通用再裝筆芯機構和方法
2024-01-31 20:51:15
專利名稱：通用再裝筆芯機構和方法
技術領域：
本發明總體上涉及書寫裝置，並且更加特別的是，涉及一種具有自動調節以接受不同長度的再裝筆芯的基座的書寫裝置。
背景技術：
筆製造廠商製造與其競爭對手的筆在直徑和長度上不同的再裝筆芯芯筒是常見的。製造廠商各典型地使其封閉再裝筆芯芯筒的筆殼的細長的內腔有獨特的長度，以匹配其自己品牌的再裝品的長度。因此再裝筆芯的非書寫端貼靠的再裝筆芯芯筒的基座相對筆殼處在固定的位置，從而確定再裝筆芯腔的長度。這種實踐往往使消費者不能夠在其它製造廠商的筆中使用一個製造廠商的再裝筆芯，因為再裝筆芯芯筒(其輸送墨水)的書寫尖端不會從筆殼的端部突出對於書寫適當的量。從而所述尖端可能不是相對筆殼的端部伸出過少就是伸出過多。這種情況還可能干涉正確地適配典型地用於非可收縮的筆結構的筆帽或者其它端蓋的正確配合，或者幹涉可收縮的筆機構的正確操作。
由不同長度的再裝筆芯物產生的問題還可困擾書寫裝置的單個製造廠商的生產線。這可以是消費者打算改變特定的筆中使用的再裝筆芯的類型的時候。例如，即使來自同一個製造廠商，原子筆再裝筆芯往往也與輥球再裝筆芯在長度上不同。因此不同類型的再裝筆芯不能夠與特定的筆設計方便地互換使用。這可能讓消費者失望，特別是那些購買可反覆使用質量的筆的消費者，可反覆使用的高質量的筆一般市場報價高於一次性筆。從而消費者具有很少的靈活性並且被鎖定在購筆時可以使用的再裝筆芯的型號。而且，特定型號的再裝筆芯的可得到性往往對消費者來說是一個問題，特別是在該型號的生產已中止時。
為了克服上述的問題，過去嘗試了多種方法，但是在適配不同長度的再裝筆芯上成效不大。例如，由美國專利3,039,437例舉的一個通常的方法是提供帶有不同長度的插塞的再裝筆芯芯筒，所述的插塞要由消費者手動地插入再裝筆芯的非書寫端，從而在功能上改變替換芯或者說再裝筆芯芯筒的長度。通過一種反覆試驗過程，當再裝筆芯安裝在特定的筆的再裝筆芯腔中時消費者必須試圖選擇得出正確長度的插塞(在該第一例中假定再裝筆芯盒中提供有適用的插塞)。這個可能的方案不僅對消費者不方便，還增加了再裝筆芯芯筒的成本，因為製造廠商必須為每個再裝筆芯盒製造和供應一批插塞。
另一種直接針對改變再裝筆芯本身的工作長度的方法，如在美國專利5,615,964中所公開的，是提供一種塑料再裝筆芯，所述的塑料再裝筆芯必須由消費者手工地切割到適當的長度。然而，該方法也同樣是不方便的，可產生墨水洩露，並且不適用於許多現今的金屬再裝筆芯，諸如那些高端筆的再裝筆芯。另一個變型公開於美國專利2,914,027，所述變型由一個同再裝筆芯芯筒構成，所述內再裝筆芯芯筒具有一個帶有一個同心的外套筒構件的螺旋溝槽管，所述同心的外套筒構件在所述管上上下移動以改變再裝筆芯的長度。當消費者確定了再裝筆芯的適當長度以後，通過一個把所述內管固定到外套筒構件上的夾卡套管手動地把再裝筆芯的長度鎖定在位。德國專利DE3637875使用一種收集卡盤機構，所述收集卡盤機構夾卡再裝筆芯並且可以調節以在書寫裝置內相對於筆筒的書寫端改變再裝筆芯的位置。該設計也需要手動地操作所述收集機構以調節再裝筆芯在筆中的位置使再裝筆芯尖端突出對書寫適當的距離。所述收集卡盤還有些在機械上複雜從而造價不菲。
總之，過去的設計方法由於需要進行各種類型的手動調節不便於消費者，並且消費者不願受其麻煩。因此，需要一種不僅在結構上簡單且製造經濟、還自動地調節再裝筆芯腔的長度以接受不同長度的再裝筆芯的再裝筆芯基座。
發明內容
本發明主要是針對一種用於具有內腔的書寫裝置中的再裝筆芯基座。更加具體地，本發明涉及一種再裝筆芯基座機構，所述再裝筆芯基座機構自動地調節書寫裝置內腔的長度以接受不同長度的再裝筆芯。因此消費者不需要手動地操作書寫裝置或者再裝筆芯以改變所述腔的長度。基於插入所述書寫裝置中的再裝筆芯的長度把所述腔的長度自動地調節到適當的長度。簡言之，消費者脫開書寫裝置殼的連接，插入選取的再裝筆芯，然後重新連接書寫裝置殼。現在再裝筆芯自動地在書寫裝置內部採取其用於書寫的適當位置(即，對書寫表面輸送墨水的再裝筆芯的書寫端突出裝置的前端正確的量)，並且作好了使用的準備。
自動調節再裝筆芯基座機構包括具有安置表面的第一元件以及具有安置表面的第二元件。不論是單獨地還是以組合方式，所述的安置表面形成止檔以防止再裝筆芯沉入殼腔過遠而使再裝筆芯的書寫端不從用於書寫的書寫裝置的前端突出。所述第二元件可以相對於第一元件並且可操作地與第一元件可滑動地接合地在位置上移動。第二元件可以對第一元件在一個位置系列中移動。在一種實施方式中，第二元件可以相對於第一元件從一個第一位置移動到一個第二位置。第二元件的移動產生不同的腔長度，所述不同的腔長度與第二元件的第一和第二位置相關聯。第一和第二元件都構成得並且適於配合在書寫裝置中。因此第一和第二元件的尺寸可以根據它們將在其中使用的書寫裝置的尺寸確定，然而可以適配於要安放在筆殼中的各種尺寸的再裝筆芯。
具有各種尺寸和構形的安置端部(即對置於書寫端的再裝筆芯的端部)的不同長度的再裝筆芯芯筒可以採用本發明，從而當插入進一個書寫裝置中時，再裝筆芯處在對於書寫的適當位置。從而提供的再裝筆芯芯筒的類型和其基座結構(即，尺寸和構形)將決定，當插入進具有本發明的再裝筆芯基座機構的書寫裝置中時第一和或第二元件是否變得被再裝筆芯芯筒接合。因此，優選地，第一和第二元件的基安置表面對可能使用的不同再裝筆芯芯筒的長度和座端類型是協同地做出尺寸和構形的。例如，一個第一類型的再裝筆芯芯筒可能接合第一元件而不接合第二元件。在另一個例子中，一個第二類型的再裝筆芯芯筒可能接合第二元件而不接合第一元件。在另一個例子中，一個第三類型的再裝筆芯芯筒可能既接合第一元件也接合第二元件。在上述例子中，顯然第二元件相對於第一元件要麼是被自動地移動的要麼是不被移動的(只是結構選擇的問題)，以在書寫裝置中提供正確的腔長度，用於為把所使用的特定再裝筆芯芯筒的中心定在書寫的正確位置中。從而不同長度的再裝筆芯可以用在具有根據本發明的原理的再裝筆芯基座機構的同一個書寫裝置中。可以在所述第一和第二元件中內插一個偏置構件，用於在沒有由一個再裝筆芯接合時把第二元件可釋放地持定在第一位置；然而偏置構件不是必須的。
在一種實施方式中，第一元件可以是一個杆而第二元件可以是一個可以在所述杆上滑動的套筒。所述偏置構件可以是一個適用於把所述第一和第二偏壓分開、然而卻可以允許第一和第二元件相向移動的螺旋彈簧。
根據另一種實施方式，可以提供一種可以相對於第一元件從一個第一位置移動到第二位置的分開的再裝筆芯基座。所述再裝筆芯基座可以可軸向滑動地接合第一元件。在一種實施方式中，基座從第一位置到第二位置的移動產生不同的腔長度，所述不同的腔長度在一種實施方式中可以是兩個腔長度。在另一種實施方式中，基座的移動可以產生三個不同的腔長度。所述再裝筆芯基座可以具有一個頭部和一個附著於其上的柄部。在另一種實施方式中，再裝筆芯基座和第一元件可以具有配合的成角度的表面以使之能夠產生基座的第一和第二位置。然而有角度的表面不是必須要求的並且在不同的實施方式中，基座的第一和第二位置可以用其它方式達到。
