HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine konische Spitze aus
Verbundstoff, die aus einem keramischen Material hergestellt ist, zur Verwendung
bei Füllhaltern oder anderen Schreibinstrumenten.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Schreibinstrumente, wie z.B. Füllhalter, verwenden üblicherweise
Spitzen mit einer hohen Haltbarkeit. Im Fall eines Füllhalters ist eine Spitze
mit einer verschleißbeständigen Legierung mittels Schmelzen an der Spitze
versehen, die mit einem Schlitz ausgebildet ist und rings um die vordere Spitze
der Spitze an den Kannten poliert ist. Ein Beispiel einer derartigen bekannten Spitze
ist eine in 1 dargestellte konische Spitze. In
1 zeigt das Bezugszeichen 100 eine Spitze,
die einen spitzen Grundkörper 200 aus einem Kunstharz mit einer bestimmten
Dicke und ein konvergierendes Teil 300 umfasst.
Der Spitzengrundkörper ist einstückig aus einem Kunstharz
mittels Spritzgießen gegossen, und, wie in 2 dargestellt,
weist er einen zylindrischen Grundabschnitt 201 und mehrere von einem Ende
des Grundabschnitts 201sich erstreckende Kammzahnteile 202 auf.
Diese Kammzahnteile 202 sind längs eines Umfangs angeordnet, der um
eine Mittelachse der Spitze zentriert ist, und zwar in gleichen Abständen mit
einem dazwischen ausgebildeten Schlitz 203. Der Grundabschnitt
201 weist einen Abschnitt 211 großen Durchmessers und einen
Abschnitt 212 kleinen Durchmessers mit einem an einer Grenze dazwischen
ausgebildeten abgestuften Abschnitts 213 auf. Die Kammzahnteile
202 sind jeweils im Querschnitt bogenförmig ausgebildet und erstrecken
sich kontinuierlich von einem Ende des Abschnitts 211 großen Durchmessers
des Basisabschnitts 201 und sind fortlaufend in Richtung des vorderen Endes
abgeschrägt. Eine Basisabschnittsseitenhälfte jedes Kammzahnteils
202 erstreckt sich fast linear längs einer äußeren Umfangsfläche
des Abschnitts 211 großen Durchmessers und eine vordere Endseitenhälfte
ist nach innen geneigt, sodass sich die Kammzahnteile 202 fortlaufend der
Mittelachse in Richtung des vorderen Endes annähern. Die Kammzahnteile
202 werden insgesamt nach innen näher zusammen gebracht, indem sie
von ihrem äußeren Umfang in Richtung der Mittelachse gedrückt werden.
D.h., die Basisendseitenhälften wirken miteinander in einer virtuellen zylindrischen
Form zusammen, und die vorderen Endseitenhälften wirken in einer virtuellen
konischen Form zusammen. Die Kammzahnteile 202 weisen halbkugelförmige
getrennte Abschnitte 204 an ihren vorderen Enden auf, die, wenn sie zusammen
gebracht werden, eine Halbkugel bilden. Die halbkugelförmigen getrennten Abschnitte
204 sind an ihren äußeren Rändern abgerundet.
Das konvergierende Teil 300 ist, wie in 1
dargestellt, zylindrisch ausgebildet, und kann über einen mittleren Abschnitt
des spitzen Grundkörpers 200aufgesetzt werden. Das konvergierende
Teil 300 weist eine innere Umfangsstruktur zum Zusammendrücken der
Kammzahnsteile 202 in Richtung der Mittelachse auf, sodass sie zu einer
konischen Form konvergieren, die fortlaufend zum vorderen Ende hin im Durchmesser
abnimmt.
Die Spitze 100 weist den spitzen Grundkörper
200 und das konvergierende Teil 300 mit der obigen Konstruktion
als Bestandteile auf. Das konvergierende Teil 300 ist auf den spitzen Grundkörper
200 von seinem vorderen Ende her aufgesetzt und passt eng über den
Umfang des spitzen Grundkörpers 200, sodass die innere Umfangsstruktur
des konvergierenden Teils 300 die Kammzahnsteile 202 von außen
in Richtung der Mittelachse drückt. Unter einem gleichförmigen Druck des
konvergierenden Teils konvergieren die Basisendseitenhälften in einer fast
zylindrischen Geometrie ohne Versetzung und die Frontendseitenhälften konvergieren
ebenfalls in einer fast konischen Geometrie ohne Versetzung, wobei deren Durchmesser
fortlaufend in Richtung des vorderen Endes abnehmen. Hierdurch treten die benachbarten
Kammzahnteile 202 miteinander in Eingriff und bringen die halbkugelförmigen
getrennten Abschnitte 204 an ihren vorderen Enden zur Ausbildung einer
glatten Halbkugelschreibspitze 400 ohne Wellen zusammen. In diesem Zustand
werden Tintenzuführwege 500, kapillarähnliche Spalte, zwischen
den gegenüberliegenden Seitenabschnitten der Kammzahnteile 202 ausgebildet.
Bei der oben beschriebenen Spitze 100 gleiten die halbkugelförmigen
getrennten Abschnitte 204 an den freien Enden der Kammzahnteile
202 relativ zueinander, wenn die halbkugelförmige Schreibspitze
400 gegen eine Oberfläche eines Schreibpapiers mit einer gewinkelten
Füllhalterachse gedrückt wird und verformen sich elastisch zur Vergrößerung
eines Außendurchmessers eines Halbkugelabschnitts an der Spitze. Wenn die Druckkraft
aufgehoben wird, nimmt die vordere Spitze der Spitze aufgrund ihrer Elastizität
ihre ursprüngliche Form wieder ein. Dieses Verhalten ermöglicht, dass
die Spitze auf einer Papierfläche in jeder Richtung schreibt, auch wenn die
Spitze um die Füllhalterachse gedreht wird, sodass bei irgendeiner Position
der vorderen halbkugelförmigen Spitze und bei jedem Winkel geschrieben werden
kann. Weiter kann die Dicke einer Linie durch Einstellen des Schreibdrucks verändert
werden, sodass der Schreiber verschiedene Buchstabenarten mit sich ändernder
Liniendicke schreiben kann, wie sie mittels eines Schreibpinsels
erzeugt werden.
