专利名称：具有剪丝结构的钳子钳口的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及手工工具用的剪丝结构，具体涉及形成于紧凑的多用途工具的钳口件上的剪丝结构。
背景技术：
紧凑的多用途手工工具包括着钳子、改锥、刀片、锯、罐与瓶的开启件以及其他工具件。它们布置并连接于手柄结构上使得此工具在不使用时能减小其尺寸。这类工具的例子例如见于以下美国专利中No.4 888 869(Leatherman)、No.5 142 721(Sessions等)、No.5 267 366(Frazer)以及No.6 009 582(Harrison等)。这类工具中的钳子为了给用户提供更广的用途最好包括剪丝件，而为了易于制造，这种剪丝件最好形成于一对钳口之上且具有一对以剪切形式相互通过的锐利刃口。
上述各专利中所公开的剪丝件能整齐地剪断硬度显著低于它的金属丝。但当用来剪切硬度近似于剪丝件的锐利刃口的金属丝时，此刃口有可能因这种硬的金属丝而变形(出现毛边)。剪丝件刃口的这种变形会使剪丝件的内表面相互卡合，将钳口锁定于闭合位置和/或使钳口不能正常地开闭。基于下述两个原因，上述现象就特别不利于紧凑的多用途工具。首先由于包括在这种工具中的钳口是可旋转地连接于并折合到手柄结构中形成的槽内，任何用来分离因这种变形而卡合的钳口所需添加的力就有可能造成在没有打开卡合的钳口时使得手柄相对于钳口无意识地摺拢或部分地闭合。其次，若是成功地将钳口分离，由于这种变形会阻止钳口完全闭合，用户就难以使工具返回其最紧凑的构型。
授予Chilton等人的公开号为No.5 826 338的美国专利公开了一种带钳口的多用途工具，此钳口具有带凹口60的剪丝刀片50。Chilton企图减轻因剪丝刀片50上的变形所造成的问题，即公开了带底面63的凹口60，这些凹口当钳口处于全闭位置时并不完全相互通过。这样，在钳口完全闭合时Chilton的专利的凹口60形成为其相对的底面63之间留有空隙66(参看Chilton的专利的图9与10)。因此，这些凹口即使在其底面上或底面相邻处形成有小的毛边时也不必相互清除，因而毛边不会妨碍钳口的开或闭。
但如前所述，Chilton的专利的凹口当钳口完全闭合时并不完全相互通过。于是，Chilton的专利的装置将因其凹口底面未能与某些小直径的金属丝充分接触而不能将其恰当地切断。
要是在凹口的底面间不留余隙空间，则平的底面当然是理想的，因为它们与锐利的刀刃相比不太可能因硬的金属丝变形。但是，这种平的底面在切硬质金属丝时也仍会变形，而如果这些底面间未留余隙其将会使钳口卡合。
为此希望提供这样一种带凹口的剪丝结构，它能剪切各种尺寸的金属丝，同时能使在剪切硬金属丝时的变形影响减至最小或可忽略不计。
发明内容
本发明在其优选实施例中涉及手动的剪丝工具，它包括一对相互连接并可围绕枢轴在开、闭位置间相互移动的钳口件；在各个钳口件中形成的剪丝部，它们各具有内表面与外表面，此内表面确定一剪切平面而外表面与内表面相交形成刀刃，这两个刀刃在钳口件从开位置移动到闭位置时便在此剪切平面中相互紧靠通过；以及形成于至少一个此剪丝部的内表面的一部分上的凹槽，此凹槽当钳口件处于闭合位置时于此剪丝部的内表面间形成间隙，使得刀刃的任何变形可被此间隙容纳，并使得钳口件即使是在这种变形下也能自由地开闭。剪丝部的内表面间的这种间隙最好大到足以容纳因剪切硬金属丝而造成的典型变形，例如大到0.2mm。
钳口件还可包括在各刀刃中形成的凹口。各凹口具有相对于剪切平面成小于90°角的底面。凹槽可以与凹口相邻或毗连。钳口件还可包括与各刀刃上各凹口相邻的凸起，此种凸起部沿平行剪切平面的方向突出，这些凸起部有助于将丝导引并保持于凹口区中。
