具有剪絲結構的鉗子鉗口的製作方法
2023-06-01 21:49:56
專利名稱：具有剪絲結構的鉗子鉗口的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及手工工具用的剪絲結構，具體涉及形成於緊湊的多用途工具的鉗口件上的剪絲結構。
背景技術：
緊湊的多用途手工工具包括著鉗子、改錐、刀片、鋸、罐與瓶的開啟件以及其他工具件。它們布置並連接於手柄結構上使得此工具在不使用時能減小其尺寸。這類工具的例子例如見於以下美國專利中No.4 888 869(Leatherman)、No.5 142 721(Sessions等)、No.5 267 366(Frazer)以及No.6 009 582(Harrison等)。這類工具中的鉗子為了給用戶提供更廣的用途最好包括剪絲件，而為了易於製造，這種剪絲件最好形成於一對鉗口之上且具有一對以剪切形式相互通過的銳利刃口。
上述各專利中所公開的剪絲件能整齊地剪斷硬度顯著低於它的金屬絲。但當用來剪切硬度近似於剪絲件的銳利刃口的金屬絲時，此刃口有可能因這種硬的金屬絲而變形(出現毛邊)。剪絲件刃口的這種變形會使剪絲件的內表面相互卡合，將鉗口鎖定於閉合位置和/或使鉗口不能正常地開閉。基於下述兩個原因，上述現象就特別不利於緊湊的多用途工具。首先由於包括在這種工具中的鉗口是可旋轉地連接於並折合到手柄結構中形成的槽內，任何用來分離因這種變形而卡合的鉗口所需添加的力就有可能造成在沒有打開卡合的鉗口時使得手柄相對於鉗口無意識地摺攏或部分地閉合。其次，若是成功地將鉗口分離，由於這種變形會阻止鉗口完全閉合，用戶就難以使工具返回其最緊湊的構型。
授予Chilton等人的公開號為No.5 826 338的美國專利公開了一種帶鉗口的多用途工具，此鉗口具有帶凹口60的剪絲刀片50。Chilton企圖減輕因剪絲刀片50上的變形所造成的問題，即公開了帶底面63的凹口60，這些凹口當鉗口處於全閉位置時並不完全相互通過。這樣，在鉗口完全閉合時Chilton的專利的凹口60形成為其相對的底面63之間留有空隙66(參看Chilton的專利的圖9與10)。因此，這些凹口即使在其底面上或底面相鄰處形成有小的毛邊時也不必相互清除，因而毛邊不會妨礙鉗口的開或閉。
但如前所述，Chilton的專利的凹口當鉗口完全閉合時並不完全相互通過。於是，Chilton的專利的裝置將因其凹口底面未能與某些小直徑的金屬絲充分接觸而不能將其恰當地切斷。
要是在凹口的底面間不留餘隙空間，則平的底面當然是理想的，因為它們與銳利的刀刃相比不太可能因硬的金屬絲變形。但是，這種平的底面在切硬質金屬絲時也仍會變形，而如果這些底面間未留餘隙其將會使鉗口卡合。
為此希望提供這樣一種帶凹口的剪絲結構，它能剪切各種尺寸的金屬絲，同時能使在剪切硬金屬絲時的變形影響減至最小或可忽略不計。
發明內容
本發明在其優選實施例中涉及手動的剪絲工具，它包括一對相互連接並可圍繞樞軸在開、閉位置間相互移動的鉗口件；在各個鉗口件中形成的剪絲部，它們各具有內表面與外表面，此內表面確定一剪切平面而外表面與內表面相交形成刀刃，這兩個刀刃在鉗口件從開位置移動到閉位置時便在此剪切平面中相互緊靠通過；以及形成於至少一個此剪絲部的內表面的一部分上的凹槽，此凹槽當鉗口件處於閉合位置時於此剪絲部的內表面間形成間隙，使得刀刃的任何變形可被此間隙容納，並使得鉗口件即使是在這種變形下也能自由地開閉。剪絲部的內表面間的這種間隙最好大到足以容納因剪切硬金屬絲而造成的典型變形，例如大到0.2mm。
鉗口件還可包括在各刀刃中形成的凹口。各凹口具有相對於剪切平面成小於90°角的底面。凹槽可以與凹口相鄰或毗連。鉗口件還可包括與各刀刃上各凹口相鄰的凸起，此種凸起部沿平行剪切平面的方向突出，這些凸起部有助於將絲導引並保持於凹口區中。
