CN1106236C - 手持铆钉安置工具 - Google Patents

Abstract

一种具有组合连接机构的手动空心铆钉安置工具，用于有益地提高其移动部件之间的机械比率。本发明提供了一种仅需单次、单手进行锁定和非锁定操作的工具，以及一种在铆钉安置周期中，工具所用的铆钉心棒的防阻塞结构。为了无误地装配和拆卸，该工具是由两个很容易装配的组件构成。

Description

手持铆钉安置工具

                          技术领域

本发明涉及一种空心铆钉安置工具，特别是一种用于采用断裂心轴的安置铆钉的手动工具。

                          背景技术

这些工具在操作时都基本相同，即它们的操作都基于这样的原理：一对钳子借助剪切作用将爪夹头元件(承载铆钉的)从铆钉插入位置移动或者传递到铆钉安置位置，然后使铆钉的断裂心轴部分从工具中排出，并让新铆钉插入工具的管嘴中。这种操作所存在的问题一般涉及工具的手柄和爪夹头之间的偏心作用，即对于不同的手动操作要产生足够的机械比率。另外，通过工具的操作循环-定位、安置和排出-而移动铆钉，又不阻挡或者阻碍工具的移动部件的需求可能难以达到。该工具的其它功能，例如锁定和释放手柄元件、提供弹簧偏压以及容易地装、拆该工具等常常不能得到满足。

                        发明内容

本发明的基本目标和主要目的是解决上述有关问题，并提供一种空心铆钉安置工具，在操作该工具时，能够有效和连续地进行操作，而不会卡住或者还需要特别的力量。

本发明的特征是提供一种组合连接装置，它能够有效地提高机械比率，并降低手动空心铆钉工具的移动部件之间的摩擦力。由本设计所形成的机械比率比过去的设计的比率大数倍，并适于单手操作或两手操作，因此对于较长的爪夹头行程来说，具有更短的手柄关闭行程距离。该手柄关闭行程距离使最大的“手动打开”距离小于现在传统设计中所允许的距离，所述“手动打开”距离指的是人手指顶端和手掌之间的平均距离，所以手动打开距离减小，从而增强了单手对工具操作的能力。

本发明的另一个特征是该工具手柄的特殊设计，使得安置铆钉所需的冲程次数，比利用传统工具安置铆钉通常所需的冲程次数要少。

本发明的再一个特征是仅需单次、单手进行锁定和非锁定操作，使得工具的手柄元件能够锁定在其关闭位置。另外，锁销装置具有“记忆”功能，因此工具的锁定位置能够在手柄关闭或者打开的任何时间进行安置。另外，锁销元件能够很容易地处于其两种位置中的任一位置，即锁定位置和非锁定位置，并使这两种位置均处于较低能量状态，从而让使用者很容易锁定工具。而且，还设置了改进的锁销装置，于是锁销装置更容易使用，并减少对其它物体产生阻碍的可能性。

本发明的另一个特征是提供一种用于工具所用铆钉心棒的无阻塞结构，以避免在铆钉安置周期、特别是心棒排出过程中的任一时刻，心棒被卡住或者发生阻塞。

本发明的另一个特征是在工具内提供一种便利的储藏空间，用于储存工具所用的辅助管嘴和扳手。

本发明的另一个特征在于部件相互之间的设置方式，从而形成了使用方便和无误差的各部件构成的组件，因为在清洁或者更换部件时还希望拆卸该工具。因此，仅需要两个组件，其中一个能够很容易地装配到另一个中，以完成工具的组装。

根据本发明，提供一种用于安置空心铆钉的手动工具，包括：一个工具主体，具有固定手柄和爪夹头；一个操作手柄，它绕所述工具主体转动；一个连接件，它绕所述工具主体转动，并且其一端与所述爪夹头啮合、另一端由所述操作手柄操纵；一个U形锁销元件，它通过弹簧连接到所述连接件上，并且横跨所述操作手柄，和锁销元件具有一个掣子，用于分别与手柄上的一对凹口中的任一个啮合，用以形成锁定位置和非锁定位置，而不管所述手柄中的一个相对于另一个是否打开或者关闭。

