CN101585280B - 一种免削自动铅笔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种免削自动铅笔。包括笔壳、设置在笔尖部的带有出芯孔的铅笔芯夹持组件、铅笔芯、用于容纳铅笔芯的贮芯管、铅笔芯轴向推进机构和止退机构，其特征在于：所述铅笔芯由多段可分离的、一端呈锥形的铅芯段组成。由于本发明的免削自动铅笔的铅笔芯由多段相同的铅芯段组成，每段铅芯段均为前段呈锥形的柱体，所以每次换芯后无需再削尖铅笔芯。

Description

一种免削自动铅笔 

技术领域

本发明涉及一种免削自动铅笔。 

背景技术

自动铅笔由于能揿动出铅笔芯，可长时间连续书写，节约时间，使用方便，因而深受广大消费者喜爱，得到了广泛的使用。特别是这类铅笔只要补充入铅笔芯后就可重复使用，同时不像传统铅笔那样需消耗木材，因此更是符合环保的理念。随着需求的变化，技术的发展，还开发出免削自动铅笔，使用更加方便。如在专利号为96224916.5，名称为《自动免削笔具》，于1997年10月15日公告的发明专利中公开的一种自动免削笔具，它由一外管、一内管、一弹簧、一弹性簧片组成，外管由后外管和前外管构成，内管前部穿过弹簧，从外管后部进入后外管，内管前部装配弹性簧片，通过后外管的阳螺纹与前外管的阴螺纹相旋接，内管中央有一内管中央孔道，用来装填笔芯，内管前端有一夹持部，夹持部沿内管外璧有一沟槽，沟槽前半部完全贯穿内管外璧，在沟槽尾端的内管本体上，有一与内管为一体的凸环，内管尾端有一尾部，尾部中央有一补充孔道，与内管中央孔道贯通。该自动免削笔具的笔芯在书写时，由于受簧片本体的支持，故书写时不致回缩，且因尾部的挡芯片的作用，笔芯不致因外管的倒置而漏失。使用者欲更换笔芯时，首先加压于尾部，使内管突出于外管，此时簧片本体会顺着沟槽上提，而离开旧笔芯的尾端，使更新笔芯可以下滑，然后使用者放松尾部，内管因弹簧的作用而回复至原有位置，簧片本体亦顺着沟槽返回原位，使簧片本体抵住更新笔芯之尾部，向前将旧笔芯推出内管，完成笔芯更换。这种自动免削笔具虽然解决了自动铅笔的免削的问题，结构也较简单，但也存在着一些缺陷，如：1、换芯时，内管要有好长的一节突出于外管，与传统的自动笔区别较大，使用者不易接受；2、书写时，笔芯是靠簧片本体的端部顶住防止后退，所以笔芯受力不均匀，同时由于簧片本体具有一定的弹性，会导致书写时笔芯不稳；3、该笔在换芯过程中，首先加压于尾部，使内管突出于外管，此时簧片本体会顺着沟槽上提，而离开旧笔芯的尾端和内管的内孔使更新笔芯可以下滑，然后使用者放松尾部，内管因弹簧的作用而回复至原有位置，簧片本体亦顺着沟槽返回原位，使簧片本体抵住更新笔芯之尾部，向前将旧的笔芯推出内管，完成笔芯的更换动作。但长期使用会使内管的内孔磨损变大，当内管突出于外管时，内管前端的夹紧力将完全消失，导致更新笔芯与旧笔芯一起滑出内管前端，换芯失败。同样道理，对笔芯的直径一致性要求也比较高，不能有太大的误差，适应性有限。 

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种换芯可靠、书写稳定、笔芯适应性更广、使用寿命更长的免削自动铅笔。 

