工具的制作方法

本发明涉及工具，更具体地说，是涉及手工挖掘、压实、切割、挖掘和类似操作中使用的工具。

背景技术：

工人和其他承包商在工地流转时经常随身携带一套工具，以完成一系列任务。这些工具占用空间，价格昂贵，而且通常笨重、庞大，但这对就地完成工程至关重要。尽管工人和承包商通常被雇佣来执行特定类型的工作，但仍需要携带执行任务(如地基工程、围墙、园艺、道路施工、铁路运营或其他此类专门工作)所需的一系列工具。

此外，用卡车和大蓬货车运输工具通常要求承包商对其车辆进行改装，以为保持和运输工具提供一个有组织的空间，这样工具不会被损坏或在车内发生相对移动。发现特定工具丢失或损坏可能会妨碍承包商完成任务的能力，并导致作业损失。

因此，需要一种易于运输并且适合在特定领域内的多种用途的工具。

技术实现要素：

因此，本发明提供了一种工具，该工具包括手柄，手柄包括具有第一端和第二端的延长部分，以及可拆卸地附接到手柄上的器具，器具包括位于第一端的延长部分和位于第二端的工具部分，其中，手柄和工具中的一个在其第一端具有凸形部分和螺纹部分，所述凸形部分包括从延长部分延伸并止于肩部的缩径锥体，所述螺纹部分从肩部延伸，其横截面积小于肩部的横截面积，手柄和器具中的另一个在其第一端具有凹形部分，所述凹形部分包括从第一端向内延伸的缩径锥体、从锥体延伸的肩部以及从肩部进一步向内延伸的螺纹部分。

这样，就产生了几个显著的好处。手柄上可以安装各种器具，所以需要将工具从车辆运到工作地点(可能很远)的工人不需要携带这么多重的工具。工具本身可分为若干零件，以进行储存或运输，这意味着较长的工具可以装在标准快递尺寸的包裹中，这样就大大降低了运输费用。目前，较长的工具(超过5英尺或1.5米)通常需要用货盘运输，成本要高得多。如果工具的一个部件损坏或失效，可以很容易地更换，而不(需要)更换另一个部件；这当然会引发持续的更新周期，因为每个部件都可能需要不时地更换。

以往已经提出了由两部分组成的工具，但是成功的实现通常仅限于轻松的任务，例如耙或刷。需要较大力量的工作，如挖掘、破坏混凝土、切根、松开土石等，通常会压垮连接处，导致连接处失效。然而，在结构中提供肩部以及锥体可确保足够的结构强度；锥体承载挖掘或类似工作产生的非轴向载荷，而肩部吸收轴向载荷，包括冲击载荷，从而防止螺纹剥离和锥体变形或断裂。这种类型的冲击载荷在挖掘作业中很常见，例如，可能需要将工具夯入压实的泥土中才能将其破碎。

手柄可包括凹形部分，器具可包括凸形部分，反之亦然。

凸形部分还可包括从锥体向第二端延伸的第二螺纹部分。第二螺纹部分的横截面积可以小于锥体的最大横截面积，并可包括用于配合第二螺纹部分的紧固件，如螺母。这可以被拧紧抵住凹形部分的末端，以提供额外的支撑。第二螺纹部分可以(若需要)是与第一螺纹部分相反方向的螺纹。

考虑到螺纹部分的外部通风，凹形部分可以包括螺纹部分和工具的外表面之间的孔。这将允许流体(如水)从凹形部分的内部流出，防止液压损坏，并有助于清洁螺纹等。

器具可以是刀片、叉子、锤子、凿子、夯具、挖洞具、浮标(dobber)、掘凿器、钻头、螺旋钻、撞槌、拉具、鹤嘴锄、槌子、铲子或任何其他形式的器具。

该工具可以由任何一种金属合金、聚合物、木材或复合材料制造。手柄可以由与器具相同的材料或不同的材料制成。

本发明还涉及一种用于工具的零件套件，包括手柄和器具，其中，手柄和器具中的一个在第一端具有凸形部分和螺纹部分，所述凸形部分包括从延长部分延伸并止于肩部的缩径锥体，所述螺纹部分从肩部延伸，其横截面积比肩部的横截面积小，手柄和器具中的另一个在第一端具有凹形部分，所述凹形部分包括从第一端向内延伸的缩径锥体、从锥体延伸的肩部和从肩部进一步向内延伸的螺纹部分，其中，手柄和器具部分设置成可通过凸部和凹部的配合而彼此可拆卸地连接。

