CN1326406A - 用于书写用具的集流管 - Google Patents

Abstract

主要旨在提供流行的集流管式书写用具的改进型式的集流管用于调整书写用具的内部压力,其中能够可靠地改善书写用具的性能,包括可防止因在使用过程中由于装上和取下笔帽而致使环境压力增大或减小的影响所造成的墨水泄漏,以及防止由于在商店保存过长时间而造成的墨水喷出或直接流出,并能在书写过程中仍保证有顺滑的书写舒适性。集流管(106)借助毛细管作用通过墨水通过一个墨水通道(114)将墨水暂时保持在墨水保持槽(113)内,并通过空气通道(115)和保持槽(113)的组合确保轴向和径向的空气通道。使空气通道连续形成,从而它通过空气通道部分(115a,115b,115c和115d)和连接通路(122a,122b和122c)相对于集流管(106)的轴向曲折几次。当温度或环境压力快速变化时因墨水从墨水罐涌入集流管的保持槽而造成的墨水的泄漏可由墨水喷出的曲折性得以缓解。

Description

用于书写用具的集流管

本发明涉及对在其顶端具有一个作为书写部的笔尖部件的直接进给式书写用具，例如圆珠笔、毛毡笔、自来水笔等的改进，该书写用具包括一个用于直接自储墨水的墨水罐，一个作为调节元件的由多个薄板(叶片)制成的集流管，它用于借助毛细管作用调节内部压力，还包括一个用于从墨水罐向笔尖部件供应墨水的墨水进给装置。更具体地说，本发明涉及对集流管的改进，以便能够随着温度和压力的急剧变化而进行调节。

为了减少从书写笔尖向前泄漏以及向后泄漏而弄脏衣物的情况的发生以及由于在书写过程中使笔尖向上而引起墨水下降所造成的书写障碍，传统公知的油质圆珠笔采用高粘度墨水，其粘度通常在大约3,000到10,000mPa·sec(毫帕·秒)，同时具有一个细的墨水罐以便提高其毛细作用。由于传统的油质圆珠笔有高的墨水粘度以及细的墨水罐，所以它们存在着书写不流畅，造成墨迹，书写时线条不均匀以及密度低等问题。

已知有一种所谓的纤维条式笔，它具有一个由浸满粘度为几mPa·sec的低粘度墨水的纤维束构成的纤维条以及一个用于将墨水供应给它们的笔尖的给墨装置。但是，这种纤维条式笔存在着难以分辨出墨水消耗量的问题以及线条不稳定的问题，使得在书写的开始阶段有足够量的墨水流出，因而书写线条粗，而由于书写过程中墨水的消耗，使墨水量逐渐变少，因而书写出的线条变细。为解决这一问题，可将纤维条的毛细容量设定得较低，以便从纤维条中平稳地排放墨水。但是，这种设置将增大从纤维条中喷射出墨水的可能性以及由于掉落等冲击污染衣物等情况的发生。相反地，如果增加纤维条的毛细容量，将会造成墨水排放方面的问题，即在书写时墨水排放速度显著降低，并且在笔的使用寿命的后半期内，尽管还剩有充足的墨水，其书写线条也会显著变细。

为了克服上面所述的油质圆珠笔及纤维条式书写用具的缺点，已知有一种利用一个集流管的所谓直接储墨型书写用具(下面称之为集流管式书写用具)。如图1所示，这种集流管式书写用具具有一个设置在后半部分中的用于直接储存墨水2的墨水罐3，以及一个在自来水笔中已经采用的机构，该机构用于在书写时通过补充空气且利用具有由叶片(薄板)限定的多个保持槽13的集流管6来调整内部压力。集流管式书写用具的优点是，它在开始阶段以等于或高于纤维条式书写用具的流速排放墨水2，同时不会降低墨水流速，并且即使不施加任何额外的书写力，直到其使用寿命结束(用光墨水)时都能够提供粗的书写线条。但是，由于这种书写用具需要装入比油质圆珠笔更多的墨水，它具有一个可装入更多的墨水2(典型地为1至3cc)的大直径的墨水罐3。

在集流管式书写用具中，当大气压力变化时，墨水2在集流管6和墨水罐3之间运动(或者空气通过狭窄的墨水通道14进出)，从而调整内部压力，以使得墨水2不会从由标号9所表示的笔尖部件1的顶部漏出。

在这种集流管式书写用具中，一般设有一个帽17，利用其所具有的环形的凹陷造型将用标号10表示的气孔及笔尖部件1气密地密封起来，以防止墨水2挥发。但是，这种帽17具有一个称之为泵吸现象的缺点，即，当把该帽17盖上或取下时，在帽17内的内部压力会发生变化，从而造成墨水2逐渐地填满集流管6，最后墨水2将超过集流管的保持极限，从气孔10中流出。

此外，集流管式书写用具具有另外一个缺点，即，在由于温度的变化、在飞机上的压力变化以及海拔高度的不同等原因引起压力反复增加和下降时，出于上述同样的机理，会使墨水喷出。通过为帽17设置一个可动的内帽18或者通过设置一个有橡胶端面的密封面(未示出)或其它处理方式可以解决泵吸现象。另一方面，为了解决由于大气压力反复地增加和降低而引起墨水喷出的问题，必须增大集流管6的最大墨水保持能力(加大集流管的直径或长度)或者减少墨水罐3的体积。但是，加大筒管的尺寸会使其外观不够漂亮，而减少墨水罐3内的墨水储量使笔的寿命缩短，因而降低了其价格性能。采用过长的集流管6，在笔尖部件1的顶部9处的墨水头会变得太高，容易引起向前的泄漏。如果试图通过改进墨水2来解决上述问题，则应采用润湿性很差的墨水，这会损及书写的舒适性。

