專利名稱：硅橡膠畫筆作圖工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用來畫圖的裝置，由畫家使用和控制在一基底上的顏料。特別是，本發(fā)明涉及在它們的工作頭上具有不能滲透的顏料接觸表面的使用裝置和控制裝置，這與傳統(tǒng)的具有鬃毛筆頭的畫筆相反。本發(fā)明還涉及將不能滲透的工作頭固定在手柄上以形成作圖工具的方法。
本發(fā)明的技術背景自史前時期以來，畫家將顏料涂抹在基底上。很早以前的畫家可能使用他們赤裸的雙手和手指來作畫，就象兒童和今天的畫家還在做的一樣，但用工具來作圖早就變得非常普通了。但這種工具中有些最早的只不過是些小棍然而鬃毛畫筆是眾所周知的并在現(xiàn)代已被廣泛使用。一般來說，鬃毛畫筆是由天然材料、諸如動物的毛發(fā)固定在木質手柄上形成的。隨著現(xiàn)代合成塑料的發(fā)展，已可獲得人造鬃毛。鬃毛筆頭做的畫筆的特征是，吸進或吸收許多顏料進入鬃毛之間的空隙，然后當鬃毛與基底接觸時提供一部分顏料。由此可見，將浪費一部分顏料并產生值得注意的清潔問題。清洗鬃毛畫筆以便使用不同的顏料可能放慢畫家的工作，并確實中斷和妨礙創(chuàng)作過程。此外，如果在使用后不是快速地和適當?shù)厍逑串嫻P，將會使畫筆無用而不能進一步使用，這是因為剩余的顏料將不可逆轉地固結在畫筆體上。質地良好的天然鬃毛畫筆的價格正在上漲，而人造鬃毛替換物的價格，雖然比天然的便宜，但也在上漲。
作為鬃毛畫筆的一種替換物，畫家也使用硬的、有彈性的金屬油漆刀，以便使用和控制顏料。授予萊希克的美國專利第2,861,371號公布了若干示范性的鋼質油漆刀。授予莫里森的美國專利第2,099,030號和第2,147,310號公布了若干示范性的橡膠油漆刀，以便分別使用液體的和干的彩色顏料。雖然油漆刀型的工具在使用壽命和清洗方面提供了比傳統(tǒng)的鬃毛畫筆好的優(yōu)點，但這種工具的工作部分基本上是平的、二維表面，從而除了抹刀作用，有效地限制了畫家使用該工具將顏料提供給一表面的其它方式。結果，畫家將油漆刀型工具作為分離型的顏料使用裝置，它具有自己獨特風格的、不同的、將顏料提供給表面的方式，但不能作為多用途的鬃毛畫筆的替換物。
授予布朗的美國專利第3,609,051號公布了一種可轉動的畫筆，它具有用多孔的、有彈力的材料制造的、可轉動的頭。它使用較長的、通常用來涂刷墻壁等的顏料輥的滾動涂刷技術，該工具提供了普通的鬃毛畫筆的另一替換物。但是，由于該工具使用了將顏料提供給一表面的不同的方法，畫家一般不會將該工具視為有較多用途的鬃毛畫筆的替換物。此外，由于滾動頭的多孔性，該工具還存在著清洗和使用壽命的問題。
雖然供畫家使用的、傳統(tǒng)的鬃毛畫筆的替換物得到了發(fā)展，但這些工具在將顏料提供給一表面的方式和方法方面存在著較大的局限性，不如多用途的鬃毛畫筆。結果，在使用這些工具以代替有廣泛用途的鬃毛畫筆的許多特有功能方面，并按照可以進行的作圖方式方法方面，畫家并不認為這些工具是普通鬃毛畫筆的替換物，但是這些替換的工具被認為具有另一種類型的作圖功能。因此，最好提供一種具有改進的壽命和清潔功能的作圖工具，而且別的方面也可如同傳統(tǒng)的鬃毛畫筆的替換物一樣被接受。
本發(fā)明的簡要說明本發(fā)明是一種包括一手柄和一新潁畫筆頭的硅橡膠畫筆作圖工具。畫筆頭是用彈性硅橡膠制成的，它具有通常為三維的顏料接觸工作面，而該工作面具有不大于手柄最大橫截面直徑的最大橫截面直徑。該筆頭較佳的是通過一套管并利用一插入件的插入使進入套管空腔里的筆頭擴展鎖定而固定在手柄上。由于畫筆頭具有類似于普通鬃毛畫筆的空間特征，因此該作圖工具的操作比油漆刀型工具更接近普通的鬃毛畫筆的操作。由于畫筆頭是用彈性的、無孔的硅橡膠制成的，因此該工具比普通的鬃毛畫筆更耐用和更容易清洗。這樣，本發(fā)明是具有清洗和使用壽命特征的油漆刀型工具和具有多用途功能特征的鬃毛型畫筆的獨一無二的混合物。
