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一种复合式书写用具，包含容纳有多个书写杆的笔管，多个书写杆中的一个书写杆的笔尖能选择性地从笔管的端孔伸出。笔管包括前管和可相对前管旋转的后管，笔管的最小外径为小于或者等于10.5mm。笔管内提供有凸轮体以致相对后管不旋转，以及相对前管不旋转且与每一书写杆的后端部相连的滑杆。凸轮体还包括用于向前伸出的V形凸轮凸出部，用于朝前方并沿凸轮凸出部延伸的凸轮面，以及在凸轮面的凸轮凸出部顶部内形成的止挡部。滑杆还包括用于向后伸出的V形凸轮，和用于朝后方沿凸轮延伸的可滑动接触面，可滑动接触面压靠在凸轮面上。在后管和前管之间的相对旋转引起凸轮的可滑动接触面滑动地接触凸轮面，且引起凸轮其中一个被止挡部止挡，因此和提供有凸轮的滑杆相连的书写杆的笔尖选择性地从笔管的端孔中伸出。

1、  一种复合式书写用具，包含一容纳有多个书写杆的笔管，其中所述多个书写杆中的一个书写杆的笔尖能够选择性地从所述笔管的一端孔中伸出，其中
所述笔管包括一前管和一可相对于所述前管旋转的后管，所述笔管的一最小外径为小于或者等于10.5mm，
所述复合式书写用具包括：
在所述笔管内提供的一凸轮体，所述凸轮体相对于所述后管不旋转；以及
相对于所述前管不旋转且与每一书写杆的一后端部相连接的一滑杆，
所述凸轮体进一步包括一用于向前伸出的V形凸轮凸出部，用于朝前方并沿所述凸轮凸出部延伸的一凸轮面，以及在所述凸轮面的凸轮凸出部的一顶部内形成的一止挡部，
所述滑杆进一步包括一用于向后伸出的V形凸轮，以及用于朝后方并沿所述凸轮延伸的一可滑动接触面，所述可滑动接触面被压靠在所述凸轮面上，其中
在所述后管和所述前管之间的一相对旋转引起所述凸轮的可滑动接触面滑动地接触所述凸轮面，并且引起凸轮的其中一个被所述止挡部止挡，因此与提供有所述凸轮的所述滑杆相连接的所述书写杆的一笔尖选择性地从所述笔管的端孔中伸出。

2、  如权利要求1所述的复合式书写用具，其特征在于所述凸轮凸出部被延长时，除了所述凸轮凸出部的一顶部附近以外的所述凸轮面的、从平行于一轴向的一直线起的倾角，比所述凸轮被延长时，从平行于轴向的一直线起的所述凸轮的可滑动接触面的倾角大1±0.5°。

3、  如权利要求2所述的复合式书写用具，其特征在于所述凸轮凸出部被延长时，在所述凸轮凸出部的顶部附近内，从平行于轴向的一直线起的所述凸轮面的倾角大于除了所述顶部附近以外的凸轮面的倾角。

4、  如权利要求1至3中任一所述的复合式书写用具，其特征在于所述凸轮凸出部被延长时，除了所述凸轮凸出部的顶部附近以外的所述凸轮面的、从平行于轴向的一直线起的倾角θ在不小于21.5°且小于30°的范围内。

5、  如权利要求1至4中任一所述的复合式书写用具，其特征在于所述凸轮体的凸轮面延伸，并且是沿周向从一V形凸轮凸出部的两端延续，且沿周向延伸的一部分形成有一能够止挡所述凸轮的一第二止挡部。

6、  如权利要求5所述的复合式书写用具，其特征在于由所述第二止挡部产生的该凸轮的一止挡力小于由所述止挡部产生的该凸轮的止挡力。

7、  如权利要求1至6中任一所述的复合式书写用具，其特征在于所述多个书写杆为三个或者更多。

复合式书写用具
技术领域
本发明涉及一种复合式书写用具，可容纳有多个书写杆，例如一圆珠笔书写杆，一机械铅书写笔杆，一擦除器书写杆，以及一用于计算机输入的书写杆，能够选择性地将所述多个书写杆中一个书写杆的笔尖从笔管的端孔伸出，尤其涉及一种笔管的外径较小的复合式书写用具。
