专利名称：前揿式自动铅笔的制作方法
技术领域：
本发明是关于前揿式自动铅笔，属于文教用品领域。
本发明以前的前揿式自动铅笔大体由四部分组成1.前揿部分；2.延时机构；3.机芯夹头部分；4.后揿部分。前揿部分由尖套、护芯管、护芯管弹簧、弹簧挡圈、阻尼等组成。其中，护芯管弹簧预紧力大于10克，阻尼与铅芯间的摩擦力大于10克，延时机构由延时体延时器、延时套组成。其中延时器有以下几种类型弹性元件；摩擦系数较大的橡胶件或塑料件；电磁元件；不同几何形状的拨叉滑块；不同几何形状的回转体。机芯部分由整体夹头、夹头弹簧、夹箍、滚珠等组成。其整体夹头为两开花深孔薄壁体。在不受夹头弹簧力作用及夹箍约束的情况下，靠自身具有的弹性张大；在夹头弹簧力的作用下夹头夹紧铅芯，产生静态夹铅芯力。后揿部分由摩擦套、后揿弹簧弹簧套、挡圈、连接件、储铅管、揿头等组成。
以往的前揿式自动铅笔，当护芯管、铅芯同整个机芯同步被压向笔内一定行程，延时机构发生自锁后，才能实现前揿出铅芯的功能。在自动补偿书写时，随着铅芯的摩耗护芯管被压向笔内，因护芯管弹簧力及阻尼与铅芯间的摩擦力较大，故护芯管作用在纸面上的压力较大，与纸面摩擦较大。
从以上可以看出，以往的前揿式自动铅笔存在以下几个问题1.结构复杂，另部件不易加工；2.前揿出铅芯效果不理想，因只有护芯管被压向笔内一定行程而不是任意行程才能送出铅芯；3.自动补偿书写时由护芯管与纸面摩擦所产生的痕迹比较明显，书写效果不理想。
为了克服上述缺点，本发明的前揿式自动铅笔采用两瓣无挠曲变形夹头(18)、夹头弹簧(23)、护芯管(1)、护芯管弹簧(3)、尖套(22)代替以往前揿式自动铅笔中的整体夹头和复杂的延时机构，使之具有结构简单零部件加工方便，护芯管被压向笔内任意行程都能送出铅芯，护芯管与纸面摩擦轻微等优点。
本发明的前揿式自动铅笔如图一所示。护芯管(1)及阻尼(21)与加长体迫合为一体，护芯管可以在尖套(22)内孔中滑动。挡圈(4)与尖套(22)迫合成为一体，下笔杆与尖套螺纹连结为一体，滚珠(19)在夹头球坑内和夹箍(5)内锥孔之间滚动。夹箍(5)可以在下笔杆内孔及挡圈(4)内孔中移动，挡圈(20)与夹箍(5)迫合为一体。摩擦套(8)、储铅管(11)与连接件(15)迫合为一体。弹簧套(9)与挡圈(6)迫合为一体。下笔杆(16)与上笔杆(12)螺纹连接为一体。在整个系统中，存在四个弹簧力1.护芯管弹簧(3)力P12.夹头弹簧(23)力P2；3.后揿弹簧(7)力P3；4.前揿弹簧(10)力P4。五个摩擦力1.护芯管(1)与铅芯之间的摩擦力F1；2.护芯管(1)与尖套(22)之间的摩擦力F2，3.阻尼(21)与铅芯之间的摩擦力F3，4.夹头(18)与铅芯之间的静态摩擦力F静，5.夹箍(5)与摩擦套(8)之间的摩擦力F5。摩擦力与弹簧力必须满足下列条件P1＞F3＞F静F2＞P1＋F3＋F1P3＞F5＞F3才能实现自动补偿出铅芯、前揿出铅芯、后揿出铅芯的功能。
