CN1406722A - 具有一带有自生成电源的光源的电马达旋转动力工具 - Google Patents

Abstract

一种具有光源的旋转动力工具，包括：一壳体；一设置在该壳体中的电马达；一与该马达接合并适于由该马达旋转驱动的细长主轴；一连接在所述主轴端部并从该壳体的前端延伸以便保持工具附件的可旋转保持组件；适于由该主轴旋转以便产生磁场的至少一磁体；一连接到该壳体的前端的通常为管状的套筒；通常在该套筒的内表面和外表面之间从该套筒的前端伸出的至少一发光二极管；在该套筒的内表面和外表面之间靠近该磁体至少部分嵌入该套筒以便从该磁场产生电流的感应线圈；嵌入并通过该套筒以便将电流从该感应线圈供应到该发光二极管的电导体。

Description

具有一带有自生成电源的光源的电马达旋转动力工具

技术领域

本发明总体上涉及旋转动力工具，尤其涉及具有一带有自生成电源的光源的电马达动力工具。

背景技术

通常已知多种手持多用途旋转工具。这些工具通常包括一细长主轴和一用于在高速下旋转该主轴电马达。一保持器固定在该主轴的一端上并适于容纳不同附件以便例如剥削、砂磨、磨削、钻削、切削和磨尖。

该旋转工具经常使用在不能得到充分照明的场合下。因此，该工具的使用者必须在照明不良的情况下工作，特别是当该工作需要精确和注意细节时，可妨碍他或她满意地完成工作。采用例如灯或手电筒的附加光源照明可以是不方便和/或与该工作相干涉。

可以将一光源直接结合在该旋转工具上并将其连接到同一电源上，该工具的马达由该电源供电。这基本上需要重新构造该工具以便容纳附加的光源电路，从而增加工具制造成本。对于装备有长和柔性伸长附件的旋转工具，将一光源制在工具中没有帮助，这是由于来自工具的光线未必照明在工作执行的区域。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供一种改进的具有内装光源的旋转动力工具。

本发明的另一目的在于提供一种改进的具有光源的旋转动力工具，该光源带有与该工具的电源分开的电源。

本发明的再一目的在于提供这样一种改进的具有一带有电源的光源的旋转动力工具，当一磁体由该动力工具旋转时，该电源从该磁体产生电流。

本发明的又一目的在于提供这样一种改进的具有光源的旋转动力工具，该光源结合在一伸长附件的端部。

本发明的又再一目的在于提供这样一种改进的具有光源的旋转动力工具，该光源接受来自连接在该工具的伸长附件的端部上的磁体上产生的电流的电源。

附图说明

其他目的和优点将通过结合附图阅读以下详细说明变得清楚，其中：

图1是本发明旋转动力工具的透视图；

图2是由图1所示旋转动力工具中的线2-2指示区域的截面图；

图3是本发明光源的电路图；

图4是本发明的带有伸长附件的旋转动力工具的透视图；

图5是由图4所示旋转动力工具中的线5-5指示区域的截面图；

图6是本发明光源附件的选择实施例的侧视图；

图7是图6光源附件的前视图；

图8是图6光源附件的侧视图，其中为清楚起见除去多个部件；

图9是用于产生磁通的磁体选择实施例的平面图；

图10是图9所示磁体的侧视图；

图11是图6所示光源附件电路图图示；以及

图12是产生在图6的光源附件中的电流的波形。

具体实施方式

本发明针对一种适于容纳和保持许多不同的用于例如剥削、砂磨、磨削、钻削、切削和磨尖的工具附件的多用途旋转动力工具。该旋转工具包括位于该工具前部附近的内装光源。该光源的电源独立于该旋转工具本身电源，并由于设置在该工具内的磁体电感耦合的线圈产生。该磁体靠近该静止线圈(本领域还已知为扼流器或感应器)与该旋转工具内的主轴一起旋转。当该磁体旋转时，该磁体力线通过该线圈，并在该线圈中产生电流。只要该光源连接到该线圈上，电流流到例如发光二极管(LED)的光源。

