TWI783114B - 自動鉛筆 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種具有較習知書寫感優異之緩衝彈簧的自動鉛筆。其中一實施形態之自動鉛筆包含有筆芯、夾持該筆芯的夾頭單元、以及可彈性支持該夾頭單元而使其可藉由筆壓後退的緩衝彈簧,該自動鉛筆是構造成該緩衝彈簧相對於緩衝行程之輸出為非線形,該緩衝行程較小之區域的彈簧常數斜率小於該緩衝行程較大之區域的彈簧常數斜率。
Description
本發明是有關於一種自動鉛筆,其具有可夾持筆芯的夾頭,而可藉由按壓操作來輸出筆芯。
習知有一種自動鉛筆,是由可滑動地設於軸管內的筆芯槽、固設於該筆芯槽之前部的夾頭、可動地嵌合於該夾頭的夾頭環、設於該軸管與夾頭間的套管、與該套管抵接且其部分壓住該筆芯槽而組裝的彈性體、以及可壓縮該彈性體並可將該筆芯槽朝軸方向自由移動的操作機構所構成(參考例如專利文獻1)。
【專利文獻1】日本專利特開平7-290880號公報(參考例如段落0006、段落0007、段落0017。)
依據專利文獻1揭示的自動鉛筆,可藉由將固定夾頭之彈簧與緩衝彈簧一體化之簡單構造來充分獲得推出滑動件的行程。又,可藉由緩衝彈簧來吸收過多的筆壓而防止筆芯折損。惟,習知不僅希望可防止筆芯折損,也希望可提供書寫觸感柔軟等具有較過去書寫感優異之緩衝彈簧
的自動鉛筆。
本發明之目的在於提供一種具有較過去書寫感優異之緩衝彈簧的自動鉛筆。
本發明其中一態樣之自動鉛筆中,包含筆芯、夾持該筆芯的夾頭單元、以及可彈性支持該夾頭單元而使其可藉由筆壓後退的緩衝彈簧,該自動鉛筆是構造成該緩衝彈簧相對於緩衝行程之輸出為非線形,該緩衝行程較小之區域的彈簧常數斜率小於該緩衝行程較大之區域的彈簧常數斜率。
依據本發明之複數態様,可提供一種具有較過去書寫感優異之緩衝彈簧的自動鉛筆。
1:自動鉛筆
2:軸管本體
2a:母螺紋部
2b:肋部
2b1:段部
2c:突出部
3:前方口
3a:圓筒部
3a1:公螺紋部
3b:段部
3c:段部
3d:開口部
3d1:段部
4:橡皮擦固定部
4a:小徑部
4b:大徑部
5:按壓鈕
6:橡皮擦
7:緩衝構件
7a:套管部
7a1:環狀壁
7b:彈簧部
7b1:長孔
7b2:彈性樑狀部
7b3:孔間支柱
7c:凸緣部
11:筆芯管
12:夾頭
12a:基部
12b:樑狀部
12c:膨出部
13:夾頭環
15:夾頭彈簧
30:筆頭部
30a:接觸部
31:內側筆芯蓋
31a:前方突出部
31b:基端部
32:筆芯保持具
32a:間隙
32b:保持部
36:回復彈簧
38:O環
71:緩衝構件
71a:套管部
71b:彈簧部
71b1:長孔
71b2:樑狀彈性部
71b3:孔間支柱
71b4:限制突起
71c:凸緣部
72:緩衝構件
72a:套管部
72b:彈簧部
72c:凸緣部
73:緩衝構件
73a:套管部
73b:彈簧部
73b1:前側圓筒部
73b2:後側圓筒部
73b3:扭轉彈簧
73c:凸緣部
T:筆芯
圖1是省略本發明其中一實施形態之自動鉛筆的中間部分,顯示前方側部分與後方側部分的部分剖面圖。
圖2是顯示套筒的立體圖,該套筒具有本發明其中一實施形態之自動鉛筆之緩衝彈簧。
圖3是顯示本發明其中一實施形態之自動鉛筆的緩衝彈簧中,緩衝行程與筆壓之關係的線性圖。
圖4A是說明本發明其中一實施形態之自動鉛筆中,持續書寫時之緩衝彈簧之作動的前方側部分剖面圖,並顯示初始狀態的圖。
圖4B是說明本發明其中一實施形態之自動鉛筆中,持續書寫時之緩衝
彈簧之作動的前方側部分剖面圖,並顯示彈簧已變形之狀態的圖。
