CN1131791C - 活接捅针及采用活接捅针的自来水笔 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是可用于自来水笔的活接捅针及采用活接捅针的明尖自来水笔。活接捅针由针[1]和配重块[2]组成，其特征在于：针[1]与配重块[2]之间的连接为活接。它具有自动调节方位的功能，易加工、易装配，可适用于各种含有捅针的自来水笔，并能使采用它的自来水笔集优异的出水性能和可靠的抗漏性能于一体。

Description

活接捅针及采用活接捅针的自来水笔

本发明所涉及的是经过改进的可用于自来水笔的捅针——活接捅针，以及采用该活接捅针的明尖自来水笔。

现有技术中国专利公告CN2179260Y号，CN2240436Y号所公开的实用新型含有捅针的自来水笔，是在传统自来水笔中增加了捅针，通过捅针的强制输水作用，使自来水笔的出水性能得到了提高，特别是对自来水笔的间歇书写性能的提高尤为显著。但它仍然存在以下不足：

1、捅针的针与配重块之间的连接为固接，这种连接结构的缺点在于：在捅针的加工工艺过程中，针与配重块固接后做为整体部件在随后的加工工序或装配工序中，其针很容易发生弯曲变形，而一旦发生弯曲变形后很难校正，不利于机械化大规模生产；固接捅针要求构成捅针的针和配重块的两个柱体的轴心线相互平行，同时也就要求针和配重块分别所在的两个运动轨道(如捅针孔与贮水腔)必须相互平行，而某些类型的明尖自来水笔，其装配后组合形成的捅针孔的轴心线与贮水腔的轴心线并不平行，在这种情况下，固接捅针会因受到附加阻力的作用而发生阻卡现象，导致捅针的功能不能得到发挥，虽然上述问题可以通过增大针与捅针孔之间的配合间隙得到缓解，但这样又会影响到笔的减压抗漏性能。

2、上述两个专利文献中所述的含有捅针的明尖自来水笔都没有涉及到减压抗漏问题，也没有涉及到有关减压抗漏的结构特征。众所周知，自来水笔的出水性能和减压抗漏性能是影响自来水笔使用的最基本的两项性能，并且这两项性能又是一对矛盾的对立统一体，既相互联系，又相互制约。传统不含捅针的明尖自来水笔的现有技术，是通过笔舌上的引水槽、储水槽、排气槽、呼吸槽等结构特征，以及笔舌、笔尖、笔项等之间的特定装配结构来解决出水和减压抗漏问题的，但该传统现有技术并不能完全适用于含有捅针的明尖自来水笔，还必须进行相关的改进。

本发明的目的在于解决上述现有技术之不足，提供一种经过改进的活接捅针，该活接捅针不但具有良好的加工工艺性和装配工艺性，而且针与配重块之间还具有自动调节方位的功能，使其运动更灵活，可用于各种含有捅针的自来水笔(包括针管绘图笔)。本发明同时还提供采用该活接捅针的明尖自来水笔，并通过对其笔舌、笔尖的改进，以及笔舌、笔尖、活接捅针、笔项等在装配状态下所组合形成的特定结构，使该种自来水笔在保持其优异的出水性能的基础上，其减压抗漏性能得到完善及提高，集优异的出水性能和可靠的减压抗漏性能于一体。

上述专利文献中所述捅针的现有技术为：捅针由一个形状为直形柱体的针和一个形状为直形柱体的配重块构成，这两个柱体的轴心线相互平行，但不重合，针与配重块之间的连接为固接。本发明的技术方案为：针与配重块之间的连接采用活接，并称其为活接捅针，该活接捅针仅把针与配重块两者的轴心线相互平行当做理想位置，但实际并不要求两者的轴心线必须平行，而是允许针的轴心线相对于配重块的轴心线在一定范围内(大约0°-5°)可以发生角位移，并允许在一定范围内(大约0-1mm)可以发生径向位移，以便活接捅针的针和配重块在互不平行的轨道中运动时具有自动调节方位的功能，从而避免阻卡，使其运动更灵活。同时，活接捅针的针和配重块可在两个各自独立的加工工艺流程中完成，这非常有利于机械化大规模生产，其质量也容易控制。

