具有背锁机构的折叠工具的制作方法

专利名称：具有背锁机构的折叠工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及结合有折叠器具的刀子及其他工具，并且更具体地涉 及一种刀刃或器具锁定机构，其用在便于将器具安全锁定在打开或展 开位置的这种工具中。
背景技术：
折叠刀子具有一个或多个刀刃，所述刀刃在附于手柄的轴上枢转， 从而在收起位置时刀刃被收起，其中刀刃的切割部安全地保留在手柄 的内部。在展开位置时，刀刃从手柄展开，以备使用。为了增强折叠 刀的安全性，许多折叠刀结合了一种类型或其它类型的锁定机构。当 刀刃枢转至打开位置时，其枢转运动停止，而诸如横向刀刃停止销之 类的阻挡(blocking)机构容置在手柄中。常常包括一种锁定机构，其 可以防止刀刃从打开位置无意地枢转回闭合位置。
存在多种类型的锁定机构。 一种普通的类型就是"衬锁"(liner lock)。这种机构依靠一种形成为手柄衬垫的一部分的弹性杆。当刀刃 枢转至打开或展开位置时，弹性杆接合刀刃上配合形成的肩部，并由 此将刀刃锁定在打开位置。
其它典型的锁定机构是诸如美国专利No.5,822,866中描述的横销 (cross-bolt)机构。如专利No.5,822，866所详细描述的，其描述了一种 自动打开的刀子，横销机构包括锁定本体，该锁定本体具有柱锥形的 侧壁部。当刀刃展开至打开位置时，锁定本体的锥形侧壁部由压縮弹 簧驱动至锁定位置，在该锁定位置中，锁定本体楔入刀刃上的接合面 和手柄中的钻孔之间以将刀刃锁定在打开位置。
还有另一种普通类型的锁定机构称为"背锁"机构。虽然存在背 锁结构的多种结构上的改型，然而在大多数背锁机构中，保留在上侧 或其凸起处的手柄之间的闩柱在枢轴销上枢转，所述枢轴销延伸穿过 闩柱并具有连接至手柄半部的相对端。当刀刃或其他器件在展开位置 时，(在手柄半部之间的)安装在手柄后部的弹簧将朝向上方的压力 作用于枢轴后部的闩柱，驱动闩柱的前端(即，在枢轴销与弹簧的相 对侧上的闩柱的端部)与刀刃锁定接合。闩柱的前端典型地包括齿， 所述齿接合刀刃柄脚中的凹口。通过克服弹簧力而向下推动手柄中凹 口处的闩柱的后端来解锁刀刃，从而导致闩柱前端上的齿向上枢转并 使刀刃柄脚脱离。
所谓的"背锁"机构可用于多种刀子中。然而，弹簧机构随时间 而易于断裂或被损坏。例如，许多背锁刀子使用巻簧将压力施加于背 锁杆。这些弹簧相当有规律地出现失效。因此存在对用于折叠手持工 具的改进的锁定机构的需求，特别是改进的背锁机构。

发明内容
本发明涉及一种手持工具(典型地具体实现为刀子)，所述手持 工具组合一种改进的背锁类型的锁定机构，所述锁定机构用于将诸如
刀刃之类的器件安全地锁定在打开位置，并且用于解开锁定以允许器 件折叠回闭合位置。


当结合附图通过参考本发明以下详细的描述，本发明将更易于理 解并且其许多目的和优点将更加清楚。
图l是作为手持工具类型的示例的刀子的立体图，所述手持工具结 合有根据本发明的背锁机构。图1中，刀子刀刃在打开或展开位置。
图2是图1示出的刀子的分解立体图，其示出了组成构件。
图3是示出了图1示出的刀子的侧视图。
图4是与图3的视图相同的侧视图，不同之处在于手柄和刀子手柄近侧的衬垫被去除以暴露刀子的内部。
图5是图4所示刀子的侧视图，其示出了背锁机构的释放操作，所 述背锁机构使刀刃向闭合位置旋转。
图6是类似于图5的另一侧视图，示出了刀刃进一步向闭合位置旋转。
图7是类似于图5和图6的又一侧视图，示出了刀刃在完全闭合位置。
