本发明涉及笔尖的结构,这种笔尖是由园珠抱持部分和墨水流通空间(即用毛细管将墨水吸引到园珠枪持部分上的部分)两部分简单地构成的,其园珠抱持部分是这样的构造:在运笔时园珠的转动阻力小,不产生墨水的毛细管诱导空白区域。这种笔尖结构,使墨水能正常持续地从墨水流通空间由毛细管吸引到园珠抱持部分内的园珠面上,具有良好的抗墨水倒流性、初写性、墨水返回性、高速书写性、稳定供给墨水的性能和园珠的转动性能,并且易于制造,适合于使用2~40cp的低粘度墨水,用于书写、绘图、化妆等。该笔尖主要是采用同样材质的金属材料制造的。 利用运笔时的摩擦阻力,便笔尖部分的园珠转动,引出墨水两进行书写的笔,有大家所熟悉的园珠笔,这种笔已广泛用来进行书写。
这种园珠笔的笔尖是由园珠承受轴和园珠(放置在园珠保持部分中,并可以转动)构成的。该园珠承受轴的园珠保持部底面加工成研钵状,在研钵状的底面中央有开口,形成墨水流通孔。
另一种笔尖结构如图47所示,将园珠承受芯(51)固定在园珠保持管(50)内,在两者之间形成轴向贯通的墨水流通空间(52),把园珠(54)可自由转动地保持在园珠保持管(50)端部的园珠包持部分(53)上,园珠抱持部(53)与墨水流通空间(52)相连通,园珠承受芯(51)的端面部分(55)〔形成园珠抱持部(53)的底面〕成平坦状。 以前的笔尖,存在下述问题。这种笔尖结构,在制造时有如下问题:
加工成形园珠保持部和墨水流通孔,在制造上有困难,即园珠承受轴采用金属材料制造时,要求切削加工的精度很高,采用塑料制造时,必须使用工作精度很高的金属成形模子。
在园珠的转动性方面存在如下问题:
由于园珠保持部(支承在笔压作用下可以转动的园珠)的底面是研钵状的,故在书写时产生的问题是:受到笔压作用的园珠,与笔压大小成正比地被推入研钵状底面,园珠如同受到楔子的作用,转动受到阻力,不能园滑地进行转动,结果便墨水的下水性能不稳定,产生笔划飞白现象,特别是不适合用于快速书写。
关于后者,还有如下问题:
吸引墨水方面的问题
在园珠承受芯(51)的园珠承受部分(56)的外侧部分(57)与附近的园珠(54)的表面部分(58)与园珠保持管(50)的内表面部分(59)之间的空间(60)中,产生不能进行墨水的毛细管引导的所谓毛细管引导空白区域(61),该毛细管引导空白区域(61)阻碍了墨水的毛细管流动〔流向园珠(54)的表面部分(58)〕,便随着园珠(54)的转动而流入其表面部分(58)的墨水量减少或者完全流不出来。这种现象是伴随看园珠的转动,卷入了空气而产生的,卷入园珠抱持部(53)内的空气留在空间(60)内,形成毛细管引导空白区域(61),其结果,使园珠抱持部(53)内的墨水保存能力下降,引起墨水的倒流现象,在书写时墨水流不出,或笔尖朝上后,墨水的返回性差,对园珠的墨水供给量不稳定,进行快速书写时,墨水流不出的现象便更加严重,不能随着书写方向的变化而迅速供给墨水。
因此,本发明的目的是提供这样一种笔尖结构,即不存在以往笔尖结构上的问题,笔尖具有良好的抗墨水倒流性、初写性、墨水的返回性、快速书写性、墨水的稳定供给性能、园珠的转动性以及易于制造等。
本发明的又一目的是提供这样一种笔尖结构,即在园珠承受芯的外侧部分形成笔尖结构的突出壁部,改善在园珠抱持部内的墨水的毛细管吸引能力。
本发明的另一目的是提供这样一种笔尖结构,即在园珠保持管的内表面部分形成笔尖结构的突出壁部,把园珠抱持部内的墨水作为园珠的润滑剂,改善对于园珠的转动润滑性能。
本发明的又一目的是提供这样一种笔尖结构,即在园珠承受芯的外侧部分和园珠保持管的内表面部分上形成笔尖结构的突出壁部,改善园珠抱持部内的墨水的毛细管吸引能力和以墨水作为润滑剂的园珠的转动润滑性能。
本发明的另一个目的是提供这样一种笔尖结构,即在墨水的毛细管间隔不变的条件下,形成较大的墨水流通空间横断面积,它比毛细管诱导通路横断面积要大,以提高园珠抱持部通过毛细管从墨水流通空间吸引的墨水量。
本发明的又一目的是提供这样一种笔尖结构,即在大直径的园珠承受芯(比园珠直径要大)的外表面与园珠保持管内表面之间,形成墨水流通空间,以提高园珠抱持部通过毛细管从墨水流通空间吸引的墨水量和提高毛细管吸引墨水的能力。
本发明的再一个目的是提供这样一种笔尖结构,即在园珠承受部分的园锥形外表面与园珠保持管内表面之间形成墨水流通空间,以提高园珠抱持部通过毛细管从墨水流通空间吸引的墨水量和改善毛细管吸引控制墨水的能力。
本发明的又一目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠保持管内径,除了防止园珠脱落的收缩部分外,直至形成墨水流通空间的部分为止,其直径与园珠直径几乎相同,改进了笔尖,便它的直径近似于园珠直径。