此外，本发明提供了一种工具器具，其包括位于第一端的延长部分和位于第二端的工具部分，其中，延长部分包括止于肩部的缩径锥体，和从肩部延伸并且其横截面积小于肩部横截面积的螺纹部分。

本发明还提供了一种工具手柄，该工具手柄包括延长部分和螺纹部分，延长部分在第一端处有止于肩部的缩径锥体，螺纹部分从肩部延伸，其横截面积小于肩部的横截面积。

工具器具或手柄的缩径锥体、肩部和螺纹部分可以位于延长部分的外表面上，也可以位于在延长部分内部延伸的孔的内表面上。孔可在延长部分内同轴延伸。

附图说明

现在将参考附图通过示例的方式描述本发明的实施例，有关附图如下：

图1是根据本发明第一实施例的组合件的示意图；

图2是本发明的器具的第一实施例的透视图；

图3是本发明的器具的第二实施例的透视图；

图4是根据本发明第二实施例的组合件的示意图；

图5a是本发明的轴的第一实施例示意图；

图5b是本发明的轴的第一实施例截面图；

图6a是本发明的轴的第二实施例示意图；

图6b是本发明的轴的第二实施例截面图；

图7a是本发明的轴的第三实施例示意图；

图7b是本发明的轴的第三实施例截面图；

图8是根据本发明第一批器具的透视图；

图9是根据本发明第二批器具的透视图；

图10是根据本发明第三实施例的组合件意图；而且

图11是根据本发明第四实施例的组合件的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种工具，包括在单个工具套件中具有可换头的轴。因此，提供所需的一系列工具，并且都是以有组织且方便的物理格式提供的。不需要重复的轴(除非出于冗余目的)，这样可以减轻整体重量。

图1显示了根据第一实施例的工具10。工具10包括器具20和轴80。

在本实施例中，器具20有延长部分30，该延长部分有圆柱形的外部轮廓和基本恒定的横截面积。锥体40从延长部分30向器具20的第一端的末端纵向延伸。锥体40的横截面积减小并止于肩部50。肩部50提供了垂直于延长部分30的纵轴的面。肩部50在延长部分的纵轴方向上有个高度。螺纹部分60从肩部50延伸并远离延长部分30。在本实施例中，螺纹部分60的横截面积小于或等于器具20在肩部50处的横截面积。在另外的实施例中，螺纹部分60的横截面积等于器具20在肩部50处的横截面积。

器具20包括工具部分70。图1所示的工具部分70是用于切割和/或挖掘的刀片。工具部分70的刀片可以是任何已知形状的刀片，包括圆形或方形的刀片。

轴80包括延长部分90，该延长部分90有圆柱形的外部轮廓和基本恒定的横截面积。延长部分90包含腔体140，腔体140包含从第一端向内延伸的锥体100。随着延长部分90向内延伸，锥体100减小了其腔体140的横截面积。锥体100止于肩部110，肩部110进一步减小了腔体140的横截面积。肩部110提供了垂直于延长部分90的纵轴的面。肩部110在延长部分90的纵轴方向上有个高度。腔体140的表面从肩部110进一步向内延伸，包括螺纹部分120。

在本实施例中，在内部延伸超过肩部110的表面的腔体140的整个表面包括螺纹部分120。在另外的实施例中，在内部延伸超过肩部110的表面的腔体140表面的一部分具有任何合适的表面光洁度。

