一种圆珠笔头及采用该圆珠笔头的圆珠笔连接头、圆珠笔芯

摘要

本发明公开了一种圆珠笔头，所述圆珠笔头包括：塑料材料制成的笔尖，设置在所述笔尖中的可滚动的圆珠，所述笔尖包括：圆珠容纳槽和墨水主供应管道；设置在所述圆珠容纳槽和所述墨水主供应管道之间用于将两者连通的至少一个墨水连通通道；以及设置在所述圆珠容纳槽上用于防止圆珠滑出的圆珠限定装置。本发明同时还公开采用本发明圆珠笔头的圆珠笔连接头以及圆珠笔芯。由于圆珠笔头采取了塑料材料所制成，不但环保，而且，采取塑料材料进行注塑工艺制作，相比于金属来说，制作更为简单方便。

说明书

技术领域

本发明涉及一种圆珠笔头，尤其指一种除圆珠外均由塑料所制成的圆珠 笔头及采用该圆珠笔头的圆珠笔连接头、圆珠笔芯，属于文具器材领域。

背景技术

圆珠笔(或称“原子笔”)英文：ball point pen，是近数十年来风行世界 的一种书写工具。它具有结构简单、携带方便、书写润滑，且适宜于用来复 写等优点，因而，从学校的学生到写字楼的文职人员等各界人士都乐于使用。

圆珠笔与自来水笔不同，由于它使用的是干稠性油墨，油墨又是依靠笔 头上自由转动的钢珠带出来转写到纸上，因此不渗漏、不受气候影响，并且 书写时间较长，省去了需经常灌注墨水的麻烦。

圆珠笔主要是利用圆珠(或称圆珠)在书写时与纸面直接接触产生摩擦 力，使圆珠在圆珠容纳槽内滚动，带出笔头内的油墨或墨水，以达到书写的 目的。

圆珠笔书写原理如下：圆珠在圆珠容纳槽内可以自由转动，圆珠笔的油 墨通过圆珠容纳槽中的沟槽流向圆珠上，笔在书写时，摩擦力带动圆珠转动， 从而将流向圆珠的油墨不断转印到书写物上。

其中，一部分油墨从圆珠转印到书写物上，圆珠被转印后变白，另一部 分油墨会随圆珠转动带回圆珠容纳槽内。

传统的圆珠笔制备工艺中，因为认为圆珠笔头需要具备相当的硬度，才 能容纳圆珠，才能使圆珠在圆珠容纳槽中自由转动，因此，圆珠笔头都采用 金属材料制备而成，一般采用不锈钢或镍银合金或黄铜或铜镍合金等制备而 成，由于这些金属或者硬质合金材料为了便于机器加工，往往会含有一定比 例的铅，而在目前，世界各国尚未有对用完废弃的圆珠笔头或者圆珠笔进行 回收利用的工艺，这样就导致了每年均有大量的含铅的废弃圆珠笔头或者圆 珠笔被排放遗弃到环境中去，导致了严重的生态环境问题。

更近一步地，圆珠笔的很大部分使用者是儿童，他们经常会将圆珠笔头 放入到嘴里面玩耍，而圆珠笔头中的铅有可能通过唾沫进入到他们的体内， 从而严重危害他们的健康。因此，如何使的圆珠笔的生产制作工艺以及最终 生产的圆珠笔笔头或者圆珠笔本身是一个环境友好型的工艺或产品，是圆珠 笔制造业一直研究的课题。

发明内容

本发明针对现有的技术缺点而提出，提供了一种新型的圆珠笔头，这种 圆珠笔头采用塑料尤其是生物可降解的塑料制备而成，采用的圆珠也不含有 铅，因此，这种圆珠笔头具有一个最大的技术优势就是环保。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种圆珠笔头，其特征在于，所述圆珠笔头包括：塑料材料制成的笔尖， 设置在所述笔尖中的可滚动的圆珠，所述笔尖包括：

圆珠容纳槽和墨水主供应管道；

设置在所述圆珠容纳槽和所述墨水主供应管道之间用于将两者连通的至 少一个墨水连通通道；

以及设置在所述圆珠容纳槽上用于防止圆珠滑出的圆珠限定装置。

本专利中，由于采用塑料材料来制备笔尖，然后再在笔尖中设置圆珠， 这样整个笔头部分除了圆珠之外都是塑料材料，不采用金属、合金材料尤其 是不含铅，非常环保。而现有的塑料材料的回收利用系统非常成熟，有利于 实现用完废弃的圆珠笔头的回收利用。

