CN102202909B - 含有滑动装配的端部件的书写工具 - Google Patents

Abstract

书写工具包括可变形的中空主体，该主体的长轴沿着中轴线(X)延伸直至一端，书写工具还包括端部件(20)，其具有管状部分(24)，该部分具有内表面(24c)，在该内表面上具有多个相同的突起的第一凸起部(27)，其适于在端部件通过其管状部分绕着中空主体端部啮合而进行装配时，使中空主体变形并与之啮合。管状部分(24)的内表面(24c)还包括多个突起的第二凸起部(28)，其高度径向地从内表面开始测量，该高度小于突起的第一凸起部(27)的高度，对第二凸起部的高度进行设计使得第二凸起部能够对由第一凸起部引起变形的中空主体施加压力。

Description

含有滑动装配的端部件的书写工具

本发明涉及一种含有中空主体的书写工具，端部件滑动装配在该中空主体上。举例来说，该书写工具可以是自动铅笔，包括内置铅芯容纳管，该容纳管上滑动装配有橡皮擦保持件，该橡皮擦保持件还用作为后部按钮，同时便于往铅芯容纳管内填充铅芯。

具体而言，本发明涉及一种书写工具，其包括沿着中轴线延伸到一端的可变形中空主体，以及包含管状部分的端部件，管状部分的内表面上设置有多个相同的、突起的第一凸起部，在所述端部件的装配过程中，该凸起部适于使该中空主体径向变形并与之啮合，所述端部件的装配是通过使其管状部分绕着所述中空主体的端部啮合而进行的。

这样的端部件的装配必须满足涉及两种类型的有时相互冲突的解决方法的限制，即，一方面要简化制造，使得能够降低生产的总成本，另一方面，还要使组件足够耐用，以避免使用者遭受到端部件发生不适当的脱离。

除非施加超出正常范围的过高拉力，通常不希望端部件发生脱离。这是为了避免使这个可以从书写工具的外壳上分离的端部件被丢失以及使其功能特性丧失，或者在书写工具为圆珠笔或毡毛笔的情况下造成污染。尤其是在自动铅笔的情况下，端部件通常构成容纳可互换橡皮擦的保持件，顶部具有保护性端盖。此外，这一组件还可用作为后部按钮。橡皮擦保持件装配在铅芯容纳管上，必须能够承受在移除橡皮擦端盖时以及将橡皮擦从保持件上抽出时，重复施加的拉力。

此外，对于生产而言，端部件具有与易于加工的模具相配合的形状是非常有利的，但最重要的是这一部件能可靠地快速地从模具中移出。随后，同样有利的是，考虑到所生产的中空主体及端部件具有不可避免的尺寸偏差，所以应使该部件可快速地生产，尤其是在自动化过程中。特别地，在书写工具为自动铅笔的情况下，构成中空部件的铅芯容纳管通常为挤压聚丙烯的按米制成的管子，并切割成预定的长度。它在外直径、内直径和径向弹性上可具有相对较大的变化。它的实质长度是指当压力施加到容纳管的自由后端时，它对屈曲相对敏感。

管状部分具有内凸起部，具体的为纵向肋的形式，该管状部分能够容易地被模压成型。为了在易于装配和所需的夹持力之间进行折衷，公知的是改变这些突起的凸起部的高度和数量。但是可以发现，凸起部的高度和数量很快达到限制值，超过这一限制值就很难完全滑动装配该端部件。此外，还发现即使对于准确给定尺寸的中空主体和端部件能够得到合适的保持力，该力在尺寸变化的情况下还是会快速减小，即使这种尺寸变化仍维持在工业生产中有效的范围内。

此外，文献JP10-203076A公开了一种针对橡皮擦保持件夹持在铅芯容纳管上的问题的解决方式，其包括提供一种插入到铅芯容纳管内部的突起的中间部分。但这里同样存在的是，装配选择和保持力很容易受到铅芯容纳管的内直径变化的影响。此外，这种类型的解决方式使得在实际操作中几乎不可能通过橡皮擦保持件中的孔插入铅芯而填充铅芯容纳管。

因此，在书写工具领域中需要对端部件在中空主体上的装配方式进行改进，具体的是在易于生产和为使用者提供较好的夹持质量之间达到折衷，同时还要能承受几何尺寸上的一些变化。

为此，本发明的目的是上述类型的橡皮擦保持件，其特征在于，管状部分的内表面上含有多个具有一定高度的突起的第二凸起部，该高度在径向方向上从所述内表面开始测量，该高度小于突起的第一凸起部的高度，并适于使所述第二凸起部对由第一凸起部导致变形的中空主体施加径向压力。

