專利名稱：錘子的減震裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜式打擊工具，更具體地說，涉及一種包括一減震裝置的錘子結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明是有關(guān)一種所謂的“耐久型”鍛造的木工羊角錘，其中，錘頭與鋼柄整體成形，后者構(gòu)成了錘柄的一部分。
耐久型錘比普通的胡桃木柄錘有一些優(yōu)點，但也存在許多限制。使其受歡迎的優(yōu)點是增加了強度，并在錘頭和柄之間有一永久的接合對于木柄型羊角錘來說，其具有用于敲釘子的打擊頭和用于起釘子的整體的爪，當將其用于預定的使用目的時，它甚至能承受最惡劣的使用條件。然而，當用于非預定的使用目的時，例如破壞性的，就會頻繁的出現(xiàn)手柄斷裂或手柄和錘頭之間連接的松動。在木柄已干透之后，就常出現(xiàn)這種情況。有一整體鋼柄的耐久羊角錘不會出現(xiàn)這種情況。這些因素就是為什么這種錘在市場上已取得了明顯的成功的原因。
另一方面，耐久型錘有許多局限，主要有(1)缺少彈力，而使其在有經(jīng)驗的木工和工人手中難于使用;(2)在錘擊時，有不希望有的振動的傾向。
最初，耐久型錘總是為包括一個頭，一對爪，和一個柄的固體鋼單元的形式。用這種錘時，錘擊力直接從錘頭傳導到柄，而被使用者的手感覺到。有時，由于最初的沖擊傳遞穿過錘頭和進入爪，爪被振動并緊跟著最初的和較強的沖擊力傳遞一個第二沖擊返回至柄，這個第二和稍微不協(xié)調(diào)的沖擊作用于使用者手上。于是，耐久型羊角錘的實心鋼結(jié)構(gòu)不能提供有效的減震彈力。
這樣的振動作用不僅使使用者煩惱，而且減弱了錘子結(jié)構(gòu)，以致有時常在一個或兩個爪附近發(fā)生裂開或折斷。已知裂紋是直接穿過爪的基部而發(fā)生，它不是發(fā)生于用爪拔釘子時，而是在錘的爪部不被使用時而發(fā)生，其裂縫是完整的，形成穿過爪的整齊的折斷，而從錘擊頭上脫落或分離。
為了減少這種不希望有的振動，已知可以在錘頭形成一個較深的矩形承口，而重新分配錘頭的金屬，承口橫向于頭部延伸，并與柄部軸向?qū)R，用于部分地將錘頭的打擊端與爪部隔開。承口的四個側(cè)壁較薄，大部分沖擊的振動被擴散在這些側(cè)壁上。另外，承口被充填以減震材料，這就進一步抑制了爪的振動。這種錘結(jié)構(gòu)是美國專利No2，884，969(1955，5，5授予ClarenceM.Lay，名稱“有減震裝置的錘結(jié)構(gòu)”)的主題，該專利公開了耐久型錘頭上的這種承口，除了其減震作用之外，還具有其他特征，然而，它不是與本發(fā)明特別有關(guān)的，本發(fā)明主要是有關(guān)減震的。
授予HowarclA..Vayghan的美國專利No.3，208，724公開了一種帶減震裝置的木工用羊角錘。為了達到所需的減震作用，該錘在錘頭設(shè)有肋，減震肋位于各爪內(nèi)側(cè)面，并從爪壁基部延伸到其中部。這種肋主要作用在于阻止爪的震動，同時具有強化和加固爪的附加作用。在錘中間體部的矩形承口可充以減震材料，例如適當?shù)臒崴芑驘峁虡渲?，或可以填充以一木塞?br> 在授予JohnJ.Curry的美國專利No.2.850，331-有關(guān)于一沖擊工具的手柄連接-中，在錘柄和頭部之間裝一橡膠套。這一彈性套用于隔離沖擊時工具產(chǎn)生的振動。
在RaymondE.Beegle的有關(guān)工具手柄固定裝置的美國專利No.2，067，751中，和CharlesSaylor的有關(guān)用減震彈性粘合的工具手柄連接的美國專利No.2，917，349中，在頭部件和柄部之間提供一或多層類似橡膠材料的夾層式襯墊，以提供用于使頭部件減震的可變形的吸震元件，以防止在該處產(chǎn)生破壞性的應(yīng)力。
前述的錘子設(shè)計應(yīng)用了用于阻尼和降低沖擊所產(chǎn)生的震動的元件，彈性件通常在錘頭和手柄之間用于對接。當然，這意味著所有的力通過這些彈性件而傳遞，有時，這些元件可能因損壞而失效，而在手柄和錘頭之間形成一危險的連接。在Vaughan的專利No.3，208，724中，使用了特殊的肋，填充在錘頭承口中的樹脂或木塞與錘頭基本為一體，并形成一單一的共振系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是減小爪裂開和折斷-也就是爪震動的主要原因，這不僅適用于耐久型的羊角錘，不論其是實心的還是有承口的，而且適用于木制柄錘和管形鋼柄錘，這些錘由于上述的耐久型羊角錘的同樣原因也有時出現(xiàn)斷裂。
