CN1910057A - 自动铅笔的芯夹持构造 - Google Patents

Abstract

提供一种自动铅笔的芯夹持构造，即使反复施加书写压力也维持规定的芯夹持力，使芯不发生移动，并且在伸出或收回芯的反复操作中不会给芯带来损伤，防止了所谓的咬断芯(折断芯)现象。其结构是：夹头(5)的与芯夹持部(5a)相对应的外周部(5b)，从其近似中央点至前端形成与轴线近似平行或向轴线倾斜的周面(水平面5c)，而且从上述近似中央点开始的后方形成与轴线垂直的面或向轴线倾斜的周面(倾斜面5d)，并且，嵌装在夹头(5)的外周部(5b)上的夹紧件(6)的内周部，朝后方形成以规定的角度向轴线倾斜的倾斜面(6a)，当夹头(5)夹持芯(10)并被夹紧件(6)夹紧时，上述夹头(5)的中央点成为与夹紧件(6)的倾斜面的接触点(5e)，将从该接触点(5e)引出的与倾斜面垂直的线与夹头(5)的芯夹持部的内周(5a)的交点作为夹持芯的承重点(5f)，使上述承重点(5f)被设定成为芯夹持部的长度C的近似中心。

Description

自动铅笔的芯夹持构造

技术领域

本发明涉及自动铅笔的芯夹持构造的改进，所述芯夹持构造由穿插芯的夹头、和嵌装在上述夹头的外周部上的夹紧夹头以夹持芯的夹紧件构成。

背景技术

图7至图11表示现有的自动铅笔。

如图7所示，将夹头11通过联轴节4设置在轴筒1的前端，并将夹紧件12嵌装在芯夹持部对应位置的外周部11b上。

在固定于上述夹头11后端的储芯管9与联轴节4之间，设置有夹头弹簧7。并且，在该夹头弹簧7的作用下，夹头11被夹紧件12夹紧从而夹持着芯10。

另外，在通过拧紧等方法安装到轴筒1前端的尖套部3的内孔部的前方，固定有由橡胶等弹性材料形成的夹持夹头8。上述芯10穿过夹持夹头8从尖套部3的前端突出。

当在这种状态下揿压储芯管9，使夹头11前进时，由于夹头11被夹紧件12夹紧，因此芯10在被夹头11夹持的状态下前进。

当继续前进时，夹紧件12与尖套部3的内台阶部3a相抵接，移动被阻止，只有夹头11前进。

当在这种状态下解除揿压时，在芯10被夹持夹头8阻止(被夹持)的状态下，夹头11后退，恢复到图7所示的状态。

在夹紧件12嵌装到夹头11上的状态下从上述后退位置继续前进，夹紧件12的前端与尖套部3的内台阶部3a相抵接，通过这样，芯10伸出。

下面根据图8详细叙述夹头11与夹紧件12的关系。

如图8所示，以往的夹头11中，与芯夹持部11a相对应的外周部11b做成倾斜面11c，为了获得有效的夹持力，该倾斜面被做成4°左右的缓和斜度。并且，嵌装在夹头11的外周部11b上的以往的夹紧件12为筒状，其内孔做成与轴线平行的周面。

由于象这样形成夹头11和夹紧件12，因此在图8所示的夹持芯10的状态下，夹头11被夹紧件12夹紧在夹头外周部的接触点11d上。

这里，从接触点11d引出的与夹头的倾斜面11c垂直的线与芯夹持部的内周面相交的位置，是作用于芯的集中承重的承重点11e。

在该图8所示的情况下，在芯夹持部11a的长度C(C＝A+B)中，承重点11e位于A＜B的位置。

下面根据图9来说明夹持半径稍大的芯10时的情况。

此时在芯夹持部11a的长度C(C＝A+B)中，承重点11e位于A＞B的位置。

也就是说，在以往的夹头和夹紧件的情况下，由于夹头的倾斜角度缓，因此夹头外径的尺寸误差或芯直径的偏差会引起承重点11e的位置变动较大。

另外，当由于书写压力等使芯受轴线上方向的承重时，夹头被进一步夹紧，芯夹持部进一步咬入芯中。于是，夹头外周部的接触点11d偏移，其结果是承重点更加偏移。

另外，图10为以往的夹头11的外周部11b的横向剖面图，下面根据图10来说明芯夹持片11h。如图10所示，夹头11(芯夹持片11h)的芯夹持部的曲率半径11g被设置成比芯10的半径10a稍小。