图8是图1示出的刀子的前视图。
图9是刀子的可选实施方式的立体图，所述刀子结合了根据本发明 的背锁机构。
图10是图9示出的刀子的立体分解图。
具体实施例方式
图1至图8中示出了结合有根据示例的本发明的锁定机构的手持工 具10的优选实施方式。可选实施方式在图9和图10中示出。尽管本发明 就其实施方式、特别是工具类型一刀子进行了描述，然而可以理解的 是，对刀子的参考是示例目的的，以便对本发明进行描述。本领域普 通的技术人员应当理解在此描述的本发明并不限于刀子，而是可以扩 展至具有所述特性的任意手持工具。
现在具体参考图1和图2，刀子10包括手柄12，所述手柄12包括第 一手柄半部14和第二手柄半部16。图中示出的刀子10是传统的折叠刀， 其具有单个切割刀刃18，所述切割刀刃18在两个半部之间可枢转地连 接在枢转轴(大致以20示出的)。拇指钮22附连至刀刃18，拇指钮22 可以帮助使用者打开刀刃。任选的保持夹(retaining clip) 24通过一对 螺钉28附连至手柄12的粗端26，所述螺钉28如图2所示完全延伸穿过第 一手柄半部并延伸至第二手柄半部中。。第一衬垫30紧靠近第一手柄 半部14设置，而第二衬垫32紧靠近第二手柄半部16设置。如图1所示， 成对的手柄半部和相关的衬垫30—起被保持在已组装的刀子中。具体 而言，组合的第一手柄半部14和第一衬垫30被保持为平行于组合的第
二手柄半部16和第二衬垫32的方向并通过隔片34而间隔开，以在两个 手柄半部之间限定刀刃接收凹槽。
利用在手柄周围间隔的螺钉，刀子10和枢转轴的部件保持在一起。 具体而言，后部螺钉36分别延伸穿过第一手柄半部14、第一衬垫30、 隔片34、第二衬垫32和第二手柄半部14中对齐的孔38、 40、 42、 44、 46，并旋入螺母48。枢转轴20包括相对的螺钉50和52，其延伸穿过手 柄半部(56和60)以及第一衬垫和第二衬垫(58和62)中对齐的孔并 旋入螺纹套筒54的相对端，其中所述螺纹套筒54容纳在刀刃18的枢转 孔64中。螺纹套筒54中部的直径较大，在此处套筒安装在枢转孔64中； 套筒54在较大直径部的任一侧上的相对两端延伸穿过相应的衬垫并延 伸至相应的手柄半部中。
手柄的两个半部14和16、以及第一和第二衬垫30和32具有形成在 上边缘中的拇指凹口68。当对刀子进行组装时，各个部分上的拇指凹 口如图l所示对齐。
刀刃18由工作部66和柄脚部69限定。工作部大致是刀刃的前部(当 刀刃在打开位置时，刀刃的前部暴露出)并包括锋利的切割边缘67。 刀刃的柄脚部69是保留在手柄半部之间的后部。在此使用的相对的方 向性术语基于手柄12的后部或粗端26以及相对端或前端。"上部"或 "顶部"指的是朝向包括拇指凹口68的手柄12的顶部的方向，而"下 部"或"底部"指的是朝向手柄12的相对两端的方向。
特别参考图2，每个衬垫30和32是相同的并包括在衬垫上边缘附近 切入衬垫的狭长槽70。槽70在衬垫的后部附近开始，沿向前方向延伸 并在拐角72处向上转弯，穿过衬垫的上边缘，从而使槽呈大致L形的完 整构造。衬垫优选地由诸如钛或回火钢之类的弹性金属制造。因为衬 垫是弹性的，因此槽70限定弹簧臂74和76 (弹簧臂74是在第一衬垫30 中的弹簧臂，而弹簧臂76是限定在第二衬垫32中的弹簧臂)。当槽70
切入衬垫时，弹簧臂的前端78略微向上偏转，从而在正常静止位置中 的弹簧臂的前端与衬垫的主部分分离开。使用这种结构，从而可以使 弹簧臂不断地将偏压力施加于背锁机构，如下文详细描述的。弹簧臂 的前端可以朝着手柄之间的刀刃接收凹槽向下运动，但是需要克服朝
