TWI802276B - 滑動錘體及滑動錘組件 - Google Patents

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艾倫 Ｍ 哈奇森
本傑明 Ｔ 舒爾茨
喬納森 Ｉ 安徒生
馬可 Ｅ 德威奇斯
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美商施耐寶公司
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Abstract

一種無反彈滑動錘體，具有通孔，該通孔容納軸並在軸 上滑動。錘體包括一個或多個內部縱向腔，一個或多個內部縱向腔位於通孔外側，且填充有阻尼材料。當在軸上滑動的錘體撞擊滑動擋塊時，阻尼材料會產生“無反彈”效果，增加碰撞的持續時間，同時使使用者免受衝擊。

Description

滑動錘體及滑動錘組件
本發明一般涉及滑動錘。更特別地，本發明涉及內部設置有阻尼材料的滑動錘。
滑動錘通常包括稱為“錘體”的滑動塊，其沿軸滑動以撞擊固定到軸或作為軸的一部分的擋塊。軸的另一端用作附接點。在與擋塊碰撞時，來自滑動塊的慣性傳遞到軸，在軸上沿滑動塊滑動的方向產生軸向力。通過將附接點聯接到物體，拉力被施加到該物體。
當推力或撬動力不能施加到物體的另一側時，施加拉力是特別有利的。滑動錘可用於的任務例子包括從金屬表面拉出凹痕、移除軸襯、取出軸承座圈以及移除蓋或密封件。
傳統滑動錘提供的拉力僅在錘體撞擊擋塊後持續很短的時間，從而對物體施加突然但短暫的力。傳統滑動錘在撞擊擋塊時也傾向於向後反彈，從而在工具中引起混響。持續使用這種滑動錘會對身體反復吸收來自碰撞和混響的部分衝擊的使用者造成 不適或傷害。
本發明廣泛地涉及具有錘體的滑動錘，該錘體在軸上滑動並撞擊擋塊。錘體具有圍繞軸的長軸佈置的一個或多個內腔。一個或多個腔包含阻尼材料，例如鋼丸、鉛丸、沙子或銅丸，通常稱為“彈丸”。每個腔也可以有一個單獨的塊體或固定數量的塊體，它們構成了阻尼材料。包含阻尼材料會產生“無反彈(dead blow)”效果，增加碰撞產生的拉力的持續時間和滑動錘撞擊的整體效率，同時使使用者免受一般傳統滑動錘的衝擊影響。
100:滑動錘組件
102:長軸線
110:滑動軸
112:滑動擋塊
114:第一端
116:第二端
118:方向
120:錘體
122:碰撞表面
124:非碰撞表面
126:中間部
128a、128b:凸緣
130:通孔
130a:通孔
130b:通孔
232:主體
234:蓋
240:縱向孔
242:內壁
244:外壁
246:突出環
248:孔
249:孔
350:內表面
352:外表面
354:內表面
356:外表面
362:內表面
364:外表面
372:深度
374:深度
440:腔
600:滑動錘組件
620:錘體
624:非碰撞表面
740:縱向孔
840:縱向腔
842:座
944:螺紋密封件/螺紋塞或定位螺釘
1020:錘體
1024:非碰撞表面
1040:內腔
1120:錘體
1140:縱向孔
1240:腔
為了便於理解要求保護的主題，在其附圖實施例中進行了說明，通過審閱附圖實施例並結合以下描述考慮，要求保護的主題、其構造和操作以及許多優點應該很容易被理解和領會。
圖1是根據本發明的一個實施例的具有兩件式錘體的無反彈滑動錘組件的透視側視圖。
圖2是圖1的錘體的組成部件的透視圖。
圖3是圖1和圖2的錘體的組成部件沿錘體的長軸線切開的透視剖視圖。
圖4是來自圖3的錘體的主要部件的透視剖視圖，其與以透 視圖示出的來自圖2的蓋部件組裝在一起。
圖5是來自圖1至圖4的已組裝的錘體的透視剖視圖。
圖6是根據本發明的一個實施例的具有一件式錘體的無反彈滑動錘組件的透視概覽圖。
圖7是圖6的一件式錘體的透視圖。
圖8是來自圖6和圖7的一件式錘體沿錘體的長軸線切開的透視剖視圖。
圖9是圖1至圖8的錘體的孔開口的透視圖，示出了密封孔開口的例子。
圖10是根據本發明的一個實施例的另一種一件式錘體的透視剖視圖。
圖11是根據本發明的一個實施例的另一種兩件式錘體的透視剖視圖。
