CN101351302A - 带夹紧机构的砂磨工具 - Google Patents

Abstract

一种与可替换磨料片配合使用的手持式手控砂磨工具，其包括基座构件和夹紧机构。基座构件，所述基座构件限定第一和第二末端、在所述第一与第二末端之间延伸的底部表面、相对于所述底部表面形成并从所述第一末端延伸出来的接触表面和至少一个从所述接触表面延伸出来的齿。所述夹紧机构在枢轴点可枢转地连接到所述基座构件上，限定与所述枢轴点相对的前部部分，并且可围绕所述枢轴点在打开位置与关闭位置之间移动，其中在所述打开位置，所述前部部分与所述接触表面间隔开以便接纳磨料片的端部，在所述关闭位置，所述夹紧机构更接近所述接触表面并且所述前部部分更接近所述至少一个齿。

Description

带夹紧机构的砂磨工具

相关专利申请的交叉引用

本专利申请涉及美国专利申请序列号11/117,982(提交于2005年4月29日，名称为“砂磨工具”(Sanding Tool))、11/201,742(提交于2005年8月11日，名称为“带旋转柄部的砂磨工具”(SandingTool with Rotatable Handle))、11/201,763(提交于2005年8月11日，名称为“带薄片填塞部件的砂磨工具”(Sanding Tool with SheetLoading Feature))、11/201,743(提交于2005年8月11日，名称为“带保护性夹紧机构的砂磨工具”(Sanding Tool with ProtectiveClamping Mechanism))和11/275,396(提交于2005年12月29日，名称为“带旋转柄部的砂磨工具”(Sanding Tool with Rotatable Handle)(代理人档案号61520US002))；这些专利的教导内容均以引用方式并入本文。

背景技术

本发明整体涉及手持式手控砂磨工具，其与可替换磨料片(例如砂纸)配合使用。更具体地讲，本发明涉及易于填塞的砂磨工具及相关使用方法。

磨料片(例如常规砂纸)通常用于手工磨砂或抛光加工面(例如木质表面)。手工磨砂时，使用者直接手持砂纸然后在整个加工面上来回移动砂纸。当然，手工磨砂是比较费力的。为便于进行手工磨砂处理，可用适合使用者手持的磨砂垫块或砂磨工具固定砂纸。这样，磨砂垫块或砂磨工具可使手工磨砂更加便捷。市售磨砂垫块的一个实例是得自3M公司(明尼苏达州圣保罗)的3M^TM橡胶磨砂垫块。

美国专利No.5,168,672描述了采用磨料片夹持器形式的另一种示例性磨砂垫块或砂磨工具，所述磨料片夹持器具有基座，该基座具有由一对对置侧边形成的夹持侧翼。柄部以可拆卸的方式固定在基座的后表面上。柄部具有对置柔性法兰壁，用于夹持砂纸片对置端边部分，而砂纸片布置在基座的前加工面上，砂纸片的边缘部分在夹持侧翼上伸出。

另外，美国专利申请公开No.2003/0104777还描述了一种磨砂垫块或砂磨工具，其包括大致为矩形的基座壳体，壳体上固定有多种轮廓、大致为凸面的把手。该把手还限定向内延伸的凹面部分，便于使用者紧握。此外，在磨砂垫块的每一端可操作磨砂垫块中部上方的杠杆夹具机构，以便以可释放的方式固定砂纸片的相对端。

尽管磨砂垫块已被广泛接受，但现有磨砂垫块仍有一些不足之处。例如，期望磨料片能够拉紧或紧紧地环贴在磨砂垫块上。如果磨料片未拉紧，便会起皱，同时褶皱会影响磨料片在加工面上移动，并引起磨料片破裂。另外，褶皱可能会引起加工面损坏或磨砂不匀。柔性的平整磨料片(如常规砂纸)和比常规砂纸厚的弹性柔性磨料片(例如，Minick等人的美国专利No.6,613,113中描述的片状磨料)会出现这些问题。遗憾的是，常规磨砂垫块或砂磨工具用于填塞磨料片的机构并不能始终达到期望的拉紧贴合性。

具体地讲，向现有磨砂垫块填塞磨料片的一般技术是，将磨料片的相对端固定在磨砂垫块的相对侧。一种方法是，使用者在拉紧磨料片的同时，尝试将磨料片的相对端同时固定在磨砂垫块上。这需要使用者足够灵巧，但往往无法得到满意的结果。作为另外一种选择，使用者可以按顺序将磨料片的第一端部安装在磨砂垫块的一边，将磨料片包裹在磨砂垫块的底部，然后将磨料片的第二端部固定在磨砂垫块的另一边。理论上，将磨料片包裹在磨砂垫块底部即可产生并维持张力。尽管该技术更易于操作，但同样会令使用者沮丧。也就是说，很难准确估计首先固定在磨砂垫块第一边的磨料片第一端部的量(即，长度)，以便在将磨料片包裹在磨块底部时，留有适当长度以便固定到磨砂垫块的相对侧面。例如，如果首先固定于磨砂垫块的磨料片过长，那么就没有足够的长度再包裹磨砂垫块底部或固定于磨砂垫块的相对端。相反，如果首先固定于磨砂垫块上的磨料片过短，固定磨砂垫块相对侧的第二末端时会因余长过长而出现问题，余长会影响固定机构的正常功能；同样，由于余长过长，可能无法使磨料片达到需要的张力。在任一情况下，使用者都需要从磨砂垫块上松开磨料片的第一末端并重试。显然，这对使用者来说是令人沮丧的。

