CN111758011B - 具有抗撕裂尺带边缘的卷尺 - Google Patents

Abstract

提供了下述卷尺：该卷尺包括具有用以增加卷尺尺带耐久性的边缘设计的卷尺尺带。尺带的金属部分可以包括具有非平坦的减少撕裂的形状的侧边缘表面部分。尺带的金属部分可以包括侧边缘表面部分，该侧边缘表面部分包括诸如经抛光的侧边缘表面部分的减少撕裂的表面处理。

Description

具有抗撕裂尺带边缘的卷尺

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月13日提交的美国临时申请No.62/629,924的权益和优先权，该申请的全部内容通过参引并入到本文中。

技术领域

本发明总体涉及工具领域。本发明具体涉及卷尺、测尺、可伸缩尺等，其包括具有边缘设计的卷尺尺带，该边缘设计增大了强度并且/或者抵抗撕裂。

背景技术

卷尺是用于各种测量应用、包括建造和建筑行业的测量工具。一些卷尺包括卷绕在卷轴上的带刻度的、经标记的尺带，并且还包括用于将尺带自动收回到卷轴上的收回系统。在某些此类型的卷尺设计中，收回系统由张紧的线圈弹簧或螺旋弹簧驱动，弹簧在卷尺伸出时会存储能量，并且会释放能量以使卷轴旋转，从而将尺带卷绕回卷轴上，因此提供了自动或非手动的尺带收回。在一些其他的卷尺设计中，通过手动曲柄控制卷尺的收回，并且这种卷尺尺带倾向于具有长的长度。

发明内容

本发明的一个实施方式涉及下述卷尺，该卷尺包括尺带，该尺带具有下述边缘：该边缘被设计或构造成增加耐久性和/或减少撕裂。在特定实施方式中，尺带具有上凹表面、下凸表面、在上凹表面的左端部与下凸表面的左端部之间延伸的第一侧边缘表面、以及在上凹表面的右端部与下凸表面的右端部之间延伸的第二侧边缘表面。第一侧边缘表面和第二侧边缘表面被设计成提高耐久性和/或减少撕裂。在一个实施方式中，第一侧边缘表面和第二侧边缘表面是向外延伸的凸形的弯曲表面，并且具体地是在上表面与下表面之间延伸的连续的凸形的弯曲表面。在各种实施方式中，第一侧边缘表面和第二侧边缘表面被抛光或以其他方式精加工以减少表面缺陷的数量和/或尺寸。

本发明的另一实施方式涉及卷尺。卷尺包括壳体、以能够旋转的方式安装在壳体内的卷轴以及绕卷轴卷绕的长形的尺带。长形的尺带包括长形的金属芯，所述长形的金属芯具有上表面、下表面、第一侧边缘表面以及第二侧边缘表面，该第一侧边缘表面在长形的金属芯的上表面与下表面之间延伸，该第二侧边缘表面与该第一侧边缘表面相反并在长形的金属芯的上表面与下表面之间延伸。长形的尺带包括联接至长形的金属芯的聚合物涂覆物。长形的金属芯的上表面包括凹形的弯曲部段。长形的金属芯的下表面包括凸形的弯曲部段。第一侧边缘表面包括凸形的弯曲部段。第二侧边缘表面包括凸形的弯曲部段。卷尺包括：收回机构，该收回机构联接至卷轴，该收回机构构造成驱动长形的尺带重新卷绕至卷轴上；以及钩组件，钩组件联接至长形的尺带的外端部。

本发明的另一实施方式涉及卷尺。卷尺包括壳体、以能够旋转的方式安装在壳体内的卷轴以及绕卷轴卷绕的长形的卷尺尺带。长形的卷尺尺带包括上表面、下表面、第一金属侧边缘表面以及第二金属侧边缘表面，该第一金属侧边缘表面在长形的卷尺尺带的上表面与下表面之间延伸，该第二金属侧边缘表面与第一金属侧边缘表面相反并在长形的卷尺尺带的上表面与下表面之间延伸。第一金属侧边缘表面包括成型的非平坦表面部段。第二金属侧边缘表面包括成型的非平坦表面部段。卷尺包括收回机构，收回机构联接至卷轴，收回机构构造成驱动长形的尺带重新卷绕至所述卷轴上。

