CN101155697A - 用于书写工具的行程倍增机构 - Google Patents

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Abstract

一种包括行程倍增机构(12)的书写工具(10)，行程倍增机构(12)包括响应按钮元件(14)的运动而围绕枢转轴线枢转的凸轮元件(16)。为了提供行程倍增效应，该凸轮元件接合滑动活塞元件(22)，使得滑动活塞元件的行进距离超过按钮元件行进的距离。凸轮元件(16)可配置为围绕轴线转动，该轴线位于垂直于书写工具筒体的主轴线的平面内。

Description

用于书写工具的行程倍增机构
相关申请的交叉引用
本申请根据美国法典第35条119(e)款要求2005年2月3号提交的序列号为60/649,734的美国临时专利申请的权益，该专利申请的全部内容通过引用结合于本文中。
技术领域
本发明主要涉及书写工具，并且特别涉及到具有能伸缩书写尖端的书写工具。
发明背景
已研制出按用户的期望能处于缩回或伸出配置的书写工具。
这类典型的书写工具包括带有卡夹的筒体、设置在筒体内且具有书写尖端的墨水芯(ink cartridge)、按钮以及将墨水芯缩回和伸出筒体并将墨水芯保持在书写位置的机构。该机构可包括按钮、棘齿和复位弹簧。
然而，对于例如自来水笔、荧光记号笔或具有毡尖的其它类型的标记笔的某些书写工具，将书写尖端从伸出位置向缩回位置移动以及反过来移动都需要大量的行程，使得用于伸出和缩回书写尖端的机构繁杂、难以使用且笨重。
本发明旨在解决一个或多个与现有技术相关的问题。
发明概述
根据本发明的一个方面，书写工具包括行程倍增机构，该行程倍增机构包括响应于按钮元件的运动而围绕枢转轴线枢转的凸轮元件。为了提供行程倍增效应使得滑动活塞元件的行进距离超过按钮元件行进的距离，该凸轮元件接合滑动活塞元件。
附图简述
图1是根据本发明的第一实施例处于缩回配置的书写工具的示意性局部截面图；
图2是处于伸出配置的图1的书写工具的示意性局部截面图；
图3是根据本发明的第二实施例书写工具的侧面视图；
图4是图3中的书写工具上部的放大侧面视图；
图5是形成图3中书写工具一部分的行程倍增机构的一部分的放大透视图；
图6是根据本发明处于缩回配置的书写工具的第三实施例的剖面透视图；
图7是处于伸出配置的图6中书写工具的剖面透视图；
图8是图6中的书写工具的元件的分解视图；
图9是根据本发明处于缩回配置的书写工具的第四实施例的上部的局部截面图；
图10是处于部分伸出配置的图9中的书写工具的上部的局部截面图；
图11是处于完全伸出配置的图9中的书写工具的上部的局部截面图；
图12是根据本发明的第五实施例书写工具的侧面视图；
图13是图12中的书写工具的前视图；
图14是图12中的书写工具的上部按图13中的线14-14获取的局部截面图；
图15是图12中的书写工具按图14中的线15-15获取的截面图；
图16是图12中的书写工具按图14中的线16-16获取的截面图；
图17是图12中的书写工具按图14中的线17-17获取的截面图；
图18是图12中的书写工具按图14中的线18-18获取的截面图。
详细描述
首先参考图1，本发明的第一实施例包括具有通常由12所指的行程倍增机构的书写工具10。行程倍增机构12包括按钮元件14，按钮元件14与滑动和转动凸轮元件16邻接，滑动和转动凸轮元件16枢转地接合于相对的开槽18内，该相对的开槽18形成于书写工具10的壁20内。滑动和转动凸轮元件16还包括与布置在壁20内的滑动活塞元件22邻接的末端17。滑动活塞元件22可包括突起24，其与壁10和开槽18一起用作当按钮元件14从如图1中所示的伸出位置向如图2所示的缩回位置移动时，约束滑动和转动凸轮元件16的运动。
正如在图1和图2中所示的，开槽18被布置在对角线方向，使得滑动和转动凸轮元件16从如图1所示的按钮元件14处于伸出位置时的大致水平方向移动至如图2所示的按钮元件14处于缩回位置且已移动了行进距离a时的大致垂直方向。滑动和转动凸轮元件16的转动以及其在图2中所指向的大体上垂直方向上的平移，用来提供滑动和转动凸轮元件16的末端17以及滑动活塞元件22的行进距离b，该行进距离b超过按钮元件14在缩回位置和伸出位置之间的行进距离a。
