CN101678525A - 用于猎刀和切菜刀的精密刃磨器 - Google Patents

用于猎刀和切菜刀的精密刃磨器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于猎刀和切菜刀的精密刃磨器。提供能够精确刃磨刀的到刃磨器，该刀具有第一和第二刀面，其中第一刀面具有相对刀厚度上的中心线设定一角度的下侧部分，该角度不同于刀面的相邻上侧部分的角度。刃磨器包括具有研磨表面的刃磨构件；刀导向表面，该刀导向表面设计成用于贴紧滑动并与第二刀面保持接触，以便将第一刀面上的刃口的刃面定位成与刃磨表面成精确角度关系；和弹簧，所述弹簧施加对抗刀第一刀面的下侧部分的力，以便当第一刀面的刃口的刃面被刃磨时对齐导向表面并保持与其贴紧滑动地对齐。

Description

用于猎刀和切菜刀的精密刃磨器
相关申请的交叉引用
本发明基于2007年4月18日提交的美国临时申请No.60/912,438，该申请的所有细节以引用的方式并入本申请。
背景技术
由于展示给运动磨盘的刀片的切刃口的刃面角度的不精确控制，猎刀和某些切菜刀(亚洲刀)在刀刃磨器中的精确刃磨历来受限。
通常在刃磨器中为了控制刃磨角度，猎刀的刀面放置在平面角度导向表面上且用手、用磁体或弹簧固定到位。由于猎刀和某些切菜刀片的刀面的复杂几何尺寸设计，这些类型的刀片在这种角度导向件上的定位是不稳固且模糊的，所以非常期望实现对在刀刃口处被磨削的刃面的精确角度控制。
发明内容
本发明的一个目的是提供能够精密刃磨猎刀和各种切菜刀的刃磨器。
近来，发明人发现一种独特的弹簧设计，当猎刀和切菜刀用手拖拉通过刃磨器时，该设计可将猎刀和切菜刀作为可再生地且精确地抵靠平坦导向件平面到位的一类而固定。为了成功实现这种设计需要使得由该弹簧施加到刀片上的力恰好在刀面上正确的几何位置处且当刃面被刃磨时该位置与施加到刀刃口的刃面的力协调一致。将结合本申请所包括的附图来描述预先引起不稳固的元件和校正力。
附图说明
图1是现有技术刃磨器的局部截面侧视图；
图2-3是典型猎刀的侧视图；
图2A和图3A是分别沿图2-3中示出的线2A-2A和3A-3A截取的猎刀的截面图；
图4是猎刀的截面图；
图5-6是用于刃磨猎刀的现有技术刃磨器的局部截面侧视图；
图7是猎刀的放大截面图；
图8是根据本发明的刃磨器一部分的侧视截面图；
图9是根据本发明的又另一刃磨器的侧视图；
图10是本发明的应用的另一变型。
具体实施方式
图1示出了当刀刃口的刃面放置成接触旋转磨料涂覆盘3时控制刀片1的位置的常规现有技术装置。安装在轴4上的研磨盘由电机驱动。该电机未示出。常规刀片1用手放置抵靠刀导向件5的内侧表面平面且由常规倒置U形弹簧13使其压靠该表面，倒置U形弹簧13具有压靠常规刀1的右平坦刀面的大平坦臂17。这种类型的刀固定弹簧与常规刀片的平坦刀面很好地相符且将刀的背部刀面按压得使其与导向件5的接触平面表面对齐。因此，刀(其刀面是平坦且平行的)牢固地布置在弹簧13的臂17与导向件5的接触平坦表面之间。
