CN108698144A - 具有线性引导件导轨的往复式工具 - Google Patents

Abstract

根据一个实施例，往复锯(100)包括：壳体(102)；柱塞(146)，其至少部分地定位在壳体(102)内，并被构造为相对于壳体沿柱塞轴线(148)往复移动；摆动板组件(138)，其可操作地连接至柱塞(146)和电机(124)；第一导轨(180)，其由壳体(102)支撑，并且沿柱塞轴线(148)纵向延伸；以及球形部件(174)，其与第一导轨(180)接触，该球形部件(174)和第一导轨(180)被构造为能抑制摆动板组件(138)的旋转。

Description

具有线性引导件导轨的往复式工具

本申请要求于2015年12月4日提交的美国临时申请No.62/262,977和2016年2月19日提交的美国临时申请No.62/297,471的优先权，其全部内容均在此通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及动力手持工具，并且更具体地说，涉及往复式动力手持工具。

背景技术

马达驱动的往复式工具(比如小刀锯、较大的往复锯等)通常由具有旋转输出轴的电机驱动。旋转运动被转换为往复移动，用于使锯片等以往复移动方式移动。已经开发了将旋转运动转换成往复移动的各种方法。常见的方法是包含摆动板驱动器。

“摆动板”组件是一种构造，其中轴具有成角度部分，臂通过滚珠轴承组件安装在该成角度部分上。臂可滑动地定位在柱塞组件的一部分内。当轴的成角度部分旋转时，臂将轴的旋转转换为柱塞组件的往复移动。包含摆动板驱动器的往复式工具的一个示例是2011年10月13日公布的美国专利公开No.2011/0247847，其全部内容通过引用并入本文。

当柱塞组件沿轴线移动时，产生大量的动量。当柱塞组件反转方向时，所有这些动量都被工具吸收。因此，包含摆动板驱动器的往复式工具的使用者必须与强力振动装置相抗衡。为了使这种往复式工具更可控，往复式工具(比如'847专利公开中的装置)包含由次级摆动板在与柱塞组件的方向相反的方向上驱动的配重。为了正常工作，封装配重的壳体必须足够大，以允许配重行进而不接触其它部件。因此，虽然结合次级摆动板和配重是有效的，但是这种系统可能庞大且昂贵。

此外，已知装置中的配重由两个杆引导。其中一个杆主要提供引导和对准(消除X和Y旋转自由度)。另一杆辅助用于抗旋转(消除Z旋转自由度)。通过使用两个杆，配衡体仅允许沿X方向滑动。如本文所使用的“X轴线”或“X方向”是指柱塞往复移动的方向。在'847专利公开中公开了这种装置。

引导杆在引导衬套内部滑动，并且由引导衬套支撑在配重内。然而，衬套尺寸和对准存在制造变化，这在滑动机构中引起较高的摩擦，产生额外的非期望的热量累积。热量影响效率，并降低机构的寿命。

需要一种往复式工具，其减少摆动板驱动器的振动，同时减少热量的产生。进一步需要一种往复式工具，其减少不依赖于庞大组件的摆动板驱动器的振动。减少往复式工具中的振动同时降低与减振相关的成本的系统将是进一步有益的。一种减小往复式工具的整体尺寸的系统，使得它在不牺牲性能的情况下便携且使用方便。

发明内容

在一个实施例中，往复锯驱动机构采用摆动臂机构，用于使主轴或柱塞往复移动，其具有用于将刀片固定在其中的夹紧机构。驱动机构采用由驱动主轴的同一摆动驱动的配衡体，并且由一组轨道引导，这一组轨道为配衡体中容纳的球形钢球/硬球提供支撑。这种独特的构造取代了引导杆，并且为机构中的配衡体和摆动板提供了抗旋转。

在一个实施例中，往复锯包括：壳体；柱塞，其至少部分地定位在壳体内，并被构造为沿柱塞轴线相对于壳体往复移动；摆动板组件，其可操作地连接至柱塞和电动机；第一导轨，其由壳体支撑，并且沿柱塞轴线纵向延伸；以及球形部件，其与第一导轨接触，该球形部件和第一导轨被构造为抑制摆动板组件的旋转。