根据笔的结构特点，活接捅针的具体技术方案可以有多种结构形式，可以是针上的轴与配重块上的孔之间的活接；也可以是针上的孔与配重块上的轴之间的活接；还可以是针上的环与配重块上的槽之间的活接等等。下面仅说明具有代表性的两种活接结构形式。

针上的轴与配重块上的孔之间的活接：在形状为直形柱体的针的后端折一个90°直钩做为针上的轴，在形状为直形柱体的配重块的侧面上开一个径向孔，将针上的90°直钩插入配重块上的径向孔内，90°直钩与径向孔之间的配合最好采用大间隙动配合，以满足针与配重块之间能发生角位移和径向位移的要求，针可以采用横截面为圆形的柱体制成，也可以采用横截面为非圆形的柱体制成，从加工工艺考虑，最好采用横截面为圆形的金属丝弯制比较合理；当针采用横截面为圆形的柱体制造时，最好在针的前端(与笔尖头部相接触的那一段)侧面上设一个斜面，以便增大针与笔尖头部之间的贴合面积，同时也能使该段针的表面斜度与笔尖头部的轴向斜度相吻合、该斜面相对于针的轴心线的斜度一般为1∶50-80左右。配重块上的径向孔与其前端面之间的距离越小越有利于针相对于配重块发生角位移、但考虑到材料的强度，最好限制在0.2-2mm以内；当配重块的柱体直径与相配套的贮水腔孔径之间的间隙相对比较小时，最好将配重块柱体的横截面设计成缺圆形(注：为了简化叙述，本发明将由一条大于半圆的圆弧线与一条直线所围成的图形定义为缺圆，如图1所示)，此时径向孔的环向位置最好设在距柱体侧面的弧面与平面的交界线的弧面一侧0.1-1mm处，这有利于笔的呼吸更畅通均匀(注：本发明所述的呼吸是指笔在出水的同时需要吸入空气的行为)；当要求针向配重块柱体轴心靠近时，可在配重块的径向孔与其前端面之间开一条轴向通槽，该通槽的深度随针与配重块两柱体轴心线在平行状态下的距离而定，针的一部分装在该通槽里，针与该通槽之间的配合最好采用大间隙动配合，以满足针与配重块之间能发生角位移和径向位移的要求。根据需要配重块可以是实心柱体，也可以是空心柱体。本方案的优点在于：针的结构简单、易加工、易装卸；适用广泛。

针上的环与配重块上的槽之间的活接：在形状为直形柱体的针的后端折一个环，该环所在的平面与针的轴心线相垂直，在形状为直形柱体的配重块的侧面上开一道环形槽，该环形槽与配重块前端面之间的距离最好限制在0.2-1mm之间，将针上的环套嵌在配重块上的环形槽里，环与环形槽在径向和轴向的配合最好都采用大间隙动配合，以满足针与配重块之间能发生角位移和径向位移的要求。本方案的优点在于：配重块的结构简单、易加工，该活接形式特别适用于配重块与相配套的贮水腔孔径之间的间隙为大间隙的情况。

含有捅针的明尖自来水笔的现有技术为：它包括笔尖、笔舌、捅针、笔项、贮水腔、笔杆、笔套等，笔舌的背面上沿其轴线方向有一条直通槽，笔尖的凹面紧贴于笔舌的背面上，笔尖的尾部和笔舌的尾部都插入笔项孔内，并相互紧固，捅针由针和配重块构成，捅针的针插入由笔舌上的直通槽、笔项孔壁、笔尖凹面所组成的捅针孔内，捅针的针与捅针孔之间为间隙配合，捅针的配重块装在笔舌后面的贮水腔内，捅针的配重块与贮水腔孔径之间也为间隙配合，贮水腔内有限制配重块沿轴向运动行程的凸缘，捅针能在确定的行程范围内沿笔的轴向作相对往复运动。本发明的技术方案为：采用活接捅针取代原有捅针，改进笔舌、笔尖的结构，并通过笔舌、笔尖、笔项、活接捅针四者在装配后所组成的特定组合结构，使该种笔的减压抗漏性能得到完善和提高，捅针的运动更灵活，出水性能更优异。