为实现上述目的，本发明公开了一种免削自动铅笔，包括笔壳、由多段可分离的且一端呈锥形的铅芯段组成的铅笔芯、用于容纳铅笔芯的贮芯管、铅笔芯轴向顶出式推进机构和止退机构，所述顶出式推进机构包括一个露在笔壳外的推压件及与推压件联动的顶出件，所述顶出件在出芯过程中至少有一段行程是进入贮芯管中顶在铅芯段锥形端相对的另一端上，其特征在于：所述贮芯管外壁和笔壳内壁之间分别设有卡位结构将贮芯管轴向定位地设置在笔壳中，在笔尖部设置带有出芯孔的铅笔芯夹持组件，所述贮芯管的中心线与出芯孔中心线重合，所述贮芯管内孔与出芯孔对接组成铅笔芯通道，所述铅笔芯通道中设有一处通道截面略小于铅芯段后端截面且可弹性扩张的卡口构成止退机构，即所述贮芯管的前端内孔成锥形，内孔口直径略小于铅芯段直径，贮芯管前端的内孔口设有若干条轴向切槽构成止退机构。 

与现有技术相比较，由于本发明的免削自动铅笔，贮芯管中设有一处截面略小于铅芯段后端截面且可弹性扩张的卡口构成止退机构，换芯时由于斜面作用而弹性扩张让铅芯段通过，书写时铅芯段的后端是顶在卡口上，因此非常稳定可靠，绝对不会后缩，换芯时也没有内管突出。此外，笔尖处的铅笔芯夹持组件即使在换芯时也始终保持有夹紧力，因此更新笔芯不会与旧笔芯一起滑出，对笔芯的适应性也更广，并且不怕铅笔芯夹持组件出芯孔磨损变大，使用寿命更长。 

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。 

附图说明

附图1为本发明具体实施例结构剖视图； 

附图2-5为本发明换芯过程分步局部剖视示意图； 

附图6为局部放大示意图； 

附图7、8为滑推式顶出式轴向推进机构具体实施例结构剖视图； 

附图9、10为侧按顶出式轴向推进机构具体实施例结构剖视图； 

附图11为滑套结构示意图； 

具体实施方式

如图1所示，免削自动铅笔包括笔壳、设置在笔尖部的带有出芯孔的铅笔芯夹持组件、铅笔芯、用于容纳铅笔芯的贮芯管、铅笔芯轴向推进机构和止退机构。笔壳由管状笔杆6和近似锥形的尖套4组成，铅笔芯由多段相同的铅芯段1组成，每段铅芯段1靠近书写端的一段呈锥形，其余部分为柱形，根据不同情况和使用场合可以有所不同，如铅笔芯的锥形部为楔形，柱形部为四楞柱体，方便在答题卡上使用。但最常用的是锥形部为圆锥体，柱形部为圆柱体。铅笔芯动配合容置于贮芯管中，铅芯段1的圆锥形端朝笔尖方向。免削自动铅笔中铅笔芯轴向推进机构可以是铅芯段1夹持式推进机构或顶出式推进机构。夹持式推进机构一般的结构是在贮芯管管壁上均匀设有两或三条轴向透槽，贮芯管外管壁上动配合套设有带有中心通孔的爪状夹紧头，夹紧头外设有与夹紧头外表面成斜面配合、且可轴向相对移动的锁紧件，爪状夹紧头的爪指数与透槽相同，爪指头动配合伸入与透槽中夹住铅芯段1柱面上，按压件与夹紧头联动设置，同时还设有弹性部件使锁紧件与夹紧头弹性挤压接触。在按压件上加揿动力，夹紧头和被夹住的铅笔芯一起向前产生一个铅芯段1长度的位移后脱离锁紧件，这时夹紧头在自身的弹力作用下爪片分开，在弹性部件作用下回位。这种方式结构较复杂，笔壳的直径也将会较粗。 

