TWI590933B - 用於振動工具之切刀 - Google Patents

Description

用於振動工具之切刀 發明領域

本發明係有關於振動電動工具切刀。更詳而言之，本發明包括對一有齒之該刀的改良。

發明背景

振動電動工具使用左右振動來切削或加工材料。該刀之一後安裝部可分離地附接在該電動工具之一頭部上。該刀之一加工前元件，通常是永久地，進一步附接在該後安裝部份上。在一常見構態中，該加工端為包括一有齒前端之片狀金屬或類似平坦形態。該刀抵靠一工作件移動俾以切入該工作件。該刀經常為具有直邊緣側及沿該前邊緣位於遠端之多數齒的長矩形。該矩形刀形狀對於它產生受控制之槽孔尺寸及位置的能力是有用的，而具有多數周邊齒之例如圓形的其他形狀是習知的且通常被用於例如側切削及乾壁。其他形狀包括具有一較寬前端及至後方之較窄部份的錐形。這些刀可提供一切槽在兩側封閉之盲直進切削。但是，它們對保持一側位置提供有限之控制，因此一切槽之寬度會難以控制。

在可用之刀形式中矩形構態特別受歡迎。它合適 地加工用以切削例如鬆散之木模製物或金屬桿等的窄物件。在這情形中，該刀比該欲切削物體寬且獲得之槽孔暴露在兩側。依此方式，該鋸屑或相當之碎屑可輕易由該切槽側向地排出。類似地，可在該工作件之一邊緣產生一切槽；接著該等碎屑排出該一暴露側以獲得減少但仍可使用之結果。但是，當將這種刀用於一盲直進切削，且該切槽在兩端封閉時，沒有用於該等碎屑之實用出口、通道或動作。

該盲直進切削在木材中特別常見。當該木材工作件越厚時，該阻擋出口通道之效應越明顯。例如，一般木材切刀被評定為用於至多一2英吋公稱木材厚度，或大約1.5實際英吋深。事實上，在沒有對該工具及使用者之復原力及應力之情形下，利用習知矩形刀之切削不實用。因此，一習知矩形刀只可藉由從一邊緣連續地切削通過該工作件之寬度來切削一厚工作件之一中央區域。

該矩形刀之另一限制係其無法由一初始切槽側向地直接切削。為產生，例如，一較寬槽孔以便將一電開關盒嵌入一木材或其他面板中，需要靠近前一直進切削之另一直進切削。這不方便且難以控制該槽孔位置及尺寸。

發明概要

在本發明之一較佳實施例中，一較佳矩形振動工具刀快速地且有效地切入一工作件。它進一步容許側向地擴大一槽孔。該刀包括對例如鋸屑之切削碎屑之排出的改 良。在一較佳實施例中該刀包括沿該刀之至少一側緣，在或幾乎垂直於該前緣的多數齒。較佳地，該等側齒比較細，例如一大約0.060之間距或其他間距。一細齒圖案容許在一直進切削時更準確之位置控制，而一選擇之較粗齒可刨入該等槽孔側且對該刀提供較少側引導。

雖然該較佳實施例刀在其加工端或前元件為一矩形，但亦可使用其他等效形狀，包括具有未準確地平行但保持一實質矩形之一弧形前部或側邊，藉此該前端具有與該刀之後部相同或幾乎相同的寬度。詳而言之，該前端未功能地比該等後部寬。在此上下文中，矩形表示由該刀之一加工端之側邊及前端界定之一矩形的部份，其中在該後安裝端之形狀不受此限。矩形亦包括正方形之子組。加工端可界定可正常地進入該切槽之刀的部份。

該等齒更宜定向成大致指向前方，且一向後傾斜之邊緣在各齒之一後部上。這傾斜邊緣可沿該刀之側邊將碎屑移出該槽孔。一非定向齒，例如一對稱齒，或一向後定向齒亦可提供優於平滑邊緣之好處。但是，該較佳定向可在該等側齒之傾斜邊緣凸輪頂抵該工作件槽孔側時真正地幫助該刀拉入該工作件。在許多測試中已觀察到這向內偏壓，因此該刀可只以施加在該電動工具上只足以維持接觸在該刀前端的例如數盎司之最小力進入一深木材槽孔。以最小應力可輕易達成一1.5英吋深度。就向後定向齒而言，需要之力較大。相反地，在沒有本發明之特徵之情形下，幾乎不可能切削1.5英吋深，因此該刀咬合且施加 過大應力於該工具馬達及使用者。這咬合對一使用者表現為該工具本體之過大振動。