本发明的另一实施方式涉及卷尺。卷尺包括壳体、以能够旋转的方式安装在壳体内的卷轴以及绕卷轴卷绕并包括长形的金属芯的长形的卷尺尺带。长形的金属芯包括上表面、下表面、第一侧边缘表面以及第二侧边缘表面，该第一侧边缘表面在长形的金属芯的上表面与下表面之间延伸，该第二侧边缘表面与第一侧边缘表面相反并在长形的金属芯的上表面与下表面之间延伸。第一侧边缘表面包括经抛光部段，使得经抛光部段内每平方毫米的表面缺陷的平均数量小于长形的金属芯的上表面的每平方毫米的表面缺陷的平均数量。第二侧边缘表面包括经抛光部段，使得经抛光部段内每平方毫米的表面缺陷的平均数量小于长形的金属芯的上表面的每平方毫米的表面缺陷的平均数量。卷尺包括收回机构，收回机构联接至卷轴，收回机构构造成驱动长形的卷尺尺带重新卷绕至卷轴上。

附加的特征和优点将在下面的详细描述中阐述，并且某种程度上，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方式，本领域技术人员将容易理解这些附加特征和优点。应理解的是，前文的一般描述和下文的详细描述都是示例性的。

包含附图以提供进一步的理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了一个或更多个实施方式，并且与描述一起用于解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1是根据示例性实施方式的卷尺的左侧立体图。

图2是根据示例性实施方式的图1的卷尺的左侧立体图，其中，卷尺壳体的一部分被移除。

图3是根据示例性实施方式的图1的卷尺的涂覆有聚合物的卷尺的尺带的横截面图。

图4是根据示例性实施方式的尺带的内部金属层的横截面显微照片，其示出了抗撕裂的边缘设计。

图5示出了根据各种示例性实施方式的可以在抗撕裂的尺带中使用的各种尺带的边缘形状。

图6示出了根据示例性实施方式的具有抗撕裂边缘设计的尺带边缘表面的显微图像。

图7是尺带的内部金属层的横截面显微照片，其示出了常规的边缘设计。

图8示出了具有抗撕裂的边缘设计的尺带边缘表面的显微照片。

具体实施方式

总体参照附图，示出了卷尺的各种实施方式。本文中讨论的卷尺的各种实施方式包括创新的尺带边缘设计，申请人认为这种创新的尺带边缘设计改善了尺带的强度、耐久性和/或抗撕裂性。如通常所理解的，尺带断裂的常见的模式中的一种是在尺带收回期间发生撕裂。通常，当尺带收回时，尺带可以朝向使用者抽回，在单个位置处尺带被反复卷紧。

通常，申请人假设典型尺带的正方形/平坦边缘(参见图7)具有缺陷(参见图8)，这些缺陷在收回期间促使尺带撕裂。申请人假设这种撕裂源于收回期间的一个或多个瑕疵处并延续至尺带的中心部分中。例如，当尺带向后抽回并在沿着尺带的某点处卷紧时，尺带上该点处的瑕疵会导致应力集中，从而导致尺带开始撕裂。因此，如下文详细讨论的，申请人已经开发出各种尺带边缘表面设计和/或表面修饰，申请人认为这将减少抽回期间的初始撕裂，并且由此将提高尺带的强度、耐久性和/或抗撕裂性。申请人认为，由于与对尺带材料的侧边缘进行压型/精加工的相关联的技术的难度和成本，本文所讨论的边缘设计是违反直觉的，并且与卷尺设计领域中的常规理解相反。

参照图1和图2，示出了根据示例性实施方式的长度测量装置、比如卷尺10。卷尺10包括示出为可卷绕的尺带14的长形尺带和壳体18。通常，尺带14是包括多个带刻度测量标记的某种材料的长形条带，并且在特定实施方式中，尺带14是包括联接至被示出为钩组件26的钩组件最外侧端部的金属材料(例如，钢材料)的长形条带。如图3所示，尺带14可以包括一个或更多个聚合物层(例如，聚合物涂层)，以有助于保护尺带14在抽回或收缩期间不开裂。

