专利名称：用于可展开式行李箱的棘齿压缩器的制作方法
与相关申请的交叉引用本申请要求2004年10月6日提交的美国临时申请No.60/616377的权益。上述申请通过引用并入本文，如同其在这里完全公开。
背景技术：
本发明涉及行李箱。更具体地，本发明涉及一种使使用者无需使用拉链或拉链式角撑板(zippered gusset)能够自动展开可展开式行李箱并且通过提供多个中间锁定位置而在行李箱已经被填装、闭合和锁定时能够容易地压缩所述行李箱的方法和系统。
过去，为了使用者方便，已经在为行李箱提供可展开和可压缩特性方面做出了努力。可以关注M.Bukoutz的名称为“伸缩型旅行箱”(TelescopicTravelling Bag)的美国专利#712,762，其中旋钮和复杂的机械机构提供了伸缩旅行箱。该旅行箱的展开和压缩是通过手动旋转所述旋钮来实现的，因此需要使用者花费较大的力气。所述机构的操作完全是手动的，且一系列的铰链、杆和棘齿使得所述机构对故障和磨损敏感。而且，通过提供仅仅一个中心操作器，Bukoutz的专利中公开的装置缺少对于防止行李箱的撞击、坠落和其他误用和滥用的锁定保护，这会导致所述机构意外松开或者行李箱打开。
近来，展开和压缩技术经常包括在主填装室和带盖的辅助体之间提供具有外围拉链的角撑板。目前的这些技术通常涉及软壳行李箱。其他行李箱包括连接到角撑板上的加强装置，所述角撑板由使用者从主填装室内部手动操作。所述加强组件可以提供用于通过操作控制机构使角撑板从主填装室内部向上延伸(或者，根据使用者的有利位置，向外延伸)的装置，所述控制机构连接至所述加强部件。目前市场上没有能够提供用于在行李箱盖已经确保闭合时压缩行李箱及其中所装的衣服的系统和方法。而且，许多这种尝试未能认识到对于提供多级压缩的需要。
因此，需要能够提供行李箱的展开和压缩的可调节且便于使用的系统。对于该系统而言，当已经填装、闭合以及锁定行李箱时，能够从行李箱的外部对该系统进行操作将是有利的。还需要用于展开衣箱的自动系统。进一步需要通过提供中间锁定位置而实现的多级可靠闭合。需要不仅对于软壳行李箱而且对于所有类型、形状和尺寸的行李箱(包括硬壳行李箱)能够提供压缩和展开的装置。使用具有为使用者提供可听反馈和安全特征(例如两个相对的闭锁机构)的压缩/展开系统来帮助防止衣箱不期望地展开将是有利的。在不依赖于拉链的行李箱中需要所有这些特征来实现衣箱的展开或压缩。而且，需要以简单、低摩擦和持久的方式实现上述所有目的的机构，所述机构包括最小数目的增加到标准行李箱中的部件。
发明内容
本发明已经实现了上述目的，本发明提供一种导致行李箱压缩和自动展开并且在完全压缩位置和完全展开位置之间提供多个中间固定位置的系统和方法。这里使用的术语“行李箱”意欲包括所有类型的存储和/或运输容器，包括大型存储容器，例如，用于亚麻制品等的模塑塑料存储和运输箱、公文包、电脑包、邮差包、背包等。本发明通过使用弹簧而实现这些目的，所述弹簧在优选实施方式中具有弹力绳环圈的形式。当松开通常以一定的压缩程度被锁定的棘齿压缩器机构时，所述弹力绳向上推动处于压缩状态的可展开式行李箱的角撑板部分，迫使行李箱展开。
