CN102186614A - 用于带锯的无链驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动工具，其包括外壳、可旋转地耦合至外壳的第一轮、可旋转地耦合至外壳的第二轮、由第一轮和第二轮支撑的连续带锯刀刃以及由外壳支撑的发动机。发动机包括输出轴杆。电动工具还包括传动系统，可操作地耦合输出轴杆和第一轮。传动系统包括由外壳支撑用于围绕基本上垂直于发动机输出轴杆并且与其偏离的第一轴旋转的第一级齿轮组件、由外壳支撑用于围绕基本上垂直于第一轴的第二轴旋转的第二级齿轮组件、以及由外壳支撑用于围绕基本上平行于第二轴且与其偏离的第三轴旋转的第三级齿轮组件。第一轮可围绕第三轴旋转。

Description

用于带锯的无链驱动系统

相关申请

本申请要求享有2008年7月25日提交的共同未决美国临时专利申请序列号No.61/083,709的优先权，所述文献在此全文引入作为参考。

技术领域

本发明涉及电动工具，尤其涉及带锯。

背景技术

带锯通常配置用于不同的切割应用，诸如用于切割管子、管道和各种其他材料。带锯通常具有驱动链组件，其使用链条或类似铰链连接以啮合带锯的驱动轮。产生的旋转使得带锯刀刃围绕驱动轮和从动轮旋转而实现切割操作。

发明内容

本发明在一方面提供了一种电动工具，其包括外壳，可旋转地耦合至外壳的第一轮，可旋转地耦合至外壳的第二轮，由第一轮和第二轮支撑的连续带锯刀刃，以及由外壳支撑的发动机。发动机包括输出轴。电动工具还包括传动系统，其可操作地耦合输出轴和第一轮。传动系统包括由外壳支撑用于围绕基本上平行于发动机输出轴并且与其偏离的第一轴旋转的第一级齿轮组件，由外壳支撑用于围绕基本上垂直于第一轴的第二轴旋转的第二级齿轮组件，以及由外壳支撑用于围绕基本上平行于第二轴并且与其偏离的第三周旋转的第三级齿轮组件。第一轮可围绕第三轴旋转。

通过考虑下列详述说明书和随附附图，本发明的其他特征和方面将变得显然。

附图说明

图1是本发明的带锯的前视透视图。

图2是图1的带锯的后视透视图。

图3是图1的带锯的右侧视图。

图4是图1的带锯的左侧视图，带锯的轮的旋转中轴定向基本上垂直于纸面。

图5是图1的带锯的顶视图。

图6是图1的带锯的一部分的分解透视图。

图7是图6的带锯的一部分的分解背视透视图。

图8是沿着图1中的线8-8获得的图1的带锯的一部分的已组装横截面视图，示出了第一级齿轮减速。

图9是沿着图1中的线9-9获得的图1的带锯的一部分的已组装横截面视图，示出了第二级齿轮减速。

图10是沿着图1中的线10-10获得的图1的带锯的一部分的已组装横截面视图，示出了第三级齿轮减速。

在详细说明本发明任何实施例之前，应当理解本发明并不将其应用限制于下列说明书中所述和下列附图中所示的结构细节和部件设置。本发明可以具有其他实施例并且能够以各种方式实践或实施。同样，应当理解本文所使用的措辞和术语出于说明的目的，并且不应理解为限制性的。

具体实施方式

图1和2示出了带锯10，其包括第一或主外壳14，支撑发动机18(图6和图7)。，以及第二或变速箱外壳22，支撑传动系统24。如下文更详细所述的，传动系统24将发动机18提供的相对高速低转矩输入转换成相对低速高转矩输出。发动机18和传动系统24可操作以驱动连续带锯刀刃26切割工件(图4)。在带锯10的所示结构中，发动机18配置为AC发动机，而带锯10包括电连接线12，其可连接至AC电源(例如，家用插座)以向发动机18递送AC电力。作为选择地，发动机18可以配置为DC发动机，并且可以利用电池向DC发动机供电。这种电池可以配置具有任意各种不同电压(例如12、14.4、18、24、28伏等)。这种电池还可以配置具有任意各种不同化学物质(例如，锂离子、镍镉、镍氢等)。

