CN1678882B - 用于器械的指管照明 - Google Patents

Abstract

将一种用于如水平仪之类的器械的指管照明功能部件配置成使得将该水平仪用于黑暗环境中时可朝指管发射光线。所述指管延伸穿过由器械限定的开口或空间，一个或多个指管保持架件与指管的端部结合，以将指管维持在开口或空间中的适当位置。通过形成一个或多个由发光材料制成的指管保持件可获得指管照明功能部件。一个或多个指管保持件的发光功能基于将水平仪暴露在光线下时其可吸收光线，再将器械置于黑暗环境中时其可向指管表面发射光线而照亮指管，进而使工作人员能方便地查看指管内的气泡。

Description

用于器械的指管照明

技术领域

本发明涉及水平仪或其他包括气泡指管(bubble vial)的器械，更确切地说，涉及带有指管的器械，该指管被覆盖机构包围，以便将指管保持在器械的适当位置处。

背景技术

气泡指管通常与如水平仪之类的器械组合，以指示器械的方位，例如相对于水平面、垂直面、或斜切面的方位。指管盛有一定量的流体并含有一气泡，使用者通过查看指管内的气泡的位置可确定器械与所述平面的相对位置。

气泡指管由用透明材料制成的、内部含有一定量的流体的管状件构成。通常，通过在圆柱件内注入流体、然后将帽件封闭圆柱件的开口端以密封圆柱件的内部并将流体保持于内部而构成指管。流体占有的体积小于圆柱件的封闭内部的全部容积，从而形成气泡。如上所述构成指管后，圆柱件的透明材料可使人们从指管的外面观察到气泡。

可用多种方式将气泡指管安装在水平仪的框架上。在一种机构中，金属框架包括设置在一对分开地限定出水平仪的测量面的凸缘之间的网状件。所述网状件设有一组开口，每一开口包括如一对凹槽之类的结构，用来容纳延伸穿过开口的指管的端部。一对塑料侧罩设置在框架的各侧之一上。侧罩通过声波焊接或扣锁配合机构(snap fit arrangement)连接在一起，框架网状件和指管被放置在侧罩之间，以形成组合的水平仪结构，其中侧罩的作用是将指管保持在网状件开口内的适当位置。可供选择的是，可为每一指管设置一对分开的罩。每对指管罩与在其之间的框架网状件和指管结合，因而使每对指管罩起将指管之一保持在适当位置的作用。

在另一种机构中，水平仪主体设有一组开口，指管保持结构与每一开口相连，因而将指管保持在开口内。在木制水平仪结构中，开口形成在木框架中，用于容纳一个或多个指管。通过容纳在开口内并与指管结合用来 将指管维持在适当位置的塑料保持架将指管保持在开口中。在开口上方的框架的任何一侧装有透明玻璃，用于保护指管且可从框架的外部观察指管。

水平仪常常被用在一些周围光线相当弱的环境中，因此，要查看水平仪并确定气泡是否在指管的中心非常困难，甚至不可能。例如，为了在内部环境中工作，如在储藏室内、橱柜内或类似环境内工作而使用水平仪时，即使放置有橱柜的房间的光线十分充足，也只有很少的周围光线可到达水平仪。另外，水平仪常常被用于缺少灯光或光线很弱的建筑物的施工中，如被用在新建的建筑物或一些工棚、车库、以及仓库中。在这些条件下，对传统的水平仪而言，查看起来非常困难。

为了解决这个问题，曾设计出带有发光插入件的箱形梁水平仪(boxbeam level)，发光插入件被设置在形成为封闭指管(block vial)的指管下侧的下方。这类水平仪采用了独特的结构，其中插入件被放置在紧靠指管的地方，而在传统的机构中，指管暴露在机构中并横跨由水平仪主体限定的空间，因此无法实现这种独特的结构。发光插入件位于封闭的指管之下，其发射的光线穿过指管。在这种结构中，发光插入件能够发光的表面面积相当小，不足以有效提高在微光环境下观看水平仪的可能性，为了具有此功能还需要光线。另外，发光插入件必需作为一个单独部件制造并安装到水平仪上。