可以发现，突起的第二凸起部的存在基本上不会增加将管状部分滑动装配到给定中空主体自由端上时施加的力。另一方面，装配的夹持力增加了，且最重要的是，夹持力基本上作为中空主体非变形的外直径的函数，其变化很小。据估计，第二凸起部能够限制装配好的中空主体变形的整体尺寸，并还能够从由第一凸起部引起的变形中获益，从而产生额外的啮合区域，该区域将径向压力施加到变形的中空主体上。如图4中示意性地所示，三个或四个相对较高的突起的凸起部的存在使得这些凸起部之间形成变形的突出部。通过使用这些第二凸起部，如图5中示意性所示，中空主体的变形突出部与第二凸起部接触，限制了位于第一凸起部之间的突出部的变形幅度。可以推定，由此产生的额外支撑区通过增加摩擦力而提高了夹持力。但也有可能是，所获得的这一局部变形幅度较小，这种情况下中空主体的材料操作很大程度上在其弹性变形区内而很少在塑性变形区内。

此外，在一次或多次不适当的移除发生后，与现有技术中具有相同的第一凸起部的组件相比，夹持力衰减得没那么快。

在本发明优选的实施例中，还可以使用以下一个或其他的措施：

-多个第二凸起部在第一凸起部之间有规则地圆周形的分布；这是为了利用一个或多个第二凸起部阻挡由第一凸起部造成的各个变形突出部；

-各多个凸起部包括数量相同的第一和第二凸起部，优选地为三个或四个凸起部；

-第一和第二凸起部为向着中轴线突起的肋，并纵向地在管状部分的内表面上延伸；

-第一和第二凸起部为具有扁平顶峰的肋；得益于此，变形发生的同时还避免过度地局部集中，或甚至对中空主体的外表面造成损伤；

-肋靠近管状部分开口的一端为斜坡状，该肋在该管状部分的大部分上延伸；

-端部件具有对应于第一凸起部的顶峰之间的内接圆的第一直径，以及对应于第二凸起部的顶峰之间的内接圆的第二直径，所述第二直径比第一直径长2％-10％，优选地第二直径比第一直径长大约4％；第二凸起部的稍小高度足以保证第二凸起部不会过度增加所需装配力；

-中空主体的标称外直径大于第一直径，并优选地基本上等于第二直径，从而限制中空主体的变形；

-书写工具进一步包括外筒体，形成铅芯容纳管的中空主体设置于其中，端部件为通过滑动装配穿过外筒体后端开口的橡皮擦保持件，中空主体和端部件形成组件可一同移动，从而致动铅芯进给机构。

在对下面的非限定的示意性的实施例的描述中并参考附图，其他特征和优点将变得清晰，其中：

-图1为根据本发明的包括滑动装配到中空主体上的端部件的书写工具的纵向截面图；

-图2为图1中所示的端部件的放大视图；

-图3为图2中所示端部件截面的完整端部件的左视图；

-图4和5分别为中空主体在现有技术和本发明端部件中啮合的示意性横截面图。

相同的附图标记在不同的附图中表示相同或相似的部件。

图1显示了书写工具1的截面，其沿着中轴线在前端1a和后端1b之间延伸。更具体的，在通过示例所示的实施例中，书写工具为在后端1b具有橡皮擦组件2的自动铅笔。该自动铅笔1还包括构成大部分外部主体的外筒体3，以及位于前端1a处的具有铅芯通过路径的锥形头部4。在外筒体3内设置有铅芯进给机构5以及铅芯容纳管6。容纳管6在其前端6a处与铅芯进给机构5相连接，且其还具有后端6b，橡皮擦组件2采用后面将详细说明的方式装配到该后端6b上。容纳管6的前端6a优选为以不可分离的方式固定到铅芯进给机构5上，比如通过滑动装配到夹头的领状金属后端上。

铅芯进给机构5可以沿着中轴线X，抵住位于头部4内的内部止动件纵向地被压缩。公知的是，这是为了推进通过环部夹住铅芯的夹头，并使该夹头回复到未夹住的状态。

铅芯容纳管6为中空的主体，这里是由挤出的聚丙烯(PP)制成并切割成所需长度。在没有应力时，这个管具有柱状的内壁和外壁。铅芯容纳管的外直径必须小于大部分外筒体3的内直径，从而使铅芯容纳管能够在其中自由滑动。此外，以虚线表示的它的内直径必须足够大以容纳若干根铅芯，优选地至少三根铅芯。因此，容纳管6构成了中空主体，该主体具有基本上伸长的部分以及相当薄的薄壁。因而，它易于屈曲，但必须仍然足够坚固以传递使用者施加在橡皮擦组件2上的，特别是由拇指施加的压力，从而致动机构5并使铅芯前进。

