CN100571986C - 磨砂工具 - Google Patents

Abstract

一种用于与可替换的片状磨砂材料例如砂纸一起使用的手持的手动式磨砂工具，包括基座部件和夹紧机构，所述夹紧机构可枢转地与基座部件的相对的端部相连。夹紧机构包括张力部件，其被配置成可滑动地接合位于基座部件的端部并且与夹紧机构相对的具有角度的接触面，用于当片状磨砂材料安装到该工具时将其绷紧。

Description

磨砂工具

技术领域

本发明总的来说涉及手持的手动式磨砂工具，它使用磨砂材料片例如砂纸进行工作。

背景技术

磨砂片，比如传统的砂纸，通常被用来手动打磨或者润饰工作表面，比如木质表面。在手动打磨过程中，使用者直接将砂纸拿在他或她的手中并在工作表面上来回移动。当然，手动打磨可能是一项费劲辛苦的工作。为了使手动打磨的过程变得容易，可以将砂纸放在磨砂块上。磨砂块抓住砂纸，并且可以轻易地被使用者抓住，这使得手动打磨的过程变得更快更容易。一种市场上可得到的磨砂块是3M公司(St.Paul，MN)生产的3M牌橡皮磨砂块。

磨砂块在现有技术中是已知的。例如，在美国专利号为第5,168,672号的专利文献中就公开了一种磨砂片的固定装置，该装置具有基座，该基座具有形成于其一对相对的侧边上的夹紧侧翼。手柄部件被可分离地固定于基座的后部表面上。手柄部件具有用于夹紧一张磨砂纸片的相对的端部边缘部分的相对的弹性的法兰壁，磨砂纸被安装在基座的前部工作表面上，并且纸的边沿部分沿着夹紧侧翼延伸。

美国专利申请公开号2003/0104777公开了一种磨砂块，这种磨砂块包括大致矩形的基座壳体，上部固定有由多个轮廓线构成的大致凸形把手。把手进一步形成了向内延伸的凹入部分，它便于使用者容易和可靠地抓住。中心上方的杠杆夹紧机构在磨砂块的每一端都可以发挥作用，用来固定可松开的附属装置中的砂纸片的相对的端部。

已知的磨砂块具有一种或更多的缺点。例如，磨砂块都想要把磨砂介质拉紧。然而，从已知的磨砂块来看，将磨砂介质安装并且使它绷紧通常是困难的。如果磨砂介质没有被绷紧，它也许会起皱，皱褶会在工作面上起阻碍作用并会导致磨砂介质被撕裂。还有，磨砂介质中的皱褶可能会损坏工作面或导致磨砂的不光滑。

已知的磨砂块可能也要求磨砂介质的两端被同时安装在磨砂块上，这要求相当的灵活度。同时，已知的磨砂块倾向于难以制造和/或制造起来昂贵。其他一些磨砂块当它被安装在工具上时可能会毁坏磨砂介质，或是不能最佳的利用磨砂片的全部磨砂区域。因而，需要这样一种磨砂块，它对于生产制造来说是容易的并且便宜，可以绷紧磨砂片，可以可靠地保持磨砂片，使用舒服，允许快速并容易地更换已用旧的磨砂片。

因此，希望提供一种手持的手动操作的磨砂工具，这种工具能够可靠地保持、并且可以绷紧磨砂材料制成的柔软平坦的薄片，例如常规的砂纸，以及比常规的砂纸更厚的有回弹力的磨砂片，如美国专利号第6,613,113号(Minick等)中描述的片状磨砂材料。再者，也想要提供这样一种磨砂工具，该工具容易制作，成本低廉，使用舒服，允许快速并容易地更换用旧的磨砂片，允许片状的磨砂材料被紧紧地紧固在磨砂工具上而没有不必要的松弛，并且不会损坏磨砂片。

发明内容

本发明通过提供一种磨砂工具克服了本领域中的上述不足之处，该磨砂工具不仅能可靠地保持磨砂介质，并且拉紧和绷紧了片状的磨砂介质，因此磨砂介质被紧紧地靠在工具的磨砂表面。该工具可以适应不同的类型、宽度和厚度的片状磨砂介质。另外，该工具操作简便，无需特殊的工具，并且被设计成易于制造和组装。

