CN101134252A - 往复式锯的驱动机构 - Google Patents

Abstract

公开了往复式驱动装置的实施例，其包括：壳体；可旋转地安装在壳体中的驱动轴；安装在壳体中用于往复运动的细长柱塞，柱塞具有构造来与摆盘界面结构相啮合的后端部和用于附接工具的前端部；定位在壳体中用于保持前端部的第一衬套，所述保持方式为使得柱塞绕着第一旋转轴线的旋转不受限制；定位在壳体中用于容纳细长柱塞的后端部的第二衬套，所述容纳方式为使得当柱塞在衬套中往复运动时柱塞沿着第二旋转轴线的旋转不受限制；工作地连接至驱动轴并且具有细长臂的摆盘组件，其具有用于啮合柱塞的后端部和使柱塞在第一和第二衬套中往复运动的摆盘界面结构。

Description

往复式锯的驱动机构

技术领域

本发明总体上涉及电动手工工具，并且更具体地涉及电动往复式工具。

背景技术

电机驱动的往复式工具，比如刀锯、较大的往复式锯等，通常由具有旋转输出轴的电动机驱动。旋转运动必须转换为往复运动，以便以往复的方式移动锯条等。虽然本领域已知很多种将旋转运动转换为往复运动的机构，但是一种常见的运动转换机构已知为摆盘驱动器(wobble plate drive)。摆盘驱动轴通常通过齿轮装置连接至电机以降低电机输出轴的旋转速度，并且摆盘驱动器使得摆臂在与锯条等的运动平行的路径上往复运动。往复式锯的锯条安装在位于柱塞一端处的锯条夹紧机构中，柱塞的另一端工作地连接至摆臂。

在一些现有技术的摆盘驱动器中，柱塞具有位于矩形或方形开口中的矩形或方形横截面以限制柱塞的扭转，这种扭转将不利地影响附接至驱动器的锯条的角度定向。虽然这些非圆形横截面的柱塞以期望的方式操作，但是相对于更加希望的管状柱塞构造而言，这种非圆形横截面增加了成本。然而，目前摆盘驱动器倾向于将力施加于倾向于使之旋转的柱塞上。因此非常希望利用既高效成本又低的设计来防止这种旋转。

发明内容

公开了往复式驱动装置的实施例，其包括：壳体；可旋转地安装在壳体中的驱动轴；安装在壳体中用于往复运动的细长柱塞，柱塞具有构造来与摆盘界面结构相啮合的后端部和用于附接工具的前端部；定位在壳体中用于保持前端部的第一衬套，所述保持方式为使得柱塞绕着第一旋转轴线的旋转不受限制；定位在壳体中用于容纳细长柱塞的后端部的第二衬套，所述容纳方式为使得当柱塞在衬套中往复运动时柱塞沿着第二旋转轴线的旋转不受限制；工作地连接至驱动轴并且具有细长臂的摆盘组件，其具有用于啮合柱塞的后端部和使柱塞在第一和第二衬套中往复运动的摆盘界面结构。

一个可选实施例具有相对彼此偏移的第一和第二旋转轴。

附图说明

图1是本发明的往复式锯的一个优选实施例的侧视图；

图2是图1所示摆盘组件的优选实施例的侧视图，其中部分被移除以示出内部构造；

图3是图2所示实施例的前部的内部构造的放大侧视图；

图4是图3所示前部的内部构造的透视图；

图5是图2所示实施例的前部的内部构造的一部分的端视图，部分地以截面示出；

图6是一个可选的优选实施例的前部的内部构造的侧视图，部分地以截面示出并且柱塞处于缩回位置；

图7是该可选的优选实施例的前部的内部构造的侧视图，部分地以截面示出并且柱塞处于伸展位置；和

图8是该可选的优选实施例的前部的内部构造的侧视图，部分地以截面示出并且柱塞处于缩回位置。

具体实施方式

附图中所示的本发明的优选实施例是往复式锯，其总体尺寸和形状类似于目前市售的锯。本发明还适合于其它类型的锯，比如举例来说刀锯，或者具有往复式动作并且由具有旋转输出轴的电机所驱动的其它类型的工具。出让给与本发明相同的受让人、名称为“ANTI-ROTATION SYSTEM FRO A RECIPROCATING SAW”且于2004年5月28日申请的序列号为No.10/856,015的专利申请通过参考具体地结合于此。

如图1和2所示，总体上标识为10的往复式锯具有外壳体12，其包括向外扩口的鼻部14，以使得用户能用一只手把持鼻部同时用另一只手把持手柄16。触发开关18设置于手柄部分中用于接通驱动工具的电机20。锯具有位于鼻部14处的底板22并且锯条24安装在锯条夹紧机构26中，锯条夹紧机构26安装在细长柱塞的一端(总体上用28标识)处，该柱塞可在前和后衬套组件(分别总体上用30和32标识)中滑动。电机20具有输出轴34，轴34上安装有小齿轮36，并且齿轮36与连接至摆盘组件(总体上用40标识)的大齿轮38相啮合，在齿轮38驱动摆盘组件时，摆盘组件以往复的方式驱动柱塞28。

