自动铅笔的制作方法
专利名称：自动铅笔的制作方法
技术领域：
本发明涉及在轴筒顶端附近设有芯保持部件的自动铅笔。
背景技术：
列举实公昭58-32959号公报作为上述类型自动铅笔的一例予以说明。此公报的权利要求书1中记载“一种细芯用自动铅笔的护芯装置，是由自由滑动或不能滑动地安装在主体的顶端部上的芯插通管与芯保持部构成的，其特征是，芯保持部是将橡胶等形成的弹性薄膜一体地层压于芯插通管的内面而形成的”。即，由于弹性薄膜与芯插通管的内表面一体形成，因此可以有效地使用变短的芯。
在此，芯根据JIS日本工业标准而规定芯的最大和最小直径、即芯直径的偏差范围。例如，对于公称直径是0.5mm的芯，规定其偏差范围在0.58mm(最大直径)～0.55mm(最小直径)之间。因此，为了也可以保持所规定的最小直径的芯，上述芯保持部件的内径要与使用的芯的最小直径一致地形成。即，送出芯时，始终是一边向外侧展开芯保持部件，一边送出芯并使其前进。
但是上述现有技术中，芯保持部件是以贴紧状态与芯插通管形成一体。因此，芯直径的偏差范围虽然可以允许某种程度，然而万一使用了最大直径的芯时，可能有无法送出的情况。并且作为芯保持部件的弹性薄膜会超出弹性变形量的允许范围。
发明内容
本发明的目的是克服原有技术的缺陷，提供经过改进的自动铅笔。
本发明的另一目的是提供经过改进的自动铅笔，这种铅笔能够确实保持芯，并且还可以进行良好的芯送出操作。
本发明的第1形式是轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的外形形成得稍许小于设置有此芯保持部件的所述轴筒的内形，并在芯保持部件的前方设置内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。
本发明的第2形式是轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的内面截面形状设成异形形状，并使该芯保持部件可以前后移动，并且在芯保持部件的前方设置台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。
根据上述结构，芯直径的偏差被芯保持部件的直径方向及长度方向上的弹性变形、及芯保持部件与轴筒之间的间隙、以及芯与芯保持部件之间形成的空间部吸收。
图1是本发明的实施例一的自动铅笔的纵半截面图。
图2是图1中主要部分放大图。
图3是图2的主要部分的横截面放大图。
图4是表示动作例的截面图。
图5是表示图3的变形例的横截面图。
图6是表示图3的又一变形例的横截面图。
图7是表示护芯管变形例的纵截面图。
图8是表示护芯管及芯保持部件变形例的纵截面图。
图9是表示芯保持部件的变形例的纵截面图。
图10是表示芯送出的动作例的主要部分纵截面图。
图11是表示芯送出的动作例的主要部分纵截面图。
图12是表示芯送出的动作例的主要部分纵截面图。
图13是表示芯送出的动作例的主要部分纵截面图。
图14是表示本发明实施例的变形例的主要部分纵截面图。
具体实施形式参照图1～图4说明本发明合适的实施例。将装有数根芯的芯筒2滑动自由地配置在前轴1内部。将进行夹持、释放芯的夹头体3固定在此芯筒2的前端。并且，在此夹头体3的前方部分围绕有夹头圈4，用于对夹头体3进行开关。符号5为螺旋弹簧等弹性部件，用以对所述芯筒2及夹头体3向后方施力。另外，符号6为夹持部件，由自由装卸地安装在前轴1的前方外围的橡胶状弹性体构成，然而也可将前轴1的表面施行滚花加工等，该滚花在持握时发挥防滑的效果。
再有，尖套部件7尽管是以螺纹配合等方法装卸自如地安装在所述前轴1的前端，然而它也可以与前轴1一体成形。在此部件7的内部配置有由橡胶状弹性体构成的导向部件8，用于将芯向前方导向，但其并非必需部件。并且，为了使书写时的辩认性良好，可将不锈钢等金属材料制成的护芯管9压入·固定于尖套部件7的前端，然而它也可以和尖套部件7一体成形。
而后，在此护芯管9的内侧，配置本发明的芯保持部件10。通过压入到护芯管9的两端附近的固定圈11、12，来防止此芯保持部件10从护芯管9上脱落。然而，芯保持部件10的长度设成能够相对于护芯管9的轴线方向前后移动。就是说，使其能够在所述固定圈11、12之间移动。当然，这两个固定圈11、12的内径形成得大于芯外径，但是位于前方的固定圈12仅以稍大于芯外径的尺寸形成。利用此固定圈12来极力防止书写时芯的震动。而且，也可以削减位于后部的固定圈11，用所述导向部件8来防止芯保持部件10的脱落。
另外，所形成的芯保持部件10的外径形成得略微小于护芯管9的内径，由该构成形成间隙13。间隙13如图3、图5所示，尽管是在两侧形成(间隙13a、间隙13b)，然而由于芯保持部件10位置的不同，也有时偏向某一方。并且，该两侧形成的间隙13的总和(间隙13a+间隙13b)为所使用芯直径的6.7％以上。详细地说，为JIS标准的芯公称直径的6.7％以上，例如，芯公称直径为0.3mm时，间隙13在0.0201(＝0.3×0.067)mm以上。如上所述，该间隙13是两侧形成的间隙13a和间隙13b的和。以本实施例进一步具体地说明，间隙13为0.0201mm的本实施例若使用公称直径为0.3mm的芯，当此芯的直径为偏差中的最大值(直径为0.39mm)时，芯保持部件10的外表面将轻微接触护芯管9的内表面。实际上，胁14所位于的芯保持部件10的外表面部分与护芯管9的内表面接触(参照图4)。