本发明提供了一种用于与可更换的片状磨砂材料一起使用的手持式磨砂工具，其包括：基座部件，具有相对的第一和第二端部，在所述第一和第二端部之间伸展的大致平的底面，和至少一个倾斜的上接触面，所述上接触面和与所述第一和第二端部中的一个相邻的底面相对，并且被配置成相对于相关的相邻端部与所述的底面成锐角；以及可枢转地与所述基座部件连接的夹紧机构，所述夹紧机构在开位置和关位置间可移动，在开位置中，夹紧机构与基座部件的接触面隔开，并因此形成介于基座部件的上接触面和夹紧机构之间的空隙，用于接收磨砂材料片的端部，在关位置中，夹紧机构被移向接触面并配置成与基座部件的接触面相邻，所述夹紧机构包括张力部件，该张力部件被配置成可滑动地与接触面接合，由此当磨砂材料片的端部插入到基座部件和夹紧机构之间的空隙并且夹紧机构从开位置移到关位置时，所述张力部件接合所述磨砂材料片，并且当夹紧机构进一步地向接触面推进时，张力部件和磨砂材料片沿着倾斜的接触面向上移动并远离相关的端部，从而绷紧磨砂片相对于基座部件的底面的配合。根据本发明的一方面，该工具是手工操作的。根据本发明的特定方面，片状磨砂材料在形状上是正方形或矩形的。

在本发明的一个方面，张力部件包括柔性的金属片簧。在另一方面，张力部件基本上在夹紧机构的整个宽度上延伸。在另一方面，倾斜的上接触面是由多个隔开的肋形成的。在一个实施例中，张力部件包括用于增加张力部件和磨砂材料片之间的摩擦力的抓紧面。抓紧面可以包括例如多个突出，或者包括光滑柔软的表面。

在一个实施例中，夹紧机构可枢转地与基座部件的第一和第二端部相连。在特定的实施例中，磨砂工具包括用于使夹紧机构保持在关位置的锁紧装置。

在特定方面，夹紧机构包括旋转连接于基座部件的第一端部分，该第一端部分包括带有锁紧突出的侧翼，基座包括停止部分，该停止部分被配置成与锁紧突出共同作用从而允许夹紧机构有力地在开位置和关位置之间移动，因而，根据锁紧突出位于停止部分的哪一边，将锁紧装置保持在开位置或者关位置。

在另一方面，连接部件包括有角的切除槽，用来方便一次性的搭锁联结，并阻止夹紧机构与基座部件分离。在更为特殊的一方面，基座部件包含一对具有对齐的孔的间隔开的高出来的支撑部件，并且夹紧机构包括突出部，该突出部被配置成与支撑部件的对齐的孔具有搭扣配合的关系，因而允许通过将夹紧机构搭扣配合到基座部件的方式来手工组装工具。

在另一个实施例中，磨砂工具包括手柄，该手柄具有从基座部件的中心区域向上延伸的颈部部分和位于该颈部部分的端部的头部部分。在更为特殊的实施例中，头部部分的横截面积比颈部部分的横截面积大，由此所述头部部分形成了可以被使用者手动抓住的圆形把手。在更为特殊的方面，头部部分包括由相对硬的第一材料形成的内部区域和由相对软的第二材料形成的外围区域，其中所述第二材料比第一材料更软，以给使用者提供更舒服的抓紧面。

在另一方面，基座部件具有凹进的顶部表面，用于在所述头部部分以下、基座部件以上的区域为使用者的手指提供额外的空间。

附图说明

参考附图进一步描述本发明，其中：

图1是根据本发明的手持的手动式磨砂工具的透视图。

图2是图1中磨砂工具的分解图。

图3是图1中磨砂工具的透视图，其中夹紧机构位于开位置。

图4是图1中磨砂工具的侧视图，其中磨砂材料片安装在一个端部。

图5是详细的剖视图，其显示了基座部件与夹紧机构之间的锁紧装置。

具体实施方式

参照附图，其中在所有的视图中，相同的附图标记表示相同或对应的部分。图1至图5显示了手持的手动式磨砂工具或者磨砂块2，其被用于与柔性的可替换的片状磨砂材料3(图3和图4)一起使用。术语“手动操作”指的是工具2不是一种动力性工具的事实。也就是说，工具的所有的动力都是由使用者提供的，工具自身并不包含马达。然而，可以认识到，本发明可以是一种动力工具而不限于手动操作的工具。

