錘子的減震裝置的製作方法
2023-06-04 08:17:36 1
專利名稱：錘子的減震裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及可攜式打擊工具，更具體地說，涉及一種包括一減震裝置的錘子結構。
本發明是有關一種所謂的「耐久型」鍛造的木工羊角錘，其中，錘頭與鋼柄整體成形，後者構成了錘柄的一部分。
耐久型錘比普通的胡桃木柄錘有一些優點，但也存在許多限制。使其受歡迎的優點是增加了強度，並在錘頭和柄之間有一永久的接合對於木柄型羊角錘來說，其具有用於敲釘子的打擊頭和用於起釘子的整體的爪，當將其用於預定的使用目的時，它甚至能承受最惡劣的使用條件。然而，當用於非預定的使用目的時，例如破壞性的，就會頻繁的出現手柄斷裂或手柄和錘頭之間連接的鬆動。在木柄已幹透之後，就常出現這種情況。有一整體鋼柄的耐久羊角錘不會出現這種情況。這些因素就是為什麼這種錘在市場上已取得了明顯的成功的原因。
另一方面，耐久型錘有許多局限，主要有(1)缺少彈力，而使其在有經驗的木工和工人手中難於使用;(2)在錘擊時，有不希望有的振動的傾向。
最初，耐久型錘總是為包括一個頭，一對爪，和一個柄的固體鋼單元的形式。用這種錘時，錘擊力直接從錘頭傳導到柄，而被使用者的手感覺到。有時，由於最初的衝擊傳遞穿過錘頭和進入爪，爪被振動並緊跟著最初的和較強的衝擊力傳遞一個第二衝擊返回至柄，這個第二和稍微不協調的衝擊作用於使用者手上。於是，耐久型羊角錘的實心鋼結構不能提供有效的減震彈力。
這樣的振動作用不僅使使用者煩惱，而且減弱了錘子結構，以致有時常在一個或兩個爪附近發生裂開或折斷。已知裂紋是直接穿過爪的基部而發生，它不是發生於用爪拔釘子時，而是在錘的爪部不被使用時而發生，其裂縫是完整的，形成穿過爪的整齊的折斷，而從錘擊頭上脫落或分離。
為了減少這種不希望有的振動，已知可以在錘頭形成一個較深的矩形承口，而重新分配錘頭的金屬，承口橫向於頭部延伸，並與柄部軸向對齊，用於部分地將錘頭的打擊端與爪部隔開。承口的四個側壁較薄，大部分衝擊的振動被擴散在這些側壁上。另外，承口被充填以減震材料，這就進一步抑制了爪的振動。這種錘結構是美國專利No2，884，969(1955，5，5授予ClarenceM.Lay，名稱「有減震裝置的錘結構」)的主題，該專利公開了耐久型錘頭上的這種承口，除了其減震作用之外，還具有其他特徵，然而，它不是與本發明特別有關的，本發明主要是有關減震的。
授予HowarclA..Vayghan的美國專利No.3，208，724公開了一種帶減震裝置的木工用羊角錘。為了達到所需的減震作用，該錘在錘頭設有肋，減震肋位於各爪內側面，並從爪壁基部延伸到其中部。這種肋主要作用在於阻止爪的震動，同時具有強化和加固爪的附加作用。在錘中間體部的矩形承口可充以減震材料，例如適當的熱塑或熱固樹脂，或可以填充以一木塞。
在授予JohnJ.Curry的美國專利No.2.850，331-有關於一衝擊工具的手柄連接-中，在錘柄和頭部之間裝一橡膠套。這一彈性套用於隔離衝擊時工具產生的振動。
在RaymondE.Beegle的有關工具手柄固定裝置的美國專利No.2，067，751中，和CharlesSaylor的有關用減震彈性粘合的工具手柄連接的美國專利No.2，917，349中，在頭部件和柄部之間提供一或多層類似橡膠材料的夾層式襯墊，以提供用於使頭部件減震的可變形的吸震元件，以防止在該處產生破壞性的應力。
前述的錘子設計應用了用於阻尼和降低衝擊所產生的震動的元件，彈性件通常在錘頭和手柄之間用於對接。當然，這意味著所有的力通過這些彈性件而傳遞，有時，這些元件可能因損壞而失效，而在手柄和錘頭之間形成一危險的連接。在Vaughan的專利No.3，208，724中，使用了特殊的肋，填充在錘頭承口中的樹脂或木塞與錘頭基本為一體，並形成一單一的共振系統。
