CN1185760A - 硅橡胶画笔作图工具 - Google Patents

Abstract

一种硅橡胶画笔作图工具包括一手柄和一画笔头。画笔头是用弹性硅橡胶制的,它具有三维颜料接触工作表面。较佳的是利用一套管将笔头固定在手柄上,并通过插入一插入件使笔头扩展并锁定在套管的一空腔里。插入件可是一普通的螺钉或手柄上的有刺的、有肋条的延伸部分。笔头可包括一插入空腔,并具有不同的形状和硬度,还可有选择地进行彩色编码。套管还可可逆地固定在手柄上,在这种情况下可提供由许多可互换的画笔头组成的成套工具。

Description

硅橡胶画笔作图工具

本发明的技术领域

本发明涉及用来画图的装置，由画家使用和控制在一基底上的颜料。特别是，本发明涉及在它们的工作头上具有不能渗透的颜料接触表面的使用装置和控制装置，这与传统的具有鬃毛笔头的画笔相反。本发明还涉及将不能渗透的工作头固定在手柄上以形成作图工具的方法。

本发明的技术背景

自史前时期以来，画家将颜料涂抹在基底上。很早以前的画家可能使用他们赤裸的双手和手指来作画，就象儿童和今天的画家还在做的一样，但用工具来作图早就变得非常普通了。但这种工具中有些最早的只不过是些小棍然而鬃毛画笔是众所周知的并在现代已被广泛使用。一般来说，鬃毛画笔是由天然材料、诸如动物的毛发固定在木质手柄上形成的。随着现代合成塑料的发展，已可获得人造鬃毛。鬃毛笔头做的画笔的特征是，吸进或吸收许多颜料进入鬃毛之间的空隙，然后当鬃毛与基底接触时提供一部分颜料。由此可见，将浪费一部分颜料并产生值得注意的清洁问题。清洗鬃毛画笔以便使用不同的颜料可能放慢画家的工作，并确实中断和妨碍创作过程。此外，如果在使用后不是快速地和适当地清洗画笔，将会使画笔无用而不能进一步使用，这是因为剩余的颜料将不可逆转地固结在画笔体上。质地良好的天然鬃毛画笔的价格正在上涨，而人造鬃毛替换物的价格，虽然比天然的便宜，但也在上涨。

作为鬃毛画笔的一种替换物，画家也使用硬的、有弹性的金属油漆刀，以便使用和控制颜料。授予莱希克的美国专利第2,861,371号公布了若干示范性的钢质油漆刀。授予莫里森的美国专利第2,099,030号和第2,147,310号公布了若干示范性的橡胶油漆刀，以便分别使用液体的和干的彩色颜料。虽然油漆刀型的工具在使用寿命和清洗方面提供了比传统的鬃毛画笔好的优点，但这种工具的工作部分基本上是平的、二维表面，从而除了抹刀作用，有效地限制了画家使用该工具将颜料提供给一表面的其它方式。结果，画家将油漆刀型工具作为分离型的颜料使用装置，它具有自己独特风格的、不同的、将颜料提供给表面的方式，但不能作为多用途的鬃毛画笔的替换物。

授予布朗的美国专利第3,609,051号公布了一种可转动的画笔，它具有用多孔的、有弹力的材料制造的、可转动的头。它使用较长的、通常用来涂刷墙壁等的颜料辊的滚动涂刷技术，该工具提供了普通的鬃毛画笔的另一替换物。但是，由于该工具使用了将颜料提供给一表面的不同的方法，画家一般不会将该工具视为有较多用途的鬃毛画笔的替换物。此外，由于滚动头的多孔性，该工具还存在着清洗和使用寿命的问题。

