专利名称：自来水笔及所用的墨水笔芯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自来水笔，特别是在自来水笔中所用的墨水笔芯。当然众所周知对自来水笔必须提供当墨水用完后予以更换的合适的储存墨水的笔芯。
按本发明所提供的是一种用于自来水笔的墨水笔芯，它包括一个设有一腔室的主体，一个在使用时从腔室中排放的墨水从笔芯中输出所通过的墨水出口，和一个安装在主体的出口处用来控制从这里流经的墨水的弹性的阀门。
通过在墨水笔芯上设置一弹性的阀门，特别是由弹性地可变形的材料所制的模铸式元件，能在长期使用中保证笔中控制墨水流量的阀门的性能，因为易受磨损的阀门元件在每次把新的墨水笔芯置入笔中时能予以更换。用来控制流向笔尖的墨水的阀门例如在适用于保持相对大量的墨水的情况下是必需的。
由笔芯体承载的阀门元件与阀门座相配合，其中阀门座既能由笔芯体予以方便地限定，也可使与阀门元件相配合的阀门座由笔杆的结构来提供。
在本发明的一个特殊实施例中，阀门元件由笔芯来承载，而且阀门元件与一从阀门元件径向延伸并使阀门元件从阀座中偏离的弹簧结合成一体。弹簧的外端连接在一支持环上，它围绕着阀门元件而延伸，在支持环与阀门元件之间设有用于墨水流的开孔。
在一优选的笔芯实施例中具有一阀座状的阀门元件。阀座包括一至少一个在其中开孔的圆盘，当阀门开启时它用来使墨水流过。
墨水腔室在其前端可用一锁合物来方便地密封，该锁合物在笔芯插入笔中时能开启，以便使排放口与腔室相沟通。为此目的，笔芯上可设置一孔，当笔芯装入笔中时由笔杆上所设的支柱插入该孔内。除了开启锁合物之外，例如通过撕裂锁合膜或移动锁合塞，该支柱还可方便地用来限定从墨水腔到排放口的墨水喂送通道。为此在支柱上设有一纵向的沟槽。
本发明的上述的和其他优先的特点可从以下对本发明的若干实施例的详细说明并参照附图来进一步了解，其中
图1是通过本发明实施例的一个墨水笔芯前端的轴向截面图；图2是表示图1的笔芯前端部的一个等角示图；图3是表示准备使用图1的笔芯的一个笔杆的轴向截面图；图4是表示图1所示的笔芯的阀座的等角图；图5A和5B依次表示图4中的阀座的平面图和侧视图；图6表示笔的阀门元件与阀座相配合的截面图；图7A和7B依次表示图1的笔芯置入图3的笔体中的过程和完全插入笔体内的轴向截面图；图8是相应于图7B的轴向截面图，但表示笔的阀门处于开启状态；图9A和9B依次表示相应于图7A和7B的轴向截面图，并表示笔芯的改进形式与图3相同的笔体的配合；图10表示适用于图9A和9B的笔体的另一种笔芯的轴向截面图；图11表示图10的笔芯置入笔体内的轴向截面图；图12表示具有阀门元件形式的阀门元件的墨水笔芯的轴向截面图，笔芯被插入在它所适用的笔体内；图13表示相应于图12的轴向截面图，但表示阀门处于开启状态；图14表示图12和13中所包括的墨水笔芯的阀门元件的等角示图；和图15A、15B和15C依次表示图14的阀门元件的平面图、侧视图和截面图。
首先关于图1～8，根据本发明构成的墨水笔芯1具有一由两部分2A和2B组成的主体2，并一般具有圆柱形的结构，笔芯的后端在图中未表示，它可用一端壁来封闭，例如与后端部2B构成一整体，或者用一墨水跟随器来封闭，例如可包括一传统的油脂塞来提供在笔芯内所含的墨水与周围空气之间的一个隔层。当墨水用完后，墨水跟随器以所知的方式被沿着笔芯而抽出。笔芯体2把充满墨水的墨水腔3予以封闭。此腔室在初始时在笔芯前端附近由一塞子4构成的锁合物所密封。该塞于是密封地啮合在笔芯前端所开的轴向孔5中。塞子4可在笔芯体内滑动，并能从图1中所示的位置向后移位来沟通腔室3与孔5之间的墨水流动。这将在后面作更详细的说明。一个墨水排放口8通过笔芯体的侧壁而延伸，排放口8的内端向孔5开启，而其外端则在笔芯体侧壁形成一外部的圆形凹槽9的底部开启。