CN101659041B - 锁定夹钳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锁定夹钳。该夹钳包括固定组件，以及可相对于第一钳口在开启位置与闭合锁定位置之间移动的第二钳口。可动枢轴将第二钳口连接到固定组件上，使得在第二钳口处于闭合锁定位置上且对夹钳施加转矩时，可动枢轴可相对于固定组件移动。第二钳口构造成使得第二钳口上的合力在固定枢轴内侧，处于固定枢轴与可动枢轴之间。

Description

锁定夹钳

本申请依据35U.S.C§119(e)要求提交日期为2008年11月13日的美国临时申请No.61/114,249的优先权，该申请通过引用整体并入到本文中，并且为在2008年7月28日提交的在先申请序列No.12/180,836的部分继续申请。

技术领域

本发明大体上涉及锁定夹钳，并且更具体地涉及一种对工件的夹持进行改进的锁定夹钳。

背景技术

带有肘节锁定机构的钳式手动工具通常称为锁定夹钳。这些夹钳通常包括固定手柄，该固定手柄在其一端具有固定钳口(jaw)。可动手柄使可动钳口相对于固定手柄枢转，以打开和闭合钳口。为了夹持工件，将手柄紧紧地压合，以便肘节锁定机构的联动装置将夹钳锁定在工件上。由钳口施加给工件的作用力的调节通常通过转动安装在固定手柄中与肘节锁定机构相接合的调节螺杆进行。调节螺杆相对于固定手柄平移，以变更肘节机构的物理尺寸来改变肘节锁定机构的联动装置的有效长度。当将工具锁定时，该调节改变肘节联动装置末端之间的距离，以改变由钳口施加到工件上的作用力。在使用者并未持续施力的情况下，夹钳仍将牢固地锁定在适当位置上。

发明内容

可锁定夹钳的一个实施例包括含有支承第一钳口的第一手柄的固定组件，以及可相对于该第一钳口在开启位置与闭合锁定位置之间移动的第二钳口。第二手柄相对于第一手柄移动，且在固定枢轴处连接到第二钳口上。锁定机构将第二钳口锁定在闭合锁定位置。可动枢轴将第二钳口连接到固定组件上，使得在第二钳口处于闭合锁定位置且转矩施加到夹钳上时，可动枢轴可相对于固定组件移动。结果，相比没有此钳口运动的工具，钳口使得对工件的夹持变紧。第二钳口构造成使得第二钳口上的合力在固定枢轴内侧，处于固定枢轴与可动枢轴之间。第二钳口形成为V形，其中，第二钳口具有设置成相对于彼此成一定角度的第一钳口面和第二钳口面。第一钳口面和第二钳口面构造成使得在工具锁定在工件上时，在拧转该工具期间，第一钳口面并不接触工件而第二钳口面接触工件。

附图说明

图1为根据本发明的锁定夹钳的一个实施例的局部剖切侧视图，其中，固定组件中的开孔处在接近闭合且锁定的位置上。

图2为根据本发明的锁定夹钳的实施例的局部剖切侧视图，该锁定夹钳处于其在工件上的闭合锁定位置。

图3为根据本发明的锁定夹钳的实施例的局部剖切侧视图，该锁定夹钳处于其在工件上的闭合锁定位置，其中，转动力施加到夹钳上。

图4为图1中的夹钳的更为详细的侧视图。

图5为夹钳的另一实施例的局部剖切侧视图，其中，用于可动枢轴的开孔位于可动钳口中而非固定组件中。

图6为本发明的锁定夹钳的备选实施例的侧视图，示出了在拧转工具时作用在可动钳口上的力矢量。

图7和图8为锁定在不同尺寸的工件上的与图6中所示类似的锁定夹钳的实施例的局部侧视图。

图9为本发明的锁定夹钳的又一个实施例的局部剖切侧视图。

图10为锁定在工件上的图9中所示的锁定夹钳的实施例的侧视图，示出了在拧转工具时作用在可动钳口上的力矢量。

具体实施方式

夹钳1包括固定组件10，其在一端具有固定手柄12而在另一端具有固定钳口13。可动手柄19在一端通过枢轴销20可枢转地连接到可动钳口16上。钳口在本发明的夹紧功能有用的情况下可具有任何形状。