虽然供画家使用的、传统的鬃毛画笔的替换物得到了发展，但这些工具在将颜料提供给一表面的方式和方法方面存在着较大的局限性，不如多用途的鬃毛画笔。结果，在使用这些工具以代替有广泛用途的鬃毛画笔的许多特有功能方面，并按照可以进行的作图方式方法方面，画家并不认为这些工具是普通鬃毛画笔的替换物，但是这些替换的工具被认为具有另一种类型的作图功能。因此，最好提供一种具有改进的寿命和清洁功能的作图工具，而且别的方面也可如同传统的鬃毛画笔的替换物一样被接受。

本发明的简要说明

本发明是一种包括一手柄和一新颍画笔头的硅橡胶画笔作图工具。画笔头是用弹性硅橡胶制成的，它具有通常为三维的颜料接触工作面，而该工作面具有不大于手柄最大横截面直径的最大横截面直径。该笔头较佳的是通过一套管并利用一插入件的插入使进入套管空腔里的笔头扩展锁定而固定在手柄上。由于画笔头具有类似于普通鬃毛画笔的空间特征，因此该作图工具的操作比油漆刀型工具更接近普通的鬃毛画笔的操作。由于画笔头是用弹性的、无孔的硅橡胶制成的，因此该工具比普通的鬃毛画笔更耐用和更容易清洗。这样，本发明是具有清洗和使用寿命特征的油漆刀型工具和具有多用途功能特征的鬃毛型画笔的独一无二的混合物。

在第一个实施例里，本发明是一种使用和控制施加在一基底上的颜料的装置。该装置给画家提供许多有用的、下面将讨论的优点。该装置包括三个基本部件：一手柄，一套管，以及一接触颜料的硅橡胶笔头。该手柄具有一远端和一近端。套管是刚性的，固定在手柄的远端，并从手柄的远端突出以形成一靠近手柄远端的空腔。该空腔具有用来承载笔头的内表面。笔头上设有通常为三维的工作表面，它具有一最大横截面直径，但较佳的是该直径不大于手柄的最大横截面直径。笔头是用弹性硅橡胶材料制成的，因此，它具有由无孔表面形成的颜料接触部分。笔头还具有一套管连接部分。使套管连接部分扩展，使其与套管空腔的内表面锁定接触。较佳的是，套管连接部分的扩展是通过在套管连接部分里安装一插入件实现的。在一个实施例里，插入件具有螺纹，但更佳的是一普通螺钉。在另一实施例里，插入件包括至少一个倒钩，较佳的是许多倒钩，以便与笔头的套管连接部分互相作用，防止插入件相对笔头的套管连接部分纵向退出。在一更佳的实施例里，插入件是一塑料手柄的延伸部分。较佳的是，笔头还包括一在笔头的套管连接部分里纵向取向的插入空腔。在该实施例里，插入件具有大致与插入空腔互补的形状，且相对插入空腔横向尺寸较大，从而可扩展笔头的套管连接部分，使其紧抵套管空腔的内表面。较佳的是，插入件(如果没有螺纹)具有防止插入件相对笔头转动的形状。在该实施例里，最佳的是它也具有与插入空腔互补的形状。例如，插入空腔和插入件可以具有一条或几条互补的、纵向延伸的肋条。四条肋条是一个最佳实施例。

本发明装置的一个优点是提供各种形状笔头的能力，画家可利用它们提供和控制施加在一基底上的颜料。笔头的例子包括圆锥形，平凿形，凹凿形，带角度的凿子形，以及凹圆形。可在一定的尺寸范围内提供这些形状。重要的是，选择不同的硅橡胶笔头材料可提供较硬的或较软的笔头，从而在作图时可提供不同的效果。有用的笔头材料的硬度范围从约20肖氏A硬度到约70肖氏A硬度单位。通过在笔头形成前在材料里加入彩色标记可制成非常有利于画家使用的各种硬度笔头。本发明的这种方式将允许画家用眼睛很快识别和选择适当硬或软的笔头。在另一个实施例里，在笔头的工作端上形成一系列纵向延伸的裂缝，以便进一步增加画笔头吸收和携带颜料的能力。

