专利名称：电动工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动工具，尤其是一种摆杆往复锯，包括壳体，设置于所述壳体内的电机，与所述电机配接的传动轴，设置于所述壳体内的安装有工具的往复杆，安装或连接在所述传动轴上驱动所述往复杆沿着预定轴线在线性轨迹上至少近似线性往复运动的第一摆杆组件，设置于所述壳体内并相对于所述壳体作往复运动的平衡块，安装或连接在所述传动轴上驱动所述平衡块的第二摆杆组件。
背景技术：
传统的摆杆往复锯具有导向套，套设于导向套内的往复杆以及驱动往复杆的第一摆杆组件，套设在导向套上的平衡块以及驱动平衡块的第二摆杆组件。美国公告专利第5025562号专利便揭示了这样一种摆杆往复锯，摆杆往复锯的平衡块设置在导向套上，往复杆设置在导向套内。平衡块的运动轨迹与往复杆的运动轨迹平行或重合。在这种传统的往复锯中，配合面多，摩擦面积大。上述配合面需要精加工，各个部件需要精确组装，导致制造成本较高。同时，摩擦面积大导致产生热量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种上述类型的有效但是具有较少摩擦面积的电动工具。
根据本发明，上述类型的电动工具特征在于平衡块可以围绕枢转轴线相对于壳体枢转，从而实现往复运动为旋转往复运动，枢转轴线设置在垂直于预定轴线的平面内并相对于壳体固定。
本发明的有益效果是平衡块枢轴连接在壳体内，因而基本上没有大行程大面积的摩擦。如果必须设置一个导向套来导向往复杆，平衡块在朝向和背离工具前端运动时不会妨碍导向套。由于上述平衡块的设置方式，所述工具基本上没有振动。这种结构提高了工具的稳定性，而且平衡块和导向套的组装成本较低。
在实施例中，提供了一种电动工具，包括壳体，电机，与电机配接的传动轴，往复杆以及平衡块。一具有角度的驱动元件径向安装在传动轴上，驱动元件与第一摆杆组件一起驱动往复杆直线往复运动，驱动元件与第二摆杆组件一起驱动平衡块往复运动。平衡块枢轴连接在壳体内。第二摆杆组件驱动平衡块围绕枢轴相对于壳体往复摆动，因而平衡块的摆动轨迹与往复杆的直线轨迹相交，或平衡块在平行于或包含往复杆纵轴的平面内摆动。
所述电动工具包括套设在往复杆上的导向套，往复杆在导向套内滑动。平衡块相对于导向套摆动。往复杆包括配接刀片的前部以及连接在该前部上的后部。第一槽设置在导向套上并沿导向套的纵轴延伸。在往复杆的后部对应设置有一凸部，凸部沿着往复杆的纵轴在第一槽中滑动。第二槽设置在导向套上并沿导向套的纵轴延伸。后部设置有承座和凹腔。第一摆臂通过第二槽以及凹腔而收容在承座内。
平衡块包括U形体。U形体具有两个重量相等、形状相同的侧臂。导向套收容在U形体内。
U形体的侧臂在相对于导向套很短的距离内摆动，因而导向套不会妨碍平衡块的旋转运动。平衡块包括环绕或收容第二摆杆组件的镫形体。平衡块设置有转动连接在壳体上的销。在第二摆杆组件的驱动下，平衡块可相对于壳体枢轴转动。第一摆杆组件与第二摆杆组件间的角度为零度。
第一摆杆组件包括直接或间接径向安装在传动轴上的第一轴承。第一轴承可径向外延入第一摆臂。第一摆臂可操作地与往复杆啮合。第一摆臂具有球形端部。
第二摆杆组件包括直接或间接安装在传动轴上的第二轴承。第二轴承可径向外延入第二摆臂。第二摆臂具有球形端部。第一摆臂与第二摆臂位于共同的轴向平面内(例如沿往复杆的轴向看第一摆臂与第二摆臂基本上在同一角度上)。
