相关申请的交叉引用
本申请要求2013年4月4日提交的61/808,342号美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文中。
背景技术：
本发明涉及一种电动工具，且更具体地，涉及一种金属剪。
金属剪通常用来切割金属片。一些金属剪具有电动马达，所述电动马达驱动剪切头以切割金属。然而，这类金属剪体积较大且难以在有限区域内操作和操纵。另外，由于剪切头的重量，金属剪可能不便于在持续时间段内握持和操作。
技术实现要素：
在一个实施例中，本发明提供了一种电动工具，其包括：外壳、位于外壳内的马达、联接到马达并位于外壳内的驱动机构，以及可旋转地安装到外壳并联接到驱动机构的剪切头。电动工具还包括由外壳支撑的可手动操作的致动器。致动器可在其中剪切头相对于外壳保持固定的第一位置和其中剪切头相对于外壳可旋转的第二位置之间移动。
在另一个实施例中，本发明提供了一种电动工具，其包括外壳，该外壳具有：限定外壳前端的第一部分、限定外壳后端的第二部分、从前端向后延伸的上表面以及由后端向前延伸的下表面。电动工具还包括：位于外壳内的马达、联接到马达并位于外壳内的驱动机构、在外壳的前端联接到驱动机构的输出元件、支撑在外壳的后端并电联接到马达的电池组以及可操作成选择性地给马达供电来驱动驱动机构和输出元件的致动器。致动器由外壳支撑在电池组的前上方。
通过阅读下文的详细描述和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。
附图说明
图1是包括处于第一旋转位置的剪切头的电动工具的透视图。
图2是电动工具的侧视图。
图3是电动工具的截面图。
图4a是电动工具的剪切头的截面图，电动工具包括位于与剪切头相接合的位置的致动器。
图4b是电动工具的剪切头的截面图，其示出了致动器处于与剪切头脱离接合的位置。
图5a是电动工具的一部分的俯视图，其示出了致动器处于与剪切头相接合的位置。
图5b是电动工具的一部分的俯视图，其示出了致动器处于与剪切头脱离接合的位置。
图6是电动工具的剪切头的分解透视图。
图7是剪切头旋转到第二旋转位置的电动工具的透视图。
图8是剪切头旋转至第三旋转位置的电动工具的透视图。
在详细解释本发明任何实施例之前，应理解本发明在其应用方面不限于在以下描述中阐述的或者在以下附图中图示的组件的构造和布置的细节。本发明可以具有其它实施例并且可以通过各种方式来实践或实施。
具体实施方式
图1示出了根据本发明一个实施例的电动工具10。图示的电动工具10是金属剪。在其它实施例中，电动工具10可以是另一类型的工具，如钻头、螺丝刀、往复式锯、管道切割机、剪钳、研磨机、冲击式扳手等。
电动工具10包括外壳14、位于外壳14内的马达18(图3)、联接到马达18并位于外壳14内的驱动机构22(图3)以及联接到驱动机构22并由驱动机构22驱动的输出元件26。输出元件26可旋转地安装在外壳14上以执行功能。在所示的实施例中，输出元件26是用于切割(例如)金属片的剪切头。在其它实施例中，输出元件26可以是能够执行不同的电动工具功能的另一类型的工具元件(例如，钻头或螺丝刀卡盘、往复锯主轴、管道切割头、剪钳头、研磨头等)。
在一些实施例中，例如图示的实施例，电动工具10还包括电池组30以用于给马达18供电，且从而驱动驱动机构22和剪切头26。图示的电池组30是滑动式的18伏锂离子电动工具电池组。在其它实施例中，电池组30可以是至少部分地可插入外壳14中的塔式电池组。附加地或可替代地，电池组30可以具有其它合适的电压(例如，12伏、14.4伏、28伏等)和/或化学物质(例如，nimh、nicd等)。在更进一步的实施例中，电动工具10可以是有线电动工具。
如图2所示，图示的外壳14包括第一或齿轮箱部分34、第二或电池支撑部分38，和第三或握持部分42。齿轮箱部分34容纳电动工具10的马达18和驱动机构22(图3)。齿轮箱部分34还限定了外壳14的前端46并具有第一纵向轴线50。第一纵向轴线50大体延伸穿过齿轮箱部分34的中心并穿过外壳14的前端46。剪切头26在前端46处被安装到外壳14。外壳14的上表面54沿齿轮箱部分34并且大体平行于第一纵向轴线50从前端46向后延伸(在图2中向右)。