更具体地，摆盘组件40具有总体上用42标识的驱动轴，齿轮38附接至所述驱动轴。该轴具有支撑于球轴承等中的端部44以及支撑于安装在壳体12中的另一球轴承中的相对端部46。应当理解到，电机20、齿轮36和38以及轴42安装在该结构中的方式并不属于本发明或其构成部分，并且构造壳体和支撑旋转部件的方式对于本领域的一般技术人员来说是公知的。

至于摆盘组件40并且参照图2和4，轴42具有轴42的放大中心部分48，并且相对于轴42的轴线和球轴承(未示出)以锐角定向的圆柱形部分50定位为允许细长臂52相对于圆柱形部分50旋转。随着轴42被旋转，圆柱形部分50的角度定向发生变化以使得臂52的外端56以往复的方式运动，即如图6和7所对比的左和右。如图2-5所示，臂52具有从底部朝着外端56向上延伸的大致平状侧面54，其然后汇聚为尺寸减小且变为圆形横截面的曲线部分。其然后与第一球型界面58结合，第一球型界面58又与渐变部分60结合，渐变部分60又与第二球型界面62结合。界面58和62具有大致球形形式，不过是截顶的，其中每个与相邻的结构56和/或60结合。应当理解到，这些球型界面部分无需为严格的球形而是期望地为近似球形形状以使得在这些界面和柱塞28之间形成点接触。

参照图3和5，柱塞28具有与右端大致圆柱形的实心区段66结合的管状部分64，区段66具有可供锯条24的柄端插入的竖直槽(参见图8)。端部66还具有孔68，锯条夹紧机构26的销可安装到所述孔68中。柱塞28的相反端处是总体上用70标识的容纳部分，其具有圆柱形延伸部分72，该圆柱形延伸部分72被设计为尺寸适合于紧密配合在管状部分64内部并且还优选地铜焊(braised)起来以将这两个部件紧紧地保持在一起，因为柱塞在操作期间引起极大的力。

容纳部分70具有主体部分74，主体部分74具有与细长槽78结合的圆形开口76，细长槽78的长度定向在与管状部分64的轴线相同的方向，如图3和5所示。槽78的端部如图所示在80处向外扩口以适应于由于细长臂52特别是分别位于开口 76和槽78中的球型界面58和62所引起的往复运动。如图3和5所示，第一球型界面58位于开口76中，并且界面的外侧大致与开口76的侧壁点接触。第二球型界面62也处于槽78中，并且如图5中最佳地示出，界面62的直径仅稍小于槽78的宽度并且从而有效地防止了柱塞28旋转脱离其竖直的运动平面。

由于界面58和62位于相应开口76和槽78中的优选的球形构造，每个界面都具有接触的直壁表面，在细长摆臂52的整个运动期间界面和侧壁之间仅有点接触。这种点接触具有降低界面和容纳部分70之间磨损以及操作期间所产生的热较少的优点。而且，由于球界面部分与接触的竖直臂的曲率，使得不管部件之间的公差和间隙如何，一直都仅有点接触。还优选地，将油脂应用于容纳部分70以进一步降低球型界面和容纳部分70之间的摩擦。

获得的另一优点是，第一球型界面58布置于容纳部分70中的点接触处于相对于管状部分64位于该管状部分内的一竖直高度。该接触位置施加往复力以按照希望地将柱塞移动靠近管状部分64的中心。

容纳部分70具有相对于后衬套84呈可滑动关系的球型后端部82，后衬套84为大致圆柱形形状并且其内径86仅稍大于球型后端部82的外径。衬套84的底部具有轴向槽88，轴向槽88的尺寸被设计为允许臂52与衬套84的无接触运动。球型后端部82的使用相对于衬套84而言不要求衬套外径的严格公差并且因此降低了组件32的制造成本。

球型后端部82标识为92的中心轴线优选地与管状部分64标识为94的轴线同心。为了防止沿着柱塞轴的任何旋转运动，通过提供第二球型界面62来防止摆盘组件40以及柱塞的旋转。与槽78侧壁的这种相互作用将防止臂52旋转脱离其竖直的往复运动平面并且其还防止柱塞28旋转。

如前所述，柱塞28的后端由衬套组件32可滑动地支撑于后部中并且前端由前衬套组件30支撑。如图3和4最佳地示出，前衬套组件30具有总体上用100标识的衬套，其包括与形成于壳体中的球型腔或座104相啮合的球型前部102。球型前部102可在工具的操作期间施加的力的作用之下绕着管状部分的轴线94自由旋转。

衬套100具有环形台肩106、大于管状部分64的小直径圆柱形部分108以及圆柱形前部110。衬套部分102、106、108和110中的每个都具有开口，管状部分64能穿过所述开口以使得能发生柱塞28的往复运动。圆柱形前部110的尺寸被设计为当球型部分102安座在腔104中时圆柱形前部110易于装配在壳体中的较大腔112内。弹簧112紧靠台肩106和固定板114，固定板114借助于与形成于壳体中的台肩118相协作的螺栓116附接至壳体12。优选地具有三个螺栓116，图3和4中能看到两个，第三个位于管状部分64另一侧上与可见的上螺栓116处于相同高度的地方。优选地衬套100与其部件102、104、106、108和110为一体结构，并且由钢或其它低摩擦金属制成。然而，应当理解到，如果希望的话，部件中的一个或更多可分开制造。