在一个或多个实施例中，球形部件与摆动板组件的抗旋转臂一体形成。

在一个或多个实施例中，球形部件包括第一滚珠轴承，第一导轨固定地附接至壳体的第一侧，第一滚珠轴承与配重接触，并且该配重可操作地连接至摆动板组件的抗旋转臂。

在一个或多个实施例中，第一滚珠轴承具有第一曲率半径，第一导轨具有第二曲率半径的支承表面，并且第二曲率半径大于第一曲率半径。

在一个或多个实施例中，配重和第一导轨被构造为使得第一滚珠轴承可相对于配重和第一导轨纵向移动。

在一个或多个实施例中，往复锯包括与配重和第一导轨接触的第二滚珠轴承。

在一个或多个实施例中，往复锯包括在配重与第一导轨之间延伸的第一销，以及在配重与第一导轨之间延伸的第二销，其中，第一滚珠轴承位于第一销与第二销之间。

在一个或多个实施例中，往复锯包括与配重与第一导轨接触的第二滚珠轴承，以及在配重与第一导轨之间延伸的第三销，其中第二滚珠轴承位于第三销与第二销之间。

在一个或多个实施例中，第一滚珠轴承至少部分地定位在第一子腔室内。

在一个或多个实施例中，往复锯包括第二滚珠轴承，其至少部分地定位在第二子腔室内，并且与配重和第一导轨接触，其中配重和第一导轨被构造为使得第二滚珠轴承可相对于配重和第一导轨纵向移动。

在一个或多个实施例中，第一子腔室和第二子腔室被限定在配重内。

在一个或多个实施例中，第一子腔室和第二子腔室被限定在第一导轨内。

在一个或多个实施例中，往复锯包括：第二导轨，其固定地附接至壳体的第二侧，配重位于壳体的第一侧与壳体的第二侧之间；第二滚珠轴承，其与配重接触并与第一导轨接触；以及第三滚珠轴承，其与配重接触并与第二导轨接触。

在一个或多个实施例中，每个滚珠轴承，从一个至四个或更多，至少部分地定位在配重中的相应接收器内。

在一个或多个实施例中，第一导轨被构造为使得第一滚珠轴承在两个间隔的位置处同时接触第一导轨。

在一个或多个实施例中，第一导轨被构造为使得第一滚珠轴承仅在单个接触点处接触第一导轨。

在一个或多个实施例中，配重和第一导轨被构造为使得第一滚珠轴承和第二滚珠轴承可相对于配重和第一导轨纵向移动，并且配重和第二导轨被构造使得第三滚珠轴承可相对于配重和第二导轨纵向移动。

附图说明

图1示出了根据本公开原理的包括线性引导件的往复式工具的侧视立体图；

图2示出了图1的工具的简化局部侧视立体图，其中壳体被移除且配重围绕柱塞定位；

图3示出了图1的配重的侧视立体图；

图4示出了图1的工具的局部后视平面图，其中后壳体被移除；

图5示出了在一些实施例中包括在图1的装置中的导轨的另一描述实施例的横截面视图；

图6示出了不包括配重的与图1的工具类似的往复式工具的局部后视平面图，其中后壳体被移除；

图7示出了可用于图1的装置中的配重和导轨的另一描述实施例的侧视立体图；

图8示出了可用于图1的装置中的配重和导轨的另一描述实施例的侧视局部分解立体图；

图9示出了可用于图1的装置中的配重和导轨的另一描述实施例的侧视立体图；

图10示出了可用于图1的装置中的配重和导轨的另一描述实施例的侧视立体图；以及

图11示出了可用于图1的装置中的配重和导轨的另一描述实施例的侧视立体图。

具体实施方式

为了促进对本公开原理的理解，现在将参照在附图中示出并在以下书面说明书中描述的实施例。可以理解的是，并不旨在由此限定本公开的范围。可以进一步理解的是，本公开包括对所示实施例的任何改变和修改，并且包括如本公开所属领域的技术人员通常会想到的本公开原理的进一步应用。

图1示出了包括外部的壳体102的往复锯100，该壳体包102括把手部分104、电机部分106和鼻部108。把手部分104包括抓握部112。双速开关114和可变速触发器116从壳体102的把手部分104延伸。把手部分104被构造为可拆卸的接收电池组118，在一些实施例中，电池组118由有线电源代替。

鼻部108的形状被设置为允许使用者在使用往复锯100时抓握往复锯100，并且在一些实施例中鼻部108由橡胶材料制成。脚板组件120位于鼻部108的前方。

电机部分106包括多个通风口122，这些通风口122用于向图2所示的电机124提供冷却空气。用于降低电机124产生的噪音的可选的噪音降低系统(未示出)定位在电机部分106内，以卸放不想要的噪声。电机124可旋转地驱动与齿轮128接合的输出轴126。齿轮128固定地连接至具有偏置部分132的驱动轴130。驱动轴130围绕旋转轴线136旋转。

