TWI638727B - Clamping body and mechanical pencil - Google Patents

Abstract

本發明是提供一種夾持體，夾持體具有：緊固具，是中空之略圓筒狀之緊固具，且具有孔之直徑在軸線方向上漸漸地變化之楔形內面、及夾持部，具有分割成二個或者三個之分割端部，且分割端部可在緊固具出入，且具有當進入緊固具內時會與緊固具之楔形內面接觸之楔形外面，且夾持體是，當夾持部之分割端部閉合在緊固具內而固持筆芯時，夾持部之楔形外面之角度相對於夾持部之中心軸線與緊固具之楔形內面之角度大略相等。

Description

夾持體及自動鉛筆 發明領域

本發明是有關於一種用以將自動鉛筆之筆芯推出且固持之夾持體。進而，本發明有關於一種具備該夾持體之自動鉛筆。

發明背景

迄今，使用夾持體以將自動鉛筆之筆芯推出且固持。如日本專利特開2002-321493號公報所示，夾持體由夾持部及緊固具(緊固環)構成。緊固具為中空之略圓筒狀，在軸線方向上具有筆直的內面。夾持部之長邊方向之其中一端部被分割。該夾持部之分割端部可出入於緊固具，且當進入緊固具時，會接觸於緊固具之內面之楔形外面。如日本專利特開2012-158092號公報所示，夾持部之材料為典型的金屬或樹脂。

當夾持部藉由彈簧之勢能而進入緊固具內時，夾持部之楔形外面會從緊固具之內面受到阻力，因此夾持部之分割端部會閉合而固持筆芯。筆記時，除了彈簧之勢能之外，筆壓會透過筆芯而施加於夾持部，因此夾持部之楔形外面從緊固具之內面受到更強的阻力。因此筆芯以更強 的固持力而被夾持部固持，故可防止筆記時筆芯移動。再者，已知的是藉由緊固具具有楔形內面，夾持部具有筆直的外面之構成也可得到同樣的效果。

發明概要

然而，即使是在筆芯被夾持部固持之狀態下，在開始筆記時，因為筆壓而夾持部與筆芯一起壓入緊固具內，因此筆芯會鑽入筆尖。該鑽入量為些微的量，但會使使用者之使用感惡化。因此宜盡可能使筆芯之鑽入量接近為零。又，當非常強的筆壓施加於筆芯時，被夾持部固持之筆芯會於夾持部滑出，變得無法筆記。進而，如本發明之說明中後述，因夾持部對筆芯之固持力會變成局部，因此局部的筆芯會損壞。此現象也可稱為咬芯。

夾持體之此種筆芯之鑽入量、固持性及耐損壞性是依賴夾持部之材質及大小。已知剛性高之金屬夾持部具有比樹脂夾持部還小之筆芯的鑽入量、及比樹脂夾持部還高之筆芯的固持性及耐損壞性。然而，金屬夾持部之材料費及加工費相較於樹脂夾持部也比較高價。因此使用金屬夾持部時，難以提供便宜的自動鉛筆。

又，藉加大固持筆芯之樹脂夾持部之分割端部，樹脂夾持部之筆芯之鑽入量、固持性及耐損壞性會接近金屬夾持部之筆芯之鑽入量、固持性及耐損壞性也是已知的。然而，外形較大之樹脂夾持部無法使用於多色軸之自動鉛 筆替芯或者細軸之自動鉛筆。

因此，本發明之目的在於提供一種不論夾持部之材質或大小，筆芯之鑽入量小且筆芯之固持性及耐損壞性高之夾持體。

本發明之第1態樣中，本發明是提供一種夾持體，夾持體具有：緊固具，是中空之略圓筒狀之緊固具，且具有孔之直徑在軸線方向上漸漸地變化之楔形內面、及夾持部，具有分割成二個或者三個之分割端部，且分割端部可在緊固具出入，且具有當進入緊固具內時會與緊固具之楔形內面接觸之楔形外面，且夾持體是，當夾持部之分割端部閉合在緊固具內而固持筆芯時，夾持部之楔形外面之角度相對於夾持部之中心軸線與緊固具之楔形內面之角度大略相等。再者，所謂夾持部之分割端部閉合在緊固具內而固持筆芯，是指當筆芯之軸線方向與重力之方向一致時，會因為重力而筆芯不會由夾持部脫落的狀態。