如图1所示，尺带14的可变长度延伸段22能够从壳体18伸出和收回。钩组件26固定地联接至尺带14的外端部部分30。如将在下文更详细地讨论的，在各种实施方式中，尺带14包括提高尺带耐久性的边缘表面和/或表面修饰。

如图2所示，卷尺尺带14的未伸出部分卷绕在卷轴34上，该卷轴34被壳体18包围。卷轴34绕卷尺10的轴线38以能够旋转的方式布置，并且收回机构42联接至卷轴34并构造成绕旋转轴线38驱动卷轴34，这转而又提供了尺带14的动力收回。收回机构42可以包括一个或更多个长形的螺旋弹簧，螺旋弹簧向收回机构42提供收回能量。在其他实施方式中，收回机构包括电动马达。提供尺带锁46以选择性地接合尺带14，该尺带锁46用于限制收回机构42，使得尺带14的延伸段22保持期望的长度。

参照图1，壳体18包括第一侧壁50、第二侧壁54和连接第一侧壁50与第二侧壁54的周缘壁58。第一侧壁50、第二侧壁54以及周缘壁58限定了内腔62，如图2所示，在该内腔中容置有卷轴34和收回机构42。参照图1，第一侧壁50和第二侧壁54具有大致圆形的轮廓66。在其他实施方式中，侧壁可以是矩形、多边形或任何其他期望的形状。壳体18中的各部分可以由诸如天然橡胶或合成橡胶的弹性材料共模制或单独形成。在所示的构造中，壳体18形成有壳体缓冲器70和从周缘壁58的下部部分78延伸的支承腿部74。

沿周缘壁58的前部部分86限定狭槽82。狭槽82在卷尺壳体中提供开口，该开口允许尺带锁46延伸到壳体18中。此外，狭槽82提供的长度足以允许尺带锁46相对于壳体18在锁定与解锁位置之间移动。

在狭槽82的下方，在周缘壁58中设置有尺带端口90。尺带端口90具有对应于尺带14的弧形横截面轮廓的弧形形状部94。尺带端口90限定通向壳体的开口，该开口允许尺带14从限定在壳体18内的内腔62收回和伸出。

如图1和图2所示，卷尺10包括护指器组件98。护指器组件98包括防护件102和防护件支承构件106。如图1所示，防护件102的在壳体18外部的各部分是大致U形的并且从壳体18向下延伸。如图2所示，当尺带14处于收回位置时，钩组件26的后表面组件抵接防护件102。

参照图3，示出了尺带14的横截面图。尺带14包括由薄的长形金属材料条带形成的长形芯或内层110。在特定实施方式中，内层110由钢材料的条带形成。在特定的实施方式中，内层110的厚度T1小于0.13mm(厚度变化至多达25％)、特别地为0.9mm至小于0.13mm(厚度变化至多达25％)、并且更特别地为0.9mm至0.12mm(厚度变化至多达25％)。内层110可以以凹凸构型形成(如图3所示)。内层110可以是合金弹簧钢、合金高强度钢等。在一个实施方式中，钢的硬度在50RHC至54RHC之间。在另一实施方式中，钢的硬度在45RHC至60RHC之间。

在各个实施方式中，内金属层110包括上表面和下表面，该上表面包括至少一个凹入部段，该下表面包括至少一个凸出部段。在特定实施方式中，凹入部段和凸出部段在尺带的整个长度上延伸。在各种实施方式中，尺带14包括上涂层112和下涂层114，该上涂层112联接至(例如，附接、结合、胶合等)内金属层110的凹形上表面，该下涂层114联接至(例如，附接、结合、胶合等)内金属层110的凸形下表面。通常，涂层112和涂层114由聚合物材料形成，并且在特定实施方式中，由尼龙材料形成。在特定实施方式中，涂层112和涂层114由弹性模量小于内层110的金属材料的弹性模量的材料形成。在特定实施方式中，涂层112和涂层114由硬度小于内层110的金属材料的硬度的材料形成。在特定的实施方式中，本文中讨论的涂层由尼龙12材料和/或尼龙6/6材料形成。