本发明在其一种应用中是将其结合于复式多功能可折叠的工具内，此种工具有第一和第二手柄、带可转动的钳口件(即钳子钳口)的工具头以及多个其他工具件。这种钳口件存储于手柄的槽中使此工具能完全折合成紧凑的单元。此工具还可包括形成于各钳口件的柄部上的第一凸轮形表面以及在各手柄件上的第二凸轮形表面，其中此第一凸轮形表面当钳口件处于使用中时抵靠此第二凸轮形表面，用以防止手柄件相对于钳口件无意地发生转动。
通过下面结合附图所作的详细描述，可更全面地理解和正确认识本发明。
图1是现有技术的折叠式多用途工具处于打开位置的侧视图，此工具包括设有剪丝刀片部分的钳口；图2是图1所示的现有技术的折叠式多用途工具处于闭合位置的侧视图；图3是现有技术的多用途工具的一对钳口件的侧视图，其示明由于剪切硬金属丝而造成的刻痕/变形；图4是图3所示现有技术的钳口件的俯视图；图5是图3的钳口件沿直线5-5截取的横截面图；图6是图3的钳口件沿直线6-6截取的横截面图，其表明由于剪切硬金属丝的变形影响；图7是具有依据本发明形成的剪丝结构的钳口件的侧视图；图8是图7所示的剪丝结构的放大图；图9是图8所示的钳口件沿线9-9截取的横截面图；图10是图7所示的钳口件沿线10-10截取的横截面图；和图11是钳口件与手柄结构的侧示图，其示明依据本发明所设的凸轮形表面的操作。
具体实施例方式
在本发明的以下说明中，具体涉及紧凑(折叠)的多用途手工工具，但应认识到本发明的应用并不限于这种特殊构形的工具。此外，本发明是涵盖所有类型的多用途工具、克丝钳、钢丝剪与金属剪等。
图1与2分别示明处于打开和关闭位置的现有技术的紧凑的多用途工具100。工具100包括一对钳口件102，例如钳子钳口，它们由确定出一枢轴线104的传统的钳口枢轴进行可旋转的相互连接。各钳口件102由枢轴销107连接到手柄件106的第一端122处并相对于相关的手柄件106转动。工具100的各手柄件106构制成可以容纳若干工具件108，它们可以相互独立地围绕位于各手柄件106的第二端处的各自的销110转动。各工具件108位于各成形手柄件106的各自的存储位置内。当完全闭合后，工具100(如图2所示)的体积较小而可以舒适地载于一个人的衣袋内。当钳口件102相对于手柄件106展伸时，多用途工具100便可方便地用作包括有剪丝部112一把钳子(或其他类型工具，取决于钳口件102的构型)。
如图3、4、5与6所示，现有技术的紧凑多用途工具包括带剪丝部110的钳口件102。各剪丝部110具有沿最好是基本平齐的内表面114与最好是基本平齐的外表面116相交处确定的刀刃112。在一对互连的钳口上的内表面114基本上是共平面的，使得钳口件102相互相对的转合与转开导致了剪丝部110的类似剪刀的相互作用，以其刀刃112以重叠的关系相互滑动通过并确定一剪切平面117(如图5所示)。后刀刃112强制进入被剪切金属丝的表面并起到刀片作用，于此同时，剪丝部110也对被剪切的金属丝施加方向相对的剪切力。当剪切其硬度接近刀刃112硬度的金属丝时，不仅会使金属丝变形并最终切断，还可能使剪丝部110的金属变形，如标记118处所示。此变形的部分118会在该处减弱刀刃112的锐度。降低剪丝部110的有效性。此外，某些变形的材料通常会沿另一剪丝部110的内表面114的方向横移，延伸进入剪切平面117，如图6所示。这种与各刀刃112相关的横移材料此后便会摩擦相面对的剪丝部110的内表面114，加大了钳口相互相对地在各个方向移动时必须克服的摩擦力量，从而会妨碍或阻止工具100的完全闭合。这一问题特别会给紧凑的多用途工具的用户带来麻烦，因为这类工具中的钳口件必须完全闭合才能使此工具折合成紧凑单元。这样，若是钳口件不能恰当地开闭，这类工具的主要目的之一即紧凑性便彻底抑制。此外，在工具100折合与打开时，由于钳口件102是借助枢轴销107相对于手柄件106转动的，因而当用户施加了过量的力试图分开卡住的钳口件102时，手柄就可能发生不希望有的折合现象。这样，一旦变形3的钳口件102闭合，再打开就几乎不可能，这是因为此工具100的可折叠构型不能将加到手柄106上的力完全传递给钳口件102。