圖12是根據本發明的一個實施例的另一種錘體的透視剖視圖。
儘管本發明可以有多種不同形式的實施例，但是在附圖中示出並且將在本文中詳細描述的本發明的優選實施例應作如下理解，即本公開內容應被認為是本發明的原理性示例，而不旨在將本發明的廣泛方面限制於所示實施例。如本文中所用，術語“本發明”不旨在限制要求保護的發明的範圍，而僅是為了解釋的目的 用於討論本發明的示例性實施例所使用的術語。
本發明廣泛地包括具有錘體的滑動錘，該錘體在軸上滑動並撞擊擋塊。錘體具有圍繞軸的長軸線佈置的一個或多個內腔。一個或多個腔包含阻尼材料，例如鋼丸、鉛丸、沙子或銅丸，通常稱為“彈丸”。每個腔也可以有一個單獨的塊體或固定數量的塊體，它們構成了阻尼材料。包含阻尼材料會產生“無反彈”效果，增加碰撞產生的拉力的持續時間和滑動錘撞擊的整體效率，同時使使用者免受一般傳統滑動錘的衝擊影響。
參照圖1，本發明的一個實施例廣泛地包括滑動錘組件100，滑動錘組件100包括沿著滑動軸110(例如但不限於鋼棒)滑動的錘體120。滑動軸110的第一端114用作用於將無反彈滑動錘組件100聯接到正在被加工的物體的附接點，並且可以是有螺紋的。滑動軸110的第二端116可以包括或聯接到手柄。
錘體120具有縱向延伸穿過錘體120的通孔130，通孔130可滑動地容納滑動軸110。通孔130具有與滑動軸110和錘體120的長軸線102正交的橫截面尺寸，其略大於滑動軸110的外“滑動”表面的橫截面尺寸，以允許錘體120在滑動軸110的外滑動表面上滑動。
錘體120具有中間部126，其被示出為圓柱形，但可以具有任何橫截面構造。中間部126的外表面可以具有棱紋、滾花或紋理以提供抓握或手持。錘體120還可以具有凸緣128a、128b，凸緣128a、128b徑向遠離長軸線102延伸以具有比中間部126更 大的橫截面。在握住中間部126以使錘體120沿滑動軸110滑動時，凸緣128a、128b幫助保護使用者的手和/或手指。
滑動擋塊112在靠近第二端116處聯接到軸110或成為軸110的一體的一部分。滑動擋塊112具有正交於長軸線102的橫截面尺寸，其大於通孔130的橫截面尺寸。錘體120沿滑動軸110在方向118上滑動，直到錘體120的碰撞表面122與滑動擋塊112相撞，產生沿滑動軸110在方向118上的軸向力。可選地，可以在靠近第一端114處包括第二擋塊(未示出)，以阻止錘體120的非碰撞表面124滑過第一端114。
圖2是兩件式錘體120的組成部件的透視圖，包括固定在一起形成一體結構的錘體120的主體232和蓋234。圖3是主體232和蓋234的剖視圖。圖4是主體232的透視剖視圖，主體232與以透視圖示出的蓋234組裝在一起。圖5是已組裝的錘體120的透視剖視圖。主體232包括中間部126和第一凸緣128a，而蓋234提供第二凸緣128b。
參照圖3，相對於圖1所示的長軸線102，主體232可以形成為包括同心內壁242和同心外壁244的單體結構，在同心內壁242與同心外壁244之間具有圍繞或環繞(包圍)長軸線102和通孔130的同心縱向孔240。縱向孔240在主體232的碰撞表面端封閉，但在主體232的另一端開口。內壁242的徑向內表面350形成容納滑動軸110的外表面的通孔130a。內壁242的徑向外表面352形成同心縱向孔240的內緣。外壁244的徑向內表面354 形成同心縱向孔240的外緣。外壁244的徑向外表面356提供中間部126的抓握或手持。
蓋234包括同心突出環246，當主體232和蓋234聯接在一起時，該同心突出環246插入縱向孔240中以封閉和/或密封縱向孔240的端部。當組裝時，突出環246的徑向內表面362鄰接內壁242的徑向外表面352，並且突出環246的徑向外表面364鄰接外壁244的徑向內表面354。如圖所示，除了通孔130的開口之外，碰撞表面122和非碰撞表面124是實心的。
平行於長軸線102，同心縱向孔240的深度372大於突出環246的深度374。當組裝時，縱向孔240的未被突出環246的插入填充的部分在錘體120內提供內部縱向腔440(圖4和圖5)，內部縱向腔440位於通孔130外側並與通孔130同心。