如果把一个在地面上于大约一个大气压下盖上帽17的集流管式书写用具带到气压通常被调整到大约0.8个大气压力的飞机上时，将会发生压力失衡。即，如果在飞机上取下帽17，则处于一个大气压下的笔的内部空间突然暴露在0.8个大气压的机舱内空气中，从而内部的墨水2通过由标号15表示的空气通道涌入集流管6内并从前端的空气孔10喷出，且墨水不能被保持在集流管6的保持槽13内。

为了解决这种源于压力失衡的喷出问题，日本实用新型公报平3No.31580及日本实用新型公报平3No.31581公开了一些装置。在这些公开文献中，一个位于集流管中间部分的保持槽具有两个对称地布置在集流管周边上的不同位置处的来自相邻保持槽的空气通道的空气通道或者切口，从而涌出的墨水将分流到左侧和左侧的通道内，由此防止墨水直接从空气孔中流出。

但是，由于采用了这些装置，如果在正常情况下适度地调整内部压力时墨水到达带有两个切口的用于上述墨水保持槽的叶片，会变得不能进行空气交换，而且具有两个位于墨水通道对面的切口的叶片将不能保持墨水。其结果是，减少了所保持的墨水量。另外，如果只有一个在中间部分的保持槽具有这种结构，当在飞机上发生急剧的气压变化时，位于从该位置到筒管后部的保持槽将不能保持墨水。也就是说，这种结构在该位置处能够将墨水的涌出减轻一定的程度，但不能保持全部墨水，从而不能成功地防止墨水喷出。

也可能认为，可在多个位置处设置上面所述的具有两个切口的保持槽。但在这种情况下，不能保持墨水的上述部分也成倍地加大，从而使在正常情况下适度地调节压力的过程中能够保持的墨水的体积下降。因而，可能需要一个更大的集流管，这将导致必须有大直径的筒管或者减少墨水的装载量，后者可能会缩短书写用具的使用寿命。

为了解决这个墨水保持效率方面的问题，日本专利申请公报平9No.104194提供了一个方明。在该公开文献中，在墨水通道(在该发明申请中称之为“气/液交换通道”，但在本发明中则称之为墨水通道)和空气通道(侧通道)之间设置一个隔板，以将一个通道与另一个通道分隔开。当墨水进入集流管(笔芯)的内部空间时，墨水保持槽(集流管槽)从墨水通道所处的一端向另一端地沿圆周方向逐渐填充墨水。

在上述文献所公开的发明中，当在环境压力变化的条件下装上或卸下帽时，墨水涌过空气通道。也就是说，这种结构和上面所述的两个装置(在实用新型公报平3No.31580和日本实用新型公报平3No.31581中所公开的)具有同样的问题，或者存在着由于不能有效地利用集流管的保持能力而使墨水溢出的问题。

此外，利用上面所公开的结构，如果因为笔掉落时可能由撞击造成的墨水涌出或墨水泄漏而使空气通道侧被润湿时，绝大部分保持槽会被来自狭窄的竖直槽侧，即墨水通道侧和空气通道侧这两侧的墨水所封闭，因为保持槽的结构使得当它们保持墨水时只允许墨水沿一个方向流动。因此，空气通道被墨水堵塞，从而在保持槽内不能进行适当的空气交换。这意味着，集流管不再能提供作为调节器的作用，很容易造成喷出和从前面泄漏。

当把图1所示的上述书写用具放在环境压力变化的环境中时，在笔尖部件1内可能作用一个很强的压力，从而除了墨水2会涌入集流管6内之外，还使得墨水2可能从笔尖部件1的顶端9向前面泄漏。因此，需要有这样一种装置，即，当环境压力变化时，它能够避免在笔尖部件1内的压力直接作用到书写笔尖的顶端9上。

本发明的主要目的是改进目前流行的集流管式书写用具并提供一种用于书写用具的集流管，它可以满足对改善有关避免出现缺陷的性能所提出的要求，这些性能例如包括防止在使用过程中或在盖上或打开笔帽时由于环境压力变化的影响而造成的墨水泄漏的能力，防止当书写用具在商店内已储存了一段很长的时间时墨水喷出或向前泄漏的能力，同时它在书写时仍能提供顺滑地书写的舒适感。特别是，本发明的目的是防止诸如墨水喷出的缺点，该缺点可能是例如在反复地乘坐飞机致使压力反复地增加和减少而引起的，同时它还满足了使集流管式书写用具具有小巧外观的要求，而通常这种书写用具偏粗大，而且不会损及传统集流管式书写用具所拥有的极优异的书写舒适性，也不会提高成本。