向上方的臂的弹簧力。孔80形成在弹簧臂74的前端78中，而孔82形成 在弹簧臂76的前端78中。孔80和82在已组装的刀子中对齐。同样，所 对齐的孔84和86分别形成在衬垫30和32中，就在弹簧臂74和76终止的 位置的紧邻前方。
背锁机构90由背锁杆92限定，所述背锁杆92通过枢轴销94可枢转 地安装在衬垫30和32之间，所述枢轴销94延伸穿过杆中的枢转孔96并 具有分别接收在衬垫30和32中的孔84和86中的相对端部。弹簧销98具 有接收在孔80和82中的相对端部，并跨越在两个衬垫之间。背锁杆92 的上部边缘98有突出物(knurled)。杆92的下部边缘包括位于杆的前 端处的大致向下延伸的齿IOO、位于齿100的紧临后方的凹口102、以及 枢轴销94之后的鞍状物104。齿100的前端面由附图标记101标识，而最 下端面由103标识(可参见图4)。齿的背端面由标记105标识。
当弹簧销98插入弹簧臂74和76中的相关孔78时，弹簧臂74和76在 刀子组装的过程中受到压縮。弹簧销98置于鞍状物104中，从而在已组 装的刀子中，销抵靠鞍状物中杆的下侧而放置。因为弹簧销98设置于 枢轴销96的后部，又因为当进行组装时弹簧臂被压縮，因此弹簧销98 不断将偏压力施加于杆92。
由此，当对刀子进行组装时，弹簧臂通过弹簧销98而预加载有弹 簧力。结果使弹簧臂通过弹簧销98对杆92、枢轴销94的后部施加向上 定向的压力。因为弹簧销98设置在枢轴销94的后部，因此杆的前端通 常被向下驱动。
刀刃18的柄脚部69包括凹口110，所述凹口110由基本竖直的前壁
部112和基本竖直的后壁部114所限定。凹口110配合地形成一定的形状
以接收齿100。凹口110基本设置在枢转孔64上方。柄脚69上的壁部114 的后部是肩部116和基本弓形的背面118，所述背面118终止于肩部120。 肩部120的前部是用作刀刃保留面的平坦部122。
现参考图3，如前述可以看出，在静止位置弹簧臂74的前端78 (以 及弹簧臂76的前端78)在拇指凹口68处相对于手柄半部14的上边缘通 常向上偏离。由此，当对刀子进行组装时，并且特别是当背锁机构90 被组装在衬垫30和32之间时，通过销留置于鞍状物的位置，弹簧销98 对杆92的下侧施加压力。
图4中，为了示出背锁机构卯的锁定动作而去掉了靠近一侧的手柄 半部14和第一衬垫30。反复强调的是，弹簧臂74和76始终对背锁机构 90的杆92施加作用力。这种恒力通过弹簧销98而作用于枢轴销96的后 部位置处的杆92。图4中该恒力以箭头A示出。可以理解的是，在枢轴 销96的前部，杆92上的作用力是向下的，如通过箭头B示出的。当刀刃 18在完全打开的位置，齿100被向下驱动(箭头B)并且齿接合刀刃18 的柄脚69中的凹口110。锁定的打开位置是，当在该位置中时，齿IOO 接合凹口110并将刀刃锁定成是打开的。杆92的前端面101在锁定位置 中抵接凹口110的前壁部112，同样，背锁杆92不仅仅用作锁，而且还 可以用作刀刃停止件，其止挡刀刃18沿打开方向的旋转。在锁定位置 中，齿100的后端面105抵接凹口110的后竖直壁部114。因为由弹簧臂 74和76而施加于杆92的恒力，齿100保持在锁定位置并且刀刃被固定， 直到有意解锁。