图7、8、9与10示明具有依据本发明形成的剪丝部202的钳口件200。特别参看图7、8与9，两钳口件200可枢转地围绕枢轴205互连，所取的结构能装附到一对如图1中所示现有技术的工具中的手柄(未图示出)之上。剪丝部202包括由内表面206和外表面208交会形成的刀刃204。钳口件200的内表面206基本上相互平行。操作中，刀刃204以及它们的各自内表面206以类似剪刀的方式相互紧靠通过以形成剪切平面220。在刀刃204上邻近枢轴线205，内与外表面206和208相交的部分处，形成有凹口210。图中所示的凹口210是小半月形(即新月形)的，但也可以是半圆形、半椭圆形、V形的或任何其他适当形状。
如图10所示，凹口210的底面211相对于剪切平面220形成一角度α，这里的α相对于剪切平面220小于90°。凹口210的底面211在一很大的区域上为金属丝的表面提供了支承，使得两凹口210的底面211作用在金属丝的相面对的表面上，沿剪切平面将其剪开。此外，因为凹口210的底面211相对于剪切平面220成为锐角，这同具有垂直于剪切平面的底面的凹口进行纯剪切作用的情形相比，使得按角α形成的刀刃222易于剪切入金属丝中。在优选实施例中，角α相对于剪切平面约为83°。在另一些实施例中，角α可以为约83°～约89°。在又另一些实施例中，角α可以为约70°～约89°。但应认识到，更是角α显著地小于90°，例如为60°时，所形成的刀刃将会过于锐利，使得在剪切硬丝时太易受损伤。
根据本发明的原理，在剪丝部202的内表面206上，与凹口210相邻形成有凹槽212。当钳口件200处于闭合位置时，这对钳口件200上的凹槽212便在剪切部202的内表面206之间形成间隙214(参看图10)。在剪切硬金属丝时于凹口210上造成的任何变形(例如毛边)，会突入到内表面206之间的间隙214中而不是磨擦或刮擦相邻的内表面。这样，钳口件的操作(例如开与合)将不会因剪切硬金属丝造成的毛边而受损，这是因为不会如现有技术那样由于内表面206间毛边的磨擦或刮擦而增大磨擦力。此外，由于发展成的毛边不会将钳口件卡合或锁定于闭合位置，用户就不必为分开所卡合的钳口而另外施加力于手柄。
如图所示，凹槽212在平面上呈部分的椭圆形(半跑道形)，但应认识到凹槽212也可以形成为许多其他形状。如图9所示，各个凹槽从周围的内表面206凹入一距离“A”。在优选实施例中，距离“A”约0.1mm，使得两个凹槽在一起于内表面206之间形成约0.2mm的总间隙，运一总的间隙作为距离“D”清楚地示明于图10中。还应注意到，上面述及的在凹口210中的成角度的刀刃222对于相面对的剪切面之间有凹槽或有间隙情形同样有助于剪丝作业。特别是在凹槽212处设置了钝的剪切面时则有可能造成不能将金属丝完全剪断，这是因为仅仅是与凹槽相邻的部分才受到剪切而不能如弯角的刀刃222那样，并且内表面206之间的间隙会在其间保留剩下未剪切到的部分。凹口210可相对于其周围的金属材料通过阳极氧化处理增硬，这样能进一步减少毛边的发生。
