揭開自動鉛筆的面紗

文/石文

揭開自動鉛筆的面紗

文/石文

自動鉛筆是一種鉛芯可更換并且可以機械伸縮的鉛筆，當鉛芯的前端磨損的時候，它可以向外延長。鉛芯與外殼不是固定相連的，通常由石墨構成，當然也有用彩色和其他材料的鉛芯。自動鉛筆通常用于需要寫很多行同樣寬度的文字而無需削鉛筆的地方，這使得它很適合于工程繪圖和小字號或普通的作品寫作。也正因如此，相比于傳統鉛筆，它們不常用于美術創作中。

自動鉛筆的歷史

現存最早的自動鉛筆發現于皇家海軍潘多拉號的殘骸中，該戰艦在1791年沉沒。

1942年，第一個可替換并且帶有筆芯推進結構的鉛筆的專利在英國被Sampson Mordan和John Isaac Hawkins獲得。隨后Mordan從Hawkins手里買斷了專利權，在1823年到1837年間與Gabriel Riddle開展了商業合作，因此最早一批的Mordan鉛筆都帶有“SMGR”的標簽。1837年后Mordan結束了與Riddle的合作，繼續生產名為“S.MORDAN & CO”的鉛筆，同時還廣泛生產銀器，直到二戰時期他的工廠被炸掉。

1822年到1874年間注冊了超過160個專利，在多方面推動了自動鉛筆的發展。第一只彈簧式自動鉛筆在1877年申請專利，隨后的1895年出現了擰填式鉛筆。1938年，0.9mm筆芯進入市場，隨后又出現了0.7、0.5、0.3mm的筆芯，甚至1.4mm，現在，0.4mm和0.2mm同樣也成為一種常用規格。

1915年，由剛剛出師的冶金工人Tokuji Hayakawa對自動鉛筆做出了一些改進，才使得它能夠獲得成功。Tokuji的鉛筆被人稱為“總是鋒利的鉛筆”。但那之后，Tokuji并未馬上獲得成功，直到保證鉛筆壽命的金屬桿被引入，這對現在的使用者來說已經是并不陌生的了。一家橫濱的公司向Tokuji發出了一個大訂單，使得Ever-Sharp從此開始大賣。之后Tokuji的公司給自己起了個名字叫做Sharp。

幾乎就在同時，美國的Charles R.Keeran開發了一種類似的鉛筆，而這正是今天大多數鉛筆的鼻祖。Keeran設計的鉛筆依賴于棘齒，而Hayakawa的則以螺絲為基礎。

自動鉛筆的結構分類

基于棘齒的自動鉛筆頭部

Pentel Sharp棘齒繪圖鉛筆拆解圖，以及三根0.5mm石墨筆芯

自動鉛筆可以分為兩種基本類型：一種為夾住鉛芯并且隨著使用向前推進，另一種只是夾住鉛芯使其不掉下來。

1、推進型鉛筆

多數自動鉛筆使用小于1mm的鉛芯，夾在筆桿中間的腔里，內部有機械裝置將將鉛芯送出。而機械結構則有以下幾種：

基于棘齒的鉛筆是抓握鉛筆的一種變體，鉛芯在頭部被三個小顎夾住，小顎外又套有一個金屬環。鉛筆尾部的按鈕控制了小顎的張合，按鈕按下時，小顎向前張開，鉛芯前進，按鈕放開時小顎收緊，“鉛芯護圈”（在筆尖里的一個小橡皮圈）能保持鉛芯的位置，使其不至于向外滑落或者隨著小顎的夾緊滑向筆桿內。

基于棘齒的自動鉛筆是賣得最好的一種，其變種包括：

一種前后搖動，使其內部重量操縱蓋子上的裝置，這種鉛筆可能會有一個按鈕。

另一種鉛筆能自動向前推進鉛芯，這種設計使用棘齒推進鉛芯，但只是用很小的摩擦力阻止其滑落或者退回到鉛筆里面。筆尖是一種彈簧扣，鉛芯磨損時變短，減小了彈簧的壓力，從而使鉛芯自動推出。

一種現代的鉛筆擁有一個機械裝置，能夠在鉛筆芯接觸紙時將其逆時針旋轉9°，從而使筆尖的寬度只有普通自動鉛筆的一半，這樣寫出來的字便具有統一的黑度。這種鉛筆名叫Kuru Toga，是由三菱鉛筆有限公司研發出來的。