枢轴销18在可动钳口16上固定在适当位置，并将可动钳口16连接到固定组件10上。如下文将进行描述的那样，固定组件10包括用于收容枢轴销18的槽式开孔21，使得枢轴销18可在槽式开孔21中移动，以增大在使用夹钳期间施加在工件上的夹持力。因此，如下文将描述的那样，可动钳口16围绕穿过销18的轴线延伸的旋转轴线旋转，且旋转轴线可在开孔21中移动。槽式开孔21具有长形的椭圆孔形状，其中，开孔的长轴A-A大体上朝向夹钳的后部延伸，且设置成使其以角度α布置，其中，角α为开孔21的长轴A-A与线B-B之间的角，线B-B延伸穿过闭合钳口的中心。角α可以变化，从而改变在其处施加最大夹持力的钳口13与钳口16之间的间距。在一个实施例中，角α为大约15°。销18的尺寸确定为使其限于大体上沿开孔21的长轴A-A移动。如本文所用，“前部”或“向前”通常意指朝向钳口13和16，而“后部”或“向后”通常意指朝向手柄12和19。尽管开孔21描述为槽式开孔，但开孔21可具有与附图中所示开孔不同的形状，只要该形状容许枢轴销18移动，使得可动钳口16朝向固定钳口13移动。开孔21的备选形状为弧形，其中，开孔弧的中心位于销20处。

肘节锁定机构27相对于可动钳口16锁定固定钳口13。连杆22通过枢轴销26可枢转地连接到可动手柄19上。连杆22的相对端32与调整螺杆14的末端成滑动和枢转接触。凸起33横切于连杆22的长度方向延伸，且通过与手柄19进行接触来在钳口处于闭合位置时用作止动件。偏压弹簧29在可动钳口16上的开口30与从固定手柄12伸出的凸片31之间延伸。弹簧29施加偏压，趋于使钳口13和16远离彼此移动。

当钳口13和16处于开启位置时，枢轴点18，20，26和连杆22末端32与调节螺杆14末端之间的接触点设置为多边形。当钳口处于闭合位置时，枢轴20、26以及连杆22与螺杆14之间的接触点大致位于一条直线上，且销26位于偏心(over-center)位置上，在该位置，销26定位成在枢轴20与连杆22和螺杆14间的接触点之间连线的稍内侧(朝向固定组件10)。利用推动或拉动钳口13和16的作用力并不能将钳口13和16从锁定位置撬开，这是因为销26的偏心状态防止了钳口的分离。然而，通过沿移动可动手柄19远离固定手柄12的方向将力施加到可动手柄19上，可使钳口13和16分离。在钳口闭合或夹紧工件时将机构置于锁定位置的枢轴构造可认作是在直接施加到钳口上的作用力未能有效分离钳口时的偏心机构。钳口只可由作用在机构的连杆上的力来打开。其它锁定机构是公知的，且也可用来使手柄相对于彼此锁定。例如，联动装置可包括释放杆用以促进对连杆解锁，以及/或者锁定机构可包括用于实现锁定功能的复合联动装置。

固定手柄12的远离钳口13的末端设有螺纹圆孔，螺纹调节螺杆14经由螺纹接合穿过该螺纹圆孔。螺杆14终止于调节旋钮或调节头15。连杆22的末端32可滑动且可枢转地与调节螺杆14的末端相接合。如从附图中明显可见，旋转调节螺杆14会改变连杆22的末端32与可动钳口16的枢轴点18之间的距离，由此可调节钳口以变化的作用力来夹持不同尺寸的物体。

