书写部件的伸缩控制结构专利技术综述

任丛丛

【摘  要】书写工具如圆珠笔、签字笔、铅笔、粉笔等都是是人们日常生活中的常用工具，他们通常会采用一定的驱动结构实现笔尖的伸缩控制，本文主要分析该项技术在我国甚至全球的专利布局以及申请趋势，并研究各种不同驱动结构的结构特点。

【关键词】笔;伸缩;笔尖;笔头

1.专利申请量分布

书写部件的选择、推出、缩回或锁定机构种类较多，以国际分类IPC为基准，共分为四类，分别是由轻按或倾斜操作的、通过在纵向开槽的外壳中滑动的方法操作的、通过旋转方法操作的以及通过按钮操作的;后来CPC对IPC进行细分后，又增加了有可变形管的以及有一个沿铅笔芯前端滑动的套的两种，并且，对于通过按钮操作的结构又进一步细分为按钮放置在侧面的、有锯状或类似的凸輪的、有心形凸轮或球的以及有展开的弹簧装置的等四种类型。

如上图1所示，以2021年2月为节点，采用VEN数据库进行检索发现，涉及书写部件的选择、推出、缩回或锁定机构的专利文献共用3234篇，其中，通过按钮操作的这一类文献量最多，其次是通过旋转方法操作的类型，通过专利申请量的占比可以推出，目前这两者类型的结构是书写工具领域的两种主流笔芯伸缩控制结构，也是制造研发机构的重要专利布局点。

2.重点技术分析

通过专利申请量分布可知，通过按钮操作以及通过按钮操作是两项最为重要的结构类型，因此，下面将主要对这两种技术分别进行研究。

2.1通过旋转方法操作

如上图2、3所示就是一种通过旋转操作实现笔芯伸出或者缩回的扭转卡位笔，其中，笔杆前部1的后部设有一安装部，通过安装部套接有一个卡位部件5，卡位部件5相对于笔杆前部1可旋转套接，卡位部件5整体呈圆筒状，而卡位部件5的内壁上设有与上述安装槽12相对应的环形安装凸棱53a，最好地，环形安装凸棱53a内侧还设有与笔杆前部1上的安装凸环13相应的第二安装槽53b，环形安装凸棱53a位于卡位部件5的前部，并通过环形安装凸棱53a配装入笔杆前部1的安装槽12，安装凸环13同样地也配装入卡位部件5的第二安装槽53b，完成上述旋转套接的套接方式，使得卡位部件5和笔杆前部1可相对旋转。当笔杆前部1和笔杆后部3套接后，所述笔杆前部1的后部外侧壁直径与卡位部件5外侧壁直径相同。卡位部件5整体均位于笔杆后部3内;所述卡位部件5外表面与笔杆后部3接触面上设有多边形卡槽51。多边形卡槽51内部还设有限位挡件52。

2.2通过按钮操作

（1）按钮位于侧面：

图4所公开的是一种新型防笔芯摔坏的圆珠笔，包括笔筒1，笔筒 1一端螺纹连接有笔头2，笔筒1另一端螺纹连接有笔帽3，笔筒1 的内部中心处设置有笔芯4，且笔芯4的两端贯穿笔筒1，笔芯4上位于笔筒1的内部套接固定有套管5，套管5外表壁上焊接有三角块6，笔筒1外表壁上嵌有配合三角块6使用的推杆7，推杆7的另一端焊接有按钮8，使用时，使用者握在笔筒1上会挤压按钮8，按钮 8带动推杆7挤压三角块6，三角块6通过套管5带动笔芯4下移，笔帽2内部的弹簧10收缩，使得笔芯4从笔头3挤出，便可以开始写字，不写字时，不在挤压按钮8，笔芯4在弹簧10的回弹力作用下将笔芯4自动带入到笔头3内，从而对笔芯4进行保护，同时笔芯4移动时会带动套管5上移，套管5上的三角块会6再次将按钮 8推出。

（2）有锯状或类似的凸轮：

如上图5所示的是一种锯状凸轮结构的伸缩驱动结构，该种类型的结构是模具最为常用的驱动结构，在签字笔、自动铅笔以及圆珠笔中均有着极为广泛的应用，该项技术的发展也有着极其久远的历史，早在1955年，图5所示的结构就是德国申请人SCHUELKE GUENTHER在1955年5月26日申请的申请号为DESC015163U的实用新型专利。

（3）有心形凸轮或球的：

如图6、7所示，在圆筒形夹子支撑体73内配置有心形凸轮转子74和具备与设置在该心形凸轮转子74上的心形凸轮接触的触点的转子支撑体75，由该心形凸轮转子74和转子支撑体75构成扣击陆续送出机构76，在上述心形凸轮转子74的圆筒面的轴对称的位置——即圆筒面的内外相隔180°的位置上，转一圈地形成用标记74a～74d表示的沟槽形心形凸轮，从标记74a向74b逐渐变浅，在标记74b再次变深。从标记74b到74c的路径、从标记74c到74d的路径、再从标记74d到74a的路径是相同的，并且，在上述圆筒部件75上从端部形成一对切槽75a，形成用标记75b表示的赋予了柔韧性的区域。并且，在区域75b的端部，如图30所示，形成有朝轴中心方向突出的触点75c。如果扣击操作其尾端部的扣击盖77，则心形凸轮转子74和圆珠笔笔芯71被朝前方推出，此时，形成在支撑心形凸轮转子74的转子支撑体751上的触点75c位于标记74a～74d表示的沟槽状的心形凸轮内，与心形凸轮转子74沿轴向的移动一起在标记74a～74d表示的沟槽状的心形凸轮内相对移动，使心形凸轮转子74绕轴旋转，通过停止扣击盖77的扣击操作，形成在转子支撑体75上的触点75c与标记74c表示的心形凸轮卡止。由此，保持心形凸轮转子74的前进状态，变成圆珠笔笔尖71a从嘴尖部件3突出的状态。并且，通过再次扣击操作扣击盖77，心形凸轮转子74和圆珠笔笔芯71受弹簧72作用后退，形成在转子支撑体751上的触点75c与标记74a表示的心形凸轮卡止。由此，心形凸轮转子74后退，圆珠笔笔尖71a没入嘴尖部件3内。

4.总结

本文主要分析了书写部件的伸缩控制结构的相关技术，并以图表的方式阐述了该技术各个不同分支的专利分布情况，并对申请量较大的两类结构进行了进一步分析，有助于本领域的技术人员进一步了解各不同类型驱动结构的特点。

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