在第一個實施例里，本發(fā)明是一種使用和控制施加在一基底上的顏料的裝置。該裝置給畫家提供許多有用的、下面將討論的優(yōu)點。該裝置包括三個基本部件一手柄，一套管，以及一接觸顏料的硅橡膠筆頭。該手柄具有一遠端和一近端。套管是剛性的，固定在手柄的遠端，并從手柄的遠端突出以形成一靠近手柄遠端的空腔。該空腔具有用來承載筆頭的內表面。筆頭上設有通常為三維的工作表面，它具有一最大橫截面直徑，但較佳的是該直徑不大于手柄的最大橫截面直徑。筆頭是用彈性硅橡膠材料制成的，因此，它具有由無孔表面形成的顏料接觸部分。筆頭還具有一套管連接部分。使套管連接部分擴展，使其與套管空腔的內表面鎖定接觸。較佳的是，套管連接部分的擴展是通過在套管連接部分里安裝一插入件實現(xiàn)的。在一個實施例里，插入件具有螺紋，但更佳的是一普通螺釘。在另一實施例里，插入件包括至少一個倒鉤，較佳的是許多倒鉤，以便與筆頭的套管連接部分互相作用，防止插入件相對筆頭的套管連接部分縱向退出。在一更佳的實施例里，插入件是一塑料手柄的延伸部分。較佳的是，筆頭還包括一在筆頭的套管連接部分里縱向取向的插入空腔。在該實施例里，插入件具有大致與插入空腔互補的形狀，且相對插入空腔橫向尺寸較大，從而可擴展筆頭的套管連接部分，使其緊抵套管空腔的內表面。較佳的是，插入件(如果沒有螺紋)具有防止插入件相對筆頭轉動的形狀。在該實施例里，最佳的是它也具有與插入空腔互補的形狀。例如，插入空腔和插入件可以具有一條或幾條互補的、縱向延伸的肋條。四條肋條是一個最佳實施例。
本發(fā)明裝置的一個優(yōu)點是提供各種形狀筆頭的能力，畫家可利用它們提供和控制施加在一基底上的顏料。筆頭的例子包括圓錐形，平鑿形，凹鑿形，帶角度的鑿子形，以及凹圓形。可在一定的尺寸范圍內提供這些形狀。重要的是，選擇不同的硅橡膠筆頭材料可提供較硬的或較軟的筆頭，從而在作圖時可提供不同的效果。有用的筆頭材料的硬度范圍從約20肖氏A硬度到約70肖氏A硬度單位。通過在筆頭形成前在材料里加入彩色標記可制成非常有利于畫家使用的各種硬度筆頭。本發(fā)明的這種方式將允許畫家用眼睛很快識別和選擇適當硬或軟的筆頭。在另一個實施例里，在筆頭的工作端上形成一系列縱向延伸的裂縫，以便進一步增加畫筆頭吸收和攜帶顏料的能力。
本發(fā)明的另一實施例是一用來形成提供和控制施加給一基底的顏料的作圖工具的方法。本發(fā)明的方法包括以下步驟提供一手柄，提供一套管，并當固定在手柄上時形成一筆頭承載空腔，以及提供一由彈性的、無孔的、非金屬材料制的筆頭。筆頭上設有一般為三維的工作表面，它具有最大的橫截面直徑，但較佳的是，該直徑不大于手柄的最大直徑。筆頭具有一顏料接觸部分和一套管連接部分。將筆頭插入套管，筆頭的套管連接部分與套管的筆頭承載空腔相配，而顏料接觸部分從套管的遠端延伸出去。然后，通過安裝一插入件使筆頭的套管連接部分擴展，使與套管的筆頭承載空腔鎖定接觸。最后，將筆頭已插入筆頭承載空腔的套管固定在手柄上。
在該方法的一實施例里，插入件是一螺釘，它被可逆地旋接在筆頭里，并將筆頭鎖定在套管里。該實施例可是成套工具的一部分，在該成套工具里，利用標準的套管和手柄，使它們與一系列形狀、顏料接觸部分的尺寸、和/或硬度不同的筆頭合并使用而提供不同的作圖工具。如果套管與手柄的固定是可逆的，例如使用螺紋固定，那么畫家可按需要改換筆頭。如果套管與手柄的固定是永久的，除了產品成本降低外還可生產高質量的裝置。