所述弹力绳固定连接至棘齿压缩器的基板，所述棘齿压缩器固定在行李箱的主填装室的侧壁上。通过可滑动的伸缩器(jack)拉动弹力绳，所述伸缩器具有与相应的基板匹配的齿。为了保持锁定状态，弹力绳偏压成对的棘爪，所述棘爪的端部包括与这些齿啮合的钩。在伸缩器的完全伸展状态，伸缩器通过使角撑板延伸到其整个宽度而使行李箱完全展开。也可以将行李箱盖缝合到角撑板的顶部，从而不再需要使用多余部件来实现行李箱的展开。弹力绳通常受到拉伸且向设置在伸缩器上的舌片施加强大的推力，所述推力是由通过轴颈连接到基板的滑轮系统产生的。当完全或甚至部分地向下按压伸缩器时，随着张力的产生，弹力绳偏压可松开的棘爪从而使其与伸缩器的齿部啮合。本发明的另一个新颖方面是由弹力绳提供的这一双重偏压作用。就是说，弹力绳不仅将伸缩器偏压向完全伸展的位置，从而自动地引起行李箱的完全展开，而且弹力绳还向棘爪提供偏压，使得整个棘齿压缩器机构能够在完全下压伸缩器(且因此完全压缩行李箱)和完全伸展伸缩器(完全展开行李箱)之间的多个中间位置处保持锁定状态。
因此，为了操作棘齿压缩器系统，使用者按压棘爪的夹持部。这一作动作松开了伸缩器，从而在向行李箱中填装衣服、个人用品等之前使行李箱展开至其完全填装容量。一旦已经根据使用者的需要填装了行李箱，使用者只需闭合箱盖。当然，如果行李箱是软壳箱，则可以借助拉链闭合箱盖；相反，硬壳行李箱可以是摁扣式闭合。特别地，棘齿压缩器8能够应用到硬壳和软壳行李箱上。角撑板可以包含适合可伸展/可缩回(因此可能是折叠类型)运动的任何材料。角撑板可以包含金属、塑料、纤维，或者与铰链和销相匹配以实现所述折叠运动的任何材料。因此，包括柔性或刚性材料制成的角撑板的硬壳或软壳行李箱能够享有本发明的益处。一旦闭合并很可能锁定行李箱，使用者仅仅需要花费少量力气向下按压行李箱盖以实现所需程度的压缩。本发明的益处是节省空间，这在试图满足空中旅行对于手提行李尺寸的限制时是非常有用的。压缩行李箱至不存在浪费空间的另一益处是填装的物品，例如衣服，是安全的且不太可能被压皱。当然，当使用者向下按压行李箱盖时，本发明的弹力绳受到拉伸。当行李箱已经被压缩所需量时，使用者停止向下按压箱盖且系统被棘爪锁定在合适位置。
本发明的优点在于，弹力绳的弹簧偏压作用能够自动地将行李箱展开至一定的展开程度。而且，不需要在填装之间展开行李箱。当使用者填装衣服且需要更多的空间时，使用者可以简单地展开行李箱至所需位置。这就为“恰好合适的”行李箱提供了特别的填装方法。
图1示出处于完全展开位置的行李箱，其箱盖打开，处于待填装状态。
图2示出图1所示的同一行李箱，其已经被闭合和压缩。
图3示出本发明的包括棘爪的行李箱内部的局部视图。
图4是从行李箱内部显示的本发明的优选实施方式的立体图。
图5是除去了盖板的本发明的优选实施方式的视图。
图5A是包括棘爪、弹力绳和止挡块的伸缩器的优选实施方式的仰视图。
图5B是伸缩器的优选实施方式的立体仰视图。
图6是基板的优选实施方式的立体图，为了清楚起见，除去了基板的一个棘爪。
图7是图6所示的同一基板的立体图，其包括两个棘爪。
图8是盖板的优选实施方式的仰视图。
图9是包括紧固件容纳器的棘齿压缩器的优选实施方式的仰视图。
图10是包括紧固件容纳器和紧固件的棘齿压缩器的优选实施方式的仰视图。
图11是棘齿压缩器的优选实施方式的仰视图，该图显示出隔片和隔片槽，而没有显示紧固件容纳器。
图12是棘齿压缩器的优选实施方式的仰视图，该图显示出盖板的内表面和基板的内部组件，就好像基板是透明的。
具体实施例方式