背景技术
通常，一般要求这种类型的复合式书写笔要容纳有多个书写杆和一个在一笔管内选择性地使一个书写杆伸出的机构，因而该复合式书写用具具有大尺寸和大直径的笔管。
相比之下，日本实用新型公开号61-140887和55-47362中记载了具有小直径的复合式书写用具。
在日本实用新型公开号61-140887记载的结构中，和每一书写杆后端部相连的击杆可沿书写杆后部上形成的一窗孔移动，通过推进和一书写杆后端部相连的一击杆，能够选择性地将任意书写杆用来沿窗孔伸出。在所述操作中，所述击杆和书写杆基本上都沿笔管的轴向线性移动。
并且，在日本实用新型公开号55-47362记载的结构中，在笔管内设置有一滑杆，该滑杆上连接有转摆，而且该滑杆还设置有一凸销，以在径向伸出。推压一后端击按件使所述滑杆前进，滑杆的凸销和一夹子(clip)上设置的复位按钮相咬合，所述转摆的一尖端与因重力作用而处于所述多个书写杆中位置最靠下的书写杆相咬合，从而选用最靠下的书写杆。当所述已伸出的书写杆缩回时，通过下压在夹子上设置的复位按钮，使所述凸销脱开，所述通过弹簧的偏压力所述书写杆返回其原始状态。在所述操作中，书写杆基本上沿笔管的轴向线性移动。
在所述官方公报的任一结构中，所述书写杆基本上沿笔管的轴向线性移动，但是每一书写杆的周向位置却基本不变。
在日本实用新型公开号61-140887记载的结构中，由于多个击杆从窗孔露出，所以就会产生一个问题，即从笔管内伸出的许多零件严重影响该书写用具的外观。
在日本实用新型公开号55-47362记载的结构中，问题就是由于必须操作所述复位按钮，并且要完全改变手持所述笔管的位置，以便于切换所述伸出的书写杆，这种操作难于进行且不易理解。
发明内容
鉴于传统方法和结构的上述和其它缺陷，不足和问题，本发明的一第一目的是提供一种外观优美的复合式书写用具，其中该笔管的外径很小，也易于操作。
为了实现上述目的，根据本发明，一复合式书写用具包含容纳有多个书写杆的一笔管，其中所述多个书写杆中一个的笔尖能选择性地从所述笔管的一端孔伸出。
所述笔管包括一前管和可相对前管旋转的一后管，该笔管的最小外径为小于或者等于10.5mm。在所述笔管内提供有一凸轮体以致相对于后管不旋转，以及一相对于前管不旋转且与每一书写杆的一后端部相连接的滑杆。所述凸轮体进一步包括用于向前伸出的一V形凸轮凸出部，用于朝前方并沿所述凸轮凸出部延伸的一凸轮面，以及在凸轮面的凸轮凸出部的一顶部内形成的一止挡部。所述滑杆进一步包括用于向后伸出的一V形凸轮，和用于朝后方并沿凸轮延伸的一可滑动接触面。所述可滑动接触面压靠在所述凸轮面上。在后管和前管之间的一相对旋转引起凸轮的可滑动接触面滑动地接触所述凸轮面，且引起凸轮的其中一个被所述止挡部止挡，因此与提供有凸轮的滑杆相连连的所述书写杆的笔尖选择性地从所述笔管的端孔中伸出。
根据本发明，当后管相对前管旋转时，相对后管不旋转的凸轮体和相对前管不旋转的滑杆之间就会产生相对旋转，所述滑杆的凸轮的一可滑动接触面沿所述凸轮体的凸轮面移动，滑杆的凸轮被在凸轮面的V形凸轮凸出部的顶部上形成的一止挡部止挡。因此，和滑杆相连接的所述书写杆保持一前进状态，所述书写杆的笔尖从所述笔管的端孔中伸出以供使用。由于所述笔管地最小外径为小于或者等于10.5mm，但是尽管该笔管的外径很小，仍可能获得良好的外观以及优良的操作性能的复合式书写用具，而不像传统书写用具那样会露出多个击杆，也不需要复位按钮等类似件。