参考图1-3，带锯10包括主手柄38，其支撑开关组件42以操作带锯10。开关组件42可操作以控制发动机18的操作。带锯10还包括用于用户另一只手的辅助手柄46。一般地，手柄38、46成形和设置用于随着切割工件而进行两手操作带锯10。在带锯10的所示结构中，每个手柄38、46具有人体工学设计，以提供对带锯10的舒适抓握和受控操作。每个手柄38、46的人体工学设计可以包括一个或多个手柄38、46的定向和角度。人体工学设计还可以包括在一个或多个手柄38、46上使用诸如弹性材料的材料，以提供改进的抓握表面、隔离与操作者的振动和碰撞、防止热量积聚和/或热传递至操作者等等。

参考图6和7，主外壳14包括甲板30和耦合至甲板30的防护装置34。甲板30和防护装置34的组合限定了开口或U-形腔66，在切割操作期间，工件被接收于其中。虽然带锯刀刃26暴露穿过腔66的长度，但是防护装置34提供了凹入区域50，带锯刀刃26置于其中(图4)。在带锯10的所示结构中，防护装置34与甲板30形成为分离件，并且可移除地耦合至甲板30(例如，使用紧固件54；参见图1)。防护装置74由硬塑料或聚合物材料制成，并且定位在甲板40的外周周围，以保护甲板30的外周免受使用期间发生的撞击和擦伤。作为选择地，甲板30和保护装置34可以整体地形成为单一部件。带锯10还包括制动器(shoe)92，其耦合至主外壳14并且具有支撑表面94，在切割操作期间工件邻接抵靠该支撑表面94(图1)。

参考图6和7，甲板30包括发动机支撑部分58和分离的发动机盖62(图1)，两者一起包围发动机18。在带锯10的所示结构中，发动机支撑部分58临近腔66，并且限定了腔66的上部边界。作为选择地，发动机支撑部分58可以定位远离腔66。参考图3，主手柄38包括第一端72，与腔66的后部相比，所述第一端72在更靠近腔66的前部的位置，耦合至外壳14的发动机支撑部分58。主手柄38还包括第二端76，与腔66的前部相比，所述第二端在更靠近腔66的后部的位置耦合至外壳14。

参考图2和4，带锯10包括驱动轮70和从动轮74。驱动轮70和从动轮74的每一个的外周表面和内侧由甲板30和防护装置34覆盖。驱动轮70围绕驱动轮轴78旋转，并且经由变速箱外壳22中的传动系统24(图4)而驱动地连接至发动机18。从动轮74围绕基本上平行于驱动轮轴78的从动轮轴82旋转，并且由甲板30可旋转地支撑。

将轮胎86耦合至驱动轮70和从动轮74的每一个的外周(图6和7)。每个轮胎86是由软和/或柔性弹性材料形成的圆形环，其能够锁定至或粘合至驱动轮70或从动轮74。带锯刀刃26围绕驱动轮70和从动轮74延伸，并且抓握轮胎86，而且作为结果，将来自从动轮70的运动经由轮胎86传送至带锯刀刃26。参考图1，带锯10还包括耦合至甲板30的刀刃拉紧机构90，以在带锯刀刃26上可调整地提供合适的张力。特别地，刀刃拉紧机构90可操作以从图11的视点从左向右移动从动轮74，以增加或减少带锯刀刃26中的张力。

参考图2和4，带锯10包括设置在腔66一侧上的第一导向轮组112和设置在腔66的相对侧上的第二导向轮组114。每个导向轮组112、114包括带锯刀刃26的相对侧与其啮合的对齐的滚轮106，以及滚轮106可旋转地支撑在其上的安装部件107。使用紧固件(例如螺栓或螺钉109)将安装部件107耦合至甲板30。随着刀刃26移动通过切割区域58，第一和第二导向轮组112、114支撑带锯刀刃26。

参考图6和7，变速箱外壳22包括基底23和两片组成的盖25，其密封至基底23(例如使用垫圈、弹性密封等)以在变速箱外壳22内容纳润滑剂(例如油脂、油等)，而对传动系统24进行润滑。使用与将盖25固定至基底23相同的及固件(即螺栓或螺钉28)将变速箱外壳22耦合至主外壳14的甲板30。作为变速箱外壳22与主外壳14分离的结果，可以从主外壳14上移除变速箱外壳22，以简化对传动系统24的维护。作为选择，变速箱外壳22可以与主外壳14整体形成为单一件。参考图7，变速箱外壳22包括底座98，手柄38的第二端76连接至该底座98。

