CN102271870A - 刀头 - Google Patents

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约瑟夫·M·德培克
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Abstract

本发明涉及一种刀头，其具有六边形驱动部分、工作端以及连接驱动部分和工作端的柄部。柄部包括外周表面，其在包括刀头中心轴的平面内具有曲率。具有曲率的外周表面在中心轴的方向上具有一定长度。具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.2∶1和约0.7∶1之间。

Description

刀头
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2008年11月7日提交的共同未决美国临时专利申请号No.61/112318的优先权，所述文献在此全文引入作为参考。
技术领域
本发明涉及刀头，并且更特别地涉及配置用于结合起子可互换使用的刀头。
背景技术
刀头或镶刃刀头(insert bit)通常用于起子，其配置以可互换地接收刀头。例如，典型的镶刃刀头均包括六边形驱动部分、配置用于啮合紧固件的头部或者尖端，以及连接驱动部分和尖端的圆柱形柄部。起子包括插座，其具有六边形凹窝，其中接收镶刃刀头的六边形驱动部分，并且还包括从插座延伸的杆部或柄部，其可以耦合至手柄以便于操作者手动使用，或者电动工具(例如，钻)，以便于操作者电动使用。镶刃刀头的六边形驱动部分和插座之间的干涉匹配可以用于将镶刃刀头轴向地固定至起子，或者可以采用快速释放结构以将镶刃刀头轴向地固定至起子。
发明内容
一方面，本发明提供了一种刀头，其具有六边形驱动部分、工作端以及连接驱动部分和工作端的柄部。柄部包括外周表面，其在包括刀头中心轴的平面内具有曲率。具有曲率的外周表面在中心轴的方向上具有一定长度。具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.2∶1和约0.7∶1之间。
在另一方面，本发明提供了一种刀头，其包括六边形驱动部分、工作端以及连接驱动部分和工作端的柄部。至少一部分柄部磨光成至少约2微米的表面抛光。
在又一方面，本发明提供了一种制造刀头的方法，其包括将工作端加工成一件六边形棒料、在工作端附近加工柄部，由此在柄部附近形成六边形驱动部分，对刀头进行加热处理，对工作端、柄部和刀头的六边形驱动部分施加涂层，以防止腐蚀刀头，并且将柄部的至少一部分磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部的该部分移除涂层。
在另一方面，本发明提供了一种刀头，其包括六边形驱动部分、工作端和链接驱动部分和工作端的柄部。柄部包括外周表面，其在包括刀头中心轴的平面内具有曲率。具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.2∶1和约0.6∶1之间。
结合下面详细说明书和随附附图，本发明的其他特征和方面将变得明显。
附图说明
图1是根据本发明一个结构的刀头的透视图。
图2是图1的刀头的侧视图。
图3是图1的刀头的顶视图。
图4是图1的刀头的前视图。
图5是图1的刀头的后视图。
图6是图1的刀头的分解透视图。
图7是根据本发明另一结构的刀头的透视图。
图8是图7的刀头的侧视图。
图9是图7的刀头的顶视图。
图10是图7的刀头的前视图。
图11是图7的刀头的后视图。
图12是根据本发明另一结构的刀头的透视图。
图13是图12的刀头的侧视图。
图14是图12的刀头的顶视图。
图15是图12的刀头的前视图。
图16是图12的刀头的后视图。
图17是根据本发明又一结构的刀头的分解透视图。
图18是图17的刀头的已组装侧视图。
图19是根据本发明一个结构的刀头的透视图。
图20是图19的刀头的侧视图。
图21是图19的刀头的前视图。
图22是图19的刀头的后视图。
图23是根据本发明另一结构的刀头的分解透视图。
图24是图23的刀头的侧视图。
图25是图23的刀头的前视图。
图26是图23的刀头的后视图。
图27是根据本发明另一结构的刀头的分解透视图。
图28是图27的刀头的侧视图。
图29是图27的刀头的前视图。
图30是图27的刀头的后视图。
图31是根据本发明另一结构的刀头的分解透视图。
图32是图31的刀头的侧视图。
图33是图31的刀头的前视图。
图34是图31的刀头的后视图。
图35是根据本发明另一结构的刀头的分解透视图。
图36是图35的刀头的侧视图。
图37是图35的刀头的前视图。
图38是图35的刀头的后视图。
图39是根据本发明一个结构的刀头的分解透视图。
图40是图39的刀头的侧视图。
图41是图39的刀头的前视图。
图42是图39的刀头的后视图。
图43是根据本发明另一结构的刀头的分解透视图。
图44是图43的刀头的侧视图。
图45是图43的刀头的前视图。
图46是图43的刀头的后视图。
图47是根据本发明另一结构的刀头的分解透视图。
图48是图47的刀头的侧视图。
图49是图47的刀头的前视图。
图50是图47的刀头的后视图。
在详细解释本发明任何实施例之前，应当理解本发明并不将其应用局限于下列说明书中所述或者随附附图中所示的结构细节和部件设置。本发明能够具有其他实施或者可以以各种方式实践或实施。同样，应当理解，本文所使用的措辞和术语是出于描述的目的，并且不应理解为是限制性的。
具体实施方式
图1-6示出了刀头或镶刃刀头10，其包括六边形驱动部分14、配置以啮合紧固件的头部或尖端18以及连接驱动部分14和尖端18的柄部22。六边形驱动部分14意在与大量不同的工具、适配器或部件中任一啮合，以接收来自工具、适配器或部件的扭矩，以旋转镶刃刀头10。例如，镶刃刀头10可以由起子所利用，其包括具有六边形凹窝的插座(未示出)，在凹窝中接收镶刃刀头10的六边形驱动部分14。起子还可以包括从插座延伸的杆部，其可以耦合至手柄以便于操作者手动使用，或者耦合至电动工具(例如，钻)的卡盘以便于操作者电动使用。镶刃刀头10的六边形驱动部分14和插座之间的干涉匹配可以用于将镶刃刀头10轴向地固定至起子。作为选择地，可以采用快速释放结构，将镶刃刀头10轴向地固定至起子。参考图1-3，镶刃刀头10的驱动部分14包括凹槽26，快速释放结构(例如滚球制动器)可以定位于其中，以将镶刃刀头10轴向地固定至起子。作为选择地，如果采用插座和驱动部分14之间的干涉匹配，可以从镶刃刀头10的驱动部分14忽略凹槽26。