在此，例如如果形成间隙13是芯公称直径的20％，尽管芯被保持在芯保持部件10中，但是由于芯保持部件10和护芯管9之间并未形成间隙13，故书写时由于芯震动而使书写变得困难，然而利用所述固定圈11、12可防止芯的震动，而舒适地进行书写。另一方面，如果间隙13为芯公称直径的6.7％以下时，则如现有技术中所述，如果使用大直径(偏差中的最大直径比如公称直径为0.3mm的芯最大直径为0.39mm)的芯时，将会有芯无法输出的危险。这是由于芯保持部件10的外表面与护芯管9的内表面压紧接触，芯保持部件10成为无法弹性展开的状态。
另外，在本实施例中，尽管芯保持部件10的内表面上形成6个等间隔的纵肋14，然而并不是只限于此个数，比如也可以形成4个等间隔胁，或者8个、10个。这些纵肋14的内切圆形的直径与JIS(日本工业标准、以下相同)的芯的公称直径的最小值相同，或者稍小。即，程度为利用上述纵肋14能够较轻地保持芯X。详述为，使用最小直径的芯时，芯外径与纵肋14的顶部成线接触，另外，使用最大直径的芯时，芯保持部件10本身的弹性展开并加之纵肋14的弹性变形，从而形成面接触。如此，通过本实施例中形成的纵肋14，位于JIS标准偏差上限的芯也能够确实地被送出。并且，对稍微偏离JIS标准的芯也可以确实地被保持并送出。
在所述芯保持部件10的纵肋14的前端和后端施行倒角加工(倒角部14a、14b)。其后端的倒角部14a使芯在送出时有良好的插通性，前端的倒角部14b使芯可以良好地后退、收放。
另外，如图5所示，芯保持部件10的截面形状也可以为圆形。但是，在此芯保持部件10和护芯管9之间与上述例同样形成间隙13，此间隙13为所使用芯直径的6.7％以上。本例中，对于JIS标准以外的芯，由于芯保持部件10的弹性变形率的不同，也有无法发挥本发明效果的情况，但是对于在JIS标准的偏差范围内的芯，可以充分发挥其效果。
按图6所示说明芯保持部件的再一变形例。此例为在芯保持部件15的内表面上和上述例同样地形成纵肋14，并且在芯保持部件15的外表面上等间隔地形成纵槽16。详述为，在与内表面上所形成的纵肋14的对置外侧的位置上形成此纵槽16。即，尽管本实例中纵肋14必然有弹性变形，然而利用纵槽16，纵肋14能够向外径方向扩展。
附带说明，本例中，将芯保持部件15插在护芯管9内时，可以用手指等使此芯保持部件15缩径，因此此构造也可提高组装性能。另外，即便不使其缩径，由于其与护芯管内表面的接触面积较小，也变得容易插入。
尽管以下列举出各种关于上述护芯管9及芯保持部件10、15的材料，然而并不限于此，可以有各种选择。作为护芯管9的材料可列举如铝或其合金、铜或其合金、铁或其合金、锌或其合金、镁或是其合金等金属材料，ABS、AS、丙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯等热塑性树脂，以及氧化铝、氧化锆、高岭土之类的陶瓷材料等天然材料等，只要是可以形成管状的材料就不受特别限定。
另外，作为芯保持部件10、15所用的弹性树脂的具体例，可列举如环氧树脂、尿烷树脂、丙烯蜜胺甲醛树脂、丙烯酸-硅树脂、丙烯酸-尿烷树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、硅树脂、氯乙烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯-醋酸乙烯聚合体、聚乙烯醇缩丁醛树脂、硅橡胶、聚氨酯橡胶、乙烯丙烯酸橡胶、环氧橡胶、丙烯酸橡胶、乙烯丙烯橡胶、氯丁二烯橡胶、天然橡胶、异戊二烯橡胶、氯化聚乙烯、丁二烯橡胶、苯乙烯类合成橡胶、烯烃类合成橡胶、酯类合成橡胶、聚氨酯类合成橡胶等。并且也可以使用紫外线固化型树脂，此具体例作为官能基可使用末端具有丙烯腈基的丙烯酸酯、异丁烯酸酯的单官能性单基物或多官能性单基物，而作为光聚合预聚物可使用如聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚胺酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、醇酸丙烯酸酯。单基物不是以单体形式来使用，而是与光聚合性预聚物并用，光聚合性预聚物是以一种或两种以上混合使用。另外这些树脂中也可以含有发泡剂和粉体等。
发泡剂可以使用化学发泡剂、物理发泡剂、热膨胀性微型胶囊等。化学发泡剂的具体可列举偶氮化合物、亚硝基化合物、肼的衍生物、氨基脲化合物、叠氮化合物、三唑化合物等有机类热分解型发泡剂，异氯酸化合物等有机类反应型发泡剂，碳酸氢盐、碳酸盐、亚硫酸盐、氢化物等无机类热分解型发泡剂、碳酸氢钠和酸的混合物、过氧化氢和酵母菌的混合物、锌粉和酸的混合物等无机类反应型发泡剂等。物理发泡剂具体例，可列举丁烷、戊烷、己烷、二氯乙烷、二氯甲烷、氟隆、空气、二氧化碳、氮气等。热膨胀性微型胶囊的具体例，可列举以异丁烷、戊烷、石油醚、己烷等低沸点碳氢化合物作为芯物质，以由二氯亚乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、异丁烯酸酯等的共聚物组成的热可塑性树脂作为壳层的微胶囊等。
粉体的具体例，可列举苯乙烯、聚酰胺纤维、聚烯烃、硅、环氧、聚甲基丙烯甲酯等树脂粉体，及二氧化硅、氧化铝、氧化锆等的无机粉体等。并且，还可列举在这些粉体上包覆有丙烯基类、聚氨酯类、环氧类等粉体涂膜的复合粉体，及使用自动研钵、球磨机、喷射式磨机、雾化器、混杂机等向树脂粉体中吸附或打入比其更小的无机粉体而形成的物质等。另外，对粉体的形状没有特别限定，可以用球状、板状、针状等。可以添加这些粉末中的一种或两种以上。并且，预先由柱状物形成上述芯保持部件，并添加熔点高于上述树脂熔点的粉体，接着也可以用激光束等消除芯保持部件的一部分树脂，通过该操作由粉体形成凹凸，可以更多的吸收芯直径的偏差。