本发明的另一实施例是一用来形成提供和控制施加给一基底的颜料的作图工具的方法。本发明的方法包括以下步骤：提供一手柄，提供一套管，并当固定在手柄上时形成一笔头承载空腔，以及提供一由弹性的、无孔的、非金属材料制的笔头。笔头上设有一般为三维的工作表面，它具有最大的横截面直径，但较佳的是，该直径不大于手柄的最大直径。笔头具有一颜料接触部分和一套管连接部分。将笔头插入套管，笔头的套管连接部分与套管的笔头承载空腔相配，而颜料接触部分从套管的远端延伸出去。然后，通过安装一插入件使笔头的套管连接部分扩展，使与套管的笔头承载空腔锁定接触。最后，将笔头已插入笔头承载空腔的套管固定在手柄上。

在该方法的一实施例里，插入件是一螺钉，它被可逆地旋接在笔头里，并将笔头锁定在套管里。该实施例可是成套工具的一部分，在该成套工具里，利用标准的套管和手柄，使它们与一系列形状、颜料接触部分的尺寸、和/或硬度不同的笔头合并使用而提供不同的作图工具。如果套管与手柄的固定是可逆的，例如使用螺纹固定，那么画家可按需要改换笔头。如果套管与手柄的固定是永久的，除了产品成本降低外还可生产高质量的装置。

在该方法的另一较佳实施例里，手柄和插入件是一体形成的。较佳的是，在该实施例里的手柄和一体形成的插入件是由塑料制成的。在该实施例里，将插入件安装在笔头里将使套管固定在手柄的远端。特别是，将套管放置在手柄上与插入件的安装将同时发生。然后，可在金属套管和手柄上压出褶痕。如果插入件和可选择的插入空腔包括肋条，由此制成的装置将可避免不需要的转动。在该方法的较佳实施例里一般有四条肋条。还可包括一个或几个倒钩，以便较好地防止永久固定的套管和手柄互相分离。在该方法的又一个实施例里，可首先在笔头上安装手柄的一体形成的插入件，然后安装刚性的套管。

本发明的优点和用途有许多。原则上讲，本发明的结构和操作比现有的作图工具更接近于重复传统的鬃毛画笔的特征功能，结果，该装置可用来有效地取代、而不是代替传统的鬃毛画笔。该装置可用类似于鬃毛画笔的方式给一基底提供颜料，即利用类似的手的运动来控制该工具，主要通过提升工具使其离开一表面而将在该表面一位置上的颜料“携带”至另一表面。除了提供颜料，本发明还提供鬃毛画笔的其它优点，按照控制已经提供给表面的颜料的能力，包括，施加颜料给一基底，混和在一基底上或在一调色板上许多未干的颜料，移动颜料通过一基底表面(更象一“橡胶滚轴”)，以及在颜料干固和与基底结合前从基底上去掉颜料。在此意义上，当用于控制已经提供给一表面的颜料时，本发明更接近于模拟人的手指的功能特征。

因为颜料保留在笔头表面上，只有比鬃毛画笔少的颜料被浪费。

通过在提供颜料过程中提供或多或少的压力，画家可利用本发明的装置在堆积于基底的颜料的深度方面获得令人惊讶的控制能力。令人惊奇的是，使用者可很快地获得这种“接触”，以便适当地控制提供的压力。留在堆积的颜料上的外表或“标记”可被控制，使其类似于或不同于鬃毛画笔产生的外表或“标记”。通过使用本发明的一种尖锐的、也是柔软边缘的装置，可将未干的颜料从甚至非常软的基底上刮下，从而允许发生作图颜料提供错误。如果在产生的标记上需要纹理，可以提供(例如)纹理凸缘、凹槽或类似的结构给装置的颜料接触表面。

本发明的另一个优点是，虽然鬃毛画笔可用于特定的作图类型，但本发明的装置也可用于广泛的作图领域。而且，它可减少画家有效作图所需要的装置，从而可节省时间和费用。

笔头形状方面的特征保证了特定的用途。中凹形的表面允许提供大量的颜料给一较小面积的基底。如果需要，颜料可直接由一颜料管提供给一中凹表面，然后提供给一基底。中凹表面还可用来控制施加给一基底表面和从一基底表面刮下的颜料。在这种去除步骤过程中，外周的、尖锐的、也是软的边缘是有用的。