鉴于上述情况，希望提供一种能够提高如上所述的带有传统指管固定架构件的水平仪中的指管可见度的机构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于如水平仪之类的器械的指管照明功能部件(vial illumination feature)，其能够在传统的水平仪构件中使用，在这种构件中指管延伸穿过由侧罩或管罩机构限定的空间，该功能部件起将光线从四周引向指管的作用，从而可提高指管的可见度。本发明的另一要解决的技术问题是提供一种不需要单独制造和安装于水平仪上的独立部件、也不需要任何电子器件的指管照明功能部件。本发明的再一要解决的技术问题是提供一种可以在遍及各类的水平仪构件中使用的指管照明功能部件。本发明的又一要解决的技术问题是提供一种结构简单且不至于明显增加水平仪的生产费用的指管照明功能部件。

由本申请文件的权利要求所限定的本发明力图解决至少部分所述问题。一方面，本发明提供了一种器械，包括：限定出开口的主体；延伸穿过所述开口的气泡指管；以及一个或多个指管保持架构件，用于与所述气泡指管结合从而将所述指管维持在所述开口中的适当位置处，所述一个或多个指管保持架构件被设置成围绕指管并限定出与所述指管隔开的表面，致使在所述指管和每一隔开的表面之间限定出敞开区域；以及其中，所述指管保持架构件的面向指管的表面由发光材料形成，其中，所述发光材料从四周朝向所述指管发射光线到所述敞开区域内，而不用在所述主体内或所述指管保持架构件内具有单独的光源，其中，由所述发光材料发射的光线穿过所述敞开区域射向所述指管周围的空间和所述指管的表面以照亮所述指管，从而当所述器械处于黑暗环境中时为所述指管提供可视性。

另一方面，本发明提供了一种水平仪，包括：限定至少一个开口的框架；与所述框架结合且延伸穿过所述至少一个开口的气泡指管；以及一个或多个指管保持架构件，用于与所述气泡指管结合从而将所述指管维持在所述开口中的适当位置处，其中，所述一个或多个指管保持架构件被设置成围绕指管并限定出与所述指管隔开的表面，致使在所述指管和每一隔开的表面之间限定出敞开区域，并且其中，所述指管保持架构件的面向指管的表面包括发光部件，该发光部件从四周朝向所述指管发射光线到所述敞开区域内，而不用设置与所述水平仪相关联的独立光源，其中，由所述发光部件发射的光线穿过该敞开区域射向所述指管周围的空间和所述指管的表面，以便在所述水平仪置于黑暗环境中时照亮所述指管。

再一方面，本发明提供了一种照亮与器械相联系的指管的方法，其中所述指管延伸穿过形成在与所述器械相联系的主体中的开口，该方法包括：利用一个或多个指管保持架构件将所述指管定位在形成于与所述器械相关联的主体中的开口内的步骤，其中，所述一个或多个指管保持架构件被设置成围绕指管并限定出与所述指管隔开的表面，致使在所述指管和每一隔开的表面之间限定出敞开区域；在所述指管保持架构件的面向指管的表面上设置发光材料，其中，所述发光材料从四周朝向所述指管发射光线到所述敞开区域内，而不用设置与所述器械的主体相关联的单独光源，由所述发光材料发射的光线穿过所述敞开区域射向所述指管周围的空间和所述指管的表面以照亮所述指管，以便当所述器械置于黑暗环境中照亮所述指管。

在本发明的一种形式中，所提供的水平仪包括处于其中的带有开口的网状件、适于放置在开口内的水平-指示指管(level-indicating vial)、及保持所述指管并包括与指管结合的至少一部分以便将指管保持在开口内的罩。所述罩由包括发光剂的材料制成，从而提供了可以发射光线因而可以在微光或无光的环境下查看指管的发光罩。在一种形式中，所述罩包括两组相对侧，且至少一组相对侧包括发光剂。优选两组相对侧都包括发光剂。

在一实施方式中，水平仪包括侧罩机构，该机构包括具有多个指管保持区及处于相邻的指管保持区之间的中间区的罩插入件。每一罩插入件与框架的网状件结合于所述网状件的相对侧上，罩插入件的指管保持区与指管结合从而将指管维持在网状件开口内。罩插入件由模压发光塑料制成，指管保持区被设置成围绕指管，从而使光线从四周射向指管。该实施方式优选包括设置在罩插入件的中间区上方且围绕网状件的壳体。