广义上说，本发明针对一种带有光源的旋转动力工具，并包括一壳体、设置在该壳体中的电马达和与该马达接合并适于由该马达旋转驱动的细长主轴。一可旋转保持组件连接到该主轴的端部并从该壳体的前端延伸以便保持一工具附件。至少一磁体适于由该主轴旋转以便产生一磁场，一通常为管状的套筒连接到该壳体的前端。至少一发光二极管通常在该套筒的内和外表面之间从该套筒的前端伸出。一感应线圈还至少部分嵌入该套筒内和外表面之间并靠近用于从该磁场产生电流的磁体定位。电导体同样嵌入并通过该套筒以便将来自感应线圈的电流供应到该发光二极管。

本发明还针对一种用于电马达旋转动力工具的光源设备，该动力工具具有旋转工具保持器组件并装备用来容纳一附件。该光源设备包括一构造成并适于可拆卸地固定到该旋转工具保持器组件上的磁体，一构造成并适于可拆卸地连接到构造成容纳该附件的该动力工具的一部分上的通常为管状的套筒。一电流产生装置在该套筒的内和外表面之间至少部分地嵌入该套筒，并当该套筒连接到该动力工具时靠近该磁体定位以便当该动力工具操作时通过由该磁体产生的磁场产生电流。照明装置从该套筒的前端伸出并当供应以来自电流产生装置的电流时适于照明。在该内和外表面之间通过该套筒的电导体将电流从该电流产生装置供应到该照明装置。

转向图1，本发明的旋转动力工具总体标号为10并包括一壳体12、一光源附件14、一工具保持器组件16和一工具附件18。一对发光二极管(LED)20包含在光源附件14中以便照明工具附件18附近的区域。如图所示旋转工具10由电源线22供以交流(AC)电。然而，其可以由电池操作。图1所示的工具附件18只是一个示例，可采用许多已知的工具附件将其代替。

转向图2，旋转工具10还包括一用于围绕其纵向轴线旋转轴或主轴26的电马达24(AC或电池供电)。该工具附件保持器组件16包括一中空、通常为圆柱形的底部28，该底部在主轴26与马达24相对的端部上滑动以便将该附件保持器组件固定地安装在该主轴上。一螺纹头部30从底部28延伸。一夹头32插入头部30的中空部，并且一夹头螺母36旋在头部30上以便将夹头32牢固地抓握住以传统已知方式插入该夹头的工具附件18。

壳体12的前端34制成螺纹以便容纳构造成并适于与旋转动力工具10一起使用的不同附件，例如刳刨附件，切削附件、磨尖附件和延伸附件。按照本发明的一个实施例，光源附件14同样构造成并适于旋在壳体12的前端34处的附件螺纹38上。

光源附件14包括一大致管状的套筒39，该套筒具有内周表面40和外周表面41。内周表面40制成螺纹以便协作地容纳壳体12的制有螺纹的前端34。两个LED 20中的每个嵌入套筒39的内周和外周表面40、41之间，并从套筒39的前端向工具附件18(图1所示)伸出以便照明所要工作的区域。LED 20连接到一对线导体42上，该导体同样连接到一线圈或感应线圈43上以便形成一完整电路。线导体42和感应线圈43设置在套筒39的厚度内并通常是从前到后。换言之，LED20、感应线圈43和该线导体通常嵌入套筒39的内和外表面40、41之间以便形成一单一整体件，因此简化了动力工具10的使用。

带有至少两极的环形磁体44固定在靠近感应线圈43的工具附件保持器组件16的底部28上，并当旋转工具10操作时与底部28和主轴26同步旋转。本领域技术人员将明白除了环件之外，磁体44可以是沿底部28的直径连接的一个或多个单个磁体。

在该优选实施例中，套筒39由一容易模制的、非导电塑料或类似材料制成，LED 20是Infineon Technologies Hyper-Bright LED。然而可采用其他例如超亮白LED和白炽灯泡的光源。此外，光源附件14可包括只有一个LED 20，或多于两个。优选的感应线圈42是SiemensB82144-A2107-J。然而，可采用许多其他类似的感应线圈。

图3描述本发明光源附件14的电路图表示。在操作中，当环形磁体44围绕主轴26的纵向轴线顺时针或逆时针方向旋转时，电流在线圈43中产生并供应到LED 20中。当LED如箭头46所示正向偏置时电流使得LED 20照亮每半周。图3中，环形磁体44表示为具有四个极。然而应该明白根据每种不同应用的最终结构中所需的性能，环形磁体44具有两个或多个极。