该画笔头另一方面的特征也是独一无二的，即可在画笔头的工作端上形成一系列纵向延伸的裂缝或凹槽，以便进一步增强画笔头在吸收和携带颜料方面的能力，而不需要任何类型的铲刮动作。在画笔头工作端上的纵向延伸的裂缝或凹槽也可产生独一无二的标记。

另一个优点是容易清洗。特别是，当本发明的笔头表面是用硅橡胶制造时，在颜料还是湿的时候非常容易清洗。一般说，只需擦净笔头表面就可以了。然而，如果颜料已经干了，笔头的柔软性加上不渗透的表面将允许干固的颜料从笔头上裂开和剥离。在相同的情况下，鬃毛画笔一般是不可维修的。清洗容易具有显著的优点，特别是在油基颜料的情况下，这样，本发明可减少甚至限制使用对环境有害的清洗溶剂。

附图的简要说明

图1是本发明的颜料施用和操作装置的立体图，它带有安装在其上的平凿笔头；

图2是图1中的装置沿2-2线的、放大的剖视图，其中手柄部分被省略；

图3是图1中的装置的不完全的平面图，它带有安装在其上的带角度的凹凿笔头；

图4是图1中的装置的不完全的立体图，它带有安装在其上的平凿笔头；

图5是图1中的装置的不完全的平面图，它带有安装在其上的锥形笔头；

图6是图1中的装置的不完全的立体图，它带有安装在其上的带角度的凿子笔头；

图7是图1中的装置的不完全的立体图，它带有安装在其上的凹圆笔头；

图8是图1中的装置的不完全的平面图，它带有安装在其上的平凿笔头；

图9是图1中的装置的不完全的立体图，它带有安装在其上的凹凿笔头；

图10是图1中的装置的不完全的立体图，它带有安装在其上的凹圆笔头；

图11是图1中的装置的不完全的立体图，它带有安装在其上的带角度的凿子笔头；

图12是图1中的装置的不完全的立体图，它带有安装在其上的锥形笔头；

图13是另一实施例的不完全的剖视图；

图14是图13所示另一实施例的另一剖视图；以及

图15是图4所示装置的另一实施例的不完全的立体图。

较佳实施例的详细说明

通过参考附图和阅读下面的说明可获得对本发明的理解。为了有利于充分了解本发明，初步提供一较佳实施例的概述。概述后面是较详细的说明和一些较重要的替换实施例。这里使用的“颜料”不仅包含着油基的画图颜料，还包含丙烯酸类颜料，水彩颜料，墨水，木炭和铅笔芯，以及其它的、适合于艺术表现目的的、可施用于基底的液体、固体、乳胶、悬胶液和触变材料。

在第一个实施例里，本发明是一种施用和控制给基底颜料的装置。为了便于理解，可设想它是传统的众所周知的鬃毛画笔的替代物。然而，它较容易清洗，并在使用中可产生新颖效果。

如图1所示，装置20具有带近端24和远端26的手柄22。如下面将要讨论的，手柄可由木材制成，较佳的是上清漆或喷漆的硬木，塑料或金属。

固定在手柄22远端26上的是套管28。套管28是刚性的，在较佳的实施例里可是钢的，黄铜的，铜的，或铝的，或是镀“镍”的黄铜，以防止腐蚀，或者是其它适当的金属材料。合适的套管也可是由塑料制成的。较佳的是，套管28通过褶痕、如一个或几个褶痕30固定在手柄22的远端26上。套管28较佳的是管状的或筒形的，并延伸超过手柄22的远端26。最好，套管28略呈锥形，并且其远端处的横截面比近端处的横截面小。套管28的延伸部分32形成一由内表面36限定的空腔34，如图2所示。该空腔靠近手柄22的远端26，并自该远端延伸。