本领域中的技术人员会明白，对于需要提供例如书写工具末端等元件的长行进距离的伸出/缩回机构的任何书写工具或其它设备，在将例如按钮元件的促动机构的行进距离减少到最小时，在将这一设备所需的空间减少到最小时，滑动和转动凸轮元件16的末端17的额外行进距离与按钮元件14的行进距离相比是有利的。例如，可以想象在图1和图2中示出的行程倍增机构对于需要长距离行进以露出标记笔尖端的可缩回毡尖标记笔特别有用，其不需要非常长、繁杂且不具有吸引力的按钮元件。
图3是具有类似于在图1和图2中描述的书写工具10的机构的书写工具10′的另一实施例的侧面视图。如在图4中所示，书写工具10′包括通常由12′所指的行程倍增机构。行程倍增机构12′包括按钮14′，按钮14′与滑动和转动凸轮元件16′邻接，滑动和转动凸轮元件16′枢转地接合于相对的开槽18′内，相对的开槽18′形成于书写工具10′的壁20′内。滑动和转动凸轮元件16′还包括末端17′，末端17′与布置在壁20′内的棘齿元件23′邻接。棘齿元件23′包括圆柱形突起24′，圆柱形突起24′与壁20′和开槽18′一起，用作当按钮元件14′从伸出位置向缩回位置移动时，约束滑动和转动凸轮元件16′的运动。在棘齿元件23′上设有一对凸缘25A′和25B′，凸缘25A′和25B′还与在壁20内形成的垂直开槽27A′和27B′接合，以防止棘齿元件23′转动。
开槽18′可布置在对角线方向使得滑动和转动凸轮元件16′从按钮元件14′处于伸出位置时的大致水平方向移动至按钮元件14′处于缩回位置时的大致垂直方向。与图1和图2中的实施例相似，滑动和转动凸轮元件16′的转动以及其在如图3至5中所指向的大致垂直方向上的平移，用来提供滑动和转动凸轮元件16′的末端17′和棘齿元件23′的行进距离，该距离超过按钮元件14′在缩回位置和伸出位置之间的行进距离。
而且，对于需要提供例如书写工具末端等元件的长行进距离的伸出/缩回机构的任何书写工具或其它设备，在将例如按钮元件的促动机构的行进距离减少到最小时，以及在将这一设备所需的空间减少到最小时，滑动和转动凸轮元件16′的末端17′的额外行进距离与按钮元件14′的行进距离相比是有利的。
现在参考图6-8，以包括通常由112所指的行程倍增机构的书写机构110的形式提供了又一实施例。行程倍增机构112包括按钮114，按钮114与第一滑动凸轮元件116邻接，第一滑动凸轮元件116依次接合书写工具110的内筒体120的螺旋形开槽118。(书写工具110可包括外筒体，为了清晰没有在图6-8中示出)。第二滑动凸轮元件122接合在内筒体120的相对两侧形成的一对直开槽124。第一滑动凸轮元件116可包括第一突起126和第二突起128，它们被布置在第一滑动凸轮元件116的相对两侧。第一突起126和第二突起128可各自包括倾斜表面130、132，当第一滑动凸轮元件116部分布置在内筒体120内时，倾斜表面130、132分别与螺旋形开槽118的轮廓配合。类似地，第二滑动凸轮元件122可包括第一直突起134、和第二直突起136，它们在第二滑动凸轮元件122被布置在内筒体120内时与在内筒体120内形成的直开槽124接合。
第一滑动凸轮元件116和第二滑动凸轮元件122各自具有相对的倾斜表面138、140。
可提供弹簧142来将第二滑动凸轮元件122、第一滑动凸轮元件116和按钮114推向按钮114伸出时的位置，从而将处于缩回位置的书写尖端144置于外筒体(在图6-8中没有示出)之内。
在操作中，当按下按钮114以将按钮114置于缩回位置，并接着将书写尖端144置于伸出位置时，由于按钮114的推动，第一滑动凸轮元件116将沿书写工具110的主轴线146的方向平移，并且由于倾斜表面130、132与螺旋形开槽118的相互作用还将绕主轴线146转动。第一滑动凸轮元件116的转动和平移使得第二滑动凸轮元件122平移了(因为通过第一直突起134、第二直突起136与直开槽124的接合，约束了第二滑动凸轮元件122不能转动)超过按钮114和第一滑动凸轮元件116平移距离的一段距离。
