CN1200974A - 用在多功能工具中的弹簧偏置的工具 - Google Patents

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Abstract

一种多功能工具,包括由弹簧偏置的工具,后者在不使用时可收藏在多功能工具的手柄中,它包括在枢轴处枢轴连接的第一元件和第二元件,还包括转动地安装在轴上的弹簧。所述的轴延伸穿过多功能工具的槽形手柄。弹簧包括连接到第一元件的第一端,以及包括臂部。臂部使第二元件从第一元件偏离到开启的工作位置。

Description

用在多功能工具中的弹簧偏置的工具
本发明涉及包含有弹簧偏置工具的便携式工具。更具体地说，本发明涉及一种多功能工具，它包括一副由弹簧偏置的剪刀，当剪刀不使用时，它可被收藏在该多功能工具的手柄中。
一般来说，多功能工具包括一对配合作用的爪，例如钳爪，以及其它的各种工具，例如螺丝刀，裁刀和锉等。多功能工具还可包括一副剪刀或其它的枢轴转动工具(在下文中将它们都统称为“剪刀”)。多功能工具中所含的剪刀一般都不具有为便于剪刀片的操作而容纳人体手指的柄圈。因此，多功能工具中的剪刀一般都包括一个弹簧，用以将刀片偏置到开启状态。在开启状态时，刀片的剪刀面形成一个锐角，这样就可以将待剪切的物体放置在剪刀面之间。
不使用时，剪刀通常被收藏在多功能工具的手柄中。反之，剪刀可绕着枢轴从手柄中转出来，转到伸出位置或称工作位置。因此，弹簧的设置必须使剪刀能够从伸出位置转动到位于手柄中的收藏位置或称收拢位置。
为了有助于剪刀片的偏置，现有技术的多功能工具采用了两种基本的弹簧设置形式。第一种形式使用了一个位于多功能工具的手柄中的弹簧。该弹簧使一个支杆偏置，支杆接着再使工作刀片相对于第二个刀片发生偏置。这类弹簧/支杆的设置形式例如有皮匠多用途工具PSII(LEATHERMANMULTI-PURPOSE TOOL PSII)和瑞士WENGER军刀(WENGER SWISSARMY KNIFE)。这类弹簧/支杆的设置形式即要使用位于多功能工具的手柄中的弹簧，还要使用一个支杆，这就导致了额外的材料成本。
第二种形式使用了一个装在剪刀上的单独的弹性元件。在这种形式中，弹簧自身的一部分作用于剪刀的柄部，以达到开启状态而不使用支杆元件。开启状态是由剪刀片的剪切面呈现一个锐角而确定的。在第二种形式中可以使用几种类型的弹簧。
例如在瑞士军刀VICTORINOX中的那种弹簧使用了一个平的片簧，片簧具有第一端和第二端，它的第一端连接到剪刀第一柄部的远离刀片的末端处，第二端则对剪刀的第二柄部施压。该片簧位于刀片的枢轴和多功能工具的手柄之间并处在剪刀的两个柄部之间。这种类型的弹簧容易移位(因而延长了它的作用时间)，也容易损坏或丢失。
此外，在这类片簧中，多功能工具的手柄和刀片枢轴之间的距离要足够大，以便容纳该弹簧。这就要求刀片枢轴远离工具手柄，因而工具手柄中就要有更大的贮藏空间，以及增加了材料成本。上面提到的皮匠多用途工具PSII试图使剪刀的枢轴靠近多用途工具的轴。然而，为实现这一目的，第二剪刀片包括两个单独的部分。这种形式增加了材料成本，并且在工具手柄中需要更大的贮藏空间。
在弹簧设置的第二种形式中使用的另一种弹簧类型可以是安装在刀片枢轴上螺旋弹簧。这类弹簧的实例可参见授予Tausendfreundt等的名称为“偏置的便携式刀剪”的美国专利4203208。该专利所公开的螺旋弹簧位于第一刀片中的一个泪状窝中。弹簧的第一端包括一个端脚，端脚延伸到第二刀片的孔中。该螺旋弹簧的第二端包括一个从螺旋弹簧的螺旋弧沿切向延伸出去的部分，并且弹性施压在泪状窝的侧部上，因而使两个刀片偏置成开启状态。
