专利名称：用于涂抹器的球推进器和包含球推进器的尖端组件的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种诸如书写工具的涂抹器。具体来说，本发明涉及一尖端组件(point assembly)，其包括一用来在该尖端组件内定位的末端球推进器，以便偏置一涂抹器的末端球，这样，在不使用过程中，基本上关闭末端，而在使用过程中允许流体从末端围绕末端球流动。
传统的球尖涂抹器，例如，书写工具或圆珠笔，它包括一定位在涂抹器的尖端内的球。该尖端可以变形来防止末端球落出。通过一弹簧可偏置末端求，在不使用的过程中弹簧推末端球抵靠在尖端的开口上。要求偏置末端球抵靠尖端的开口，以便减少或防止空气接触涂抹器内部的物质，并减少流体的泄漏。再者，如果流体是挥发性的，则敞开的尖端还可使流体挥发，导致涂抹器内流体的浪费。在使用过程中，书写力抵抗偏置弹簧的力，推末端球脱开与尖端开口的接触。这使墨水排出和围绕末端球流动，以便沉淀在或转移到一表面上。
已知偏置涂抹器的末端球有许多种技术。例如，EP 0858911 A1揭示了一具有一尖端组件的书写工具，其中，一转动元件或球定位在笔的尖端。球通过一盘簧被偏置而接触笔的尖端的向内的前端边缘。弹簧直接地邻接球。在此类型的尖端组件中，球的转动可受摩擦力或在球上的弹簧刮擦的干扰。授予Okamoto等人的美国专利5,277,510揭示了一纠正液涂抹器，它利用一定位在涂抹器的尖端组件的凹陷内的球。一可移动块邻接在一端上的球，而在另一端上与弹簧相接。可移动块包括一直接接触球的杆和一邻接弹簧的突缘，弹簧偏置可移动块以抵靠于球。在一实施例中，可移动块包括一长杆，它具有一部分延伸出尖端组件并进入到涂抹器的握持杆内。长杆具有一变化的截面，其中，较小的截面部分接触末端球。在另一实施例中，可移动块定位在尖端组件内，并包括一直接邻接球的杆和一毗连弹簧的突缘。弹簧从尖端组件延伸到握持杆内。在此实施例中，杆具有一基本上不变的直径，而突缘是圆柱形的。突缘具有一比尖端组件的内部腔室小的直径，以使墨水可围绕可移动块流动。这样尺寸的一个可能的缺点在于，可移动块可侧向移动，因此，不是很稳定。突缘还包括一延伸入和连接于弹簧的突出部。延伸入弹簧的可移动块的一个可能的缺点在于，可移动块的侧向运动(末端球的转动)会施力于弹簧，导致内部不稳定和不均匀磨损。此外，必须选择可移动块和弹簧能配合在一起，因此，减小了零件的互换性，并可能增加制造的成本。
授予Matz等人的美国专利5,516,223揭示了一纠正液涂抹器，它包括一定位在涂抹器的弹簧和尖端组件内的末端球之间的插座件。该插座件具有多个从插座件两侧延伸的轴向肋。诸肋接触一侧上的球和另一侧上的弹簧。
授予Taube的美国专利2,719,314揭示了一香精分配器，它利用了一末端球，并包括一在末端球与弹簧之间的固定的弹性隔壁。授予McAuley的美国专利5,810,495揭示了一用于分配高挥发性低粘度液体的液体涂抹器。它利用一被一阀塞偏置的末端球，该阀塞一体形成而包括一弹簧样的形状，其有助于它的弹性。授予Colvin等人的美国专利3,523,628揭示了一用于涂敷粘结剂的分配器。该分配器利用一被一阀件偏置的末端球，类似于美国专利5,810,495所揭示的形式。阀件一体形成而包括一弹簧样的形状，其有助于它的弹性。
欧洲专利申请EP810103揭示了一书写工具的球推进器，该推进器包括一与球和设置有肋状翅片的后表面接触的部分以及允许墨水流动的大的切去部分。这里只解决墨水流动和泄漏的问题，而未提及减小球的刮擦和推进器及移动元件的运动的问题。
人们希望改进偏置书写工具或其它涂抹器的末端球的现有技术。
本发明的一个实施例涉及一种用于涂抹器的尖端组件，例如，一具有带有一尖端的外壳的书写工具。该尖端具有一末端开口和一背端(back end)。末端球定位在外壳的尖端内，其尺寸适于在球定位抵靠末端开口时关闭末端开口。一偏置元件偏置末端球朝向末端开口。一球推进器定位在偏置元件与末端球之间。球推进器包括一支承元件和一从支承元件延伸的接触元件。支承元件具有一面向末端球的前面(接触元件从此延伸)以及一面向偏置元件的后面。支承元件不沿侧向接触偏置元件，这样，在末端球转动后赋予球推进器的侧向运动也就不会赋予偏置元件(至少不如现有技术那样显著的程度)。支承元件较佳地包括至少一个切口部分，其在支承元件的前面与后面之间延伸通过，以允许一物质流过切口部分，以便通过末端开口退出。此外，接触元件具有的直径小于支承元件的直径。
