专利名称：伸缩式书写器具的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及书写器具领域，尤其是涉及一种用来在使书写头从缩于管体中的位置伸出到书写位置同时伸长书写器具管体长度的新型的和有用的机构。
在书写器具的场合，小尺寸或缩小尺寸的钢笔对许多人来说可能很难握持和使用，包括上了年纪的人、儿童、体虚的人和手指较大的人。同时，所占空间较小的钢笔或铅笔更易于携带于口袋或钱包中。
有时，将钢笔和铅笔的尺寸制成与同它们一起使用的其它产品相配，诸如具有日期计划器的袖珍钢笔或储放在高尔夫车的方向盘上的高尔夫铅笔。这些较小的钢笔和铅笔是不可再装填的，在墨水或铅笔芯用完后就必须废弃掉。尽管这些书写器具具有紧凑而便于存放的尺寸，但它们在用于书写时不够舒适，并会遇到对某些人来说使用困难的问题。
早在1875年，A.T.Cross Company(公司名)就已研制出在重叠体部分内具有螺旋形凹槽和从动件的收缩式书写器具。这些书写器具具有至少三个活动体部分，它们可以相对于彼此可旋转地且纵向地移动以增长或缩短书写器具的长度。在一个部分内的从动件销与另一部分内的螺旋形凹槽相对应，这样，牵拉该书写器具的端部就可以使中间部分旋转同时可以使该器具变长并露出书写头。
在2000年10月6日申请的、具有共同发明人的、共同待批的美国专利申请No.09/688,659中，揭示了一种具有凸轮机构的收缩式笔，该凸轮机构用来当将前方部分和套盖部分拉开时使书写头延伸出来。凸轮可由套盖部分在笔体上朝着远离前方部分的方向的纵向滑动来驱动。
人们曾试图提供笔体可伸缩的笔，其中包括一种可伸长到使用起来较舒适的长度的袖珍圆珠笔，如美国专利3,174,461中所揭示的。其笔尖始终暴露在外而不可缩入笔体内。笔体是简单地通过使两个同轴的重叠部分滑动分开而伸长。这两个重叠部分相互摩擦配合。下方部分固定笔尖和位于笔体内的墨水源。上方部分在下方部分内滑动，并具有一锥形的端部，该端部抓持住墨水源的顶部以防止上方部分与下方部分完全分离。上方部分上套有一套盖，该套盖的下缘抵靠于下方部分的上缘。
美国专利3,709,620揭示了一种圆珠笔，其笔体可以伸长而用作指示棒。该笔体由一系列伸缩套管形成，它们支承并容纳笔尖和墨水源。其笔尖可通过一位于笔体顶端的弹簧加载操作按钮而伸出或缩入笔体。该按钮具有一带弹簧加载滑块的水平沟槽，该滑块具有一突出部，当按压下按钮时，该突出部被压入上部套管侧部中的一开口，从而保持住按钮并使笔尖伸出。将一安装在上部套管外侧的卡箍的顶端按压到该突出部上，可将突出部和滑块推回入按钮，因而将按钮从按压位置释放出来。然后，按钮弹簧可以将按钮向上压回，从而缩回笔尖。
在这种笔中，虽然笔尖可以缩回，但它需要相对较复杂的弹簧和滑块结构，并需要一个卡箍。笔尖的伸/缩机构也没有与装置的伸长相结合。当将诸套管伸长而用作指示棒时，笔尖就不能伸到笔头外面。
美国专利5,061,104揭示了一种折叠式圆珠笔。该笔在其近中央处铰接，并在其上方部分中设有一凹槽，使含有笔尖和墨水容器的下方部分可以齐平地折叠入上方部分的侧部中。其笔尖是不可缩回的。
这些已有的笔的问题在于，要么是笔尖始终外露，需要使用笔套，要么是有发生不慎标记的危险。笔是不可更换的；一旦墨水用完，装置就只能扔掉并整个换一个新的。