磨砂工具2包含基座部件4和一对夹紧机构6和8，该夹紧机构与基座部件4的相对的端部相连。虽然磨砂工具2示出为两个端部都具有夹紧机构6和8，但是可以认识到，夹紧机构6和8中的一个可以被替换成常用的机构来将片状磨砂材料3固定在工具上。也可以认识到，虽然基座部件4在图中显示的是矩形，它也可以是正方形或其他一些形状，以使得可以与传统的磨砂片一起使用。

基座部件4具有相对的第一端部10和第二端部12，以及大致平坦的底面14，片状磨砂材料3被靠着该底面14固定。术语“片状磨砂材料”是指薄的、柔性的、通常是正方形或矩形的磨砂材料片，具有可以被连接到磨砂块上的分立端部。这样的片状的磨砂材料包括诸如传统的砂纸，柔性的磨砂薄纱布和无纺的磨砂材料，例如可从3M公司(St.Paul，MN)得到的司考其-布莱特牌(Scotch-brite^TM)，以及薄的柔性的磨砂片，例如在美国专利号第6,613,113号(Minick等)中描述的，该文献的全部内容被引入作为参考。这种工具也可以和片状的非磨砂材料一起进行使用，例如衣物除尘粘结片。但是，术语“片状的磨砂材料”并不包括所谓的通常用于动力性磨砂工具的磨砂材料环带、通常用于动力性磨砂工具的在出售时已预先切割以匹配特制的磨砂工具的尺寸和形状的冲切片、或者具有自己的安装方式(例如粘合剂、钩或环状固定器)以允许磨砂制品安装在工具上的磨砂片。

基座部件4的每个端部10和12分别具有倾斜的或者是成角度的接触面16、18，其与底面14相对。以这种方式，接触面16、18分别和底表面14组成相对于相关的相邻端部10、12的锐角。在示出的实施例中，接触面16、18是由多个隔开的肋16a、18a的外露的上部表面形成的。通过提供隔开的肋16a、18a，磨砂材料片3和相关的接触面16、18之间的接触面积被减少了(和连续表面相比)，因而允许片3更容易地沿着接触面16、18向上滑动以绷紧磨砂材料片3。此外，可选的，倾斜的接触面16、18可以包括邻接的表面或停止部分(图上没有显示)，以控制使用者将磨砂材料片3的一端插入工具的一端的距离。作为替换，该工具可以包括可视的指示装置来确定在安装过程中将磨砂材料片的端部插入工具的距离。这确保了当使用者将磨砂材料片3的第一端部插入工具时，可以留有足够量的磨砂材料来插入到工具的另一端部。

每个夹紧机构6和8可枢转地与基座部件4的分别靠近接触面16、18的相对端部10和12相连接，因此形成可以将磨砂材料片3的端部3a、3b(图3)插入的钳口。每个夹紧机构6、8在开位置(图3显示)和关位置(图1显示)间是可移动的。在开位置，夹紧机构6、8和相关的接触面16、18是间隔开的，因而在基座部件4的接触面16、18和夹紧机构6、8之间形成了空隙20。空隙20的尺寸被设计成可以接收片状磨砂材料3的端部3a、3b，其典型的是具有少于大约10毫米(mm)的厚度，更典型的是大约0.1到8mm，甚至更典型的是大约0.5到5mm。在关位置，夹紧机构6、8分别向相关的接触面16、18移动，并且当不存在磨砂材料的时候，夹紧机构6、8被配置成分别与接触面16、18相邻。

每个夹紧机构6、8包括：枢转部件21、23，其可枢转的与基座部件4相连；和被配置于枢转部件21、23的底面的柔性张力部件22、24，以使它面对相关的接触面16、18。以这种方式配置，当夹紧机构6、8向基座部件4往下移动以将磨砂材料3固定于工具2时，张力部件22、24的终端边可滑动地接合接触面16、18。因而，当磨砂片3的端部3a、3b被插入到基座部件4和夹紧机构6、8之间的空隙20，并且夹紧机构从开位置移向关位置时，张力部件22、24的边缘将摩擦地接合磨砂材料片3的端部3a、3b。