本發明在其一種應用中是將其結合於複式多功能可摺疊的工具內，此種工具有第一和第二手柄、帶可轉動的鉗口件(即鉗子鉗口)的工具頭以及多個其他工具件。這種鉗口件存儲於手柄的槽中使此工具能完全折合成緊湊的單元。此工具還可包括形成於各鉗口件的柄部上的第一凸輪形表面以及在各手柄件上的第二凸輪形表面，其中此第一凸輪形表面當鉗口件處於使用中時抵靠此第二凸輪形表面，用以防止手柄件相對於鉗口件無意地發生轉動。
通過下面結合附圖所作的詳細描述，可更全面地理解和正確認識本發明。
圖1是現有技術的摺疊式多用途工具處於打開位置的側視圖，此工具包括設有剪絲刀片部分的鉗口；圖2是圖1所示的現有技術的摺疊式多用途工具處於閉合位置的側視圖；圖3是現有技術的多用途工具的一對鉗口件的側視圖，其示明由於剪切硬金屬絲而造成的刻痕/變形；圖4是圖3所示現有技術的鉗口件的俯視圖；圖5是圖3的鉗口件沿直線5-5截取的橫截面圖；圖6是圖3的鉗口件沿直線6-6截取的橫截面圖，其表明由於剪切硬金屬絲的變形影響；圖7是具有依據本發明形成的剪絲結構的鉗口件的側視圖；圖8是圖7所示的剪絲結構的放大圖；圖9是圖8所示的鉗口件沿線9-9截取的橫截面圖；圖10是圖7所示的鉗口件沿線10-10截取的橫截面圖；和圖11是鉗口件與手柄結構的側示圖，其示明依據本發明所設的凸輪形表面的操作。
具體實施例方式
在本發明的以下說明中，具體涉及緊湊(摺疊)的多用途手工工具，但應認識到本發明的應用並不限於這種特殊構形的工具。此外，本發明是涵蓋所有類型的多用途工具、克絲鉗、鋼絲剪與金屬剪等。
圖1與2分別示明處於打開和關閉位置的現有技術的緊湊的多用途工具100。工具100包括一對鉗口件102，例如鉗子鉗口，它們由確定出一樞軸線104的傳統的鉗口樞軸進行可旋轉的相互連接。各鉗口件102由樞軸銷107連接到手柄件106的第一端122處並相對於相關的手柄件106轉動。工具100的各手柄件106構製成可以容納若干工具件108，它們可以相互獨立地圍繞位於各手柄件106的第二端處的各自的銷110轉動。各工具件108位於各成形手柄件106的各自的存儲位置內。當完全閉合後，工具100(如圖2所示)的體積較小而可以舒適地載於一個人的衣袋內。當鉗口件102相對於手柄件106展伸時，多用途工具100便可方便地用作包括有剪絲部112一把鉗子(或其他類型工具，取決於鉗口件102的構型)。
如圖3、4、5與6所示，現有技術的緊湊多用途工具包括帶剪絲部110的鉗口件102。各剪絲部110具有沿最好是基本平齊的內表面114與最好是基本平齊的外表面116相交處確定的刀刃112。在一對互連的鉗口上的內表面114基本上是共平面的，使得鉗口件102相互相對的轉合與轉開導致了剪絲部110的類似剪刀的相互作用，以其刀刃112以重疊的關係相互滑動通過並確定一剪切平面117(如圖5所示)。後刀刃112強制進入被剪切金屬絲的表面並起到刀片作用，於此同時，剪絲部110也對被剪切的金屬絲施加方向相對的剪切力。當剪切其硬度接近刀刃112硬度的金屬絲時，不僅會使金屬絲變形並最終切斷，還可能使剪絲部110的金屬變形，如標記118處所示。此變形的部分118會在該處減弱刀刃112的銳度。降低剪絲部110的有效性。此外，某些變形的材料通常會沿另一剪絲部110的內表面114的方向橫移，延伸進入剪切平面117，如圖6所示。這種與各刀刃112相關的橫移材料此後便會摩擦相面對的剪絲部110的內表面114，加大了鉗口相互相對地在各個方向移動時必須克服的摩擦力量，從而會妨礙或阻止工具100的完全閉合。