空腔34里安装着弹性的硅橡胶笔头38。更具体地说，笔头38具有一套管连接部分39和一颜料接触部分40。笔头38上设有一般为三维的工作面41，该工作面41具有最大的横截面直径42，而该直径较佳的是小于手柄22的最大直径。因为画笔头38具有类似于普通的鬃毛画笔的空间特征，其中，工作面41的最大横截面直径42小于手柄22的最大横截面直径，作画工具20的操作较之油漆刀型工具更类似于普通的鬃毛画笔，而油漆刀型工具具有通常为二维的工作面和较大的工作面宽度，并比油漆刀型工具手柄的最大横截面直径还要大得多。事实上，画笔头38的工作面41是一三维表面，而不是油漆刀型工具的二维表面，它允许本发明以更类似于鬃毛画笔的方式涂抹和控制颜料。形成画笔头38的无孔硅橡胶材料的表面张力特征，当与工作面41的三维特征结合时，将允许画笔头38携带大量的颜料，这类似于由鬃毛画笔的鬃毛夹带颜料。相反，如果画家希望用油漆刀型工具移动颜料，必须将颜料铲刮在油漆刀的二维工作面上。

笔头38是用弹性硅橡胶制成的。较佳的硅橡胶的特点在于低的压缩永久变形(即，形成的笔头基本上不随时间而松弛，即使是在稳定的压力下，从而随着时间的推移仍能保持与套管的锁定关系，因而不需要使用在有溶解剂存在时可能会变质的胶粘剂)；约50-250的高的抗扯强度(DieB，ppiASTM 624方法)(即，当画家作画时，形成的笔头几乎显示不出撕裂或拉扯的倾向)；经过处理后，达到从约20-70、较佳的是从约30到60的肖氏A硬度(ASTM2240方法)，其中25-40肖氏A硬度的笔头用来形成“较软”的笔头，而45-60肖氏A硬度的笔头用来形成“较硬”的笔头。用来处理较佳的硅橡胶的触媒剂最好是铂基材料(提供较大的抗溶解能力)。然而，较便宜的过氧化物基触媒剂系统被认为是可以接受的，以便形成要求较低的笔头，从而可适当地提供给儿童和初学画者。

这种材料的较佳来源是来自Dow Corning的医药级硅橡胶ETRTM合成橡胶Q7-4735和Q7-4750(一种增强的抗扯硅橡胶)，其中，Q7-4735用来形成“较软”的笔头，而Q7-4750用来形成“较硬”的笔头。这些产品具有两部分热调定合成橡胶。一种相关的产品，Q7-4765被认为是合用的，但对于大多数作画用途来说，形成的笔头太“硬”。这三种产品也可混合，以配制出中等硬度，例如，Q7-4765可用于这种混合。人们期待不久的将来可从生产者处获得具有与Q7-4735和Q7-4750相同的或大致相同性质的、较便宜的产品，因为这些特定材料的“医药”级性质由于需要符合医药标准的质量控制而较为昂贵。

由Dow Corning代表的Q7-4535和Q7-4750由二甲基和甲代乙烯基矽氧烷共聚物和加强的硅石组成的。其它的适用于作笔头产品的硅橡胶(虽然不是最满意的)是，氟硅橡胶(抗溶剂性能好，但较昂贵)；诸如来自Dow Corning的GP-50和GP-30的一般用途的硅橡胶(具有足够的强度，但抗溶剂性能较差，从而阻碍了它在使用油基颜料时的大量应用，但允许用于儿童颜料)；来自Dow Corning的RTV(室温下硬化型)；LSR(液体硅橡胶)，诸如LSR595-HC和LSR 590(用模制方法太贵)之类。所有适用材料的一个值得注意的属性是模制笔头的表面特征。特别是，干的或干性的颜料不会粘结在表面上，在使用后能非常方便地从笔头上清除掉。虽然笔头形状可以有无穷的变化，但最有用的形状包括以下几种：图5所示的锥形；图8所示的平凿形；图9所示的凹凿形；图10所示的凹圆形；和图6所示的带角度的凿子形。图9所示的凹凿形和图10所示的凹圆形均包含凹形表面，画家们可很快地学会利用它来移动和控制在基底表面上新鲜的、未干的颜料。笔头较佳的是通过模制形成，例如用注射-压缩模制。此外，可通过切割凝固的硅橡胶来形成笔头。当然，也可合并使用模制和切割方法。