本发明的又一目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状相似,以改善墨水流通空间各部位的墨水引导能力。
本发明的另一目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状类似于园形,以改善墨水流通空间的墨水诱导能力的稳定性。
本发明的又一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状是相似的方形,提高笔尖的折损强度。
本发明的另一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状是不同形状,这样便于形成合适的墨水流通空间。
本发明的再一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状是这样的:前者是园形,后者是方形,这样容易形成墨水流通空间,并提高了墨水诱导能力和笔尖的折损强度
本发明的又一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状是这样的:前者是方形,后者是园形,这样容易形成墨水流通空间和提高笔尖的折损强度。
本发明的另一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠承受芯,在其园周面的墨水流通空间形成部分上,沿轴向形成螺旋状的沟槽部,这样可以改善墨水流通空间的轴向的墨水保有能力。
本发明的又一个目的是提供这样一种笔尖结构,即园珠承受芯,在墨水流通空间形成部分表面上,沿着轴线方向具有并行排列的园周方向的环状沟槽部,极大地改善墨水流通空间的轴向的墨水保有能力。
本发明的再一个目的是提供这样一种笔尖结构,即园珠承受芯具有墨水的毛细管诱导沟槽部,该沟槽部与墨水流通空间连通,并通到园珠承受部分的边际,从而改善了园珠的转动润滑性能。
本发明的又一个目的是提供这样一种笔尖结构,即园珠承受芯被铆接固定在园珠保持管内,以改善园珠保持管和园珠承受芯的固定方法。
本发明的另一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的铆接部分沿着轴向形成突出带,以改善笔尖的折损强度和墨水流通空间的轴向的墨水诱导能力。
本发明的再一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的铆接部分沿着园周方向形成收缩形状,以改善墨水流通空间的园周方向的墨水诱导能力。
本发明的又一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠是球状的,以改善书写的方向性、笔角性和通用性能。
本发明的另一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠是辊子形状的,这样可以平稳地向前书写和加粗笔迹。
本发明的又一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠保持管、园珠承受芯和园珠主要是用高硬度的相同材质做成的,减少了静电作用。
本发明的再一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的园珠保持管、园珠承受芯的芯部和园珠主要是用硬度高的相同材质制成的,并且在芯部侧面用合成树脂薄膜形成涂层,减少了静电作用和改善了墨水的浸润性。
本发明的又一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的墨水流通空间的毛细管间隔大约为25~100μ(微米),可改善墨水流通空间的墨水诱导能力范围。
本发明的再一个目的是提供这样一种笔尖结构,即笔尖结构的毛细管诱导通路的毛细管间隔大约为25~100μ(微米),以改善毛细管诱导通路的墨水诱导能力。
本发明的又一个目的是提供这样一种笔尖结构,即园珠抱持部的收缩部开口边缘与园珠表面之间的间距大致为5~15μ(微米),以提高开口边缘的墨水引出量和减少空气的卷入量。
本发明的另一个目的是提供这样一种笔尖结构,即园珠承受芯的毛细管诱导沟槽部,其沟槽宽度大约为25~110μ(微米),深度大约为100~20μ(微米),以改善毛细管诱导沟槽部的墨水诱导能力范围。