其结果是，被切槽部11f分割的芯夹持片11h的两个角部咬在芯10上，使芯夹持力提高。

但是，在图10所示的夹头11(芯夹持片11h)中，芯夹持片11h的两个角部咬在芯10上，有可能给芯带来损伤，当反复给芯施加承重时，有咬断(折断芯)之虞。

作为其改进措施，日本特开2000-280683(专利文献1)中公开了“使夹头的芯夹持部的曲率半径与使用的芯半径相等或稍微大一些，以便能够不折断地使用”的方法。

另外，如图11所示那样，还使用了通过螺纹加工等在以往的夹头11的芯夹持部11a上施加了细微的螺纹状的凹凸部11i(高度约为50μm)的夹头构造。这种构造对增加夹头11的芯夹持力是有效的。

但是，有可能给芯带来损伤、咬断芯，并不是理想的。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题，目的是要提供一种即使反复施加书写压力也能够维持规定的芯夹持力，使芯不发生移动，并且在芯伸出或缩回的反复操作中不会给芯带来损伤，即能够防止所谓的芯被咬断(芯折断)的自动铅笔的芯夹持构造。

本发明是为了达到上述目的而做出的，本发明的自动铅笔的夹持构造是利用配设在轴筒前方的夹头的前后移动，通过夹紧件来夹持芯并使芯伸出的自动铅笔的芯夹持构造，其特征在于，夹头的与芯夹持部相对应的外周部，从其近似中央点直至前端，形成与轴线近似平行或向轴线倾斜的周面，并且从上述近似中央点朝后的部分形成与轴线垂直的面或向轴线倾斜的周面；并且，嵌装在夹头的外周部的夹紧件的内周部，朝后方形成以规定的角度向轴线倾斜的倾斜面；当夹头夹持芯被夹紧件夹紧时，上述夹头的外周部的中央点成为与夹紧件的倾斜面的接触点，将从该接触点引出的与倾斜面垂直的线与夹头的芯夹持部的内周的交点作为夹持芯的承重点，将上述承重点设置成为芯夹持部长度的近似中心。

本申请的发明者们从缓解芯被咬断(芯损坏)的改进研究中发现，承重点越靠近芯夹持部的前端或后端，则由芯夹持部端部的角造成的对芯的损伤越大。并且，承重点位于夹头的芯夹持部长度的中心对缓和损伤最为有利。

于是，通过采用上述构造，可以使上述承重点位于芯夹持部的长度的近似中心，有可能抑制对芯的损伤。

另外，通过将夹头和夹紧件的形态做成上述构造，即使有一般加工的尺寸精度的偏差，也有可能使承重点容易地位于夹头的芯夹持部的长度的中心。

其中，该自动铅笔的芯夹持构造优选将夹头的芯夹持部的曲率半径设定在芯半径的90％～100％的范围内。通过设定在上述范围内，能够抑制对芯的损伤。

并且，该自动铅笔的芯夹持构造优选由小于等于10μm的凹凸面形成夹头的芯夹持部的内表面。由于这样由小于等于10μm的凹凸面形成夹持部的内表面，因此不会对芯造成损伤，能够进行合适的夹持。

本发明通过将夹头和夹紧件的形态做成上述构造，则即使存在一般加工的尺寸精度的偏差或芯直径的偏差，也能够使承重点位于夹头的芯夹持部长度的中心。并且，当由于书写压力等对芯施加轴线方向的承重时，不会发生夹头被夹紧、芯夹持部进一步咬入芯，使得夹头外周部的接触点偏移的现象，能够使承重点始终位于夹头的芯夹持部长度的中心。