按照上文所述，需要一种砂磨工具，其容易以紧紧固定磨料片的方式协调且令人满意地填塞磨料片。

发明内容

本发明涉及手持式手控砂磨工具，其与可替换磨料片配合使用。该砂磨工具包括基座构件和夹紧机构。基座构件限定第一和第二末端、在第一与第二末端之间延伸的底部表面、相对于底部表面形成并从第一表面延伸的接触表面，以及至少一个从接触表面延伸出来的齿。夹紧机构在枢轴点处可枢转地连接到基座构件上。夹紧机构限定相对于枢轴点的前部部分，并且可围绕枢轴点在打开位置和关闭位置之间移动。在打开位置，前部部分与接触表面间隔开，以便在夹紧机构与接触表面之间形成间隙，以用于接纳磨料片的端部。在关闭位置，夹紧机构更接近接触表面，并且与夹紧机构处于打开位置时相比，前部部分更接近至少一个齿。

附图说明

图1为符合本发明原理的手持式手控砂磨工具的部分分解透视图；

图2为图1中砂磨工具的局部透视图；

图3为图1中砂磨工具的局部侧视图，示出了片状磨料的初始填塞情况；

图4为图3的局部侧视图，其中夹紧机构处于关闭位置；

图5为沿线5-5截取的图4的剖视图；

图6为图1中工具的侧视图，其填塞了片状磨料；

图7为符合本发明原理的手持式手控砂磨工具的另一个实施例的透视图；以及

图8为图7中砂磨工具的另一个局部透视图，其夹紧机构处于打开位置。

具体实施方式

图1示出了手持式手控砂磨工具或磨砂垫块10的一个实施例。术语“手控”是指工具10不是电动工具。也就是说，工具10的所有动力都是由使用者(未示出)提供的，并且工具10本身不包括马达。然而应该认识到，本发明的原理可以适用于电动工具，并且不必局限于手控的砂磨工具。

下面描述砂磨工具10，其可与片状磨料配合使用。本说明书中使用的术语“片状磨料”和“磨料片”可相互替换，两者均指薄型、柔性、大致为方形或矩形的磨料片，其具有可连接到磨砂垫块上的离散的末端(或边缘)。此类片状磨料包括(例如)常规砂纸、柔性磨砂稀松布、非织造磨料(如得自3M公司(明尼苏达州圣保罗)的Scotch-Brite^TM)和柔性研磨薄片材料(如Minick等人的美国专利No.6,613,113中描述的磨料片材料，该专利全文以引用方式并于本文)。工具10还可使用非磨料片状材料，如除尘粘布。然而，术语“片状磨料”和“磨料片”不包括电动砂磨工具通常使用的磨料的所谓环形带、电动精细砂磨工具的冲切片，或自带连接部件(例如粘合剂或钩环扣件)的磨料片，所述连接部件独立地将磨料片附连在工具上。

考虑到上述问题，在一个实施例中，砂磨工具10包括基座构件12、第一和第二夹紧机构14、16，以及第一和第二对齐装置18、20。在一些实施例中，砂磨工具10还可选地包括柄部22。如下面所清楚说明的，除符合本发明原理的图1所示外，基座构件12、夹紧机构14和/或16，以及对齐装置18和/或20可采取各种不同的形式。无论如何，而且一般来讲，第一和第二夹紧机构14、16可枢转地分别连接到基座构件12的相对端。第一对齐装置18至少部分延伸至基座构件12和第一夹紧机构14之间，而第二对齐装置20至少部分延伸至基座构件12和第二夹紧机构16之间。如下面更详细的说明，使用时，第一和第二对齐装置18、20通过夹紧机构14、16以简化的方式促进磨料片(未示出)的协调填塞。

在一个实施例中，基座构件12限定第一和第二相对端30、32，以及大致平坦的底部表面34，其中磨料片(未示出)可沿该底部表面延伸。尽管图1所示的基座构件12大致为矩形，但可采用多种其它形状以使其可使用常规片状磨料。例如，基座构件12可构建为其第一和第二末端30、32的其中一个或二者限定三角形或弯曲形状。而且，第一和第二末端30、32不必采用相同的形状。

在一个实施例中，无论整体形状如何，基座构件12形成与底部表面34相对的第一上接触表面36，并从第一末端30延伸。尽管在图1中基本上看不到，但第二上接触表面38(一般性提及)类似地相对底部表面34形成，并从第二末端32延伸。在一个实施例中，上接触表面36、38成一定角度或倾斜。这样，上接触表面36、38与底部表面34就分别相对于相应端部30、32形成锐角。在示出的实施例中，接触表面36、38由多个间隔开的肋50的露出的上表面限定(图1中所示为第一接触表面36)。采用此一构造，降低了片状磨料(未示出)与相应接触表面36或38间的接触表面积(与连续表面相比)，因而磨料片更易于沿各自的接触表面36、38向上滑动，从而拉紧片状磨料，如下面所述。作为另外一种选择，可用多种其它方式限定第一和/或第二接触表面36和/或38，第一和/或第二接触表面36和/或38不必相同，并且不必相对于底部表面34成一定角度或倾斜。

