专利名称：单手调整的锁定钳的制作方法
技术领域：
本发明大体地涉及锁定钳，且更具体地涉及可单手调整的锁定钳。
背景技术：
带有肘节锁定机构的钳型手工工具通常被称作锁定钳。这些钳通常包括固定把 手，在固定把手的一端具有固定钳口。可移动的把手使可移动的钳口相对于固定把手枢转 以打开和闭合钳口。为了紧夹工件，把手被紧紧地压在一起使得肘节锁定机构的联动装置 将钳锁定到工件上。通常通过转动安装于固定把手中的调整螺杆来做出对钳口开口和由钳 口施加到工件上的力的调整，固定把手接合肘节锁定机构。通常，用一只手握持钳和使用另 一只手来使调整螺杆旋转。调整螺杆相对于固定把手平移以修改肘节机构的物理尺寸来改 变肘节锁定机构的联动装置的有效长度。这种调整改变了肘节联动装置端部之间的距离以 在该工具被锁定时改变由钳口施加到工件上的力。钳将牢固地保持锁定就位而无需由使用 者持续施加力。
发明内容
锁定钳包括固定组件，固定组件包括支承第一钳口的第一把手。第二钳口可相对 于第一钳口在打开位置与闭合锁定位置之间移动。第二把手相对于第一把手移动以在打开 位置与闭合位置之间移动第二钳口。肘节-连杆锁定机构将第二钳口锁定于闭合锁定位 置。提供调整螺杆以调整锁定机构的几何形状由此来提供对钳口间距和由钳口所施加的力 的调整。这种调整改变肘节联动装置端部之间的距离以在工具被锁定时改变由钳口施加到 工件上的力。调整螺杆包括轮，可通过使轮沿着物体运转来使该轮旋转。在另一实施例中， 调整螺杆包括套筒，套筒部分地在固定组件上延伸使得其可由握持锁定钳的同一只手来操 纵。
图1是根据本发明的锁定钳的一实施例的侧视图。图2至图4是本发明的调整轮的视图，说明了用于确定轮的适当尺寸的方法。图5是根据本发明的锁定钳的另一实施例的侧视图。图6是根据本发明的锁定钳的另一实施例的侧视图。图7和图8是本发明的调整轮的可替代实施例的侧视图。图9是本发明的调整轮的另一可替代实施例的端视图。
具体实施例方式钳1包括固定组件10，固定组件10在一端具有固定把手12和在另一端具有固定 钳口 13。可移动的把手19由枢轴销20在一端可枢转地连接到可移动的钳口 16。枢轴销 18将可移动的钳口 16连接到固定组件10。固定组件10接纳枢轴销18。
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肘节锁定机构27相对于固定钳口 13锁定该可移动的钳口 16。连杆22由枢轴销 26可枢转地连接到可移动的把手19。连杆22的相对端部32与调整螺杆14的端部14a滑 动和枢转接触。突出部33横向于连杆22长度方向延伸且当钳口处于闭合位置时充当挡块。 突出部33可与把手19直接接触。或者，可提供释放杠杆40，其中杠杆的一端40a安置于 杠杆与把手19之间。杠杆40在销42处枢转连接到可移动的把手19使得使用者可下按杠 杆40的远端以提升端部40a并将联动装置27解锁。偏压弹簧29在可移动的钳口 16的开 口 30到从固定把手12突出的舌片31之间延伸。弹簧29施加偏压，这种偏压倾向于使钳 口 13和16彼此远离移动。当钳口 13和16处于打开位置时，枢轴点18、20、26和连杆22的端部32与调整螺 杆14的端部之间的接触点被布置成多边形。当钳口处于闭合位置时，枢轴20、26和连杆22 与螺杆14之间的接触点基本上成直线，且销26处于偏心的位置，其中，其定位于枢轴20与 连杆22和螺杆14间的接触点之间的线略微内侧(朝向固定组件10)。不能使用拉动或推 动钳口 13和16的力将钳口 13和16从锁定位置撬开，因为销26的偏心状态防止钳口分开。 但可通过沿使可移动的把手19远离固定把手12移动的方向来向可移动的把手19施加力 将钳口 13与16分开。当钳口闭合或者紧夹工件时将该机构置于锁定位置的枢轴构造可被 认为是当直接施加到钳口上的力不能有效地分开钳口时的偏心机构。仅可由作用于该机构 连杆上的力才能将钳口打开。其它锁定机构是已知的且也可用于使把手相对于彼此锁定。 举例而言，锁定机构可包括复合联动装置来实行锁定功能。远离钳口 13的固定把手12的端部包括螺纹圆形孔口 15，螺纹调整螺杆14通过该 螺纹圆形孔口 15螺纹接合。