CN218906740U - 一种太空笔笔芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太空笔笔芯，包括滚珠、珠座、笔芯本体、纤维杆和纤维储墨管，珠座上沿轴向设有第一通孔，滚珠转动连接在珠座一端，滚珠位于第一通孔内且滚珠的一部分露出在珠座外，珠座另一端连接笔芯本体，纤维储墨管连接在笔芯本体内部，纤维杆插接在纤维储墨管内且纤维杆一端伸入到第一通孔内，纤维杆一端与滚珠之间留有间隙，由滚珠作为笔尖书写而非纤维杆，纤维储墨管用于储墨和供墨，并通过纤维杆为滚珠供墨，纤维杆与滚珠之间通过毛细原理供墨，纤维杆与滚珠之间的间隙能够防止转动的滚珠对纤维杆的磨损，延长使用寿命；以解决现有技术中的太空笔直接由纤维杆作为笔尖书写导致纤维杆磨损的技术问题。

Description

一种太空笔笔芯

技术领域

本实用新型涉及文具用品技术领域，具体讲是指一种太空笔笔芯。

背景技术

太空笔是为宇航员设计的专用笔，其核心技术是要求在无重力状态之下能够使用。一般的钢笔和圆珠笔是借助液滴重力完成笔尖出墨，因此无法在无重力状态下使用；铅笔虽不受无重力环境条件约束，但铅笔芯断裂后，在无重力的空间中飘浮，可能飘进鼻腔和眼睛，或因为具有导电性极易引起电路短路，而且铅笔的笔芯和木头在纯氧的环境中很容易快速燃烧，危险性极高，因此在太空舱环境内使用风险很大。为解决这个问题，美国开发出了太空圆珠笔，供宇航员在太空环境下使用，但是售价非常高。现在，中国也提出了太空中性笔、太空圆珠笔、多功能太空笔等不同原理的太空笔。性能优良的太空笔除了可以适用于航天之外，还可在登山、潜水、探险旅游、极地考察探险等恶劣环境中使用。例如，中国专利CN111319376A公开了一种太空笔芯，利用毛细孔材料笔芯平衡式输出墨水，又如中国专利CN210881422U公开了一种太空笔芯，采用具有毛细管的仿生材料作为笔尖部，这些专利中所涉的太空笔芯，均采用纤维材料输送墨水，但是这些太空笔芯在书写过程中，其纤维杆直接作为笔尖书写，容易导致纤维杆的磨损。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够在书写过程中防止纤维杆磨损的太空笔笔芯。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种太空笔笔芯，包括滚珠、珠座、笔芯本体、纤维杆和纤维储墨管，珠座上沿轴向设有第一通孔，滚珠转动连接在珠座一端，滚珠位于第一通孔内且滚珠的一部分露出在珠座外，珠座另一端连接笔芯本体，纤维储墨管连接在笔芯本体内部，纤维杆插接在纤维储墨管内且纤维杆一端伸入到第一通孔内，纤维杆一端与滚珠之间留有间隙。

采用上述结构后，本实用新型一种太空笔笔芯具有以下优点：由滚珠作为笔尖书写而非纤维杆，纤维储墨管用于储墨和供墨，并通过纤维杆为滚珠供墨，纤维杆与滚珠之间通过毛细原理供墨，可实现长时间流畅供墨，以及无重力环境下的无阻碍供墨，纤维杆与滚珠之间的间隙能够防止转动的滚珠对纤维杆的磨损，延长使用寿命；此外，可选用高强度材料制成的滚珠搭配高精度的珠座，减小与纸张间的摩擦，大大延长了滚珠与珠座的使用寿命，同时也能够实现顺滑书写，提升使用体验。

作为改进，纤维杆上且朝向滚珠的一端为内凹的球面，纤维杆的球面端与滚珠呈同球心设置；采用此种结构，同球心设置能够使得纤维杆到滚珠的直线距离保持一致，实现同步稳定供墨，提高书写质量。