优选的，所述凸轮凸出部被延长时，除了所述凸轮凸出部的顶部附近以外的所述凸轮面的、从平行于轴向的一直线起的倾角被设为比凸轮被延长时，从平行于轴向的一直线起的凸轮的可滑动接触面的倾角大1±0.5°。在所述凸轮体的凸轮凸出部必须制成很陡的情况下，如果凸轮体的凸轮凸出部的凸轮面的倾斜比滑杆的凸轮的可滑动接触面要微缓，而不是使凸轮体的凸轮凸出部的凸轮面的倾角和所述滑杆的凸轮的可滑动接触面的倾角相同的这种情况，则可能引起所述凸轮的可滑动接触面更加平滑地滑动接触所述凸轮面。
优选的，在所述凸轮凸出部被延长时，在所述凸轮凸出部的顶部附近所述凸轮面的、从平行于轴向的一直线起的倾角要大于所述顶部附近以外的倾角。在凸轮体的凸轮凸出部必须制成得很陡的情况下，当所述滑杆的凸轮沿着凸轮体的凸轮凸出部的凸轮向所述止挡部移动时，如果所述顶部附近的凸轮凸出部的倾角很大且倾斜较缓，那么所述凸轮出入止挡部就会更为平滑。
优选的，在所述凸轮凸出部被延长时，除了所述凸轮凸出部的顶部附近以外的凸轮面的、从平行于轴向的一直线起的倾角θ能够在不小于21.5°，且小于30°的范围内。在该范围内，所述凸轮能平滑地移动，且所述杆笔管的外径能被制成一很小的直径。
优选的，所述凸轮面延伸，且沿周向从V形凸轮凸出部的两端延伸，沿周向延伸的一部分形成有一用以止挡所述凸轮的第二止挡部。由于所述凸轮体的凸轮凸出部很陡，即使在所有书写杆都缩回在所述笔管内的非使用状态，和任意书写杆连接的所述滑杆的凸轮的可滑动接触面也都不会可移动地沿着所述凸轮体的凸轮凸出部的凸轮向所述止挡部移动，从而使书写杆的笔尖不会意外伸出。在所有书写杆都缩回在所述笔管内的一非使用状态，所述第二止挡部止挡所述一个滑杆的凸轮，因而在非使用状态能够阻碍所述滑杆的移动。
此外优选的，由所述第二止挡部产生的所述凸轮的一止挡力能小于所述止挡部产生的凸轮的止挡力。当为了从所有书写杆都容纳在所述笔管内的非使用状态中使用任一书写杆而执行所述操作时，所述凸轮可很容易地从所述第二止挡部脱离。相反地，当任一书写杆在使用中时，所述凸轮不会轻易从止挡部上脱离因而能稳定使用。
能够任意确定多个书写杆的数量，能设定为三个或者更多。尽管所述笔管直径很小，但是也能够通过切换来使用三个或者更多的书写杆。
本发明公开涉及包含在2003年11月12日申请的日本专利No.2003-383088和2004年1月22日申请的No.2004-14798内的主题，这些均作为全文的参考特别结合于此。
所述以及其它目的、方面和优点将从本发明优选实施例的下面详细叙述并参考附图而得以更好的理解。
附图说明
图1是显示一根据本发明第一实施例一复合式书写用具的纵向剖视图(其中仅仅剖视了导管后部的上部)；
图2是一在一个书写杆伸出的状态下，一凸轮体、所述导管、一滑杆和一前管之间相互关系的示意图，图2A是从所述凸轮体的一凸轮凸出部一侧观看的视图，图2B则是从图2A另一侧观看的视图；
图3是一在缩回所有书写杆状态下，该凸轮体、导管、滑杆和前管之间相互关系的示意图，图3A是从凸轮体的凸轮凸出部一侧观看的视图，图3B则是从图3A另一侧观看的视图；
图4是一该凸轮体的凸轮凸出部的顶部附近和滑杆的一凸轮之间相互关系的放大示意图；
图5是凸轮体和凸轮之间相互关系的示意图，图5A显示一个书写杆伸出的状态，图5B显示所有书写杆都缩回的状态；
图6是一显示根据本发明复合式书写用具装配过程的示意图；
图7是继续图6过程的示意图；
图8是对应于图3B根据本发明一第二实施例一复合式书写用具的示意图；