接触元件可从支承元件的前面的中心部分向外延伸。再者，球推进器的接触元件可与球推进器的支承元件一体形成。
在另一实施例中，尖端组件的外壳具有一内筒，其具有一变化的截面形状。该内筒具有至少一前部、一中部以及一后部。前部基本上是球形的，并包括一通向中部的通道。中部向外成锥形，其窄的部分邻近于前部，而宽的部分与后部相连。前部基本上是圆柱形的。末端球定位在前部，偏置元件和支承元件定位在后部，接触元件延伸通过中部，与定位在前部的末端球相遇。
本发明还涉及一种用来定位在涂抹器的尖端组件内的球推进器。尖端组件具有一末端球定位在其中的末端开口。末端球通过一偏置元件偏置抵靠在末端开口上。球推进器包括一具有一前面和一后面的支承元件。支承元件的后面构造成与偏置元件相连，但沿侧向不与偏置元件相接触。支承元件具有至少一个切口部分，其从前面延伸到后面。接触元件从支承元件的前面向外延伸，并构造成接触定位在末端开口处的末端球，推末端球抵靠于末端开口。支承元件具有的直径小于接触元件的直径。
球推进器的支承元件可被构造和尺寸定成为可能在尖端组件的筒内被滑动导向。此外，支承元件可基本上呈圆柱形，筒可具有基本上圆柱形的内壁。支承元件的直径选择为允许支承元件在筒的圆柱形壁内滑动，而没有显著的侧向运动。再者，接触元件可具有一比支承元件的截面尺寸小的截面尺寸。接触元件可基本上呈圆柱形，或可与支承元件一体形成。
从以下连同附图的描述中，将会明白本发明的其它的特征和优点，在诸附图中
图1是用于书写工具的尖端组件的根据本发明的一球推进器的立体图；图2是根据本发明形成的一尖端组件的局部的立体图，示出用于偏置书写工具的末端球的一系统的部件，包括图1的球推进器；以及图3是图2的尖端组件的局部的立体图，较详细地示出尖端组件的尖端。
本发明涉及一涂抹器，通常是一流体涂抹器的尖端组件。尽管本发明用于任何类型的、利用涂抹器的尖端内的一球的涂抹器，但为了简单起见，下面的讨论将涉及本发明在诸如附图所示的实施例那样的书写工具的尖端组件中的应用，例如，一胶状墨水笔，其中，本发明特别地适合，因为它能容易地添加到一标准的现有的胶状墨水的尖端组件。然而，本发明不局限于用于笔的尖端组件。
本发明涉及一定位在涂抹器的尖端组件内的中间部件，它介于定位在涂抹器的尖端(下文中称之为“末端球”)内的球与偏置末端球到尖端组件的末端开口内的偏置元件之间。以下的描述示出一盘簧形式的偏置元件。然而，可以认为其它类型的偏置元件或弹簧也适用于本发明，本发明不局限于此。中间部件在本文中也称之为“推进器”或“球推进器”，特别是，利用中间部件来提供一低摩擦的表面，末端球抵抗弹簧的偏置力可在该表面上转动。
参照图1，图中示出球推进器10。如图2和3所示，球推进器10坐落在诸如一笔的涂抹器的尖端组件20内。球推进器10位于一末端球36与一偏置元件38之间。本发明的尖端组件20可用于任何类型的涂抹器，涂抹器的类型和涂抹器的内部工作不是本发明的关键所在。因为球推进器和偏置元件都位于尖端组件内，由于尖端组件的外壳用作包含所有的元件在内，所以，再填装料的组装较为容易。
参照图1，球推进器10包括一连接到接触元件14的支承元件12。支承元件12较佳地大致呈平面形(在图1中呈盘形)，并包括一前面16和一后面18。前和后面16、18显示为平的，但这对于本发明不是关键的。如果要求的话，表面可以成轮廓形(例如，凹陷、凸出、槽等)。轮廓形可帮助流体围绕支承元件12流动。然而，如在下文中将会详细地解释的，支承元件12较佳地构形和构造，使不将侧向运动(例如，抵靠接触表面14的末端球的转动所造成)施予尖端组件20的其它部分。
球推进器10的接触表面14从前面16大致垂直地延伸。接触表面14具有的直径小于支承元件12的直径。这也帮助将末端球36上的刮擦降到最小，因为它减小接触表面14接触末端球36的表面面积。