圖4C是說明本發明其中一實施形態之自動鉛筆中,持續書寫時之緩衝彈簧之作動的前方側部分剖面圖,並顯示彈簧已復原之狀態的圖。
圖5是顯示本發明實施形態之自動鉛筆中,緩衝彈簧的變形例1的立體圖。
圖6是顯示本發明實施形態之自動鉛筆中,緩衝彈簧的變形例2的立體圖。
圖7是顯示本發明實施形態之自動鉛筆中,緩衝彈簧的變形例3的立體圖。
以下,根據圖式來說明本發明之實施形態。圖1所示之本實施形態的自動鉛筆1為後端按壓型的自動鉛筆,可藉由對按壓鈕5的按壓操作從前方口3的前端送出筆芯T並使其突出。而,以下說明中,是將自動鉛筆1配置前方口3之側作為在自動鉛筆1之長方向延伸的中心軸線方向(軸線方向)上的前方,並將配置按壓鈕5之側作為後方來說明。
自動鉛筆1包含有大致圓筒形狀的軸管本體2、以及具有大致圓錐狀的前部與大致圓筒狀的後部的前方口3。由軸管本體2與前方口3來形成軸管。前方口3是配置於軸管本體2的前方。在前方口3的後部形成圓筒狀的圓筒部3a,該圓筒部3a的外徑小於前方口3前部的後端徑。藉由軸管本體2的前端部內周面上形成的母螺紋部2a與前方口3後部的圓筒部3a的外周面上形成的公螺紋部3a1螺合,可將前方口3固定於軸管本體2。
在配置於軸管本體2內部的筆芯管11的後端,可拆裝地組裝呈有底筒狀的按壓鈕5。按壓鈕5的前端開口的內周面是可拆裝地嵌合於筆芯管11後端的外周面。在筆芯管11後端的內周面,可拆裝地嵌合組裝呈大致圓筒狀的橡皮擦固定部4的前部外周面。橡皮擦固定部4具有前方側的小徑部4a與後方側的大徑部4b。在橡皮擦固定部4的大徑部4b的內周面,可拆裝地嵌合組裝橡皮擦6的外周面。
可將筆芯T收容於內部的筆芯管11是呈大致圓筒狀,配置於軸管本體2內。在筆芯管11的前部組裝夾頭12。夾頭12是構造成當前端朝周方向3分割而形成之夾頭片分別朝中心軸線彈性變形時,可藉由將筆芯T朝徑方向夾壓而夾持。夾頭12具有可插入筆芯管11並固定的後端之基部12a、從基部12a朝前方延伸的樑狀部12b、以及形成於該樑狀部12b前端的膨出部12c。在膨出部12c的外周可拆裝地組裝夾頭環13。在夾頭環13後方配置大致筒狀的緩衝構件7,而從外徑方向包覆從夾頭12的樑狀部12b至筆芯管11前部的範圍。
如圖1及圖2所示,在緩衝構件7的前部形成圓筒狀的套管部7a,該套管部7a是從前方口3的圓筒部3a沿著前方口3的內周面插入前方口3內。在緩衝構件7的後部形成大致圓筒形狀的彈簧部7b,該彈簧部7b是配置於前方口3的圓筒部3a後方,且直徑大於套管部7a。在套管部7a與彈簧部7b的連接部分形成凸緣部7c,該凸緣部7c是配置於前方口3的圓筒部3a的後方,且直徑大於彈簧部7b。在套管部7a的前端部的內周面上,朝徑方向內側突出地形成環狀壁7a1。
緩衝構件7是利用樹脂一體形成。如圖2所示,緩衝構件7的
彈簧部7b是構造成沿著圓筒外壁的周方向開口的長孔7b1包夾軸線而相對向地形成一對,且複數長孔7b1的各對配置成排列在軸線方向上。在軸線方向上相鄰的一對長孔7b1是配置成在周方向上,具有以軸線為中心旋轉90度後的相對位置關係。當如此配置時,可縮短彈簧部7b在軸線方向的長度。本實施形態中,沿著軸線方向形成5對長孔7b1。在軸線方向上相鄰的一對長孔7b1之間形成彈性樑狀部7b2。又,在周方向上的一對長孔7b1之間形成孔間支柱(軸線方向延伸部)7b3。彈性樑狀部7b2是構造成在軸線方向上的厚度會從前側的孔間支柱7b3朝在軸線方向上相鄰的後側孔間支柱7b3逐漸減少。當施加軸線方向之力量時,彈簧部7b會藉由彈性樑狀部7b2朝將長孔7b1之開口縮小的方向變形而產生彈力。
如圖3所示,緩衝構件7的彈簧部7b是構造成彈簧部7b相對於行程(緩衝行程)的輸出為非線形。詳細將於後述。
