專利名稱：增力杠桿式剪切裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種剪切裝置，特別是涉及一種增力杠桿式剪切裝置，例如修枝剪刀。
在傳統(tǒng)樞軸式修枝剪刀的情況下，在剪切枝葉時，施加到枝葉上的剪切力在剪切過程中是恒定的。通常，在剪切刀片到達枝葉或剪切對象的中央時，所需的剪切力處于最大值。典型的傳統(tǒng)修枝剪刀具有簡單的剪子狀機構(gòu)，其中一個鉚釘連接著修枝剪刀的手柄和剪切爪。在這種結(jié)構(gòu)中，在剪切過程的任何時刻，工具的剪切動力均只取決于同一時刻手部壓緊在手柄上的力。常見的結(jié)構(gòu)是，設(shè)有較長的手柄，以施加繞著樞軸點的更大力矩，從而增大剪切枝葉的剪切動力。然而，這種較長的手柄比較笨重且難以利用一只手使用，并且在整個剪切過程中，不論刀片承受的阻力如何，剪切力均是恒定的。
在已有的剪子狀修枝剪刀結(jié)構(gòu)中，通常在剪切過程中操作者要部分地利用其食指或中指。由于上述手指通常是最接近剪切工具夾爪樞軸點的手指，因此它們的力量不能產(chǎn)生很大的繞著樞軸點的力矩。上述兩個手指同抓持著修枝剪切工具手柄的同一只手上的無名指和小拇指相比，移動的距離也較短。
在傳統(tǒng)的修枝剪刀中，如前所述，剪切行程中的峰值動力是在刀片經(jīng)過被剪切的枝葉或枝干的中央時達到的。然而，隨著剪切行程進一步通過枝葉，就不需要這樣大的力量了，因此在剪切行程末端，即被剪切的工件提供的阻力減小時，會產(chǎn)生相對強烈的沖擊。這種強烈沖擊被描述為“急沖效應”。
以前曾經(jīng)有過各種各樣的嘗試以圖解決急沖效應問題，同時使操作剪切裝置的手部的所有手指施加的動力最大化。例如，本申請的受讓方正在銷售一種樞軸式手工工具，其采用了一個位于工具細長件之間的齒輪齒條機構(gòu)，以提高夾爪施加到剪切對象上的剪切力。本受讓方的樞軸式手工工具的另一個實施例提供了在距手柄旋轉(zhuǎn)軸線一段距離處形成在工具手柄中的細長柔性元件和槽。然而，這兩種裝置均結(jié)構(gòu)復雜，而且難以組裝和制造。還有其他一些裝置采用了加長手柄，以提供所需的力，或者采用了在固定夾爪與活動夾爪之間回轉(zhuǎn)的彈簧或擺動臂的組合結(jié)構(gòu)，其中擺動臂被引導著通過一個槽并且與各個切口咬合，以改變施加到夾爪上的力。這種機構(gòu)不能將力分散到操作這種裝置的手指或手上，也不能使剪切行程末端的急沖效應最小化或消除。
因此，需要有這樣一種剪切裝置例如修枝剪刀，其能夠在剪切過程中使手柄彼此相向著直線運動。還需要有這樣一種剪切裝置，其可以在剪切行程中使操作者的所有手指施加的力最大化。還附加需要有這樣一種剪切裝置或修枝剪刀，其在剪切工具的刀片和夾爪的剪切行程中使用可變剪切動力。此外，還需要有這樣一種剪切裝置或修枝剪刀，其能夠使剪切行程末端的“急沖效應”最小化或消除。