参见图1，使用者正在填装具有公知构造的硬壳或软壳行李箱2的主填装室4。行李箱2包括角撑板6。主填装室4包括棘齿压缩器8。棘齿压缩器8包括连接至行李箱2的两个部分。基板10固定连接至主填装室4内的、接近可张开角撑板6上部的角撑板侧壁18上。在基板10中可滑动的伸缩器14通过底部16连接至主填装室4内的侧壁12的下部。伸缩器14和基板10通过常规的紧固件25分别固定至侧壁12和侧壁18。所述紧固件25可以包括螺钉、机器螺钉、螺栓、铆钉、销钉等。紧固件25贯穿螺钉孔28。当然，本领域的普通技术人员应当理解，基板10和伸缩器14能够相对于衣箱以相反取向安装；也就是说，基板10能够安装在侧壁18上，而伸缩器14能够安装在角撑板6上。
参见图3，使用者可以挤压设置在棘齿压缩器8上的棘爪20。该动作导致行李箱2展开。在填装行李箱2之后，使用者可以将行李箱2压缩至所需尺寸。如图2所示，通过向下按压行李箱2的盖24而实现压缩。实质上，通过将之前伸展的伸缩器14向下压入基板10中而实现压缩。本发明的重要特征是用于指示完全相对的棘齿压缩器8的位置的指示器22。这些指示器22可以包括衬垫，或者与盖24的其他材料在质地、颜色或图案方面具有视觉差异的其他任何种类。例如，衬垫22可以包括略呈球根状的形状或者可以具有与盖24的其他部分的质地相比更光滑或更粗糙的质地。如此，衬垫可以用于提供手柄，从而便于提拎行李箱2。衬垫22的另一创新之处在于使使用者注意到行李箱2是特别的和独一无二的。图1和2描述了两个相对设置的棘齿压缩器8。当然，棘齿压缩器8的位置、尺寸、颜色、整体形状和设计以及数目可以根据大手提袋的用途、形状和尺寸而变化。例如，行李箱2可以具有一个中心定位的棘齿压缩器8。或者，棘齿压缩器8可以以对角的形式、非对称的形式设置，或者可以设置在行李箱2的角内。
参见图4，所示棘齿压缩器8具有盖板26。盖板26通过紧固件25固定连接至基板10。紧固件25贯穿螺钉孔28。紧固件25可以具有任何合适的类型，包括常规的铆钉或螺钉。伸缩器14在由基板10和盖板26所提供的狭槽30之间滑动。盖板26还包括为棘齿压缩器8提供有美感的外观的唇缘27。基板10还可以包括围栏29，其为棘齿压缩器8提供含意的有美感的外观。图5所示的是弹力绳32。弹力绳32通过紧紧地绕滑轮34缠绕而保持拉伸状态。滑轮34围绕与基板10一体的中空轴37旋转。也是与基板10一体的柱36贯穿中空轴37而伸出。中空轴37用作滑轮34的轴承，且用作柱36的紧贴外壳(snug housing)。基板10还包括用作唇缘27的支承体的围栏29。包括基板10在内的棘齿压缩器8的组件可以包含适合于本发明目的的任何材料。棘齿压缩器8的组件优选由具有低摩擦系数的材料制成，或者用具有低摩擦系数的材料涂布至少所选表面，从而制成低摩擦且因此耐久的系统。当然，基板10和其他组件可以由适合于本发明的用途的任何材料制成。因此棘齿压缩器8组件可以包含聚合物、铝、镁、或其他任何金属，或其他任何材料。基板10还包括容纳伸缩器14的中空舌片部分40的凹陷38。舌片40与伸缩器14是一体的。参见图5A和5B，当通过推动弹力绳32而将伸缩器14压入狭槽30中时，舌片40拉伸弹力绳32。而且，图5A和5B中所示的定位器42也是与伸缩器14一体的。当伸缩器14伸展时，定位器42抓住弹力绳32。因此，舌片40和定位器42的组合提供了施加于弹力绳32上的推/拉作用。在伸展时，止挡块68通过推顶舌片40的末端而防止弹力绳32和伸缩器14被拉至基板10的边缘以外。止挡块68与基板10是一体的。止挡块68的厚度使得其紧密地安装在狭槽30内，且其圆周使得其在舌片40内紧贴地滑动，从而在运动期间为舌片40和伸缩器14提供额外的稳定性。伸缩器14还包括齿44。如图5A和5B所示且作为关于棘齿系统的公知常识，伸缩器14的向上运动受到相应于棘爪20的钩部46的齿44的构型的限制。
