揭开自动铅笔的面纱

文/石文

揭开自动铅笔的面纱

文/石文

自动铅笔是一种铅芯可更换并且可以机械伸缩的铅笔，当铅芯的前端磨损的时候，它可以向外延长。铅芯与外壳不是固定相连的，通常由石墨构成，当然也有用彩色和其他材料的铅芯。自动铅笔通常用于需要写很多行同样宽度的文字而无需削铅笔的地方，这使得它很适合于工程绘图和小字号或普通的作品写作。也正因如此，相比于传统铅笔，它们不常用于美术创作中。

自动铅笔的历史

现存最早的自动铅笔发现于皇家海军潘多拉号的残骸中，该战舰在1791年沉没。

1942年，第一个可替换并且带有笔芯推进结构的铅笔的专利在英国被Sampson Mordan和John Isaac Hawkins获得。随后Mordan从Hawkins手里买断了专利权，在1823年到1837年间与Gabriel Riddle开展了商业合作，因此最早一批的Mordan铅笔都带有“SMGR”的标签。1837年后Mordan结束了与Riddle的合作，继续生产名为“S.MORDAN & CO”的铅笔，同时还广泛生产银器，直到二战时期他的工厂被炸掉。

1822年到1874年间注册了超过160个专利，在多方面推动了自动铅笔的发展。第一只弹簧式自动铅笔在1877年申请专利，随后的1895年出现了拧填式铅笔。1938年，0.9mm笔芯进入市场，随后又出现了0.7、0.5、0.3mm的笔芯，甚至1.4mm，现在，0.4mm和0.2mm同样也成为一种常用规格。

1915年，由刚刚出师的冶金工人Tokuji Hayakawa对自动铅笔做出了一些改进，才使得它能够获得成功。Tokuji的铅笔被人称为“总是锋利的铅笔”。但那之后，Tokuji并未马上获得成功，直到保证铅笔寿命的金属杆被引入，这对现在的使用者来说已经是并不陌生的了。一家横滨的公司向Tokuji发出了一个大订单，使得Ever-Sharp从此开始大卖。之后Tokuji的公司给自己起了个名字叫做Sharp。

几乎就在同时，美国的Charles R.Keeran开发了一种类似的铅笔，而这正是今天大多数铅笔的鼻祖。Keeran设计的铅笔依赖于棘齿，而Hayakawa的则以螺丝为基础。

自动铅笔的结构分类

基于棘齿的自动铅笔头部

Pentel Sharp棘齿绘图铅笔拆解图，以及三根0.5mm石墨笔芯

自动铅笔可以分为两种基本类型：一种为夹住铅芯并且随着使用向前推进，另一种只是夹住铅芯使其不掉下来。

1、推进型铅笔

多数自动铅笔使用小于1mm的铅芯，夹在笔杆中间的腔里，内部有机械装置将将铅芯送出。而机械结构则有以下几种：

基于棘齿的铅笔是抓握铅笔的一种变体，铅芯在头部被三个小颚夹住，小颚外又套有一个金属环。铅笔尾部的按钮控制了小颚的张合，按钮按下时，小颚向前张开，铅芯前进，按钮放开时小颚收紧，“铅芯护圈”（在笔尖里的一个小橡皮圈）能保持铅芯的位置，使其不至于向外滑落或者随着小颚的夹紧滑向笔杆内。

基于棘齿的自动铅笔是卖得最好的一种，其变种包括：

一种前后摇动，使其内部重量操纵盖子上的装置，这种铅笔可能会有一个按钮。

另一种铅笔能自动向前推进铅芯，这种设计使用棘齿推进铅芯，但只是用很小的摩擦力阻止其滑落或者退回到铅笔里面。笔尖是一种弹簧扣，铅芯磨损时变短，减小了弹簧的压力，从而使铅芯自动推出。

一种现代的铅笔拥有一个机械装置，能够在铅笔芯接触纸时将其逆时针旋转9°，从而使笔尖的宽度只有普通自动铅笔的一半，这样写出来的字便具有统一的黑度。这种铅笔名叫Kuru Toga，是由三菱铅笔有限公司研发出来的。