本发明的另一目的在于提供一种书写器具，它具有一在书写器具从紧凑的储存尺寸伸长到全尺寸的使用状态时可伸缩书写头的机构。
因此，一种伸缩式笔具有一笔管，该笔管具有一套盖部分，该套盖部分自一覆盖住一中间部分的收合状态纵向延伸成一可露出中间部分的狭长使用状态。笔管保持有一伸缩式笔替换笔芯笔胆。当笔伸长时，替换笔芯笔胆的书写头从一缩于笔管内的位置伸长到一书写位置，同时笔管变成便于书写的全长度。
该笔具有一固定于一笔体的前方部分，该笔体带有一套盖衬垫，当笔处于缩短状态时，该套盖衬垫可滑动地套在笔体上并与前方部分相配合。一装饰套盖可以放置在套盖衬垫顶上以封闭住笔的端部并形成一套盖部分。替换笔芯笔胆安装在由前方部分、笔体和套盖衬垫形成的一腔室内，并由一螺旋弹簧保持在一笔尖端部。一齿轮安装在笔体上，并具有两组与所述套盖衬垫内的轨道以及位于所述替换笔芯笔胆端部上的柱塞上的第二轨道相啮合的两组轮齿。当套盖部分向后滑动离开前方部分时，所述齿轮可在所述轨道和成比例的轨道之间旋转。在所述齿轮上的不同尺寸的轮齿可按比例改变所述套盖部分的滑动运动并使其变为柱塞的较小幅度运动以迫使笔胆和螺旋弹簧向下压紧从而露出书写头。这样，笔胆上的书写头伸出供使用，同时笔的长度伸长以用于较舒适的书写。
使本发明具有新颖性的各种特征在构成本次揭示的一部分的所附权利要求书中具体指明。为了更好地理解本发明、其工作上的优点以及使用它所实现的具体目的，可以参照附图和描述内容，其中示出了本发明的一个优选实施例。
前方部分20、笔体40、笔尖60和套盖衬垫30形成用来保持替换笔芯笔胆65的腔室。螺旋弹簧15在前方部分20内紧抵住笔尖60的上缘支承住替换笔芯笔胆65的底端。当笔50套缩时，弹簧15有迫使替换笔芯笔胆65离开笔尖60并且使其保持在一缩进位置的趋势。
套盖衬垫30可滑动地安装在笔体40上，使套盖衬垫30可以在收合位置与伸长位置之间移动，而不会完全与笔体40分离。一具有两组不同直径的齿75、77的齿轮70可旋转地安装于笔体40的端部、位于套盖轨道35和柱塞90的轨道95之间。
在图2和图3所述的储存状态，前方部分20与套盖衬垫30相配合，从而形成一缩短的、大致呈圆柱形的笔50。
图1-图3示出了笔50的诸构件和当笔50伸出和套缩时用来伸、缩替换笔芯笔胆65的齿轮机构的内部连接。
在套盖衬垫30上的止滑突出部32与形成在笔体40内的对应止动狭槽47、48相配合，从而当笔体40伸长时将套盖衬垫30和套盖保持在笔体40上并且当储存起来时有助于使笔50保持在一收合状态。根据需要，通过拉动或推动所述套盖部分，可以使止滑突出部32与狭槽47、48脱开啮合。
齿轮机构依赖于齿轮70与柱塞90和套盖内衬30的相互作用。
从图4中可见，柱塞具有自一推动面97的对置侧延伸出来的轨道95。推动面97设置在笔体的内表面上以紧压住替换笔芯笔胆65的端部。一对导向件92设置在柱塞90的侧面上，与笔体侧面内的一对轨道43相对应。导向件92可防止柱塞在笔内部旋转和改变柱塞轨道95的位置。
图5示出了齿轮70，它具有一组与套盖轨道35相啮合的大直径齿77和一组与柱塞轨道95相啮合的小直径齿75。该两组齿75、77相对于齿轮轮轴72是同心的。
