具有保护缓冲器的卷尺的制作方法

具有保护缓冲器的卷尺
1.相关专利申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年6月3日提交的62/856,483的权益和优先权，其全部内容通过援引并入本文。


背景技术：

3.本披露内容总体上涉及卷尺的领域。本披露内容具体涉及一种具有位于尺条开口下方的保护缓冲器的卷尺。
4.卷尺是用于多种测量应用(包括用在建筑和建造行业中)的测量工具。一些卷尺包括卷绕在卷轴上的带刻度、带标记的尺条，并且包括用于将尺条缩回到卷轴上的缩回系统。在一些卷尺设计中，缩回系统由盘卷弹簧或螺旋弹簧驱动，该盘卷弹簧或螺旋弹簧在卷尺伸展时被张紧从而储存能量，并且释放能量以使卷轴旋转从而将尺条卷绕回到卷轴上。


技术实现要素：

5.本披露内容的一个实施例涉及一种具有联接到壳体的缓冲器的卷尺。缓冲器限定肩部和凹入部分。肩部比凹入部分更背离卷尺的前面向外延伸。卷尺包括穿过壳体中的开口的长形尺条。钩组件联接到尺条的端部。钩组件包括在尺条上方延伸的上钩和在尺条下方延伸的下钩。在具体实施例中，上尺条包括一对翼部，这些翼部在尺条上方并且背离长形尺条的主轴线延伸。
6.上钩在尺条上方延伸，从而限定上钩高度，并且凹入部分将凹入宽度限定为在卷尺壳体的前面和卷尺钩的内表面之间测量的垂直距离。在一个实施例中，上钩高度与凹入宽度的比率在4:1和8:1之间。更具体地，该比率在4.5:1和7:1之间，甚至更具体地，该比率在5:1和6:1之间，并且甚至更具体地，上尺条高度与凹入宽度的比率是5.5:1。
7.在一个实施例中，钩包括突起和凹入部分，该突起和该凹入部分共同限定内表面。突起比凹入部分更靠近卷尺壳体延伸。
8.本发明的另一实施例涉及一种卷尺，该卷尺包括壳体，该壳体包括卷尺开口和在卷尺开口下方延伸的缓冲器。缓冲器包括至少部分地位于卷尺开口上方的凹入表面和具有外表面的肩部部分。凹入表面从肩部部分的外表面后退，从而限定间隙距离。卷尺包括可旋转地安装在壳体内的卷轴以及围绕卷轴卷绕的长形尺条。长形尺条具有与卷轴联接的内端以及伸出卷尺开口的外端。卷尺包括联接到长形尺条的外端的钩组件。卷尺包括联接到卷轴的缩回系统，缩回系统驱动长形尺条重新卷绕在卷轴上。
9.本发明的另一实施例涉及一种卷尺，该卷尺包括壳体、限定在壳体中的卷尺开口以及联接到壳体的缓冲器。缓冲器包括至少部分地位于卷尺开口上方的凹入表面、和位于卷尺开口下方的碰撞角部。碰撞角部位于凹入表面的前面，从而限定在水平方向上在碰撞角部和凹入表面之间测量的间隙距离。卷尺包括可旋转地安装在壳体内的卷轴以及围绕卷轴卷绕的长形尺条。长形尺条具有与卷轴联接的内端以及伸出卷尺开口的外端。卷尺包括与长形尺条的外端联接的钩组件以及与卷轴联接的缩回系统。缩回系统驱动长形尺条重新
卷绕到卷轴上。
10.本发明的另一实施例涉及一种卷尺，该卷尺包括壳体、限定在壳体中的卷尺开口、和在卷尺开口下方延伸的碰撞保护角部。卷尺包括可旋转地安装在壳体内的卷轴以及围绕卷轴卷绕的长形尺条。长形尺条具有与卷轴联接的内端以及伸出卷尺开口的外端。卷尺包括联接到长形尺条的外端的钩组件。钩组件包括在长形尺条上方延伸的上钩和在长形尺条下方延伸的下钩。上钩的后表面从下钩的后表面后退，从而限定钩凹入距离。卷尺包括联接到卷轴的缩回系统，缩回系统驱动长形尺条重新卷绕在卷轴上。
11.在以下的详细描述中将阐述附加特征和优点，并且对于本领域技术人员而言，从描述中或者通过实践如书面描述及其权利要求以及附图中所述的实施例而部分地认识到这些附加特征和优点是显而易见的。应当理解，前述概括描述和以下详细描述都是示例性的。
