电动工具用户接口的制作方法

相关申请案

本申请案涉及2015年6月5日提出申请的美国临时专利申请案第62/171,673号及2016年6月3日提出申请的标题为“电动工具用户接口(powertooluserinterfaces)”的美国专利申请案第15/172,193号并主张所述专利申请案的优先权。以上所提及申请案中所揭示的标的物据此以引用的方式明确并入到本申请案中。

本发明一般来说涉及用于电动工具的用户接口，且更特定来说，涉及用于选择电动工具的各种操作模式的用户接口。

用于电动工具的用户接口有时包含用于调节供应到电动工具的电动马达的电力的控制件。举例来说，此类用户接口可包含可在若干位置之间移动以调整供应到电动马达的电力的一或多个开关或旋钮。一些电动工具可包含特征，所述特征导引开关在所述位置之间的移动且将关于开关的位置状态的反馈提供给用户。此类特征通常完全提供于电动工具壳体上。在电动工具的组件上而非电动工具壳体上提供此类特征可减小电动工具的大小，且因此提供封装益处以及其它益处。

因此，本发明的说明性实施例提供一种手持式电动工具，其包括壳体组合件、输出心轴、马达端盖及用户接口。所述壳体组合件支撑具有转子的电动马达，所述转子经配置以在所述电动马达被供应电力时进行旋转。所述输出心轴从所述壳体组合件的输出端突出，且功能性地耦合到所述转子，使得所述输出心轴响应于所述转子的旋转而进行旋转。所述马达端盖位于所述壳体组合件上、邻近所述电动马达且与所述输出心轴相对。所述用户接口位于所述马达端盖上、与所述输出心轴相对且经配置以选择所述手持式电动工具的多个操作模式中的一者以调节供应到所述电动马达的所述电力。所述用户接口还包含控制旋钮，所述控制旋钮可从所述壳体组合件的外部接达。所述控制旋钮可围绕旋钮轴线旋转到控制多个操作模式的多个模式位置。所述控制旋钮包含杠杆，所述杠杆经配置以由手进行枢转。所述马达端盖进一步包含导向特征，所述导向特征位于邻近于所述控制旋钮处且与所述控制旋钮相互作用以导引所述控制旋钮围绕所述旋钮轴线而相对于所述壳体组合件旋转到所述多个模式位置。所述导向特征包含弓形导引件，所述控制旋钮围绕所述弓形导引件进行旋转使得所述控制旋钮协作地界定所述弓形导引件的形状。所述马达端盖进一步包含转位特征，所述转位特征作为多个选择性止挡件位于所述弓形导引件上。所述多个选择性止挡件中的每一者经配置以在所述控制旋钮旋转到所述多个选择性止挡件中的每一者时与所述控制旋钮上的至少一个臂相互作用以提供触觉反馈以界定所述多个模式位置且指示所述控制旋钮的对应于所述多个操作模式的位置状态。