一具有角度的驱动元件径向安装在传动轴上，驱动元件与第一摆杆组件一起驱动往复杆直线往复运动，驱动元件与第二摆杆组件一起驱动平衡块往复运动。该驱动元件为阶梯状。驱动元件具有第一角度部分与第二角度部分。该第一角度部分与第二角度部分分别与第一轴承以及第二轴承啮合，从而驱动第一摆臂以及第二摆臂往复运动(尤其是驱动第一摆臂与第二摆臂180度异相往复运动并同时换向)。
平衡块包括一轴向收容导向套的U形体。U形体具有第一侧臂，第二侧臂以及连接第一侧臂与第二侧臂并使其间隔设置的连接基座。第一侧臂与第二侧臂平行设置。第一侧臂与第二侧臂垂直设置。设于连接基座中的收容孔收容第二摆臂的端部。
平衡块包括一环绕第二摆杆组件的镫形体(优选的该镫形体基本上呈方形)。该镫形体自横向连接基座上延伸出。该镫形体的底部为凹面。
平衡块枢轴安装在第一横销以及第二横销上因而第二摆臂可驱动平衡块相对于壳体枢轴转动。第一横销与第二横销可以设置在壳体上或设置在平衡块(优选的是镫形体)上。第一横销与第二横销设置在镫形体的接近其底边的外表面上。
平衡块的质心远离第二摆臂与平衡块啮合点(优选的啮合点位于横向连接基座的收容孔)。
第一摆杆组件与第二摆杆组件间的角度为0度。
在本发明的最佳实施例中，所述电动工具为一往复锯。本发明也可以用在其它工具上从而实现在工作中减少振动。
本发明的特点和优势可以结合附图被更好地理解。
图1是本发明优选实施例往复锯的剖视图，其中第一摆杆组件位于它的第一位置，第二摆杆组件位于它的第一位置。
图2是本发明优选实施例往复锯的部分剖视图，其中第一摆杆组件位于它的第二位置，第二摆杆组件位于它的第二位置。
图2A是图2沿IIA-IIA方向的截面图。
图3是第一摆杆组件与第二摆杆组件沿着垂直于图1中的往复杆轴线的III-III方向的剖视图。
图4是如图1至图3所示的往复杆和平衡块的立体图。
图5是如图1至图4所示的平衡块的立体图。
图6是往复杆与平衡块位于各自第一位置时的示意图。
图6A是图6中沿VIA-VIA方向的剖视图。
图7是往复杆以及平衡块位于各自的第一位置与第二位置之间的某一位置时的示意图。
图8是往复杆和平衡块位于各自的第二位置的示意图。其中1.壳体 1b.内壁 1i.内壁2.电机2a.输出轴 2p.小齿轮2q.大齿轮 3.工具3a.夹持组件4.传动轴 4a.轴承4b.轴承4f.凸轮5.第一摆杆组件 51.第一摆臂511.端部52.第一轴承54.侧孔 55.销 55H.销头56.槽 6.第二摆杆组件 61.第二摆臂611.端部62.第二轴承7.平衡块 71.U形体 72.镫形体
72a.第一侧臂 72b.第二侧臂72c.连接元件73.第一销73B.轴承座 73o.上连接孔73u.下连接孔74.第二销74A.轴承座 74o.上连接孔74u.下连接孔75.收容孔76A.第一侧臂 76B.第二侧臂77.连接基座 8.往复杆81.后部811.凸起812.承座813.凹腔82.前部84.销 85.侧孔 86.销87.环 9.导向套91.第一槽 92.第二槽95.轴承96.驱动片 10.驱动元件具体实施方式
图1和图2揭示了本发明的优选实施例为往复锯。该往复锯基本上是没有振动的。该往复锯包括壳体1，设置在壳体1内的电机2，该电机2具有安装有小齿轮2p的输出轴2a。小齿轮2p与连接在具有轴Z的传动轴4上的大齿轮2q相啮合。传动轴4通过轴承4a和4b支撑在壳体1中。
