专利名称：包括单件式阀门促动组件的可伸缩的器具的制作方法
技术领域：
本公开内容大体涉及可伸縮的器具，且更具体地涉及具有单件式阀门促动组件的
无帽式可伸縮的书写器具。
背景技术：
在美国专利No. 5，048，990中显示了无帽式可伸縮的书写器具的一个示例，该专 利通过引用而结合在本文中。这种无帽式书写器具包括具有书写顶端的书写部件。书写部 件容纳在阀中，该阀设置在书写器具的本体内。用于关闭阀的端部开口的盖子设置在阀上， 靠近其前端。书写部件移动机构使书写部件向前移动，并将书写部件锁定在书写位置上，使 书写顶端突出书写器具本体的正面。移动机构包括独立的柔性螺纹状部件，其将书写部件 移动机构连接到盖子上，以便在书写部件收縮之后，向后拉动盖子以使其与阀相接触，从而 将书写部件大致密封在阀中并防止书写顶端干涸。因为现有技术的无帽式书写器具使用柔 性连接部件，所以现有技术的无帽式书写器具在一定程度上依赖于笔尖(nib)在书写器具 伸展期间将盖子推至打开位置，直到至少盖子定位成使得螺纹部件可对盖子施加向后定向 的力为止。由于这种在笔尖和盖子之间反复的接触，墨水会累积在盖子的内表面上。不均 匀的盖子内表面导致与阀的不完全接触。这种不完全的接触表现为在盖子和阀之间的密封 存在一个或多个破缺，从而容许墨水或溶剂从书写顶端过早的蒸发，并导致整个组件的性 能下降。 有些无帽式书写器具包含更为耐用的连接部件。 一种这样的书写器具包括模制在 卡环或密封座中并因而将卡环连接到盖子上的连接部件。现有技术的无帽式书写器具的一 个示例是目前可从日本获得的Pentel NX50。然而，在这种书写器具中，盖子是与阀体独立 的构件。因为盖子是独立构件，所以这种现有技术的无帽式书写器具在连接部件和/或阀 体上使用了一组复杂的沟槽和舌片，以便在伸出书写器具时偏压盖子，使之打开。在关闭期 间，在盖子和阀之间的对准容易发生移位，并由于独立构件的缘故而使盖子以不同的定向 与阀接触(即在盖子和阀之间没有对准机构)。结果，随着时间的推移，盖子可能受到磨损 和变形，并最终失去将阀可靠地密封起来的能力，因而导致墨水蒸发和笔尖过早干涸。
发明内容
在一个实施例中，一种器具包括在一端具有开口的器具本体。阀安装在器具本体 中，该阀在一端具有开口。 一体式阀门靠近开口用铰链安装在阀上。促动臂模制在阀门或 座环上。促动臂在拉伸和压縮作用下将作用力从器具促动装置传递到阀门上。因而，阀门 基本上仅由促动臂打开和关闭。 在另一实施例中，可伸縮的书写器具包括具有笔尖的书写部件，该笔尖穿过储器 (reservoir)保持件中的开口。阀基本上包围开口 ，并且该阀具有开口端。运动机构使书写 部件从收縮位置移动到伸展位置，在收縮位置，笔尖大致设置在阀中，而在伸展位置，笔尖 穿过开口端延伸到阀外。盖子在开口端处整体地附接到阀上，盖子可从打开位置移动到关闭位置，在打开位置，盖子使阀的开口端露出，而在关闭位置，盖子覆盖阀的开口端。促动臂 附接到运动机构和盖子上，传递机构在拉伸或压縮作用下将作用力通过促动臂传递到盖子 上。因而，盖子基本上仅由促动臂打开和关闭，并且笔尖在伸展或收縮期间不接触盖子。
以下借助于附图将更详细地描述和解释根据本公开内容而构造的器具的示范性 方面和特征，在附图中 图1是根据本公开内容的教导而构造的无帽式标记器(marker)的分解透视图。
图2A是图1的无帽式标记器的截面图。 图2B是图1的无帽式书写标记器的另一截面图，该图相对图2A的截面图旋转了 大约90度。 图3A是图1的无帽式标记器的座环的顶部透视图。