在与凹口210相邻和邻接处形成有凸起部或凸起226，它沿平行于剪切平面220的方向突出并位于比凹口210更远离枢轴205处。凸出部226有助于导向定位金属丝并且在剪切时将其保持在凹口210的区域。凸起部226能起到重要作用，这是因为它有助于将硬金属丝保持于靠近钳口200的枢轴205的凹口210的区域，该处所加的力大于远离枢轴205的位置处(即由钳口件200所施加的压力与离枢轴205的距离成反比)。凸起部226也能阻止硬金属丝在剪切中从凹口210处滑出，硬金属丝有可能损伤相邻剪切区，该剪切区带有用来剪切较软材料的锋利的刀刃。这样，对于凹口210业已通过阳极氧化或某些其他适当方式已局部增硬的情形，凸起部226就特别有用。
如图10所示，凹口210的底面211最好在钳口件200处于完全闭合位置时能相互完全地通过，以使得即使是直径最小的金属丝也能由相面对的底面211充分地接触并切断。凹口210所取的构型能使其相互完全地通过，对于剪切面被间隙成凹槽214分开的情形，如在本发明中那样，也是有助于剪切的。
尽管钳口件200上的凹座212提供了多个优点，但由剪切硬金属丝所造成的某些变形可以大到仍会磨擦相对的内表面211并部分地卡合或卡住钳口件200。这种卡合由于影响到手柄件106相对于各自的钳口件102/200的可旋转性而妨碍了可折叠的多用途工具的打开。如图11所示，为了改善这种问题，可让钳口件200的柄部230设有第一凸轮形表面232，并且手柄件106设有其形状可与第一凸轮形表面232配合的第二凸轮形表面234。第一凸轮形表面232可取凹座或凹坑形式，而第二凸轮形表面234可以设置于接附到手柄件106上的片簧或其他偏动机构上。当钳口件200折合入位于手柄件106上的槽内或从其中打开，钳口件200便围绕枢轴107相对于手柄件106转动。为了防止在努力分开卡住的钳口时，由于在手柄件106上施加了过量的力从而不经意地使手柄件106相对于钳口件200转动和折合，手柄件106上的第二凸轮形表面234抵靠并摩擦地固定于第一凸轮形表面232上，以制止手柄件106无意地转动。凸轮形表面232、234所选的构型使得此手柄件除非用户需要时(例如在此工具折合或打开之际)是不会相对于钳口件转动的。例如当第二凸轮形表面324设在偏动结构236上时，选择偏动机构236的弹性，使之高到足以防止手柄件106相对于因刀刃变形而卡合的钳口件200不经意地转动，但是又不会高到不恰当地限制手柄件106的折合以将工具置入紧凑的构型中。
上面虽然参考优选实施例描述了本发明，但本领域的技术人员在不脱离本发明的范围内是可以作出种种变型与改变的。尤其是有关所公开的钳子钳口、凹口与凹槽的构型方面。例如本发明的原理可以用于以其刀刃来剪切的钳口件更硬的物体的任何类型的钳口件上。因此应该清楚地认识到上述本发明的实施例并非用来限制本发明的范围，该范围仅由后附权利要求书所限定。
权利要求
1.一种手动剪丝工具，其包括一对相互连接并可围绕枢轴线在开位置和闭位置之间相互相对地移动的钳口件；在每个上述钳口件上形成的剪丝部，每个剪丝部具有内表面与外表面，上述内表面确定出剪切平面，而上述外表面与上述内表面相交形成剪切刃，当上述钳口件从上述开位置移动到上述闭位置时所述剪切刃在上述剪切平面中相互紧靠通过；以及，在至少一个上述剪丝部的上述内表面的一部分上形成的凹槽，当上述钳口件处于该闭位置时所述凹槽于上述剪丝部的上述内表面之间形成间隙，使得上述剪切刃的任何变形可被所述间隙容纳，并且使得尽管存在这种变形上述钳口件也能自由地开和闭。
2.根据权利要求1所述的剪丝工具，其特征在于，所述剪丝部的上述内表面之间的上述间隙大于0.1mm。
3.根据权利要求2所述的剪丝工具，其特征在于，所述剪丝部的上述内表面之间的上述间隙约为0.2mm。