12.附图被包含在内以提供进一步的理解，并且结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图展示了一个或多个实施例，并且与描述一起用于说明多种不同实施例的原理和操作。
附图说明
13.图1是根据示例性实施例的卷尺的左侧立体图。
14.图2是根据示例性实施例的图1的卷尺的左侧立体图，其中卷尺壳体的一部分被移除。
15.图3是根据示例性实施例的卷尺缓冲器的侧视图。
16.图4是根据示例性实施例的示出在与表面接触期间图3的卷尺缓冲器的详细侧视图。
17.图5是根据示例性实施例的图3的卷尺缓冲器的详细侧视图。
18.图6是根据示例性实施例的示出在与表面接触期间图3的卷尺缓冲器的详细侧视图，展示了缓冲器的几何形状与更圆化的缓冲器几何形状相比较的功能。
19.图7是根据示例性实施例的图3的卷尺缓冲器的示意图，展示了卷尺钩与缓冲器的相对尺寸。
20.图8是根据示例性实施例的图3的卷尺缓冲器的详细前视图。
21.图9是根据示例性实施例的卷尺缓冲器的立体图。
22.图10是根据示例性实施例的图9的卷尺缓冲器的前视图。
具体实施方式
23.总体上参考附图，示出了卷尺的多个不同实施例。本文讨论的卷尺的各种实施例包括保护尺条和钩组件的新型缓冲器设计。在各种卷尺中，钩在壳体下方延伸，从而允许使用者将卷尺靠在工作物体上，将钩与工作物体的边缘接合，并将壳体移动背离钩以将卷尺从壳体和其他类似物上伸展。
24.然而，申请人已经确定钩的悬伸部(即，卷尺钩的在壳体或缓冲器最低点下方延伸的部分)使钩和尺条暴露于可能的损坏。例如，当卷尺受到碰撞时(例如，掉落后)，当钩的下半部分首先碰撞地面时，钩和尺条可能接收至少一部分碰撞力。这种力可以传递到将钩联
接到尺条的铆钉(或其他联接结构)并且传递到尺条本身。
25.相应地，在本文讨论的各种设计中，申请人开发了一种卷尺、卷尺壳体和/或缓冲器设计，其限制卷尺和钩暴露于这种力。在本文讨论的各种实施例中，卷尺壳体包括具有肩部的缓冲器，该肩部有助于在碰撞期间以由壳体吸收碰撞力而不是由钩或尺条吸收碰撞力的方式将卷尺和钩重新定位。通常，卷尺壳体包括缓冲器，缓冲器的尺寸和形状是相对于卷尺钩和/或卷尺开口确定，以允许卷尺钩以减小卷尺钩和/或尺条在碰撞期间受到的冲击力的方式向上移动并枢转。
26.如下文将详细解释的，在各种实施例中，缓冲器的肩部联接到壳体，尺条穿过至少部分地位于肩部中的开口。当卷尺钩的底表面开始与撞击表面接触时的碰撞瞬间，钩背离地面向上滑动，直到钩的底部(最下边缘或表面)相对于缓冲器的底部向内齐平，从而允许缓冲器接触地面并吸收掉落的冲击力。此外，本文所述的缓冲器通过提供允许钩在地面上碰撞期间移动或向内枢转的凹入来减少施加在钩上的力，从而进一步消除钩在碰撞期间所经受的力。
27.参考图1和图2，示出了根据示例性实施例的工具，比如卷尺10。卷尺10包括长形尺条(示出为可盘绕尺条14)和壳体18。通常，尺条14是包括多个刻度测量标记的长形材料条带，并且在具体的实施例中，尺条14是长形金属材料(例如，钢材料)条带，其包括与钩组件(示出为钩组件26)联接的最外端。尺条14可以包括多个涂层(例如，聚合物涂层)，以帮助保护尺条14和/或尺条的刻度式标记免于磨损、破坏等。
28.如图1所示，尺条14的长度可变的伸展段22可从壳体18缩回和伸展。钩组件26被固定地联接到尺条14的外端部分30。在多个不同的实施例中，尺条18可以从壳体中伸展的最大长度在10英尺与50英尺之间。