然而，这种螺旋弹簧的形式难以使两个刀片相互呈180度的状态，以便紧凑地收藏在多功能工具的手柄中。此外，这种螺旋弹簧是外露的，因而可能被外部尘粒污染。另外，当剪刀收拢在工具手柄中时，该弹簧是压缩的。这会引起弹簧蠕变，从而缩短弹簧的工作时间。
因而，本发明的目的在于提供一种包括弹簧偏置的剪刀或其它枢轴工具在内的多功能工具，其中剪刀的结构形式能够克服上述现有技术各种工具的缺陷。也就是说，其中的弹簧不易损坏和丢失，不需要另外的支杆，以及刀片的枢轴更靠近多功能工具的手柄。
最后，本发明的目的还在于提供一种弹簧偏置的剪刀，它的弹簧在剪刀收扰于手柄中时不受压。
按照本发明的一种方式，用在多功能工具中的弹簧偏置的工具包括工具手柄，手柄装有一个轴。第一元件转动地安装在轴上，第二元件在枢轴处枢轴连接于第一元件。弹簧转动地安装在轴上。弹簧包括连接到第一元件上的第一端，以及自由的第二端。第二端使第二元件偏离第一元件。
在本发明的另一方式中，第二元件包括一个柄部，柄部在轴的后面朝远离枢轴的方向延伸一段距离。
在本发明的另一方式中，工具手柄包括一腹板和自腹板延伸的一对侧板，由此确定出一个内槽。第一元件和第二元件在其收拢状态时可置于该内槽中。这两个元件可绕轴线转到伸出来的工作位置。
在本发明的另一方式中，当第一元件和第二元件位于内槽中时，弹簧的自由第二端不受压于第一元件和第二元件。
对本领域的技术人员来说，在研究了下面的详细说明书、附图和权利要求书之后，本发明的其它的主要特征和优点将变得更加清楚。
下面将结合附图详述本发明。图中相同的参考标号代表相同的元件，其中：
图1是多功能工具的立体图，它具有一个处在伸出位置的由弹簧偏置的剪刀。
图2是本发明的截面视图，其剪刀片处于张开状态。
图3是本发明的截面视图，其剪刀片处于闭合状态。
图4是本发明的截面视图，其中的一个元件从闭合位置转过了180度。
图5是本发明的截面视图，弹簧偏置的剪刀已收拢到手柄中；以及
图6是本发明中的弹簧、垫圈等诸元件的分解图。
尽管这里的较佳实施例是以一副剪刀为例进行描述，然而应当理解，本发明也可以应用于其它的绕轴转动工具，例如钳子等。参见图1，现在对本发明实施例的工具10作详细的描述。工具10包括一个槽状的手柄12和一副由弹簧偏置的剪刀14。剪刀具有第一元件和与之枢轴连接的第二元件(即工作元件)18。工具10还可包括(未示出的)第二手柄，它可以连接在第一手柄上。然而为了描述本发明，只叙述一个手柄就足够了。
与上面所述的皮匠多用途工具(LEATHERMAN MULTI-PURPOSETOOL PSII)不同，在那种工具中，工作元件包括由枢轴相互连接的两个元件，本发明实施例的工作元件18是单一元件。当剪刀14处于伸出位置时，通过枢轴20连接到手柄12上的第一元件16相对于手柄12是固定的。弹簧丝22将工作元件18相对于第一元件16偏置到剪切开启位置。如下面将要描述的，弹簧22通过垫圈24转动连接在轴20上。
参见图1-3，剪刀14处在伸出位置，以便完成所要求的剪切作业，而图4和图5中所示的剪刀14则变形为围绕着轴20转动到处于手柄12中的收拢位置或称收藏位置。下面首先对上述的各个元件作更详细的描述，然后再描述剪刀14的作业以及从伸出位置到收拢位置的转动过程。