图9是根据第二实施例凸轮体和凸轮之间相互关系的示意图，图9A显示一个书写杆伸出的状态，图9B显示所有书写杆都缩回的状态；
图10是图9B的等效视图，显示一第二止挡凹部的另一实施例；
图11是图9B的等效视图，显示该第二止挡凹部的又一实施例。
具体实施方式
以下，将参考附图来详细叙述本发明中的实施例。图1-图5为显示本发明第一实施例一复合式书写用具的视图。在这些附图中，该复合式书写用具10具有一笔管12，该用具管12包括一前管14和一后管16。
该前管14和后管16的外径是很小的直径，其为本发明的目的所在，它们的外径为10.5mm或者更小。为了使内径至少为7.8mm以容纳多个书写杆30，就有必要将壁厚做得很薄。为此，所述前管14和后管16最好是由金属材料例如黄铜或者铝制成。如果选用黄铜，优选的壁厚为大约0.3mm-0.4mm，如果选用铝，则优选的壁厚为大约0.4mm-0.5mm，就能够实现笔管12的外径小于9mm。而且当所述前管14和后管16中的至少一个由塑料材料制成时，则优选的壁厚约为0.8mm-1.3mm。在后管16的前端固定有一设计装饰环15，尽管该装饰环15的直径大于用具管12的外径，但是用于容纳书写杆30的笔管12的最小外径至少为小于10.5mm的很小直径。
在由前管14和后管16组成的用具管12内，容纳有多个书写杆30、30、30(在该实施例中为3个)。在该实施例中，书写杆30的其中之一为机械铅笔书写杆，其余两个书写杆30为具有不同颜色的圆珠笔书写杆。本发明并不限定于此，还能联合使用包括一擦除器书写杆和一用于计算机输入的书写杆的任意书写杆。
前管14的一端孔14a成为该笔管12的一端孔，所述的多个书写杆30、30、30的笔尖选择性地从该端孔14a伸出。
所述前管14和后管16通过一安装管18连接，以便于拆卸和彼此相对旋转。该安装管18塞结(caulk-combined)—导管20，该导管20相对于后管16旋转地设置在后管16内。所述安装管18从后管16的前端伸出，可拆卸地将前管14安装到安装管18的凸出部上。在从该后管16的前端伸出的该安装管18管的凸出部上，适当地形成安装棱以提高安装力，如此，在前管14和安装管18相连接时，这两个元件适于一体旋转。
在后管16内固定有凸轮体22。在导管20后端的止挡轴环(restrainingcollar)20a和凸轮体22的内梯状部22a相咬合，以使导管20能够在后管16内相对旋转。
所述导管20形成有对应于每一书写杆30在轴向延伸的导槽20b，与书写杆30相连接的一滑杆32可滑动地设置在对应的所述导槽20b内。插入在滑杆32和导管20的一中间部上设置的一分隔部20c之间的一弹簧34卷绕在所述书写杆30上，从而总是向后偏压所述滑杆32。
所述凸轮体22形成有向前伸出的一凸轮凸出部22b，端面22c作为沿凸轮凸出部22b向前方的一凸轮面以一V形延伸，该端面22c还从凸轮凸出部22b的两端在周向上连续伸展。在端面22c的V形顶部上，形成有作为一止挡部的一止挡凹部22d。
在延长状态，沿该凸轮凸出部22b以一V形延伸的凸轮凸出部22b的端面22c的V形开度角2θ不小于43°，但小于60°，换句话说，和平行于轴向的直线之间的倾角θ不小于21.5°，但小于30°，其小于一具有一大直径的常见笔管的凸轮凸出部的倾角。即，所述凸轮凸出部22b的V形比现有技术的更陡。优选的，所述倾角约为θ＝23°(2θ＝46°)。此时，在说明书和权利要求书中，所述倾角被限定为一个从平行于轴向的直线的角度。当倾角接近所述平行于轴向时，倾斜就越陡。因此，应该注意的是，当所述倾角越小，倾斜就越陡，反之倾角越大，倾斜就越缓。