可以形成按钮114使得其能套在第一滑动凸轮元件116(在图8中示出)的圆柱形突出体148上，使得按钮114和第一滑动凸轮元件116可围绕主轴线146彼此之间相对自由地转动。当书写尖端144如图6所示处于缩回位置时，第一滑动凸轮元件116和第二滑动凸轮元件122的倾斜接触表面150、152分别在适当的位置使得倾斜接触表面150、152彼此充分完全地交迭接触并且彼此大致平行。当书写尖端144处于缩回位置时其提供了紧凑的配置。
然而，当书写尖端144如图7所示处于伸出位置时，倾斜接触表面150、152分别在倾斜表面150、152最外面的顶点区域154、156处彼此接触，因此提供了书写尖端144的最大伸出位置。
现在参考图9-11，以包括通常由212所指的行程倍增机构的书写工具210的形式示出另一实施例。行程倍增机构212包括按钮214，按钮214与转动凸轮元件216邻接，转动凸轮元件216可枢转地固定于书写工具210的卡夹元件218上。转动凸轮元件216的端部220与滑动活塞元件224的倾斜表面222接合，滑动活塞元件224的倾斜表面222布置于书写工具210的筒体226内。
图10是示出当按钮元件214处于在图9中示出的伸出位置和在0图11中示出的缩回位置之间时处于中间位置的按钮元件214、转动凸轮元件216和滑动活塞元件224的各自位置的示意图。
在图12-18中示出了书写工具210的再另一实施例。装配了能围绕轴线246(图18)转动的转动凸轮元件216，轴线246位于垂直于筒体主轴线228(图12)的平面内。如图14-18所示，转动凸轮元件216可布置在按钮214和棘齿(ratchet)系统230之间，并且可具有分别与按钮214的下表面和上棘齿元件236接触的轮廓表面，使得按钮214和上棘齿元件236分别形成行程倍增机构212的驱动元件和接收元件。
筒体226可包括上部分226a和下部分226b(图12和13)。按钮214可装配在筒体226的上部分226a内，其可能沿筒体226的主轴线228作直线移动。可替换的墨水芯232可布置在筒体226内并且由布置在下端筒体226b内的盘簧(没有在附图中示出)向筒体226的上部分偏压。墨水芯232的上端与下棘齿234接合，下棘齿234可与上棘齿236接合，以使处于伸出书写位置的墨水芯232保持在伸出移动的终点，并且在开始缩回时释放墨水芯232。下棘齿234可包括套管部分235，并且上棘齿236可包括接合套管部分235的立柱部分237。卡夹238可作为筒体226的集成部分或作为单独元件制造。卡夹238包括具有圆柱形部分242的空腔240，空腔240支撑转动凸轮元件216的圆柱形部分244。转动凸轮元件216的圆柱形部分244装配在筒体的侧表面和圆柱形部分242的内部之间，形成带有转动的固定轴线246(图18)的转动接头。在筒体的上部分226a内形成的开槽248使转动凸轮元件216可以转动。
按钮214和上棘齿236分别具有同样宽度的开槽250、252。开槽250、252便于转动凸轮元件216的装配和自由转动。转动凸轮元件216可装配在开槽250、252内和空腔240内，其可能围绕空腔240的圆柱形部分242的轴线246转动，使得转动凸轮元件216的轮廓表面分别与按钮214和上棘齿236的轮廓表面254、256接触。可在筒体226的上端226a的内表面提供突出体258(图17)以形成棘齿234、235直线移动的导向系统。
当按钮214被按下时，其将力传递到转动凸轮元件216的表面，致使转动凸轮元件216围绕空腔240的圆柱形部分242的轴线246转动。由于转动凸轮元件216始终接触上棘齿236的表面，转动凸轮元件216的转动致使上棘齿236沿直线移动。上棘齿236的移动通过下棘齿234传递给墨水芯6。结果，由于凸轮转动以及其轮廓，按钮214的直线移动被机械地放大了。