在一个实施例中，一个或多个齿40从每个接触表面36、38向上延伸(相对于图1的取向)。从接触表面36、38延伸的齿40沿各自的接触表面36或38呈直线对齐并横向间隔开(相对于基座构件12的长度)。在一个实施例中，每个齿40都布置在对应端30或32处或其附近，以防止出现或降低在上述及下面将要进一步描述的填塞过程中，每个齿40干扰片状磨料(未示出)沿各自的接触表面36、38向上移动的可能性。在一种构造中，可以横向地布置每个齿40，以与多间个隔开的肋50中的一个对齐。作为另外一种选择，单个齿40可沿基座构件12的第一末端30的整个宽度或宽度的较小部分延伸。在一个实施例中，随着齿40从各自的对应端30或32延伸出来，每个齿40形成为从接触表面36、38逐渐向上(即高度增加)延伸的斜坡。因此，每个齿40限定与各自的接触表面36或38相对的点42。

如下所述，基座构件12被构造为有利于第一和第二夹紧机构14、16以枢转或旋转的方式连接到其上。例如，在一个实施例中，基座构件12相对于第一末端30形成了邻接第一接触表面36的一对柱体52a、52b。柱体52a、52b横向对齐(相对于基座构件12的长度)并被构造为以允许第一夹紧机构14相对于柱体52a、52b旋转的方式，接纳与第一夹紧机构14相连的对应元件。可以采用多种其它结构和/或机构使第一夹紧机构14与基座构件12以可旋转的方式进行连接。无论如何，枢轴点54(一般性提及)由基座构件12形成，第一夹紧机构14绕枢轴点旋转或枢转。在一个第一和第二夹紧机构14、16构造相似的实施例中，基座构件12形成了第二对柱体56a、56b(应了解柱体56a在图1中只部分示出，而柱体56b是隐藏的)，以用于可枢转地接纳第二夹紧机构16的对应部件。再次形成了枢轴点58，并且可以采用多种其它构造来替代柱体56a、56b。甚至更进一步地，在可供选择的实施例中，第二夹紧机构16基本上不类似于第一夹紧机构14和/或被常规机构替代，以便将片状磨料固定在基座构件12的第二末端32上，从而可去掉柱体56。

在一个实施例中，第一和第二夹紧机构14、16是相同的。因此，第一夹紧机构14的以下具体实施方式同样适用于第二夹紧机构16，反之亦然，应当理解，在其它实施例中，第二夹紧机构16具有不同于第一夹紧机构16的构造，和/或可被例如常规薄片固定机构替代。据此，夹紧机构14包括枢转构件60和如图1实施例所示的张紧构件64(应当理解，为清楚起见，张紧构件64在图1中与枢转构件60分开示出)形成的抓握表面62(用图1中的虚线示出)。枢转构件60和张紧构件64可采用不同于图1所示的各种形式。然而，一般来讲，枢转构件60形成了安装部分66(一般性提及)和前部部分68(一般性提及)。安装部分66被构造为可枢转或可枢转地连接到基座构件12上。完成最终组装时，抓握表面62从前部部分68延伸。

在一个实施例中，枢转构件60为整体或单体，其中安装部分66包括第一和第二支脚对70、72，每对支脚限定一个狭槽74、76(一般性提及)。狭槽74、76的尺寸可接纳基座构件12具有的柱体52a、52b中的对应的一个，这样，完成最终组装时，对应支脚对70、72可分别以可旋转的方式固定在柱体52a、52b上。作为另外一种选择，并且如上所述，枢转构件60可构造为包括多种其它适于有利于以可旋转或可枢转的方式将枢转构件60连接到基座构件12上的结构和/或机构。

如图2所示，在一个实例中，狭槽74还被横向表面80所限定，该表面在支脚对70之间距第一末端30最近处延伸(应当理解狭槽76具有类似的横向表面(未编号))。在一个实施例中，支脚对70从横向表面80延伸，形成狭槽74，并且没有在支脚对70之间延伸的其它横向构件。同样，狭槽74形成基本上为U形的形状，从而可在完成组装时旋转地接纳柱体52a。支脚70之间除表面80之外没有任何横向构件，使得枢转构件60打开更大(即，可更远离接触表面36进行枢转)。更具体地讲，如图3所示，枢转构件60打开以限定第一接触表面36与枢转构件60之间的角度θ。在一个实施例中，角度θ大于或等于60°，更优选地大于或等于80°。

再次参见图1，在一个实施例中，张紧构件64为柔性金属薄带，例如，形成类似片簧状的构造，该构造一般可返回图1中所示的取向。作为另外一种选择，张紧构件64可由其它材料形成，例如塑性材料、薄膜等。在一个实施例中，张紧构件64包括支承壁90和抓握壁92。支承壁90被构造为附连在枢转构件60上。抓握壁92从支承壁90延伸出来并限定抓握表面62。在最后组装时，抓握壁92和因此导致抓握表面62通常从枢转构件60的前部部分68向内延伸(即，朝接触表面36延伸)。

