本发明涉及一种介质切割设备。具体而言，本发明涉及一种手持 式、便携式的轻质设备，这种设备非常适于切割诸如纸张、塑料、金 属膜、织物和纸板盒的介质。

存在有很多种可用于切割介质的设备，这些介质例如为纸张、塑 料片、铝箔、毡制品和相片。用来切割这种介质的最普遍的设备可能 是剪刀。虽然剪刀是常用的，但是它们确实具有一些缺点。例如，剪 刀具有暴露的切割刃，这可能导致存在安全隐患。在一些情况下，由 于使用钝的剪刀，介质会聚成一团，而且可能切割所形成的边缘呈锯 齿状而且不好看。这种锯齿状的边缘在一些应用中（例如，在礼品包 装中）是不希望出现的。
商业上可获得的封套开启工具存在很多种设计。这些设备对于沿 着折线进行的切割尤其有用，诸如封套开启工具。但是，它们并不非 常适于切割并不包含折线的介质。其它类型的切割器会在介质上留下 印记，诸如在切割刃附近的擦痕和折痕的印记。这些印记对于消费者 而言通常是不希望出现的。
需要的是一种能避免剪刀动作同时易于使用的手持式切割设备。

本发明提供一种轻便的手持式便携式介质切割设备，用于在介质 上切割直线、图案或曲线。示例性的介质包括（但不限于）纸张（诸 如礼品包装纸、蜡纸、相片纸）、塑料、诸如铝箔的金属膜、诸如毡制品的织物、和纸板盒。本发明设备的使用者在介质上施加最小的力 来对介质进行切割，这意味着使用设备时，使用者只需施加切割介质 所需要的力即可。因此，使用者不需要在介质上施加过大的压縮力， 即可将设备推入介质中。利用所述设备，使用者不需要借助于切割垫 来切割介质。通常，切割垫在切割设备具有暴露的刀片的场合下使用。 避免使用切割垫在手工业应用中尤其有用。
在一个方面中，本发明涉及一种用于切割介质的设备，其包括： (a)本体，本体包括从本体延伸出来的侧壁；和（b)设置在所述本 体中、用于切割介质的装置，用于切割介质的所述装置包括具有前刃 和后刃的切割刃。所述侧壁遮住所述切割刃的至少一部分。相对于所 述切割刃，所述侧壁包括介质接触点，该介质接触点设置成在所述前 刃方向上远离所述后刃。在一个实施方式中，所述侧壁没有延伸超出 所述切割刃的前刃。
在另一个方面中，本发明涉及一种介质切割设备，其包括：（a) 本体，本体包括手柄、从手柄延伸出来的盖子和从所述盖子延伸出来 的侧壁；（b)引导件，其通常设置在所述盖子的下方并从所述手柄延 伸出来；和（C)刀片，刀片设置在所述引导件中，所述刀片具有前刃 和后刃。所述侧壁遮住所述刀片的至少一部分。相对于所述刀片，所 述侧壁包括介质接触点，该介质接触点设置成在所述前刃方向上远离 所述后刃。在一个实施方式中，所述侧壁没有延伸超出所述刀片的前 刃。
在又一个方面中，本发明涉及一种具有可更换的部件的介质切割 设备。这个特定的设备包括：头部，头部具有盖子、从所述盖子延伸 出来的侧壁、和基本设置在所述盖子下方的引导件，所述引导件具有 设置在其中的刀片；手柄，手柄联接于所述头部；和用于使所述头部 与所述手柄接合和脱离接合的装置。
在又一个方面中，本发明涉及一种切割介质的方法，所述方法包 括下列步骤：（a)提供用于切割介质的设备，这个设备包括本体和设 置在所述本体中的、用于切割介质的装置，所述本体包括从其延伸出 来的侧壁，所述用于切割介质的装置包括具有前刃和后刃的切割刃， 其中所述侧壁遮住所述切割刃的至少一部分，且其中所述侧壁包括介 质接触点，该介质接触垫设置成在所述前刃方向上远离所述后刃；（b) 提供介质；和（C)使所述设备滑动通过所述介质，从而对所述介质进 行切割。在所述切割动作过程中，所述侧壁和所述切割刃在所述切割 刃的前刃附近的介质中产生局部变形。