如图3所示，涂层112的厚度为T2，涂层114的厚度为T3。在特定实施方式中，尺带涂覆物的总厚度(即，层112和层114的组合厚度、T2+T3)大于或小于T1。

在特定实施方式中，尺带的总厚度(包括所有涂层和芯层、即T1+T2+T3)在0.15mm至0.5mm之间。在各种实施方式中，T1+T2+T3在0.15mm至0.2mm之间，并且特别地是0.18mm。在各种实施方式中，T1+T2+T3在0.3mm至0.4mm之间，并且特别地是0.36mm。

在一个实施方式中，涂层112和涂层114可以施加在内层110的整个长度上。在一个实施方式中，在内层110的长度的至少6英尺上、特别地在内层110的长度的至少8英尺上、并且更特别地在内层110的长度的至少10英尺上，施加涂层112和涂层114。在特定的实施方式中，这些涂覆长度是连续的涂覆长度。这可以在尺带14的易于增加磨损的区域中提供增加的抗撕裂性，同时相对于在整个长度上具有涂覆物的尺带保持尺带的紧凑性。在一个实施方式中，涂层112和涂层114起始于尺带14的靠近钩的端部处。在另一个实施方式中，涂覆物起始于尺带的与邻近于钩组件26的端部间隔开的位置。

在一些实施方式中，涂层112和/或涂层114沿尺带14的宽度和/或长度具有不均匀的厚度。在一些这样的实施方式中，涂层112和/或涂层114可以施加成图案(例如，蜂窝图案、方格图案等)，其中，在尺带14的长度和宽度上存在较厚和较薄的涂覆物分布的部分。在这样的实施方式中，图3所示的T2和T3表示通过涂覆物图案的最厚部分测得的厚度。在一些这样的实施方式中，本文中讨论的T2和T3的范围表示沿着尺带14的长度的任何部分处的涂层112和涂层114的最大厚度。在一些这样的实施方式中，结合的最大涂覆物和尺带厚度的总和可以是0.4mm，但在沿着尺带的长度和宽度的其他区域中，涂覆物和尺带的厚度会更小(例如，当在涂覆物图案的较薄涂覆物部分处测量时)。在其他实施方式中，本文中讨论的T2和T3的范围代表沿尺带14的长度和宽度、在涂覆物图案的所有最厚部分处测量的涂层112和涂层114的平均厚度。

涂层112和涂层114可以施加为层压物、尼龙挤制物、用粘合剂附着的膜、粉末涂层/喷涂涂层。在一个实施方式中，涂层或多个涂层被构造成使得即使钢芯断裂，涂层也构造成包含钢芯并保持尺带的完整性(例如，涂覆物将倾向于不撕裂)。

在各种实施方式中，本文中讨论的尺带14和尺带边缘设计可以用于改善具有各种长度的尺带中的尺带耐久性/抗撕裂性。在特定实施方式中，尺带的长度小于50英尺，或更特别地小于40英尺。在各种实施方式中，尺带14的长度在15英尺至40英尺之间，并且在特定实施方式中，尺带的长度为35英尺、30英尺、25英尺或16英尺。

如图3所示，内芯110包括一对相反的侧边缘表面120。在图3的纵向横截面图中，侧边缘表面120在内芯100的上凹表面与下凸表面之间延伸并且与两个表面邻接。另外，侧边缘表面120在尺带14的整个纵向长度上延伸。尽管图3示出了仅覆盖尺带14的上表面和下表面的涂层112和涂层114，但在其他实施方式中，聚合物涂层围绕/覆盖侧边缘表面120。如下文将更详细地讨论的，侧边缘表面120构造(例如，成型、抛光、精加工等)成用于减少撕裂的产生并提高耐久性。

参照图4，根据示例性实施方式示出了结合有抗撕裂设计的内芯110的侧边缘表面120的详细视图。应理解的是，尽管图4示出了单个侧边缘表面120，但左侧边缘表面和右侧边缘表面120两者都可以结合本文中讨论的各种耐久性改进设计。如图4所示，侧边缘表面120成型成改善抗撕裂性。特别地，与典型的方形的尺带边缘设计成对比的是，申请人认为，诸如图4所示的弯曲的侧边缘表面120可以改善抗撕裂性。