锁定位置的解锁在图5中示出。在该附图中，向下的压力在枢轴销 96的后部、沿箭头A的方向作用于杆92。这是可由使用者在拇指凹口68 对杆92的按压而产生的压力。如上文详细描述的，因为杆92被弹簧臂 74和76向上驱动，因此作用于杆的向下压力的大小必须足够以克服正 常向上的偏压力。 一旦克服了正常的作用力时，杆92的后端就向下(箭
头A)枢转，而前端向上(箭头B)枢转。当上述情形出现时，齿100
从凹口110脱离，释放刀刃18，从而可以旋转刀刃(箭头C)。当刀刃 18从打开位置旋转至闭合位置时，齿100的下端面103被按压到肩部116 上并置于肩部116之上。由于作用于杆92的正常的偏压力，始终存在通 过齿100而施加于刀刃柄脚上的压力。当刀刃继续其旋转时，齿100压 在柄脚69的弓形后端面118之上。由杆100施加于刀刃的压力易于使刀 刃对抗旋转，由此将刀刃的旋转控制至闭合位置。 一旦齿100压在肩部 120上(图6)，则刀刃通过由齿100施加于柄脚69的平坦部122的压力 而被推入闭合位置。从而将刀刃拉入图7示出的闭合位置。在所述位置 时，齿100的下端面110被按压到刀刃18的平坦部122，由此在由齿施加 于刀刃的弹簧压力的作用下将刀刃可靠地保持为是闭合的。
通过抓握刀刃的暴露部并旋转刀刃，刀刃18从闭合位置向打开位 置旋转。当刀刃旋转时，杆92的齿100压在柄脚69上，由此，杆克服由 弹簧臂74和76通过弹簧销98施加于杆的偏压力而偏离。当刀刃18旋转 至完全打开位置时，再次在由弹簧臂施加于杆92的作用力下将齿100驱 动至凹口110中。当齿100被收入凹口110时，刀刃8锁定在打开位置， 而不能沿任一方向旋转。
可以理解的是，通过将弹簧臂形成于刀子的手柄中，可以在刀子 中结合根据本发明的背锁机构，从而省去衬垫30和32。示出所述实施 方式的另一种可选方式在图9和图10中示出。在此，刀子150包括第一 手柄半部152和第二手柄半部154，通过设置在手柄半部之间的刀子的 粗头(butt)端的隔片156并且通过在刀子前端的刀刃158，所述半部保 持在间隔开的方向上。刀刃158包括拇指钮160，并且刀刃通过相对的 螺钉164和166枢转地连接至具有枢转轴162的手柄半部，所述螺钉164 和166旋入带螺纹的套筒168，如上所述，参考图1至图8的刀子。
图9和图10示出的刀子的手柄半部由弹性材料制成，因为作用于背 锁机构的弹簧臂通过手柄材料限定。通过与上文所述槽70如上所述切
入衬垫30和32相同的方式，各手柄半部152和154具有的狭槽170切入手 柄，以限定弹簧臂172和174。弹簧臂的上边缘在弹簧臂的前端包括拇 指凹口176和？L178。当切割时弹簧臂向上偏离，从而如上文详细描述 的，弹簧臂总是将压力施加于已组装刀子中的背锁机构。
背锁机构180和上述机构90相同，并包括背锁杆182，所述背锁杆 在手柄半部152和154之间与延伸穿过杆中的孔186的枢轴销184枢转连 接，并具有分别接收在手柄半部152和154的孔188和190中的相对端部。 弹簧销192具有接收在孔178中的相对端部，并置于杆182下部的鞍状物 194中。杆182以与杆92相同方式被构造，并由此包括锁定齿196。齿196 其他的结构特征以与上文标注的相同附图标记标识。刀刃158的柄脚 198同样以与图1至图8的刀刃18的柄脚69相同地构建，并以相同附图标 记标识。
可以理解的是，图9和图10的背锁机构180以与上述背锁机构90相 同的方式操作。可以进一步理解的是，鉴于图9和图10的实施方式，在 此使用的词语"手柄"不仅仅表示手柄侧壁(如152和154)，还表示 手柄侧壁和衬垫的组合，如图1至8所示。