摆动板组件138可旋转地定位在偏置部分132上。摆动板组件138包括适配臂140，其驱动柱塞组件144往复移动。柱塞组件144的柱塞146被构造为沿柱塞轴线148往复移动。卡盘组件150位于柱塞146的前部。卡盘组件150可释放地保持锯片152(参见图1)。

摆动板组件138还包括配重臂160，该配重臂160可操作地与配重162接合。配重臂160可枢转地容纳在如图3所示的配重162的接收器164内。配重162进一步包括引导接收器166、168、170和172。引导接收器166、168、170和172各自容纳相应的球形部件，在一个实施例中，球形部件是滚珠轴承174、176、178、179(还参见图4)。在一个实施例中，滚珠轴承由钢制成。引导接收器166、168、170和172的尺寸设计为允许相应的滚珠轴承在引导接收器166、168、170和172内滚动。虽然示出的接收器完全延伸穿过配重162，但在一些实施例中，接收器仅仅是尺寸设计为部分地容纳滚珠轴承的凹部。

设置于引导接收器166和168的滚珠轴承容纳在图4所示的导轨180内，而设置于引导接收器170和172的滚珠轴承容纳在导轨182内。导轨180、182位于壳体102的相对侧，并且沿柱塞轴线148纵向延伸。导轨180、182通过紧固件、压力配合、胶合或模压的方式固定到壳体102。优选地，导轨180、182限定平行于柱塞轴线148的导轨纵向轴线(例如，参见图2中的导轨182的导轨纵向轴线183)。导轨180、182的材料优选地比壳体102的材料更硬，以为滚珠轴承提供更好的磨损表面，同时允许减小壳体的重量。

在图1-图4的实施例中，使用四个滚珠轴承174、176、178、179。在另一些实施例中，使用更多或更少的轴承。优选地，当在配重的两侧使用轴承时，使用至少三个轴承，其中至少一个轴承位于一侧，相对侧是其它轴承。例如，一个实施例只包括滚珠轴承174、176和178，其中滚珠轴承178位于一侧，相对侧是滚珠轴承174和176。因此，两个滚珠轴承用作用于引导和对准的主要支撑件(消除X和Y旋转自由度)，并且第三轴承是通过消除Z旋转自由度来抗旋转的辅助支撑件。通过提供三个以上的轴承，可以减小座圈之间的间隙，从而改进振动控制。

因此，图1-图4的装置采用滚珠轴承，这些滚珠轴承174、176、178、179在位于配重162外侧的具有埋头孔特征的引导接收器166、168、170、172内部滚动，并且在附接至壳体102的内壁的V形导轨180、182上滑动/滚动。因此，仅允许配重沿X方向(平行于柱塞轴线148)滑动。滚珠轴承174、176、178、179和导轨180、182允许在制造时改进控制，并且需要相互接触的部位是滚动点而不是滑动点。与已知构造相比，该构造在机构中产生较慢的热量积聚。

虽然图2-图4中示出的实施例在每个滚珠轴承174、176、178、179与每个导轨180、182之间提供了两个接触点。但是在一些实施例中，在每个滚珠轴承与相关导轨之间提供单个接触点。例如，图5示出了往复锯251中的配重250。如图5所示，配重250相应地通过滚珠轴承256和258由纵向延伸的导轨252和254支撑。虽然仅示出了两个滚珠轴承256和258，但是在各种实施例中可以使用三个或更多的滚珠轴承。导轨252和254与导轨180、182的不同之处在于它们是弯曲的，以便形成弧形或球形支承表面。例如，支承表面的曲率半径可以大于滚珠轴承的曲率半径。因此，在滚珠轴承256和258的表面与导轨252和254之间仅形成一个接触点。

在一些实施例中，导轨的弧形支承表面被构造为提供与每个滚珠轴承接触的两个接触点。在一些实施例中，这可以通过提供上弧形支承表面具有的曲率半径不同于下弧形支承表面的曲率半径来实现。在另一些实施例中，上弧形支承表面的曲率半径的原点偏移到下弧形支承表面的曲率半径的原点上方或下方。

在图2-图4的实施例中，线性引导机构与由驱动柱塞的同一摆动板驱动的配重一起使用，但其它构造也是可能的。线性引导机构将配重的移动限定为一个线性方向。配重由此用作摆动的抗旋转元件的一部分。目前现有技术针对摆动的抗旋转的解决方案采用位于摆动中心上方的特征。在图2-图4的实施例中，位于摆动轴的旋转轴线下方的特征提供抗旋转。