参照附图将对锁定夹钳的操作进行阐述。锁定夹钳示出为锁定在诸如管件的工件P(图2)上，但夹钳对于各种形状和尺寸的工件而言将以类似的方式进行操作。在锁定位置，钳口紧紧地接合工件P，且肘节锁定机构27处于锁定偏心位置，在该位置，夹钳在使用者未施力的情况下保持锁定位置。在现有的锁定夹钳中，当对夹钳施加转矩或转动力时，夹钳可能失去支点(purchase)并“滑”过工件。

在本发明的夹钳的操作中，当钳口并未锁定在工件上时，弹簧29略微向后拉动可动钳口16，以便销18位于开孔21的后端且夹钳的钳口略微过咬合(overbite)。当夹钳最初锁定在工件上时(或如果如图4中所示，钳口相对于彼此夹紧)，钳口16就向前移动，使得枢轴销18在开孔21中朝夹钳的前部移动且移动到开孔21的前部。当转动力或转矩沿箭头A的方向施加到夹钳上时，枢轴销18在开孔21中的布置容许可动钳口16朝向夹钳的后部并朝向固定钳口移动。可动钳口16围绕枢轴销20(如从附图中观察的顺时针方向)略微旋转，而枢轴销18朝开孔21的后部移动。可动钳口16和枢轴销18沿相同方向移动。当可动钳口16围绕销20旋转时，可动钳口16向后且朝向固定钳口13移动。当可动钳口16朝向固定钳口13移动时，工件上的夹持力就随钳口间距离(或钳口间的空间体积)的减小而增大。为了提高夹钳的夹持效果，夹持面13a和16a构造成使得钳口间的距离朝向夹钳前部变小。结果，当钳口16旋转时，由于钳口的几何形状以及钳口16朝向钳口13的运动，钳口间的距离也会变窄。这种布置可结合本发明的任何实施例使用。

当钳口13和16闭合且锁定在工件上并且沿箭头A(图3)的方向施加转动力时，枢轴销18趋于朝开孔21后部移动。当枢轴销18在开孔21中移动时，可动钳口16还如箭头D所示围绕销20旋转。钳口16的旋转引起钳口16如箭头B所示略微向后运动。当可动钳口16移动时，可动钳口16的运动分量在箭头C的方向上朝向固定钳口13。当可动钳口16向后移动时，开孔21角朝固定钳口13推动可动钳口16，使得施加到工件P上的夹持力随施加到夹钳上的转动力的增大而增大。结果，夹钳以较高的施加转矩来阻止在工件上的滑动。

在图5中所示的另一个实施例中，枢轴销118相对于固定组件10保持在固定的位置上，而槽式开孔121形成在可动钳口116中并收容枢轴销118。图5中的实施例与图1至图4的实施例相反地布置固定组件10和可动钳口上的开孔和销。尽管开孔121描述为槽口，但开孔121可具有与附图中所示的槽口不同的形状，只要该形状容许枢轴销移动，使得可动钳口朝向固定钳口移动。在该实施例中，当夹钳并未锁定在工件上时，弹簧29向后拉动可动钳口116，使得销118处于开孔121的前端，而夹钳的钳口略微过咬合。当夹钳最初锁定在工件上(或如图5中所示，相对于彼此紧紧地闭合)时，具有开孔121的可动钳口116向前移动，使得开孔121的后端位于销118处。可动钳口116可沿箭头F的方向(如在图5中观察的顺时针方向)围绕枢轴销20旋转，以容许开孔121(和钳口116)相对于静止的枢轴销118运动。可动钳口116向后且朝固定钳口13移动。当可动钳口116朝固定钳口13移动时，工件上的夹持力随钳口间距离(或钳口间的空间体积)的减小而增大。