在組裝之前，同心縱向孔240的形成圖4所示的腔440的部分被部分地填充有阻尼材料(未示出)，例如鋼丸、鉛丸、沙子或銅丸，通常稱為“彈丸”。每個腔也可以有一個單獨的塊體或固定數量的塊體，它們構成了阻尼材料。當錘體120的碰撞表面122碰撞滑動擋塊112時，阻尼材料抑制錘體120的回彈和混響。相對于具有類似質量的實心錘體，包含阻尼材料還增加了撞擊滑動擋塊112時的碰撞持續時間。
主體232和蓋234可以使用粘合劑、焊接、螺釘、銷、互鎖螺紋或其他方式彼此固定，以將部件固定在一起並確保腔將保持阻尼材料。例如，圖2、4和5示出了穿過主體232的外壁244 的貫通的孔248，以及穿過蓋234的突出環246的對應的貫通的孔249。當組裝時，孔248和孔249對齊，銷或螺釘可以穿過孔248、249插入以將蓋234固定到主體232。
主體232和蓋234可以通過銑削、壓鑄、注塑成型、衝壓或增材製造(也稱為3D打印)等方式製造。通孔130a和同心縱向孔240可以作為原始特徵與主體232一起形成，或者通過機械加工、銑削或鑽孔來挖掘。同樣地，通孔130b可以作為原始特徵與蓋234一起形成，或被挖掘。
為了一致的光潔度、耐用性和工程公差，主體232和蓋234可以使用相同或相似的製造工藝由相同的材料製成。然而，主體232和蓋234可以由不同的材料製成。同樣地，主體232和蓋234可以使用不同的製造工藝製造。
圖6示出了無反彈滑動錘組件600的另一個實施例，除了錘體620為一件式(單體)結構且封閉端鑽孔不同之外，與無反彈滑動錘組件100相同。鑽孔的差異在錘體620內產生多個腔，每個腔在非碰撞表面624處密封。除此之外，無反彈滑動錘組件600的操作和特徵與滑動錘組件100相似或相同。
錘體620沿滑動軸110滑動以與滑動擋塊112相撞。滑動軸110的第一端114用作用於將無反彈滑動錘組件600聯接到正在被加工的物體的附接點，並且可以帶有螺紋。滑動軸110的第二端116可以包括手柄或聯接到手柄。錘體620包括縱向延伸穿過錘體620的通孔130，通孔130容納滑動軸110。通孔130具 有與滑動軸110和錘體620的長軸線102正交的橫截面尺寸，其大於滑動軸110的外“滑動”表面的橫截面，以允許錘體620在滑動軸110的外滑動表面上自由滑動。
錘體620包括中間部126，中間部126被示出為圓柱形。中間部126的外表面可以具有棱紋、滾花或紋理以提供抓握或手持。錘體620還可以具有凸緣端128a、128b，凸緣端128a、128b徑向遠離長軸線102延伸以具有比中間部126更大的橫截面。
與滑動擋塊112相撞的錘體620沿滑動軸110在方向118上產生軸向力。可選地，可以在靠近第一端114處包括第二擋塊(未示出)，以阻止錘體620的非碰撞表面624滑過第一端114。
圖7是一件式錘體620的透視圖，圖8是一件式錘體620的透視剖視圖。多個縱向孔740圍繞長軸線102和通孔130佈置，從錘體620的非碰撞表面624延伸到中間部126中。每個縱向孔740在碰撞表面122處封閉，但最初在相對的非碰撞表面624處開口。
縱向孔740的開口端可以使用焊接、塞子、定位螺釘或類似方式密封以密封縱向孔740，從而形成圍繞通孔130佈置的密封縱向腔840(圖8)。如圖所示，有六個縱向孔740。然而，六個是示例，可以包括少於或多於六個的縱向孔740。
通過非碰撞表面624暴露的縱向孔740的開口端的直徑可以比相應孔740的其餘部分更大，從而為密封件提供座842。每個密封件的全部或一部分的直徑大於座842的直徑。座842有利 於將密封件插入到一致的深度，有利於對表面624進行精加工，使得每個密封件的暴露表面位於或低於表面624。如果使用諸如定位螺釘的螺紋密封件，縱向孔740的開口端也可以帶有螺紋以與每個密封件的外圍螺紋配合。
在密封之前，每個縱向腔840部分地填充有阻尼材料，如結合錘體120的腔440所討論的。當錘體620的碰撞表面122碰撞滑動擋塊112時，阻尼材料抑制錘體620的回彈和混響。相對于具有類似質量的實心錘體，包含阻尼材料還增加了撞擊滑動擋塊112時的碰撞持續時間。