如本文中所用的一样，所述"切割刃"是指用于切割所述介质的 所述装置在使用中切割所述介质的那一部分。如下面将详细描述的， 用于切割所述介质的示例性装置是刀片或丝线。所述切割刃可以是连 续的，或者可以不是连续的。在切割过程中，可以使用所述切割刃的 整个长度，或不使用所述切割刃的整个长度。所述"前刃"是指当所 述设备被用来切割介质时，所述切割刃上首先遇到所述介质的部位。 所述"后刃"是指所述切割刃上与所述前刃高度方面变化最大的部位。 所述介质具有两个主表面：第一表面和相对的第二表面。所述侧壁的 "介质接触点"是指当所述切割刃与所述介质的第二主表面接触时所 述侧壁与介质的第一主表面接触的通常部位。
本发明的一个优点在于易于使用。因为使用者只需简单地推动所 述设备通过介质，所以不存在类似剪刀一样的打开和关闭动作，而且 人们通常只需使用较小的力就能切割介质。这个优点非常适合于使用 剪刀比较困难的使用者，例如可能患有关节炎的使用者和特别年轻的 使用者。
本发明的另一优点在于安全性。虽然在一个实施方式中，用于切 割介质的装置是可更换的，但是在很多实施方式中，当所述设备被用 在其指定应用场合时，所述切割刃并不会暴露于使用者。在一个实施方式中，所述切割刃可以旋转，从而当现有的区域变钝时，暴露出切割刃新的区域。
本发明还有一个优点在于其多功能性，即，本发明能切割直线和曲线。这个优点意味着所述设备在许多应用场合中都是有用的，例如 切割礼品包装纸、纸板盒、织物、盒密封条等。所述设备易于装到使 用者的口袋、钱包或袋子中，且当使用者触及到设备时，由于设备的设计，他或她不会被意外地割伤。另外，在一些实施方式中，由于所 述设备具有基本平坦的底部并且由于所述切割刃相对于所述平坦底部 而言较低，所以所述设备适于切割由桌面等支撑的介质。
附图说明
将参照下列附图进一步描述本发明，其中：
图1是本发明的示例性实施方式的透视图；
图2是图1的实施方式的正视图；
图3是图1的实施方式的仰视平面图；
图4是图1的实施方式的侧视图，其中为了示出的目的，去掉了侧壁的一部分；
图5是本发明的另一示例性实施方式的透视图；
图6是图5的实施方式的正视图；
图7是图5的实施方式的后视图；
图8是图5的实施方式的侧视图，其中以虚线示出被挡住的特征；
图9是本发明的另一示例性实施方式的透视图，其中以虚线示出被挡住的特征；
图10A和图10B是示出了具有可更换部件的切割设备的不同实施方式的侧视图；
图11是示出了具有可更换的引导件和刀片的切割设备的实施方式的侧视图；
图12是本发明的另一实施方式的正视图；
图13是图12的实施方式的仰视平面图；和
图14是示出了具有可更换部件的切割设备的另一实施方式的侧 视图。
这些附图是理想化的，而不是按比例绘制的，且这些附图仅仅是 为了说明的目的。

总体参照图1和图5的实施方式，本发明的设备IO， 60包括本体 22， 62和侧壁28， 68。侧壁从本体延伸出来。虽然这两个实施方式都 示出了两个侧壁，但是本发明也可以利用一个侧壁来实施。所述设备 还包括用于切割介质的装置。在图1和图5的实施方式中，用于切割 介质的装置呈刀片50， 70的形式。虽然在图1和图5中的实施方式中， 本体示出为细长手柄，以便由使用者手掌抓住，但是所述本体呈其它 设计的形式也是在本发明的范围之内。例如，本体可以为椭圆形或者 矩形形状且大致平坦，从而使得可以被抓在使用者的拇指和食指之间。 作为另一示例，本体可以呈"T"形杆的形式，以便于使用者的手抓握。 作为示例而不是限制，给出一些尺寸，所述本体可以具有约4至6英 寸（102至152mm)的长度，和在最宽点处约为0.25至0.75英寸（6 至19mm)的宽度。