大多数厨房用刀、削笔刀、切片刀和厨师刀具有平坦刀面且对于这些刀来说例如弹簧13的常规类型弹簧运行良好，从而保证抵靠旋转研磨盘3刀刃口的刃面的精确角度定位。通常使用如图所示的一对磨料涂覆盘，使得刀首先可替换地放置在左槽中并然后放置在右槽中以磨削刃口两侧上的刃面而刃磨。通常金属压缩弹簧29放置在研磨盘(其可沿着轴4滑动，但由弹簧29限定)之间，以在无刀片时将轴4上的研磨盘按压并放置成抵靠定位止动销11。然而，当刀片完全插入弹簧13与导向结构5之间时，刀刃口19接触旋转研磨盘且盘沿着轴4可滑动地移动，其刃面沿着旋转轴对抗弹簧29的力。刀面从导向件5的导向表面手动地向下滑动，随着刀刃口继续向下滑动直至其接触止动杆21时，刀面的刃口接触旋转盘并然后使得旋转盘横向移动。邻近其刃口的刀片然后被弹簧29牢固地压靠导向件平面的长部。同时，刀固定弹簧13使得图1中的具有平坦表面的刀片压靠导向件5的导向表面的上侧部分，且当刃口被刃磨时刀片是稳固的。
虽然常规形状的刀固定弹簧13与图1中的具有平坦表面的刀片1运行良好，但是与图2和图3中所示的典型猎刀2运行时变得令人惊讶地不稳固。通常猎刀刀面的较大部分31是凹入式磨削的。猎刀这样构造成以便减少刃口后面的刀片厚度，从而更少的金属需要通过刃磨而移除且使得刃磨更容易。刀背33和沿着刃口的邻近区域34在该设计中可相当厚，在从1/8至3/16″厚的量级，从而得到用于大型作业的高强度刀。
在邻近的图2A和图3A中示出了这种刀片的截面A-A。这些刀片通常示出了邻近刃口的刀面下侧部分31上的凹入式磨削特征36，但是邻近刀背33的刀面上侧部分34是大致平面的且彼此平行。
典型猎刀的截面在图4中放大地示出。可看出刀片2的刀背33(线条)很厚且邻近刀背的刀面34的上侧部分是平坦和平行的。邻近刃口的凹入式磨削下侧部分区域31是凹形形状。虽然刀面的上侧部分平行于刀片厚度的中心线，但是下凹形部分位于可认为相对于该中心线成角度C的平面内。角度C相对猎刀上的厚度中心线大致为5-6°。已经示出被刃磨的猎刀的对齐存在不稳固性直接源于如下的事实：布置在刀导向件上的刀片可无意地在刀面的上侧部分34处或在下侧部分31上对齐(图4)，和由刀片的这两个不同区域限定的平面的角度大致相差角度C(5至6°的量级)。这意味着要成形的分立刃面可变化该量值且刃口的整个(总)刃口角度D可变化为两倍该量值或即为10至12°。这是发明人努力消除的该不一致性。
该不稳固性在图5和图6中示出。图5示出了与抵靠导向构件5的刀面34的上侧部分对齐的猎刀2(图2A和图4中的)的截面。图6示出了相同的猎刀2，其刀面的下侧部分31对齐抵靠导向件5的相同内侧平坦表面。
取决于确切形状和由刀定位弹簧13施加到现有技术的刀面的力，以及由弹簧29(图5和图6)施加到刀刃口的阻抗力(刃磨力)，刀片将对齐刀面的上侧部分34或由锥形凹入式磨削区域建立的刀面的下侧部分31。刀面部分34和31(图5)会合于标识为X的点或线处且不稳固性可起作用为绕线X的跷跷板枢转型式。参考图4-7。当刀片高度(宽度)沿着刀片长度不均匀时该动作加剧。具有图5和图6的设置的刀面的更高(更宽)部分可经历在其刀面34的上侧部分上的更大弹簧力，但是在刀片高度更低处该上侧部分上的力减少，从而允许刀片的下侧部分上(在凹入式磨削区域)的力起主要作用且使得刀片与导向件对齐，如图6所示。该对齐力的复杂关系不能预先了解。
发明人已经使用精确刀片定位弹簧建立了新的刀片定位概念，该精确刀片定位弹簧消除了前述的问题但也在常规的厨房用刀、削笔刀和切片刀片等中独特地运行良好。
在试图对齐特定日本刀片(例如单侧生鱼片刀)时存在控制刃磨角度的类似问题。该设计的刀片4的截面在图7示出。该日本刀片的上侧部分34类似于猎刀：其刀面彼此平行，但刀片的一个刀面上邻近刃口的下侧平面部分35与上平行刀面成约10°的锐角。该特定刀片的相反刀面37是整体平面的。由于其独特设计，当试图采用常规刀片固定弹簧13使得左上刀面34或左下刀面35保持与平面刀导向件滑动接触时，在图7中示出的该类型刀片的左刀面可变得如图5和图6所示的角度上不稳固。