本具体实施例中采用尾端按压顶出式推进机构，具有结构简单工 作可靠的特点。尾端按压顶出式推进机构包括一个露在笔壳尾端外的推压件及与推压件联动的顶出件及其复位弹簧9，顶出件前端具有一个在复位弹簧9作用下回位的书写位置和在外力推压推压件到位后的出芯位置，顶出件在出芯过程即顶出件前端从书写位置移动至出芯位置过程中至少有一段行程是进入贮芯管中顶在铅芯段1锥形端相对的另一端上。其中贮芯管可以是一体的，也由一段中空的内杆5和一段部分插入内杆5中的中空落芯管10连接而成以方便生产，总长度基本与笔壳内腔长度相配。内杆5外壁和笔壳的笔杆6内壁之间分别设有卡位结构将内杆5轴向定位地设置在笔壳中，防止出芯过程中贮芯管移动导致出芯定位不准。内杆5内孔的中心线与铅笔芯夹持组件的出芯孔的中心线重合，内杆5内孔的前端与出芯孔相对接，可以略有间隙，但要保证铅芯段1能顺利进入铅笔芯夹持组件的出芯孔，如图6所示，卡位结构可以是环筋12与环槽13的配合，内杆5和落芯管10内径最好是相同并且与铅笔芯间隙配合。在构成贮芯管的内杆5和落芯管10外动配合套设有管状揿动杆8，所述揿动杆8中的内杆5上套设有螺旋弹簧构成复位弹簧9，螺旋弹簧两端分别抵在内杆5端面和揿动杆8内壁的肩阶上，贮芯管由两段插接而成可以方便复位弹簧9的设置。揿动杆8的尾端上设有帽形揿头11，揿头11端部从笔杆6的后端露出构成推压件。导槽14可以设置在内杆5管壁的中部，但导槽14最好是设置在内杆5管壁的前端，这是为了保证能将贮芯管内的铅笔段用完，导槽14由宽度与顶出件相配(间隙配合)且与铅笔芯通道相通的轴向切槽构成，顶出件由出芯簧7构成，出芯簧7为条状金属片，沿轴向设置在内杆5外，尾端固定插在揿动杆8的前端上，出芯簧7前端向内杆5弯折，顶出件前端具有一个在复位弹簧9作用下的书写位置和在外力按压推压件即揿头11后的出芯位置，导槽处在出芯簧前端的位移轨迹中，出芯位置处于贮芯管前端出口与铅笔芯夹持组件的出芯孔口之间，导槽14长度介于一倍和两倍的铅芯段1长度之间为宜，以保证换芯时出芯簧7前端均能顶在铅芯段1的后端将其完全从内杆5顶出至铅笔芯夹持组件中心孔中，并且每次只顶出一段。为了保证让出芯簧7前端在推进过程中能准确进入导槽14，本具体实施例中在内杆5的外表面导槽14的上方设有与导槽14相连接的轴向浅槽构成导向槽15，并使出芯簧7前端的书 写位置处于导向槽15中。为了书写可靠，特别是用较大力书写时更加可靠和延长使用寿命，在铅笔芯通道中设有一处通道截面略小于铅芯段1后端截面且可弹性扩张的卡口构成止退机构，铅芯段1的后端面可以自然地抵靠在贮芯管的的卡口上，可以防止书写时铅笔芯后缩，且不存在弹性部件的疲劳问题，延长了免削自动铅笔的使用寿命。止退机构可以有不止一种的结构，其一如本具体实施例中图2所示，将内杆5的内孔前端成锥形，出口略小于铅芯段1直径，出口的杆壁上设有若干条轴线切槽使出口可弹性扩张，而在不受力的情况下内杆5内孔前端的出口直径保持小于铅芯段1直径，防止处在铅笔芯夹持组件中的铅芯段1后缩。铅笔芯夹持组件由夹头2和夹头弹簧3组成，夹头2外壁要设有圆锥斜面，中心设有出芯孔，外壁前段设有若干条轴向切槽使得出芯孔在外力作用下可以有一定范围的收缩，夹头2外套设有夹头弹簧3，笔壳笔尖部设有与夹头2相配的容腔，夹头2和夹头弹簧3设置在容腔中，所述笔壳笔尖部设有与夹头外壁圆锥斜面相配的锥形面，所述夹头弹簧3两端分别抵在夹头2和容腔内壁上。在夹头弹簧3和斜面的作用下使得夹头2始终具有夹紧力。如图2所示，本具体实施例中，所述夹头2外形呈两节阶梯圆柱状，中心沿轴向同样最好设有两节阶梯圆柱孔，靠近笔尖的一节直径较小与铅芯段1相配构成出芯孔，后节直径与内杆5前端间隙配合供内杆5前端插入使内杆5内孔与出芯孔对接组成铅笔芯通道，出芯孔的长度要合适，最好是与铅芯段1的圆柱形部份长度相同或略小于，以保证内杆5前端是顶在最前面的即第一个铅芯段1的后端，夹头2前段外壁成前大后小的设有若干条轴向切槽使出芯孔具有一定的弹性，夹头弹簧3套设在夹头2的后段上，笔壳笔尖部即尖套4设有与夹头2相配的容腔，容腔内壁设有肩阶，夹头2和夹头弹簧3设置在容腔中，所述尖套4的容腔设有与前段外壁相配的锥形面，夹头弹簧3两端分别抵在夹头2和容腔内壁的肩阶上使夹头2具有一个内缩的力，通过夹头弹簧3的作用力及尖套4和夹头2前段的锥形面的相互作用夹紧铅笔芯。其二，止退机构还可以是在贮芯管即内杆5或落芯管10内壁上沿周向均匀设有若干个设有截面呈三角形的凸块，一般在3-5个为宜。凸块朝向笔尖的一面与内杆5或落芯管10的轴线垂直，该面距离最前方铅芯段1的尖端为铅芯段1长度的整数倍，另一面为斜面， 凸块两侧的管壁上设有轴向切槽使该处管壁具有一定的弹性。上述实施例中给出的尾端按压式推进机构由于采用了在设有导槽的贮芯管外动配合套设有管状揿动杆，在揿动杆上固定构成顶出件的出芯簧的方式，笔壳管壁外没有外凸的元件，因此外观简洁美观，同时笔壳的直径也可以做得比较小。 