在另一实施方式中，与保持多个指管的罩插入件相反，此水平仪包括用于每一指管的单独的罩。每一个单独的指管罩是一组件，其包括彼此牢固地设置在网状件的两侧的第一罩件和第二罩件。第一和第二指管罩件两者的构成都包括发光剂，因而第一和第二罩件构成的组件在水平仪暴露在光源下以照射发光剂之后可从各个方向为指管提供照明。

本发明的其他特点、目的及优点将在下面结合附图进行详细说明。

附图说明

下面结合附图对本发明的示例性的优选实施方式进行说明，全部附图中相同的附图标记代表类似部件。附图中：

图1为现有的带有发光条的箱形梁水平仪片断的立体图；

图2为沿图1中线2-2剖切的剖面图；

图3为本发明水平仪的第一实施方式的侧向立面图，该水平仪具有框架和保持指管与框架结合的发光侧罩；

图4为关于图3中线4-4部分的放大的局部立面图，其示出了处于黑暗环境中的水平仪；

图5为沿图3中线5-5剖切的剖面图；

图6为沿图3中线6-6剖切的剖面图；

图7为图3至6所示的水平仪的分解剖面图；

图8为本发明水平仪的第二实施方式中的部分立面图，该水平仪带有发光的用于每一指管的指管罩机构；以及

图9为沿图8中线9-9剖切的剖面图。

具体实施方式

在详细说明本发明的示例性实施方式之前，应了解的是，本发明不限于下面所描述的或附图中示出的部分的结构和配置的细节。本发明也适用于其他的实施方式，或可以多种方式实施或实现。还应了解的是，本申请文件中所使用的词句和术语只用于描述目的，而不应被认为是对本发明的限制。

图1和图2示出了现有的箱形梁式水平仪10，其具有用于容纳封闭指管14的三侧开口12，以及处于指管14一侧下方的发光插入件16。在微光环境下，来自插入件16的光线射向并透过指管14，如图2中用从插入件16向上发射的线18示意地表示的那样。可以看出，只在一侧照亮指管14对指管而言不能提供比传统的不发光的水平仪更高的可见度。此外，发光插入件16是附加件，必须单独制造，因此需要另外用器械加工发光插入件16，且需要改变水平仪的围绕部件以与插入件16相配。再者，需将插入件16组装到水平仪内，因而增加了水平仪的组装时间和费用。

图3至7示出了按照本发明所获得的如水平仪20之类的器械的第一实施方式。水平仪20包括框架22、一对侧罩插入件24、26，以及一对外壳件28、30。一组指管32a、32b和32c与框架22结合并通过罩插入件24、26分别被保持在开口34a、34b和34c中。水平仪20部分的常规结构是现有的，如可从Johnson Level&Tool Mfg.CO.，Inc.of Mequon，Wisconsin购得的型号为#931-9RE的水平仪。

指管32a、32b和32c适合结合于分别形成在框架20的网状件36内的开口34a、34b和34c内，以便相对于水平仪框架22的预定方位放置每个指管32a、32b和32c。指管32a相对于框架22的纵轴横向延伸，指管32b平行于框架22的纵轴延伸，指管32c相对于框架22的纵轴按45度角对角延伸。在这种情况下，指管32a为垂直指管，指管32b为水平指管，指管32c是可提供相对于垂直和水平面之间为45度的平面的指示数的指管。

按照传统的结构，框架22包括一对凸缘38，网状件36在它们之间延 伸，每一凸缘38的外表面设有水平仪20的测量表面。框架22还包括一对端部分40，所述端部分在网状件36的相对端处的凸缘38之间延伸。

网状件36内的开口34a、34b和34c由相对的凹槽形成的边缘限定，指管32a、32b和32c的端部分别被容纳在凹槽中。于是，每一指管32a、32b和32c延伸穿过其相应的开口34a、34b和34c，从而在每一指管32a、32b和32c的端部之间在各指管附近形成空隙。