在各种实施方式中，侧边缘表面120包括成型的非平坦表面部分。在特定实施方式中，侧边缘表面120各自包括凸形弯曲部段。如图4的特定实施方式中所示，侧边缘表面120是在内芯110的相反的上表面与下表面之间延伸的凸形弯曲表面。特别地，侧边缘表面120是在内芯110的相反的上表面与下表面之间的整个距离上延伸的连续的凸形弯曲表面。在这样的实施方式中，表面120的曲线是连续的(例如，不间断的)，其限定了在内芯110的上表面与下表面之间的整个距离延伸的凸形曲线。如将被理解地，内芯110由连续的、一体式的金属片形成，该金属片限定了上表面和下表面以及侧边缘表面120。在一些实施方式中，表面120的凸形弯曲表面延伸内芯110的整个长度，并且在其他实施方式中，表面120的凸形弯曲表面是延伸成小于内芯110的整个长度的部段。在一些这样的实施方式中，表面120的凸形弯曲部段仅位于距内芯110的钩状端部的前10英尺的长度内。

在特定实施方式中，弯曲的侧边缘表面120限定具有角度A1的弧。在各种实施方式中，角度A1为180度或更小，在特定实施方式中，角度A1为45度至180度，并且在甚至更特别的实施方式中，A1为60度至120度。在各种实施方式中，弯曲的侧边缘表面120由曲率半径R1限定。

参照图5，申请人认为侧边缘表面120的其他形状也可以改善尺带14的耐久性。在各种实施方式中，侧边缘表面120可以具有如图5所示的标准的美国钢铁协会(AISI)边缘形状轮廓中的任何边缘形状轮廓。

参照图6，代替或除了上述关于图4和图5讨论的边缘表面形状，侧边缘表面120还可以具有结合了改善耐久性的表面修饰的设计。在特定实施方式中，如图6所示，可以对侧边缘表面120进行精加工、抛光等，以减少申请人所认为的会降低尺带耐久性的瑕疵、缺陷、表面粗糙度等。通过将图6与图8进行比较，在侧边缘表面120中存在的改善的表面质量是明显的。

在各种实施方式中，侧边缘表面120包括申请人认为与改善的耐久性/抗撕裂性相关的一个或更多个表面特性。在各种实施方式中，侧边缘表面120具有高表面质量。如上所述，申请人认为，通过减少在侧边缘表面120中存在的表面缺陷，可以通过减少抽回期间引发撕裂的可能性来提高耐久性。

在各种实施方式中，侧边缘表面120的耐久性改善设计(无论是图4和图5的耐久性改善形状还是图6的表面特性)在尺带14的整个纵向长度上延伸。在其他实施方式中，侧边缘表面120的耐久性改善设计(无论是图4和图5的耐久性改善形状还是图6的表面特性)在更容易撕裂的区域中在尺带14的纵向长度的一部分上延伸。在特定实施方式中，侧边缘表面120的耐久性改善设计(无论是图4和图5的耐久性改善形状还是图6的表面特性)从钩组件26延伸前10英尺、特别地从钩组件26延伸前六英尺。

在各种实施方式中，本文中讨论的边缘形状和/或表面修饰可以经由多种方法形成。在各种实施方式中，在本文中讨论的边缘形状和/或表面修饰是使用一种或更多种研磨、抛光、压缩、模制、熔融或其他合适的方法形成的。在特定的实施方式中，经由刮削边缘形成工艺来产生侧边缘表面120。

在特定实施方式中，对侧边缘表面120中的一个或两个侧边缘表面的至少一部分进行抛光，使得金属芯的侧边缘表面上的表面缺陷的数量小于金属芯110的未抛光的上表面和/或下表面上的表面缺陷的数量。在特定实施方式中，侧边缘表面120的抛光减少了表面缺陷的数量，使得侧边缘表面120的每单位面积(例如，每平方毫米或每平方厘米)的表面缺陷的平均数量小于金属芯110的上表面的每单位面积的表面缺陷的平均数量。

应理解的是，附图详细地示出了示例性实施方式，并且应理解的是，本申请不限于说明书中阐述的或在附图中示出的细节或方法。还应理解的是，术语仅出于描述目的并且不应被视为限制性的。