现在具体参照图1和图2，设备10包括本体22和设置在可选的 引导件40中的刀片50。本体包括细长的手柄24、从手柄延伸出来的 盖子25和从盖子延伸出来的侧壁28。盖子具有暴露的端部26。引导 件40包括自由端42。所述设备以其切割方位示出，即处于其切割介质 时的意图方位。在一个实施方式中，本体、侧壁和引导件一体地形成。 但是，单独地形成这三个部件中的每一个并且通过任何合适的装置将 它们连接在一起也是在本发明范围之内。
在一个示例性实施方式中，所述盖子和/或引导件能具有参照标 记，以帮助使用者使设备与介质对齐，从而便于准确地进行切割。参照标记在介质包括供使用者跟随的线条或图案的情况下尤其有用。在 图1中，参照标记27和41分别位于盖子和引导件的中间，但是参照 标记也可以位于其它位置处，包括手柄。在一个实施方式中，视觉引 导标记为诸如将光束投影到介质上的发光二极管的光指示装置的形 式。光指示装置可以卡在切割设备上，或者它可以为切割设备整体的 一部分。投影到介质上的光束可以是彩色的，例如为红色或绿色的光 束。
本体具有中心线，通常被标为参照线"x"。盖子25的一部分是
平面的。盖子的这一平面通常在远离设备与介质接合处的区域中与介 质的平面共面。对于盖子，也可采用其它设计形式来实施本发明。如
果采用引导件，则引导件位于侧壁的下方。虽然侧壁28示出为大致呈 梯形形状，但是它也可为任意不同的几何形状，只要它具有由附图标 记28a表示的介质接触点就行。侧壁可以具有多于一个的介质接触点。 侧壁从盖子延伸出来，从而遮住刀片50的至少一部分。在这个特定的 实施方式中，侧壁在靠近盖子的区域中包括曲线。曲线的曲率半径相 对较尖，即是小半径的，因为侧壁与盖子平面几乎正交。采用比图1 中所示出的更大的曲率半径也是在本发明的范围之内，只要侧壁具有 介质接触点就行。当介质水平放置时，最佳如图2所示，所述设备即 使在绕其中心线旋转时也是可操作的，从而使得所述设备和介质不必 相互垂直。图2还示出了当所述设备在切割过程中在某一点与介质接 合时，侧壁的介质接触点28a与介质的第一主表面81接触，而同时刀 片的切割刃51与介质的第二相对主表面82接触。
图3是设备的仰视图，尤其示出了盖子的内表面25a和可选的引 导件40，其中引导件40的底表面40b暴露于读者。引导件的自由端 42延伸超出盖子的暴露端26。虽然图3中示出的引导件具有带圆形自 由端的细长颈部，但是引导件也可采用其它设计形式。
例如，所述自由端的长度可以比图3中所示出的短，没有到达盖子的暴露端。在一个实施方式中，在盖子的暴露端附近测量到的自由 端的宽度（通常由"C"表示）大于同一点处附近的侧壁的宽度。在其 它实施方式中，引导件在与该引导件的联接端相距任意距离处的宽度
都可以大于或小于侧壁的最大宽度。在一个实施方式中，侧壁28的内 表面28b到引导件的边缘40c之间的最大距离足够得小，从而防止使 用者将其手指插入这个区域中。这个设计特征旨在防止使用者接触刀 片的切割刃。在这个实施方式中，引导件的自由端是尖的，以便于能 刺穿介质。刺穿为开始切割过程提供了另一种方法。