根据本发明，用于调节书写用具的内部压力的书写用具集流管具有一个在其顶端带有书写尖的笔尖部件，一个用于储存粘度较低的墨水的墨水罐，以及一个用于从墨水罐向书写尖进给墨水的进给装置，该集流管包括：多个在其间限定出墨水保持槽的板状构件；一个沿集流管的轴向延伸穿过多个板状构件的、用于连接墨水保持槽的墨水通道，一个通过设置具有切口或狭槽的多个板状构件而形成的空气通道，其中，墨水由毛细管作用经过墨水通道被导入并暂时保持在墨水保持槽内，与此同时，气体通路由气体通道与保持槽的组合沿轴向和径向确保，并且其特征在于，气体通道沿集流管轴线连续地形成，其走向呈多个之字形。

在本发明中，具有第一种构形的空气通道相对于集流管的轴线在墨水通道的相对侧上形成。

在本发明中，具有第二种构形的空气通道相对于集流管的轴线在墨水通道的同一侧上形成。

在本发明中，具有第三种构形的空气通道相对于集流管的轴线在墨水通道的同一侧及其相对侧上形成。

在本发明中，空气通道由多个线性通道部分构成，每个通道部分沿集流管的轴向延伸，但相邻部分相对于集流管轴线以不同的角度位置配置，与此同时，每个位于相邻线性通道部分之间的边界处的板状构件具有一个切口，以限定出一个用于在相邻的线性通道部分之间形成连通的连接槽。

在本发明中，集流管被划分成沿其轴向的多个区段，每个区段形成一个空气通道，同时，除围绕墨水通道的部分之外，位于各区段之间的每个板状构件的外径小于相邻板状构件的外径，以便形成一个连接通路，该通路将相邻区段的各空气通道相互连通。

在本发明中，通过仅在每个板状构件的外周上设置一个切口或狭槽而构成空气通道。

在本发明中，在至少一个墨水保持槽内形成一个用于与进给装置形成连通的连通孔。

在本发明中，墨水罐中直接储存在常温下其粘度在2至100mPa·sec的低粘度墨水。

特别是，本发明的书写用具可用于圆珠笔，所述圆珠笔具有一个在其顶端带有一书写笔尖的笔尖部件以及利用毛细管作用的可形成从墨水罐到书写部件顶端的墨水供应通路的墨水进给装置；或者本发明的书写用具可用于其墨水供应装置本身用作书写部件的毛毡笔或记号笔。一个集流管设置在具有一底部的杯状墨水罐和书写头之间，所述集流管具有一个排放狭槽和一个与外部相连的空气通道，一个起着气/液交换槽作用的狭长的墨水通道以及适当数量的保持槽，这些保持槽由相互隔开预定距离的叶片(薄的板状构件)所限定，该集流管通过使墨水2流入和流出保持槽而起着调节笔体内的内部压力的作用。

作为本发明的一个为了减少当温度或压力急剧变化时由于墨水从墨水罐涌入集流管保持槽内而引起的墨水喷出的有效手段，空气通道的第一种结构通过在集流管的周边处且在与墨水通道相对的一侧上(在相对于集流管轴线的相反侧上)形成切口(或狭槽)并使之至少改变两次方向来构成，从而毗邻的空气通道部分不排列在一条与轴线平行的直线上。优选地，使空气通道至少转折三次，从而将集流管分成四个区段A，B，C和D或更多。

作为上述第一种手段，其中集流管的空气通道通过仅在相对于集流管轴线与墨水通道相对的半部上形成一个切口(或狭槽)来限定空气通道的构形，该结构即使在空气通道被涌出的墨水润湿的情况下，也可通过充分利用保持槽的能力而有效地维持集流管的功能。此外，例如当通过注塑用塑料制成集流管106时，为了形成与墨水通道114相对的一侧，无需改变金属模的金属模具结构，因为空气通道115需要和传统结构中一样通过仅对一半部分成形而从一个部分到另一个部分地弯折成之字形。因此，无需改变金属模结构就可以精确地模塑出薄的翅状叶片112以及用和现有技术相同的方式模塑保持槽113，而无需额外的部件成本。

作为本发明的另一个为了减少当温度或压力急剧变化时由于墨水从墨水罐涌入集流管保持槽内而引起的墨水喷出的有效手段，限定出用于与外部连通的空气通道的第二种结构，以便通过以下方式使方向多次转向，即，在形成墨水通道的同一半侧(相对于集流管轴线的同一侧)上且在该部分的周边上形成切口(或狭槽)，同时利用连接通路(222a，222b，222c，…)相对于毗邻的轴向空气槽地偏转(连接)用于每个区段的一个轴向空气通道部分(215a，215b，215c，…)，所述连接通路由外径小于相邻叶片的外径的板状构件限定，从而使毗邻的空气通道部分不排列在一条与轴线平行的直线上。优选地，空气通道至少成之字形(转向)三次，从而将集流管划分成四个区段A，B，C和D或更多(例如，参见图9)。

在其周边限定连接通路(222a，222b，222c)的板状构件，其直径小于相邻的板状构件(叶片)的直径，从而沿几乎整个圆周形成一个空气通道。这种结构即使在空气通道被涌出的墨水浸湿时也可通过充分地利用保持槽的能力而有效地保持集流管的功能。此外，例如，当利用塑料用注塑法形成集流管时，需要形成的图案仅位于集流管的墨水通道的同一侧，因此，很容易制成在墨水通道相对侧上的半侧的金属模。因而，可以不用改变金属模结构地精确模塑薄的翅状叶片且以与现有技术相同的方式模制保持槽，而无需额外的部件成本。