根据本发明的一个实施例，提供一种组合连接装置，其包括用于与爪夹头连接的操作手柄，在手柄关闭的过程中，使得机械比率在较宽的范围(从4或5∶1到30∶1)内明显地变化，从而增强使用者沿冲程路径必须施加给冲程任一部分的力。机械比率的这种较大变化-它给工具一种“感觉”-是通过操作手柄和连接件之间以及连接件和爪夹头之间的凸轮作用形成的，所述连接件是操作手柄和爪夹头之间的中间元件。在这一端，连接件具有单独的和处于操作手柄极限位置的枢轴。另外，通过连接件的构形和尺寸、相互接触的支承面、以及连接件转轴和工具操作手柄之间的关系，可减小操作手柄、连接件和爪夹头之间的摩擦力。

与已有技术中这种工具的机械比率范围(通常在17∶1到19∶1之间变化)相比，本发明可达到较宽机械比率范围(4或5∶1到30∶1)，这使工具的设计更加多样化；特别是可以设计成下述三种形式。第一，通过利用该工具的整个机械范围(达到30∶1)，可以更容易地安置铆钉；第二，通过适当减小该范围(即5∶1到20∶1)，可以形成更大的冲程，由此具有更长的爪夹头行程，这就比普通安置铆钉的方法需要更少的冲程；第三，通过缩短爪夹头的行程或者冲程(从而增加安置铆钉所需的冲程次数)，与其它设计相比，该工具能制得更为紧凑。对于不同的工具使用者来说，上述每一种设计都具有各自的优点。这样，采用下述部件的工具能够为不同的市场进行设计，对于其中某一市场来说，上述三种设计原则中的一种或者另一种被认为是很重要的。

根据本发明，工具的锁销元件通常位于接近工具的前部，在一般使用过程中，当使用者握持该工具时，他的手指能够很容易地接触到该元件。该锁销元件设计成横跨位于工具主体和其任一侧的手柄本身之间的操作手柄，这样，相对于工具主体来说，操作手柄的稳定性提高了。另外，锁销元件借助过中点的拉伸弹簧连接到所述连接件上。当使用者松开手时，与另一个元件连接的弹簧使操作手柄打开(在非锁定状态)，从而释放了工具加在铆钉心棒上的夹持力，使得废心棒(一旦它断裂)从工具上掉落。该锁销元件能够很容易地移动到其两个位置中的任意一个位置上，即锁定位置和非锁定位置，并通过与连接件相连的拉伸弹簧的过中点作用而卡紧定位。在这种方式下，锁销元件“记住”其所处的位置，即锁定位置或者非锁定位置，并且不管操作手柄是否关闭或者打开仍处于那个位置上。

本发明还通过防止心棒排出路径上产生任何中断而提供一种无阻塞的心棒排出方式；这样，用于爪夹头顶部的爪推杆的固定螺钉，以及用于偏压爪推杆的压缩弹簧，都被限制在爪推杆的外表面处。

工具所带的附加管嘴和扳手附件置于两个手柄抓握部分中的空腔内，所述空腔或者凹槽位于下部静止固定手柄和上部操作手柄的内侧正面区域内。这样，当工具在关闭状态下锁定时，空腔能够隐藏和安全地存储附件，该特征还使得当工具处于打开状态时，很容易看见并取出这些附件。因为当该工具处于其关闭位置时，上部操作手柄刚好置于这些附件的上方，而这些附件不会与手柄的关闭相干涉，于是可达到最大的关闭状态，并使爪夹头能够达到最大的移动距离或者行程。