4.根据权利要求1所述的剪丝工具，其特征在于，其还包括形成在每个所述剪切刃中的凹口，各所述凹口具有相对于所述剪切平面成小于90°角的底面。
5.根据权利要求4所述的剪丝工具，其特征在于，所述凹槽相邻上述凹口形成。
6.根据权利要求5所述的剪丝工具，其特征在于，所述凹槽邻接上述凹口形成。
7.根据权利要求4所述的剪丝工具，其特征在于，各个凹口的所述底面相对于所述剪切平面成约83°的角。
8.根据权利要求4所述的剪丝工具，其特征在于，各个凹口的所述底面相对于所述剪切平面成约83°～约89°的角。
9.根据权利要求4所述的剪丝工具，其特征在于，所述凹口为新月形。
10.根据权利要求1所述的剪丝工具，其特征在于，其还包括与各个剪切刃上的各个凹口邻接的凸起部，此凸起部沿平行于所述剪切平面的方向突伸，其中所述凸起部有助于将金属丝导引并保持于所述凹口之间。
11.根据权利要求1所述的剪丝工具，其特征在于，所述凹口局部硬化。
12.根据权利要求1所述的剪丝工具，其特征在于，其还包括接附于各个所述钳口件上的手柄件，至少有一个手柄件容纳另外的工具件。
13.根据权利要求11所述的剪丝工具，其特征在于，当所述钳口件不使用时所述手柄件可紧凑地折合以储存上述钳口件。
14.根据权利要求13所述的剪丝工具，其特征在于，其还包括在各个所述钳口件的柄部上的第一凸轮形表面和在各所述手柄件上的第二凸轮形表面，其中当上述钳口件在使用中时上述第一凸轮形表面紧靠上述第二凸轮形表面，以防止所述手柄件相对于所述钳口件无意地转动。
15.根据权利要求14所述的剪丝工具，其特征在于，其还包括接附于各个所述手柄件上的片簧，其中所述第二凸轮形表面形成于上述片簧上。
16.一种多用途工具，其包括一对相互连接并可围绕枢轴线在开位置与闭位置之间相互相对地移动的钳口件，各个钳口件具有一柄部；一对接附于所述各钳口件上的手柄件，所述钳口件可枢转地连接于所述手柄件上，以在该钳口件不使用时使上述手柄件能紧凑地折合并存储上述钳口件；置纳于至少一个所述手柄件内的多个另外的工具件；形成于所述各柄部上的第一凸轮形表面；以及，形成在每个所述手柄件上的第二凸轮形表面；其中当所述钳口件在使用中时，上述第一凸轮形表面紧靠上述第二凸轮形表面，以防止上述手柄件相对于所述钳口件无意地转动。
17.根据权利要求16所述的多用途工具，其特征在于，其还包括接附于各所述手柄件上的片簧，其中所述第二凸轮形表面形成于所述片簧之上。
全文摘要
一种手动剪丝工具包括一对互联且围绕枢轴在开与闭位置间相互相对移动的钳口件。各钳口件中形成有剪丝部，各剪丝部具有内、外表面，此内与外表面确定出剪切平面而各剪丝部的外表面与内表面相交形成刀刃，此刀刃在钳口件从开位置到闭位置时于此剪切平面中相互紧靠地通过。各刀刃上形成有凹口，各凹口具有相对于剪切平面成小于90°的角的底面。在与凹口相邻的至少一个剪丝部的内表面之上形成有凹槽，当钳口件处于闭合位置时凹槽在凹口邻近处的剪丝部的内表面间形成间隙，此剪丝部的内表面间的间隙最好大于0.1mm。剪丝部还可包括在各刀刃上与各凹口毗连的凸起部，其沿平行于剪切平面的方向凸出，有助于在剪切时导引并将丝保持于凹口之间。还公开了多用途工具，它的手柄结构中置纳另外的工具件。此工具可以包括在各钳口件的柄部上的第一凸轮形表面和在各手柄件上的第二凸轮形表面，其中当钳口件处于使用中时第一凸轮形表面抵靠第二凸轮形表面，用以防止此手柄件无意地相对于所述钳口件转动。
文档编号B23D29/02GK1426344SQ01802079
公开日2003年6月25日 申请日期2001年5月15日 优先权日2000年5月16日
发明者C·S·老埃尔泽纳 申请人:维多利诺克斯公开股份有限公司