根據(jù)本發(fā)明的增力杠桿式剪切裝置包括一個金屬板件，其具有一個中央孔、一個向前延伸的刀片和一個向后延伸的扁尾，扁尾上具有相對于中央孔偏置的第二孔；第一細長件，其包括一個以夾爪的形式終止在遠端處的第一手柄；第二細長件，其包括第二手柄；以及一個增力杠桿，其具有第一端和第二端。第一和第二細長件分別在中央孔和第二孔處通過連接件樞軸式連接著板件。此外，第一和第二細長件還分別樞軸式連接著增力杠桿的相應一端，從而使第二細長件向著第一細長件直線運動，以使刀片和夾爪響應于第一和第二手柄繞著中央孔和第二孔中的連接件的回轉(zhuǎn)運動的而作可回轉(zhuǎn)運動。第二細長件可以包含一個安裝指，該安裝指被構(gòu)造得咬合在增力杠桿的一端。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種修枝剪刀包括連接在一個金屬板件上的第一細長件和第二細長件以及一個增力杠桿。金屬板件具有一個中央孔、一個向前延伸的刀片和一個向后延伸的扁尾，扁尾上具有相對于中央孔偏置的第二孔。一個夾爪安裝在第一細長件上。增力杠桿具有第一端和第二端。第一連接件樞軸式安裝在中央孔中，并且將第一細長件連接到板件上，而第二連接件樞軸式安裝在第二孔中，并且將第二細長件連接到板件上。通過用于將增力杠桿的第一端樞軸式連接到第二細長件上的第三連接件和用于將增力杠桿的第二端樞軸式連接到第一細長件上的第四連接件，增力杠桿連接到第一和第二細長件上。增力杠桿強迫第二細長件向著第一細長件直線運動，以使刀片和夾爪響應于第一和第二手柄的直線運動而作回轉(zhuǎn)運動。在一個實施例中，修枝剪刀包含一個安裝指，該安裝指形成在第二細長件上并且被構(gòu)造得咬合在增力杠桿的一端。
本發(fā)明的另一個實施例是一種剪切裝置，其包括一個剪切器具，該剪切器具具有一個中央孔、一個向前延伸的刀片和一個向后延伸的安裝器具，安裝器具上具有相對于中央孔偏置的第二孔。第一抓持器具包括一個以夾爪的形式終止在遠端處的第一手柄，第二抓持器具包括第二手柄，而且一個杠桿傳動器具具有第一端和第二端。第一和第二抓持器具分別在中央孔和第二孔處通過連接器具樞軸式連接著剪切器具，并且還分別樞軸式連接著杠桿傳動器具的一端，從而使第二抓持器具向著第一抓持器具直線運動，以使刀片和夾爪響應于第一和第二抓持器具的直線運動而作回轉(zhuǎn)運動。本發(fā)明的一個方面設(shè)有一個包含抵抗器具的第二抓持器具，該抵抗器具被構(gòu)造得咬合杠桿傳動器具的一端。
參照附圖，一種剪切裝置10或修枝剪刀包含一個金屬板件16、第一細長件12、第二細長件14和一個增力杠桿44。金屬板件16具有一個中央孔38、一個向前延伸的刀片34和一個向后延伸的扁尾36，扁尾具有相對于中央孔38偏置的第二孔40。第一細長件12包括第一手柄18，其以夾爪20的形式終止在遠端19處。第二細長件14包括第二手柄22。增力杠桿44是剛性的細長桿或棒，其具有第一端46和第二端48。增力杠桿44上還設(shè)有分別毗鄰第一端46和第二端48的孔，用于分別容納一個連接件或緊固件，如后文所述。相應的一個孔分別設(shè)在第一和第二細長件12、14中。金屬板件16的刀片34上可以設(shè)有一個剪切刃，在刀片34的剪切刃的一側(cè)或兩側(cè)上設(shè)有斜面。中央孔38的尺寸被構(gòu)造得能夠容納一個連接件或緊固件，以將板件16毗鄰夾爪20的后端連接到第一細長件12上。通過一個在第二孔40處連接著第二細長件14和金屬板件16的連接件或緊固件，第二細長件14被連接到板件16上。這些連接件提供了用于將上述細長件連接在一起的途徑。
每個第一和第二細長件12、14分別在中央孔38和第二孔40處連接著板件16。見