外壳14的握持或手柄部分42从齿轮箱部分34与外壳14的前端46相对的一端延伸。握持部分42配置为当操作电动工具10时由用户握住。握持部分42具有大体延伸穿过握持部分42的中心的第二纵向轴线58。第二纵向轴线58相对于齿轮箱部分34的第一纵向轴线50取向成斜角a。在一些实施例中，斜角a可以在大约45度和大约70度之间。在图示的实施例中，斜角a为大约65度。如图3所示，握持部分42还可以被配置和取向以使得第二纵向轴线58延伸穿过马达18和电池组30。
再参考图2，电池支撑部分38从握持部分42与齿轮箱部分34相对的一端延伸。电池支撑部分38接收电池组30以将电池组30连接到外壳14和马达18。电池支撑部分38限定了外壳14的后端62并具有插入轴线66。插入轴线66是电池组30能够被滑动以将电池组30连接到外壳14(或将电池组30从外壳14移除)的轴线。外壳14的下表面70沿电池支撑部分38并且大体平行于插入轴线66从后端62向前延伸(图2中向左)。
图示的电池支撑部分38被配置成接收滑动式电池组，例如图中所示的电池组30。插入轴线66相对于握持部分42的第二纵向轴线58取向成斜角b，使得电池组30可以沿从外壳14的后端62到外壳14的前端46的方向滑动到电池支撑部分38上。在图示的实施例中，斜角b为大约55度以使得插入轴线66也相对于齿轮箱部分34的第一纵向轴线50定向成相对小的锐角。在其它实施例中，插入轴线66和第二纵向轴线58之间的斜角b可以与第一纵向轴线50和第二纵向轴线58之间的斜角a相同，以使得插入轴线66与第一纵向轴线50平行。
在一些实施例中，电池支撑部分38可以被配置成接收可插入的、塔式电池组。在这样的实施例中，当电池组连接到外壳14时，电池组的至少一部分可延伸到握持部分42中。另外，插入轴线66与握持部分42的第二纵向轴线58大体平行或甚至同轴。
电动工具10还包括从外壳14的握持部分42延伸的致动器74。致动器74从握持部分42的前边缘78(即，握持部分42最接近外壳14的前端46的边缘)向外延伸。在图示的实施例中，致动器74是可由用户致动(例如，可按压)的触发器。在其它实施例中，可以替代地采用其它合适的致动器。致动器74联接到位于握持部分42内的开关82(图3)。开关82电联接到马达18和电池组30。当致动器74致动时，其致动开关82以给马达18供电。
致动器74由外壳14的握持部分42支撑在电池组30的前方(图2中的向左)和上方。即，致动器74被定位成比电池组30的任何部分更接近外壳14的前端46(在平行于第一纵向轴线50的方向上)，并且更接近外壳14的上表面54(在垂直于第一纵向轴线50的方向上)。另外，致动器74由在输出元件26的后方(图2中向右)和下方的握持部分42支撑。即，致动器74被定位成比输出元件26的任何部分更接近外壳14的后端62(在平行于第一纵向轴线50的方向上)，并且更接近外壳14的下表面70(在垂直于第一纵向轴线50的方向上)。在一些实施例中，致动器74的相对小的后部(例如，小于10％)可以在平行于第一纵向轴线50的方向上与电池组30的最前边缘或拐角重叠，但仍然被认为是在电池组30的前方。
如图3所示，致动器74也位于驱动机构22的后方(在平行于第一纵向轴线50的方向上)和下方。另外，致动器74位于马达18下方。这样，马达18与驱动机构22位于电池组30的前上方。此外，再参考图2，致动器74位于电池支撑部分38的插入轴线66的上方。由此，致动器74位于由外壳14的前端46限定的平面86、由电池组30的最前边缘限定的平面90、第一纵向轴线50和插入轴线66划界的区域中。
握持部分42和握持部分42上的致动器74的布置增加了电动工具10的人体工程学性。特别地，握持部分42允许用户握持并操作电动工具10，同时维持自然的手腕角度。此外，电池组30相对于输出元件26、驱动机构22和马达18的定位有助于用户在握持部分42处握持电动工具10时平衡电动工具10。电动工具10的重心94(当电池组30联接到外壳14时)位于或接近致动器74以减少操作期间作用在用户手腕上的扭矩。这种结构减少了用户的手部疲劳。