其结果是，即使反复施加书写压力，也能维持芯夹持力，使芯不发生移动，并且在芯伸出或收缩的反复操作中不会给芯带来损伤，能够防止芯被咬断(芯损坏)。

附图说明

图1是放大表示本发明的自动铅笔的要部的纵向剖面图，表示夹持了芯的夹头处于后退的状态。

图2是处于夹持了芯的状态的芯夹持机构的要部的剖面图。

图3是处于夹持了芯的状态的芯夹持机构的要部剖面图。

图4是在夹持芯位置对夹头的外周部进行横向剖切的剖面图。

图5是表示在夹头的芯夹持部形成了凹凸部的状态的图。

图6是表示在夹头的芯夹持部形成了凹凸部的状态的图。

图7是放大表示以往的自动铅笔的要部的纵向剖面图，表示夹持了芯的夹头处于后退的状态。

图8是处于夹持了芯的状态的芯夹持机构的要部剖面图。

图9是处于夹持了芯的状态的芯夹持机构的要部剖面图。

图10是在夹持芯位置对夹头的外周部进行横向剖切的剖面图。

图11是表示在夹头的芯夹持部形成了凹凸部的状态的图。

符号说明

1   轴筒

2   握把

3   尖端部

3a  内台阶部

4   联轴节

5   夹头

5a  芯夹持部

5b  外周部

5c  水平部

5d  倾斜面

5e  接触点

5f  承重点

5g  切槽部

5h  芯夹持部曲率半径

6   夹紧件

6a  倾斜面

7   夹头弹簧

8    夹持夹头

9    芯盒

10   芯

10a  芯的曲率半径

11   夹头

11a  芯夹持部

11b  外周部

11c  倾斜面

11d  接触点

11e  承重点

11f  切槽部

11g  芯夹持部曲率半径

11h  芯夹持片

12   夹紧件

具体实施形式

下面，根据图1到图3说明本发明的一个实施形式。

图1表示了基于本发明的一个实施形式的揿压式自动铅笔的要部。另外，本发明的特征在于夹头5和夹紧件6的形状，其他的结构如以下叙述那样，基本上与以往的揿压式自动铅笔的结构相同。

如该图1所示，将夹紧件6嵌装在夹头5的与其芯夹持部5a相对应的位置的外周部5b上。将安装了上述夹紧件6的夹头5从夹头5的后端侧穿插到联轴节4的轴心孔中。

然后，将夹头弹簧7的前端与联轴节4的后端相抵接。该夹头弹簧7的后端与储芯管9相抵接。并且，上述夹头5的后端固定在储芯管9的前端。

并且，将上述联轴节4从轴筒1的前端插入轴心孔中，将设置在联轴节4前端的凸缘部固定在轴筒1的前端。

并且，在尖套部3的内周部前端形成内台阶部3a，进而将由橡胶等弹性材料构成的夹持夹头8固定在内孔部的前方。另外，也可以将尖套部3做成树脂成型品，用连成一体的弹性片形成夹持夹头8。

在使设置在上述联轴节4前端的凸缘部被夹在轴筒1的前端与内台阶部3a之间的状态下，将上述尖套部3通过螺合等方法固定在轴筒1上。另外，图1中的符号2表示安装在轴筒1上的握把。

然后，在图1所示的状态下，芯10穿过夹持夹头8从尖套部3的前端伸出。

当在这种状态下揿压使夹头5前进时，由于夹头5被夹紧件6夹紧，因此芯10在被夹持的状态下前进。

然后当继续前进时，夹紧件6与尖套部3的内台阶部3a相抵接，其后，在夹头5开放的状态下只有夹头5前进。

当在这种状态下解除揿压时，在芯10被夹持夹头8阻止(被夹持)的状态下，夹头5后退，恢复到图1所示的状态。

然后，在夹紧件6嵌装到夹头5上的状态下从上述后退位置再次前进，夹紧件6的前端与尖套部3的内台阶部3a相抵接，通过这样，芯10伸出。如上所述，该动作与以往的揿压式自动铅笔的动作相比没有变化。