顶出式推进机构除了上面给出的尾端按压式外，还可以有滑推式和侧按式两种。 

如图7、8所示，滑推式顶出式推进机构中，贮芯管可以由单独的一根管件如内杆5组成，导槽14设置在内杆5的管壁上，导槽14长度介于一倍和两倍的铅芯段1长度之间，笔杆6上对应位置上设有推钮滑槽17，推钮18可滑动地设置在推钮滑槽17上，推钮滑槽17长于导槽14，所述推钮18上设有朝向内杆5的、可弹性伸缩、截面呈三角形的凸块19构成所述顶出件，凸块19与导槽14成滑动配合，凸块19朝向笔尖的一面与内杆5的轴线垂直，另一面为斜面，导槽14处于凸块19滑动位移的轨迹上，内杆5上套设有螺旋弹簧构成所述的复位弹簧9，螺旋弹簧两端分别抵在推钮18和内杆5外壁的肩阶上。同样，为了保证让凸块19前端在推进过程中能准确进入导槽14，在内杆5的外表面导槽14的上方也可以设有与导槽14相连接的轴向浅槽构成导向槽15，并使凸块19前端的书写位置处于导向槽15中。 

如图9、10所示，在侧按顶出式推进机构中，贮芯管可以由单独的一根管件如内杆5组成，在如内杆5外壁上设有卡位结构轴向定位地设置在笔壳中，所述如内杆5的侧壁上设置有轴向导槽14，导槽14长度同样介于一倍和两倍的铅芯段1长度之间，如内杆5侧壁导槽14位置上间隙配合套设有滑套20，滑套20上设有与导槽14间隙配合的弹片201构成所述顶出件，所述弹片201靠近笔头端为自由端，另一端固定在滑套20上并呈向贮芯管中心倾斜，使自由端具有指向内杆5中心的弹力，笔壳对应位置上设有侧向按钮容腔，侧向按钮容腔以设置在滑套20上方即靠近笔壳尾端为宜，侧向按钮容腔中设置有侧向按钮21，侧向按钮21上端枢装在侧向按钮21容腔壁上构成 推压件，侧向按钮21的另一端即下端为自由端，侧向按钮21的枢装轴16与内杆5中心轴相垂直，侧向按钮21的自由端与滑套20远离笔尖的一端相抵，滑套20远离笔尖的一端呈斜面设置，所述内杆5外套设有螺旋弹簧构成所述的复位弹簧9，螺旋弹簧两端分别抵在滑套20靠近笔尖的一端和内杆5外壁的肩阶上。 

