CN104853930B - 夹头构件和自动铅笔 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种夹头构件(31)，该夹头构件(31)包括：紧固件(11)，其为中空的大致圆筒形状的紧固件(11)，具有孔的直径在轴线方向上逐渐变化的锥形内表面(13)；和夹头(21)，其为具有分割为两部分或三部分的分割端部(23)的夹头(21)，分割端部(23)能够相对于紧固件(11)进出并且具有在进入到紧固件(11)内时与紧固件(11)的锥形内表面(13)相接触的锥形外表面(24)，其中，夹头(21)的分割端部(23)在紧固件(11)内闭合并保持了芯(10)时，夹头(21)的锥形外表面(24)的相对于夹头(21)的中心轴线的角度与紧固件(11)的锥形内表面(13)的相对于夹头(21)的中心轴线的角度大致相等。

Description

夹头构件和自动铅笔

技术领域

本发明涉及一种用于将自动铅笔的芯放出并保持的夹头构件。而且，本发明涉及一种包括该夹头构件的自动铅笔。

背景技术

为了将自动铅笔的芯放出并保持，以往以来使用了夹头构件。如日本特开2002－321493号公报所示，夹头构件包括夹头和紧固件(紧固环)。紧固件为中空的大致圆筒形状，具有沿轴线方向笔直的内表面。夹头的长度方向上的一侧的端部被分割开。该夹头的分割端部能够相对于紧固件进出并且具有在进入紧固件时与紧固件的内表面相接触的锥形外表面。如日本特开2012－158092号公报所示，典型的夹头的材料为金属或树脂。

在夹头因弹簧的作用力而进入紧固件内时，由于夹头的锥形外表面受到紧固件的内表面的阻力，因此，夹头的分割端部闭合并保持芯。在书写时，由于除弹簧的作用力以外笔压经由芯作用于夹头，因此，夹头的锥形外表面从紧固件的内表面受到更强的阻力。因此，由于夹头以更强的保持力保持芯，因此，能够防止在书写时芯进行移动。另外，公知的是，利用紧固件具有锥形内表面、夹头具有笔直的外表面的结构也能够获得同样的效果。

然而，即使在芯被夹头保持的状态下，在开始书写时，由于在笔压的作用下夹头与芯一起被压入到紧固件内，因此，芯潜入笔尖。该潜入量虽然为略微的量，但仍可能导致使用者的使用感劣化。因此，期望尽可能地使芯的潜入量接近零。另外，若向芯施加非常强的笔压，则由夹头保持着的芯相对于夹头滑出，而无法书写。而且，在本发明的说明中，如下所述，由于夹头保持芯的保持力为局部的，因而有时使芯破损。该现象称为芯的咬断。

夹头构件的这样的芯的潜入量、保持性以及抗破损性依赖于夹头的材质和大小。公知的是，刚性较高的金属夹头具有小于树脂夹头的芯的潜入量、和高于树脂夹头的芯的保持性及抗破损性。然而，金属夹头的材料费和加工费高于树脂夹头的材料费和加工费。因此，在使用金属夹头的情况下，难以提供廉价的自动铅笔。

另外，也公知通过增大用于保持芯的树脂夹头的分割端部来使树脂夹头的芯的潜入量、保持性以及抗破损性接近金属夹头的芯的潜入量、保持性以及抗破损性。然而，外形较大的树脂夹头无法使用于多色轴的自动笔芯或细轴的自动铅笔。

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的目的在于提供一种无论夹头的材质、大小如何芯的潜入量较小且芯的保持性和抗破损性较高的夹头构件。

用于解决问题的方案

在本发明的第一技术方案中，提供一种夹头构件，该夹头构件包括：紧固件，其为中空的大致圆筒形状的紧固件，具有孔的直径在轴线方向上逐渐变化的锥形内表面；和夹头，其为具有分割为两部分或三部分的分割端部的夹头，分割端部能够相对于紧固件进出并且具有在进入紧固件内时与紧固件的锥形内表面相接触的锥形外表面，其中，在夹头的分割端部在紧固件内闭合并保持了芯时，夹头的锥形外表面的相对于夹头的中心轴线的角度与紧固件的锥形内表面的相对于夹头的中心轴线的的角度大致相等。另外，所谓的夹头的分割端部在紧固件内闭合并保持了芯时，是指在芯的轴线方向与重力的方向一致时芯在重力的作用下不自夹头脱落的状态。

