CN113423538A - 具有硬化的带纹理锤面的锤子 - Google Patents

Abstract

示出并描述了一种工具、例如锤子，其在击打表面上包括有包覆件。包覆件与被锤子击打的物体相互作用，从而保护锤头本体免受磨损。在一个实施例中，包覆件包括附连至击打表面的多个单独的包覆件突起。

Description

具有硬化的带纹理锤面的锤子

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2019年2月7日提交的美国申请号62/802,434的优先权，该美国申请的全部内容通过援引并入本文。

背景技术

本披露内容总体上涉及工具领域。本披露内容具体地涉及一种具有硬化的并且带纹理的击打表面、例如经包覆的并且经铣削的击打表面的锤子。

锤子用于击打物体，例如将钉子击打到木板中。锤子通常包括光滑的或带纹理的击打表面。带纹理的击打表面的优点在于，该击打表面对被击打的物体有更强的附着力，并且因此不太可能打滑。这在以一定角度快速锤击钉子时可能有帮助。

发明内容

总体上，本文所描述的披露内容涉及一种具有硬化的击打表面层或硬面层的纹理面锤子。硬面层(例如包覆件)由相比锤头主体具有改进的机械特性(例如耐磨性、强度或韧性)的材料形成。锤头由合适的材料(例如钢、钛合金和/或铝合金)制成，并且击打表面上的包覆件由不同的材料制成，例如硬度大于60 HRC的较坚固的材料。许多材料适合于此应用，例如以商品名Metco 1030、Metco 8224、Vecalloy 600在售的合金、其他金属基复合材料(MMC)、合金、陶瓷或碳化钨。合金涂层的非限制性清单包括钴铬、镍铬、碳化钨、碳化铬、碳化钒、碳化硅、碳化物、氮化硼、氮化钛和氮化硅，并且陶瓷涂层的非限制性清单包括氧化铝、氧化钛、氧化锆和氧化铬。在多个不同实施例中，碳化钨、碳化铬、碳化钒、碳化硅、碳化物、氮化硼、氮化钛、氮化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆和氧化铬用作具有包括钢、铝、镁、钛、钴和/或镍的基体的MMC中的增强材料。

在一个实施例中，手持式工具包括手柄、刚性联接至该手柄的本体、以及刚性联接至该本体的锤头本体。锤头本体由具有例如耐磨性的第一组机械特性的材料制成，并且包括击打表面。击打表面包括多个突起，该多个突起各自包括附连至基部的包覆件。包覆件由与第一材料相比具有改进的机械特性的第二材料制成，例如比第一材料更耐磨。

在一个实施例中，给定的突起具有从锤头的击打表面中的凹陷测量的横向宽度和竖直高度。横向宽度沿着平行于击打表面的平面测量，并且竖直高度沿着垂直于该平面的轴线测量。突起上的包覆件从突起端头朝向凹陷延伸。在一个总体实施例中，给定突起上的包覆件的横向宽度在该突起的横向宽度的50％与100％之间，并且该包覆件的竖直高度在该突起的竖直高度的10％与500％之间。更具体地，包覆件的宽度在突起的横向宽度的60％与95％之间，并且包覆件的高度在突起的竖直高度的60％与95％之间。更具体地，包覆件的宽度在突起的宽度的70％与92％之间，并且包覆件的高度在突起的高度的70％与90％之间。甚至更具体地，包覆件的宽度在突起的宽度的80％与90％之间，并且包覆件的高度在突起的高度的75％与85％之间。

在一个实施例中，锤子包括手柄、刚性联接至该手柄的杆、以及击打表面。击打表面包括本体和从本体延伸并且限定击打表面的多个突起。本体包括具有第一硬度的第一材料，并且该多个突起包括具有第二硬度的第二材料，其中该第二硬度大于(硬于)该第一硬度。

在另一实施例中，锤子包括手柄、刚性联接至该手柄的杆、刚性联接至该杆的击打结构、以及附连至限定了击打表面的该击打结构的多个突起。该多个突起在该多个突起之间限定多个谷部，其中该多个突起中的每个突起包括由第一材料制成的基部和附连至基部并且由与第一材料不同的第二材料制成的包覆件。该基部限定了在相应突起的相反侧的谷部之间测量的第一最大宽度，该包覆件限定了平行于该第一最大宽度测量的第二最大宽度。该包覆件的第二最大宽度至少是该突起的第一最大宽度的50％。

在另一实施例中，锤子包括手柄、刚性联接至该手柄的杆、刚性联接至该杆的击打结构、以及附连至击打结构并且限定击打表面的多个突起。该多个突起中的每个突起包括由第一材料制成的基部和附连至基部并且由第二材料制成的包覆件。该多个突起中的每个突起限定从邻近该突起的谷部到该突起的端头测量的第一最大高度。附连至该多个突起中的每个突起的该包覆件限定了与该第一最大高度平行的第二最大高度，其中该包覆件的第二最大高度至少是该突起的第一最大高度的10％。