接触表面14较佳地被设计和构造成沿着尖端组件20的中心纵轴线接触尖端组件20的前面处的末端球36，并随着其转动将末端球36的刮擦或摩擦减到最小。接触表面14的推端52可被设计和构造成与末端球36的形状一致。再者，接触表面14可从支承元件12中心部分或区域22垂直地延伸。接触表面14的中心部位允许在末端球36平的突出部的中心区域处接触(即，与纵轴线15同轴线，还与末端球36的中心对齐，由此，接触末端球36的最上部分)，并在末端球36上的侧向力减小时帮助将末端球36上的刮擦降到最小。当使用一从盘簧的纵向延伸的自由端形成直销时，则直销与末端球的平面突出部的中心区域的对齐较为困难，因为弹簧的各个盘圈与末端球的平面的突出部的圆周同心，但与纵轴线不同轴线。因此，采用一盘簧，将直销偏离于末端球的中心，以将侧向力作用在末端球上，并导致加剧对末端球的刮擦。
因为球推进器10与偏置元件38分开地形成，所以，可使用最佳的材料来减小接触表面14对末端球36的刮擦。例如，不同类型的材料，如特富龙、聚丙烯和其它的塑料、金属、玻璃或其它的物质，都可认为用来最大程度地减小接触表面14对末端球36的刮擦。然而，理想的是，通过使用具有对于末端球36的材料为低的摩擦系数的材料，接触表面14应能提供末端球36可对其转动的低的摩擦表面。当球推进器的接触元件是由盘簧形成的直销时，在末端球与弹簧的钢端之间存在着直接的接触，它们两者的摩擦系数较差。再者，可用于本发明的球推进器10中的简单的螺旋弹簧比带有直销的盘簧价廉。此外，由于经济性的原因，当使用一盘簧来形成一球推进器时，钢端只是切断而未成形和进行抛光，这就增加了末端球的刮擦。因此，与现有技术相同，利用盘簧的一纵向延伸的部分来推靠一末端球，可对本发明的球推进器和偏置元件选择最佳的材料和形状。由于这些元件起到不同的功能，所以这一点是特别地有帮助，通常需要采用不同的最佳材料。球推进器和偏置元件的最佳形状可依据末端球和球推进器的材料和流体的性质决定。
在图1的实施例中，支承元件12包括四个切口部分24，各切口部分24在支承元件12的前和后面16、18之间延伸，并做成足够的尺寸来避免流体流过其间。图1的实施例的切口部分24较佳地是均匀大小和围绕支承元件12的周缘26均匀地间隔开。这允许流体畅通地和等同地流过支承元件12。图1所示的切口部分24基本上呈三角形，并围绕支承元件12的周缘均匀地间隔，这样，支承元件12基本上呈X形或交叉形。在此实施例中，支承元件12的刀片的宽度(非切口部分)，因此沿径向从中心区域22朝向周缘26增加。在此实施例中，支承元件12的后面18的非切去表面足够大来对偏置元件38提供足够的支承。应该指出的是切口部分的其它的形状、部位、构造等可用于本发明中，本发明不局限于切口的特定的形状、部位、构造等，只要它们足够大而允许流体流动。这些形状可包括但不局限于圆、楔或槽。此外，可设置少于四个或多余四个的切口部分。再者，图中所示的切口部分24从支承元件的中心区域或部分22延伸到和包括支承元件12的周缘26。切口部分24实际上通过去除支承元件12的周缘部分26而形成。其它类型的切口也可用于本发明，例如不延伸到支承元件12的周缘26的孔。因此，可以认为切口部分24的大小、数量和形状及其位置对于本发明不是关键的。依赖于切口部分的大小、数量和形状的支承元件的刀片(非切口部分)的大小、数量和形状也可变化，只要它们适于稳定支承元件12和偏置元件38即可。
如上所述，球推进器10的示范的外壳30示于图2和3中。球推进器10定位在尖端组件20的外壳30内。外壳30包括一末端32和一背端34。末端球36定位在尖端组件20的末端32内。尽管末端球36显示为球形，但其它形状也在本发明的范围之内。尖端组件20的末端32包括一末端开口28，诸如墨水之类的流体可通过该开口流动。球推进器10的接触表面14邻接于末端球36，而偏置元件38邻接于球推进器10的支承元件12。支承元件12的前面16面向末端32，而支承元件12的后面18面向外壳30的背端34。偏置元件在图2和3中显示为一盘簧，但也可使用本技术领域内的技术人员所熟知的其它类型的弹簧。偏置元件38较佳地处于张力下，以使其偏置球推进器10朝向末端球36。因此，末端球36通过球推进器10被偏置元件38偏置朝向末端32，以便关闭末端开口28和阻止不希望的流体流过其间。在书写过程中，当末端球36压向一表面时，末端球36也被推向球推进器10和偏置元件38，从而打开末端球36与末端开口28之间的微小的间隙，而允许要求的流体量流出末端开口28。
