CN112721494A - 一种针管型弹簧笔头及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种针管型弹簧笔头及其加工工艺，包括：针管型球座体，其一端具有球座，另一端具有尾部缩口结构，还包括位于球座与尾部缩口结构之间的供墨通道，其中，球座包括4个支撑部，在4个支撑部之间形成4个油槽；球珠，可转动地设置在球座内部并从球座通过口部向笔头外突出而不外落；弹簧，其布置在供墨通道中，一端伸入球座而抵接球珠，另一端与尾部缩口结构抵接。相较于现有技术，本发明采用标准成型管材进行加工，工艺简化，提高生产效率；通过尾部缩口工艺对笔头弹簧进行固定，避免了弹簧安装过程中歪斜、脱落的问题，便于笔头和笔芯的装配；且通过4点打点加工工艺增加了笔头油槽数量，能够保证书写时，球珠受力均匀，出墨更加稳定。

Description

一种针管型弹簧笔头及其加工工艺

技术领域

本发明涉及圆珠笔及其制造领域，特别是涉及一种针管型弹簧笔头及其加工工艺。

背景技术

现有圆珠笔按照笔头类型可以划分为子弹头型和针管型两种，经过调查发现，虽然子弹头型笔头占据市场主流，针管型笔头却更受消费者欢迎，原因在于圆珠笔的使用者普遍更为喜欢较细的字迹，虽然字迹的粗细实际上取决于球珠的大小和出墨量的多少，但是针管型笔头纤细的外形会给消费者以潜在暗示，使用针管型笔头书写能够写出较细的笔迹。针对针管型笔头的加工，通常的方式是采用易切削型线材，通过精密仪器从三个方向在线材端口打点，形成球珠的碗座以限制球珠的位置，同时在打出的凸点间形成油槽，以便于球珠滚动带出油墨，完成书写过程。在现有技术中，专利CN104309358A、CN102873538A和CN102873539A都公开了类似的三点打点加工方式。

此外，圆珠笔按照使用方式还可分为固定式和活动式(俗称揿动式)两种结构，其中，固定式结构在不使用时会用笔套盖住笔头，笔套内部设置有一个硅胶球，硅胶球可将笔头尖端密封，达到使墨水不干涸的效果；活动式结构通过揿头连接笔杆内部的活动机构，基于揿头按动达到笔芯上下活动的效果，但活动式结构一般不含类似硅胶头的密封构件，不使用时笔头始终暴露于空气之中，墨水容易挥发干涸。为解决活动式结构存在的问题，出现了一种弹簧笔头的设计，即在笔头内部安装一根弹簧顶住球珠，相当于单向阀，不书写时依靠弹簧力使球珠与球座口边之间的间隙闭合，阻止空气进入笔芯、防止墨水外渗和挥发；书写时球珠压缩弹簧，书写压力大于弹簧顶珠力以打开球珠与球座口边之间的间隙，墨水受到重力作用流出，从而正常书写。专利JP71096/1993(CN1117280A)、JP349185/1995(CN1181037A)、JP160441/1996(CN1170669A)、KR8991/99(CN1274651A)都公开了类似的弹簧笔头结构。

针对针管型弹簧笔头，现有技术中公开的结构和加工工艺存在的主要问题为：针管型弹簧笔头内部空间极其狭窄，在安装弹簧过程中会出现弹簧歪斜安装或弹簧脱落的情况，现有加工工艺直接用易切削型线材加工，工艺复杂、浪费材料、制造成本较高，且3打点加工无法完全保证出墨的稳定性和书写的流畅性。

因此，有必要提出一种弹簧位置稳定、易于装配的针管型弹簧笔头及对应的能够提高加工效率和笔头质量的加工工艺。

发明内容

本发明目的在于提供一种针管型弹簧笔头及其加工工艺，使得针管型弹簧笔头结构在内部空间狭小的情况下，能够实现弹簧的安装位置稳定，便于装配，且提升笔头出墨的稳定性。

为达到上述目的，一方面，本发明提供一种针管型弹簧笔头，包括：

针管型球座体，其一端具有带口部的球座，另一端具有尾部缩口结构，针管型球座体还包括位于球座与尾部缩口结构之间的供墨通道，球座包括4个沿周向均匀间隔布置并相互对称地径向朝内突出的支撑部，在4个支撑部之间形成4个油槽；