這是本發(fā)明的主要目的，另外，對于有承口的或無承口的耐久型羊角錘，或是木柄或管形鋼柄羊角錘，錘頭的鍛造都象以前一樣進行;錘頭的普通的和予先要求的尺寸，形狀和重量必須基本保持最后的細部結(jié)構(gòu)，以滿足有經(jīng)驗的木工的標準;錘頭具有適量的金屬，以致能有適當?shù)闹亓?，合適的平衡性，并具有有吸引力的外形，并滿足前述專利中提到的木工羊角錘的所有要求。
下面參照實施例和附圖對本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征進行描述，其用于解釋而不是限制本發(fā)明。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的減震裝置的頂視圖，其裝于一木工錘中;
圖2是圖1中錘的側(cè)視圖，部分剖視，以顯示減震裝置怎樣裝在錘頭中體部的一個承口中;
圖3是圖2減震裝置的側(cè)視圖，是處于裝在錘上之前;
圖4是圖1至3中所示減震裝置的底視圖;
圖5類似于圖3，顯示了本發(fā)明減震裝置的第2實施例;
圖6是圖5中減震裝置的底視圖。
雖然下面參照附圖對本發(fā)明的特定實施例作了描述，但可以理解，所示實施例僅是通過舉例方式示出了能應(yīng)用本發(fā)明原理的許多特定實施例的一個，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，各種變化和變型都處于后面權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神、范圍和考慮之中。
現(xiàn)在參見附圖，圖1和2示出了一耐久型木工羊角錘，圖1的羊角錘的錘頭用標號10表示。頭部10與構(gòu)成了錘子手柄一部分的柄12整體成形。頭部10是鐘面型的，包括一圓柱形的打擊頭部14，其有一圓的打擊面16。然而，頭部的其他形狀也在本發(fā)明范圍之中。
打擊頭部14通過一多邊形橫截面的收縮部分20連接于錘頭的中體部分18一側(cè)。中體部分18的另一側(cè)連接于錘頭的爪部22，爪部在24處分叉以形成通常向外岔開的爪26。爪部22的基部如習慣上的耐久型錘的形式沿一逐漸形成的曲面28與錘頭10的體部18匯合。在錘頭的中體部18形成一個較深的開口或承口30。承口30通常為矩形截面，如圖1和2中所示，4個側(cè)壁30a-30d(圖1)朝承口的內(nèi)部區(qū)域相互向內(nèi)收斂。承口的底壁30e稍成盤狀，如圖2中32所示。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一個塞，在圖1-4中由34表示。塞34通常為一胡桃木塞，其大致為矩形，與承口30的形狀一致，以致能以一壓配合的關(guān)系容納在承口30中。為此目的，塞34便利地具有一加大的外端部34a，其基本與承口30上端部一致，如圖2所示，以致能將端部34a壓入承口30，靠著承口表面30a-30d的相應(yīng)壁形成壓配合的鄰接。同樣，塞34有一下端部34b，其尺寸與承口30下端周邊表面尺寸一致，如圖2所示，以致同樣在該處形成壓配合關(guān)系。
在端部34a和34b之間，有一塞中部34c，其任意地相對于壁面30a-30d向內(nèi)呈弓形或凹進，如圖2所示，以致形成至少一個或多個間隙或空間35，其作用下面將要描述。
如圖2所示，塞34在柄12方向的軸向長度最好短于承口30的深度，以在塞的下表面34d和承口下表面30e之間形成一間隔或空間36。
塞34在其端部34a處具有一長槽34e，使塞裝在該處時，槽的至少一個部分沿著或接近承口30的壁30a是打開的，如圖1所示。同樣，在上部34a還有一長槽34f，其的布置使當塞裝在承口30中時，槽至少一部分沿著或接近壁30c是打開的。雖然不是必需的，但槽34e和34f沿錘的敲擊方向便利地偏離一個距離38(圖1)。