在本发明的第一技术方案中，优选的是，夹头由具有弹性的合成树脂构成。

在本发明的第一技术方案中，优选的是，紧固件的锥形内表面的轴线方向上的两端部构成为不与夹头的锥形外表面相接触。

在本发明的第一技术方案中，优选的是，紧固件的两端部构成为自夹头的锥形外表面沿径向分开。

在本发明的第二技术方案中，提供一种自动铅笔，该自动铅笔包括本发明的第一技术方案的夹头构件。

发明的效果

采用本发明，提供一种无论夹头的材质、大小如何芯的潜入量较小且芯的保持性和抗破损性较高的夹头构件。

以下，根据附图和本发明优选的实施方式的记载，应该能够进一步充分地理解本发明。

附图说明

图1是本发明的自动铅笔的侧剖视图。

图2是本发明的自动铅笔的侧剖视图。

图3是本发明的夹头构件的放大立体图。

图4是表示本发明的夹头的侧视图。

图5是表示本发明的夹头构件的侧剖视图。

图6是现有技术的夹头构件的局部侧剖视图。

图7是本发明的夹头构件的局部侧剖视图。

图8是现有技术的夹头构件的局部侧剖视图。

图9是表示芯的保持性试验的结果的图表。

图10是表示芯的抗破损性试验的结果的图表。

图11是表示芯的潜入量试验的结果的图表。

图12是保持了芯径较粗的芯时的夹头构件的局部侧剖视图。

图13是保持了芯径较细的芯时的夹头构件的局部侧剖视图。

图14是表示本发明的另一实施方式的夹头构件的局部侧剖视图。

图15是表示本发明的又一其他实施方式的夹头构件的局部侧剖视图。

图16是表示本发明的再一其他实施方式的夹头构件的局部侧剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明。另外，在附图中对相同的结构要素标注相同的附图标记。

最初参照图1和图2简单地说明在自动铅笔1中将芯10放出的构造。

图1和图2是本发明的自动铅笔1的侧剖视图。自动铅笔1具有可将芯10放出的结构，包括按动部2、芯壳3、紧固件11、夹头21、弹簧4以及保持体5。按动部2与芯壳3卡合。夹头21在长度方向上具有与芯壳3嵌合的嵌合端部22、和相对于紧固件11能够进出的分割端部23。如图4所示，夹头21的分割端部23构成为自紧固件11突出后打开。紧固件11以能够滑动的方式收容在笔杆6内。

在图1和图2中，自动铅笔内的紧固件11和夹头21的位置不同。在图1中，按动部2未被按压。在按动部2未被按压时，夹头21在弹簧4的作用下隔着芯壳3向按动部2侧施力。即，夹头21的分割端部23被紧固于(日文：締め込む)紧固件11内。此时，夹头21的分割端部23的外表面和紧固件11的内表面具有互补性的锥形形状，因此，夹头21的分割端部23受到紧固件11的阻力而闭合。因此，芯10能够被夹头21保持。

另一方面，如图2所示，在按动部2被按压时，该按压力经由芯壳3传递至夹头21。若按压力大于弹簧4的作用力，则夹头21与芯10和紧固件11一起前进。在夹头21的分割端部23从紧固件11突出时，由于分割端部23打开，因此，芯10能够被从夹头21释放。此时，芯10由保持体5保持。然后，在按动部2被放开时，夹头21的分割端部23因弹簧4的作用力而重新进入到紧固件11内，但由于芯10由保持体5保持因而不后退。通过反复按压按动部2，使芯10从笔尖依次放出。这样，夹头21与紧固件11协作而将芯10放出并保持。另外，如图1和图2所示，在本说明书中，将自动铅笔1的顶端即笔尖侧定义为自动铅笔1的“前”侧，将自动铅笔1的沿长度方向与自动铅笔1的笔尖相反的一侧定义为自动铅笔1的“后”侧。

接着，详细地说明本发明的夹头构件31。夹头构件31包括夹头21和紧固件11。

图3是本发明的夹头构件31的放大立体图。紧固件11具有中空的大致圆筒形状。作为紧固件11的典型的材料为黄铜。

图4是表示本发明的夹头21的侧视图。如图4所示，夹头21的长度方向上的一侧的端部23沿径向对称地分割为两部分。该夹头21的分割端部23能够相对于紧固件11进出，并且具有在进入紧固件11时与紧固件11的内表面相接触的锥形外表面24。锥形外表面24的相对于夹头21的轴线的角度α在夹头21的分割端部23紧固于紧固件11内时逐渐减小。在图3中，夹头21的分割端部23在紧固件11内闭合并保持着芯10。另外，夹头21的分割端部23还可以分割为三部分。