Die üblichen konischen Spitzen haben jedoch die folgenden Probleme.
- (1) Da der Spitzengrundkörper in Form eines Satzes von Kammzahnteilen ausgebildet
ist, die zusammen eine konische Form aufweisen, besteht eine komplexe Geometrie,
wodurch die Spritzformen komplex und teuer sind, sodass eine Massenproduktion unmöglich
ist.
- (2) Da der Spitzengrundkörper in Form eines Satzes von Kammzahnteilen ausgebildet
ist, die zusammen eine konische Form aufweisen, kann eine Überprüfung
zur Feststellung, ob die Kammzahnteile die vorbestimmte Dimensionsgenauigkeit aufweisen,
nur nach dem Zusammenbau der Kammzahnteile zu einem fertigen Produkt durch Aufsetzen
des Rings über sie stattfinden.
- (3) Um ein glattes Schreibgefühl zu erzeugen, muss die Außenfläche
des vorderen Spitzenabschnitts abgerundet sein. Die äußeren Oberflächenränder
werden mittels Trommelpolieren abgerundet. Während dieses Verfahrens überschneiden
sich die Kammzahnteile miteinander an ihren Schlitzabschnitten, sodass es erforderlich
ist, dass durchgeführte Abrunden in der Mitte des Verfahrens zu überprüfen.
Dies vermindert den Wirkungsgrad des Abschrägens oder Abrundens.
- (4) Zur Herstellung der Spitze des Füllhalters eines Endprodukts nach dem
Abrunden ist es erforderlich, einen Ring (konvergierendes Teil) über die vorderen
Endabschnitte der kammzahnartig geteilten Spitze zu schieben. Dieses Aufsetzen des
Rings unter Verwendung einer automatischen Zusammenbaumaschine führt dazu,
dass die kammzahnähnlichen geformten Teile des spitzen Grundkörpers an
den Schlitzabschnitten sich überschneiden und der Spitzengrundkörper ist
nicht bei einer automatischen Zuführvorrichtung, z.B. einer Teilezuführung
richtig positioniert. Das Aufsetzen des Rings muss daher von Hand durchgeführt
werden.
Bei den üblichen oben beschriebenen Spitzen werden keramische
Spitzen als sehr widerstandsfähige Spitzen angesehen. Beispiele von keramischen
Spitzen sind in den japanischen Gebrauchsmustern Nr. 60-8085, 60-109979 und 1-86578
sowie in der japanischen Patentschrift Nr. 1-146797 beschrieben. Derartige vorgeschlagene
keramische Spitzen weisen eine Konstruktion auf, bei der ein Spitzenkörper
einer Keramikplatte mit einem Schlitz ausgebildet ist, wobei seine Spitze abgerundet
ist, oder wobei ein stangenähnlicher Spitzenkörper mit einer sich in Längsrichtung
erstreckenden durchgehenden Öffnung als Tintenzuführöffnung zur Zuführung
der Tinte zu der Spitze ausgebildet ist.
Die üblichen Keramikspitzen haben jedoch folgende Nachteile.
Obwohl die Keramikspitze eine Nut oder eine durchgehende Öffnung zur Zuführung
der Tinte aufweist, passt sich die Nut oder die durchgehende Öffnung nicht
an eine Änderung der Tintenviskosität oder eines Tintenschaums an, da
sie hart ist und sich nicht wie eine plattenähnliche gestanzte Metallspitze
verbiegt, was zu einer Unterbrechung der Tintenzuführung führt. Feiner
Staub und Papierstaub durch die Berührung der Schreibspitze und einer Papierfläche
kann einen Tintenweg in dem spitzen Körper verstopfen. Da die Spitze keine
Vorkehrungen zum Reinigen aufweist, wird die Schreibleistung unstabil, Diese Probleme
sind der Hauptgrund, dass Keramikspitzen, obwohl sie ein verschleißbeständiges
Material verwenden, sich praktisch nicht bewert haben, und dass Füllhalter
mit einer Keramikspitze sich nicht als praktische Schreibinstrumente auf dem Markt
durchgesetzt haben.
US-A-5 957 610 offenbart eine konische Spitze aus Verbundkeramik mit
den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dieser Spezifikation.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht eine konische Spitze aus Verbundkeramik
vor, die folgendes aufweist: einen Spitzengrundkörper, der einen zylindrischen
Grundabschnitt, eine Vielzahl von Kammzahnteilen, die an einem Ende des Grundabschnitts
entlang eines Umfangs ausgebildet ist, und die an einer Mittelachse der Spitze zentriert
ist, wobei die Kammzahnteile in Richtung ihrer vorderen Enden zunehmend konvergieren
können und zusammenwirken, um eine virtuelle konische Form auszubilden, und
eine Vielzahl von halbkugelförmigen getrennten Abschnitten aufweist, die an
den vorderen Enden der Kammzahnteile ausgebildet ist, wobei die kugelförmigen
getrennten Abschnitte konvergieren können und zusammenwirken, um einen virtuellen
halbkugelförmigen Spitzenabschnitt auszubilden; und einen konvergierenden Teil,
der zylindrisch ausgebildet ist und über einen äußeren Umfang des
Spitzengrundkörpers angeordnet werden kann, um zu der Vielzahl von Kammzahnteilen
und ihren halbkugelförmigen getrennten Abschnitten zu konvergieren; wobei jedes
von den Kammzahnteilen ein vorderes Teil an seiner vorderen Endseite und ein hinteres
Teil an seiner hinteren Endseite aufweist; wobei der vordere Teil aus einem keramischen
Material ausgebildet ist; wobei der hintere Teil elastisch verformbar aus einem
Kunstharz oder einem metallischen Material ausgebildet ist; wobei der Spitzengrundkörper
durch das konvergierende Teil konvergierend ist, um einen Tintenführungsweg
zwischen jedem Kammzahnteil auszubilden, und um auch eine kugelförmige Schreibspitze
an seinem vorderen Ende auszubilden.