球珠，其可转动地设置在球座内部并从球座通过口部向笔头外突出而不外落，球珠适于由4个支撑部支撑而使球珠与球座的口部边缘之间保持一定的轴向间隙和径向间隙；

弹簧，其设置在供墨通道中，弹簧的一端伸入球座而抵接球珠，另一端与尾部缩口结构抵接。

进一步地，针管型球座体采用标准成型管材加工而成。

进一步地，球珠直径为0.4～0.5mm。

进一步地，弹簧具有弹簧直线部、弹簧主体部和弹簧限制部，弹簧直线部穿过4个油槽中间而抵接球珠；弹簧主体部连接弹簧直线部与弹簧限制部；弹簧限制部与尾部缩口结构抵接配合，以将弹簧固定住，使弹簧不会后退或者脱落。

进一步地，弹簧直线部是一根沿弹簧的中心轴线延伸出的直线钢丝，长度为0.7～0.8mm。

进一步地，弹簧限制部绕成圆环状，外径为Φ0.5～0.52mm。

进一步地，弹簧采用直径为0.08～0.09mm的不锈钢丝制成，弹簧的外径为0.5～0.52mm。

进一步地，尾部缩口结构设置有倒角结构，以便于笔头和笔芯的定位安装。

进一步地，笔头的外部直径为0.8mm，总长度为6.55mm。

另一方面，本发明提供一种针管型弹簧笔头的加工工艺，以加工上述针管型弹簧笔头，包括以下工序：

步骤一、对针管型球座体的前端部分进行缩管加工以及倒角切削加工，以得到适合球珠旋转运动的管径；

步骤二、使用专用设备，配合4点打点模具，在针管型球座体的前端部分的外部并相对于球珠靠后侧的位置进行打点加工，以得到适于支撑球珠的4个支撑部，4个支撑部之间形成4个油槽；

步骤三、将球珠加入到球座内，通过支撑部对球珠进行支撑，沿球座端口边缘向着球珠收口加工，以包容球珠，从而形成球座，使得球珠被限制在球座内，且可以自由旋转；

步骤四、将弹簧加入到针管型球座体内，用塞规将弹簧下压之后，使用专用的旋压模具对针管型球座体的后端部分进行缩口加工，形成尾部缩口结构，从而对弹簧进行固定。

本发明相对于现有技术的有益效果在于：

1、本发明采用4点打点加工的工艺，在靠近球座处形成4个油槽，相较传统的3油槽设计，对球珠的支撑点从3个变成4个，书写时球珠受力更加均匀，也增强了油墨对球珠和支撑点的润滑作用，减少干磨的情况，降低球珠与球座的磨损度，能够保证书写流畅，出墨稳定均匀，达到较佳的书写效果；

2、由于4点打点加工形成4个油槽，相较传统的3油槽结构增加了一个油槽，使得各油槽之间的距离变小，保证弹簧的前端直线部能够顶住球珠的中心部分，不会歪斜而出现顶偏的情况；

3、本发明采用标准成型管材加工而成，相较于现有技术，简化了加工工艺，提高了生产效率，而且能够减少材料浪费，降低生产成本；

4、本发明采用尾端缩口结构对弹簧进行限位，相较于现有技术，在装配过程中能够保证对弹簧的限位，且避免了弹簧在笔头内的歪斜、脱落问题，易于定位安装。

附图说明

本发明的以上技术内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的技术方案的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1是根据本发明的一个实施例的针管型弹簧笔头的结构剖视图；

图2是表示笔头内球珠与球座之间的轴向间隙、径向间隙的示意图；

图3是笔头尾部缩口加工的示意图；

图4是对笔头进行4点打点加工的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 针管型球座体

2 球珠

3 弹簧

4 球座

5 供墨通道

6 尾部缩口结构

7 弹簧直线部

8 弹簧主体部

9 弹簧限制部

10 轴向间隙

11 径向间隙

12 油槽

13 旋压模具

14 塞规

15 支撑部

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本发明所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

本文中涉及的“前”、“后”、“内”、“外”、“轴向”和“径向”等方位用语，是参照笔头本身的结构和使用习惯而使用的，参照附图通过以下的描述可以更清楚地理解。

下面参照附图详细描述根据本发明的针管型弹簧笔头及其加工工艺的优选实施例，其中，图1示出了本发明的根据一实施例的针管型弹簧笔头的结构剖视图，图2示出了本发明的根据一实施例的针管型弹簧笔头内球珠与球座之间的轴向间隙、径向间隙的示意图，图3示出了本发明的根据一实施例的笔头尾部缩口加工的示意图，图4示出了本发明的根据一实施例的对笔头进行4点打点加工的示意图。