29.如图2所示，尺条14的未伸展部分卷绕到卷轴34上，该卷轴被壳体18包绕。卷轴34围绕卷尺10的轴线38可旋转地设置，并且缩回机构42与卷轴34联接并且被配置为围绕旋转轴线38驱动卷轴34，这样进而提供了尺条14的动力缩回。缩回机构42可以包括向缩回机构42提供缩回能量的一个或多个长形螺旋弹簧。在其他实施例中，缩回机构42包括比如一个或多个电动马达等其他机构。设有尺锁46以选择性地与尺条14接合，该尺锁用于限制缩回机构42而使得尺条14的伸展段22保持在所需长度。
30.参考图1，壳体18包括第一侧壁50、第二侧壁54、以及将第一侧壁50与第二侧壁54连接的外围壁58。如图2所示，第一侧壁50、第二侧壁54和外围壁58限定内腔62，卷轴34和缩回机构42容纳在该内腔中。参考图1，第一侧壁50和第二侧壁54具有大致圆形的轮廓66。在其他实施例中，侧壁可以是矩形的、多边形的或任何其他所需形状。壳体18的各部分可以由比如天然或合成橡胶等弹性材料共同模制或单独形成。在展示的构造中，壳体18形成有壳体边缘缓冲器70、以及从外围壁58的下部部分78延伸的支脚74。
31.沿着外围壁58的前向部分86限定了狭槽82。狭槽82在卷尺壳体中提供开口，这样允许尺锁46伸到壳体18中。另外，狭槽82的长度足以实现尺锁46相对于壳体18在锁定位置与解锁位置之间移动。
32.在狭槽82下方，在外围壁58中设有壳体中的尺条开口(示出为尺口90)。尺口90具有弓形的形状94，对应于尺条14的弓形横截面轮廓。尺口90允许尺条14缩回到限定在壳体18内的内腔62以及从该内腔中伸出。
33.参考图3至图8，示出了可以与卷尺(比如以上讨论的卷尺10)一起使用的新型卷尺缓冲器设计的细节。因此，在这种卷尺设计中，卷尺10包括定位于右前角(在图1和图2的取向上)中并且通常在围绕卷尺开口114的壳体区域中的新型缓冲器设计。应当理解，图1和图2详述了卷尺10的各种部件，并且图3至图8示出了可以与卷尺10一起使用的缓冲器设计的细节。
34.参考图3至图5，卷尺10包括壳体18和联接到壳体18的缓冲器(示出为缓冲器120)。如上文关于图1和图2所述，卷尺10包括可旋转地联接到壳体18的卷尺卷轴、卷绕在卷尺卷轴上的长形尺条、和联接到卷尺卷轴的螺旋弹簧。尺条的一端联接到卷尺卷轴，另一端联接到钩130。
35.通常，缓冲器120是卷尺壳体的一部分，其位于卷尺壳体18的下角部、与卷尺开口114相邻。如图3所示，缓冲器120包括肩部122、凹入124和碰撞保护角部(示出为角部154)。至少壳体18的限定凹入124的一部分还限定了开口114，尺条伸展穿过该开口。通常，肩部122是卷尺壳体18的限定卷尺壳体18的最前部分和最下部分的部分，并且肩部122的前表面限定了平面128(如图4所示)。凹入124由卷尺壳体18的一部分限定，该部分从肩部122的前表面后退并且在卷尺开口114和肩部122二者上方。如下文将更详细讨论的，凹入124提供间隙或空间以允许卷尺钩130在碰撞期间移动(而不是刚性表面，如在具有平坦前表面的卷尺壳体中的情况)，这进而限制在与表面(比如地面)碰撞期间施加到卷尺钩130的碰撞力。
36.钩130包括在尺条14上方延伸的上钩132和在尺条14下方延伸的下钩134。下钩134的下表面146和上钩132的上表面148各自背离彼此。例如，当使用者拿着卷尺10时，下钩134的下表面146延伸超过缓冲器120的下表面150和角部154距离144。在各种实施例中，距离144至少为3mm至4mm，更具体地距离144为3mm至4mm。
