CN1826234B - 用于水平尺的吸收冲击的端盖 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于工具例如水平尺(10)的吸收冲击端盖(20)，它固定在水平尺(10)的端部(14，15)上并且具有一外层(21)和一中间层(22)。该中间层(22)设置在水平尺(10)的外层(21)和主体(11)之间，并且牢牢紧固在外层(21)上。另外，中间层(22)的弹性可压缩性大于外层(21)，从而端盖(20)更适用于吸收施加在外层(21)上的冲击，由此防止对水平尺(10)造成破坏。优选的是，外层在水平尺(10)的端部(14，15)处具有与主体轮廓(17)匹配的轮廓(27)，并且中间层(22)形成一锯齿形中间轮廓(28)以便于端盖(20)的压缩。还优选的是，端盖(20)包括其弹性可压缩性小于中间层(22)的内层(23)。

Description

用于水平尺的吸收冲击的端盖

相关申请

该PCT国际专利申请要求了于2004年4月16日提交的美国专利申请序列号No.10/826525和于2005年4月18日提交的美国专利申请序列号No.11/108295的权益。

技术领域

本发明涉及几何器具，并且更具体地说涉及木匠等用的水平尺(有时被称为“水平仪”)。

背景技术

水平尺由木匠、泥瓦匠、砌墙工等用来帮助确保表面是水平的、垂直的或相对于水平面成特定角度关系。典型的水平尺包括至少两个水准泡，每个用于确认表面是否是“齐平”即水平的或“铅垂”即垂直的。

水平尺包括一个或多个测量表面和设定成这些测量表面成角度关系的水准泡。该水准泡部分填充有液体例如矿油精。水准泡没有完全充满，由此在关闭水准泡时形成一气泡。通常，在水准泡的外侧位置中形成有两个标记环，以在视觉上将空腔分成长度大约相等的三个部分。通过相对于标记环指示出气泡的位置来确认水平和铅垂状况。

这些水平尺的问题在于，水准泡并且水平尺的主体在使用期间容易损坏。通常将水平尺放在所要测量或设定的表面上的某个位置，并且会被撞掉，从而使得它们掉落到地面上。另外，许多水平尺具有更长的长度，通常大约为4英尺，并且可能会被那些更习惯于使用尺寸更小的工具的人碰到或撞到。另外，一些水平尺的大长度造成重量增大，这会增加随着掉落或碰撞所引起的应力。

因此，需要一种用作端盖的装置，它具有更大的吸收冲击性能以便降低在水平尺主体和水准泡中的应力。该装置将是在现有技术中的许多端盖上的新颖且非显而易见的改进。包括这种吸收冲击的端盖从而该水平尺能够经受通常会对某些现有水平尺造成损坏的掉落和膨胀的改进水平尺将解决现有技术的这些所指出的问题。

发明概述

本发明的一个目的在于提供一种用在水平尺上的改进端盖，它克服了包括上述那些在内的现有技术问题和缺点中的一些。

本发明的另一个目的在于提供一种水平尺，它包括用于提高吸收冲击性能的双层端盖。

本发明的另一个目的在于提供一种水平尺，它允许其端盖在受到冲击时进行更大的压缩。

本发明的另一个目的在于提供一种水平尺，它包括带脊端盖，以便于其端盖在受到冲击时压缩。

本发明的另一个目的在于提供一种水平尺，它具有用来改善防止与外来物体接触的端部。

本发明的再一个目的在于提供一种水平尺，它具有更大的抗冲击性并且附加重量较小。

本发明的另一个目的在于提供一种水平尺，它具有共同延伸的端盖，从而这些端盖的外形在测量期间不会相互干涉。

如何实现这些和其它目的，从下面的描述和附图将变得清楚。

在某些实施方案中，本发明在于一种用于水平尺的端盖，该水平尺具有从第一端部延伸至第二端部的主体并且包括至少一个安装在其上的水准泡。该端盖固定在第一端部上，并且具有一外部和一中间部分。中间部分设置在外部和主体之间，并且牢牢紧固在外部上。另外，中间部分提供了比外部更大的弹性可压缩性，从而端盖能够更好地适用于吸收施加在外部上的冲击，由此防止对水平尺造成破坏。

在更理想的实施方案中，外部与主体间隔开，并且不会与主体邻接。更优选的是，外部从顶部边缘延伸至底部边缘，其中顶部边缘位于与主体的顶面相同的平面内，并且底部边缘类似地与主体的底面共面。