图3B是图1的无帽式标记器的阀和盖子的顶部透视图。 图4是图1的无帽式标记器的阀和盖子的放大截面图，其中盖子处于打开位置。
图5是根据本公开内容的教导而构造的无帽式标记器的备选实施例的分解透视 图。 图6A是图5的无帽式标记器的截面图。 图6B是图5的无帽式书写标记器的另一截面图，该图相对图5A的截面图旋转了 大约90度。 图7A是图5的无帽式标记器的阀和盖子的顶部透视图。
图7B是图5的无帽式标记器的座环的透视图。
图8是阀和盖子的第一备选实施例的放大透视图。
图9是阀和盖子的第二备选实施例的透视图。
图10是阀和盖子的第三实施例的透视图。
具体实施例方式
图1中显示了根据本公开内容的教导而大体构造的无帽式书写器具10。所示的 书写器具包括容纳储器保持件14的管筒12。储器保持件14则保持用于承载墨水的储器 16。卡环(或弹簧座)18坐置在储器保持件14的一端。笔尖20穿过卡环18并穿过储器 保持件14上的开口 22延伸，并与储器16相接触。在书写期间，笔尖20通过毛细作用从储 器16中吸取墨水。阀24设置在笔尖20以及一部分的储器保持件14上。阀盖26整体地 模制并用铰链附接到阀24上。铰链通常是活动铰链，并与阀24和盖子26整体模制而成。 当笔尖20处于收縮位置时，阀24和阀盖26围绕笔尖20提供密封，因而防止了墨水(或包 含在墨水中的溶剂)蒸发和笔尖20的过早干涸。 一对促动臂28模制在盖子26上。促动 臂28由弹簧或其它作用力产生机构(未显示)提供对盖子26的开启力和闭合力。对于盖
子开启力，所公开的无帽式书写器具并非如同现有技术的无帽式书写器具那样依赖于笔尖 20，因为阀盖26基本上仅由促动臂28打开和关闭。鼻头(nose)30联接在管筒12上，以便 为阀24和盖子26提供保护和向用户提供抓握面。 现在转到图2A和图2B，阀24包围储器保持件14的开口 22。开口 22定位在储器保持件14的一端，处于扩展部分32中，扩展部分32具有比储器保持件14的其它部分更小 的外径。扩展部分32的一端是储器保持件14的一部分，从而形成肩部34。扩展部分32设 置在卡环18的内径中。卡环18和肩部34形成用于弹簧(未显示)的底座，该弹簧产生用 于使书写器具和密封盖子26伸展和收縮的开启力和闭合力。弹簧(未显示)截留在卡环 18和设置在开口 22附近的阀24之间。因而，弹簧(未显示)将作用力传递到促动臂28 上，而促动臂28则将这些作用力传递到盖子26上，从而有选择地打开和关闭盖子26。在扩 展部分32与阀24相接触的部位，阀24与扩展部分32形成密封。在阀24的另一端，阀盖 26有选择地关闭阀24。结果，笔尖20相对外部环境得到保护，并且防止笔尖20中的墨水 (更具体地说，包含在墨水中的溶剂)受到蒸发。 图3B是阀24和盖子26的放大图。在该实施例中，促动臂28模制在盖子26中。 然而，促动臂28可模制到卡环18上(如下文所述)，或者模制到盖子26和卡环18 二者上。 结果，形成了阀促动组件，其同现有技术的无帽式书写器具的阀相比需要更少的部件和更 少的组装时间。在与盖子26相反的端部，促动臂28可具有一个或多个止动件40a，40b。所 示的止动件40a，40b可将促动臂28连接到图3A中所显示的卡环18上。卡环18包括一个 或多个槽42。在组装期间，止动件40a，40b可横向插入到槽42的下部中。结果，槽42的颈 部44可变成截留在止动件40a， 40b之间，并且促动臂28变得能够将作用力从卡环18传递 到阀盖26上。这种槽和止动件的连接减少了组装时间，因而提高了制造效率，超过了使用 柔性促动部件例如单丝绳的现有技术的无帽式书写器具。 