本發明的目的是減小爪裂開和折斷-也就是爪震動的主要原因，這不僅適用於耐久型的羊角錘，不論其是實心的還是有承口的，而且適用於木製柄錘和管形鋼柄錘，這些錘由於上述的耐久型羊角錘的同樣原因也有時出現斷裂。
這是本發明的主要目的，另外，對於有承口的或無承口的耐久型羊角錘，或是木柄或管形鋼柄羊角錘，錘頭的鍛造都象以前一樣進行;錘頭的普通的和予先要求的尺寸，形狀和重量必須基本保持最後的細部結構，以滿足有經驗的木工的標準;錘頭具有適量的金屬，以致能有適當的重量，合適的平衡性，並具有有吸引力的外形，並滿足前述專利中提到的木工羊角錘的所有要求。
下面參照實施例和附圖對本發明的其他優點和特徵進行描述，其用於解釋而不是限制本發明。
圖1是根據本發明的減震裝置的頂視圖，其裝於一木工錘中;
圖2是圖1中錘的側視圖，部分剖視，以顯示減震裝置怎樣裝在錘頭中體部的一個承口中;
圖3是圖2減震裝置的側視圖，是處於裝在錘上之前;
圖4是圖1至3中所示減震裝置的底視圖;
圖5類似於圖3，顯示了本發明減震裝置的第2實施例;
圖6是圖5中減震裝置的底視圖。
雖然下面參照附圖對本發明的特定實施例作了描述，但可以理解，所示實施例僅是通過舉例方式示出了能應用本發明原理的許多特定實施例的一個，對本領域技術人員來說，各種變化和變型都處於後面權利要求所限定的本發明的精神、範圍和考慮之中。
現在參見附圖，圖1和2示出了一耐久型木工羊角錘，圖1的羊角錘的錘頭用標號10表示。頭部10與構成了錘子手柄一部分的柄12整體成形。頭部10是鐘面型的，包括一圓柱形的打擊頭部14，其有一圓的打擊面16。然而，頭部的其他形狀也在本發明範圍之中。
打擊頭部14通過一多邊形橫截面的收縮部分20連接於錘頭的中體部分18一側。中體部分18的另一側連接於錘頭的爪部22，爪部在24處分叉以形成通常向外岔開的爪26。爪部22的基部如習慣上的耐久型錘的形式沿一逐漸形成的曲面28與錘頭10的體部18匯合。在錘頭的中體部18形成一個較深的開口或承口30。承口30通常為矩形截面，如圖1和2中所示，4個側壁30a-30d(圖1)朝承口的內部區域相互向內收斂。承口的底壁30e稍成盤狀，如圖2中32所示。
根據本發明，提供了一個塞，在圖1-4中由34表示。塞34通常為一胡桃木塞，其大致為矩形，與承口30的形狀一致，以致能以一壓配合的關係容納在承口30中。為此目的，塞34便利地具有一加大的外端部34a，其基本與承口30上端部一致，如圖2所示，以致能將端部34a壓入承口30，靠著承口表面30a-30d的相應壁形成壓配合的鄰接。同樣，塞34有一下端部34b，其尺寸與承口30下端周邊表面尺寸一致，如圖2所示，以致同樣在該處形成壓配合關係。
在端部34a和34b之間，有一塞中部34c，其任意地相對於壁面30a-30d向內呈弓形或凹進，如圖2所示，以致形成至少一個或多個間隙或空間35，其作用下面將要描述。
如圖2所示，塞34在柄12方向的軸向長度最好短於承口30的深度，以在塞的下表面34d和承口下表面30e之間形成一間隔或空間36。
塞34在其端部34a處具有一長槽34e，使塞裝在該處時，槽的至少一個部分沿著或接近承口30的壁30a是打開的，如圖1所示。同樣，在上部34a還有一長槽34f，其的布置使當塞裝在承口30中時，槽至少一部分沿著或接近壁30c是打開的。雖然不是必需的，但槽34e和34f沿錘的敲擊方向便利地偏離一個距離38(圖1)。
具有一個彈性帶或箍40，其自由端40′，40″(圖1)分別被卡在槽34e和34f中，如圖所示，帶或箍的中部向內延伸進入承口30，並橫向延伸穿過塞34的最內端，如圖2和圖4所示，於是，帶或箍40包括兩個大致平行的縱向部分40a和40b，和一個穿越塞下表面34d的跨接部40c，通過將彈性自由端至少部分擠壓進開口槽中，彈性自由端能與壁30a，30c接觸，使自由端固定，並提供附加的摩擦阻力，以防止塞34從承口30中無意地鬆脫。