在按钮214被按下时，按钮214向下的移动启动了转动凸轮元件216的转动，转动凸轮元件216然后启动了棘齿234、236的直线移动以及墨水芯232的伸出。棘齿234、236在墨水芯232缩回时的向上移动启动了转动凸轮元件216向反方向的转动以及按钮214向上的移动。转动凸轮元件216的轮廓和转动以位移倍增方式将直线移动从按钮214转移到上棘齿226。倍增系数(传递比率)取决于凸轮转动轴线246的位置(相对于筒体226的主轴线228)、凸轮半径和凸轮轮廓。在图12-18中示出的实施例中，其中的凸轮转动轴线246位于筒体226表面的外侧，传递比率大约等于1.9。
虽然为了说明已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员会理解在不脱离本文公开的本发明的范围和精神之外，各种修改、增加和替换是可能的。

Claims (14)

1.一种书写工具，包括：
按钮元件，其在伸出位置和缩回位置之间可移动；
凸轮元件，其响应于所述按钮元件从所述伸出位置到所述缩回位置的运动而围绕枢转轴线枢转；以及
滑动活塞元件，其由所述凸轮元件接合，并被配置使得当所述按钮元件在所述伸出位置和所述缩回位置之间移动时，所述滑动活塞元件的行进距离超过所述按钮元件行进的距离。
2.如权利要求1所述的书写工具，其特征在于，所述书写工具包括主轴线并且所述枢转轴线平行于所述主轴线。
3.如权利要求1所述的书写工具，其特征在于，所述书写工具包括主轴线并且所述枢转轴线与所述主轴线重合。
4.如权利要求1所述的书写工具，其特征在于，所述书写工具包括主轴线并且所述枢转轴线位于垂直于所述主轴线的平面内。
5.如权利要求1所述的书写工具，其特征在于，当所述按钮元件在所述伸出位置和所述缩回位置之间移动时，所述凸轮元件转动并且平移。
6.如权利要求5所述的书写工具，其特征在于，所述书写工具包括壁，所述壁具有在其内形成的相对的开槽，并且所述凸轮元件枢转地接合于所述相对的开槽内。
7.如权利要求1所述的书写工具，其特征在于，所述滑动活塞元件直接由所述凸轮元件接合。
8.如权利要求1所述的书写工具，其特征在于，还包括第二凸轮元件，并且其中所述第二凸轮元件布置于所述凸轮元件和所述滑动活塞元件之间。
9.一种用于书写工具的行程倍增机构，所述行程倍增机构包括：
大致圆柱形壁，其具有主轴线，并且具有在其内形成的相对的开槽；
按钮元件，其部分地布置于大致圆柱形壁内，并且在伸出位置和缩回位置之间的第一距离上可移动；以及
滑动和转动凸轮元件，其枢转地接合于相对的开槽内并且包括末端；
其中，所述滑动和转动凸轮元件以及相对的开槽配置为当所述按钮元件从所述伸出位置向所述缩回位置移动时，约束滑动和转动凸轮元件的运动，使得所述滑动和转动凸轮元件的末端行进第二距离，所述第二距离超过所述按钮元件在所述缩回位置和所述伸出位置之间行进的所述第一距离。
10.如权利要求9所述的行程倍增机构，其特征在于，还包括滑动活塞元件，其布置在大致圆柱形壁内，并且与所述滑动和转动凸轮元件邻接。
11.如权利要求10所述的行程倍增机构，其特征在于，所述滑动活塞元件包括突起，所述突起用作当所述按钮元件从所述伸出位置向所述缩回位置移动时约束所述滑动和转动凸轮元件的运动。
12.如权利要求9所述的行程倍增机构，其特征在于，所述开槽布置在相对于所述主轴线的对角线方向。
13.一种书写工具包括：
按钮元件，其可在伸出位置和缩回位置之间移动；
凸轮元件，其响应于所述按钮元件从所述伸出位置到所述缩回位置的运动而围绕枢转轴线枢转，并且其具有末端；以及
滑动活塞元件，其由所述凸轮元件的末端接合，并配置为使得当所述按钮元件在所述伸出位置和所述缩回位置之间移动时所述滑动活塞元件的行进距离超过所述按钮元件所行进的距离。
14.如权利要求13所述的书写工具，其特征在于，所述凸轮元件包括圆柱形部分，并且所述书写工具还包括具有空腔的卡夹，所述卡夹支撑所述凸轮元件的所述圆柱形部分。
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