参考图6和7，传动系统24利用三级齿轮减速，将转矩从发动机18传送至驱动轮70，以旋转驱动轮70。传动系统24包括耦合至发动机18以从发动机18接收转矩的第一级齿轮组件96、第二级齿轮组件100以及耦合至驱动轮70的第三级齿轮组件104。这样，传动系统24未利用无穷驱动部件(例如链条或皮带，举例而言)，将转矩从发动机18传送至驱动轮70。虽然使用三级齿轮减速示出和描述了传动系统24，但是传动系统24可以作为选择地配置以具有大于三级或小于三级的齿轮减速。

参考图6-8，发动机包括限定了中心轴121的输出轴杆120，以及耦合至输出轴杆120的小齿轮116。发动机18相对于刀刃26定向，从而当刀刃26处于腔66中时(图3)，发动机输出轴杆120的中心轴121定向基本上平行于刀刃26的纵轴124。在带锯10的所示结构中，小齿轮116与输出轴120整体形成或者由其加工而成(图8)。小齿轮116配置为其上形成有多个螺旋齿轮齿118的螺旋齿轮116。第一级齿轮组件96包括轴杆110(图8)，被支撑用于围绕基本上平行于发动机18的输出轴杆120，并且与其偏离的第一轴102而旋转。特别地，由接收在盖中的多个轴承122支撑轴杆110。虽然所示轴承122配置为球轴承122，但是可以作为选择地使用其他轴承结构(例如滚柱轴承、套筒轴承、衬套等)。

第一级齿轮组件96还包括螺旋齿轮108，耦合用于随着轴110而旋转，轴110由位于电动机输出轴杆120上的螺旋小齿轮116驱动。使用压配合将螺旋齿轮108耦合至轴杆110。作为选择地，螺旋齿轮108可以以任意大量不同的方式(例如使用钥匙和匙孔设置、花键、通过焊接、铜焊、使用粘合剂等)耦合到轴110。作为又一备选方案，螺旋齿轮108可以与轴杆110整体形成为单一件。参考图6和7，齿轮108包括螺旋齿轮齿111，其与小齿轮116的螺旋齿轮齿118啮合，以将转矩从电动机输出轴120传送至第一级齿轮组件96。作为选择地，小齿轮116和齿轮108可以各自包括直线切割齿，而非所示的螺旋齿111、118。在带锯10的所示结构中，螺旋齿轮108包括34个齿111，而螺旋小齿轮116包括5个齿118，提供了约为6.8∶1的螺旋齿轮108和螺旋小齿轮116之间的减速率。作为选择地，螺旋齿轮108和螺旋小齿轮116中至少之一可以分别包括不同数量的齿111、118，以提供大于或小于6.8∶1的螺旋齿轮108和螺旋小齿轮116之间的减速率。作为又一备选方案，第一级齿轮组件96可以包括其他齿轮结构(例如，蜗轮)，以提供6.8∶1的减速率或任意大量不同的减速率。

第一级齿轮组件96还包括小齿轮126，耦合用于随着轴杆110共同旋转。小齿轮126包括螺旋齿轮齿130，并且与轴杆110整体形成为单一件。作为选择地，小齿轮126可以是与轴杆110分离且不同的部件，并且可以耦合至轴杆110，用于以任意大量不同方式(例如使用钥匙和匙孔设置、花键、通过焊接、铜焊、使用粘合剂等)而随着轴杆110共同旋转。

第二级齿轮组件100包括轴杆140(图9)，支撑用于围绕基本上垂直于第一轴102的第二轴134旋转。第一和第二轴102、134交叉，并且包含在公共平面(即图9的纸面)。尤其，轴杆140由变速箱外壳22中的多个轴承138、142支撑。如图9中所示，下轴承138配置为滚球轴承，并且支撑在变速箱外壳22的基底23中，而上轴承142配置为滚针轴承，并且设置在变速箱外壳22的盖25内。轴杆140压配合入轴承138、142中至少一个的内座圈中，以将轴杆140轴向地限制在变速箱外壳22中。作为选择地，轴承138、142中之一或两者可以配置为非滚柱轴承(例如套筒轴承或轴衬)，而可以借助于其他方式将轴杆140轴向地限制在变速箱外壳22中。