鉴于该描述，本发明各个方面的进一步的改型和替代实施方式对本领域技术人员将是明显的。因此，该描述应被解释为仅是说明性的。在各种示例性实施方式中示出的构造和布置仅是说明性的。示出为整体形成的一些元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以是相反的或以其他方式变化，并且离散元件的性质或数量或位置可以转变或改变。根据替代性实施方式，任何过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或序列可以改变或重新排序。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例性实施方式的设计、操作条件和布置中进行其他替换、改型、变化和简略。

除非另有明确说明，否则绝不意在将本文阐述的任何方法解释为要求这些方法的步骤以特定顺序实施。因此，在方法权利要求没有实际列举其步骤所应遵循的顺序的情况下、或者在权利要求书或说明书中没有特别声明步骤应限于特定顺序的情况下，则绝不意指推断出特定顺序。另外，如本文中所使用的，冠词“一”意在包括一个或更多个部件或元件，而不意在被解释为仅意指一个。

本发明的各种实施方式涉及任何特征的任何组合，并且在本申请或将来的申请中可以要求保护各特征的任何这种组合。上面讨论的任何示例性实施方式的任何特征、元件或部件中的任何一个都可以单独使用，或者与上面讨论的任何其他实施方式的任何特征、元件或部件相结合地使用。

Claims (6)

1.一种卷尺，包括：

壳体：

卷轴，所述卷轴以能够旋转的方式安装在所述壳体内；

长形的卷尺尺带，所述长形的卷尺尺带绕所述卷轴卷绕，所述长形的卷尺尺带包括长形的金属芯，所述长形的金属芯包括：

上表面；

下表面；

第一侧边缘表面，所述第一侧边缘表面在所述长形的金属芯的所述上表面与所述下表面之间延伸；以及

第二侧边缘表面，所述第二侧边缘表面与所述第一侧边缘表面相反并在所述长形的金属芯的所述上表面与所述下表面之间延伸；

其中，所述长形的金属芯具有在所述上表面与所述下表面之间测量的厚度T1，其中，T1在0.09mm至0.2mm之间；

其中，所述第一侧边缘表面包括经抛光部段，使得所述经抛光部段内每平方毫米的表面缺陷的平均数量小于所述长形的金属芯的所述上表面的每平方毫米的表面缺陷的平均数量；

其中，所述第二侧边缘表面包括经抛光部段，使得所述经抛光部段内每平方毫米的表面缺陷的平均数量小于所述长形的金属芯的所述上表面的每平方毫米的表面缺陷的平均数量；以及

收回机构，所述收回机构联接至所述卷轴，所述收回机构构造成驱动所述长形的卷尺尺带重新卷绕至所述卷轴上。

2.根据权利要求1所述的卷尺，还包括钩组件，所述钩组件联接至所述长形的卷尺尺带的外端部，其中，所述第一侧边缘表面的经抛光部段和所述第二侧边缘表面的经抛光部段仅位于所述长形的卷尺尺带的与所述钩组件相邻的前10英尺长度内。

3.根据权利要求1所述的卷尺，其中，所述长形的金属芯的所述上表面包括凹形的弯曲部段，其中，所述长形的金属芯的所述下表面包括凸形的弯曲部段，其中，所述第一侧边缘表面包括凸形的弯曲部段，其中，所述第二侧边缘表面包括凸形的弯曲部段。

4.根据权利要求3所述的卷尺，其中，所述第一侧边缘的凸形的弯曲部段是从所述长形的金属芯的所述上表面延伸至所述下表面的连续弯曲部段，其中，所述第二侧边缘的凸形的弯曲部段是从所述长形的金属芯的所述上表面延伸至所述下表面的连续弯曲部段。

5.根据权利要求1所述的卷尺，还包括：聚合物层，所述聚合物层联接至所述长形的金属芯；以及钩组件，所述钩组件联接至所述长形的卷尺尺带的外端部。

6.根据权利要求1所述的卷尺，其中，所述收回机构包括联接至所述卷轴的弹簧，使得当从所述卷轴解绕所述长形的尺带以从所述壳体伸出时所述弹簧存储能量，并且使得所述弹簧释放能量以用于驱动所述长形的卷尺尺带重新卷绕至所述卷轴上。

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