在一个实施例中，如图1所示，抓握壁92和抓握表面62分别形成为阶梯状或台阶状构造。更具体地讲，抓握壁92包括多个处于交替方向的弯曲面94，这些弯曲面在抓握壁92的整个宽度上横向延伸，以限定多个台阶96。作为另外一种选择，至少一些弯曲面94，并且具体地讲，一个或多个弯曲面94可以延伸穿过抓握壁92整个宽度的一部分，和/或可以是间歇式的。此外，尽管示出的弯曲面94相对于抓握壁92的长度是大约等距离间隔开的，其它较无规或其它适当间距同样合格。在一个实施例中，抓握壁92的宽度在邻近与支承壁90相对的抓握壁92的自由边缘98处逐渐变细。作为另外一种选择，抓握壁92的宽度可以一致，或与图1中示出的不同。无论如何，在一个实施例中，至少第一个弯曲面94与自由边缘98基本平行。作为另外一种选择，抓握表面62可以具有多种其它构造，例如平滑的、有凹痕的或其它合适的抓握表面62。例如，张紧构件64(并且具体地讲，抓握壁92)可采用多种不同于图1所示的其它形式。甚至进一步地讲，抓握表面62可作为枢转构件60的整体部分提供。

完成最终组装时，并另外参考图2-4，第一夹紧机构14可枢转地连接到基座构件12上。该构造使第一夹紧机构14可以在打开位置(如图3所示)与关闭位置(如图4所示)之间枢转(在枢轴点54)，图1中还示出了第二夹紧机构16。在打开位置，枢转构件60的前部部分68与第一接触表面36间隔开，在第一夹紧机构14(并且具体地讲，抓握表面62)与第一接触表面36之间形成间隙100(一般性提及)。之后，在打开位置，可将片状磨料102(并且具体地讲，其第一末端部分104)***间隙100，随后通过第一夹紧机构14固定到第一接触表面36上。

值得注意的是，由于枢转构件60形成狭槽74，并且除横向表面80之外没有其它构件在支脚对70之间延伸(图2)，因而不存在这样的构件来进一步限制枢转构件60枢转背离第一接触表面36的量，即，枢转构件60可打开的量。因此，夹紧机构14可打开以限定相对较大的角θ，提供额外的空隙，以便在向砂磨工具10中填塞或从中移除薄片材料时容纳使用者的手指(未示出)。因此，大角度θ使填塞更为容易以及提高了砂磨工具10的通用性。

在砂磨工具10的使用过程中，第一对齐装置18形成了前止挡表面112(下文有更详细的描述)，以利于相对于基座构件12的第一末端30恰当地放置片状磨料102(图2)。继续参考图1和图3，在一个实施例中，第一和第二对齐装置18、20的构造相似，因而下文对第一对齐装置18的描述同样适用于第二对齐装置20。作为另外一种选择，以及如下文更详细的描述，第一和第二对齐装置18、20可以采用不同的形式；甚至还可去掉第二对齐装置20。

在一个实施例中，第一对齐装置18包括凸块110，其至少部分地在第一接触表面36与第一夹紧机构14之间延伸。具体地讲，根据图1和图3的一个实施例，凸块110从第一接触表面36朝第一夹紧机构14向上(相对于图1和图3的取向)突出。凸块110和基座构件12可以整体地形成为单体；作为另外一种选择，凸块110可以单独形成并装配在基座构件12上。无论如何，凸块110纵向(相对于基座构件12的长度)布置在第一末端30与枢轴点54之间。更具体地讲，凸块110限定另外与第一末端30间隔开的止挡表面112。止挡表面112布置在枢轴点54的前方，使得沿第一接触表面36穿过的片状磨料102与止挡表面112接合，并且这样不会延伸到枢轴点54。这样，凸块110(并且具体地讲，止挡表面112)有效地限定间隙100的尾侧114(在图3中一般性提及)，即纵向地相对于间隙100大致限定在第一末端30的入口侧。

在一个实施例中，止挡表面112和第一末端30之间的纵向距离与基座构件12的长度(即，第一和第二末端30、32之间的距离)相关联，而且，在一些实施例中，此纵向距离与预期用于砂磨工具10的片状磨料102的预期标准长度相关联。具体地讲，且如下面更详细的描述，止挡表面112与第一末端30之间的纵向长度为：当片状磨料102置于止挡表面112上时，留有足够的长度以便沿底部表面34围绕第一末端30包裹，并与第二接触表面38相结合。

如图1最佳显示，在一个实施例中，凸块110从第一接触表面36的相对侧116、118发生横向偏移。例如，凸块110可相对于相对侧116、118(即，相对于第一接触表面36的宽度)横向居中。这一优选位置增加了磨料片填塞操作过程中止挡表面112与片状磨料102相接触的可能性(图2)。作为选择，其它位置也是可接受的，如下所述。

在一个实施例中，第一夹紧机构14被构造为在关闭位置适应凸块110(如图2所示)。例如，枢转构件60形成孔120，完成最终组装时，该孔的尺寸和布置方式可以使孔120与凸块110对齐，而且当枢转构件60从打开位置转为关闭位置时，凸块110穿过孔120。作为另外一种选择，距离第一接触表面36的凸块110的突出部可以比图1-3中示出的低一些，这样就不需要包括孔120。然而优选的是，凸块110具有相当显著的高度，以便于确保其与另外填塞于第一接触表面36上的片状磨料102(图2)相接触。