非常理想的是，主体在第一端部处限定了一主体轮廓，并且外部限定了与该主体轮廓匹配的外部轮廓。在这些实施方案中，中间部分形成了一中间轮廓，该轮廓通过具有某些其轮廓与主体轮廓一致的片段和其它其轮廓小于该轮廓的片段而成锯齿形。这样，本领域普通技术人员将知道，该中间部分有利于端盖在受到冲击时压缩，并且端盖的轮廓形成在测量期间不会与水平尺的主体干涉的共同延伸端盖。

某个所期望的实施方案发明出还具有其弹性可压缩性小于中间部分的内部的端盖。这些端盖具有牢固紧固在该内部上并且与第一端部间隔开的中间部分，并且内部在它们之间，用来将中间部分连接在第一端部上。更优选的是，外部与内部间隔一定距离，内部是与第一端部邻接以便将端盖固定在主体上的端盖的唯一部分。

在这些实施方案中，最优选的是，内部和外部两者都由相同的材料构成。该材料优选为其Shore A硬度至少大约为75的材料，在Shore

A的刻度范围0-100上。更优选的是，该材料的Shore A硬度至少大约为85。非常优选的是，内部和外部的Shore A硬度至少大约为90。

在某些实施方案中，还理想的是，中间部分的Shore硬度不大于大约70。最理想的是，该部分的Shore硬度不大于大约60。非常理想的是，中间部分由其Shore硬度大约为55的材料制成。

在某些优选的形式中，端盖的所有部分由弹性材料形成。

在该实施方案的另一个理想实施例中，至少一个里部设置在内部和外部之间，并且牢牢紧固在它们上。另外，这些形式具有牢牢紧固在这个里部上并且形成在内部和外部之间延伸的中间层的中间部分。

非常优选的是，内部、里部和外部为具有沟槽的整体端盖构件的部分，并且其中中间部分为嵌入在该沟槽内的条带。在这些实施方案中，优选的是，沟槽包围着端盖构件的里部。

在该实施方案的另一个优选形式中，里部具有至少一个空腔。该空腔优选穿过内部延伸至水平尺的第一端部。更优选的是，在里部内具有两个空腔，并且这两个空腔穿过内部延伸至第一端部。

一个非常理想的实施方案发明了包括适用于通过第一端部容纳在主体内的安装环的内部。在安装环中具有一孔，并且该主体具有在第一端部附近间隔开的开口，这些开口与该孔对准，从而至少一个插入件插入到这些开口和所述孔中，从而将端盖牢牢地固定在第一端部上。

在本发明的另一个方面中，它涉及一种改进的水平尺，它具有从第一端部延伸至第二端部的主体、相对于主体连接用于测量表面的水平尺面以及与水平尺面成预定的角度关系相对于主体安装的水准泡。该改进方案包括安装在第一和第二端部上的端盖，其中每个端盖具有与主体间隔开的外层和设置在外层和主体之间的中间层。该中间层与外层连接并且比外部具有更大的可压缩性。因此，施加在任一个端盖上的冲击导致端盖压缩更大以及消散冲击，从而防止对水平尺造成破坏。

最优选的是，主体在每个端部处限定了一主体轮廓，并且外层限定了与主体轮廓匹配的外轮廓。每个外层还具有与主体的顶面共面的顶部外缘和与主体的底面共面的底部外缘。中间层具有形成锯齿形中间轮廓的第一和第二片段。第一片段具有与主体轮廓匹配的第一轮廓，并且顶部和底部中间边缘与相应的顶部和底部外缘共面。第二片段限定了小于主体轮廓的第二轮廓。

更优选的是，每个端盖还具有与水平尺的相应端部邻接的内层。该中间层与该内层连接，并且与内层相比具有更大的可压缩性。而且，每个端盖的中间层通过内层与该端部间隔开，每个端盖的外层通过中间层与内层间隔开。最优选的是，每个端盖的中间层包括里部和表部，从而里部使内层与外层连接以形成整体端盖构件。该构件由与构成表部的材料不同的材料构成。

在这些实施方案的某一些中非常优选的是，端盖构件形成有一沟槽，并且表部为嵌入在该沟槽中的条带。在这些形式中非常优选的是，表部和端盖构件由不同的弹性材料构成。最优选的是，每个里部具有穿过内层延伸至其相应的端部的两个空腔。