继续参考图1-3，镶刃刀头10的尖端18配置为Philips类型的尖端18(同样参见图4)。作为选择地，镶刃刀头10的尖端18可以不同地配置，以啮合不同类型的紧固件。例如，镶刃刀头10的尖端18可以配置为直刀刃(也称为“常规头部”)，以啮合具有相应直槽的紧固件。刀头10也可以采用其他尖端结构(例如六边形、星形、正方形等)。
参考图1-3，杆部22的一部分30是凹入的，包括相对的端部部分34和直径减小的中部部分38。尤其，柄部22的凹入部分30包括外周表面42，其在包括镶刃刀头10的中心轴46的平面内(即在平行于图2和3的页面的平面内)具有曲率。在总长度Lt为约1英寸的镶刃刀头10的结构中，曲率限定为半径R为约0.15英寸至约0.75英寸。作为选择，在总长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10的结构中，曲率限定为半径R为约0.85英寸至约2.75英寸。此外，在总长度Lt为约3英寸的镶刃刀头10的结构中，曲率限定为半径R为约7英寸至约15英寸。
继续参考图1-3，在总长度Lt为约1英寸的镶刃刀头10的结构中，柄部22的凹入部分30的长度L为约0.2英寸至约0.35英寸(即，L/Lt的比例为约0.2∶1至约0.35∶1)。作为选择的，在总长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10的结构中，柄部22的凹入部分30的长度L为约0.5英寸至约0.7英寸(即，L/Lt的比例为约0.25∶1至约0.35∶1)。此外，在总长度Lt为约3英寸的镶刃刀头10的结构中，柄部22的凹入部分30的长度L为约1.5英寸至约1.8英寸(即，L/Lt的比例为约0.5∶1至约0.6∶1)。
继续参考图1-3，在总长度Lt为约1英寸的镶刃刀头10的结构中，半径R与长度L的比例等于约0.43∶1至约3.75∶1。作为选择地，在总长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10的结构中，半径R与长度L的比例等于约1.21∶1至约5.5∶1。此外，在总长度Lt为约3英寸的镶刃刀头10的结构中，半径R与长度L的比例等于约4.12∶1至约10∶1。在镶刃刀头10的所示结构中，其配置为具有约2英寸的总长度Lt，柄部22的凹入部分30的长度L约为0.514英寸，而柄部22的凹入部分30的半径R约为1.149英寸。同样地，半径R与长度L的比例为约2.24∶1。同样地，在镶刃刀头10的所示结构中，中部部分38的直径D1约为每个端部部分34的直径D2的71％。作为选择地，中部部分38的直径D1可以约为每个端部部分34的直径D2的约60％至约80％。此外，中部部分38的直径D1可以大至约0.236英寸。作为选择地，中部部分38的直径D1可以小至约0.1英寸。
参考图1-3和6，镶刃刀头10还包括耦合至柄部22的识别带50。如图6中所示，带50成形为环，并且可以由Scale A硬度为约70至约90的弹性材料制成。此外，带50的内径小于Philips类型尖端18的宽度，从而当插入尖端18上并且至柄部22上时，必须延展带50。作为选择地，带50可以由薄的可热收缩材料制造，其插入尖端18上，并且在柄部22上施加热时收缩。此外，带50可以配置具有非圆柱形外表面(例如，六边形外表面)。
继续参考图6，柄部22包括定位在柄部22的凹入部分30和驱动部分14之间的圆周凹槽54，带50至少局部地接收于其中。带50的内径小于或近似等于柄部22在凹槽54中的宽度或厚度，以在带50和柄部22之间形成干涉匹配。换句话说，在已经组装在柄部22上之后，带50从其自然形成或未延展的形状至少局部地延展。除了带50和柄部22之间的干涉匹配，可以利用粘合剂以将带50更永久地固定至柄部22。作为选择地，可以省略柄部22中的圆周凹槽，并且带50可以定位在柄部22的圆柱形部分上，其外径大于柄部22的凹入部分30的外径。此外，带50可以在沿着镶刃刀头10长度的不同位置耦合至镶刃刀头10。
识别带50可以包括与镶刃刀头10的特定特征相关的任何大量不同指示器58(图1)。例如，指示器58可以配置为标识语或设计，其印刷、刻入或模铸在识别带50上，以指示镶刃刀头10的制造商或品牌。此外，可以将数字、字母或其任意组合印刷、刻入或模铸入识别带50中，以指示镶刃刀头10的特定尺寸。此外，识别带50的颜色也可以用作为镶刃刀头10的特定特征的指示器(例如，镶刃刀头10的制造商或品牌识别器、尺寸)。
镶刃刀头10由具有六边形横截面的棒料制成。铸造镶刃刀头10的尖端18，并且柄部22的凹入部分30被加工成具有特殊长度L和特殊半径R(图2)，以在冲击式起子利用镶刃刀头10时，促进柄部22的凹入部分30的弹性变形。此外，可以采用加工处理，以在柄部22中形成圆周凹槽54，在其中放置识别带50。作为选择地，可以采用任意大量不同的制造处理以制成镶刃刀头10。还使用回火处理热处理镶刃刀头10至在52-60HRC的硬度范围。作为选择地，可以热处理镶刃刀头10至在54-59HRC的硬度范围。还将同样的热处理过程施加至镶刃刀头10的整个长度，从而形成的镶刃刀头10的硬度，沿着镶刃刀头10的整个长度，在公差值内基本上均匀或者不改变。换句话说，柄部22的凹入部份30的硬度类似于镶刃刀头10的尖端18和驱动部分14的硬度。作为选择地，可以采用热处理过程以沿着镶刃刀头10的长度而提供变化的硬度。尤其，可以热处理柄部22，从而柄部22的硬度沿着凹入部分30的长度L改变。
在镶刃刀头10的操作中，柄部22的凹入部分30配置以增加镶刃刀头10的冲击阻力或韧性，从而允许镶刃刀头10的尖端18相对于驱动部分、围绕镶刃刀头10的中心轴46而弹性变形或扭转。尤其，通过包括凹入部分30减少柄部22的惯性极矩，由此与具有圆柱形的柄部22结构相比，减少了弹性扭转柄部22所需的转矩量(即，无需减少了直径的中间部分38)。