再参看图2，笔头的套管连接部分39在套管空腔34里扩展，以便与内表面36锁定接触。该扩展是由插入件44产生的。在较佳的实施例里，插入件44可是一螺钉。通过向前转动使螺钉安装在笔头38的套管连接部分39里。插入件44的纵向移动使笔头38的材料横向扩展。如果横向扩展是足够的，那么在笔头38和套管28之间产生锁定接触。可以看到，笔头38在套管连接部分39里的扩展在近端处较为显著，那里是插入件44开始插入的地方。这种情况有利于进一步改善在较佳的锥形套管28里的锁定接触。然而，更佳的是，在制备笔头过程中，给笔头38的套管连接部分39提供互补的锥体。在一较佳的实施例里，笔头38扩大5％，以便增强笔头38在套管28里的配合。可在笔头38上提供一凸起的圆环43，以便准确地表示笔头38相对套管28应处的位置，从而有助于将笔头38安装在套管28里。在组装时，一旦笔头38位于套管28的适当位置上，圆环43趋向于略微向外推动笔头38。在一个实施例里，在插入件44的露出端上提供环氧树脂基胶粘剂，从而在插入件44的金属和套管28的内表面的金属之间产生粘连，使插入件44锁定在位置上，增加了安全性。

插入件不一定是螺钉。例如，通过安装其它适当的插入件、如钉子或其它硬的可插入物也可产生锁定接触。此外，插入件44也可包括一个或几个诸如地板钉子或其它的装置上的倒钩或圆环，以防止笔头38从套管28中抽出或与套管28分离。更佳的是，笔头38还包括一引导孔，最理想的是从套管连接部分39的近端轴向延伸，终止于颜料接触部分40的近端。

虽然套管28和插入件44是固定笔头38和手柄22的较佳结构，但可以看到，这种固定也可通过其它方法实现，诸如通过粘合或粘结将笔头38的近端固定在手柄22的远端26上。此外，可使手柄22远端26上的突出物插入笔头38上对应的凹腔里，或者相反，使笔头38近端上的突出物插入手柄22远端上对应的凹腔里。在任何一种情况下，都可以提供额外的机械或化学手段，诸如倒钩、凸缘、螺钉、胶水或粘结剂，以便有助于将笔头38固定在手柄22上。

制备本发明的一种作图工具还构成本发明的另一实施例。具体地说，该方法包括以下初始步骤：提供手柄22，诸如木质画图鬃毛画笔手柄；提供套管28，诸如用于鬃毛画笔或普通铅笔上的套管；以及提供一笔头38，或上面讨论过的各种形状和硬度的笔头中的任何一种。接着，将笔头38插入套管28，其中，笔头38的套管连接部分39位于套管28的笔头安装空腔34里，而颜料接触部分40从套管28的远端延伸出去。然后，通过将插入件44安装在笔头38的套管连接部分39上，使笔头38的套管连接部分39扩展，通过锁定接触保持在套管28的笔头安装空腔34里。较佳的是，在笔头38里提供一引导孔。一较佳的引导孔或插入空腔相对于插入件44来说尺寸较小，但有助于安装。也即在安装时，使螺钉(作为一个例子)具有前移的趋势，通过螺钉从套管连接部分的近端到远端的、轴向的和纵向的移动，而趋向于产生一个较均匀的锁定接触。如果使用螺钉作为插入件44，可通过一螺帽驱动器或一螺钉驱动器来完成螺钉在套管内的驱动转动。最后，将套管28固定在手柄22上。如果该装置是永久的，可使用褶痕30来固定。通过在适当靠近手柄22远端处提供一环绕凹槽可改善和确定褶痕的位置。