如图1和图2所示，外壳14还包括手部保护部分98。手部保护部分98位于握持部分42的前面(即，比握持部分42更接近外壳14的前端46)，并从齿轮箱34直接延伸到电池支撑部分38，绕过握持部分42。手部保护部分98与握持部分42隔开以有助于保护用户的手部在电动工具10的操作期间免受碰撞。如果电动工具10跌落或撞到另一结构，那么手部保护部分98还可以抑制致动器74无意地被致动。在一些实施例中，手部保护部分98可以被省略。
如图3所示，马达18和驱动机构22位于外壳14的齿轮箱部分34内。马达18包括马达轴102和马达小齿轮106。马达18布置在外壳14内以使得轴102与第一纵向轴线50同轴。马达小齿轮106联接到轴102的一端并接合驱动机构22。当由电池组30供电时(通过致动致动器74和开关82)，马达18使马达轴102和马达小齿轮106旋转。
驱动机构22联接到马达18，以便由马达18驱动。驱动机构22的部件位于外壳14的齿轮箱110内。图示的驱动机构22包括行星齿轮装置114、输出轴118以及两个轴承122、126。行星齿轮装置114接合马达小齿轮106和输出轴118。行星齿轮装置114将马达18的转动输出速度降低到输出轴118的理想转速。与马达轴102类似，输出轴118与第一纵向轴线50同轴以使得马达18与驱动机构22在齿轮箱部分34内布置成一条直线。轴承122、126彼此间隔开并支撑齿轮箱110内的输出轴118。
剪切头26被安装到外壳14的前端46并被联接到驱动机构22。如图5所示，剪切头26包括主体130、两个固定刀片134、活动刀片138和凸轮142。主体130围绕并支撑剪切头26的其它部件。固定或固定不动的刀片134通过螺栓146、150被安装到主体130的内表面。可活动刀片138位于固定刀片134之间。可活动刀片138包括接收凸轮142的大致呈c形的驱动部分154。凸轮142被安装在驱动机构22的输出轴118的端部，并且被两个轴承158、162周向围绕。最外面的轴承162接合可活动刀片138的驱动部分154的内边缘，从而在动力工具10的操作期间驱动可活动刀片138。
再次参照图3，当马达18通过致动致动器74而被通电时，马达轴102使得马达小齿轮106旋转，而马达小齿轮106通过行星齿轮装置114使得输出轴118旋转。输出轴118使得凸轮142旋转。当凸轮142旋转时，轴承158、162压靠于可活动刀片138的大致呈c形的驱动部分154，以使刀片134绕着螺栓146中的一个枢转。由此，可活动刀片138相对于固定刀片134枢转，从而切割或剪切材料(例如，金属片)。
如图4a至图5b中所示，动力工具10还包括位于外壳14与剪切头26之间的转动机构166。转动机构166被配置为允许剪切头26相对于外壳14旋转。如此，剪切头26可以相对于外壳14取向成不同角度，从而便于动力工具10的握持和操作。在图示的实施例中，转动机构166允许剪切头26相对于外壳14转动360度。在其它实施例中，转动机构166可以被配置成限制剪切头26相对于外壳14的转动程度。
图示的转动机构166包括支撑套环170和可手动操作的致动器174。支撑套环170为具有鼻部178和接合部分182的大体呈圆筒形的构件。支撑套环170还限定延伸穿过鼻部178和接合部分182的中心开口186。鼻部178延伸入剪切头26的主体130中并且接收在剪切头26的主体130中，以将支撑套环170连接到剪切头26。鼻部178被固定到剪切头26的主体130以使得剪切头26和支撑套环170相对于外壳14一起转动。垫圈188(例如，o形环)位于鼻部178与剪切头主体130之间。
如图5a至图6中所示，接合部分182限定凹穴或凹槽190。每个凹槽190被限定在两个相邻的棘爪或齿192之间。凹槽190和齿192围绕支撑套环170周向地布置并且均匀间隔。凹槽190中的每一个限定剪切头26相对于外壳14的不同的独立转动位置。在图示的实施例中，接合部分182包括十二个凹槽190，十二个凹槽190限定剪切头26的十二个不同的转动位置。在其它实施例中，接合部分182可以包括更少或更多的凹槽190和齿192，以限定更少或更多的转动位置。
再次参考图4a和图4b，支撑套环170的中心开口186接收齿轮箱110的一部分，所述部分从外壳14的前端46延伸以将支撑套环170连接到外壳14。如此，驱动机构22(特别是输出轴118的一部分和轴承126中的一个)延伸穿过支撑套环170，以接合和驱动剪切头26。由此，支撑套环170围绕驱动机构22的一部分。