作为本发明的为了减少当温度或压力急剧变化时因墨水从墨水槽涌至集流管保持槽而引起的墨水喷出的又一个有效手段，限定与外部空气连通的空气通道的第三种结构，以便以如下方式使方向多次转向，即，形成具有切口(或狭槽)(315a，315b，315c…)的每个区段，并在靠近墨水通道的位置处以及在墨水通道的相对侧上，使墨水通道的中心位于其间地交替排列切口，同时，利用一个连接通路(322a，322b，322c，…)相对于毗邻的轴向空气通道部分地偏转(连接)每个区段的一个轴向空气通道部分(315a，315b，315c，…)至少两次，所述连接通路由板状构件所限定，所述板状构件的外径小于相邻叶片的外径，从而毗邻的空气通道部分不排列在一条与轴线平行的直线上。优选地，空气通道被至少转向(曲折)三次，从而将集流管划分成四个区段A，B，C和D或更多个区段。

此外，在本发明的结构中，在至少一个墨水保持槽内形成一个用于与中间芯部7和8形成连通的连通孔，该结构可以在压力变化的情况下防止墨水从书写笔尖中渗出。如果导流孔的尺寸Tr过小，则由于毛细管作用失去平衡而存在着墨水可能被从内部抽吸到保持槽侧的危险。因此，导流孔优选地具有一个大于最小保持槽的宽度t的尺寸(Tr＞t)。

这里，本发明中所用的部件可以是众所周知的产品。例如，对于墨水，可以采用一种通过改性而使其粘度降低到一定程度的假塑性墨水(也称作凝胶墨水)，这种墨水于常温(23℃左右)下具有为2至100mPa·sec的低的(或中等的)粘度，而在静止状态下则表现出相当高的粘度，以便防止墨水从笔尖部件的顶端向前泄漏，而在书写时，当受到剪切力或运动的影响时，其粘度会降低，从而能顺滑地进行书写。作为墨水基础的典型溶剂为水，但也可适当地采用有机溶剂作为墨水，例如低级醇，高级醇，二甲苯等，例如乙二醇的二元醇类，以及它们的酯类，众所周知，它们可用于集流管式书写用具。

类似地，对于其它部件，可适当地选择传统上采用的产品，例如，用于中心芯的墨水进给装置(在毛毡笔或记号笔的情况下用作书写笔尖)可以是通过加热或粘接成型的纤维线构成的纤维束芯，也可以是通过挤塑成形的具有雪花晶体状截面的塑料芯，或者是由通过加热固定或用粘接剂粘结的其内部带有空间或孔隙的小颗粒制成的烧结体，或者是海绵，只要能够在一定程度或更大程度上保持和引导墨水即可。

附图的简要说明

图1是表示一个典型的集流管式书写用具的垂直剖视图；

图2至图8是用于说明第一个实施例的集流管的视图，其中，

图2是表示该集流管的立体图；

图3是表示该集流管的主视图；

图4是表示该集流管的后视图；

图5是该集流管的沿图3中的E-E平面截取的剖视图；

图6是该集流管的沿图3中的F-F平面截取的剖视图；

图7是该集流管的沿图3中的G-G平面截取的剖视图；

图8是该集流管的沿图3中的H-H平面截取的剖视图；

图9至图14是用于说明第二实施例的集流管的视图，其中，

图9是表示该集流管的立体图；

图10是表示该集流管的主视图；

图11是该集流管的沿图10中的E-E平面截取的剖视图；

图12是该集流管的沿图10中的F-F平面截取的剖视图；

图13是该集流管的沿图10中的G-G平面截取的剖视图；

图14是该集流管的沿图10中的H-H平面截取的剖视图；

图15至图22是表示第三个实施例的集流管的视图，其中，

图15是表示该集流管的前侧立体图；

图16是表示该集流管的后侧立体图；

图17是表示该集流管的主视图；

图18是表示该集流管的后视图；

图19是该集流管的沿图17中的E-E平面截取的剖视图；

图20是该集流管的沿图17中的F-F平面截取的剖视图；

图21是该集流管的沿图17中的G-G平面截取的剖视图；

图22是该集流管的沿图17中的H-H平面截取的剖视图。

为了更详细地说明本发明，下面将参照附图对本发明的实施例进行描述。

图2至图8是用于说明按照本发明第一实施例的水质圆珠笔用集流管的视图。图1示出了一个使用该实施例的集流管的集流管式圆珠笔。

如图1所示，一个典型的集流管式圆珠笔包括一个笔尖部件1，在其顶端宽松地保持着一个书写圆珠9，从而使该圆珠可以旋转但不会掉落，并该圆珠笔还包括一个保持在笔体的笔杆圆柱体内的集流管106(第二和第三实施例中的集流管206和306也以和图1中所示相同的方式配置)，以及一个位于笔杆圆柱体的内部空间中且由集流管106的后端隔离的墨水罐3。一个集流管芯7和一个中心笔芯8设于集流管106(中空部分)内部并从中穿过，以便从墨水罐3向圆珠9供应墨水2。其它部分，包括一个尾部插塞21，笔夹20，笔帽17，用于通过起动一个带有弹簧19的内笔帽18而提供抗泵吸功能的笔帽密封机构，一个用于在集流管106与笔尖部件1之间形成一个空气通道并提供颜色指示的笔尖部件1的保持器(所谓的塑料承口)5，以及一个连接部件4，均适当地以和传统产品中的各相应部分相同的方式形成。

