第四章 TRIZ 應用在鉛筆設計案例探討
4.2 加強功能
4.2.2 防掉落
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表 4-6 時間分離原理推薦的 40 發明原理
推薦原理 有用的具體提示 應用改進方案
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事先的反向作用 原理
對物體進行預先反作用或抵擋的 行動，以去除或降低事後產生過度 或負面的效果。
在不是握筆處加入 消除滾動的設計(1)
10 預先行動原理
預先對物體或系統作部分或全部 的改變。
預先安置物體或系統，在必要時間 與位置發揮作用。
在不是握筆處加入 不會滾動的設計(2)
加入即使滾動也不 會掉落的設計(3) 11
預先防範原理
事先預置緊急防範措施或備案，以 補救低可靠度的物體。
加入預防滾動、防止 落地的設計(4)
15 動態化原理
讓物體在不同的條件下，其屬性能
（自動）改變以達到最佳性能。（可 調式）
加入落地減少損害 (5)
能自動歸位設計(6) 16
部分或過度的動 作原理
如果難以完成 100%的理想效果，
就做到更多或較少的理想效果。
讓很多枝筆靠在一 起以減少損害(7)
18 震動原理
使物體振動或振盪。
增加振動的頻率。
使用物體的共振頻率。
使用壓電振動器取代機械振動。
使用結合超音波與電磁場的振動
掉落時筆尖自動轉 身朝上(8)
有彈性降低撞擊力 (9)
使用磁力(10) 19
週期性作用原理
在脈衝/動作間的暫停時間，提供附 加功能。
如手錶的指針在原 地循環畫圓(11) 20
連續的有用作用 原理
不間斷持續作用，讓物體所有元件
持續保持滿載狀態運作。 加上固定器(12)
21 快速原理
使用高速度執行行動，以消除有害 的副作用。
加速操作有害或危險的作業。
提高撿拾鉛筆效 率，更迅速撿回(13)
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氣動或液壓原理
使用氣體或液體取代固體的元件 或系統。
筆桿內有空氣或水 以保持平衡、固定不
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利用空氣或水產生膨脹。
利用氣體和液體產生緩衝。
動、產生緩衝(14)
34 拋棄與再生元件
原理
使作用完成的系統或物體的元 件，能自動消失（溶解，揮發，拋 棄…）。
遭到撞擊的筆芯會 自動換新(15)
37 膨脹原理
改變溫度，利用物體的熱漲冷縮去 完成有用的效應。
利用不同材料的膨脹係數差異去 完成各種有用的效應。
筆桿膨脹(16)
4. 可行性改進方案
(1) 圓柱形鉛筆在非握筆處加入消除滾動的設計。筆桿上增加一個突出點、有一個 平面，就不會滾動，如圖 4-50、4-51。
圖4-50 有突出點的防滾筆
圖4-51 有一平面的防滾筆
(2) 圓柱形筆桿在非握筆處加入不會滾動元素。如非對稱、有稜角造型。
如圖 4-52。
圖4-52 有稜角的防滾筆
(3) 加入即使滾動也不會掉落的設計，筆桿一端膨脹如水滴形，兩端直徑不同，鉛 筆雖會滾動，但只會如手錶的指針在原地循環畫圓，不會位移掉落地面。如圖 4-53。
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圖4-53 水滴造型
(4) 加入預防滾動、防止落地的設計。如以磁力、吸盤、支架、鉛筆盒、筆座等限 制鉛筆的滾動，如圖 4-54；在桌面和鉛筆間加上伸縮線，鉛筆雖然掉落但只 是懸在空中，不會落地，如圖 4-55。
圖 4-54 動物吸盤[98]
圖 4-55 伸縮線[99]
(5) 加入減少落地筆芯損害設計。如筆芯增加耐撞擊力、撞擊時筆尖自動內縮。
(6) 加入鉛筆能自動歸位設計。在桌面和鉛筆間加裝自動捲線盒，按壓按鈕，即會 執行收線動作，將綁在線的另一端的鉛筆自動拉回歸位。如圖 4-56。
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圖 4-56 收線盒[100]
(7) 讓很多枝筆靠在一起以減少損害。如在筆上加磁力，自動依靠在一起，既不會 滾動，掉落也因分散衝擊力而減輕損害。
(8) 掉落時筆尖自動朝上。如筆頭較重，利用重力作用，讓筆頭先著地。