改进的具体方案为：所采用的活接捅针，其具体结构形式应随笔的具体结构而定，一般情况下采用本说明书前面所述的活接捅针的结构形式就能够满足要求，这里不再重述；在笔舌的腹面上沿其轴线方向开一条排气槽、排气槽与直通槽在笔舌柱体的圆周上相隔180°分布，在排气槽与直通槽之间笔舌柱体的侧面上分布有数道垂直于柱体轴线的储水槽，储水槽与排气槽相通，储水槽与直通槽可以相通，也可以不相通，当储水槽与直通槽相通时，在二槽相交的交界面上储水槽的深度不得大于直通槽深度的二分之一。当储水槽与直通槽相通时，一般情况下可以不设呼吸槽，笔的出水和呼吸都可以在捅针孔与针之间的间隙中实现；当储水槽与直通槽不相通时，一般情况下最好设一条呼吸槽，这有利于笔的呼吸更均匀，呼吸槽将笔舌的后端面与第一道储水槽相连通。上述采用活接捅针的作用在于：可降低捅针孔的轴心线与贮水腔轴心线之间平行度的精度要求，一般允许偏斜0°-3°左右，同时允许减小针与捅针孔之间的间隙，一般可以控制在0.1-0.15mm之间，而不会影响活动捅针运动的灵活性，既有利于装配，又有利于提高该种笔的减压抗漏性能。限制储水槽与直通槽两者交界面上储水槽的相对深度的作用在于：确保针与直通槽之间有足够连续的接触面积或连续缝隙，以满足出水的连续和稳定。

通过上述改进，使含有捅针的自来水笔的基本性能得到了完善和提高，在此基础上还可以作以下改进，即在笔尖的尾部(注：本发明所述的笔尖尾部是指在装配状态下笔尖插入笔项孔内的那一部分，参见图10)切出一块空心区，该空心区的面积最好不小于整个笔尖尾部面积的三分之一，该空心区最好是以笔尖的轴心线为对称轴的中央空心区，该空心区的设置使笔尖尾部的形状成为框体。在装配状态下，笔舌上最后一道储水槽的轴向位置必须位于笔尖尾部的空心区内，并且笔尖尾部的空心区使位于它范围内的储水槽相互连通。上述对笔尖尾部的改进，以及它在装配后形成的特定组合结构的作用在于：有助于进一步提高该种笔的减压抗漏性能；降低捅针运动的摩擦阻力。

不难看出，以上所有改进同样适用于含有捅针并含有中心管(注：也称回气管)的明尖自来水笔，其现有技术所不同的是，含有捅针并含有中心管的自来水笔在其笔舌的后端面上有一个中心孔，中心管的一端插入中心孔内，并相互紧固，中心管的其余部分装在贮水腔里，捅针的配重块为一个形状为空心的直形柱体，配重块套在中心管上，配重块与中心管之间为间隙配合，对其改进的部分为：除采用以上所有改进技术外，在笔舌背面上的直通槽中开一个通气口，该通气口将直通槽与中心孔及中心管连通，该通气口可以是圆孔，也可以是一条缝；当通气口为圆孔时，通气口应紧靠直通槽的一边设置，并且通气口的边缘不得跨过直通槽的轴心线；在装配状态下通气口被封盖在针下面。限制通气口为圆孔时的位置，其作用在于：确保针与直通槽之间有足够连续的接触面积或连续缝隙、以满足连续稳定的出水需要。通气口设在直通槽中，并被针封盖在下面，其作用在于：在能满足吸水功能的条件下，有助于提高该种笔的减压抗漏性能。