Mit dieser Konstruktion, da das Ende (die Spitze) der Spitze (des
Spitzenabschnitts) aus einem keramischen Material ausgebildet ist,
kann nicht nur die Spitze einen hohen Verschleißwiderstand und daher eine verbesserte
Lebensdauer aufweisen, sondern sie kann auch ein gleichmäßiges Schreibgefühl
zur Verfügung stellen und gleichmäßige Schreiblinien erzeugen. Da
die halbkugelförmigen getrennten Abschnitte der Schreibspitze relativ zueinander
versetzt sind und sich als ein Ganzes elastisch als ein Ergebnis einer elastischen
Verformung der hinteren Teile gemäß dem aufgebrachten Schreibdruck verformen,
kann das Schreibende (die Schreibspitze) der Spitze (des Spitzenabschnitts), obwohl
sie aus einem harten keramischen Material hergestellt ist, eine Unterbrechung einer
Tintenzufuhr verhindern, die andererseits durch eine Veränderung einer Tintenviskosität
aufgrund eines Austrocknens einer Tinte oder durch einen ausgetrockneten Tintenrand
verursacht werden kann. Weiter kann, wenn Schmutz oder Papierstaub an Tintenwegen
anhaftet, das vorstehend beschriebene Verhalten der Schreibspitze diesen zuverlässig
entfernen, wodurch ein stetiger Schreibvorgang sichergestellt ist. Außerdem
ermöglicht die elastische Verformung der Schreibspitze ein sanftes Berühren
eines Papiers und erlaubt es der Spitze, mit einem beliebigen Winkel auf einer Papierfläche
und, selbst wenn die Spitze um die Stiftachse gedreht wird, mit einer beliebigen
Position an dem halbkugelförmigen Spitzenabschnitt zu schreiben. Es ist ferner
durch Einstellen des Schreibdrucks möglich, eine dicke oder dünne Linie
zu zeichnen.
Die kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden Erfindung sind nachstehend
zusammengefasst.
Erstens ist die Anzahl von Kammzahnteilen des Spitzengrundkörpers
zwischen fünf bis acht festgelegt.
Zweitens sind der Grundabschnitt und der hintere Teil von jedem Kammzahnteil
einstückig aus einem synthetischen oder metallischen Material ausgebildet.
Drittens ist eine von Eingriffsflächen des vorderen Teils und
des hinteren Teils mit einem Eingriffsvorsprung und die andere Eingriffsfläche
mit einer Eingriffsvertiefung vorgesehen. Der Eingriff zwischen diesem Eingriffsvorsprung
und dieser Vertiefung verbindet das vordere Teil und das hintere Teil.
Wie vorstehend beschrieben ist, da das Ende der Spitze aus einem keramischen
Material hergestellt ist, hat die Spitze einen hohen Verschleißwiderstand und
eine Lebensdauer und ermöglicht ein gleichmäßiges Schreibgefühl
und erzeugt gleichmäßige Schreiblinien. Weiter kann, da die halbkugelförmigen
geteilten Abschnitte der Schreibspitze relativ zueinander versetzt sind und sich
als ein Ganzes als ein Ergebnis einer elastischen Verformung der hinteren Teile
gemäß dem aufgebrachten Schreibdruck elastisch verformen, das Schreibende
der Spitze, obwohl sie aus einem harten keramischen Material hergestellt ist, eine
Unterbrechung einer Tintenzufuhr verhindern, die andererseits durch eine Veränderung
einer Tintenviskosität aufgrund eines Austrocknens einer Tinte oder durch einen
ausgetrockneten Tintenrand verursacht werden kann. Weiter kann, wenn Schmutz oder
Papierstaub an Tintenwegen anhaftet, das vorstehend beschriebene Verhalten der Schreibspitze
diesen zuverlässig entfernen, wodurch ein stetiger Schreibvorgang sichergestellt
ist. Außerdem ermöglicht die elastische Verformung der Schreibspitze ein
sanftes Berühren eines Papiers und ermöglicht es der Spitze, mit einem
beliebigen Winkel auf einer Papierfläche und, selbst wenn die Spitze um die
Stiftachse gedreht wird, mit einer beliebigen Position an dem halbkugelförmigen
Spitzenabschnitt zu schreiben. Es ist ferner durch Einstellen des Schreibdrucks
möglich, eine dicke oder dünne Linie zu zeichnen.
Daher ist es eine erste Aufgabe dieser Erfindung, die Struktur der
konischen Spitze zu vereinfachen, um eine signifikante Verbesserung einer Produktivität
zu realisieren, während die Kosten deutlich reduziert werden.
Eine zweite Aufgabe dieser Erfindung ist es, den Herstellungsprozess
eines konischen Stifts zu verbessern, um Produktivitätsverbesserungen und Kostenreduktionen
zu realisieren.
Eine dritte Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine konische Spitze
aus Verbundkeramik vorzusehen, die eine Lebensdauer des Schreibendes der Spitze
verbessern kann, und die ferne einem Schreiber ein gleichmäßiges Schreibgefühl
ermöglicht, und die gleichmäßige Schreiblinien erzeugt.
Eine vierte Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine konische Spitze
aus Verbundkeramik vorzusehen, die, obwohl das Ende der Spitze aus einem harten
keramischen Material hergestellt ist, ein sanftes Berühren eines Papiers ermöglicht,
und die der Spitze erlaubt, mit einem beliebigen Winkel auf einer Papierfläche
und, selbst wenn die Spitze um die Stiftachse gedreht wird, mit einer beliebigen
Position an dem halbkugelförmigen Spitzenabschnitt zu schreiben.
Diese Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der
nachstehenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht einer herkömmlichen
konischen Spitze.
2 ist eine Perspektivansicht, die einen Spitzengrundkörper
der herkömmlichen konischen Spitze zeigt.
3 ist eine Perspektivansicht einer konischen Spitze
aus Verbundkeramik gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
4 ist eine Perspektivansicht eines Spitzengrundkörpers
der Spitze,
5 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Spitzengrundkörpers
der Spitze.
6 ist eine quer verlaufende Schnittansicht von hinteren
Teilen, die an dem Spitzengrundkörper der Spitze montiert sind.