圖9是非碰撞表面624的透視圖，示出了密封縱向孔740的示例。如圖所示，每個縱向孔740由具有內六角頭的螺紋塞或定位螺釘944密封。
一件式錘體620可以通過銑削、壓鑄、注塑成型、衝壓或增材製造(也稱為3D打印)等方式製造。通孔130和多個縱向孔740可以作為原始特徵形成，或者通過機械加工、銑削或鑽孔來挖掘。
在腔440和多個縱向腔840中包含阻尼材料增加了錘體120和620撞擊滑動擋塊112時的碰撞持續時間。在大多數情況下，由於內部阻尼材料而延長了錘擊的持續時間，這對使用者有利。
由於錘衝擊通過手柄傳遞到使用者的手臂和肩部區域，因此使用傳統的滑動錘構造發生的碰撞會對使用者造成疲勞或傷 害。使用無反彈滑動錘組件100/600，衝擊不會傳遞太多的反彈或混響。這將減小傳遞給使用者的力，並降低疲勞和傷害的風險。
儘管滑動軸110、通孔130和錘體120/620被示出為具有包括圓形橫截面(正交於長軸線102)的圓柱形特徵，但也可以使用其他橫截面輪廓。例如，滑動軸110和通孔130可以具有方形橫截面或其他形狀的橫截面。作為另一示例，中間部126可成形為提供限定的把手，例如沿一側具有小塊以對齊手指位置。
錘體120和錘體620的各方面可以組合以形成圖10中所示的錘體1020。例如，可以在添加阻尼材料形成具有非碰撞表面1024的錘體1020之前，將主體232和蓋234形成為一體，如圖10所示。可以穿過非碰撞表面1024或中間部126提供“填充”通孔740，用於從已組裝的錘體外部進入內腔1040(類似於腔440)。經由填充通孔740，內腔1040部分地填充有阻尼材料，然後使用塞子、定位螺釘或類似五金件(例如，螺紋密封件944)密封。填充通孔740可以包括座842，並且可以具有螺紋。
作為組合的另一個示例，類似於已組裝的錘體120，錘體1020可以使用增材製造技術形成為單件式單體結構，形成內腔1040作為結構內的原始內部特徵。通孔130可以是原始特徵，或者可以是添加的。同樣地，可以穿過非碰撞表面1024或中間部126提供或添加“填充”通孔，以從外部進入內腔1040。經由填充通孔，內腔1040部分地填充阻尼材料，然後使用焊接、塞子、定位螺釘或類似方式(例如，螺紋密封件944)密封。填充通孔的開口端可 以包括座842，並且可以具有螺紋。
組合的另一個示例使用類似於用於錘體120的兩件式錘體，在圖11中被示出為錘體1120。主體可以具有比突出環246的長度更深的縱向孔1140(類似于縱向腔840)，為蓋234提供座。多個縱向孔1140可以從座延伸到錘體的中間部126中，佈置成圍繞通孔130的多個縱向孔1140。在多個腔填充有阻尼材料後，主體和蓋一體化，形成從外部看起來與錘體120類似但包含多個縱向孔1140的錘體，多個縱向孔1140具有與如圖8所示的錘體620的多個縱向腔840對應的特徵。
為了提高耐用性，優選的佈置是使縱向孔240、腔440、縱向腔840、內腔1040和縱向孔1140的密封端背離滑動擋塊112。然而，滑動錘組件100/600可與沿相反方向安裝在軸110上的錘一樣操作，交換所示的非碰撞表面124/624和碰撞表面122。
另外，如圖12所示，滑動錘體120可以結合2個蓋234，組件的每一端一個。同心內壁242可以是一段管材。當組裝時，管的徑向外表面在滑動錘體的兩端鄰接突出環246的徑向內表面以形成內腔(例如腔1240)。
通常與滑動錘組件一起使用的各種接合器中的任何一種都可以固定到滑動軸110的第一端114處的附接點，用於將滑動軸110聯接到正在被加工的物體上。能夠固定在附接點的接合器的例子包括抓爪、螺柱接合器、凹痕拉拔器、軸承鉤、吸盤、油脂口護圈接合器等。
從以上可以看出，已經描述了一種具有改進的力傳遞能力、改進的抗混響和符合人體工學設計的無反彈滑動錘。
如本文中所使用的，術語“聯接”及其功能等同物不旨在一定限於兩個或更多個部件的直接地機械聯接。相反，術語“聯接”及其功能等同物旨在表示兩個或多個物體、特徵、工件和/或環境元素之間的任何直接或間接的機械、電氣或化學的連接。在一些示例中，“聯接”也意味著一個物體與另一物體是一體的。除非另有特別說明，如本文中所用，術語“一個”或“一種”可以包括一個或多個項目。