回到圖1,緩衝構件7的套管部7a外周會被引導到與前方口3的圓筒部3a的內周面靠近。套管部7a的內周面會被引導到與筆芯管11的外周面靠近。在與緩衝構件7的彈簧部7b外周對應的軸管本體2之內周面上,形成朝軸線方向延伸的複數肋部2b。藉由各個複數肋部2b,可於該肋部2b前端與軸管本體2內周面之間形成段部2b1。段部2b1是構造成與緩衝構件7的凸緣部7c後面相對向。在緩衝構件7的彈簧部7b後方的軸管本體2的內周面上,形成朝徑方向內側環狀地突出的突出部2c。緩衝構件7的彈簧部7b的後端面會與突出部2c的前面抵接。
另一方面,在夾頭12的樑狀部12b的外周面與緩衝構件7的套管部7a的內周面之間組裝夾頭彈簧15(線圈彈簧)。夾頭彈簧15是前端與套
管部7a的環狀壁7a1的後面抵接,而後端與筆芯管11的前端面抵接。夾頭彈簧15是在已於軸線方向上壓縮之狀態下組裝於緩衝構件7與筆芯管11之間。藉由夾頭彈簧15的彈力,筆芯管11及夾頭12會相對於緩衝構件7的套管部7a朝後方被彈性施壓,且嵌合於夾頭12的夾頭環13亦會相對於套管部7a朝後方被彈性施壓。故,夾頭環13的後端面與套管部7a的環狀壁7a1的前面會抵接。
在前方口3的內周面形成環狀的段部3b,而與緩衝構件7的套管部7a的前端面相對向。緩衝構件7的套管部7a的前端面是在藉由緩衝構件7的彈簧部7b而朝前方被彈性施壓的狀態下與段部3b抵接。
在段部3b前方的前方口3的內周面,形成當夾頭環13的前端面前進時可供其抵接的段部3c。當夾頭環13的前端面與該前方口3的段部3c抵接時,夾頭環13會從夾頭12朝後方脫離而使筆芯T自夾頭12之夾持放開。自動鉛筆1的一連串輸出作動將稍後詳述。
在靠近夾頭12的前端面的前方位置配置可在軸線方向上移動的內側筆芯套31。內側筆芯套31具有圓盤狀的基端部31b、供筆芯T朝軸線方向插通的中心孔、以及繞著該中心孔之周圍從基端部31b朝前方突出而形成的複數前方突出部31a。如圖所示,前方突出部31a的前端呈鉤狀,藉由卡合於稍後詳述之筆芯保持具32上形成的間隙32a內,可卡止於筆芯保持具32並朝前後方向相對移動。
在內側筆芯套31的基端部31b的外周緣形成段部。又,在與內側筆芯套31的基端部31b的段部在軸線方向上相對向的前方口3的內周面上,形成前方口3內周的段部。在內側筆芯套31的基端部31b與前方口3內周
的段部之間配置回復彈簧36,該回復彈簧36為壓縮線圈彈簧,可將內側筆芯套31相對前方口3朝軸線方向後方彈性施壓。在藉由回復彈簧36將內側筆芯套31朝後方彈性施壓的狀態下,內側筆芯套31的基端部31b的後端面會從前方靠近夾頭12的前端面。又,當夾頭12前進時,內側筆芯套31的後端面會從前方抵接夾頭12的前端面。內側筆芯套31的後端面會呈現從前方靠近或抵接於夾頭12的前端面的狀態。故,內側筆芯套31的基端部31b可將從夾頭12的前端面突出的筆芯T在與軸線方向正交的方向上加以支持。故,可減輕夾頭12所夾持之筆芯T中在軸線方向上作用於夾頭12前端面上之位置的彎曲應力,而可防止筆芯T在夾頭12的前端面位置斷芯。
在內側筆芯套31的前方位置配置可在軸線方向上移動的筆芯保持具32。在筆芯保持具32形成朝前後方向延伸的複數間隙32a。上述內側筆芯套31的前方突出部31a的鉤狀前端為可滑動地卡合於該間隙32a。藉此,內側筆芯套31可卡止於筆芯保持具32而可朝前後方向相對移動。在筆芯保持具32形成供筆芯T朝軸線方向插通的中心孔。在筆芯保持具32的中心孔的前端部分,形成可將筆芯T朝徑方向內側包夾並加以保持的保持部32b。在筆芯保持具32的前方配置大致呈尖細筒狀的筆頭部30,該筆頭部30具有可在前方口3的開口部3d的內周面滑動的外周面,且構造成可將筆芯T從外徑方向支持並在軸線方向上自由移動。筆頭部30與紙面接觸時的接觸部30a(亦即筆頭部30的前端部外周)是曲面狀地形成圓角。藉此,即使筆頭部30的接觸部30a一面與紙面接觸一面移動,筆頭部30也不會卡到紙面而可一面順利地使筆頭部30後退一面進行書寫。筆芯保持具32是從後方插入筆頭部30內而組裝於筆頭部30。