7 ist eine Teilschnittansicht eines einzigen vorderen
Teils, das an dem Spitzengrundkörper der Spitze montiert ist,
8 ist eine Teilschnittansicht eines einzigen vorderen
Teils, das an dem Spitzengrundkörper der Spitze montiert ist.
9 ist eine Explosionsperspektivansicht des Spitzengrundkörpers
der Spitze.
10 ist eine Explosionsperspektivansicht einer Variation
des konvergierenden Teils, das an der Spitze verwendet wird.
11 ist eine Perspektivansicht eines Schreibendes der
Spitze.
12 ist eine Schnittansicht des Schreibendes der Spitze.
13 ist eine Perspektivansicht, die eine konische Spitze
aus Verbundkeramik (einen Spitzengrundkörper) gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
3 zeigt eine gesamte Konstruktion einer konischen Spitze
aus Verbundkeramik (nachstehend zur Vereinfachung als Spitze bezeichnet) gemäß
dieser Erfindung, In 3 bezeichnet Bezugszeichen
31 eine Spitze, die einen Spitzengrundkörper 32 und ein konvergierendes
Teil 33 aufweist.
Der Spitzengrundkörper 32, wie in 4
gezeigt ist, weist einen zylindrischen Grundabschnitt 46, eine Vielzahl
von Kammzahnteilen 36 und eine Vielzahl von halbkugelförmigen getrennten
Abschnitten 37 auf. Die Kammzahnteile 36 sind an einem Ende von
dem Grundkörper 46 entlang einem Umfang zentriert an der Mittelachse
der Spitze mit gleichen Abständen angeordnet und sind konstruiert, um in der
Richtung zu dem vorderen Ende zunehmend konvergieren und zusammenwirken zu können,
um einen annähernd konischen Spitzenkörper auszubilden. Die halbkugelförmigen
getrennten Abschnitte 37 sind an den vorderen Enden der Kammzahnteile
36 ausgebildet und können gemeinsam zusammenwirken, um eine virtuelle
halbkugelförmige Spitze auszubilden. Der Spitzengrundkörper
32 weist fünf bis acht Kammzahnteile 36 auf. Diese Kammzahnteile
36 weisen jeweils ein vorderes Teil 39 einschließlich des
halbkugelförmigen getrennten Abschnitts 37 und ein hinteres Teil
50 an der Hinterseite des vorderen Teils 39 auf. Das vordere Teil
39 und das hintere Teil 50 sind mit nahezu gleichen Längen
festgelegt.
Wie in 5 gezeigt ist, sind der Grundabschnitt
46 und die hinteren Teile 50 der Kammzahnteile 36 durch
Spritzgießen aus einem elastischen Kunstharz einstückig ausgeformt. Der
Grundabschnitt 46 weist einen Abschnitt 47 mit großem Durchmesser
und einen Abschnitt 48 mit kleinem Durchmesser mit einem gestuften Abschnitt
49 auf, der an deren Grenze ausgebildet ist, Die hinteren Teile
50 der Kammzahnteile 36, wobei jedes im Querschnitt wie ein Bogen
geformt ist, sind mit gleichen Abständen entlang einem äußeren Umfang
von einer Endfläche des Abschnitts 47 mit großem Durchmesser
des Grundabschnitts 46 angeordnet und stehen nahezu parallel zu der Mittelachse
geradlinig vor. Zwischen jedem hinteren Teil 50 ist ein Schlitz
38 vorgesehen, Die hinteren Teile 50 bilden daher getrennte Segmente
eines virtuellen zylindrischen Körpers, wie in 6
gezeigt ist, und sind im Querschnitt gekrümmt und einstückig mit dem Grundabschnitt
46 verbunden. In dieser Gestaltung bilden die hinteren Teile
50 jeweils eine auskragende Platte mit ihrem Grenzabschnitt, der an dem
Grundabschnitt 46 angrenzt, der als ein festes Ende dient. In anderen Worten
weisen die hinteren Teile 50 die gleiche Struktur wie ein auskragender
Stab mit einem festen Ende auf. Daher sind in dem normalen Zustand eines einstückig
ausgeformten Produkts des Grundabschnitts 46 und der fünf bis acht
hinteren Teile 50 die hinteren Teile 50 voneinander beabstandet.
Diese hinteren Teile 50 sind durch Aufbringen einer Druckkraft von deren
äußeren Umfang in Richtung der Mittelachse in einer im Allgemeinen zylindrischen
Form konvergierend. Weiter sind, wie in 5 gezeigt ist,
die hinteren Teile 50 an der vorderen Endseite mit Eingriffsnuten
40 zum Verbinden der vorderen Teile 39 ausgebildet. Jede Eingriffsnut
40 ist wie ein verkehrter Buchstabe T im Querschnitt geformt und erstreckt
sich axial von dem vorderen Ende des hinteren Teils 50 über eine Distanz
von ungefähr einem Drittel der gesamten Länge des hinteren Teils
50, Die Eingriffsnuten 40 weisen jeweils eine schmale Nut
53 an der äußeren Umfangsseite und eine weite
Nut 54 an der inneren Umfangsseite auf, wie in 6
gezeigt ist.