现转向图4，动力工具10表示为具有一伸长附件48连接到壳体12的前端34上。伸长附件48使得使用者到达工具10本身不容易接近的位置。伸长附件48内包含有一连接部分50、一伸长部分52和一机头部分54。柔性轴56(图5所示)同心通过并沿着伸长附件48的长度。伸长附件48在连接部分50处连接工具10，该连接部分构造成并适于旋在壳体12中的附件螺纹38上(如图2清楚所示)。当伸长附件48连接到工具10时，柔性轴56将动力工具10(图2所示)内的主轴26的旋转传送到机头部分54的前端58处的附件保持器组件60。

参考图5，示出了机头部分54，并包括附件保持器组件60和与附件保持器组件16构造类似的光源附件62和如图2所示的光源附件14。附件保持器组件60构造成并适于连接在柔性轴56上，光源附件62构造并适于旋在形成在机头部分54的前端66的螺纹部分64上。光源附件62包括(类似于上述光源附件14)一旋在内表面68上以便协作地旋在机头部分54的螺纹部分64上的通常为管状的套筒67。一对LED 69从靠近附件保持器组件60的套筒67伸出，并至少部分地嵌入套筒67的内表面68和外表面70之间。每个LED 69电连接到形成在套筒67的内和外表面之间的感应线圈71上。当光源附件62连接到螺纹部分64上，感应线圈71变得靠近磁体72定位，该磁体固定在附件保持器组件60的底部74上。

类似于相对LED 20给出的描述，当旋转工具10操作并该旋转工具内的主轴26的旋转传送到柔性轴56从而旋转环形磁体72时，LED69发光。旋转中的环形磁体72在线圈71中产生电流，该电流供应到LED69中。此布置使得LED 69的光线集中在附件保持器组件60的前部区域上，即最需要光线的区域。

现转向图6～8，并按照本发明的另一实施例，用于伸长附件48的光源附件76包括一构造成并适于旋在形成在机头部分54的前端66的螺纹部分64上的通常为管状的套筒78(如图7清楚所示)。一对LED 80从靠近附件保持器组件60的套筒78伸出，并平行于感应线圈82连接，该感应线圈同样至少部分地嵌入靠近该附件保持器组件的套筒78内。连接LED 80和感应线圈的线也嵌入套筒78内。在如上述光源附件14和16中，LED 80、感应线圈82和将其连接的线至少部分地嵌入一容易模制的塑料类型材料中以便于动力工具10或伸长附件48的制造和使用。

为在感应线圈82中产生电流，环形磁体84在附件保持器组件60的底部86上滑动，该组件位于机头部分54的前端58的外部并由防松螺母88固定，该螺母旋在该附件保持器组件的螺纹头部90上(如图8清楚所示)。环形磁体84还可以由夹头螺母92(如图6清楚所示)代替防松螺母88固定。此布置使得光源附件76容易由工具使用者结合在已有的伸长附件48上，而不需要在工厂或由机师重新装配伸长附件。

作为上述环形磁体84/防松螺母88的选择，并参考图9和10，通常为环形的磁体96的内开口94构造并构形成相配地连接到螺母100的外六边形上。螺母100的内开口102构造成并适于旋在附件保持器组件60的头部90上，并紧固压靠底部86。螺母100略微延伸超过磁体96的内表面102，以便防止相对脆的磁体与底部86接触。螺母100同样构造成充分延伸超过磁体96的外表面104以便使得工具紧固压靠或松开远离附件保持器组件60的底部86。本领域技术人员将明白螺母100的外表面98可具有除了六边形以外的形状，使得该螺母由适合的工具紧固和松开。

光源附件76同样适于可操作地直接连接到旋转工具10上。在此情况下，套筒78可旋在壳体12内的螺纹38上，并且环形磁体84可在壳体12的前端34外部延伸的底部28的一部分上滑动(如图2清楚所示)。环形磁体84可由防松螺母88或夹头螺母36固定。磁体96/螺母100布置还可适于直接固定在旋转工具10上。磁体96可由螺母100的螺纹内开口102固定在底部28上。当套筒78和环形磁体84(或磁体96)固定在机头部分54或旋转工具本身上时，感应线圈82和环形磁体84相互靠近定位，如图6和7所示。