圖1。此外，第一和第二細長件12、14分別樞軸式連接著增力杠桿44的一端。通過一個安裝在增力杠桿44的孔和第二細長件14的相應孔中的連接件54，增力杠桿44的第一端46連接著第二細長件14。通過一個穿過增力杠桿44的孔和第一細長件12的相應孔的連接件56，增力杠桿44的另一端48連接到第一細長件12上。連接件54、56可以是簡便的緊固件，例如螺栓以及優(yōu)選采用的鉚釘。還可以為緊固件或連接件提供位于孔中的塑料填料，從而在連接件或緊固件插入增力杠桿44的孔和細長件12、14的孔中時形成螺紋孔。還可以設(shè)想，連接件可以是金屬或其他適宜材料制成的銷釘，其模塑在細長件12、14中，并且對準增力杠桿中的孔。
通過將增力杠桿44連接到第一和第二細長件12、14上，第二細長件14可以直線式移向第一細長件12，以使刀片34和夾爪20響應于第一和第二手柄18、20分別繞著中央孔38和第二孔40的回轉(zhuǎn)運動而作可回轉(zhuǎn)運動。與本剪切裝置10的兩個細長刀片12、14相連的增力杠桿44可以導致手柄12、14以直線方式彼此移向?qū)Ψ?，其作用是使操作者的手指施加的力最大化。增力杠桿44將細長件12、14連接在一起，并且使繞著剪切刀片的連接樞軸點的力矩最小化或消除?，F(xiàn)有技術(shù)的剪切裝置具有一個或多個樞軸點，在剪切行程中，手柄和刀片繞著樞軸點旋轉(zhuǎn)，從而施加繞著樞軸點的力矩。本剪切裝置10不以這樣的方式操作，因為通過操作者將手柄向一起壓緊，直線運動會施加到細長件12、14上。
圖3a-3g中示出了第二細長件14向第一細長件12的直線運動，其中剪切刀片34從刀片34與夾爪20之間的大約60度夾角移向刀片34與夾爪20閉合時的零度夾角。第二細長件14在刀片34的剪切運動中向著第一細長件12的這種直線運動的效果是，可以利用操作者抓持著第二細長件14的手柄22的所有四個手指的力量。換言之，在剪切行程中，手部的食指和中指施加的力與無名指和小拇指施加的力幾乎相等。
在剪切裝置的剪切行程的開始，如圖3a和3b所示，刀片34在初始咬合到剪切對象(未示出)時移動得較快且動力較小。隨著剪切過程的繼續(xù)，而且刀片34移動通過剪切對象而大致到達剪切對象的中央，即在圖3d所示的大約30°夾角處，此時第一和第二細長件12、14接近平行位置。這個位置是增力杠桿強迫第二細長件14作直線運動的結(jié)果。其結(jié)果是，會有更大的動力用于轉(zhuǎn)動或移動刀片，而非用于壓緊連接件或鉚釘50、52。隨著刀片到達圖3f所示的10°，連接件50、54和56接近于形成一條直線，而連桿機構(gòu)用作4桿式曲拐。當?shù)镀?4與夾爪閉合時，刀片角度變?yōu)榱?，連接件50、54和56之間更接近一條直線，以使刀片變慢，并且使最終柔合且舒適地剪切通過對象，從而消除現(xiàn)有技術(shù)的剪切裝置出現(xiàn)的“急沖效應”。
剪切裝置10還可以設(shè)有這樣的第二細長件14，即它包含一個安裝指24，該安裝指被構(gòu)造得咬合在增力杠桿44的一端46。安裝指24可以與第二細長件14整體式形成為一件，從而向連桿機構(gòu)提供附加的機械利益，并且在剪切裝置10的整個剪切行程中抵抗著增力杠桿44。在剪切裝置10的另一個實施例中，夾爪20可以被構(gòu)造為砧座21和刀片23中的一個。見