這一問題特別會給緊湊的多用途工具的用戶帶來麻煩，因為這類工具中的鉗口件必須完全閉合才能使此工具折合成緊湊單元。這樣，若是鉗口件不能恰當地開閉，這類工具的主要目的之一即緊湊性便徹底抑制。此外，在工具100折合與打開時，由於鉗口件102是藉助樞軸銷107相對於手柄件106轉動的，因而當用戶施加了過量的力試圖分開卡住的鉗口件102時，手柄就可能發生不希望有的折合現象。這樣，一旦變形3的鉗口件102閉合，再打開就幾乎不可能，這是因為此工具100的可摺疊構型不能將加到手柄106上的力完全傳遞給鉗口件102。
圖7、8、9與10示明具有依據本發明形成的剪絲部202的鉗口件200。特別參看圖7、8與9，兩鉗口件200可樞轉地圍繞樞軸205互連，所取的結構能裝附到一對如圖1中所示現有技術的工具中的手柄(未圖示出)之上。剪絲部202包括由內表面206和外表面208交會形成的刀刃204。鉗口件200的內表面206基本上相互平行。操作中，刀刃204以及它們的各自內表面206以類似剪刀的方式相互緊靠通過以形成剪切平面220。在刀刃204上鄰近樞軸線205，內與外表面206和208相交的部分處，形成有凹口210。圖中所示的凹口210是小半月形(即新月形)的，但也可以是半圓形、半橢圓形、V形的或任何其他適當形狀。
如圖10所示，凹口210的底面211相對於剪切平面220形成一角度α，這裡的α相對於剪切平面220小於90°。凹口210的底面211在一很大的區域上為金屬絲的表面提供了支承，使得兩凹口210的底面211作用在金屬絲的相面對的表面上，沿剪切平面將其剪開。此外，因為凹口210的底面211相對於剪切平面220成為銳角，這同具有垂直於剪切平面的底面的凹口進行純剪切作用的情形相比，使得按角α形成的刀刃222易於剪切入金屬絲中。在優選實施例中，角α相對於剪切平面約為83°。在另一些實施例中，角α可以為約83°～約89°。在又另一些實施例中，角α可以為約70°～約89°。但應認識到，更是角α顯著地小於90°，例如為60°時，所形成的刀刃將會過於銳利，使得在剪切硬絲時太易受損傷。
根據本發明的原理，在剪絲部202的內表面206上，與凹口210相鄰形成有凹槽212。當鉗口件200處於閉合位置時，這對鉗口件200上的凹槽212便在剪切部202的內表面206之間形成間隙214(參看圖10)。在剪切硬金屬絲時於凹口210上造成的任何變形(例如毛邊)，會突入到內表面206之間的間隙214中而不是磨擦或刮擦相鄰的內表面。這樣，鉗口件的操作(例如開與合)將不會因剪切硬金屬絲造成的毛邊而受損，這是因為不會如現有技術那樣由於內表面206間毛邊的磨擦或刮擦而增大磨擦力。此外，由於發展成的毛邊不會將鉗口件卡合或鎖定於閉合位置，用戶就不必為分開所卡合的鉗口而另外施加力於手柄。
如圖所示，凹槽212在平面上呈部分的橢圓形(半跑道形)，但應認識到凹槽212也可以形成為許多其他形狀。如圖9所示，各個凹槽從周圍的內表面206凹入一距離「A」。在優選實施例中，距離「A」約0.1mm，使得兩個凹槽在一起於內表面206之間形成約0.2mm的總間隙，運一總的間隙作為距離「D」清楚地示明於圖10中。還應注意到，上面述及的在凹口210中的成角度的刀刃222對於相面對的剪切面之間有凹槽或有間隙情形同樣有助於剪絲作業。特別是在凹槽212處設置了鈍的剪切面時則有可能造成不能將金屬絲完全剪斷，這是因為僅僅是與凹槽相鄰的部分才受到剪切而不能如彎角的刀刃222那樣，並且內表面206之間的間隙會在其間保留剩下未剪切到的部分。凹口210可相對於其周圍的金屬材料通過陽極氧化處理增硬，這樣能進一步減少毛邊的發生。