橡皮擦组件2包括在图2和3中可见的橡皮擦保持件20、橡皮擦21和橡皮擦盖22。如在图2中可以更好地看到的，橡皮擦保持件20在其前部包括管状部分24。这个管状部分24容纳铅芯容纳管6的滑动装配的后端6b。这个管状部分24使得能够固定由这个保持件构成的端部件，且更为一般地说，橡皮擦组件2固定到自动铅笔1上。这个部分以及装配程序的特征将在此后进行详细说明，但在这里应该要注意的是，装配程序不仅适用于将橡皮擦保持件装配到铅芯容纳筒上，而且还可以用于其它自动铅笔部分或其他书写工具的装配。

更具体地，橡皮擦21容纳在杯状壳体25内。为了更好地保持住橡皮擦21并防止其转动，四个凸脊25a成角度地分布在壳体25的内缘上。脊25a都具有相同的V-状外形，其或多或少地刺入到构成橡皮擦21的材料中。橡皮擦盖22简单地装配到橡皮擦保持件20的外围间断面上。橡皮擦壳体25的基座25b由具有中心开口26的壁构成。在橡皮擦21移除时，这个开口26使得铅芯能够进入到铅芯容纳管6内。

前管状部分24具有内表面24c，其呈与中轴线X同轴的圆柱状。该圆柱状提高了其对径向应力的抵抗力，但这圆柱状不是绝对必要的。内表面比如可为六边形的外形。这个管状部分24在其啮合端具有开口24a。此外，在其后部由径向的壁24b对其进行限定，从而使得能够限定铅芯容纳管6的啮合深度。该壁24b还构成了橡皮擦壳体25的基座25b。

根据已知的方式，相同的第一凸起部27从内表面24c上突起，并构成了三个第一凸起部的第一系列。这些第一凸起部27向着中轴线X球状地延伸第一高度，该第一高度在径向上从内表面24c开始测量得到。这个第一高度确定的方式为，第一凸起部的顶峰之间形成的内接圆具有称之为第一直径的直径，在图3中以半径R1表示，它小于容纳管6的外直径。这个外直径对应于中空主体的标称直径，即，不发生任何变形时的直径。因此，当铅芯容纳管6滑动装配到管状部分24上时，它在与第一凸起部27接触的区域发生向内的径向变形。这产生摩擦力，从而对铅芯容纳管的后端6b上的橡皮擦保持件20提供一些夹持力。

内表面24c还包括向着中轴线X突起的第二凸起部28。这些第二凸起部28构成了三个第二凸起部的第二系列，优选地但不是必须的，这些凸起部是相同的。非常需要注意的是，每个第二凸起部都具有小于第一凸起部第一高度的第二高度。这个第二高度以这样的方式确定，至少在当容纳管6由第一凸起部27致使其变形时，容纳管6紧靠着第二凸起部28。

完全有可能的是，第二凸起部28具有第二高度，必要地该高度涉及与容纳管6的啮合。这种情况下，第二凸起部28的顶峰具有一定的高度，第二凸起部28之间的内接圆的直径，称之为第二直径并在图中以R2表示，该直径也小于容纳管6的标称外直径。然而，这个第二直径R2必须大于第一直径R1，即使只大百分之几，这是为了得到易于装配和橡皮擦保持件20的夹持力的综合效果。

举例来说，在第一凸起部27的高度为0.72mm，第一直径R1为3.08mm时能够得到满意的结果。而第二凸起部28的高度为0.6mm，第二直径R2为3.2mm，此外容纳管6的标称直径为3.2mm±0.1mm。显然，构成第二直径R2的第二凸起部28稍小的高度对于橡皮擦保持件20的夹持力会产生非常显著的影响，第二直径R2比第一直径R1长大约4％。第二直径R2比第一直径R1长2～10％的数值范围，对于制造容纳管6的大部分材料来说必定产生改进的效果。

这些改进的效果显然可以通过由第二凸起部28产生的封闭效应来进行解释，第二凸起部阻挡了由第一凸起部27导致的中空主体6的变形。如在图5中示意性地所示，第一和第二凸起部27，28之间的高度差被放大显示，在第一凸起部27之间形成的并在用来说明现有技术的图4中可见的变形的突出部，由于第二凸起部28的存在而被限制。这个中空主体6的变形，整体上基本变小了，据推测是限制了中空主体6的塑性变形而同时仍然能提供额外的接触区域。然而，第二凸起部28较低的高度意味着端部件20初始装配到中空主体6上不需要很大的力。此外，在有意移除端部件之后，即便是重复进行该再装配，装配端部件仍可以保持满意的夹持力。

