
径部１４との差を大きくすることができる。つまり、ボ
−ルペンチップとなり、インキタンクとしてのパイプ
体、または、インキタンク・チップホルダ−に圧入する
際に圧入長さのバラツキを極力抑制できるものである。
また、鍛造金型６の小径部８において、金属材料５の小
径部１５の先端部分に相当する位置にテ−パ状に縮径す
る部分を形成し、製品の小径部先端にインキタンク、ま
たは、インキタンク・チップホルダ−に対する圧入ガイ
ド部分を形成することもできる。

【００１６】以上２種類の鍛造加工を一つの鍛造金型に
よって加工するためには、鍛造金型６の内孔７の小径部
８を前記棒状の金属材料５の径よりも小径となすと共
に、鍛造金型６の内孔７の大径部９を棒状の金属材料５
の径よりも大径とすればよい。この加工により、製品の
製造コストを大幅に減少させることができる。

【００１７】また、図３に示すように、パンチ１３の金
属材料５と当接する部分に突起１６を形成することもで
きる。この突起１６を形成したパンチ１３により押圧力
を付与して金属材料５に大径部１４と小径部１５を形成
した場合、押圧変形された金属材料の大径部１４の先端
には、凹部１７が形成される。この凹部１７は、後加工
（切削加工など）によりボ−ルペンチップのボ−ル抱持
部となる。つまり、この突起１６を有するパンチ１３を
使用して加工されたボ−ルペンチップは、ボ−ル抱持部
付近の材料の状態に加工硬化や組成配向の変化を積極的
に発生させたものとなる。よって、ボ−ルペンチップと
してボ−ル抱持部の耐摩耗製が向上すると共に、ボ−ル
の回転が滑らかになるものである。ボ−ルの回転が滑ら
かになる理由は明らかではないが、金属材料中に含まれ
る鉛や硫化物のような比較的軟らかく潤滑性に富む成分
要素の配向が突起１６による押圧変形によりボ−ルペン
チップの長手方向に圧縮されると同時に径が広がり、切
削などの加工を施した際、広い面積で表れるものと思わ
れる。特に、金属材料中に切削加工を容易にするための
所謂快削成分として鉛を含有する洋白素材や硫化マンガ
ンを含有するステンレスなどはより潤滑性の向上が見ら
れる。

【００１８】突起１６の形状は、図３に示したものの他
に先端が錐形状のものや半球状のものでもよく、また、
断面形状も円形や多角形など例示できる。ここで、突起
１６により形成される凹部１７の寸法は、完成したボ−
ルペンチップのボ−ル抱持室の寸法と同じである必要は
ない。好ましくは、突起１６の断面形状を円形としてそ
の径をボ−ルとボ−ル受け座部との接触部の径以上とな
るように設定することが、突起１６による加工の影響を
与えやすく、好ましいものといえる。

【００１９】洋白材（ニッケル１５％、鉛３％、銅５９
％含有の材質を使用し、切削加工により外形を形成した
従来のボ−ルペンチップ（試験品１）と、本発明の図２
に示した加工により形成したボ−ルペンチップ（試験品
２）及び本発明の図３に示した加工により形成したボ−
ルペンチップ（試験品３）とをそれぞれ３個づつサンプ
ルを作成し、６００ｍ筆記した場合のボ−ル沈み量（ボ
−ル受け座部の摩耗量）を測定した。結果を表１に示
す。尚、試験品１〜３のボ−ルペンチップの寸法及び形
状はほぼ同一のものであり、その構造は、後に説明する
ボ−ルペンチップの要部断面図である図４に示すもので
ある。

【００２０】試験品１の加工 冷間引き抜き加工により、ボ−ルペンチップの最大外
径と同じ外径（約２．３ｍｍ）に仕上げられたコイル材
を剪断加工により所定の長さ（約８．８ｍｍ）にする。 によりできた円柱状物を専用の後孔（インキタンク
側の孔）段加工機を用いて切削加工によりインキ通路及
び縮径部を所定の寸法に仕上げる。 後孔及び縮径部を加工されたものを専用の加工機に投
入し、ボ−ルを抱持する側の精密切削加工を行いボ−ル
ペンチップを得た。

【００２１】試験品２の加工 冷間引き抜き加工により、ボ−ルペンチップの最大外
径よりも０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度細くコイル材
を仕上げ、剪断加工により所定の長さにする。 にてできた円柱状物に鍛造工程としてしぼり加工を
施し、縮径部を形成する。 鍛造工程の第２の工程として、縮径部の端部に面取り
のＲ加工を施すと共にボ−ルペンの最大外径部となるよ
う据え込み加工を行い、大径部を形成する。 にて成形されたものを専用の加工機に投入し、ボ−
ルを抱持する側の切削加工を行いながら後孔の切削加工
も行いボ−ルペンチップを得た。

【００２２】試験品３の加工 冷間引き抜き加工により、ボ−ルペンチップの最大
外径よりも０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度細くコイル
材を仕上げ、剪断加工により所定の長さにする。 にてできた円柱状物に鍛造工程としてしぼり加工を
施し、縮径部を形成すると共に端部に面取りのＲ加工を
施す。 鍛造工程の第２の工程として、ボ−ルペンの最大外径
部となるようボ−ルの抱持される側より、突起の形成さ
れているパンチにて据え込み加工を行い、大径部及び凹
部を形成し、同時に縮径部の仕上げしぼり加工を施す。 にて成形されたものを専用の加工機に投入し、ボ−
ルを抱持する側の切削加工と後孔加工の切削を行いボ−
ルペンチップを得た。