依據本發明之較佳實施例的另一特徵包括沿該刀之一長度的一開口槽孔或多數槽孔。這槽孔可作為用於碎屑之另一排出通道。已觀察到的是特別是在深切削時，一密集碎屑流射出這通道或多數通道。

若該刀被保持成靠近該前元件之後部及/或它緩慢地進出，則特別是在例如夾板之面板型材料中，可有一平滑側向切削動作，但在較厚材料中亦可加寬。因此可加寬一初始槽孔。就一習知具矩形齒之刀而言，這是不可能的。

10‧‧‧加工端；加工元件；前元件

11,13,13a‧‧‧齒

11a‧‧‧邊緣

11b‧‧‧前緣

11c,11e‧‧‧內側角落

11d‧‧‧部份

11f‧‧‧尖端

14‧‧‧開口

14a‧‧‧槽孔

15‧‧‧溝槽或波紋

80‧‧‧安裝部

81‧‧‧開口

82‧‧‧區段

圖1係本發明之一較佳實施例之一切刀的俯視圖。

圖1A係圖1之刀之一前角落的放大圖。

圖2係圖1之切刀的側視圖。

圖2A係圖2之刀之一前端的放大圖。

圖3係圖1之切刀的立體圖。

圖4係具有兩開口之另一實施例切刀的俯視圖。

較佳實施例之詳細說明

圖1至3顯示依據本發明之一較佳實施例的振動工具刀。後安裝部80係在該工具刀之一後長度處。安裝部 80包括多開口81或等效物以嵌合在一振動電動工具頭上。這些特徵經常組配成可嵌合多種該等工具。未圖示之該電動工具通常是手持的且對該刀提供環繞該圓形開口81旋轉且因此在圖1中之右前端上下的一振動。區段82經常傾斜以保持該加工元件10與該後安裝部不同平面且可被視為該後安裝部之一部份。提供較小應力及一槽孔加寬能力之利用一振動工具之實用盲直進切削需要一解決方法。

多數切削齒13通常被切入如圖所示之加工端或前元件10的遠端。如圖2最佳地所示，安裝端81及加工端10接合在該刀之一雙層部份。該前元件通常可進入一槽孔至多到增加之厚度實質防止進一步進入的該雙層部份。因此，至多到這較厚區域之加工端或前元件10可在一切槽內提供切削或其他動作。換言之，該加工端或前元件係該刀可進入及在切槽內操作之部份。在某些其他實施例(未圖示)中，該前元件可向後延伸而接近或通過該安裝端。例如，一較寬前元件可具有向後延伸在該安裝端旁的多數邊緣。該前端可如圖所示地垂直筆直或呈具有延伸得比該等角落區域遠之一中央區域的弧形。在任一種情形中，該前端均宜實質地垂直於該刀之長度。該等水平或縱向邊緣通常是平滑的。依據圖式，水平表示該刀之長度方向。多數齒11或等效之多數分開尖鋸齒係該較佳實施例之一特徵且宜如圖所示地裝配在二長形邊緣上，但它們亦可只被包含在一邊緣上。例如，若在該切槽之一側終止在一硬或其他材料上完成切削，較佳的是接觸該材料之一邊緣仍保持平滑。 該等水平邊緣沿該加工前元件10之一實質大部份長度而由該前端向後延伸。或者，該等水平邊緣可包括多數局部缺口、多數窄部份、或等效特徵(未圖示)，同時該前端維持其矩形功能形狀。

如圖所示，多數齒11沿該邊緣之大部份延伸例如一1.5英吋之長度以配合該等槽孔深度。如圖所示，多數齒11宜靠近該前端開始，但它們可在這位置後方開始。已發現的是該等側齒提供可到達所欲切削深度之一好處。如圖1A所示，側齒11宜前向地定向。如圖所示，各齒具有垂直或幾乎垂直於該側邊之一前緣11b及由該側伸長方向傾斜例如30至60度之間的一後緣11a。當該刀側向地，即在圖1A中垂直地移動時，邊緣11a加壓該等槽孔側且來自該傾斜邊緣11a之一凸輪作用將該刀向前偏壓。齒13接著切入該槽孔底部。側齒11亦協助排出碎屑。傾斜邊緣11a將碎屑推出該槽孔至圖1A的左方。或者，可使用其他邊緣角或該等側齒可如前齒13所示地對稱。

