专利名称：标记工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及标记工具，特别涉及可退缩的标记工具，其型式为具有一个筒管，和一个载有标记笔尖的元件，该元件通常由于筒管后端部内的退缩机构可相对于筒管而移动，可在两个位置之间移动，一个是标记笔尖从筒管的开口前端伸出的操作位置，另一个是标记笔尖缩回到筒管内的非操作位置。当标记笔尖是属于在不使用期间不会干涸的那一种，如采用稠性油墨的圆珠笔时，上述可退缩的标记工具是很方便的，因为当它退缩时可不须在笔尖上加一个套。但对其他几种标记工具，如果使用液体墨水的带笔尖或圆珠的笔、纤维笔尖的笔、毛毡头的标记器等，标记流体总是容易在尖端上干涸，这样当工具下一次再被使用时会发生问题。因此最常见的做法是为筒管提供一个可拿掉的笔帽以便在工具不使用期间套在筒管上将笔尖封闭。分开的笔帽在解决干涸的问题上是有效的，但不是理想的，因为它们能被误放或丢失。曾经做过各种尝试，希望将密封装置安排在可退缩标记工具的筒管内，但是没有一个方案是令人满意并可接受的。许多现有技术的密封装置都需要采用大的筒管直径、制造起来费钱、或不能保证令人满意的密封。
本发明的目的是要在标记工具内提供一个密封装置，该装置能克服现有技术密封装置的缺点。按照本发明所提供的标记工具具有一个前端开口的筒管、一个载有标记笔尖的元件可通过该开口而在一个从筒管伸出的操作位置和一个退缩到筒管内的非操作位置之间移动、和一个设置在筒管内的环状密封元件，用来与筒管的内表面和元件摩擦接触，从而当标记笔尖在操作和非操作位置之间移动时密封元件可在其间滚动。
按照本发明在标记工具内提供的密封元件制造起来省钱、可装配在筒管内、并能提供有效的密封功能而可不需大直径的筒管。密封元件可用多种不同的方法产生密封效果。密封元件可在退回的笔尖之前封闭筒管的内部以资在笔尖周围形成一个密封的空间。或者密封元件可接触或包围退回的标记笔尖将该笔尖密封。密封元件可方便地制成基本上为圆环的形状，在其周边上可开有切口或槽以便在其滚动时减少在其材料内造成的应力。密封元件可由软橡胶或橡胶类材料制成，具有基本上为圆的初始横截面，当它被接合在筒管和标记元件之间时，该横截面就变形成为椭圆形。如果标记笔尖在非操作位置和操作位置之间移动时，密封元件的滚动基本上转过一完整周，这将是有利的，因为这样在密封元件的正常休止位置上，密封元件的自然的内、外表面将分别在其内、外周边上。当标记笔尖处在伸出的操作位置上时，为了解除施加在密封元件上的压应力，密封元件滚动所经过的内筒管表面可制有向后的锥度。
为了使标记笔尖在操作和非操作位置之间的动程长度减少而不使密封元件在其固定位置受到过大的应力，可包括一个空运动连接，使载有标记笔尖的元件在相对于筒管而移动时，在动程的一个向前部分上密封元件不再与标记元件接触，因此不再伴随滚动。方便的做法，空运动连接是在密封元件和载有标记笔尖的元件之间进行，并具有一个套环可沿纵向在元件上滑动。当标记笔尖从其退缩位置前进时，密封元件初时在筒管和标记笔尖之间滚动，然后离开标记笔尖在套环上滚动。一旦密封元件基本上脱离标记笔尖，载有标记笔尖的元件就继续向前移动将标记笔尖带到操作位置，而密封元件和套环相对于筒管保持固定。为了在标记笔尖进行大量的前进和退缩运动时，帮助空运动机构确保可靠的操作，在一个较优的构造中，套环被一弹簧如螺旋压缩弹簧始终推向最前面的位置。