当夹紧机构6、8进一步向接触面16、18推进时，张力部件22、24抓住磨砂片的端部3a、3b，并且将其沿着倾斜的接触面16、18向上移动远离相关的端部10、12，因此将磨砂材料片更深入地拉入到空隙20中。另外，当夹紧机构6、8被压向接触面16、18时，张力部件22、24将趋向于弓起或弯曲，这样张力部件22、24的弓起表面将接合接触面16、18，因而增加了张力部件22、24和磨砂材料片3之间的总的接触表面积。以这种方式，磨砂片3的松弛被消除了，从而加紧了磨砂材料片3相对于基座部件4的底部14的配合。

在示出的实施例中，张力部件22、24是薄的柔性的金属带，例如片簧，当施加的作用力被释放时，这种金属带通常可以恢复到原始位置。其他材料例如硬质有弹性的橡胶或者合成塑料材料也可以使用。为均匀地分散张力部件22、24作用于磨砂材料片3的端部3a、3b的作用力(包括将磨砂片3安装到工具上的过程和当磨砂片已保持在工具上时)，张力部件22、24优选的连续地延伸并基本跨过夹紧机构6、8整个宽度。用这种方式分散作用力，张力部件22、24可以减少撕裂或毁坏磨砂材料片3的可能性。

为了进一步减少这种可能性，张力部件22、24的端部将刺入到磨砂材料片3中，并因而有可能会损坏磨砂片，在替代的实例中，张力部件22、24可以被向内折弯或弓起，这样张力部件22、24具有面向接触面16、18的弯曲的表面，并且当夹紧机构22、24关闭的时候接合接触面。

为提高张力部件22、24握紧和保持的能力，每个张力部件22、24可以包括可选的波纹状的终端边缘22a、24a。根据本发明，其他一些终端边缘的形状可以想出来。例如，终端边沿可以是锯齿状的，有凹口的，或者是起皱的。另外，张力部件22、24可以用分离的柔性的指状物形成，这样可以单独地折弯以更好容纳粗糙或者有特定轮廓的表面。柔性的指状物也可以包括有一定形状的终端边沿。

为增加张力部件22、24和磨砂片3之间的摩擦系数，从而提高张力部件22、24稳固地抓住并保持磨砂片3的能力(因此当磨砂片3安装于工具2上时和磨砂片3安装到工具上后的使用过程中，可靠地抓住磨砂材料片)，张力部件22、24可选的包括抓握表面30、32。在示出的实施例中，抓握表面30、32包括多个突出。作为替换，抓握表面30、32可以包括诸如光滑柔性的例如由橡胶形成的表面。

如对于夹紧机构6在图5中详细地显示的，工具2包括锁紧装置，其包括相互作用的突出34、36。更为具体的是，夹紧机构6包括可移动的锁紧突出34，基座部件4包含相互作用的固定的阻止突出36。相互作用的突出34、36以相邻的关系配置，用于提供锁紧装置以将夹紧机构6保持在开位置或关位置。因而，当夹紧机构6被配置在开位置时(也就是和相关的接触面16隔开了)，突出34以逆时针方向被放置在相互作用的基座部件4的突出36的下方。当夹紧机构6朝相关的接触面16向下旋转至它的关位置时，突出34旋转并和相互作用的基座部件的突出36邻接，突出36是基座部件4的固定部分。

当夹紧机构6进一步向着相关的接触面16往下推进时，夹紧机构6的突出34被迫经过基座部件的突出36，直到夹紧机构6的突出34沿顺时针方向位于基座部件的突出36的上方。这时，夹紧机构6快速脱离其开位置而向临近接触面16的关位置靠拢。一旦达到关位置，突出34、36就趋向于将夹紧机构6保持在关位置直到夹紧机构6被迫向上升至开位置，夹紧机构的突出34将再一次回到基座部件的突出36的下方(以逆时针方向)。

每次将一张用旧的磨砂材料片从工具2上拆除并更换新的磨砂材料片的时候，突出34、36允许夹紧机构6、8可重复地打开和可靠地关闭(快速地并简单地)。此外，通过向工具2提供独立致动的夹紧机构6、8，磨砂材料片3的端部3a、3b能被分开地放入工具2中，一次一个端部。也就是说，和一些现有的可得到的磨砂块相比，使用者无需同时将磨砂材料片的两端插入工具然后将工具中的磨砂材料片的端部同时夹紧。