参考图6和7，第二级齿轮组件100还包括螺旋伞齿轮128，耦合用于随轴杆140共同旋转，其由第一级齿轮组件96的螺旋小齿轮126驱动。使用压配合(图9)将螺旋伞齿轮128耦合至轴杆140。作为选择地，螺旋伞齿轮128可以以任意大量不同方式(例如使用钥匙和匙孔设置、花键、通过焊接、铜焊、使用粘合剂等)而耦合至轴杆140。作为又一备选方案，螺旋伞齿轮128可以与轴杆140整体形成为单一件。参考图6和7，齿轮128包括螺旋齿129，其与小齿轮126的螺旋齿轮齿130啮合，以将转矩从小齿轮126传送至第二级齿轮组件100。作为选择地，小齿轮126和齿轮128可以均包括直线切割齿，而非所示的螺旋齿129、130。在带锯10的所示结构中，螺旋伞齿轮128包括37个齿129，而螺旋小齿轮126包括8个齿130，提供了约4.625∶1的螺旋伞齿轮128和螺旋小齿轮126之间的减速率。作为选择地，螺旋伞齿轮128和螺旋小齿轮126中至少之一可以分别包括不同数量的齿129、130，以提供大于或小于4.625∶1的螺旋伞齿轮128和螺旋小齿轮126之间的减速率。作为又一备选方案，第二级齿轮组件100可以包括其他齿轮结构(例如，零度螺旋伞齿轮、等径伞齿轮、冠状齿轮、准双曲面齿轮等)，以提供4.625∶1的减速率或者任意大量不同减速率。

第二级齿轮组件100还包括正齿轮144a，耦合用于随着轴杆140共同旋转。正齿轮144a包括直线切割齿轮齿145a，并且与螺旋伞齿轮128整体形成为单一件。作为选择地，正齿轮144a可以是与螺旋伞齿轮128分离且不同的部件，并且可以耦合至轴杆140，用于以各种大量不同方式(例如，使用钥匙和匙孔设置、花键、通过焊接、铜焊、使用粘合剂等)随着轴杆140共同旋转。从图9的视点，正齿轮144a定位在螺旋伞齿轮128之下，并且其额定直径小于螺旋伞齿轮128。

第三级齿轮组件104包括轴杆146，具有中轴部分79，驱动轮70安装于其上，支撑用于围绕基本上平行于第二轴134并与其偏离的第三轴150旋转(图10)。第三轴150还与驱动轮轴78共轴，并且垂直于中心轴121。尤其，轴杆146由减速箱外壳22中的多个轴承154、158支撑。如图10中所示，下轴承154配置为滚球轴承，并且支撑在变速箱外壳22的基底23中，而上轴承158配置为滚针轴承，并且设置在变速箱外壳22的盖25中。轴杆146压配合入轴承154、158中至少之一的内座圈中，以将轴杆146轴向地限制在变速箱外壳22中。作为选择地，轴承154、158中之一或两者可以配置为非滚柱轴承(例如套筒轴承或衬套)，而可以借助于其他方式将轴杆146轴向地限制在变速箱外壳22中。

参考图6和7，第三级齿轮组件104还包括正齿轮144b，耦合用于随轴杆146共同旋转，其由第二级齿轮组件100的正齿轮144a驱动。如图10中所示，螺旋伞齿轮128至少局部地覆盖正齿轮144b，并且定位在正齿轮144b上。同样，正齿轮144a、144b对准公共平面162，其定向基本上垂直于第二和第三中轴134、150。在带锯10的所示结构中，使用压配合将齿轮144b耦合至轴杆。作为选择，可以以任意大量不同方式((例如，使用钥匙和匙孔设置、花键、通过焊接、铜焊、使用粘合剂等)将正齿轮144b耦合至轴杆146。作为又一备选方案，正齿轮144b可以与轴杆146整体形成为单一件。参考图6和7，正齿轮144b包括直线切割齿145b，其与正齿轮144a的直线切割齿145a啮合，以将转矩从正齿轮144a传递至第三级齿轮组件104。作为选择，齿轮144a、144b可以分别包括螺旋齿，而不是所示的纵切齿145a、145b。在所示的带锯10的结构中，正齿轮144b包括21个齿145a，以提供大于或小于2.2∶1的正齿轮144b和正齿轮144a之间的减速率。作为又一备选方案，正齿轮144a和144b中的至少其中一个可以分别包括不同数量的齿145a，145b，以提供大于或小于2.2∶1的正齿轮144b和正齿轮144a之间的减速率。作为又一备选方案，第三级齿轮组件104可以包括其他齿轮结构，以提供2.2∶1的减速率或者任意大量不同减速率。