即本发明的笔尖结构是这样的:把园珠承受芯固定在园珠保持管内,把园珠能自由转动地保持在园珠抱持部内,同时在园珠承受芯的外表面与园珠保持管的内表面之间形成与园珠抱持部连通的墨水流通空间,墨水可沿着轴向在毛细管内流动,并且在大致平坦的园珠承受部分的外侧部分、在其附近的园珠表面部分以及园珠保持管内表面部分之间,形成突出壁部,以在该突出壁部与园珠表面部分之间,形成与墨水流通空间连通的墨水的毛细管诱导通路。
本发明的笔尖结构具有如下优点:
(I)解决了园珠抱持部的园珠承受部分对园珠的楔子作用,同时通过突出壁部形成的墨水的毛细管诱导通路均匀地将园珠抱持部内的园珠表面部分包围起来,消除了墨水的毛细管诱导空白区域,在突出壁部与园珠面之间,由于毛细管的吸引力所吸引的墨水,可湿润并包住园珠抱持部内的园珠面,园珠在较小的转动阻力下,可以很好地转动,因此,在园珠抱持部内不会产生墨水的倒流现象,抗倒流性好;开始书写,就能写出,不会产生墨水流不出来的现象,初写性好;用毛细管将墨水引导到园珠表面上,笔尖朝上后,墨水返回性能好;墨水的稳定供给性能和园珠的转动性好;快速书写时,不会产生园珠转动不充分、在纸面上打滑以及墨水供给不足的现象,快速书写性能好。
(2)通过园珠保持管和园珠承受芯的组合结构,可以简单地形成上述园珠抱持部和墨水流通空间(是用毛细管把墨水引导到园珠抱持部上的)。
(3)确保墨水流通空间在笔尖横断面限定范围内形成最大的毛细管区域。
本发明是在园珠承受芯的外侧部分形成上述改进的笔尖结构的突出壁部。
这样的结构具有如下优点。
(4)通过滚压加工,可以在棒状的园珠承受芯端面,比较容易而高精度地形成突出壁部,可以正确地控制毛细管诱导通路的毛细管间隔,便墨水的毛细管诱导能力良好而均匀。
本发明是在园珠保持管的内表面上形成上述改进的笔尖结构的突出壁部。
这样的结构具有如下优点:
(5)把从墨水流通空间由毛细管引导出来的墨水迂回到园珠承受部分以后,再引导到毛细管诱导通路上,由于把墨水作为园珠转动的润滑剂,强制引导到园珠承受部分上,因此园珠的转动更加顺利。
本发明是在园珠承受芯的外侧和园珠保持管的内表面上形成上述改进的笔尖结构的突出壁部。
这样的结构具有如下优点。
(6)由于把突出壁部分散在园珠承受芯和园珠保持管上,各自的加工可达到很高的精度,因此可以更加准确地控制毛细管诱导通路的毛细管间隔,使墨水的毛细管诱导能力高度均匀。并且,也把墨水作为园珠转动的润滑剂,将其强制引到园珠承受部分上,便园珠的转动更加顺利。
本发明是在墨水的毛细管间隔不变的条件下,形成上述改进的笔尖结构的墨水流通空间横断面积,且墨水流通空间横断面积比毛细管诱导通路横断面积大。
这样的结构具有如下优点。
(7)可以从墨水流通空间将超过墨水正常消耗量(从园珠抱持部通过园珠引出的)的墨水量由毛细管引导到毛细管诱导通路上,即使进行快速书写,也不会因墨水供给不足而引起飞白现象。
本发明是在大直径的园珠承受芯(比园殊直径大)的外表面与园珠保持管内表面之间形成上述改进笔尖结构的墨水流通空间。
这种结构具有如下优点。
(8)从墨水流通空间进行毛细管诱导可以供给超过墨水正常消耗量的墨水量,并从园珠抱持部通过园珠引出,同时可以容易地控制园珠承受芯外表面部分的外径和园珠保持管内表面部分的内径,高精度地达到所需要的毛细管间隔,便墨水的毛细管诱导能力大而且均匀。
本发明是在以园珠承受部分作为顶面的园锥状外表面与园珠保持管内表面之间形成上述改良的笔尖结构的墨水流通空间。
这样的结构具有如下优点。
(9)从墨水流通空间进行毛细管诱导,可以供给超过墨水正常消耗量的墨水量,并从园珠抱持部通过园珠引出,同时将墨水流通空间与毛细管诱导通路之间的墨水的毛细管诱导量,从墨水流通空间逐渐收到毛细管诱导通路中,因此可以控制墨水的流动,使墨水的毛细管流动极为顺利、平稳。
本发明的园珠保持管内径大小是这样的,即除了仿止园珠脱落的收缩部分以外,直至墨水流通空间形成部分为止,园珠保持管内径基本上与园珠直径相等。
这样的结构具有如下优点。
(10)形成近似于园珠直径的笔尖直径。
本发明按相似的形状形成上述改进笔尖的园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状。
这样的结构具有如下优点。
(11)由于墨水流通空间各部分的间隔大体相等,所以能大致均衡地发挥各部分的毛细管作用,因此具有大面均匀的墨水诱导能力。
本发明按相似的园形形成上述改进笔尖的园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状。
这样的结构具有如下优点。
(12)墨水流通空间各部分的间隔相等,各部分能均等面稳定地发挥毛细管作用,因此墨水流通空间的墨水诱导能力稳定。
本发明按相似的方形形成上述改良笔尖的园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状。