Kuru toga鉛筆芯

基于螺絲的鉛筆則不同，它依靠擰動螺絲推動鉛芯前進，而螺絲則沿著筆桿內的導軌移動。這種鉛筆在二十世紀前期得到了廣泛應用。

在基于螺絲的鉛筆中，鉛芯的前進依賴于和螺絲的直接摩擦。

擰動的鉛筆（twist-based）依靠擰動鉛筆頭使得鉛芯向前，很多這樣的鉛筆具有一種鎖定的結構，允許鉛芯退回到筆桿中去。

2、離合型鉛筆

離合型鉛筆（直譯為鉛芯抓握者）一般使用較粗的鉛芯（2-4mm），并且一次只能用一根鉛芯。

離合型鉛筆的筆頭

按動鉛筆后端的橡皮帽，使筆頭處的小顎張開，鉛芯就可以自由地從筆桿內滑出（或縮回），但這滑動只能由外部協助控制，當然，把筆尖離開桌面幾毫米或者擋在手心就很容易做到。

一些鉛筆能夠延長鉛芯，如Alvin Tech-Matic鉛筆，但通常被認為與帶有推進裝置的鉛筆不是一個種類。

鉛芯的演變

相比于傳統鉛筆，自動鉛筆類型范圍較窄，同時也存在諸多變種。多數自動鉛筆可重新裝填，也有一些便宜的類型用完后可以丟掉。

1、鉛芯直徑

自動鉛筆的結構一般只能使用一種直徑的鉛芯，也有一些如Pentel Function 357，其內置的多種結構允許使用多種直徑的鉛芯，如：0.3mm，0.5mm和0.7mm。

下表列出了不同的鉛芯直徑，以滿足多樣的喜好和制作，最常用的是0.5mm和0.7mm，其線寬適用于精確的書寫和繪畫，0.05mm，0.1mm和0.2mm則較為罕見。

使用亞毫米鉛芯的鉛筆能同時容納多根鉛芯，以減少重新裝填的次數。一個值得注意的例外是Pentel 350E，這可能是Pentel的第一款自動鉛筆，它只能容納一根0.5mm的鉛芯，當需要時可以從一根小管子中把新的鉛芯填入筆桿。

2、鉛芯色彩

與傳統鉛筆相同，自動鉛筆的鉛芯根據使用者的不同需求，對石墨和粘土的配比進行控制，從而做出不同黑度和硬度的鉛芯。

自動鉛筆彩色鉛芯卻較為少見，Crayola的“Twistable”系列包含兩種彩色鉛筆（可擦除的和不可擦除的），其中含有機械推進結構，卻不提供替換的鉛芯。一些美國以外的公司如Pentel、Pilot和uni-ball為他們的產品在小范圍的直徑（0.5mm、0.7mm和2mm）制造了彩色可重新裝填的筆芯。Koh-i-Noor則在2.0、3.15和5.6mm上做出了彩色可充填的自動鉛筆。

四款代表性的自動鉛筆測評

1、Staedler 925-85-05

德國三大品牌之一，很有代表性的產品，雖為日本開發，但風格沒有改變。這是一只制圖筆，有4mm伸出的護芯管，外殼通體金屬CNC車制，整支筆由筆頭、筆體，調節環和尾帽構成。筆體前段握手處滾花，后段光滑，鍍膜印刷，但筆者用很大的力量也沒能擰開筆體中部，所以認為它是一體金屬加工的，中間沒有連接。筆頭尖端固定了護芯管，筆體后部有出芯長度指示器窗口，轉動調節環時，窗口內的黑白指示器就會改變比例，黑色代表出鉛量。筆夾是鋼板軋制，靠彈性安裝在筆體上的槽中，可以轉動，但很難拆下來。尾帽由三件組成，尾帽體、端螺蓋和鉛芯硬度指示窗環，前兩件也都是CNC加工成型的。此筆很難拆卸，我也沒有把它全拆開。卸下筆頭以后，可以看到內部的銅卡頭，卡頭外面的彈簧和卡頭座，卡頭座與筆管內部的螺紋配合，卡頭座還連接著儲芯管，調節環和尾帽，構成筆芯，這枝筆芯可以在筆體中配合螺旋移動，但旋轉調節環時，整個筆芯就會趨近筆尖或遠離筆尖，使卡頭的鎖緊環與筆頭內部的止動端面之間的距離發生變化，從而改變出芯長度。筆芯一方面受到前端套在卡頭外面的彈簧向后推動，另一方面又受到它與筆體內徑的螺紋阻擋，因此，旋轉調節環，它就會在筆體中移動。這個設計并不困難。但是，比較奇特的是，筆者無法徹底拆開它的結構，調節環會在前后兩個端點被卡死，不能再轉動，那么這支筆是怎么裝配的呢？難道是靠很大的機械力量把調節環壓入固定的嗎？在沒有弄清結構之前我還是不敢硬把調節環拔下來，那很容易造成損壞。