在該方法的另一較佳實施例里，手柄和插入件是一體形成的。較佳的是，在該實施例里的手柄和一體形成的插入件是由塑料制成的。在該實施例里，將插入件安裝在筆頭里將使套管固定在手柄的遠端。特別是，將套管放置在手柄上與插入件的安裝將同時發(fā)生。然后，可在金屬套管和手柄上壓出褶痕。如果插入件和可選擇的插入空腔包括肋條，由此制成的裝置將可避免不需要的轉動。在該方法的較佳實施例里一般有四條肋條。還可包括一個或幾個倒鉤，以便較好地防止永久固定的套管和手柄互相分離。在該方法的又一個實施例里，可首先在筆頭上安裝手柄的一體形成的插入件，然后安裝剛性的套管。
本發(fā)明的優(yōu)點和用途有許多。原則上講，本發(fā)明的結構和操作比現(xiàn)有的作圖工具更接近于重復傳統(tǒng)的鬃毛畫筆的特征功能，結果，該裝置可用來有效地取代、而不是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鬃毛畫筆。該裝置可用類似于鬃毛畫筆的方式給一基底提供顏料，即利用類似的手的運動來控制該工具，主要通過提升工具使其離開一表面而將在該表面一位置上的顏料“攜帶”至另一表面。除了提供顏料，本發(fā)明還提供鬃毛畫筆的其它優(yōu)點，按照控制已經提供給表面的顏料的能力，包括，施加顏料給一基底，混和在一基底上或在一調色板上許多未干的顏料，移動顏料通過一基底表面(更象一“橡膠滾軸”)，以及在顏料干固和與基底結合前從基底上去掉顏料。在此意義上，當用于控制已經提供給一表面的顏料時，本發(fā)明更接近于模擬人的手指的功能特征。
因為顏料保留在筆頭表面上，只有比鬃毛畫筆少的顏料被浪費。
通過在提供顏料過程中提供或多或少的壓力，畫家可利用本發(fā)明的裝置在堆積于基底的顏料的深度方面獲得令人驚訝的控制能力。令人驚奇的是，使用者可很快地獲得這種“接觸”，以便適當?shù)乜刂铺峁┑膲毫ΑＡ粼诙逊e的顏料上的外表或“標記”可被控制，使其類似于或不同于鬃毛畫筆產生的外表或“標記”。通過使用本發(fā)明的一種尖銳的、也是柔軟邊緣的裝置，可將未干的顏料從甚至非常軟的基底上刮下，從而允許發(fā)生作圖顏料提供錯誤。如果在產生的標記上需要紋理，可以提供(例如)紋理凸緣、凹槽或類似的結構給裝置的顏料接觸表面。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，雖然鬃毛畫筆可用于特定的作圖類型，但本發(fā)明的裝置也可用于廣泛的作圖領域。而且，它可減少畫家有效作圖所需要的裝置，從而可節(jié)省時間和費用。
筆頭形狀方面的特征保證了特定的用途。中凹形的表面允許提供大量的顏料給一較小面積的基底。如果需要，顏料可直接由一顏料管提供給一中凹表面，然后提供給一基底。中凹表面還可用來控制施加給一基底表面和從一基底表面刮下的顏料。在這種去除步驟過程中，外周的、尖銳的、也是軟的邊緣是有用的。
該畫筆頭另一方面的特征也是獨一無二的，即可在畫筆頭的工作端上形成一系列縱向延伸的裂縫或凹槽，以便進一步增強畫筆頭在吸收和攜帶顏料方面的能力，而不需要任何類型的鏟刮動作。在畫筆頭工作端上的縱向延伸的裂縫或凹槽也可產生獨一無二的標記。