作为本技术方案的进一步深化，所述墨水连通通道包括在所述圆珠笔头 的横截面方向上呈放射状分布的墨水管道。

这些墨水管道围绕圆珠笔头的横截面中心对称设置，其截面可以有多种 形状。

作为本技术方案的进一步深化，所述墨水连通通道还包括一毛细管道， 所述毛细管道设置在所述墨水管道的中心处。

设置毛细管道可以使油墨更快捷的到达圆珠容纳槽。

作为本技术方案的进一步深化，所述圆珠限定装置可以为在所述圆珠容 纳槽的开口处设有向内上方延伸的卡合部，所述卡合部形成的开口直径小于 所述圆珠容纳槽的直径。也可以为在所述圆珠容纳槽的外表面处设置有一锁 定圈，所述锁定圈的直径小于所述圆珠的直径。

圆珠限定装置是为了防止圆珠从圆珠容纳槽中脱落，设置了这样的装置 后就可以避免圆珠脱落，延长圆珠笔头的使用寿命。

作为本技术方案的进一步深化，所述圆珠容纳槽包括上容纳槽部和下容 纳槽部，所述下容纳槽部的底部设有由至少两个相交面形成的凹坑，所述两 个相交面的相交角小于180度；所述圆珠和所述圆珠容纳槽之间在垂直方向 和水平方向上均设有间歇，以允许所述圆珠在书写的时候各种粘度的墨水能够 传输到纸上。

对圆珠容纳槽的如此设置是为了提高书写的舒适性，一来便于圆珠在圆 珠容纳槽中自由转动，二来适当的间隙也可以避免油墨被带到圆珠容纳槽之 外，污染纸面。

作为本技术方案的进一步深化，所述笔尖由可生物降解的塑料制备而成， 所述圆珠由陶瓷或者碳化钨硬质合金制备而成，所述圆珠制备材料中不含铅， 所述圆珠的尺寸在0.20mm～3.00mm之间。

这是对本专利圆珠笔头材料的进一步细化，由于这些材料的使用才使得 本专利产品在废弃后能被重复利用，同时也不会污染环境。

进一步地，利用本专利的圆珠笔头以及与所述圆珠笔头连接的适应部制 作成一种圆珠笔连接头，所述适应部上设有至少两个不同直径的台阶部，用于 连接不同的墨水管。

圆珠笔有多个部件，圆珠笔头是其中一个部件，圆珠笔连接头是在圆珠 笔头上增加了一个适应部形成的笔的另一个部件。适应部上设有不同直径的 台阶部，可以用于连接不同粗细的墨水管。

进一步地，采用本专利的圆珠笔连接头以及连接所述圆珠笔连接头的墨 水管可以制成一个圆珠笔，所述墨水管中灌注有油墨。

更进一步地，所述圆珠笔连接头和墨水管通过注塑工艺一体成型。

由于圆珠笔头、适应部、墨水管都可以通过塑料制备而成，这样整个圆 珠笔芯不需要通过各个部件进行组装，可以通过注塑工艺在模具中一体成型。

综上，本发明采取了上述技术方案以后，由于圆珠笔头采取了塑料材料 所制成，不仅具有环保的优点，而且，采取塑料材料进行注塑工艺制作，其 制作方法简单且相比于金属来说，具有能够制成各种结构圆珠笔芯的技术优 点。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加 明确。

图1a是本发明圆珠笔头的实施例一的结构示意图；图1b是本发明实施 例的一种圆珠笔头的A-A剖面图；图1c是本发明实施例的另一种圆珠笔头的 A-A剖面图；

图2a是本发明圆珠笔头的实施例二的结构示意图；图2b是本发明实施 例的一种圆珠笔头的A-A剖面图；图2c是本发明实施例的另一种圆珠笔头的 A-A剖面图；

图3a是本发明圆珠笔头的圆珠容纳槽的结构示意图；图3b是本发明圆 珠笔头的圆珠容纳于圆珠容纳槽中时的结构示意图；

图4a是本发明圆珠笔头的圆珠尚未插入到圆珠容纳槽时的结构示意图； 图4b是本发明圆珠笔头的圆珠正在插入到圆珠容纳槽时的结构示意图；图4c 是本发明圆珠笔头的圆珠已经插入到圆珠容纳槽时的结构示意图；

