专利名称：带有形状记忆致动装置的书写工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及书写工具，如权利要求1的前序部分所述的钢笔或铅 笔，特别是圆珠笔。
背景技术：
这种书写工具在文献JP-A-2005 254 602和US-A-6 213 661中 有记载。与本发明的领域相关的现有技术还可从GB-A2-151 990， JP-A-2005 193 583和DE-A-100 59 569中获得。
发明内容
本发明的目的在于获得一种前述的具有创新性的致动装置的书写 工具，其在效率、可靠性、结构简单性、成本降低以及使用方便等方 面都具有优势。
为实现这些和其他更优选的目的，本发明涉及一种具有权利要求 1所述特征的书写工具。
形状记忆金属合金已经被广为熟知且已应用于多个领域中。这种
材料具有在预定转变温度以上由马氏体结构向奥氏体结构转变的特 性，因此当温度高于该转变值时可以发生一个收缩。本申请人持有多 项在形状记忆致动器方面的专利。驱动形状记忆元件所必需的热量通 常是在形状记忆元件中通电流，从而通过焦耳效应对其加热。在其他 的申请中，加热是通过其他方式获得的，例如仅仅简单的通过感应形 状记忆元件所处位置的环境温度而得到。
本发明设想的基础主要是将形状记忆致动装置应用于控制书写工 具的笔尖在非工作状态和工作状态之间转换。
在本发明的优选实施例中，当形状记忆元件动作时将笔尖由非工 作状态转换到工作状态。在本实施例中，提供一个接合装置使笔尖即 使在形状记忆元件不起作用之后也能保持工作状态。优选的是，接合 装置为磁性装置。此外，该书写工具还包括使接合装置分离的释放装 置，和当驱动所述释放装置时使该该装置返回到笔尖的非工作状态的
弹簧装置。
同样优选的是，释放机构包括至少一个附加的形状记忆元件。因
此，在优选实施例中，提供至少两个形状记忆元件， 一个可以用于控 制笔尖在工作状态和非工作状态之间的转换，当第一形状记忆元件无 效后，其由前述接合装置保持，另一个形状记忆元件用于释放接合装 置，从而允许所述装置在前述弹簧装置的作用下返回笔尖的非工作状 态。
当然，也可以颠倒前述元件的功能。特别的，也可提供一个用于 将所述装置保持于笔尖的非工作状态的弹簧装置，从而可驱动第一致 动元件使笔尖工作，并且可驱动第二形状记忆元件以释放接合装置并 允许返回到工作位置。
在优选实施例中，第一形状记忆元件使笔尖覆盖元件由笔尖的覆 盖位置移动到露出位置，在那里，笔尖覆盖元件通过磁性装置保持。 优选的是，这些磁性装置是由磁体保持装置支撑的永磁体，其中所述 磁体保持装置滑动地安装在书写工具的主体上并向弹簧装置偏置到支 撑位置。在这种情况下，第二形状记忆元件与磁体保持装置连接，并 且可被驱动而移动到这样一个位置，在该位置上，笔尖覆盖元件从磁 体上脱离从而在各自的弹簧作用下返回到笔尖覆盖位置。
同样优选的是，本发明中的书写工具可以另外提供一个用于机械 地将笔尖在工作状态和非工作状态之间转换的装置，该装置可用于替 换所述形状记忆控制系统。
每个形状记忆元件的驱动可由供电装置控制，该供电装置包括安 装在书写工具主体内的电池和开关，所述开关例如可以是由光接触驱 动的类型，并且该开关可安装在书写工具的主体上并通过一个电子控 制单元连接到形状记忆元件上，其中该电子控制单元可封装于例如书 写工具主体外侧常见的夹子内。
例如，电子控制装置可被设置为，接触开关的每一次连续的操作 可引起第一或第二形状记忆元件的作用，以便在每个时刻笔尖从非工 作状态向工作状态切换，反之亦然。
由于上述特性，本发明的书写工具可在工作有效和可靠的同时具 有简单的结构，和相对较低的制造成本。由于用户无需采取任何机械 动作在将笔尖在非工作状态和工作状态之间切换，因此该书写工具的 使用尤其方便。
发明的特征和优点将会变得显而易见，其中
图1是根据本发明的书写工具，尤其是圓珠笔的放大的横截面视
图2是封装于图1所示的笔的主体内的元件的透视图3是图2的细节的放大视图4是图2中所示的元件的分解图5A和图5B示出了处于两种不同的工作状态下的笔的横截面视图。
具体实施例方式
参照附图，附图标记1整体地表示一支圃珠笔，其包括塑料材料 制成的管状主体2。在管状主体2的一端卡合一个塑料材料的管状端 部元件3，其底部沿圃周具有一系列可弹性变形的翼片.
