CN103501965B - 动力工具的正转／反转切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力工具，包括壳体、安装在壳体内的电动马达、以及用于逆转马达旋转方向的切换装置。该切换装置包括可滑动地固定到壳体并可在第一和第二位置之间移动的致动器。该致动器包括磁体。第一铁磁部件附接到第一壳体部分，以便当致动器处于第一位置时，其位于磁体引力范围之内，而第二铁磁部件附接到第二壳体部分，以便当致动器处于第二位置时，其位于磁体引力范围之内。霍尔传感器被附接到壳体，从而当致动器在第一和第二位置之间移动时接近磁体。磁体和霍尔传感器的接近使得马达的旋转方向逆转。

Description

动力工具的正转／反转切换装置

技术领域

本申请涉及动力工具，特别适于无绳动力工具。

背景技术

在便携式电动工具中，诸如钻机、螺母扳手以及螺丝刀，需要使得马达的旋转方向逆转，从而便于例如松开并移除螺钉，用于旋转螺纹切削刀具在孔中切出螺纹后退出，等等。这通过逆转马达电枢的极性从而改变电流流经的方向而完成。被用来逆转极性的致动器需要在用户按下给工具供电的触发器之前锁入位置并且启动开关。

发明内容

应该明白的是，本发明内容提供为以简单形式介绍构思的选择，该构思会在具体实施方式部分进一步说明。本发明内容不是用于识别本发明的关键特征或必要特征，也并非用于限制本发明的范围。

根据本发明的一些实施方式，动力工具包括具有可释放地接合的第一和第二部分的壳体。电动马达安装在壳体内，且提供切换装置来使得通过马达的电流方向逆转，从而使得马达的旋转方向逆转。切换装置包括可滑动地固定到壳体并被配置为可由使用者在第一和第二位置之间移动的致动器。磁体通过位于致动器相反的端部之间的保持件附接到致动器。第一铁磁部件附接到第一壳体部分，以便当致动器处于第一位置时，其处在磁体引力范围之内，而第二铁磁部件附接到第二壳体部分，以便当致动器处于第二位置时，其处在磁体引力范围之内。致动器通过磁体和第一铁磁部件的磁吸引可释放地保持在第一位置，且致动器通过磁体和第二铁磁部件的磁吸引保持在第二位置。霍尔传感器位于壳体之内，从而当致动器在第一和第二位置之间移动时接近磁体。磁体和霍尔传感器的靠近导致马达的旋转方向逆转。

在一些实施方式中，磁体具有圆柱形构造，且保持件包括相应的空腔，该空腔具有在其中容纳磁体的圆柱形构造。在一些实施方式中，保持件具有开口端部，以便当致动器位于第一位置时，磁体接触第一铁磁部件，而当致动器处于第二位置时，磁体接触第二铁磁部件。

在一些实施方式中，致动器和保持件可由聚合材料形成，并可以是通过例如注塑模制形成的单个一体主体。

在一些实施方式中，保持件包括第一和第二部分，它们可释放地固定在一起。第一和第二部分可以彼此分开，以允许在致动器安装在动力工具之前将磁体放入保持件中。

根据本发明的一些实施方式，印刷电路板被固定到壳体，并相邻于致动器而定位。霍尔传感器与印刷电路板上的电路电连接，并定位在电路板上，从而当致动器在第一和第二位置之间移动时接近磁体。在一些实施方式中，印刷电路板包括相反的第一和第二侧。致动器与印刷电路板第一侧形成相邻隔开的关系，且霍尔传感器位于印刷电路板的第二侧。然而，在本发明的其它实施方式中，霍尔传感器可位于印刷电路板的第一侧上，或者甚至位于印刷电路板之内。

在一些实施方式中，致动器是长形部件，具有相反、纵向隔开的端部。每一端部具有锥形构造，以便当致动器处于第一位置时，第一端部基本上与壳体的第一部分平齐，而当致动器处于第二位置时，第二端部基本上与壳体的第二部分平齐。

本发明的实施方式的有利之处在于，单个磁体可以用于改变动力工具的驱动方向，并将正转／反转切换致动器锁定就位。

应该注意到，尽管没有特别指出，参考一个实施方式说明的本发明的各方面可结合到不同实施方式中。也即，所有实施方式和／或任意实施方式的特征可以以任意方式结合和／或是组合。申请人保留改变任意原始提出的权利要求或者据此提出任意新的权利要求的权利，包括能够将任何原始提交的权利要求修改为依赖于和／或结合任何其它权利要求的任何特征的权利，尽管最初没有以此方式要求。本发明的这些和其它目标和／或方面将在以下解释。