参照图2，为了提供基座部件4与夹紧机构6、8之间的可枢转连接，基座部件4包括高出来的连接部件38，其包括通孔40以可旋转地接收设置保持部件6、8上的突出42。突出42的尺寸被设计成能搭扣配合到通孔40中，以便于工具2的快速容易的装配。为使保持部件6、8能大致永久连接到基座部件4，连接部件38包括有角的槽44以允许突出42简单地推入到槽44中并且与通孔40配合，同时使突出42从通孔40中移出或脱离变得困难。可以认识到，其他的搭扣配合连接也可以被用来使保持部件6、8连接到基座部件4上。例如，高出来的支撑部件可以具有对齐的槽，并且保持部件可以包括轴，该轴被设计成以可旋转的配合方式与对齐的槽搭扣配合。此外，工具可以是单一的整体结构，其中基座部件4和保持部件6、8之间的枢转连接是由活动铰链提供。

工具2还包括手柄46。在示出的实施例中，手柄46包括颈部部分46a，它从基座部件4的中心区域向上延伸，手柄还包括位于颈部46a的端部的扩大的头部部分46b，头部部分形成了球形把手48，操作者可容易地抓握该把手以操纵和控制工具2的运动。为向使用者提供更为舒适的抓握，手柄46的球形把手48部分优选地包括由相对硬的第一材料形成的内部区域48a和由相对软的类似橡胶的第二材料形成的外围区域48b，这样更容易被抓握因而能为使用者提供更好的操作。第一相对硬的材料可以是诸如硬的合成塑料之类的材料，相对软的第二材料可以是例如热塑弹性体、橡胶、类似橡胶的材料、泡沫材料。

为使工具2具有低的外形以便在使用过程中易于操作并减少倾倒的可能性，基座部件4具有凹进的顶部表面50。凹进表面50为使用者的手指在基座部件4的上部和球形把手48的下部之间的区域提供了额外的空间。

工具2，包括基座部件4，夹紧机构6、8和手柄46，可以由任何适合的材料包括例如木头、金属、合成塑料或硬橡胶等材料制成。

本领域的普通技术人员可以认识到，对于上述的本发明可以做各种各样的改变或修正而不偏离本发明的发明思想。例如，可以认识到，本工具的尺寸是可以被修改以适应于与市场上可得到的各种各样的标准尺寸的磨砂片一起使用。因而，本项发明的范围应该不局限于本申请所描述的结构，而是由权利要求所描述的结构和其等价的结构所限定。

Claims (6)

1.一种用于与可替换的片状磨砂材料一起使用的手持的手动式磨砂工具，其包括：

(a)基座部件，具有相对的第一和第二端部，在所述第一和第二端部之间伸展的大致平的底面，和至少一个倾斜的上接触面，所述上接触面和与所述第一和第二端部中的一个相邻的底面相对，并且被配置成相对于相关的相邻端部与所述的底面成锐角；以及

(b)可枢转地与所述基座部件连接的夹紧机构，所述夹紧机构在开位置和关位置间可移动，在开位置中，夹紧机构与基座部件的接触面隔开，并因此形成介于基座部件的上接触面和夹紧机构之间的空隙，用于接收磨砂材料片的端部，在关位置中，夹紧机构被移向接触面并配置成与基座部件的接触面相邻，所述夹紧机构包括张力部件，所述张力部件包括柔性的金属片簧并被配置成可滑动地与所述接触面接合，由此当磨砂材料片的端部插入到基座部件和夹紧机构之间的空隙并且夹紧机构从开位置移到关位置时，所述张力部件接合所述磨砂材料片，并且当夹紧机构进一步地向所述接触面推进时，所述张力部件和磨砂材料片沿着倾斜的接触面向上移动并远离相关的端部，从而绷紧磨砂片相对于基座部件的底面的配合。

2.如权利要求1所述的磨砂工具，其中，所述倾斜的上接触面是由多个间隔开的肋形成的。

3.如权利要求1所述的磨砂工具，其中，所述张力部件包括抓紧面以增加所述张力部件和所述磨砂材料片之间的摩擦力。

4.如权利要求1所述的磨砂工具，其中所述夹紧机构可枢转地与所述基座部件的第一和第二端部连接。

5.如权利要求1所述的磨砂工具，进一步包括用于将所述夹紧机构保持在关位置的锁紧装置。

6.如权利要求1所述的磨砂工具，其中，所述磨砂工具包括手柄，所述手柄具有从所述基座部件的中心区域向上延伸的颈部部分和位于所述颈部部分的端部的头部部分。

Images