连杆22的端部32与调整螺杆14的端部可滑动地且可枢转地 接合。如从附图显而易见，转动调整螺杆14改变了连杆22的端部32与可移动的钳口 16 的枢轴点18之间的距离以改变联动装置的几何形状，由此可调整钳口以利用不同的力来 紧夹不同尺寸的物体。调整螺杆14包括连接到调整螺杆远端的轮50，其用于使螺杆旋转以做出调整。轮 50可为固定到调整螺杆上的单独构件或者轮50可与调整螺杆形成为单件。轮50的大小使 得其可通过轮沿着物体运转的摩擦而旋转。在此实施例中，调整螺杆包括较大直径的轮，其 允许使用者在(例如)使用者腿上使轮运转以调整钳。这允许使用者仅用一只手来调整该 钳，而不占用另一只手。通过使轮在表面上运转来调整钳的能力是基于轮的几何形状，因为 其与钳的力学相关。除了增加轮的直径，轮可具备增加的厚度t从而提供足够的表面积来 与轮所接合的表面接合。另外，轮可具备滚花外周表面50a以增加轮与表面之间的摩擦接 合。轮的半径基于锁定钳的力学。该半径取决于锁定钳的大小，其中较大的锁定钳需要较 大直径的轮。参看图2至图4来说明适当的轮尺寸。在附图中m是轮50上的法向力；N2是螺杆14上最靠近轮50的螺母端部处的法向力(“螺母”表示调整螺杆螺纹 接合进入的钳的螺纹部分)；N3是螺杆14上距轮50最远的螺母端部处的法向力；Fl是轮50上的最大摩擦力；F2是螺杆14上最靠近轮50的螺母端部处的最大摩擦力；F3是螺杆14上距轮50最远的螺母端部处的最大摩擦力；
Tl是由于螺杆14上的摩擦形成的扭矩；A是螺杆14的长度；B是螺母的长度；α ff是与调整表面接触的轮50的摩擦系数；α S是螺母上螺杆14的摩擦系数；S是螺杆14的半径；W是轮的半径。求点b 的力矩和:N1 (A) = N3 (B) — N3 = Nl (A) /B求竖直力和N1+N3 = N2因此，N2 = Nl+Nl (A/B)Fl = Nl (a ff) ^ Nl = Fl/α ffF2 = N2 ( α S) — Ν2 = F2/ α SF3 = Ν3 ( α S)—用公式(1)取代 Ν3 — Nl(A) /BX ( α S)求W的角军T1+F2S+F3S = FlffΤ1+Ν2 ( α S) S+N1A/B ( α S) S = Nl ( α ff)ffTl+ (Ν1+Ν1Α/Β) S ( α S) +ΝΙΑ/Β ( α S) S = Nl ( α ff)ffTl+NlS(a S) +NlS ( a S) A/B+N1S ( a S) Α/Β = Nlff ( a ff)T1+N1S ( a S+2 a S A/B) = Nlff (a ff)Tl/Nl ( a ff) +NlS ( a S+2 a S A/B) /Ni ( a ff) = ff
Tl/Nl ( a ff) +S a S/ a W+2SA/B a S/ a ff = ffTl/Nl ( a ff) +S a S/ aff(l+A/B) = W对于十英寸的锁定钳，轮的所需最小尺寸是一英寸直径。如果轮具有远大于1. 5 英寸的直径，那么就会发现虽然轮能调整锁定钳，但轮的外形变得略微操作不便且可能会 干扰钳的使用。发现1.5英寸直径的轮良好地适用于大多数尺寸的锁定钳。因此，对于大 部分锁定钳，大约7/8英寸与大约1. 5英寸之间的直径是最优选的。为了实现本发明单手操作的益处，轮50的宽度t适于允许轮50压靠在表面上且 使螺杆14旋转。虽然轮50的宽度t在理论上并不影响轮使调整螺杆14旋转的能力，但轮 50应具有足以提供轮50与轮所压靠的表面之间充分附着摩擦力的宽度。此外，当压靠在使 用者身体上时，轮50的宽度应足以使人舒适。轮50可形成为螺杆的整体部分，其中轮和螺杆形成所制造和销售的钳的部分。轮 和调整螺杆可为整体。另外，本发明的具有较大轮50的螺杆14可作为现有钳的替代部件 单独地销售。可通过从螺纹孔口 15旋出螺杆来从把手12移除现有螺杆。本发明的具有较 大轮50的替换螺杆14然后可被旋入到螺纹孔口 15内。另外，如图5所示，轮60可形成为 附接到锁定钳的现有螺杆的单独构件。轮60包括插口 62，插口 62接纳现有螺杆14的头部 63。可使用一或多个固定螺钉66来将轮固定到螺杆头部。也可使用其它附接机构，诸如粘 合剂、压配、摩擦配合等。轮也可形成为如图7所示的截头圆锥而不是图1至图6所示的圆柱体。通过将轮 50a制成截头圆锥，可相对于轮所压靠并旋转的表面以一定角度来保持钳。这种方位在某