上述组合连接装置和这种最大关闭状态的特征，使得给定的铆钉安置周期中的每一周期内的冲程次数最少；即已经发现只需进行两次或者三次冲程，而不是传统设计所需的四次或者五次冲程。

最后，本发明所述的工具设计成一种由下述两组件构成的容易和无误的装置，即一个工具主体和下部手柄组件、一个上部手柄和锁定连接组件。这些组件中的每一个都能够以无误的方式很容易地依次组装和拆卸。例如，在第一组件的情况下，压缩弹簧和由弹簧所环绕的爪推杆的形状，使爪推杆能够在爪夹头和弹簧螺旋中自动对中，从而在装配时防止弹簧阻挡爪推杆或者固定螺钉。压缩弹簧使爪推杆足以与爪夹头和爪本身对齐，这样在组装时使固定螺钉不会阻碍爪推杆。在装配时压缩弹簧不会在爪夹头螺纹中产生粘合，而且也不会在爪推杆和固定螺钉之间的空隙内产生任何干涉，这是因为弹簧是环绕爪推杆的。最后，还设计有完全对称的固定螺母，这意味着它一旦组装到工具上后，就能够向前或者向后装配到爪夹头上，而不需要翻转。

在上述第二组件的情况下，上部操作手柄、锁销位元件、拉伸弹簧和连接件均通过连接件和锁销元件之间的拉伸弹簧连接装置组装到一起。锁销件、连接件和手柄元件的特定表面，设计成相互结合的形式，因此拉伸弹簧能够以最低能量状态装配在它上面，这样减少组装过程中损坏的几率。

一个组件能够很容易地装配到另一个组件中，以便完成工具的装配；因此，工具主体组件内的空腔使上部手柄或者操作手柄组件更易于定位，以准备插入将两个组件连接在一起的两个独立的支轴销，其中一个支轴销将连接件和工具主体相连，另一个将上部操作手柄与工具主体相连。

尽管该工具的两个组件已经加以描述，但本发明的工具也可以看成是具有另一种不同的形式，其中将固定的工具主体视为两个可移动组件的基材，即爪夹头作为一个组件，操作手柄、连接件和锁销元件作为另一种组件，当然后一组件对应于前述的第二组件。

                          附图说明

从结合附图的详细描述中，将更好地理解本发明，本发明的其它目的和优点也会变得更明显。

图1是根据本发明所述的空心铆钉工具的分解立体示意图；

图2是图1所示完全组装好的工具的局部侧剖视图，表示了该工具处于完全打开的位置；

图3是图2所示工具的局部侧剖视图，表示了该工具处于部分关闭的位置；

图4是图3所示工具的局部侧剖视图，表示了该工具处于完全关闭的位置，且锁销元件处于锁紧位置；

图5是图4所示工具的局部侧剖视图，表示了该工具处于完全关闭的位置，且锁销元件处于非锁紧位置；

图6是本发明所述工具的完全剖视正视图，其中示出了爪式夹头部件；

图7是该工具的立体示意图，其中示出了辅助管嘴储存元件。

                       具体实施方式

参见图1-6，它们表示了根据本发明所述的手持铆钉工具10，下面将对组成工具(见图1)的两个组件12和14进行描述。在工具主体组件12中，包括一个整体主体元件16，其前端由圆柱形壳体18构成，其后端由固定的手柄元件20构成。可以看到，侧壁22、24具有成一条直线的孔26、28，其用途将简短地加以解释。可以看出，在圆柱形壳体下端具有用于容纳适当管嘴的螺纹开口(见图2)，在普通方式下，所述管嘴可与工具一起用于特定尺寸的铆钉。在圆柱形壳体18中装配有一个爪夹头30、承载爪32(见图2和6)和爪推杆34(见图6)以通常的方式配合在一起，用于夹持和释放铆钉心棒。可以看出，爪夹头具有一对相对的凹槽36(见图6)，用于与下面所述的上部手柄组件所带的连接元件相配合。