37.图4展示了缓冲器120在与撞击表面151(比如地面)碰撞期间的功能。如图4所示，在卷尺10和撞击表面151之间碰撞的瞬间，钩130和尺条14相对于卷尺壳体18向上移动。如图4所示，钩130向上移动直到缓冲器120的角部154接触撞击表面151。当钩130向上滑动时，钩130通过由肩部122的前面限定的平面128而朝向壳体18的前面(例如，在图4的取向上的逆时针方向)略微旋转。通过在卷尺钩130遇到卷尺壳体18的一部分之前允许更多的碰撞被缓冲器120吸收，减小了在碰撞期间卷尺钩130和尺条14所经受的力，申请人相信这将降低损坏卷尺钩或尺条的可能性。
38.如图4所示，钩130的这种旋转还使钩130的上部部分132向内朝向凹入124，从而在下钩134的内表面138和肩部122的外表面或钩接口表面158之间产生角度156。在各种实施例中，角度156至少为0.5度，具体地在0.5度和20度之间、并且更具体地在2度和10度之间。与没有凹入124的卷尺壳体相比，在接触卷尺壳体的在卷尺开口114上方的部分之前，本文讨论的缓冲器设计允许钩130枢转由角度156表示的相当大的距离。
39.如图5所示，凹入124限定了间隙距离。凹入124的间隙距离126是外表面153从缓冲器120的最前表面(例如，表面158)后退的距离。在一个实施例中，间隙距离126可以定义为表面153和碰撞角部154处的最前表面之间的水平后退距离。因此，凹入124的间隙距离126限定了上钩132在与限定凹入124的卷尺壳体18的外表面153接合之前旋转的距离。
40.参照图5，为了进一步增加允许上钩132在遇到卷尺壳体18的一部分之前移动或旋转的距离，钩130被成形为有效地增加上钩132的最内表面141和外表面153之间的距离。因
此，这种形状沿着上钩132的内表面限定了凹入140，该凹入限定了钩凹入距离142，该距离是在下钩134的内表面138和上钩132的表面141之间测量的正交距离。间隙距离126和凹入距离142组合以在表面141和表面153之间提供更大的开放空间，这进而提供了允许上钩132在上钩132与凹入124和/或壳体18接合之前朝向缓冲器120旋转的更大的旋转范围。在具体实施例中，间隙距离126为0.2mm至5mm并且具体地为0.5mm至4.2mm。
41.参考图6至图7，示出了碰撞期间缓冲器120与卷尺钩130相互作用的附加细节。与典型的卷尺壳体设计相比，碰撞保护角部154被成形为具有比典型的卷尺壳体角部较尖锐的点(例如，更小的半径)，这改善了碰撞性能。在各种实施例中，角部154的曲率半径在0mm和2.5mm之间，并且具体地从0.1mm到2.0mm。
42.通常，在碰撞期间，在钩130背离撞击表面竖直移动之后，角部154与撞击表面151接合。相比之下，具有更大半径(例如，更圆)的角部和/或更大凹入的缓冲器(如线152所示)将需要钩130在更圆的角部与撞击表面接合之前竖直移动得更远。因此，在这种设计中，尺条开口在竖直方向上需要更大以提供增加的卷尺竖直移动，或者在缓冲器角部与撞击表面接合之前碰撞将被卷尺钩吸收。在图7中示意性地展示了这种差异。
43.然而，申请人已经确定，简单地增加卷尺开口的高度以适应碰撞期间大量的卷尺竖直移动会产生其他不令人满意的卷尺性能问题。例如，申请人已经发现，如果尺条开口在竖直方向上太大，则卷尺伸出距离会减小并且在缩回期间卷尺的摆动程度会增加。因此，在本设计中，申请人已经确定了缓冲器120的尺寸和形状结合卷尺开口的竖直尺寸提供了一种卷尺，其具有由缓冲器120提供的掉落性能和至少部分地由卷尺开口的相对小的竖直高度提供的伸出和摆动性能。
