本发明通常涉及一种切削刀具，更具体地说涉及诸如修剪器的剪切 装置。

具有一对长形构件的修剪切刀广为使用，其中该对长形构件是为了 绕着一枢接点共同接合而设置的。每个此种构件通常各包含一典型由锻 压或锻造金属或其他适当材料制成的颚部，该颚部具有一连接于把手的 相对的施力端。在铁砧型修剪器中，其中一颚部形成为刃部，而另一颚 部则成形为一铁砧。

剪切大型生长物，诸如两英寸直径数量级的树的大枝需要相当的力 量。欲提供额外的杠杆作用，修整切刀常常被设置有过长的把手。此种 构形提供使用者所需的额外的杠杆作用来进行所需的剪切操作，并提供 加长的延伸来修整远处的小树枝之类。虽然这些把手经常是木制的以便 减少前臂的疲劳，但是最近的习知技术的修剪器已经包括由玻璃纤维或 其他适当材料制成的空心把手，如以本发明人名义申请的美国专利第5, 570,510号所公开的那样。

然而，在某些特定情况下，这些习知技术修剪器中的某一些仍是相 当难以操纵，特别是在树木或植物的小树枝高度拥塞的区域，欲到达待 修整的树大枝非常困难。这是因为这样的拥塞状况一般让使用者无法如 所需般地打开把手以绕着欲剪切的大型生长物来放置刃部(或刃部和铁 砧)。另外，此种习知技术修剪器的各个构件一般是裸露出的，也往往 在簇叶区域中动弹不得。

这些限制的某些部分已经被熟于此技术者所察觉和解决。颁给 Gosselin的美国专利第5,020,222号公开一种复合动作修剪器，其中 连接到其中一颚部的额外连杆构件增加了传送到颚部的剪切力，藉以方 便剪切操作。额外的连杆亦被本发明人所想到的装置所提供，其公开于 1996年8月20日申请的待审美国专利申请案第08/702,122号中。

如图1A所示，熟悉树木修剪技术的人士已经认识到，通常用圆形 表示的纤维质生长物例如树的大枝L造成的剪切阻力(如F所示)并非 是均匀的，而是作为剪切刃部B深入生长物的穿透深入的函数而变化的。 最大阻力一般是发生在切入行程60％的P点处。这是由于在那一点上， 刃部B深入至大枝L的穿透动作随着刃部B穿透到树大枝L的更深一层 而造成更多数目的纤维压缩，因而增加了树大枝L的密度。如图1所示， C代表树大枝L的纤维压缩区域，而Fr代表对抗使用者施加的剪切力的 摩擦力。超过纤维最大压缩量的P点，剪切动作的阻力随着刃部开始剪 断纤维而降低(如区域S所示，其中生长物开始被切断，结果，剪切动 作的阻力降低直到树大枝L完全切断为止)。所以，有利的是使剪切刀 具具有可变力量机构、在剪切行程中对应到剪切阻力最大值的一点处提 供最大的杠杆作用。

尽管上述型式的修剪器适当地提供额外所需的杠杆作用来进行所需 的剪切功能，可很快地察觉的是，在某些情况下，他们的使用仍然因某 些包围在待修剪的树大枝周围的繁密簇叶而造成困难。因此，看来需要 提供一种可消除关于此种型式的传统物件的问题的修剪器，亦即，使用 上较紧凑以方便某些修剪操作的修剪器。

本发明提供一特别有利的可变力量剪切机构，其被适当构成以便在 剪切行程中、在最需要的点产生最大的机械优势(亦即最大的杠杆作 用)，然而，却不会不适当地增加切刀的整个重量。如此，根据本发明 的修剪器被设计来方便树木、植物和其他之类的料理，特别是在被繁密 簇叶拥塞的区域。

根据本发明的一个方面，修剪器包括一设有与颚部配合的弹簧偏压 的刃部的修剪头、一驱动机构、及一长形壳体。驱动机构包括第一轮和 可相对于驱动机构绕着第一轴旋转的第二轮。一头线使第一轮在一连接 点处与刃部相连。第一轮相对于第二轮偏心，以便增加横越弯折区的刃 部路径的一预定点处的杠杆作用。

根据本发明的另一方面，刃部包括远离枢接点延伸的臂部，臂部被 构形来进一步增加横越弯折区的刃部路径的一预定点处的机构优势。

根据本发明的又一方面，剪切器有一对把手，可选择地致动以便使 刃部相对于颚部产生位移。

根据本发明的再一方面，驱动机构包括一对配合部分和一用以使刃 部相对于长形壳体相对定位的指示装置。

本发明的其他优点由下文中所提供的详细说明而变得清楚。然而， 应该了解的是，详细说明和特定实施例是仅作为说明而提供的，从详细 说明中，在本发明精神和范围内的各种改变和改进对于熟悉此技术者是 都很清楚的。