环绕在爪推杆34周围的是一个压缩弹簧38(见图6)，该弹簧的一端抵靠在爪推杆的凸缘部分40上，另一端抵靠在固定螺母42上，所述螺母42旋入爪夹头的顶部，并可滑动地容纳爪推杆的顶部。根据这种布置，可以看出，铆钉的心棒具有平滑的通道，在该通道中，心棒能够从被爪32夹持的位置，通过固定螺母42和带有孔的盖元件44移动到移出的位置，所述移出位置在工具的顶部(当该工具翻转过来的时候)，如果采用这种方式，则爪能在传统方式下从心棒上的夹具中释放。

然后，可以看出，通过下述步骤，组件12能够在无误的方式下很容易地装配起来，即：将爪32置于爪夹头30的锥形底部中，然后插入爪推杆34，其锥形端部将与爪元件所确定的锥形凹坑自动对齐，然后将压缩弹簧38向下置于爪推杆上方，接着在爪夹头的顶部内旋入固定螺母42。固定螺母42设计成对称形式，使得它不必仅以一种给定的方式旋入夹头顶部，而是可以反向旋出，对于废心棒的退出路径来说，螺母42仍能正确地工作。

下面将描述组件14。将组件14和组件12的爪夹头相连的是一个U形连接件46，它具有一对与爪夹头30的相对凹槽36相啮合的凸耳48。下面将详细描述凸耳元件48和凹槽部分36之间的转动连接方式。在这方面可看出，连接件46是组件14的最前方部件。支轴销50(见图7)形成了连接件的枢轴，该轴销50穿过连接件侧壁中的相对孔52和工具主体16的侧壁22、24上的成一条直线的孔26。

可以看出，连接件46跨过上部操作手柄54，该手柄54自身也绕支轴销56(见图7)转动，所述支轴销56穿过操作手柄54的孔58，和工具主体16的侧壁22、24上的成一条直线的孔28而延伸，所述孔28的转动轴线在连接件46(见图2-5)的轴线正下方。操作手柄54向后延伸并形成曲线，即在其上表面形成了一对凹口60、62，所述两凹口由凸轮表面64隔开，在操作手柄的下部延伸表面上有一个支撑面66，它与连接件46最后端的凸轮表面76相配合，下面将详细讨论。

U形锁销元件68以与连接件46相同的方式跨在操作手柄54上，但是，锁销元件并不绕支轴转动，而是通过一个拉伸弹簧70以其最后端与连接件46的最后端相连，如图2-5所清楚地表示的那样。锁销元件68的上端用作手动按钮72，其内表面形成了一个骑在操作手柄54顶面的掣子74，它可替换地与凹口60、62啮合，如图4和5所清楚表示的那样。根据手动按钮70的移动方式，决定弹簧70通过中位的移动方向，以使锁销元件68定位于一个或者两个位置上，或者位于向前的非锁定位置(见图5)，其中掣子74位于非锁定的前部凹口60内，或者位于向后的锁定位置(见图4)，其中掣子74位于后部凹口62内。在任一种情况下，锁销元件移动到这两个位置之一时，均会发出咔嗒的声音，这是因为掣子74会骑在凹槽之间的凸轮表面64上。掣子74将保持在所述任一位置上，直到从任一位置上将其手动移开。

下面，当从一个锁定位置向另一个非锁定位置切换时，锁销元件68将表现“记忆”特性，而不管手动元件54和20中的一个相对于另一个是否关闭或者打开。例如，如果当操作手柄54打开(见图2或者3)时，锁销元件68向其后部锁定位置移动，则它将保持在那个位置直到手柄54、20相互闭合靠紧为止，在这种情况下，手柄元件将被锁定，从图4中可以清楚地看出，由于锁销元件的钩状部分78偏压在或者咬住工具主体16底部上的竖起夹持元件80，而进入夹持元件下方的锁定位置。另一方面，当操作手柄54打开时，锁销元件46向前移动到其非锁定位置，则关闭它们将不会有什么不同，因为钩状部分78和夹持元件80会相互错过，这是由于它们有各自的固定位置，如图5所示。

