多功能机械笔筒的设计

宋广川+孙茂钧+游富龙+杨李

摘 要：针对市面上的签字笔质量太轻、通用性差、笔尖易损坏等缺点，作者提出了一种新型防摔的多功能机械笔筒的设计方案。总结互联网上已有的防摔设计，本次设计采用笔筒、笔芯、内套筒、伸缩弹簧；笔筒由笔后筒和笔前筒组成，内套筒上设置有外齿，笔后筒上转动连接有两个以上的半齿压轮，半齿压轮上设置有与外齿匹配的轮齿，半齿压轮上连接设置有压杆，压杆的末端设置有用于定位内套筒的卡齿，内套筒上设置与卡齿匹配的定位卡。具有在使用者松手后自动缩回笔芯的功能，同时多功能笔筒还能够适用于不同种类的笔芯。本设计同时还有满足重复利用率高、使用方便、不易损坏等特点。

关键词：多功能；自动伸缩；防摔；通用性

新闻报道：省政协委员李芳泓谈到，中性笔也叫签字笔，是目前我国从小学到大学、从机关到企业、从社会到家庭各类人群普遍使用的书写文具。我国2007年年产量就超过了70亿支，是名符其实的中性笔生产大国和出口大国。早在2002年，中国制笔协会牵头多家制笔企业起草了中性笔生产标准，并经轻工业联合会和国家质量技术监督局审批通过。但由于许多生产企业尤其是小厂家没有严格执行这个标准，使得国内市场上不同厂家、不同品牌笔芯通用性很差，由此造成的浪费也很大。

网上有调查资料显示，有高达86.67%的被访者认为应采用可回收或可降解材料制作中性笔，有36.67%的认为应提高中性笔重复利用率。为此，我们需要减少笔芯规格，提高笔芯通用性。

然而，事与愿违，对于目前的情况来看，笔者认为存在以下3点问题：（1）中国制笔行业执行国家轻工业标准，该标准为推荐标准，而各企业执行的是各自的企业标准，导致通用性差；（2）市场上笔的种类多样，即便是中性笔，也有粗有细、有长有短，笔芯笔筒无法混用；（3）笔尖属于精密部位，容易遭到毁坏。

针对这些问题，有的人很早就想出了解决办法——防摔笔，说起防摔笔，想必大家并不陌生，早在十几年前就有人进行设计，并申请了专利，同时，笔者又利用网络检索经过整理整理总结，大概就有以下三种设计：

设计1：该设计是一种防摔笔，该笔包括笔盖帽、弹簧、笔杆、笔芯、笔头，笔杆一端设有笔盖帽，另一端设有笔头，笔杆内设有弹簧，笔芯设有卡壳和笔尖；笔头的内螺纹与笔杆一端的外螺纹连接，笔芯通过卡壳、笔头固定于笔杆，笔杆、笔芯、笔头三者连为一体；其特征在于所述笔盖帽设有弹性重块，笔盖帽与笔杆之间设有弹簧，笔盖帽与笔杆滑动连接。所述笔盖帽、弹性重块、弹簧三者连为一体。从而解决了现有同类产品结构欠佳导致防摔效果较差，笔尖的圆珠容易磨损或掉落的技术问题，达到“双向防摔”和保护笔芯的目的。

设计2：本实用新型特提供了一种重力防摔笔，通过在笔杆中部安装带弹簧的重物块的结构方式，能够让笔在下落失重状态时，笔芯自动缩回，能够防止摔坏笔头，当笔倾斜到一定角度，水平放置及倒置时，笔芯会自动缩回，无需再按缩回按钮。

设计3：专利名称防摔可照明中性笔的制作方法，技术领域本实用新型涉及一种中性笔，特别涉及一种具有防摔及照明功能的中性笔。背景技术在日常学习工作中，中性笔已经是较为普遍的书写工具，传统的中性笔大致由笔杆与置于笔杆内的笔芯组成，在使用时，经常会出现忘记盖笔帽的情况，放置不当或握持不慎，会造成中性笔掉到地上而将笔尖摔坏，造成浪费的现象。传统中性笔一般只具有书写功能，在光线弱或黑暗环境下使用时需要另外借助照明装置，限制了中性笔的使用范围。

细看以上几种设计，我们不难看出，笔尖虽得到了保护，但又出现了新的问题，几乎都忽视了书写时的手感问题，同时，也没提到笔芯的换用问题。笔者认为，在不影响书写的情况下，我们可设计出具有多功能的机械笔筒来取代原有的签字笔。并在条件允许，可将其笔尖保护设计将推广到钢笔笔尖的保护。

笔筒结构与功能设计如下：

当要使用多功能笔筒时，持握的手指压在半齿压轮3上的压杆3-1位置，压杆3-1由于杠杆作用驱动半齿压轮3转动，轮齿3-2通过与之咬合的外齿6-1驱动内套筒6向笔前筒2方向移动，内套筒6内设置的笔芯4从笔前筒2前端的伸出笔尖的小孔伸出，同时卡齿3-3向笔前筒2方向压住定位卡6-2，起到进一步固定内套筒6的目的。

当使用者松开手指后，笔前筒2内的伸缩弹簧7由于压缩势能的作用而张开，伸缩弹簧7推动笔芯4向笔后筒1方向移动，同时通过内套筒6上的外齿6-1驱动轮齿3-2使卡齿3-3松开复位。

另一种结构，内套筒6的后部设置有用于调节笔芯4从内套筒6中伸出长度的调节螺杆8，调节螺杆8的前端与笔芯4的后部接触，调节螺杆8靠近笔芯一端设置有外螺纹8-1，内套筒6的后部设置有与外螺纹8-1相匹配的内螺纹。另外，所述笔后筒1的内侧设置有用于固定内套筒6固定卡1-1，固定卡1-1与内套筒6外筒壁相匹配。

这种结构的主要目的在于，可以使多功能笔筒使用不同长度的笔芯4，当笔芯4较短，装入内套筒6后，其长度不足以在使用时从伸出笔前筒2中伸出，这时可以通过扭转调节螺杆8将笔芯4向前移动至适当位置，这样可以确保不同长度的笔芯任然可以在多功能笔筒中正常使用。在手握住的时候笔尖伸出，手不握的时候笔尖自动收回，这样极好地保护了笔尖，避免了笔尖被摔坏而导致的浪费。

市面上的普通签字笔一般只能适用一种笔芯，所以消费者想要重复利用笔筒而去购买笔芯时，会去挑选适合的笔芯。但是不同型号的笔芯的外观差别往往较小，消费者很容易买到不适合自己笔筒的笔芯，从而造成浪費。本设计能适合多种型号的笔芯，有很强的普适性，从而避免了浪费。