另外，本实施例中在前轴1的后部装卸自由地安装有棒状体送出机构17，用以配置可以进出的橡皮擦棒状体18。简单地加以说明，在后轴19的内表面上形成螺旋槽20，在此螺旋槽20上螺合着使上述橡皮擦18上下移动的支承部件21。在上述螺旋槽20和支承部件21之间夹着形成有狭缝22的棒状体导向部件23。此棒状体导向部件23被压入上述芯筒20的后部并可自由装卸。另外，在棒状体导向部件23的前方外表面和上述前轴的后部内表面上形成多边形部，两者相互无法转动地卡合。即，通过使后轴19相对于前轴1转动，上述橡皮擦18可出没于后轴19的后端。符号24是被固定在后轴19上的笔夹，但也可以与后轴19一体成形。
其次，列举各种防止上述芯保持部件10(15)从护芯管9脱落的变形例进行说明。首先，如图7所示说明第一变形例。此例为用密接加工将护芯管25的两端部缩径，利用此缩径部26、27防止芯保持部件10脱落。当然，此缩径部26、27形成在芯保持部件10可以前后移动的位置上。与上述例相比，由于没有使用固定圈，故可以削减部件数量，有利于部件成本削减及生产率的提高。另外，此例中由于将护芯管25的前端缩径，因此也提高了书写时的辨认性。
以图8所示说明第二变形例。此例中将上述第一例的导向部件与芯保持部件一体成形。在能够削减部件成本和提高生产率同时，由于将导向部28与芯保持部29连结，故芯可以顺畅地从导向部28导向芯保持部29。
以图9所示说明第三变形例。此例是将芯保持部件30以被称为嵌入成形或双色成形的成型方法和护芯管9一体成形。可以削减插入作业，与上述各种例相比，能够大幅提高生产率。
另外，在本例中，夹装固定圈12以防止书写时芯的震动，然而也可以如上述第一例那样用密接加工形成缩径部。并且，本例中当然也可以在芯保持部件30的内表面上形成纵肋31，但是使芯保持部件30的后端从护芯管9的后端突出。通过此突出部32也可吸收芯径的偏差。
其次，关于上述夹头体3和夹头环4以及芯送出时的操作移动量、即夹头体3的移动范围和夹头环4的移动范围等予以说明。在夹头体3的前方内表面上形成实际夹持芯的芯夹持部3a。此芯夹持部3a在长度方向(轴线方向)上的距离为A。另外，在此芯夹持部3a的后方形成直径大于此芯夹持部3a直径的芯插通孔3b。当然，此芯插通孔3b的内形尽管大于所使用的芯直径，然而此内径程度为容纳不了两根芯。在此，假设上述夹头环4的可移动距离、即直到与形成在尖套部件7上的内面台阶部7a对接的距离为B。另外，在本例中，芯送出时的最大操作量是直到下述后轴19的内面台阶部19a与上述前轴1的后端部1a对接的距离，设这段距离为C。它们的关系为A+B＞C。即，芯夹持部的距离(A)与夹头环的移动距离(B)相加的距离设定为大于用于芯送出所需的操作移动量(C)。另外，作为限制上述操作移动量的装置有弹性部件贴紧的装置、夹头体的前端对接尖套部件的内面台阶部的装置、以及操作部件进入轴筒的后端等装置。
接着关于动作加以说明。从图1(图2)所示状态开始进行芯的送出操作、即按压后轴19，使芯筒2前进时，夹持后续芯Y的夹头体3与夹头环4一起前进。随着此后续芯Y的前进，剩余芯X也被按压并前进。不久，夹头环4对接尖套部件7的内面台阶部7a而阻止此前进移动(参照图10)，此时夹头体3放开夹持着的后续芯Y，并且后续芯Y的前端相对于芯筒2的轴线方向稍微倾斜，但是不与芯插通孔3b的内径相接触，而是与芯夹持部3a的内径相接触，此内径小于此芯插通孔3b的内径，因此上述后续芯Y的倾斜角度为极小的值(参照图11)。此处，夹头体3尽管继续前进，然而加之后续芯Y从夹头体3上放开，剩余芯X保持于芯保持部件10中，故该前进移动被阻止。此时，后续芯Y的前端部位于夹头体3的芯夹持部3a的后部附近处。就是说，由于使夹持部3a足够长，因此后续芯Y的前端可以位于夹持部3a的范围之内(参照图12)。
在此，一旦解除芯的输出操作，由于弹簧部件5的施力使前述芯筒2后退，并且夹头体3也后退，被放开的夹头体3与夹头环4相接触。此时，尽管后续芯Y和剩余芯X之间形成瞬间间隙，并且后退的夹头体3即将闭合，然而由于后续芯Y位于芯夹持部的后部附近，故与上述夹头体3的闭锁动作联动地，上述后续芯Y的倾斜角度逐渐减小，不久后续芯Y便沿芯夹持部3a的面因自重而下落、再次与剩余芯X接触(参照图13)。
如图14所示说明这一实施例的变形例。此例是在上述芯筒2的内侧插有导向部件33的例子，该导向构件形成有比芯直径略大的贯通孔33a。当然，这一贯通孔33a的直径不能容纳2根芯。由于夹头体3的芯插通孔3b为向后方延设的状态，故此构造能够极大地防止后续芯Y的倾斜。因此，在进行芯送出操作时，即便书写面和自动铅笔构成的角度减小，也可以顺畅地送出芯。
另外，本实施例中的夹头体3尽管为金属材料形成，然而也可以用树脂成形物。但是，为了减少后续芯的后退量及减轻书写时的不适感最好使用金属材料。
并且，本实施例中芯夹持部3a尽管形成长距离，然而芯夹持部距离的拉长通常不是延设形成夹头体的后方部，而是延设形成前方部以使芯夹持部的距离加长。由于在夹头体接触夹头环之后，极大地减少后续芯与夹头体接触所引起的后退，因此极大地防止后续芯与剩余芯之间产生的间隙。再有，本实施实例中采用的夹头环的移动距离较大，然而如果移动距离太大则使芯的送出量也增大，并产生不适感，因此必须适当地设定此移动距离。
下面，关于上述芯保持部件的内表面形状及芯与此内表面形状接触良好的结构予以说明。本发明中芯保持部件的内表面截面形状很重要，除了上述形状以外也可列举出椭圆形、多边形、狭缝形等，只要是除了圆形以外的异形形状则没有特别的限定。