侧罩插入件24和26适合于放置在网状件36的相对两侧，且被设置成将指管32a、32b和32c保持在框架网状件36中的凹槽内。侧罩插入件24包括一组保持架部分42a、42b和42c，它们限定出相应的开口44a、44b和44c。中间连接架部分46在保持架部分42a、42b和42c之间延伸并将它们彼此连接。保持架部分42a包括一对形成在与指管32a端部结合的开口44a的相对侧的凹槽48a。类似地，保持架部分42b包括一对适于与指管32b的端部结合的凹槽48b，保持架部分42c包括一对适于与指管32c的端部结合的凹槽48c。朝向每个保持架部分42a、42b和42c的表面的内侧包括相应的周边沟槽50a、50b和50c。

侧罩插入件26与侧罩插入件24的形成方式类似，其包括限定出各开口54a、54b和54c的保持架部分52a、52b和52c以及连接保持架部分52a、52b和52c的连接架部分56。凹槽58a、58b和58c分别形成在保持架部分52a、52b和52c内以分别与指管32a、32b和32c的端部结合。保持架部分52a、52b和52c包括各自的周边肋60a、60b和60c，这些肋适于被容纳在由侧罩插入件24限定的相应沟槽50a、50b和50c内，以将侧罩插入件24、26彼此固定在网状件36各侧上。

开口44a、44b和44c被设置成使指管32a、32b和32c分别被暴露在形成相应凹槽48a、48b和48c的开口边之间。另外，将开口44a、44b和44c设置成在各指管32a、32b和32c和相应开口的剩余边缘之间限定出空隙，因而在所有侧都能将位于相应开口44a、44b和44c内的相应指管32a、32b和32c的区域暴露出来。

形成外侧壳体件28、30，以包围网状件36相对侧上的侧罩插入件24、26。外壳体件28包括内部形成有开口64a、64b和64c的外壁62，这样可使相应的指管保持架部分42a、42b和42c暴露出来。类似地，外壳件30包括内部形成有开口68a、68b和68c的外壁66，从而使罩插入件26的各 指管保持架部分52a、52b和52c暴露。侧罩插入件24、26和外壳件28、30可按任何传统的方式，例如通过声波焊接或扣锁配合粘合等方式一起组装在框架22的相对侧上。侧罩插入件24、26优选由热塑性材料例如聚苯乙烯通过注压成型工艺形成，当然，可以想到任何合适的热塑性材料例如ABS、结晶苯乙烯、丙烯酸、非晶态尼龙以及透明的ABS都可使用，其他成型方法也可使用。同样，外壳体件28、30可由热塑性材料、如苯乙烯通过注压成型工艺形成，当然仍可想到可以采用其他合适的材料和成型方法。

按照本发明，侧罩插入件24、26由发光材料制成，因此，罩插入件24、26在无照情况(dark feature)下能发出光亮。可以通过任何合适的方式使罩插入件24、26具有这种发光性能，例如在侧罩插入件24、26的材料中加入发光剂。在一具有代表性的实施方式中，侧罩插入件24、26可由无色素(pigment free)热塑性材料例如聚苯乙烯形成，而发光剂以 

色素的形式被添加到侧罩插入件24、26的无色素热塑性材料中。 

发光剂可从United Mineral and Chemical Corporation ofLyndhurst，New Jersey购得，且在美国专利5,686,022中已公开，此出版物作为本发明的参考文献。发光剂为发出磷光的制备磷光体的材料，这种材料可从光线中吸收能量然后在黑暗的环境下将吸收到的能量以发光的形式释放出来。在一具有代表性的实施方式中，按大约一份发光剂比三十三份热塑性材料的比例将发光剂添加到罩插入件24、26的热塑性材料中。虽然已发现 