墨水罐3由透明的或半透明的合成树脂制成，其中直接储存粘度较低的墨水2，该墨水中含有40％以上的水作为它的基础，且在常温下具有2到100mPa·sec的粘度。集流管106被压装到笔杆圆柱体内，从而使墨水不会从该墨水罐3漏出。关于储存在墨水罐3内并用于书写的墨水2，有可溶于主溶剂内的染料墨水，如碳黑的颜料，以及假有机颜料，例如作为染色剂的染料树脂粉，它们具有有益的耐水性及耐光性。也可采用传统集流管式书写用具中使用的墨水2。也就是说，对所采用的油墨在本发明中没有特定的限制。可溶解在主有机溶剂，例如醇类、二甲苯等中的油墨也可用于本发明，只要它能提供集流管式书写用具的功能即可。

特别是，当由于书写致使墨水消耗从而已经使用了墨水，使得保留在墨水罐3内的墨水2的量稍大于集流管6的最大保留量时，墨水罐3内的内部压力将会发生显著的变化。如果由于大气压力的变化而造成内部压力相对于环境压力发生变化，或者如果由于环境温度的变化造成内部压力发生变化，由于已建立起一个书写用的墨水2的通道，墨水2有可能从笔尖部件1的顶端9漏出。或者，空气可能从顶端9进入，造成墨水不足。为了避免出现这些问题，通过使集流管106具有一个形成气-液交换槽的足够细的墨水通道114，一个空气通道115和多个间隔设置的限定出保持槽113的叶片112，在笔杆圆柱体的内部与外部之间形成连通。当圆珠笔的内部(主要是墨水罐3的内部)与大气之间产生压力差时，通过改变圆珠笔主体内的空气体积或者通过由集流管106的叶片限定的保持槽114于其内保持墨水2或从其中排放出墨水2，使该集流管106起着平衡内部压力的作用。

在集流管106中，保持槽114内所能够保持的墨水2的总体积被设定为等于或大于墨水罐3的体积的12％(优选地为15％到30％)。集流管106以及槽宽等尺寸可根据所用的墨水2，墨水罐3的体积及其它因素适当地确定。集流管106的尺寸越大，则对集流管的抗泄漏性能的改进越大。但是，如果通过加大集流管106来保证墨水罐的体积(墨水2的装载量)，则整个笔的尺寸将加大。

或者，如果不使笔的尺寸有太大的变化，应当与集流管106的扩大成比例地缩小墨水罐3的体积，这造成与整个笔体的尺寸相比使墨水2的装载量降低的问题。因此，通常在一定程度上最恰当地确定这些尺寸。

图2至图8表示出本发明的一个有效的集流管的结构例(第一个实施例)。图2至图4是该集流管的总体视图，图5至图8是在不同位置处的剖视图。

一般地说，空气通道具有沿轴向延伸的直线形结构。在第一个实施例中，可使空气通过它而在集流管中流过的空气通道115通过成形一组具有切口或狭槽的叶片112构成，以便如图5至图7所示地在集流管106的轴向上形成一个连续的空气通道。该空气通道115被分成几个部分，例如线性通道部分115a，线性通道部分115b。也就是说，如图2和图3所示，空气通道115由相互邻接的线性部分115a，115b，115c及115d形成，从而这些部分并不对齐，而是以在集流管106内呈之字形地至少曲折两次(优选地为三次(115a，115b和115c)或更多)的方式形成通路。优选地，在集流管106的保持槽113的整个长度上配置这种方向的改变。然而，我们发现，即使相对于轴向将这种方向的改变设置在后侧和前侧，也能获得同样的效果。

更详细地说，如从图3至图5中可以理解的，集流管106的空气通道115相对于集流管106的轴向中心设置在墨水通道114的相反侧。如图所示，空气通道115包括线性通道部分115a，115b，115c和115d，它们中的每一个均平行于集流管106的轴线地延伸，并且每一部分相对于集流管的轴线以与相邻部分不同的角位置设置。此外，线性通道部分115a，115b，115c和115d的这些区段由板状构件(即，较厚的间壁或叶片112)隔开，其中每个板状构件在其周边上具有一切口122a，122b和122c，以用于将线性通道部分115a，115b，115c和115d中的两个相邻部分连接起来。在线性通道部分115a至115d中，每个叶片设有一个如图5和图6所示的L-形切口，同时连接切口122a至122c是如图7所示地沿一个弦切出的。这里，参考标号111表示在集流管106前部的一个排放通道。

其次，图9至图14表示出本发明的另一个有效集流管的结构例(第二个实施例)。图9和图10是集流管的总体图，图11至图14是在不同位置处的剖视图。

一般地说，空气通道具有沿轴向延伸的直线形结构。在第二个实施例中，如图11和图12中以剖视图的方式所表示的那样，允许空气在集流管内通过的空气通道215通过成形一组带有切口或狭槽的叶片212而构成，以便在集流管206的轴向上形成一个连续的空气通道。该空气通道215被区分成例如线性通道部分215a，线性通道部分215b的部分。也就是说，如图9和图10所示，空气通道215由相互邻接的线性部分215a，215b，215c和215d构成，从而使这些部分不相互对齐，而是在集流管206中以成之字形地曲折至少两次(优选地为三次(215a，215b，和215c)或更多次)的方式形成通路。在这种情况下，集流管206沿轴向被划分成多个区段A，B，C和D，这些区段A，B，C和D沿轴向按这一顺序形成相应的空气通道部分215a，215b，215c和215d。在相邻的区段之间插置有板状构件，除围绕墨水通道214的部分之外，板状构件的外径小于叶片(板状构件)212的外径，在其周边上形成连接通路222a，222b和222c。这些连接通路222a，222b和222c分别与下个连接通路相连接并相对于空气通道部分215a，215b，215c和215d偏离下一个连接通路。方向的这种改变优选地在集流管206的保持槽213的整个长度上进行。然而，我们发现，即使当这种方向的改变相对于轴向发生在前侧和后侧时也可以获得同样的效果。这里，在集流管206中，在紧靠着墨水通道214的空气通道215侧上形成一个加强壁(见图11和图12)。