如图2所示，外壳30包括一内筒40。内筒40具有一变化的横截面形状，它可分成至少三个部分，包括一在末端32处的前部42、一在背端34处的背部44以及一定位在前部和背部42、44之间的中部46。前部42的构造和尺寸被做成适于接纳末端球36。一开口28设置在前部42的末端32处，而一通道49延伸通过前部42而与中部46内的通道50相遇。中部46朝向背部44向外成锥形，因此，基本上向外成锥形，其窄部43邻近于前部42，而宽部45与背部44相连。背部44基本上是圆柱形。球推进器10的接触表面14定位在中部46内并沿外壳30的纵轴线延伸，以使接触表面14的推力端52接触于通过通道50的末端球36。球推进器10的支承元件12定位在背部44内。支承元件12和背部44被设计和构造成支承元件12的周缘26对背部44内的支承元件12提供稳定性。支承元件12还可被设计和构造成基本上限制支承元件12沿着外壳30的纵轴线位移和围绕该纵轴线转动，如果不完全地消除的话，则大大地减小侧向运动。因此，球推进器10的任何侧向运动最好是不显著(即，不会不利地影响尖端组件20的功能或磨损)。偏置元件38定位在背部44内，并在一端处邻接支承元件12的后面18。支承元件12沿侧向不接触于偏置元件38。这允许支承元件12独立于偏置元件38进行构造，因此，允许支承元件12和偏置元件38较容易地进行制造。偏置元件38的背端60可抵靠于向内突出的凸台定位在尖端组件内(未示出)，或可以其它方式固定在尖端组件20内或尖端组件20外，偏置元件38的背端60的固定对于本发明不是关键的。
尽管本发明在书写工具的背景中进行了讨论，但应该理解的是，本发明可用于任何类型球末端的涂抹器，包括在涂抹器或笔的尖端中使用球而将流体涂敷到表面上的任何类型的涂抹器。此外，尽管本发明在书写工具的背景中进行讨论，但还应该理解到，本发明适用于使用不同类型介质的其它类型的涂抹器，例如，纠正液、粘结剂或其它的物质。因此，本发明不局限于书写工具。
此外，尽管以上的描述和附图代表本发明的优选的实施例，但应该理解到，在本发明的精神和范围之内，其中可作出各种添加、修改和替换。尤其是，本技术领域内的技术人员将会清楚，在不脱离本发明范围的前提下，本发明可以其它特定形式、结构、布置、比例以及其它元件、材料和部件来实施。本技术领域内的技术人员将会认识到，在不脱离本发明范围的前提下，本发明可用于许多改型的结构、布置、比例、材料和部件，另外，用于本发明的实践中，它们特别地适于特定的环境和操作的要求。因此，应认为现在揭示的各种实施例在所有方面是说明性的而不是限制性的。
权利要求
1.一种用于涂抹器的尖端组件(20)，其特征在于，它包括一具有一背端(34)和带有末端开口(28)的末端(32)的外壳(30)；一末端球(36)，它定位在所述外壳的所示末端内，其尺寸适于在球定位抵靠于所述末端开口时关闭所述末端；一偏置元件(38)，它定位后偏置所述末端球朝向所述末端开口；以及一球推进器(10)，它定位在所述偏置元件与所述末端球之间，球推进器包括一支承元件(12)和一从所述支承元件延伸的接触元件(14)，并具有一适于与末端球(36)的形状相一致的形状；以及所述支承元件(12)具有一前面(16)和一后面(18)；所述接触元件(14)从所述前面延伸；所述后面面向所述偏置元件(38)；所述支承元件(12)具有一横截面尺寸，而所述接触元件(14)具有的横截面尺寸小于所述支承元件的横截面尺寸；以及所述支承元件(12)不沿侧向接触于所述偏置元件(38)。
2.如权利要求1所述的尖端组件，其特征在于，所述接触元件(14)从所述支承元件(12)的所述前面的中心部分向外延伸。