下面，根据图2及图3对作为本发明的特征的夹头5和夹紧件6进行说明。

如图2所示，在夹头5中，与芯夹持部5a相对应的外周部5b形成为从前端开始与轴线近似平行的周面(水平部5c)。并且，该夹头5的水平部5c的后端被形成在位于与芯夹持部5a相对应的外周部5b的近似中央点。

另外，从该水平部5c的后端开始的后方，设置有向轴线倾斜的倾斜状的周面(倾斜面5d)。

另一方面，嵌装在夹头5的外周部5b上的夹紧件6的内周部，设置有从前端向后方连续延伸并向轴线倾斜而成的规定角度的倾斜面6a。

于是，由于象这样形成夹头5和夹紧件6，如图2所示，在夹头5夹持芯10并被夹紧件6夹紧时，夹头5的水平部5c的后端成为与夹紧件6的倾斜面6a的接触点5e。

并且，从该接触点5e引出的与倾斜面6a垂直的线与夹头5的芯夹持部5a的内周相交的点成为夹持芯的承重点5f。设定上述水平部5c的长度和夹紧件6的倾斜面6a的角度，以使该承重点5f成为芯夹持部长度C的近似中心。

也就是说，承重点5f被设定在相对于芯夹持部5a的长度C(C＝A+B)为A＝B的位置上。具体地说来，为了获得有效的夹持力，夹紧件6的倾斜面6a做成3°左右的缓和斜度。

象这样，由于夹头5和夹紧件6被形成为特定的形状，因此即使存在夹头外径的尺寸偏差或芯直径的偏差，承重点5f的位置也不会移动。

例如，图3表示芯稍粗时的情况，但即使在这种情况下，夹头5的水平部5c的后端也成为与夹紧件6的倾斜面6a的接触点5e，从该接触点5e引出的与倾斜面6a垂直的线与夹头5的芯夹持部5a的内周的交点成为夹持芯的承重点5f。

因此，夹持芯的承重点5f位于A＝B的位置，与图2所示的情况相比，夹持芯的承重点5f的位置没有变化。

另外，象这样的夹持芯的承重点5f的位置不变化的现象，除芯直径偏差外，即使在夹头外径存在尺寸误差时也一样。

另外，虽然在上述实施形式中将与夹头5的芯夹持部5a相对应的外周部5b形成为水平部5c和倾斜面5d，但也可以将外周部5b的从近似中间点开始到前端形成为向轴线倾斜的倾斜状的周面。另外，也可以将上述外周部5b的从近似中央点开始的后方形成为向轴线倾斜的倾斜状的周面或与轴线垂直的面。

在这种情况下，当夹头5夹持芯10并被夹紧件6夹紧时，上述夹头5(外周部5b)的粗径的中央点成为与夹紧件的倾斜面的唯一接触点。

因此，即使在这种情况下，从该接触点引出的与倾斜面垂直的线与夹头的芯夹持部的内周的交点(承重点)也成为芯夹持部长度的近似中心。

另外，如图4所示，夹头5的芯夹持部的曲率半径5h与芯半径10a相比相同或稍小，被设定在芯半径10a的90％～100％的范围内。另外，图4表示夹头5的外周部5b中的横向剖面。

如果夹头5的芯夹持部的曲率半径5h小于等于芯半径10a的90％，则会给芯带来损伤，当反复给芯承重时则引起咬断(芯折断)的可能性增大。另外，如果夹头5的芯夹持部的曲率半径5h大于等于芯半径10a的100％，则芯夹持力下降。

而且，如图5、图6所示，夹头5的芯夹持部5a的内面由小于等于10μm的凹凸面形成。

图5所示的结构是用特殊工具在夹头5的芯夹持部5a上形成了细微的凹凸部(高度约为0.5～10μm)，图6所示的结构是通过硝酸处理形成了细微的凹凸部(高度约为0.6μm)。

无论哪种情况，与以往的通过螺纹加工等施加螺纹状凹凸部的结构相比，芯夹持力虽略有下降，但不会给芯带来损伤，能够进行合适的夹持。

实施例

(实验1)