附图的简要说明

图1为根据本发明一实施方案的具有吸收冲击的端盖的水平尺的透视图。

图2为根据本发明另一个实施方案的具有吸收冲击的端盖的水平尺的透视图。

图3为与所要测量的表面接触的图1的水平尺的前视图。

图4为在图1中的水平尺的主体的端部的端视图。

图5为在图1中的端盖的外部的外表面的端视图。

图6A-B为在图1中的端盖的中间部分的片段的剖视图。

图7为在图1中所示的端盖的一个实施方案的分解图。

图8为在图2中所示的端盖的分解图。

图9为在图1中所示的端盖的另一个实施方案的侧视图。

图10为在图9中的端盖的透视图。

图11为沿着在图10中的D-D线剖开的端盖的侧剖视图。

具体实施方式

图1和图2是例如具有吸收冲击的端盖20的水平尺10的一种工具的替换实施方案的透视图。每个水平尺10包括具有用于测量表面13的水平尺面12(参见图3)的主体11，该主体从第一端14延伸至第二端15。每个水平尺10还包括按照与水平尺面12成预定角度关系安装在主体11内的至少一个水准泡16，所述预定角度关系例如是平行、垂直或者与水平尺面12成另一个特定的角度。

每个盖20固定在第一端和第二端14，15上。每个端盖20具有外层21、中间层22和内层23。外层21牢固地连接至中间层22，中间层22类似地牢固连接至内层23。内层23将端盖20牢固地固定至端部14，15。层21、22、23优选通过利用加热处理的粘接、通过使用粘合剂、超声波焊接或者通过这些方法中的任何一种的结合而粘接在一起。

中间层22具有大于外层21和内层23的弹性可压缩性，从而中间层22在冲击的过程中会被更容易和更大程度地压缩。弹性涉及材料在受到压缩时(也就是紧接着压缩之后)恢复其原始形状的能力。在本发明的结构中，弹性涉及表面在从压缩开始能够多快地恢复，例如在水平尺下落并以其端部着地的时候经过冲击所发生的压缩。中间层22以及外层和内层21，23由具有足够弹性的材料构成，从而水平尺能够承受许多次的重复下落和其它这种违规操作，而不会在端盖20中有任何可识别的永久变形。

当水平尺10下落或者任何一个端盖20的外表面18击打在一个表面上时，端盖20被压缩，从而减少了外层21的至少某些部分与端部14，15之间的距离。按照这种方式，端盖20为外层21吸收冲击，由此防止对主体11的损坏。

本领域的技术人员可以知道，具有弹性可压缩性的某些材料的密度会低于具有较低弹性可压缩性的材料。通常具有较大弹性压缩性的材料比可较少压缩的材料具有更小的Shore A硬度测量值。“硬度”涉及材料的可压缩能力；材料越硬，其可压缩性越小，反之亦然。硬度也涉及在压力之下的耐变形性，这与在材料冲击尖锐物体时避免切割的能力相关联。硬度还涉及耐磨损性，这是在水平尺的典型粗暴使用过程中的一个理想特征。因此理想的是，选择用于层21、22和23的材料落在用于最佳性能的一个特定的硬度范围内。特别是，选择用于外层和内层21，23的材料优选是还具有高耐磨损性能的材料。

在某些实施方案中，外层和内层21，23由丙烯腈丁二烯苯乙烯构成，中间层22是热塑性橡胶。外层21和内层23优选由同一种弹性体制成，而中间层包括具有较大弹性可压缩性的不同的弹性体。“弹性体”是一种具有弹性的聚合物。许多材料可以适用于外层21，特别优选的弹性体是选择具有良好硬度和耐冲击性的聚烯烃、聚氨酯和聚酯。类似的，许多材料可以适用于中间层22，特别理想的弹性体是选择具有比选用作外层21的材料更大的弹性可压缩性的聚氨酯和聚酯。本领域的技术人员会知晓许多满足本发明的双材料端盖20要求的其它材料。

在图1和图2中，外层21、中间层22、和内层23被显示为从下表面24延伸至上表面25。下表面24在与水平尺10的底表面34相同的平面内对齐。下表面24包括外层21的底边缘35。上表面25类似的与水平尺10的顶表面36共平面。上表面25其中具有外层21的顶边缘31。由此端盖20与主体11共同延伸，从而在表面13的测量过程中任何一个端盖20都不会干扰水平尺10。

在图2中，每个端盖20还包括里部26，该里部包括连接外层21和内层23的腹板层。里部26优选由与外层21和内层23相同的材料构成。

图4，5和6中显示了各种水平尺组件的轮廓。图4是靠近端部14，15的主体的剖面图，显示主体轮廓17为矩形。图5是外层21的剖面图，显示外轮廓27匹配主体轮廓17，也就是外轮廓27具有与主体轮廓17相同的矩形。内层23也具有优选与主体轮廓17同形。