本发明特别适用于在笔管内容纳着一个可更换的重灌单元的书写工具，该单元包括一个墨水囊和一个书写笔尖。对这种笔，本发明的密封元件能方便地被安排，不会影响重灌单元的更换。
从下面结合附图对某些实施例所做的详细说明中，可以充分了解本发明。在附图中
图1为通过按照本发明的可退缩笔的前端部的轴向剖面图，其时书写笔尖处在退缩位置；图2示出图1中的笔，其时书写笔尖在从退缩位置移动到操作位置时处在中间位置；
图3示出图1中的笔，其时书写笔尖处在伸出的操作位置；图4示出一个密封元件的透视图；图5示出一个修改的密封元件的透视图；图6示出密封书写笔尖的另一种方法；图7以较大的比例示出图6中的密封装置；图8为通过另一个实施本发明的笔的前端部的轴向剖面图；图9、10和11为相应于图1、2和3的视图，示出一种修改的构造；图12、13和14为相应于图1、2和3的视图，示出另一种修改的构造；图15、16和17为相应于图1、2和3的视图，示出一个采用空运动装置的实施例；图18、19和20为相应于图15、16和17的视图，示出一个采用弹簧套环空运动装置的实施例；图21、22和23与图18、19、20相应并示出该实施例的一种修改；图24、25、26与图18、19、20相应并示出该实施例的另一种修改；图27为一个通过另一种形状的密封元件的横剖面；图28为一部分横剖面示出图27中的密封元件配装在一支圆珠笔内的情况；图29为一个通过具有膜片的密封元件的横剖面；图30为一与图28类似的视图，示出另一种形状的密封元件。
部分在图1-3中示出的可退缩笔具有一个筒管1，内藏一个可更换的重灌单元2，其方式为本行业所熟知，包括一个墨水囊和一个书写笔尖3。该笔包括一个退缩机构，用来使重灌单元相对于筒管而前进和后退，以便使书写笔尖从图1所示的退缩的非操作位置移动到图3所示的伸出的操作位置，该位置是标记笔尖通过筒管前端的开口4伸出而达到的。退缩机构未被示出，因为它不是本发明的部分，而且它可以是本行业公知的退缩机构的多种形式中的任何一种，只要能使重灌单元在轴向上位移即可，但最好不要要求该单元旋转。
被接纳在筒管1内与重灌单元2配合工作的为一环状密封元件6，其形状为一圆环，具有一个小的中心通孔7，如图4所示。密封元件由软橡胶或橡胶类材料如共聚物制成，因此它能与筒管1的内表面和重灌单元2作摩擦的、不滑动的接触、密封元件具有一个基本上为圆的初始横截面，但它在筒管和重灌单元之间能立即被变形成为椭圆形。在标记笔尖的退缩位置，密封元件能在书写笔尖的前面将筒管的内横截面封闭，同时筒管内的密封元件在径向上被压缩，因此通过密封元件的孔7被封闭。当重灌单元由于退缩机构的动作而被向前驱动时，书写笔尖3被推动通过密封元件6，由于材料的柔软性质，中心孔7被撑开。当重灌单元继续前进时，密封元件6便在筒管和重灌单元之间滚动，如图2中的箭头所示，并被朝向筒管的前端位移，当书写笔尖到达完全伸出的操作位置时，密封元件占据图3所示的位置。随后当重灌单元再次退缩时，密封元件6又滚回到图1的位置将筒管封闭。如果要求或需要在退回的书写笔尖周围形成一个封闭空间时，那么可在密封元件6之后在筒管和重灌单元之间设置另一个具有任何方便形式的密封装置，这个另一个密封装置可由第二个滚动的密封元件来提供。当密封元件处在图1和3的正常的休止位置时，为了减少材料内的内应力，最好当重灌单元在操作和非操作位置之间移动时安排密封元件使它滚动通过一个整数周，最好为一周。这样密封元件就不会停留在完全或部分内侧向外的状态。为了减少在滚动时造成的应力，密封元件6可环绕其周边设置多个开口槽10，如图5所示。当密封元件在筒管内被压缩时，这些槽会闭合使密封元件和筒管之间仍能得到密封。