当钳口13和116闭合和锁定在工件上并且沿箭头E的方向施加转动力时，钳口116随开孔121相对于枢轴销118的移动(开孔121前部朝销118移动)而向后且朝向钳口13移动。当钳口116移动时，开孔121容许可动钳口116随其沿箭头F的方向围绕销20旋转而朝固定钳口13移动，使得施加到工件P上的夹持力随施加到夹钳上的转动力的增大而增大。结果，夹钳以较高的施加转矩来阻止在工件上的滑动。当钳口116向后移动时，由于钳口的几何形状以及钳口116朝向钳口13的运动，钳口间的距离变窄。

在图1至图5中所示的实施例中，所示的槽式开孔21，121容许销18相对于固定组件10运动。然而，开孔可具有在夹钳锁定在工件上且对夹钳施加转矩时容许可动钳口16相对于固定钳口13运动的任何形状。假定提供了充足的间隙来容许可动钳口16朝固定钳口13运动，则开孔可具有任何形状。例如，假定开孔的尺寸形成为提供开孔的前端和后端与销18之间的间隙来容许销18相对于开孔运动，则槽式开孔21或121可由圆孔替代。由于钳口16，116围绕销20枢转，故开孔21，121与销18，118间的间隙必须容许钳口16，116围绕销20枢转。

参看图6，示出了本发明的锁定夹钳的备选实施例。在附图中，对于备选实施例而言相似的参考标号用于表示先前描述的相似构件。在图6的实施例中，快速释放杆37枢接到手柄19上，以便可压下杆的一端37a，使得相对端37b枢转到联动装置22中来打开夹钳。图5、图9和图10的实施例中也示出了快速释放杆37。枢轴销218相对于固定组件10保持在固定的位置上，而开孔221形成在可动钳口316中且收容枢轴销118。在该实施例中，开孔221形成为钳口316中的圆孔，在其与销218之间具有充足的间隙，以容许可动钳口316的锁定枢转运动。参看图7，示出了锁定夹钳的类似的实施例，只是圆孔221由长形的槽式开孔223替代。

在来自于受夹持的工件作用到可动钳口316上的合力R处于钳口316的枢轴20内侧的情况下，钳口的紧紧的夹持效果最为有效。“内侧”意思是钳口316上的合力R在枢轴20与销18，118或218之间，且朝向夹钳的后部。在典型应用中，钳口16上的合力R仅位于枢轴20的内侧。如果钳口316上的合力在枢轴20的内侧，则钳口316上的力趋于朝夹钳的后部推动钳口316，使得钳口316将趋于沿如附图中所观察的顺时针方向枢转。钳口316围绕销20朝钳口13枢转的趋势产生如前文所述的紧紧的夹持效果。

在图6中，使用V形钳口来实现该效果。具体而言，固定钳口313包括设置成相对于彼此成一定角度的第一钳口面213a和第二钳口面213b，使得工件P收容在两面之间的接合处。可动钳口316也形成为V形，具有设置成相对于彼此成一定角度的两个钳口面216a和216b且在接合处216c相交。正转矩面216b在工具拧转期间接触工件，而反转矩面216a并不与工件接触。结果，可动钳口316上的合力R只施加到正转矩钳口面216b上。通过使钳口面216b相对于枢轴销20成一定角度，钳口的构造保证了可动钳口316上的合力R在枢轴20的内侧。为了将合力R引导到枢轴20的内侧，面216b成一定角度使得可动钳口上的法向力N靠近枢轴20。通过改变正转矩面216b的角度，可将合力的方向或多或少地移动到枢轴20的内侧。

可动钳口316具有正转矩面216b，其从邻近枢轴218的钳口面的内端延伸至在接合处216c的钳口316的近似中点。反转矩面从接合处216c延伸到钳口316的末端附近。钳口面216a和216b形成浅V形，且V的内部接合处朝工件P伸展。固定钳口313具有反转矩面213b，其从邻近枢轴218的钳口面的内端延伸至在接合处213c的钳口313的近似中点。正转矩面213a从接合处213c延伸到钳口313的末端附近。钳口面213a和213b也形成浅V形，并且V的内部接合处朝工件P伸展且设置成大致与接合处216c相对。