如上所述，所描述的对齐问题存在于典型猎刀的两个刀面中但仅存在于典型生鱼片刀的一个刀面中。常规刀固定弹簧仅在生鱼片刀的相对、整体平面刀面37是较好地保持与导向件5的平面表面可靠地对齐时固定良好。
已经发现大致不同且独特的刀固定弹簧41(图8)可消除角度不稳固的问题并保证猎刀和生鱼片刀在其沿着平面刀导向件滑动地移动时的精确对齐。刀固定弹簧的压力必须高于刃口施加到该刀面的下侧部分，以将相对的刀面的下侧部分按压成与角度导向件平面对齐。优选地，弹簧力直接施加到邻近刀刃口的刃面的凹形部分31(图4、7和8)。在该位置处施加的力与由弹簧29施加到被刃磨的刃面的刃磨力协同起作用以将邻近刃口的刀片的下侧平面或凹形部分牢固地压靠平面刀导向件的表面，弹簧29在刃口被刃磨时使得磨料涂覆盘压靠刃口。由新式刀固定弹簧41施加的力必须定位成接触平面区域的最下侧部分或凹形区域上的某处且优化地相对靠近枢转线X或优选地低于枢转线X，如图8所示。压力可局部地高于线X，但当其克服由弹簧29施加到刃口的反作用力时，该压力不能太高于线X且无足够的压力以使得刀片变得不稳固并绕线X枢转。理想地，弹簧41应设计成在包括靠近刃口的部分内的几个位置处与刀面的下侧平面或凹形部分接触，以帮助用户牢固地固定刀片且克服用户干扰与刀面的下侧部分良好接触的趋势，该刀面的下侧部分与角度导向表面接触。当希望刃磨这种刀片时，在下侧部分中的接触也帮助将常规平面相向的更小刀固定到位，这将在下文描述。
为了增加具有如上所述的新式刀固定弹簧设计的刃磨器的通用性，发明人发现通过控制弹簧臂的下侧部分和上侧部分的相对刚度，不但稳固前述更大的运动刀和切菜刀而且稳固更小的多功能小刀和厨房去皮刀都是可能的。图8示出了主要设计成用于猎刀和切菜刀的弹簧41，其中弹簧臂的上侧部分39足够柔韧使得上侧部分充分弯曲以允许厚刀片被插入到弹簧肘部43与导向件5的表面之间。这允许肘部43仍保持与刀片接触并在线X处、靠近线X处和低于线X处施加全部弹簧力给刀片，以保证这种更大刀片的稳固性。
然而，已经示出通过模制具有恰好低于肘部43的稍微减少截面的45a和45b的弹簧41a(图9)且通过模制具有作为如图9所示的上侧部分39a和39b的进一步线性延伸段的低于肘部的弹簧部分，在这种更小的刀片被刃磨时该弹簧的下侧部分(低于肘部)可压靠更小刀的刀面并将其固定到位抵靠导向件5的表面。通过调节弹簧的上侧部分和下侧部分的相对刚度，使这种更小刀牢固地固定良好且同时允许在插入更大刀时要施加的弹簧力的主要部分肘部处是可能的。
在实践中，我们发现弹簧的肘部优化地布置成高于刀刃口约5/8至3/4英寸，以在更大的运动刀片被刃磨时将其固定。止动杆21(图8和图9)通常用来控制刀刃口在被刃磨时的竖直位置。高于肘部的弹簧上侧部分39a和39b在实践中延伸大约类似的距离-高于肘部约5/8至3/4英寸，且该部分优选地设计成在更大刀被插入时提供间距并保证弹簧高于肘部的该部分不接触明显高于线X的完全插入刀片的刀面。施加其力至刃磨盘并继而至刀刃口的刃面的刃磨弹簧29起作用为在帮助确保刀片下侧部分固定成与导向件5的表面良好接触的方向上大致结合刀弹簧41a。如果肘部接触明显高于线X的刀片，那么在刃磨弹簧29与刀固定弹簧41a之间存在跷跷板类型的竞争力。得到的弹簧力及其所包括的杠杆作用必须提供低于线X的净更大杠杆作用力，以保证稳固这种大刀片。在这种情况下，力的平衡必须用来保持使刀片的下侧部分与平面刀导向件对齐良好且绝不希望产生使得后刀面的上侧部分与刀导向件对齐的力平衡。