图7-11示出了类似于图1-6的镶刃刀头10的镶刃刀头10a的另一结构，其中相同的部件或特征具有相同的附图标记，但具有字母“a”。然而，在图7-11(图7-9)的镶刃刀头10a中，省略了识别带50。然而，柄部22a的凹入部分30a延伸跨越柄部22a的整个长度La。同样地，临近驱动部分14a的端部部分34a的直径D3大于临近尖端18a的端部部分34a的直径D2。尤其，中部部分38a的直径D1是临近驱动部分14a的端部部分34a的直径D3的55％。作为选择地，直径D1可以是直径D3的约45％至约65％。用于镶刃刀头10a的D1和D2之间的相对值类似于用于镶刃刀头10的。作为又一备选方案，直径D2、D3可以基本上相等。中部部分38a的直径D1可以大至约0.236英寸。作为选择地，中部部分38a的直径D1可以小至约0.1英寸。制造镶刃刀头10a的方法以及操作镶刃刀头10a的方式基本上类似于参考镶刃刀头10所述的。
图12-16示出了分别类似于图1-6和7-11的镶刃刀头10、10a的镶刃刀头10b的另一结构，其中相同的部件或特征具有相同的附图标记，但是包括字母“b”。在图12-16的镶刃刀头10b中，可以省略识别带50，并且在图12-16的镶刃刀头10b中，省略驱动部分的凹槽(图1-3和图7-9)。与图7-11中的镶刃刀头10a相同，柄部22b的凹入部分30b延伸跨越柄部22b的整个长度Lb。制造镶刃刀头10b的方法和操作镶刃刀头10b的方式基本上类似于上述参考镶刃刀头10所述的。然而，由于在驱动部分14b中省略凹槽26，在包括快速释放结构(例如滚球制动器)的起子中不可以利用镶刃刀头10b。然而，在采用干涉匹配以将镶刃刀头10b固定至起子的起子中可以利用镶刃刀头10b。
图17和18示出了类似于图1-6的镶刃刀头10的镶刃刀头10c的另一结构，其中相同的部件或特征具有相同的附图标记，但是包括字母“c”。镶刃刀头10c配置为总长度Lt比镶刃刀头10短。尤其，驱动部分14c的长度小于镶刃刀头10的驱动部分14的长度，而凹入部分30c的长度Lc小于镶刃刀头10的凹入部分30的长度L。同样，在镶刃刀头10c的驱动部分14c中省略凹槽26，从而包括快速释放结构(例如滚球制动器)的起子中不可以利用镶刃刀头10c。然而，在采用干涉匹配以将镶刃刀头10c固定至起子的起子中可以利用镶刃刀头10c。
尤其，图17和18的镶刃刀头10c配置具有约1英寸的总长度Lt。凹入部分30c的曲率限定为半径Rc为约0.08英寸至约0.75英寸，而柄部22c的凹入部分30c的长度Lc为约0.15英寸至约0.35英寸。因而，凹入部分30c的半径Rc与总长度Lt的比例约为0.08至约0.75，而柄部22c的凹入部分30c的长度Lc与总长度Lt的比例约为0.15至约0.35。中部部分38c的直径D1可以大至约0.236英寸。作为选择地，中部部分38c的直径D1可以小至约0.1英寸。制造镶刃刀头10c的方法和操作镶刃刀头10c的方式基本上类似于上述参考镶刃刀头10所述的。
图19-22示出了刀头或镶刃刀头10d的另一结构，其包括六边形驱动部分14d、配置以啮合紧固件的头部或尖端18d以及连接驱动部分14d和尖端18d的柄部22d。六边形驱动部分14d意在与大量不同的工具、适配器或部件中任一啮合，以接收来自工具、适配器或部件的扭矩，以旋转镶刃刀头10d。例如，镶刃刀头10d可以由起子所利用，其包括具有相应六边形凹窝的插座(未示出)，在凹窝中接收镶刃刀头10d的六边形驱动部分14d。起子还可以包括从插座延伸的杆部，其可以耦合至手柄以便于操作者手动使用，或者耦合至电动工具(例如，钻)的卡盘以便于操作者电动使用。镶刃刀头10d的六边形驱动部分14d和插座之间的干涉匹配可以用于将镶刃刀头10d轴向地固定至起子。作为选择地，可以采用快速释放结构，将镶刃刀头10d轴向地固定至起子。参考图19和20，镶刃刀头10d的驱动部分14d包括凹槽26d，快速释放结构(例如滚球制动器)可以定位于其中，以将镶刃刀头10d轴向地固定至起子。作为选择地，如果采用插座和驱动部分14d之间的干涉匹配，可以从镶刃刀头10d的驱动部分14d忽略凹槽26d。
继续参考图19和20，镶刃刀头10d的尖端18d配置为Philips类型的尖端18d(同样参见图21)。作为选择地，镶刃刀头10d的尖端18d可以不同地配置，以啮合不同类型的紧固件。例如，镶刃刀头10d的尖端18d可以配置为直刀刃(也称为“常规头部”)，以啮合具有相应直槽的紧固件。
参考图20，杆部22d的一部分30d是凹入的，包括相对的端部部分34d和直径减小的中部部分38d。柄部22d的凹入部分30d包括外周表面42d，其在包括镶刃刀头10d的中心轴46d(图19)的平面内(即在平行于图20的页面的平面内)具有曲率。在总长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10d的结构中，曲率限定为半径Rd为约3英寸至约50英寸。换句话说，在总长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10d的结构中，柄部22d的外周表面42d的曲率半径Rd与镶刃刀头10d的长度Lt的比例在约0.50∶1和约14.3∶1之间。更特别地，在总长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10的结构中，柄部22d的外周表面42d的曲率半径Rd与镶刃刀头10d的长度Lt的比例在约1.25∶1和约1.75∶1之间。