图5表示本发明的夹头构件31的侧剖视图。如图5所示，紧固件11具有孔的直径在轴线方向上逐渐变化的锥形内表面13。更具体而言，紧固件11的孔的直径在轴线方向上朝向后方去逐渐减小。该锥形内表面13的相对于紧固件11的中心轴线的锥角角度为约3°。另外，如图5所示，在本说明书中，将利用夹头21保持芯10的一侧定义为夹头构件31的“前”侧，将沿着夹头构件31的长度方向与利用夹头21保持芯10的一侧相反的一侧定义为夹头构件31的“后”侧。

如图5所示，在夹头21的分割端部23在紧固件11内闭合并保持有芯10时，夹头21的锥形外表面24的相对于夹头21的中心轴线的角度与紧固件11的锥形内表面13的相对于夹头21的中心轴线的角度大致相等。换言之，在夹头21的分割端部23在紧固件11内闭合并保持有芯10时，夹头21的锥形外表面24与紧固件11的锥形内表面13面接触。另外，如图5所示，夹头21的中心轴线与紧固件11的中心轴线相同。另外，在本说明书中，在夹头21的分割端部23在紧固件11内闭合并保持有芯10时是指，在芯10的轴线方向与重力的方向一致时芯10不在重力的作用下自夹头21脱落的状态。

以下，与现有技术相比较地说明本发明的夹头构件31。

图6是现有技术的夹头构件301的局部侧剖视图。图7是本发明的夹头构件31的局部侧剖视图。由于夹头构件301、31具有沿径向对称的形状，因此，为了简单化，在图6和图7中仅示出了夹头构件301、31的单侧。如图6所示，现有技术的紧固件101具有沿轴线方向笔直的内表面103。因此，在夹头201保持芯10时，夹头201的锥形外表面240与紧固件101的内表面103线接触。该情况下，由于夹头201与紧固件101之间的接触面积较小，因此，夹头容易与芯一起被压入到紧固件内，而使芯的潜入量变大。另外，由于因夹头201的锥形外表面240局部变形而可能引起夹头201的保持部250变形，因此，芯10的保持性降低。另外，由于来自紧固件101的阻力作用于芯10的局部，因此，芯10的抗破损性降低。另外，如图8所示，在夹头202的外表面204沿轴线方向笔直且紧固件102的内表面104为锥形形状的情况下也产生同样的问题。

另一方面，如图5和图7所示，本发明的紧固件11具有孔的直径在轴线方向上朝向后方逐渐减小的锥形内表面13。而且，夹头21的锥形外表面24的相对于夹头21的中心轴线的角度与在夹头21的分割端部23闭合并保持有芯10时的紧固件11的锥形内表面13的相对于夹头21的中心轴线的角度大致相等。因此，在夹头21保持芯10时，夹头21的锥形外表面24与紧固件11的锥形内表面13面接触。该情况下，由于夹头21与紧固件11之间的接触面积较大，因此，夹头难以与芯一起被压入紧固件内，而使芯的潜入量减小。另外，由于来自紧固件11的内表面的阻力被分散，因此，夹头21的锥形外表面24的局部的变形降低，进而夹头21的保持部25的变形降低。由此提高芯10的保持性。而且，由于来自紧固件11的内表面13的阻力均匀地作用于芯10，因此，能够提高芯10的抗破损性。

以下，表示使用了现有技术的夹头构件和本发明的夹头构件的、关于芯的保持性、抗破损性以及潜入量的三个试验的结果。在试验中，使用了现有技术的三种夹头构件和本发明的夹头构件的合计四种样品。以下表中表示所使用的夹头构件的夹头的概要。

表1

	保持部长度：L(mm)	保持部厚度：T(mm)	材质
				样品1(现有技术)	2.3	1.0	POM(GF 25％)
样品2(现有技术)	3.5	1.4	POM
				样品3(现有技术)	2.35	0.9	黄铜
样品4(本发明)	2.3	1.0	POM

图5表示保持部长度L和保持部厚度T。样品1和样品2的夹头为现有技术的树脂(聚缩醛(POM))夹头，夹头和紧固件为图6所示的形状。另外，在作为样品1的夹头的材料的POM中填充有25％的玻璃纤维。样品3为现有技术的金属(黄铜)夹头，夹头和紧固件为图8所示那样的形状。样品4为本发明的树脂(聚缩醛)制夹头，夹头和紧固件为图7所示那样的形状。样品1、3、4的夹头具有相等的大小，样品2的树脂夹头大于其他的夹头。