如图11所示，环形磁体84(或磁体96)最好具有4个极，并因此力线106从N极到S极延伸。当环形磁体84(或磁体96)靠近感应线圈82旋转时，当力线106交替通过该线圈时，在该感应线圈中产生电流。当该极通过感应线圈82时，它们根据靠近的极在该感应线圈中产生正电流或负电流。图10所示的电流波形是此过程的结果。两个LED80连接成使其极性相反，并由于每个LED 80使得电流只在一个方向上流动，它们可交替地开和关。只要开关的频率大于人眼分辨的程度，当工具10操作时每个LED 80好像是恒定的。此频率由磁极的对数和它们通过感应线圈82的频率控制。因此，工具10的旋转速率和因此环形磁体84(或磁体96)控制该频率。

如上所述，应该明白已经表示和描述完毕具有许多特性和优点的改进后的电马达旋转动力工具。其设有照明该工具想要使用的区域的光源。该光源由该工具主轴的旋转所产生的电流供电，并因此不需要接入该工具本身的电源。这简化了该工具内的电路并且不消耗操作动力工具的电池的电源。

在表示和描述本发明的多个实施例的同时，应该明白对于本领域技术人员，其他变型、替换和选择是显而易见的。可在不超出由所附权利要求确定的本发明的精神和范围的情况下进行这些变型、替换和选择。

本发明的多种特性在所附权利要求中阐明。

Claims (33)

1.一种具有光源的旋转动力工具，包括：

一壳体；

一设置在所述壳体中的电马达；

一与所述马达接合并适于由所述马达旋转驱动的细长主轴；

一位于所述主轴端部并从所述壳体的前端延伸以便保持工具附件的可旋转保持组件；

适于由所述主轴旋转以便产生交替磁场的至少一磁体；

一连接到所述壳体的前端并具有内和外表面的通常为管状的套筒；

在所述套筒的所述内表面和所述外表面之间至少部分嵌入所述套筒的前端的光线产生装置；

在所述套筒的所述内表面和所述外表面之间靠近所述磁体至少部分嵌入所述套筒以便从所述磁场产生电流的装置；以及

通过所述套筒的所述内表面和外表面之间以便将所述电流从所述电流产生装置供应到所述照明装置的电导体。

2.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述磁体固定在位于所述壳体内的所述保持组件的一部分上，并适于当所述保持组件由所述主轴旋转时在所述电流产生装置内产生所述电流。

3.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述磁体是大致的环形。

4.如权利要求3所述的动力工具，其特征在于，所述磁体由一螺母固定在所述保持组件上。

5.如权利要求3所述的动力工具，其特征在于，所述磁体由一用于保持所述工具附件的所述可旋转保持组件的夹头螺母固定在所述的保持组件上。

6.如权利要求3所述的动力工具，其特征在于，所述磁体的一内开口相配地连接在一螺母的外表面上，该螺母具有一构造成并适于螺纹固定在所述保持组件上的内表面。

7.如权利要求6所述的动力工具，其特征在于，所述螺母在所述磁体的一轴线方向上延伸超过所述磁体。

8.如权利要求2所述的动力工具，其特征在于，所述磁体具有至少两个磁极。

9.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述电流产生装置是一感应线圈。

10.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述照明装置是至少一发光二极管。

11.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述工具适于接受来自一交流电源的电力以便将电力供应到所述电马达上。

12.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，其还包括一直流电源以便将电力供应到所述电马达上。

13.一种用于电马达旋转动力工具的光源设备，其具有一旋转工具保持器组件并装备成容纳一附件，所述设备包括：

一构造成并适于可拆卸地固定在该可旋转工具保持器组件上的磁体。

一构造成并适于可拆卸地连接在构造成容纳该附件的动力工具的一部分上的通常为管状的套筒，所述套筒具有内和外表面；

通常在所述内表面和所述外表面之间至少部分嵌入所述套筒并当所述套筒连接到该动力工具上时靠近所述磁体定位的电流产生装置，以便当该动力工具操作时在一由所述磁体产生的交替磁场中产生电流；

在所述内表面和所述外表面之间在所述套筒的前端处至少部分嵌入所述套筒并当供应来自所述电流产生装置的所述电流时适于照明的光线产生装置；以及

在所述内表面和所述外表面之间通过所述套筒以便将来自所述电流产生装置的所述电流供应到所述照明装置的电导体。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述电流产生装置定位在所述套筒靠近所述所述磁体的所述前端上。

