如今，有多种工具可用来切割诸如纸张、塑料、纸板等介质，最 常用的工具是剪刀和实用性刀子。一些剪刀和实用性刀子的缺点包括 裸露切割刃以及在某些设计中，如果剪刀或实用性刀子使用不当，尖 锐的末端可能会无意伤害到人。
虽然剪刀和实用性刀子为寻常物件，但本领域内的技术人员还是 设计了新型而且可用的切割设备。例如，3M公司销售一种切 割器，用于切割各种类型的介质，包括，但不限于，礼品包装纸。
新型切割设备仍然存在需要。

本发明提供一种具有增强的导向装置的介质切割设备，其中切割 介质沿处于不同高度的第一和第二路径离开设备。据信，通过在不同 退出高度劈出切割介质的路径，可以减小在切割过程中设备受到并施 加给介质的切割应力。该设备能够切割更重的介质(即重于传统影印 机所使用的20磅的纸张)、柔性较差的介质、以及通常抗切割的介质。 本发明还提供一种重量轻、手持式、便携式切割设备。
在一个方面，本发明涉及一种细长的介质切割设备，该设备具有 一个中心线轴，沿整个长度将设备分为第一和第二半块，该设备包含：(a) 一个具有前端和后端的柄部；(b)一个由柄部前端延伸的头部。该头部 包含：(i)一个具有侧壁的盖板以及(ii)基本上设置在盖板下方的导向 装置，该导向装置具有相对的顶部表面和底部表面，顶部表面设置靠 近盖板，底部表面基本上是平的，该导向装置还具有沿中心线分开的 第一和第二半块、设置在导向装置的第一半块上的第一出口、和设置 在导向装置的第二半块上的第二出口；以及(c)设置在头部的刀片， 该刀片具有切割刃，该切割刃的前刃在第一基准点与导向装置的顶部 表面相交，其中，将第一基准点连接到导向装置第一半块上第一出口 的第一条线与导向装置底部表面不平行。
如本文所用，“头部”是指安装刀片并包含盖板和导向装置的设 备部分；“盖板”是围绕刀片切割刃的头部部分。盖板的部分功能是 将使用者和刀片切割刃隔离；而“导向装置”是在切割过程中倚在介 质下方的头部部分，导向装置与刀片的一部分相交。
在本文档中，术语“约”被推定修饰所有数字尺寸值。
附图说明
结合附图可以更好地描述本发明，其中：
图1是本发明示例设备的一个等轴视图；
图2是图1实施例的右侧视图；
图3是图1实施例的左侧视图；
图4是图1实施例的底部平面视图；
图5是图1实施例的头部的前面透视图；
图6是图1实施例头部的前面视图；
图7是图1实施例头部的后部透视图；以及
图8是图3的侧视图。
这些图为理想化的情况，不是按比例绘制，仅为示例性的目的。

图1表示本发明示例的切割设备10等轴视图。切割设备包含一个 具有前末端和后末端的细长手柄20，后末端通常标注为区26。在一些 实施例中，柄部的后末端设置有一个穿刺工具28。如图4最理想的显 示，设备具有一个中心线轴(CL)，沿设备长度将其分为第一半块10a和 第二半块10b，以使得柄部、盖板、和导向装置均具有一个相对应的第 一半块和相对应的第二半块。柄部具有背部或上侧22和腹部或下侧24。 使用过程中，当消费者将所述设备握在手中时，手指包裹着下侧，手 掌将很可能与柄部后面接触。柄部在背面和下侧的弯曲会提供舒适的 握持。柄部向其前端收缩成喉状颈杆40。从喉状颈杆延伸，即柄部前 端是一个头部60。
如图1所示，设备包含一个供使用者手抓握的细长手柄，该手柄 采用其他柄部设计也属于本发明范围之内。例如，柄部可以是椭圆形 或矩形的且基本上是平的，以使得柄部被抓握在使用者拇指和食指之 间的区域。作为另外一种选择，柄部也可以是“T”形杆，供抓握在食 指和中指之间或任何其他两个手指之间。