本文還說明了一個在設有自動調節的再裝筆芯基座機構的書寫裝置中使用不同長度的再裝筆芯的方法。所述書寫裝置具有殼，所述殼由連接在一起的上部的下部構成，所述上部於其中限定細長的內腔用於確定再裝筆芯的中心。為了使用所述再裝筆芯基座機構，首先把下殼部和上殼部脫開連接，然後把再裝筆芯插入到所述內腔中。然後重新連接上殼部和下殼部，這時再裝筆芯基座機構自動地調節所述腔的長度以匹配和正確地配合選取的再裝筆芯的長度，而不需要對腔的長度進行任何手動的調節。
從以下對本發明的詳細描述中將更加容易地理解本發明的特徵和優點，在附圖中相同的元件用相同的附圖標記進行標識，並且其中
圖1是具有根據本發明的原理的再裝筆芯基座機構的一種實施方式的書寫裝置的局部剖視圖，其中再裝筆芯和再裝筆芯基座機構以非剖視的側視圖示出；圖2是根據本發明原理的再裝筆芯基座機構中的杆的側視圖；圖3是圖2所示的杆沿3-3線的端視圖；圖4是根據本發明原理的再裝筆芯基座機構中的再裝筆芯基座的側視圖；圖5是圖4所示的再裝筆芯基座沿5-5線的端視圖；圖6是根據本發明原理的再裝筆芯基座機構中的套筒的側視圖；圖7是圖6所示的套筒沿7-7線的端視圖；圖8是處於對齊且未經組裝狀態的圖2-7所示的杆、再裝筆芯基座和套筒的分解透視圖；圖9是書寫裝置上部的部分的局部剖視放大圖，所述書寫裝置具有再裝筆芯基座機構，在所述再裝筆芯基座機構中再裝筆芯基座和杆處於彼此不嚙合的關係，而所述套筒處於套筒前向的位置；圖10是書寫裝置上部的部分的局部剖視放大圖，所述書寫裝置具有再裝筆芯基座機構，在所述再裝筆芯基座機構中再裝筆芯基座和杆處於彼此嚙合的關係，而所述套筒處於套筒後向的位置；圖11是書寫裝置上部的部分的局部剖視放大圖，所述書寫裝置具有再裝筆芯基座機構，在所述再裝筆芯基座機構中再裝筆芯基座和杆處於彼此不嚙合的關係，而所述套筒在套筒向後的位置；圖12是書寫裝置上部的部分的局部剖視放大圖，所述書寫裝置具有再裝筆芯基座機構，在所述再裝筆芯基座機構中再裝筆芯基座和杆處於彼此不嚙合的關係，而所述套筒在套筒向後的位置；圖13是書寫裝置上部的部分的局部剖視放大圖，所述書寫裝置具有再裝筆芯基座機構，所述再裝筆芯基座機構帶有具有平的端部的杆，而所述套筒在套筒向前的位置；圖14是書寫裝置上部的部分的局部剖視放大圖，所述書寫裝置具有再裝筆芯基座機構，所述再裝筆芯基座機構帶有具有平的端部的杆，而所述套筒在套筒向後的位置；圖15是書寫裝置上部的部分的局部剖視放大圖，所述書寫裝置具有根據本發明的原理的再裝筆芯基座機構，所述再裝筆芯基座機構具基座元件，並且示出帶有一種類型的再裝筆芯；和圖16是書寫裝置上部的部分的局部剖視放大圖，所述書寫裝置具有圖15所示的再裝筆芯基座機構，但是示出帶有另一種類型的再裝筆芯。
具體實施例方式
圖1中示出書寫裝置1具有根據本發明原理形成的再裝筆芯基座機構2的一種實施方式。書寫裝置1包括基本上中空的殼3，所述殼3包括下部4和上部5。下部4具有在一個終止於經之可以突出再裝筆芯芯筒6的孔隙30的末端處的大體上呈錐形的端部11，以及與錐形端部11相對的連接端40。上部5具有在一個末端處的連接端部42和與連接端部42相對的封閉端部44，所述封閉端部44終止於端蓋12。端蓋12可以是附接到或者插入封閉端部44的單獨的部件，或者端蓋12可以成形作為封閉端部44的一部分。在所示的實施方式中，下部和上部4、5可以分別通過在下部和上部4、5的連接端部40、42處的車有螺紋的連接部可轉動地連接。可以理解，下部和上部4、5可以通過諸如可滑動的摩擦配合等其它適當的手段進行連接。
設置在基本上中空的殼3的細長的內腔13中的再裝筆芯芯筒6具有書寫端7和安置端8。還可以設置一個位於書寫端7對面的端部插塞10(參見，例如圖9-11)。端部插塞10可以進一步構成具有肩部35，所述肩部35可以形成為鄰接安置端8的插塞10的一部分，並且如圖所示限定一個環形表面。再裝筆芯6的書寫端7具有一個從之向書寫表面輸送墨水的尖端9，並且所述尖端9在圖中示出的書寫位置時延伸通過殼3的下部4的錐形端部11中的孔隙30。術語「墨水」應當廣義地解釋為可以用於書寫或者作標記的任意粘度的液體物質(即非固體或者非氣態的介質)。當不使用書寫裝置1時，可以設置一個書寫裝置帽(未示出)以罩住書寫尖端9，所述書寫裝置帽往往具有口袋夾。另一種可選方式是，書寫端7可以是可縮回的，以允許尖端9退回殼3的下部4的錐形端部11中。
儘管圖1中所示的書寫裝置1是不可縮回型的(即，再裝筆芯6相對於殼3在位置上是固定的，從而書寫端7總是從殼的孔隙30中伸出)，應當指出，再裝筆芯基座機構2也可以現成地用於採用可縮回型再裝筆芯機構的書寫裝置中。這將在下面更加充分地闡述，接著詳細地討論再裝筆芯基座機構2及其操作。
改造和構造殼3的細長的內腔13以內含再裝筆芯芯筒6，並且在這種情況下，內含佔據腔13上端的一部分的再裝筆芯基座機構2。圖1-12所示的實施方式中的再裝筆芯基座機構2包括套筒14、杆15、偏置構件16，以及基座24(在圖2-7中最清楚地示出)，它們可以可操作地連接在一起成為獨立於書寫裝置殼3的一個單獨的單元。在使用時，杆15相對於殼3保持相對地靜止，而可滑動地接合杆15的套筒14在殼3中相對於杆15在預定的限度內軸向地移動。因此，杆15可以通過本領域普遍公知的任何手段是可釋放的或者永久地固定在腔13中，所述手段例如，但是不限於壓配合、捲曲、膠合、螺紋連接、緊固件、互連以及緊密配合的可鎖定構件、在協作構成的凹槽中可滑動的突舌等。應注意，杆15還可以自由地插入進殼3的上部5使之鄰接殼3的端蓋12，一種無帽的可縮回型書寫裝置的收縮機構(下文更充分地進行闡述)、或者可以設置在殼3中用於杆15鄰接貼靠的介入型內部結構(例如突耳、環形凸緣等)。下面更加詳細地說明再裝筆芯基座機構2的各個部件及其操作。
參見圖8，圖中示出再裝筆芯基座機構2(無偏置構件16)的分解透視圖，圖中示出了套筒14、杆15和基座24在組裝前的相對位置。如在此圖中所示，並且還參見圖2-圖7，優選地設置並周向間隔開相等數量的杆軌道19、基座突舌27和套筒花鍵28，從而當組裝套筒14、杆15和基座24時這些構件可以以一種空間相對關係可操作地相互作用。下面詳細地說明套筒14、杆15和基座24的細節和相互作用，以及再裝筆芯基座機構2的組裝和操作。
參見圖2和圖3，杆15優選地是圓柱形的，儘管也可以使用具有適當截面的其它形狀，例如六邊形、方形等。至少杆15的長度的一部分被構造並適於在一個端部包括套筒接收部18以可操作地滑動接合套筒14。因此，套筒接收部18的截面形狀可以與套筒14的截面形狀協同地構造(比較圖3和圖7)。在杆15的另一端示出橫截面為圓形的腔定位部17協助將杆15保持在一個預定的縱向位置處並且在書寫裝置殼3和細長的內腔13內保持同心軸向對齊。