具体而言，图4示出了与配重162接触的滚珠轴承174和179，配重162通过配重臂160连接至摆动板组件138。因此，在摆动板组件138的底部处提供抗旋转。

图6示出了类似于往复锯100的往复锯200。往复锯200与往复锯100的不同之处在于，往复锯200不包括配重。往复锯200包括壳体202，该壳体202通过枢转销206可枢转地支撑柱塞组件212。

摆动板组件204可旋转地定位在驱动轴208上。摆动板组件204包括适配臂210，其驱动柱塞组件212往复移动。摆动板组件204进一步包括抗旋转臂214，该抗旋转臂包括一体成型的的球形部件216，该球形部件216可操作地与纵向延伸的导轨218接合。导轨218安装至壳体202，就像导轨180、182接合至壳体102，并且导轨218同样沿平行于柱塞轴线的轴线延伸。在一些实施例中，导轨218由诸如上面讨论的用于形成导轨180、182的材料形成。虽然示出为具有平坦的支承表面，但在一些实施例中，导轨包括弧形支承表面，比如导轨252/254的支承表面。

在诸如图5的其中没有配重的实施例中，球形部件216和导轨218为摆动提供抗旋转。然而，球形部件216和导轨218也可以结合在图1-图4的实施例中。在这类实施例中，球形部件216或摆动板组件的相邻部分和导轨218驱动配重。一体成型的滚珠轴承和引导系统能够减小摩擦。在一个实施例中，球形部件216围绕其整个周缘成弧形。在另一实施例中，球形部件仅在球形部件与导轨218接触的部分是球形的。

图7示出了可用于往复锯100中的配重270。不同于配重162，配重270包括孔272，该孔272可滑动地容纳杆274，杆274被构造为引导和对准(消除X和Y旋转自由度)配重。导轨276和滚珠轴承(未示出)设有配重270。由于引导和对准功能由杆274执行，因此仅提供一个滚珠轴承(未示出)，用于通过消除Z旋转自由度来抗旋转。配重270被构造为允许滚珠轴承(未示出)在由两个销277、279界定的区域内纵向地来回滚动。因此，与图3的实施例中的滚珠轴承(滚珠轴承被束缚在引导接收器166、168、170和172内)相比，这个滚珠轴承相对于导轨276和配重270纵向移动。

图8示出了可用于往复锯100中的配重280。配重280包括用于容纳滚珠轴承284、286的第一接收器282和在相对侧上的用于容纳两个滚珠轴承(未示出)的第二接收器(未示出)。每个接收器包括由任何机械技术形成的公共腔室，并且进一步包括销，或者包括实施例示出的形成于接收器内的用于将腔室分隔或分离成子腔室290和292的分隔件288。在一个实施例中，分隔件288被模制成接收器的一部分。在另一些实施例中，分隔件是通过任何附接技术固定地附接至接收器的内壁的独立部件。一旦形成分隔件288，腔室(例如，腔室290和292)各自容纳滚珠轴承(例如，284、286)，以允许相应的滚珠轴承相对于导轨289和配重280纵向滚动。

图9示出了又一可用于往复锯100中的配重300。配重300包括第一通道302和第二通道304。销306形成在每个通道302、304的两端上，限定公共腔室，从而一旦滚珠轴承被腔室容纳就保持滚珠轴承308、310(通道304中的滚珠轴承未示出)。第三销312用作公共腔室内的分隔件，用于将腔室分隔或分离成子腔室314，每个子腔室314容纳相应的滚珠轴承308、310，以允许相应的滚珠轴承308、310相对于导轨315、317和配重300纵向滚动。

图10示出了可与往复锯100一起使用的配重320。在这个实施例中，导轨322、324各自包括分隔件326，用于使容纳在公共腔室内的滚珠轴承328彼此分离，但又允许相应的滚珠轴承在腔室内纵向滚动。

在图11中，在每个导轨342、344的端部上形成两个销340，以使滚珠轴承346保持容纳在配重352(其可用于往复锯100中)的通道348、350内。第三销354用作分隔件，并且也形成在导轨342、344上，用于将滚珠轴承346在被容纳于公共腔室内时彼此分离，但又允许相应的滚珠轴承346在腔室内纵向滚动。

尽管已经在附图和前面的描述中详细示出和描述了本公开，但这些在本质上应该视为说明性的而非限制性的。可以理解的是，仅呈现了优选实施例，并且希望在本公开的精神范围内的所有变化、修改和进一步应用都受到保护。另外，本领域普通技术人员应该认识到，根据本公开的原理，各种实施例的特征可以与其他实施例的特征相结合。

Claims (20)