头部包含盖板62，盖板具有两个从其延伸的侧壁，第一个侧壁通 常表示为66a，第二个侧壁通常表示为66b。然而，具有单个侧壁的设 备也在本发明的范围之内。在一个实施例中，每个侧壁包括介质接触 点68。如果需要，侧壁可以有多个介质接触点。在一个实施例中，至 少一个侧壁的外表面基本上是直的，允许设备紧贴直边使用，诸如尺 子。盖板侧壁外表面是使用者容易接触到的表面。盖板具有一个前端， 通常标注为61。在切割过程中，盖板前端是第一次遇到未切割介质的 一端。在头部的第一半块10a上，凹口67位于靠近头部的一个出口65 处。可选地，盖板包括参考标记64以帮助使用者将设备和介质对齐， 如果介质包含使用者在切割过程中要遵守的参考线，该参考标记将特 别有用。该实施例中的参考标记是沿盖板的中心线轴设置的，也可以 位于别的地方，诸如导向装置上、柄部上、或中心线轴以外。此外， 参考标记也可以是光指示装置的形式，诸如向介质投影光束的发光二 极管。
所述的设备还包括一个基本上设置在盖板下方和两个侧壁之间的 导向装置80。这里的“基本上”，意思是绝大部分，即大于50％的导 向装置都设置在盖板下方。导向装置具有相对的顶部表面81，该顶部 表面靠近盖板的内表面(请参见图4的参考号63)和一个基本上是平 面的底部表面82。刀片100至少与导向装置的顶部表面相交。设备设 计使得侧壁覆盖刀片的至少一部分，因此，使刀片碰不到使用者。导 向装置的底部表面基本上是平的，允许导向装置在放置介质的切割表 面滑动。导向装置的底部表面还起到基准平面(有时表示为线“R”) 的作用，从基准平面，导向装置的其他点得到基准。应用的时候，未 切割介质在盖板的前端和导向装置的前端进入设备，而切割过的介质 留在头部出口和导向装置出口离开设备。
图2和3各自表示图1实施例的第一半10a(右)侧和第二半10b (左)侧的侧视图。导向装置具有一个前端84和一个出口，由于出口 处的不对称性，第一个出口88a不同于第二个出口88b。第一和第二出 口可以基本上是直的或可以有一个向上或向下的抽力，向设备中心线 移动。导向装置的前端远离盖板的前端延伸，以使得至少导向装置的 这一部分不设置在盖板的下方。在导向装置出口处可以与底部表面成 直角地划出假想线。从导向装置第一个出口88a到导向装置底部表面的 第一距离(在图2中标注为D1)小于从导向装置第二个出口88b到导 向装置底部表面的第二距离(在图3中标注为D2)。结合图7，测量 从第一个导向装置出口88a的距离D1，该距离跨越从导向装置第一个 侧壁80a跨越到第一个内壁94。类似的，测量从导向装置第二个出口 88b的距离D2，该距离从导向装置第二个侧壁80b跨越到第二个内壁 96。
可选地，柄部可以包含小孔30以方便设备的运输、摆放、或储存。 例如，通过小孔可以穿一个挂绳。在一个实施例中，至少导向装置第 一和第二侧壁中的一个外表面基本上是直的，允许设备紧贴直边使用。 导向装置侧壁的外表面通常是使用者容易接触到的表面。刀片的一部 分与向前和出口之间的导向装置相交；交点出现在刀片前刃((请参见 参考编号102，图5中)(本文中也称作“第一基准点”)。图5表示 前刃102的详细情况。将第一基准点连接到导向装置第一半块上的第 一个出口88a的第一条假想线与导向装置的底部表面不平行。类似地， 将第一基准点连接到导向装置第二半块上的第二个出口88b的第二条 假想线与导向装置的底部表面不平行。结合底部表面82，从顶端向刀 片的前刃观察时，导向装置的前端具有通常向上的斜坡。从中心线轴 观察时，导向装置的前端一般来讲是对称的。导向装置的不对称性结 合图5和6予以进一步描述。