接下來談談這支筆的特點和使用性能。與以往學到的知識有出入，該筆不像是由銅材加工的筆體，筆頭和尾帽，它們全都由合金鋁制造，內部螺紋是銀色的，重量剛好，并不太重。筆的重心大約在9/10處，靠近筆尖，設計得還不錯。握手的感覺非常細膩，滾花的紋理非常精細，既不硌手，又不會打滑，不是那種粗糙的表面。調節環并沒有鎖緊機構，在彈簧力的作用下，它總傾向于朝尾帽滑動，可能使用一段日子就得重新調整；另外，調節環的外徑與筆體內徑之間的配合間隙也不小。尾帽沒有什么可說的了，設計漂亮，有很強的機械感。

在購買這支筆以前，已經從網上看到了很多關于它的不足，不是一個人說它的穩定性不佳，筆內機構有晃動，還容易斷鉛。當時筆者很奇怪，怎么固定護芯管的結構還會鉛尖晃動？實際體驗下來，筆者用它大量書寫，卻發現它實際上相當穩定，幾乎感覺不到任何晃動，鉛尖和筆芯機構都很穩定。還有人說，它的出芯調節機構效果也不穩定，調大了出芯量以后每次出芯的長度都會隨機，時長時短，可是筆者的筆非常穩定，可調節的出芯量在0.2-2mm之間，調好了絕不會隨意改變，不過，沒有鎖定機構的調節環，還是有可能在無意間被觸動，使出芯量變短，這倒是個問題。925-85-05的加工精度很高，各處配合精密，沒有可見的不同軸等尺寸誤差，整體制作工藝精美，日本的機械加工技術也可以算作世界一流，還是很不錯的。該筆的長度剛好，為143mm，直徑也很舒適，大約8.5mm，外觀非常理想，筆頭造型也很經典，它適合制圖，也可以書寫，適用領域很廣，唯獨固定的護芯管不方便攜帶，其他真可謂十全十美，沒有能找出它更多的缺點。

2、Pentel GraphGear 1015

這支筆來到筆者這里是不容易的，因為剛開始選購時選擇了它，但后來看到有很多人對它的評價不高就放棄了，但后來又想到它獨特的縮頭結構和低廉的價格，就又想把它收來研究研究了。這是一只較長的筆，足有150mm長，并且不管是推出筆尖還是縮回筆尖，其長度都不會改變。它的外殼是兩段式，前段由鋁合金加工制成，在管壁上開了很多橢圓孔，內嵌塑料阻尼片，在外表滾很密的花紋；后段筆殼也是鋁合金，光滑表面印刷字體，大大的筆夾安裝在從內部伸出來的鉸鏈上，筆夾的端頭落入筆殼開孔內，筆夾的尾端上翹，可以用手指按壓，使筆夾抬起。尾帽的造型比較難看，又細又長，帶有端頭擴展，是用金屬板沖壓的辦法制成的，檔次較低；鉛心硬度指示器位于兩段筆體的連接處，可手動調節；筆頭有長長的前伸，端頭孔徑較粗。雖然整個筆體表面都是金屬制造，但內部還是有多個塑料零件。筆頭，前段和后段筆體都是依靠一個塑料內管擰在一起的，這個零件看上去不夠強壯；筆芯實際上就是一只活動鉛筆，只不過它可以在外管內滑動，筆尖、卡頭、儲芯管和尾帽安裝在一起，就構成了筆芯。在筆芯與連接塑料管之間安裝了一個大直徑的強力彈簧。當我們推動尾帽時，整支筆芯就會壓縮彈簧，向筆頭移動，直到筆尖伸出筆頭，筆芯后部的圓臺劃過比夾頂端，此時松開手指，筆芯就會被筆夾卡住，這時如果再次欽動尾帽，出芯原理就如同常規的設計了；使用結束以后，按壓筆夾尾部，筆夾抬起，釋放了筆芯，筆芯就會在彈簧力的作用下復位，使筆尖縮入筆頭，有效地保護了護芯管。