但是，为了吸收芯直径的偏差，在使JIS S 6005中规定的自动铅笔芯直径的最小值(公称直径为0.5时是0.55mm)贯通时，芯与弹性树脂体的内表面的一部分至少有两点以上进行接触，并必须留有空间(部)。通过留有此空间，即使在使芯直径的最大值(公称直径为0.5时是0.58mm)贯通时，由于接触部变形，也可以吸收芯保持力的偏差。
另外，芯最小直径(公称直径为0.5时是0.55mm)的截面面积为X、空间的截面面积(贯通芯的直径最小值时可以产生的空间的截面面积)为Y时，由于关系式为0.09≤Y/X≤1.12，故可以应用JIS S 6005规定的所有自动铅笔用芯(公称直径为0.3、公称直径为0.5、公称直径为0.7、公称直径为0.9、公称直径为2.0)及自动铅笔用彩色芯。并且，对于JIS S 6005规定的自动铅笔用芯及彩色芯之外的芯，如果芯的直径在0.275mm～2.07mm范围内，也可以应用。
接着，举公称直径0.5的芯为例详细说明。JIS S 6005规定公称直径0.5的芯最小直径为0.55mm、截面积为0.238mm2，而最大直径为0.58mm、截面积为0.264mm2。贯通0.55mm的芯时，其与弹性树脂体内表面的一部分至少有两点以上接触，并必须留有空间。并且，在贯通0.58mm的芯时也必须留有上述空间，所以上述空间的截面积必须是0.58mm芯与0.55mm芯的截面积之差以上。即，最小空间的截面积为0.264(mm2)-0.238(mm2)＝0.026(mm2)。最小芯的截面积与上述最小空间的截面积之比率为0.026(mm2)/0.238(mm2)＝0.11。
另外，所留空间容纳两根以上自动铅笔用芯(后续芯或断芯等)时，也有即便敲打也无法出芯的情况发生。因此，最大空间的截面积为最大芯的截面积(0.264mm2)。即，最小芯截面积与最大空间的截面积之比率为0.264(mm2)/0.238(mm2)＝1.12。
根据以上情况，由于Y/X的关系式为0.11≤Y/X≤1.12，因此即使在贯通最大直径值的芯(0.58mm)时也具有空间，不会产生容纳两根以上的芯而无法出芯的问题。
另外，由于芯送出时产生的摩擦力会削芯，使芯渣存留于芯保持部件内，并附着于弹性薄膜表面而层积起来，弹性薄膜成为增厚状态时，可能使保持芯的压力增大，因此弹性薄膜形状为芯渣不易层积的异形形状比较理想。
本发明的第1形式是轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的外形形成得稍许小于设置有此芯保持部件的所述轴筒的内形，并且在芯保持部件的前方设置内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。另外，本发明的第2形式是轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的内面截面形状形成为异形形状，并且使该芯保持部件可以前后移动，并且在芯保持部件的前方设置内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。根据此构成，可以确实地保持芯，并可进行良好的芯送出操作。
权利要求
1.一种自动铅笔，是在轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的外形形成得稍许小于设置有此芯保持部件的所述轴筒的内形，并且，在芯保持部件的前方，设置有内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。
2.一种自动铅笔，是在轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的内面截面形状形成为异形形状，并使芯保持部件可以前后移动，并且在芯保持部件的前方设置有内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。
3.如权利要求1所述的自动铅笔，其特征是，使所述芯保持部件的内面的截面形状为异形形状。
4.如权利要求1所述的自动铅笔，其特征是，在未插通芯的状态下，所述芯保持部件的外形虽然小于轴筒的内形，然而在插通芯的状态下，此部件弹性展开而接触轴筒的内面。
5.如权利要求4所述的自动铅笔，其特征是，使所述芯保持部件的内面的截面形状为异形形状。
6.如权利要求1所述的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的外形与轴筒内形之差，设定为所使用的芯的直径的6.7％以上。
7.如权利要求6所述的自动铅笔，其特征是，是在轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，所述芯保持部件的内面的截面形状形成异形形状。
全文摘要
自动铅笔，虽然可以允许芯直径有某种程度的偏差范围，但是如果万一使用了最大直径的芯时，往往不能送出。这是由于芯保持部件的弹性薄膜的弹性变形量超出了允许范围的缘故。本发明为轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的外形设得稍许小于设置有此芯保持部件的所述轴筒的内形，并且在芯保持部件的前方设置有内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。根据此构成，在能够确实地保持芯的同时，还可以进行良好的芯送出操作。
文档编号B43K29/02GK1561295SQ02819018
公开日2005年1月5日 申请日期2002年9月24日 优先权日2001年9月28日
发明者丸山茂树, 重盛正树, 小玉英俊 申请人:百龙企业有限公司