当然，应该理解到，这些锁销元件的非锁定和锁定位置中的固定位置，是由拉伸弹簧68在经过中点的作用下而形成的，当锁销元件移动到两个极限位置之一时，所述弹簧68移动到其任一低能量状态位置。

上面描述了工具主体组件12和操作手柄组件14，下面将描述这两个组件怎样简单地装配在一起而形成工具装置的。可以看到，工具主体16具有一个凹槽部分或者空腔82，其中操作手柄组件14可以轻易地滑动到操作位置。连接件46的凸耳48保证了它们在爪夹头30的各凹槽部分36中的位置，连接件能够很容易地旋转，以使凹槽部分36接近凸耳48。一旦通过凹槽部分36和圆柱形壳体18的内壁或者内表面，凸耳就可能滑入槽中，则它们将保持定位，这是由于有将要描述的以下步骤。

如上所述，本发明工具的另一种方式是，将它看成是一个带有非移动部件的固定工具主体16，所述工具主体作为两个组件的基材，所述两个组件与上述组件有些相似，一个是带有内部零件的爪夹头30，所述内部零件可装配到工具主体的圆柱形壳体18内，而另一个组件与已经描述的组件相同，即包括操作手柄54、连接件46、锁销68和连接后两个部件的弹簧70。这样，如上所述，第一组件置于圆柱形壳体18内，第二组件则插入到空腔或者凹槽82中。

可以看出，连接件46的枢轴孔52将与工具主体16的侧壁22、24上的孔26对齐。另外，操作手柄54中的枢轴孔58将与工具主体的侧壁上的孔28对齐。然后，将传统设计形式的支轴销50、56插入到工具的各对应孔中，并通过例如弹簧夹或者类似物等适当装置将其定位。

U形连接件46和操作手柄54的下部零件相互横跨，以便达到其枢轴点(见图2-5)。接着，操作手柄的枢轴孔58确定了从其一端到手柄另一端的最远距离，而连接件46的枢轴孔52确定了其一端和另一端部件之间的最远距离，所述另一端部件允许凸耳48与爪夹头30的凹槽部分36相啮合。

根据本发明，当两个手柄20和54按压在一起时，这种组合连接形式在爪夹头的行程长度上形成了更宽的机械比率范围。这样，对于安置铆钉的循环周期来说，使较长连接件46绕支轴销50旋转，这使得当连接件的凸轮表面76在操作手柄54转动端附近的抵压表面66作用下被向下推动时，凸耳48能抵住爪夹头的凹槽部分36的上部边缘96(见图7)，以相对短的长度来向上推出更大的机械移动量。

操作手柄的各枢轴和连接件尽可能离爪夹头靠近，而枢轴和连接件相互之间尽可能隔得远，以使手柄54和连接件46在相对有限的空间内操作时，形成最大的机械力矩。如果需要，这种结构有助于形成由使用者的一只手就能很容易握持和操作的小型工具。

如上所述，这种工具在其行程长度上形成了更宽的机械比率变化范围，使得该工具可设计成三种不同形式。一种设计形式是采用该工具的整个机械比率范围(达到30∶1)，使铆钉安装工作易行，另一种方式是适当减小该范围(即5∶1到20∶1)，使冲程增长，从而使爪夹头行程增长，这就比其它安置铆钉的普通方法需要更少的冲程，最后，第三种设计形式是使爪夹头冲程长度或者行程减短，这就在安置铆钉时需要更多的冲程次数，但是工具可以制造得更为紧凑。