如果提供一种可拆卸的连接，诸如使用阴螺纹的套管和阳螺纹的手柄，那么本发明可提供互换笔头的可能性。在这种结构里，画家可准备少量的手柄和大量的笔头38。笔头38可与少量的套管互换，也可以是，各笔头各具有一专用套管，而具有专用套管的笔头与少量的手柄互换。在这些系统里，可给画家提供系列笔头，或者是可互换的分离的笔头，或者是带专用套管的笔头，或者是全套的作图工具。虽然可方便地认出各种形状以供使用，但通过提供惰性的不同的颜色标记以显示各种不同硬度的笔头可提高效率。这种颜色标记可在模制前与笔头材料混和，以方便地获得所需的效果。

此外，本发明还允许通过替换笔头或笔头和专用套管的组合物来简单地修补损坏的作图工具。

在图13所示的一个更佳实施例里，一一体形成的插入件144自手柄122延伸并与手柄122一体形成。较佳的是，一体形成的插入件144和手柄122是通过模制热塑性材料形成的，虽然它们也可由金属或木材形成。一体形成的插入件144包括肋条145，最好是四条径向突出肋条145。这些肋条145可用来减少或防止笔头138相对于插入件144的转动。另外，可提供倒构146，以便阻止笔头138偶然与一体形成的插入件144分离。在肋条145上的肘角147同样地有助于防止一体形成的插入件抽出。此外，应该指出，可对套管128压上褶痕，如褶痕131，以便进一步加强套管128和笔头138之间的锁定。

较佳的是，在笔头138里提供一引导孔或插入空腔143。较佳的插入空腔143在笔头138的套管连接部分139里呈纵向取向。更佳的是，一体形成的插入件144和插入空腔143具有互补的形状，且一体形成的插入件144相对于插入空腔143的横向尺寸较大，从而使笔头138的套管连接部分139扩展而紧抵着套管128的空腔134的内表面136。

当认识到这是一种在笔头138和手柄122之间带有许多重复的固定系统的永久组件，就可明白实施例120的令人满意的高质量。也即笔头138是用许多方式被牢牢地固定。首先，由于向外扩展，它紧抵着套管128的内表面，由此防止两者之间的分离或转动。第二，倒钩146和肘角147可防止后来安装的一体形成的插入件144的纵向移动，并有助于防止转动。第三，对套管128压出褶痕，同时落在手柄122和笔头138上。最后，肋条145禁止转动。该永久装置唯一留下的重要缺陷是形成笔头138的材料的结构特征。

按照本发明的另一实施例来看，许多重复的固定变得非常值得注意，例如在形成图13所示的作图工具的一种方法里。首先提供手柄122。而用注射模制形成带一体形成的插入件144的手柄122对本技术领域的技术人员来说是众所周知的。同样地，可用薄金属管形成套管128，作为一种选择，可用本技术领域的技术人员众所周知的技术使其略呈锥形。各种形状和硬度的笔头138可以模制，也可以从上面提到的、可买到的硅橡胶材料上切割下来。随笔头138插入套管128，一体形成的插入件144和手柄122分别纵向安装在插入空腔143和套管128的近端部分132上。最后，将套管128固定在手柄122的远端。较佳的是，这个固定是通过压褶痕实现的，更佳的是还可通过将褶痕压在套管128和笔头138上来实现。