参见图1-3和图6，手柄12包括腹板26和一对从腹板延伸的侧板28。腹板26包括顶面30和方向相反的底面32。侧板包括第一侧板28a和第二侧板28b。每一侧板都包括外表面34和内表面36。在侧板28的内表面36和腹板26的底面32之间形成了槽38。腹板26和侧板28在手柄12的边缘40处终止。在手柄边缘40的附近，轴20在侧板28之间横向延伸并穿过槽38。轴20被设置成可以接纳转动地连接在该轴上的许多工具。
参见图1和图6，现在来描述剪刀14。元件16，18分别包括内表面(或称第一表面)42，44；方向相反的外表面(或称第二表面)46，48；以及顶缘50；52，和底缘54，56，元件16，18还包括刀片58，60。第一元件16的底缘54包括刀片58附近的剪切面62。同样，工作元件18的顶缘52包括刀片60附近的剪切面64。
第一元件16还包括根部66，以及位于根部66和刀片58之间的中部68。根部66包括第一孔70。轴20延伸穿过第一孔70。根部66还包括第二孔72，该孔72的位置自第一孔70朝着刀片58方向离开一段预定距离。如下面将要描述的，弹簧22的一端位于第二孔72中。中部68包括位于根部66和刀片58之间的第三孔74。枢轴76延伸穿过第三孔74，其设置能够使工作元件18相对于第一元件16进行转动。
第一元件16的顶缘50包括一个台阶，具有一段相对于顶缘50的第一部分50a和第二部分50b横向延伸的横缘78。如图2所示，当剪刀14处于伸出位置时，横缘78与工具手柄12的手柄边缘40相接触。
剪刀14的工作元件18还包括柄部80，以及位于柄部80和刀片60之间的中部82。中部82包括一个自底缘56突出一段距离的突起(或称凸块)84。在本实施例中，突起84具有曲线轮廓，然而它也可以采用其它的形状。突起84与弹簧22相接触，以使元件16、18偏置到开启状态。突起84的曲线轮廓确保了与弹簧22的连接接触，从而使剪刀能够平稳作业。
参见图2和图6，弹簧22是弹簧丝，它具有第一端即固定端85，以及第二端即自由端87。弹簧22还包括位于固定端85和自由端87之间的弧形部86，以及从弧形部86向自由端87切向延伸的臂部88。弹簧22还包括自弧形部86延伸的平直部90。阻挡部92自平直部90以一个角度延伸出一段距离。最后，弹簧22包括一个端脚94，它自阻挡部92相对于弹簧平面横向延伸。
如图6所示，垫圈24包括弧形内表面96，以及具有一段平面100的弧形外表面98。垫圈24内表面96的尺寸允许轴20的一部分延伸穿过垫圈24。弧形外表面98和平面100的尺寸能够与弹簧22的弧形部86和平直部90相互配合。弹簧22弧形部86的形状要能够容纳垫圈24的弧形表面98。垫圈24的外径要略微大于弹簧22释放时的直径，以保证弹簧22与垫圈24的刚性结合。通过这种方式使弹簧22和垫圈形成一个组件102，它们围绕着轴20一起转动。
现在来描述剪刀14处于伸出位置时的工具组件10。在较佳实施例中，剪刀14的第一元件16转动地连接到轴20上，第一元件16的外表面46靠近侧板28a的内表面36。弹簧22和垫圈24转动地安装在轴20上并靠近第一元件16的内表面42。弹簧22的臂部88沿着第一元件16的内表面42延伸。弹簧22的端脚94垂直于弹簧平面延伸并插入到第一元件16的第二孔72中。
弹簧22的端脚94与第一元件16的配合阻止了弹簧/垫圈组件102的独自转动。当臂部88挠曲时，弹簧/垫圈组件102相对于第一元件16是固定的。这样，第一元件16和弹簧/垫圈组件102一起绕着轴20转动。