图6A，6B显示了具有中间轮廓28的带脊中间层22的两个剖面图。图6A中显示了中间轮廓28的第一片段19，具有轮廓匹配的主体轮廓17和外轮廓27。如图6B所示的中间轮廓28的第二片段29具有比主体轮廓17和外轮廓27小的矩形。这种结构有助于在冲击的过程中压缩中间层22。另外如上所述，由于外层、中间层以及内层21、22、23不具有大于主体轮廓17的轮廓，因此端盖20不会影响水平尺10所进行的测量。

图7是图1所示的端盖20的一个实施方案的分解视图。在该实施方案中，内层23优选具有大于中间层22或外层21的深度也就是厚度，外层21具有小于中间层22的深度。

图8是图2所示的端盖20的分解视图。在该实施方案中，端盖20包括里部26，该里部包括与中间层22相交并且连接外层21和内层23的腹板层。里部26可以由所示的两个分开部分构成。里部26连接至中间部分30以形成中间层22。中间部分30由弹性可压缩性比形成外层和内层21，23的材料大的材料形成。里部26优选由与层21，23同样的材料构成。

里部26可以由一种材料与外层21和内层22中的任一种或者两种一体形成。里部26也可以是利用前述的任何方法牢固地粘接至层21，23以及中间部分30的一个单独的工件。

图9是图1的端盖20的另一个实施方案的侧视图。可以看出，外层21邻接中间层22，并具有基本水平的顶部和底部边缘32，34。中间层22具有外接端盖20的锯齿轮廓28。内层23包括在与中间层22相对的一侧上的里部凸缘37和连接环38。

里部凸缘37在内层23的外边缘40之下与其分开，以允许内层23合体地容纳在任一个端部14，15中。连接环38的尺寸被选择为在将端盖20通过任何一个端部14，15插入到主体11内之后，环38的孔42与主体11的任一侧上的开口44重合。插入件46被设置穿过每个开口44，从而两个插入件46在孔42中相遇(图1中仅显示了一个开口44和一个插入件46，在水平尺10的相对一侧上的另一个开口和插入件与所示的相同)。优选使用超声波焊接来将插入件46的接触表面粘接在一起，以将端盖20固定在任一个端14，15上。

图10是图9中的端盖的实施方案的透视图。显示了在环38之上和之下的两个空腔48。如图11所示，每个空腔48从内层23的里部凸缘37通过中间层22向外层21的背面50延伸。

图11是端盖20的剖面图，显示了端盖20由端盖构件52构成。端盖构件52是优选通过模制过程形成的一个一体的单式工件。端盖构件52具有包括外层21的外部54，里部26，以及包括内层23的内部56。里部26限定了完全围绕里部26在内部和外部56，54之间延伸的沟槽58。表部60紧固在里部26上以形成中间层22，并且优选为其尺寸设定为配合在沟槽58内的条带62。空腔58给中间层22提供了额外的可压缩性。

表部60由其弹性可压缩性大于形成端盖构件62的材料的材料构成。表部60优选通过过模制过程与里部26连接，该过程将条带62嵌入在沟槽58内。在这些情况中，端盖构件52优选由其熔点高于形成条带62的材料的材料制成。

因此，应该清楚的是，根据本发明在这里已经提供了一种供水平尺使用的吸收冲击端盖，它完全满足上面提出的目的和优点。虽然已经结合其具体实施方案对本发明进行了说明，但是显然本领域普通技术人员将想到许多替换方案、改进方案和变型。因此，本发明试图涵盖落入在所附权利要求的精神和广义范围内的所有这些替换方案、改进方案和变型。

Claims (25)

1.一种用于水平尺的端盖，该水平尺具有从第一端部纵向地延伸至第二端部的主体，所述端盖相对于第一端部固定并且包括外部和设置在该外部和主体之间的中间部分，从而整个外部与第一端部间隔开并且朝向外，所述外部具有与主体的底面共面的底部边缘，所述中间部分相对于该外部牢固地紧固并且其弹性可压缩性比该外部大，从而端盖适于吸收施加在外部上的冲击以防止对水平尺造成破坏，所述外部从顶部边缘延伸至底部边缘，所述顶部边缘与主体的顶面共面，所述主体在第一端部处具有限定主体轮廓的外部构形，所述外部具有与该主体轮廓基本一致的外部构形，所述中间部分限定了一锯齿形中间轮廓，从而该中间部分具有带有与主体轮廓基本相同的轮廓的第一片段和带有小于该主体轮廓的轮廓的第二片段。