以下，图15至图22表示出本发明的另一个有效集流管的结构例(第三个实施例)。图15至图17是该集流管的总体图，图18至图22是在不同部位处的剖视图。

一般地说，空气通道具有沿轴向延伸的直线形结构。在第三个实施例中，如图19，20，21和22中以剖视图所示的那样，在集流管中允许空气通过的空气通道315是通过成形一组具有切口和狭槽的叶片312而形成的，以便在集流管306的轴向上形成一个连续的空气通道。该空气通道315被划分成诸如线性通道部分315a，线性通道部分315b的部分。也就是说，如图9和图10所示，空气通道315由彼此相互邻接的部分315a，315b，315c和315d构成，它们交替地布置在靠近墨水通道314的位置处并在与墨水通道相对的一侧上，从而这些部分并不排列在一条直线上或者贯穿，而是在集流管中，通过成之字形地曲折至少两次(优选地为三次(315a，315b，和315c)或更多次)而形成通路。在这种情况下，集流管306沿轴向被划分成多个区段A，B，C和D，这些区段A，B，C和D在轴向上以这一顺序形成相应的空气通道部分315a，315b，315c和315d。在相邻的区段之间插置有板状构件，除了围绕墨水通道314的部分之外，这些板状构件的外径小于叶片(板状构件)312的外径，以在其周边上形成连接通路322a，322b和322c。这些连接通路322a，322b和322c中的每一个连接到下一个上并且其中一个与相邻的一个相对于相邻区段的空气通道315a，315b，315c和315d地相互偏离，从而形成集流管306。这种方向的改变优选地在集流管306的保持槽313的整个长度上配置。然而，我们发现，即使当这种方向的改变相对于轴向发生在前侧和后侧时也会获得相同的效果。这里，在集流管306中，在紧靠墨水通道314的空气通道315侧上形成一个加强壁(见图20)。

在传统的集流管式书写用具中，仅由上面所述的集流管对内部压力进行最高达大约12％的调节，以便应付由于温度变化等所造成的内部压力的相对缓和的变化。但是，作为传统的集流管式书写用具，没有对在像飞机上这种压力降低的状态下使用书写用具给予仔细的考虑。由于集流管6没有在墨水急速流动时保持墨水2的能力，因此存在着这样的危险，即，涌入的墨水2有可能通过空气通道15和排放通道11进入集流管6，并从笔体的空气孔10中喷出。

下面将详细考虑在飞机上的情况和作用。

当把一个在地平面上于大约一个大气压下盖上笔帽17的圆珠笔带到压力被调整到大约0.8个大气压的飞机上并把笔帽打开时，为进行内部压力调整，墨水2涌入集流管6或保持槽13中，以便平衡墨水罐3内的内部压力，由于内笔帽18的密封作用，该内部压力比较低的机舱内压力高，或者说保持在一个大气压左右。

当在进行书写之后把笔帽17装到圆珠笔上时，将在均衡状态下保持大约为0.8个大气压的内部压力并通过内笔帽18的密封而保持在这个内部压力。

然后，当在返回地面之后在大约一个大气压下取下笔帽时，由集流管6所保持的墨水2会涌入到墨水罐3侧。然而，由于急剧的压力变化，在墨水2返回到墨水罐3之前及同时，一些空气也进入了墨水罐3，造成墨水2留在集流管6内的状态。由于集流管6在这时已充满墨水2，所以笔、特别是集流管很少再有余量来调整由于微小的温度变化或者反复乘坐飞机并在飞机上使用该笔而造成的任何内部压力变化，从而引起缺陷，即，喷出墨水。

这种缺陷可以通过使用一个没有密封作用的笔帽17而降低，因为不会发生急剧的压力变化。但是，这将造成大量墨水2的挥发，引起墨水随着时间而凝固或者使墨水变稠，因而造成墨水不足。

另一方面，如果通过使集流管6的保持量加大而解决这一问题，在集流管式书写用具中已经比其它类型的书写用具粗的笔杆部分会变得更粗，造成使用上和外观上的问题。如果将集流管6制造得比传统产品长，则相当于集流管6的长度的墨水压力头将作用在笔尖2上，造成墨水2从笔尖部件的顶端9向前泄漏。如果减小墨水罐3的体积，则有可能提高防止出现缺陷的能力，因为对于相同尺寸的集流管6而言，其保持比率变大。但是，这将带来书写寿命的问题。由于直接供给式书写用具从其开始阶段直到其书写寿命终止均稳定地供应足够量的墨水，因而不能确保它具有和纤维条式笔同样的寿命，因为这种纤维条式笔随着使用其墨水消耗量逐渐减少，要想具有和纤维条式笔相同的寿命，则必须使直接供给式书写用具具有更大的墨水初始装载量。