如图3所示，数量与第一凸起部27相同的第二凸起部28，规则地分布在内表面24c的圆周上，并设置在第一凸起部27之间的中间位置上。因此，铅芯容纳管6的每个变形的突出部由第二凸起部28在相对于标称外直径的最大平移区域上被阻挡。然而也可以设想，相对于第一凸起部的第一系列的数量，限制第二凸起部的数量，或者还可以增加其数量。比如，能够在每个第一凸起部27之间提供两个第二凸起部28。

第一和第二凸起部27、28的第一和第二系列均包括三个凸起部。这个数量可以是四个，尤其是在中空主体6的外直径较大的情况下。尽管可以这样设想，但优选地是不要让这个数量降低到两个或增加到超过四个。

第一凸起部27和第二凸起部28，都是几乎在管状部分24的整个长度上纵向地延伸的肋的形式，但在靠近这个部分的开口24a处除外，在这个地方肋呈斜坡27a、28a的形式，以便于引入容纳管6。

构成第一和第二凸起部27、28的肋具有方形截面，甚至是长方形截面，其长边向着中轴线X定向。肋的该轮廓具有如下优点，其在圆周方向上产生了与铅芯容纳管6接触的相对扩展的接触表面，这在任何情况下都比三角形外形具有更扩展的接触表面。因此，能够避免对容纳管6外表面造成损伤，还表明，这种限制在局部产生的应力的布置能够在若干次装配后提高橡皮擦保持件20的夹持力。

通过对示意性示出的实施例的描述中可以理解到，突起的第一凸起的第一系列和突起的第二凸起部的第二系列的数量和形状是可变的，而这些变化仍然落入在从属权利要求所限定的本发明范围内，本发明权利要求包括端部件20的第二凸起部28在中空主体6上的作用，其在本质和强度上与第一凸起部27的作用稍有不同。

Claims (9)

1.书写工具，包括沿中轴线(X)延伸至一端的可变形的中空主体(6)，以及端部件(20)，该端部件包括具有内表面(24c)的管状部分(24)，在该内表面上具有多个相同的突起的第一凸起部(27)，这些凸起部适于在所述端部件的装配过程中，使中空主体(6)径向变形并与之啮合，该端部件的装配是通过端部件的管状部分绕着所述中空主体端部啮合来进行的，其特征在于，管状部分的内表面(24c)具有多个突起的具有一定高度的第二凸起部(28)，该第二凸起部的高度在径向方向上从所述内表面开始测量，该高度低于突起的第一凸起部(27)的高度，并适于使得所述第二凸起部对由第一凸起部引起变形的中空主体(6)施加径向压力。

2.根据权利要求1所述的书写工具，其特征在于，多个第二凸起部(28)规则地沿圆周形分布在第一凸起部(27)之间。

3.根据权利要求1或2所述的书写工具，其特征在于，各多个凸起部包括相同数量的第一和第二凸起部(27，28)。

4.根据权利要求1或2所述的书写工具，其特征在于，第一和第二凸起部(27，28)为向着中轴线(X)突起的肋，并在管状部分的内表面(24c)上纵向地延伸。

5.根据权利要求1或2所述的书写工具，其特征在于，第一和第二凸起部(27，28)为具有扁平顶峰的肋。

6.根据权利要求4所述的书写工具，其特征在于，肋(27，28)在靠近管状部分的开(24a)处具有斜坡状的端部(27a，28a)，并且肋在这个管状部分(24)的大部分上延伸。

7.根据权利要求1或2所述的书写工具，其特征在于，端部件(20)具有对应于第一凸起部(27)顶峰之间的内接圆的第一直径(R1)，以及对应于第二凸起部(28)顶峰之间的内接圆的第二直径(R2)，所述第二直径(R2)比第一直径(R1)长2％-10％。

8.根据权利要求7所述的书写工具，其特征在于，中空主体(6)的标称外直径大于第一直径(R1)。

9.根据权利要求1或2所述的书写工具，其还包括外筒体(3)，形成铅芯容纳管的中空主体(6)设置在该外筒体中，其中，端部件(20)为穿过外筒体(3)后端开口滑动装配的橡皮擦保持件，中空主体(6)和端部件(20)形成组件一起移动，从而致动铅芯进给机构(5)。

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