5些使用中可使得使用者感到更舒适。另外，轮也可具有球形或半球的形状，如在图8中的轮 50b所示。轮的圆形部分也可为圆球或椭圆球体。参看图9，轮50c的外周表面也可形成为 具有齿轮齿51以增加轮与表面的附着摩擦力。轮可具有其它形状，这些形状允许轮在压靠 到表面上并在表面上滚动时旋转。在图6中示出本发明的另一实施例。在图6的实施例中，使用相似的附图标记来 表示先前关于图1至图4的实施例所述的相似部件。提供调整套筒70来使调整螺杆14旋 转。套筒70包括具有连接到调整螺杆14的暴露端部的第一端72的部件。套筒可为固定 到调整螺杆上的单独部件或者套筒和调整螺杆可被制成整体。套筒具有第二端75，第二端 75限定用于接纳把手12的内腔73。套筒70在固定把手12上延伸使得把手延伸到腔73 内。套筒70延伸到把手12的一部分使得其可由紧握钳的同一只手来操纵。套筒70可具 备圆柱形外表面70a。在本文中公开了本发明的具体实施例。本领域技术人员应认识到本发明具有在其 它环境中的其它应用。许多实施例是可能的。下面的权利要求决不意图将本发明的范围限 定为上文所述的具体实施例。
权利要求
一种锁定钳，其包括固定组件，其包括支承第一钳口的第一把手；第二钳口，其可相对于第一钳口在打开位置与闭合锁定位置之间移动；第二把手，其可相对于所述第一把手移动；锁定机构，其用于将所述第二钳口锁定于闭合锁定位置，螺杆，其用于调整所述锁定机构的几何形状；以及轮，其用于旋转所述调整螺杆，所述轮具有足以允许通过使所述轮在表面上行驶而使所述螺杆旋转的直径。
2.根据权利要求1所述的锁定钳，其特征在于，所述轮具有至少7/8英寸的直径。
3.根据权利要求1所述的锁定钳，其特征在于，所述轮具有在7/8英寸与1.5英寸之间 的直径。
4.根据权利要求2所述的锁定钳，其特征在于，所述轮的半径由公式Tl/ Nl (a ff) +Sa S/aff(l+A/B)确定。
5.一种锁定钳，其包括固定组件，其包括支承第一钳口的第一把手；第二钳口，其可相对于所述第一钳口在打开位置与闭合锁定位置之间移动；第二把手，其可相对于所述第一把手移动；锁定机构，其用于将所述第二钳口锁定于所述闭合锁定位置；螺杆，其用于调整所述锁定机构的几何形状；以及套筒，其连接到所述螺杆且在所述第一把手上延伸。
6.根据权利要求5所述的锁定钳，其特征在于，所述套筒包括腔，所述腔接纳所述第一 把手。
7.根据权利要求5所述的锁定钳，其中所述套筒具有圆柱形外表面。
8.一种利用锁定钳来紧夹工件的方法，其包括提供固定组件，所述固定组件包括支承第一钳口的第一把手；提供第二钳口，所述第二钳口可相对于所述第一钳口在打开位置与闭合锁定位置之间 移动；提供第二把手，所述第二把手可相对于所述第一把手移动，所述第二把手以固定枢轴 连接到所述第二钳口；用手紧握至少所述第一把手；提供用于将所述第二钳口锁定于所述闭合锁定位置的锁定机构，所述锁定机构包括用 于调整所述锁定机构的几何形状的螺杆和用于使所述螺杆旋转的轮； 在所述手中紧握所述钳的同时使所述轮抵靠物体旋转。
全文摘要
一种单手调整的锁定钳，包括固定组件，固定组件包括第一把手和第一钳口。第二钳口可相对于第一钳口移动。第二把手相对于第一把手移动以移动第二钳口。肘节连杆锁定机构将第二钳口锁定于闭合锁定位置。提供调整螺杆用于调整该锁定机构的几何形状从而提供对钳口间距和由钳口所施加力的调整。该调整螺杆包括轮，可通过使轮沿着物体运转来使所述轮旋转。在另一实施例中，该调整螺杆包括套筒，套筒部分地在固定组件上延伸使得其可由握持锁定钳的同一只手操纵。
文档编号B25B7/12GK101913126SQ20101012403
公开日2010年12月15日 申请日期2010年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者D·P·恩瓦尔, T·M·彻尔维纳克 申请人:欧文工业器械公司