技术领域：
本发明涉及在轴筒顶端附近设有芯保持部件的自动铅笔。
背景技术：
列举实公昭58-32959号公报作为上述类型自动铅笔的一例予以说明。此公报的权利要求书1中记载“一种细芯用自动铅笔的护芯装置，是由自由滑动或不能滑动地安装在主体的顶端部上的芯插通管与芯保持部构成的，其特征是，芯保持部是将橡胶等形成的弹性薄膜一体地层压于芯插通管的内面而形成的”。即，由于弹性薄膜与芯插通管的内表面一体形成，因此可以有效地使用变短的芯。
在此，芯根据JIS日本工业标准而规定芯的最大和最小直径、即芯直径的偏差范围。例如，对于公称直径是0.5mm的芯，规定其偏差范围在0.58mm(最大直径)～0.55mm(最小直径)之间。因此，为了也可以保持所规定的最小直径的芯，上述芯保持部件的内径要与使用的芯的最小直径一致地形成。即，送出芯时，始终是一边向外侧展开芯保持部件，一边送出芯并使其前进。
但是上述现有技术中，芯保持部件是以贴紧状态与芯插通管形成一体。因此，芯直径的偏差范围虽然可以允许某种程度，然而万一使用了最大直径的芯时，可能有无法送出的情况。并且作为芯保持部件的弹性薄膜会超出弹性变形量的允许范围。
发明内容
本发明的目的是克服原有技术的缺陷，提供经过改进的自动铅笔。
本发明的另一目的是提供经过改进的自动铅笔，这种铅笔能够确实保持芯，并且还可以进行良好的芯送出操作。
本发明的第1形式是轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的外形形成得稍许小于设置有此芯保持部件的所述轴筒的内形，并在芯保持部件的前方设置内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。
本发明的第2形式是轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的内面截面形状设成异形形状，并使该芯保持部件可以前后移动，并且在芯保持部件的前方设置台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。
根据上述结构，芯直径的偏差被芯保持部件的直径方向及长度方向上的弹性变形、及芯保持部件与轴筒之间的间隙、以及芯与芯保持部件之间形成的空间部吸收。
图1是本发明的实施例一的自动铅笔的纵半截面图。
图2是图1中主要部分放大图。
图3是图2的主要部分的横截面放大图。
图4是表示动作例的截面图。
图5是表示图3的变形例的横截面图。
图6是表示图3的又一变形例的横截面图。
图7是表示护芯管变形例的纵截面图。
图8是表示护芯管及芯保持部件变形例的纵截面图。
图9是表示芯保持部件的变形例的纵截面图。
图10是表示芯送出的动作例的主要部分纵截面图。
图11是表示芯送出的动作例的主要部分纵截面图。
图12是表示芯送出的动作例的主要部分纵截面图。
图13是表示芯送出的动作例的主要部分纵截面图。
图14是表示本发明实施例的变形例的主要部分纵截面图。
具体实施形式参照图1～图4说明本发明合适的实施例。将装有数根芯的芯筒2滑动自由地配置在前轴1内部。将进行夹持、释放芯的夹头体3固定在此芯筒2的前端。并且，在此夹头体3的前方部分围绕有夹头圈4，用于对夹头体3进行开关。符号5为螺旋弹簧等弹性部件，用以对所述芯筒2及夹头体3向后方施力。另外，符号6为夹持部件，由自由装卸地安装在前轴1的前方外围的橡胶状弹性体构成，然而也可将前轴1的表面施行滚花加工等，该滚花在持握时发挥防滑的效果。
再有，尖套部件7尽管是以螺纹配合等方法装卸自如地安装在所述前轴1的前端，然而它也可以与前轴1一体成形。在此部件7的内部配置有由橡胶状弹性体构成的导向部件8，用于将芯向前方导向，但其并非必需部件。并且，为了使书写时的辩认性良好，可将不锈钢等金属材料制成的护芯管9压入·固定于尖套部件7的前端，然而它也可以和尖套部件7一体成形。
而后，在此护芯管9的内侧，配置本发明的芯保持部件10。通过压入到护芯管9的两端附近的固定圈11、12，来防止此芯保持部件10从护芯管9上脱落。然而，芯保持部件10的长度设成能够相对于护芯管9的轴线方向前后移动。就是说，使其能够在所述固定圈11、12之间移动。当然，这两个固定圈11、12的内径形成得大于芯外径，但是位于前方的固定圈12仅以稍大于芯外径的尺寸形成。利用此固定圈12来极力防止书写时芯的震动。而且，也可以削减位于后部的固定圈11，用所述导向部件8来防止芯保持部件10的脱落。
另外，所形成的芯保持部件10的外径形成得略微小于护芯管9的内径，由该构成形成间隙13。间隙13如图3、图5所示，尽管是在两侧形成(间隙13a、间隙13b)，然而由于芯保持部件10位置的不同，也有时偏向某一方。并且，该两侧形成的间隙13的总和(间隙13a+间隙13b)为所使用芯直径的6.7％以上。详细地说，为JIS标准的芯公称直径的6.7％以上，例如，芯公称直径为0.3mm时，间隙13在0.0201(＝0.3×0.067)mm以上。如上所述，该间隙13是两侧形成的间隙13a和间隙13b的和。以本实施例进一步具体地说明，间隙13为0.0201mm的本实施例若使用公称直径为0.3mm的芯，当此芯的直径为偏差中的最大值(直径为0.39mm)时，芯保持部件10的外表面将轻微接触护芯管9的内表面。实际上，胁14所位于的芯保持部件10的外表面部分与护芯管9的内表面接触(参照图4)。