附图说明

图1是根据本发明一些实施方式的示例性无绳动力工具的侧面透视图。

图2是图1所示工具的分解视图。

图3是图1所示工具的一部分的侧面透视图，壳体是透明的，从而显示出根据本发明一些实施方式的正转／反转切换装置。

图4A是图3所示工具的部分放大前透视图，壳体的一部分被省略，正转／反转切换装置致动器被省略，且显示了根据本发明一些实施方式的铁磁部件之一以及安装有铁磁部件的工具壳体中的位置。

图4B显示了图4A的铁磁部件，其安装在壳体内。

图5显示了图4A-4B的工具，正转/反转切换装置致动器安装在壳体内。

图6为图5工具的部分放大底部透视图，显示了根据本发明一些实施方式的用以逆转工具的马达的极性的霍尔传感器的位置。

图7为图3中工具的前视图，显示了位于两锁定位置之一的正转/反转切换装置致动器。

图8为图3的工具的部分前透视图，显示了正转／反转切换装置。

具体实施方式

现在参考显示本发明实施方式的附图，在下文对本发明更为完全地说明。然而本发明可以体现为很多不同形式，并且不应该被视为受限于本文阐述的实施方式。全文中相同的附图标记表示相同的部件。在附图中，为清楚起见，某些构件或特征可放大，且如非特别说明，虚线可表示可选特征或元件。此外，除非特别指出，操作(或步骤)的顺序不限于按附图和／或权利要求中的顺序进行。尽管没有特别说明或者显示，参考一附图或实施方式说明的特征可以与另一实施方式或附图相结合。

可以理解的是，当特征或者元件被称为在另一特征或元件“上”，其可以直接位于该另一特征或者元件之上，而也可以存在中间的特征和／或元件。相反，当特征或元件被称为“直接”在另一特征或者元件上，那就不存在中间特征或者元件。也可以理解，当特征或元件被称作“连接”、“附接”、“联接”到另一个特征或者元件，其可以直接连接、附接、联接到另一特征或元件，或者可以存在中间特征或元件。相反，当特征和元件被称为“直接连接”、“直接附接”、“直接联接”到另一个特征或者元件，那就不存在中间特征或者元件。尽管关于一个实施方式描述或显示，但所述和所示特征及元件可以应用到其它实施方式。

此处所使用的术语仅用作说明特定实施方式，而非对本发明进行限定。如此处所用，单数形式“一”、“一个”和“所述”也包括复数形式，除非文中清楚地指出。可以进一步理解的是，术语“包括”和／或“包括了”，当在本说明书进行使用时，指出所述特征、步骤、操作、元件和／或构件的存在，但不排除存在或者加入一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、构件和／或它们的组合。如此处所用，术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项的任意或者所有的组合，且可以简写为“/”。

空间相关术语，如“之下”、“下方”、“下部”、“之上”、“上方”和类似可以用在本文中为了简单说明，以描述一个元件或特征相对于附图中所示的另一元件(多个)或特征(多个)的关系。可以理解的是，空间相关术语包括除了附图中示出的定向之外，使用中或者工作中的装置的不同定向。例如，如果附图中装置被反转，被描述为在其它元件或特征“之下”或者“下方”的元件可以定向为在其它元件或特征“之上”。因此，示例性术语“之下”可以包括上方和下方两个定向。该装置可以是其它定向(旋转90度或者其它定向)，且据此理解本文使用的空间相关修饰语。同样，术语“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”和类似在此处仅用作解释，除非特别指出。

可以理解，尽管术语第一和第二在此处被用来表示各种特征或元件，这些特征或元件不应该被这些术语限定。这些术语仅仅将一个特征或元件与另一个特征或元件区别开来。因此，以下记载的第一特征或元件可称为第二特征或元件，并且类似地，以下记载的第二特征或元件可以称为第一特征或元件，这并不偏离本发明的教导。

除非另外限定，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有按照本发明所属领域技术人员惯常理解的相同的意思。可以进一步理解的是，术语，如在常用字典中所限定的，应该被理解为与本说明书上下文和相关领域中其含义保持一致的含义，且不应被理解为理想化或者完全形式含义，除非在本文中清楚限定。为了简洁和／或清楚起见，公知功能或者构造可能不再详细描述。