弹簧112提供了偏压力，用于将球型前部102维持为与球型座104相接触，但是没有提供在操作期间防止衬套绕着轴线94旋转的力。已经发现，这种浮动的相互作用允许衬套运动和自身对准，其方式为降低在工具的操作期间通常施加于其上的力。这种旋转运动有助于延长使用寿命并且在操作期间产生的热减少。操作期间产生的热减少还有助于延长工具的使用寿命。优选地，油脂填塞在前衬套组件30所定位的地方。

图6、7和8示出了一个可选的实施例，其示出的细节比示出优选实施例的图1-5少。这些附图中示出的可选实施例包括容纳部分70ˋ的修改，其具有稍微不同的构造以容纳球型界面58ˋ。圆形开口76ˋ没有上槽区域并且事实上，第二球型界面62ˋ处于臂52ˋ的底部处，第二球型界面62ˋ处于U形支架122的槽120中。槽的宽度仅仅稍大于球型界面62ˋ的外径并且用于维持臂52ˋˋ在其竖直平面中的往复运动，其方式类似于优选实施例的第二球型界面62。

球型端部82ˋ的中心轴线标识为92，管状部分64的轴线标识为94。轴线92相对于轴线94在竖直平面中偏移以补偿柱塞28ˋ由于机构的惯性而沿着柱塞系统的轴线旋转的倾向。为了防止这种沿着柱塞轴的旋转运动，球型端部82ˋ相对于管状部分轴线94偏移，这有效地限制了柱塞28ˋ旋转。该实施例的其它部件基本上类似于该优选实施例并且因此没有给出参考标号。

虽然已经示出和描述了本发明的各个实施例，但是应当理解到，其它修改、替代和选择对于本领域的熟练技术人员而言是很明显的。这种修改、替代和选择能在不背离本发明精神和范围之下做出，本发明的范围应当由所附权利要求确定。

本发明的各个特点在所附的权利要求中阐述。

Claims (10)

1.一种往复式驱动装置，包括：

壳体；

可旋转地安装在所述壳体中的驱动轴；

安装在所述壳体中用于往复运动的细长柱塞；所述柱塞具有构造来与摆盘界面结构相啮合的后端部和用于附接工具的前端部；

定位在所述壳体中用于保持所述前端部的第一衬套，其保持方式为使得所述柱塞绕着第一旋转轴线的旋转不受限制；

定位在所述壳体中用于容纳所述细长柱塞的所述后端部的第二衬套，其容纳方式为使得当所述柱塞在所述衬套中往复运动时所述柱塞沿着第二旋转轴线的旋转不受限制；

工作地连接至所述驱动轴并且具有细长臂的摆盘组件，其具有用于啮合所述柱塞的所述后端部和使所述柱塞在所述第一和第二衬套中往复运动的摆盘界面结构。

2.如权利要求1所限定的往复式驱动装置，其中所述第一和第二旋转轴线相对彼此偏移。

3.如权利要求1所限定的往复式驱动装置，其中所述柱塞在所述第一衬套中往复运动的前端部具有圆柱形结构，并且所述第一旋转轴线是所述圆柱形结构的轴线。

4.如权利要求1所限定的往复式驱动装置，其中所述后端部具有在所述第二衬套中往复运动的大致球形部分，所述第二衬套为圆柱形形状并且固定在所述壳体中，所述第二旋转轴线与所述圆柱形形状的第二衬套的轴线共同延伸。

5.如权利要求3所限定的往复式驱动装置，其中所述壳体具有球形腔，所述球形腔包围所述柱塞的所述前端部所处的开口，所述第一衬套具有构造为与所述腔相配合并可在其中移动的球形外表面，所述装置还包括位于所述壳体中的弹簧，所述弹簧构造来将所述第一衬套偏压为与所述腔相接触，所述第一衬套能对施加于所述柱塞的所述前端部的力起反应从而在所述腔内移动并实现自对准。

6.如权利要求1所限定的往复式驱动装置，其中所述界面结构包括彼此同心对准的第一和第二球型界面，所述第一界面引起所述柱塞的往复运动，所述第二界面防止所述柱塞的旋转。

7.如权利要求6所限定的往复式驱动装置，其中所述第一球型界面具有比所述第二球型界面大的圆周。

8.如权利要求7所限定的往复式驱动装置，其中所述第二界面位于所述摆盘组件的外侧上端处临近所述第一球型界面。

9.如权利要求8所限定的往复式驱动装置，其中所述第一球型界面包括大致球形部分，其在一端处与所述臂结合，在相反端处与所述第二球型界面结合。

10.如权利要求6所限定的往复式驱动装置，其中所述第二界面位于所述摆盘组件的外侧下端处。

Images