继续参考图20，在总长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10d的结构中，柄部22d的凹入部分30d的长度Ld与镶刃刀头10d的总长度Lt之间的比例为约0.2∶1至约0.7∶1。更特别的，在总长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10d的结构中，柄部22d的凹入部分30d的长度Ld与镶刃刀头10d的总长度Lt之间的比例为约0.3∶1至约0.4∶1。考虑到半径Rd与长度Lt的上述比例，柄部22d的外周表面42d的曲率半径Rd与柄部22d的凹入部分30d的长度Ld的比例在约0.7∶1和约71.5∶1之间。更特别地，在总长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10d的结构中，柄部22d的外周表面42d的曲率半径Rd与柄部22d的凹入部分30d的长度Ld的比例在约3.1∶1和约5.8∶1之间。同样，在总长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10d的结构中，中间部分38d的直径D1与每个端部部分34d的直径D2的比例为约0.7∶1至约0.8∶1。中间部分38d的直径D1可以大至0.236英寸。作为选择的，中间部分38d的直径D1可以小至约0.1英寸。
参考图19和20，驱动部分14d和尖端18d覆有层或涂层(例如，磷酸锰等)，以防止腐蚀镶刃刀头10d。此外，柄部22d的凹入部分30d至少局部磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部22d移除涂层。作为选择地，柄部22d的凹入部分30d可以磨光成约1微米至约2微米的表面抛光，以从柄部22d移除涂层。在镶刃刀头10d的所示结构中，沿着具有曲率Rd的柄部22d的外周表面42d的表面(即凹入部分30d)抛光柄部22d。作为选择地，抛光的凹入部分30d可以少于图19和20中所示的。
镶刃刀头10d由具有六边形横截面的棒料制成。铸造镶刃刀头10d的尖端18d，并且加工柄部22d的凹入部分30d成特殊长度Ld和特殊半径Rd(图20)，以在冲击式起子利用镶刃刀头10d时，有助于柄部22d的凹入部分30d的弹性变形。作为选择地，可以采用任意大量不同的制造处理以制成镶刃刀头10d。随后，使用回火处理热处理镶刃刀头10d至在约52HRC和约60HRC的硬度范围之间。作为选择地，可以热处理镶刃刀头10d至在约54HRC和约59HRC的硬度范围。还将同样的热处理过程施加至镶刃刀头10d的整个长度，从而形成的镶刃刀头10d的硬度，沿着镶刃刀头10d的整个长度，在公差值内基本上均匀或者不改变。换句话说，柄部22d的凹入部份30d的硬度类似于镶刃刀头10d的尖端18d和驱动部分14d的硬度。作为选择地，可以采用热处理过程以沿着镶刃刀头10d的长度而提供变化的硬度。尤其，可以热处理柄部22d，从而柄部22d的硬度沿着凹入部分30d的长度Ld改变。
在已经热处理镶刃刀头10d之后，将抗腐蚀涂层或层(例如磷酸锰等)施加至整个镶刃刀头10d，以防止腐蚀镶刃刀头10d。可以以任意大量不同方式施加抗腐蚀涂层或层(例如，使用喷雾或浸渍处理、电镀、涂覆、蒸汽回火等)。在将镶刃刀头10d涂层之后，将柄部22d的凹入部分30d磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部22d移除抗腐蚀涂层或层。在镶刃刀头30d的所示结构中，使用砂纸或沙纸抛光凹入部分30d。作为选择地，可以任意大量不同方式抛光凹入部分30d(例如，通过电镀、爆珠、使用研磨剂进行振动处理等)。
在镶刃刀头10d的操作中，杆部22d的凹入部分30d配置以增加镶刃刀头10d的冲击阻力或韧性，从而允许镶刃刀头10d的尖端18d相对于驱动部分14d、围绕镶刃刀头10d的中心轴46d而弹性变形或扭转。尤其，通过包括凹入部分30d减少柄部22d的惯性极矩，由此与具有圆柱形的柄部22d结构相比，减少了弹性扭转柄部22d所需的转矩量(即，无需减少直径的中间部分38d)。通过抛光杆部22d的凹入部分30d，减少杆部22d的凹入部分30d中微裂纹的数量和尺寸，其否则可能在凹入部分30d中产生不合需要的高应力上升，当用于撞击应用中时，其可能最终缩短镶刃刀头10d的使用寿命。
图23-26示出了类似于图19-22的镶刃刀头10d的刀头或镶刃刀头10e的另一结构，其中相同的部件或特征具有相同的附图标记，但是包括字母“e”。参考图23-25，镶刃刀头10e的尖端18e配置为正方形尖端18d，其配置以接收在具有正方形凹窝的紧固件中。
在总体长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10e的结构中，凹入部分30e的曲率由约3英寸至约50英寸(图24)的半径Re所限定。更特别地，在总体长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10e的结构中，凹入部分30e的曲率由约5英寸至约5.5英寸的半径Re所限定。换句话说，在总体长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10e的结构中，柄部22e的外周表面42e的曲率半径Re与镶刃刀头10e的长度Lt的比例在约0.50∶1和约14.3∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10e的结构中，柄部22e的外周表面42e的曲率半径Re与镶刃刀头10e的长度Lt的比例在约1.25∶1和约1.75∶1之间。
继续参考图24，在总体长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10e的结构中，柄部22e的凹入部分30e的长度Le与镶刃刀头10e的总长度Lt的比例在约0.2∶1和约0.7∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10e的结构中，柄部22e的凹入部分30e的长度Le与镶刃刀头10e的总长度Lt的比例在约0.3∶1和约0.4∶1之间。考虑半径Re与长度Lt的上述比例，柄部22e的外周表面42e的曲率半径Re与柄部22e的凹入部分30e的长度Le的比例在约0.7∶1和约71.5∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10e的结构中，柄部22e的外周表面42e的曲率半径Re与柄部22e的凹入部分30e的长度Le的比例在约3.1∶1和约5.8∶1之间。同样，在总体长度Lt为约3.5英寸的镶刃刀头10e的结构中，中部部分38e的直径D1与每个端部部分34e的直径D2在约0.7∶1和约0.8∶1之间。中部部分38e的直径D1可以大至约0.236英寸。作为选择地，中部部分38e的直径D1可以小至约0.1英寸。