这样的结构具有如下优点。
(13)笔尖的折损强度高,即便笔压高,也不会折损,而且可以减小笔尖直径。
本发明按不同形状形成上述改进笔尖的园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状。
这样的结构具有如下优点。
(14)在园珠保持管内表面与园珠承受芯外表面之间形成贯窜穿轴向的墨水流通空间,这种结构很容易制造,且经济效大。
本发明把上述改进的笔尖的园珠保持管内表面横断面形状做成园形,把园珠承受芯横断面轮廓形状做成方形。
这样的结构具有如下优点:
(15)形成残存的墨水流通空间,制造极为容易,又不降低经济效果,同时最大限度确保墨水流通空间的间隔均等,使墨水诱导能力大,且笔尖折损强度高。
本发明把上述改进的笔尖的园珠保持管内表面横断面形状做成方形,把园珠承受芯横断面轮廓形状做成园形。
这样的结构具有如下点:
(16)形成残存的墨水流通空间,这种结构制造极为容易,而且不降低经济效果,笔尖的折损强度特别高,即使笔画很深。也具有足够的强度。
本发明在上述园珠承受芯外表面的墨水流通空间形成部分上,沿着轴向形成螺旋状的沟槽。
这样的结构具有如下优点
(17)限制墨水沿轴向进行直线流动,墨水的保持性能好,墨水流通空间的墨水抗倒流性好。
本发明在上述园珠承受芯外表面的墨水流通空间形成部分上,设有沿轴向并行排列的、园周方向的环状沟槽。
这样的结构具有如下优点:
(18)更加强了墨水流通空间的墨水保持能力,提高了墨水的抗倒流性能。
本发明在上述圆珠承受芯外侧部分形成墨水的毛细管诱导沟槽,该沟槽与墨水流通空间连通,并一直通到园殊承受部分边际。
这种结构具有如下优点:
(19)从墨水流通空间强制地进行毛细管吸引,在园珠承受部分把墨水作为润滑剂,促使园珠园滑地转动。
本发明把上述园珠承受芯铆接固定在园珠保持管内。
这样的结构具有如下优点:
(20)园珠保持管和园珠承受芯很容易地结合起来,成为整体结构。
本发明将上述改进笔尖的铆接部分形成沿着轴向突出的突出带。
这样的结构具有如下优点:
(21)因铆接部分起到操的作用,故笔尖具有很高的折损强度,并且沿着铆接部分形成整体的方形墨水流通空间,可确保轴向的毛细管作用,因此墨水诱导能力强。
在本发明中,上述改进的笔尖结构的铆接部分是沿园周方向里收缩的形状。
这样结构具有如下优点:
(22)可确保墨水流通空间的轴向和园周方向的毛细管作用,墨水诱导能力强。
在本发明中,上述改进的笔尖结构的园珠是球形的。
因此,具有如下优点:
(23)对书写方法和笔角没有限制,并且用途很广,即可用于书写、绘图、化妆(描画脸黛和眉毛)。
在本发明中,上述改进的笔尖结构的园珠是辊子状的。
因此,具有如下优点:
(24)书写时的平稳向前性能好,而且笔线的粗细度很均匀,特别是用于绘图,效果很好。
在本发明中,上述改进的笔尖结构的园珠保持管和园珠承受芯是用不锈钢制造的,园珠是用不锈钢或陶瓷制造的。
因此,具有如下优点。
(25)硬度高,且耐用性好,而且不会因电位差而产生腐蚀。即不会产生静电作用,也不会因静电作用而生锈、堵塞,便墨水诱导能力下降,可确保墨水诱导能力不变。
在本发明中,上述改进笔尖的园珠保持管是用不锈钢制造的,园珠是用不锈钢或陶瓷制造的,园珠承受芯是用不锈钢制造的,并在芯部侧面涂有合成树脂薄膜涂层。
因此,具有如下优点。
(26)硬度高,耐用性好,不产生静电作用,消除了静电作用带来的弊病,确保墨水诱导能力不变,而且使墨水流通空间的园珠承受芯外表面的墨水浸润性稳定在高水平。
在本发明中,上述改进笔尖的墨水流通空间的毛细管间隔大约为25~100μ(微米)。
因此,具有如下优点。
(27)能很好地发挥毛细管作用,将墨水稳定地引导到园珠抱持部位的毛细管诱导通路中,而不会产生墨水量过多或不足。
在本发明中,上述改进笔尖结构的毛细管诱导通路的毛细管间隔大约为25~100μ(微米)。
因此,具有如下优点。
(28)能很好地发挥毛细管作用,从墨水流通空间将墨水稳定地吸引到园珠表面上,而不会产生墨水量过多或不足。
在本发明中,上述改进笔尖的园珠抱持部分的收缩部开口边缘与园珠表面之间的间隔大约为5~10μ(微米)。
因此,具有如下优点。
(29)使墨水的引出量适当,墨水不会从开口边缘滴下来,反之墨水的引出量也不会过少,便墨水适量地引出,而且随园珠的转动不易卷入空气,几乎不卷入空气,在园珠表面没有卷入的空气,因此,可通过园珠表面大范围地将墨水附着到园珠上。
在本发明中,上述改进笔尖的毛细管诱导沟槽,其沟槽宽度大约为25~100μ(微米),深度大约为100~20μ(微米)。