术语“无绳”动力工具指不需要插电、有线电连接到外部动力源从而进行工作的动力工具。相反，无绳动力工具具有由装载的电池(例如可充电电池)供电的电动马达。电池的容量可适应无绳工具的范围。不同无绳动力工具可具有不同的电流需求，利用提供电压和电流容量适宜范围的电池，使得其操作起来更有效。不同无绳(如，电池供电)动力工具可以包括，例如，钻机、螺丝刀、扳手、螺母扳手、冲击钻等等。

本发明的实施方式可特别适于精准的动力工具，其可以用于需要更为准确地控制所应用的输出的情况。

图1和图2显示了根据本发明一些实施方式的动力工具10。动力工具10包括壳体12、马达14、齿轮箱16和工具输出轴18。壳体12包围马达14，并部分地围绕齿轮箱16。壳体12的下部能够可释放地接合电池60(如图1中虚线所示)。壳体12可包括外部控制，如触发器11，和具有显示器的UI(用户界面)19。壳体12可包括正转／反转切换装置70，用于使得流经马达14的电流方向逆转，从而使得马达和输出轴18的旋转方向逆转。如所示，壳体12可提供为两个可配合的部分12₁，12₂。在一些实施方式中，可配合的壳体部分12₁，12₂基本上是对称的。

马达14可以使用马达安装件50保持在壳体12中所需的固定位置和定向。如图2所示，马达安装件50具有相反的第一侧和第二侧52，54。马达14附接到马达安装件第一侧52，齿轮箱16附接到马达安装件第二侧54。齿轮箱具有长形的壳体16h，其具有相反的、纵向隔开的远端部和近端部16a，16b。齿轮箱壳体16h被配置为包围动力工具的传动系统(未示出)。近端部16b具有配置为容纳动力工具10的马达14的转子的开口21，该转子与传动系统联接。远端部16a具有开口23，动力工具10的输出轴18延伸通过该开口23。齿轮箱壳体16h刚性安装到马达安装件第二侧54，形成单一联合的传动系统。

现在参考图3-8，正转/反转切换装置70将进一步详细说明。在图3中，动力工具10的壳体12被显示为透明的，从而更好地示出了工具10内的正转／反转切换装置70。所示的正转／反转切换装置70包括致动器72，其可滑动地固定到壳体12的通道74内(图4A)，且被配置为可由使用者在第一和第二位置之间移动。当致动器72处于第一位置时，马达在第一方向上(如顺时针或逆时针方向)旋转输出轴18。当致动器72处于第二位置时，马达在相反于第一方向的第二方向上(如逆时针或顺时针方向)旋转输出轴18。

在所示实施方式中，致动器72为长形部件，具有相反、纵向隔开的端部72a，72b(图7)。在一些实施方式中，多个隔开的凹部72r在致动器72中形成，从而为其提供结构刚度，如图5所示。然而，在本发明的其它实施方式中，致动器72可在不使用凹部72r的情况下具有足够刚度。每一端部72a，72b具有锥形结构，使得当致动器72处于第一位置时，第一端部72a与壳体第一部分12₁基本平齐，而当致动器72处于第二位置时，第二端部72b与壳体第二部分12₂基本平齐。在图7中，致动器72处于第二位置，使得第二端部72b与壳体第二部分12₂基本平齐。术语“基本平齐”，如本文所使用，指致动器72的端部72a，72b大体上沿着各壳体部分12₁，12₂的轮廓，且基本不从各壳体部分12₁，12₂向外延伸。然而，在本发明一些实施方式中，致动器72的端部72a，72b不具有锥形构造，且当致动器72处于第一和第二位置时，它们可能不与各壳体部分12₁，12₂基本平齐。

磁体保持件76在致动器端部72a，72b之间从致动器72向外延伸。如图7所示，磁体保持件76位于端部72a，72b之间的中间位置72m上。磁体保持件76将磁体78保持在其中。在所示实施方式中，磁体78具有圆柱形构造，且磁体保持件76具有对应的圆柱形空腔。所示的磁体保持件76具有开口端部76a，76b，以便磁体78可以从外部接触到。如以下将描述到，当致动器72处于第一位置时，第一铁磁部件80₁通过开口端部76a接触磁体78，当致动器处于第二位置时，第二铁磁部件80₂接触磁体78。