位于凹槽9内的是一个由弹性地可变形的材料模铸的阀座10形的阀门元件。如在图4～6中清楚地表示，阀座包括一个设有3个扇形孔12的圆盘11，这3个扇形孔围绕着圆盘的中心而均匀地分布。在圆盘11的下侧具有一圆周边缘14，使阀座形成一个浅的杯子状，并且边缘14的边位于围绕着墨水排放口8的凹槽9的底部所形成的环状沟槽内。准备把笔芯装入在其中的笔体具有一圆筒20(图3)，其形状和尺寸能接纳从后面插入的笔芯1以及与圆筒前端形成一体的喂入杆21。具有一书写尖端23的笔尖22是安装在喂入杆21上并由一轴环24握住定位。喂入杆21在笔尖22的下面具有一插座26，其中接纳一个球29状的阀门元件。在插座26的内部边缘上设有一唇状物30来把阀球29握持在笔尖22与唇状物30之间，但它能在插座内部自由活动。有一毛细管槽31沿着喂入杆21的纵向而延伸，用来把墨水引导到笔尖22的下部，通过毛细管缝隙或沟槽沿着笔尖22而延伸到书写尖端。在笔体的前端侧壁28上形成一个以轴向向内突出的支柱34，它具有一直径变小的自由端部35。
图7A表示墨水笔芯1插入图3的笔体时的过程。当笔芯从所示的位置向前推动时，支柱34便进入孔5内，最后碰到插座4。当笔芯1继续向前移动时，插座4便向后移位，并最后从孔5中脱离，从而使墨水腔3与在支柱变小的直径部35与孔5的壁之间所形成的环状的墨水喂送通道之间形成沟通。当完全插入之后，支柱34就把孔的开启端密封。另外在笔芯向前运动过程中，在笔芯体2的前部边缘上所设置的斜坡38同阀球29相接触而把球抬起，并沿着笔芯侧壁斜坡38后面的短槽39而引导，直到笔芯的阀座10与阀球相啮合为止，这种情况发生在图7B中的笔芯完全插入之后。在有弹性的笔尖的压力作用下迫使阀球29向里受压，于是阀座10的圆盘11被球29而变形。由于球的材料比阀座的材料硬，所以在阀球与阀座之间建立一密封，因此从腔室3通过墨水通道36而供应到排放口8时墨水被阻止通过阀座中的孔12而流到笔尖22上，但当笔在使用时，笔尖的书写尖端23压向纸的表面使笔尖22从喂入杆21偏离，如图8所示。于是阀球由于阀座10本身的弹性而被抬起，结果使圆盘11重又变平，因此球与阀座之间的密封被中断，而墨水便能通过孔12而流入喂入杆21的毛细管槽31内，并输送到笔尖的书写尖端。当笔尖从纸上提起时，笔尖又移回到喂入杆并迫使阀球29向里移回，从而阀门重又关闭。
在图9A和9B中表示另外一种笔芯和笔体的结合，其中大部分与在图1～8中所示的相同。在图中相对应的部件仍用相同的代号来表示。在原来密封插头的位置上，笔芯具有一很容易同笔芯体形成一体的隔膜40，它用作在墨水腔3与孔5之间的锁合物。另外在此实施例中，支柱端部的变小的直径部分由一沟槽42所取代，它限定了一个沟通墨水腔3与排放口8的通道43。
在图10和11中所示的墨水笔芯具有一球形50的闭锁插头，当笔芯插入笔体时该球被笔体的支柱34驱出并移入到墨水腔3内，如图11所示。
在图12～15中表示墨水笔芯的一种实施例，它具有一适用于与笔芯体所形成的阀座相配合的阀门元件形的阀门元件。笔体2限定了围绕着凹槽9底部的排放口8的开孔的一个阀座61。放置在凹槽内的阀门元件62包括一个球形阀构件64、一个与阀门元件64同轴并围绕着它的支持环65、和几个径向的弹簧指状物66用来连接阀门元件与支持环。在所示的实施例中具有3个这样的弹簧指状物。阀门元件是由弹性地可变形的材料模铸而成。指状物66的弹性允许阀门元件64能相对于支持环65而移动。在此实施例中的笔体具有一带台阶的插座26，其中可滑动地接纳一个活塞67。活塞的外端受笔尖22的作用而迫使它向里受压。当笔芯1被推入笔中时，如在图9A和9B中所示的隔膜46的笔芯锁合物被开启，并且笔尖22和活塞67推动阀门元件64向里使它封闭阀座61，如图12所示。因此墨水不可能通过排放口8而流出。在使用笔时，笔尖在作用于笔尖的尖端23上的书写压力下而从喂入杆21偏离，从而使阀门元件64由于弹簧指状物66的偏置而脱离同阀座61的密封接触，从而开启墨水的流动通道而流到笔尖上，如图13所示，当笔尖22从纸上提起时，笔尖便返回到喂入杆21上，驱使活塞67向里移动，因此阀门重新闭合。