与此相反，在本发明的第一个实施例中，空气通道115被曲折成之字形地布置在墨水通道114的相对侧附近。也就是说，为把墨水2引入并保持在保持槽113内，墨水围绕墨水通道114流入、流出，与此同时，围绕它的空气通过空气通道15被释放。因此，即使空气通道115及其附近被涌入的墨水2润湿到一定的程度，墨水也可在墨水通道114的两侧流入和流出，由此可以减少会妨碍墨水2流入和流出的空气循环被堵塞的危险。因此，当墨水通过交替地改变方向的空气通道部分115a，115b，115c，115d时，其冲力可被削弱，同时墨水2被存储在保持槽113内，由此当墨水相对于轴向到达前端时，可以减弱其压力的升高，因而墨水2不会从排放孔11涌出。

由于曲折成之字形的空气通道115布置在大致与墨水通道114相对的一侧上，当压力适度变化时，将不会发生可造成墨水2的保持不足的空气循环的失效。因此，即使空气通道具有一个交错的之字形结构并且同时其方向多次转向，也可以100％地保持墨水2而无任何损失。特别是，具有以之字形方式仅布置在与墨水通道114相对的一半部分上的空气通道115的结构不存在上面所述的问题，同时在制造金属模具方面也是有效的。

在本发明的第二个实施例中，空气通道215以曲折成之字形的方式布置在墨水通道214的同一侧上。也就是说，为了把墨水2引入并保持在保持槽21 3内，墨水围绕墨水通道214流入和流出，而其周围的空气经过空气通道215被释放。这种配置用于每个区段A，B，C和D，而且设有连接通路222a，222b和222c作为连接这些区段的空气通路。当墨水由于压力的急剧变化涌入时，墨水从墨水通道214流入第一个空气通道部分215a，然后流入具有小截面的连接通路222a，随后再流过连接通路222b和222c，从而使在它们下游的保持槽212被润湿的可能性很小。因此，可以降低会妨碍墨水2流入和流出能力的空气循环被阻塞的危险。这样，当墨水通过交替地转向的空气通道部分215a，215b，215c和215d时，可以削弱墨水的冲击力，同时墨水2被储存在保持槽213内，其结果是，当墨水到达相对于轴向的前端时，可以减弱压力的增加，因而墨水2不会从排放孔211喷出。

当适度地变化压力时，空气通过之字形空气通道215循环，同时墨水从墨水通道214侧充入到每个区段A，B，C和D的保持槽，沿独特的交替的方向从一个区段流到下一个区段，使得空气能够确实可靠地循环通过空气通道215，由此将不会发生可产生墨水2的保持不足的空气循环的失效。因此，即使空气通道具有一个交错的之字形结构并多次转变方向，也可毫无损失地100％地保持墨水2。特别是，如图13所示，除围绕墨水通道214的部分之外，使形成连接通路222的构件的外径小于围绕几乎整个圆周的相邻叶片的外径，这种结构可以有效地防止上述问题的发生，同时在制造金属模具方面也是有效的。

在本发明的第三个实施例中，空气通道315以如下方式形成，即，在形成墨水通道314的一侧上靠近墨水通道314的地方以及在位于墨水通道314的相对侧上的地方交错地设置它的各个部分，同时通过由小于叶片312的构件限定的连接通路322a，322b和322c连接并偏转这些部分。因此，当墨水通过弯折的空气通道部分315a，315b，315c和315d以及连接通路322a，322b和322c时，可削弱墨水的冲击力，同时墨水2被储存在保持槽313内，其结果是，当墨水到达相对于轴向的前端时，可减弱压力的增加，因而墨水不会从排放孔311内喷出。

此外，由于在第三个实施例中，墨水在那些空气通道位于墨水通道314侧的墨水通道附近的区段中只能沿一个方向流动，因此存在这样一种令人担心的情况，即，当由于压力的急剧变化造成墨水涌入而使空气通道侧被润湿时会造成保持槽312的空气交换失效或者当笔由于掉落而受到撞击时，墨水会飞溅。但是，由于插入具有设置在墨水通道314相反侧上的空气通道315的相邻区段，即使当由于墨水的急剧涌入使空气通道被浸湿或由于笔的掉落而使之受到冲击由此引起墨水飞溅时，墨水也可在上述相连区段中的墨水通道314的两侧流入和流出，从而不会发生墨水的喷出。

当在飞机上使用书写用具时，压力不仅作用在集流管6内的墨水2上，同时也作用在笔尖部件1的内部。因而，存在着一个向前泄漏的问题，即，当在飞机上除去笔帽17时，墨水2会从笔尖部件1的顶端9泄漏出来，尽管泄漏量很小。为解决这一问题，除了上面所描述的防喷出措施之外，本发明第一至第三实施例中的每一个还设置有这样一个结构，对于第一个实施例，该结构如图3和图8所示，对于第二个实施例，该结构如图10和图14所示，对于第三个实施例，该结构如图17和图22所示。也就是说，对于每个集流管106，206和306，至少在一个最好靠近气孔10侧且至少是第二个或后部的保持槽(113，213和313)内形成一个与中心芯8的连接到笔尖部件1或集流管芯7上的部分连通的连通孔116，216或316，以便相对于其中点稍稍靠前。连通孔116，216和316的尺寸Tr最好大于最小槽的宽度t，形成一个等于或大于φt的横截面。