在所示的实施例中，定向的齿状物220和221形成在正转矩面213a和216b上，而无定向的齿状物224和226形成在反转矩面213b和216a上。在图6的示图中，夹钳沿如由箭头G所示的顺时针方向转动。定向的齿状物220和221分别形成为相对于面213a和216b的平面成一定角度，以在夹钳沿箭头G的方向旋转时确定地接合工件P。无定向的齿状物224和226形成为使得齿状物从钳口面213b和216a大致垂直地延伸。图7示出了与图6中所示的相似构造的钳口，只是反转矩面313b和316a形成为不带齿状物。图8示出了锁定在较小工件上的钳口面的相同布置。

图6和图7中所示的钳口结构还容许钳口用作棘齿钳口。当钳口如图6和图7中所示轻微地锁定在工件上且沿箭头G的方向施加转矩时，可动钳口16如上文所述朝向钳口13移动，使夹持变紧。当夹钳相反地运动(与箭头G反向地移动)时，不再朝固定钳口推动可动钳口316，使得定向的齿状物220和221可滑过工件，且夹钳可相对于工件P旋转而无需打开联动装置27或松开螺杆14。夹钳然后可沿箭头G的方向旋转，以紧紧地夹持和旋转工件P。这些步骤可重复以提供棘齿效果。

参看图9和图10，使用下垂鼻形(drop-nose)钳口，而非如上文所述使钳口面相对于钳口成一定角度来实现紧的夹持效果。下垂鼻形钳口包括固定钳口413和可动钳口416。可动钳口416包括用于收容销418的槽式开孔421，以容许销相对于槽式开孔移动，进而容许钳口416朝钳口413枢转。销418为静止的，且固定在固定组件10的适当位置上。固定钳口413包括钳口面413a，而可动钳口416形成有钳口面416a。钳口413和416设置成使得钳口相对于固定组件10向下成一定角度。具体而言，在钳口之间延伸的线C-C设置成相对于固定组件成一定角度，使得钳口面413a和416a相对于夹钳成一定角度。如图10中所示，通过使钳口413和416以及钳口面413a和416a相对于枢轴销20成一定角度，可将钳口构造成用以保证可动钳口416上的合力R在枢轴20的内侧。为了将合力R引导到枢轴20的内侧，钳口的角度形成为使得可动钳口上的法向力N靠近枢轴20。在所示的实施例中，无定向的齿状物424和426形成在钳口面413a和416a上。图9和图10中所示的无定向的齿状物可由诸如图中所示实施例中所示的定向的齿状物替代。

固定钳口和可动钳口的钳口面413a和416b成一定角度，且尺寸形成为使得可动钳口上的合力在枢轴20内侧。由于合力在枢轴20的内侧，故在钳口锁定在工件上且沿箭头I的方向施加转矩时，可动钳口将如箭头H(图9)所示围绕枢轴20朝固定钳口413旋转。在施加转矩期间可动钳口413的这种运动提供了如前文所述的本发明的夹钳的变紧的夹持效果。

本文公开了本发明的特定实施例。本领域的普通技术人员将认识到，本发明在其它环境中具有其它应用。许多实施例都是可行的。所附权利要求绝非旨在将本发明的范围限制在上文所述的特定实施例中。

Claims (11)

1.一种可锁定的夹钳，包括：

固定组件，其包括支承第一钳口的第一手柄；

可相对于所述第一钳口在开启位置与闭合锁定位置之间移动的第二钳口；

可相对于所述第一手柄移动的第二手柄，所述第二手柄在固定枢轴处连接到所述第二钳口上；

用于将所述第二钳口锁定在所述闭合锁定位置上的锁定机构；

可动枢轴，其将所述第二钳口连接到所述固定组件上，使得在所述第二钳口在工件上处于所述闭合锁定位置并且对所述夹钳施加转矩时，所述可动枢轴可相对于所述固定组件移动且所述第二钳口能朝所述第一钳口移动；以及