为举例说明设备示例性的尺寸而不限于该尺寸，图1中的设备具 有的一般长度为6.5英寸(16.5厘米)，沿中心线轴从导向装置的前端 84至穿孔工具的顶端28a测量而得；柄部宽度为0.625英寸(15.9毫 米)，在最宽点且于中心线轴垂直处测量；靠近喉部截面的宽度为0.375 英寸(9.5毫米)，垂直于中心线轴测量；头部宽度为0.5英寸(12.7毫 米)，垂直于靠近导向装置出口处的中心线轴测量。导向装置长度从前 端至底部表面出口附近测量，大约为1.4英寸(3.6厘米)，宽度大约为 0.31英寸(0.79厘米)。从刀片前刃至导向装置出口的距离小于2英寸 (5厘米)。
图4表示图1设备的底部平面视图(中心线轴沿其长度)。从该 底部平面视图可以看出导向装置在其出口处是不对称的。此外，盖板 的内表面用参考号63表示，该表面靠近导向装置的顶部表面且围绕刀 片切割刃。
现在转到到导向装置的更详细视图，图5表示头部的前面视图， 盖板的前端61和导向装置的前端84直接可见。刀片100的前刃102 与导向装置的顶部表面相交。在一个实施例中，刀片最靠近前刃的部 分嵌入在导向装置中。刀片的后刃至少设置在盖板的内表面上(未示 出)。在一个实施例中，刀片最靠近后刃的部分嵌入在盖板和头部中。 刀片切割刃请参考103。介质切割后，将按两个路径移动。第一个路径 以一般向下的方向引导切割介质，因为，相对于基准平面，导向装置 第一半块顶部表面(即与导向装置侧壁80a相关的半块)包含从刀片前 刃至导向装置第一个出口的一个向下斜坡。第二个路径以一般向上的 方向引导切割介质，因为，相对于基准平面，导向装置第二半块的顶 部表面(即与导向装置侧壁80b相关的半块)包含从刀片前刃至第二 个出口的一个向上斜坡。
本发明所述的设备还采用某些其他部件以确保切割介质顺利离开 设备。例如，盖板第一半块的内表面移动到头部出口时，邻近刀片设 置第一导轨87。在其他方面，结合图6，第一导轨的作用是，即使不 能消除，也会最大程度地减小切割介质在第一内部拐角90卡住的可能 性。在导向装置的第二半块上，从约越过刀片的前刃至第二导向装置 出口88b放置第二个导轨85。在其他方面，第二导轨的作用是，即使 不能消除，也会最大程度地减小切割介质在第二内部拐角92卡住的可 能性。显示导轨时，使用任何第一或第二偏转器将切割介质从第一和 第二内部拐角导开，这都在本发明的范围内。
图6还示出本发明设备的几个内部尺寸。从刀片纵向中心线(即 沿刀片长度的中心线)至第一个导向装置内壁94的第一距离标注为δ 1。从刀片中心线至第二个导向装置内壁96的第二距离标注为δ2。这 些内壁直接靠近刀片分布且基本上平行于刀片的纵向轴线。在一个实 施例中，δ1小于或等于δ2。此外，第一和第二内壁位于设备第一和第 二半块，如图所示，即，第一内壁位于导向装置的第一半块，第二内 壁位于导向装置的第二半块。这些设计特征连同导轨或突出在需要时 还允许使用者使用相当小的曲率半径来切割介质，例如，约1英寸 (2.54厘米)的半径。进入的未切割介质在刀片前刃处如果分开太大，会 引起介质撕裂。这些设计特征还可以将此可能性降低到最大限度。最 后，设计特征还最小化切割介质退出设备时出现折叠的可能性。