在轴承4a与4b之间径向安装有一偏心凸轮4f以及一有角度的驱动元件10。当电机2工作时，凸轮4f与齿轮2q以及传动轴4一起旋转。该凸轮4f基本上为一偏心套管。在该偏心凸轮4f的右边设置有一凸起，该凸起与一设置在驱动元件左端面的槽相啮合。
驱动元件10与第一摆杆组件5一起驱动往复杆8往复运动，与第二摆杆组件6一起驱动平衡块7围绕枢转轴线Y(如图3至5所示)往复运动。
往复杆8以及导向套9收容在壳体1内。该往复杆8可滑动地安装在导向套9内。设置在导向套9的前端内侧的轴承95支撑着往复杆8。该往复杆8以及导向套9的纵向标记为X。
往复杆8包括管状的后部81以及管状的前部82。在该实施例中，前部82比后部81的直径小一点。该前部82通过销84固定安装在后部81内腔的后端。比较图1和图2可以看出，往复杆8相对于壳体1在X方向是可移动的。在往复杆8的前端部连接有夹持纵向刀片3的夹紧组件3a。因而，轴线X可以被认为是工作轴线。参照图2以及图2A，销86以及环87将夹紧组件3a连接在往复杆8的前端部。
如上所述，往复杆8可滑动地设置在管状的导向套9内。导向套9的端面与壳体1的内壁1i相连。因而，导向套9在X方向不能移动。因为在侧孔54中设置了一销55(如图6A所示)，所以，导向套9可以围绕轴55的轴线轻微地摆动。换句话说，导向套9枢轴连接在壳体1内。在图1中，双箭头D标示了导向套9的这种小的上下的枢轴运动。
参照图1和图2，前部82延伸入后部81。第一槽91、第二槽92沿导向套9的纵向延伸。第一槽91、第二槽92设置在导向套9的相对两侧。从图2可以看出，一基本上为矩形的凸起811从后部81的外表面径向突出并沿往复杆8的轴线可滑动地啮合在第一槽91中。凸起811的纵向长度小于第一槽91的纵向长度。管状延伸件或承座812和凹腔813设置在往复杆8的后部81的内部。承座812和凹腔813具有垂直于往复杆8的轴线的共同的轴线。承座812的直径比凹腔813的直径小。
根据该设计，往复杆8可以在第一槽91的两端之间纵向移动第一摆杆组件5包括径向安装在有角度的驱动元件10上的第一轴承52。第一摆杆组件5还包括安装在第一轴承52上的第一摆臂51。该第一摆臂51具有一球形端部511。第一摆臂51的端部511穿过第二槽92以及凹腔813而收容在承座812。为了使第一摆臂51充分地运动，第二槽92的长度作了相应的设置。
第二摆杆组件6包括径向安装在有角度的驱动元件10上的第二轴承62。第二轴承62支撑着第二摆臂61。第二摆臂61具有球形端部611。第二摆臂61比第一摆臂51短。如图3所示，第二摆臂61的端部611收容在平衡块7的孔75中。第一摆臂51和第二摆臂61位于共同的轴向平面内，也就是，沿往复杆的轴线X看，它们在同一角度上(参见图3)。因此，往复杆8与平衡块7在同一时间点反向运动。当然，反向运动的方向是相对的。
偏心凸轮4f上文已经提到，它将传动轴4(也就是齿轮2q的旋转运动)的扭矩传递到驱动元件10上，并且，它与安装在导向套9上的驱动片96相连接。当它转动从而驱动该驱动片96上下运动时，导向套9产生运动从而促使往复杆8、刀片3上下轻微地运动，如双箭头D所标示。这种结构提高了切割的速度和质量。
电机2驱动传动轴4旋转，从而引起驱动元件10旋转。该驱动元件10包括分别与第一轴承52以及第二轴承62啮合的第一角度部分与第二角度部分，该第一角度部分以及第二角度部分用于驱动第一摆臂51以及第二摆臂61以180度异相往复运动并同时换向(如图6，图7和图8所示)。如图1所示，当第一摆臂51与往复杆8运动至它们的第一位置时，第二摆臂61以及平衡块7向相反的方向运动至它们的第一位置。当第一摆臂51与往复杆8从图1所示的第一位置运动到图2和图4所示的位于U形体71之内的第二位置时，第二摆臂61与平衡块7向相反方向运动至它们的第二位置。