本發明之第1態樣中，夾持部宜由具有彈性之合成樹脂構成。

本發明之第1態樣中，宜構成為緊固具之楔形內面之軸線方向之兩端部不與夾持部之楔形外面接觸。

本發明之第1態樣中，宜構成為緊固具之兩端部在徑方向遠離夾持部之楔形外面。

本發明之第2態樣中，提供一種具有本發明之第1態樣之夾持體的自動鉛筆。

根據本發明，可提供一種不論夾持部之材質或大小，筆芯之鑽入量小且筆芯之固持性及耐損壞性高之夾持體。

以下，由附圖與本發明之較佳實施形態之記載，應可更為充分理解本發明。

1‧‧‧自動鉛筆

2‧‧‧敲擊部

3‧‧‧芯殼

4‧‧‧彈簧

5‧‧‧固持體

6‧‧‧軸筒

10,20,30‧‧‧筆芯

11,12,41,42,101,102‧‧‧緊固具

13,14,43,44‧‧‧楔形內面

15,45,47‧‧‧前端部

16,46,48‧‧‧後端部

21,51,52,201,202‧‧‧夾持部

22‧‧‧嵌合端部

23‧‧‧分割端部

24,26,27,240‧‧‧楔形外面

25,250‧‧‧固持部

31,32,33,34,301,302‧‧‧夾持體

103,104‧‧‧緊固具之內面

204‧‧‧夾持部之外面

T‧‧‧保持部厚度

L‧‧‧保持部長度

圖1是本發明之自動鉛筆的側截面圖。

圖2是本發明之自動鉛筆的側截面圖。

圖3是本發明之夾持體的放大立體圖。

圖4是顯示本發明之夾持部的側面圖。

圖5是顯示本發明之夾持體的側截面圖。

圖6是習知技術之夾持體的部分側截面圖。

圖7是本發明之夾持體的部分側截面圖。

圖8是習知技術之夾持體的部分側截面圖。

圖9是顯示筆芯之固持性試驗結果的圖表。

圖10是顯示筆芯之耐損壞性試驗結果的圖表。

圖11是顯示筆芯之鑽入量試驗之結果的圖表。

圖12是固持芯徑較粗之筆芯時之夾持體的部分側截面圖。

圖13是固持芯徑較細之筆芯時之夾持體的部分側截面圖。

圖14是顯示本發明之其他實施形態之夾持體的部分側截面圖。

圖15是顯示本發明之進一步其他實施形態之夾持體的部分側截面圖。

圖16是顯示本發明之進一步其他實施形態之夾持體的部分側截面圖。

較佳實施例之詳細說明

以下，參照附圖說明本發明。又，附圖中對於相同之構成要件則賦予相同之參考標號。

首先，參照圖1及圖2，就自動鉛筆1中，推出筆芯10之機制作簡單說明。

圖1及圖2是本發明之自動鉛筆1之側截面圖。自動鉛筆1具有敲擊部2、芯殼3、緊固具11、夾持部21、彈簧4及固持體5，作為用以推出筆芯10之構成。敲擊部2與芯殼3卡合。夾持部21在長邊方向上具有與芯殼3嵌合之嵌合端部22、及可在緊固具11出入之分割端部23。如圖4所示，夾持部21之分割端部23構成為當由緊固具11出來時則打開。緊固具11可滑動地收容於軸筒6內。

在圖1與圖2中，自動鉛筆內中之緊固具11及夾持部21的位置不同。圖1中未按壓敲擊部2。未按壓敲擊部2時，夾持部21會藉由彈簧4經由芯殼3而賦與敲擊部2側勢能。即，夾持部21之分割端部23緊固於緊固具11內。此時，由於夾持部21之分割端部23之外面與緊固具11之內面與具有相輔的楔形形狀，因此夾持部21之分割端部23會由緊固具11受到阻力而閉合。因此筆芯10會被夾持部21固持。

另一方面，如圖2所示，當按壓敲擊部2時，該按壓力會經由芯殼3而傳達到夾持部21。若按壓力比彈簧4之勢能大，則夾持部21會與筆芯10及緊固具11一起前進。當夾持部21之分割端部23從緊固具11出來時，由於分割端部23會打開，因此筆芯10會從夾持部21解放。此時，筆芯10會被固持體5固持。然後，當離開敲擊部2時，夾持部21之分割端部23會因彈簧4之勢能而再次進入緊固具11內，但由於筆芯10被固持體5固持，故不後退。藉由重複敲擊部2之按壓，筆芯10會從筆尖依序被推出。如此，夾持部21與緊固具11共同動作而推出筆芯10且予以固持。再者，如圖1及圖2所示，本說明書中，將自動鉛筆1之前端、即筆尖側定義為自動鉛筆1之「前」側，將沿著自動鉛筆1之長邊方向而與自動鉛筆1之筆尖為相反側定義為自動鉛筆1之「後」側。