Wie in 5 gezeigt ist, ist das vordere
Teil 39 von jedem Kammzahnteil 36 einstückig mit dem halbkugelförmigen
getrennten Abschnitt 37 ausgebildet und aus einem keramischen Material
hergestellt. Das keramische Material (Pulver aus Zirkonerde, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid
und Siliziumkarbid) ist unter Druck durch Formpressen oder Spritzgießen in
einem einstückigen Körper ausgeformt, der dann mit hohen Temperaturen
von 1300°C bis 1500°C gebrannt wird. Die vorderen Teile 39 sind
im Querschnitt bogenförmig ausgebildet, wie in 7
gezeigt ist, so dass sie durchgehend mit den zugeordneten hinteren Teilen
50 verbunden sind. Die vorderen Teile 39 sind ferner ausgebildet,
um zunehmend in Richtung des vorderen Endes spitz zusammenlaufend zu sein, und neigen
sich in einer Richtung, in der sie sich zunehmend zu der Mittelachse in Richtung
des vorderen Endes nähern. Die halbkugelförmigen getrennten Abschnitte
37 an der Spitze bilden jeweils eines von fünf bis acht geteilten
Segmenten des halbkugelförmigen Abschnitts. Weiter sind äußere Flächenecken
von jedem halbkugelförmigen getrennten Abschnitt 37, das heißt
Ecken, die durch eine äußere Fläche des halbkugelförmigen getrennten
Abschnitts 37 und seinen Seitenflächen ausgebildet sind, durch Strahlen,
Trommelpolieren und Polieren poliert, um diese abzurunden (oder um ihnen eine R-Fläche
zu geben), so dass sich die halbkugelförmigen getrennten Abschnitte
37 nicht an einer Papierfläche verhaken, wenn sie mit dieser in Berührung
kommen. Das Abrunden der äußeren Flächenecken der halbkugelförmigen
getrennten Abschnitte 37 kann durch Trommelpolieren vor oder nach einem
Verbinden der vorderen Teile 39 mit den hinteren Teilen 50 ausgeführt
werden.
Die vorderen Teile 39 weisen jeweils an der hinteren Endseite
einen Eingriffsvorsprung 43 auf, der mit der zugeordneten Eingriffsnut
40 des hinteren Teils 50 eingreifen kann. Der Eingreifsvorsprung
43 weist einen Querschnitt auf, der wie ein umgekehrter Buchstabe T geformt
ist, der mit dem Querschnitt der Eingriffsnut 40 des hinteren Teils
50 übereinstimmt und, wie in 8 gezeigt
ist, einen schmalen Eingriffsvorsprungsabschnitt 55, der an der äußeren
Umfangsseite des hinteren Teils 50 in die schmale Nut 53 eingreifen
kann, und einen weiten Eingriffsvorsprungsabschnitt 56 aufweist, der an
der inneren Umfangsseite des hinteren Teils 50 in die weite Nut
54 eingreifen kann. Wie in 9 gezeigt ist,
ist der Eingriffsvorsprung 43 jedes vorderen Teils 39 vor und
ausgerichtet mit der zugeordneten Eingriffsnut 40 des hinteren Teils
50 platziert und wird in die Eingriffsnut 40 zum sicheren Eingriff
gedrückt. Das auf diese Weise verbundene vordere Teil 39 entspricht
der Erweiterung von jedem hinteren Teil 50. Dieser Verbindungsvorgang wird
hauptsächlich durch eine Maschine zum Verbinden ausgeführt, kann aber
auch manuell durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, wirken die hinteren Teile
50 eines Kunstharz und die vorderen Teile 39 aus Keramik zusammen,
um fünf bis acht Verbundkammzahnteile 36, die an einem Umfang und
zentriert zu der Mittelachse angeordnet sind, mit einem vorbestimmten Spalt zwischen
ihnen auszubilden. In dem normalen Zustand sind daher die Kammzahnteile
36 voneinander beabstandet. Das keramische vordere Teil 39 ist
als ein Ganzes hart und biegt sich nicht, aber da es mit dem elastischen hinteren
Teil 50 zusammenwirkt, das aus Kunstharz ausgeformt ist, erlaubt das Drücken
oder Heben des Kammzahnteils 36 in Richtung der Mittelachse oder von dieser
weg, dass das vordere Teil 39 der Biege- oder Ablenkbewegung des hinteren
Teils 50 folgt.
In dem Spitzengrundkörper 32 ist eine Vielzahl von Kammzahnteilen
36 entlang eines Umfangs mit vorbestimmten Abständen (Schlitzen
38) angeordnet und werden relativ geöffnet oder beabstandet voneinander
an der hinteren Endseite gehalten, eher als sie in einer annähernd konischen
Form konvergierend sind. Diese Gestaltung ermöglicht den vorderen Teil
39, einfach an den hinteren Teilen 50 der Kammzahnteile
36 gesichert zu werden, wobei ein ausreichender Raum zwischen jedem hinteren
Teil 50 vorhanden ist, um den Verbindungsvorgang zu erleichtern. Bei der
Herstellung des Spitzengrundkörpers 32 erleichtert diese Gestaltung
auch die Produktion von Matrizen. Insbesondere ist, da die Abstände der hinteren
Teile der Kammzahnteile 36 durch die Schlitze 38 in einer vorbestimmten
Größe gehalten werden, es möglich, eine ausreichende Dimension zu
sichern, die beim Spritzgießen und der Matrizenherstellung verwendet wird,
wie zum Beispiel Stärken und Weiten von ausgerundeten Vorsprüngen in Kavitäten,
um einen vorbestimmten Spritzdruck zu widerstehen, und um eine erforderliche Matrizenfestigkeit
vorzusehen. Weiter, da die vorderen Enden der vorderen Teile 39 eine Schreibspitze
34 bilden, müssen Ecken des vorderen Endes von jedem vorderen Teil
39 abgerundet sein. Durch den Vorteil der voneinander beabstandeten Anordnung
der halbkugelförmigen getrennten Abschnitte 37an den vorderen Enden
der Kammzahnteile 36 können die äußeren Flächenecken
von jedem halbkugelförmigen getrennten Abschnitt 37 durch Strahlen,
Trommelpolieren und Polieren einfach poliert werden, damit die Ecken abgerundet
und gleichmäßig sind, Dies entfernt Ecken von jedem von den halbkugelförmigen
getrennten Abschnitten 37, die konvergierend sind, um eine halbkugelförmige
Schreibspitze auszubilden. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass die Schreibspitze,
wenn sie in Berührung mit der Papierfläche gebracht wird, in das Papier
einhakt, und somit kann ein gleichmäßiges Schreibverhalten verbessert
werden.
Das konvergierende Tei 33, wie in 3
gezeigt ist, ist auch als ein Mundteil ausgebildet, um die Spitze 31 an
einem Körperabschnitt 45 eines Stiftschafts 35 zu befestigen.