发光剂具有非常满意的发光性能，但应想到可将任何其他类型的发光剂用于侧罩插入件24、26中。

如图4所示，水平仪20非常适合于一般用附图标记64示出的黑暗环境。当将水平仪20置于黑暗环境64中时，侧罩插入件24、26特别是被暴露的保持架部分42a、42b和42c以及52a、52b和52c的材料的发光性能起将光线射向周围空间、包括射向开口内、例如分别由侧罩插入件24、26限定的开口44b，54b内的作用。在这种情况下，每一指管插入件开口基本上被以指管保持架部分如42b、52b的形式的发光结构“包围”(“framed”)。发出的光线撞击在容纳在开口内的指管上，如图4中所示的指管32b上，从而照亮该指管，致使在黑暗的环境64下能清晰地看到用附图标记66示出的该指管中的气泡。线68表示分别从侧罩插入件24、26的保持架部分42b、52b发射到指管32b周围空间的光线。在这种构件中，指管32b周围 的空间以及指管32b的表面被照亮，指管32b的半透明性能可使光线透过而使光线进入指管32b，从而提高了气泡66的可见度。

添加到侧罩插入件24、26的材料中的发光剂优选在不需通过暴露于外界光源中再次进行照射的情况下能在相当长的时间内发光的发光剂，从而可使水平仪20在黑暗环境64下使用相当长的时间。

壳体件28、30优选由不发光的材料制成。在这种情况下，将水平仪20置于微光条件下时，指管保持架部分42a、42b、42c以及52a、52b和52c的发光可提供效果显著的对比度，因而使用者能迅速将目光集中到气泡指管32a、32b和32c上。

若图中示出的水平仪20是具有特定结构的鱼雷型水平仪，应当理解，本发明的发光功能部件可用于其他类型的鱼雷型水平仪以及其他任何类型的水平仪结构。图8和图9示出了另一实例，此两幅图中示出了处于与指管端部结合的水平仪框架的网状件的相对侧上的分开的指管罩，该指管罩保持指管与水平仪框架结合。在本实施方式中，水平仪70包括带有网状件74和一对凸缘76的框架72。气泡指管如78延伸穿过网状件74内的开口，指管76的端部按公知的方式容纳在由开口边缘限定的凹槽内。指管罩或固定架78、80位于网状件74的相对侧，所述管罩包括内部容纳指管76的端部的凹槽。借助于这种结构，指管罩78、80起保持指管76与框架72的网状件74结合的作用。指管罩78、80限定出各开口82、84，且指管76以与上面所述相同的方式延伸穿过开口82、84。如82、84的开口被设置成使开口侧与指管76的表面隔开，从而在指管表面和限定出开口82、84的指管罩78、80的表面之间分别限定出空隙。在本实施方式中，指管罩78、80由具有发光性能的材料制成，如上所述，例如由遍布有发光材料的无色素热塑性材料制成。在这种情况下，将水平仪70置于黑暗环境中时，指管罩78、80起将用附图标记86表示的光线射向指管76的作用。

具有代表性的是，指管罩78可具有如授权于Grosz的美国专利4,996,777所示出的结构，该专利所公开的内容作为本申请的参考，不过应当想到也可采用任何其他合适类型的指管固定架或保持架结构。

尽管根据某些实施方式已对本发明进行了图示和描述，但可以理解，在本发明所考虑的保护范围内可以作出其他变换和改型。例如，对结合水平仪所图示和描述的包围和照亮气泡指管的发光材料没有任何限制。当然 可以想到的是，这种功能部件也可与使用气泡指管的任何其他类器械结合，尤其可应用在气泡指管延伸通过或穿过空间的情况中。在任何这类器械中，内部形成有空间的部件具有发光性能，因而将这种器械用于黑暗环境中时，光线可以朝指管发射并照到指管上。另外，当结合发光材料遍布指管固定架或指管保持架部分的材料中的情况对本发明进行描述时，可以想到，可将发光材料简单地施加到面向指管的表面上，这亦可使光线射向并照射在指管上而为黑暗环境提供相同型式的照明。在图1至7的实施方式中，当整个指管罩插入件24、26由具有发光性能的材料制成时，可以想到的是，只需将发光材料加入指管保持部分，而不必加入连接指管保持部分的部分中。另外，在图8和9所示的分开的指管罩的实施方式中，分开的外指管罩可由不发光的材料制成，而分开的内指管保持部分可被所述外部分包围，并限定出面向指管的表面且与指管端部结合。这类结构可避免用发光材料形成整个指管固定架，而只在包围和面向指管的区域使用发光材料。在木制水平仪中，可将发光材料加入指管固定架的塑料中，这些固定架处于玻璃的内部，透过玻璃可看到指管。