在本发明的以上及其它实施例中还可包括：所述至少一个臂是多个臂；所述多个选择性止挡件是多个掣子；所述马达端盖经配置以将所述转子相对于所述电动马达的定子进行定位；所述端盖的所述弓形导引件包含两个端止挡件，其中所述多个选择性止挡件位于所述两个端止挡件之间；所述弓形导引件为圆形的；所述多个掣子与所述旋钮轴线互连且从所述旋钮轴线径向向外延伸，且所述掣子彼此间隔开；所述弓形导引件包含在邻近所述多个掣子的位置处相对于所述旋钮轴线的经减小半径区段；所述旋钮轴线是平行于所述转子的旋转轴线而定位；所述控制旋钮轴线是与所述转子的旋转轴线重合地定位；所述控制旋钮还位于邻近于盖处，所述盖经配置以在所述手持式电动工具的与所述输出端相对的端处笼盖内部空间，其中所述控制旋钮可相对于所述盖旋转到所述多个模式位置；所述控制旋钮可旋转以选择所述多个操作模式中的一者以调节在按压与所述控制旋钮间隔开的触发器时供应到所述电动马达的最大电力；所述多个操作模式选自由以下各项组成的群组：第一电力电平、大于第二电力电平的第二电力电平、大于所述第二电力电平的第三电力电平及大于所述第三电力电平的第四电力电平；所述控制旋钮包含弓形外部壁，所述弓形外部壁至少部分地围绕所述旋钮轴线延伸且连接到第一内部壁及第二内部壁，其中所述弓形外部壁的内表面还连接到所述第一内部壁的外表面，且连接到所述第二内部壁的外表面，其中所述弓形外部壁的相对端朝向所述旋钮轴线径向向内延伸以分别连接到所述第一内部壁及所述第二内部壁的所述外表面，且其中所述弓形外部壁的所述内表面与所述弓形外部壁的所述相对端之间的所述第一内部壁及所述第二内部壁的所述外表面间隔开且从所述外表面径向向外定位；所述控制旋钮包含内部腔，其中所述端盖的所述导向特征及所述转位特征接纳于所述内部腔中；所述至少一个臂为第一臂及第二臂，所述第一臂及所述第二臂各自经配置以啮合所述选择性止挡件中的一者，所述选择性止挡件界定所述控制旋钮的所述多个模式位置以提供指示处于所述多个操作模式中的一者的所述控制旋钮的所述位置状态的反馈；且所述第一臂及所述第二臂为悬伸臂，所述悬伸臂耦合到所述控制旋钮且从所述控制旋钮朝向所述旋钮轴线径向向内延伸，其中当所述控制旋钮旋转到所述多个模式位置中的一者时，其中干涉致使所述第一臂及所述第二臂远离所述旋钮轴线径向向外偏转，使得可通过所述手触摸所述控制旋钮而检测到所述偏转，此提供指示所述控制旋钮的所述位置状态的所述触觉反馈。

本发明的另一说明性实施例提供一种手持式电动工具，其包括壳体组合件、输出心轴、马达端盖、电动马达及用户接口。所述壳体组合件支撑具有转子的电动马达，所述转子经配置以在所述电动马达被供应电力时进行旋转。所述输出心轴从所述壳体组合件的输出端突出且功能性地耦合到所述转子，使得所述输出心轴响应于所述转子的旋转而进行旋转。所述马达端盖位于所述壳体组合件上、邻近所述电动马达且与所述输出心轴相对。所述用户接口位于所述马达端盖上、与所述输出心轴相对且经配置以选择所述手持式电动工具的多个操作模式中的一者以调节供应到所述电动马达的电力。

在本发明的以上及其它实施例中还可包括：所述用户接口包含可从所述壳体组合件的外部接达的控制旋钮；所述控制旋钮可围绕旋钮轴线旋转到控制多个操作模式的多个模式位置；所述控制旋钮包含杠杆，所述杠杆经配置以由手进行枢转；所述马达端盖包含导向特征，所述导向特征位于邻近于所述控制旋钮处且与所述控制旋钮相互作用以导引所述控制旋钮围绕所述旋钮轴线而相对于所述壳体组合件旋转到所述多个模式位置，其中所述导向特征包含弓形导引件，所述控制旋钮围绕所述弓形导引件进行旋转使得所述控制旋钮协作地界定所述弓形导引件的形状；所述马达端盖进一步包含转位特征，所述转位特征作为多个选择性止挡件位于所述弓形导引件上，其中所述多个选择性止挡件中的每一者经配置以在所述控制旋钮旋转到所述多个选择性止挡件时与所述控制旋钮上的至少一个臂相互作用以提供触觉反馈来界定所述多个模式位置，所述多个模式位置指示所述控制旋钮的对应于所述多个操作模式的位置状态；所述端盖包含导向特征，所述导向特征包含狭槽，所述狭槽经配置以接纳所述控制旋钮上的对应键(其中当所述控制旋钮在所述多个模式位置之间进行旋转时)；且所述用户接口选自由以下各项组成的群组：拨盘(dial)、按钮、开关、杠杆及触摸屏。