如图6所示，棘爪20包括长臂，所述长臂绕大约位于其长度中部的位置枢转。参见图7，棘爪20均包括与伸缩器14的齿44啮合的钩部46。滑轮34导致的弹力绳32的拉伸造成钩部46与齿44啮合。当下压伸缩器14时，弹力绳32的张力增大，同时，由于常见棘齿系统的原理，钩部46能够滑入和滑出齿44的抓持表面48，在停止下压伸缩器14时即可锁定位置。在压缩期间，棘爪20的钩部46能够通过枢转运动而移入和移出抓持表面48。棘爪20绕枢轴柱50旋转。枢轴柱50与基板10是一体的，且在棘爪孔51内旋转。枢轴柱50也在孔眼56内自由旋转。枢轴柱50可以包括铆钉，所述铆钉包括贯穿基板10、棘爪20和盖板26而伸出的柱。因此，枢轴柱26可以包括固定的喇叭状头的一端和略微中空的相对端，从而便于插入铆钉。
相反地，为了伸展伸缩器14，必须激发棘爪20运动。棘爪20还包括棘爪触发器54，其便于使用者定位和按压，从而激发棘齿压缩器8运动并通过伸展伸缩器14而展开行李箱2。当朝向彼此按压棘爪触发器54时，棘齿压缩器8变成未锁定状态且允许伸缩器14伸展，从而导致行李箱2展开。
在静止位置处，受到拉伸的弹力绳32将棘爪20的钩部46偏压在锁定位置。参见图6和7，棘爪20包括与其成一体的球形突块52。球形突块52具有带圆角的矩形形状。当处于静止(以及拉伸)位置时，弹力绳32推压球形突块52，导致触发器54向外旋转，且因此导致钩部46向内旋转。因此，在缺省状态下，钩部46与位于伸缩器14的每个侧面上的抓持表面48之一啮合。
如图5、8和9所示，棘齿压缩器8包括多个模塑部件。参见图6，孔眼56是在基板10中加工而成的，用于为枢轴柱50的旋转提供空间。如图8所示，盖板26包括孔58，枢轴柱50可以穿过该孔伸出并自由旋转。参见图5、6和7，基板10还包括支承体60。支承体60可以在基板10内加工而成或者直接模塑在基板10内，且可以包括支承孔62，紧固件25可以穿过该孔而伸出从而将基板10连接至侧壁12。支承体60还包括抓持弹力绳32的扭结端部的弹力绳固定器64。支承体60还可以包括支承拱66，其用作滑轮34的导向装置。支承体60还包括缺口67，其为球形突块52的正常位置和下压位置提供足够的空间。支承体60的厚度使得其能够紧密地安装在狭槽30内。
当然，本领域的普通技术人员应当理解，弹力绳32能够构造在棘齿压缩器8内，且能够借助伸缩器14以多种方式运动。例如，弹力绳32可以包括一条连续的料片且能够被具有圆形设计的支承体60所支承。如图5、6和7所示，基板10还包括具有合适尺寸的导向装置70，以提供对盖板26的支承。当拉伸和松开弹力绳32时，导向装置70还为弹力绳32提供纵向引导。导向装置70与球形突块52一起防止弹力绳32折曲。包括导向装置70在内的棘齿压缩器8的所有组件的尺寸使得系统可靠运转，同时所有组件保持安全。
图8从下方示出盖板26的优选实施方式。由图8可以看出，螺钉孔28使得紧固件25(未示出)将基板10连接至盖板26和行李箱2。参见图9和10，使用矩形紧固件容纳器31来接收紧固件25的端部。矩形紧固件容纳器31固定在行李箱2的外侧。以这种方式，紧固件25进入盖板26的顶部，穿过基板10的支承孔62和螺钉孔28，继续穿过行李箱2的侧壁12而伸出，并且终止在矩形紧固件容纳器31中。因此，矩形紧固件容纳器31可以包括可以被模塑到矩形紧固件容纳器31的底面内的紧固件接收座(未示出)，所述接收座固定紧固件25。例如，紧固件接收座可以包括模塑到容纳器31中的机器制造的螺栓螺母。而且，通过施用粘结材料例如Loctite可以将紧固件25进一步固定在容纳器31内。借助细长的紧固件容纳器33，将伸缩器14的底部16相似地固定在行李箱2上。紧固件25从底部16的上表面进入底部16，穿过底部16的螺钉孔28，继续穿过角撑板6的侧壁18而伸出，且终止在细长的紧固件容纳器33中。相似地，细长的紧固件容纳器33也可以包括模塑的紧固件接收座。紧固件容纳器31和33提供将棘齿压缩器8连接至行李箱2的美观方法。