本发明的较佳例示性实施例将于本文中参照附图来说明，其中类似 的数字代表类似的元件。

图1A以例示性形式显示出切刃穿透生长物，描绘出一般到达剪切 动作的最大阻力值的点；

图1为本发明的修剪器的侧视图，修剪器的刃部相对于颚部打开；

图2为图1的修剪器的右侧视图；

图3为本发明的修剪器的修剪头和驱动机构的部分剖面图，显示刃 部在打开位置；

图4为图3所示的本发明的的修剪器的修剪头和驱动机构的部分前 视图；

图5为本发明的修剪器的修剪头和驱动机构的部分剖面图；显示刃 部与一工件相接合；

图6为图5所示的本发明的修剪器的修剪头和驱动机构的部分前视 图；

图7为本发明的修剪器的修剪头和驱动机构的部分剖面图，显示刃 部大约在横越弯形区的路径的中途；

图8为图7所示的本发明的修剪器的修剪头和驱动机构的部分前视 图；

图9为沿图3所示的线9-9所取得的剖面图；

图10为沿图3所示的线10-10所取得的剖面图；

图11为沿图5所示的线11-11所取得的剖面图；

图12为本发明的修剪器的驱动机构的部分剖面图，显示刃部在横 越弯折区的路径的终点；

图13为本发明的修剪器的长形壳体的一部分的前视图，壳体与中 间和下部把手相结合；

图14为图13的长形壳体的一部分的前视图，显示中间把手被引动；

图15为图13的长形壳体的一部分的前视图，显示下部把手被引动；

图16为本发明的修剪器的修剪头和驱动机构的部分剖面图，显示 修剪头相对于长形壳体旋转；

图17为本发明的修剪器的驱动机构的部分剖面图，显示驱动机构 的两个配合部；

图18为沿图17所示的线18-18所取得的剖面图，描绘出一啮合 区域的一部分；

图19为沿图17所示的线19-19所取得的剖面图，描绘出另一啮 合区域的一部分；及

图20为沿图17所示的线20-20所取得的剖面图，描绘出驱动机 构的两个配合部分的啮合区域。

本发明涉及诸如修剪器的切削刀具。然而，本文中所述的本发明通 常被称为一修剪器，那些熟悉此技术者将可察觉本文中所述的机构和操 作原理通常可广泛地应用于各种其他切削器具。

参考附图，用来进行修剪、整切和剪切操作的工具或修剪器(标号 为10)包括一修剪头12、一长形壳体14、和一设置于修剪头12和壳体 14中间的驱动机构16。修剪头12包括可绕着枢接点19旋转的刃部18， 其与颚部20配合形成一弯折区22，弯折区22用来容纳有待被刃部18 剪断的工件24。一弹簧26使刃部18偏压到相对于颚部20的打开位置。

现在来看驱动机构16，有利的是驱动机构16藉由使驱动机构16的 一部分18与颚部20合并而连接到修剪头12。驱动机构16包括可相对 于驱动机构16绕着第一轴32旋转的第一轮30。第一轮30被一头线34 连接到刃部18(例如藉由一销35)。如图所示，头线34较佳地为一链 条。尽管如此，熟悉此技术者可很快地了解到一绳索、缆线、或吊带亦 可适当地作为头线34。头线34的一端在一连接点38处连接到第一轮30。 头线34的另一端40连接到刃部18的臂部44的远离枢轴19延伸的一 区域42。

如更特定显示于图9和图17的，驱动机构16亦包括可与第一轮30 旋转的第二轮46。第二轮46被连结到一驱动线48。如图3、5、7、9、 12、16和17所示，第一轮30相对于第二轮46偏心，因而造成在刃部 18行程的预定点处施加于工件24的力量增加，正如下文将要解释的。