在一个实施例中，凸块110进一步形成锁紧装置130的一部分(在图1中一般性提及)，在关闭位置锁紧装置选择性地将第一夹紧机构14锁紧或固定(即，为第二夹紧机构16示出的)。具体地讲，在一个实施例中，锁紧装置130包括凸块110、孔120和接合表面132。为此，并且结合图3，形成凸块110以包括指状物134，该指状物以其它方式形成止挡表面112和插销本体136。插销本体136从相对于接触表面36的指状物134延伸出来，延伸方向优选背离第一末端30的方向。

接合表面132被限定在孔120的周边。参见图2，在一个实施例中，接合表面132与从枢转构件60的轮廓表面142延伸出来的滑道构件140一起形成，该结合表面具有基本上为曲线形或其它适用的轮廓。这样，滑道构件140被构造为形成接合表面132(大体平的表面)以便接纳插销本体136，不论枢转构件60的轮廓为何。采用这种构造，在关闭位置，指状物134延伸穿过孔120，同时插销本体136邻接大体平的接合表面132，使得凸块110可以相对于基座构件12固定第一夹紧机构14。在一个实施例中，接合表面132大体平的构造可以使插销本体136以较大的接触面积与接合表面接触，从而可以相对于基座构件12更牢靠地固定夹紧机构14。在一个实施例中，大体平的接合表面132还允许轮廓表面142以较浅的方式形成。

在一个实施例中，当枢转构件60从打开位置转为关闭位置时，为了有利于插销本体136穿过孔120，以及允许选择性地使接合表面132脱离插销本体136，凸块110可稍稍偏离图1所示的竖直方向。采用此构造，之后可向着第一末端30轻压插销本体136，通过指状物134的挠曲使其穿过孔120。作为另外一种选择，锁紧装置130可采取多种其它形式，并且无须相对于第一和第二夹紧机构14、16采取相同的形式。在一些实施例中，夹紧机构14和/或16中的一个或两个均不具有锁紧装置。

尽管第一对齐装置18被描述为包括凸块110，但可采用其它构造，下面描述了其几个实例。例如，止挡表面112可由一个或多个可能是或可能不是凸块的其它结构(例如，连续或不连续的凸耳或凸缘)限定。无论如何，第一对齐装置18被构造为提供止挡表面112，止挡表面92限定间隙100的尾侧114，以作为下述填塞操作的一部分，协助相对于第一末端30正确定位片状磨料102。

具体参考图3，将片状磨料102填塞至工具10时，首先将第一夹紧机构14转换到打开位置，以便形成间隙100。片状磨料102的第一端部104(另外终止于边缘150)由使用者(未示出)手动***间隙100。具体地讲，在第一夹紧机构14处于打开位置时，将第一端部104在第一末端30处或环绕第一末端30***间隙100，并沿第一接触表面36布置。就这一点而言，第一端部104被调整或定向在间隙100中(即，背离第一末端30)，直到边缘150接触或邻接凸块110的止挡表面112。这阻止了边缘150超出止挡表面112进一步移动(即，更靠近枢轴点54)，从而确保间隙100中的片状磨料102具有期望的长度，并确保边缘150不会干扰夹紧机构14在枢轴点54的后续移动。

将第一端部104正确放置在间隙100中后，将第一夹紧机构14转换(例如，旋转)到图4所示的关闭位置。当夹紧机构14被推向接触表面36时，张紧构件64进一步抓住磨料102的第一端部104并发生挠曲使得第一端部104沿倾斜的接触表面36向上移动，从而远离相应的末端30。此操作将磨料片102进一步拉入间隙100中。

在关闭位置，抓握表面62与片状磨料102接合，通过摩擦力将第一端部104锁定在抓握表面62与第一接触表面36之间。这样，第一端部104被固定到砂磨工具10上，片状磨料102的剩余部分152(一般性提及)从基座构件12的第一末端30自由延伸出来。当片状磨料102固定在抓握表面62与第一接触表面36之间时，片状磨料102还与一个或多个从第一接触表面36向上延伸的齿40(图3)的点42接合。在一个实施例中，片状磨料102在齿40与抓握表面62之间被进一步压紧，从而将片状磨料102更加稳固地固定在砂磨工具10的适当位置上。

继续参见图4，在一个实施例中，在第一夹紧机构14闭合的情况下，至少一个齿40被构造为与由抓握表面62限定的锯齿件153对齐或一致。这样，片状磨料102在每个齿40与抓握表面62之间被压紧，从而将片状磨料102定位于复合弯曲中，通常如160所示。当片状磨料102以第一方向弯曲，然后以与第一方向不同的第二方向弯曲时，就形成了片状磨料102的复合弯曲160。复合弯曲160是相对于基座构件12的长度呈纵走向的。对于从砂磨工具10中释放出片状磨料102而言，复合弯曲160形成曲径，从而防止出现或至少基本上减少了片状磨料102在使用过程中或因其它经常施加的张力，从抓握表面62与第一接触表面36之间意外移出的可能性。因此，要从砂磨工具10上移除片状磨料102，通常应解锁第一夹紧机构14并使其背离第一接触表面36枢转，从而释放出片状磨料102。