如图1所示，在该实施例中，针管型笔头外形近似圆柱形，其直径约为0.8mm，长度约为0.65mm，包括：针管型球座体1、球珠2以及弹簧3。

针管型球座体1为圆柱形，可采用外径为Φ0.8mm的不锈钢标准成型管材，通过切断加工而成。针管型球座体1的一端(前端)设置有球座4，球座4通过旋压加工及4点打点加工而成，成型后的球座4沿周向均匀间隔设置有4个相互对称地径向朝内突出的支撑部15，在这些支撑部15之间形成4个油槽12；另一端(后端)设置有尾部缩口结构6，尾部缩口结构6通过尾部缩口加工成碗口状，起到限制固定笔头内弹簧的作用；针管型球座体1还包括形成于球座4与尾部缩口结构6之间的供墨通道5，供墨通道5的一端(前端)与球座4的油槽12连通，以促进油墨均匀顺畅地流动。

球珠2布置在球座4内部并从球座4向笔头外突出，球珠2能够在球座4中转动，且不会从中脱落。球珠2可采用碳化钨材料加工而成，直径为Φ0.4～0.5mm。在球珠2放入球座4内后，通过旋压加工使得球座4的口部边缘紧贴球珠2表面向中心弯曲变形来包围球珠，此时，球座4的口部边缘在发生塑性形变的同时，也会有微量的弹性形变，使得球珠2与球座4的口部边缘之间保持一定的轴向间隙10和径向间隙11。

弹簧3可采用直径为0.08～0.09mm的不锈钢丝制成，弹簧外径仅为0.5～0.52mm，以确保能顺利放置在笔头内。在本实施例中，弹簧可采用直径为Φ0.09mm的不锈钢丝加工而成，包括前端弹簧直线部7、中间弹簧主体部8和后端弹簧限制部9。弹簧直线部7是一根沿弹簧的中心轴线延伸出的直线形钢丝，该钢丝穿过经由4点打点加工形成的4个支撑部15的中间而抵接球珠2，其长度为0.7～0.8mm，以确保顶住球珠2的中心部分，并且弹簧力能控制在预想的标准范围内；弹簧主体部8连接弹簧直线部7与弹簧限制部9，以传导弹簧力；弹簧限制部9绕成外径为Φ0.52mm的圆环状，其与尾部缩口结构6抵接配合，以将弹簧固定住，使弹簧不会后退或者脱落。

如图2所示，在该实施例中，球珠2与球座4之间设置有轴向间隙10和径向间隙11，所述间隙可通过旋压加工和打孔加工而成。当弹簧3全部装入针管型球座体1并被尾部缩口结构6固定后，弹簧3因变形压缩产生轴向的弹簧力，进而推动球珠2向球座4的口部边缘的内侧靠紧，使得轴向间隙10和径向间隙11全部闭合，这样笔头内的油墨就不会挥发干涸，外部的空气也无法进入笔头内部；当笔头在书写时，球珠2受到书写压力的作用向远离球座4口部边缘的方向运动，使得轴向间隙10和径向间隙11全部打开，油墨可以通过供墨通道5经上述间隙流出而进行书写。

如图3所示，在该实施例中，将弹簧3加入到针管型球座体1内，用塞规14将弹簧3下压之后，使用专用的旋压模具13对针管型球座体1的尾部(后端部分)进行缩口加工，形成收口倒角结构，从而完成在针管型球座体1的尾部端口处的缩口加工，使得针管型球座体外壁向内弯曲，形成尾部缩口结构6。

如图4所示，在该实施例中，笔头端口可通过4点打点加工的方式对球珠2进行限位，即通过机械打点的方式在球座部分围绕球珠2进行周向4点打点，形成4个支撑部15和相应的4个油槽12，起到使球珠在书写时的支撑受力更均匀并使出墨更加均匀稳定的作用，此外，4油槽的设计会使得各油槽之间的距离变小，保证弹簧直线部能够顶住球珠的中心部分，不会出现顶偏的情况，使球珠受力更加均匀稳定，也增强了油墨对球珠和支撑点的润滑作用，减少了干磨的情况，降低了球珠与球座的磨损度。

本发明的针管型弹簧笔头在笔头外形纤细的同时，能够保证书写流畅，出墨稳定均匀，达到较佳的书写效果。

本发明上述实施例的针管型弹簧笔头可以通过以下工艺步骤来加工：

步骤一、对针管型球座体1的前端部分进行缩管加工以及倒角切削加工，以得到适合球珠2旋转运动的管径；

步骤二、使用专用设备，配合4点打点模具，在针管型球座体1的前端部分的外部并相对于球珠2靠后侧的位置进行打点加工，以得到适于支撑球珠2的4个支撑部15，4个支撑部15之间形成相应的4个油槽12；