后揿出铅芯原理，在排空的储铅管(11)内放入2～3支铅芯，手握笔杆，揿动揿头(13)。因摩擦套(8)与夹箍(5)之间存在摩擦力，摩擦套(8)带着夹箍(5)及整个机芯部分同步向下位移。后揿弹簧(7)被压缩。当挡圈(20)与加长体(2)相触后，摩擦套(8)在夹箍(5)表面滑移，继而连接件(15)推着夹头(18)移动。夹头(18)为两瓣形式，无挠曲变形，截面为矩形，尾部有斜面，其长度最好为5～20mm，宽度最好为1～2.5mm，高最好为0.9～2mm；小孔半径为0.2～0.8mm；大孔半径为0.3～0.9mm；采用塑料、铜材、钢材等制成。夹头弹簧(23)随之被压缩。夹头弹簧(23)预紧力很小，同样能满足夹头(18)张开或夹紧的需要，夹头(18)在夹头弹簧力作用下产生很小的静态夹铅芯力。其夹头弹簧丝直径为0.1～0.5mm，弹簧圈数为20～40圈，弹簧中径2.6～3.6mm，弹簧长5～15mm，采用铍青铜丝、、不锈钢丝、碳素弹簧钢丝制成，这时，夹头(18)以斜面始点为支点在连接件(15)锥面推动下，在夹头弹簧(23)作用下逐渐张大，铅芯通过夹头小孔落入阻尼(21)孔内。撤消揿动力，在后揿弹簧(7)作用下，摩擦套(8)带着夹箍(5)及整个机芯向原始位置移动。当夹箍(5)台阶与挡圈(6)相触后，摩擦套(8)沿夹箍(5)表面滑动复位，连接件(15)离开夹头(18)，在夹头弹簧(23)作用下，夹头(18)带动滚珠(19)沿夹箍(5)锥面夹紧铅芯，整个机芯回到原位。往复揿动，铅芯被不断送出。
自动补偿出铅原理。在书写压力产生的轴向分力作用下，护芯管(1)随着铅芯的磨耗被压向笔内，护芯管弹簧(3)被压缩，由于夹头产生的静态夹铅芯力很小，故其预紧力随之较小，并保持P1＞F3＞F静。弹簧丝直径为0.1～0.3mm，弹簧圈数为5～15圈，弹簧中径为1.6～3.6mm，弹簧长5～15mm，采用铍青铜丝、不锈钢丝、碳素弹簧钢丝制成。在书写过程中，由于护芯管弹簧(3)预紧力及阻尼与铅芯间的摩擦力均较小故护芯管(1)与纸面的摩擦无感觉。撤消书写压力，在护芯管弹簧(1)作用下，护芯管同夹持铅芯的阻尼复位，使磨耗的铅芯得以补偿。
前揿出铅芯原理，书写时笔与纸面成α角，书写压力可分解为与笔的轴线重合的力W1和与笔的轴线垂直的力W2。W1与W2同时存在，同时消失。在W1作用下，纸面反作用于护芯管(1)W′1；在W2作用下，纸面反作用于护芯管(1)W2′。当W′1＞P1＋F2＋P4时，护芯管(1)沿尖套(22)内孔同机芯部分、后揿部分被压向笔内，同时在W′2作用下护芯管(1)与尖套(22)产生摩擦力F2，F2＞P1＋F3＋F1。尖套(22)代替了一般延时机构中的延时套，具有延时及连结、固定、定位作用，其孔径一般为0.7～7.5mm，孔长为1～20mm，采用塑料、铜材制成护芯管(1)代替了以往延时机构中的延时器，具有延时及保护铅芯的作用其内径为0.5～0.7mm，外径为0.8～1.8mm，长5～10mm采用不锈钢、塑料制成，逐渐抬起笔，W′1＜P4，整个机芯开始复位由于F2＞P1＋F3＋F1，护芯管(1)与尖套(22)自锁而不动。当机芯回到原位并将铅芯送出护芯管外时，W′1消失，W′2随之消失，F2消失。在护芯管弹簧(3)作用下，护芯管(1)同夹持铅芯的阻尼(21)一起回到原位。护芯管(1)被压向笔内任意行程L，铅芯即可被送出护芯管外L长度。