与镶刃刀头10d相同，镶刃刀头10e的驱动部分14e和尖端18e覆有层或涂层，以防止腐蚀镶刃刀头10e。此外，柄部22e的凹入部分30e至少局部磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部22e移除涂层。作为选择地，柄部22e的凹入部分30e可以磨光成约1微米至约2微米的表面抛光，以从柄部22e移除涂层。在镶刃刀头10e的所示结构中，沿着具有曲率Re的柄部22e的外周表面42e的表面(即凹入部分30e)抛光柄部22d。制造镶刃刀头10e的方法和操作镶刃刀头10e的方式基本上类似于上述关于镶刃刀头10d所述的。
图27-30示出了类似于图19-22的镶刃刀头10d的刀头或镶刃刀头10f的另一结构，其中相同的部件或特征具有相同的附图标记，但是包括字母“f”。参考图27-29，镶刃刀头10e的尖端18e配置为Philips类型的尖端18f。作为选择地，尖端18f可以不同地配置，以啮合不同类型的紧固件。例如，尖端18f可以配置为直刀刃(也称为“常规头部”)，以啮合具有相应直槽的紧固件。
在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10f的结构中，凹入部分30f的曲率由约1英寸至约2英寸(图28)的半径Rf所限定。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10f的结构中，凹入部分30f的曲率由约1.5英寸的半径Re所限定。换句话说，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10f的结构中，柄部22f的外周表面42f的曲率半径Rf与镶刃刀头10f的长度Lt的比例在约0.50∶1和约2∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10f的结构中，柄部22f的外周表面42f的曲率半径Rf与镶刃刀头10f的长度Lt的比例在约0.5∶1和约1∶1之间。
继续参考图28，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10f的结构中，柄部22f的凹入部分30f的长度Lf与镶刃刀头10f的总长度Lt的比例在约0.2∶1和约0.6∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10f的结构中，柄部22f的凹入部分30f的长度Lf与镶刃刀头10f的总长度Lt的比例在约0.2英寸至约0.3英寸。考虑半径Rf与长度Lt的上述比例，柄部22f的外周表面42f的曲率半径Rf与柄部22f的凹入部分30f的长度Lf的比例在约0.8∶1和约10∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10f的结构中，柄部22f的外周表面42f的曲率半径Rf与柄部22f的凹入部分30f的长度Lf的比例在约1.7∶1和约5∶1之间。
继续参考图28，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10f的结构中，中间部分38f的直径D1与端部部分34f的直径D2、D3的比例为约0.7∶1至约0.9∶1。与镶刃刀头10a类似，临近驱动部分14f的端部部分34f的直径D3大于临近尖端18f的端部部分34f的直径D2。中部部分38f的直径D1与临近驱动部分14f的端部部分34f的直径D3的比例约为0.75∶1，而中部部分38f的直径D1与临近尖端18f的端部部分34f的直径D2的比例约为0.83∶1。作为选择地，直径D2、D3可以基本上相等。中部部分38f的直径D1可以大至约0.236英寸。作为选择地，中部部分38f的直径D1可以小至约0.1英寸。
与镶刃刀头10d相同，镶刃刀头10f的驱动部分14f和尖端18f覆有层或涂层(例如，磷酸锰等)，以防止腐蚀镶刃刀头10f。此外，柄部22f的凹入部分30f至少局部磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部22f移除涂层。作为选择地，柄部22f的凹入部分30f可以磨光成约1微米至约2微米的表面抛光，以从柄部22f移除涂层。在镶刃刀头10f的所示结构中，沿着具有曲率Rf的柄部22f的外周表面42f的表面(即凹入部分30f)抛光柄部22f。制造镶刃刀头10f的方法和操作镶刃刀头10f的方式基本上类似于上述关于镶刃刀头10d所述的。
图31-34示出了类似于图27-30的镶刃刀头10f的刀头或镶刃刀头10g的另一结构，其中相同的部件或特征具有相同的附图标记，但是包括字母“g”。参考图31-33，镶刃刀头10g的尖端18g配置为正方形尖端18g，其配置以接收在具有正方形凹窝的紧固件中。
在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10g的结构中，凹入部分30g的曲率由约1英寸至约2英寸(图32)的半径Rg所限定。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10g的结构中，凹入部分30g的曲率由约1.5英寸的半径Rg所限定。换句话说，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10g的结构中，柄部22g的外周表面42g的曲率半径Rg与镶刃刀头10g的长度Lt的比例在约0.50∶1和约2∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10g的结构中，柄部22g的外周表面42g的曲率半径Rg与镶刃刀头10g的长度Lt的比例在约0.5∶1和约1∶1之间。