在筆頭部30的後端形成鍔部。在鍔部的外周組裝O環38,該O環38可在與軸線方向正交的方向上彈性地支持筆頭部30及筆芯保持具32。O環38是構造成可對筆頭部30及筆芯保持具32朝前後方向之移動施予預定的滑動阻力。本實施形態中,預定的滑動阻力是構造成可保持筆頭部30及筆芯保持具32,而將輸出之筆芯T保持於軸線方向上。又,當有軸線方向上較大的按壓力施加於筆頭部30或筆芯保持具32時,可容許筆頭部30及筆芯保持具32的移動,以使筆頭部30從前方口3突出、或是使筆頭部30收納至前方口3內。筆頭部30及筆芯保持具32的前進移動會因筆頭部30的鍔部與前方口3的開口部3d的內周面上形成的段部3d1抵接而受限。
可夾持與送出筆芯T的夾頭單元是收容於軸管內,由夾頭12、夾頭環13、緩衝構件7的套管部7a及夾頭彈簧15所構成。夾頭單元是被緩衝構件7的彈簧部7b(即緩衝彈簧)所彈性支持,可藉由因書寫而在軸線方向上產生的負荷(即筆壓)後退。
夾頭單元的後退會根據緩衝構件7的凸緣部7c後面與軸管本體2內周面上形成的肋部2b前端的段部2b1抵接而受限。緩衝構件7在預設狀態下,凸緣部7c與肋部2b之段部2b1的間隔(緩衝行程)是設定在不會因緩衝構件7的彈簧部7b的長孔7b1縮小使得彈性樑狀部7b2反覆地碰觸而令彈簧部7b破損的預定行程長度的範圍內。
再者,緩衝行程宜限制在當筆芯T從筆頭部30的前端突出一與緩衝行程相同的長度時,筆芯T不會因筆壓而折損之預定行程長度的範圍內。舉例言之,當緩衝行程設定為0.8mm時,因緩衝作動而與紙面接觸並後退的筆頭部30的前端,在從筆壓放開後,至少可突出與緩衝行程相同的
0.8mm的筆芯T。在該狀態下,即使書寫之筆壓加諸於筆芯T,若構造成緩衝彈簧(彈簧部7b)再次變形而突出之筆芯T實質上可全部收容於筆頭部30內,而可防止筆芯T因筆壓而折損。為了如此構成,緩衝行程(全行程)實質上以例如0.8mm±0.4mm的範圍為佳。
又,緩衝構件7藉由前方口3內周面的段部3b與軸管本體2內周面的突出部2,可在緩衝構件7的彈簧部7b已壓縮之狀態,組裝成具有任意的預設負荷。作為緩衝彈簧的彈簧部7b的作用效果將於稍後詳述。
本實施形態中,緩衝構件7的彈簧部7b的預設負荷是設定為小於筆頭部30的O環38所產生的滑動阻力(亦即筆頭部30在軸線方向上後退所伴隨的阻力)。若如此構成,可使緩衝構件7的彈簧部7b進行緩衝作動而令筆頭部30的前端輕易地與紙面接觸。又,本實施形態中,筆芯保持具32保持筆芯T的保持力(其軸線方向上的滑動阻力)也是設定為小於筆頭部30的O環38所產生的滑動阻力。若如此構成,可使彈簧部7b進行緩衝作動而令筆頭部30的前端更輕易地與紙面接觸。再者,本實施形態的緩衝構件7的彈簧部7b的預設負荷是設定為小於筆芯保持具32保持筆芯T的保持力。若如此構成,可使彈簧部7b進行緩衝作動而令筆頭部30的前端更輕易地與紙面接觸。本實施形態的自動鉛筆1即使在緩衝構件7的彈簧部7b進行了緩衝作動令筆芯T已收容於筆頭部30內而筆頭部30的前端與紙面接觸的狀態下,亦可使與紙面接觸的筆頭部30藉由筆壓進一步後退,因此仍可進行筆芯T之書寫。
而,本實施形態的筆頭部30雖然是構造成藉由O環38與前方口3內周面的摩擦阻力而產生阻力,但其它實施形態中,亦可構造成藉由任