其次，就本發明之夾持體31進行詳細說明。夾持體31由夾持部21及緊固具11構成。

圖3為本發明之夾持體31之放大立體圖。緊固具11具有中空之略圓筒狀。緊固具11之材料為典型的黃銅。

圖4顯示本發明之夾持部21之側面圖。如圖4所示，夾持部21之長邊方向之其中一端部23在徑方向上呈對稱分割成二個。該夾持部21之分割端部23可於緊固具11出入，且具有進入緊固具11時會與緊固具11之內面接觸之楔形外面24。楔形外面24對於夾持部21之軸線的角度α，在夾持部21之分割端部23緊固於緊固具11內時會漸漸地減少。圖3中， 夾持部21之分割端部23會在緊固具11內閉合而固持著筆芯10。再者，夾持部21之分割端部23亦可分割為三個。

圖5是顯示本發明之夾持體31之側截面圖。如圖5所示，緊固具11具有孔之直徑在軸線方向上漸漸地變化之楔形內面13。更具體而言，緊固具11之孔的直徑在軸線方向上朝後方而漸漸地減少。該楔形內面13對於緊固具11之中心軸線之楔形角度為約3°。再者，如圖5所示，本說明書中，將筆芯10藉由夾持部21被固持之側定義為夾持體31之「前」側，將沿著夾持體31之長邊方向與筆芯10被夾持部21固持之側為相反側定義為夾持體31之「後」側。

如圖5所示，夾持部21之分割端部23在緊固具11內閉合而固持筆芯10時，夾持部21之楔形外面24的角度相對於夾持部21之中心軸線與緊固具11之楔形內面13的角度大略相等。換言之，夾持部21之分割端部23在緊固具11內閉合而固持筆芯10時，夾持部21之楔形外面24與緊固具11之楔形內面13面接觸。再者，如圖5所示，夾持部21之中心軸線與緊固具11之中心軸線相等。又，本說明書中，所謂夾持部21之分割端部23在緊固具11內閉合而固持筆芯10時，是表示筆芯10之軸線方向與重力之方向一致時會因為重力而筆芯10不會從夾持部21脫落的狀態。

以下，與習知技術比較，說明本發明之夾持體31。

圖6為習知技術之夾持體301之部分側截面圖。圖7為本發明之夾持體31之部分側截面圖。夾持體301、31具 有在徑方向上對稱之形狀，因此為了簡化，圖6及圖7中僅顯示夾持體301、31之單側。如圖6所示，習知技術之緊固具101在軸線方向上具有筆直的內面103。因此當夾持部201固持筆芯10時，夾持部201之楔形外面240會與緊固具101之內面103線接觸。此種情況下，夾持部201與緊固具101之接觸面積小，因此夾持部容易與筆芯一起推入緊固具內，筆芯的鑽入量變大。又，夾持部201之楔形外面240會局部的變形，引起夾持部201之固持部250之變形，因此筆芯10之固持性會變低。又，來自緊固具101之阻力局部地施加於筆芯10，因此筆芯10之耐損壞性變低。再者，如圖8所示，夾持部202之外面204在軸線方向為筆直的且緊固具102之內面104為楔形時也會產生同樣的問題。

另一方面，如圖5及圖7所示，本發明之緊固具11具有孔的直徑在軸線方向上朝後方漸漸地減少之楔形內面13。進而，在夾持部21之分割端部23閉合而固持筆芯10時，夾持部21之楔形外面24的角度相對於夾持部21之中心軸線與緊固具11之楔形內面13之角度大略相等。因此當夾持部21固持筆芯10時，夾持部21之楔形外面24會與緊固具11之楔形內面13面接觸。此時，由於夾持部21與緊固具11之接觸面積大，因此夾持部難以與筆芯一起推入緊固具內，筆芯的鑽入量變小。又，由於來自緊固具11之內面之阻力分散，因此可降低夾持部21之楔形外面24之局部的變形，而且可降低夾持部21之固持部25之變形。此可提高筆芯10之固持性。進而，來自緊固具11之內面13之阻力會均等地施 加於筆芯10，因此提高筆芯10之耐損壞性。