另一個優(yōu)點是容易清洗。特別是，當本發(fā)明的筆頭表面是用硅橡膠制造時，在顏料還是濕的時候非常容易清洗。一般說，只需擦凈筆頭表面就可以了。然而，如果顏料已經干了，筆頭的柔軟性加上不滲透的表面將允許干固的顏料從筆頭上裂開和剝離。在相同的情況下，鬃毛畫筆一般是不可維修的。清洗容易具有顯著的優(yōu)點，特別是在油基顏料的情況下，這樣，本發(fā)明可減少甚至限制使用對環(huán)境有害的清洗溶劑。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明的顏料施用和操作裝置的立體圖，它帶有安裝在其上的平鑿筆頭；圖2是圖1中的裝置沿2-2線的、放大的剖視圖，其中手柄部分被省略；圖3是圖1中的裝置的不完全的平面圖，它帶有安裝在其上的帶角度的凹鑿筆頭；圖4是圖1中的裝置的不完全的立體圖，它帶有安裝在其上的平鑿筆頭；圖5是圖1中的裝置的不完全的平面圖，它帶有安裝在其上的錐形筆頭；圖6是圖1中的裝置的不完全的立體圖，它帶有安裝在其上的帶角度的鑿子筆頭；圖7是圖1中的裝置的不完全的立體圖，它帶有安裝在其上的凹圓筆頭；圖8是圖1中的裝置的不完全的平面圖，它帶有安裝在其上的平鑿筆頭；圖9是圖1中的裝置的不完全的立體圖，它帶有安裝在其上的凹鑿筆頭；圖10是圖1中的裝置的不完全的立體圖，它帶有安裝在其上的凹圓筆頭；圖11是圖1中的裝置的不完全的立體圖，它帶有安裝在其上的帶角度的鑿子筆頭；圖12是圖1中的裝置的不完全的立體圖，它帶有安裝在其上的錐形筆頭；圖13是另一實施例的不完全的剖視圖；圖14是圖13所示另一實施例的另一剖視圖；以及圖15是圖4所示裝置的另一實施例的不完全的立體圖。
較佳實施例的詳細說明通過參考附圖和閱讀下面的說明可獲得對本發(fā)明的理解。為了有利于充分了解本發(fā)明，初步提供一較佳實施例的概述。概述后面是較詳細的說明和一些較重要的替換實施例。這里使用的“顏料”不僅包含著油基的畫圖顏料，還包含丙烯酸類顏料，水彩顏料，墨水，木炭和鉛筆芯，以及其它的、適合于藝術表現(xiàn)目的的、可施用于基底的液體、固體、乳膠、懸膠液和觸變材料。
在第一個實施例里，本發(fā)明是一種施用和控制給基底顏料的裝置。為了便于理解，可設想它是傳統(tǒng)的眾所周知的鬃毛畫筆的替代物。然而，它較容易清洗，并在使用中可產生新穎效果。
如圖1所示，裝置20具有帶近端24和遠端26的手柄22。如下面將要討論的，手柄可由木材制成，較佳的是上清漆或噴漆的硬木，塑料或金屬。
固定在手柄22遠端26上的是套管28。套管28是剛性的，在較佳的實施例里可是鋼的，黃銅的，銅的，或鋁的，或是鍍“鎳”的黃銅，以防止腐蝕，或者是其它適當?shù)慕饘俨牧?。合適的套管也可是由塑料制成的。較佳的是，套管28通過褶痕、如一個或幾個褶痕30固定在手柄22的遠端26上。套管28較佳的是管狀的或筒形的，并延伸超過手柄22的遠端26。最好，套管28略呈錐形，并且其遠端處的橫截面比近端處的橫截面小。套管28的延伸部分32形成一由內表面36限定的空腔34，如圖2所示。該空腔靠近手柄22的遠端26，并自該遠端延伸。
空腔34里安裝著彈性的硅橡膠筆頭38。更具體地說，筆頭38具有一套管連接部分39和一顏料接觸部分40。筆頭38上設有一般為三維的工作面41，該工作面41具有最大的橫截面直徑42，而該直徑較佳的是小于手柄22的最大直徑。因為畫筆頭38具有類似于普通的鬃毛畫筆的空間特征，其中，工作面41的最大橫截面直徑42小于手柄22的最大橫截面直徑，作畫工具20的操作較之油漆刀型工具更類似于普通的鬃毛畫筆，而油漆刀型工具具有通常為二維的工作面和較大的工作面寬度，并比油漆刀型工具手柄的最大橫截面直徑還要大得多。事實上，畫筆頭38的工作面41是一三維表面，而不是油漆刀型工具的二維表面，它允許本發(fā)明以更類似于鬃毛畫筆的方式涂抹和控制顏料。形成畫筆頭38的無孔硅橡膠材料的表面張力特征，當與工作面41的三維特征結合時，將允許畫筆頭38攜帶大量的顏料，這類似于由鬃毛畫筆的鬃毛夾帶顏料。相反，如果畫家希望用油漆刀型工具移動顏料，必須將顏料鏟刮在油漆刀的二維工作面上。