具有一個彈性帶或箍40，其自由端40′，40″(圖1)分別被卡在槽34e和34f中，如圖所示，帶或箍的中部向內(nèi)延伸進入承口30，并橫向延伸穿過塞34的最內(nèi)端，如圖2和圖4所示，于是，帶或箍40包括兩個大致平行的縱向部分40a和40b，和一個穿越塞下表面34d的跨接部40c，通過將彈性自由端至少部分擠壓進開口槽中，彈性自由端能與壁30a，30c接觸，使自由端固定，并提供附加的摩擦阻力，以防止塞34從承口30中無意地松脫。
半矩形承口30典型地充填以胡桃木塞34，必要的話，可在其上覆蓋一個塑料的外鑲片。
就錘的減震質(zhì)量而論，承口的四壁30a-30d-特別在其下部，具有較薄的結(jié)構(gòu)。于是，任何作用于錘頭沖擊面上的沖擊將通過縮小的頸部20傳遞到承口較薄的側(cè)壁30a-30d。沖擊震動大部分將擴散在這些側(cè)壁上，并且僅有一有限部分從側(cè)壁傳導到柄部12。如果沒有塞，在爪上可能產(chǎn)生較小量的振動，但這一振動的程度遠不如沒有矩形承口的實心頭耐久錘那樣大。當在承口中填充一個塞或減震材料時，在爪部22上產(chǎn)生的諧波振動的波期將減小其過程，這類似于當將手貼在音叉或共鳴鐘上時能阻止其振動。通過這種布置，就防止了爪部22的拖長的諧波振動。另外，爪部22的振動作用的減小將大大地減小可能從爪傳導到柄12的任何二次沖擊振動。
如圖所示，圍繞木塞34延伸的橡膠或彈性件40a-40c能基本上獨立于錘頭和木塞而移動。這是因為橡膠材料有足夠的易變性，在其充填的腔或空間35和36中，可使其受到壓縮，伸展和拉長。特別是分別在塞34，34′下端的橡膠帶的部分40c，42c，在該處，橡膠帶的部分40c，42c延伸穿過塞34和錘頭內(nèi)底面30e之間的空間36。從而，橡膠帶的部分40a-40c能獨立于錘頭和/或木塞而移動，可以說這一橡膠帶部分形成了自己的共振體，其形成了作為自身質(zhì)量和自身形狀的函數(shù)的自身共振頻率。
為什么使用這種彈性件能減少整個錘的振動的一個可能的理論是彈性部分40a-40c的振動產(chǎn)生了移動，這能將運動的動能轉(zhuǎn)換成熱，而被發(fā)散。以這種方式發(fā)散能量，就能更快地減輕振動，使之較少地被使用者感覺到。
并且，因為錘頭是較硬的并有較大的質(zhì)量，其通常有較高的頻率振動曲線，其比具有較低質(zhì)量的彈性件的較低頻率振動曲線減弱的更慢。然而，與振動的相對頻率無關(guān)，當彈性件以與錘頭和木塞相同的相位或方向(振幅相加)振動時，它們作為一個單元而作用，或一致地振動，由此，實際上維持了全部振動作用。然而，當彈性件以與錘頭和木塞的相反振動相位(振幅相減)振動時，其至少部分地抵消了錘頭的振動，而減少了振動的振幅。所以，即使頻率是不同的，測量到的有效振幅應(yīng)減小。
當然，彈性件40越小，或它含有的質(zhì)量越少，其顯示出的作用越小。最大的能量消散和抵消將與彈性件的最大實際質(zhì)量一同出現(xiàn)。為了實現(xiàn)機械能至熱能的最大轉(zhuǎn)換，元件40要選擇有高吸收特性的材料。這種材料的一個例子是丁基橡膠，然而其他的天然和人工合成材料也可以使用。
在這個最佳實施例中，帶或箍40最好具有圓形截面-雖然這一特定的截面不是必需的。便利地，?；蚬?0的截面尺寸比槽34e和34f的尺寸更大，以致一旦將其壓入槽，帶的自由端40′，40″能被卡住，并被固定在塞上。
空間36沿柄12方向的高度不是關(guān)鍵的，但最好使其大于帶或箍40的直徑，使跨接部分40c不以受壓的關(guān)系固定于塞34和承口表面30e之間，而可自由移動。最好部分40a-40c的至少一個節(jié)段有至少一些自由度，以能在對應(yīng)空間35，36中運動，于是，平行節(jié)段或部分40a和40b應(yīng)有一些自由度用于在空間35中移動，而節(jié)段或部分40c應(yīng)有一些自由度能在空間36中運動，如圖4中虛線所示。
參見圖5和6，顯示了另一實施例，其中節(jié)段或部分42a，42b沿塞34的另一組側(cè)壁延伸，以致靠著壁或表面30b和30d，如圖1所示。所以，用這種布置，跨接節(jié)段或部分42c基本沿著錘頭的打擊方向延伸，如圖6所示，而不是象圖4那樣相對于打擊方向以一傾斜方向布置。