以下，顯示使用習知技術之夾持體與本發明之夾持體之筆芯的固持性、耐損壞性及鑽入量相關之三個試驗結果。試驗中，使用了習知技術之三種夾持體與本發明之夾持體之合計四種之樣品。使用之夾持體之夾持部的概要顯示於以下表內。

圖5顯示固持部長度L及固持部厚度T。樣品1及樣品2之夾持部為習知技術之樹脂(聚縮醛(POM))夾持部，夾持部及緊固具為圖6所示之形狀。再者，樣品1之夾持部之材料POM中填充有25%之玻璃纖維。樣品3為習知技術之金屬(黃銅)夾持部，夾持部及緊固具為圖8所示之形狀。樣品4為本發明之樹脂(聚縮醛)製夾持部，夾持部及緊固具為圖7所示之形狀。樣品1、3、4之夾持部具有同等大小，樣品2之樹脂夾持部比其他之夾持部大。

筆芯的固持性試驗

本試驗中，將從筆尖推出之筆芯按壓於台秤，測定筆芯 由夾持部滑出之負載(固持力)。測定是依敲擊次次數進行。圖9為顯示筆芯的固持性試驗結果的圖表。習知技術之夾持體(樣品1)中，以小於20N之固持力，筆芯從夾持部滑出，隨著增加敲擊次數，筆芯滑出之固持力降低。其他之夾持體(樣品2~4)中，不論敲擊次數，筆芯都不會以25N之固持力而從夾持部滑出。從該結果證明了，本發明之夾持體(樣品4)是不論夾持部為小的樹脂夾持部，皆具有高度之筆芯的固持性。再者，圖9之圖表之縱軸之固持力(N)是表示僅因筆壓而對夾持部之負載，不包含彈簧之勢能。因此，實際上夾持部是於固持力增加了加上彈簧之勢能(約5N)之負載。

筆芯的耐損壞性試驗

該試驗中，將進入緊固具內之夾持部朝後方拉引，測定筆芯損壞時之負載(固持力)。圖10為表示筆芯之耐損壞性試驗之結果的圖表。習知技術之夾持體(樣品1)中，以20N之固持力，筆芯有損壞。在其他夾持體(樣品2~4)中，以30N之固持力，筆芯也沒有損壞。由該結果可證明了，本發明之夾持體(樣品4)不論夾持部為小的樹脂夾持部，皆具有高度之筆芯的耐損壞性。

筆芯的鑽入量試驗

本試驗中，將進入緊固具內之夾持部朝後方拉引，測定每荷重(固持力)的嵌固位置。所謂嵌固位置，是指從夾持部之前端到緊固具之前端之距離、圖5中式表示為符號D。令相當於彈簧對夾持部之勢能之5N之負載時之嵌固位置 為基準值，令基準值與每負載之嵌固位置之差為筆芯的鑽入量。筆芯之鑽入是因為固持筆芯之夾持部鑽入緊固具而產生。圖11為顯示筆芯之鑽入量試驗之結果的圖表。本發明之夾持體(樣品4)之筆芯的鑽入量比習知技術之夾持體(樣品1及2)之筆芯的鑽入量小。由該結果可證明了，本發明之夾持體(樣品4)是不論夾持部為小的樹脂夾持部，皆具有較小的筆芯的鑽入量。

然而，使用之市售的筆芯之粗度(芯徑)並非經常為固定的。典型來說，芯徑之差異在±0．02mm。芯徑比基準值細或者粗時，當夾持部21之分割端部23閉合而固持筆芯10時，夾持部11之楔形外面24的角度相對於夾持部11之中心軸線會偏離緊固具11之楔形內面13的角度。圖12為固持芯徑較粗之筆芯20時之夾持體31的部分側截面圖。圖13為固持芯徑較細之筆芯30時之夾持體31的部分側截面圖。為了簡化，圖12及圖13中僅顯示夾持體31之單側。

如圖12所示，若芯徑較粗，夾持部21之分割端部23之後部與筆芯20接觸，夾持部21之楔形外面24之前部與緊固具11之楔形內面13接觸。此時，夾持部21之楔形外面24之角度相對於夾持部21之中心軸線，偏離緊固具11之楔形內面13的角度。換言之，夾持部21之楔形外面24與緊固具11之楔形內面13線接觸。另一方面，如圖13所示，若芯徑較細時，夾持部21之分割端部23之前部會與筆芯30接觸，並且夾持部21之楔形外面24之後部會與緊固具11之楔形內面13接觸。此時，夾持部21之楔形外面24之角度相對於夾 持部21之中心軸線，偏離緊固具11之楔形內面13之角度。換言之，夾持部21之楔形外面24與緊固具11之楔形內面13線接觸。然而，該問題藉由以下所述之本發明的特徴而可解決。