【００２３】

【表１】 筆記試験条件 筆記距離；６００ｍ 筆記角度；７０度 筆記圧；１００グラム 筆記方向；螺旋筆記 試験機器；セイキ工業研究所製、ＭＯＤＥＬ ＴＳ−４
Ｃ−１０ ＷＲＩＴＩＮＧ ＴＥＳＴＥＲ

【００２４】図４に基づき筆記試験に使用したボ−ルペ
ンチップについて説明する。外形としては基本的に大径
部１８と、インキタンクなどの後ろ部材（図示せず）と
接続する小径部１９と、テ−パ部２０とよりなり、テ−
パブ２０の先端はボ−ル２１を抱持するためのかしめ部
２２となっている。内部構造としては、インキ通路とし
て貫通孔２３を有し、貫通孔２３は、ボ−ル２１を先端
より一部突出して回転自在に抱持するボ−ル抱持部２３
ａと、ボ−ル抱持部２３ａにインキを供給する中心孔２
３ｂと放射状溝２３ｃとを有している。ボ−ル抱持室２
３ａは、筆記時にボ−ルが当接すると共に中心孔２３ｂ
と放射状溝２３ｃとからのインキ供給の開口する部分と
してボ−ル受け座部２３ｄを有している。筆記によりボ
−ルが回転するとその筆記圧や回転力は、ボ−ル受け座
部２３ｄが受承し、ボ−ル受け座部２３ｄは少しずつ摩
耗することになる。ボ−ル受け座部２３ｄが摩耗すると
いうことは、ボ−ル２１とボ−ル受け座部２３ｄとの接
触面積が増加することになり、その分インキ通路がボ−
ル２１によって塞がれることになり（塞がれてもインキ
が全くでないわけではない）みずみずしいインキの筆跡
への供給の観点より好ましくないものである。

【００２５】以上の他にも本発明の要旨を逸脱しない限
りで種々なせるものである。例えば、コイル状に巻き取
られた金属材料１は、パイプ状のものであっても良い
し、その表面状態（パイプ材であれば内孔の表面状態も
含む）がある程度荒いものであっても良い。

【００２６】また、ボ−ルペンチップの外面形状におい
て、チップ先端に向かって縮径するテ−パ状部分も鍛造
加工によって形成しても良いし、切削加工によって形成
しても良い。その他ボ−ルをかしめる部分や、ボ−ル室
やインキ通路、インキ流通溝などの内部形状についても
適宜になすことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上に示したように、本発明の金属製ボ
−ルペンチップの製造方法は、外形を冷間鍛造によって
形成する金属製ボ−ルペンチップの製造方法において、
小径部と大径部とからなる内孔を有する鍛造金型に、コ
イル状に巻き取られた金属材料を適宜長さに切断された
棒状の材料として設置し、この切断材料に長手方向から
押圧力を加えることにより小径部と大径部を形成し、こ
の小径部をインキタンク、または、インキタンク・チッ
プホルダ−との圧入接続部となすので、寸法精度などを
厳しく管理しなくても同軸度の高い製品を提供すること
ができるので、作業能率の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボ−ルペンチップの一製造工程を示す工程説明
図。

【図２】ボ−ルペンチップの一製造工程を示す工程説明
図。

【図３】ボ−ルペンチップの他の一製造工程を示す工程
説明図。

【図４】試験に使用したボ−ルペンチップを示す要部断
面図。

【符号の説明】

１ コイル状に巻き取られた金属材料 ２ 可動式の巻き癖矯正ロ−ル ３ 固定ダイス ４ 剪断ダイス ５ 棒状の金属材料 ６ 鍛造金型 ７ 内孔 ８ 小径部 ９ 大径部 １０ 開口部 １１ 突出しピン １２ 開口部 １３ パンチ １４ 大径部 １５ 小径部 １６ 突起 １７ 凹部 １８ 大径部 １９ 小径部 ２０ テ−パ部 ２１ ボ−ル ２２ かしめ部 ２３ 貫通孔 ２３ａ ボ−ル抱持部 ２３ｂ 中心孔 ２３ｃ 放射状溝 ２３ｄ ボ−ル受け座部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外形を冷間鍛造によって形成する金属製
   ボ−ルペンチップの製造方法において、小径部と大径部
   とからなる内孔を有する鍛造金型に、コイル状に巻き取
   られた金属材料を適宜長さに切断することにより得られ
   る棒状の材料を設置し、この切断材料に長手方向から押
   圧力を加えることにより小径部と大径部を形成し、小径
   部をインキタンク、または、インキタンク・チップホル
   ダ−との圧入接続部となすことを特徴とした金属製ボ−
   ルペンチップの製造方法。
2. 【請求項２】 前記鍛造金型の内孔の小径部を前記棒状
   の材料の径と略同一としたことを特徴とする請求項１記
   載の金属製ボ−ルペンチップの製造方法。
3. 【請求項３】 前記鍛造金型の内孔の小径部を前記棒状
   の材料の径よりも小径となすと共に、前記鍛造金型の内
   孔の大径部を前記棒状の材料の径よりも大径としたこと
   を特徴とする請求項１記載の金属製ボ−ルペンチップの
   製造方法。