在此，例如如果形成间隙13是芯公称直径的20％，尽管芯被保持在芯保持部件10中，但是由于芯保持部件10和护芯管9之间并未形成间隙13，故书写时由于芯震动而使书写变得困难，然而利用所述固定圈11、12可防止芯的震动，而舒适地进行书写。另一方面，如果间隙13为芯公称直径的6.7％以下时，则如现有技术中所述，如果使用大直径(偏差中的最大直径比如公称直径为0.3mm的芯最大直径为0.39mm)的芯时，将会有芯无法输出的危险。这是由于芯保持部件10的外表面与护芯管9的内表面压紧接触，芯保持部件10成为无法弹性展开的状态。
另外，在本实施例中，尽管芯保持部件10的内表面上形成6个等间隔的纵肋14，然而并不是只限于此个数，比如也可以形成4个等间隔胁，或者8个、10个。这些纵肋14的内切圆形的直径与JIS(日本工业标准、以下相同)的芯的公称直径的最小值相同，或者稍小。即，程度为利用上述纵肋14能够较轻地保持芯X。详述为，使用最小直径的芯时，芯外径与纵肋14的顶部成线接触，另外，使用最大直径的芯时，芯保持部件10本身的弹性展开并加之纵肋14的弹性变形，从而形成面接触。如此，通过本实施例中形成的纵肋14，位于JIS标准偏差上限的芯也能够确实地被送出。并且，对稍微偏离JIS标准的芯也可以确实地被保持并送出。
在所述芯保持部件10的纵肋14的前端和后端施行倒角加工(倒角部14a、14b)。其后端的倒角部14a使芯在送出时有良好的插通性，前端的倒角部14b使芯可以良好地后退、收放。
另外，如图5所示，芯保持部件10的截面形状也可以为圆形。但是，在此芯保持部件10和护芯管9之间与上述例同样形成间隙13，此间隙13为所使用芯直径的6.7％以上。本例中，对于JIS标准以外的芯，由于芯保持部件10的弹性变形率的不同，也有无法发挥本发明效果的情况，但是对于在JIS标准的偏差范围内的芯，可以充分发挥其效果。
按图6所示说明芯保持部件的再一变形例。此例为在芯保持部件15的内表面上和上述例同样地形成纵肋14，并且在芯保持部件15的外表面上等间隔地形成纵槽16。详述为，在与内表面上所形成的纵肋14的对置外侧的位置上形成此纵槽16。即，尽管本实例中纵肋14必然有弹性变形，然而利用纵槽16，纵肋14能够向外径方向扩展。
附带说明，本例中，将芯保持部件15插在护芯管9内时，可以用手指等使此芯保持部件15缩径，因此此构造也可提高组装性能。另外，即便不使其缩径，由于其与护芯管内表面的接触面积较小，也变得容易插入。
尽管以下列举出各种关于上述护芯管9及芯保持部件10、15的材料，然而并不限于此，可以有各种选择。作为护芯管9的材料可列举如铝或其合金、铜或其合金、铁或其合金、锌或其合金、镁或是其合金等金属材料，ABS、AS、丙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯等热塑性树脂，以及氧化铝、氧化锆、高岭土之类的陶瓷材料等天然材料等，只要是可以形成管状的材料就不受特别限定。
另外，作为芯保持部件10、15所用的弹性树脂的具体例，可列举如环氧树脂、尿烷树脂、丙烯蜜胺甲醛树脂、丙烯酸-硅树脂、丙烯酸-尿烷树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、硅树脂、氯乙烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯-醋酸乙烯聚合体、聚乙烯醇缩丁醛树脂、硅橡胶、聚氨酯橡胶、乙烯丙烯酸橡胶、环氧橡胶、丙烯酸橡胶、乙烯丙烯橡胶、氯丁二烯橡胶、天然橡胶、异戊二烯橡胶、氯化聚乙烯、丁二烯橡胶、苯乙烯类合成橡胶、烯烃类合成橡胶、酯类合成橡胶、聚氨酯类合成橡胶等。并且也可以使用紫外线固化型树脂，此具体例作为官能基可使用末端具有丙烯腈基的丙烯酸酯、异丁烯酸酯的单官能性单基物或多官能性单基物，而作为光聚合预聚物可使用如聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚胺酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、醇酸丙烯酸酯。单基物不是以单体形式来使用，而是与光聚合性预聚物并用，光聚合性预聚物是以一种或两种以上混合使用。另外这些树脂中也可以含有发泡剂和粉体等。
发泡剂可以使用化学发泡剂、物理发泡剂、热膨胀性微型胶囊等。化学发泡剂的具体可列举偶氮化合物、亚硝基化合物、肼的衍生物、氨基脲化合物、叠氮化合物、三唑化合物等有机类热分解型发泡剂，异氯酸化合物等有机类反应型发泡剂，碳酸氢盐、碳酸盐、亚硫酸盐、氢化物等无机类热分解型发泡剂、碳酸氢钠和酸的混合物、过氧化氢和酵母菌的混合物、锌粉和酸的混合物等无机类反应型发泡剂等。物理发泡剂具体例，可列举丁烷、戊烷、己烷、二氯乙烷、二氯甲烷、氟隆、空气、二氧化碳、氮气等。热膨胀性微型胶囊的具体例，可列举以异丁烷、戊烷、石油醚、己烷等低沸点碳氢化合物作为芯物质，以由二氯亚乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、异丁烯酸酯等的共聚物组成的热可塑性树脂作为壳层的微胶囊等。
粉体的具体例，可列举苯乙烯、聚酰胺纤维、聚烯烃、硅、环氧、聚甲基丙烯甲酯等树脂粉体，及二氧化硅、氧化铝、氧化锆等的无机粉体等。并且，还可列举在这些粉体上包覆有丙烯基类、聚氨酯类、环氧类等粉体涂膜的复合粉体，及使用自动研钵、球磨机、喷射式磨机、雾化器、混杂机等向树脂粉体中吸附或打入比其更小的无机粉体而形成的物质等。另外，对粉体的形状没有特别限定，可以用球状、板状、针状等。可以添加这些粉末中的一种或两种以上。并且，预先由柱状物形成上述芯保持部件，并添加熔点高于上述树脂熔点的粉体，接着也可以用激光束等消除芯保持部件的一部分树脂，通过该操作由粉体形成凹凸，可以更多的吸收芯直径的偏差。