采用某些型式的标记笔尖，有可能不需密封筒管的整个横截面，也能使密封元件6有效地防止标记液体的干涸。图6和7示出结合滚珠笔尖使用的这样一种密封装置。通过密封元件6的孔7保持开启，但密封元件与笔尖接合，使在滚珠12和笔尖边缘14之间的环形孔隙被既与滚珠又与边缘14接触的密封元件覆盖。
在许多情况下，密封元件会停留在筒管内的正确位置上，不需采取任何专门的措施。但有时会希望或感到需要有一个停止装置设在筒管内或重灌单元上，借以限定密封元件的一个或两个末端位置。图8示出这样一个实施例，其中在筒管1内设有肩部15作为后挡块，当重灌单元2退缩时，密封元件被定位在靠近肩部的地方。图8还画出密封元件关闭筒管从而在书写笔尖周围造成一个密封空间16的情况。图12-14示出另一个实施例，其中相对的肩部15A和15B被间隔开地沿着筒管布置，分别成为前、后端挡块。这样当重灌单元进行伸出和退缩运动时，密封元件就沿着筒管在两个肩部之间滚动而被限制在两个肩部之间。当书写笔尖完全伸出时密封元件与肩部15A对接，而当书写笔尖完全退缩时则与肩部15B对接。在完全退缩的位置上密封元件将书写笔尖密封如上所述。将密封元件限制在两个相对挡块之间可排除密封元件沿筒管或重灌单元跑出的任何倾向，该倾向能对密封效能产生有害的影响。
在上面说明的实施例中筒管的内表面部具有基本恒定的直径供密封元件在其上滚动。图9-11示出另一种构造，其中密封元件所滚动接触的筒管内表面部18向后倾斜。由于筒管的这种形状，当书写笔尖前进到操作位置(图11)，不再需要密封元件完成密封功能时，密封元件便可膨胀，从而可解除在其材料内的应力，而当书写笔尖退缩时，密封元件6又可在径向上被压缩，以资在笔尖3上或其附近确保有效的密封。
如上所述，当重灌单元处在完全退缩或完全伸出的位置上时，可能需要密封元件滚动通过一个整周以免将它停留在一个受应力的状态下。而当重灌单元在退缩位置和操作位置之间位移时，密封元件本身也沿着筒管纵向移动，这样要使密封元件滚动一个整周，重灌单元在两个位置之间的动程就可能较长。这个潜在缺点可被避免，只要在重灌单元上设置一个空运动装置如套环，使它能相对于书写笔尖而在纵向上移动即可。一个采用滑动套环装置的实施例在图15到17中示出。该套环的形式为一套筒20，可在重灌单元2前端的直径减小部上滑动，滑动时前面以书写笔尖邻近形成的挡环为限，后面以重灌单元直径增大形成的肩部为限。在重灌单元的退缩位置(图15)上，密封元件6以与上面结合图1-3的实施例相同的方式将书写笔尖3密封。当重灌单元朝向操作位置向前位移时，密封元件6相对于筒管1向前滚转并相对于重灌单元2向后滚转一直到基本上与套筒完全接合为止，如图16所示。在重灌单元2继续向前位移时，它相对于套筒20向前滑动，而密封元件6在筒管1内保持固定，一直到书写笔尖3到达其操作位置为止，如图17所示。随后在重灌单元退缩时，运动与上述相反，重灌单元2向后滑动一直到在书写笔尖附近的挡环与套筒20的前端接合，然后强迫套筒随着重灌单元移动，从而使密封元件6滚动到将书写笔尖密闭的位置。筒管的前端向开口4倾斜，这样当密封元件在筒管内向前滚动时就可压缩密封元件使它以良好的摩擦与套筒配合，以资得到所需的套筒和密封元件相对于重灌单元2的运动。在保护笔尖时，为了帮助确保使套筒不要过早地在重灌单元上位移。最好安排套筒与重灌单元摩擦接触，为此目的套筒可在纵向上开槽使套筒紧握重灌单元，或者套筒可制出波纹。达到所需的摩擦配合，当然还可能有其他方法。在书写笔尖退缩时，在套筒和书写笔尖之间的摩擦配合应允许套筒在使密封元件滚动之前便已滑动到最前面的位置。