較佳地，該等齒包括一切口，如圖2A所示。可看到齒11及齒13交錯地且相反地彎曲偏離由該前刀元件之一面界定的一平面。當施加在側齒11上時，該切口維持一加寬槽孔以進一步協助排出碎屑。利用只包括一切口之前齒13，該槽孔材料會在該刀更深地前進時膨脹而封閉某些碎屑通道且咬合該刀。如圖2A所示，該切口沿該刀加工端之各側緣增加該刀之有效厚度。這厚度宜從在該刀面之平面且在該切口之內側角落11e開始，如圖1A、2A所示，增 加到在各齒之尖端11f的最大有效切口寬度，其中該尖端彎曲而最遠離該刀面之平面。圖3顯示沿齒11之這些加厚邊緣的該切口之相對位置。利用在該等側齒上之切口，使該槽孔沿該在齒11之該等加厚邊緣之區域保持比該刀寬，以便沿該刀加工端之一側緣產生一擴大碎屑通道。如上所述，該刀垂直地或，在圖1中，側向地移動。對應於齒11之切口類似地側向移動且該刀在該碎屑通道內。由於這動作，在齒11上之切口的碎屑通道因此在一特定齒11位置側向地比該齒由一內側角落11c至一尖端11f之該齒的一長度寬。相反地，在圖1中側向地，該刀之一縱向移動將只在厚度中產生一擴大通道而不側向地比該齒11之一長度寬。該等側緣碎屑通道因此藉由齒11之切口的動作而透過該刀之一厚度加寬且沿該刀側向地加寬。該擴大碎屑通道沿對應於圖中之齒11之水平延伸方向的該刀之一長度伸長。至少該等碎屑通道防止該槽孔咬合該刀。但是，可選擇的是一或多數邊緣不包括一切口。

為在切削一槽孔中有效地定位控制，較佳的是遠端齒13延伸通過一切刀之一全寬。這進一步可俐落地完整向下切削例如一壁模製物或其他受限工作件至在一地板、壁、或其他局限物體之一內側角落。因此本發明之這特徵在這使用時保持矩形刀之一重要功能。相反地，在不破壞物體超過欲切削之部份的情形下，一圓形、倒角、或不規則之刀角落將不切入例如上述例子之一加工區域之內側角落。因此，如圖1A所示，本發明之較佳實施例維持 一界限分明之刀角落且多數齒13在一實用範圍內在該矩形刀之一角落定位在終止齒13a。在圖1A中，側齒11之位置係相對於前齒13顯示。齒13a側向地，在圖1中垂直地對齊齒11之位置。齒13a之一基底，即該齒之最寬部份，至少部份側向地重疊一齒11之一長度，而該長度延伸在內側角落11c與尖端11f之間。較佳地，部份11d形成齒13a之一外基底且如圖所示地側向地終止在與齒11之一尖端實質相同的一位置。因此，齒13a之基底將在齒11之一尖端11f前接觸一局限物體；因此，在該工作件後之該局限物體將不會輕易受損。為提供這指向前之角落終止，同時為齒13a之安裝維持結構完整性，如圖所示之該等刀側緣之部份11d不包括齒11或其他實質凸起且提供如圖所示之在一第一齒11與角落齒13a間之至少一齒11間距的一距離。部份11d包括如圖所示之多數淺角落，但是這些不形成尺寸與一齒11相同或成正比之結構且因此將有助於保護局限物體。

對淺面板切削及深切削兩者而言，側齒11為更快更低應力切削操作提供好處。雖然齒11可被視為切齒，它們亦具有如上所述之一非切削功能，其中齒11由一切槽導出、挖出或推出碎屑。因此齒11不需要呈銳利尖狀以便清除碎屑，但多數尖端有助於該側切削功能。

製造一刀之一典型材料係高碳或彈簧鋼。包括該等齒之全部前元件為一相同材料。這對於對木材之標準用途是經濟的、彈性的且非常合適的。另一選擇是雙金 屬。在這構造中該加工元件之該片金屬本體係彈簧鋼而該齒區域係一條較硬鋼材。這為一彈性本體提供適用於木材或許多金屬之較硬齒。另一選擇是與該元件本體結合之碳化物齒或帶。