再请参阅图1-图3，可以看到齿轮70由保持在笔体40的轮轴支承沟槽42内部的齿轮轮轴72而安装于笔体40的端部。当将套盖部分(套盖衬垫30和一装饰性套盖)自缩进位置向后回拉使笔50伸长以进行使用时，两组齿轮轮齿75、77与两轨道32、95的相互作用可迫使柱塞90朝着笔尖60向前移动。柱塞90随后紧压在替换笔芯笔胆65上，迫使其抵靠着弹簧15和书写头10以从笔尖60中伸出。
两组齿轮轮齿75、77的直径的特定比可根据套盖部分可移动以到达在该处止滑件32配合在狭槽48内的伸长位置的距离与替换笔芯65必须移动以使书写头10伸展至一使用位置的距离之比来确定。大直径与小直径之比的较佳范围是在5∶1和1∶1之间，虽然该比值可以大于5∶1。在1∶1的比值为使用情况所接收的情况中，齿轮可以具有一组与两轨道都啮合的齿轮轮齿。
为了使笔50自书写位置开始套缩，可朝着笔尖60来推压套盖衬垫30，一直到止动突出部32与狭槽48脱开啮合并开始滑动收合为止。当套盖衬垫30滑回到收合位置时，齿轮70作反向旋转，从而使柱塞90朝着远离笔尖60的方向移动由此将压力从替换笔芯笔胆65的端部上除去。然后，弹簧15迫使替换笔芯笔胆65回到笔体40内一直到套盖衬垫30抵靠在前方部分20上并且止动突出部32配合在狭槽47内以将笔50保持在收合状态为止。随后就可使书写头10完全缩入笔尖60内以储存起来。
作为采用弹簧15以在笔50套缩起来时迫使替换笔芯笔胆65回到笔体40内的另一种方案，可以将柱塞推压面97固定于替换笔芯笔胆的端部。柱塞90这样就可以将替换笔芯笔胆65推入笔体40内。通过使开口99摩擦配合在替换笔芯笔胆65的锥形端部上方，可以使柱塞90固定于替换笔芯笔胆65。或者，可以采用粘接剂将该柱塞推压面固定于替换笔芯笔胆65的端部。
若要对笔50进行维修，通过旋松前方部分20与笔体40之间的螺纹连接部分42，取出用完的芯筒65并换一个新的，可对替换笔芯笔胆65进行更换。前方部分20与笔体40可以重新连接，并象上述那样使用笔50。
使用该笔50，可以将一紧凑的书写器具迅速地伸长到一较大的书写状态，同时使笔头10伸出以供使用。
如果需要一次性使用式的笔50，可以将前方部分20和笔体40熔合成一个整体，而不是用螺纹部分连接。同样，笔尖10可以与前方部分20形成一体，作为一个单件，而不是分离的构件。
在这里使用术语“替换笔芯笔胆”是指任何整装的一次性使用单元，它具有一书写材料源和一用于在纸或其它材料上用书写材料产生可见标记的标记头。替换笔芯笔胆可以与笔一起弃置，也可以从笔中取出而进行更换。
虽然以上详细表示和描述了本发明的一具体实施例，以说明本发明的原理的应用，但可以理解，本发明可以用其它方式来实施而不背离这种原理。
权利要求
1.一种可从紧凑的储存尺寸伸长到较长的书写尺寸的书写器具，该书写器具包括一笔体，它在笔体的一端处具有一带一笔尖的前方部分，并具有一第二端；一套盖，它可滑动地安装于所述笔体的第二端上，所述笔体和所述套盖形成一中空腔室；一可纵向移动地保持在所述中空腔室内的替换笔芯笔胆，所述笔胆在其一端处具有一书写头；齿轮装置，用于在将所述套盖从所述笔体上的笔尖滑动离开到一伸出位置时使所述替换笔芯笔胆在所述中空腔室内克服弹簧作用而朝所述笔尖纵向移动，以使所述书写头通过所述笔尖伸出到一标记位置。