本发明的主要优点在于：

1、活接捅针有利于加工制造及装配，也有利于维修更换。

2、活接捅针具有自动调节方位的功能，不要求针与配重块的轴心线必须平行，在捅针孔的轴心线与贮水腔的轴心线(或者中心管的轴心线)之间不平行的情况下，仍能灵活运动。

3、采用活接捅针可以尽量减小捅针孔与针之间的间隙而不影响其运动的灵活性，非常有助于提高笔的减压抗漏性能。

4、通过采用活接捅针，以及对笔舌、笔尖的改进完善，并通过它们在装配后形成的特定组合结构，使含有捅针(并含有中心管)的明尖自来水笔在保持其优异的出水性能的基础上，捅针的运动更灵活，减压抗漏性能得到了完善和提高。

图1为缺圆名词的定义图。

图2为第一种方案活接捅针的整体装配示意图。

图3为第一种方案活接捅针的针的示意图。

图4为第一种方案活接捅针的配重块的示意图。

图5为第二种方案活接捅针的整体装配示意图。

图6为第二种方案活接捅针的针的示意图。

图7为第二种方案活接捅针的配重块的示意图。

图8为活接捅针的功能示意图。

图9为含有活接捅针的明尖自来水笔总体装配示意图。

图10为含有活接捅针的明尖自来水笔的笔尖的示意图。

图11为含有活接捅针的明尖自来水笔的笔舌的示意图。

图12为含有活接捅针并含有中心管的明尖自来水笔的总体装配示意图。

图13为含有活接捅针并含有中心管的明尖自来水笔的笔舌的示意图。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图2所示，本发明活接捅针由针[1]和配重块[2]组成。

如图3所示，针[1]为一个横截面为圆形的直形柱体，在针[1]的后端折有一个90°直钩[11]，在针[1]前端的侧面上有一个斜面[12]，该斜面[12]与针[1]的前端面[13]相交的交界线[14]垂直于90°直钩[11]的轴心线，该斜面[12]相对于针[1]轴心线的斜度为1∶60。

如图4所示，配重块[2]为一个横截面为缺圆形的直形柱体，在配重块[2]的柱体侧面上有一个径向孔[21]，径向孔[21]与前端面[22]之间的距离为0.5mm；径向孔[21]位于柱体侧面上的弧面与平面相交的交界线[23]的弧面一侧，径向孔[21]与交界线[23]之间的距离为0.2mm；在径向孔[21]与前端面[22]之间的柱体侧面上，沿柱体轴心线方向有一条通槽[24]；整个配重块采用不锈钢材料或有色重金属材料制成。

如图2所示，针[1]后端的90°直钩[11]插入配重块[2]上的径向孔[21]内，针[1]的一部分装在配重块[2]上的通槽[24]中，90°直钩[11]与径向孔[21]之间的间隙为0.1-0.15mm，针[1]的直形柱体与通槽[24]之间的间隙为0.15-0.2mm。

如图5所示，本发明活接捅针由针[1]和配重块[2]组成。

如图6所示，针[1]为一个横截面为圆形的直形柱体，在针[1]的后端折有一个圆环[15]，圆环[15]所在的平面与针[1]的轴心线相垂直，针[1]位于圆环[15]的外侧，整个针采用不锈钢丝制成。

如图7所示，配重块[2]为一个直形的空心圆柱体，在其侧面上有一道垂直于柱体轴心线的环形槽[25]，该环形槽[25]与前端面[22]之间的距离为0.5mm。

如图5所示，针[1]上的圆环[15]套嵌在配重块[2]上的环形槽[25]中，圆环[15]与环形槽[25]在径向尺寸的配合间隙和在轴向尺寸的配合间隙均为0.5mm 。