参见图5的剖视图，在一个实施例中，多个齿40沿砂磨工具10的第一末端30隔开，并且彼此之间横向间隔足够的距离，迫使片状磨料102绕每个齿40弯曲以形成横走向的复合弯曲(通常如162所示)。更具体地讲，齿40被隔开以防止片状磨料102在齿40之间形成“桥接”，其中片状磨料102将直线延伸穿过齿点42，而不是向下(相对于图5的取向)弯曲在齿点之间限定凹部164。片状磨料102的齿40之间及其上方的横向复合弯曲162进一步加强了砂磨工具10对片状磨料102的固定，因此也能防止出现或至少基本上减少片状磨料102在使用过程中或因其它经常施加的张力，从抓握表面62与第一接触表面36之间意外移出的可能性。

在一个实施例中，齿40可以部分地或完全刺入或以其它方式钩入片状磨料102，从而相对于第一接触表面36将片状磨料102更有效地锁定在合适的位置。因此，甚至当在片状磨料102上施加张力(该张力会将片状磨料102从间隙100中拔出，使其离开第一末端30)时，齿40也有利于将片状磨料102固定在第一接触表面36与抓握表面62之间。具体地讲，齿40有利于固定任何形式的片状磨料102，例如常规砂纸、柔性磨砂稀松布、非织造磨料(如得自3M公司(明尼苏达州圣保罗)的Scotch-Brite^TM)以及柔性研磨薄片材料(如上文提及的美国专利No.6,613,113中描述的材料)。

结合图6，相对于第一接触表面36固定片状磨料102的第一端部104后，片状磨料102的剩余部分152底部表面34绕第一末端30包裹，并指向第二末端32。片状磨料102的第二端部154随后被固定到第二接触表面38上，例如通过第二夹紧机构16以类似于先前描述的关于操作第一夹紧机构14的方式固定。尽管图6中示出被第二端部154限定的边缘156大致接触第二对齐装置20，但无需这种关系。也就是说，将第二端部154固定到工具10上这一操作可不用考虑材料实际沿第二接触表面38延伸的准确长度。无论如何，使用者能够拉紧围绕底部表面34的片状磨料102(即，因为第一端部104固定到工具10上，使用者可在包裹时“提拉”剩余部分152)，以达到紧密拉紧的贴合性。

尽管如上所述，迫使片状磨料形成一个或多个横走向或纵走向的复合弯曲，但在一个使用了柔性研磨薄片材料(例如在Minick等人的美国专利No.6,613,113中描述的材料)的实施例中，齿40可以作为另外一种选择或除此之外贴合在研磨薄片材料的空隙中，从而抓住片状磨料以再次防止片状磨料在使用期间意外移出。

根据上文所述，第一对齐装置18允许使用者在确信在固定第一端部104后，剩余部分152(图4)有“到达”第二末端32的足够长度的情况下，采用上述顺序的填塞工艺。此工艺尤其适用于砂磨工具10使用的片状磨料102为具有标准长度的现成产品的情况。例如，在没有任何限制的情况下，通常出售长度为9英寸的片状磨料(或者是全尺寸薄片(例如9英寸x11英尺)，使用者(未示出)可将其撕成需要的宽度，或者是具有较小宽度的部分尺寸薄片)。无论如何，依照此标准长度，选择止挡表面112相对于第一末端30的纵向位置，以确保片状磨料102有足够的长度(即，结合图4描述的剩余部分152)，以便包裹底部表面34并与第二接触表面38相接合(例如，通过第二夹紧机构16)。也就是说，适当地填塞标准长度的片状磨料102始终可通过将边缘150相对止挡表面112初始定位而实现；使用者由此可确保留有足够的长度用于附连至第二接触表面38。

在一个实施例中，在关闭位置操作锁紧装置130(在图6中一般性提及)，以相对于基座构件12固定第一夹紧机构14，从而防止第一端部104从砂磨工具10意外移出。在一个实施例中，接合表面132的平面构造可以使第一夹紧机构14更有效地锁定在关闭位置。在一个实施例中，第二夹紧机构16还通过单独的锁紧装置锁定在关闭位置。

尽管砂磨工具10被描述为形成第一和第二对齐装置18、20，以分别包括相对于对应接触表面的宽度另外横向居中的单个凸块(即，凸块110)，但在可供选择的实施例中，可采用两个或更多个凸块。尽管凸块110在上文中被描述为从第一接触表面36凸起，但在一个实施例中，作为另外一种选择或除此之外，可以包括一个或多个从相应的夹紧机构14或16凸起的凸块。例如，图1中的凸块110可从第一夹紧机构14中凸起(例如，与枢转构件60整体地形成为单体)。

图7中示出了符合本发明原理的砂磨工具200的另一个实施例。砂磨工具200包括基座构件202，第一和第二夹紧机构204、206，以及第一对齐装置208(一般性提及)。基座构件202限定第一和第二末端220、222、底部表面224(一般性提及)以及第一和第二上接触表面226、228(一般性提及)。在一个实施例中，夹紧机构204和206与上述夹紧机构14和16(图1)类似，并且除非本文明确加以区分，否则其以与上述夹紧机构14和16和基座构件12(图1)之间的交互类似的方式与基座构件202交互。底部表面224通常为平面。片状磨料(未示出)被构造成穿过整个底部表面224围绕第一末端220延伸，并且围绕第二末端222延伸。

与前述实施例不同，第一末端220限定类似三角形的形状，并且第一夹紧机构204(并且具体地讲，其枢转构件230)限定类似形状。对齐装置208类似于前述对齐装置18(图1)，并形成锁紧装置230(一般性提及)的一部分。在一个实施例中，第二夹紧机构206与上述夹紧机构14类似，但作为另外一种选择可以采用多种其它形式，例如用于将片状磨料固定到基座构件202上的常规机构。