應當指出，腔定位部17可以具有與套筒接收部18不同的截面形狀。因為腔定位部17不是可滑動地接合套筒14，因此其截面形狀不限於如上所述作為套筒接收部18時的套筒14的形狀。腔定位部17的截面形狀，可以，但是並非必須地基於書寫裝置殼3的上部5的橫截面形狀進行選擇。因此，例如，套筒接收部18可以在橫截面上是圓的，而腔定位部17可以是方形的、三角形的或者六邊形的。這種靈活性在設計者或者裝飾性書寫裝置生產線上特別地有利，這是由於書寫裝置殼時常具有時新的和異乎尋常的橫截面造型。
腔定位部17和套筒接收部18可以用一塊材料形成，可以用通過本領域公知的任何手段連接在一起的兩個或者多個單獨的部件形成。優選地，腔定位部17的外徑57大於套筒接收部18的外徑58，從而形成凸緣59，所述凸緣59產生偏置構件16的一端80可以貼靠鄰接的表面(例如參見圖9和10)。應當指出，腔定位部17和套筒接收部18的外徑57、58可以相應地相同，並且可以設置其它可選裝置保持偏置構件16的端部80。套筒接收部18還用作在再裝筆芯基座機構2上同心引導和定偏置構件16中心在適當的位置處的裝置。
開口21從自由端37至少部分地伸入進杆15中並且優選在其中同心對齊。另一種可選方式是，開口21可以延伸完全穿過杆15，如圖所示。開口21被構造並適於接收基座24的柄25的至少一部分(最佳如圖4和圖5所示)。因此開口21必須長得足以在杆15和基座24在「嚙合」狀態下接受柄25，所述「嚙合」狀態將在下文詳細地說明。優選地，開口21具有圓形截面，如同基座24的柄25那樣，這兩者都將從隨後的討論中進行說明。
套筒接收部18可以具有沿套筒接收部18的至少部分長度從自由端37軸向地延伸的凸起的軌道19。軌道19平行於杆15的縱向軸線50延伸。至少部分凸起的軌道19可滑動地被接收在套筒14的溝槽33中並且與套筒14的溝槽33周向對齊(圖6和圖7)以防止套筒14和杆15彼此相對轉動。從而，選擇凸起的軌道19的高度使之與溝槽33接合。在圖2和3中所示的實施方式中，設有四條軌道。其它數量的軌道也是適當的，準確的數量是設計選擇的問題。應當強調，對於再裝筆芯基座機構2的正常操作，軌道19不是必須的，只要提供凸起的耳狀物20即可，在下文中對其功能進行詳細說明。因此可以完全地省略軌道19，而不會對再裝筆芯基座機構2的功能產生不利影響。
凸起的耳狀物20設置在套筒接收部18的自由端37附近並且可以起幾個作用。耳狀物20優選地基本上在形狀上是矩形或者方形的，然而也可以使用其它適當的構形。優選地，耳狀物20定向使得後邊緣和前邊緣52、53垂直於杆15的縱向軸線50，如圖所示。至少部分的凸起的耳狀物20可滑動地被接收在套筒14的溝槽33內並且與套筒14的溝槽33周向對齊(圖6)以防止套筒14相對於杆15產生轉動。從而選擇凸起的耳狀物20的高度使之與溝槽33接合。因此，凸起的耳狀物20可以起的一個作用是在套筒14中縱向地引導和軸向地對齊套筒接收部18，從而把杆15與套筒14之間的轉動減至最小。
現在可以理解不必須為套筒接收部18設置凸起的軌道19，如上所述，因為凸起的耳狀物20可以起阻止套筒14相對於杆15轉動的相同的基本作用。然而，當結合凸起的耳狀物20使用凸起的軌道19時，耳狀物20優選地疊放在軌道19上，從而使耳狀物20和軌道19彼此軸向對齊。因此當設置有軌道時，耳狀物20的高度優選地大於軌道19的高度。優選地，設置的凸起的耳狀物20的數量等於軌道19的數量。在圖2和3所示的實施方式中，有四個凸起的耳狀物20和四條凸起的軌道19。
凸起的耳狀物20可以起到的另一個作用是在杆15初始已被插入套筒14中以後幫助阻止杆15從套筒14中被完全抽出。通過以凸起的耳狀物20的前邊緣53首先進入套筒14把杆15插進套筒14以後、耳狀物20的後邊緣52與位於套筒14的溝槽33內的套筒突耳32(最佳如圖6和圖7所示)接合，可達到這一目的。為了便於把杆15插入套筒14中，可對凸起的耳狀物20的前邊緣53進行倒角(圖中未示出)，以使凸起的耳狀物20易於壓制在套筒突耳32上。本發明的這些方面將在下面進一步詳細地說明。
套筒接收部18的自由端37具有由限定出一系列峰54和谷56的齒狀配件產生的多個成角度的表面22。峰54頂和谷56底的交點可較陡，如圖2所示，或者也可以是略圓的。斜面23連接成角度的表面22的峰54和谷56，所述成角度的表面22可以相對於縱軸50呈任意適當的角度θ相交；角度θ的選擇在很大程度上是設計選擇的問題。
還應當進一步地理解，角度θ的還部分地由所需接合深度「D」決定，如圖2中所示。接合深度「D」與角度θ成反比變化。因此角度θ將隨著所需深度「D」的變大而變小。另外，應當理解角度θ還部分地取決於設置的齒狀配件的數量而變化。例如，隨著為給定的接合深度「D」設置的齒狀配件的數量的增加，角度θ變小。
應當注意，形成成角度的表面22的齒狀配件的數量可以隨著要在書寫裝置1中使用的再裝筆芯長度的差異而改變。如下文的詳盡說明，所要求的接合深度「D」約等於再裝筆芯基座機構2為容納不同長度的再裝筆芯在書寫裝置1中必須移動的距離。因此，接合深度「D」可以部分地決定齒狀配件的數量，這是在一定的設計條件下優化的。
杆15優選地用塑料製造，但是另一種可選方式是，也可以用金屬或者可以提供所要求的功能的其它適當的材料製造，所要求的功能將在以下的討論中進行說明。
現在參見圖4和圖5，基座24包括頭部26和圓柱形的柄25。優選地，柄25在形狀上是圓柱形的並且具有與杆15的開口21的直徑61相配合的尺寸的直徑51，從而當柄25插入杆15的開口21中時，基座24可以相對於杆15旋轉和滑動。柄25還有助於基座24和杆15同心對齊。
頭部26優選為基本上平的圓盤，並且具有凸起的突舌27，凸起的突舌27的功能將在下文中進行說明。至少部分的突舌27成形和被構造以可滑動地被接收在套筒14的溝槽33中，並且軸向地對齊套筒14的溝槽33(圖6)，以在突舌27處於溝槽33中時防止基座24相對套筒14產生轉動。當突舌27不處於溝槽33中時，基座24可相對於套筒14自由轉動，套筒14的功能將在下文進一步詳細地說明。突舌27還可以具有朝向頭部26的柄端收斂的成角度的側面36。成角度的側面36可以如圖中所示以小的、基本上平的交叉相交，也可以尖銳的或者稍有些圓的方式(圖中未示出)相交，這是設計選擇的問題。
頭部26的柄側還包括限定一系列峰60和谷62的成角度的表面29，峰60和谷62與杆15的峰54和谷56對應，如圖所示，斜面34連接峰60和谷62。成角度的表面29協調地構形並且適於與杆15的套筒接收部18的成角度的表面22緊密配合，使得成角度的表面22、29能夠嚙合在一起。從而，峰60和谷62優選相對於基座24的縱向軸線64相交成角度θ，其對應地進行選擇，以與杆15的成角度的表面22的角度θ匹配。