不脱离本发明在此描述的范围和本质可以进行多种设计修改。作 为第一实例，弹簧销98将作用力施加于(在鞍状物104中的)杆92下侧 的方式可以通过在杆中形成弹簧销延伸穿过的孔进行修改。在这种情 况下的孔的尺寸需要略大于弹簧销的直径，以便于给杆一定的浮动量 或空间，以实现在杆围绕销96枢转时相对于弹簧销98的运动。这样可 以使杆围绕销96完全枢转并可以操作锁定机构。
作为结构改型的第二实例，可以改变分离弹簧销98和枢轴销96的 线性距离以改变施加于枢转杆92的作用力。通过增大穿过销96和98之 间轴线的距离，枢转杆92所需要的作用力增大。相反，通过将销移动 得更靠近地在一起，起动杆所必需的作用力减小。由弹簧臂74和76施
加的弹簧力的大小同样可以通过改变用于制成弹簧臂的材料的物理性 质而改变。例如，弹簧臂的相对"强度"通过使用不同金属、或通过 改变材料的厚度而改变。
最后，可以理解的是，弹簧臂的结构可以与在此描述和附图中示 出的形式不同。作为一个实例，衬垫可以纵向地从前端向后端切割， 以限定弹簧臂一 一切口的后端是开放的而切口的前端是闭合的以限定 弹簧臂。
虽然根据优选实施方式描述了本发明，但是普通技术人员可以理 解的是本发明的范围和精神并不限于这些实施方式，而可以扩展至所 附的权利要求中限定的各种更改及其等同物。
权利要求
1.一种折叠刀，其包括手柄，具有第一和第二相对的手柄半部，所述手柄半部保持为间隔开的设置，以在其间限定槽；刀刃，具有工作部和可枢转地附连至所述手柄的柄脚部，所述刀刃可在闭合位置和打开位置之间可移动，而所述柄脚部包括凹口；在所述刀刃和所述第一手柄半部之间的第一衬垫以及在所述刀刃和所述第二手柄半部之间的第二衬垫，各所述衬垫具有狭槽，所述狭槽切入所述衬垫中以限定第一和第二弹簧臂，所述弹簧臂具有前端；背锁杆，在所述第一和第二衬垫之间可枢转地附连至设置在所述弹簧臂前端的前方的枢轴销，所述杆具有刀刃接合齿，弹簧销，使所述弹簧臂在所述杆下方及所述枢轴销的后方相互连接，从而所述弹簧臂通常驱动所述销抵靠所述杆，以向上驱动所述杆；由此，当所述刀刃在所述打开位置时，在所述杆上的所述齿接合所述柄脚部中的所述凹口，以锁定所述刀刃。
2. 根据权利要求l所述的折叠刀，其中所述弹簧臂始终通过所述 弹簧销将压力施加于所述杆。
3. 根据权利要求2所述的折叠刀，其中当所述刀刃在所述闭合位 置时，所述齿将压力施加于所述柄脚，以将所述刀刃保持在所述闭合 位置中。
4. 根据权利要求3所述的折叠刀，其中所述背锁杆包括鞍状物， 并且所述弹簧销将弹簧压力施加于所述鞍状物中的所述杆。
5. 根据权利要求3所述的折叠刀，其中所述弹簧销延伸穿过所述 背锁杆中的孔。
6. 根据权利要求5所述的折叠刀，其中所述弹簧销延伸穿过的孔 具有大于所述弹簧销直径的直径。
7. 根据权利要求l所述的折叠刀，其中所述柄脚进一步包括与所 述凹口大致相对的平坦部，并且当所述刀刃在闭合位置时，所述齿被 驱动以抵靠所述平坦部，从而将所述刀刃保持在所述闭合位置中。
8. 根据权利要求l所述的折叠刀，其中所述衬垫中的所述槽大致 为L形，并沿向前方向从所述衬垫的闭合端朝向后端延伸并延伸穿过所述衬垫的上边缘。