意彈簧的預設負荷來產生預定阻力,而於軸線方向上彈性支持筆頭部30。
接著,說明自動鉛筆1送出筆芯T的動作。在筆頭部30收納於前方口3內部的狀態下,內側筆芯套31的基端部31b會與筆芯保持具32的後端抵接。藉由從該狀態按下按壓鈕5的按壓操作,內側筆芯套31會與夾頭12之前進一起前進,使筆芯保持具32及筆頭部30從前方口3突出而呈圖1之狀態。以下說明圖1狀態中的按壓操作。
藉由按下按壓鈕5的按壓操作,筆芯管11、嵌合有夾頭環13的夾頭12及夾頭12所夾持的筆芯T可對抗夾頭彈簧15的彈力而前進。與前進之夾頭12抵接的內側筆芯套31也會被朝前方推壓,並對抗回復彈簧36的彈力而前進。當內側筆芯套31前進時,內側筆芯套31的基端部31b前面會與筆芯保持具32的後端抵接。如此一來,被內側筆芯套31的基端部31b所推壓的筆芯保持具32會與組裝於筆芯保持具32的筆頭部30一起前進,直到筆頭部30的鍔部與前方口3內周面的段部3d1抵接,並從前方口3朝前方突出。當夾頭12及夾頭環13移動一預定間隔時,夾頭環13的前端面會與前方口3的內周面上形成的段部3c的接觸面抵接,使夾頭環13從夾頭12的膨出部12c朝後方脫離。當夾頭環13脫離時,夾頭12的夾頭片會分別因彈性而朝徑方向外側打開而放開筆芯T。筆芯T會根據自動鉛筆1的每一次按壓操作而放開送出一預定的送出量,並在該位置被筆芯保持具32夾持。當放開按壓鈕5的按壓而夾頭單元自按壓操作放開時,會送出筆芯T並留在放開的位置,夾頭12及夾頭環13後退,並在筆芯T中較按壓操作前靠後方的位置夾持筆芯T。又,當夾頭單元自按壓操作放開而夾頭12及夾頭環13後退時,內側筆芯套31會被回復彈簧36彈性施壓而使其後端後退至靠近或抵接夾頭12的位置。
自動鉛筆1可在從筆頭部30突出一預定量之筆芯T的狀態下或筆頭部30收容有筆芯T之狀態下用於書寫。書寫中的筆壓會由筆芯T、夾持筆芯T的夾頭12及夾頭環13與緩衝構件7的套管部7a承受。作為緩衝彈簧的彈簧部7b會根據該筆壓而彈性變形,使筆芯T、夾頭12、夾頭環13及緩衝構件7的套管部7a相對於軸管本體2產生一朝後方後退的緩衝作動。當筆頭部30的前端與紙面接觸時,筆頭部30會因筆壓而對抗筆頭部30與前方口3的滑動阻力而朝軸線方向的後方後退。
具體而言,用圖3的緩衝行程與筆壓的關係線圖來說明。圖3中,在緩衝構件7以預定的預設負荷組裝於軸管內的狀態下,定義緩衝行程x(mm)為0。本實施形態中,上述預定的預設負荷實質上為0。且,在線圖上的A點,緩衝構件7的彈性是構造成筆壓為約48g而緩衝行程為約0.3mm,因此當筆壓為約48g時,夾頭單元會後退約0.3mm。同様如B點所示,緩衝構件7的彈性是構造成當筆壓為約180g時夾頭單元後退約0.6mm。在此,彈簧常數的斜率是以圖3關係線圖上的任意點的切線斜率來定義。本實施形態中,緩衝構件7的彈簧部7b的彈簧常數斜率是構造成緩衝行程x(mm)較小區域(例如0~未滿0.4mm)中的彈簧常數斜率小於緩衝行程x(mm)較大區域(例如0.4mm以上)中的彈簧常數斜率。具體而言,構造成例如A點的彈簧常數斜率為θ 1,B點的彈簧常數斜率θ 2,而θ 1<θ 2。故,作為該緩衝彈簧的彈簧部7b是設定為即使在遠小於通常筆壓(一般300g左右為標準)的負荷下亦可進行緩衝作動而產生預定的緩衝行程x(mm),另一方面,在接近通常筆壓的負荷下,相較於小於通常筆壓的負荷的區域則不易產生緩衝行程(也就是如同筆感較硬般)。本實施形態中,彈簧常數斜率會