所述第二钳口形成为V形且构造成使得来自于所述工件在所述第二钳口上的合力处于所述固定枢轴的内侧以将所述第二钳口移向所述第一钳口，其中所述第二钳口具有设置成相对于彼此成一定角度的反转矩面和正转矩面，且其中所述反转矩面和正转矩面构造成使得在工具锁定在工件上时，在所述工具的拧转期间，所述反转矩面并不接触所述工件而所述正转矩面接触所述工件。

2.根据权利要求1所述的可锁定的夹钳，其特征在于，所述第一钳口包括设置成相对于彼此成一定角度的第一钳口面和第二钳口面，使得所述工件可收容在所述第一钳口面与所述第二钳口面之间的接合处。

3.根据权利要求1所述的可锁定的夹钳，其特征在于，所述反转矩面和正转矩面构造成使得所述第二钳口上的合力仅施加到所述正转矩面上。

4.根据权利要求1所述的可锁定的夹钳，其特征在于，所述正转矩面构造成使得所述正转矩面上的法向力被定向为靠近所述固定枢轴。

5.根据权利要求1所述的可锁定的夹钳，其特征在于，定向的齿状物形成在所述正转矩面上，所述定向的齿状物形成为相对于所述正转矩面的平面成一定角度。

6.根据权利要求5所述的可锁定的夹钳，其特征在于，无定向的齿状物形成在所述反转矩面上，所述无定向的齿状物形成为使得所述齿状物从所述反转矩面大致垂直地延伸。

7.根据权利要求2所述的可锁定的夹钳，其特征在于，所述第二钳口面形成为不带齿状物。

8.根据权利要求1所述的可锁定的夹钳，其特征在于，所述可动枢轴包括连接到所述固定组件的一者和所述第二钳口且定位在所述固定组件中的另一者的开孔和所述第二钳口中的枢轴销，其中所述枢轴销能在所述开孔中移动使得当所述枢轴销在所述开孔中移动时所述第二钳口朝所述第一钳口移动。

9.根据权利要求8所述的可锁定的夹钳，其特征在于，所述枢轴销通常位于所述开孔中朝向所述夹钳的前部。

10.根据权利要求9所述的可锁定的夹钳，其特征在于，当对所述夹钳施加转矩时，所述枢轴销朝向所述夹钳的后部移动。

11.一种利用锁定夹钳夹持工件的方法，包括：

提供包括支承第一钳口的第一手柄的固定组件；

提供可相对于所述第一钳口在开启位置与闭合锁定位置之间移动的第二钳口；

提供可相对于所述第一手柄移动的第二手柄，所述第二手柄在固定枢轴处连接到所述第二钳口上；

提供用于将所述第二钳口锁定在所述闭合锁定位置上的锁定机构；

提供将所述第二钳口连接到所述固定组件上的可动枢轴；

通过所述锁定机构将所述第一钳口和所述第二钳口锁定在所述工件上；

沿第一方向对所述夹钳施加转矩使得所述工件将合力施加于所述第二钳口；

在所述第二钳口在所述工件上处于所述闭合锁定位置并且因施加于所述第二钳口的所述合力沿所述第一方向对所述夹钳施加转矩时，容许所述可动枢轴相对于所述固定组件移动且容许所述第二钳口朝所述第一钳口移动，以及

其中，所述第二钳口形成为V形构造成使得所述第二钳口上的合力处于所述固定枢轴的内侧，其中所述第二钳口具有设置成相对于彼此成一定角度的反转矩面和正转矩面，且其中所述反转矩面和正转矩面构造成使得在工具锁定在工件上时，在所述工具的拧转期间，所述反转矩面并不接触所述工件而所述正转矩面接触所述工件。