图5a是本发明圆珠笔头的圆珠在圆珠容纳槽中转动时的结构示意图；图 5b是本发明圆珠笔头的圆珠在圆珠容纳槽中转动时墨水在圆珠上分布的结构 示意图；图5c是本发明圆珠笔头的圆珠在纸上转动的使用状态示意图；

图6a是本发明圆珠笔头的实施例三的结构示意图；图6b是本发明圆珠 笔头的圆珠置于圆珠容纳槽中的结构示意图；图6c是本发明圆珠笔头的整体 结构示意图；

图7是本发明圆珠笔连接头的结构示意图；

图8是本发明圆珠笔芯的结构示意图。

附图标号说明：

1-毛细管道       2-墨水管道       3-墨水连通通道    4-墨水主供应管道

5-圆珠容纳槽     51-上容纳槽部    52-下容纳槽部     53-卡合部

54-相交角        6-圆珠           61-活动间隙       62-锁定圈

7-圆珠笔连接头   71-圆珠笔头      72-适应部         73-第一台阶部

74-第二台阶部    75-第一墨水管    76-第二墨水管     77-墨水管

8-圆珠笔芯       9-墨水

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述。

实施例一：

图1a是本发明圆珠笔头的实施例一的结构示意图；图1b是本发明实施 例的一种圆珠笔头的A-A剖面图；图1c是本发明实施例的另一种圆珠笔头的 A-A剖面图；

如图所示，一种圆珠笔头包括：塑料材料制成的笔尖，设置在笔尖中的 可滚动的圆珠6(图中未示出，可以参见图3b)，笔尖包括圆珠容纳槽5和 墨水主供应管道4；连通圆珠容纳槽5和墨水主供应管道4的墨水连通通道3。

笔尖由各种塑料材料通过注塑工艺制成，用以配合各种大小的圆珠6，例 如，采取生物可降解塑料制成，生物可降解塑料可以采用市售的生物降解塑 料聚乳酸(英文简写PLA，全写为：polylactice acid)，生物可降解塑 料可以采用美国材料试验标准协会ASTM D6866或者ASTM D6400测试标准 进行生物基百分比含量测定，只要符合生物可降解塑料的标准即可。由于 塑料材料能够通过注塑工艺制备圆珠笔头，由此，其相比于现有的采取固体 金属材料进行制作，在工艺上有较好的优势；且采取生物可降解塑料，能够 使得本发明具有节能环保的技术优点。

墨水连通通道3包括在圆珠笔头的横截面方向上呈放射状分布的墨水管 道2以及一毛细管道1，毛细管道1设置在墨水管道2的中心处。优选墨水管 道2的数目在3-12个，且墨水管道2的横截面形状可以为方形、三角形、圆 形、菱形或者其他形状，如图1b中，墨水管道2为5个横截面为方条形的管 道与中心处的毛细管道1连接在一起，如图1c，墨水管道2为8个横截面为 三角形的管道与中心处的毛细管道1连接在一起。

为了防止圆珠6从圆珠容纳槽5中脱落，如图3a所示本实施例中，设置 了一种圆珠限定装置即在圆珠容纳槽5的开口处对称设有向内上方延伸的两 个卡合部53，两个卡合部53形成的开口直径小于圆珠容纳槽5的直径。如图 4a、4b、4c所示，其中，图4a是本发明圆珠笔头的圆珠尚未插入到圆珠容纳 槽时的结构示意图；图4b是本发明圆珠笔头的圆珠正在插入到圆珠容纳槽时 的结构示意图；图4c是本发明圆珠笔头的圆珠已经插入到圆珠容纳槽时的结 构示意图；

如图4a，圆珠6的直径比卡合部53形成的开口直径略宽，如图4b所示， 由于圆珠容纳槽5都是由塑料制成，因此，其具有一定的弹性，能够允许圆 珠6插入到圆珠容纳槽5之中。

进一步地参照图4c，圆珠6被完全插入到圆珠容纳槽5并到达下容纳槽 部52的最低位置处，此时，卡合部53又回复到原始的尺寸，进而将圆珠6 和圆珠容纳槽5牢固地结合在一起。

