打击乐器槌的制作方法

本申请是要求于2017年5月5日提交的美国临时申请No.62/502,048的优先权的非临时申请，该美国临时申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本实用新型涉及一种打击乐器槌及其制造方法，尤其涉及如下一种槌：其具有附接到被嵌入的插入件(embedded insert)的轴。

背景技术：

乐器槌通常具有轴和槌头，并且能够以许多形式来获得，以在许多打击乐器(例如，组合式鼓(军鼓、定音鼓、管弦乐鼓)、木琴、马林巴琴、电颤琴、铃铛等)上演奏。

许多槌、尤其是具有相对小的轴(即，0.5英寸以下)的槌包括被直接插入到钻孔的槌头中的轴，该轴通过钉子、螺钉、粘合剂或其组合而固定。槌头具有各种不同的形状、材料和结构。槌头可以是木材、塑料、橡胶、毛毡和其它材料的。通常，槌头被诸如纱线或毛毡的其它材料包裹。所述轴也是不同的，其中常见的是各种类型的木材、塑料、藤条和玻璃纤维。钻孔的尺寸与所述轴类似。可选地，可以在所述轴被附接之前将铅体或类似的配重构件添加到该孔中以增加槌头的质量。

这些类型的乐器槌的一些常见缺点是在使用一段时间之后、槌头与所述轴之间的连接故障，从而导致槌头从所述轴松脱并且使该槌不能使用。此外，钉子或螺钉(如果存在的话)可能会使木质轴裂开，这也会导致槌的故障。使用粘合剂的变型例带来的另外的缺点在于，许多期望的槌头材料由于它们所需的弹性以及该槌在正常使用期间必须承受的强烈的重复冲击而导致难以粘附。这可能使得难以将螺纹插入件充分地结合到槌头中以改善连接。

US 7,439,434中公开了一种用于改进这种槌的构造的尝试。该专利教导了一种通过将热塑性材料完全模制在被塞入模具中的中空金属插入件周围而形成的复合槌头。在该模具打开并将包覆模制塞(over-molded plug)取出以暴露复合槌头之后，将轴插入并粘合到所述插入件中。然后用诸如纱线的弹性材料包裹该复合槌头。这种技术不适用于制造具有容易变化的槌头重量的复合槌头。为了维持所述轴与插入件之间的、基于恒定的轴穿入(shaft penetration)的良好连接，该插入件的尺寸必须与在所述轴被连接之前置于该插入件内的配重的尺寸相当地变化。

技术实现要素：

提供减少或消除了上述缺点的打击乐器槌将是有用的，并且在尺寸、形状和其它物理性质方面提供了实质和灵巧的变化。所公开的创造性的实施例改善了槌头和所述轴之间的连接，尤其是对于槌头或槌头的芯部由模制材料(尤其是聚合物材料，更尤其是热塑性材料)形成的槌而言。

本文公开了一种槌，该槌具有槌头，该槌头具有被固定在包覆模制材料内的刚性的插入件，该槌包括穿入槌头中的轴，该插入件具有包括与所述轴配合的螺纹的内部轮廓。

优选地，该插入件的内部轮廓包括当所述轴被压入到该插入件中时自攻到所述轴的螺纹。

在槌头的模制期间，通过包覆模制将该插入件嵌入在槌头中。该插入件变得被完全容纳并固定在周围的模制材料内以形成槌头。根据最终用途的需要或期望，可以从任何数量的材料和硬度中选择该模制材料。聚合物材料是优选的，其中热塑性塑料是尤其优选的。

该插入件可以包括用于确保更可靠地结合到模制材料中并允许更牢固地结合到所述轴的特征。已经发现，这种成品的槌构造比乐器配件行业中使用的先前设计更耐用。测试已经表明，传统的槌在低于45磅的拉力下出现故障，而本文公开的槌的相当型号(尺寸和构造)的示例已经证明可承受高达300磅的拉力。

另外值得注意的是能够将增加的配重结合到复合槌头中的方式。圆筒形配重可以配合在该插入件上并且被包括在包覆模制过程中，以便一起被模制在所述材料内。这种构造确保了所述增加的配重是安全的，并且也允许将更大、更重的配重结合到槌头中，这是因为配重不需要配合到小的轴孔中。这提供了大量的配重选项，并且也消除了使用可能被认为危险的铅或其它重金属的需要。

优选实施例的槌包括：槌头，该槌头包括带有刚性插入件的固化的聚合物材料；和轴，该轴具有沿着该轴的轴线穿入槌头中的鼻部。该刚性插入件围绕该轴的鼻部被同轴地固定在所述聚合物材料内。该插入件具有包括与该轴的带螺纹表面或自攻鼻部刚性地配合的螺纹的内部轮廓以及嵌入在所述固化的聚合物材料中的外部轮廓。该插入件的外部部分包括也嵌入在所述固化的聚合物材料中的、单独的或一体的配重环。优选地，所述聚合物材料是热塑性塑料。