以尾端按压式顶出式推进机构的免削自动铅笔为例介绍其工作原理： 

如图2-4所示在复位弹簧9的弹力作用下，顶出簧7前端回缩在内杆5侧边的导向槽15内，铅芯段1在自重的作用下，落到前部，被内杆5前端卡住，此时下落的这根铅芯段1的后端部超出了顶出簧7前端(见图2)。需出(换)芯时，按动揿头11，其带动揿动杆8和顶出簧7一起向前走动(顶出簧固定在揿动杆8上)、此时顶出簧7的前端顶在已下落的铅芯段1的后端面上，在揿头11上的压力的推动下铅芯段1继续下移(此时内杆5前端被迫受挤张开，图3)当铅芯段1后端面完全超过内杆5的前端时，内杆5前端回弹至自然状态，端面顶在了铅芯段1后端面上(图4)。然后，放开手，在复位弹簧9的作用下，揿动杆8带动顶出簧7回退到内杆5的导向槽15里，完成一个出芯动作。而被顶出的铅芯段1因后端被顶住，侧面被夹头2夹住不会后退和掉落，即处于可书写状态，(如图5)。重复的揿动就达到了继续换芯的目的。 

Claims (9)

1.一种免削自动铅笔，包括笔壳、由多段可分离的且一端呈锥形的铅芯段组成的铅笔芯、用于容纳铅笔芯的贮芯管、铅笔芯轴向顶出式推进机构和止退机构，所述顶出式推进机构包括一个露在笔壳外的推压件及与推压件联动的顶出件，所述顶出件在出芯过程中至少有一段行程是进入贮芯管中顶在铅芯段锥形端相对的另一端上，其特征在于：所述贮芯管外壁和笔壳内壁之间分别设有卡位结构将贮芯管轴向定位地设置在笔壳中，在笔尖部设置带有出芯孔的铅笔芯夹持组件，所述贮芯管的中心线与出芯孔中心线重合，所述贮芯管内孔与出芯孔对接组成铅笔芯通道，所述铅笔芯通道中设有一处通道截面略小于铅芯段后端截面且可弹性扩张的卡口构成止退机构，即所述贮芯管的前端内孔成锥形，内孔口直径略小于铅芯段直径，贮芯管前端的内孔口设有若干条轴向切槽构成止退机构。

2.根据权利要求1所述的免削自动铅笔，其特征在于：所述贮芯管包括一段中空的内杆和一段部分插入内杆中的中空落芯管，所述内杆外壁和笔壳内壁之间分别设有卡位结构将内杆轴向定位地设置在笔壳中；所述内杆的前端内孔成锥形，内孔口直径略小于铅芯段直径，内孔口设有若干条轴向切槽构成止退机构。

3.根据权利要求1或2所述的免削自动铅笔，其特征在于：所述铅笔芯夹持组件由夹头和夹头弹簧组成，所述夹头外壁设有圆锥斜面，中心设有出芯孔，外壁前段设有若干条轴向切槽，夹头外套设有夹头弹簧，笔壳笔尖部设有与夹头相配的容腔，夹头和夹头弹簧设置在容腔中，所述笔壳笔尖部设有与夹头外壁圆锥斜面相配的锥形面，所述夹头弹簧两端分别抵在夹头和容腔内壁上。

4.根据权利要求1或2所述的免削自动铅笔，其特征在于：所述贮芯管的管壁上设有宽度与顶出件相配且与铅笔芯通道相通的透槽构成的导槽，所述贮芯管外动配合套设有管状揿动杆，所述揿动杆中的贮芯管上套设有螺旋弹簧构成的复位弹簧，螺旋弹簧两端分别抵在贮芯管外壁及揿动杆内壁上设有的肩阶上，揿动杆的尾端上设有帽形揿头，揿头从笔壳尾端露出构成推压件，所述顶出件由出芯簧构成，出芯簧为条状金属片，尾端固定在揿动杆上，出芯簧前段向内杆弯折，所述导槽处在出芯簧前端的位移轨迹中。