可手动操作的致动器174或旋转钥匙由外壳14(且更具体而言，齿轮箱110)支撑而且由支撑套环170支撑。如图5a和图5b所示，图示的致动器174包括突出部194和杠杆部分198。在图示的实施例中，致动器174包括两个突出部194或棘爪，突出部194或棘爪被配置成装配在支撑套环170中的相邻凹槽190内，以使得突出部194横跨齿192中的一个。在其它实施例中，致动器174可包括接收在凹槽190中的一个内的单个突出部194。杠杆部分198从突出部194大体垂直地延伸并从外壳14向外延伸。杠杆部分198被配置成通过用户接合以相对于外壳14移动致动器174。如图4a和图4b所示，杠杆部分198从外壳14的上表面54延伸，或者可以从外壳14的不同表面(例如，侧表面)延伸。
致动器174可相对于外壳14和支撑套环170而在第一、接合位置(图4a和图5a)与第二、脱离接合位置(图4b和图5b)之间移动。在第一位置中，如图4a和图5a所示，致动器174的突出部194被装配在支撑套环170的凹槽190中的两个内以接合支撑套环170。由此，致动器174将支撑套环170并因此剪切头26相对于外壳14固定。在第二位置中，如图4b和5b所示，致动器174的突出部194与支撑套环170的凹槽190隔开以脱离支撑套环170。由此，支撑套环170和剪切头26可相对于外壳14旋转。例如，剪切头26可相对于外壳14从第一旋转位置(图1)旋转到第二旋转位置(图7)，或旋转到第三旋转位置(图8)。剪切头26相对于外壳14在这些旋转位置之间绕输出轴118的纵向轴线旋转，所述纵向轴线是与齿轮箱部分34的第一纵向轴线50(图3)相同的轴线。
在图示的实施例中，可手动操作的致动器174可相对于外壳14而在第一位置和第二位置之间滑动。致动器174可沿大体平行于剪切头旋转所绕的纵向轴线(即，齿轮箱部分34的第一纵向轴线50)的方向滑动。在其它实施例中，可使用不同的运动来相对于外壳14移动致动器174。通过“可手动操作”，致动器174可以在不使用工具(例如，螺丝起子、六角扳手或钥匙等)的情况下，由用户在第一位置和第二位置之间移动(例如，滑动)。
如图4a至图6所示，转动机构166还包括位于致动器174和外壳14之间的两个偏置构件202。偏置构件202将致动器174朝向第一位置(图4a和图5a)偏置，以有助于使剪切头26相对于外壳14保持固定。在图示的实施例中，每个偏置构件202是螺旋弹簧。在其它实施例中，还可以或可替代地采用其它合适的偏置构件。在一些实施例中，转动机构166可以只包括单个偏置构件。
在操作中，致动器174的突出部194被装配在支撑套环170的两个相邻凹槽190内，如图5a所示，从而相对于外壳14与齿轮箱110固持剪切头26。致动器174从而抑制剪切头26相对于外壳14旋转。如果用户想要改变剪切头26相对于外壳14的旋转或角度位置，那么用户滑动致动器174使之远离剪切头26并克服偏置构件202的偏置力，如图5b所示。致动器174从而使支撑套环170的凹槽190与齿192脱离，使得剪切头26可以相对于外壳14与齿轮箱110旋转。例如，剪切头26可从图1所示的位置旋转到图7所示的位置、图8所示的位置或由凹槽190与齿192限定的任何其它旋转位置。当剪切头26处于所需的旋转位置时，用户释放致动器174，以使得偏置构件202将致动器174偏置回剪切头26。接着，致动器174的突出部194滑动回到支撑套环170的两个相应凹槽190中，以相对于外壳14固持剪切头26。由此，所示的转动机构166提供用于使剪切头26相对于外壳14旋转的无工具(tool-less)机构。
在一些实施例中，支撑套环170可包括形成在接合部182上的突出部，并且致动器174可以限定被配置成接收每个突出部的一个或多个凹槽。在这类实施例中，当支撑套环170的一个突出部装配在致动器174中的凹槽内时，剪切头26可相对于外壳14保持固定，且当致动器174被移动以使得凹槽脱离突出部时，剪切头26可相对于外壳14旋转。
虽然已经参考某些优选的实施例描述了本发明，但变化和修改落入在本发明的一个或多个独立方面的范围和精神内。在下面的权利要求书中阐述了本发明的各种特征和优点。