與緩衝行程一同增加。藉由如此構成,可在較小筆壓下產生緩衝作動,且可控制緩衝行程不至於過大。此時,可獲得書寫觸感較軟且有確實手感的優異書寫感。而,其他實施形態中,亦可構造成例如彈簧常數斜率隨著緩衝行程增大而以一定比例單調遞增。此時,可更輕易地預測進行了緩衝行程時的緩衝彈簧的輸出。
如圖4A所示,若以自動鉛筆1繼續書寫,從筆頭部30前端突出的筆芯T會消耗磨損。此時,筆頭部30前端與紙面的接觸部30a會與紙面接觸。如此一來,筆芯T會與筆頭部30及筆芯保持具32一起從紙面承受一朝向軸線方向後方的力量(即筆壓)。當筆頭部30及筆芯保持具32承受筆壓時,筆頭部30及筆芯保持具32會對抗筆頭部30的O環38與前方口3內周面之間產生的阻力而後退。此時,由於內側筆芯套31是被回復彈簧36朝後方彈性施壓,因此會與筆頭部30及筆芯保持具32一起朝後方移動。同時,當筆芯T承受筆壓時,緩衝構件7的彈簧部7b會變形而使夾頭單元朝後方移動。換言之,當筆芯T承受筆壓時,夾頭12、夾頭環13、緩衝構件7的套管部7a及夾頭彈簧15與筆芯管11會朝後方移動。圖4B顯示筆芯T與筆頭部30及筆芯保持具32一起承受筆壓,而筆頭部30及筆芯保持具32或夾頭單元已朝後方移動的狀態。
當筆頭部30前端的接觸部30a從紙面離開時,緩衝構件7的彈簧部7b會因彈性而復原,使夾頭單元前進並回歸到原本位置。換言之,如圖4C所示,緩衝構件7的套管部7a前端會再次與前方口3內周面的段部3b抵接,夾頭12、夾頭環13、緩衝構件7的套管部7a及夾頭彈簧15與筆芯管11會回歸到與圖4A相同的位置。另一方面,筆頭部30及筆芯保持具32可保持在
圖4B所示之承受筆壓而後退的位置。當緩衝構件7的彈簧部7b如此復原時,緩衝構件7的彈簧部7b的輸出(利用彈性的復原力)會大於筆芯保持具32中保持筆芯T的力量,且對筆頭部30的前方口3的阻力會大於筆芯保持具32中保持筆芯T的力量。若如此構成,可在不進行自動鉛筆1的按壓操作下,使筆芯T從筆頭部30的前端突出。故,可提供一種1次按壓操作的可書寫距離較習知長的自動鉛筆1。為了在較短的緩衝行程內,如上述般不進行按壓操作下而使筆芯T從筆頭部30的前端突出作動,宜如本實施形態的緩衝構件7的彈簧部7b般,構造成彈簧常數斜率會與緩衝行程一起增加。
在以自動鉛筆1進行的文字等之書寫中,自動鉛筆1的前端(筆芯T或筆頭部30)會反覆地與紙面接觸或離開。本實施形態中,筆頭部30及夾頭單元會因低於筆壓許多的負荷而後退,當筆芯T及筆頭部30從紙面離開時,會將筆頭部30留在後退的位置,保持筆芯T的夾頭單元會朝前方回歸,因此即使不進行輸出自動鉛筆1之筆芯T的按壓操作,亦可用預定長度之筆芯T繼續書寫。此時可繼續書寫的筆芯T的預定長度,相當於從筆頭部30的突出限度(也就是筆頭部30的鍔部與前方口3的段部3d1抵接的位置)到筆頭部30的沒入限度(也就是筆頭部30沒入前方口3內,而筆頭部30的前端與前方口3前端大致呈同一面的位置)之長度。
為了使筆芯T及保持筆芯T的夾頭單元隨著筆頭部30之後退一起後退,緩衝構件7的彈簧部7b的預設負荷宜設定為低於筆頭部30在軸線方向上後退所伴隨的阻力。如前所述,彈簧部7b如圖3所示是構造成相對於緩衝行程之輸出為非線形,在緩衝行程較小區域減小彈簧常數斜率。本實施形態中,是如圖4A~圖4C所示進行較佳之作動,而可不須意識緩衝構件7
的彈簧部7b的作動,在書寫中自然地使筆芯T與筆頭部30一起後退,令筆芯T從筆頭部30露出。再者,由於在緩衝行程較大區域加大彈簧常數斜率,因此可在較短的緩衝行程範圍內,感受緩衝構件7的彈簧部7b筆壓帶來的緩衝效果。此時,可在筆芯T折損前,適度地使筆壓降低。