图8示出了图7中的砂磨工具200的局部放大透视图。参见图7和图8，在一个实施例中，基座构件202限定凹陷部分240和周边部分242，周边部分至少部分地围绕凹陷部分240延伸。与上述凸块110类似的凸块244从凹陷部分240向上延伸(相对于图7和图8示出的取向)并被构造为适合穿过第一夹紧机构204的孔246，以便将第一夹紧机构204锁定在关闭位置。在一个实施例中，凸块244在基座构件202上横向居中(相对于基座构件202的长度)。

由于第一末端220类似三角形的形状，周边部分242限定第一末端区段250和第二末端区段252，每个区段从第一末端220的前点253向后延伸(相对于图7的取向)。每个末端区段250、252基本上从底部表面224逐渐向上倾斜延伸，从而有利于操纵片状磨料(未示出)，使其锁定在基座构件202与第一夹紧机构204之间。在一个实施例中，至少一个齿254至少部分地从每个末端区段250、252向上延伸，并沿每个区段间隔开。在一个实施例中，每个齿254都部分地从每个对应末端区段250、252和凹陷部分240延伸出来。如图所示，每个齿254还可以形成斜坡，随着齿254背离第一末端220逐渐延伸，所述斜坡逐渐向上延伸。在一个实施例中，每个斜坡254限定与片状磨料相互作用的表面260，该表面具有相对于第一末端220的凹陷部分262。然而，其它适当形成的齿254同样合格。

在一个实施例中，第一夹紧机构204不包括上述张紧构件64(图1)。与之不同，第一夹紧机构204限定至少一个从其前部部分272朝基座构件202延伸的凸起件270。在一个实施例中，至少一个凸起件270设置在第一夹紧机构204前边缘的后面，并限定相对于前部部分272的表面274。在一个实施例中，当夹紧机构204处于关闭位置时，一个凸起件270被布置在两个齿254之间大致中心的位置，所述齿沿每个末端区段250、252间隔开。

完成组装时，第一夹紧机构204以类似上述相对于砂磨工具10(图1)的方式可枢转地连接到基座构件202上。当第一夹紧机构204处于打开位置时，形成间隙280(一般性提及)以便接纳片状磨料(为清楚起见而未示出)。更具体地讲，片状磨料被定位成与凸块244接合，后者提供前挡块，防止片状磨料非预期地过度伸入间隙280。

片状磨料放好后，将第一夹紧机构204移至关闭位置，或更具体地讲，朝基座构件202枢转。随着第一夹紧机构204被推向接触表面226，片状磨料被紧紧压在至少一个齿254与至少一个凸起件270之间。第一夹紧机构204进一步移动使得凸块244穿过孔246与第一夹紧机构204接合，从而在关闭位置锁定第一夹紧机构204，另外参见图7所示。当处于关闭位置时，片状磨料被夹在齿254与凸起件270之间，更具体地讲，在其表面260、274之间。在一个实施例中，齿254和凸起件270共同迫使片状磨料以与关于图4和图5的上述方式相同的方式形成复合弯曲。因此，产生出片状磨料的曲折路径，由此基本防止出现或至少降低使用时片状磨料从第一接触表面226与第一夹紧机构204之间意外移出的可能性。

符合本发明原理的砂磨工具提供了较之前的设计的显著的改进。此外，齿和/或凸起允许片状磨料被调整为复合弯曲，以利于将片状磨料固定在基座构件和夹紧机构之间，从而降低片状磨料意外移出的可能性。基座构件与夹紧机构之间的枢转连接还被构造为在这两者之间形成较大的开口角度，以增加砂磨工具的整体易用性。此外，基本上平的接合表面有利于实现凸块将夹紧机构相对于基座构件锁定的功能，并为采用多种轮廓限定夹紧机构提供了机会。因此，至少这些部件每个都能提供优于现有设计的改进。

尽管在本文中图示并描述了具体的实施例，但在本领域中具有普通技能的人员应当意识到，在不偏离本发明范围的前提下，可采用多种可供选择和/或等同的具体实施取代图示及描述的具体实施例。例如，所述关于砂磨工具10、200中任何一个的多个部件可以与砂磨工具10、200中另一个砂磨工具的部件互换，或者可以添加到另一个砂磨工具上。本专利申请旨在涵盖本文所讨论实施例的所有改型或变型情况。因此，本发明仅受所述权利要求书及其等同物的限制。

Claims (20)

1.一种手持式手控砂磨工具，其与可替换磨料片配合使用，所述砂磨工具包括：

基座构件，其限定第一和第二末端、在所述第一与第二末端之间延伸的底部表面、相对于所述底部表面形成并从所述第一末端延伸出来的接触表面和至少一个从所述接触表面延伸出来的齿；以及

夹紧机构，其在枢轴点可枢转地连接到所述基座构件上，所述夹紧机构限定与所述枢轴点相对的前部部分；

其中所述夹紧机构可围绕所述枢轴点在打开位置与关闭位置之间移动，其中在所述打开位置，所述前部部分与所述接触表面间隔开以便在所述夹紧机构与所述接触表面之间形成间隙，以用于接纳磨料片的端部，在所述关闭位置，与所述夹紧机构处于所述打开位置时相比，所述夹紧机构更接近所述接触表面，并且其中所述前部部分更接近所述至少一个齿。