3.如权利要求1所述的尖端组件，其特征在于，所述外壳(30)具有一内筒(40)，其具有一变化的截面形状；所述内筒(40)具有至少一前部(42)、一中部(46)以及一后部(44)；所述前部基本上是球形的，并包括一通向所述中部(46)的通道(49)；所述中部(46)向外成锥形，其窄的部分(43)邻近于所述前部，而宽的部分(45)与所述后部相连；所述背部(44)基本上是圆柱形的；所述末端球(36)定位在所述前部内；所述偏置元件(38)和所述支承元件(12)定位在所述后部内；以及所述接触元件(14)延伸通过所述中部，与定位在所述前部的所述末端球相遇。
4.如权利要求3所述的尖端组件，其特征在于，所述支承元件(12)的构造和尺寸被做成其在尖端组件(20)的所述筒内的侧向运动不显著。
5.如权利要求1所述的尖端组件(20)，其特征在于，所述外壳(30)具有一内筒(40)，所述末端球(36)、所述偏置元件(38)和所述球推进器(10)定位在其中；所述支承元件(12)基本上呈圆柱形，而所述内筒(40)具有一圆柱形内壁；以及所述支承元件(12)具有一直径，其选择为允许所述支承元件在所述筒的所述圆柱形内壁内滑动，而没有显著的侧向运动。
6.如权利要求1所述的尖端组件，其特征在于，所述球推进器(10)的所述接触元件(14)与所述球推进器的所述支承元件(12)一体地形成。
7.如权利要求1所述的尖端组件，其特征在于，所述球推进器(10)由金属、塑料或玻璃之一形成。
8.如权利要求1所述的尖端组件，其特征在于，所述球推进器(10)对于所述末端球(36)具有低的摩擦。
9.如权利要求1所述的尖端组件，其特征在于，所述涂抹器是一书写工具。
10.如权利要求1所述的尖端组件，其特征在于，所述支承元件(12)包括至少一个切口部分(24)，其在所述支承元件的所述前面(16)与所述后面(18)之间延伸通过，以允许一物质流过所述切口部分(24)，从而退出所述末端开口。
11.如权利要求1所述的尖端组件，其特征在于，所述球推进器(10)与所述偏置元件(38)分开地形成。
12.如权利要求1所述的尖端组件，其特征在于，所述偏置元件(38)是一螺旋弹簧。
13.一种用来定位在一涂抹器的尖端组件(20)内的球推进器，所述尖端组件具有一末端球(36)定位在其中的末端开口，所述末端球通过一偏置元件(38)偏置抵靠在末端开口上，其特征在于，所述球推进器(10)包括一具有一前面(16)、一后面和一横截面尺寸的支承元件(12)，所述支承元件的所述后面(18)被构造成面向涂抹器的尖端组件内的偏置元件(38)；以及一接触元件(14)从所述支承元件的所述前面延伸，所述接触元件(14)被构造成接触末端球并具有的形状适于与定位在末端开口处的末端球(36)的形状相一致，并推末端球抵靠于末端开口，所述接触元件具有的横截面尺寸小于所述支承元件的横截面尺寸；其中，所述支承元件(12)沿侧向不与所述偏置元件接触。
14.如权利要求13所述的球推进器，其特征在于，所述支承元件(12)具有至少一个切口部分(24)，其从所述前面延伸到所述后面。
15.如权利要求13所述的球推进器，其特征在于，所述接触元件(14)基本上呈圆柱形。
16.如权利要求13所述的球推进器，其特征在于，所述接触元件(14)与所述支承元件(12)一体地形成。
17.如权利要求14所述的球推进器，其特征在于，所述球推进器(10)由金属、塑料或玻璃之一形成。
18.如权利要求13所述的球推进器，其特征在于，所述接触元件(14)从所述支承元件的中心延伸。
19.如权利要求13所述的球推进器，其特征在于，所述接触元件(14)垂直于所述支承元件。
全文摘要
本发明的尖端组件(20)包括一外壳(30)，其具有一末端开口和容纳一适于关闭开口的球(36)；一偏置元件(38)，它偏置球朝向开口；一球推进器(10)，它定位在偏置元件(38)与球(36)之间，球推进器包括一支承元件(12)和一接触元件(14)，支承元件具有后面和前面，后面面向偏置元件，而支承元件具有的一横截面尺寸大于接触元件的横截面尺寸，并不与偏置元件侧向接触。本发明特别适用于书写工具。
文档编号B43K1/08GK1649750SQ03809747
公开日2005年8月3日 申请日期2003年4月30日 优先权日2002年4月30日
发明者A·罗森茨维格 申请人:比克公司