在另一个实施例中，δ1和δ2值基本上为零，即，第一和第二内 壁几乎与刀片中心线准直。图6表示δ1和δ2为正值，即数值大于零。 这样，第一内壁94位于刀片中心线的右侧，而第二内壁96位于刀片 中心线的左侧。δ1和δ2正值数越大，刀片中心线和第一与第二内壁 之间的间隙越大，而一般来讲，设备也更容易切割弯曲或具有较小曲 率半径的弯曲。此外，δ1和δ2至少一个可以采用负值。该设计将平 移到设置在刀片中心线左侧的第一内壁，而设置在刀片中心线右侧的 第二内壁96如图6所示。
图7表示头部出口和导向装置出口的一个直接可见的后部透视 图。设备头部延伸出的是一个横梁89，导向装置由此伸出。在一个方 面，横梁在导向装置出口处将导向装置的第一半块连接到第二半块。 横梁增强导向装置和整个设备的功能，因此，使设备可以处理比纸张 更坚固的介质，诸如墙纸等。
图8表示导向装置第二半块的侧视图。θ角代表两条线L1和R2 之间的角。线L1连接导向装置第二个出口、88b和第一基准点。线R2 是位于最多平移到第一基准点的导向装置底部表面平面的线。在一个 实施例中，θ角大于5°。在另一个实施例中，θ角小于约20°。
现在，转到设备的各个部件。在一个实施例中，头部、柄部、和 导向装置整体地形成。然而，在本发明的范围之内，各个部分单独形 成，然后通过任何适合的方式接合在一起。例如，所述的设备第一半 块可以与所述的设备第二半块分离形成，并在将两个半块组装起来之 前添加一个刀片。无论是否整体地形成，设备均可以由多种材料制成， 包括金属、木材、聚合物、陶瓷、以及它们的组合。也可以使用注模 聚合物。适用的注模聚合物包括，但不限于，聚烯烃(诸如，但不限 于，聚丙烯、聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共 聚物。柄部本身也可以由聚合物组合制成。例如，柄部可以由第一聚 合物和第二聚合物制成，通常比第一聚合物软的聚合物(如硬度值中 所反应)可以在第一聚合物的基础上模制而成，以提供柔软的接触效 果。如果需要，可给第一和第二聚合物使用不同的颜色，以为消费者 提供附加的审美吸引力。
虽然上面的参考图以刀片作为工具来切割介质，然而，也可以利 用其他装置来切割介质。例如，可以使用线材来替代刀片。尽管刀片 的切割刃从前刃延伸到后刃显示为基本上是直的、线性的边缘，但也 可以采取其他设计。例如，切割刃可以是斜的、凿形的、锯齿状的、 波状的、圆齿状的、或弯曲的。切割介质的刀片或任何装置可以是任 何边数的几何形，诸如，但不限于，三角形、矩形、或圆形。圆形几 何形状可能最有利，因为如果切割刃变钝，刀片可以旋转以使得圆形 刀片的新面暴露出来进行切割。如果需要，可以给设备添加一个前进 机构，允许切割刃旋转。切割介质的刀片或装置可以由多种材料制成， 包括金属、陶瓷、和塑料等。适合的金属包括，但不限于，不锈钢、 冷轧钢、冷轧镀镍钢、铜和黄铜。此外，可以将刀片设计为可更换的， 允许使用者用新刀片更换磨损后的刀片，如共同未决的美国申请号 11/408781所述。
尽管已展示并描述了本发明的一些具体实施例，但显然这些实施 例仅仅是众多可根据本发明的原理进行应用设计的可能的具体结构的 示例。本领域中具备普通技能的人员可根据这些原理在不脱离本发明 精神和范围的前提下设计出许多不同结构。因此，本发明的范围不应 限于本专利申请中所描述的结构，而只应受权利要求中描述的结构和 其等同结构的限制。
相关专利申请的交叉引用
本发明是提交于2006年4月21日、序列号为11/408781的美国 专利申请的部分继续申请，该申请全文以引用的方式并入本文。