步骤三、将球珠2加入到该前端部分内，通过支撑部15对球珠2进行支撑，沿球座4端口边缘向着球珠2收口加工，以包容球珠2，从而形成球座4，使得球珠2被限制在球座4内，且可以自由旋转；

步骤四、将弹簧3加入到针管型球座体1内，用塞规14将弹簧3下压之后，使用专用的旋压模具13对针管型球座体1后端部分进行缩口加工，形成尾部缩口结构6，从而对弹簧3进行固定。

这里基于的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种针管型弹簧笔头，包括：

针管型球座体(1)，其一端具有带口部的球座(4)，另一端具有尾部缩口结构(6)，所述针管型球座体(1)还包括位于所述球座(4)与所述尾部缩口结构(6)之间的供墨通道(5)，所述球座(4)包括4个沿周向均匀间隔布置并相互对称地径向朝内突出的支撑部(15)，在4个所述支撑部(15)之间形成4个油槽(12)；

球珠(2)，其可转动地设置在所述球座(4)内部并从所述球座(4)通过所述口部向笔头外突出而不外落，所述球珠(2)适于由4个所述支撑部(15)支撑而使所述球珠(2)与所述球座(4)的口部边缘之间保持一定的轴向间隙(10)和径向间隙(11)；

弹簧(3)，其设置在所述供墨通道(5)中，所述弹簧(3)的一端伸入所述球座(4)而抵接所述球珠(2)，另一端与所述尾部缩口结构(6)抵接。

2.根据权利要求1所述的针管型弹簧笔头，其特征在于：所述针管型球座体(1)采用标准成型管材加工而成。

3.根据权利要求1或2所述的针管型弹簧笔头，其特征在于：所述球珠(2)的直径为0.4～0.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的针管型弹簧笔头，其特征在于：所述弹簧(2)具有弹簧直线部(7)、弹簧主体部(8)和弹簧限制部(9)，所述弹簧直线部(7)穿过4个所述油槽(12)中间而抵接所述球珠(2)；所述弹簧主体部(8)连接所述弹簧直线部(7)与所述弹簧限制部(9)；所述弹簧限制部(9)与所述尾部缩口结构(6)抵接配合，以将所述弹簧(3)固定住，使所述弹簧(3)不会后退或者脱落。

5.根据权利要求4所述的针管型弹簧笔头，其特征在于：所述弹簧直线部(7)是一根沿所述弹簧(3)的中心轴线延伸出的直线钢丝，长度为0.7～0.8mm。

6.根据权利要求4所述的针管型弹簧笔头，其特征在于：所述弹簧限制部(9)绕成圆环状，外径为Φ0.5～0.52mm。

7.根据权利要求1或2所述的针管型弹簧笔头，其特征在于：所述弹簧(3)采用直径为0.08～0.09mm的不锈钢丝制成，所述弹簧(3)的外径为0.5～0.52mm。

8.根据权利要求1或2所述的针管型弹簧笔头，其特征在于：所述尾部缩口结构(6)设置有倒角结构，以便于所述笔头和笔芯的定位安装。

9.根据权利要求1或2所述的针管型弹簧笔头，其特征在于：所述笔头的外部直径为0.8mm，总长度为6.55mm。

10.一种针管型弹簧笔头的加工工艺，用以加工权利要求1-9的任一项所述的针管型弹簧笔头，其特征在于：包括如下加工工序：

步骤一、对所述针管型球座体(1)的前端部分进行缩管加工以及倒角切削加工，以得到适合所述球珠(2)旋转运动的管径；

步骤二、使用专用设备，配合4点打点模具，在所述针管型球座体(1)的所述前端部分的外部并相对于所述球珠(2)靠后侧的位置进行打点加工，以得到适于支撑所述球珠(2)的4个所述支撑部(15)，4个所述支撑部(15)之间形成4个所述油槽(12)；

步骤三、将所述球珠(2)加入到所述球座(4)内，通过所述支撑部(15)对所述球珠(2)进行支撑，沿所述球座(4)端口边缘向着所述球珠(2)收口加工，以包容所述球珠(2)，从而形成所述球座(4)，使得所述球珠(2)被限制在所述球座(4)内，且可以自由旋转；

步骤四、将所述弹簧(3)加入到所述针管型球座体(1)内，用塞规(14)将所述弹簧(3)下压之后，使用专用的旋压模具(13)对所述针管型球座体(1)的后端部分进行缩口加工，形成所述尾部缩口结构(6)，从而对所述弹簧(3)进行固定。

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