可以意识到，本发明预期将发光材料结合到在器械中可靠地设置有指管的现有结构中。这就不需要如现有技术中那样的单独的发光件，因而只需简单地改变构件的材料就可以使用现有构件，进而可使将本发明的指管照明功能部件结合到器械中的费用降至最低。

在权利要求具体限定的保护范围内还可作出多种变型和具有多种实施方式，显然，这些变型和实施方式也属于本发明要求保护的主题的内容。

Claims (8)

1.一种器械，包括：

限定出开口的主体；

延伸穿过所述开口的气泡指管；以及

一个或多个指管保持架构件，用于与所述气泡指管结合从而将所述指管维持在所述开口中的适当位置处，所述一个或多个指管保持架构件被设置成围绕指管并限定出与所述指管隔开的表面，致使在所述指管和每一隔开的表面之间限定出敞开区域；以及

其中，所述指管保持架构件的面向指管的表面由发光材料形成，其中，所述发光材料从四周朝向所述指管发射光线到所述敞开区域内，而不用在所述主体内或所述指管保持架构件内具有单独的光源，其中，由所述发光材料发射的光线穿过所述敞开区域射向所述指管周围的空间和所述指管的表面以照亮所述指管，从而当所述器械处于黑暗环境中时为所述指管提供可视性。

2.如权利要求1所述的器械，其中，所述器械包括水平仪；所述主体包括构成所述水平仪的一部分的框架；所述开口形成在所述框架中；并且其中，所述一个或多个指管保持架构件用于维持所述指管与所述框架结合。

3.如权利要求2所述的器械，其中，所述发光材料包括形成所述一个或多个指管保持架构件的材料。

4.如权利要求3所述的器械，其中，所述一个或多个指管保持架构件是一对位于由所述水平仪的所述框架限定的网状件的任何一侧的指管保持架构件；该对指管保持架起维持所述指管与所述框架的所述网状件结合的作用。

5.如权利要求2所述的器械，其中，所述发光材料包括热塑性材料，该热塑性材料具有分布在其内、发出磷光的制备磷光体的材料。

6.一种水平仪，包括：

限定至少一个开口的框架；

与所述框架结合且延伸穿过所述至少一个开口的气泡指管；以及

一个或多个指管保持架构件，用于与所述气泡指管结合从而将所述指管维持在所述开口中的适当位置处，其中，所述一个或多个指管保持架构件被设置成围绕指管并限定出与所述指管隔开的表面，致使在所述指管和每一隔开的表面之间限定出敞开区域，并且其中，所述指管保持架构件的面向指管的表面包括发光部件，该发光部件从四周朝向所述指管发射光线到所述敞开区域内，而不用设置与所述水平仪相关联的独立光源，其中，由所述发光部件发射的光线穿过该敞开区域射向所述指管周围的空间和所述指管的表面，以便在所述水平仪置于黑暗环境中时照亮所述指管。

7.如权利要求6所述的水平仪，其中，所述一个或多个指管保持架构件是一个或多个热塑性指管保持架构件；所述发光部件包括遍布所述一个或多个指管保持件的材料中的发光材料。

8.一种照亮与器械相联系的指管的方法，其中所述指管延伸穿过形成在与所述器械相联系的主体中的开口，该方法包括：

利用一个或多个指管保持架构件将所述指管定位在形成于与所述器械相关联的主体中的开口内的步骤，其中，所述一个或多个指管保持架构件被设置成围绕指管并限定出与所述指管隔开的表面，致使在所述指管和每一隔开的表面之间限定出敞开区域；

在所述指管保持架构件的面向指管的表面上设置发光材料，其中，所述发光材料从四周朝向所述指管发射光线到所述敞开区域内，而不用设置与所述器械的主体相关联的单独光源，由所述发光材料发射的光线穿过所述敞开区域射向所述指管周围的空间和所述指管的表面以照亮所述指管，以便当所述器械置于黑暗环境中照亮所述指管。

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