在管状主体2中滑动安装有圃柱形套筒4,其可例如由塑料材料 制成，并具有朝端部元件3定向的前端，支承多个(在困2所示的描 述性的例子中为4个)永磁体5。
在端部元件3的前端孔6和磁体固定套筒4中滑动地安装一管状 元件7，其有这样一个部分，该部分的直径被设定为可使之在套筒4 内被可滑动地引导，并且在前端部7a倾斜为具有缩小的直径，从而 可在前端孔6内被可滑动地引导。
可再灌充的笔芯9的笔尖8设置在元件7的前端部7a中。螺旋 弹簧10绕着笔芯9前端直径减小的部分安装，并轴向地插入于笔芯9 主体上较大直径部分与定义再笔尖覆盖元件7的内表面上的邻接表面 之间。在笔芯9主体的后端安装有一封闭元件11，由一个或多个供电 电池构成的单元12靠在该封闭元件11上。单元U被任意公知类型 的封闭元件(未在图中示出)固定在管状主体2的后端部，并且优选 地，在其外部结合一任意已知类型的夹子。因此，由于组件12安装 在管状主体2的后端部，笔芯9被保持在靠着弹黃10的位置上并且 因此可以在笔的主体内保持固定，
一个螺旋弹簧13在轴向地插入磁体固定套筒4的后端和于封闭 元件11集成成一整体的环14之间.
螺旋弹簧10在支撑状态下将笔尖覆盖元件7保持在图1中所示
的对应着笔尖的非工作状态的位置，在该位置上，笔尖被位于笔尖覆
盖元件7的前端部分7a完全覆盖而无法使用。从该非工作状态开始， 笔尖覆盖元件7可与弹簧10的动作相对，如图5所示，由下文中详 细描述的致动装置移动到笔尖覆盖元件的端部7a缩回元件3中的位 置，从而笔尖8处于工作状态。
如下文之详述，笔尖覆盖元件7由一个或多个形状记忆元件驱动， 从覆盖笔尖8的位置移动到露出笔尖的位置。但是， 一旦笔尖露出， 如图5a所示，即使形状记忆机构无效，由于在该位置上，套在笔尖 覆盖元件7上的金属环15由安装在磁体固定元件4上的磁体5保持， 因此笔尖覆盖元件仍然位于该位置上。
为使笔返回非工作状态，下文所述的致动装置使磁体支撑套筒4 向右侧(参照附图)移动，如此使得磁体5远离环15，因此使得笔 尖覆盖元件7在弹簧10的作用下恢复到如图1所示的突出位置。一 旦磁体5从环15上脱离，由于弹簧13，磁体固定套筒4将返回如图 1所示的支撑位置。
在所描绘的实施例中，使笔尖覆盖元件7移动到露出笔尖的位置 的致动装置，和移动磁体5远离环15的致动装置都是形状记忆致动 装置。在所示的特别的例子中，控制笔尖覆盖元件7移动的致动装置 包括两根沿笔尖覆盖元件7和笔芯9外表面以及磁体支承套筒4内部 的纵向安装在直径相对的位置上的形状记忆金属丝16。位于笔后端的 形状记忆金属丝与电池12电连接，同时金属丝前端部通过安装在笔 尖覆盖元件7上的金属环17a或者其他电连接元件而相互电连接(参 见附图3)。当与电池12的电连接建立起来时，两根形状记忆金属丝 16相互串连并有电流通过它们。这种连通由4壬4可已知的可由用户操作 的on/off开关控制。根据优选的特征，这些开关机构可由电容式接 触传感器构成，该电容式接触传感器安装在笔的外表面，每次用户的 手指接触传感器的表面时，该传感器可以建立通过形状记忆金属丝16 的电路，使得笔处于非工作状态。电池与形状记忆元件之间的电连接 由电子控制单元来控制，该元件可以安装在笔的主体内的任意位置， 例如笔夹中。例如在预定时间后，当确定笔尖覆盖元件7已经到达露 出笔尖的位置，电子控制单元停止向致动后的形状记忆金属丝16供 电。 一旦到达该位置，如前所述，电源停止供电，由于笔尖覆盖元件7被磁体5固定从而可以使用笔尖8。
笔尖在非工作状态和工作状态之间的转换是由笔尖覆盖元件而不 是由笔尖的轴向移动实现，由于笔尖覆盖元件的重量显著的小于笔芯 9的整个主体，因此笔的这种设置具有降低能耗的优点。此外，在这 种解决方案中，笔尖工作状态的变换可以通过一个比驱动整个笔芯更 短的轴向行程来实现，因此，与其他优点一同提高了装置的驱动和释 放的速度，从而提高了效率。另外固定的笔芯还可以提高书写质量。