Kuru toga铅笔芯

基于螺丝的铅笔则不同，它依靠拧动螺丝推动铅芯前进，而螺丝则沿着笔杆内的导轨移动。这种铅笔在二十世纪前期得到了广泛应用。

在基于螺丝的铅笔中，铅芯的前进依赖于和螺丝的直接摩擦。

拧动的铅笔（twist-based）依靠拧动铅笔头使得铅芯向前，很多这样的铅笔具有一种锁定的结构，允许铅芯退回到笔杆中去。

2、离合型铅笔

离合型铅笔（直译为铅芯抓握者）一般使用较粗的铅芯（2-4mm），并且一次只能用一根铅芯。

离合型铅笔的笔头

按动铅笔后端的橡皮帽，使笔头处的小颚张开，铅芯就可以自由地从笔杆内滑出（或缩回），但这滑动只能由外部协助控制，当然，把笔尖离开桌面几毫米或者挡在手心就很容易做到。

一些铅笔能够延长铅芯，如Alvin Tech-Matic铅笔，但通常被认为与带有推进装置的铅笔不是一个种类。

铅芯的演变

相比于传统铅笔，自动铅笔类型范围较窄，同时也存在诸多变种。多数自动铅笔可重新装填，也有一些便宜的类型用完后可以丢掉。

1、铅芯直径

自动铅笔的结构一般只能使用一种直径的铅芯，也有一些如Pentel Function 357，其内置的多种结构允许使用多种直径的铅芯，如：0.3mm，0.5mm和0.7mm。

下表列出了不同的铅芯直径，以满足多样的喜好和制作，最常用的是0.5mm和0.7mm，其线宽适用于精确的书写和绘画，0.05mm，0.1mm和0.2mm则较为罕见。

使用亚毫米铅芯的铅笔能同时容纳多根铅芯，以减少重新装填的次数。一个值得注意的例外是Pentel 350E，这可能是Pentel的第一款自动铅笔，它只能容纳一根0.5mm的铅芯，当需要时可以从一根小管子中把新的铅芯填入笔杆。

2、铅芯色彩

与传统铅笔相同，自动铅笔的铅芯根据使用者的不同需求，对石墨和粘土的配比进行控制，从而做出不同黑度和硬度的铅芯。

自动铅笔彩色铅芯却较为少见，Crayola的“Twistable”系列包含两种彩色铅笔（可擦除的和不可擦除的），其中含有机械推进结构，却不提供替换的铅芯。一些美国以外的公司如Pentel、Pilot和uni-ball为他们的产品在小范围的直径（0.5mm、0.7mm和2mm）制造了彩色可重新装填的笔芯。Koh-i-Noor则在2.0、3.15和5.6mm上做出了彩色可充填的自动铅笔。

四款代表性的自动铅笔测评

1、Staedler 925-85-05

德国三大品牌之一，很有代表性的产品，虽为日本开发，但风格没有改变。这是一只制图笔，有4mm伸出的护芯管，外壳通体金属CNC车制，整支笔由笔头、笔体，调节环和尾帽构成。笔体前段握手处滚花，后段光滑，镀膜印刷，但笔者用很大的力量也没能拧开笔体中部，所以认为它是一体金属加工的，中间没有连接。笔头尖端固定了护芯管，笔体后部有出芯长度指示器窗口，转动调节环时，窗口内的黑白指示器就会改变比例，黑色代表出铅量。笔夹是钢板轧制，靠弹性安装在笔体上的槽中，可以转动，但很难拆下来。尾帽由三件组成，尾帽体、端螺盖和铅芯硬度指示窗环，前两件也都是CNC加工成型的。此笔很难拆卸，我也没有把它全拆开。卸下笔头以后，可以看到内部的铜卡头，卡头外面的弹簧和卡头座，卡头座与笔管内部的螺纹配合，卡头座还连接着储芯管，调节环和尾帽，构成笔芯，这枝笔芯可以在笔体中配合螺旋移动，但旋转调节环时，整个笔芯就会趋近笔尖或远离笔尖，使卡头的锁紧环与笔头内部的止动端面之间的距离发生变化，从而改变出芯长度。笔芯一方面受到前端套在卡头外面的弹簧向后推动，另一方面又受到它与笔体内径的螺纹阻挡，因此，旋转调节环，它就会在笔体中移动。这个设计并不困难。但是，比较奇特的是，笔者无法彻底拆开它的结构，调节环会在前后两个端点被卡死，不能再转动，那么这支笔是怎么装配的呢？难道是靠很大的机械力量把调节环压入固定的吗？在没有弄清结构之前我还是不敢硬把调节环拔下来，那很容易造成损坏。