基座24優選地用塑料製造，但是另一種可選方式是，也可以用金屬或者可以提供所要求的功能的其它適當的材料製造，所要求的功能將在以下的討論中進行說明。
圖6和圖7示出在形狀上基本上是中空圓筒形的再裝筆芯基座機構2的套筒14。可以設置從套筒14的內側表面92凸起並且優選地形成部分套筒14的花鍵28。花鍵28具有旨在與基座24的凸起突舌27的成角度的側面36相互作用的成角度的端部31，這將在下文進一步詳細地說明。花鍵28在套筒14的內側表面92上限定出相鄰的花鍵之間的溝槽33。優選地，花鍵28的數量等於設在杆15上的凸起的耳狀物20的數量。在圖6和圖7所示的實施方式中，套筒14具有四個花鍵。
凸起的突耳32從套筒14的內側表面92凸起，並且優選地位於與花鍵28的成角度的端部31對置的溝槽33的端部處或者附近。凸起的突耳32隻需要在長度上相對地短，因為它們要接合杆15的凸起的耳狀物20以在杆15已插進套筒14後阻止杆15從套筒14中被抽出。優選地，突耳32形成作為部分套筒14；然而，突耳32可以是附接到套筒14的內側表面92的單獨的配件。
套筒14的內徑70的尺寸與套筒接收部18的外徑58和杆15的凸起的耳狀物20的高度55的尺寸協同確定(圖2)，使得套筒接收部18可以在套筒14內滑動。此外，由於外徑72與內徑70之間的差異(圖6和圖7)而在套筒14的杆接收端76上形成的環形表面74產生了偏置構件16的端部82可以鄰接貼靠的表面(例如，參見圖9和圖10)。
套筒14優選地用塑料製造，但是另一種可選方式是，也可以用金屬或者可以提供所要求的功能的其它適當的材料製造，所要求的功能將在以下的討論中進行說明。
首先應當指出，為了清楚地說明本發明的特徵和操作，圖9-圖14用局部剖視圖示出書寫裝置1的殼3的上部5，以顯示再裝筆芯基座機構2。用縱剖視圖示出套筒14以更加清楚地顯示杆15與再裝筆芯基座24的相互作用。花鍵28的成角度的端部31與套筒14的突耳32(參見圖6和圖7)僅用虛線示出，其中它們大體上為參考目的而定位，以更好地表示套筒14的花鍵28和突耳32與杆15和再裝筆芯基座24的各種配件的相對關係(在所示實施方式中)。
總體上，為了容納不同長度的再裝筆芯，再裝筆芯基座機構2自動地調節到不同的安置位置，這有效地改變了書寫裝置1內的內腔13的長度，從而確保為書寫而將再裝筆芯正確地安置在其中。如圖1所示，腔13的腔長度90限定出由再裝筆芯所佔據的殼3內的內部空間。首先參照圖9中所示的第一安置位置，在書寫裝置1中示出與插入的再裝筆芯芯筒6接合的經組裝的再裝筆芯基座機構2。再參照圖2-圖7，在所示實施方式中，可以通過把偏置構件16安放在杆15的套筒接收部18上初始對再裝筆芯基座機構2進行組裝。
優選地，偏置構件16是一種如圖所示的螺旋彈簧；然而，可以採用其它適當類型的偏置構件。接著把杆15的套筒接收部18推入套筒14的杆接收端76中(圖6和圖7)，從而使杆15和套筒14可滑動地相互接合在一起。杆15(和凸起的軌道19，如設置)的凸起的耳狀物20可以在套筒14的溝槽33的限度內軸向自由移動。然而，通過杆15的凸起的軌道19和凸起的耳狀物20與套筒14的花鍵28之間的相互作用防止杆15與套筒14之間產生相對旋轉運動。一旦杆15的套筒接收部18已插入套筒14中後，突耳32設計用於通過在向回推套筒14時接合杆15的凸起的耳狀物20防止杆15從套筒14中被完全抽出。然後可以把再裝筆芯基座機構2置於書寫裝置1內。
在杆15已插入套筒14中後，接著將把基座24，首先是柄，正常插入套筒14的再裝筆芯接收端78內(參見圖6)。另一種可選方式是，可以在插入杆15之前把基座24插入套筒14。
另一種可選方式是，通過把杆15定位在內腔13內，可在書寫裝置1內對再裝筆芯基座機構進行初始組裝。優選地，偏置構件16在插入書寫裝置1內之前置於杆15上。然後可以把套筒14推到杆15上，然後把基座24插入套筒14中，如上所述。
繼續參照圖9，偏置構件16施加軸向力以把套筒14保持在相對於杆15的所謂的「套筒前向」位置處。在此位置處，套筒14與杆15的腔定位部17距離最大，其中凸起的耳狀物20的後緣52鄰接套筒14的突耳32。偏置構件16應當選擇具有適當的彈性係數(k)，使得由偏置構件16產生的軸向力大得足以把套筒14保持在如圖9中所示的「套筒前向」位置，但是不足夠大，使得在一種型號的再裝筆芯6(用「R2」標明並且示於圖10中)被插入書寫裝置1中時，能夠阻礙套筒14容易地朝向杆15滑回至如圖10所示的「套筒後向」位置，在下文中對此進行詳細描述。優選地，在本領域的技術人員公知的知識範圍內選擇設置具有較小至中等彈簧力的輕質彈簧。偏置構件16的內徑86優選地並且標稱地選擇得使偏置構件16能夠被保持在腔定位部17與套筒14之間適當的位置處，所述腔定位部17與套筒14兩者的直徑都優選地大於杆15的套筒接收部18的直徑，如圖所示。應當指出，還可能存在數種其它適當的裝置和布置，用於把偏置構件16保持在其所需的位置處，如本領域的技術人員易於了解的那樣。
繼續參照圖2-7和圖9，基座24可滑動地接合套筒14。與上述的杆15接合套筒14的方式在概念上相似，基座24的頭部26上的凸起的突舌27可以在套筒14的溝槽33的限度內軸向自由移動。通過基座24的凸起的突舌27與套筒14的花鍵28之間的相互作用防止基座24與套筒14之間產生相對轉動。從而基座24的突舌27和杆15的凸起的耳狀物20兩者可以在套筒14的溝槽33內相互一致軸向地移動。
如圖9所示，杆15的成角度的表面22相對於凸起的耳狀物20和軌道19的取向與基座24的成角度的表面29相對於突舌27的取向協同配置，使得只要耳狀物20和突舌27保留在套筒14的溝槽33內，兩個成角度的表面22、29就不能夠相互嚙合。這將被稱為成角度的表面22、29的「不嚙合」狀態，並且產生與第一腔長度110對應的基座24的第一位置。如圖所示，在此情況下選擇的再裝筆芯6的型號是使得安置端8和端部插塞10(圖1)的外徑108、104分別地都小於套筒14的內徑70(圖6)。為了方便起見，將其稱作「R1」型再裝筆芯。從而當「R1」型再裝筆芯插入書寫裝置1的腔13中，且書寫裝置殼3的下部和上部4，5聯接在一起時，端部插塞10鄰接基座24而不是套筒14，並且不壓縮偏置構件16(即套筒14處在「套筒前向」位置)。因此，基座24的頭部26和杆15的凸起的耳狀物20保留在套筒14的溝槽33內。應當指出，由「不嚙合的狀態」產生的腔長度110選擇和設計得使在如圖所示的「R1」型再裝筆芯6插入書寫裝置1中時，再裝筆芯6的尖端9可伸出殼3的下部4的孔隙30之外適當量用於進行書寫。
