专利名称：一种金银记号笔的制作方法
技术领域：
本实用新型属于文化用品技术领域。适用于美术装璜记号之用笔。
金银记号笔是记号笔类中的一种特殊品种，主要应用美术装璜及须要特别标记的场合。金银记号笔是灌装铜粉或铝粉经特殊处理、微细化后溶解于一定性质的树脂中而配成的金、银色墨水，在纸上书写时溶剂挥发，铜粉或铅粉即呈现金色或银色，其色泽鲜艳，持久牢固，目前国际上仅见日本产品。
日本产金银笔的基本结构如图1、2所示。铝质笔杆［5］的前端缩口并滚出罗纹，从笔杆［5］的罗纹处塞入塑料大套筒［4］，其翻边压紧在罗纹口端面，弹簧［1］的一端套在大套筒［4］底部凸起圆柱上定位。另一端套住塑料活动杆［2］。活动杆［2］的中部有一个约45°的凸锥面，其光洁度很高。小套筒［3］的底部开口处有一个45°的锥形孔，其光洁度也很高，这两个锥面互配后有如玻璃磨口瓶的磨砂瓶口和瓶塞，保证密封不渗漏墨水。小套筒［3］的翻边压在大套筒［4］的翻边外面，二者被塑料笔嘴［6］旋入笔杆［5］罗纹时压紧在杆口端面，封住笔杆内的墨水，并把弹簧［1］压缩至适当长度，使活动杆［2］与小套筒［3］的两个锥面互相压紧，构成一个阀门。笔头［7］的尾部顶住活动杆［2］。笔头［7］的四周均有较大间隙以提供墨水通道并保证笔头伸缩不受阻。笔嘴［6］由笔套(未画出)套住，二者紧配，以密封笔头防止墨水挥发。
墨水中金属微粒含量较高，约为15％重量百分比，难以理想地分散形成长期稳定的溶液，因此日本生产的金银记号笔笔管中均装有金属球珠［8］，使用前需摇振球珠把墨水搅拌均匀，再行书写。由于此类记号笔的墨水采用铜或铝粉溶解在树脂中，其比重较一般油溶性或水溶性记号笔墨水大得多，因此在结构上不能采用笔头与贮存墨水库直接连通，必须在笔头与贮存墨水库之间设置一个阀门加以控制墨水库流入笔头的墨水。平时阀门由弹簧［1］产生的弹力将活动杆［2］的凸锥面压紧在小套筒［3］的锥形孔上，切断墨水通道，书写时需用力按压笔头，笔头连同活动杆［2］回缩，克服弹簧弹力，活动杆［2］被顶开，在两锥面之间形成间隙，其大小视弹簧被压缩的程度而定，此时一定量的墨水即从此间隙中流向笔头，供应书写。墨水用毕后，需再次按压笔头方可再次供墨水。
上述的结构存在两方面的问题1.搅拌与开阀分离，搅拌的动作不能打开阀门，需另行按压笔头才能开阀，而开阀时又不能振动搅拌，因此流出的墨水可能是经沉淀而浓度过大的部分。2.按压笔头开阀，按压力在200克力以上，大大超过正常书写所需压力，对笔头是一种损害。
本实用新型的目的，旨在改进上述结构的不足之处，设计一种新型结构，把振动搅拌墨水和打开阀门两个功能合为一个动作，既可保证书写的墨水均匀，又可避免由于按压而使笔头损害。
本实用新型的结构只有一个塑料筒［4］，它的翻边压在铝质笔杆［5］的管口，尾部开口，内部有罗纹。弹簧［1］定位于套筒［4］的孔中，另一端定位于塑料活动杆［2］的孔中。活动杆中央部分是45°凸锥面，光洁度高，另一端是直径2毫米的圆柱。塑料尾塞［9］的一端是45°的锥形孔，中央有直径2.5毫米的通孔。把尾塞［9］旋入套筒［4］中以后，活动杆与尾塞［9］的两锥面被压缩的弹簧所压紧，形成阀门，切断墨水与笔头的通道。在摇振笔杆使球珠［8］搅拌墨水的同时，球珠［8］必会撞击活动杆［2］伸出尾塞［9］中央孔的尾部圆柱，当其撞击瞬间的动能大于阀门弹簧［1］产生的弹性势能时，弹簧会被瞬时压缩，阀门即可瞬间打开。撞击能量愈大，阀门打开愈大，流出的墨水量也相应增多。适当调节这两个能量的大小，就能作到静态时关闭严密，撞击时开闭灵活，从而把搅拌与开阀这两个功能集中一个动作，省去单独按在笔头［7］开阀出水这个不必要的动作，又可保护笔头。
为了不降低阀门关闭的可靠性，弹簧弹力的选取和日本产品取得一致200克力左右。新结构选用的弹簧劲度系数约为K＝30克力／毫米，装配完毕后被压缩量△x＝7毫米左右。此时它的弹性势能
Ee＝1／2K(△x)2＝1／2×30克力／毫米×(7毫米)2＝75克力·厘米。
钢球由笔杆尾端自由落至与活动杆［2］尾端相接触时(不计墨水粘滞阻力)的动能是它的最低能量，其值为 Ek＝1／2mV2，式中m为不锈钢球质量。我们选用φ9.5毫米的钢球，m＝4／3π(4.75)3×7.8克／厘米3≈3.5克，V是钢球自由降落h＝8厘米时的速度，V2＝2gh＝2×980厘米／秒2×8厘米，于是Ek＝1／2×3.5克×2×980厘米／秒2×8厘米≈28克力·厘米。
比较Ee与Ek，可知如果对笔杆不加摇振，靠钢球自由坠落是不可能打开阀门的。如果用力摇振笔杆使钢球撞击活动杆［2］尾部时的瞬时速度达到自由落体的2倍时，则其动能将达到28克力·厘米×22＝112克力·厘米，超过阀的弹性势能75克力·厘米，即可开阀。本实用新型的结构各部件之间均留有墨水通行的间隙，因此不需额外付出能量以抵偿摩擦损耗。
图1是日本产金银笔在阀门关闭状态时的结构图。
图2是日本产金银笔在阀门被笔头顶开状态时的结构图。
图3是本实用新型在阀门关闭状态时的结构图。
图4是本实用新型在阀门被球珠撞开状态时的结构图。
本实用新型的优点在于采用球珠搅拌墨水的同时撞击阀门开关，将搅拌与开阀两个功能合为一个动作，给使用者带来方便，同时又能保证书写时墨水均匀流畅，不会因按压笔头开阀而损坏笔头。
权利要求1.一种由笔头、笔嘴、套筒、活动杆、弹簧、球珠、笔杆和笔套组成的金银记号笔，其特征在于所述的套筒[4]的翻边压在笔杆[5]的管口上，弹簧[1]的一端定位于套筒[4]的孔中，另一端定位于活动杆[2]的孔中，活动杆[2]中央锥面呈45°，另一端为圆柱体，尾塞[3]的一端呈45°的锥形孔，其中间有通孔，尾塞旋入套筒中，尾塞与活动杆的两锥面被弹簧压紧形成阀门。
专利摘要一种金银记号笔，属于文化用品技术领域。它是由笔杆、笔套、活动杆、套筒、弹簧和球珠构成。其主要技术特征是将搅拌墨水与开阀两个功能合成一个动作，给使用者带来方便，同时又能保证书写时墨水均匀流畅，不会因按压笔头开阀而损坏笔头。
文档编号B43K5/00GK2035315SQ88215250
公开日1989年4月5日 申请日期1988年10月27日 优先权日1988年10月27日
发明者曾则鸣 申请人:北京市制笔工业公司