本发明的另一说明性实施例提供一种手持式电动工具，其包括壳体组合件、输出心轴及用户接口。所述壳体组合件支撑具有转子的电动马达，所述转子经配置以在所述电动马达被供应电力时进行旋转。所述输出心轴从所述壳体组合件的输出端突出且功能性地耦合到所述转子，使得所述输出心轴响应于所述转子的旋转而进行旋转。所述用户接口位于所述壳体组合件处、与所述输出心轴相对且经配置以选择所述手持式电动工具10的多个操作模式中的一者来调节供应到所述电动马达的电力。所述用户接口选自由以下各项组成的群组：控制旋钮、拨盘、按钮、开关、杠杆及触摸屏。最后，所述用户接口可从所述壳体组合件的外部接达。

附图说明

在附图中以实例方式而非以限制方式图解说明本发明中所描述的概念。为图解说明的简化及清晰起见，各图中所图解说明的元件未必按比例绘制。举例来说，为清晰起见，一些元件的尺寸可被相对于其它元件扩大。此外，在认为适当的情况下，已在各图当中重复参考标记以指示对应或类似元件。

图1是包含工具壳体的说明性电动工具的侧视立面图；

图2是提供于图1的电动工具的工具壳体的后部分上的用户接口的透视图，其中为清晰起见而省略工具壳体的其余部分；

图3是围绕图2的线3-3截取的由包含电动马达的工具壳体的后部分支撑的各种组件的经放大横截面图；且

图4是围绕图2的线4-4截取的提供于与用户接口介接的电动马达的组件上的各种导向及转位特征的经放大横截面图。

具体实施方式

尽管本发明的概念易于做出各种修改及替代形式，但本发明的特定示范性实施例是以实例方式在图式中展示且将在本文中予以详细描述。然而，应理解，并不打算将本发明的概念限制于所揭示的特定形式，而是相反，打算涵盖属于本发明的精神及范围内的所有修改形式、等效形式及替代形式。

现在参考图1，展示说明性电动工具10。电动工具10说明性地体现为无线电动工具(特定来说，电动手枪式冲击工具)。在各种实施例中，电动工具10可体现为手枪握把冲击工具、线内冲击工具或角度冲击工具(例如直角冲击工具)。然而，应了解，在其它实施例中，电动工具可体现为不包含冲击机构的无线电动工具，例如电动钻机、钻机驱动器、棘轮、锯等等。

如图1中所展示的说明性电动工具10还包含工具壳体12。工具壳体12包含主体14及盖16。主体14界定内部空间18，工具10的电动马达20定位于所述内部空间中。当工具10经组装以封闭内部空间18且界定相对于工具10的输出端24而定位的端22时，盖16耦合到主体14。盖16使用紧固件26(图2中最佳所见)来耦合到主体14，所述紧固件延伸穿过盖16并延伸到内部空间18中。

工具壳体12界定把手28，触发器30提供于所述把手上，如图1中所展示。触发器30用于在工具10的使用中将电动马达20接通/关断。还在壳体12上、具体来说在盖16上提供与触发器30间隔开的用户接口32，如图2中最佳所见。在说明性实施例中，用户接口32用于选择电动工具10的多个操作模式中的一者。举例来说，在一些实施例中，用户接口32可用于从2015年6月5日提出申请的美国临时专利申请案第62/171,504号中所描述的操作模式中选择特定操作模式。在其它实施例中，用户接口32可仅调节在工具10的使用中当触发器30被完全按压时供应到电动马达20的最大电力。

现在参考图2，较详细地展示用户接口32。用户接口32由工具壳体12支撑且说明性地体现为或以其它方式包含控制旋钮34。然而，应了解，在其它实施例中，用户接口32可体现为拨盘、按钮、开关或其它控制件，且所述拨盘、按钮、开关或其它控制件以及与其相关联的组件可由工具壳体12支撑。

控制旋钮34可从工具壳体12的外部接达，且控制旋钮34与盖16啮合(图3中最佳所见)且可在若干个模式位置36之间围绕旋钮轴线35相对于所述盖进行旋转。在控制旋钮34处于模式位置36中的一者中时电动马达20的操作不同于在控制旋钮34处于其它模式位置36中的任一者中时电动马达20的操作。在说明性实施例中，模式位置36包含四个不同位置。然而，应了解，在其它实施例中，控制旋钮34可在多于四个或少于四个模式位置36之间移动。还预期在其它实施例中，控制旋钮34的位置可用于控制电动工具10的其它特征及/或功能(另外或替代地控制马达20)。