圖10示出在書寫裝置1中組裝好的再裝筆芯基座機構2，所述的書寫裝置1接合把基座24置於不同的書寫位置的不同類型的再裝筆芯芯筒6。在此例中採用的再裝筆芯6的類型優選地具有其外徑108至少大於套筒14的內徑70的安置端8。端部插塞10的外徑104小於套筒14的內徑70。為了方便，將其稱為「R2」型再裝筆芯。因此「R2」型再裝筆芯的端部插塞10裝配在套筒14內。然而，安置端8將不裝配在套筒14內，因為安置端8的外徑108大於套筒14的內徑70。從而，當「R2」型再裝筆芯6插入書寫裝置1中，且殼3的上部4、5連接在一起時，安置端8接合套筒14。因此向杆15的腔定位部17推回套筒14，從而因為杆15的位置相對於書寫裝置殼3保持靜止不動，所以壓縮偏置構件16。這將被稱為「套筒後向」位置。
儘管在圖10中示出套筒14在「套筒後向」位置，使得當使用「R2」型再裝筆芯時偏置構件16隻部分地受壓縮，但是清楚的是，本發明不受此方面的限制。因此可設計再裝筆芯基座機構2，使得當套筒14處於「套筒後向」位置時偏置構件16完全地受壓縮；該設計是選擇的問題。
隨著通過再裝筆芯「R2」套筒14被推回到杆上，基座頭部26沿軸向從溝槽33中露出，並且在超出套筒花鍵28的成角度的端部31那邊移動。基座24的柄25保持接合在杆15的開口21中並且可以在其中自由轉動。移動超過成角度的端部31以後，基座頭部26就可以在套筒14內相對於套筒14自由地旋轉運動。隨著套筒14被推回從而使成角度的表面22不再受限於溝槽33中時，杆15的成角度的表面22(此前儘管在溝槽33的物理界線內卻與基座24的成角度的表面29「不嚙合」)類似地在套筒花鍵8的成角度的端部31那邊移動。這時杆15和基座24的成角度的表面22、29現在自由嚙合，超出套筒花鍵28的成角度的端部31移動。在受限於溝槽33中時成角度的表面22和29不能夠嚙合，因為在受限於溝槽33中時優選地成角度的表面22和29不相互嚙合對齊取向。應當理解，杆15的成角度的表面22隻需要移動超出套筒花鍵28至少足夠遠，從而允許基座頭部26能夠旋轉，使得成角度的表面22、29可以移動對齊並嚙合。
繼續參照圖10，再裝筆芯端部插塞10的長度選擇和尺寸確定使得在書寫裝置1的下部和上部4、5連接在一起時保持對基座頭部26施壓。由再裝筆芯6以及杆15和基座24的成角度的表面22、29的末對齊的取向施加的壓力，相應地(如下文中詳細地說明那樣)，引起基座24旋轉並且落入杆15中。杆15和基座24的成角度的表面22、29此時相應地嚙合成被稱為成角度的表面22、29的「嚙合」狀態。如繼續參照圖10所示，這產生了基座25的第二位置，所述第二位置對應於較第一腔長度110長的第二腔長度112。因此第二腔長度112使之有可能使用長度大於第一腔長度110的再裝筆芯芯筒6(參見和對比圖9和圖10)。參照圖9，如圖中所示從第一腔長度110移動到圖10中所示的第二腔長度112時，腔長度按等於接合深度「D」(還參見圖2和圖4)的量改變。
應當從前面的討論注意到，在其成角度的表面22從由花鍵28形成的套筒腔3露出時，杆15被防止相對於套筒14產生旋轉移動。這可以以至少兩個方式完成。在一種實施方式中，杆15(圖2)的凸起的耳狀物20的長度可以尺寸定得使耳狀物20不從套筒花鍵28和溝槽33完全露出(即，部分耳狀物20保留在套筒溝槽33中)，從而防止杆15產生旋轉移動。另一種可選方式是，如果在杆15上設置凸起的軌道19(圖2)，軌道19保持在套筒溝槽33的限度內，同樣可防止杆15產生旋轉移動。另一種可選方式是，還可以採用這些使用凸起的軌道19和耳狀物20的旋轉阻止元件的組合。
杆15和基座24的成角度的表面22、29相應地可以協同進行取向，使得當套筒14的溝槽33內處於「不嚙合」狀態時(參見圖9)，杆15和基座24的峰54，60基本上相互對齊(峰對峰)。一旦隨著「R2」型再裝筆芯插入裝置1中插塞10接觸基座24時，峰54、60(參見圖2和圖4)從溝槽33露出，就不能夠維持固有不穩定的峰對峰接觸(在峰54、60如上所述在套筒14的溝槽33內時，保持這種接觸)。從而基座24相對套筒14轉動，並且成角度的表面22、29將會嚙合。
優選地，成角度的表面22、29進行取向，使得在「不嚙合」狀態下(即杆15的峰54至少接觸基座24斜面34的一部分，並且基座24的峰60至少接觸杆15的斜面23的一部分)產生略微偏離峰的布置。如前所述，一旦頭部26的凸起的突舌27避開套筒14的溝槽33時，這種布置會有助於自動向基座24傳遞轉動運動，從而允許基座24轉動，並且使成角度的表面22、29嚙合。然而，應當指出，上述的成角度的表面22、29的兩種布置和取向不論哪個都是適合的。
應當指出，在基座頭部26與孔隙30之間限定的腔長度90(圖1)的增加或者減少的量，將相應地由選擇用於杆15和基座24的成角度的表面22、29(在峰54、60與谷56、62之間測量)的接合深度「D」(參見圖2和圖4中的「D」)確定並且與之相等。如以上所討論，在圖9和圖10中所示的實施方式中，隨著杆15和基座24相應地從「不嚙合」(圖9)狀態向「嚙合」(圖10)狀態過渡，腔長度90改變等於「D」的量。因此深度「D」還代表在「R1」型再裝筆芯與「R2」型再裝筆芯之間長度上的差異，其在書寫裝置行業中一般可以是，但是不限於在約1/16與3/8英寸之間。
在這一點上應特別注意，當杆15和基座24處於如圖10中所示的「嚙合」狀態時(同時套筒14處於「套筒後向」的位置)，基座頭部26的凸起的突舌27(圖4)優選地設計為在套筒花鍵28的成角度的端部31上基本上軸向對齊(圖6)。當套筒14返回圖9中所示的「套筒前向」位置時，突舌37的成角度的側面36由套筒花鍵28的成角度的端部31接合以把轉動運動傳遞給基座24，從而把基座24移動到與杆15「不嚙合」的狀態。本發明的這個方面將在下面結合改變再裝筆芯進一步說明。
當使用者打算改變再裝筆芯6(繼續參照上例以套筒14處於「套筒後向」位置，當前是「R2」型)時，書寫裝置殼3的下部和上部4、5的連接斷開。這個動作使此前受壓縮的偏置構件16能夠恢復到其完全不受壓縮的長度，從而伴隨地把套筒14從「套筒後向」位置移動到「套筒前向」位置。隨著此事的發生，杆15的凸起的耳狀物20和軌道19落回進套筒14的溝槽33中。現在書寫裝置準備接受另一個「R2」型再裝筆芯或者「R1」型再裝筆芯。
如果這時在重新連接書寫下部和上部4、5之前插入長度較短的「R1」型再裝筆芯，再裝筆芯安置端8和端部插塞10把基座24向溝槽33推回進套筒14中。這引起套筒花鍵28的成角度的端部31可操作地接合基座頭部26的凸起的突舌27的成角度的側面36，如上所述。這樣把轉動作用傳遞給基座24，使凸起的突舌27與溝槽33對齊，從而允許基座24落回溝槽33中。這時，杆15和基座24的成角度的表面22、29相應地返回到初始的「不嚙合」狀態，基座24處於第一位置。
如果，相反把長度較長的「R2」型再裝筆芯插入書寫裝置1中，杆15和基座24的成角度的表面22、29相應地以上述的相同的方式在基座達到第二位置的同時呈「嚙合」狀態。