在與凹口210相鄰和鄰接處形成有凸起部或凸起226，它沿平行於剪切平面220的方向突出並位於比凹口210更遠離樞軸205處。凸出部226有助於導向定位金屬絲並且在剪切時將其保持在凹口210的區域。凸起部226能起到重要作用，這是因為它有助於將硬金屬絲保持於靠近鉗口200的樞軸205的凹口210的區域，該處所加的力大於遠離樞軸205的位置處(即由鉗口件200所施加的壓力與離樞軸205的距離成反比)。凸起部226也能阻止硬金屬絲在剪切中從凹口210處滑出，硬金屬絲有可能損傷相鄰剪切區，該剪切區帶有用來剪切較軟材料的鋒利的刀刃。這樣，對於凹口210業已通過陽極氧化或某些其他適當方式已局部增硬的情形，凸起部226就特別有用。
如圖10所示，凹口210的底面211最好在鉗口件200處於完全閉合位置時能相互完全地通過，以使得即使是直徑最小的金屬絲也能由相面對的底面211充分地接觸並切斷。凹口210所取的構型能使其相互完全地通過，對於剪切面被間隙成凹槽214分開的情形，如在本發明中那樣，也是有助於剪切的。
儘管鉗口件200上的凹座212提供了多個優點，但由剪切硬金屬絲所造成的某些變形可以大到仍會磨擦相對的內表面211並部分地卡合或卡住鉗口件200。這種卡合由於影響到手柄件106相對於各自的鉗口件102/200的可旋轉性而妨礙了可摺疊的多用途工具的打開。如圖11所示，為了改善這種問題，可讓鉗口件200的柄部230設有第一凸輪形表面232，並且手柄件106設有其形狀可與第一凸輪形表面232配合的第二凸輪形表面234。第一凸輪形表面232可取凹座或凹坑形式，而第二凸輪形表面234可以設置於接附到手柄件106上的片簧或其他偏動機構上。當鉗口件200折合入位於手柄件106上的槽內或從其中打開，鉗口件200便圍繞樞軸107相對於手柄件106轉動。為了防止在努力分開卡住的鉗口時，由於在手柄件106上施加了過量的力從而不經意地使手柄件106相對於鉗口件200轉動和折合，手柄件106上的第二凸輪形表面234抵靠並摩擦地固定於第一凸輪形表面232上，以制止手柄件106無意地轉動。凸輪形表面232、234所選的構型使得此手柄件除非用戶需要時(例如在此工具折合或打開之際)是不會相對於鉗口件轉動的。例如當第二凸輪形表面324設在偏動結構236上時，選擇偏動機構236的彈性，使之高到足以防止手柄件106相對於因刀刃變形而卡合的鉗口件200不經意地轉動，但是又不會高到不恰當地限制手柄件106的折合以將工具置入緊湊的構型中。
上面雖然參考優選實施例描述了本發明，但本領域的技術人員在不脫離本發明的範圍內是可以作出種種變型與改變的。尤其是有關所公開的鉗子鉗口、凹口與凹槽的構型方面。例如本發明的原理可以用於以其刀刃來剪切的鉗口件更硬的物體的任何類型的鉗口件上。因此應該清楚地認識到上述本發明的實施例並非用來限制本發明的範圍，該範圍僅由後附權利要求書所限定。
權利要求
1.一種手動剪絲工具，其包括一對相互連接並可圍繞樞軸線在開位置和閉位置之間相互相對地移動的鉗口件；在每個上述鉗口件上形成的剪絲部，每個剪絲部具有內表面與外表面，上述內表面確定出剪切平面，而上述外表面與上述內表面相交形成剪切刃，當上述鉗口件從上述開位置移動到上述閉位置時所述剪切刃在上述剪切平面中相互緊靠通過；以及，在至少一個上述剪絲部的上述內表面的一部分上形成的凹槽，當上述鉗口件處於該閉位置時所述凹槽於上述剪絲部的上述內表面之間形成間隙，使得上述剪切刃的任何變形可被所述間隙容納，並且使得儘管存在這種變形上述鉗口件也能自由地開和閉。
2.根據權利要求1所述的剪絲工具，其特徵在於，所述剪絲部的上述內表面之間的上述間隙大於0.1mm。
3.根據權利要求2所述的剪絲工具，其特徵在於，所述剪絲部的上述內表面之間的上述間隙約為0.2mm。