本发明的前揿式自动铅笔由于采用两瓣截面为矩形的夹头代替以往的整体夹头和两瓣截面为半圆形夹头，用护芯管与尖套之间产生的摩擦代替了以往复杂的延时机构，使之工艺简单，前揿出铅芯、自动补偿出铅芯效果更加理想，适合大批量生产。
权利要求1.前揿式自动铅笔，其特征在于采用尖套(22)护芯管(1)、夹头弹簧(23)、护芯管弹簧(3)、两瓣夹头(18)无单独延时机构的前揿式自动铅笔，代替了一般整体夹头和截面为半圆形两瓣夹头有延时机构的前揿式自动铅笔，该笔具有前揿出铅芯、自动补偿出铅芯、后揿出铅芯的功能。
2.根据权利要求书1所述前揿式自动铅笔，其特征在于采用两瓣无挠曲变形夹头(18)，截面为矩形，尾部有斜面，与弹簧挡圈(17)相连接，其规格尺寸，长一般为3～25mm，最好为5～20mm，宽一般为1～4mm，最好为1～2.5mm；高一般为0.7～3.5mm，最好为0.9～2mm，小孔半径一般为0.15～3mm，最好为0.2～0.8mm，大孔半径一般为0.2～4mm，最好为0.3～0.9mm，材料采用金属或非金属，最好采用塑料，铜材、钢材等。
3.根据权利要求1所述前揿式自动铅笔，其特征在于采用的尖套(22)代替了一般延时机构中的延时套，该结构简单，具有延时的作用，并起到连结，固定，定位的作用，其孔径尺寸一般为0.7～7.5mm，孔长为1～20mm，其材料采用金属或非金属，最好采用塑料铜材。
4.根据权利要求1所述前揿式自动铅笔，其特征在于采用的护芯管(1)在前揿时与尖套(22)产生摩擦力，这个摩擦力大于护芯管弹簧力加上阻尼与铅芯之间的摩擦力加上铅芯与护芯管之间的摩擦力之和，具有延时机构中延时器的作用，并具有保护铅芯的作用，其内径尺寸为0.5～0.7mm，外径为0.8～1.8mm，长度为5～10mm，其材料采用金属或非金属，最好采用不锈钢、塑料等。
5.根据权利要求1所述前揿式自动铅笔，其特征在于所采用的夹头弹簧(23)预紧力很小，同样能满足夹头(18)张开或夹紧的需要，其参数为弹簧丝直径0.1～0.5mm，弹簧圈数20～40，弹簧中径2.6～3.6mm，弹簧长5～15mm，其材料采用金属或非金属，最好采用铍青铜丝、不锈钢丝、碳素弹簧钢丝。
6.根据权利要求1所述前揿式自动铅笔，其特征在于所述用的护芯管弹簧(3)预紧力很小，使连续书写时护芯管与纸面摩擦力感觉，护芯管弹簧预紧力小是前揿铅芯的必备条件，其参数为弹簧丝直径0.1～0.3mm，弹簧圈数5～15，弹簧中径1.6～3.6mm，弹簧长5～15mm，其材料为金属材料或非金属，最好采用铍青铜丝，不锈钢丝，碳素弹簧钢丝。
专利摘要一种前揿式自动铅笔采用两瓣冲压或注射成型夹头，没有延时器，具有前揿出铅芯、自动补偿铅芯、后揿出铅芯的功能，它同以往的前揿式自动铅笔相比，具有结构简单、自动书写效果好、前揿出铅芯灵敏等优点。
文档编号B43K21/02GK2031762SQ8820192
公开日1989年2月1日 申请日期1988年3月22日 优先权日1988年3月22日
发明者张宜德, 李长忠, 孙乐然, 张砚海, 张文琪 申请人:天津市铅笔板厂