在一單一材料彈簧鋼加工元件中，該等前齒13及側齒11當然是相同材料。在一雙金屬刀中，該等側齒及該等前齒可選擇地為該較硬鋼，因此該較硬材料在側邊及前方部份地環繞該加工元件。對該雙金屬設計之製造效率而言，該硬金屬帶會可僅限於前區域而側齒為該主要彈簧鋼材。可預期的是該等前齒最可由一硬材料獲益，因為該主要切削動作發生在該處而該等側齒進行某些切削但主要引導碎屑離開該槽孔且，在該較佳實施例中，有助於將該刀拉入該槽孔中。類似地，側齒11可與一有碳化物齒設計一起使用，且碳化物僅限於前齒13或在前與側齒兩者上使用。

在圖1與3中，可在加工元件10中看到開口14。開口14宜為如圖所示之長形。對較深切削而言，開口14為碎屑提供另一長形排出通道。開口14在該切槽之頂部開口產生一凹部(靠近該加工元件之後部)且該凹部之另一端終止在該槽孔內靠近該元件之前部。因此，當碎屑在該加工元件之頂與底面上任意地移動時，某些碎屑將進入開口14且將被偏壓而向該開口頂部離開。在深切削中已觀察到一有力之碎屑流。即使該刀深到足以使開口14完全在該切槽內但仍靠近該槽孔之頂部，這流仍會繼續，但比較受限。

開口14在沒有側齒11之情形下獨自提供好處且更容易只利用開口14來完成深切削。當側齒11及開口14組合形成多數碎屑通道時，深切削首次對於一矩形振動刀而言特別實用。在圖4中，二槽孔14a實質平行於該刀之各側。這構態可提供更快碎屑移除及因此進一步增加切削速度。如圖3所示及如上所述，沿齒11在該等側緣之開口14及該切口產生不同長形碎屑通道以在一槽孔中在大部份刀厚度內或外為碎屑排出提供一或多數開放空間。

開口14可為包括圓形、橢圓形或多數平行槽孔之其他形狀。在其他實施例中，可包括溝槽或面外特徵。例如，在圖1中示意地顯示多數溝槽或波紋15。該等溝槽或波紋可在加工元件10之一或兩側且可與開口14一起或取代開口14來引導碎屑以便移除。該等溝槽可延伸該加工元件之一長度至例如一1.5英吋之深度。該等溝槽可如圖所示地縱向傾斜或其他方位傾斜。

即使如在該等側齒上之極小刨削動作，側齒11亦提供該刀可由一初始槽孔側向地，在圖1中上下地切削的另一好處。該刨削動作在圖1中是在左右方向上。較靠近該加工元件後方、在圖1中靠近側齒11之左終點有某些實用刨削動作且側切削在此輕易地產生。這刨削動作係由來自在安裝部80之旋轉。但是，在側齒11之任一位置，若該振動工具內外地緩慢地移動，則產生一側切削動作。這小力量動作使齒11之尖端切入該槽孔側邊之不同位置，因此使該側材料斷裂且容許它排除。這效果已在例如木板中 證實。雖然它通常未提供高速側切削，但這特徵容許在沒有連續直進切削之情形下擴大一槽孔寬度。因此利用本發明之刀的側切削容許例如一分電箱開口之準確控制加寬。

在本發明中，使用在一刀上之一簡單單一平面側向振動來主動偏壓碎屑朝垂直於該振動之一方向排出。依此方式，可在不修改該工具或其工具頭之情形增進一習知振動電動工具功能。

雖然已顯示及說明了本發明之多數特定形態，但可了解的是在不偏離本發明之精神與範疇的情形下可進行各種修改。可預期的是來自一實施例之元件可與來自另一實施例之元件組合或以來自另一實施例之元件取代。

10‧‧‧加工端；加工元件；前元件

11,13‧‧‧齒

11e‧‧‧內側角落

14‧‧‧開口

80‧‧‧安裝部

81‧‧‧開口

82‧‧‧區段

Claims (21)