如上所述，工作元件18通过枢轴76转动连接到第一元件16。在较佳实施例中，工作元件18的内表面44靠近第一元件16的内表面42，当剪刀14位于伸出位置时，工作元件18的突起84抵靠在弹簧22臂部88的顶面上。
工作元件18的柄部80朝着手柄边缘40的后上方延伸一段距离。这样就让使用者能够用其姆指按压柄部80，同时可用其余的手指握住工具的手柄12。朝着腹板26按压柄部80导致弹簧22的臂部88发生挠曲，从而使刀片58、60彼此相对运动，以此剪切物体(见图3)。一旦释放柄部80，臂部88推动突起84，恢复到开启状态。特别应当指出，在剪切工作中，只有当按压柄部80时弹簧22才受压。
现在来描述剪刀14收拢到工具手柄12中的转动过程。如图4所示，工作元件18的柄部80绕着枢轴76转动，直到刀片60的底缘56与弹簧22的阻挡部92相互接触。在第一元件16和第二元件18的这种状态下，工作元件18相对于第一元件16大致转过了180度(见图4)。
一旦工作元件18与弹簧22结合，继续向工作元件18的柄部80施力将导致第一元件16绕着轴20转动。当然，如果剪刀14相对于手柄12被刚性锁定，就必须解除锁定以允许第一元件16绕轴20转动。这样，剪刀14就转入到工具手柄12的槽38中，直到工作元件18的柄部80与腹板26的底面32相接触(见图5)。在这个收拢位置时，剪刀14基本上位于槽38中。
在收拢位置时，弹簧22不受压。更具体地说，当剪刀处于收拢位置时，工作元件18的突起84不与弹簧22的臂部88相接触。如上所述，只有在剪切工作中按压柄部80时，弹簧22才受压。
尽管已经结合本发明的具体实施例对本发明作了描述，然而对于本领域的技术人员来说，各种替换、修改和变型都将是显而易见的。例如，弹簧22可以是其它形式。可以将弹簧的平直部90和阻挡部92结合为单一的连续部分，它即能够起到使弹簧22与垫圈24相互固定的作用，同时又能够在剪刀从伸出位置转向收拢位置时，为刀片60提供止挡作用。
此外，弹簧22的自由端87可以用这样的方式与工作元件18相接触，它将工作元件18推离第一元件16。
因此，上述的说明书和权利要求书旨在包含权利要求书的精神和范围内的所有的那些替换，修改和变型。

Claims (26)

1.一种具有弹簧偏置工具的多功能工具，其特征在于，包括：
工具手柄和延伸穿过该工具手柄的轴；
转动地安装在轴上的第一元件；
在离该轴一段距离的枢轴处可转动地连接到第一元件上的第二元件；以及
转动地安装在轴上的弹簧，弹簧具有连接到第一元件的第一端，以及使第二元件偏离第一元件的臂部。
2.如权利要求1所述的多功能工具，其特征在于，每个所述元件包括一个爪和相连的柄部。
3.如权利要求2所述的多功能工具，其特征在于，所述爪为钳爪。
4.如权利要求2所述的多功能工具，其特征在于，所述爪为刀片。
5.如权利要求1所述的多功能工具，其特征在于，弹簧包括位于第一端和臂部之间的弧形部，臂部自弧形部沿切向延伸。
6.如权利要求5所述的多功能工具，其特征在于，还包括转动地安装在轴上的垫圈，弹簧弧形部的形状可容纳垫圈的一部分。
7.如权利要求6所述的多功能工具，其特征在于，弹簧包括靠近弧形部的平直部，以及靠近平直部的阻挡部。
8.如权利要求7所述的多功能工具，其特征在于，垫圈包括与弹簧的平直部相配合的平廓形。
9.如权利要求5所述的多功能工具，其特征在于，第一元件和第二元件各包括一个刀片，第二元件包括远离刀片的柄部，该柄部在工具手柄上方距轴一段距离处延伸。