半矩形承口30典型地充填以胡桃木塞34，必要的話，可在其上覆蓋一個塑料的外鑲片。
就錘的減震質量而論，承口的四壁30a-30d-特別在其下部，具有較薄的結構。於是，任何作用於錘頭衝擊面上的衝擊將通過縮小的頸部20傳遞到承口較薄的側壁30a-30d。衝擊震動大部分將擴散在這些側壁上，並且僅有一有限部分從側壁傳導到柄部12。如果沒有塞，在爪上可能產生較小量的振動，但這一振動的程度遠不如沒有矩形承口的實心頭耐久錘那樣大。當在承口中填充一個塞或減震材料時，在爪部22上產生的諧波振動的波期將減小其過程，這類似於當將手貼在音叉或共鳴鐘上時能阻止其振動。通過這種布置，就防止了爪部22的拖長的諧波振動。另外，爪部22的振動作用的減小將大大地減小可能從爪傳導到柄12的任何二次衝擊振動。
如圖所示，圍繞木塞34延伸的橡膠或彈性件40a-40c能基本上獨立於錘頭和木塞而移動。這是因為橡膠材料有足夠的易變性，在其充填的腔或空間35和36中，可使其受到壓縮，伸展和拉長。特別是分別在塞34，34′下端的橡膠帶的部分40c，42c，在該處，橡膠帶的部分40c，42c延伸穿過塞34和錘頭內底面30e之間的空間36。從而，橡膠帶的部分40a-40c能獨立於錘頭和/或木塞而移動，可以說這一橡膠帶部分形成了自己的共振體，其形成了作為自身質量和自身形狀的函數的自身共振頻率。
為什麼使用這種彈性件能減少整個錘的振動的一個可能的理論是彈性部分40a-40c的振動產生了移動，這能將運動的動能轉換成熱，而被發散。以這種方式發散能量，就能更快地減輕振動，使之較少地被使用者感覺到。
並且，因為錘頭是較硬的並有較大的質量，其通常有較高的頻率振動曲線，其比具有較低質量的彈性件的較低頻率振動曲線減弱的更慢。然而，與振動的相對頻率無關，當彈性件以與錘頭和木塞相同的相位或方向(振幅相加)振動時，它們作為一個單元而作用，或一致地振動，由此，實際上維持了全部振動作用。然而，當彈性件以與錘頭和木塞的相反振動相位(振幅相減)振動時，其至少部分地抵消了錘頭的振動，而減少了振動的振幅。所以，即使頻率是不同的，測量到的有效振幅應減小。
當然，彈性件40越小，或它含有的質量越少，其顯示出的作用越小。最大的能量消散和抵消將與彈性件的最大實際質量一同出現。為了實現機械能至熱能的最大轉換，元件40要選擇有高吸收特性的材料。這種材料的一個例子是丁基橡膠，然而其他的天然和人工合成材料也可以使用。
在這個最佳實施例中，帶或箍40最好具有圓形截面-雖然這一特定的截面不是必需的。便利地，常或箍40的截面尺寸比槽34e和34f的尺寸更大，以致一旦將其壓入槽，帶的自由端40′，40″能被卡住，並被固定在塞上。
空間36沿柄12方向的高度不是關鍵的，但最好使其大於帶或箍40的直徑，使跨接部分40c不以受壓的關係固定於塞34和承口表面30e之間，而可自由移動。最好部分40a-40c的至少一個節段有至少一些自由度，以能在對應空間35，36中運動，於是，平行節段或部分40a和40b應有一些自由度用於在空間35中移動，而節段或部分40c應有一些自由度能在空間36中運動，如圖4中虛線所示。
參見圖5和6，顯示了另一實施例，其中節段或部分42a，42b沿塞34的另一組側壁延伸，以致靠著壁或表面30b和30d，如圖1所示。所以，用這種布置，跨接節段或部分42c基本沿著錘頭的打擊方向延伸，如圖6所示，而不是象圖4那樣相對於打擊方向以一傾斜方向布置。