在图9中示出了已证实对于更小刀片和大范围的猎刀及特定单侧日本刀来说有效的固定弹簧41a设计。该图示出了这种新式弹簧的结构，其中左刀导向件结构被去除以便描述弹簧臂的松弛非受限形状。右弹簧臂示出为当其由刀导向件用放置到位用于刃磨的小刀片6限制时在其工作位置。右弹簧臂的下侧部分45b如图所示地压靠刀片的刀面。由于更小刀6的刀面是平坦的，下侧部分45b可压靠刀面上的任何区域且将刀片的相反刀面保持与导向件5的表面贴紧接触。
如果大厚刀片被插入到右槽中，其将接触弹簧肘部并使得弹簧肘部充分向左移位，使得弹簧低于肘部的下侧部分将移出不接触厚刀片的下侧部分或保持仅轻微接触刀片的下侧部分。弹簧的肘部将如前所述在低于线X处、在线X处或稍高于线X处按压到刀片上。
如图8-10所示，刀固定弹簧41和41a是具有上弯部分的大致倒置U形，该上弯部分会合到向下延伸的臂。每个臂具有肘部43。然后每个臂继续向下超出肘部形成自由外端。肘部之间的间距大于上弯部分的宽度。当固定弹簧安装在其用于将刀压靠刀导向件5的位置时，在操作中自由外端然后从各自肘部朝向彼此会聚。然而，如果弹簧在自由端不接触任何结构(例如在右部分示出的刀片)的情况下，在图9中左部分示出了自由端从肘部43向外扩开。
这种刀导向概念的其它构造是可能的，包括如图10所示的构造。弹簧设计可很大程度上与前述讨论的一样，但是在此示出为磨料刃磨元件在与刀固定弹簧的按压臂相对的刀片侧面上的另一应用。示出的弹簧在刀片的一侧且磨料刃磨元件在刀片的相对侧上接触刃面，如图所示。该图10中的双臂U形弹簧可例如如图所示被支承或可由刃磨台上方的盖件或其它过顶结构(未示出)支承。弹簧可为双臂或单臂设计。双臂设计可被支承成使得每个弹簧臂在同一刃磨台用作两个刃磨元件中的一个的刀导向件弹簧，或每个弹簧臂在不同刃磨台中支承在刃磨台之间且每个臂用作刃磨元件的刀导向件弹簧(图8)。图9的设置可更适合用于刃磨台之间且可从高于或低于臂的顶部连接部分处支承。明显重要的是，将弹簧臂47压靠刀片2的下侧部分31，使得与刀片的相对下侧部分按压成与刀导向件5的表面贴紧对齐。
虽然前述说明涉及采用磨料涂覆刃磨构件的刃磨器，但是应当理解的是，也可采用基本无磨粒的磨刀棒构件或磨尖构件来实施本发明。参考美国专利No.7,235,004和No.7,287,445，它们的所有细节均以引用的方式并入本申请。因此，本发明可包括具有采用磨料的刃磨构件的刃磨器，具有用于棒磨刃口的刃磨构件的刃磨器，或具有用于磨尖刃口的刃磨构件的刃磨器。不管对刃口的刃面进行何种处理，刀固定弹簧是有效的。因此，除非特别声明，用语“刀刃磨器”和用语“刃磨构件”旨在包括研磨刃磨以及棒磨和磨尖。
虽然用于该改进设计的需要已经描述用于电动刃磨器中，电动刃磨器通常具有在刀刃口被刃磨时使得磨料涂覆盘朝向刀刃口的力施加弹簧，该新式弹簧设计也可应用于具有静止研磨或钢化表面的手动刃磨器中。该新式弹簧在所有情况下当其沿着导向件的平面表面手动插入时都应用力至刀片的刀面并确保与最靠近刃口的刀上面部区域对齐，不管该区域是平面的或凹形的。

Claims (11)