如图3至图5所示，与实现直线往复运动的机构相比，由第二摆杆组件6驱动的平衡块7可以被看成是一摆动机构。
参见图3至图5，平衡块7包括一U形体71以及一从该U形体延伸出的框架形的镫形体72。该U形体71包括第一侧臂76A、第二侧臂76B以及连接该第一侧臂76A、第二侧臂76B并使其间隔设置的横向的连接基座77。导向套9轴向延伸通过侧臂76A、76B之间的空间。在该连接基座77上设置有用于收容第二摆臂61的端部611的收容孔75。端部611可以在收容孔75中转动。
基本上呈方形的镫形体72自U形体71的底部延伸出。该镫形体72收容或环绕着第二摆杆组件6。镫形体72包括连接基座77，第一侧臂72a，平行于该第一侧臂72a且与其间隔设置的第二侧臂72b以及一连接元件72c。
镫形体72在靠近侧臂72a、72b下边缘的外表面上设置有第一横销73以及第二横销74。该销第一销73、第二销74同轴设置而且可相对壳体1旋转，从而定义出一基本上垂直于往复杆8的纵轴X的枢转轴线Y。因而，它们形成一平衡块7工作时围绕其摆动的枢轴。第一销73以及第二销74也可以设置在壳体1上，相应的孔可以设置在平衡块7上，所以，在本案中，平衡块7同样可以枢轴连接在壳体1上。
需要强调的是，枢转轴线Y相对于壳体1固定(也就是不移动)。
如上所述，枢轴的枢转轴线Y基本上与往复杆8的纵向轴线X垂直。也就是，枢转轴线Y设置在垂直于纵向轴线X的平面内。它相对于直接垂直穿过纵向轴线X的轴线(未显示)偏移。在工作中，第二摆臂61驱动平衡块7围绕枢转轴线Y相对于壳体1往复摆动。平衡块7的摆动轨迹与往复杆8的直线轨迹相交。平衡块7在包含(或平行于)往复杆8的纵向轴线X的平面内枢转。
第一销73安装在具有轴承的轴承座73B中，譬如一粉末冶金轴承(为清楚起见，图4中未显示该轴承)。该轴承座73B连接在壳体1上，为此，设置有一个下连接孔73u以及上连接孔73o。同样的，第二销74安装在具有轴承的轴承座74A中，该轴承同样为粉末冶金轴承。相应地，在壳体1上设置有固定轴承座74A的下连接孔孔74u以及上连接孔74o。
图4显示了位于往复杆8前部82安装销86的侧孔85以及安装销55的侧孔54。销55可以在图6A中看出。
参见图6A，导向套9设置有一侧孔54。一具有销头55H的销55插入该侧孔54。销头55H在外侧具有螺纹，因而，销头55H可以拧入壳体1的内壁1b间的槽56中。销55可以阻止导向套9在X方向的运动。但是，导向套9能够围绕销55的纵轴轻微地摆动(如图1双箭头D所示)。
工作时，电机2驱动传动轴4转动，传动轴4驱动安装在该传动轴4上的驱动元件10转动，所以驱动元件10驱动第一摆杆组件5以及第二摆杆组件6运动。当第一摆臂51以及往复杆8运动至如图1所示的位置时，第二摆臂61以及平衡块7沿相反方向运动。最终，第一摆杆组件5以及其驱动的往复杆8位于它们的第一位置，第二摆杆组件6以及其驱动的平衡块7位于它们的第一位置。当第一摆臂51以及往复杆8随后由图1所示的第一位置运动至如图2所示的第二位置时，第二摆臂61以及平衡块7沿相反方向运动。最终，第一摆杆组件5以及其驱动的往复杆8位于它们的第二位置，第二摆杆组件6以及其驱动的平衡块7位于它们的第二位置。需要强调的是，平衡块7的往复运动为旋转运动。