所述引导件在联接端44附近为锥形。联接端也可以相对于引导件 的其余部分变窄。这些设计特征有助于切割过程，因为锥形的或变窄 的区域允许介质容易地通过所述设备离开，从而减少被切割介质的障 碍和/或变形。在一个实施方式中，引导件的底表面40b可包括诸如肋 部（图13)的延伸部分，延伸部分可配合到切割表面上的相对应的配 合通道中。例如，在一些织物商店中，销售人员在工作台面上切割织 物片，工作台面具有用于引导所使用的切割设备的凹槽或通道，从而 能尽可能成直线切割。所述肋部还能联接于引导件的一侧，以使其与 边缘对齐，这也有助于尽可能成直线切割。
如图3所示，侧壁的横截面为曲线形。因此，侧壁具有复合曲面， 第一曲面为靠近盖子的弯曲表面，第二曲面为侧壁的横截面曲面。侧 壁可以是刚性的，从而在使用时坚硬、不弯曲，或者侧壁可以是柔性 的，从而在与介质一起使用时偏斜。
图4示出了切割设备的侧视图，其中为便于理解，去掉了侧壁的 一部分。可选的引导件40具有与大致平坦的底表面40b相对的顶表面 40a，底表面与介质的水平面共面。引导件能够便于介质的抓取，并且 如上文所述，能够在起到视觉辅助作用，帮助对齐设备和介质。引导 件的联接端44从手柄延伸出来。刀片50设置在引导件中，从而使其 切割刃51暴露于介质。切割刃具有前刃52和后刃54。在这个特定的实施方式中，前刃52位于顶表面40a附近，且后刃54位于联接端44 附近。侧壁的介质接触点设置成在前刃52的方向上远离后刃54。在一 个实施方式中，侧壁上的介质接触点位于前刃和后刃之间。在另一个 实施方式中，侧壁的介质接触点延伸超出刀片的前刃，但是没有超出 引导件的底表面40b。
图4还示出了当介质80接触切割刃51时，在介质的第二主表面 82与切割刃之间形成一个角度a 。当角度a是除约180°之外的任意 值时，所述设备是可操作的，当切割刃与介质的水平面平行时，a为 180。。
为了参考的目的，图4中示出了笛卡儿坐标系，其中交叉的轴线 x和z限定出一个平面，且轴线y垂直于x和z轴线。原点O定义为三 条轴线的交点。当原点与前刃52重合，且x—z平面大致与表面40a 共面时，后刃54位于正y (+y)方向，正y方向在图4中示出为在x 一z平面的上方。
图12示出了本发明的另一示例性实施方式。与图1的实施方式类 似，切割设备310包括手柄324和外壳326。外壳包括盖子325和侧壁 328。当设备在切割过程中在某一点与介质接合时，侧壁的第一介质接 触点328a与介质80的第一主表面81接触，而同时切割刃351与相对 的第二主表面82接触。当设备在切割过程中滑动通过介质时，介质可 以沿切割刃移动，最后遇到第二介质接触点329。在第二介质接触点的 各种功能中，其提供了一种将未被切割的介质聚集在刀片的后刃的可 能性降至最小的方式，未切割的介质聚集在刀片的后刃会导致介质撕 裂。换句话说，利用第二介质接触点，介质最有可能在其到达刀片的 后刃之前就被切割。
图13是图12的设备的仰视图，示出了引导件340和外壳的内表 面323a。引导件还包括大致从联接端344延伸到引导件的自由端342的肋部346。第二介质接触点设置在外壳的内表面上。第二介质接触点 能够从盖子、从侧壁或从它们的结合处延伸出来。介质在切割操作过 程中是否遇到第二介质接触点取决于若干因素，这些因素包括（但不 限于）介质的重量和/或厚度，切割的速度，和切割刃相对于介质的方位。