进一步说，如图4所示，在一预定距离t的一范围内的端面22c从该凸轮体22的凸轮凸出部22b顶部近点在V形线内延伸。更详细地说，凸轮体22的凸轮凸出部22b的尖部形成(draw)一曲率半径较大的圆弧，所以位于所述预定距离t范围内的端面22c的倾角大于位于所述预定距离t范围之外凸轮凸出部22b的端面22c的倾角，倾斜较缓。
另一方面，在滑杆32的外周面上形成有一凸轮32a，朝向后方的一可滑动接触面32b沿着所述凸轮32a以一V形延伸。所述通过弹簧34向后偏压的所述滑杆32的凸轮32a的可滑动接触面32b压靠在端面22c上，并与端面22c滑动接触。实际上，将凸轮32a的V形可滑动接触面32b的倾角从平行于轴向的一直线的倾角φ制成与凸轮凸出部22b的端面22c的倾角相同。相反，在本发明中，在延长状态凸轮凸出部22b的倾角θ不同于所述倾角φ，比所述滑杆32的凸轮32a的倾角φ大1±0.5°，换句话说，所述滑杆32的凸轮32a的倾斜比所述凸轮体22的凸轮凸出部22b的倾角更陡。举例来说，当假定所述凸轮体22的凸轮凸出部22b的V形开度为2θ＝46°时，则所述滑杆32的凸轮32a的V形开度为2φ＝44°。
在所述凸轮体22之后还固定有一擦除器托架24，在该擦除器托架24内插入有一擦除器26，且所述擦除器26由一擦除器盖28盖住。而且在擦除器托架24和后管16的后端之间还安置有一夹子29的基部，夹子29的主体沿所述后管16延伸。
图6和图7是显示复合式书写用具10装配过程的视图。简单地说，首先如图6所示，将安装管18与导管20塞结，随后将滑杆32和弹簧34均从导管20后面插入到导槽20b内；所述书写杆30的一后端部经由一配件33和所述滑杆32相连接，从而制成一单元。另一方面如图7所示，在将装饰环15固定并且将夹子29装设后管16之后，将所述凸轮体22固定在后管16之内。因此，图6中包括导管20的所述单元就从后管16前面插入，导管20的止挡轴环20a和凸轮体22的内梯状部22a相咬合，所述擦除器托架24、擦除器26和擦除器盖28均被装设到后管16的后端，最后将前管14安置到安装管18上，从而完成所述复合式书写用具10。
下面将叙述如上构造的复合式书写用具10的操作。
当从图3和图5B显示的状态将所述后管16相对于前管14旋转所述管时，固定在后管16上的凸轮体22随之一起旋转。另一方面，由于适于和前管14整体旋转的安装管18以及与该安装管18连接的导管20均不旋转，所以在导管20和凸轮体22之间就会产生相对旋转。因此，在位于所述导管20的导槽20b内的滑杆32和凸轮体22之间就会产生一相对旋转，从而使所述滑杆32的凸轮32a的可滑动接触面32b沿着所述凸轮体22的端面22c移动。因此，当一个滑杆32的凸轮32a触到凸轮体22的凸轮凸出部22b的端面22c上的一止挡凹部22d，而被该止挡凹部22d止挡时，所述滑杆32和其上连接的书写杆30保持前进状态，书写杆30笔尖从前管14的端孔14a伸出以供使用(图2和图5A)。
其它滑杆32的凸轮32a触到凸轮体22的端面22c的凸轮凸出部22b的根部时，所述滑杆32和其上连接的书写杆30保持一缩回状态。