腔体140通过一可选特征—孔130与周围空气通风。孔130位于延长部分90的侧壁中。这种设置可使空气循环，因此腔体140(通常包括环境空气)内不会形成压力或吸力。孔130可使异物(如形成的灰尘和流体或冷凝物)从腔体140排出。

延长部分90具有与器具20的锥体40、肩部50和螺纹部分60配合的内部几何形状，形成凸形部分。因此，在本实施例中，轴80包括凹形部分。每个锥体40、100在纵向上延伸大致相等的距离，使得延长部分90朝向延长部分30延伸。在一优选实施例中，延长部分90覆盖锥体40。在另外的实施例中，延长部分90延伸到锥体40之外，以覆盖延长部分30的一部分。因此，延长部分90的外部横截面积大于延长部分30的外部横截面积。

在另一优选实施例中，延长部分90延伸到锥体40上，使得锥体40的与延长部分30相邻的部分露出。

当器具20和轴80组合时，器具20通过与螺纹部分120配合的螺纹部分60可拆卸地附接到轴80。螺纹部分60、120相对彼此旋转，使得器具20的螺纹部分60纵向移动到腔体140中，直到肩部50邻接肩部110。

肩部50、110的邻接提供了一个表面，通过该表面，使用中对工具10产生的冲击力可以发挥作用。这防止了螺纹部分60、120的损坏，并防止了螺纹的剪切或剥离。手柄的锥体40的表面与锥体100的表面配合，进一步增强了支撑效果。

通过使用中工具部分160的冲击产生的定向力作用在沿力的方向横向设置的肩部50、110的表面上，防止螺纹的剪切或剥离。因此，将防止压缩力迫使器具手柄20进一步进入腔体140。因此，螺纹部分60、120的强度通常被认为足以在使用中彼此保持器具20和轴80。然而，在标准螺纹被认为不足以抵抗这种力的情况下，螺纹部分60、120可包括提供垂直于螺旋轴的承载螺纹面的方形螺纹、锯齿螺纹或其他此类设置，以提供进一步的剪切强度。

肩部50、110分别设置有垂直于延长部分30、90的纵轴的表面，它们的配合也防止了湿气、污物和其它异物的进入，从而进一步保护了螺纹60、120和腔体140。孔130可用作向螺纹60、120涂抹机油或润滑脂的端口，以调节所述螺纹或确保器具20相对于轴80的自由移动，反之亦然。

提供手柄180以供用户在使用中握持。在本实施例中，手柄180具有圆柱形的外部轮廓，并且具有基本恒定的横截面积。然而，在另外的实施例中，手柄180具有符合人体工程学的形状的外形，或者在手柄的一部分上具有符合人体工程学的外形。

第二腔体150设置在轴80中，从与第一腔体相反的第二端向内延伸，用于接收手柄180的一部分。第二腔体150的宽度和深度的尺寸设置为接收手柄180的端部。手柄180可以具有任何合适的外部横截面积。手柄180的长度最好是5英制英尺或更短的长度。手柄180可以由木材、玻璃纤维或任何其它合适的材料制成。在本实施例中，通过将粘合剂涂抹在第二腔体150的表面或手柄180的一部分上，将手柄180保持在第二腔体150内。

在另一个优选实施例中，在轴80和手柄180的部分上加盖子，随后进行热收缩处理。由此产生的套筒使手柄180相对于轴80保持。当轴和/或手柄由导电材料组成时，所述套筒还可以在握持部分中为使用者提供绝缘。当在带电电缆或电气系统和/或电气用具附近使用根据本发明的工具时，这是特别有利的。

图2进一步详细显示了图1所示的器具20的实施例。在该优选实施例中，延长部分30具有约25mm的外径。锥体40是起皱的，以提供与锥体100表面的摩擦配合。肩部50的最大横截面积的直径为18mm，并且肩部50具有沿延长部分30的纵轴方向延伸的2mm的高度。

螺纹部分60设有16mm直径的螺纹，或iso标准m16公制螺纹。将相应调整器具80螺纹部分120的尺寸，以与螺纹部分60配合，也将相应调整肩部110的尺寸，以与肩部50配合。