因此,具有如下优点。
(30)从墨水流通空间很好地进行毛细管吸引,将墨水引导到园珠承受部分上。
图的简单说明
图侧表示本发明的笔尖结构,图1是纵断面图;图2是沿图1的(2)-(2)线的横断面图;图3是园珠抱持部分的斜视图(局部剖面);图4~图9表示园珠保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状都近似于园形,而突出壁部的形状各不相同的笔尖结构,图4、图6和图8是纵断面图,图5、图7和图9是园珠抱持部分的斜视图(局部剖面);图10~图18表示园殊保持管内表面的横断面形状和园珠承受芯横断面的轮廓形状都近似于园形,并且墨水流通空间横断面积比毛细管诱导通路的横断面积大,而突出壁部的形状各不相同的笔尖结构,图10、图13、图15和图17是纵断面图,图11是图10的(11)-(11)线的横断面图,图12、图14、图16和图18是园珠抱持部分的斜视图(局部剖面)。
图19~图22表示园珠保持管内表面的横断面形状和园殊承受芯横断面的轮廓形状都近似于方形,园珠是辊子状的笔尖结构,图19是纵断面图,图20是图19的(20)~(20)线的横断面图,图21是园殊抱持部的斜视图(局部剖面),图22是园珠的斜视图,图23~图30表示园珠保持管内表面的横断面形状与园珠承受芯横断面的轮廓形状不相同的笔尖结构,图23是纵断面图,图24和图25是图23的(24)~(24)线和(25)~(25)线的横断面图,图28和图29是图27的(28)~(28)线和(29)~(29)线的横断面图,图26和图30是园珠抱持部分的斜视图(局部剖面);图31~图39表示园珠承受芯外表面的沟槽部分的形状各不相同的笔尖结构,图31、图34和图37是纵断面图,图32是图31的(32)~(32)线的横断面图,图35是图34的(35)~(35)线的横断面图,图38是图37的(38)~(38)线的横断面图,图33、图36和图39是园珠抱持部分的斜视图(局部剖面);图40~图43表示在园殊抱持部分的外侧部分上并行设置毛细管诱导沟槽的笔尖结构,图40和图42是纵断面图,图41、图43是园殊抱持部分的斜视图(局部剖面)。图44是表示笔尖构造的纵断面图,笔尖的园珠保持管和园殊承受芯的铆接固定大体呈环状。图45是图44中(45)~(45)线所截的横断面图。图46是园珠抱持部分的斜视图(局部剖面)。图47表示以往笔尖结构的纵断面图。图48表示为了与本发明的笔尖进行比较而试制的笔尖结构的纵断面图。图49~图52是表示本发明笔尖、以往的笔尖和试制笔尖的墨水流出状况比较图。图49表示图1中列举的具有本发明构造的笔尖墨水流出状况。图50表示图13中列举的具有本发明构造的笔尖墨水流出状况。图51表示图47中所列举的具有以往结构的笔尖墨水流出状况。图52表示图48中所列举的具有试制品构造的笔尖墨水流出状况。
本发明的最好实施例。
为了帮助大家搞清本发明的笔尖构造,下面按照图详细介绍本发明。
图1~图3表示本发明有关的笔尖基本构造例。该笔尖是由以下三部分组成的,即园珠保持管(1);固定在(1)内的园珠承受芯(2),以及保持在园珠的抱持部位(3)内、并且可以转动的园珠(4)。园珠的抱持部分是由园珠保持管(1)头部的园珠承受芯(2)的端面(2a)形成的。
园珠承受芯(2)保持管(1)的内表面(7)之间形成墨水可以进行毛细管流动的间隙,选择能形成这种间隙的直径比,将小直径的园珠承受芯(2)插入保持管(1)内,并在管子外表面上的适当位置上,用铆接方法二者成一体。在园珠承爱芯(2)的外表面(6)和园殊保持管内表面(7)之间形成墨水可沿轴线方向流动的流通空间(5),同时在管内头部形成园珠抱持部分(3)〔以园珠承受芯(2)的端面(2a)为底面的〕,园珠(4)被抱持在该部位,并且可以自由转动。用该抱持部位(3)的开口边缘(21)的收缩部位(14)将园殊保持住,以防园殊从保持部位(3)内脱落下来。另外,园珠保持管(1)的铆接部分(18)呈突出带状,该部分从园珠承受芯(2)的端面(2a)附近开始到沿轴向离开(2a)的适宜位置为止,保持等间隔,面且在径向上等距离地在圆周上突出出来,从圆珠承受芯(2)的周围等距离、并围绕着圆珠承受芯(2)将其卡住。提高圆珠保持管(1)和圆珠承受芯(2)的弯曲强度(即刚性),使它们成为一体,同时在径向和轴向均相等的间隙中形成墨水流通空间(5)。由于圆珠(4)附着墨水的厚度为3~4μ(微米),所以墨水流通空间(5)的毛细管间隔至少应在3~6μ(微米)以让才行。具体说,对低粘度墨水可以进行毛细管诱导的间隔为25~100μ(微米),要根据墨水的粘度等物理性能来规定毛细管间隔。