如图8所示、本发明所述的活接捅针，当针[1]相对于配重块[2]处在理想位置时，针[1]的轴心线与配重块[2]的轴心线相互平行，针[1]以其理想位置为中心线、可在半锥角为(＝0°-5°)的圆锥范围内发生任意方位的角位移，同时还可以发生距离为S(S＝0-1mm)的径向位移，能同时具备这两种调节功能是本发明所述活接捅针的通用型，在有些情况下只具有其中一种调节功能就能满足要求，即使上述两种调节功能都不具备，活接捅针仍不失易加工、易装配等优点。

如图9所示，本发明含有活接捅针的明尖自来水笔由活接捅针的针[1]，活接捅针的配重块[2]、笔尖[3]、笔舌[4]、笔项[5]、贮水腔[6]、笔杆[7]等组成，其中针[1]和配重块[2]组成活接捅针。

如图10所示，笔尖[3]的头部有一条引水缝[32]，其尾部有一块空心区[31]，空心区[31]的面积为整个笔尖[3]尾部所占面积的二分之一，空心区[31]是以笔尖[3]的轴心线为对称轴的中央空心区，空心区[31]的设置使笔尖尾部的形状成为框体。

如图11所示，在笔舌[4]的背面上沿其轴线方向有一条直通槽[41]，在其腹面上沿其轴线方向有一条排气槽[42]，排气槽[42]与直通槽[41]在笔舌[4]柱体的圆周上相隔180°分布，在直通槽[41]与排气槽[42]之间笔舌[4]的柱体侧面上分布有数道垂直于柱体轴线的储水槽[43]，储水槽[43]与排气槽[42]相通，储水槽[43]与直通槽[41]也相通，在储水槽[43]与直通槽[41]相交的交界面上储水槽[43]的深度h为直通槽[41]的深度H的三分之一，即h＝1/3H。

如图9所示，笔尖[3]的凹面紧贴于笔舌[4]的背面上，笔尖[3]的尾部和笔舌[4]的尾部都插入笔项[5]的孔内，并相互紧固；笔舌[4]上的直通槽[41]、笔尖[3]的凹面、笔项[5]的孔壁组成一个捅针孔；活动捅针采用如图2所示的结构，其针[1]的前端插入捅针孔内，针[1]与捅针孔之间为间隙配合，配重块[2]装在贮水腔[6]内，配重块[2]与贮水腔[6]的孔径之间也为间隙配合，贮水腔[6]内有限制配重块[2]运动行程的凸缘[61]，活动捅针能在确定的行程范围内沿笔的轴向作相对往复运动；笔舌[4]上的最后一道储水槽[43]的轴向位置必须位于笔尖[3]尾部的空心区[31]内，并且笔尖[3]尾部的空心区[31]使位于它范围内的储水槽[43]相互连通。笔的出水和呼吸都是通过针[1]与捅针孔之间的间隙得到实现的。

如图12所示，本发明含有活接捅针并含有中心管的明尖自来水笔由活接捅针的针[1]，活接捅针的配重块[2]、笔尖[3]、笔舌[4]、笔项[5]、贮水腔[6]、笔杆[7]、中心管[8]、等组成，其中针[1]和配重块[2]组成活接捅针。

如图13所示，笔舌[4]上有直通槽[41]、排气槽[42]、储水槽[43]、呼吸槽[47]，储水槽[43]与排气槽[42]相通，储水槽[43]与直通槽[41]不相通，呼吸槽[47]将笔舌[4]的后端面[44]与第一道储水槽[43]连通，在后端面[44]上有一个轴向中心孔[45]，在直通槽[41]中有一个通气口[46]，该通气口[46]的形状为一条缝，该通气口[46]将直通槽[41]与中心孔[45]连通。