将图2、图3所示的自动铅笔的芯夹持构造作为实施例，将图8、图9所示的以往的自动铅笔的芯夹持构造作为比较例，进行了对芯的损伤的比较、实验。

在实验1中，用夹头夹持芯的长度方向的中央，在夹紧件被固定的状态下向后牵引夹头，以对芯的被夹持部位施加各种承重(向后拉力分别为0N(无承重)、3N、5N、10N)的损伤。然后，解除对芯的夹持，支撑取出了的芯的两端，对中央的被夹持部位施加承重，测定芯折断时的弯曲应力(换算折断强度)。

通过σ＝8PL/πd³求出弯曲应力(换算折断强度)。其中，σ为弯曲应力(MPa)，P为芯折断时的实测承重(N)，L为支持点之间的距离(mm)，d为芯直径(mm)。

另外，在实施例和比较例中，在各种承重下都用10根芯求出了弯曲应力(换算折断强度)的平均值。并且，实施例和比较例中的芯夹持部的内径都为φ0.54，都使用了芯直径为φ0.564、芯硬度为HB的三菱铅笔自动笔芯。其结果表示在下述表1(曲线图)和表2(数据)中。

[表1]

         承重点变化的夹头和承重点一定的夹头对芯的损伤

[表2]

         以往的夹头(承重点变化)与

      实施例(承重点一定，在近似中央)的比较

向后拉力(N)	以往的夹头	实施例的夹头
			0	426.9	424.3
3	333.6	389.7
			5	332.1	388.9
10	326.5	375.5

                         各承重n＝10的平均值(MPa)

向后拉力5N(牛顿)一般是指夹头相对于夹紧件被夹头弹簧向后方作用的状态，根据上述结果，在以往的自动铅笔的芯夹持构造中，可以说是容易产生芯折断的状况。另外，如果芯折断时的弯曲应力在330MPa或以下的话，则书写时发生芯折断的概率高；如果在370MPa或以上，则书写时发生芯折断的概率低。

(实验2)

使用图2、图3所示的自动铅笔的芯夹持构造，进行了对芯的损伤的比较、实验。此时，在实施例中，相对于芯夹持部5a的长度C(C＝A+B)，承重点位于A＝B(中央)的位置。另外，在比较例中，相对于芯夹持部5a的长度C(C＝A+B)，承重点位于离前端3/5的位置。即，承重点位于离芯夹持部5a后端2/5的位置。

在该实验2中也与上述实验1时一样，用夹头夹持芯的长度方向的中央，在夹紧件被固定的状态下向后牵引夹头以对芯的被夹持部位施加各种承重(向后拉力分别为0N(无承重)、3N、5N、10N、15N、20N)的损伤。然后，解除对芯的夹持，支撑取出了的芯的两端，对中央的被夹持部位施加承重，测定芯折断时的弯曲应力(换算折断强度)。

另外，在实施例和比较例中，在各种承重下都用10根芯求出了弯曲应力(换算折断强度)的平均值。并且，实施例和比较例中的芯夹持部的内径都为φ0.54，都使用了芯直径为φ0.564、芯硬度为HB的三菱铅笔自动笔芯。并且，在实施例和比较例中，都使芯夹持部的曲率半径(夹持半径)为芯半径的94％。将实施例表示为承重点在中央，将比较例表示为承重点在后方，其结果表示在下述表3(曲线图)和表4(数据)中。

[表3]

        由承重点的不同而引起的对芯的损伤

             (夹持半径为芯半径的94％)

[表4]

     由承重点的不同而引起的对芯的损伤，

          夹持半径为芯半径的94％；

向后拉力(N)	承重点在近似中央	承重点在后方
			0	424.3	415.4
3	389.7	383.6
			5	388.9	358.2
10	375.5	348.7
			15	361.2	310.3
20	351.5	269.7

                                              (MPa)

从该实验2可以知道，通过将承重点从近似中央向后方移动，使得对芯的损伤增加，芯折断强度下降。

(实验3)

另外，使用图2、图3所示的自动铅笔的芯夹持构造，对由相对于芯半径的芯夹持部的曲率(夹持半径)的不同而引起的对芯的损伤进行了比较、实验。此时，在实施例中，相对于芯夹持部5a的长度C(C＝A+B)，承重点位于A＝B(中央)的位置，并准备了夹持半径分别为芯半径的96％、94％、89％(参考例)的芯夹持构造。