圆珠承受芯(2)是实心体,其直径大小是根据与圆珠保持管(1)的内表面(7)之间可以形成墨水流通空间(5)确定的。在端面〔构成圆珠抱持部分(3)的底部的〕(2a)中央,设有圆珠承受部分(8),该部分里平坦状态,所以圆珠承受部分(8)是用点支持方式支持着圆珠(4),从而减小了圆珠(4)的转动阻力。而且在该圆珠承受部分(8)与周围的墨水流通空间(5)相连通的外侧部位(9)上,形成突出的环形壁部(12),以便在(12)与圆殊(4)的表面(10)之间形成墨水的毛细管诱导通路(13)。墨水从墨水流通空间(5),由毛细管引导到毛细管诱导通路(13),即被诱导到圆珠(4)的表面(10)上,并被圆珠(4)的表面(10)的毛细管诱导通路(13)吸引。该毛细管诱导通路(13)的毛细管间隔大约为25~100μ(微米),该数字是对应于低粘度墨水的粘度等物理性能而规定的。
另外,当圆珠承受芯(2)上的圆珠承受部分(8)和突出壁部(12)的材料是可以进行塑性加工的材料(例如金属)时,则可以采用滚压方法进行加工,而且可以高精度地进行制造。
圆珠(4)在其抱持部位(3)内,并且用圆珠保持管(1)头部的收缩部分(14)来防止圆珠从抱持部位(3)内脱落出来。随着圆珠的转动,其一侧表面(10)把墨水从墨水流通空间(5)卷入到毛细管诱导通路(13)内。圆珠蝴一侧表面(10)大量地粘附墨水,并从(4)和(21)〔保持管(1)的收缩部分(14)的开口边缘〕之间引出来。圆珠(4)的直径为0.3~1毫米。因此,开口边缘(21)和圆珠(4)的表面之间有5~10/u(微米)的缝隙为宜。
另外,圆珠抱持部分(3)的突出壁部(12),根据毛细管诱导通路(13)的毛细管诱导能力和圆珠转动的润滑能力等因素,在圆珠承受芯(2)的外侧部分(9 )、(9)附近的圆珠(4)的表面部分(10)以及圆珠保持管(1)的内表面(11)之间的部位上,在其外侧(9)和(或)内表面(11)上形成。
同样,墨水流通空间(5),是根据因运笔速度的变化而引起墨水消耗量的变化,来决定圆珠承受芯(2)的直径与圆珠(4)的直径之比或选择合适的形状。
同样,根据笔尖的强度、墨水流通空间(5)的毛细管诱导能力等因素,将圆管和圆棒进行组合、或将方管和方棒进行组合、或使圆管和方棒组合、或将方管与圆棒进行组合,并根据组合形式来选择圆珠保持管(1)及其承受芯(2)的材质。
同样,根据用途择圆珠(4)的形状,可选择球形或辊子状。
另外,圆珠保持管(1)、承受芯(2)和圆珠(4)的材质,是根据用途、加工的难易程度及静电作用性能等,从不锈钢等金属材料,聚醚醚酮(Polyefher ether Ketone,简称PEEK)、聚酰亚胺(PIM)、聚苯硫化物(PPS)等超工程塑料材质及其它聚缩醛(PoM)之类的塑料或陶瓷材料中选择。例如,用作圆珠笔的笔尖时,选择金属材料或陶瓷材料为宜;化妆用的笔尖,则选择比较柔软的塑料材质比较合适。在加工的难易程度和耐墨水侵蚀性方面,可选用容易进行塑性加工(如滚压加工等)、而且防锈性能较强的不锈钢材质,这样不仅经济上合理,而且在抗静电作用性能方面也有利。
有的笔尖是紧密地镶在具有空气孔(24)的笔杆(22)的接头(23)上,圆珠承受芯(2)的头部插入由纤维束组成的中继芯或墨水含浸体(25)内,通过接头(23)的内面(26)和圆珠承受芯(2)之间的毛细管诱导部分(27),由毛细管的吸引作用而向笔尖供给墨水。
图4~图9所表示的本发明笔尖的构造(例)是:突出壁部(12)具有各种不同形状。而其它部分的结构基本相同。另外,圆珠管(1)内面的横断面形状和圆珠承受芯(2)的横断面形状类似于圆形。
图4和图5表示笔尖的构造例,这种笔尖是采用本发明的突出壁部(12),(12)呈坏状设置在圆珠保持管(1)的内表面上。该突出壁部(12),分别在圆珠承受芯(2)的外侧(9)和圆珠(4)的表面部分(10)之间,形成相互连通的墨水毛细管诱导通路(13)。把从墨水流通空间(5)经毛细管吸引而来的墨水,迂回引导到圆珠承受部分(8)上,然后经毛细管吸引至圆珠表面部分(10)上,从而消除了墨水的毛细管诱导空白区〔指外侧部分(9),表面部分(10)和内面部分(11)之间的区域〕,同时还对圆珠(4)的转动起润滑作用。
图6及图7表示笔尖的构造例,该笔尖的构造如下:即本发明的突出壁部(12)呈环状,分别设在圆珠保持管(1)的内表面(11)和圆珠承受芯(2)的外侧(9)上。各个突出壁部(12)与圆珠(4)的表面部分(10)之间,分别形成相互连通的毛细管诱导通路(13),把从墨水流通空间(5)通过毛细管吸引来的一部分墨水引导到圆珠承受部分(8)上,这样便消除了外侧部分(9)、表面部分(10)和内表面部分(11)之间的墨水毛细管诱导空白区,同时还对圆珠(4)的转动起润滑作用。