芯的保持性试验

在该试验中，将从笔尖放出的芯按压在台秤上，测量出芯从夹头滑出的负荷(保持力)。针对每个按动次数进行了测量。图9是表示芯的保持性试验的结果的图表。在现有技术的夹头构件(样品1)中，在20N以下的保持力下芯自夹头滑出，随着按动次数增加，芯滑出的保持力下降。在其他的夹头构件(样品2～4)中，与按动次数无关，芯在25N的保持力下未自夹头滑出。根据该结果能够证明：尽管本发明的夹头构件(样品4)为夹头较小的树脂夹头，但仍具有较高的芯的保持性。另外，图9的图表的纵轴的保持力(N)表示仅由笔压施加于夹头的负荷，不包括由弹簧产生的作用力。因而，实际上向夹头施加了保持力加上由弹簧产生的作用力(约5N)而得到的负荷。

芯的抗破损性试验

在该试验中，将进入到紧固件内的夹头向后方拉伸，测量出芯破损时的负荷(保持力)。图10是表示芯的抗破损性试验的结果的图表。在现有技术的夹头构件(样品1)中，芯在20N的保持力下发生了破损。在其他的夹头构件(样品2～4)中，即使是在30N的保持力下芯也未发生破损。根据该结果能够证明：尽管本发明的夹头构件(样品4)为夹头较小的树脂夹头，但仍具有较高的芯的抗破损性。

芯的潜入量试验

在该试验中，将进入到紧固件内的夹头向后方拉伸，针对每个负荷(保持力)测量嵌装位置。嵌装位置是指，自夹头的顶端到紧固件的顶端为止的距离，在图5中由附图标记D表示。以负荷相当于弹簧作用于夹头的作用力的5N时的嵌装位置为基准值，将基准值与每个负荷的嵌装位置之间的差值作为芯的潜入量。芯的潜入是因保持了芯的夹头相对于紧固件潜入而产生的。图11是表示芯的潜入量试验的结果的图表。本发明的夹头构件(样品4)的芯的潜入量小于现有技术的夹头构件(样品1和样品2)的芯的潜入量。根据该结果能够证明：尽管本发明的夹头构件(样品4)为夹头较小的树脂夹头，但仍具有较小的芯的潜入量。

然而，所使用的在市场中出售的芯的粗细(芯径)不是始终恒定。典型的芯径的偏差为±0.02mm。在芯径比基准值细或粗的情况下，夹头11的锥形外表面24的相对于夹头11的中心轴线的角度自在夹头21的分割端部23闭合并保持了芯10时紧固件11的锥形内表面13的相对于夹头11的中心轴线的角度偏移。图12是保持了芯径较粗的芯20时的夹头构件31的局部侧剖视图。图13是保持了芯径较细的芯30时的夹头构件31的局部侧剖视图。为了简单化，在图12和图13中仅示出了夹头构件31的单侧。

如图12所示，在芯径较粗的情况下，夹头21的分割端部23的后部与芯20相接触，夹头21的锥形外表面24的前部与紧固件11的锥形内表面13相接触。此时，夹头21的锥形外表面24的相对于夹头21的中心轴线的角度自紧固件11的锥形内表面13的相对于夹头21的中心轴线的角度偏移。换言之，夹头21的锥形外表面24与紧固件11的锥形内表面13线接触。另一方面，如图13所示，芯径较细的情况下，夹头21的分割端部23的前部与芯30相接触，夹头21的锥形外表面24的后部与紧固件11的锥形内表面13相接触。此时，夹头21的锥形外表面24的相对于夹头21的中心轴线的角度自紧固件11的锥形内表面13的相对于夹头21的中心轴线的角度偏移。换言之，夹头21的锥形外表面24与紧固件11的锥形内表面13线接触。然后，该问题能够通过以下所述的本发明的特征解决。

本发明的夹头21由具有弹性的合成树脂构成。具有弹性的合成树脂例如为聚缩醛、尼龙、聚丙烯、聚乙烯等。由此，即使在芯径较粗或较细的情况下，夹头2通过适当地变形来配合紧固件11，因此，在夹头21的分割端部23闭合并保持了芯10时，夹头21的锥形外表面24的相对于夹头21的中心轴线的角度与紧固件11的锥形内表面13的相对于夹头21的中心轴线的角度大致相等。因而，根据本发明的夹头构件31，与芯径的偏差无关，能够获得较小的芯的潜入量及较高的芯的保持性以及抗破损性。