所謂緩衝行程較小區域,如前所述,在本實施形態中圖3的線圖前半部分的緩衝行程x(mm)為0~未滿0.4mm,而為了發揮上述效果,更佳者是定義為線圖前部的0~未滿0.2mm未滿,且最佳者是定義為線圖0mm的前端部或緩衝彈簧(彈簧部7b)的初動部。同様地,所謂緩衝行程較大區域,如前所述,在本實施形態中圖3的線圖後半部分的緩衝行程x(mm)為0.4mm以上,而為了發揮上述效果,更佳者是定義為線圖後部的0.6mm以上,且最佳者為線圖0.8mm的後端部或緩衝彈簧(彈簧部7b)的終動部。舉例言之,初動部之緩衝彈簧(彈簧部7b)的彈簧常數斜率可設定為小於終動部之彈簧常數斜率。或者,其他實施形態中,可藉由如上述定義的任意區域的彈簧常數斜率平均值,將緩衝彈簧構造成緩衝行程較小區域的彈簧常數斜率平均值小於緩衝行程較大區域的彈簧常數斜率平均值。此時,可使用包含了隨著緩衝行程增大而彈簧常數斜率會任意減少的區域部分的緩衝彈簧,使用多様的緩衝彈簧來構成較佳的自動鉛筆。
接著,將本發明實施形態中做為緩衝彈簧的彈簧部7b(緩衝構件7)的變形例顯示如下。
(變形例1)
圖5顯示變形例1的緩衝構件71。變形例1的緩衝構件71與圖2的本發明
實施形態的緩衝構件7同樣具有套管部71a、作為緩衝彈簧的彈簧部71b及凸緣部71c。彈簧部71b形成有一對長孔71b1、樑狀彈性部71b2、孔間支柱71b3。本變形例1中,為了使作為緩衝彈簧的彈簧部71b的輸出呈非線形的輸出,在圓筒面上形成有尖細懸臂樑狀的樑狀彈性部71b2。變形例1的緩衝構件71的彈簧部71b更包含複數個限制突起71b4,該限制突起71b4是從孔間支柱71b3朝透過軸線方向前方的長孔71b1相鄰的孔間支柱71b3突出。該限制突起71b4是配置成沿著軸線方向相鄰的限制突起71b4相互位於朝繞軸線的周方向旋轉90度的相對位置。
依據變形例1的緩衝構件7的彈簧部71b,即使彈簧部71b受壓縮而長孔71b1在軸線方向上縮小,由於限制突起71b4會與限制突起71b4前端相對向的部位(變形例1中的孔間支柱71b3)抵接,因此不會因長孔71b1縮小而使在軸線方向上相鄰的樑狀彈性部71b2相互碰觸。如此一來,藉由形成限制突起71b4來作為在彈簧部71b(緩衝彈簧)的軸線方向上延伸的突起,可防止因包含彈簧的碰觸(也就是樑狀彈性部71b2相互間的碰觸)的過大緩衝行程作動所造成的彈簧部71b性能降低。
而,若使用變形例1的緩衝構件71,可將圖1所說明的因本實施形態的軸管本體2內周面的段部2b1與緩衝構件7的凸緣部7c抵接而造成的彈簧部7b壓縮限制加以省略來使機構簡化。
(變形例2)
圖6顯示變形例2的緩衝構件72。變形例2的緩衝構件72是將圖2所示本實施形態的緩衝構件7的彈簧部7b加以變更者。變形例2的緩衝構件72具有
大致圓筒形的套管部72a、作為緩衝彈簧的彈簧部72b及凸緣部72c。變形例2的彈簧部72b是作成螺旋狀的樹脂彈簧而產生軸方向的彈力。如上所述,只要將作為緩衝彈簧的彈簧部的輸出構造成非線形的輸出,亦可作成如本變形例2的緩衝構件72般設計性優異的緩衝構件。此時,亦可任意地變更彈簧部的形狀(如徑方向的厚度等),使彈簧部的輸出呈非線形的輸出。
(變形例3)
圖7顯示變形例3的緩衝構件73。變形例3的緩衝構件73是將圖2所示本實施形態的緩衝構件7的彈簧部7b加以變更者。變形例3的緩衝構件73具有大致圓筒形的套管部73a、作為緩衝彈簧的彈簧部73b及凸緣部73c。
彈簧部73b具有前側圓筒部73b1及後側圓筒部73b2。在前側圓筒部73b1與後側圓筒部73b2之間,形成連接兩者的2條扭轉彈簧73b3,使其相對軸方向朝斜向延伸。當對軸線方向施加壓縮力時,緩衝構件73的前側圓筒部73b1與後側圓筒部73b2會在繞軸線的周方向上相對地朝相反方向旋轉而將扭轉彈簧扭轉,使其沿著軸線方向壓縮而產生彈力。