图8和图9所表示的本发明笔尖的构造(例):笔尖的突出壁部分(12)是呈环形收缩状,设置在圆珠保持管(1)的内表面(11)上。在该突出壁部分(12)与圆珠(4)的表面部分(10)之回,形成了墨水的毛细管诱导通路(13)。把从墨水流通空间(5)经毛细管吸引来的墨水,迂回引导到圆珠承受部分(8)上,然后通过毛细管吸引到圆珠(4)的表面(10)上。这样,便消除了外侧部分(9)、表面部分(10)和内表面部分(11)之间的墨水毛细管诱导空白区,同时还对圆珠(4)的转动起润滑作用。
图10~图18所表示的本发明笔尖的构造(例)如下:即在毛细管间隔不变的情况下,墨水流通空间(5)的横断面积比毛细管诱导通路的横断面积大,图中表示了各种不同形态,而其它部分的构造则基本不变。于是,圆珠保持管(1)内面的横断面形状和圆珠承受芯(2)的横断面轮廓形状近似于圆形。
图10~图12所表示的本发明笔尖的构造(例)如下:即墨水流通空间(5)是在圆珠承受芯(2)〔其直径比圆珠(4)的大〕的外表面(6)和圆珠保持管(1)的内表面(7)之间形成的,(6)和(7)两个面是相互对着的。这种墨水流通空间(5)所形成的横断面积大于毛细管诱导通路(13)的横断面积。通过圆珠(4)把墨水从毛细管诱导通路(13)中引出来,並根据所需墨水量的多少(包括需要量超过正常引出量的情况),进行毛细管诱导,随着运笔速度的变化,由毛细管供应相当于消费量那么多的墨水量。
图13~图18所表示的本发明笔尖的构造(例)是这样一种结构,即墨水流通空间(5),是在圆珠承受部分(8)的圆锥形外表面(6)和与它平行的圆珠保持管(1)的内表面(7)之间形成的。圆珠承受芯(2)的直径比圆珠(4)的大,圆锥形外表面(6)是以圆珠承受部分(8)为顶面,其形状近似截圆锥形。上述墨水流通空间(5),随着向毛细管诱导通路(13)靠近,其横断面积之比的差值渐渐变小,最后接近于零。通过圆珠(4)从毛细管诱导通路(13)引出墨水,並根据所需墨水量的多少(包括需要量超过正常引出量的情况),进行毛细管诱导,並阶段性地消除对毛细管诱导通路的墨水诱导供给量的差距,经常根据运笔速度的急剧变化,通过毛细管供给相当于消耗量那么多的墨水量,而不会产生供应量过大或不足现象。
图19~图22所表示的本发明笔尖的构造(例)如下:即圆珠保持管(1)内面的横断面和圆珠承受芯(2)的横断面的轮廓形状近似于方形,而圆珠(4)则近似于辊子形,其它部分的构造基本相同。该圆珠保持管(1)为方形管,而圆珠承受芯(2)是用方形棒材做的。
圆珠承受芯(2)的端部(2a)上的突出壁部(12),沿着辊子状圆珠(4)的表面部分(10)的左右两侧並列形成。在突出壁部(12)和圆珠表面(10)之间形成了墨水的毛细管诱导通路(13),这样便消除了圆珠承受芯的外侧部分(9),圆珠表面部分(10)和支持管内表面(11)之间的毛细管诱导空白区。铆接部位(18)是采用点状铆接方式。
这种结构的笔尖,其记录动作具有方向性,它的辊子宽度成为笔线的宽度。
图23~图30所表示的本发明笔尖的构造(例)是:圆珠保持管(1)内面的横断面形状和圆珠承受芯(2)的横断面轮廓形状不一样,而其它部分的构造基本不变。
图23~图26所表示的本发明笔尖的构造如下:即圆珠保持管(1)内面的横断面形状为圆形,圆珠承受芯(2)的横断面的轮廓形状为方形,它们是由圆形管和方形棒材组合而成的。笔尖其它部分的构造基本相同。圆珠(4)的外形呈球状。
这种笔尖的墨水流通空间(5)是在圆珠保持管(1)的内表面(7)和圆珠承受芯(2)的外表面(6)之间形成的。圆珠承受芯的外表面将墨水流通空间(5)分割成各自独立的数等份。铆接部位(18)沿着圆周方向呈面状收缩,並被铆接起来。
图27~图30所表示的本发明笔尖的构造如下:即圆珠保持管(1)内面的横断面呈方形,圆珠承受芯(2)的横断面轮廓形状呈圆形,它们是用方形管和圆形棒材组合而成的,其它部分的结构基本相同。这种笔尖的圆珠(4)适合于辊子状的。这样,圆珠承受芯的端面(2a)的突出壁部(12),是沿辊子状圆珠(4)表面部分(10)的左右两侧而並列形成的。(12)与圆珠的表面(10)之间形成墨水的毛细管诱导通路(13)。
于是,墨水流通空间(5)处在(7)和(6)之间。(7)是横断面为方形的圆珠保持管(1)的各个角的内表面,(6)是横断面呈圆形的圆珠承受芯(2)的外表面。墨水流流空间(5)被分割成各自独立的几份〔即圆珠保持管(1)的几个角〕。铆接部分(18)沿着圆周方向呈面状收缩,並被铆接。