9. 一种具有前端和后端的狭长本体的刀子，所述本体由其间形成 有通道的两个相对的侧壁形成，并且刀刃在所述前端处可枢转地附连至所述本体并在闭合位置和打开位置之间可移动，改进之处包括第一衬垫构件，设置在所述刀刃和一个侧壁之间；第二衬垫，设置在所述刀刃和另一个侧壁之间；各所述衬垫具有槽，所述槽切入所述衬垫以在各衬垫中限定弹簧 臂，各所述槽延伸穿过所述衬垫的上边缘以限定各弹簧臂的前端；杆，在所述第一和第二衬垫之间可枢转地附连至设置在所述弹簧 臂的所述前端的前方的枢轴销，所述杆具有刀刃接合面，弹簧销，使所述弹簧臂相互连接，从而所述弹簧臂通常驱动所述 弹簧销抵靠所述杆，以驱动所述杆；由此，当所述刀刃在所述打开位置时，所述杆上的所述刀刃接合 面接合所述刀刃以将所述刀刃锁定在所述打开位置。
10. 根据权利要求9所述的刀子，其中所述弹簧销使所述弹簧臂在 所述弹簧臂前端的后方相互连接。
11. 根据权利要求10所述的刀子，其中所述刀刃包括具有凹口的 柄脚部，并且其中，当所述刀刃在所述打开位置时，所述杆接合所述 凹口。
12. 根据权利要求ll所述的刀子，进一步包括位于与所述凹口相 对的所述柄脚上的平坦面，并且其中，当所述刀刃在所述闭合位置时， 所述杆抵靠所述平坦面，从而将所述刀刃保持在所述闭合位置。
13. 根据权利要求12所述的刀子，其中所述刀刃限定刀刃面，并且所述弹簧臂位于所述刀刃面的任一侧上并平行于所述刀刃面。
14. 一种折叠刀，包括手柄，具有第一和第二相对的手柄半部，所述手柄半部保持为间 隔开设置，以在其间限定槽；刀刃，具有工作部和可枢转地附连至所述手柄的柄脚部，所述刀 刃可在闭合位置和打开位置间移动，而所述柄脚部包括锁定面；背锁杆，在所述手柄半部之间可枢转地连接并具有设置有柄脚接 合面的前端；第一弹簧装置，用于在所述杆和所述手柄半部之间的枢转附件后 方的所述背锁杆上施加偏压力；第二弹簧装置，用于在所述杆和所述手柄半部之间的枢转附件后 方的所述背锁杆上施加偏压力；弹簧销装置，使所述第一和第二弹簧装置在所述杆和所述手柄半 部之间的所述枢转附件的后方相互连接，从而所述弹簧销装置在所述 枢转附件后方的所述杆上施加压力；由此，当所述刀刃在所述打开位置时，所述杆的柄脚接合面接合 所述柄脚的锁定面以将所述刀刃锁定在所述打开位置。
15. 根据权利要求14所述的折叠刀，其中，所述第一和第二弹簧 装置进一步包括槽，所述槽切入相应的第一和第二手柄半部以限定具 有前端的第一和第二弹簧臂，并且其中，所述弹簧销装置使所述第一 和第二弹簧臂在其前端附近相互连接。
16. 根据权利要求14所述的折叠刀，其中所述第一和第二弹簧装 置进一步包括槽，所述槽切入相应的第一和第二手柄半部以限定具有 前端的第一和第二弹簧臂，并且其中，所述弹簧销装置使所述第一和 第二弹簧臂在其前端附近相互连接。
17. 根据权利要求14所述的折叠刀，其中所述柄脚进一步包括刀 刃保持面，并且当所述刀刃在所述闭合位置时，所述杆的柄脚接合面 偏压在所述刀刃保持面，由此将所述刀刃保持在所述闭合位置。
18. 根据权利要求17所述的折叠刀，其中所述杆在其下侧包括弓 形鞍状区域，并且所述弹簧销装置在所述鞍状区域中的所述弹簧销装 置上施加压力。
19. 根据权利要求17所述的折叠刀，其中所述杆包括孔，所述弹 簧销装置延伸穿过所述孔。
20. 根据权利要求19所述的折叠刀，其中所述弹簧销装置包括具 有一定直径的柱状销，并且所述孔具有大于所述销的直径。
全文摘要
一种诸如折叠刀之类的手持工具结合有背锁机构，所述背锁机构支在平行于刀子本体延伸的弹簧臂上。弹簧臂可将偏压力施加于背锁机构。
文档编号B26B3/06GK101374638SQ200780003637
公开日2009年2月25日 申请日期2007年1月18日 优先权日2006年1月25日
发明者肯尼斯·斯泰伊格瓦尔特 申请人:门特集团有限责任公司