本發明之夾持部21由具有彈性之合成樹脂構成。所謂具有彈性之合成樹脂，是例如，聚縮醛、尼龍、聚丙烯、聚乙烯等。藉此，不論是芯徑較粗或較細，由於夾持部21會適當地變形而仿照緊固具11，因此當夾持部21之分割端部23閉合而固持筆芯10時，夾持部21之楔形外面24之角度相對於夾持部21之中心軸線與緊固具11之楔形內面13之角度大略相等。因此，根據本發明之夾持體31，不論芯徑的差異性，皆可得到較小之筆芯的鑽入量以及較高之筆芯的固持性及耐損壞性。

然而，夾持部21具有彈性時，緊固具11之楔形內面13之軸線方向之兩端部之角會鉤掛於夾持部21之楔形外面24，會產生夾持部21之固緊不良。該問題可由本發明以下之構成而解決。

圖14是顯示本發明之其他實施形態之夾持體32的部分側截面圖。為了簡化，圖14中僅顯示夾持體32之單側。該實施形態中，緊固具12之楔形內面14之軸線方向之兩端部(前端部15及後端部16)構成為朝徑方向遠離夾持部21之楔形外面24。更具體而言，如圖14所示，緊固具12之楔形內面14之軸線方向之兩端部15、16是呈楔形倒角，而朝徑方向遠離夾持部21之楔形外面24。該倒角形狀亦可 為R形。藉由該構成，可防止緊固具12之兩端部15、16之角鉤掛於夾持部21之楔形外面24，而且可防止夾持部21之固緊不良。

圖15是顯示本發明進一步之其他實施形態之夾持體33的部分側截面圖。為了簡化，圖15中僅表示夾持體33之單側。該實施形態中，夾持部51之楔形外面26之後端部構成為在徑方向上遠離緊固具41之楔形內面43。又，如圖15所示，緊固具41之楔形內面43之軸線方向之前端部45呈楔形倒角，而朝徑方向遠離夾持部51之楔形外面26。該倒角形狀亦可為R形。藉由該構成，可防止緊固具41之兩端部(前端部45及後端部46)之角鉤掛於夾持部51之楔形外面26，而且可防止夾持部51之緊固不良。

圖16顯示本發明之進一步其他實施形態之夾持體34的部分側截面圖。為了簡化，圖16中僅顯示夾持體34之單側。該實施形態中，緊固時，緊固具42之軸線方向的長度會變長，而夾持部52之楔形外面27之後端部不會接觸緊固具42之楔形內面44之後端部48之角。又，如圖16所示，緊固具42之楔形內面44之軸線方向之前端部47呈楔形倒角，而在徑方向上遠離夾持部52之楔形外面27。該倒角形狀亦可為R形。藉由該構成，可防止緊固具42之兩端部47、48之角鉤掛於夾持部52之楔形外面27，而且可防止夾持部52之緊固不良。

以上，是就本發明之幾個較佳實施形態進行說明，但本發明不限定於該之實施形態，可在申請專利範圍之記 載內施行各種修正及變更。例如，夾持部亦可為金屬夾持部，而非樹脂夾持部。又，亦可將各實施形態互相組合而實施。

Claims (3)

1. 一種夾持體，包含有：緊固具，為中空之略圓筒形狀，且具有孔之直徑在軸線方向上漸漸變化之錐形內面；及夾持部，具有分割成二個或三個之分割端部，該分割端部可在前述緊固具出入，且具有當進入該緊固具內時會與前述緊固具之錐形內面接觸之錐形外面，當前述夾持部之分割端部在前述緊固具內閉合且固持筆芯時，相對於夾持部之中心軸線，前述夾持部之錐形外面的角度與前述緊固具之錐形內面的角度大略相等，前述緊固具之錐形內面之軸線方向的兩端部構成為不與前述夾持部之錐形外面接觸，前述緊固具之錐形內面的前端部是呈倒角，前述夾持部由具有彈性之合成樹脂構成。
2. 如請求項1之夾持體，構成為前述緊固具之前述兩端部朝徑方向遠離前述夾持部之錐形外面。
3. 一種自動鉛筆，具有如請求項1或2之夾持體。