如图12所示，笔尖[3]采用如图10所示的结构；笔尖[3]的凹面紧贴于笔舌[4]的背面上，笔尖[3]的尾部和笔舌[4]的尾部都插入笔项[5]的孔内，并相互紧固；中心管[8]的一端插入笔舌[4]后端面上的中心孔[45]内，并相互紧固，中心管[8]的其余部分装在贮水腔[6]里；笔舌上的直通槽[41]、笔尖[3]的凹面、笔项[5]的孔壁组成一个捅针孔；活接捅针的配重块[2]除采用横截面为空心的缺圆形直形柱体结构外，活接捅针的其余结构均采用如图2所示的结构，针[1]的前端插入捅针孔内，针[1]与捅针孔之间为间隙配合，配重块[2]装在贮水腔[6]内，并套在中心管[8]上，配重块[2]与贮水腔[6]的孔径之间以及与中心管[8]之间均为间隙配合，贮水腔[6]内有限制配重块[2]运动行程的凸缘[61]，活动捅针能在确定的行程范围内沿笔的轴向作相对往复运动；笔舌[4]上的最后一道储水槽[43]的轴向位置必须位于笔尖[3]尾部的空心区[31]内，并且笔尖[3]尾部的空心区[31]使位于它范围内的储水槽[43]相互连通；笔舌[4]上的通气口[46]被针[1]封盖在下面。笔的出水是通过针[1]与捅针孔之间的间隙得到实现的，笔的呼吸是通过呼吸槽[47]得到实现的。

Claims (14)

1.一种用于自来水笔的活接捅针，它包括一个形状为直形柱体的针[1]，和一个形状为直形柱体的配重块[2]，其特征在于：针[1]与配重块[2]之间的连接为活接。

2.根据权利要求1所述的活接捅针，其特征在于：所述的活接是可以使针[1]相对于配重块[2]在一定范围内发生角位移的活接。

3.根据权利要求2所述的活接捅针，其特征在于：所述的活接是可以使针[1]相对于配重块[2]在一定范围内发生径向位移的活接。

4.根据权利要求1或2或3所述的活接捅针，其特征在于：所述的活接为针[1]上的轴与配重块[2]上的孔之间的活接。

5.根据权利要求4所述的活接捅针，其特征在于：配重块[2]的侧面上有一个径向孔[21]，针[1]的后端有一个90°直钩[11]，90°直钩[11]作为针[1]上的轴插入径向孔[21]内，90°直钩[11]与径向孔[21]之间为间隙动配合。

6.根据权利要求5所述的活接捅针，其特征在于：针[1]是用横截面为圆形的金属丝折制而成的。

7.根据权利要求6所述的活接捅针，其特征在于：在针[1]前端的侧面上有一个斜面[12]，斜面[12]与针[1]的前端面[13]相交的交界线[14]垂直于90°直钩[11]的轴心线。

8.根据权利要求5所述的活接捅针，其特征在于：配重块[2]侧面上的径向孔[21]与其端面之间的距离为0.2～2mm。

9.根据权利要求1或2或3所述的活接捅针，其特征在于：配重块[2]柱体的横截面为缺圆形。

10.根据权利要求5或8或9所述的活接捅针，其特征在于：在配重块[2]的前端面[22]径向孔[21]之间的柱体侧面上有一条轴向通槽[24]，针[1]的一部分装在该通槽[24]中，针[1]与通槽[24]之间为间隙动配合。

11.根据权利要求1或2或3所述的活接捅针，其特征在于：所述的活接是针[1]上的环与配重块[2]上的槽之间的活接。

12.根据权利要求11所述的活接捅针，其特征在于：针[1]的后端有一个环[15]，环[15]所在的平面与针[1]的轴心线相垂直，配重块[2]的侧面上有一道垂直于其轴心线的环形槽[25]，环[15]套嵌在环形槽[25]中，环[15]与环形槽[25]之间为间隙动配合。

13.根据权利要求12所述的活接捅针，其特征在于：配重块[2]上的环形槽[25]与其前端面[22]之间的距离为0.2～2mm

14.根据权利要求1或2或3所述的活接捅针，其特征在于：配重块[2]柱体为管状柱体。

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