阀24包括一个或多个稳定特征，在这个实施例中表现为凹入的导向装置46。在组 装状态下，促动臂28可大致设置在导向装置46中。导向装置46保护促动臂28免于可能 与弹簧(未显示)发生缠结，这在现有技术设计中是一个普遍问题。另外，在打开盖子26 的期间，导向装置46提供对促动臂的横向支承。例如，有效地防止了保留在导向装置46中 的促动臂28的任何部分都免于在压縮负荷下发生弯曲或变形。导向装置46有助于顺序地 打开盖子26，这将在下文对其进行论述。 现在转到图4，盖子26显示为处于打开状态。促动臂28由于几何特征50例如促 动臂28的细化或促动臂28中的凹口而发生可预测的变形。可选的是，在促动臂28上可包 含两个或更多个几何特征50，以产生盖子26的多个开度级或序列。对于现有技术的促动器 例如单丝线或其它螺纹状部件，促动臂28的选择性的细化是不可行的。几何特征50局部 地削弱了促动臂28，使得在促动臂28的任何其它部分开始变形之前，促动臂28在几何特征 50附近发生变形。因而变形的量、位置和时间可得到控制，使得盖子26按顺序地打开。通 过这种方式，盖子26不会经受1)接触笔尖20 ;或2)与器具本体接触，因为同卡环移动的距 离相比，促动臂28的变形有效地减少了盖子26移动的整个距离。结果，促动臂28可打开 盖子26，并在盖子26接触器具本体的内侧之前停止打开运动。因而，盖子26和促动臂28 可具有比现有技术设计更长的寿命期限。 只要几何特征50基本上设置在导向装置46中，则导向装置46便支承几何特征 50。结果，如图4中所示，促动臂28不会开始变形或弯曲，直至几何特征50延伸到导向装置 46上方。 一旦几何特征50位于导向装置46上方，则促动臂28开始变形，从而将促动臂28 的一部分向上的运动转变成横向运动。因而，当几何特征50设置在导向装置46中时，盖子 26更快速地打开(因为促动臂28所有向上的运动都指向盖子的向上运动)，并且当几何特征50定位在导向装置46外时，盖子更缓慢地打开(因为促动臂28的一部分向上的运动被 转换成横向运动)。促动臂28的另一变形结果是短得多的鼻头30。因为促动臂28在盖子 26打开时不是线性的(即促动臂28在几何特征50附近已经弯曲)，所以鼻头30可比现有 技术的鼻头更小，导致节省材料和器具整体更短。应该懂得，尽管通常优选包括几何特征的 促动臂，但此特征是可选的。 图5至图7B中显示了无帽式书写器具110的另一实施例。用于相似部件的标号 按照比图1至图3B中所示的实施例的部件标号恰好大IOO进行显示。无帽式书写器具110 通常包括容纳储器保持件114的管筒112。储器保持件114则保持着用于承载墨水的储器 116。卡环(或弹簧座)118坐置在储器保持件114的一端。笔尖120穿过卡环118和穿过 储器保持件114上的开口 122延伸，并与储器116相接触。阀124设置在笔尖120和储器保 持件114的一部分上。阀盖126整体地模制并用铰链附接到阀124上。铰链通常是活动铰 链，并与阀124和盖子126整体模制而成。在该实施例中，一对促动臂128模制在卡环118 上，这与其中促动臂模制在盖子26上的图1至图3B的实施例相反。 图7A显示了阀124和盖子126的放大的透视图。阀124包括一个或多个稳定特 征，这些稳定特征在该实施例中表现为穿过盖子126而从盖子顶部表面延伸到盖子底部表 面的开口 162。虽然开口 162在形状上显示为圆形，但开口 162实际上可以是任何形状，例 如方形、矩形、椭圆形、三角形等。开口 162的形状和尺寸形成为用以收容促动臂128的端 部。