每一壳体部分12₁，12₂都具有固定到其上的相应铁磁部件80₁，80₂。例如，如图4A所示，第一铁磁部件801固定到壳体第一部分12₁中的通道82内。第二铁磁部件80₂(图2，8)固定到壳体第二部分12₂中的对应通道内。每一铁磁部件80₁，80₂包括表现出铁磁性(即，磁性地附接到磁体)的材料。根据本发明实施方式可以利用的铁磁材料包括元素金属以及合金、氧化物和其它化学组合物。示例性的铁磁材料包括但不限于，铁、镍、钻、钆、镝及合金，如钢。

在所示实施方式中，每一铁磁部件80₁，80₂通过附接于其上的螺纹部件81被固定到相应壳体部分12₁，12₂上。每一通道82具有螺纹并配置为螺纹地容纳附接到相应铁磁部件80₁，80₂的螺纹部件81。每一铁磁部件80₁，80₂可按各种其它方式利用相应壳体部分12₁，12₂固定。本发明的实施方式不限于铁磁部件80₁，80₂的所示构造。

每一铁磁部件80₁，80₂定位为，当致动器72在向着相应铁磁部件80₁，80₂的方向移动时，位于磁体78的引力范围内。例如，第一铁磁部件80₁附接到壳体第一部分12₁，以便当致动器72在第一位置时(图7)，其位于磁体88的引力范围内。致动器72通过磁体78和第一铁磁部件80₁的磁吸引力可释放地保持在第一位置。同样，第二铁磁部件80₂附接到第二壳体部分12₂，从而当致动器72处于第二位置时，其位于磁体78的吸引范围之内。致动器72通过磁体78和第二铁磁部件80₂的磁吸引力可释放地保持在第二位置。

在所示实施方式中，磁体78具有圆柱形构造，且磁体保持件78具有在其中容纳并保持磁体78的对应圆柱形构造。在所示实施方式中，磁体保持件76具有开口端部76a，76b。当致动器72处于第一位置(图7)时，这个构造允许磁体78直接接触第一铁磁部件80₁，且当致动器72处于第二位置时，允许磁体78直接接触第二铁磁部件80₂。

本发明的实施方式不限于致动器72、磁体保持件76和磁体78所示的构造。这些部件的每一个可具有不同的形状和构造。而且，磁体和第一及第二铁磁部件80₁，80₂之间的直接接触不是必须的。磁体78可配置为足够靠近相应铁磁部件80₁，80₂，而不会发生接触，使得致动器72可释放地锁定在相应的第一和第二位置。

致动器72和保持件76可包括各种类型的聚合材料。在一些实施方式中，每一个可以为通过例如注塑模制形成的单个一体主体。在一些实施方式中，致动器72和保持件76可以为通过例如注塑模制形成的单个一体主体。保持件76可包括可释放地固定在一起的第一和第二部分，且它们可以彼此分开，允许在将致动器72安装到工具10中之前磁体78可以放入到保持件76中。在其它的实施方式中，开口端帽可以被压配合或者螺纹适配于保持件76的主体，以用来保持磁体78。

参考图6，印刷电路板90固定到壳体12，并临近致动器72定位。印刷电路板90包括相反的第一和第二侧90a，90b。致动器72与印刷电路板的第一侧90a呈相邻间隔开的关系。印刷电路板90的每一侧90a，90b可包括用于工具10的操作中的各种电子构件。霍尔传感器92附接到印刷电路板第二侧90b，且相对于致动器72定位，从而随着致动器72在第一和第二位置之间移动而靠近磁体78。霍尔传感器92是换能器，其对应于磁场的变化而改变其输出电压。当磁体78和霍尔传感器92靠近(即，当磁体78通过霍尔传感器92时)，霍尔传感器92改变其输出电压，这使得马达14的旋转方向逆转。

因此，切换装置70的磁体78具有两种功能。磁体78可释放地将致动器72固定在第一和第二位置，对应于马达的正转和反转，且磁体78与霍尔传感器92协作，当磁体通过霍尔传感器92时引起马达14的方向的改变。

本发明的实施方式不限于所示出的印刷电路板90以及霍尔传感器92的位置。例如，霍尔传感器92可位于印刷电路板90的第一侧90a，或者甚至位于或者部分地位于印刷电路板90中。此外，可以使用多于一个的霍尔传感器92。