附图说明

图1是根据示例性实施例的锤子的前透视图。

图2是根据示例性实施例的锤子的俯视图。

图3是根据示例性实施例的锤子的透视图。

图4是根据示例性实施例的图3的锤子的截面图。

图5是根据示例性实施例的图4的锤子的单独的包覆端头的截面图。

图6是根据示例性实施例的具有包覆件的击打面在机加工之前的截面图。

具体实施方式

总体上参照附图，示出了锤子及其元件的多个不同实施例。本文所讨论的锤子的多个不同实施例包括创新的硬化的并且带纹理的击打表面，例如锤头的击打表面上的包覆层。

如通常将理解的，锤子包括具有击打表面的头部。通常地，锤子的击打表面是光滑的或带纹理的。长期使用后，带纹理的锤子的击打表面可能磨损、塑性变形和/或断裂，从而失去纹理的效力。为了保护击打表面，本文所讨论的锤子设计包括硬面材料层(例如包覆件)，其具有改进的机械特性，例如比锤头的其余部分更耐磨。对锤子表面进行包覆通过改进锤子的机械特性(例如耐磨性、强度和/或韧性)来延长锤子寿命。例如，包覆件材料比构成锤头本体的材料更硬和/或更耐磨。锤头本体的材料根据其重量、成本、易于制造等进行选择。

在一个实施例中，锤头的击打表面被包覆件覆盖，并且然后被机加工以生产经机加工的击打表面，例如从锤头本体延伸出的重复的方形棱锥体图案。所得到的包覆件是覆盖了锤子击打表面的大部分或全部的均匀件。

在另一实施例中，锤头的击打表面被包覆件覆盖，并且然后被机加工以生产经机加工的击打表面，例如经铣削的击打表面。机加工生产多个单独的包覆件，每个包覆件单独覆盖锤头的击打表面上的单个突起。

在另一实施例中，单独的包覆件突起附连至锤头的击打表面。多个包覆件突起例如以非线性布置成图案地附连到击打表面上。

本文设想的是，锤头击打表面的带纹理的表面(例如锤头击打表面的锯齿)是通过例如(仅出于示例性目的而非限制性的)机加工和/或铣削的工艺而形成的。本文还设想的是，锤头击打表面上的硬面材料可以是任何合适的材料，包括但不限于包覆件。

参考图1至图2，根据示例性实施例示出了用于击打物体的装置，例如锤子10。在此示例性实施例中，锤子10包括手柄14、杆或本体12和头部18。在使用时，手柄14被使用者抓握并转动，使得头部18击打期望的物体。在多个不同实施例中，手柄14是橡胶、玻璃纤维、木头、塑料、钢、钛和/或铝，并且本体12是橡胶、玻璃纤维、木头、塑料、钢、钛和/或铝。在多个不同实施例中，手柄14和本体12是相同的材料。本体12将手柄14与头部18刚性联接。头部18包括从头部18与爪部16相反地延伸的击打结构20。爪部16适合用于撬动或夹持工件(例如从板上突出的钉子)。击打结构20包括击打表面22，该击打表面包括钉子起动部36，钉子在最初置于物体中之前可以搁置在该钉子起动部处。

转到图3至图5，击打表面22包括从击打结构20延伸的多个突起24。突起24包括包覆件38和基部50。包覆件38由相对较硬的材料(例如较硬的硬度计测量、洛氏硬度测量)制成，例如以商品名Metco 1030、Metco 8224和/或Vecalloy 600在售的合金，它们比构成基部50的材料(钢或钛)更耐磨。在多个不同的实施例中，包覆件38具有63至68 HRC的硬度。当使用锤子10时，包覆件38与被击打的物体(例如钉子)相互作用，从而减轻击打结构20的磨损。在特定实施例中，包覆件38与基部50材料相同，但包覆件38被加工成使得包覆件38更硬(例如通过热处理、通过正火)。

突起24包括外表面，总体上示出为通常与基部表面28共面的包覆件表面26。基部表面28在突起24之间限定谷部32。在一个实施例中，突起24包括端头34，该端头包括在包覆件表面26之间的锐利的限定角度。在另一实施例中，端头34是与基部表面28平行的平面表面。

突起24包括高度44和宽度42，该高度包括包覆件厚度30，该宽度包括包覆件宽度40。包覆件宽度42沿着平行于击打表面22的平面测量，包覆件厚度30沿着垂直于该平面的轴线测量。在一个实施例中，包覆件厚度30在1mm与8mm之间。更具体地，包覆件厚度30在1.5mm与1.7mm之间。甚至更具体地，包覆件厚度30为1.6mm。在另一实施例中，包覆件厚度30为5mm。