图5至图8示出了本发明的另一示例性实施方式，其中设备60示 出为处于其切割方位。设备包括本体62和设置在本体中的刀片70。在 这个特定的实施方式中，本体呈具有大致平坦的基部65、符合人体工 程学设计的手柄64的形式。本体还包括将手柄连接到基部的过渡区域 63 (图7)。限定出基部的平面大致与介质的平面共面。侧壁68从基 部延伸出来，遮住刀片的切割刃的至少一部分。侧壁可以为任何几何 形状，只要其具有由附图标记68a表示的介质接触点就行。在一个实 施方式中，基部包括参照标记67，以帮助使用者对齐设备和介质。在 图5中，参照标记67位于基部中间，但是参照标记也可以位于其它位 置。在一个实施方式中，手柄，过渡区域和基部一体地形成。上述每 个部件单独形成，并且然后通过任何合适的装置连接在一起也是在本 发明范围之内。基部还具有第一暴露端66，第一暴露端66为包括通向 切割刃的可视直线的一端。所述设备还具有第二暴露端，如在图7的 后视图中可见到的。本体具有通常标为参照线"y"的中心线。
参照图6，当设备在切割过程中在某一点与介质80接合时，侧壁 的介质接触点68a与介质80的第二主表面82接触，而同时切割刃71 与相对的第一主表面81接触。图7示出了设备的后视图，其中过渡区 域63为锥形的或者变窄。与图1的实施方式中的引导件的锥形或者变 窄的联接端类似，锥形或变窄的过渡区域允许介质容易地通过设备离 开，并且还能减少被切割介质的阻碍和/或变形。
参照图8，刀片70设置在过渡区域中。刀片具有切割刃71、前刃 72和后刃74。侧壁的介质接触点68a设置成在前刃72的方向上远离后刃74。在一个实施方式中，介质接触点位于前刃和后刃之间。在另一实施方式中，侧壁上的介质接触点延伸超出前刃。为了参考目的，图8中示出了笛卡儿坐标系。当笛卡儿坐标系放置成使原点与前刃72 重合时，后刃74位于正y (+y)方向。
图9示出了与图4示出的实施方式类似的本发明的另一示例性实 施方式。图9中的实施方式包括本体82和设置在本体中的刀片90。刀 片具有切割刃91和非切割部分95。切割刃具有前刃92和设置在盖子 的内表面85a附近的后刃91。刀片的非切割部分能帮助将介质升高到 设备的切割刃内。
在使用中，所述设备通常接合介质的边缘。当设备进一步滑入介 质中时，切割刃与侧壁、尤其是侧壁上的介质接触点一起使介质变形， 从而使得介质从设备的一侧到设备的另一侧不再位于一个连续平面 中。变形发生在介质的存在于切割刃中的区域中（"存在区域"）。 在图l、图5和图9的实施方式中，存在区域为在侧壁之间的并且在切 割刃的与介质接触的那个部分上的区域。在仅存在一个侧壁的实施方 式中，存在区域为侧壁和与介质接触的切割刃之间的区域。变形的大 小由诸如介质的重量、刚性和厚度，以及介质接触点相对于后刃的位 置等因素决定。可能存在其它决定变形大小的因素。在一个实施方式 中，在切割过程中，介质不与盖子的内表面（在图3和图8的两个实 施方式中分别通常由附图标记25a和65a表示）接触。在切割过程中， 侧壁可以在介质上施加不同的摩擦力。有至少一个摩擦力阻止介质縮 到切割刃上。
在另一方面中，本发明涉及一种包含可更换部件的切割设备。例 如，在图1的实施方式中，盖子和侧壁可以一体地形成，且其组合是 可更换的，以便容纳不同类型的介质。引导件可以是可更换的，从而 可以引入新的切割刃。手柄可以是可更换的。类似的，对于图5中的 实施方式，基部和侧壁可以一体地形成，且其组合是可更换的，以便容纳不同类型的介质。过渡区域可以是可更换的，从而引入新的切割 刃。