对于所述的实施例，只要不偏离本发明的精神，当然可以通过非限制性的例子来进行改进，但必须受到后面所述的权利要求范围的限制。
权利要求
1.一种用于自来水笔的墨水笔芯包括一个具有一腔室的主体，一个墨水口，在使用时通过它自腔室中输出的墨水被从笔芯中排放，和一个弹性阀，它安装在主体出口处用来控制通过该口的墨水流。
2.根据权利要求1的墨水笔芯，其中出口在主体侧壁上的一个外部凹槽的底部上形成，而且阀门元件位于此凹槽内。
3.根据权利要求1或2的墨水笔芯，其中阀门元件是弹性地可变形材料的模铸元件。
4.根据权利要求3的墨水笔芯，其中阀门元件包括一用来与一阀座密封地啮合的阀门元件。
5.根据权利要求4的墨水笔芯，其中阀座是由主体所限定。
6.根据权利要求4或5的墨水笔芯，其中阀门元件是与一弹簧构成一体，该弹簧设置成使阀门元件偏离阀座。
7.根据权利要求6的墨水笔芯，其中弹簧包括几个从阀门元件辐射出的弹簧指状物。
8.根据权利要求7的墨水笔芯，其中弹簧指状物的外端连接到一个围绕着阀门元件而延伸的支持环上。
9.根据权利要求3的墨水笔芯，其中阀门元件是一个用来同安装在笔体上的阀门元件相配合的阀座。
10.根据权利要求9的墨水笔芯，其中阀座包括一个其中设有开孔的圆盘，用来在阀门开启时使墨水通过此圆盘而流出。
11.根据以上权利要求中的任何一项的墨水笔芯，其中腔室前端是由一锁合物来密封，它可以开启使出口与腔室进行沟通。
12.根据权利要求11的墨水笔芯，其中在主体的前端设有一开孔，并且锁合物可通过笔体上所载的支柱插入该孔来开启。
13.根据权利要求12的墨水笔芯，其中锁合物包括一隔膜，并通过支柱穿破隔膜来开启。
14.根据权利要求13的墨水笔芯，其中隔膜是同主体形成一体。
15.根据权利要求12的墨水笔芯，其中锁合物包括一插头，并通过支柱使插头移位来开启。
16.根据权利要求11～15中的任何一项的墨水笔芯，它同适应于接纳此笔芯的笔体结合，其中笔体具有一支柱用来插入孔内来开启锁合物，支柱是安排成形成一墨水通道用来使墨水从腔室流到出口，并用来封闭孔的外部端头。
17.根据权利要求16的墨水笔芯和笔体，其中支柱具有一沿着支柱而延伸的沟槽来形成墨水通道。
18.根据权利要求16或17的墨水笔芯和笔体，其中笔体包括一喂入杆，其上插入笔芯的前端，在喂入杆上载有一笔尖，并能灵活地从喂入杆上挠曲，喂入杆还包括一插座，以及在插座中接纳一构件用来同阀门元件相配合，笔尖是安排成通过此构件来作用在阀门元件上，使得阀门在正常情况下是闭合的，而当笔尖从喂入杆上偏离时才开启。
全文摘要
一种用于自来水笔的墨水笔芯(1)具有一主体(2)，它包括一墨水腔(3)，它在靠近笔芯的前端由一插头(4)所构成锁合物初始地予以封闭。插头(4)密封地啮合在一轴向的开孔(5)中，它对笔芯前端是开启的，并可滑动地安装在笔芯体(2)内。以便在笔芯(1)插入笔体内时通过与支柱(34)的啮合而向后移动，从而能使墨水从墨水腔(3)流经孔(5)而到笔体的笔尖(22)的书写尖端(23)上。支柱(34)设计成当笔芯全部插入时与孔(5)的内表面形成一密封。
文档编号B43K5/14GK1441730SQ018090
公开日2003年9月10日 申请日期2001年3月1日 优先权日2000年3月2日
发明者R·尼科尔, J·J·温特 申请人:伯罗尔公司