作为改进，纤维杆上且远离滚珠的一端为锥形；采用此种结构，纤维杆一端呈锥形便于插入到纤维储墨管中。

作为改进，第一通孔包括第一柱形段和第一锥形段，滚珠转动连接在第一锥形段内，第一锥形段远离滚珠一端往第一锥形段靠近滚珠一端的内径逐渐减小，第一柱形段连接第一锥形段上且远离滚珠的一端，纤维杆包括第二柱形段和第二锥形段，第二柱形段连接第二锥形段，第二锥形段位于滚珠和第二柱形段之间，第二锥形段靠近第二柱形段一端往第二锥形段远离第二柱形段一端直径逐渐减小，第二锥形段的最小直径小于第一锥形段的最大内径，第二锥形段的最小直径大于第一锥形段的最小内径，第二锥形段上且靠近滚珠的一端外周壁与第一锥形段的内壁为过盈配合；采用此种结构，第一锥形段和第二锥形段对纤维杆进行限位，将纤维杆进行进一步的固定，防止书写过程中纤维杆发生移动以及防止纤维杆与纤维储墨管松脱而与滚珠接触，造成磨损。

作为改进，第一锥形段的斜率和第二锥形段的斜率相同，并使得第二锥形段外周壁与第一锥形段内周壁相贴；采用此种结构，进一步提高纤维杆与珠座之间连接的稳定性，同时第二锥形段与第一锥形段相贴增大了纤维杆与珠座之间的接触面积，防止长时间使用下纤维杆由于与珠座的接触导致磨损或变形。

作为改进，第二柱形段外周壁与第一柱形段内周壁相贴；采用此种结构，进一步提高纤维杆与珠座之间连接的稳定性。

作为改进，靠近珠座端部的第一通孔的内壁上设有环形的限位槽，滚珠内嵌于限位槽内；采用此种结构，具有结构简单、连接稳定的优点。

作为改进，笔芯本体上沿轴向设有第二通孔和安装孔，第二通孔内径小于安装孔，安装孔通过第二通孔连通第一通孔，纤维储墨管连接在安装孔内，纤维杆一端经第二通孔伸入到第一通孔内；采用此种结构，具有结构简单的优点。

作为改进，间隙的尺寸范围为0.01mm至0.08mm；采用此种结构，若间隙过小则会导致纤维杆容易与滚珠触碰造成磨损，若间隙过大，则无法利用毛细原理为滚珠供墨。

作为改进，笔芯本体上且远离滚珠的一端面上连接有单向阀，单向阀用于使得外部气体无法经单向阀流入笔芯本体内部；采用此种结构，太空笔出舱使用时，笔芯本体外部为无气压环境，由于笔芯本体内部气压大于外部气压，会导致内部油墨被挤出，因此设置单向阀后，在出舱时，笔芯本体内部气压经单向阀流出外部，实现笔芯本体与外部的气压平衡，防止油墨被挤出。

附图说明

图1为本实用新型中整体的结构示意图。

图2为图1中A部的局部放大图。

图3为图1中B部的局部放大图。

附图标记：1、滚珠；2、珠座；3、笔芯本体；4、纤维杆；41、第二柱形段；42、第二锥形段；5、纤维储墨管；6、第一通孔；61、第一柱形段；62、第一锥形段；7、间隙；8、限位槽；9、第二通孔；10、安装孔；11、单向阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型一种太空笔笔芯作详细说明。

如图1至图3所示，一种太空笔笔芯，包括滚珠1、珠座2、笔芯本体3、纤维杆4和纤维储墨管5，珠座2上沿轴向设有第一通孔6，滚珠1转动连接在珠座2一端,即滚珠1转动连接在珠座2内部一端，滚珠1位于第一通孔6内且滚珠1的一部分露出在珠座2外以供书写，珠座2另一端连接笔芯本体3；滚珠1位于第一通孔6内且滚珠1的一部分露出在珠座2外，珠座2另一端连接笔芯本体3，如图1所示，滚珠1位于珠座2的下端，即笔尖部分，而珠座2上端连接笔芯本体3下端；纤维储墨管5连接在笔芯本体3内部，纤维杆4插接在纤维储墨管5内且纤维杆4一端伸入到第一通孔6内，纤维杆4一端与滚珠1之间留有间隙7，间隙7的宽度只需保证纤维杆4能够利用毛细原理为滚珠1供墨即可，其尺寸范围为0.01mm至0.08mm，其具体尺寸在此不再赘述；本实施例中，纤维杆4上端插接在纤维储墨管5内，下端伸入到第一通孔6中，纤维杆4上且远离滚珠1的一端为锥形，即纤维杆4的上端为锥形；如图2所示，纤维杆4上且朝向滚珠1的一端为内凹的球面并使得间隙7呈碗状，纤维杆4的球面端与滚珠1呈同球心设置。