1.一种能够精确刃磨猎刀和类似刀的刀刃磨器，所述猎刀和类似刀具有第一和第二刀面，每个刀面终止于刃面处，所述刃面会合相应的刃面以形成刀刃口，其中至少第一刀面具有邻近刃口的刃面的下侧显著平面或凹形部分，所述刀面的下侧显著平面或凹形部分相对刀厚度上的中心线设定成一角度，该角度不同于邻近刀背设置的同一刀面的相邻上侧部分的角度，所述刃磨器包括：具有刃磨表面的刃磨构件；刀导向件，所述刀导向件具有设计成用于贴紧滑动并保持与刀的第二刀面接触的平面角度刀导向表面，以便将第一刀面上的刃口的刃面定位成与所述刃磨表面成精确角度关系；和刀固定弹簧，所述刀固定弹簧主要在邻近要刃磨的刃口的刃面的第一刀面的下侧平面或凹形部分上的一个或多个位置处施加对抗刀第一刀面的力，以便当第一刀面的刃口的刃面被刃磨时，邻近所述刀第二刀面上的刃口的下侧部分被按压，以与刀导向件的所述导向表面对齐并保持与其贴紧滑动地对齐。
2.根据权利要求1所述的刀刃磨器，其特征在于，所述弹簧向刀的上侧部分施加力，该力不足以导致刀第二侧的上侧部分与所述刀导向表面对齐。
3.根据权利要求1所述的刀刃磨器，其特征在于，所述弹簧向刀的上侧部分施加力，该小于可导致刀第二侧的下侧部分与所述刀导向表面错开的力。
4.根据权利要求1所述的刀刃磨器，其特征在于，所述弹簧设计成施加固定力至具有两个平面刀面且高度低于5/8英寸的刀片一个刀面上，每个所述刀面终止于刃面，该刃面与相邻刃面会合以形成刀刃口，且该力的量级足以将该刀片的相反刀面保持成与所述刀导向件的所述导向表面贴紧滑动地接触。
5.根据权利要求1所述的刀刃磨器，其特征在于，所述刃磨构件的刃磨是磨料涂覆表面。
6.根据权利要求1所述的刀刃磨器，其特征在于，所述弹簧是具有上弯部分的大致倒置U形的，所述上弯部分会合到向下延伸的臂，每个臂具有肘部，所述肘部部分之间的间距大于所述上弯部分的宽度，且每个所述臂终止于外自由端，其中所述外自由端在其安装于其刀固定位置时朝向彼此会聚。
7.一种精确刃磨猎刀和类似刀的方法，所述猎刀和类似刀具有第一和第二刀面，每个刀面终止于刃面处，所述刃面会合相应的刃面以形成刀刃口，其中至少第一刀面具有邻近刃口的刃面的下侧显著平面或凹形部分，且所述刀面的下侧显著平面或凹形部分相对刀厚度上的中心线设定成一角度，该角度不同于邻近刀背设置的同一刀面的相邻上侧部分的角度，所述方法包括以下步骤：
将刀片放置在刃磨器中抵靠具有刃磨表面的刃磨构件并抵靠平面角度刀导向件的刀导向表面；和通过使用刀固定弹簧将刀片固定抵靠刀导向件，所述刀固定弹簧主要在邻近要刃磨的刃口的刃面的第一刀面的下侧平面或凹形部分上的一个或多个位置处施加对抗刀第一刀面的力，以便当第一刀面的刃口的刃面被刃磨时邻近所述刀第二刀面上的刃口的下侧部分被按压以与刀导向件的所述导向表面对齐并保持与其贴紧滑动地对齐。
8.根据权利要求7所述的方法，包括由弹簧向刀片的上侧部分施加力，该力不足以导致刀第二侧的上侧部分与刀导向表面对齐。
9.根据权利要求7所述的方法，包括由弹簧向刀片的上侧部分施加力，该力小于可导致刀片第二侧的下侧部分与刀导向表面错开的力。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，施加固定力至具有两个平面刀面且高度低于5/8英寸的刀片一个刀面上，每个所述刀面终止于刃面，该刃面与相邻刃面会合以形成刀刃口，且由弹簧施加的该力的量级足以将该刀片的相反刀面保持成与所述刀导向件的所述导向表面贴紧滑动地接触。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，刀片由刃磨构件的磨料涂覆表面的研磨动作被刃磨。
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