筆頭38是用彈性硅橡膠制成的。較佳的硅橡膠的特點在于低的壓縮永久變形(即，形成的筆頭基本上不隨時間而松弛，即使是在穩(wěn)定的壓力下，從而隨著時間的推移仍能保持與套管的鎖定關系，因而不需要使用在有溶解劑存在時可能會變質的膠粘劑)；約50-250的高的抗扯強度(DieB，ppiASTM 624方法)(即，當畫家作畫時，形成的筆頭幾乎顯示不出撕裂或拉扯的傾向)；經過處理后，達到從約20-70、較佳的是從約30到60的肖氏A硬度(ASTM2240方法)，其中25-40肖氏A硬度的筆頭用來形成“較軟”的筆頭，而45-60肖氏A硬度的筆頭用來形成“較硬”的筆頭。用來處理較佳的硅橡膠的觸媒劑最好是鉑基材料(提供較大的抗溶解能力)。然而，較便宜的過氧化物基觸媒劑系統(tǒng)被認為是可以接受的，以便形成要求較低的筆頭，從而可適當?shù)靥峁┙o兒童和初學畫者。
這種材料的較佳來源是來自Dow Corning的醫(yī)藥級硅橡膠ETRTM合成橡膠Q7-4735和Q7-4750(一種增強的抗扯硅橡膠)，其中，Q7-4735用來形成“較軟”的筆頭，而Q7-4750用來形成“較硬”的筆頭。這些產品具有兩部分熱調定合成橡膠。一種相關的產品，Q7-4765被認為是合用的，但對于大多數(shù)作畫用途來說，形成的筆頭太“硬”。這三種產品也可混合，以配制出中等硬度，例如，Q7-4765可用于這種混合。人們期待不久的將來可從生產者處獲得具有與Q7-4735和Q7-4750相同的或大致相同性質的、較便宜的產品，因為這些特定材料的“醫(yī)藥”級性質由于需要符合醫(yī)藥標準的質量控制而較為昂貴。
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強的硅石組成的。其它的適用于作筆頭產品的硅橡膠(雖然不是最滿意的)是，氟硅橡膠(抗溶劑性能好，但較昂貴)；諸如來自Dow Corning的GP-50和GP-30的一般用途的硅橡膠(具有足夠的強度，但抗溶劑性能較差，從而阻礙了它在使用油基顏料時的大量應用，但允許用于兒童顏料)；來自Dow Corning的RTV(室溫下硬化型)；LSR(液體硅橡膠)，諸如LSR595-HC和LSR 590(用模制方法太貴)之類。所有適用材料的一個值得注意的屬性是模制筆頭的表面特征。特別是，干的或干性的顏料不會粘結在表面上，在使用后能非常方便地從筆頭上清除掉。雖然筆頭形狀可以有無窮的變化，但最有用的形狀包括以下幾種圖5所示的錐形；圖8所示的平鑿形；圖9所示的凹鑿形；圖10所示的凹圓形；和圖6所示的帶角度的鑿子形。圖9所示的凹鑿形和圖10所示的凹圓形均包含凹形表面，畫家們可很快地學會利用它來移動和控制在基底表面上新鮮的、未干的顏料。筆頭較佳的是通過模制形成，例如用注射-壓縮模制。此外，可通過切割凝固的硅橡膠來形成筆頭。當然，也可合并使用模制和切割方法。
再參看圖2，筆頭的套管連接部分39在套管空腔34里擴展，以便與內表面36鎖定接觸。該擴展是由插入件44產生的。在較佳的實施例里，插入件44可是一螺釘。通過向前轉動使螺釘安裝在筆頭38的套管連接部分39里。插入件44的縱向移動使筆頭38的材料橫向擴展。如果橫向擴展是足夠的，那么在筆頭38和套管28之間產生鎖定接觸?？梢钥吹剑P頭38在套管連接部分39里的擴展在近端處較為顯著，那里是插入件44開始插入的地方。這種情況有利于進一步改善在較佳的錐形套管28里的鎖定接觸。然而，更佳的是，在制備筆頭過程中，給筆頭38的套管連接部分39提供互補的錐體。在一較佳的實施例里，筆頭38擴大5％，以便增強筆頭38在套管28里的配合。可在筆頭38上提供一凸起的圓環(huán)43，以便準確地表示筆頭38相對套管28應處的位置，從而有助于將筆頭38安裝在套管28里。在組裝時，一旦筆頭38位于套管28的適當位置上，圓環(huán)43趨向于略微向外推動筆頭38。在一個實施例里，在插入件44的露出端上提供環(huán)氧樹脂基膠粘劑，從而在插入件44的金屬和套管28的內表面的金屬之間產生粘連，使插入件44鎖定在位置上，增加了安全性。