再次参考图3a，图3a是本发明圆珠笔头的圆珠容纳槽的结构示意图；图 3b是本发明圆珠笔头的圆珠容纳于圆珠容纳槽中时的结构示意图；如图，圆 珠容纳槽5，具体包括：上容纳槽部51和下容纳槽部52，下容纳槽部52的 底部设有由两个相交面以及一个底面形成的凹坑，两个相交面的相交角(图 中未示出)小于180度；圆珠6和圆珠容纳槽5之间在垂直方向和水平方向 上均设有活动间歇61(参见图3b)，以允许圆珠6在书写的时候各种粘度的墨 水能够传输到纸上。

如图图3b所示，圆珠6被设于圆珠容纳槽5之中，且被卡合部53卡住 而不能从圆珠容纳槽5之中滚出。

图5a是本发明圆珠笔头的圆珠在圆珠容纳槽中转动时的结构示意图；图 5b是本发明圆珠笔头的圆珠在圆珠容纳槽中转动时墨水在圆珠上分布的结构 示意图；图5c是本发明圆珠笔头的圆珠在纸上转动的使用状态示意图；

如图5a、5b、5c所示，当圆珠6在圆珠容纳槽5之中，其可以沿着各种 方向进行活动，为了实现较好的出墨效果，其中，圆珠6和圆珠容纳槽5之 间具有足够的垂直和水平活动间隙61以允许圆珠6在书写的时候各种粘度的 墨水9能够传输到纸上。

实施例二：

图2a是本发明圆珠笔头的实施例二的结构示意图；图2b是本发明实施 例的一种圆珠笔头的A-A剖面图；图2c是本发明实施例的另一种圆珠笔头的 A-A剖面图。

如图2a所示，本实施例与实施例一的区别在于本实施例中并没有设有毛 细管道1。墨水连通通道3仅包括在圆珠笔头的横截面方向上呈放射状分布的 墨水管道2。优选墨水管道2的数目在3-12个，且墨水管道2的横截面形状 可以为方形、三角形、圆形、菱形或者其他形状，如图2b中，墨水管道2为 5个横截面为三角形的管道，如图2c，墨水管道2为5个横截面为圆形的管 道。

如图2a所示，圆珠容纳槽5与实施例一也不同，下容纳槽部52的底部 设有由两个相交面形成的凹坑，两个相交面的相交角54小于180度。

实施例三：

实施例三与实施例一、二的区别在于圆珠限定装置为在圆珠容纳槽5的 外表面处设置有一锁定圈62，锁定圈62的直径小于圆珠6的直径，这样圆珠 6受到锁定圈62的限定就不会从圆珠容纳槽5中脱出。具体可以参见图6a、 6b、6c，图6a是本发明圆珠笔头的实施例三的结构示意图；图6b是本发明圆 珠笔头的圆珠置于圆珠容纳槽中的结构示意图；图6c是本发明圆珠笔头的整 体结构示意图；如图6a所示，圆珠容纳槽5具有圆柱体状的上容纳槽部51 和下容纳槽部52，下容纳槽部52的形状与实施例一相同，不同之处在于墨水 管道2仅设置在毛细管道1的一侧。

实施例四：

图7是采用本发明圆珠笔头制作而成的圆珠笔连接头的实施例结构示意 图；如图所述，这种圆珠笔连接头，除了包括圆珠笔头71以外，在圆珠笔头 71外部还设有一个适应部72，适应部72的直径尺寸大于圆珠笔头71的直径尺 寸，并且，在适应部72的一端设有多节直径不同的台阶部，用于连接不同的 墨水管道，本实施例中有第一台阶部73和第二台阶部74，与第一台阶部73 配合的第一墨水管75，与第二台阶部74配合的第二墨水管76。

实施例五：

图8是本发明圆珠笔芯8的实施例结构示意图；如图所述，在该实施例 之中，圆珠笔芯8包括圆珠笔头71，墨水管77，具体生产时，可以分别生产 圆珠笔头71或者圆珠笔连接头7和墨水管77，然后组装，也可以通过模具注 塑工艺一体成型。

以上各实施例中笔尖均由可生物降解的塑料制备而成，圆珠6由陶瓷或 者碳化钨硬质合金制备而成，圆珠6制备材料中不含铅，圆珠6的尺寸在 0.20mm～3.00mm之间。

需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导 下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这 些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面 的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保 护范围由权利要求及其等同物限定。