1.一种往复锯，包括：

壳体；

柱塞，其至少部分地定位在所述壳体内，并被构造为沿柱塞轴线相对于所述壳体往复移动；

摆动板组件，其可操作地连接至所述柱塞和电机；

第一导轨，其由所述壳体支撑，并沿所述柱塞轴线纵向延伸；以及

球形部件，其与所述第一导轨接触，所述球形部件和所述第一导轨被构造为能抑制所述摆动板组件的旋转。

2.根据权利要求1所述的往复锯，其中：所述球形部件与所述摆动板组件的抗旋转臂一体成型。

3.根据权利要求1所述的往复锯，其中：所述球形部件包括第一滚珠轴承；所述第一导轨固定地附接至所述壳体的第一侧；所述第一滚珠轴承与配重接触；并且所述配重可操作地连接至所述摆动板组件的抗旋转臂。

4.根据权利要求3所述的往复锯，其中：所述第一滚珠轴承具有第一曲率半径；所述第一导轨具有第二曲率半径的支承表面；并且所述第二曲率半径大于所述第一曲率半径。

5.根据权利要求3所述的往复锯，其中，所述配重和所述第一导轨被构造为使得所述第一滚珠轴承能够相对于所述配重和所述第一导轨纵向移动。

6.根据权利要求5所述的往复锯，进一步包括：第二滚珠轴承，其与所述配重和所述第一导轨接触。

7.根据权利要求5所述的往复锯，进一步包括：第一销，其在所述配重与所述第一导轨之间延伸；以及第二销，其在所述配重与所述第一导轨之间延伸，其中，所述第一滚珠轴承位于所述第一销与所述第二销之间。

8.根据权利要求7所述的往复锯，进一步包括：第二滚珠轴承，其与所述配重和所述第一导轨接触；以及第三销，其在所述配重与所述第一导轨之间延伸，其中，所述第二滚珠轴承位于所述第三销与所述第二销之间。

9.根据权利要求5所述的往复锯，其中，所述第一滚珠轴承至少部分地定位在第一子腔室内。

10.根据权利要求9所述的往复锯，进一步包括：第二滚珠轴承，其至少部分地定位在第二子腔室内，并且与所述配重和所述第一导轨接触，其中，所述配重和所述第一导轨被构造为使得所述第二滚珠轴承能够相对于所述配重和所述第一导轨纵向移动。

11.根据权利要求10所述的往复锯，其中，所述第一子腔室和所述第二子腔室限定在所述配重内。

12.根据权利要求10所述的往复锯，其中，所述第一子腔室和所述第二子腔室限定在所述第一导轨内。

13.根据权利要求3所述的往复锯，进一步包括：第二导轨，其固定地附接至所述壳体的第二侧，所述配重位于所述壳体的第一侧与所述壳体的第二侧之间；第二滚珠轴承，其与所述配重接触并与所述第一导轨接触；以及第三滚珠轴承，其与所述配重接触并与所述第二导轨接触。

14.根据权利要求13所述的往复锯，其中，所述第一滚珠轴承、所述第二滚珠轴承以及所述第三滚珠轴承中的每个至少部分地定位在所述配重中的相应接收器内。

15.根据权利要求14所述的往复锯，其中，所述第一导轨被构造为使得所述第一滚珠轴承在两个间隔的位置处同时接触所述第一导轨。

16.根据权利要求14所述的往复锯，其中，所述第一导轨被构造为使得所述第一滚珠轴承仅在单个接触点处接触所述第一导轨。

17.根据权利要求13所述的往复锯，其中：所述配重和所述第一导轨被构造为使得所述第一滚珠轴承和所述第二滚珠轴承能够相对于所述配重和所述第一导轨纵向移动；并且所述配重和所述第二导轨被构造为使得所述第三滚珠轴承能够相对于所述配重和所述第二导轨纵向移动。

18.根据权利要求17所述的往复锯，进一步包括：第一销，其在所述配重与所述第一导轨之间延伸；第二销，其在所述配重与所述第一导轨之间延伸；以及第三销，其在所述配重与所述第一导轨之间延伸，其中，所述第一滚珠轴承位于所述第一销与所述第二销之间，并且所述第二滚珠轴承位于所述第二销与所述第三销之间。

19.根据权利要求17所述的往复锯，其中：所述第一滚珠轴承至少部分地位于限定在所述第一导轨中的第一子腔室内；并且所述第二滚珠轴承至少部分地位于限定在所述第一导轨中的第二子腔室内。

20.根据权利要求17所述的往复锯，其中：所述第一滚珠轴承至少部分地位于限定所述配重中的第一子腔室内；并且所述第二滚珠轴承至少部分地位于限定在所述配重中的第二子腔室内。