另外，本实施例中在前轴1的后部装卸自由地安装有棒状体送出机构17，用以配置可以进出的橡皮擦棒状体18。简单地加以说明，在后轴19的内表面上形成螺旋槽20，在此螺旋槽20上螺合着使上述橡皮擦18上下移动的支承部件21。在上述螺旋槽20和支承部件21之间夹着形成有狭缝22的棒状体导向部件23。此棒状体导向部件23被压入上述芯筒20的后部并可自由装卸。另外，在棒状体导向部件23的前方外表面和上述前轴的后部内表面上形成多边形部，两者相互无法转动地卡合。即，通过使后轴19相对于前轴1转动，上述橡皮擦18可出没于后轴19的后端。符号24是被固定在后轴19上的笔夹，但也可以与后轴19一体成形。
其次，列举各种防止上述芯保持部件10(15)从护芯管9脱落的变形例进行说明。首先，如图7所示说明第一变形例。此例为用密接加工将护芯管25的两端部缩径，利用此缩径部26、27防止芯保持部件10脱落。当然，此缩径部26、27形成在芯保持部件10可以前后移动的位置上。与上述例相比，由于没有使用固定圈，故可以削减部件数量，有利于部件成本削减及生产率的提高。另外，此例中由于将护芯管25的前端缩径，因此也提高了书写时的辨认性。
以图8所示说明第二变形例。此例中将上述第一例的导向部件与芯保持部件一体成形。在能够削减部件成本和提高生产率同时，由于将导向部28与芯保持部29连结，故芯可以顺畅地从导向部28导向芯保持部29。
以图9所示说明第三变形例。此例是将芯保持部件30以被称为嵌入成形或双色成形的成型方法和护芯管9一体成形。可以削减插入作业，与上述各种例相比，能够大幅提高生产率。
另外，在本例中，夹装固定圈12以防止书写时芯的震动，然而也可以如上述第一例那样用密接加工形成缩径部。并且，本例中当然也可以在芯保持部件30的内表面上形成纵肋31，但是使芯保持部件30的后端从护芯管9的后端突出。通过此突出部32也可吸收芯径的偏差。
其次，关于上述夹头体3和夹头环4以及芯送出时的操作移动量、即夹头体3的移动范围和夹头环4的移动范围等予以说明。在夹头体3的前方内表面上形成实际夹持芯的芯夹持部3a。此芯夹持部3a在长度方向(轴线方向)上的距离为A。另外，在此芯夹持部3a的后方形成直径大于此芯夹持部3a直径的芯插通孔3b。当然，此芯插通孔3b的内形尽管大于所使用的芯直径，然而此内径程度为容纳不了两根芯。在此，假设上述夹头环4的可移动距离、即直到与形成在尖套部件7上的内面台阶部7a对接的距离为B。另外，在本例中，芯送出时的最大操作量是直到下述后轴19的内面台阶部19a与上述前轴1的后端部1a对接的距离，设这段距离为C。它们的关系为A+B＞C。即，芯夹持部的距离(A)与夹头环的移动距离(B)相加的距离设定为大于用于芯送出所需的操作移动量(C)。另外，作为限制上述操作移动量的装置有弹性部件贴紧的装置、夹头体的前端对接尖套部件的内面台阶部的装置、以及操作部件进入轴筒的后端等装置。
接着关于动作加以说明。从图1(图2)所示状态开始进行芯的送出操作、即按压后轴19，使芯筒2前进时，夹持后续芯Y的夹头体3与夹头环4一起前进。随着此后续芯Y的前进，剩余芯X也被按压并前进。不久，夹头环4对接尖套部件7的内面台阶部7a而阻止此前进移动(参照图10)，此时夹头体3放开夹持着的后续芯Y，并且后续芯Y的前端相对于芯筒2的轴线方向稍微倾斜，但是不与芯插通孔3b的内径相接触，而是与芯夹持部3a的内径相接触，此内径小于此芯插通孔3b的内径，因此上述后续芯Y的倾斜角度为极小的值(参照图11)。此处，夹头体3尽管继续前进，然而加之后续芯Y从夹头体3上放开，剩余芯X保持于芯保持部件10中，故该前进移动被阻止。此时，后续芯Y的前端部位于夹头体3的芯夹持部3a的后部附近处。就是说，由于使夹持部3a足够长，因此后续芯Y的前端可以位于夹持部3a的范围之内(参照图12)。
在此，一旦解除芯的输出操作，由于弹簧部件5的施力使前述芯筒2后退，并且夹头体3也后退，被放开的夹头体3与夹头环4相接触。此时，尽管后续芯Y和剩余芯X之间形成瞬间间隙，并且后退的夹头体3即将闭合，然而由于后续芯Y位于芯夹持部的后部附近，故与上述夹头体3的闭锁动作联动地，上述后续芯Y的倾斜角度逐渐减小，不久后续芯Y便沿芯夹持部3a的面因自重而下落、再次与剩余芯X接触(参照图13)。
如图14所示说明这一实施例的变形例。此例是在上述芯筒2的内侧插有导向部件33的例子，该导向构件形成有比芯直径略大的贯通孔33a。当然，这一贯通孔33a的直径不能容纳2根芯。由于夹头体3的芯插通孔3b为向后方延设的状态，故此构造能够极大地防止后续芯Y的倾斜。因此，在进行芯送出操作时，即便书写面和自动铅笔构成的角度减小，也可以顺畅地送出芯。
另外，本实施例中的夹头体3尽管为金属材料形成，然而也可以用树脂成形物。但是，为了减少后续芯的后退量及减轻书写时的不适感最好使用金属材料。
并且，本实施例中芯夹持部3a尽管形成长距离，然而芯夹持部距离的拉长通常不是延设形成夹头体的后方部，而是延设形成前方部以使芯夹持部的距离加长。由于在夹头体接触夹头环之后，极大地减少后续芯与夹头体接触所引起的后退，因此极大地防止后续芯与剩余芯之间产生的间隙。再有，本实施实例中采用的夹头环的移动距离较大，然而如果移动距离太大则使芯的送出量也增大，并产生不适感，因此必须适当地设定此移动距离。
下面，关于上述芯保持部件的内表面形状及芯与此内表面形状接触良好的结构予以说明。本发明中芯保持部件的内表面截面形状很重要，除了上述形状以外也可列举出椭圆形、多边形、狭缝形等，只要是除了圆形以外的异形形状则没有特别的限定。