Dieses konvergierende Teil 33 oder das Mundstück ist aus Kunstharz
einstückig ausgebildet und weist an seinem inneren Umfang einen Befestigungsabschnitt,
der zu dem Grundabschnitt 46 des Spitzengrundkörpers 32 korrespondiert,
und einen Drosselabschnitt auf. Ein innerer Durchmesser des Drosselabschnitts ist
so festgelegt, um die hinteren Teile 50 der Kammzahnteile 36 des
Spitzengrundkörpers 32 anzudrücken, damit die hinteren Teile
50 in eine virtuelle zylindrische Form, die vorderen Teile 39
in eine virtuelle konische Form und die halbkugelförmigen getrennten Abschnitte
37 in eine virtuelle halbkugelförmige Form konvergieren (das heißt,
der innere Durchmesser ist kleiner als der Durchmesser eines äußeren Umfangs
der hinteren Teile 50 der Kammzahnteile 36 in einem normalen Zustand
festgelegt). Dieses konvergierende Teil 33 kann aus einem Metallrohr ausgebildet
sein, wie in 10 gezeigt ist. In diesem Fall ist das
konvergierende Teil 33 zylindrisch ausgebildet, so dass es über einen
Zwischenabschnitt des Spitzengrundkörpers 32 befestigt werden kann,
und weist eine gestufte Struktur an seinem inneren Umfang auf, der die Kammzahnteile
36 in Richtung der Mittelachse drücken kann, damit sie in einer konischen
Form konvergieren, die in Richtung des vorderen Endes im Durchmesser zunehmend abnimmt.
Die Spitze 31 weist den vorstehend beschriebenen Spitzengrundkörper
32 und das konvergierende Teil 33 als grundlegende Teile auf.
Um sie zusammenzubauen, wird das konvergierende Teil 33 von der Vorderseite
über den Umfang des Spitzengrundkörpers 32 bis es gegen den gestuften
Abschnitt 49 anstößt geschoben, wie in 3
und 10 gezeigt ist. In diesem Fall ist das konvergierende
Teil 33 an den hinteren Teilen 50 der fünf bis acht Kammzahnteile
36 des Spitzengrundkörpers 32 befestigt, um durch seinen
vorderen inneren Umfang die hinteren Teile 50 der Kammzahnteile
36 von deren äußeren Umfang in Richtung der Mittelachse zu drücken,
und um sie dadurch mit einem gleichmäßigen Druck zu konvergieren. Das
heißt, die Kammzahnteile 36 sind unter einem Druck, der nach innen
gerichtet ist, in Richtung des vorderen Endes mit den hinteren Teilen
50 konvergierend, die von annähernd mittigen Abschnitten der Kammzahnteile
36 zu den hinteren Enden reichen, wobei sie in einer virtuellen zylindrischen
Form ohne Verformungen und mit den vorderen Teilen 39 konvergierend sind,
die von annähernd mittigen Abschnitten der Kammzahnteile 36 zu den
vorderen Enden reichen, wobei sie in einer nicht verformten virtuellen konischen
Form konvergierend sind, die zunehmend im Durchmesser abnimmt. Somit sind die angrenzenden
Kammzahnteile 36 miteinander elastisch in Eingriff und, wie in
11 und 12 gezeigt ist,
werden die Zwischenabschnitte an beiden Seiten von jedem Kammzahnteil
36, das heißt, Spalte zwischen den angrenzenden Kammzahnteilen
36, in Richtung des vorderen Endes schmaler, um Kapillarschlitze auszubilden,
die als Tintenführungswege 44 wirken. Die angrenzenden halbkugelförmigen
getrennten Abschnitte 37 an dem vorderen Ende werden miteinander ohne Spalt
zwischen ihnen in Kontakt gebracht, um dadurch eine gleichmäßige, halbkugelförmige
Schreibspitze 34 ohne Schwankungen auszubilden. Die Schreibspitze
34, die aus einer Vielzahl von vorderen Enden von Kammzahnteilen
36 hergestellt ist, sieht im Querschnitt wie Blütenblätter aus.
Ein Umfeld der Schreibspitze 34 bildet einen Schreibabschnitt aus, der
berührend mit einer Papierfläche zum Schreiben platziert ist. Wie in
12 gezeigt ist, ist ein Tintenzufuhrkern
52 in einem hohlen Raum in dem Spitzengrundkörper 32 so eingebaut,
dass er bis zu seinem vorderen Ende berührend mit der inneren Fläche des
Spitzengrundkörpers 32 ist. Tinte wird durch den Tintenzufuhrkern
52 zu der inneren Fläche des Spitzengrundkörpers 32
zugeführt, von dem die Tinte weiter durch Kapillarschlitze oder Tintenführungswege
44 zu der äußeren Fläche des Spitzengrundkörpers und
zu einer äußeren Fläche des halbkugelförmigen Spitzenabschnitts
nach außen gezogen wird. Wenn die halbkugelförmige Schreibspitze
34 eine Papierfläche berührt, wird die Tinte auf die Papierfläche
übertragen, wodurch somit ein Schreibvorgang ermöglicht wird. Um die Tintenbewegung
von dem Tintenzufuhrkern, der innerhalb des vorderen Endes einer inneren Fläche
der Spitze 31 eingebaut ist, zu dem vorderen Ende einer äußeren
Fläche zu erleichtern, muss der konvergierende Abschnitt mit positiven Spalten
vorgesehen sein (zwischen Zwischenflächen der angrenzenden, konvergierenden
vorderen Enden). Es ist daher wünschenswert, dass die angrenzenden vorderen
Enden des konvergierenden Abschnitts miteinander an deren inneren Fläche in
Eingriff sind und voneinander an deren äußerer Fläche beabstandet
sind.