继续参考图32，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10g的结构中，柄部22g的凹入部分30g的长度Lf与镶刃刀头10g的总长度Lt的比例在约0.2∶1和约0.6∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10g的结构中，柄部22g的凹入部分30g的长度Lg与镶刃刀头10g的总长度Lt的比例在约0.2∶1至约0.3∶1。考虑半径Rg与长度Lt的上述比例，柄部22g的外周表面42g的曲率半径Rg与柄部22g的凹入部分30g的长度Lg的比例在约0.8∶1和约10∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10g的结构中，柄部22g的外周表面42g的曲率半径Rg与柄部22g的凹入部分30g的长度Lg的比例在约1.7∶1和约5∶1之间。
继续参考图32，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10g的结构中，中间部分38g的直径D1与端部部分34g的直径D2、D3的比例为约0.7∶1至约0.9∶1。与镶刃刀头10f类似，临近驱动部分14g的端部部分34g的直径D3大于临近尖端18g的端部部分34g的直径D2。中部部分38g的直径D1与临近驱动部分14g的端部部分34g的直径D3的比例约为0.74∶1，而中部部分38g的直径D1与临近尖端18g的端部部分34g的直径D2的比例约为0.85∶1。作为选择地，直径D2、D3可以基本上相等。中部部分38g的直径D1可以大至约0.236英寸。作为选择地，中部部分38g的直径D1可以小至约0.1英寸。
与镶刃刀头10f相同，镶刃刀头10g的驱动部分14g和尖端18g覆有层或涂层(例如，磷酸锰等)，以防止腐蚀镶刃刀头10g。此外，柄部22g的凹入部分30g至少局部磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部22g移除涂层。作为选择地，柄部22g的凹入部分30g可以磨光成约1微米至约2微米的表面抛光，以从柄部22g移除涂层。在镶刃刀头10g的所示结构中，沿着具有曲率Rg的柄部22g的外周表面42g的表面(即凹入部分30g)抛光柄部22g。制造镶刃刀头10g的方法和操作镶刃刀头10g的方式基本上类似于上述关于镶刃刀头10d所述的。
图35-38示出了类似于图27-30的镶刃刀头10f的刀头或镶刃刀头10h的另一结构，其中相同的部件或特征具有相同的附图标记，但是包括字母“h”。参考图31-33，镶刃刀头10h的尖端18h配置为TORX螺杆尖端18g。
在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10h的结构中，凹入部分30h的曲率由约1英寸至约2英寸(图36)的半径Rh所限定。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10h的结构中，凹入部分30h的曲率由约1.5英寸的半径Rh所限定。换句话说，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10h的结构中，柄部22h的外周表面42h的曲率半径Rh与镶刃刀头10g的长度Lt的比例在约0.50∶1和约2∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10h的结构中，柄部22h的外周表面42h的曲率半径Rh与镶刃刀头10h的长度Lt的比例在约0.5∶1和约1∶1之间。
继续参考图36，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10h的结构中，柄部22h的凹入部分30h的长度Lh与镶刃刀头10h的总长度Lt的比例在约0.2∶1和约0.6∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10h的结构中，柄部22h的凹入部分30h的长度Lh与镶刃刀头10h的总长度Lt的比例在约0.2∶1至约0.3∶1。考虑半径Rh与长度Lt的上述比例，柄部22h的外周表面42h的曲率半径Rh与柄部22h的凹入部分30h的长度Lh的比例在约0.8∶1和约10∶1之间。更特别地，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10h的结构中，柄部22h的外周表面42h的曲率半径Rh与柄部22h的凹入部分30h的长度Lh的比例在约1.7∶1和约5∶1之间。
继续参考图36，在总体长度Lt为约2英寸的镶刃刀头10h的结构中，中间部分38h的直径D1与端部部分34h的直径D2、D3的比例为约0.7∶1至约0.95∶1。与镶刃刀头10f类似，临近驱动部分14h的端部部分34h的直径D3大于临近尖端18h的端部部分34h的直径D2。中部部分38h的直径D1与临近驱动部分14h的端部部分34h的直径D3的比例约为0.74∶1，而中部部分38h的直径D1与临近尖端18h的端部部分34h的直径D2的比例约为0.95∶1。作为选择地，直径D2、D3可以基本上相等。中部部分38h的直径D1可以大至约0.236英寸。作为选择地，中部部分38h的直径D1可以小至约0.1英寸。
与镶刃刀头10f相同，镶刃刀头10h的驱动部分14h和尖端18h覆有层或涂层(例如，磷酸锰等)，以防止腐蚀镶刃刀头10h。此外，柄部22h的凹入部分30h至少局部磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部22h移除涂层。作为选择地，柄部22h的凹入部分30h可以磨光成约1微米至约2微米的表面抛光，以从柄部22h移除涂层。在镶刃刀头10h的所示结构中，沿着具有曲率Rh的柄部22h的外周表面42h的表面(即凹入部分30h)抛光柄部22h。制造镶刃刀头10h的方法和操作镶刃刀头10h的方式基本上类似于上述关于镶刃刀头10d所述的。
图39-42示出了刀头或镶刃刀头10i的另一结构，其包括六边形驱动部分14i、配置以啮合紧固件的头部或尖端18i以及连接驱动部分14i和尖端18i的柄部22i。镶刃刀头10i可以用于插座的起子，该插座具有相应六边形凹窝，其中接收镶刃刀头10i的六边形驱动部分14i。起子还可以包括从插座延伸的杆部，其可以耦合至手柄以便于操作者手动使用，或者电动工具(例如，钻)，以便于操作者电动使用。镶刃刀头10i的六边形驱动部分14i和插座之间的干涉匹配可以用于将镶刃刀头10i轴向地固定至起子。