图IOA和图IOB示出了具有可更换部件的示例性切割设备。在图 IOA中，切割设备110包括手柄124和外壳126，它们通过手柄中的阳 型件170和外壳中的匹配阴型件（未示出）而能够联接在一起。外壳 包括盖子和侧壁128a以及可选的引导件140。外壳可以通过多种机械 装置中的任何一种而与手柄接合和脱离接合，且图IOA示出了利用凸 片160作为使用者用来从手柄中拆下头部的方便方式。在图10B中， 切割设备210包括手柄224和外壳226，它们可通过设置在头部上的螺 纹螺钉270和设置于手柄上的、用于容纳螺纹螺钉的插孔260的组合 而联接在一起。也可以采用其它机械装置，诸如球和窝，或键来将两 个部件联接在一起，以使它们可以卡接在一起或使它们分开。
图11示出了另一示例性实施方式，其中引导件是可更换的。切割 设备310包括手柄324和具有刀片350的可更换引导件340。在使用中， 当刀片变钝，或者刀片由于切割新的介质而需要更换时，使用者使引 导件与手柄脱离，并且安装上新的或不同的引导件。可更换的引导件 能够在联接端344处与手柄分离，且手柄可以具有相对应的装置，以 允许引导件的接合和脱开接合。
图14示出了另一示例性实施方式，其中引导件是可更换的。切割 设备410包括手柄424和具有刀片450的可更换引导件440。可更换的 引导件还包括第二介质接触点423a。 一旦引导件联接到外壳426上， 则第二介质接触点就位于外壳的盖子附近。
在一个实施方式中，手柄、外壳和引导件一体地形成。但是，分 开形成各部件并且然后通过任何合适的装置将它们连接在一起也是在 本发明范围之内。无论是否一体形成，本体都可由包括金属、木材、 聚合物、陶瓷和它们的合成物的多种材料中的任何一种制成。可注塑模制的聚合物也是可使用的。合适的聚合物包括（但不限于）聚烯烃， 例如（但不限于）聚丙烯、聚苯乙烯、高抗冲击聚苯乙烯和ABS (丙 烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物）。切割设备可以注塑成型成一个工件， 或者可以注塑成型成能够装配在一起的多个部件。本体可以由聚合物 的组合物制成。例如，在一个实施方式中，本体可以由两种聚合物制 成，其中一种的硬度比本体的其它部分软，从而提供柔软的触摸效果。
用于切割介质的装置可以为由多种材料（包括金属、陶瓷和塑料） 制成的刀片或丝线。合适的金属包括（但不限于）不锈钢、冷轧钢、 冷轧镀镍钢、紫铜和黄铜。切割刃可以为直刃，或者它可以为斜面的、 凿刻的、锯齿状的、波纹状的、扇形的或弯曲状的。用于切割介质的 装置可以具有多种几何形状，包括例如，三角形、矩形或圆形。圆形 的几何形状的优点在于，如果切割刃变钝，则设备可以设计成使切割 刃旋转，以露出新的切割刃。这个设计特征延长了刀片或丝线的寿命， 而不需要对其进行更换。在本体中可以设计推进机构，以允许切割刃 旋转。还有一个设计包括具有球接头和锁定件的旋转刀片。在又一个 实施方式中，用于切割介质的装置可以包括两个相互接触的圆形轮， 并且当两个轮子彼此相对旋转时，进行切割动作。
用于切割介质的装置可以包括多个刀片或丝线。在一个实施方式 中，可以利用两个以期望的距离（例如，1/4英寸（2.54mm))间隔开 的刀片来切割出介质的预定宽度的条带。所述设备可设计成允许所述 条带通过。
虽然已经示出并描述了本发明的具体实施方式，但是应理解这些 实施方式仅仅是对在本发明原理的应用场合中设计出的多种可能的具 体设置的示例。本领域技术人员可在不背离本发明的主旨和范围的情 况下根据这些原理而设计出大量不同的其它设置。因此，本发明的范 围不应限于本申请所描述的结构，而是应当仅由权利要求书描述的结 构及这些结构的等同物限定。