接下来谈谈这支笔的特点和使用性能。与以往学到的知识有出入，该笔不像是由铜材加工的笔体，笔头和尾帽，它们全都由合金铝制造，内部螺纹是银色的，重量刚好，并不太重。笔的重心大约在9/10处，靠近笔尖，设计得还不错。握手的感觉非常细腻，滚花的纹理非常精细，既不硌手，又不会打滑，不是那种粗糙的表面。调节环并没有锁紧机构，在弹簧力的作用下，它总倾向于朝尾帽滑动，可能使用一段日子就得重新调整；另外，调节环的外径与笔体内径之间的配合间隙也不小。尾帽没有什么可说的了，设计漂亮，有很强的机械感。

在购买这支笔以前，已经从网上看到了很多关于它的不足，不是一个人说它的稳定性不佳，笔内机构有晃动，还容易断铅。当时笔者很奇怪，怎么固定护芯管的结构还会铅尖晃动？实际体验下来，笔者用它大量书写，却发现它实际上相当稳定，几乎感觉不到任何晃动，铅尖和笔芯机构都很稳定。还有人说，它的出芯调节机构效果也不稳定，调大了出芯量以后每次出芯的长度都会随机，时长时短，可是笔者的笔非常稳定，可调节的出芯量在0.2-2mm之间，调好了绝不会随意改变，不过，没有锁定机构的调节环，还是有可能在无意间被触动，使出芯量变短，这倒是个问题。925-85-05的加工精度很高，各处配合精密，没有可见的不同轴等尺寸误差，整体制作工艺精美，日本的机械加工技术也可以算作世界一流，还是很不错的。该笔的长度刚好，为143mm，直径也很舒适，大约8.5mm，外观非常理想，笔头造型也很经典，它适合制图，也可以书写，适用领域很广，唯独固定的护芯管不方便携带，其他真可谓十全十美，没有能找出它更多的缺点。

2、Pentel GraphGear 1015

这支笔来到笔者这里是不容易的，因为刚开始选购时选择了它，但后来看到有很多人对它的评价不高就放弃了，但后来又想到它独特的缩头结构和低廉的价格，就又想把它收来研究研究了。这是一只较长的笔，足有150mm长，并且不管是推出笔尖还是缩回笔尖，其长度都不会改变。它的外壳是两段式，前段由铝合金加工制成，在管壁上开了很多椭圆孔，内嵌塑料阻尼片，在外表滚很密的花纹；后段笔壳也是铝合金，光滑表面印刷字体，大大的笔夹安装在从内部伸出来的铰链上，笔夹的端头落入笔壳开孔内，笔夹的尾端上翘，可以用手指按压，使笔夹抬起。尾帽的造型比较难看，又细又长，带有端头扩展，是用金属板冲压的办法制成的，档次较低；铅心硬度指示器位于两段笔体的连接处，可手动调节；笔头有长长的前伸，端头孔径较粗。虽然整个笔体表面都是金属制造，但内部还是有多个塑料零件。笔头，前段和后段笔体都是依靠一个塑料内管拧在一起的，这个零件看上去不够强壮；笔芯实际上就是一只活动铅笔，只不过它可以在外管内滑动，笔尖、卡头、储芯管和尾帽安装在一起，就构成了笔芯。在笔芯与连接塑料管之间安装了一个大直径的强力弹簧。当我们推动尾帽时，整支笔芯就会压缩弹簧，向笔头移动，直到笔尖伸出笔头，笔芯后部的圆台划过比夹顶端，此时松开手指，笔芯就会被笔夹卡住，这时如果再次钦动尾帽，出芯原理就如同常规的设计了；使用结束以后，按压笔夹尾部，笔夹抬起，释放了笔芯，笔芯就会在弹簧力的作用下复位，使笔尖缩入笔头，有效地保护了护芯管。