插入件不一定是螺釘。例如，通過安裝其它適當?shù)牟迦爰?、如釘子或其它硬的可插入物也可產生鎖定接觸。此外，插入件44也可包括一個或幾個諸如地板釘子或其它的裝置上的倒鉤或圓環(huán)，以防止筆頭38從套管28中抽出或與套管28分離。更佳的是，筆頭38還包括一引導孔，最理想的是從套管連接部分39的近端軸向延伸，終止于顏料接觸部分40的近端。
雖然套管28和插入件44是固定筆頭38和手柄22的較佳結構，但可以看到，這種固定也可通過其它方法實現(xiàn)，諸如通過粘合或粘結將筆頭38的近端固定在手柄22的遠端26上。此外，可使手柄22遠端26上的突出物插入筆頭38上對應的凹腔里，或者相反，使筆頭38近端上的突出物插入手柄22遠端上對應的凹腔里。在任何一種情況下，都可以提供額外的機械或化學手段，諸如倒鉤、凸緣、螺釘、膠水或粘結劑，以便有助于將筆頭38固定在手柄22上。
制備本發(fā)明的一種作圖工具還構成本發(fā)明的另一實施例。具體地說，該方法包括以下初始步驟提供手柄22，諸如木質畫圖鬃毛畫筆手柄；提供套管28，諸如用于鬃毛畫筆或普通鉛筆上的套管；以及提供一筆頭38，或上面討論過的各種形狀和硬度的筆頭中的任何一種。接著，將筆頭38插入套管28，其中，筆頭38的套管連接部分39位于套管28的筆頭安裝空腔34里，而顏料接觸部分40從套管28的遠端延伸出去。然后，通過將插入件44安裝在筆頭38的套管連接部分39上，使筆頭38的套管連接部分39擴展，通過鎖定接觸保持在套管28的筆頭安裝空腔34里。較佳的是，在筆頭38里提供一引導孔。一較佳的引導孔或插入空腔相對于插入件44來說尺寸較小，但有助于安裝。也即在安裝時，使螺釘(作為一個例子)具有前移的趨勢，通過螺釘從套管連接部分的近端到遠端的、軸向的和縱向的移動，而趨向于產生一個較均勻的鎖定接觸。如果使用螺釘作為插入件44，可通過一螺帽驅動器或一螺釘驅動器來完成螺釘在套管內的驅動轉動。最后，將套管28固定在手柄22上。如果該裝置是永久的，可使用褶痕30來固定。通過在適當靠近手柄22遠端處提供一環(huán)繞凹槽可改善和確定褶痕的位置。
如果提供一種可拆卸的連接，諸如使用陰螺紋的套管和陽螺紋的手柄，那么本發(fā)明可提供互換筆頭的可能性。在這種結構里，畫家可準備少量的手柄和大量的筆頭38。筆頭38可與少量的套管互換，也可以是，各筆頭各具有一專用套管，而具有專用套管的筆頭與少量的手柄互換。在這些系統(tǒng)里，可給畫家提供系列筆頭，或者是可互換的分離的筆頭，或者是帶專用套管的筆頭，或者是全套的作圖工具。雖然可方便地認出各種形狀以供使用，但通過提供惰性的不同的顏色標記以顯示各種不同硬度的筆頭可提高效率。這種顏色標記可在模制前與筆頭材料混和，以方便地獲得所需的效果。
此外，本發(fā)明還允許通過替換筆頭或筆頭和專用套管的組合物來簡單地修補損壞的作圖工具。