开口通过使促动臂128远离阀124的内表面间隔开而保护促动臂128。如图7B中所 见，该实施例的促动臂128结合到卡环118上(例如整体模制在卡环118上)。促动臂128 包括与卡环118相反的渐縮形头部164。促动臂128还包括定位在头部164和卡环118之 间的止动件166。在组装期间，推动头部164穿过开口 162，因而将促动臂128固定在阀盖 126上。促动臂128受到保护，以免与促动弹簧(未显示)发生缠结，该促动弹簧通常设置 在扩展部分32周围，因为促动臂128设置在阀124内。此外，在盖子126打开和关闭期间， 开口 162支承促动臂128。该实施例的促动臂128可选地还包括几何特征150，其与图1至 图3B的实施例的几何特征50相似。不论这种几何特征是否存在，当几何特征150处于阀 124中时，防止了促动臂128发生变形(类似于由图1至图3B的实施例的导向装置46提供 的支承)。因而，如上文论述的那样，图5至图7A的实施例产生了按顺序地或分级地打开阀 盖126，以及由这种按顺序或分级打开所提供的所有好处。 图8至图10显示了盖子226和促动臂228的其它备选实施例。在这些实施例中，促 动臂228附接到设置在盖子226上的力引导部件270 (如美国专利申请序号No. 12/057， 477 中所述，该申请通过引用而结合在本文中)，或直接附接到盖子226的侧边缘上。力引导部 件270可以是柱体(tower) 270 (图9)或一个或多个肋条270(图10)。力引导部件270减 少了盖子在关闭位置中的偏转。促动臂228可通过任何已知的方法例如卡扣、焊接、模制、 螺纹连接等而附接到力引导部件270上。 类似于之前实施例的促动臂28， 128，图8至图10中所示的实施例的促动臂228具 有在压縮作用下将作用力传递给盖子26， 126,226的能力，使得盖子26， 126,226基本上仅 由促动臂28， 128， 228促动，并且书写器具的笔尖20， 120不接触盖子26， 126， 226。
在关闭位置，促动臂28， 128,228处于来自器具移动机构的拉伸力作用下。这些拉 伸力通过促动臂28，128，228进行传递，促动臂〃 下拉〃 到盖子26， 126， 226上，因而在盖子26， 126， 226和阀24， 124， 224之间提供了正作用的密封力。阀24， 124， 224、盖子26， 126， 226和促动臂28，128，228可由单一材料或多种材料模制而成(例如单一注射模制工艺或二 次注射模制工艺)。基于器具本体内的间隙，可优化促动臂28， 128,228从盖子26， 126,226 延伸出来的位置，用以对促动臂28， 128,228运动提供足够的间隙。 当器具移动装置使器具朝向打开(伸展)位置移动时，促动臂28，128，228发生从 拉伸力至压縮力的变化。因为促动臂28， 128,228是刚性或半刚性的，所以促动臂28， 128， 228将压縮力传递给盖子26， 126， 226，因而在笔尖接触到盖子26， 126， 226的内表面之前将 盖子26， 126， 226推到打开位置。现有技术的装置不能传递压縮力，因为现有技术的装置使 用柔性促动臂，例如单丝绳。当器具伸出时，促动臂28， 128,228可在压縮作用力下弯曲或 轻微向外屈曲，同时仍在压縮作用下将力从器具移动装置传递给盖子26， 126,226。