利用本發明的原理形成的再裝筆芯基座機構的另一種實施方式示於圖11和圖12中，其中提供三種不同的腔長度以容納具有不同長度的三個類型的再裝筆芯。在圖9和圖10中所示的和以上說明的，使用「R1」和「R2」型再裝筆芯的實施方式，相應地提供第一腔長度和第二腔長度110、112。第三腔長度114通過下面結合圖11和圖12說明的原理形成。
如圖11所示，「R3」型再裝筆芯的一種實施方式具有缺少肩部35(如分別地在圖9和圖10中所示的「R1」或者「R2」型再裝筆芯中)的基本上平的端部插塞10。因此，如圖所示，端部插塞10的外徑104基本上等於再裝筆芯安置端8的外徑108。端部插塞10的外徑108的尺寸做得大於套筒14的內徑70(圖6)。從而，如圖所示，沒有插塞10的部分能夠進入套筒14的再裝筆芯接收端78，或者接合基座24。
另一種可選方式是，為了幫助保持「R3」型再裝筆芯在書寫裝置1的內腔33內同心對齊，端部插塞10可被構造成具有肩部35，如圖12所示。在此實施方式中，端部插塞10設計得具有小於套筒14的內徑70的外徑104，這使得端部插塞10能夠被接收在套筒14中。肩部35具有大於套筒14的內徑70的外徑108。端部插塞10的長度尺寸做得使端部插塞10長得足以進入和可操作地接合套筒14的再裝筆芯接收端78用於加強同心穩定性，但是短得足以在通過套筒14對杆15的凸緣59完全地壓縮偏置構件16前使得插塞10不接觸和可操作地接合再裝筆芯基座機構2的基座24，如圖所示。因此，套筒14的軸向移動受偏置構件16的充分壓縮限制，而不受端部插塞10與再裝筆芯基座24的接觸和接合限制。
當打算要書寫裝置1容納「R3」型再裝筆芯時，設計再裝筆芯機構2，使得當使用「R2」型再裝筆芯時不完全地壓縮偏置構件16，如以上所述和在圖10中所示。這樣在書寫裝置殼3中留下足夠的間隙可形成第三腔長度114，如下面所說明。
參照圖11和圖12，當把「R3」型再裝筆芯插入書寫裝置1中，並且連接殼3的下部和上部4、5時，再裝筆芯端部插塞10接合併向回推，從而使套筒14滑向杆15的腔定位部17。在一種實施方式中，套筒14繼續向回滑動並且充分將偏置構件16壓縮到杆15的凸緣59上，這起到返回止檔的作用以限制套筒14的軸向移動。這將被稱為套筒14的「套筒返回最大值」位置，其中把套筒14比套筒14在上述的「套筒返回」位置中時向回推得更遠。這樣可以產生與「R3」型再裝筆芯相關聯的第三腔長度114，所述第三長度114相應地既不同於從使用「R1」得到的也不同於從使用「R2」型得到的如圖9和圖10中所示的腔長度110或者112。在一種實施方式中，「R3」型再裝筆芯可以長於「R1」或者「R2」型再裝筆芯。
應當指出，在另一種實施方式中，第三再裝筆芯腔長度114可以改變，但是既不同於腔長度110也不同於腔長度112。優選這可以通過使「R3」型再裝筆芯的長度在完全壓縮偏置構件16(如上所述)末端處的長度到在另一個部分地壓縮偏置構件16末端處的長度之間達到，但是其中把偏置構件16壓縮得剛好大於部分壓縮偏置構件16(如前所述)的「R2」型再裝筆芯所要求的程度。因此在上述末端之間並且包括上述末端的第三腔長度114的連續區域是可能的。優選地，偏置構件16設計得具有彈性係數(k)，所述彈性係數(k)是(i)足夠大，使得當再裝筆芯尖端9壓靠在書寫表面上時，足以保持再裝筆芯尖端9延伸超出書寫裝置殼孔隙30足夠遠到一個適合書寫的位置，同時(ii)不過於強，以在當初始地把再裝筆芯插入書寫裝置1並且把下殼部和上殼部4、5連接到一起時使得能夠通過「R3」型再裝筆芯把套筒14推回適當的量。確定適當的彈性係數(k)完全在本領域的技術人員的範圍內，不需要過多的試驗，因此在本文中不進行討論。
圖11和圖12中所示的實施方式可以用於，例如「R1」型墨水再裝筆芯、「R2」型原子筆再裝筆芯，以及任何其它「R3」型的再裝筆芯(例如凝膠墨水、氈筆尖、個人數字助理(「PDA」)、無墨水記錄筆尖或其他)希望消費者能夠在單個書寫裝置1中自行處理使用和互換的情況。「R1」、「R2」和「R3」型再裝筆芯具有不同的長度，如上所述。
在另一種實施方式中，圖13示出具有根據本發明的原理形成的再裝筆芯基座機構的書寫裝置1的一部分，但是其中完全省略了基座24。如在圖13中所示，並且與前文所述其它實施方式相似，再裝筆芯基座機構2具有杆15和可操作地由杆15接合的套筒14。然而杆15的自由端37不必具有成角度的表面22(示於圖2中)，並且自由端37限定用於可操作地接合再裝筆芯的安置表面120。優選地，自由端37基本上是平的，如圖所示；然而其它的端部構形也是適合的。為了達到第一腔長度，使用其端部插塞10和安置端8的尺寸做得可操作地接合安置表面120，但是不接合套筒14的「R4」型再裝筆芯(如圖所示)。當再裝筆芯「R4」插入書寫裝置殼2，並且接著把下殼部和上殼部4、5連接在一起時，「R4」型再裝筆芯可操作地接合和接觸安置表面120。套筒14保持在「套筒前向」位置。
圖14示出與圖13相同的再裝筆芯機構，但是使用「R5」型再裝筆芯(如上所述)，所述「R5」型再裝筆芯被改造和構形，以接合套筒14而不接合安置表面120。「R5」型再裝筆芯可設有從「R5」型再裝筆芯的端部突出(如圖所示)的端部插塞10，也可以設有不突出的平的端部插塞10(如圖11中所示)。如果如圖14中所示，在一種實施方式中使用突出型的端部插塞10，端部插塞10的長度106尺寸可足夠短，使得在套筒14將偏置構件16完全地壓縮貼靠在杆15的凸緣59(如圖所示)上時，足以避免接觸接合的安置表面120，或者，當結合圖11和圖12如上文所說明地，在套筒14的可變位置的連續區域中只部分地壓縮偏置構件16時避免產生接觸。在另一種實施方式中，端部插塞10的長度106可以把尺寸做成在套筒14將偏置構件16完全地壓縮貼靠在杆15的凸緣59上時，剛好與接合的安置表面120發生接觸。
繼續參照圖14，通過把「R5」型再裝筆芯插入書寫裝置殼2並且把下殼部和上殼部4、5連接到一起而得到第二腔長度。在所示的實施方式中，沿軸向朝向杆15向回推套筒14，直至偏置構件16完全地壓縮貼靠在杆15的凸緣59上，從而把套筒14帶到前文所述的「套筒返回最大值」位置。因此產生第二腔長度以容納短於「R4」型再裝筆芯的「R5」型再裝筆芯。
應當理解，在圖13和圖14中所示的再裝筆芯基座機構實施方式中，杆15中的開口21(例如參見圖2、9、10等)可以省略。與前面所述的其它實施方式不同，不必須有開口21，因為在圖13和圖14中所示實施方式中已經省略了基座24。如在圖13和圖14中所示，套筒14的花鍵28不一定需要成角度的端部31。