在圖13所示的一個更佳實施例里，一一體形成的插入件144自手柄122延伸并與手柄122一體形成。較佳的是，一體形成的插入件144和手柄122是通過模制熱塑性材料形成的，雖然它們也可由金屬或木材形成。一體形成的插入件144包括肋條145，最好是四條徑向突出肋條145。這些肋條145可用來減少或防止筆頭138相對于插入件144的轉動。另外，可提供倒構146，以便阻止筆頭138偶然與一體形成的插入件144分離。在肋條145上的肘角147同樣地有助于防止一體形成的插入件抽出。此外，應該指出，可對套管128壓上褶痕，如褶痕131，以便進一步加強套管128和筆頭138之間的鎖定。
較佳的是，在筆頭138里提供一引導孔或插入空腔143。較佳的插入空腔143在筆頭138的套管連接部分139里呈縱向取向。更佳的是，一體形成的插入件144和插入空腔143具有互補的形狀，且一體形成的插入件144相對于插入空腔143的橫向尺寸較大，從而使筆頭138的套管連接部分139擴展而緊抵著套管128的空腔134的內表面136。
當認識到這是一種在筆頭138和手柄122之間帶有許多重復的固定系統(tǒng)的永久組件，就可明白實施例120的令人滿意的高質量。也即筆頭138是用許多方式被牢牢地固定。首先，由于向外擴展，它緊抵著套管128的內表面，由此防止兩者之間的分離或轉動。第二，倒鉤146和肘角147可防止后來安裝的一體形成的插入件144的縱向移動，并有助于防止轉動。第三，對套管128壓出褶痕，同時落在手柄122和筆頭138上。最后，肋條145禁止轉動。該永久裝置唯一留下的重要缺陷是形成筆頭138的材料的結構特征。
按照本發(fā)明的另一實施例來看，許多重復的固定變得非常值得注意，例如在形成圖13所示的作圖工具的一種方法里。首先提供手柄122。而用注射模制形成帶一體形成的插入件144的手柄122對本技術領域的技術人員來說是眾所周知的。同樣地，可用薄金屬管形成套管128，作為一種選擇，可用本技術領域的技術人員眾所周知的技術使其略呈錐形。各種形狀和硬度的筆頭138可以模制，也可以從上面提到的、可買到的硅橡膠材料上切割下來。隨筆頭138插入套管128，一體形成的插入件144和手柄122分別縱向安裝在插入空腔143和套管128的近端部分132上。最后，將套管128固定在手柄122的遠端。較佳的是，這個固定是通過壓褶痕實現(xiàn)的，更佳的是還可通過將褶痕壓在套管128和筆頭138上來實現(xiàn)。
在本發(fā)明的另一種方法里，可首先將一體形成的插入件144安裝在筆頭138里，然后將套管128壓入并壓出褶痕。
在圖15所示的另一實施例里，可在筆頭138上形成一系列縱向裂縫150，以便增加本發(fā)明的吸收性和攜帶顏料的能力。裂縫150的深度可全部切割通過筆頭138，或只通過筆頭138的一部分。同樣地，裂縫150的長度可是相對于筆頭138長度的任何所需的長度。在筆頭138的各側還可形成一組互補的裂縫，而在它們之間留下在中心的、未切下的部分。除了通過切割或剖分筆頭138形成裂縫150，也可通過去掉一部分筆頭材料來形成各裂縫150。由于裂縫150的機械性能，由于增加了可承載顏料的筆頭138的表面積，顏料的吸收性和承載能力得到增強。裂縫150還可供本發(fā)明產生不同類型的標記和筆劃。
總之，可容易地看到，本發(fā)明通過許多實施例提供了一種新型的作圖工具，一種適合于大規(guī)模廉價制造耐用的作圖工具的方法，或從一系列筆頭中互換筆頭。
由于在不脫離本發(fā)明精神的情況下可對本發(fā)明作出許多改變，因此本發(fā)明的范圍不限于這里所述的某一個實施例。說得更確切些，本發(fā)明的范圍由附后的權利要求書和它們的等同物確定。
權利要求
1.一種提供和控制施加給一基底的顏料的裝置，包括一手柄，具有一遠端和一近端；一剛性套管，它固定在手柄的遠端并從手柄的遠端延伸出去，從而形成一靠近手柄遠端的空腔，該空腔具有一內表面；一筆頭，由彈性硅橡膠形成，該筆頭具有一帶無孔表面的顏料接觸部分和一套管連接部分；以及擴展筆頭的套管連接部分的結構，使筆頭的套管連接部分與剛性套管空腔的內表面鎖定接觸。