圖1和2。將夾爪20選擇為砧座或刀片結(jié)構(gòu)是在其制造和設(shè)計時決定的，以適合于工具10未來的用途。第一和第二細長件12、14可以由可模塑材料如塑料制成，并且被成形為實心或空心件。還可以設(shè)想，第一細長件12在制造過程中模塑在夾爪20上。還可以設(shè)想，第一和第二細長件12和14、增力杠桿44和板件16可以均由金屬制成，而在優(yōu)選實施例中，至少第一和第二細長件12、14由可模塑材料構(gòu)成，而板件16由金屬制成。
顯然，這里根據(jù)本發(fā)明提供了一種增力杠桿式剪切裝置，但本發(fā)明并不局限于前面描述的特定形式。例如，根據(jù)本發(fā)明的剪切裝置可以設(shè)有兩個增力杠桿，其中每個增力杠桿分別安裝在第一細長件和第二細長件中相應一個的一側(cè)，從而將兩個細長件疊加在兩個增力杠桿之間。這種結(jié)構(gòu)可以便于利用薄材料制作增力杠桿。剪切裝置還可以被構(gòu)造成一對對置的剪切刀片，例如雙路修枝剪刀中那樣，而非前面在一個優(yōu)選實施例中描述的一個刀片與一個砧座協(xié)作的結(jié)構(gòu)。還可以設(shè)想，可以將美觀的護罩或蒙皮施加到剪切裝置上，以覆蓋住增力杠桿以及部分的第一和第二細長件和板件。還可以設(shè)想，一個動力源可以連接在剪切裝置上，以提供用于將細長件彼此相向或相背移動的動力。例如，一個電池供電的裝置、液壓裝置或內(nèi)燃機可以用作動力源。這些其他結(jié)構(gòu)被認為包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)，而且在不脫離附屬中的范圍的前提下，可以在元件的設(shè)計和布置中以及在制造過程中作出這些以及其他替代、修改、改變和省略。
權(quán)利要求
1.一種剪切裝置，它包括一個金屬板件，其具有一個中央孔、一個向前延伸的刀片和一個向后延伸的扁尾，扁尾上具有相對于中央孔偏置的第二孔；第一細長件，其包括一個以夾爪的形式終止在遠端處的第一手柄；第二細長件，其包括第二手柄；以及一個增力杠桿，其具有第一端和第二端；第一和第二細長件分別在中央孔和第二孔處通過連接件樞軸式連接著板，并且還分別樞軸式連接著增力杠桿的相應一端，從而使第二細長件向著第一細長件直線運動，以使刀片和夾爪響應于第一和第二手柄的直線運動而作回轉(zhuǎn)運動。
2.如權(quán)利要求1所述的剪切裝置，其特征在于，第二細長件包含一個安裝指，該安裝指被構(gòu)造得咬合在增力杠桿的一端。
3.如權(quán)利要求1所述的剪切裝置，其特征在于，夾爪被構(gòu)造為砧座和刀片之一。
4.如權(quán)利要求1所述的剪切裝置，其特征在于，第一和第二細長件由可模塑材料制成。
5.如權(quán)利要求4所述的剪切裝置，其特征在于，第一細長件被模塑在夾爪上。
6.如權(quán)利要求4所述的剪切裝置，其特征在于，第一和第二細長件是空心的。
7.如權(quán)利要求2所述的剪切裝置，其特征在于，安裝指與第二細長件整體式形成為一件。