2.根据权利要求1所述的砂磨工具，其中当处于关闭位置时，所述砂磨工具被构造为在所述至少一个齿与所述夹紧机构之间挤压并保持所述磨料片的所述端部。

3.根据权利要求1所述的砂磨工具，其中所述夹紧机构包括连接到所述基座构件的枢转构件和相对于所述枢轴点与所述枢转构件连接的张紧构件，并且其中所述张紧构件限定抓握表面，使得在所述关闭位置，所述磨料片的第一部分在所述抓握表面与所述接触表面之间被夹紧。

4.根据权利要求3所述的砂磨工具，其中所述抓握表面包括凹槽，所述凹槽被构造为当所述夹紧机构处于所述关闭位置时，与所述至少一个齿对齐。

5.根据权利要求3所述的砂磨工具，其中所述张紧构件包括片簧，所述片簧被构造为在使用过程中当所述夹紧机构处于所述关闭位置时，将所述磨料片的所述端部相对于所述接触表面锁定在适当的位置。

6.根据权利要求1所述的砂磨工具，其中所述至少一个齿为多个沿所述接触表面横向间隔开的齿。

7.根据权利要求6所述的砂磨工具，其中所述多个齿间隔开足够的距离，以便在所述夹紧机构处于所述关闭位置时，防止所述磨料片在所述多个齿上形成桥接。

8.根据权利要求1所述的砂磨工具，其中至少一个凸起从所述夹紧机构的所述前部部分朝所述接触表面延伸。

9.根据权利要求6所述的砂磨工具，其中在所述关闭位置，所述夹紧机构和所述多个齿被构造为与所述磨料片相互作用，使得所述磨料片被调整成形成横走向的复合弯曲，以便将所述磨料片锁定在适当的位置。

10.根据权利要求6所述的砂磨工具，其中在所述关闭位置，所述夹紧机构和所述多个齿被构造为与所述磨料片相互作用，使得所述磨料片被调整成形成纵走向的复合弯曲，以便将所述磨料片锁定在适当的位置。

11.根据权利要求8所述的砂磨工具，其中所述至少一个凸起和所述至少一个齿被构造成在使用过程中当所述夹紧机构处于所述关闭位置时，在所述磨料片的所述端部形成复合弯曲。

12.根据权利要求1所述的砂磨工具，其中所述至少一个齿限定倾斜表面，当所述至少一个齿越接近所述枢轴点时，所述倾斜表面离所述接触表面越远。

13.根据权利要求1所述的砂磨工具，其中所述基座构件包括从所述接触表面背离所述底部表面延伸的凸块，所述凸块被构造为选择性地与所述夹紧机构接合，以便将所述夹紧机构锁定在所述关闭位置。

14.根据权利要求13所述的砂磨工具，其中所述凸块限定插销本体，并且所述夹紧机构限定基本平的接合表面，所述接合表面被构造为选择性地接纳所述插销本体，以便将所述夹紧机构锁定在所述关闭位置。

15.根据权利要求1所述的砂磨工具，其中所述基座构件限定柱体，并且所述夹紧机构限定一对限定狭槽的支脚，其中所述柱体可枢转地连接在所述狭槽内，以限定所述枢轴点。

16.根据权利要求15所述的砂磨工具，其中开口角度被限定在所述接触表面与所述夹紧机构之间的所述间隙中，并且当所述夹紧机构处于所述打开位置时，所述角度大于约60°。

17.一种用手持式手控砂磨工具进行磨砂的方法，所述方法包括：

提供砂磨工具，该工具包括：

基座构件，所述基座构件限定第一和第二末端、在所述第一与第二末端之间延伸的底部表面、相对于所述底部表面形成并从所述第一末端延伸出来的接触表面和至少一个从所述接触表面延伸出来的齿，以及

夹紧机构，其在枢轴点可枢转地连接到所述基座构件上，所述夹紧机构限定与所述枢轴点相对的前部部分；

将所述夹紧机构布置在打开位置，其中所述前部部分与所述第一接触表面间隔开，以便在所述夹紧机构与所述接触表面之间形成间隙；

将可替换片状磨料置于所述间隙中；

使所述夹紧机构绕所述枢轴点从所述打开位置移至关闭位置，以便在所述夹紧机构与所述接触表面之间夹紧所述片状磨料的第一部分；以及

将所述夹紧机构锁定在所述关闭位置，以便将所述片状磨料保持在所述夹紧机构与所述接触表面之间。

18.根据权利要求17所述的方法，其中将所述夹紧机构锁定在所述关闭位置包括迫使所述片状磨料在所述夹紧机构与所述接触表面之间形成复合弯曲。

19.根据权利要求17所述的方法，其中将所述夹紧机构布置在打开位置包括围绕所述枢轴点枢转所述夹紧机构，以限定所述夹紧机构与所述接触表面之间的角度大于约60°。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述基座构件包括凸块，所述凸块形成与所述基座构件的剩余部分相对的锁闭构件，并且所述夹紧机构限定孔和邻近所述孔的接合表面，而且其中锁定所述夹紧机构还包括移动所述锁闭构件穿过所述孔与所述接合表面接合。

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