在图18到20所示出的可退缩笔内，空运动装置的套环是用弹簧22使套环始终被推向重灌单元上最前面的位置。该弹簧为一螺旋弹簧，插置在套筒20与一个在重灌单元直径减小的前端部和重灌单元直径较大的后部之间形成的肩部之间。如图所示，套筒20可由一个紧密卷绕的弹簧部形成，这样便与弹簧连成一个整体。在这实施例中，密封装置的功能与上面结合图15到17所说明的相同，但弹簧22能增添可靠性，它能使套筒在经过笔退缩机构的大量操作后仍旧保持正确的滑动。采用这个实施例，在重灌单元上设置一个肩部来限制套筒20的向前位移就不再必要，并且作为一个替代方案，可将弹簧22的后端锚固在重灌单元上，使弹簧也被用来限制套筒20相对于重灌单元的向前位移。
图21到23所示的可退缩笔的实施例与图18到20所示的大致相同，只是密封元件被容纳在筒管1内的前、后挡肩15A和15B之间，如同上面结合图12-14所说明的那样。挡肩限制密封元件6的运动并限定其在筒管1内的两端位置，从而在书写工具长期使用时，其中书写笔尖可能要前进和后退庞大数目的次数的情况下，使密封装置更能可靠地正确操作。应该注意到，在图21-23的笔中，与图12-14的笔相比，挡肩15A和15B相互更为靠近，这是因为由于套筒20构成的空运动装置使密封元件在筒管内的移动减少的原故。
图24到26所示的可退缩笔的实施例与图21到23所示的基本相同，唯一不同的是在挡肩15A、15B之间的筒管段包括一个向内倾斜的前部。这样当书写笔尖3前进时，除了可在密封元件6和套筒20之间保证良好的摩擦接合以外，倾斜部还可允许筒管的圆锥鼻做得更短，从书写时改善笔尖可见度的观点来看，这样做可能合乎需求。
在上述任一实施例中都适用的密封元件的一种变型在图27和28中示出。如同上面结合图6和7提到过的，密封元件能够密封一个圆珠笔尖，办法是封闭圆珠和笔尖边缘之间的环隙，为此应安排密封元件与圆珠和端头边缘两者接触。为了增加密封的可靠性，图27中的密封元件6被制成具有圆锥形的内密封表面部25，与具有圆形横截面而与书写笔尖接合的密封元件的表面部相比，可更加向笔尖的轴线倾斜。这样便可确保在圆珠和笔尖边缘之间有可靠的密封接触。如从图28可见，该图示出图27中的密封元件装在笔内并与书写笔尖的圆珠12和边缘14配合而密封的情况。可以提醒一下，第二圆锥形表面26的设置只是为了使密封元件对称，这样在装配到重灌单元时就不再需要选择方向。当然与书写笔尖接合并不是非要圆锥形的密封表面不可，图30示出一个实施例，其中密封元件6就有一个内凹的表面28。在该表面与书写笔尖3的圆珠12和边缘14接触的区域内，该表面可与笔尖轴线形成一个大的角度，因此可确保退缩笔尖的有效密封。
从一个重灌单元被制造出来到它首次在一书写工具内被使用，其间可能会有一段很长的时间，在这期间防止墨水干涸至关紧要。图29中的密封元件适宜用来对付重灌单元使用前的墨水干涸问题而可增加可靠性，办法是将笔尖周围紧密地包封起来，为此目的在密封元件上增设一个膜片30，该膜片可方便地与密封元件成为一个整体模制出，可用来封闭通过密封元件中心的通道。在第一次使用时，当将笔尖伸出准备书写，笔尖就被推动通过膜片并将它破裂，此后密封元件就可象上面结合各实施例所说明的那样发挥其功能。