(9) 筆尖有彈性以降低撞擊力。如彈簧設計，筆尖受到撞擊時會往內縮，壓力排除 又自動伸出。
(10) 使用磁力，限制鉛筆的滾動，如圖 4-57。
圖 4-57 利用磁力懸浮[101]
(11) 讓鉛筆只會在原地循環轉動，如手錶的指針在原地循環週期性作用，如水滴 造型、不倒翁。
(12) 加上固定器讓鉛筆放下就一直保持不動狀態。如筆座、吸盤、磁力。
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(13) 提高撿拾效率，更迅速撿回。如當鉛筆掉落撞擊地面時，會發出短暫音樂鈴 或有色光，迅速找到鉛筆停留位置；限制鉛筆掉落的範圍，如(4)、(6)方案，
只要拉線、按鈕鉛筆即能快速歸位。
(14) 筆桿內有水、空氣以保持平衡、固定不動、產生緩衝。如藉由筆頭內部的液 態，產生類似不倒翁的原理，讓鉛筆可以自己站立。如圖 4-58。
圖 4-58 不倒翁鉛筆[自創]
(15) 讓遭到撞擊的筆芯會自動換新，免去鉛筆掉落筆芯斷裂的困擾。
(16) 筆桿膨脹。利用筆尖、筆頭的直徑差異以達到防滾動的效應；加上膨脹的造型 讓鉛筆變大、與桌面接觸面積膨脹放置更穩固，如圖 4-59、圖 4-60。
圖 4-59 空氣球鉛筆[自創] (空氣球[102])
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圖 4-60 飄浮筆[103]
5. 方案商品化
(1) 應用事先的反向作用原理，在圖柱形筆桿上增加一個平面以防止滾動掉落，
如圖 4-61。
圖 4-61 有一平面的筆[104]
(2) 應用預先行動原理預先對物體或系統作部分或全部的改變，如有一個平面以 防止滾動掉落，如圖 4-62。
圖 4-62 水果娃娃扭扭筆[105]
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(3) 應用預先防範原理加入預防滾動、防止落地的設計，在桌面和鉛筆間加上伸 縮線，如圖 4-63、圖 4-64。
圖 4-63 伸縮筆座[106]
圖 4-64 不會丟的筆[107]
(4) 應用動態化原理讓物體在掉落時，能自動改變以達到最佳性能，如圖 4-65 磁性筆，強力磁性設計將筆的所有組件結合在一起，而其產生的吸震機制讓 筆芯在筆不慎掉落時免於受損。
圖 4-65 usus 磁性筆[108]
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(5) 應用動態化原理讓物體在遇強力時，筆頭會自動內縮以達到最少傷害，如圖 4-66。
圖 4-66 筆頭會自動內縮鉛筆[109]
(6) 應用部分或過度的動作原理，如果難以完成 100%的理想效果，就做到更多 或較少的理想效果。因此可利用磁力讓很多枝筆靠在一起以減少掉落的損害，
如圖 4-67。
圖 4-67 彈王磁鐵筆[110]
(7) 應用震動原理，使用結合電磁場的振動，如圖 4-68、圖 4-69。
圖 4-68 磁懸浮筆[111]
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圖 4-69 吸磁筆[112]
(8) 應用震動原理增加振動的頻率，掉落時筆尖自動轉身朝上。如圖 4-70。
圖 4-70 不倒翁馬克筆[113]
(9) 應用週期性作用原理在原地循環畫圓，如前一頁圖 4-68 磁懸浮筆。
(10) 應用連續的有用作用原理，加上吸盤固定，如圖 4-71、圖 4-72。
圖 4-71 附吸盤鉛筆[114]
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圖 4-72 吸盤式筆[115]
(11) 應用快速原理加速撿筆的動作，如前面圖 4-63、圖 4-64。
(12) 應用氣動或液壓原理使用氣體或液體取代固體的元件，如前面圖 4-70。
(13) 應用拋棄與再生元件原理，遭到撞擊的筆心會自動換新，如圖 4-73。
圖 4-73 自動送芯筆[116]
(14) 應用膨脹原理使筆桿膨脹，如圖 4-74。
圖 4-74 水滴形鉛筆[117]
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