15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述磁体适于由该工具保持器组件可拆卸地固定并定位在延伸到该动力工具壳体外部的工具保持器组件的一部分上。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述磁体是大致的环形。

17.如权利要求16所述的动力工具，其特征在于，所述磁体由一螺母固定在所述保持组件上。

18.如权利要求16所述的动力工具，其特征在于，所述磁体由一用于保持所述工具附件的所述可旋转保持组件的夹头螺母固定在所述的保持组件上。

19.如权利要求16所述的动力工具，其特征在于，所述磁体的一内开口相配地连接在一螺母的外表面上，该螺母具有一构造成并适于螺纹固定在所述保持组件上的内表面。

20.如权利要求19所述的动力工具，其特征在于，所述螺母在所述磁体的一轴线方向上延伸超过所述磁体。

21.如权利要求16所述的动力工具，其特征在于，所述磁体具有至少两个磁极。

22.如权利要求13所述的动力工具，其特征在于，所述电流产生装置是一感应线圈。

23.如权利要求13所述的动力工具，其特征在于，所述照明装置是至少一发光二极管。

24.一种适于可拆卸地连接一旋转动力工具上并具有一光源和一工具保持器的伸长附件，所述附件包括：

一构造成和适于连接到该旋转动力工具的连接部分；

一从所述连接部分延伸的大致柔性的伸长部分；

一从所述伸长部分延伸的机头部分；

一与所述连接部分、所述延伸部分和所述机头部分同轴布置的柔性轴，该可旋转工具保持器连接到所述机头部分内的所述轴的端部并延伸到所述机头部分的外部以便保持工具；

一适于连接到该工具保持器并由所述轴旋转以便产生一交替磁场的磁体；

一连接到所述机头部分的所述前端上的通常为管状的套筒，所述套筒具有内和外周表面；

在所述内表面和所述外表面之间在所述套筒的前端处至少部分嵌入所述套筒的光线产生装置；

一通常在所述内表面和所述外表面之间至少部分嵌入所述套筒并靠近所述磁体的感应线圈，以便在所述磁场中产生电流；以及

在所述内表面和所述外表面之间通过所述套筒以便将来自所述电流产生装置的所述电流供应到所述照明装置的电导体。

25.如权利要求24所述的动力工具，其特征在于，所述照明装置是至少一发光二极管。

26.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述磁体是大致的环形。

27.如权利要求26所述的动力工具，其特征在于，所述磁体的一内开口相配地连接在一螺母的外表面上，该螺母具有一构造成并适于螺纹固定在所述保持组件上的内表面。

28.如权利要求27所述的动力工具，其特征在于，所述螺母在所述磁体的一轴线方向上延伸超过所述磁体。

29.一种用于伸长附件的光源设备，其适于可拆卸和可操作地连接到一旋转动力上并具有一从该附件的远端延伸的可旋转工具保持器，所述附件包括：

一构造成并适于可拆卸固定到该工具保持器上的磁体；

一构造成并适于可拆卸连接到该附件远端上的通常为管状的套筒，所述套筒具有内和外周表面；

通常在所述内表面和所述外表面之间至少部分嵌入所述套筒并当所述套筒连接到该附件上时靠近所述磁体定位的电流产生装置，以便当该伸长附件操作时在一由所述磁体产生的交替磁场中产生电流；以及

在所述内表面和所述外表面之间在所述套筒的前端处至少部分嵌入所述套筒并当供应来自所述感应线圈的所述电流时适于照明的光线产生装置；以及

在所述内表面和所述外表面之间通过所述套筒以便将来自所述感应线圈的所述电流供应到所述照明装置的电导体。

30.如权利要求29所述的动力工具，其特征在于，所述照明装置是至少一发光二极管。

31.如权利要求29所述的设备，其特征在于，所述磁体是大致的环形。

32.如权利要求31所述的动力工具，其特征在于，所述磁体的一内开口相配地连接在一螺母的外表面上，该螺母具有一构造成并适于螺纹固定在所述保持组件上的内表面。

33.如权利要求32所述的动力工具，其特征在于，所述螺母在所述磁体的一轴线方向上延伸超过所述磁体。

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