8.一種修枝剪刀，它具有第一細長件和第二細長件，修枝剪刀包括一個金屬板件，其具有一個中央孔、一個向前延伸的刀片和一個向后延伸的扁尾，扁尾上具有相對于中央孔偏置的第二孔；一個夾爪，其安裝在第一細長件上；一個增力杠桿，其具有第一端和第二端；第一連接件，其樞軸式安裝在中央孔中，并且將第一細長件連接到板件上；第二連接件，其樞軸式安裝在第二孔中，并且將第二細長件連接到板件上；第三連接件，其將增力杠桿的第一端樞軸式連接到第二細長件上；以及第四連接件，其將增力杠桿的第二端樞軸式連接到第一細長件上；增力杠桿強迫第二細長件向著第一細長件直線運動，以使刀片和夾爪響應于第一和第二手柄的直線運動而作回轉(zhuǎn)運動。
9.如權(quán)利要求8所述的修枝剪刀，包含一個安裝指，該安裝指形成在第二細長件上并且被構(gòu)造得咬合在增力杠桿的一端。
10.如權(quán)利要求9所述的修枝剪刀，其特征在于，安裝指與第二細長件整體式形成為一件。
11.如權(quán)利要求8所述的修枝剪刀，其特征在于，夾爪被構(gòu)造為砧座和刀片之一。
12.如權(quán)利要求8所述的修枝剪刀，其特征在于，第一和第二細長件由可模塑材料制成。
13.如權(quán)利要求12所述的修枝剪刀，其特征在于，第一細長件被模塑在夾爪上。
14.如權(quán)利要求12所述的修枝剪刀，其特征在于，第一和第二細長件是空心的。
15.一種剪切裝置，它包括一個剪切器具，其具有一個中央孔、一個向前延伸的刀片和一個向后延伸的安裝器具，安裝器具上具有相對于中央孔偏置的第二孔；第一抓持器具，其包括一個以夾爪的形式終止在遠端處的第一手柄；第二抓持器具，其包括第二手柄；以及一個杠桿傳動器具，其具有第一端和第二端；第一和第二抓持器具分別在中央孔和第二孔處通過連接器具樞軸式連接著剪切器具，并且還分別樞軸式連接著杠桿傳動器具的相應一端，從而使第二抓持器具向著第一抓持器具直線運動，以使刀片和夾爪響應于第一和第二抓持器具的直線運動而作回轉(zhuǎn)運動。
16.如權(quán)利要求15所述的剪切裝置，其特征在于，第二抓持器具包含一個抵抗器具，該抵抗器具被構(gòu)造得咬合在杠桿傳動器具的一端。
17.如權(quán)利要求16所述的剪切裝置，其特征在于，抵抗器具與第二抓持器具整體式形成為一件。
18.如權(quán)利要求15所述的剪切裝置，其特征在于，夾爪被構(gòu)造為砧座和刀片之一。
19.如權(quán)利要求15所述的剪切裝置，其特征在于，第一和第二抓持器具由可模塑材料制成。
20.如權(quán)利要求15所述的剪切裝置，其特征在于，剪切器具由金屬材料制成。
全文摘要
一種增力杠桿式剪切裝置,包括連接在一金屬板件上的第一細長件和第二細長件。金屬板件具有一中央孔、一向前延伸的刀片和一向后延伸的扁尾,扁尾上具有相對于中央孔偏置的第二孔。一夾爪安裝在第一細長件上。一增力杠桿具有第一端和第二端。第一連接件樞軸式安裝在中央孔中,并將第一細長件連接到板件上,而第二連接件樞裝在第二孔中,并將第二細長件連接到板件上。通過用于將增力杠桿的第一端樞接到第二細長件上的第三連接件和用于將增力杠桿的第二端樞接到第一細長件上的第四連接件,增力杠桿連接到第一和第二細長件上。增力杠桿強迫第二細長件向著第一細長件直線運動,以使刀片和夾爪響應于第一和第二手柄的直線運動而作回轉(zhuǎn)運動。
文檔編號A01G3/00GK1359783SQ01140340
公開日2002年7月24日 申請日期2001年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月20日
發(fā)明者埃爾克·奧拉維·林登, 馬庫斯·帕洛黑莫 申請人:菲思卡斯消費者公司