该产品的加工精度就不及Staedler 925-85-05了，连接处会有些轻微的不同心，表面处理也不够好，做工只不过比国产好些，还达不到精密。它的内部弹簧力量太强了，收回笔芯时会发出很大的声音，让你担心这力道会损坏塑料零件。笔体的长度要超过一般，这非常不适合携带，这与它的设计意图又有矛盾了。尾帽具有双重作用，推出笔尖和出芯，如此一来，它的行程就变长了，这也增加了笔的长度。在买它以前，笔者很担心它的笔尖是否会摇晃，但体验下来还好，稳定性还不错，摇晃非常轻微，几乎不影响书写。该笔的重心刚好在笔的中央1/2处，平衡还算可以，但使用起来大概是因为笔尖过长，手握处离铅尖过远，而手感稍差。它的塑料储芯管比较细，大概不会容纳太多的铅芯，总体上说，该笔值得收入。

要改善它的性能最好对其进行MOD，首先要把弹簧换成较弱弹力的，使动作轻缓一些，也可延长零件的使用寿命；其次应该缩短笔管后段，争取把整支笔改短到130mm，这样一来携带起来就方便得多了，而且重心会偏向握手处。

3、Platinum MSD-1500B

这是笔者上网学习最大的收获，在几十家网站上看到德国人和老外们对它的评测以后，毫无犹豫地选择了它。可以说，笔者几乎没有找到对它的批评，众人异口同声地赞扬它的设计与加工，这些言论今天都得到了证实。

MSD-1500B仅仅是一支原理很普通的制图铅笔，但它短粗的造型又适合书写，唯独固定的护芯管不方便携带。活动铅笔的价值在于精密，即便是平常的设计，如果加工精度很高，那么它的身价自然会很高，这就像名牌的机械手表一样，永远具有它的价值。白金的产品的确令人称赞，它的加工精度在我的三个品牌中是最高的，可以超越Staedler。MSD-1500B的外形很粗，带有弧线，表面光滑柔和，处理得很舒心，尾帽不太好看，笔夹也有一点儿廉价，但是在笔夹上和外壳的尾端上有配合的卡樵，使笔夹不会转动，另外，它的笔夹很容易被拆掉。该笔的重心在9/10处，接近笔头一点儿，整体平衡很好，书写手感极佳，出铅时声音清脆干净。

外壳是两段式的，可以从中间拧开，但两段结合得相当精密，你别指望能看出两者有丝毫的不同心。整个笔体都用铝合金制作，前段铝管管壁很厚，但重量依然不大，比铜轻很多，可惜的是储芯管还是使用了塑料，直径有D5mm，尾帽处的橡皮座也是金属CNC加工成型的，非常高档，在笔芯的卡头前和橡皮座上都安装了防潮的O形圈。笔者认为这支笔的价格应该定在200元，它起码要比Rotring 600高一个档次，以它现在93元的售价来说性价比非常高。从实用的感受来说，它是四支笔中最好的，笔者几乎挑不出来它有什么缺点，当然，要是能缩头那就理想了。

4、Platinum MSD-1000B

在MSD-1500B到手之前笔者就对白金这个品牌产生了好的印象，看到也有很多人推荐MSD-1000，就想，既然售价如此低廉，何不收藏一支？结果同样大喜，把它拿在手里以后，一样没有任何悔意。这是一支比较长的笔，前部握手区较短，重心位于4/5处，偏向笔尖。与MSD-1500B一样，整体由铝合金制造，外表处理柔和光滑，细环握手区既可防滑又免硌手，是很成功的设计。铅芯硬度指示在两段笔体的中部，笔夹由钢板轧制，可以在笔壳上转动或取下，尾帽和笔头都是CNC车制，很有档次。储芯管和MSD-1500B一样，都是D5mm直径塑料件，但该笔没有金属的橡皮座，显然，档次没有MSD-1500B高。以它的整体结构与工艺来说，它绝对是要超过Staedler 925-25和Rotring 600之类的传统制图笔的，即便是书写手感，也不会比它们差，柔和的外表使用起来很舒适，适合长时间书写制图。笔者个人不大看好他的尾帽，那个扩展了直径的顶端有点儿夸张炫耀，而且在动态平衡上也会造成尾重头轻的感觉。

结束语：这次测评的成果是可喜的，经试验，每支笔都可实现自动替芯，也就是说，第一根笔芯可以自动落入卡头，被推出笔尖，而不像是笔者过去曾使用过的自动铅笔，完全不能自动替芯，用完一根铅芯以后，都要打开尾帽，取出另一根铅芯，把它从护芯管的前端插进去，然后才能使用。这四支笔代表了现在可以买得到的在产的最高级型号，基本都是全金属结构的中高档产品，价格上却相对合理，因此很有实用价值。