可以理解，塞34以壓配合關(guān)系插入承口30將基本上使塞34閉鎖在承口中。從而，塞34與錘頭10成為鋼性連接，并成為其一部分，雖然它可能改變由錘頭限定的共振或振動質(zhì)量。所以，帶或箍40和對應(yīng)的部分40a-40c形成了自己的振動系統(tǒng)，這至少允許它們在被限定和閉鎖的空間里以壓縮和擴張形式內(nèi)在運動。所以，錘頭16的沖擊一方面使在錘頭和塞中、另一方面在彈性帶或箍40上產(chǎn)生獨立的振動。當然，不同的帶或箍部40a-40c的共振頻率和振動的振幅將依賴于這些部分的尺寸，以及所使用的特定材料。然而，在許多情況下可以發(fā)現(xiàn)，這些輔助的振動系統(tǒng)傾向于減小在標準錘形狀中產(chǎn)生的不利振動。
參見圖3-6，帶或箍40，42可以先被形成一閉合的環(huán)，以便于組裝。于是，將環(huán)繞在塞上將其壓入承口30。一旦將塞壓入承口，當不再需要將帶維持和支承在塞上之后，可將暴露的帶或箍部40d，42d切掉或磨去。然而，帶或箍40，42可由繞塞34放置的伸長的帶子形成，如圖2所示。彈性帶的長度可稍長于所需長度，以便其自由端先延伸于塞的暴露面之外，如圖2中40e所示，在錘子的完成階段，使該自由端與塞的暴露面平齊。
本發(fā)明不局限于附圖所示和說明書所述的布置，可有許多結(jié)構(gòu)細節(jié)的變化，而不脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種羊角錘的減震裝置，包括一整體的鋼頭和構(gòu)成手柄的柄，頭形成一中體部，所述柄從中體部向外延伸，中體部形成一伸長的承口，承口有一軸線基本上與所述柄的縱軸對齊，壁表面構(gòu)成了所述的承口，一減振裝置包括一基件，其硬度小于所述頭的硬度，一伸長的彈性件硬度小于所述基件的硬度，所述基件的形狀和尺寸使其可以壓配合的關(guān)系容納在所述伸長的承口之中，并在所述基件和所述承口壁面之間形成至少一個間隙或空間，所述彈性件以這種方式定位，使當所述基件位于所述承口之中的錘子組裝條件下，至少所述彈性件的端部相對于所述頭和基件固定，由此，所述彈性件的振動能有效地阻止和減弱在所述頭上產(chǎn)生并傳遞到所述基件上的任何諧波振動的持續(xù)時間。
2.如權(quán)利要求1所述的羊角錘減震裝置，其中，所述基件為一胡桃木塞。
3.如權(quán)利要求2所述的羊角錘減震裝置，其中，所述承口大致為矩形，所述胡桃木塞由前、后壁，兩側(cè)壁和頂面及底面形成。
4.如權(quán)利要求3所述的羊角錘減震裝置，其中，所述基件包括有槽，用于接收至少部分所述彈性件，彈性件至少繞基件外側(cè)周邊一部分延伸，所述槽形成于所述前、后壁之中。
5.如權(quán)利要求4所述的羊角錘減震裝置，其中，所述槽沿所述錘頭的打擊方向相互偏置。
6.如權(quán)利要求3所述的羊角錘減震裝置，其中，所述基件包括槽，用于接納至少一部分所述彈性件，其至少繞基件外周邊的一部分延伸，所述槽位于所述胡桃木塞側(cè)壁中。
7.如權(quán)利要求6所述的羊角錘減震裝置，其中，所述槽沿所述錘頭打擊方向相互偏置。
8.如權(quán)利要求1所述的羊角錘減震裝置，其中，所述中體部有大致平的側(cè)面，所述承口的側(cè)壁較薄，基本上是撓性的，以吸收作用于錘頭的一部分沖擊震動。
9.如權(quán)利要求1所述的羊角錘減震裝置，其中，所述彈性件有一中部，其至少部分容納在所述錘頭和基件之間的間隙或空間之中，使所述中部相對于所述頭和基件具有至少一個運動自由度。
10.如權(quán)利要求1所述的羊角錘減震裝置，其中，所述彈性件由具有較高吸震特性的材料制成。
11.如權(quán)利要求10所述的羊角錘減震裝置，其中，所述材料包括丁基橡膠。
全文摘要
一種羊角錘減震裝置，包括一伸長的彈性帶或箍，其卡在胡桃木塞的槽中，鄰靠著塞與之壓配合的承口內(nèi)表面。塞的尺寸和形狀與錘頭承口相適應(yīng)，對彈性帶的部分提供至少一些運動自由度，使彈性件能振動，而與沖擊引起的錘頭的自然振動無關(guān)。彈性件的傾向是至少部分抵消和減弱錘頭的自然振動。
文檔編號B25D1/04GK1093638SQ9311293
公開日1994年10月19日 申請日期1993年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月22日
發(fā)明者小霍華德·A·沃恩 申請人:沃恩和布什內(nèi)爾制造公司