现在参考图3，工具壳体12的主体14及盖16经剖开以展示电动马达20的组件。电动马达20说明性地体现为无刷dc电动马达。电动马达20包含经配置以驱动输出轴40输出机械动力的转子38及围绕转子38延伸的静止组件(即，定子)42。

马达20还包含邻接控制旋钮34的端盖44及与端盖44间隔开并定位为比端盖44更接近于工具10的输出端24的端盖46，如图3中所展示。转子38及定子42定位于端盖44、46之间。端盖44、46协作以将转子38及定子42对准，使得转子38及定子42平行于马达20的中心轴线48而延伸。中心轴线48说明性地平行于旋钮轴线35，且在一些实施例中，中心轴线48与旋钮轴线35可为同轴的。

端盖44说明性地包含与控制旋钮34介接的导向特征50及转位特征52，如图4中最佳所见。导向特征50与旋钮34介接以导引控制旋钮34在模式位置36之间围绕旋钮轴线35而相对于工具壳体12进行旋转。转位特征52与旋钮34介接以在旋钮34于模式位置36之间进行旋转时将触觉反馈提供给用户，借此向用户指示旋钮34的位置状态。

端盖44的导向特征50及转位特征52提供若干个益处。举例来说，由于特征50、52设置于壳体12的外部之内，因此与在特征50、52被放置于壳体12的外部上的情况下的工具10的大小相比可减小工具10的大小。另外，由于特征50、52形成于位于壳体12内的端盖44上，因此可避免将特征50、52设置于壳体12的外部上所需的额外组件，借此降低包含于工具10中的零件数目。

现在参考图4，端盖44包含围绕旋钮轴线35部分地延伸的弓形导向区段54。端盖44还包含围绕旋钮轴线35部分地延伸的弓形转位区段56。区段54、56通过端盖44的一对桥接件60而彼此互连，所述对桥接件从区段54到区段56而朝向旋钮轴线35径向向内延伸。共同地，区段54、56及桥接件60界定围绕旋钮轴线35一直连续延伸的环62。导向区段54的内表面64与旋钮轴线35径向间隔开达距离64a。转位区段56的内表面66与旋钮轴线35径向间隔开达距离66a，距离66a说明性地小于距离64a。

端盖44的导向区段54包含相对于内表面64而定位的弓形导向表面68，如图4中所展示。如下文较详细地论述，导向表面68经配置以啮合控制旋钮34来支撑控制旋钮34且导引旋钮34在模式位置36之间进行旋转。如此，导向表面68提供端盖44的导向特征50中的一者。

端盖44的导向区段54包含旋转止挡件70、72(在本文中也称为掣子70、72)，所述旋转止挡件与内表面64互连且从内表面64朝向旋钮轴线35径向向内延伸，如图4中所展示。如下文较详细地论述，旋转止挡件70、72经配置以啮合控制旋钮34来约束旋钮34围绕轴线35的旋转。如此，旋转止挡件70、72提供端盖44的导向特征50中的另一者。

端盖44的转位区段56包含相对于内表面66而定位的外表面76，如图4中所展示。转位区段56包含若干个弧形突出部或掣子78，所述若干个弧形突出部或掣子与外表面76互连且从所述外表面径向向外延伸远离轴线35。如下文较详细地论述，突出部或掣子78经配置以将控制旋钮34啮合于模式位置36中的每一者中以提供指示旋钮34的位置状态的反馈。如此，突出部78提供端盖44的转位特征52。

返回参考图3，控制旋钮34布置为邻近端盖44，使得端盖44的导向特征50及转位特征52接纳于由控制旋钮34界定的内部腔80中。内部腔80由控制旋钮34的弓形内部壁82、84及悬伸臂98、100(其耦合到相应壁82、84)协作地界定，如图4中最佳所见。如下文较详细地描述，臂98、100中的每一者经配置以啮合处于旋钮34的模式位置36中的每一者中的突出部78中的一者以提供指示旋钮34的位置状态的反馈。