图9-12描述了设置在球形突块52上的隔片53以及在基板10内加工而成的隔片槽57。隔片53可以包括从球形突块52向上伸出的圆柱(隔片53朝向棘齿压缩器8的内部突出)，在压缩棘爪触发器54时该圆柱防止弹力绳32在球形突块52上滑动。因此，隔片53还提供对盖板26的支承。隔片槽57可以包括在基板10内加工而成的狭槽(narrow slot)以容纳隔片53。图11还示出节孔59，其可以是在基板10中机器加工而成的开放部分，用于容纳弹力绳32的球根状扭结端。
图12示出本发明的优选实施方式，就好像存在基板10，但其是透明的，从而便于观察连接至基板10的内部组件。图12包括盖板26的内表面。因此，图12显示出紧固件25，其穿过盖板26顶部，继续穿过中空轴37(未示出)而伸出，且最终终止在矩形紧固件容纳器31(未示出)内。图12示出了细长的紧固件容纳器33。还示出了滑轮34和柱36。柱36固定连接至基板10且从基板10向上伸出到这样的高度，以至于其紧密地邻接伸缩器14的内表面。因此，柱36还为盖板26提供抵抗压缩(这种压缩很可能在填装行李箱2期间发生)的支承。
棘齿压缩器8提供一种用于自动地展开和压缩行李箱2等的无拉链且便于使用的方法和系统。棘齿压缩器8可以应用于各种类型的存储和/或运输容器，包括硬质行李箱或软质行李箱。本发明的可靠特征在于当压缩棘齿压缩器8时听到可听见的“嘀哒”声。而且，棘齿压缩器8是低摩擦系统，该系统非常耐用且具有长的使用寿命。通过提供一个以上的可相对设置的棘爪20，能够增大防止撞击或其他会引起意外按压棘爪触发器54之一的情况(导致衣箱2非故意地展开)的保护力度。使用弹力绳32代替弹簧系统提供了可靠性。当然，本领域的普通技术人员应当理解，弹簧或其他类型的势能/动能系统能够与本发明结合使用。本发明由于提供多个中间锁定位置，其中包括锁定在完全展开和完全压缩的状态，因而是非常坚固和方便的。弹力绳32具有两个功能，即，其将棘爪20偏压在啮合位置，使得棘爪20通常受到偏压而抓住齿44，并因此保持锁定。本发明的优点在于，弹力绳32将棘齿压缩器8偏压在展开位置，从而自动展开行李箱2。本发明的非常方便的特征在于从行李箱2的外部提供可操作性。
尽管示出常规的带轮行李箱来阐述本发明的优选实施方式，但是所公开的本发明方法和机构能够使行李箱普遍受益，不管所述行李箱是硬壳的还是具有织物(例如，柔软侧面)构造的旅行包，例如背包、大衣箱等，或其他运输容器。
权利要求
1.一种操作可展开式行李箱或旅行包等的方法，所述可展开式行李箱或旅行包等具有盖和以下结构，所述结构允许以相对压缩的状态容纳所填装的物品的压缩位置，并允许所述物品不是处于相对压缩的状态的展开位置，所述方法包括从压缩位置自动展开可展开式行李箱，并且当行李箱盖闭合时从所述展开位置手动压缩可展开式行李箱。
2.权利要求1所述的方法，其中所述的当行李箱盖闭合时压缩行李箱的步骤进一步包括在完全压缩位置和完全展开位置之间提供多个中间锁定位置。