以上,已說明本發明的實施形態及變形例,但本發明並不受以上實施形態及變形例所限制,可用各種態様來實施。例如,本實施形態中是以樹脂材料來將套管與緩衝彈簧一體形成,但亦可將套管部7a與彈簧部7b個別形成。且此時,亦可將緩衝彈簧換成金屬製的線圈彈簧等各種彈性構件。
1:自動鉛筆
2:軸管本體
2a:母螺紋部
2b:肋部
2b1:段部
2c:突出部
3:前方口
3a:圓筒部
3a1:公螺紋部
3b:段部
3c:段部
3d:開口部
3d1:段部
4:橡皮擦固定部
4a:小徑部
4b:大徑部
5:按壓鈕
6:橡皮擦
7:緩衝構件
7a:套管部
7a1:環狀壁
7b:彈簧部
7c:凸緣部
T:筆芯
11:筆芯管
12:夾頭
12a:基部
12b:樑狀部
12c:膨出部
13:夾頭環
15:夾頭彈簧
30:筆頭部
30a:接觸部
31:內側筆芯蓋
31a:前方突出部
31b:基端部
32:筆芯保持具
32a:間隙
32b:保持部
36:回復彈簧
38:O環
71:緩衝構件
71a:套管部
71b:彈簧部
71b1:長孔
71b2:樑狀彈性部
71b3:孔間支柱
71b4:限制突起
71c:凸緣部
Claims (10)
- 一種自動鉛筆,其特徵在於包含有:筆芯;夾頭單元,可夾持前述筆芯;緩衝彈簧,可彈性支持前述夾頭單元而使其可藉由筆壓後退;以及筆頭部,可將前述筆芯從外徑方向加以支持並在軸線方向上移動,前述自動鉛筆是構造成前述緩衝彈簧相對於緩衝行程之輸出為非線形,該緩衝行程較小之區域的彈簧常數斜率小於該緩衝行程較大之區域的彈簧常數斜率,前述緩衝彈簧之預設負荷低於前述筆頭部在軸線方向上後退所伴隨之滑動阻力,以及前述筆頭部保持前述筆芯的保持力設定為小於前述筆頭部的滑動阻力。
- 如請求項1之自動鉛筆,其中前述彈簧常數之斜率是構造成隨著前述緩衝行程增大會以一定比率來單調遞增。
- 如請求項1之自動鉛筆,其中前述緩衝彈簧之緩衝行程是限制在當前述筆芯從前述筆頭部之前端突出了與該緩衝行程相同之長度時,該筆芯不會因筆壓而折損之預定行程長度的範圍內。
- 如請求項1之自動鉛筆,其中前述緩衝彈簧是由樹脂材料形成,該緩衝彈簧之緩衝行程是限制在緩衝彈簧不會因壓縮而降低性能之預定行程長度的範圍內。
- 如請求項1之自動鉛筆,其中前述筆頭部與紙面接觸時的前述筆頭部的接觸部是曲面狀地形成圓角。
- 如請求項1之自動鉛筆,其中初動部之前述緩衝彈簧的彈簧常數斜率為小於終動部之彈簧常數斜率。
- 如請求項1之自動鉛筆,其中該緩衝行程較小之區域的彈簧常數斜率平均值小於該緩衝行程較大之區域的彈簧常數斜率平均值。
- 如請求項1之自動鉛筆,其中當對軸線方向施加壓縮力時,前述緩衝彈簧的前側圓筒部與前述緩衝彈簧後側圓筒部會在繞軸線的周方向上相對地朝相反方向旋轉。
- 一種自動鉛筆,其特徵在於包含有:筆芯;夾頭單元,可夾持前述筆芯;緩衝彈簧,可彈性支持前述夾頭單元而使其可藉由筆壓後退;以及筆頭部,可將前述筆芯從外徑方向加以支持並在軸線方向上移動,前述自動鉛筆是構造成前述緩衝彈簧相對於緩衝行程之輸出為非線形,該緩衝行程較小之區域的彈簧常數斜率小於該緩衝行程較大之區域的彈簧常數斜率,以及其中,當前述緩衝彈簧復原到原本位置時,前述緩衝彈簧的輸出會大於前述筆頭部保持前述筆芯的保持力,且對前述筆頭部的滑動阻力會大於前述筆頭部保持前述筆芯的該保持力。
- 如請求項9之自動鉛筆,其中前述筆頭部與紙面接觸時的前述筆頭部的接觸部是曲面狀地形成圓角。
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