再次参考图4，旋钮34的内部壁82、84从相应端86、88到相应端90、92(其相对于端86、88而定位)而围绕旋钮轴线35部分地延伸，如图4中所展示。壁82、84不直接彼此连接。端86、88彼此间隔开且端90、92也彼此间隔开。壁82的内表面94延伸于壁82的端86、90之间，且壁84的内表面96延伸于壁84的端88、92之间。悬伸臂98耦合到壁82的端86且从所述端朝向轴线35径向向内延伸。悬伸臂100耦合到壁84的端88且从所述端朝向轴线35径向向内延伸。悬伸臂98、100经配置以协作地啮合处于旋钮34的模式位置36中的每一者中的突出部78中的一者，如下文较详细地描述。

控制旋钮34包含弓形外部壁102，所述弓形外部壁围绕旋钮轴线35部分地延伸且与内部壁82、84中的每一者互连，如图4中所展示。具体来说，外部壁102的内表面103与壁82的外表面104(其相对于内表面94而定位)互连，且与壁84的外表面106(其相对于内表面96而定位)互连。外部壁102的相对端108、110朝向旋钮轴线35径向向内延伸以与壁82、84的外表面104、106互连。内表面103与端108、110之间的壁82、84的外表面104、106间隔开且从所述外表面径向向外定位。

仍参考图4，现在将描述端盖44的转位特征52与旋钮34的悬伸臂98、100的相互作用。在旋钮34的模式位置36中的每一者中，悬伸臂98、100与突出部78中的一者啮合，使得干涉存在于突出部78中的一者与臂98、100之间。说明性地提供四个突出部78以在四个模式位置36中的每一者中建立与臂98、100的干涉，且因此突出部78中的每一者对应于特定模式位置36。当旋钮34旋转到模式位置36中的一者时，所述干涉致使臂98、100远离轴线35径向向外偏转。可通过用户触摸旋钮34而检测到此偏转，且如此，突出部78及臂98、100将指示旋钮34的位置状态的触觉反馈提供给用户。

仍参考图4，现在将描述端盖44的导向特征50与控制旋钮34的相互作用。在旋钮34的模式位置36中的每一者中，端盖44的导向表面68与旋钮34的内表面94、96啮合以支撑旋钮34围绕轴线35进行旋转。另外，当旋钮34在其模式位置36中的每一者之间进行旋转时，导向表面68与内表面94、96啮合以导引旋钮34在位置36之间进行旋转。当旋钮34已旋转到其最大程度顺时针(clockwise-most)模式位置36cw(参见图2)时，旋钮34与旋转止挡件72啮合以防止旋钮34进一步在由箭头cw所指示的顺时针方向上进行旋转。当旋钮34已旋转到其最大程度逆时针模式位置36ccw(还参见图2)时，旋钮34与旋转止挡件70啮合以防止旋钮34进一步在由箭头ccw所指示的逆时针方向上进行旋转。

在一些实施例中，端盖44的转位特征52可被提供为四个臂(如悬伸臂98、100)而非被提供为四个突出部(例如，四个突出部78)。在此类实施例中，控制旋钮34可包含可偏转以将指示旋钮34的位置状态的触觉反馈提供给用户的两个突出部(即，如突出部78)而非两个悬伸臂(即，如臂98、100)。

在一些实施例中，端盖44的导向特征50(即，导向表面68)可啮合控制旋钮34的外部壁102而非内部壁82、84。在此类实施例中，可移除内部壁82、84，且悬伸臂98、100可直接连接到外部壁102而非内部壁82、84。

在一些实施例中，端盖44的导向特征50(即，掣子70、72)可体现为狭槽，所述狭槽经配置以在控制旋钮34于模式位置36之间进行旋转时接纳控制旋钮34的对应特征(例如，键)。狭槽的相对端可约束控制旋钮34的旋转，类似于掣子70、72。

尽管在各图及前述描述中已详细描述特定说明性实施例，但此图解说明及描述应视为本质上是示范性而非限制性的，应理解，已展示及描述仅说明性实施例且期望保护属于本发明的精神内的所有改变及修改形式。本发明存在从本文中所描述的设备、系统及方法的各种特征得出的多个优点。应注意，本发明的设备、系统及方法的替代实施例可不包含所描述的所有特征，但仍受益于此类特征的优点中的至少一些优点。所属领域的技术人员可易于设想出其自己的并入有本发明的特征中的一或多者的设备、系统及方法的实施方案。