Wie vorstehend beschrieben ist, da der Spitzenabschnitt der Spitze
31 aus einem keramischen Material hergestellt ist, ist der Spitzenabschnitt
gegen Verschleiß sehr widerstandsfähig, ist die Lebensdauer der Spitze
31 außerordentlich verbessert, wird dem Schreiber ein gleichmäßiges
Schreibgefühl ermöglicht, und sind gleichmäßige Schreiblinien
für eine lange Zeitdauer sichergestellt. Weiter können, wenn eine getrocknete
Tinte an der Schreibspitze anhaftet, kleine Bewegungen der Schreibspitze
34 als Ergebnis der Wiederaufnahme eines Schreibvorgangs, das heißt
relative Verschiebungen zwischen den halbkugelförmigen getrennten Abschnitten
37 der Schreibspitze 34 und deren elastischen Verformungen, Verformungen
an einem ganzen Teil oder einem Teil der Schreibspitze 34, ein Verändern
der Spitzenweite gemäß dem Schreibdruck und ein Brechen des ausgetrockneten
Tintenfilms verursachen, um zu ermöglichen, dass die Tinte
einfacher ausströmt. Weiter kann, wenn feiner Schmutz von der Papierfläche
auf der Schreibspitze 34 eingefangen wird, der Schmutz unmittelbar gemeinsam
mit einem Tintenstrom abgegeben werden.
Weiter weist dieses Ausführungsbeispiel eine einfache Struktur
auf, in der der Spitzengrundkörper 32 den Grundabschnitt
46 und die fünf bis acht Kammzahnteile 36 aufweist, und in
der das konvergierende Teil 33 in der Form eines Mundteils aus Harz oder
eines Metallrohrs über einen Abschnitt des Spitzengrundkörpers zwischen
dem Grundabschnitt 46 und den Kammzahnteilen 36 befestigt ist.
In dieser einfachen Struktur sind die fünf bis acht Kammzahnteile
36 unter einem gleichmäßigen Druck des konvergierenden Teils
33 in einer konischen Form ohne Verformungen konvergierend, wobei sie die
Tintenführungswege 44 zwischen den Kammzahnteilen 36 und
auch an dem vorderen Ende der Spitze die halbkugelförmige Schreibspitze
34 ohne relative Abweichungen zwischen den halbkugelförmigen getrennten
Abschnitten 37 ausbilden. Mit dieser Konstruktion, wenn die halbkugelförmige
Schreibspitze 34 gegen eine Papierfläche mit ihrer Mittelachse in
einen Winkel zu der Papierfläche gedrückt wird, bewegen sich die halbkugelförmigen
getrennten Abschnitte 37 an den vorderen Enden der Kammzahnteile
36 relativ zueinander und verformen sich elastisch, um den äußeren
Durchmesser des halbkugelförmigen Spitzenabschnitts zu vergrößern.
Wenn der Andrückvorgang beendet ist, kehrt der Spitzenabschnitt durch Elastizität
in seine ursprüngliche halbkugelförmige Form zurück, Daher kann die
Spitze auf einer Papierfläche in einer beliebigen Richtung schreiben und, selbst
wenn die Spitze um die Stiftachse gedreht wird, mit einer beliebigen Position an
dem halbkugelförmigen Spitzenabschnitt und mit einem beliebigen Winkel schreiben,
Weiter kann durch Einstellen eines Schreibdrucks die Dicke einer Linie verändert
werden, wodurch es einem Schreiber ermöglicht wird, verschiedene Arten von
Buchstaben mit einer veränderten Linienweite wie zum Beispiel mit jener zu
schreiben, die durch einen Schreibpinsel erzeugt wird, Gemäß der Höhe
des Schreibdrucks werden die Kammzahnteile 36 abgelenkt, um den Schreibdruck
zu absorbieren. Dieser Dämpfungseffekt ermöglicht dem Schreiber ein gleichmäßiges
Schreibgefühl, so dass der Schreiber über mehrere Stunden durchgehend
schreiben kann, ohne zu ermüden. Der Dämpfungseffekt kann auch die Verformung
und den Verschleiß des Endes der Spitze reduzieren, wenn sie mit einem großen
Schreibdruck beansprucht wird, wodurch die Lebensdauer der Schreibspitze verbessert
wird.
Weiter kann in diesem Ausführungsbeispiel, da die fünf bis
acht Kammzahnteile 36 des Spitzengrundkörpers 32 an der vorderen
Endseite geöffnet und voneinander beabstandet sind, die Fläche des halbkugelförmigen
Spitzenabschnitts wirksam durch Strahlen, Trommelpolieren und Polieren poliert werden,
um eine gleichmäßige Schreibspitze 34 einfach auszubilden. Weiter
kann, da die Kammzahnspitzen 36 durch eine gleichmäßige Andrückkraft
des konvergierenden Teils 33 in einer konischen Form konvergierend sind,
eine konische Spitze ohne Verformungen hergestellt werden.
13 zeigt eine Konstruktion eines Spitzengrundkörpers
60 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind ein Grundkörper
61 und eine Vielzahl von hinteren Teilen 63 von Kammzahnteilen
62 durch Stanzen bzw. Pressen aus einer Metallplatte einstückig ausgebildet.
Das heißt, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Grundabschnitt
61 zylindrisch ausgebildet, und die fünf bis acht hinteren Teile
63 sind an einem Ende des Grundabschnitts 61 entlang eines Umfangs
zentriert zu einer Mittelachse der Spitze in gleichen Abständen angeordnet,
wobei ein Schlitz 38 zwischen jedem hinteren Teil 63 ausgebildet
ist. Jedes hintere Teil 63 hat eine auskragende Struktur, in der ein Teil
des hinteren Teils 63 an der Seite des Grundabschnitts 61 aus
einem elastischen Abschnitt 65 hergestellt ist, und in der ein Abschnitt
an einer vorderen Seite des hinteren Teils 63 nach innen gebogen ist. Der
Abschnitt an der vorderen Seite jedes hinteren Teils 63 ist mit einer Eingriffsnut
64 ausgebildet, in der das keramische vordere Teil 39 eingesetzt
wird. Diese Eingriffsnut 64 ist durch gebogene Seitenteile des hinteren
Teils 63 in Richtung zueinander ausgebildet, so dass ein Raum, der durch
die gebogenen Seitenteile umgeben ist, wie ein umgekehrter Buchstabe T im Querschnitt
geformt ist, wobei die Seitenteile sich axial von der vorderen Endfläche des
hinteren Teils 63 über eine Distanz von ungefähr einem Drittel
der gesamten Länge des hinteren Teils 63 erstrecken. Dann wird ein
äußerer Zylinder 66 gemäß einem Druck über den
gesamten Umfang des Grundabschnitts 61 befestigt, um den gesamten Spitzengrundkörper
60 sicher zu halten.