1. 一種用於振動電動工具之切刀，用以在一工作件中切削一槽孔，其包含：一後安裝部；該切刀之一長度，其由該後安裝部向一前加工元件；該前加工元件包括實質垂直於該切刀之該長度的一有齒遠前端及該有齒遠前端之一角落終止前齒，該有齒遠前端之齒係為主要切齒；該切刀之側緣實質平行於該切刀之該長度且由相對的角落終止前齒向後延伸，藉此該前加工元件在該後安裝部以外界定一矩形；該工作件的該槽孔係為一盲直進切削；每一側緣包括沿該側緣之一長度的多數側齒，該等側齒係為首要碎削導件，該等側齒之外尖端與該有齒遠前端之該角落終止前齒之一基底呈側向地對齊；及該切刀包含切刀之一表面上的平面，該等側齒彎曲偏離該平面以形成一切口沿著該切刀之側緣，該等側齒的切口形成一擴大側緣碎削通道於該工作件的槽孔之盲直進切削中。
2. 如請求項1之切刀，其中該有齒遠前端之齒具有由該切刀之俯視觀之的一形狀，每一齒沿該切刀的一水平長度 方向向前延伸，該切刀之該有齒遠前端係垂直於該水平長度方向，該齒的形狀包含兩相對邊緣終止於一齒尖端，且該兩相對邊緣相對於該切刀之該有齒遠前端傾斜至一程度。
3. 如請求項1之切刀，其中該前加工元件中之大部份包括一種刀厚度，且該切刀之局部部份在該工作件之該槽孔內在該碎屑通道包含一較寬厚度，該碎屑通道由該切刀之一前位置延伸該切刀之一實質長度至該切刀之一後位置。
4. 如請求項1之切刀，其中該等側齒由該切刀之俯視觀之呈向前傾斜，該切刀包含一側邊延伸方向，一側齒的一後齒緣係位在相對於該側邊延伸方向的一第一角度上，該側齒之一前緣係位在相對於該側邊延伸方向的一第二角度上，該第一角度小於該第二角度。
5. 如請求項4之切刀，其中該等側齒沿該前加工元件之兩側緣延伸且該等側齒在各側上向前傾斜。
6. 如請求項5之切刀，其中該等側齒分開0.06英吋。
7. 如請求項1之切刀，其中該前加工元件之一面包括至少部份地沿該切刀之該長度由靠近該近端向後延伸的至少一溝槽。
8. 如請求項3之切刀，其中該切刀包含沿該切刀的一側向方向且該等側齒在一振動下側向地移動以加壓該工作件的該槽孔之一側，且在一側齒之一位置，該碎屑通道藉由該齒之切口的側向振動而沿該切刀之側緣被側向 地加寬。
9. 如請求項1之切刀，其中該前加工元件包括該切刀之一表面上的一開口，且該開口沿該切刀之該長度延伸以形成該前加工元件之一擴大碎屑通道。
10. 如請求項1之切刀，其中該角落終止前齒包含一外基底，一第一側齒係分開在該角落終止前齒之一基底後方之至少一側齒間距。
11. 一種用於振動電動工具之切刀，包含：一實質平坦形態之加工元件，其包括一前端且具有由該前端向後延伸之多數側緣；該等側緣互相平行且沿著該加工元件之大部分長度縱向延伸；及該等側緣包括沿該等側緣之至少一部份的多數尖鋸齒，該等尖鋸齒彎曲偏離該加工元件之一平面以形成該加工元件之一增加厚度側緣，且該增加厚度側緣對應於一加寬碎屑排出通道。
12. 如請求項11之切刀，其中該等鋸齒上形成多齒。
13. 如請求項12之切刀，其中該等齒銳利地指向外。
14. 如請求項11之切刀，其中該前端包括多數切齒。
15. 如請求項11之切刀，其中該等鋸齒不對稱。
16. 如請求項15之切刀，其中該等鋸齒向前傾斜且包括實質垂直於該側緣之一前緣及相對該側緣傾斜之一後緣。
17. 如請求項11之切刀，其中該加工元件包括一開口。
18. 如請求項17之切刀，其中該開口終止在該前端之後方。
19. 如請求項18之切刀，其中該開口係沿縱向延伸。
20. 如請求項19之切刀，其中該開口包含二縱向槽孔靠近各側緣平行地延伸。
21. 一種用於振動電動工具之切刀，用以在一工作件中切削一槽孔，其包含：一後安裝部；該切刀之一長度，其由該後安裝部向一前加工元件；該前加工元件包括實質垂直於該切刀之該長度的一有齒遠前端及該有齒遠前端之一角落終止前齒；該切刀之側緣實質平行於該切刀之該長度且由該前端向後延伸，藉此該前加工元件在該後安裝部以外界定一矩形；該等側緣各包含側齒，該等側齒由該切刀之俯視觀之呈向前傾斜，該切刀包含一側邊延伸方向，一側齒的一後齒緣係位在相對於該側邊延伸方向的一第一角度上，該側齒之一前緣係位在相對於該側邊延伸方向的一第二角度上，該第一角度小於該第二角度；在各側緣的一角落終止前齒包含一外基底，一第一側齒係分開在該角落終止前齒之一基底後方之至少一側齒間距；及該等側齒之外尖端與該有齒遠前端之該角落終止前齒之基底呈側向地對齊。