44.参考图8，上钩132在尺条14上方延伸距离136。如本文所定义，距离136是从尺条14的顶部到上钩132的翼部的顶部(例如，最上表面)测量的。参考图4可以看出，距离136越大，在上钩132与限定凹入124的表面153接合之前适应卷尺钩130的旋转所需的(缓冲器120的)间隙距离126和/或(钩130的)凹入距离142越大。
45.申请人认为与钩130和卷尺壳体18在碰撞期间相互作用有关的另一个因素是开口114的高度116。随着卷尺开口高度116增加，上钩132向上移动的距离也增加。因此，通过使用本文讨论的卷尺缓冲器设计，开口高度116可以相对较小，同时仍然提供卷尺钩和尺条保护，因为在碰撞期间额外的尺条移动是通过旋转到凹入124中提供的，而不是仅依赖于向上移动。
46.在各种实施例中，申请人已经确定上尺条高度136和间隙距离126的比率与本文讨论的碰撞性能有关。在一个实施例中，上尺条高度与间隙距离的比率大于3:1。在具体实施例中，上尺条高度与间隙距离的比率在4:1和8:1之间。更具体地，比率在4.5:1和7:1之间，甚至更具体地，比率在5:1和6:1之间，甚至更具体地，上尺条高度与间隙距离的比率为5.5:1。
47.在另一个实施例中，申请人已经确定上尺条高度136与总间隙距离(例如，间隙距离126加距离142)的比率与本文讨论的碰撞性能有关。在一个实施例中，上尺条高度与总间隙距离的比率大于3:1。在具体实施例中，上尺条高度与总间隙距离的比率在4:1和8:1之间。更具体地，比率在4.5:1和7:1之间，甚至更具体地，比率在5:1和6:1之间，并且甚至更具体地，上尺条高度与总间隙距离的比率为5.5:1。
48.在一个实施例中，开口114完全由肩部122限定。在替代实施例中，开口114部分地由缓冲器120限定并且部分地由壳体18限定，并且壳体18至少部分地限定凹入124，钩130旋转到该凹入中。
49.在一个实施例中，壳体18和缓冲器120是联接在一起的单独部件。在另一个实施例中，壳体18和缓冲器120被模制成单个部件。在各种实施例中，缓冲器120由聚合物材料形成并且可以由碰撞吸收聚合物材料形成。
50.参照图9和图10，示出了根据示例性实施例的卷尺缓冲器170。卷尺缓冲器170与上面讨论的缓冲器120基本相同，并且卷尺缓冲器170可以与本文讨论的卷尺10、尺条14和卷尺钩130一起使用。通常，卷尺缓冲器170包括前面172、左侧壁174、右侧壁176、以及限定在前面172中的卷尺开口178。左侧壁174和右侧壁176各自包括前表面180和182，前表面限定了缓冲器170的最前表面。
51.缓冲器170包括相对于表面180和182凹入并围绕卷尺开口178的中心区域184。具体地，中心区域184包括第一上凹入区域186和第二上凹入区域188。上凹入区域186和188位于卷尺开口178的左侧和右侧上方。通常，凹入区域186和188成形为接收卷尺钩130的上钩部分132，并提供了在掉落期间接收和保护卷尺钩130的额外空间，如上所讨论的。
52.具体地，如图9最佳所示，凹入区域186和188相对背离卷尺开口178向后倾斜。在这种布置中，每个凹入区域186和188的与卷尺开口178相邻的下部部分是每个凹入部分186和188的最前部分。凹入部分186和188在朝向卷尺壳体的后部并背离开口178的方向上向后延伸。这种倾斜形状为上钩部分132在掉落或其他碰撞期间向后枢转提供了额外的空间。