如前所述，在优选实施例中，磁体固定套筒4移动以使磁体5脱 离环15，从而笔尖覆盖元件7可以收回并覆盖笔尖8，是由形状记忆 致动装置的驱动实现的。特别的，在所示的例子中，提供了两根沿纵 向安装在套筒4内和笔芯外部的形状记忆金属丝17 (参见附图2)。 定向为朝向笔尖的形状记忆金属丝17的后端部通过巻边锚固在套筒4 上(如图3所示)，并且两根形状记忆金属丝17通过任意金属件互相 电连接，同时其后端部通过插入两者之间的开关装置和电子控制单元 连接到电池组件12上，因此，形状记忆金属丝17与形状记忆金属丝 16彼此绝缘。在此种情况下，接触式传感器的每次连续触动可交替地 激活形状记忆金属丝17和形状记忆金属丝16，以使笔从非工作状态 变换到工作状态，反之亦然。换句话说，可以实现双稳态控制，从而 在每次连续的干涉下可以引起工作状态的转换，且每次获得的状态被 保持到在装置上作出下一次干涉之前。
根据本发明另外的优选特性，该具有形状记忆致动装置的笔还可 包括驱动其在非工作状态和工作状态之间转换的机械装置。为实现这
个目的，可以提供例如一个滑动安装在笔外侧的游标，该游标通过形 成于笔主体上的槽与笔尖覆盖元件7刚性连接。通过向远离销的尖端 的方向推动游标，可以使笔尖覆盖元件7返回到露出笔尖8并与磁体 5相接触的状态。在此状态下，通过足够大的力向笔尖方向推动游标 以克服磁体5的吸引，使笔尖覆盖元件返回到使笔尖8无效的状态。 通过这种方式，本发明的笔尖可在任意情况下确保其可使用性，即使 是在电力无效的情况下。
当然，在不改变本发明的原则的情况下，结构的细节和实施例可 与本文中以举例的方式描述和描绘的细节有很大的变化，从而也不会 脱离本发明的范围。
例如，用于将笔尖覆盖元件7保持在露出笔尖7的位置上的装置 也可以不采用磁性装置，而采用机械锁闭装置，在这种情况下，形状 记忆金属丝17可用于分离该机械锁闭装置。
可选择地，笔在工作状态和非工作状态之间转换可以通过笔芯9 的移置来实现。供电装置也可与那些已描述过的供电装置不同。例如 它们都可以由一个或多个光电池组成。形状记忆元件的设置也可与本 文中描述的方式完全不同。
权利要求
1.一种书写工具(1)，包括支承笔尖(8)的主体(2)和控制笔尖(8)在工作状态和非工作状态之间转换的致动装置(16，17)，其中，所述致动装置包括至少一个形状记忆元件(16，17)，其特征在于，笔尖(8)被支撑在书写工具主体(2)中的一个固定位置上，所述笔尖(8)被笔尖覆盖元件(7)包围，该笔尖覆盖元件(7)滑动地安装在主体(2)中并且可通过所述致动形状记忆元件(16，17)的驱动而在一相应笔尖的非工作状态的覆盖笔尖的位置和一相应笔尖(8)工作状态的露出笔尖(8)的位置之间运动。
12. 根据权利要求11中所述的书写装置，其特征在于，磁性装 置包括由磁体保持装置(4)支承的一个或多个永磁体(5)，所述磁 体保持装置(4)滑动地安装在主体(2)上并且被弹簧装置偏置向支 撑位置。
13. 根据权利要求12中所述的书写工具，其特征在于，提供释 放装置，其包括至少一个形状记忆元件(17)，该形状记忆元件(17) 使磁体保持装置(4)远离其支撑位置移动，从而将磁体(5)与笔尖 覆盖元件(7)分离。
14. 根据权利要求8中所述的书写工具，其特征在于，供电装置 包括一个或多个供电电池或一个或多个光电池。
15. 根据权利要求8中所述的书写工具，其特征在于，供电装置 包括手动驱动的on/off开关装置。
16. 根据权利要求15中所述的书写工具，其特征在于，所述开 关装置包括一个位于书写工具外表面上的接触式传感器。
17. 根据权利要求8中所述的书写工具，其特征在于，所述供电 装置包括一个电子控制单元，在开关装置每个连续干涉时，引起从工 作状态到非工作状态的转换，反之亦然。
18. 根据前述任一权利要求中所述的书写工具，其特征在于，其 还包括一个装置，该装置可使所述书写工具产生在非工作状态和工作 状态之间切换的机械的手动致动，反之亦然。
全文摘要
一种书写工具，包括形状记忆驱动装置，该装置将笔尖(8)在非工作状态向工作状态转换，反之亦然。
文档编号B43K24/02GK101096161SQ200710127319
公开日2008年1月2日 申请日期2007年7月2日 优先权日2006年6月30日
发明者M·比阿西奥托, S·阿拉奎 申请人:C.R.F.阿西安尼顾问公司