在本发明的另一种方法里，可首先将一体形成的插入件144安装在笔头138里，然后将套管128压入并压出褶痕。

在图15所示的另一实施例里，可在笔头138上形成一系列纵向裂缝150，以便增加本发明的吸收性和携带颜料的能力。裂缝150的深度可全部切割通过笔头138，或只通过笔头138的一部分。同样地，裂缝150的长度可是相对于笔头138长度的任何所需的长度。在笔头138的各侧还可形成一组互补的裂缝，而在它们之间留下在中心的、未切下的部分。除了通过切割或剖分笔头138形成裂缝150，也可通过去掉一部分笔头材料来形成各裂缝150。由于裂缝150的机械性能，由于增加了可承载颜料的笔头138的表面积，颜料的吸收性和承载能力得到增强。裂缝150还可供本发明产生不同类型的标记和笔划。

总之，可容易地看到，本发明通过许多实施例提供了一种新型的作图工具，一种适合于大规模廉价制造耐用的作图工具的方法，或从一系列笔头中互换笔头。

由于在不脱离本发明精神的情况下可对本发明作出许多改变，因此本发明的范围不限于这里所述的某一个实施例。说得更确切些，本发明的范围由附后的权利要求书和它们的等同物确定。

Claims (12)

1.一种提供和控制施加给一基底的颜料的装置，包括：

一手柄，具有一远端和一近端；

一刚性套管，它固定在手柄的远端并从手柄的远端延伸出去，从而形成一靠近手柄远端的空腔，该空腔具有一内表面；

一笔头，由弹性硅橡胶形成，该笔头具有一带无孔表面的颜料接触部分和一套管连接部分；以及

扩展笔头的套管连接部分的结构，使笔头的套管连接部分与刚性套管空腔的内表面锁定接触。

2.一种提供和控制施加给一基底的颜料的装置，包括：

一手柄，包括一供握持的细长轴杆，它具有一远端，一近端，一纵向轴线和一最大横截面直径；

一无孔笔头，它由弹性硅橡胶制成，具有一远端，一近端，一纵向轴线和一包括该远端的三维颜料接触工作表面，该颜料接触工作表面具有小于手柄最大横截面直径的的最大横截面直径；以及

将笔头的近端固定在手柄的远端上的结构，从而使笔头的纵向轴线与手柄的纵向轴线同轴对齐。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，用来固定的结构包括：

一刚性套管，它限定一靠近手柄远端的空腔，并具有一内表面；以及

使笔头的近端扩展、从而使笔头的近端与刚性套管的内表面锁定接触的结构。

4.如权利要求1或3所述的装置，其特征在于，扩展笔头的套管连接部分的结构包括一安装在该套管连接部分内的插入件。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，该插入件包括至少一个倒钩，该倒钩与笔头的套管连接部分互相作用，以阻止插入件相对笔头的套管连接部分纵向退出。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：

一插入空腔，它纵向地位于笔头的套管连接部分里；以及

插入件具有与插入空腔互补的形状，且其横向尺寸比插入空腔大，从而使笔头的套管连接部分扩展并紧抵套管空腔的内表面。

7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，笔头具有从20肖氏A到70肖氏A的硬度值，50-250 Die B的高抗扯强度值，以及低的压缩永久变形。

8.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，笔头包括标记色彩，以便用眼睛识别构成笔头的硅橡胶的硬度。

9.一种提供和控制施加在一基底上的颜料的成套工具，包括：许多硅橡胶笔头，各笔头具有一颜料接触部分和一套管连接部分，通过在套管连接部分里安装一插入件使套管连接部分扩展并与可固定套管的手柄的笔头承载空腔锁定接触。

10.如权利要求9所述的成套工具，其特征在于，成系列的各笔头在硅橡胶硬度上有变化，各笔头包括彩色标记，以识别各笔头的硬度。

11.如权利要求9所述的成套工具，其特征在于，还包括：

一手柄和一可拆卸地固定在该手柄上的套管；

一可拆卸地安装的插入件，使笔头的套管连接部分扩展并紧抵着套管；以及

成系列的各笔头可单个和可拆卸地固定在套管和手柄的组合件上。

12.如权利要求1，2或9所述的装置，其特征在于，笔头具有三维颜料接触工作表面，而该表面具有选自由圆锥形、平凿形、凹凿形、凹圆形和带角度的凿子形组成的集合的一个形状。

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