53.为了进一步促进卷尺钩130的上部部分132的接收，每个凹入186和188被限定在外侧壁190和内侧壁192之间。通常，侧壁190和192之间的宽度尺寸的尺寸被确定成紧密地接受上钩部分132，使得在掉落或其他碰撞期间通过侧壁190和192之间的接触来限制卷尺钩的横向移动。
54.类似地，为了进一步提供与卷尺钩130的上部部分132的紧密配合，侧壁190和192相对于彼此定位以提供与上部部分132的形状相似的形状。具体地，在所示的实施例中，侧壁190朝向卷尺10的中心平面194横向向内成角度。侧壁192朝向卷尺10的中心平面194横向向外成角度。
55.缓冲器170还包括下外侧壁196。下外侧壁196与外侧壁190相连并向下朝向缓冲器170的下边缘198延伸。这种布置限定了位于卷尺开口178下方并且由下外侧壁196横向限定的下凹入部分200。
56.下凹入部分200相对于表面180和182凹入，并且大致成形为紧密地接收卷尺钩130的下部部分134。类似于凹入186和188的布置，下凹入部分200的紧密贴合形状限制了卷尺钩130在掉落或碰撞期间的横向移动，进一步保护了卷尺钩130。如图所示，侧壁196在朝向下边缘198的方向上朝向平面194向内成角度。在这种布置中，凹入部分200的下端的宽度小于凹入部分200的上端的宽度。
57.应当理解，附图详细地展示了示例性实施例，并且应当理解，本技术不限于在说明书中阐述的或在附图中展示的细节或方法。还应当理解，术语仅出于说明的目的，而不应被视为是限制性的。
58.鉴于此描述，本发明的多个不同的方面的其他修改和替代性实施例对于本领域技
术人员来说将是显而易见的。因此，此描述被解释为仅是说明性的。在多个不同的示例性实施例中示出的构造和布置仅是说明性的。虽然在本披露内容中仅详细描述了几个实施例，但是在不实质上脱离本文描述的主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，改变多个不同元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、使用材料、颜色、取向等)。被示出为一体成形的一些元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以是反向的或以其他方式改变，并且离散元件的性质或数量或位置可以变化或改变。根据替代性实施例，任何过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或次序都可以改变或重新排序。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在多个不同的示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他置换、修改、改变和省略。
59.除非另外明确指出，否则并不以任何方式意图使本文阐述的任何方法解释为要求其步骤按指定顺序执行。相应地，在方法权利要求没有实际列举其步骤应遵循的顺序的情况下或在权利要求或说明书中没有特别声明步骤应限于特定顺序的情况下，绝不意味着可以推断出任何特定顺序。另外，本文使用的冠词“一”旨在包括一个或多个部件或元件，并非旨在被解释为仅有一个。如本文使用的，“刚性联接”是指联接两个部件，其方式使得当受到力作用时，这些部件以固定的位置关系一起移动。
60.本发明的多个不同实施例涉及任何特征的任何组合，并且在本技术或将来的申请中可以要求保护特征的任何这种组合。上面讨论的任何示例性实施例的任何特征、元件或部件都可以单独使用，或者与上面讨论的任何其他实施例的任何特征、元件或部件相结合使用。