一般地，传动系统24提供了约为69.2∶1的发动机18的输出轴杆与第三级齿轮组件104的轴杆146之间的减速率。

在带锯10的操作中，由发动机18通过发动机输出轴杆120的转矩输出，经由传动系统24传递至驱动轮70，而不利用无穷驱动部件(例如，链条、皮带等)。通过如上所述地定向变速箱外壳22内传动系统24的各个齿轮组件96、100、104，与常规便携式带锯相比，带锯10更小型和更平衡。

在下列权利要求中示出了本发明的各种特征。

Claims (20)

1.一种电动工具，包括：

外壳；

第一轮，可旋转地耦合至外壳；

第二轮，可旋转地耦合至外壳；

连续带锯刀刃，由第一和第二轮支撑；

发动机，由外壳支撑，该发动机包括输出轴杆；以及

传动系统，可操作地耦合输出轴杆和第一轮，该传动系统包括：

第一级齿轮组件，由外壳支撑用于围绕基本上平行于发动机输出轴杆并且与其偏离的第一轴旋转；

第二级齿轮组件，由外壳支撑用于围绕基本上垂直于第一轴的第二轴而旋转；

第三级齿轮组件，由外壳支撑用于围绕基本上平行于第二轴并且与其偏离第三轴旋转；

其中第一轮可围绕第三轴旋转。

2.根据权利要求1所述的电动工具，还包括小齿轮，其耦合至输出轴杆，并且其中第一级齿轮组件包括：

第一齿轮，与小齿轮啮合；以及

第二齿轮，耦合用于随着第一齿轮围绕第一轴共同旋转，并且沿着第一轴与第一齿轮间隔开。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其中小齿轮是螺旋小齿轮，并且其中第一齿轮是螺旋齿轮。

4.根据权利要求2所述的电动工具，其中第二齿轮是螺旋齿轮。

5.根据权利要求2所述的电动工具，其中第二级齿轮组件包括：

第三齿轮，与第二齿轮啮合；以及

第四齿轮，耦合用于随着第三齿轮围绕第二轴共同旋转，并且沿着第二轴与第三齿轮间隔开。

6.根据权利要求5所述的电动工具，其中第二齿轮是螺旋齿轮，而其中第三齿轮是螺旋伞齿轮。

7.根据权利要求5所述的电动工具，其中第四齿轮是正齿轮。

8.根据权利要求5所述的电动工具，其中第三级齿轮组件包括第五齿轮，其与第四齿轮啮合，并且耦合用于随着第一轮围绕第三轴共同旋转。

9.根据权利要求8所述的电动工具，其中第四和第五齿轮是正齿轮。

10.根据权利要求8所述的电动工具，其中第三齿轮和第五齿轮至少局部地彼此重叠。

11.根据权利要求8所述的电动工具，其中第四齿轮和第五齿轮对准公共平面。

12.根据权利要求1所述的电动工具，还包括与输出轴杆整体形成的小齿轮。

13.根据权利要求1所述的电动工具，其中外壳包括设置在第一和第二轮之间的开口，并且其中随着带锯刀刃移动穿过开口，第一和第二轮支撑带锯刀刃。

14.根据权利要求13所述的电动工具，其中发动机定位临近外壳中的开口。

15.根据权利要求13所述的电动工具，其中第一级齿轮组件、第二级齿轮组件和第三级齿轮组件位于外壳中的开口一侧上。

16.根据权利要求1所述的电动工具，其中发动机的输出轴杆限定了中心轴，并且其中中心轴基本上垂直于第三轴。

17.根据权利要求1所述的电动工具，其中外壳包括发动机支撑部分，发动机位于其中，并且其中电动工具还包括手柄，其具有耦合至外壳的发动机支撑部分的至少一端。

18.根据权利要求17所述的电动工具，其中手柄对准平面，而且其中发动机的输出轴杆限定中心轴，其定向基本上平行于该平面。

19.根据权利要求1所述的电动工具，其中第一轴和第二轴彼此交叉，并且容纳在公共平面内。

20.根据权利要求1所述的电动工具，其中外壳是第一外壳，其中电动工具还包括：

第二外壳，传动系统至少局部设置在其中；以及

手柄，具有耦合至第二外壳的至少一端。

Images