参考图39-41，尖端18i配置为Philips类型的尖端18i。作为选择地，尖端18i可以不同地配置，以啮合不同类型的紧固件。例如，尖端18i可以配置为直刀刃(也称为“常规头部”)，以啮合具有相应直槽的紧固件。
参考图39和40，驱动部分14i和尖端18i覆有层或涂层(例如，磷酸锰等)，以防止腐蚀镶刃刀头10i。此外，柄部22i的至少一部分磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部22i移除涂层。作为选择地，柄部22i可以磨光成约1微米至约2微米的表面抛光，以从柄部22i移除涂层。
镶刃刀头10i由具有六边形横截面的棒料制成。铸造镶刃刀头10i的尖端18i，并且加工柄部22i成基本上圆柱形，以在冲击式起子利用镶刃刀头10i时，有助于柄部22i的弹性变形。作为选择地，可以采用任意大量不同的制造处理以制成镶刃刀头10i。还使用回火处理热处理镶刃刀头10i至在52HRC和60HRC的硬度范围。作为选择地，可以热处理镶刃刀头10i至在54HRC和59HRC的硬度范围。还将同样的热处理过程施加至镶刃刀头10i的整个长度，从而形成的镶刃刀头10i的硬度，沿着镶刃刀头10i的整个长度，在公差值内基本上均匀或者不改变。作为选择地，可以采用热处理过程以沿着镶刃刀头10i的长度而提供变化的硬度。
在已经热处理镶刃刀头10i之后，将抗腐蚀涂层或层(例如磷酸锰等)施加至整个镶刃刀头10i，以防止腐蚀镶刃刀头10i。可以以任意大量不同方式施加抗腐蚀涂层或层(例如，使用喷雾或浸渍处理、电镀、涂覆、蒸汽回火等)。在将镶刃刀头10i涂层之后，将柄部22i的一部分磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部22i移除抗腐蚀涂层或层。在镶刃刀头10i的所示结构中，使用砂纸或沙纸抛光柄部22i。作为选择地，可以任意大量不同方式抛光柄部22i(例如，通过电镀、爆珠、使用研磨剂进行振动处理等)。
在镶刃刀头10i的操作中，杆部22i配置以增加镶刃刀头10i的冲击阻力或韧性，从而允许镶刃刀头10i的尖端18i相对于驱动部分14i、围绕镶刃刀头10i的中心轴46i而弹性变形或扭转。尤其，柄部22i的惯性极矩小于驱动部分14i，由此减少了弹性扭转柄部22i所需的转矩量。通过抛光杆部22i，减少杆部22i中微裂纹的数量和尺寸，其否则可能在杆部22i中产生不合需要的高应力上升，当用于撞击应用中时，其可能最终缩短镶刃刀头10i的使用寿命。
图43-46示出了刀头或镶刃刀头10j的另一结构，其中相同的部件或特征具有相同的附图标记，但是包括字母“j”。参考图43-45，镶刃刀头10j的尖端18j配置为正方形尖端18j，其配置以接收在具有正方形凹窝的紧固件中。
参考图44，柄部22j包括锥筒形，其限定了约4.5度的坡口角度。作为选择地，柄部22j可以包括锥筒形，其限定了大于或小于约4.5度的坡口角度A。作为又一选择，柄部22j可以包括类似于镶刃刀头10i的柄部22i的基本上圆筒形。
同样地，与镶刃刀头10i相同，镶刃刀头10j的驱动部分14j和尖端18j覆有层或涂层(例如，磷酸锰等)，以防止腐蚀镶刃刀头10j。此外，柄部22j的至少一部分磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部22j移除涂层。作为选择地，柄部22j可以磨光成约1微米至约2微米的表面抛光，以从柄部22j移除涂层。制造镶刃刀头10j的方法和操作镶刃刀头10j的方式基本上类似于上述关于镶刃刀头10i所述的。
图47-50示出了类似于图43-46的镶刃刀头10j的刀头或镶刃刀头10k的另一结构，其中相同的部件或特征具有相同的附图标记，但是包括字母“k”。参考图47-49，镶刃刀头10k的尖端18k配置为TORX螺杆尖端18k。
参考图48，柄部2kj包括锥筒形，其限定了约4.5度的坡口角度。作为选择地，柄部22k可以包括锥筒形，其限定了大于或小于约4.5度的坡口角度A。作为又一选择，柄部22k可以包括类似于镶刃刀头10i的柄部22i的大体圆筒形。
同样地，与镶刃刀头10i、10j相同，镶刃刀头10k的驱动部分14k和尖端18k覆有层或涂层(例如，磷酸锰等)，以防止腐蚀镶刃刀头10j。此外，柄部22k的至少一部分磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部22k移除涂层。作为选择地，柄部22k可以磨光成约1微米至约2微米的表面抛光，以从柄部22k移除涂层。制造镶刃刀头10k的方法和操作镶刃刀头10k的方式基本上类似于上述关于镶刃刀头10i所述的。
在随附权利要求中陈述了本发明的各个特征。

Claims (45)

1.一种刀头，包括：
六边形驱动部分；
工作端；以及
连接驱动部分和工作端的柄部，其中柄部包括外周表面，该外周表面在包括刀头中心轴的平面内具有曲率，其中具有曲率的外周表面在中心轴的方向上具有一定长度，并且其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.2∶1和约0.7∶1之间。
2.根据权利要求1所述的刀头，其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.3∶1和约0.4∶1之间。
3.根据权利要求1所述的刀头，其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.2∶1和约0.3∶1之间。
4.根据权利要求1所述的刀头，其中曲率由半径限定，并且其中柄部的外周表面的曲率半径与刀头长度的比例在约0.50∶1和约14.3∶1之间。
5.根据权利要求4所述的刀头，其中柄部的外周表面的曲率半径与刀头长度的比例在约1.25∶1和约1.75∶1之间。
6.根据权利要求4所述的刀头，其中柄部的外周表面的曲率半径与刀头长度的比例在约0.50∶1和约1∶1之间。