同现有技术设计相比，所公开的实施例使组装更为有效，且更为廉价。例如，所公 开的实施例消除了对单丝绳的端部熔融或以其它方式将单丝绳粘接到盖子和座环上的需 要。熔融工艺是难以控制、非常耗时且昂贵的。所公开的单件式阀门促动组件提供了一种 更有效的组装工艺以及在盖子和阀之间更可靠且更持久的密封。 上文公开的阀盖、阀和促动臂可由任何能将有限的柔性与向阀盖传递压縮力的能 力结合起来的材料形成。这种材料包括但不局限于各种材料，包括但并不局限于天然橡胶 和合成橡胶、热塑性弹性体，以及传统的热塑性塑料如聚丙烯、尼龙等。 虽然文中特别举例说明的促动臂包括用以产生通过促动臂传递给盖子开启力和
闭合力的弹簧，但是还可使用各种力产生机构，包括但不局限于螺旋弹簧、片弹簧等。 单件式阀门组件实际上可用在任何具有盖子的器具上。例如，本领域中的技术人
员应该懂得，上述单件式阀门组件可用于各种可伸縮的书写器具，例如荧光记号笔、标记
器、毡头墨水笔、圆珠笔等。除了书写器具之外，单件式阀门组件还可应用于各种其它可伸
縮的器具，包括刷漆涂抹器、修正液涂抹器、化妆品涂抹器、例如指甲油和睫毛膏涂抹器、香
水涂抹器、温度计、pH值检测器、刀具、流体取样装置、闪光灯、激光指示器以及其它器具。
单件式阀门组件对于书写器具如具有相对较大的书写笔尖的可伸縮的标记器特别有效，因
为这种器具极大地受益于由文中所述的改进的阀门组件所获得的改进的密封作用。在一方
面，书写器具是一种永久的标记器。在另一方面，书写器具可以是干擦式标记器。 虽然文中已根据本公开内容的教导描述了一些单件式阀门组件，但是本专利的覆
盖范围并不局限于此。相反，尽管已结合各种优选实施例而显示并描述了本发明，但是应该
懂得，除了上文提及的实施例之外，还可做出一定的变化和修改。本专利覆盖本公开内容的
教导的所有实施例，它们完全落在可容许的等效范围内。例如，假定刚性或半刚性的促动臂
如文中所述能够传递压縮力和拉伸力，则它们实际上可采用任何形状和/或尺寸。在不脱
离上文概括的原理的条件下还可使用本发明的许多其它变体。因此，本发明意图保护本领
域普通技术人员可能想到的所有变体和改型。
8
权利要求
一种器具，包括在一端具有开口的器具本体；安装在所述器具本体内的阀，所述阀具有位于一端的开口和与所述阀整体模制的盖子，所述盖子靠近所述开口可通过铰链而在所述阀上移动；设置在所述器具本体内的卡环，所述卡环与所述阀是分离的；以及至少两个促动臂，其模制在所述盖子和所述卡环的其中一者上，所述促动臂操作地将所述盖子连接到器具促动装置上，所述器具促动装置提供作用力，以便通过向所述促动臂提供作用力而使书写顶端经由所述阀的开口伸出和收缩，其中，在伸出时，所述促动臂在压缩作用下将作用力从所述器具促动装置传递给所述盖子，以及所述盖子基本上仅由所述促动臂促动。
2. 根据权利要求1所述的器具，其特征在于，所述阀包括至少两个稳定特征，以及所述 促动臂至少部分地设置在所述稳定特征内，所述稳定特征对设置在所述导向装置中的所述 促动臂的部分提供横向支承。
3. 根据权利要求2所述的器具，其特征在于，所述稳定特征是凹入的导向装置。
4. 根据权利要求3所述的器具，其特征在于，所述促动臂中的至少一个促动臂包括第 一几何特征，所述第一几何特征局部地削弱所述促动臂，且从而在所述促动臂处于压縮作 用下和所述几何特征处于所述凹入的导向装置上方时限定了变形的第一位置。
5. 根据权利要求3所述的器具，其特征在于，所述第一几何特征是所述促动臂的一部 分，所述一部分比所述促动臂的其它部分更细。
6. 根据权利要求3所述的器具，其特征在于，所述第一几何特征是所述促动臂中的凹□。
7. 根据权利要求3所述的器具，其特征在于，所述促动臂包括第二几何特征，所述第二 几何特征局部地削弱所述促动臂并在所述促动臂处于压縮作用下时限定了变形的第二位置。