在一个实施例中，该插入件的内部轮廓是渐缩的，以便于促进所述轴更牢固且同心地组装到槌头。该插入件由刚性的材料制成，但其相对容易地在内部结合(结合到所述轴)并在外部结合(结合到模制材料)，并且其可以包括聚合物材料或涂层，例如尼龙。该内部轮廓可以具有粗螺纹以改善与所述轴的粘合结合，并且还有助于在装配过程期间去除任何截留的空气。这也允许在无需专用工具的情况下更容易地组装该同心槌。

制造配重槌的相关方法包括作为第一步骤的、将该插入件螺纹连接到或以其它方式固定到专用工具的鼻部上，该专用工具可以螺有在构造上与所述轴的螺纹类似的螺纹，或另一种互补形状。该工具具有延伸穿过鼻部尖端的腔体以及在鼻部的基部处提供邻接表面的外肩部。将该插入件放置在工具的鼻部上并将配重构件或配重环放置在该插入件的支撑表面上。然后将带有该插入件和配重环的工具的上端部放置在模具中，由此，所注入的聚合物材料(例如热塑性塑料)进行包覆模制并因此包围所述配重环和插入件并将所述配重环和插入件嵌入。任何空气都通过穿过该插入件顶部处的孔突出的多孔通气管从聚合物材料中被抽出到工具的腔体中，并且通过该工具中的通气交叉孔排出。在聚合物材料凝固之后，将该工具从嵌入的插入件中脱离，并将槌轴的鼻部固定到该插入件的螺纹。

因此，应该认识到，相对于类似的已知的槌，通过该插入件中的由粘合剂增强的内螺纹进一步改善了所述轴与复合槌头的连接。而且，在不对制造过程进行其它改变的情况下，通过使用相同的插入件在外部支撑各种配重环来显著改善制造成本和效率。

附图说明

这里，参考附图来描述本实用新型的代表性实施例，其中：

图1是已完成的槌的示意图；

图2是插入件的剖视图，其示出了防旋转肋与固化的槌头材料的接合；

图3是适于使用专用工具将槌头包覆模制到插入件上的模制系统的示意图；

图4是在制造期间在槌头的热塑性材料中的、带有插入件和配重环的工具鼻部的视图；

图5是模制工具的鼻部与插入件的内侧之间的优选接合的细节；

图6和图7示出了一种变型例，其中，插入件的内侧具有一系列圆形凸起而不是螺纹；并且

图8是示出了所公开的制造打击槌的方法的一般步骤的流程图。

具体实施方式

图1和图2示出了带有内部配重的槌10的视图，该槌10具有槌头12和轴14，该轴14具有穿入槌头12中的鼻部16。该槌头包括在固定的刚性插入件18上的包覆件(embedding)35。插入件18优选具有内部轮廓，该内部轮廓包括与轴14的鼻部16刚性地配合的螺纹20。槌头12的优选实施例包括由固化的热塑性材料形成的包覆件35。参考图2，插入件18具有被嵌入在固化的热塑性材料35中以阻止旋转的外部轮廓，例如具有将插入件18固定在槌头12内的径向延伸肋22。在本文中使用了术语“热塑性材料”和“包覆件”，然而，应该理解，该包覆层不必局限于热塑性塑料。本文描述的创造性构思扩展到其它的可固化聚合物材料，例如包括催化固化聚合物材料。

所描述的插入件18具有带有上部部分24的外部轮廓，该上部部分24用于可选地在槌头12内支撑单独的槌配重构件26。在所描述的实施例中，插入件18限定有被形成为环形肩部的中间支撑表面28，并且配重构件26被支撑在该肩部上。在本文描述的一个特别优选的实施例中，支撑表面28被形成为外部环形肩部，并且配重构件26被形成为与该肩部配合的圆筒形配重环。本优选实施例的支撑表面28和配重构件26的轮廓是非限制性的，因为也可以采用其它形状，例如在插入件的外上部部分上和在所述配重环和/或配重构件26内侧的、相互配合的六边形表面为非圆形截面。

为了将在下面主要针对优选的制造方法进行描述的目的，轴14的鼻部16具有尖端30，并且插入件18包括部分地覆盖尖端30的上端部24。如图1的所述优选实施例中示出的，上端部24被形成为向内延伸的环形肩部，其在尖端30处限定有贯通开口34。

替代地，本优选实施例的构造可以特征在于具有如下外部轮廓的插入件18：该外部轮廓包括具有凸起22的下部部分32，这些凸起22接合形成槌头12的、固化的热塑性材料35，以由此将插入件18固定以防止在槌头12内旋转。插入件18的中央部分包括支撑表面28，该支撑表面28接合单独的配重构件26。插入件18的上表面24部分地覆盖鼻部16的尖端30，在尖端30处在轴14的轴线上留有大致中央的开口34。

显然，在本文描述的槌的、具有与插入件18接合的单独配重构件26的创造性构造中，统一的插入件18的单一构造能够与具有不同质量的各种配重构件26一起使用。因此，可以用许多相同的部件、元件或子元件来制造看似数量不限的不同重量的打击槌。适合于制造大量相同槌的较不可调节但更稳固的替代方案包括与该插入件一体地形成为单一元件的配重构件(任何形状)。