2.如权利要求1所述的端盖，还包括内部，其弹性可压缩性小于中间部分，该中间部分相对于该内部牢固地紧固并且通过该内部与第一端部间隔开并且朝向外。

3.如权利要求2所述的端盖，其中，所述外部与内部间隔开，并且所述内部单独邻接第一端部以将端盖固定在主体上。

4.如权利要求3所述的端盖，其中，所述内部和外部由相同的材料构成。

5.如权利要求4所述的端盖，其中，所述内部和外部具有至少为75的Shore A硬度。

6.如权利要求5所述的端盖，其中，所述内部和外部具有至少为85的Shore A硬度。

7.如权利要求6所述的端盖，其中，所述内部和外部具有至少为90的Shore A硬度。

8.如权利要求4所述的端盖，其中，所述中间部分具有不大于70的Shore硬度。

9.如权利要求8所述的端盖，其中，所述中间部分具有不大于60的Shore硬度。

10.如权利要求9所述的端盖，其中，所述中间部分具有为55的Shore硬度。

11.如权利要求4所述的端盖，其中，所有部分都是有弹性的。

12.如权利要求4所述的端盖，还包括设置在内部和外部之间并且牢固地紧固在它们上的至少一个里部，所述中间部分牢固地紧固在该里部上以形成在内部和外部之间延伸的中间层。

13.如权利要求12所述的端盖，其中，所述内部、里部和外部形成限定有沟槽的整体端盖构件，中间部分为嵌入在该沟槽内的条带。

14.如权利要求13所述的端盖，其中，所述沟槽包围着所述里部。

15.如权利要求13所述的端盖，其中，所述里部具有至少一个空腔。

16.如权利要求15所述的端盖，其中，所述空腔穿过内部延伸至第一端部。

17.如权利要求16所述的端盖，其中，所述里部具有两个空腔，每个空腔穿过内部延伸至第一端部。

18.如权利要求13所述的端盖，其中，所述内部包括适于通过第一端部容纳在主体内的安装环，该安装环具有一在其内的孔，所述主体具有在第一端部附近间隔开并且与所述孔对准的开口，从而至少一个插入件由该开口和孔容纳以将端盖牢固地固定在第一端部上。

19.如权利要求1所述的端盖，其中，所述水平尺具有至少一个安装在所述主体上的水准泡。

20.一种水平尺，它包括：(a)从第一端部纵向地延伸至第二端部的主体；(b)相对于主体连接的水平尺面，该水平尺面用于测量表面；以及(c)与水平尺面成预定的角度关系相对于主体安装的水准泡，其中改进在于，在第一和第二端部上安装有端盖，每个端盖具有与相应的端部间隔开且向外的外层、设置在整个外层和相应的端部之间的中间层、以及与水平尺面共面的底部外缘，所述中间层由与外层连接的材料构成，该中间层具有比外层大的可压缩性，由此施加在任一端盖上的冲击导致端盖的压缩更大并且消散冲击，从而防止对水平尺造成破坏，所述水平尺面是主体的底面，所述主体在每个端部处限定了一主体轮廓，外层限定了与主体轮廓匹配的外轮廓，每个外层具有与主体的顶面共面的顶部外缘，所述中间层限定了一锯齿形中间轮廓，每个中间层具有第一和第二片段，第一片段限定了与主体轮廓匹配的第一轮廓，并且具有分别与顶部和底部外缘共面的顶部和底部中间边缘，第二片段限定了小于主体轮廓的第二轮廓。

21.如权利要求20所述的水平尺，其中，每个端盖还包括与相应的端部邻接的内层，每个端盖的中间层与内层连接，并且具有比内层大的可压缩性，以及通过内层与所述相应的端部间隔开，每个端盖的外层通过中间层与内层间隔开。

22.如权利要求21所述的水平尺，其中，每个端盖的中间层包括里部和表部，所述里部使内层与外层连接并且形成由与构成表部的材料不同的材料构成的整体端盖构件。

23.如权利要求22所述的水平尺，其中，所述端盖构件限定有沟槽，表部为嵌入在该沟槽中的条带。

24.如权利要求23所述的水平尺，其中，所述表部和端盖构件由不同的弹性体构成。

25.如权利要求24所述的水平尺，其中，每个里部包括两个穿过内层延伸至相应的端部的空腔。

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