在特定实施例中，包覆件基部表面46与基部50的顶表面48之间的交界面是平面的(例如图5)。在多个不同其他实施例中，包覆件基部表面46与基部50的顶表面48之间的交界面是非平面的(例如弯曲的、波状的)。

在一个实施例中，包覆件包括突起的横向宽度的50％至100％以及突起的竖直高度的10％至500％。更具体地，包覆件包括突起的横向宽度的60％至95％以及突起的竖直高度的60％至95％。更具体地，包覆件包括突起的宽度的70％至92％以及突起的高度的70％至90％。甚至更具体地，包覆件包括突起的宽度的80％至90％以及突起的高度的75％至85％。

锤子10可以使用若干方法中的任一种来制造。在一种方法中，包覆件38附连至击打结构20的击打表面22(见图6)。例如，使用多种不同技术将包覆件38焊接到击打表面22上，例如TIG、激光焊接、电弧焊(例如气体保护钨极弧焊，也称为钨电极惰性气体保护焊)、气焊(例如氧气燃料焊接)、能量束焊接(例如激光焊)、固态焊接(例如爆炸焊接)、热喷涂(例如等离子喷涂、电弧喷涂、高速氧燃料喷涂)、蒸镀、电镀和/或转化涂层。在一个示例中，氩气保护气体将包覆件38携带到击打结构20上，并且焊接程序(例如激光、TIG)将包覆件38熔接至击打结构20。在替代性实施例中，在包覆件38与基部表面28之间使用过渡材料来改进包覆件38与击打结构20之间的粘合。

包覆件38随后被机加工，例如被向下铣削，以在锥形边缘内部生产突起24(图1和图3最佳示出)。在一个实施例中，使用电火花加工(EDM)或任何其他合适的方法来形成击打表面22的结构。在多个不同其他实施例中，使用机加工工艺(例如铣削、拉刀切削)、磨削工艺(例如研磨、精磨、珩磨)或其他工艺(例如电火花加工、电化学加工、激光加工)来形成突起24。

在一个实施例中，机加工工艺延伸经过包覆件基部表面46并且部分地进入击打结构20。在此实施例中，突起24包括包覆件表面26和基部表面28(图3至图5最佳示出)。突起24被描绘为方形面的棱锥体，但是本文也设想了突起24的其他结构。在施加包覆件38之后，对击打结构20进行热处理。在另一实施例中，热处理在之前以及之后进行。

在另一实施例中，机加工工艺仅挖掘包覆件38直到包覆件基部表面46，从而留下包括包覆件表面26但不包括基部表面28的突起24。

在另一实施例中，机加工工艺仅部分地延伸到涂层中，从而留下附连至基部的纹理图案。

在另一制造方法中，单独的包覆件38的突起24例如通过在突起24与击打表面22之间使用粘合剂而附连至击打表面22。通过这种方法，包覆件38的基部表面46附连至基部50的顶表面48。在一个实施例中，包覆件38附连至基部50，从而产生具有包覆件表面26和基部表面28两者的突起24(图5最佳示出)。在另一实施例中，包覆件38的突起24附连至基部50的大体上平面的击打表面22(未示出)。

在说明性实施例中，击打表面22和爪部16两者都包覆有包覆件38。本文设想的是，击打表面22和爪部16用相同材料包覆。还设想的是，击打表面22和爪部16用不同材料包覆。本文还设想的是，击打表面22和爪部16中的仅一者被包覆件38包覆。

应理解的是，附图详细地展示了示例性实施例，并且应理解的是，本申请不限于在说明书中阐述的或在附图中展示的细节或方法。还应理解的是，术语仅出于说明的目的，而不应被视为是限制性的。

鉴于此描述，本发明的多个不同的方面的其他修改和替代性实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，该描述被解释为仅是说明性的。在多个不同的示例性实施例中示出的构造和布置仅是说明性的。虽然在本披露内容中仅详细描述了几个实施例，但是在不实质上脱离本文描述的主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，改变多个不同元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、使用材料、颜色、取向等)。一体成形示出的一些元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以是反向的或以其他方式改变，并且离散元件的性质或数量或位置可以变化或改变。根据替代性实施例，任何过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或次序都可以改变或重新排序。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在多个不同的示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他置换、修改、改变和省略。

除非另外明确指出，否则并不以任何方式意图使在此阐述的任何方法解释为要求其步骤按指定顺序执行。相应地，在方法权利要求没有实际列举其步骤应遵循的顺序的情况下或在权利要求或说明书中没有特别声明步骤应限于特定顺序的情况下，绝不意味着可以推断出任何特定顺序。另外，本文使用的冠词“一”旨在包括一个或多个部件或元件，并非旨在被解释为仅有一个。如本文使用的，“刚性联接”是指联接两个部件，其方式使得当受到力作用时，这些部件以固定的位置关系一起移动。