主要参考图3-5和图8，描述并示出了制造配重槌的相关方法，该配重槌总体上被描绘为附图标记10。首先，在专用的细长工具36的末端处将插入件18螺纹连接到鼻部38上(图8中的步骤A)。工具36具有延伸穿过鼻部38的尖端的中央(轴向)孔40以及位于鼻部38的基部处的外肩部42。在优选的实践中，插入件18被螺纹连接在工具的鼻部上，其中工具肩部42作为止动件。之后，将配重构件26(即，圆环)放置在插入件18的肩部28上(步骤B)。然后将工具36的具有螺纹插入件18和配重构件26的末端39放置在模具44中。

将聚合物材料35(优选为热塑性塑料)注入到模具44中，以包覆模制配重构件26和插入件18并因此包围配重构件26和插入件18(步骤C)。插入件18的底部处的保持肩部28被包含在该包覆模制热塑性材料内，由此形成槌10的复合槌头12。存在于所述模具中的空气被聚合物材料35置换并通过在工具36的末梢尖端处的多孔通气管46抽出，该多孔通气管46突出穿过在插入件18的顶部处的中央贯通开口34，部分地突出到工具的腔体40中，并且通过工具中的通风交叉孔48将空气排出(步骤D)。与必须捕获部件之间的空气的已知技术相比，通气管46和腔体40以及交叉孔48的上述构造已经表明可以提供稳固的槌头12。在图3和4所示的工具的优选实施例中，腔体40被构造为中央孔。此外，多孔通气管46由具有如下孔的材料制成：该孔的尺寸和构造材料允许空气穿过腔体40但不允许聚合物材料35穿过。如图3和图4可见，所述工具36还可以包括锁定凹口50，该锁定凹口50被构造成接合模具夹具44上的配合构件52，以确保在注入熔融的热塑性材料35之前将工具插入到模具44中达到精确的预定距离，以形成槌头12。

允许热塑性材料在工具36与插入件18保持接合的情况下凝固(步骤E)。一旦该热塑性塑料凝固，就将工具从被嵌入的插入件18中拧出或以其它方式取出(步骤F)，并且将槌轴14的鼻部16拧入到或以其它方式压入到被嵌入的插入件18中以形成槌10(步骤G)，随后，将槌10从模具44释放(步骤H)。

在槌10的优选实施例中，插入件18的内侧和轴14的鼻部16都具有互补的渐缩轮廓，由此，即使压靠在该螺纹插入件上的具有平滑外表面的轴的鼻部也产生了自攻过盈配合(self-tapping interference fit)。更一般地，具有平滑鼻部的轴能够以刚性连接“自攻”到插入件内的径向向内延伸的凸起中。替代地，所述轴的鼻部和该插入件都可以具有不带锥度的螺纹。在步骤F中将工具36拧出和在步骤G中将轴14拧入或旋入期间以及在槌10的使用期间，与图2和6中的附图标记22所示的类似的防旋转肋防止了插入件18相对于包覆模制材料35的旋转。在配合之前，可以用粘合剂涂覆轴14的鼻部16和/或插入件18的螺纹19，以提供增强的附接。

图4和5描绘了一个实施例，其中，插入件18部分地带有螺纹，以与轴14最终螺纹接合(无论是否自攻)，同时也适合与模制工具36的鼻部38过盈配合。如图5的放大图中最清楚地示出的，所描述的插入件18包括双螺旋螺纹19，该双螺旋螺纹19被构造成用于自攻到轴14。螺纹19朝向刚性插入件18的较大(底部)开口逐渐减弱(fade out)，从而提供平滑的无螺纹的下密封表面21，以用于与工具36的过盈配合密封。螺纹19相对于由上端部32限定的上环形密封表面33在插入件18的内表面中径向凹入。下密封表面21捕获通气材料管46，并且上密封表面33捕获工具36上的鼻部38的环形基部41。这种纯轴向致动关系通过允许在包覆模制过程之前和之后立即使工具36与插入件18快速接合和脱离来提高制造效率。如图5最清楚地示出的，插入件18的下部部分与该工具的鼻部的基部41的外部轮廓配合，以径向和轴向地抵靠工具36的肩部42进行密封。

图6和7示出了替代实施例，其中，插入件18'的渐缩内表面包括一系列大致圆形的凸起54而不是螺纹。插入件18'的本实施例能够经由过盈配合而固定到模制工具36(类似于参照图4和图5描述的构造)，随后能够经由可选地用粘合剂增强的压入配合变形而将轴14的平滑的渐缩鼻部固定到插入件18'。

具有复合槌头(插入件和包覆模制件)和所附接的轴的槌可以原样用于成品。然而，如乐器领域中众所周知的，可以在复合槌头上施加一层或多层另外的材料以实现定制的性能特性。例如，围绕热塑性包覆层包裹图2中总体上用附图标记56表示的纱线、毛毡或其它类似材料。

虽然为了说明的目的已经阐述了优选实施例，但是前面的描述不应认为是对本实用新型的限制。因此，在不脱离本实用新型的精神和要求保护的范围的情况下，本领域技术人员可以想到各种修改、改变和替换。