Der Grundabschnitt 61 und die Kammzahnteile 62,
die auf diese Weise zusammengebaut sind, sind mit den vorderen Teilen
39 aus Keramik wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verbunden. In
dem Verbindungsvorgang wird der Eingriffsvorsprung 43 von jedem vorderen
Teil 39 vor der und ausgerichtet mit der zugeordneten Eingriffsnut
64 von jedem hinteren Teil 63 platziert und in die jeweilige Eingriffsnut
64 zum sicheren Eingriff gedrückt. Das vordere Teil 39, das
auf diese Weise verbunden ist, entspricht zu der Erweiterung von jedem hinteren
Teil 63. Mit den vorderen Teilen 39 und den hinteren Teilen
63, die auf diese Art und Weise zusammenwirken, wird der konvergierende
Teil 33 in der Form eines Mundstücks oder eines Metallrohrs über
die hinteren Teile 63 des Spitzengrundkörpers 60 wie in dem
ersten Ausführungsbeispiel befestigt. Eine gestufte Struktur
des konvergierenden Teils 33 drückt die hinteren Teile 63
von der Außenseite in Richtung der Mittelachse, damit sie in einer virtuellen
zylindrischen Form, die vorderen Teile 39 in einer virtuellen konischen
Form bzw. die halbkugelförmigen getrennten Abschnitte 37 in einer
virtuellen halbkugelförmigen Form konvergieren.
Diese Konstruktion erzeugt die gleichen Vorgänge und Wirkungen
wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, In dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel,
wenn die Anzahl von Bereichen der halbkugelförmigen Schreibspitze
34 durch Verwenden auf vier oder weniger Kammzahnteilen 36,
62 anstelle von fünf bis acht Kammzahnteilen 36,
62 in der Konstruktion des konischen Abschnitts der Spitze 31
reduziert wird, werden die Abstände der Zwischenabschnitte, die zwischen den
Kammzahnteilen 36, 62 ausgebildet sind, und die die Tintenführungswege
44 bildet, groß im Vergleich mit dem äußeren Durchmesser
der Schreibspitze. Wenn die Spitze 31 berührend mit einer Papierfläche
platziert ist, kann eine Distanz zwischen der Papierfläche und den Tintenführungswegen
abhängig von dem Winkel der Spitze zu der Papierfläche (der Distanz zwischen
der Papierfläche und den Tintenführungswegen nimmt ab, da der Winkel der
Spitze zu der Papierfläche sich einem rechten Winkel nähert; aber wenn
der Stift so geneigt ist, dass er nahe dem Winkel von 45° ist, vergrößert
sich die Distanz von Papier zu Führungsweg) vergrößert werden. In
diesem Fall, da der Abschnitt, der durch die Kapillaranziehung Tinte nach außen
zieht, nicht eng genug an der Papierfläche ist, kann ein gleichmäßiges
Zuführen von Tinte unterbrochen werden. Eines von den Merkmalen der Spitze
gemäß dieser Erfindung ist eine Fähigkeit, gleichmäßig
und unbehindert in einer beliebigen Richtung mit Bezug auf die Mittelachse und in
einem so groß als möglichen Bereich eines Schreibwinkels zum Beispiel
zwischen 90° und 45° zu schreiben. Jedoch ist es durch Einschränken
dieses Schreibwinkels auf eine gewisse Größe möglich, die Anzahl
von Bereichen des konischen Abschnitts auf vier oder drei zu reduzieren, wodurch
eine hohe Lebensdauer der Schreibspitze, ein gutes Schreibgefühl, ausdrucksvoll
geschriebene Linien und eine gute Tintenzufuhr immer noch sichergestellt ist, so
lange die gleiche Konstruktion angewandt wird, in der die halbkugelförmigen
getrennten Abschnitte in der Spitze relativ zueinander versetzt sind, und in der
sich die Schreibspitze gemäß der Höhe des aufgebrachten Schreibdrucks
etwas vergrößert.
Wie vorstehend beschrieben ist, weist gemäß dem ersten und
zweiten Ausführungsbeispiel, da der Spitzenabschnitt der Spitze aus einem keramischen
Material hergestellt ist, der Spitzenabschnitt einen erhöhten Verschleißwiderstand
und eine verbesserte Lebensdauer auf, ermöglicht einem Schreiber ein gleichmäßiges
Schreibgefühl und erzeugt gleichmäßige geschriebene Linien. Gemäß
dem Schreibdruck bewegen sich die halbkugelförmigen getrennten Abschnitte der
Schreibspitze relativ zueinander und verformen sich als Ganzes elastisch als Ergebnis
von elastischen Verformungen der hinteren Teile. Wegen diesem Verhalten kann die
Schreibspitze der Spitze, obwohl sie aus einem harten keramischen Material hergestellt
ist, eine Unterbrechung einer Tintenzufuhr verhindern, die andererseits durch eine
Veränderung einer Tintenviskosität aufgrund eines Austrocknens von Tinte
oder durch einen ausgetrockneten Tintenrand verursacht werden kann. Weiter kann,
wenn Schmutz oder Papierstaub an Tintenwegen anhaftet, das vorstehend beschriebene
Verhalten der Schreibspitze diesen zuverlässig entfernen, wodurch ein stetiger
Schreibvorgang sichergestellt ist. Die elastische Verformung der Schreibspitze ermöglicht
ein gleichmäßiges Berühren eines Papiers und erlaubt der Spitze,
mit einem beliebigen Winkel auf einer Papierfläche und, selbst wenn die Spitze
um die Stiftachse gedreht wird, mit einer beliebigen Position an dem halbkugelförmigen
Spitzenabschnitt zu schreiben. Es ist ferner durch Einstellen des Schreibdrucks
möglich, eine dicke oder dünne Linie zu zeichnen.
Während die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit den bevorzugten
Ausführungsbeispielen in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben
wurde, ist es aus dem Vorstehenden für einen Fachmann offensichtlich, dass
verschiedene Veränderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne
von der Erfindung abzuweichen. Diese Erfindung weist derartige Modifikationen auf,