可以理解，塞34以壓配合關係插入承口30將基本上使塞34閉鎖在承口中。從而，塞34與錘頭10成為鋼性連接，並成為其一部分，雖然它可能改變由錘頭限定的共振或振動質量。所以，帶或箍40和對應的部分40a-40c形成了自己的振動系統，這至少允許它們在被限定和閉鎖的空間裡以壓縮和擴張形式內在運動。所以，錘頭16的衝擊一方面使在錘頭和塞中、另一方面在彈性帶或箍40上產生獨立的振動。當然，不同的帶或箍部40a-40c的共振頻率和振動的振幅將依賴於這些部分的尺寸，以及所使用的特定材料。然而，在許多情況下可以發現，這些輔助的振動系統傾向於減小在標準錘形狀中產生的不利振動。
參見圖3-6，帶或箍40，42可以先被形成一閉合的環，以便於組裝。於是，將環繞在塞上將其壓入承口30。一旦將塞壓入承口，當不再需要將帶維持和支承在塞上之後，可將暴露的帶或箍部40d，42d切掉或磨去。然而，帶或箍40，42可由繞塞34放置的伸長的帶子形成，如圖2所示。彈性帶的長度可稍長於所需長度，以便其自由端先延伸於塞的暴露面之外，如圖2中40e所示，在錘子的完成階段，使該自由端與塞的暴露面平齊。
本發明不局限於附圖所示和說明書所述的布置，可有許多結構細節的變化，而不脫離本發明的精神。
權利要求
1.一種羊角錘的減震裝置，包括一整體的鋼頭和構成手柄的柄，頭形成一中體部，所述柄從中體部向外延伸，中體部形成一伸長的承口，承口有一軸線基本上與所述柄的縱軸對齊，壁表面構成了所述的承口，一減振裝置包括一基件，其硬度小於所述頭的硬度，一伸長的彈性件硬度小於所述基件的硬度，所述基件的形狀和尺寸使其可以壓配合的關係容納在所述伸長的承口之中，並在所述基件和所述承口壁面之間形成至少一個間隙或空間，所述彈性件以這種方式定位，使當所述基件位於所述承口之中的錘子組裝條件下，至少所述彈性件的端部相對於所述頭和基件固定，由此，所述彈性件的振動能有效地阻止和減弱在所述頭上產生並傳遞到所述基件上的任何諧波振動的持續時間。
2.如權利要求1所述的羊角錘減震裝置，其中，所述基件為一胡桃木塞。
3.如權利要求2所述的羊角錘減震裝置，其中，所述承口大致為矩形，所述胡桃木塞由前、後壁，兩側壁和頂面及底面形成。
4.如權利要求3所述的羊角錘減震裝置，其中，所述基件包括有槽，用於接收至少部分所述彈性件，彈性件至少繞基件外側周邊一部分延伸，所述槽形成於所述前、後壁之中。
5.如權利要求4所述的羊角錘減震裝置，其中，所述槽沿所述錘頭的打擊方向相互偏置。
6.如權利要求3所述的羊角錘減震裝置，其中，所述基件包括槽，用於接納至少一部分所述彈性件，其至少繞基件外周邊的一部分延伸，所述槽位於所述胡桃木塞側壁中。
7.如權利要求6所述的羊角錘減震裝置，其中，所述槽沿所述錘頭打擊方向相互偏置。
8.如權利要求1所述的羊角錘減震裝置，其中，所述中體部有大致平的側面，所述承口的側壁較薄，基本上是撓性的，以吸收作用於錘頭的一部分衝擊震動。
9.如權利要求1所述的羊角錘減震裝置，其中，所述彈性件有一中部，其至少部分容納在所述錘頭和基件之間的間隙或空間之中，使所述中部相對於所述頭和基件具有至少一個運動自由度。
10.如權利要求1所述的羊角錘減震裝置，其中，所述彈性件由具有較高吸震特性的材料製成。
11.如權利要求10所述的羊角錘減震裝置，其中，所述材料包括丁基橡膠。
全文摘要
一種羊角錘減震裝置，包括一伸長的彈性帶或箍，其卡在胡桃木塞的槽中，鄰靠著塞與之壓配合的承口內表面。塞的尺寸和形狀與錘頭承口相適應，對彈性帶的部分提供至少一些運動自由度，使彈性件能振動，而與衝擊引起的錘頭的自然振動無關。彈性件的傾向是至少部分抵消和減弱錘頭的自然振動。
文檔編號B25D1/04GK1093638SQ9311293
公開日1994年10月19日 申請日期1993年12月20日 優先權日1992年12月22日
發明者小霍華德·A·沃恩 申請人:沃恩和布希內爾製造公司