平衡块7从第一位置到第二位置的摆动角度为10度，反之亦然。
需要注意的是，第二摆臂61比传统的摆臂以及第一摆臂51短。参照图2，可以看出第一摆臂51在第二位置时不会撞到第二摆臂61。因此，参照图3，从往复杆8的纵轴方向看，第一摆臂51以及第二摆臂61之间的角度为0度。
参照图6，图7和图8，可以清楚地看出当传动轴4在电机2的驱动下旋转半圈时，第一摆杆组件5及其驱动的往复杆8从它们的第一位置运动至它们的第二位置，第二摆杆组件6以及其驱动的平衡块7从它们的第一位置运动至它们的第二位置。当传动轴4旋转至下一个半圈时，第一摆杆组件5及其驱动的往复杆8，第二摆杆组件6及其驱动的平衡块7从它们各自的第二位置运动到他们的第一位置。
为了降低往复锯工作时的振动，第二摆臂61以及平衡块7的重量和行程与第一摆臂51，往复杆8，刀片3以及夹持系统3a的整体的重量和行程相称。乘积(s2×w2)应该大致等于乘积(s1×w1)。例如，第一摆臂51，往复杆8，刀片3以及夹持系统3a整体的重量W1＝200g，并且行程为s1＝32mm，乘积(w1×s1)＝0.2kg×32mm＝6.4kgmm。于是，为了平衡或补偿振动，平衡块7的参数可被选定为具有重量w2＝0.4kg，质心的行程s2＝16mm，所以乘积w2×s2＝0.4kg×16mm＝6.4kgmm。
如上所述，平衡块7枢轴连接在壳体1上(围绕第一销73、第二销74旋转)，导向套9收容在平衡块7的U形体71内。从而允许平衡块7相对于导向套9简单的往复运动。没有大行程以及大面积的摩擦，平衡块7不会妨碍导向套9。因此，平衡块7以及往复杆8的运动提高了系统的稳定性。避免了使用现有技术中平衡块在导向套中的线性滑动。因而，热量的产生相对较小。
权利要求
1.一种电动工具，包括壳体(1)，设置于所述壳体(1)内的电机(2)，与所述电机(2)配接的传动轴(4)，设置于所述壳体(1)内的安装有工具(3)的往复杆(8)，安装或连接在所述传动轴(4)上驱动所述往复杆(8)沿着预定轴线(X)在线性轨迹上至少近似线性往复运动的第一摆杆组件(5)，设置于所述壳体(1)内并相对于所述壳体(1)作往复运动的平衡块(7)，安装或连接在所述传动轴(4)上驱动所述平衡块(7)的第二摆杆组件(6)，其特征在于所述平衡块(7)可围绕枢转轴线(Y)相对于所述壳体(1)枢转，从而实现所述往复运动为旋转往复运动，所述枢转轴线(Y)设置在垂直于所述预定轴线(X)的平面内并相对于所述壳体(1)固定。
2.根据权利要求1所述的一种电动工具，其特征在于所述平衡块(7)在与所述往复杆(8)的直线轨迹(X)相交的枢转轨迹上围绕所述枢转轴线(Y)枢转。
3.根据权利要求1所述的一种电动工具，其特征在于所述往复杆(8)具有纵轴(X)，所述平衡块(7)在平行或包含所述往复杆(8)的纵轴(X)的枢转平面内围绕所述枢转轴线(Y)枢轴转动。
4.根据权利要求1所述的一种电动工具，其特征在于所述往复杆(8)具有纵轴(X)，所述平衡块(7)围绕基本垂直于所述纵轴(X)的枢转轴线(Y)枢轴转动。
5.根据权利要求1所述的一种电动工具，其特征在于所述工具(3)为往复锯片。
6.根据权利要求1所述的一种电动工具，其特征在于所述平衡块(7)包括U形体(71)，所述U形体(71)具有第一侧臂(76A)，第二侧臂(76B)以及连接所述第一侧臂(76A)和第二侧臂(76B)的连接基座(77)。
7.根据权利要求6所述的一种电动工具，其特征在于所述平衡块(7)具有自所述U形体(71)延伸出的镫形体(72)，所述镫形体(72)为矩形。