对于具有上述连通孔116，216和316的任何一个集流管106，206和306，如果在飞机上于压力降低的状态下取下笔帽17，则使本来会导致墨水2从笔尖部件1的顶端9泄漏出来的压力通过连通孔116，216或316部分地向保持槽113，213或313释放。也就是说，少量的墨水2可能流出并进入保持槽113，213或313，但墨水可被保持在保持槽113，213或313内。因而，可防止墨水2从笔尖部件1的顶端9向前泄漏。因此，可以提供和传统书写用具具有相同结构的书写用具，只是其中的集流管106，206或306不同。

因而，利用本发明第一至第三实施例的上述结构中的任何一个，可以提供这样一种集流管式书写用具，它不仅具有防止因温度变化导致内部压力缓慢地变化并由此引起墨水的喷出的传统功能，而且还可通过设置一个具有多个根据本发明的转折的空气通路来减弱当在飞机上使用该笔的情况下发生压力的剧烈变化时墨水从墨水罐侧向集流管的空气通道内涌入的冲击力。此外，当使至少一个保持槽与笔尖部件的内部连通时，可以释放作用在笔尖部件内部的压力，从而使之可以防止墨水从笔尖部件的顶端向前泄漏。因此，可以提供一种集流管式书写用具，它可以完全防止诸如墨水喷出和向前泄漏之类的意外情况。

此外，即使涌出的墨水粘附在保持槽的任何部位上，使通过保持槽部分进行的空气交换受到影响的危险性也很小。因此，可在任何环境下使用保持槽，从而该结构不会有害地影响调节内部压力的有效功能及书写舒适性，而这些都是集流管式书写用具的优点。

如上所述，根据本发明，可以提供一种书写用具，其外观小巧而时髦，并且其价格性能比也十分优异。此外，可以防止因在飞机上飞行所引起的压力变化或者由于温度的变化而造成墨水喷出的缺陷的发生，同时也可防止由于盖上或取下笔帽而造成的泵吸缺陷，从而可提供一种具有稳定的书写性能的安全的书写用具。特别是，可以提供这样一种书写用具，即使在由于乘坐飞机而使环境压力反复降低和增加的情况下，例如在一个生意人乘坐飞机从一个地点飞到另外一地点时使用该笔的情况下，这种书写用具也不会出现喷出墨水的缺陷。

可以提供一种具有上述作用和优点的集流管式书写用具，与传统的结构相比，即不必采用任何特殊的金属模具结构，也不必采用任何特殊的组装方式。因此，可以提供这样一种集流管式书写用具，它具有和传统产品相同的部件成本，易于制造，便宜，外观时髦，同时具有长的储存寿命。

Claims (9)

1.  一种用于调节书写用具的内部压力的书写用具集流管，所述书写用具具有一个在其顶端带有一个书写笔尖的笔尖部件、一个用于储存粘度较低的墨水的墨水罐，以及一个用于从墨水罐向书写笔尖进给墨水的进给装置，所述集流管包括：

多个板状构件，它们在其间限定出墨水保持槽；

一个墨水通道，它沿集流管的轴线方向延伸通过多个板状构件，用于连接墨水保持槽；

一个空气通道，它通过配置带有切口或狭槽的多个板状构件而限定出，其中，墨水借助毛细管作用被引导通过墨水通道并被暂时保持在墨水保持槽内，同时通过空气通道和保持槽的结合，沿轴向和径向确保空气通路，

其特征在于，空气通道沿集流管轴线连续地形成，并呈其方向具有多个转折的之字形。

2.  如权利要求1所述的书写用具集流管，其特征在于，空气通道相对于集流管的轴线在墨水通道的相反侧上形成。

3.  如权利要求1所述的书写用具集流管，其特征在于，空气通道相对于集流管的轴线在与墨水通道相同的一侧上形成。

4.  如权利要求1所述的书写用具集流管，其特征在于，空气通道相对于集流管的轴线在墨水通道的同一侧和相反侧上形成。

5.  如权利要求1，2，3或4所述的书写用具集流管，其特征在于，空气通道包括多个线性通道部分，其中每个通道部分沿集流管的轴向延伸，但相邻部分相对于集流管的轴线以不同的角位置设置，同时位于相邻线性通道部分之间的边界处的每个板状构件具有一个用于限定出一个连接槽的切口，以便在相邻的线性通道部分之间建立连通。

6.  如权利要求1，2，3或4所述的书写用具集流管，其特征在于，集流管被划分成多个沿其轴向的区段，每个区段形成一个空气通道，同时，除围绕墨水通道的部分外，每个位于区段之间的板状构件具有小于相邻板状构件外径的外径，以便形成一个连接通路，该连接通路将相邻区段的空气通道连通起来。

7.  如权利要求1，2，3或4所述的书写用具集流管，其特征在于，空气通道通过在每个板状构件的周边上仅设置一个切口或狭槽而构成。

8.  如权利要求1，2，3或4所述的书写用具集流管，其特征在于，至少在一个墨水保持槽内形成用于和进给装置连通的连通孔。

9.  如权利要求1，2，3或4所述的书写用具集流管，其特征在于，墨水罐于其内直接储存一种粘度较低的墨水，其粘度在常温下为2至100mPa·sec。

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