上面详细说明的具体实施例只是作为非限定性的范例给出的，实际上，在本发明的创意和范围内是能够作出各种修改和改变的，而是否属于本发明的创意和范围内应以所附权利要求书所限定的为准。
权利要求
1.一种标记工具，包括一个前端开口的筒管，一个载有标记笔尖的元件可通过所说开口而在一个从筒管伸出的操作位置和一个退缩到筒管内的非操作位置之间移动，及一个布置在筒管内的圆环状密封元件，可与筒管的内表面和标记元件摩擦接触，从而当标记笔尖在操作和非操作位置之间移动时，密封元件可在其间滚动。
2.按照权利要求1的标记工具，其特征为，密封元件被制成基本上为圆环的形状。
3.按照权利要求1或2的标记工具，其特征为，密封元件设有多个环绕其周边而互相间隔开的开通槽。
4.按照权利要求1、2或3的标记工具，其特征为，当标记笔尖处在退缩位置时，在筒管内的密封元件由于受到径向压缩，通过其中心的孔被封闭。
5.按照权利要求1到4中任一项的标记工具，其特征为，密封元件与在退缩的非操作位置上的标记笔尖接触。
6.按照权利要求1到5中任一项的标记工具，其特征为，环状密封元件有一基本上为圆锥形或内凹形的内表面以便与标记笔尖配合。
7.按照权利要求1到6中任一项的标记工具，其特征为，筒管的内部设有止挡装置用来限制密封元件沿着筒管向后的滚动。
8.按照权利要求1到7中任一项的标记工具，其特征为，筒管的内部设有止挡装置用来限制密封元件沿着筒管向前的滚动。
9.按照权利要求1到8中任一项的标记工具，其特征为，筒管设有一个向后倾斜的内表面部，当标记笔尖在操作位置和非操作位置之间移动时，密封元件沿着该倾斜表面滚动。
10.按照权利要求1到9中任一项的标记工具，其特征为，筒管设有一个向前倾斜的内表面部，当标记笔尖从非操作位置前进到操作位置时，密封元件沿着该倾斜表面滚动。
11.按照权利要求1到10中任一项的标记工具，其特征为，当标记笔尖在非操作和操作位置之间移动时，密封元件滚动转过基本上为一个或多个完整周。
12.按照权利要求1到10中任一项的标记工具，其特征为，设有空运动连接，允许标记笔尖沿着筒管在操作和非操作位置之间移动时在动程的前端部不会引起密封元件的滚动。
13.按照权利要求12的标记工具，其特征为，空运动连接为一位在密封元件和载有标记笔尖的元件之间的空运动装置。
14.按照权利要求13的标记工具，其特征为，空运动装置为一可滑动地承载在所说元件上的套筒。
15.按照权利要求14的标记工具，其特征为，在所说元件上的套筒被一弹簧推向前方。
16.按照权利要求15的标记工具，其特征为，所说弹簧为螺旋弹簧，其前部线圈紧密地耦合在一起形成套筒。
17.按照以上权利要求中任一项的标记工具，其特征为，密封元件设有一个膜片将穿透孔封闭，在标记笔尖从非操作位置移向操作位置而前进时可将膜片冲破。
全文摘要
一种可退缩的标记工具设有密封装置可用来密封退缩在筒管内的标记笔尖。密封装置具有一个形状如圆环的密封元件(6),它可在工具的筒管(1)和载有标记笔尖(3)的重灌单元(2)之间滚动。
文档编号B43K7/12GK1251553SQ98803771
公开日2000年4月26日 申请日期1998年3月24日 优先权日1997年3月27日
发明者克里斯托弗·约翰·斯蒂文斯, 格雷厄姆·约翰·思姆斯 申请人:吉莱特公司