該產品的加工精度就不及Staedler 925-85-05了，連接處會有些輕微的不同心，表面處理也不夠好，做工只不過比國產好些，還達不到精密。它的內部彈簧力量太強了，收回筆芯時會發出很大的聲音，讓你擔心這力道會損壞塑料零件。筆體的長度要超過一般，這非常不適合攜帶，這與它的設計意圖又有矛盾了。尾帽具有雙重作用，推出筆尖和出芯，如此一來，它的行程就變長了，這也增加了筆的長度。在買它以前，筆者很擔心它的筆尖是否會搖晃，但體驗下來還好，穩定性還不錯，搖晃非常輕微，幾乎不影響書寫。該筆的重心剛好在筆的中央1/2處，平衡還算可以，但使用起來大概是因為筆尖過長，手握處離鉛尖過遠，而手感稍差。它的塑料儲芯管比較細，大概不會容納太多的鉛芯，總體上說，該筆值得收入。

要改善它的性能最好對其進行MOD，首先要把彈簧換成較弱彈力的，使動作輕緩一些，也可延長零件的使用壽命；其次應該縮短筆管后段，爭取把整支筆改短到130mm，這樣一來攜帶起來就方便得多了，而且重心會偏向握手處。

3、Platinum MSD-1500B

這是筆者上網學習最大的收獲，在幾十家網站上看到德國人和老外們對它的評測以后，毫無猶豫地選擇了它。可以說，筆者幾乎沒有找到對它的批評，眾人異口同聲地贊揚它的設計與加工，這些言論今天都得到了證實。

MSD-1500B僅僅是一支原理很普通的制圖鉛筆，但它短粗的造型又適合書寫，唯獨固定的護芯管不方便攜帶。活動鉛筆的價值在于精密，即便是平常的設計，如果加工精度很高，那么它的身價自然會很高，這就像名牌的機械手表一樣，永遠具有它的價值。白金的產品的確令人稱贊，它的加工精度在我的三個品牌中是最高的，可以超越Staedler。MSD-1500B的外形很粗，帶有弧線，表面光滑柔和，處理得很舒心，尾帽不太好看，筆夾也有一點兒廉價，但是在筆夾上和外殼的尾端上有配合的卡樵，使筆夾不會轉動，另外，它的筆夾很容易被拆掉。該筆的重心在9/10處，接近筆頭一點兒，整體平衡很好，書寫手感極佳，出鉛時聲音清脆干凈。

外殼是兩段式的，可以從中間擰開，但兩段結合得相當精密，你別指望能看出兩者有絲毫的不同心。整個筆體都用鋁合金制作，前段鋁管管壁很厚，但重量依然不大，比銅輕很多，可惜的是儲芯管還是使用了塑料，直徑有D5mm，尾帽處的橡皮座也是金屬CNC加工成型的，非常高檔，在筆芯的卡頭前和橡皮座上都安裝了防潮的O形圈。筆者認為這支筆的價格應該定在200元，它起碼要比Rotring 600高一個檔次，以它現在93元的售價來說性價比非常高。從實用的感受來說，它是四支筆中最好的，筆者幾乎挑不出來它有什么缺點，當然，要是能縮頭那就理想了。

4、Platinum MSD-1000B

在MSD-1500B到手之前筆者就對白金這個品牌產生了好的印象，看到也有很多人推薦MSD-1000，就想，既然售價如此低廉，何不收藏一支？結果同樣大喜，把它拿在手里以后，一樣沒有任何悔意。這是一支比較長的筆，前部握手區較短，重心位于4/5處，偏向筆尖。與MSD-1500B一樣，整體由鋁合金制造，外表處理柔和光滑，細環握手區既可防滑又免硌手，是很成功的設計。鉛芯硬度指示在兩段筆體的中部，筆夾由鋼板軋制，可以在筆殼上轉動或取下，尾帽和筆頭都是CNC車制，很有檔次。儲芯管和MSD-1500B一樣，都是D5mm直徑塑料件，但該筆沒有金屬的橡皮座，顯然，檔次沒有MSD-1500B高。以它的整體結構與工藝來說，它絕對是要超過Staedler 925-25和Rotring 600之類的傳統制圖筆的，即便是書寫手感，也不會比它們差，柔和的外表使用起來很舒適，適合長時間書寫制圖。筆者個人不大看好他的尾帽，那個擴展了直徑的頂端有點兒夸張炫耀，而且在動態平衡上也會造成尾重頭輕的感覺。

結束語：這次測評的成果是可喜的，經試驗，每支筆都可實現自動替芯，也就是說，第一根筆芯可以自動落入卡頭，被推出筆尖，而不像是筆者過去曾使用過的自動鉛筆，完全不能自動替芯，用完一根鉛芯以后，都要打開尾帽，取出另一根鉛芯，把它從護芯管的前端插進去，然后才能使用。這四支筆代表了現在可以買得到的在產的最高級型號，基本都是全金屬結構的中高檔產品，價格上卻相對合理，因此很有實用價值。