本发明的多个不同实施例涉及任何特征的任何组合，并且在本申请或将来的申请中可以要求保护特征的任何这种组合。上面讨论的任何示例性实施例的任何特征、元件或部件都可以单独使用，或者与上面讨论的任何其他实施例的任何特征、元件或部件相结合使用。

Claims (20)

1.一种锤子，包括：

手柄；

刚性联接至该手柄的杆；以及

击打结构，该击打结构包括本体和从该本体延伸并且限定击打表面的多个突起，该本体包括具有第一硬度的第一材料，该多个突起包括具有第二硬度的第二材料，其中该第二硬度大于该第一硬度。

2.如权利要求1所述的锤子，其中，该第二材料形成包覆层，该包覆层限定该多个突起中的每个突起的外表面。

3.如权利要求1所述的锤子，其中，该多个突起进一步包括该第一材料，并且其中，该多个突起限定包括该第一材料和该第二材料两者的外表面。

4.如权利要求1所述的锤子，其中，该多个突起中的每个突起包括由该第一材料制成的基部和由该第二材料制成的包覆件，其中该包覆件附连至该基部的顶表面。

5.如权利要求1所述的锤子，其中，该第二硬度在63-68HRC之间。

6.一种锤子，包括：

手柄；

刚性联接至该手柄的杆；

刚性联接至该杆的击打结构；以及

附连至该击打结构并且限定击打表面的多个突起，该多个突起在该多个突起之间限定多个谷部，其中，该多个突起中的每个突起包括由第一材料制成的基部和附连至该基部并且由与该第一材料不同的第二材料制成的包覆件，其中，该基部限定在相应突起的相反侧的谷部之间测量的第一最大宽度，该包覆件限定平行于该第一最大宽度测量的第二最大宽度，并且其中，该包覆件的第二最大宽度至少是该突起的第一最大宽度的50％。

7.如权利要求6所述的锤子，其中，该多个突起中的每个突起的基部限定该包覆件所附连的平面顶表面。

8.如权利要求6所述的锤子，其中，该第一材料具有第一硬度，其中，该第二材料具有第二硬度，并且其中，该第二硬度大于该第一硬度。

9.如权利要求6所述的锤子，其中，该包覆件的第二最大宽度在该第一最大宽度的60％与95％之间。

10.如权利要求6所述的锤子，其中，该包覆件的第二最大宽度小于该第一最大宽度的85％。

11.如权利要求6所述的锤子，进一步包括：刚性联接至该杆的头部，该头部包括该击打结构和与该击打结构相反的爪部，该爪部包括该第二材料，其中，该多个突起从该击打结构延伸。

12.如权利要求6所述的锤子，其中，该多个突起中的每个突起限定从该突起的端头到邻近该突起的谷部测量的第一最大高度，并且其中，附连至该多个突起中的每个突起的包覆件限定从该突起的端头到该基部测量的第二最大高度，并且其中，该第二最大高度至少是该第一最大高度的10％。

13.一种锤子，包括：

手柄；

刚性联接至该手柄的杆；

刚性联接至该杆的击打结构；以及

附连至该击打结构并且限定击打表面的多个突起，其中，该多个突起中的每个突起包括由第一材料制成的基部以及附连至该基部并且由第二材料制成的包覆件，其中，该多个突起中的每个突起限定从邻近该突起的谷部到该突起的端头测量的第一最大高度，其中，附连至该多个突起中的每个突起的该包覆件限定与该第一最大高度平行的第二最大高度，并且其中，该包覆件的第二最大高度至少是该突起的第一最大高度的10％。

14.如权利要求13所述的锤子，其中，该第二最大高度在1mm与8mm之间。

15.如权利要求13所述的锤子，其中，该第一材料具有第一硬度，该第二材料具有第二硬度，并且其中，该第二硬度大于该第一硬度。

16.如权利要求13所述的锤子，其中，该包覆件的第二最大高度在该第一最大高度的60％与95％之间。

17.如权利要求13所述的锤子，进一步包括：刚性联接至该杆的头部，该头部包括该击打结构和与该击打结构相反的爪部，该爪部包括该第二材料，其中，该多个突起从该击打结构延伸。

18.如权利要求13所述的锤子，其中，该多个突起中的每个突起限定在该突起的相反侧的谷部之间测量的第一最大宽度，并且其中，附连至该多个突起中的每个突起的该包覆件限定第二最大宽度，并且其中，该第二最大宽度至少是该第一最大宽度的50％。

19.如权利要求13所述的锤子，其中，该多个突起中的每个突起的基部限定该包覆件所附连的平面顶表面。

20.如权利要求13所述的锤子，其中，该第一材料与该第二材料相同。

Images