4.根據權利要求1所述的剪絲工具，其特徵在於，其還包括形成在每個所述剪切刃中的凹口，各所述凹口具有相對於所述剪切平面成小於90°角的底面。
5.根據權利要求4所述的剪絲工具，其特徵在於，所述凹槽相鄰上述凹口形成。
6.根據權利要求5所述的剪絲工具，其特徵在於，所述凹槽鄰接上述凹口形成。
7.根據權利要求4所述的剪絲工具，其特徵在於，各個凹口的所述底面相對於所述剪切平面成約83°的角。
8.根據權利要求4所述的剪絲工具，其特徵在於，各個凹口的所述底面相對於所述剪切平面成約83°～約89°的角。
9.根據權利要求4所述的剪絲工具，其特徵在於，所述凹口為新月形。
10.根據權利要求1所述的剪絲工具，其特徵在於，其還包括與各個剪切刃上的各個凹口鄰接的凸起部，此凸起部沿平行於所述剪切平面的方向突伸，其中所述凸起部有助於將金屬絲導引並保持於所述凹口之間。
11.根據權利要求1所述的剪絲工具，其特徵在於，所述凹口局部硬化。
12.根據權利要求1所述的剪絲工具，其特徵在於，其還包括接附於各個所述鉗口件上的手柄件，至少有一個手柄件容納另外的工具件。
13.根據權利要求11所述的剪絲工具，其特徵在於，當所述鉗口件不使用時所述手柄件可緊湊地折合以儲存上述鉗口件。
14.根據權利要求13所述的剪絲工具，其特徵在於，其還包括在各個所述鉗口件的柄部上的第一凸輪形表面和在各所述手柄件上的第二凸輪形表面，其中當上述鉗口件在使用中時上述第一凸輪形表面緊靠上述第二凸輪形表面，以防止所述手柄件相對於所述鉗口件無意地轉動。
15.根據權利要求14所述的剪絲工具，其特徵在於，其還包括接附於各個所述手柄件上的片簧，其中所述第二凸輪形表面形成於上述片簧上。
16.一種多用途工具，其包括一對相互連接並可圍繞樞軸線在開位置與閉位置之間相互相對地移動的鉗口件，各個鉗口件具有一柄部；一對接附於所述各鉗口件上的手柄件，所述鉗口件可樞轉地連接於所述手柄件上，以在該鉗口件不使用時使上述手柄件能緊湊地折合併存儲上述鉗口件；置納於至少一個所述手柄件內的多個另外的工具件；形成於所述各柄部上的第一凸輪形表面；以及，形成在每個所述手柄件上的第二凸輪形表面；其中當所述鉗口件在使用中時，上述第一凸輪形表面緊靠上述第二凸輪形表面，以防止上述手柄件相對於所述鉗口件無意地轉動。
17.根據權利要求16所述的多用途工具，其特徵在於，其還包括接附於各所述手柄件上的片簧，其中所述第二凸輪形表面形成於所述片簧之上。
全文摘要
一種手動剪絲工具包括一對互聯且圍繞樞軸在開與閉位置間相互相對移動的鉗口件。各鉗口件中形成有剪絲部，各剪絲部具有內、外表面，此內與外表面確定出剪切平面而各剪絲部的外表面與內表面相交形成刀刃，此刀刃在鉗口件從開位置到閉位置時於此剪切平面中相互緊靠地通過。各刀刃上形成有凹口，各凹口具有相對於剪切平面成小於90°的角的底面。在與凹口相鄰的至少一個剪絲部的內表面之上形成有凹槽，當鉗口件處於閉合位置時凹槽在凹口鄰近處的剪絲部的內表面間形成間隙，此剪絲部的內表面間的間隙最好大於0.1mm。剪絲部還可包括在各刀刃上與各凹口毗連的凸起部，其沿平行於剪切平面的方向凸出，有助於在剪切時導引並將絲保持於凹口之間。還公開了多用途工具，它的手柄結構中置納另外的工具件。此工具可以包括在各鉗口件的柄部上的第一凸輪形表面和在各手柄件上的第二凸輪形表面，其中當鉗口件處於使用中時第一凸輪形表面抵靠第二凸輪形表面，用以防止此手柄件無意地相對於所述鉗口件轉動。
文檔編號B23D29/02GK1426344SQ01802079
公開日2003年6月25日 申請日期2001年5月15日 優先權日2000年5月16日
發明者C·S·老埃爾澤納 申請人:維多利諾克斯公開股份有限公司