8. 根据权利要求1所述的器具，其特征在于，所述盖子包括穿过所述盖子而从盖子顶 面延伸至盖子底面的至少两个开口，以及所述促动臂穿过所述阀延伸并穿过所述开口而附 接到所述盖子上，从而保护所述促动臂以免与所述器具促动装置发生缠结并将所述促动臂 固定到所述盖子上。
9. 根据权利要求1所述的器具，其特征在于，所述卡环包括槽，以及所述促动臂包括第 一止动件和第二止动件，当所述促动臂固定到所述卡环上时，所述槽设置在所述第一止动 件和所述第二止动件之间。
10. 根据权利要求9所述的器具，其特征在于，各个促动臂包括位于一端的头部以及设 置在所述头部和所述卡环之间的止动件，所述头部定位在所述盖子的一侧，以及所述止动 件定位在所述盖子的另一侧。
11. 根据权利要求1所述的器具，其特征在于，各个促动臂均模制到所述盖子和所述卡 环二者上。
12. 根据权利要求1所述的器具，其特征在于，所述器具还包括设置在所述盖子上的力 引导构件。
13. 根据权利要求12所述的器具，其特征在于，所述力引导构件是设置在所述盖子上的柱体和设置在所述盖子上的肋条中的一者。
14. 根据权利要求1所述的器具，其特征在于，所述器具是书写器具。
15. 根据权利要求14所述的器具，其特征在于，所述书写器具是可伸縮的标记器。
16. 根据权利要求l所述的器具，其特征在于，所述器具是温度计、pH值检测器、带有可 伸縮刀片的刀具、闪光灯、激光指示器以及流体取样装置中的一者。
17. —种可伸縮的书写器具，包括具有笔尖的书写部件，所述笔尖从储器保持件的开口延伸出来； 基本上包围所述开口的阀，所述阀具有开口端；书写部件运动机构，其提供作用力用以使所述书写部件从收縮位置移动到伸展位置， 在所述收縮位置，所述笔尖基本设置在所述阀中，以及在所述伸展位置，所述笔尖穿过所述 开口端而延伸到所述阀外；盖子，其整体地模制到所述阀上并可通过铰链而相对于所述开口移动，所述盖子可从 打开位置移动到关闭位置，在所述打开位置，所述盖子使所述阀的开口端露出，以及在所述 关闭位置，所述盖子覆盖所述阀的开口端；卡环，其设置在所述笔尖周围并与所述阀间隔开；以及促动臂，其模制到所述盖子和所述卡环中的一者上，在所述笔尖伸出期间，所述模制的 促动臂在压縮作用下将作用力从所述书写器具运动机构传递给所述力引导部件， 其中，所述笔尖在伸出期间不与所述盖子的内表面相接触。
18. 根据权利要求17所述的可伸縮的书写器具，其特征在于，所述促动臂包括几何特 征，所述几何特征局部地削弱了所述促动臂，以便所述促动臂当处于压縮作用下时在所述 几何特征附近发生变形。
19. 根据权利要求17所述的可伸縮的书写器具，其特征在于，所述阀包括稳定特征，所 述稳定特征横向支承设置在所述稳定特征内的所述促动臂的部分。
20. 根据权利要求19所述的可伸縮的书写器具，其特征在于，所述稳定特征是凹入的 导向装置。
全文摘要
本发明涉及包括单件式阀门促动组件的可伸缩的器具。具体而言，一种器具包括在一端具有开口的器具本体。阀安装在器具本体中，该阀在一端具有开口。盖子与阀整体模制而成，并可通过铰链而相对于该阀的开口移动。促动臂操作地连接到盖子上，该促动臂在拉伸和压缩作用下将作用力从器具运动机构传递给阀门。结果，盖子基本上仅由促动臂打开和关闭。
文档编号B43K8/02GK101791922SQ20091022214
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月6日 优先权日2008年11月7日
发明者D·伦内克 申请人:桑福德有限合伙人公司