5.根据权利要求3所述的免削自动铅笔，其特征在于：所述贮芯管的管壁上设有宽度与顶出件相配且与铅笔芯通道相通的透槽构成的导槽，所述贮芯管外动配合套设有管状揿动杆，所述揿动杆中的贮芯管上套设有螺旋弹簧构成的复位弹簧，螺旋弹簧两端分别抵在贮芯管外壁及揿动杆内壁上设有的肩阶上，揿动杆的尾端上设有帽形揿头，揿头从笔壳尾端露出构成推压件，所述顶出件由出芯簧构成，出芯簧为条状金属片，尾端固定在揿动杆上，出芯簧前段向内杆弯折，所述导槽处在出芯簧前端的位移轨迹中。

6.根据权利要求1或2所述的免削自动铅笔，其特征在于：所述贮芯管外壁上设有卡位结构轴向定位地设置在笔壳中，所述贮芯管的管壁上设有与铅笔芯通道相通的透槽构成的导槽，所述导槽成轴向设置在贮芯管的侧壁上，笔壳对应导槽的位置上设有轴向推钮滑槽，推钮轴向可滑动地设置在推钮滑槽上构成推压件，所述推钮上设有朝向贮芯管的、可弹性伸缩的凸块构成所述顶出件，所述贮芯管外套设有螺旋弹簧构成的复位弹簧，螺旋弹簧两端分别抵在推钮和贮芯管外壁的肩阶上。

7.根据权利要求3所述的免削自动铅笔，其特征在于：所述贮芯管外壁上设有卡位结构轴向定位地设置在笔壳中，所述贮芯管的管壁上设有与铅笔芯通道相通的透槽构成的导槽，所述导槽成轴向设置在贮芯管的侧壁上，笔壳对应导槽的位置上设有轴向推钮滑槽，推钮轴向可滑动地设置在推钮滑槽上构成推压件，所述推钮上设有朝向贮芯管的、可弹性伸缩的凸块构成所述顶出件，所述贮芯管外套设有螺旋弹簧构成的复位弹簧，螺旋弹簧两端分别抵在推钮和贮芯管外壁的肩阶上。

8.根据权利要求1或2所述的免削自动铅笔，其特征在于：所述贮芯管外壁上设有卡位结构轴向定位地设置在笔壳中，所述贮芯管的侧壁上设置有轴向导槽，贮芯管侧壁导槽位置上间隙配合套设有滑套，滑套上设有与导槽间隙配合的弹片构成所述顶出件，所述弹片靠近笔头端为自由端，另一端固定在滑套上，自由端的弹力指向贮芯管中心，笔壳对应位置上设有侧向按钮容腔，侧向按钮容腔中设置有侧向按钮，侧向按钮一端枢装在侧向按钮容腔壁上构成推压件，侧向按钮的另一端为自由端，侧向按钮的枢装轴与贮芯管中心轴相垂直，侧向按钮的自由端与滑套远离笔尖的一端相抵，滑套远离笔尖的一端呈斜面设置，所述贮芯管外套设有螺旋弹簧构成的复位弹簧，螺旋弹簧两端分别抵在滑套靠近笔尖的一端和贮芯管外壁的肩阶上。

9.根据权利要求3所述的免削自动铅笔，其特征在于：所述贮芯管外壁上设有卡位结构轴向定位地设置在笔壳中，所述贮芯管的侧壁上设置有轴向导槽，贮芯管侧壁导槽位置上间隙配合套设有滑套，滑套上设有与导槽间隙配合的弹片构成所述顶出件，所述弹片靠近笔头端为自由端，另一端固定在滑套上，自由端的弹力指向贮芯管中心，笔壳对应位置上设有侧向按钮容腔，侧向按钮容腔中设置有侧向按钮，侧向按钮一端枢装在侧向按钮容腔壁上构成推压件，侧向按钮的另一端为自由端，侧向按钮的枢装轴与贮芯管中心轴相垂直，侧向按钮的自由端与滑套远离笔尖的一端相抵，滑套远离笔尖的一端呈斜面设置，所述贮芯管外套设有螺旋弹簧构成的复位弹簧，螺旋弹簧两端分别抵在滑套靠近笔尖的一端和贮芯管外壁的肩阶上。

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