前述内容为本发明的说明，且不视为对其进行限制。尽管本发明已经对一些示意性实施方式进行了说明，本领域技术人员将易于理解，在示例性实施方式中可进行多种改变，而不会实际地偏离本发明的教导和优点。因此，所有的这些改变被包含在权利要求所限定的本发明的范围内。本发明通过以下的权利要求进行限定，也包括了权利要求的等同形式。

Claims (20)

1.一种动力工具，包括：

壳体，包括可释放地接合的第一和第二壳体部分；

电动马达，安装在壳体内；及

切换装置，安装到壳体上，用于使得通过马达的电流方向逆转，从而逆转其旋转方向，该切换装置包括：

致动器，可滑动地固定到壳体，并被配置为可由用户在第一和第二位置之间移动；

磁体，附接到致动器；

第一铁磁部件，附接到第一壳体部分，从而当致动器处于第一位置时，其位于磁体引力范围内，其中致动器通过磁体和第一铁磁部件的磁吸引可释放地保持在第一位置中；

第二铁磁部件，附接到第二壳体部分，从而当致动器处于第二位置时，其位于磁体引力范围内，其中致动器通过磁体和第二铁磁部件的磁吸引可释放地保持在第二位置中；及

霍尔传感器，附接到壳体，从而随着致动器在第一和第二位置之间移动而靠近磁体，其中磁体和霍尔传感器的靠近使得马达的旋转方向逆转。

2.权利要求1的动力工具，其中致动器为长形部件，且其中，磁体附接到致动器的中间部分。

3.权利要求1的动力工具，其中致动器包括保持磁体的保持件。

4.权利要求3的动力工具，其中磁体具有圆柱形构造，且其中，保持件包括空腔，该空腔具有将磁体容纳于其中的对应圆柱形构造。

5.权利要求3的动力工具，其中保持件包括开口端部，使得当致动器处于第一位置时，磁体接触第一铁磁部件，且当致动器处于第二位置时，磁体接触第二铁磁部件。

6.权利要求3的动力工具，其中致动器和保持件包括聚合材料。

7.权利要求6的动力工具，其中致动器和保持件包括一体模制主体。

8.权利要求3的动力工具，其中保持件包括固定在一起的第一和第二部分，其中未组装的时候，第一和第二部分允许磁体放置在保持件中。

9.权利要求1的动力工具，其中印刷电路板被固定到壳体上，并相邻于致动器定位，其中霍尔传感器与印刷电路板上的电路电连接。

10.权利要求9的动力工具，其中印刷电路板包括相反的第一和第二侧，其中致动器与印刷电路板第一侧形成相邻隔开的关系，且其中霍尔传感器位于印刷电路板第二侧上。

11.权利要求1的动力工具，其中致动器是长形部件，其具有相反、纵向隔开的端部，其中每一端部具有锥形构造，使得当致动器处于第一位置时，第一端部与第一壳体部分基本平齐，且当致动器处于第二位置时，第二端部与第二壳体部分基本平齐。

12.权利要求1的动力工具，其中第一和第二壳体部分基本上是对称的。

13.权利要求1的动力工具，其中动力工具是无绳动力工具。

14.一种用于使得流经动力工具电动马达的电流方向逆转的切换装置，其中动力工具包括壳体，其具有可释放地接合并围绕马达的第一和第二壳体部分，该切换装置包括：

长形致动器，具有相反的、纵向隔开的端部；

保持件，在端部之间从致动器向外延伸；及

磁体，固定在保持件中。

15.权利要求14的切换装置，其中保持件在端部之间的中间位置处从致动器向外延伸。

16.权利要求14的切换装置，其中磁体具有圆柱形构造，保持件包括空腔，该空腔具有在其中容纳磁体的对应圆柱形构造，且其中保持件包括开口端部，使得磁体在端部露出。

17.权利要求14的切换装置，其中致动器和保持件包括聚合材料。

18.权利要求16的切换装置，其中保持件包括固定在一起的第一和第二部分，其中未组装时，第一和第二部分允许磁体放入保持件中。

19.一种用于使得流经动力工具的电动马达的电流方向逆转的切换装置壳体，该切换装置壳体包括：

长形致动器，具有相反、纵向隔开的端部；及

磁体保持件，具有在端部之间从致动器向外延伸的圆柱形空腔。

20.权利要求19的切换装置壳体，其中致动器的端部具有锥形构造。