自動調節再裝筆芯基座機構的另一種實施方式示於圖15和圖16中。所述再裝筆芯基座機構包括具有第一安置表面122和第二安置表面124的安置元件120。第一安置表面122與使用如圖15中所示的「R6 」型再裝筆芯形成的第一腔長度126相關聯。第二安置表面124與使用如圖16中所示的「R7」型再裝筆芯形成的第二腔長度128相關聯。在圖15和圖16中所示的實施方式中，「R6」型再裝筆芯的安置端8具有比「R7」型再裝筆芯的安置端8大的外徑。另外，「R6」型再裝筆芯的端部插塞10的外徑104優選地大於安置元件120的內徑130。這使得「R6」型再裝筆芯的端部插塞10能夠接合第一安置表面122，而不必須接合第二安置表面124，如圖15中所示。相對比，「R7」型再裝筆芯的端部插塞10的外徑104優選地小於安置元件120的內徑130。這使得「R7」型再裝筆芯的端部插塞10能夠接合第二安置表面124，而不必須接合第一安置表面122，如圖16中所示，從而產生第二腔長度128，總體上，應當理解，「R6」型再裝筆芯可以較短並且在直徑上較寬，「R7」型再裝筆芯可以較長並且在直徑上較窄。
應當指出，圖15和圖16中所示的安置元件120可以是附接到或者固定到書寫裝置殼3的上部5的內側(例如通過膠合、螺紋緊固、摩擦或者收縮配合等)的單獨的部件，或者安置元件120也可以是殼3的上部5的一體部分(未示出)。另外，安置元件120可以本身包括使用領域內典型的任何常規的方法組裝在一起的分開的第一安置表面122和第二安置表面124。儘管如圖15和圖16中所示的安置元件120具有兩個安置表面如圖所示，應當理解可以設置兩個以上的安置表面形成兩個以上的不同腔長度，視可以在書寫裝置中使用的各種再裝筆芯的尺寸而定。
儘管在上面通過不可縮回型的書寫裝置實施方式闡述了本發明的自動調節再裝筆芯基座機構，但是所述再裝筆芯基座機構也可以用於無筆帽的可縮回型裝置的應用，其應用易於為本領域的技術人員所理解。因此再裝筆芯基座機構2可以在具有常規的彈簧加載的按鈕再裝筆芯縮回機構、旋鈕或者筆筒扭轉的旋轉型再裝筆芯縮回機構或者任何其它適當的再裝筆芯縮回裝置的可縮回型書寫裝置中實施。當用在可縮回型書寫裝置中時，整個再裝筆芯基座機構2的相對位置只對書寫裝置殼改變，從而要麼從裝置殼中伸出再裝筆芯用於書寫，要麼縮回再裝筆芯用於存放。從而，對於本文說明的不可縮回型書寫裝置，在書寫裝置殼不連接時，根據本發明的原理自動地產生對所選擇的再裝筆芯類型(即「R1」、「R2」、「R3」、「R4」、「R5」、「R6」和「R7」型再裝筆芯)適合的腔長度，插入選擇的再裝筆芯，並且然後重新連接所述殼。
應當指出，在彈簧加載的按鈕型再裝筆芯縮回機構的情況下，所述縮回機構中使用的彈簧起不同的作用，並且與本發明的再裝筆芯基座機構的偏置構件16(例如參見圖1)分開。另外，收縮彈簧典型地處於書寫裝置殼3的下部4，在再裝筆芯芯筒書寫端7附近(在圖1中未示出收縮彈簧)，並且不在上殼5中，如圖1中所示。
自動調節再裝筆芯機構可以用於具有由任何類型材料(例如，塑料、金屬、其組合，等等)製造的殼的書寫裝置，並且在此方面本發明不受其應用性的限制。
本領域的技術人員應當理解，本文所說明的再裝筆芯基座機構的細節是設計選擇的問題，並且本發明不限於在此所述的特定實施方式。因此，可以對再裝筆芯基座機構做出修改和改變而不偏離本發明的精神和所附權利要求的範圍。
儘管以上的說明和附圖代表本發明優選實施方式，但是應當理解其中可以進行各種補充、修改和替代而不偏離如所附權利要求限定的本發明的精神和範圍。特別地，本領域的技術人員應當清楚，本發明可以以其它特定的形式、結構、布置、比例，並且用其它元件、材料和部件實施而不偏離其精神和本質特徵。本領域的技術人員應當理解，本發明可以用在本發明的實施中使用的結構、布置、比例、材料和部件等等的、特別地為適應特定環境和特定操作需要進行的修改，而不偏離本發明的原理。因此，本文公開的實施方式在所有方面都要認為是示例性的而不是限制性的，本發明的範圍由所附權利要求指出，且不限於以上的說明。
權利要求
1.一種用於書寫裝置的自動調節再裝筆芯基座機構，所述機構包括具有第一安置表面的第一元件，所述第一安置表面被構造並適於接合具有第一長度的第一類型的再裝筆芯的第一安置端，所述第一元件被構造並且尺寸做得可裝配在具有用於內含再裝筆芯的內腔的書寫裝置中，所述第一元件具有縱向軸線；具有第二安置表面的第二元件，所述第二安置表面被構造並適於接合具有第二長度的第二類型的再裝筆芯的安置端，所述第二元件可以相對所述第一元件從第一位置軸向移動到第二位置，所述第二元件被構造並適於允許第一類型的再裝筆芯的第一安置端能夠經之插入，用於接觸所述第一安置表面；其特徵在於將第一類型的再裝筆芯插入書寫裝置中接合限定出第一再裝筆芯腔長度的所述第一安置表面；並且將第二類型的再裝筆芯插入書寫裝置中至少接合所述第二安置表面並且自動地把所述第二元件從所述第一位置移動至限定出第二再裝筆芯腔長度的所述第二位置。
2.如權利要求1所述的再裝筆芯基座機構，其中所述第一元件是杆而所述第二元件是可以在所述第一元件的至少一個部分上移動的中空套筒。
3.如權利要求1所述的再裝筆芯基座機構，進一步包括插入在至少部分的所述第一元件與至少部分的所述第二元件之間的偏置構件，用於把所述的第二元件偏壓進所述第二安置表面的所述第一位置。
4.如權利要求1所述的再裝筆芯基座機構，其中所述第二腔長度大於所述第一腔長度。
5.如權利要求1所述的再裝筆芯基座機構，其中所述第一元件具有頭部；所述再裝筆芯基座機構還包括可操作地接合所述頭部的杆；所述頭部可以相對所述杆軸向地從第一位置移動到第二位置；和當所述頭部被具有第三長度並且被構造以接合所述第二元件的第三類型再裝筆芯的安置端接合時，所述頭部自動地從所述第一位置移動到限定第三腔長度的第二位置。
6.如權利要求5所述的再裝筆芯基座機構，進一步包括插入在至少部分的所述第二元件與至少部分的所述杆之間的偏置構件，用於把所述的第二元件偏壓進所述第二元件的所述第一位置。
7.如權利要求5所述的再裝筆芯基座機構，其中所述杆是細長的並且具有第一和第二端部和至少部分地延伸進入所述端部之一的軸向開口；柄自所述頭部伸出；並且所述柄可滑動地接合在所述軸向開口中。
8.如權利要求7所述的再裝筆芯基座機構，其中所述杆具有面對所述頭部的有角度的表面並且所述頭部具有面對所述杆的有角度的表面的緊密配合的有角度的表面；當所述的頭部在所述頭部的所述第一位置時，所述杆和頭部的所述有角度的表面不嚙合；以及當所述的頭部在所述頭部的所述第二位置時，所述杆和頭部的所述有角度的表面嚙合。
9.一種用於書寫裝置的自動調節再裝筆芯基座機構，所述機構包括被構造並適於配合進書寫裝置中的杆，所述杆具有外表面、帶有成角度的表面的第一端部和第二端部；被構造並適於配合進書寫裝置中的中空套筒，所述套筒可滑動地接合所述杆的至少一部分並且具有內表面；和可移動地設置在所述套筒內並且具有頭部和柄的基座，所述頭部具有協同構造並適於接合所述杆的所述成角度的表面的成角度的表面；其特徵在於，所述基座可以自動地從第一位置移動到第二位置，在所述第一位置中，防止所述杆的所述成角度的表面和所述基座產生嚙合，從而在所述書寫裝置中限定出用於第一再裝筆芯的第一腔長度，在所述第二位置中，所述杆的所述成角度的表面和所述基座嚙合，從而在所述書寫裝置中限定出用於第二再裝筆芯的第二腔長度。