图3显示了器具20的第二实施例，该器具20还包括第二螺纹部分160。第二螺纹部分160从延长部分30延伸到变截面40。在优选实施例中，延长部分30具有25mm的外径。第二螺纹部分160具有24.6mm的外径，是iso标准的m25螺纹。具有最大横截面积的变截面40的直径为25mm。肩部50的外径为18mm，对应于变截面40的最小横截面积。肩部50具有2mm的高度，从变截面40向螺纹部分60延伸，随后向器具20的第一端的末端延伸。螺纹部分60是iso标准的m16螺纹。

图4显示了与轴80的第二实施例组合在一起的器具20的第二实施例。手柄80的第二实施例用与手柄80和器具20的第一实施例相同的方式设置，以与器具20的第二实施例配合。当轴80旋转时，延长部分30的螺纹部分60与螺纹部分120接合，使得轴80的延长部分120相对于器具80的螺纹部分60纵向移动，直到肩部110邻接肩部50。锥体40用于插入锥体100直到使肩部50与肩部110邻接，延长部分90覆盖锥体40的全部或基本上全部。

当器具20与轴80接合时，器具20的第二螺纹部分160保持在延长部分30的外部并与之相邻。提供螺母170形式的紧固件以与第二螺纹部分70配合。螺母170用于紧固凹形部分的末端，以提供额外的支撑。在优选实施例中，第二螺纹部分160是与螺纹部分60方向相反的螺纹。

图5a显示了图1和图4所示轴80的实施例的示意图。轴80显示为在其长度上具有基本恒定的外径。图5b以优选实施例的尺寸显示了轴80的第一实施例的截面图。轴80的延长部分90纵向延伸300mm，并且具有38mm的外径。在第一端，腔体140包括直径为26mm的锥体100。延长部分90的壁厚为6mm，总直径为38mm。

腔体140延伸到延长部分90，形成外套件。当锥体100延伸到延长部分90时，腔体140的直径在30mm的纵向距离上在靠近肩部110处减小到16mm。腔体140的剩余表面由从肩部110延伸100mm长度的m16iso螺纹限定。孔130将延长部分90的外表面连接到腔体140的第二端附近的腔体140。

在器具80的第二端，第二腔体150向第一端延伸150mm，并且具有33mm的恒定内径。

图6a是轴80第二实施例的示意图，其中延长部分显示为在其长度上具有基本恒定的外径38mm。

图6b是图6a的实施例的剖视图，其中延长部分90显示为具有与前面附图中所示的实施例相比较短的腔体140，并且因此具有与图5中所示的第一实施例相比较长的第二腔体150。

轴80的延长部分90在纵向上具有300mm的长度和38mm的外径。在第一端，锥体100具有26mm的直径，延长部分具有6mm的壁厚。腔体140延伸到延长部分90，形成外套件。锥体100的直径在30mm的纵向距离上在靠近肩部110处缩小到18mm。腔体140的其余表面由m16iso螺纹限定，该螺纹从2mm的肩部延伸，并从肩部110向内延伸40mm的长度。

在轴80的第二端，第二腔体150向第一端延伸，其第一内径为33mm。第二腔体150包括距第二端150mm的肩部，并且以23mm内径进一步向第一端延伸60mm。第二腔体止于以钝角设置的凹面。第二腔体150的总长度为210mm，从第二端向内延伸。

图7a和7b显示了轴的第三实施例，其中轴包括手柄190。图7a显示了延长部分240外表面的示意图。手柄190延长部分240有基本恒定的外横截面积和38mm的外径。

图7b显示了第三实施例的轴的截面图，该轴包括如图7a所示的手柄190。这样就不需要单独的手柄了；因此，轴的第三实施例的特征被相应地修改。在所示的实施例中，手柄190由钢或铝制成。手柄190的材质要根据强度、重量等因素来选择。