正伸出的书写杆30使用完毕并且必须被容纳的情况下，当后管16相对前管14再次轻微旋转时，由凸轮体22的凸轮凸出部22b的止挡凹部22d所止挡的滑杆32的凸轮32a就会脱离所述止挡凹部22d而沿着所述端面22c移动，转变为图3和图5B所示的状态。随后，所有的书写杆30都进入缩回状态。如上所述，在笔管12内，多个书写杆30旋转并且沿着笔管12的周向移动，因而一个书写杆30从笔管12的端孔伸出的状态，和所有书写杆30都被缩回的状态能够依次重复变换。在笔管12的内外径都很小的情形下，为使笔管12旋转且平稳地沿周向移动，必须且必不可少地使在凸轮体22的凸轮凸出部22b的端面22c和滑杆32的凸轮32a的可滑动接触面32b之间的滑动要平滑进行。而且，由于所述笔管12的直径很小，所以凸轮体22的凸轮凸出部22b的端面22c的从平行于轴向的一直线的倾角也必须很小，也就是倾斜必须很陡。
根据发明人的研究，在凸轮体22的凸轮凸出部22b的端面22c制作得如上所述很陡的情况下，可以证明，当凸轮体22的凸轮凸出部22b的端面22c的倾斜比滑杆32的凸轮32a的可滑动接触面32b的倾斜要缓，而不是凸轮体22的凸轮凸出部22b的端面22c的倾角和滑杆32的凸轮32a的可滑动接触面32b的倾角相同时，滑杆32平滑移动。而且还发现，倾角差值可设定为1±0.5°，而V形开度角的差值可设定为2±1°。不仅上面叙述的，而且还证实，在凸轮体22的凸轮凸出部22b顶部中端面22c的倾角很大时，滑杆32的凸轮32a出入所述止挡凹部22d就变得很平滑。
虽然笔管12的直径很小，但是具有三个书写杆30的复合式书写用具能够平滑地伸出和缩回书写杆30的笔尖。而且由于所述操作是通过在后管16和前管14之间的相对旋转来执行，所以不需要传统笔管中露出的击杆或类似件，也不需要复位按钮或类似件，所以复合式书写用具能获得良好的外观和操作性能。
图8和9是显示本发明第二实施例中的复合式书写用具的视图。该实施例和所述第一实施例的不同在于，在形成凸轮体22的一V形凸轮凸出部22b的部分的相对侧，端面22c沿周向延伸的部分上形成有作为一第二止挡部的第二止挡凹部22e。该第二止挡凹部22e的深度要小于所述止挡凹部22d的深度。
下面叙述该实施例的操作。在一个书写杆30前进状态，并且与该书写杆30连接的滑杆32的凸轮32a受所述止挡凹部22d止挡，这些和第一实施例相同。当所述后管16相对于前管14从该状态旋转，滑杆32的凸轮32a就从止挡凹部22d上脱离，转变为图9A中显示的状态时，另一滑杆32的凸轮32a被第二止挡凹部22e所止挡。在该状态中，所有的书写杆30都处于缩回状态，而一个滑杆32被第二止挡凹部22e止挡(图9B)。因此，由于滑杆32的无目的性移动被阻碍，所以能够可靠地保持所述缩回状态。特别象在该实施例中，凸轮凸出部22b的端面22c很陡的情况下，即使书写杆30在缩回状态，与任一书写杆30连接的滑杆32的凸轮32a的可滑动接触面32b也会沿着凸轮体22的凸轮凸出部22b的端面22c朝向所述止挡凹部22d滑动，从而就可能意外地从所述书写杆30的笔尖伸出。所述滑杆32的这种无目的性运动能够被阻碍。
而且在执行所述缩回操作过程中，一个滑杆32的凸轮32a受所述第二止挡凹部22e止挡时，使用者能够获得卡嗒感，并且可靠地获知其是否被容纳。
在此方面，由于所述第二止挡凹部22e在凹部深度上比所述止挡凹部22d的深度浅，并且具有较小止挡力，因此只用很小的力通过该第二止挡凹部22e释放所述止挡并推进所述书写杆30的操作便能够执行，所以操作性能非常好。关于所述第二止挡凹部的形状，能够采用图10或图11所示的第二止挡凹部22e’，22e”这样。
虽然利用几个优选实施例描述了本发明，但本领域技术人员会理解在随后权利要求的精神和范围内能够对本发明进行修改。