在前述說明和附圖中提出的問題僅作為說明而不是作為限制提供。雖然已經示出和描述了特定的實施例，但是對於本領域技術人員來說顯而易見的是，在不脫離發明人的貢獻的更寬泛方面的情況下，可以進行改變和修改。當以基於現有技術的適當視角來看待時，所尋求的保護的實際範圍在後面的申請專利範圍中限定。
100:滑動錘組件
102:長軸線
110:滑動軸
112:滑動擋塊
114:第一端
116:第二端
118:方向
120:錘體
122:碰撞表面
124:非碰撞表面
126:中間部
128a、128b:凸緣
130:通孔

Claims (20)

  1. 一種滑動錘組件，包括：軸，其具有第一端和第二端，所述第一端包括的附接點；擋塊，其聯接到所述軸，靠近所述第二端；錘體，其包括縱向延伸穿過所述錘體的通孔，所述通孔可滑動地容納所述軸並允許所述錘體在所述軸的外表面上滑動，所述錘體具有位於所述通孔外側的內腔；以及阻尼材料，其設置於所述內腔中。
  2. 如請求項1所述的滑動錘組件，其中所述阻尼材料包括塊體、鋼丸、鉛丸、沙子或銅丸中的一種或多種。
  3. 如請求項1所述的滑動錘組件，其中所述內腔為包圍所述通孔的腔。
  4. 如請求項3所述的滑動錘組件，其中所述錘體包括主體部和與所述主體部聯接的蓋部，所述主體部包括包圍所述通孔的縱向孔，所述蓋部封閉所述縱向孔，其中由所述蓋部封閉的所述縱向孔形成所述錘體的所述腔。
  5. 如請求項4所述的滑動錘組件，其中所述主體部具有內壁和外壁，所述縱向孔設置於所述內壁和所述外壁之間，所述內壁的內表面形成所述通孔，所述內壁的外表面是所述縱向孔的內緣，以及所述外壁的內表面是所述縱向孔的外緣。
  6. 如請求項5所述的滑動錘組件，其中所述蓋部包括突出特徵，所述突出特徵插入所述縱向孔的一部分中，未被所述突出特徵填充的所述縱向孔的其餘部分形成所述腔。
  7. 如請求項5所述的滑動錘組件，其中所述外壁的所述外表面具有棱紋、滾花或紋理以提供抓握。
  8. 如請求項1所述的滑動錘組件，其中所述內腔是圍繞所述通孔設置的多個內腔中的一個，每個內腔都填充有所述阻尼材料。
  9. 如請求項8所述的滑動錘組件，其中所述錘體包括：單體部，其具有圍繞所述通孔佈置的縱向孔；以及密封件，其分別聯接至所述縱向孔並封閉所述縱向孔，其中被密封的所述縱向孔形成所述內腔。
  10. 如請求項9所述的滑動錘組件，其中所述密封件為塞子或螺釘。
  11. 如請求項9所述的滑動錘組件，其中每個所述縱向孔包括座，每個密封件具有直徑大於對應座的直徑的部分。
  12. 如請求項9所述的滑動錘組件，其中每個所述縱向孔的端部具有螺紋。
  13. 如請求項1所述的滑動錘組件，其中所述內腔是包圍所述通孔的腔，所述錘體包括主體部和在相對端與所述主體部聯接的蓋部，所述主體部包括包圍所述通孔的縱向孔，所述蓋 部封閉所述縱向孔，其中由所述蓋部封閉的所述縱向孔形成所述錘體的所述腔。
  14. 一種滑動錘體，包括：本體，其具有第一端和第二端，且具有縱向延伸穿過所述本體並適於可滑動地容納軸的通孔；以及縱向孔，其位於所述通孔外側，在所述第一端封閉，以及在所述第二端開口。
  15. 如請求項14所述的滑動錘體，其中所述縱向孔為同心的且包圍所述通孔。
  16. 如請求項15所述的滑動錘體，還包括具有突出特徵的蓋，所述突出特徵構造成插入所述縱向孔中，以在所述第二端處密封所述縱向孔。
  17. 如請求項16所述的滑動錘體，還包括在所述縱向孔內的阻尼材料。
  18. 如請求項14所述的滑動錘體，其中所述縱向孔是圍繞所述通孔設置的多個縱向孔中的一個。
  19. 如請求項18所述的滑動錘體，還包括多個密封件，所述多個密封件分別適於在所述第二端插入到所述多個縱向孔中，以密封所述多個縱向孔中的每一個。
  20. 如請求項18所述的滑動錘體，還包括設置在每個縱向孔內的阻尼材料。
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