图31~图36所示的本发明笔尖的构造如下:即圆珠承受芯(2)的外表面(6)是由单螺旋状沟槽或双螺旋状沟槽(15)形成的,其它部分的构造基本相同。该螺旋状沟槽(15)构成了墨水流通空间(5)的内侧,从而限制了(5)内的墨水沿着轴向直线流动。
图37~图39所示的本发明笔尖的构造(例)如下:圆珠承受芯(2)的外表面部分(6)是这样形成的,即在轴线方向上並列有许多圆周方向的环状沟槽(16),其它部分的构造基本不变。该环状沟槽(16)构成了墨水流通空间(5)的内侧,从而限制了(5)内的墨水沿轴线方向直线流动。
图40~图43所示的本发明笔尖的构造(例)如下:即圆珠承受芯(2)的外侧(9)是由墨水的毛细管诱导沟槽(17)构成的,其它部分的构造基本不变。该毛细管诱导沟槽(17)系设置在外侧部分(9)上,可通到圆珠承受部分(8)上,通过毛细管把墨水从墨水流通空间(5)引导到圆珠承受部分(8)上,从而改善了(8)上的圆珠(4)转动的润滑性。
图44~图46所表示的本发明笔尖的材质(例)如下:圆珠保持管(1)是用不锈钢做的;圆珠承受芯(2),是在不锈钢芯部(19)的侧面涂覆了一层合成树脂膜(20);圆珠(4)是用不锈钢做的,其它却分的结构基本不变。采用上述材质,圆珠保持管(1)、圆珠承受芯(2)和圆珠(4)三者之间不产生静电作用,也不发生因静电作用而引起腐蚀或生锈的现象。
下表所例举的数据是对本发明笔尖(图1、图13、图17)、以往的笔尖(图47)以及为了进行比较而试制的笔尖(图48)的各种性能进行试验,所取得的数据。
另外,各种笔尖的圆珠直径为0.6毫米,所用墨水的粘度为3CP 。
试验用的图47中的以往的笔尖和图1中的本发明的笔尖,除了圆珠抱持部位(3)内有无墨水毛细管诱导空白区这一点差别外,其它部分的构造均相同。同拌,图48中的试制笔尖和图13中的本发明笔尖,除了圆珠抱持部分(3)内有无墨水毛细管诱导空白区这一差别外,其它部分的结构相同。另外,图17中的本发明笔尖,除了突出壁部(12)的结构不同外,其它部分的构造和图13中的本发明笔尖是一样的。
图48的试制笔尖的构造如下:把圆珠承受芯(71)固定在圆珠保持管(70)内,在(70)和(71)之间形成贯通轴线方向的墨水流通空间(72)。在圆锥形外表面(75)〔以圆珠承受芯(71)的平坦状圆珠承受部分(74)作为顶面,其外形大体呈截圆锥状〕和与它相对的、平行状的圆珠保持管(70)的内表面(76)之间,形成了与墨水流通空间(72)的圆珠抱持部分(73)相连通的连通部分。圆珠(77)被保持在圆珠抱持部分(73)内,並可以自由转动。这种结构的笔尖,在圆珠承受部分(74)周围的外侧部分(78)、(78)附近的圆珠(77)表面部分(79)和圆珠保持管(70)的内表面部分(80)之间的空间(81)内,存在着不能进行墨水的毛细管吸引的“毛细管诱导空白区(82)″。
评价:优—◎—○—-Δ—/—劣
表中(1):笔尖可以朝下进行书写的试验品,将其笔尖朝上放置在60℃的恒温槽内,放一星期之后,可以将笔尖朝进行书写的笔所占百分比
(2):60厘米/秒
(3):记录速度4米/分
记录角度65°
记录负荷100克
(4):以具有倒流性能的试验品为对象,将其笔尖朝下放置之后,可以将笔尖朝下进行书写的笔尖所占百分比
(5):把试验用的笔尖装在圆珠笔上,轻轻地将试验笔尖明下,自然放置1小时,墨水自然流下而到达圆珠上的笔尖所占百分比
图49~图52表示记录时墨水流出量的数据。本发明笔尖〔圆珠抱持部位(3)内不存在墨水毛细管诱导空白区〕的数据示于图49和图50中,圆珠化特部位(53)、(73)内存在着墨水毛细管诱导空白区的笔尖,其数据示于图51和图52中,各抽出5支进行试验。
从上表和图中的数据可以看出,在圆珠抱持部位存在着墨水毛细管诱导空白区的笔尖,其抗例流性、高速书写性、返回性、初写性能都不好,而且墨水流出量也很不均匀。
而具有本发明笔尖构造(即在圆珠抱特部位不存在墨水的毛细管诱导空白区)的笔,从上表和图中的数据可以清楚地看出,其抗倒流性、高速书写性、返回性和初写性都很好,墨水流出量也很均匀,波动很小。作为实用产品,其可靠性很高。
在工业上应片用的可能性
像上面所介绍的那样,具有本发明构造的笔尖可用作记录、画图和化妆用圆珠笔的笔尖,特别是适用于要求笔尖具有下述性能的用途方面,即要求圆珠具有更好的转动性能、良好的抗倒流性、高速书写性、墨水流出量均匀性、返回性、初写性以及在高笔压条件下的耐用性等。
图49、50、51、52中的文字
(1)墨水粘度3CP
(2)圆珠直径 0.6毫米
(3)记录速度 4米/分
(4)记录角度 65°
(5)记录负荷 100克
(6)墨水流出量 毫克/100米
(7)记录距离 〔米〕