2.一種提供和控制施加給一基底的顏料的裝置，包括一手柄，包括一供握持的細長軸桿，它具有一遠端，一近端，一縱向軸線和一最大橫截面直徑；一無孔筆頭，它由彈性硅橡膠制成，具有一遠端，一近端，一縱向軸線和一包括該遠端的三維顏料接觸工作表面，該顏料接觸工作表面具有小于手柄最大橫截面直徑的的最大橫截面直徑；以及將筆頭的近端固定在手柄的遠端上的結構，從而使筆頭的縱向軸線與手柄的縱向軸線同軸對齊。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，用來固定的結構包括一剛性套管，它限定一靠近手柄遠端的空腔，并具有一內表面；以及使筆頭的近端擴展、從而使筆頭的近端與剛性套管的內表面鎖定接觸的結構。
4.如權利要求1或3所述的裝置，其特征在于，擴展筆頭的套管連接部分的結構包括一安裝在該套管連接部分內的插入件。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，該插入件包括至少一個倒鉤，該倒鉤與筆頭的套管連接部分互相作用，以阻止插入件相對筆頭的套管連接部分縱向退出。
6.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括一插入空腔，它縱向地位于筆頭的套管連接部分里；以及插入件具有與插入空腔互補的形狀，且其橫向尺寸比插入空腔大，從而使筆頭的套管連接部分擴展并緊抵套管空腔的內表面。
7.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，筆頭具有從20肖氏A到70肖氏A的硬度值，50-250 Die B的高抗扯強度值，以及低的壓縮永久變形。
8.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，筆頭包括標記色彩，以便用眼睛識別構成筆頭的硅橡膠的硬度。
9.一種提供和控制施加在一基底上的顏料的成套工具，包括許多硅橡膠筆頭，各筆頭具有一顏料接觸部分和一套管連接部分，通過在套管連接部分里安裝一插入件使套管連接部分擴展并與可固定套管的手柄的筆頭承載空腔鎖定接觸。
10.如權利要求9所述的成套工具，其特征在于，成系列的各筆頭在硅橡膠硬度上有變化，各筆頭包括彩色標記，以識別各筆頭的硬度。
11.如權利要求9所述的成套工具，其特征在于，還包括一手柄和一可拆卸地固定在該手柄上的套管；一可拆卸地安裝的插入件，使筆頭的套管連接部分擴展并緊抵著套管；以及成系列的各筆頭可單個和可拆卸地固定在套管和手柄的組合件上。
12.如權利要求1，2或9所述的裝置，其特征在于，筆頭具有三維顏料接觸工作表面，而該表面具有選自由圓錐形、平鑿形、凹鑿形、凹圓形和帶角度的鑿子形組成的集合的一個形狀。
全文摘要
一種硅橡膠畫筆作圖工具包括一手柄和一畫筆頭。畫筆頭是用彈性硅橡膠制的,它具有三維顏料接觸工作表面。較佳的是利用一套管將筆頭固定在手柄上,并通過插入一插入件使筆頭擴展并鎖定在套管的一空腔里。插入件可是一普通的螺釘或手柄上的有刺的、有肋條的延伸部分。筆頭可包括一插入空腔,并具有不同的形狀和硬度,還可有選擇地進行彩色編碼。套管還可可逆地固定在手柄上,在這種情況下可提供由許多可互換的畫筆頭組成的成套工具。
文檔編號A46D1/00GK1185760SQ9619422
公開日1998年6月24日 申請日期1996年4月17日 優(yōu)先權日1995年4月19日
發(fā)明者拉德·B·福斯林 申請人:拉德·B·福斯林