可以看出，工具主体16的下部手柄20具有一个空腔84，该空腔84沿手柄内表面延伸，用于容纳几个工具所用的辅助管嘴86，并用于以普通方式容纳不同尺寸的铆钉。可以看出，每一个管嘴86都旋入在空腔内形成的各螺纹凹槽88中。另外，如图所示，还可以设置一个或者多个长槽，用于容纳工具所用的一个或多个扳手90。在操作手柄54的内表面上还设有互补的腔或者凹槽92(见图5)，因此当两个手柄按压在一起时，空腔84和92能够完全容纳管嘴和扳手，而不会使这些元件与为了达到最大给定冲程而完全靠近的手柄发生干涉。

上述内容涉及本发明的最佳实施例，但应该理解到，在本发明的范围内可以做出其它实施例和变化形式，本发明的范围将由所附的权利要求所确定。

Claims (10)

1.一种用于安置空心铆钉的手动工具，包括：

一个工具主体，具有固定手柄和爪夹头，

一个操作手柄，它绕所述工具主体转动，

一个连接件，它绕所述工具主体转动，并且其一端与所述爪夹头啮合、另一端由所述操作手柄操纵，

一个U形锁销元件，它通过弹簧连接到所述连接件上，并且横跨所述操作手柄，和

所述锁销元件具有一个掣子，用于分别与手柄上的一对凹口中的任一个啮合，用以形成锁定位置和非锁定位置，而不管所述手柄中的一个相对于另一个是否打开或者关闭。

2.如权利要求1所述的手动工具，其特征在于，当所述锁销元件移动到所述锁定位置或者所述非锁定位置时，所述弹簧形成了过中点的移动，从而当所述锁销元件处于任一所述位置时，弹簧都处于相对低的能量状态。

3.如权利要求2所述的手动工具，其特征在于，在所述成对的凹口之间设置了凸轮表面，用于使所述锁销元件移动到所述成对的凹口之一，所述锁销元件还具有一个钩状元件，当所述锁销元件处于所述锁定位置，和所述操作手柄闭合在所述固定手柄之上时，用于与所述工具主体的夹持元件偏压啮合。

4.如权利要求1所述的手动工具，其特征在于，所述操作手柄和所述固定手柄均具有一个对立面向的空腔，该空腔沿手柄的大致整个长度延伸，在所述一个空腔内有插座装置，用于储存该工具所用的辅助管嘴，并且当所述手柄按压到一起时，所述空腔一起封闭所述辅助管嘴。

5.如权利要求4所述的手动工具，其特征在于，所述空腔之一形成了用于容纳工具所用的扳手的容器，当所述手柄按压到一起时，所述两空腔一起封闭所述扳手。

6.如权利要求1所述的手动工具，其特征在于，所述爪夹头具有一组爪，其一端用于夹持所述铆钉的心棒；

一个设置在所述爪夹头内的爪推杆，它具有光滑的内孔，所述内孔与所述爪夹头的轴线同心；

一个具有通孔的固定螺母，它位于所述爪夹头的另一端；

所述爪推杆的一端延伸到所述固定螺母的孔中，和

一个环绕所述爪推杆的压缩弹簧，它偏压在所述固定螺母和爪推杆边缘之间，当从所述爪中释放时，心棒穿过所述爪推杆的光滑内孔和所述固定螺母的孔而从所述工具中排出。

7.如权利要求6所述的手动工具，其特征在于，所述固定螺母是一个从其任一端都能旋入所述爪夹头的螺母。

8.如权利要求1所述的手动工具，其特征在于，所述连接件的敞开端形成一对凸耳，用于与所述爪夹头的各部分啮合，和

当所述操作手柄向所述固定手柄移动时，操作手柄的底面使所述连接件的封闭端动作。

9.如权利要求1所述的手动工具，其特征在于，所述工具主体中用于所述连接件的枢轴与用于所述操作手柄的枢轴隔离。

14.如权利要求1所述的手动工具，其特征在于，所述弹簧通常偏压在所述操作手柄上，使之相对于所述固定手柄处于打开位置。

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