3.权利要求1或2所述的方法，其中所述的展开和压缩行李箱的步骤进一步包括压缩和展开硬壳箱。
4.权利要求1或2所述的方法，其中所述的展开和压缩行李箱的步骤进一步包括压缩和展开软壳箱。
5.权利要求1所述的方法，其中所述的展开行李箱的步骤进一步包括提供安装在所述可展开式行李箱的内表面上的棘齿机构，所述棘齿机构被偏压在展开位置，从而便于自动展开所述行李箱，当箱盖已经闭合时，通过对棘齿机构施加小的作用力，能够从行李箱内侧或行李箱外侧按压所述棘齿机构，从而在行李箱处于打开或闭合位置时压缩行李箱。
6.权利要求2所述的方法，其中所述的展开行李箱的步骤进一步包括通过在行李箱的外侧表面安装所述棘齿机构从而在行李箱盖闭合时展开行李箱。
7.可展开式箱包，例如旅行包等，其具有填装室，用于容纳至少被填装在其内的物品；入口装置，用于选择性地打开和闭合填装室；棘齿装置，用于自动地将填装室展开至一定程度并且用于在入口关闭时保持箱包处于压缩状态。
8.权利要求7所述的棘齿装置，其中所述棘齿装置设置在所述可展开式箱包的内部空腔中。
9.权利要求8所述的棘齿装置，其中所述棘齿装置进一步包括松开机构，仅在所述入口打开时使用者才能接近该机构。
10.权利要求9所述的棘齿装置，其中所述棘齿装置进一步包括可滑动的伸缩器。
11.权利要求10所述的棘齿装置，其中所述棘齿装置进一步包括容纳所述可滑动的伸缩器的基板，所述伸缩器滑入和滑出所述基板内的空腔。
12.权利要求11所述的棘齿装置，其中所述松开机构包括至少一个棘爪，通过按压所述棘爪激发所述棘爪运动。
13.权利要求12所述的棘齿装置，其中所述伸缩器进一步包括成组的齿。
14.权利要求13所述的棘齿装置，其中所述棘爪进一步包括与设置在所述伸缩器上的所述齿啮合的钩部，当所述钩部与所述齿啮合时，所述棘齿装置被保持在一系列锁定的牢固位置。
15.权利要求14所述的棘齿装置，进一步包括偏压装置。
16.权利要求15所述的偏压装置，其中所述偏压装置与所述伸缩器接合，当下压所述棘爪时，所述偏压装置将伸缩器偏压在完全伸展的位置，且将所述可展开式行李箱偏压在完全展开的位置，从而导致所述行李箱自动展开。
17.权利要求16所述的偏压装置，其中所述偏压装置偏压所述棘爪，使其与所述钩部啮合，从而锁定所述棘齿装置。
18.权利要求17所述的棘齿装置，其中在入口已经闭合后压缩所述行李箱时，所述偏压装置提供一系列牢固的压缩位置。
19.权利要求18所述的偏压装置，其中所述偏压装置进一步包括弹力绳。
20.权利要求19所述的偏压装置，其中通过紧紧围绕设置在所述基板上的滑轮系统缠绕，所述弹力绳受到拉伸。
全文摘要
公开了一种用于压缩和自动展开可展开式行李箱2的方法和系统，所述行李箱包括棘齿机构8和弹力绳32，所述棘齿机构具有在锁定位置处与齿44匹配的棘爪54的形式，其用于偏压锁定机构并用于偏压伸缩器机构14以实现自动展开。弹力绳32偏压处于展开状态的棘齿压缩器系统8。因此，以非常便于使用的方式实现了自动展开。除了在行李箱2打开时可以操作以外，当已经填装和闭合行李箱2时还可以从行李箱2外部操作棘齿压缩器8。使用者通过向盖24简单地施加压力即可以压缩行李箱2。因此，棘齿压缩器系统8提供了展开行李箱2以及在行李箱2闭合后压缩行李箱2的不使用拉链的自动方法。
文档编号A45C13/00GK101052322SQ200580037788
公开日2007年10月10日 申请日期2005年10月5日 优先权日2004年10月6日
发明者威廉·L·金, 格伦·施米尔 申请人:新秀丽公司