但是，为了吸收芯直径的偏差，在使JIS S 6005中规定的自动铅笔芯直径的最小值(公称直径为0.5时是0.55mm)贯通时，芯与弹性树脂体的内表面的一部分至少有两点以上进行接触，并必须留有空间(部)。通过留有此空间，即使在使芯直径的最大值(公称直径为0.5时是0.58mm)贯通时，由于接触部变形，也可以吸收芯保持力的偏差。
另外，芯最小直径(公称直径为0.5时是0.55mm)的截面面积为X、空间的截面面积(贯通芯的直径最小值时可以产生的空间的截面面积)为Y时，由于关系式为0.09≤Y/X≤1.12，故可以应用JIS S 6005规定的所有自动铅笔用芯(公称直径为0.3、公称直径为0.5、公称直径为0.7、公称直径为0.9、公称直径为2.0)及自动铅笔用彩色芯。并且，对于JIS S 6005规定的自动铅笔用芯及彩色芯之外的芯，如果芯的直径在0.275mm～2.07mm范围内，也可以应用。
接着，举公称直径0.5的芯为例详细说明。JIS S 6005规定公称直径0.5的芯最小直径为0.55mm、截面积为0.238mm2，而最大直径为0.58mm、截面积为0.264mm2。贯通0.55mm的芯时，其与弹性树脂体内表面的一部分至少有两点以上接触，并必须留有空间。并且，在贯通0.58mm的芯时也必须留有上述空间，所以上述空间的截面积必须是0.58mm芯与0.55mm芯的截面积之差以上。即，最小空间的截面积为0.264(mm2)-0.238(mm2)＝0.026(mm2)。最小芯的截面积与上述最小空间的截面积之比率为0.026(mm2)/0.238(mm2)＝0.11。
另外，所留空间容纳两根以上自动铅笔用芯(后续芯或断芯等)时，也有即便敲打也无法出芯的情况发生。因此，最大空间的截面积为最大芯的截面积(0.264mm2)。即，最小芯截面积与最大空间的截面积之比率为0.264(mm2)/0.238(mm2)＝1.12。
根据以上情况，由于Y/X的关系式为0.11≤Y/X≤1.12，因此即使在贯通最大直径值的芯(0.58mm)时也具有空间，不会产生容纳两根以上的芯而无法出芯的问题。
另外，由于芯送出时产生的摩擦力会削芯，使芯渣存留于芯保持部件内，并附着于弹性薄膜表面而层积起来，弹性薄膜成为增厚状态时，可能使保持芯的压力增大，因此弹性薄膜形状为芯渣不易层积的异形形状比较理想。
本发明的第1形式是轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的外形形成得稍许小于设置有此芯保持部件的所述轴筒的内形，并且在芯保持部件的前方设置内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。另外，本发明的第2形式是轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的内面截面形状形成为异形形状，并且使该芯保持部件可以前后移动，并且在芯保持部件的前方设置内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。根据此构成，可以确实地保持芯，并可进行良好的芯送出操作。
权利要求
1.一种自动铅笔，是在轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的外形形成得稍许小于设置有此芯保持部件的所述轴筒的内形，并且，在芯保持部件的前方，设置有内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。
2.一种自动铅笔，是在轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的内面截面形状形成为异形形状，并使芯保持部件可以前后移动，并且在芯保持部件的前方设置有内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。
3.如权利要求1所述的自动铅笔，其特征是，使所述芯保持部件的内面的截面形状为异形形状。
4.如权利要求1所述的自动铅笔，其特征是，在未插通芯的状态下，所述芯保持部件的外形虽然小于轴筒的内形，然而在插通芯的状态下，此部件弹性展开而接触轴筒的内面。
5.如权利要求4所述的自动铅笔，其特征是，使所述芯保持部件的内面的截面形状为异形形状。
6.如权利要求1所述的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的外形与轴筒内形之差，设定为所使用的芯的直径的6.7％以上。
7.如权利要求6所述的自动铅笔，其特征是，是在轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，所述芯保持部件的内面的截面形状形成异形形状。
全文摘要
自动铅笔，虽然可以允许芯直径有某种程度的偏差范围，但是如果万一使用了最大直径的芯时，往往不能送出。这是由于芯保持部件的弹性薄膜的弹性变形量超出了允许范围的缘故。本发明为轴筒的顶端附近设置有芯保持部件的自动铅笔，其特征是，将所述芯保持部件的外形设得稍许小于设置有此芯保持部件的所述轴筒的内形，并且在芯保持部件的前方设置有内面台阶部以防止该芯保持部件从轴筒脱落。根据此构成，在能够确实地保持芯的同时，还可以进行良好的芯送出操作。
文档编号B43K29/02GK1561295SQ02819018
公开日2005年1月5日 申请日期2002年9月24日 优先权日2001年9月28日
发明者丸山茂树, 重盛正树, 小玉英俊 申请人:百龙企业有限公司
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