然后，若夹头21具有弹性，则有时产生紧固件11的锥形内表面13的轴线方向上的两端部的角与夹头21的锥形外表面24钩挂而使夹头21紧固不良的问题。该问题能够利用本发明的以下的结构解决。

图14表示本发明的另一实施方式的夹头构件32的局部侧剖视图。为了简单化，在图14中仅表示了夹头构件32的单侧。在该实施方式中，紧固件12的锥形内表面14的轴线方向上的两端部(前端部15和后端部16)构成为自夹头21的锥形外表面24沿径向分开。更具体而言，如图14所示，紧固件12的锥形内表面14的轴线方向上的两端部15、16以自夹头21的锥形外表面24沿径向分开的方式倒角为锥形形状。该倒角形状可以是R形状。根据该结构，能够防止紧固件12的两端部15、16的角与夹头21的锥形外表面24钩挂，进而能够防止夹头21的紧固不良。

图15表示本发明的又一其他的实施方式的夹头构件33的局部侧剖视图。为了简单化，在图15中仅表示了夹头构件33的单侧。在该实施方式中，夹头51的锥形外表面26的后端部构成为自紧固件41的锥形内表面43沿径向分开。另外，如图15所示，紧固件41的锥形内表面43的轴线方向上的前端部45以自夹头51的锥形外表面26沿径向分开的方式倒角为锥形形状。该倒角形状可以是R形状。根据该结构，能够防止紧固件41的两端部(前端部45和后端部46)的角与夹头51的锥形外表面26钩挂，进而能够防止夹头51的紧固不良。

图16表示本发明的再一其他的实施方式的夹头构件34的局部侧剖视图。为了简单化，在图16中仅表示了夹头构件34的单侧。在该实施方式中，为了在紧固(日文：締め込み)时使夹头52的锥形外表面27的后端部不与紧固件42的锥形内表面44的后端部48的角相接触，使紧固件42的轴线方向上的长度延长。另外，如图16所示，紧固件42的锥形内表面44的轴线方向上的前端部47以自夹头52的锥形外表面27沿径向分开的方式倒角为锥形形状。该倒角形状可以是R形状。根据该结构，能够防止紧固件42的两端部47、48的角与夹头52的锥形外表面27钩挂，能够进而防止夹头52的紧固不良。

以上，说明了本发明的几个较佳的实施方式，但本发明并不限定于该实施方式，在权利要求书的记载内能够施加各种修正和变更。例如，夹头可以不是树脂夹头而是金属夹头。另外，还可以将各实施方式相互组合地进行实施。

附图标记说明

1、自动铅笔；2、按动部；3、芯壳；4、弹簧；5、保持体；6、笔杆；10、20、30、芯；11、12、41、42、101、102、紧固件；13、14、43、44、锥形内表面；15、45、47、前端部；16、46、48、后端部；21、51、52、201、202、夹头；22、嵌合端部；23、分割端部；24、26、27、240、锥形外表面；25、250、保持部；31、32、33、34、301、302、夹头构件；103、104、紧固件的内表面；204、夹头的外表面。

Claims (3)

1.一种夹头构件，该夹头构件包括：

紧固件，其为中空的大致圆筒形状的紧固件，具有孔的直径在轴线方向上逐渐变化的锥形内表面；和

夹头，其为具有分割为两部分或三部分的分割端部的夹头，该分割端部能够相对于上述紧固件进出并且具有在进入到该紧固件内时与上述紧固件的锥形内表面相接触的锥形外表面，其中，

在上述夹头的分割端部在上述紧固件内闭合并保持了芯时，上述夹头的锥形外表面的相对于夹头的中心轴线的角度与上述紧固件的锥形内表面的相对于夹头的中心轴线的角度大致相等，

上述紧固件的锥形内表面的轴线方向上的两端部构成为不与上述夹头的锥形外表面相接触，

上述紧固件的锥形内表面的前端部被倒角，

上述夹头由具有弹性的合成树脂构成。

2.根据权利要求1所述的夹头构件，其中，

上述紧固件的上述两端部构成为自上述夹头的锥形外表面沿径向分开。

3.一种自动铅笔，其中，

该自动铅笔包括权利要求1或2所述的夹头构件。