7.根据权利要求1所述的刀头，其中具有曲率的外周表面限定了柄部的最大直径和柄部的最小直径，其中最小直径与最大直径的比例在约0.7∶1和约0.95∶1之间。
8.根据权利要求1所述的刀头，其中曲率由约3英寸和约50英寸之间的半径所限定。
9.根据权利要求1所述的刀头，其中曲率由约1英寸和约2英寸之间的半径所限定。
10.根据权利要求1所述的刀头，其中柄部的至少一部分磨光成至少约2微米的表面抛光。
11.根据权利要求10所述的刀头，其中具有曲率的外周表面具有一定长度，并且其中沿着具有曲率的外周表面的整个长度而将柄部磨光成至少约2微米的表面抛光。
12.根据权利要求1所述的刀头，其中六边形驱动部分和工作端部各自具有抗腐蚀涂层。
13.根据权利要求1所述的刀头，其中刀头具有在约52HRC和约60HRC之间的硬度。
14.一种刀头，包括：
六边形驱动部分；
工作端；以及
连接驱动部分和工作端的柄部，其中柄部的至少一部分磨光成至少约2微米的表面抛光。
15.根据权利要求14所述的刀头，其中六边形驱动部分和工作端部各自具有抗腐蚀涂层。
16.根据权利要求14所述的刀头，其中刀头具有在约52HRC和约60HRC之间的硬度。
17.根据权利要求14所述的刀头，其中柄部包括外周表面，其在包括刀头中心轴的平面内具有曲率，其中具有曲率的外周表面在中心轴的方向上具有一定长度，并且其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.2∶1和约0.7∶1之间。
18.根据权利要求17所述的刀头，其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.3∶1和约0.4∶1之间。
19.根据权利要求17所述的刀头，其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.2∶1和约0.3∶1之间。
20.根据权利要求17所述的刀头，其中曲率由半径限定，并且其中柄部的外周表面的曲率半径与刀头长度的比例在约0.50∶1和约14.3∶1之间。
21.根据权利要求20所述的刀头，其中柄部的外周表面的曲率半径与刀头长度的比例在约1.25∶1和约1.75∶1之间。
22.根据权利要求20所述的刀头，其中柄部的外周表面的曲率半径与刀头长度的比例在约0.50∶1和约1∶1之间。
23.根据权利要求17所述的刀头，其中具有曲率的外周表面限定了柄部的最大直径和柄部的最小直径，其中最小直径与最大直径的比例在约0.7∶1和约0.95∶1之间。
24.根据权利要求17所述的刀头，其中曲率由约3英寸和约50英寸之间的半径所限定。
25.根据权利要求17所述的刀头，其中曲率由约1英寸和约2英寸之间的半径所限定。
26.根据权利要求14所述的刀头，其中柄部的至少一部分磨光成在约1微米和约2微米之间的表面抛光。
27.一种制造刀头的方法，该方法包括：
将工作端加工成一件六边形棒料；
在工作端附近加工柄部，由此在柄部附近形成六边形驱动部分；
对刀头进行加热处理；
对工作端、柄部和刀头的六边形驱动部分施加涂层，以防止腐蚀刀头；以及
将柄部的至少一部分磨光成至少约2微米的表面抛光，以从柄部的该部分移除涂层。
28.根据权利要求27所述的方法，其中加工柄部包括在柄部的外周表面中加工出曲率，该曲率限定在包括刀头中心轴的平面内。
29.根据权利要求28所述的方法，其中在柄部的外周表面中加工出曲率包括选择加工的柄部长度，其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在0.2∶1和约0.7∶1之间。
30.根据权利要求28所述的方法，其中在柄部的外周表面中加工出曲率包括选择曲率的尺寸，其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在0.50∶1和约2∶1之间。
31.一种刀头，包括：
六边形驱动部分；
工作端；以及
连接驱动部分和工作端的柄部，其中柄部包括外周表面，其在包括刀头中心轴的平面内具有曲率，其中具有曲率的外周表面在中心轴的方向上具有一定长度，并且其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.2∶1和约0.6∶1之间。
32.根据权利要求31所述的刀头，其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.5∶1和约0.6∶1之间。
33.根据权利要求31所述的刀头，其中具有曲率的外周表面的长度与刀头长度的比例在约0.25∶1和约0.35∶1之间。
34.根据权利要求31所述的刀头，其中曲率由半径限定，并且其中柄部的外周表面的曲率半径与具有曲率的外周表面的长度的比例在约0.43∶1和约10∶1之间。
35.根据权利要求34所述的刀头，其中柄部的外周表面的曲率半径与具有曲率的外周表面的长度的比例在约4.1∶1和约10∶1之间。
36.根据权利要求34所述的刀头，其中柄部的外周表面的曲率半径与具有曲率的外周表面的长度的比例在约1.2∶1和约5.5∶1之间。
37.根据权利要求31所述的刀头，其中具有曲率的外周表面限定了柄部的最大直径和柄部的最小直径，其中最小直径与最大直径的比例在约0.7∶1和约0.8∶1之间。
38.根据权利要求31所述的刀头，其中曲率由约7英寸和约15英寸之间的半径所限定。
39.根据权利要求31所述的刀头，其中曲率由约0.85英寸和约2.75英寸之间的半径所限定。
40.根据权利要求31所述的刀头，其中刀头具有在约57HRC和约63HRC之间的硬度。
41.根据权利要求31所述的刀头，其中驱动部分包括凹槽，配置以接收插座的快速释放结构。
42.根据权利要求31所述的刀头，还包括耦合至柄部的识别带。
43.根据权利要求42所述的刀头，其中柄部包括圆周凹槽，其中至少局部地接收所述带。
44.根据权利要求42所述的刀头，其中所述带由弹性材料制成。
45.根据权利要求31所述的刀头，其中工作端包括Phillips类型尖端、正方形尖端和TORX尖端中之一。
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