8.根据权利要求1所述的一种电动工具，其特征在于所述枢转轴线(Y)设置在所述平衡块(7)上。
9.根据权利要求7所述的一种电动工具，其特征在于所述枢转轴线(Y)设置在所述镫形体(72)上。
10.根据权利要求1所述的一种电动工具，其特征在于所述平衡块(7)枢轴安装在第一销(73)和第二销(74)上，所述第二摆臂(61)驱动所述平衡块(7)围绕所述枢转轴线(Y)相对于所述壳体(1)枢轴转动。
11.根据权利要求10所述的一种电动工具，其特征在于所述第一销(73)、第二销(74)收容在稳固连接在所述壳体(1)上的轴承座(73B，74A)内。
12.根据权利要求1所述的一种电动工具，其特征在于沿所述传动轴(4)的纵向方向看，所述第一摆杆组件(5)与所述第二摆杆组件(6)之间呈0°夹角。
13.根据权利要求6所述的一种电动工具，其特征在于所述第二摆杆组件(6)包括具有第二末端(611)的第二摆臂(61)，所述末端(611)收容于所述连接基座(77)上的收容孔(75)内。
14.根据权利要求1所述的一种电动工具，其特征在于所述第一摆杆组件(5)包括第一摆臂(51)，所述第二摆杆组件(6)包括第二摆臂(61)，其中，所述第一摆臂(51)比第二摆臂(61)长。
15.根据权利要求1所述的一种电动工具，其特征在于所述往复杆(8)上套设有导向套(9)，所述导向套(9)固定于壳体(1)中。
16.根据权利要求15所述的一种电动工具，其特征在于所述往复杆(8)上设有销(55)，驱动所述往复杆(8)在基本垂直于所述预定轴线(X)的方向(D)上摆动。
17.根据权利要求15所述的一种电动工具，其特征在于所述往复杆(8)包括安装工具(3)的前部(82)以及后部(81)。
18.根据权利要求17所述的一种电动工具，其特征在于所述前部(82)与所述后部(81)通过销(84)连接。
19.根据权利要求17所述的一种电动工具，其特征在于所述导向套(9)包括第一轴向长槽(91)，所述后部(81)包括凸起(811)，所述凸起(811)沿着所述往复杆(8)的纵轴滑动啮合在所述第一轴向长槽(91)中。
20.根据权利要求17所述的一种电动工具，其特征在于所述导向套(9)包括第二轴向长槽(92)，所述后部(81)包括承座(812)以及凹腔(813)，所述第一摆臂(51)通过所述第二轴向长槽(92)以及所述凹腔(813)而收容在所述承座(812)内。
全文摘要
一种电动工具，例如一种往复锯，包括壳体(1)，电机(2)，与电机(2)配接的传动轴(4)，导向套(9)，往复杆(8)以及平衡块(7)。在传动轴(4)上安装有驱动往复杆(8)直线往复运动的第一摆杆组件(5)，以及驱动平衡块(7)往复运动的第二摆杆组件(6)。平衡块(7)枢轴连接在壳体(1)上。在第二摆杆组件(6)的驱动下，平衡块(7)围绕相对于壳体(1)固定的枢轴(Y)而相对于壳体(1)往复摆动。平衡块(7)的摆动轨迹与往复杆(8)的直线运动轨迹相交。因而，平衡块(7)可以旋转往复运动。
文档编号F16H23/00GK1939660SQ200610153389
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月15日 优先权日2005年9月30日
发明者张士松 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司