延长部分240纵向延伸至1400mm，并且具有从第一端向内延伸80mm的腔体140。在第一端，锥体230具有26mm的直径，延长部分240具有6mm的壁厚。腔体200延伸到延长部分240，形成外套件。锥体230在30mm的纵向距离上在靠近肩部220处的直径减小到18mm。腔体200由从2mm肩部延伸的m16iso螺纹限定，长度为50mm。

图8显示了一系列器具20，每个器具都有不同的工具部分70。所示的器具20适用于本发明的所有实施例。

在根据本发明的示例工具套件中，提供了羊脚压实机250、半月形压实机260、切根机270、圆形浮标(dobber)280、用于柏油路面加工的方形压实机290、半圆形压实机300、尖头混凝土冷凿或支撑(bolster)310、扁平混凝土凿或支撑(bolster)320、圆形压实机330以及用于挖掘工具、叉子或其它可附接到手柄上以进行撞击作业的器具的坯端340。

图9显示了从相反侧面描绘的图8中的工具。

图10显示了本发明的第三实施例，其中轴和器具的内部设置已调换。因此，工具350包括器具360，器具360具有外横截面积基本恒定的延长部分370。延长部分370具有从第一端向内延伸的锥体380形成的腔体420。位于锥体最窄点的肩部390进一步缩小了腔体420的局部内横截面积。肩部390提供垂直于延长部分370乃至器具360的纵轴的侧面。腔体420继续从肩部390向器具360的第二端延伸预定距离。腔体420其余部分的内表面包括螺纹部分400。

器具360在第二端具有工具部分440。所述工具部分440在本实施例中显示为用于切割或挖掘的刀片，但是可以采用如图8和图9所示的任何工具的形式，或者实际上可以采用任何其它已知工具的形式。

在本实施例中，腔体420通过孔410通到器具360外部。孔410存在于实施例中，在这些实施例中，在螺纹部分400的螺纹上涂润滑剂可能是有利的，以防止腐蚀或其它劣化，这些腐蚀或劣化可能导致难以接上或拆下螺纹部件。因此，孔410可用作油或其它润滑剂的输入端口，以帮助对工具350进行拆卸。

肩部320和肩部400的接合提供了防止湿气和污垢进入的屏障。然而，在预计有湿气、污垢或流体进入腔体420的地方可能存在孔410以从其中移除或排出异物。

在第三实施例中，轴450包括手柄，手柄可以在没有中间部件的情况下固定到器具360上。轴450或手柄具有延长部分460，延长部分460形成在使用中用于抓握的手柄。在相邻的延长部分460处，缩径锥体470向第一端延伸，止于肩部480。肩部480提供了垂直于轴450的纵轴的表面。螺纹部分490的横截面积基本恒定，小于肩部480的横截面积，从肩部480延伸至轴450的第一端。

当轴450与器具360组合时，轴450形成凸形部分。锥体470、肩部480和螺纹部分490的外部尺寸的选择应确保当轴作为凹部与器具360接合时，锥体380、肩部390和螺纹部分400的内表面接合。器具260的延长部分370的外横截面积基本上恒定，并且大于延长部分460的外横截面积。

轴450和器具360通过接合螺纹部分400、490组合成工具350。含螺纹部分400的器具370的第一端插入腔体370中。一旦螺纹部分400、490接合，轴450或器具360中的一个相对于另一个旋转，直到肩部390、480的相应侧面变得接近且锥体380和470的表面变得平行。

根据本文所述工具的先前实施例，本实施例可以形成零件套件的基础，其中根据如图8和图9中限定的任何一个或多个工具提供一系列器具360，用于附连到具有单一长度或不同长度的一个或多个轴450。轴450可在现场与器具360组合成工具350，一旦工作完成就可拆卸和存储起来。

图11的工具350与图10所示的工具350基本相同。然而，器具360还包括设置在腔体420和器具360第二端之间的第二腔体430。为了便于操作而需要更轻的根据本发明的工具中可以存在有包括可选第二腔体430的器具360的第二实施例。

当然，应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例进行许多变型。