如图1和图2所示，第一通孔6包括第一柱形段61和第一锥形段62，滚珠1转动连接在第一锥形段62内，第一锥形段62远离滚珠1一端往第一锥形段62靠近滚珠1一端的内径逐渐减小，第一柱形段61连接第一锥形段62上且远离滚珠1的一端；即：第一柱形段61下端连接第一锥形段62上端，而第一锥形段62的内径自上端起往下端逐渐减小，本实施例中，第一锥形段62上端内径与第一柱形段61内径相同；其中，靠近珠座2端部的第一通孔6的内壁上设有环形的限位槽8，滚珠1内嵌于限位槽8内，如图2所示，第一锥形段62下端的内壁上设有环形的限位槽8，并且限位槽8上边界处的第一锥形段62的内径小于滚珠1的直径，限位槽8下边界处的第一锥形段62的内径亦小于滚珠1的直径，使得滚珠1内嵌于限位槽8内，此外，限位槽8的下端面为锥面，即限位槽8的下端面的内径自上而下逐渐减小，确保滚珠1的一部分能够露出在珠座2外。

如图1和图2所示，纤维杆4包括第二柱形段41和第二锥形段42，第二柱形段41连接第二锥形段42，第二锥形段42位于滚珠1和第二柱形段41之间，第二锥形段42靠近第二柱形段41一端往第二锥形段42远离第二柱形段41一端直径逐渐减小，即，第二柱形段41上端呈锥形并且插接在纤维储墨管5内，第二柱形段41下端连接第二锥形段42并且两者一体成型，第二锥形段42的直径自上而下逐渐减小，而第二锥形段42下端面为内凹的球面，第二锥形段42的最小直径小于第一锥形段62的最大内径，以确保第二锥形段42能够伸入到第一锥形段62中，第二锥形段42的最小直径大于第一锥形段62的最小内径，以确保第二锥形段42上且靠近滚珠1的一端外周壁与第一锥形段62的内壁之间形成过盈配合，即第二锥形段42下端外周壁与第一锥形段62内壁为过盈配合。如图2所示，第一锥形段62的斜率和第二锥形段42的斜率相同，并使得第二锥形段42外周壁与第一锥形段62内周壁相贴，第二柱形段41直径与第一柱形段61内径相同，使得第二柱形段41外周壁与第一柱形段61内周壁相贴。

如图1所示，笔芯本体3上沿周向设有第二通孔9和安装孔10，第二通孔9内径小于安装孔10，安装孔10位于第二通孔9上方，安装孔10通过第二通孔9连通第一通孔6，纤维储墨管5连接在安装孔10内，纤维储墨管5的下端面与安装孔10的下端内壁相贴，纤维杆4一端经第二通孔9伸入到第一通孔6内，本实施例中，纤维杆4外周壁与第二通孔9内壁相贴，而在一些实施例中，纤维杆4外周壁与第二通孔9之间并不接触而留有空间。

如图1和图3所示，笔芯本体3上且远离滚珠1的一端面上连接有单向阀11，单向阀11用于使得外部气体无法经单向阀11流入笔芯本体3内部，单向阀11连接在笔芯本体3上端面，并与笔芯本体3内部空间连通，太空笔出舱使用时，笔芯本体3外部为无气压环境，由于笔芯本体3内部气压大于外部气压，会导致内部油墨被挤出，因此本实用新型中通过设置单向阀11，在出舱时，笔芯本体3内部气压经单向阀11流出外部，实现笔芯本体3与外部的气压平衡，防止油墨被挤出，本实施例中，单向阀11选用硅胶呼吸阀，气体由内往外时，瓣膜打开使得气流通过，气体由外往内时，瓣膜关闭，气流无法通过。