10.如權利要求9所述的再裝筆芯基座機構，其中所述杆具有從所述外表面徑向向外延伸的凸起的耳狀物，並且所述套筒具有從所述內表面徑向向內延伸的花鍵，所述花鍵限定用於可滑動地接合所述耳狀物的溝槽。
11.如權利要求10所述的再裝筆芯基座機構，其中所述杆具有從所述外表面徑向向外延伸並且縱向與所述凸起的耳狀物對齊的凸起的軌道。
12.如權利要求11所述的再裝筆芯基座機構，其中所述基座具有徑向向外延伸並且尺寸做得可滑動地接合在所述溝槽中的凸起的突舌。
13.如權利要求12所述的再裝筆芯基座機構，其中至少部分所述凸起的突舌具有成角度的側面並且所述花鍵具有成角度的端部。
14.如權利要求9所述的再裝筆芯基座機構，其中所述杆中具有被構造並適於接收至少部分的所述基座的所述柄部的開口。
15.如權利要求9所述的再裝筆芯基座機構，其中所述偏置構件是螺旋彈簧。
16.一種具有可變長度的再裝筆芯腔的書寫裝置，包括殼，所述殼限定具有能持定再裝筆芯芯筒的長度的細長的內腔，所述殼具有連接在一起的下部和上部；設置在所述殼中的自動調節的再裝筆芯基座機構，所述再裝筆芯基座機構包括具有第一安置表面的第一元件，所述第一安置表面被構造並適於接合具有第一長度的第一類型的再裝筆芯的第一安置端，所述第一元件被構造並且尺寸做得配合在具有用於內含再裝筆芯的內腔的書寫裝置中，所述第一元件具有縱向軸線；具有第二安置表面的第二元件，所述第二安置表面被構造並適於接合具有第二長度的第二類型的再裝筆芯的安置端，所述第二元件可以相對所述第一元件從第一位置軸向移動到第二位置，所述第二元件被構造並適於允許第一類型的再裝筆芯的第一安置端能夠經之插入，用於接觸所述第一安置表面；其特徵在於將第一類型的再裝筆芯插入書寫裝置中接合限定出第一再裝筆芯腔長度的所述第一安置表面；並且將第二類型的再裝筆芯插入書寫裝置中至少接合所述第二安置表面並且自動地把所述第二元件從所述第一位置移動至限定出第二再裝筆芯腔長度的所述第二位置。
17.如權利要求16所述的書寫裝置，進一步包括插入在所述第一元件的至少一部分與所述第二元件的至少一部分之間的偏置構件。
18.一種書寫裝置，包括殼，所述殼中具有上部和下部限定細長的腔，所述細長的腔用於內含具有至少兩種不同長度之一的再裝筆芯芯筒、書寫端部，和對置的安置端，所述細長的腔具有一定長度；被構造並適於選擇性地接合再裝筆芯芯筒的安置端的第一安置元件；和被構造並適於選擇性地接合再裝筆芯芯筒的安置端的第二安置元件，所述第一和第二元件可滑動地相互接合，並且所述兩個元件都設置在所述殼的所述細長的腔的所述上部中；其特徵在於，所述第一和第二安置元件可以彼此相對移動以把所述殼腔長度自動地調節到對應於再裝筆芯芯筒的長度之一，從而使再裝筆芯被持定在適當的位置用於進行書寫。
19.一種在可再裝筆芯的書寫裝置中使用具有不同長度的再裝筆芯的方法，包括提供書寫裝置，所述書寫裝置具有限定細長的內腔的殼，所述殼和腔各具有一定長度，所述殼具有連接在一起的上部的下部；提供設置在腔的上部中的自動調節再裝筆芯基座機構，所述機構包括被構造並適於選擇性地接合再裝筆芯芯筒的安置端的第一安置元件；被構造並適於選擇性地接合再裝筆芯芯筒的安置端的第二安置元件；所述第一和第二元件可滑動地相互接合，並且所述兩個元件都設置在殼的上部中；脫開殼的下部和上部的連接；把具有一定長度的再裝筆芯插入到所述腔中；並且重新連接殼的下部和上部；這時所述第一和第二安置元件可以彼此相對地移動，以自動調節所述腔的長度，從而把再裝筆芯持定在對書寫適當的位置，而不需要對殼或者腔長度進行手動調節。
20.一種用於內含不同長度的再裝筆芯的書寫裝置，所述書寫裝置包括殼，所述殼中具有用於內含具有書寫端部和對置的安置端的再裝筆芯的內腔；第一安置元件，所述第一安置元件具有用於選擇性地接觸第一類型的再裝筆芯的安置端的第一表面；以及第二安置元件，所述第二安置元件具有用於選擇性地接觸第二類型的再裝筆芯的安置端的第二表面，所述第二安置元件可操作地接合第一安置元件並且在接觸再裝筆芯後可以自動相對於該處軸向移動，第一和第二安置元件設置在殼的內腔的一個端部中；其特徵在於，所述第二安置元件對所述第一安置元件的可移動性使得不同長度的再裝筆芯可以使用並且正確地置於所述書寫裝置中用於進行書寫，而不需要手動調節所述內腔。
21.一種用於書寫裝置的自動調節再裝筆芯基座機構，包括被構造並適於配合進書寫裝置中的杆，所述杆具有腔定位和套筒接收部；被構造並適於配合進書寫裝置中的套筒，所述套筒可滑動地接合所述杆的所述套筒接收部的至少一部分；設置在所述套筒中並且可以與所述杆的所述套筒接收部接合的基座，所述基座可以從第一位置移動到第二位置，其特徵在於，所述杆、套筒和基座被布置和被構造，使得與再裝筆芯接觸相對於所述杆自動調節所述基座的位置。
22.一種自動適於容納不同長度的再裝筆芯的書寫裝置，所述書寫裝置包括殼，所述殼具有用於內含具有書寫端部和對置的安置端的書寫裝置再裝筆芯的內腔，所述殼具有一定長度；沿所述殼的所述長度設置在所述殼中的第一安置表面，所述第一安置表面被構造並適於接合具有第一長度的第一類型的再裝筆芯的安置端，當所述第一類型的再裝筆芯插入所述殼中時，所述第一安置表面沿所述殼的所述長度處於第一位置，所述第一位置與第一腔長度相關聯，和沿所述殼的所述長度設置在所述殼中的第二安置表面，所述第二安置表面被構造並適於接合具有不同於第一長度的第二長度的第二類型的再裝筆芯的安置端，當所述第二類型的再裝筆芯插入所述殼中時，所述第二安置表面沿所述殼的所述長度處於第二位置，所述第二位置不同於所述第一位置，所述第二位置與不同於第一腔長度的第二腔長度相關聯，從而當或是第一或是第二類型的再裝筆芯插入所述殼中時，所述書寫裝置自動提供適當的安置表面位置和腔長度，而不需要手動調節所述第一或第二安置表面。
23.如權利要求22所述的再裝筆芯基座，其中所述第一安置表面在形狀上是環形的並且凸起在所述第二安置表面之上。
24.如權利要求22所述的再裝筆芯基座，進一步包括所述安置元件，被構造使得第一類型的再裝筆芯的第一安置端可以接合所述第一安置表面而不接合所述第二安置表面。
25.如權利要求22所述的再裝筆芯基座，其中所述第一安置表面和所述第二安置表面形成具有單一結構的杯形再裝筆芯基座。
全文摘要
公開了一種自動調節的基座機構，用於自動地調節書寫裝置中的腔長度以容納不同長度的再裝筆芯。所述機構包括第一元件和可操作地接合第一元件的第二元件。當被再裝筆芯接觸時，第二元件自動地從與第一腔長度相關聯的第一位置移動到與第二腔長度相關聯的第二位置。所述機構可具有偏置構件用於可釋放地把第二元件持定在第一位置。其它實施方式中包括第三元件和第三腔長度。還公開了一種使用自動調節的再裝筆芯基座機構的方法。
文檔編號B43K24/06GK1681669SQ03822096
公開日2005年10月12日 申請日期2003年7月16日 優先權日2002年7月17日
發明者R·S·埃丁頓 申請人:碧克公司