2.如权利要求1所述的书写器具，其特征在于，它还包括将所述笔体和所述套盖可释放地保持在伸长位置和收合位置之一的止动突出部装置。
3.如权利要求2所述的书写器具，其特征在于，所述齿轮装置包括一具有柱塞齿轮轨道的柱塞，所述柱塞与位于所述书写头对面的笔胆端相接触；一位于所述套盖内的第二齿轮轨道；以及一可旋转地安装在所述腔室内并与所述柱塞齿轮轨道和所述第二齿轮轨道相啮合的齿轮。
4.如权利要求3所述的书写器具，其特征在于，所述齿轮具有两组齿轮轮齿，即，与所述柱塞轨道相啮合的第一组轮齿和与所述套盖轨道相啮合的第二组轮齿。
5.如权利要求4所述的书写器具，其特征在于，所述第二组齿轮轮齿的第二直径与所述第一组齿轮轮齿的第一直径之比在5∶1和1∶1之间。
6.如权利要求5所述的书写器具，其特征在于，它还包括一啮合在所述替换笔芯笔胆和所述笔尖之间的偏压弹簧。
7.如权利要求6所述的书写器具，其特征在于，所述前方部分可与所述笔体分离。
8.如权利要求6所述的书写器具，其特征在于，所述替换笔芯笔胆是可更换的。
9.如权利要求3所述的书写器具，其特征在于，它还包括一啮合在所述替换笔芯笔胆和笔尖之间的偏压弹簧。
10.如权利要求9所述的书写器具，其特征在于，所述前方部分可与所述笔体分离。
11.如权利要求9所述的书写器具，其特征在于，所述替换笔芯笔胆是可更换的。
12.如权利要求1所述的书写器具，其特征在于，所述齿轮装置包括一具有柱塞齿轮轨道的柱塞，所述柱塞与位于所述书写头对面的笔胆端相接触；一位于所述套盖内的第二齿轮轨道；以及一可旋转地安装在所述腔室内并与所述柱塞齿轮轨道和所述第二齿轮轨道相啮合的齿轮。
13.如权利要求12所述的书写器具，其特征在于，所述齿轮安装在所述笔体上。
14.如权利要求13所述的书写器具，其特征在于，所述齿轮具有两组齿轮轮齿，即，与所述柱塞轨道相啮合的第一组轮齿和与所述套盖轨道相啮合的第二组轮齿。
15.如权利要求14所述的书写器具，其特征在于，所述第二组齿轮轮齿的第二直径与所述第一组齿轮轮齿的第一直径之比在5∶1和1∶1之间。
16.如权利要求15所述的书写器具，其特征在于，它还包括一啮合在所述替换笔芯笔胆和所述笔尖之间的偏压弹簧。
17.如权利要求14所述的书写器具，其特征在于，所述前方部分可与所述笔体分离。
18.如权利要求14所述的书写器具，其特征在于，所述替换笔芯笔胆是可更换的。
19.如权利要求1所述的书写器具，其特征在于，所述前方部分可与所述笔体分离。
20.如权利要求1所述的书写器具，其特征在于，所述替换笔芯笔胆是可更换的。
全文摘要
一种伸缩式笔,它具有一笔管,该笔管具有一加长用中间部分。笔管保持有一伸缩式圆珠笔替换笔芯笔胆。当笔伸长时,替换笔芯笔胆的书写头从一缩于笔管内的位置伸长到一书写位置,同时笔管变成便于书写的全长度。该笔可以收合以便储存,这同时也使书写头缩于笔管内。
文档编号B43K24/02GK1364700SQ0114
公开日2002年8月21日 申请日期2001年12月26日 优先权日2001年1月9日
发明者G·米特辛克, S·普雷斯布雷 申请人:A.T.X.国际公司