10.如权利要求9所述的多功能工具，其特征在于，第二元件可围绕枢轴转动，以使第二元件相对于第一元件基本成180度。
11.如权利要求10所述的多功能工具，其特征在于，第二元件包括剪切刀和相反一侧的背缘，当第二元件相对于第一元件基本成180度时，背缘与弹簧的阻挡部相配合，以利于工具围绕着轴转动。
12.如权利要求11所述的多功能工具，其特征在于，工具手柄包括一个腹板和自腹板延伸的一对侧板，由此确定出一槽；第一元件枢轴连接到轴上，这样当第二元件相对于第一元件基本成180度，第一元件和第二元件就可位于工具手柄的槽中。
13.一种多功能工具，包括由弹簧偏置的工具，其特征在于，
槽形的工具手柄包括手柄边缘，以及在距手柄边缘一定距离处延伸穿过该槽的轴，工具手柄有一腹板和从腹板延伸的一对测板；
枢轴连接的工具包括转动地安装在轴上的第一元件，以及在枢轴处枢轴连接到第一元件上的第二元件，该工具可围绕着轴从伸出位置转到位于槽中的收拢位置；以及
弹簧包括弧形部和从弧形部沿切各延伸的自由端，弹簧还包括与自由端相反方向的连接到第一元件的第二端，其特征在于，当该工具处于伸出位置时，弹簧的自由端使第二元件偏离第一元件。
14.如权利要求13所述的多功能工具，其特征在于，所述工具是一副剪刀。
15.如权利要求13所述的多功能工具，其特征在于，所述工具是一副钳子。
16.如权利要求13所述的多功能工具，其特征在于，还包括一个垫圈，垫圈具有弧形内表面和外表面，垫圈转动地安装在轴上，弹簧与垫圈的外表面相配合，使弹簧和垫圈可以绕轴转动。
17.如权利要求13所述的多功能工具，其特征在于，第一元件和第二元件各包括一个刀片，第二元件包括远离刀片的柄部，该柄部在腹板上方距轴一段距离处延伸。
18.如权利要求17所述的多功能工具，其特征在于，第一元件包括一个位于枢轴和柄部之间的突起，当第一元件和第二元件处于伸出位置时，弹簧的自由端与该突起相配合。
19.如权利要求18所述的多功能工具，其特征在于，第二元件可绕枢轴转动，这样使第二元件的柄部靠近第一元件的刀片。
20.如权利要求19所述的多功能工具，其特征在于，当第二元件的柄部靠近第一元件的刀片时，第一元件与弹簧相结合。
21.如权利要求20所述的多功能工具，其特征在于，第一元件可绕轴转动，这样第一元件和第二元件就可位于工具手柄的槽中，第二元件的刀片靠近第一元件的柄部。
22.具有一副剪刀的多功能工具，其特征在于，包括：
装有轴的工具手柄；
转动地安装在该轴上的第一元件；
在离该轴一定距离的枢轴处枢轴连接到第一元件上的第二元件；以及
转动地安装在轴上的弹簧，弹簧具有连接到第一元件的第一端，以及邻近第二端的臂部，臂部使第二元件偏离第一元件。
23.如权利要求22所述的多功能工具，其特征在于，第一元件和第二元件各包括一个刀片，第二元件包括远离刀片的柄部，该柄部在工具手柄上方距离一段距离处延伸。
24.如权利要求23所述的多功能工具，其特征在于，工具手柄包括一个腹板和自腹板延伸的一对侧板，由此确定出一个内槽，第一元件和第二元件在收藏位置时基本位于该内槽中，并可绕轴转动到伸出来的工作位置。
25.如权利要求24所述的多功能工具，其特征在于，当第一元件和第二元件位于内槽中时，弹簧的臂部不对第一元件和第二元件施压。
26.如权利要求25所述的多功能工具，其特征在于，第二元件的刀片包括剪切刃和相反一侧的背缘，第二元件可绕枢轴转动，以使刀片的背缘与弹簧的一部分相配合。
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