由滚珠1作为笔尖书写而非纤维杆4，纤维储墨管5用于储墨和供墨，并通过纤维杆4为滚珠1供墨，纤维杆4与滚珠1之间通过毛细原理供墨，可实现长时间流畅供墨，以及无重力环境下的无阻碍供墨，纤维杆4与滚珠1之间的间隙7能够防止转动的滚珠1对纤维杆4的磨损，延长使用寿命；此外，可选用高强度材料制成的滚珠1搭配高精度的珠座2，减小与纸张间的摩擦，大大延长了滚珠1与珠座2的使用寿命，同时也能够实现顺滑书写，提升使用体验。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述一种实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种太空笔笔芯，其特征在于，包括滚珠(1)、珠座(2)、笔芯本体(3)、纤维杆(4)和纤维储墨管(5)，所述珠座(2)上沿轴向设有第一通孔(6)，所述滚珠(1)转动连接在所述珠座(2)一端，所述滚珠(1)位于所述第一通孔(6)内且所述滚珠(1)的一部分露出在所述珠座(2)外，所述珠座(2)另一端连接所述笔芯本体(3)，所述纤维储墨管(5)连接在所述笔芯本体(3)内部，所述纤维杆(4)插接在所述纤维储墨管(5)内且所述纤维杆(4)一端伸入到所述第一通孔(6)内，所述纤维杆(4)一端与所述滚珠(1)之间留有间隙(7)。

2.根据权利要求1所述的一种太空笔笔芯，其特征在于，所述纤维杆(4)上且朝向所述滚珠(1)的一端为内凹的球面，所述纤维杆(4)的球面端与所述滚珠(1)呈同球心设置。

3.根据权利要求1所述的一种太空笔笔芯，其特征在于，所述纤维杆(4)上且远离所述滚珠(1)的一端为锥形。

4.根据权利要求1所述的一种太空笔笔芯，其特征在于，所述第一通孔(6)包括第一柱形段(61)和第一锥形段(62)，所述滚珠(1)转动连接在所述第一锥形段(62)内，所述第一锥形段(62)远离所述滚珠(1)一端往所述第一锥形段(62)靠近所述滚珠(1)一端的内径逐渐减小，所述第一柱形段(61)连接所述第一锥形段(62)上且远离所述滚珠(1)的一端，所述纤维杆(4)包括第二柱形段(41)和第二锥形段(42)，所述第二柱形段(41)连接所述第二锥形段(42)，所述第二锥形段(42)位于所述滚珠(1)和所述第二柱形段(41)之间，所述第二锥形段(42)靠近所述第二柱形段(41)一端往所述第二锥形段(42)远离所述第二柱形段(41)一端直径逐渐减小，所述第二锥形段(42)的最小直径小于所述第一锥形段(62)的最大内径，所述第二锥形段(42)的最小直径大于所述第一锥形段(62)的最小内径，所述第二锥形段(42)上且靠近所述滚珠(1)的一端外周壁与所述第一锥形段(62)的内壁为过盈配合。

5.根据权利要求4所述的一种太空笔笔芯，其特征在于，所述第一锥形段(62)的斜率和所述第二锥形段(42)的斜率相同，并使得所述第二锥形段(42)外周壁与所述第一锥形段(62)内周壁相贴。

6.根据权利要求4所述的一种太空笔笔芯，其特征在于，所述第二柱形段(41)外周壁与所述第一柱形段(61)内周壁相贴。

7.根据权利要求1所述的一种太空笔笔芯，其特征在于，靠近所述珠座(2)端部的所述第一通孔(6)的内壁上设有环形的限位槽(8)，所述滚珠(1)内嵌于所述限位槽(8)内。

8.根据权利要求1所述的一种太空笔笔芯，其特征在于，所述笔芯本体(3)上沿轴向设有第二通孔(9)和安装孔(10)，所述第二通孔(9)内径小于所述安装孔(10)，所述安装孔(10)通过所述第二通孔(9)连通所述第一通孔(6)，所述纤维储墨管(5)连接在所述安装孔(10)内，所述纤维杆(4)一端经所述第二通孔(9)伸入到所述第一通孔(6)内。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种太空笔笔芯，其特征在于，所述间隙(7)的尺寸范围为0.01mm至0.08mm。

10.根据权利要求1至8任意一项所述的一种太空笔笔芯，其特征在于，所述笔芯本体(3)上且远离所述滚珠(1)的一端面上连接有单向阀(11)，所述单向阀(11)用于使得外部气体无法经所述单向阀(11)流入所述笔芯本体(3)内部。

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