欲增加修剪器10的灵活性，驱动机构16由两个配合部分50，52 可选择地绕着第一轴32相对于彼此旋转而形成。如此允许修剪头12相 对于长形壳14定位。然而，欲增加使用者选择的修剪头12位置的保持， 配合部分50，52包括一指示装置，通常指示为54。如图18至20所示， 指示装置54包括形成于配合部分50，52的相互面对表面57，59上的 啮合区域56，58。啮合区域最好包括可分成不连续线段的多个齿部60。 或者，齿部60可为边轮部分50，52。此外，可使用其他诸如指示指部 之类的接合结构来取代。因此，当使用者希望相对于长形壳体14重新 定位修剪头12时，使用者只要充分地松开螺帽62，使啮合区域56，58 分开，然后，使配合部分50，52相对于彼此旋转。在达到所需的修剪 头12的位置时，使用者将使配合部分50，52靠近在一起，以致于啮合 区域56，58重新接合。修剪头12的新位置将藉由使螺帽62旋紧于修 剪头螺栓64而维持着。

现在来看长形壳体14，长形壳体最好为图10和11所示的中空和泪 滴形状。一滑块66可滑动地被容纳于壳体14的内部区域68内。被驱 动线48连接到第二轮46的滑块66被在皮带轮72上通过的引动线70 所啮合。引动线70连接到一可相对于壳体14滑动的中间把手74。引 动线70的一远端76最好被连接到一下部把手78。下部把手与壳体14 的下端80接合。应该了解的是，修剪头12相对于壳体14的旋转将稍 微使中间把手74沿着壳体14产生位移。然而，藉由调整中间把手74 在引动线70上的位置，中间把手74可容易地沿着壳体14重新定位。

壳体14包括一形成于其上的止动器82，以致于一由弹簧偏压刃部 18施加于头线34上的拉力，造成引动线70的伸张。并亦造成中间把手 74紧抵止动器82。所以可以理解的是，使用者可选择地引动中间把手74 或下部把手79以造成刃部18横越弯折区22行走。特别是，当中间把 手74被使用者拉下时，下部把手78与壳体14的下端80相接合，且滑 块66在区域68内被拉下。反之，当下部把手78被拉下，中间把手74 与止动器82相接合，且滑块66在区域68内被拉下。

第一轮30相对于第二轮46的偏心构造的功能将特别参考图7、9 和17来解释。第一轮30包括一导引表面82，当第一轮30绕着第一轴 32旋转时，头线34绕着导引表面82卷绕。类似地，第二轮46包括第 二导引表面84，当第二轮46与第一轮30一起旋转时，驱动线48绕着 第二导引表面84卷绕。因为第一轮30在第一轴32上偏心，所以导引 表面82亦相对第一轴32并相对于第二导引表面84偏心。

前述的偏心构造使得第一轴32和导引表面82上头线34不再与导 引表面32接合的一区域86的分离距离在刃部18横越弯折区22的路径 上的一预定点为最小。如熟悉此技术者所熟知，需要作功来剪断被容纳 于弯折区22内的工件24。亦已知的是，在传动机构中有极少损失的情 况下，作用于工件上的功等于使用者所施加的功。忽略传动损失，当两 个轮一起旋转时，使用者所施加的功利用中间把手74或下部把手78的 下移而从第二轮46传送到第一轮30。与广为所知的原理相符，在第一 轮30的功(其接着被作用到头线34)等于第一轴32和头线34分开的 距离乘上在头线34方向上传送到头线34的力Fr的乘积。可以很容易地 理解到(再次忽略损失)，因为功是定值，所以在第一轴32与头线34 分开的距离达到最小值的一点，力Fr达到最大。换言之，因为第一轮30 相对于第二轮46偏心，所以在导引表面32上头线34不再与导引表面32 接合的区域86处，由于第一轴32与头线34分开的距离是最小值，所 以力Fr达到最大值。根据本发明，第一和第二轮30，46相对于刃部18 路径的结构使得在约60％切削行程的预定点P处的此种距离最小，因而 允许修剪器10在那一点产生最大的杠杆作用，该点是剪切行程中工件24 密度最高的点。

由相同的原则推得，欲增加在P点作用于工件的力量，刃部18的 臂部44相对于刃部18的切刃88适当建构使得在P点处，特别显示于 图8，臂部44将实质上垂直于头线34。因此，所有的力Fr(相对于当 头线34与臂部44形成一角度时只有一部分力)将被传送到工件24上。

应该了解的是，上述所说明的为本发明的较佳例示性实施例，本发 明不被限制在上述特定形式中。例如，虽然本发明已结合修剪器形式的 装置进行了叙述，但其亦可与其他物件一起使用。另外，长形壳体和滑 块可以有其他形状，只要他们可以互相配合，壳体被构形来支撑驱动机 构。另外，第一轮和第二轮可有其他构形，而保有他们上述的基本功能。 尽管如此，应该了解的是，尽管可在本文所公开的元件的设计和安排中 作出这些和其他的置换、改进、改变和省略，但是均会背离后附的权利 要求的范围。