并且，该实验3也与上述实验2时一样，用夹头夹持芯的长度方向的中央，在夹紧件被固定的状态下向后牵引夹头以对芯的被夹持部位施加各种承重(向后拉力分别为0N(无承重)、3N、5N、10N、15N、20N)的损伤。然后，解除对芯的夹持，支撑取出了的芯的两端，对中央的被夹持部位施加承重，测定芯折断时的弯曲应力(换算折断强度)。

另外，在实施例和参考例中，在各种承重下都用10根芯求出了弯曲应力(换算折断强度)的平均值。并且，实施例和参考例中的芯夹持部的内径都为φ0.54，都使用了芯直径为φ0.564、芯硬度为HB的三菱铅笔自动笔芯。然后，将实施例分别表示为“承重点在近似中央96％”、“承重点在近似中央94％”，将参考例表示为“承重点在近似中央89％”，其结果表示在下述表5(曲线图)和表6(数据)中。

[表5]

       由相对于芯半径的夹持半径的不同而引起的对芯的损伤

[表6]

由相对于芯半径的夹持半径的不同而引起的对芯的损伤

向后拉力(N)	承重点在近似中央96％	承重点在近似中央94％	承重点在近似中央89％
				0	424.3	424.3	412.3
3	389.7	389.7	396.9
				5	392.4	388.9	380.4
10	393.2	375.5	334.2
				15	377.9	361.2	322.1
20	379.7	351.5	288.7

                                                            各承重n＝10的平均值(MPa)

即使在承重点位于近似中央的情况下，如果夹持半径相对于芯半径变小，则对芯的损伤增加，芯变得容易断裂。

尤其是在夹持半径相对于芯半径为89％的情况下，与实验2中的承重点在后方时的情况看不出差别，因此，为了减少对芯的损伤，有必要使夹持半径相对于芯半径为大于等于90％。

另一方面，虽然增大夹持半径能够减轻损伤，但对芯的夹持力降低。因此，为了获得足够的芯夹持力，最好使夹持半径相对于芯半径为小于等于100％。

因此，在承重点在近似中央的情况下，优选将夹持半径设定为芯半径的90％～100％。

本发明的自动铅笔的芯夹持构造可以适用于各种各样的自动铅笔的芯夹持构造。

对于下述自动铅笔是极其有效的，例如：做成利用重力的惯性力使轴振动而伸出芯、且易于对夹头的芯夹持部施加冲击的自动铅笔；或者做成通过较小的揿压行程使芯伸出、而通过较大的揿压行程使伸出了的芯从前端收回的自动铅笔等；以及相对于夹头的芯夹持部，芯的相同部位被反复夹持或滑动的自动铅笔等。

Claims (3)

1.一种自动铅笔的芯夹持构造，其利用配设在轴筒前方的夹头的前后移动并通过夹紧件来夹持芯且使芯伸出而构成，其特征在于：

与芯夹持部相对应的夹头的外周部，从其近似中央点至前端，形成与轴线近似平行或向轴线倾斜的周面，而且从所述近似中央点开始的后方，形成与轴线垂直的面或向轴线倾斜的周面；并且，嵌装在夹头的外周部的夹紧件的内周部，朝后方形成以规定的角度向轴线倾斜的倾斜面；

当夹头夹持芯并被夹紧件夹紧时，所述夹头的外周部的中央点成为与夹紧件的倾斜面的接触点，将从该接触点引出的与倾斜面垂直的线与夹头的芯夹持部的内周的交点作为夹持芯的承重点，使所述承重点被设定成为芯夹持部的长度的近似中心。

2.根据权利要求1所述的自动铅笔的芯夹持构造，其中，夹头的芯夹持部的曲率半径被设定在大于等于芯半径的90％且小于等于芯半径的100％的范围。

3.根据权利要求1所述的自动铅笔的芯夹持构造，其中，夹头的芯夹持部的内表面由小于等于10μm的凹凸面形成。

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