CN1616194A - 便携式电动工具 - Google Patents

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Abstract

一种便携式电动工具，例如一种冲击驱动器，其具有一包含马达和减速传动器的电动单元、一把手和一与电池组连接在一起的连接单元。电动单元和电池组在既垂直于电动单元中心轴线又垂直于把手的中心轴线方向上的最大尺寸、以及在平行于电动单元中心轴线方向上的最大尺寸都大于把手在相同方向上的最大尺寸。用于选择马达的操作模式的操作构件和一显示装置都设置在靠近把手的位置上，并离开当电动单元和电池组在各状态下同时与同一平面接触时连接电动单元和电池组的接触部分的线。

Description

便携式电动工具
技术领域
本发明涉及一种便携式(或手持式)电动工具，其可用于紧固螺栓、螺母、螺钉等，可用于在金属件、木件、研钵(mortar)、混凝土等工件上钻孔或用于切割金属件、木件等工件。
背景技术
下面参考图9A和9B来描述传统的便携式电动工具。图9A是传统便携式电动工具的侧视图。如图9A可看出，在传统的便携式电动工具中，在把手7的顶端以这样一种方式设置有一圆柱形电动单元8，即：使得该电动单元8的圆柱形状的中心轴线与把手7的中心轴线按一接近于直角的预定角度相交。电池组(battery pack)6可拆卸地设置在把手7的底端。通常，电动单元8的圆柱形状的直径要大于把手7在垂直于图9A的图纸方向上的宽度。电池组6的宽度同样地宽于把手7。
图9B是示出了电动单元8的后端附近的局部平面图。操作开关的圆形旋钮11’可旋转地设置在电动单元8后端附近的外表面上，借助于该旋钮可从电动工具的多种运作模式中选择出一种运作模式(例如，一种扭矩模式)。或者，在另外一种传统的便携式电动工具中，围绕电动单元8的圆柱形状的中心轴线在该圆柱形电动单元8的前端或后端上可旋转地设置有一环形指状手柄(finger grip)(图中未示出)。
但是，传统的便携式电动工具具有这样一种可能性，即由于操作者大意的操作所述电动工具容易从操作者手中滑落或翻倒。由于如上所述的关于电动工具的形状特征，即电动单元8和电池组6的尺寸都局部地大于把手7的尺寸，所以当电动工具滑落或翻倒时，在电动单元8的后表面或圆柱形状的中心轴线之上的圆柱形外表面的某个部分，或电池组6的侧面或底面的某个部分就可能会撞击到地面或地板上。由于操作开关的旋钮11或环形指状手柄设置在电动单元8的外表面上，所以旋钮11或指状手柄就可能由于电动工具的滑落或翻倒而损坏。
另一方面，例如在日本专利申请7-161340的公开特许公报中所披露的另一种传统便携式电动工具在电池组上具有一显示装置，用以显示电池的电池量。电池组的后端的宽度被缩窄，且将显示装置设置在该缩窄的后端上。因此，当电动工具侧向滑落或翻倒时，显示装置可能不会损坏。但是若电动工具向后滑落或翻倒时，显示装置将会发生损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式电动工具，其中，该电动工具即使滑落或翻倒，用于转换操作模式的操作元件也不会由于和地面或地板的冲击而损坏。
根据本发明的一方面的便携式电动工具包括：一马达；一减速传动器，其用以减小马达驱动轴的旋转速度，并将马达的驱动力传给减速传动器的输出轴；一用于控制马达的驱动的控制电路；一用于封装马达、减速传动器和控制电路的壳体；和一与壳体可拆卸地安装连接在一起的电池组。
该电动工具具有一电动单元，该单元中至少包括马达和减速传动器，一把手和一设置在把手的与电动单元相对的一端上的连接单元，电池组连接在该连接单元上。输出轴的中心轴线与把手的中心轴线按接近于直角的预定角度相交，用户的手指和手掌持握在该把手周围上。
电动单元和电池组在既垂直于输出轴的中心轴线又垂直于把手的中心轴线的方向上的最大尺寸、以及在平行于输出轴的中心轴线方向上的最大尺寸都大于把手在相同方向上的最大尺寸。
至少一个用于选择马达的操作模式的操作构件设置在靠近把手的位置上，并离开当电动单元和电池组在各种状态下同时与同一平面接触时连接电动单元和电池组与平面的接触部分的连接线。
借助于这样一种构造，即使电动工具滑落或翻倒在地面或地板上，操作构件也不会由于和地面或地板的撞击而遭到损坏。因此，该便携式电动工具可以稳定地使用很长时间。而且，不必为了避免由冲击引起损坏而加强操作构件等的机械强度。因此，可以降低便携式电动工具的生产成本。
附图说明
图1是立体图，其示出了根据本发明的一实施例的便携式电动工具的外观和构造；
图2是一截面示意图，其示出了该实施例中便携式电动工具的各元件的排列安装；
图3是一局部截面图，其示出了该实施例中便携式电动工具主要部分的详细构造；
图4是一结构图，其示出了该实施例中便携式电动工具的电路结构；
图5是一侧视图，其示出了便携式电动工具翻倒的一个例子；
图6是一侧视图，其示出了便携式电动工具翻倒的另一个例子；
图7是一正视图，其示出了便携式电动工具翻倒的又一个例子；
图8是一立体图，其示出了根据本发明的一个实施例改进的便携式电动工具的外观和构造；
图9A是一侧视图，其示出了传统便携式电动工具的外观和构造；和
图9B是该传统便携式电动工具的局部平面图。
具体实施方式
参考附图来描述根据本发明的一个实施例的便携式电动工具。
图1中示出了根据该实施例的便携式电动工具(此后将简称为电动工具)10的外观和构造。该便携式电动工具可以是冲击电动工具、电动钻/驱动器等。图2中示出了电动工具10的结构构造。图3中示出了该实施例中电动工具10主要部分的详细构造。
电动工具10包括一马达1；一减速传动器2，其用以减小马达1的驱动轴的旋转速度并将马达1的驱动力传给减速传动器2的输出轴3；一开关电路4；一用以开启或关断马达1的驱动的触发手柄(trigger lever)16；一用以在正方向和反方向之间转换马达1的旋转方向的旋转开关手柄22；一用以控制马达1的驱动的控制电路14；用以选择马达1的操作模式的操作构件11(11a和11b)；一显示装置12；一用以封装上述各构件的壳体5；和一与壳体5可拆卸地安装在一起的电池组6。操作构件11，例如可以是由树脂模制而成的按钮，其可移动地设置在壳体5上。
该电动工具10具有一电动单元8和一把手7。马达1和包括输出轴3的减速传动器2位于壳体5内对应于电动单元8的部分。输出轴3的中心轴线与把手7的中心轴线按接近于直角的预定角度相交，用户的手指和手掌持握在把手7周围上。但是该预定的角度并非必须为直角。电动工具10还具有一连接单元(coupler unit)9，该单元具有一连接结构，电池组6在与电动单元8相反的把手7的底端处与该连接结构相连。一对分离操作构件25设置在电池组6的侧壁上。当用户推动该分离操作构件25时，电池组6可从连接单元9上分离出来。当电池组6被用力推向连接单元9时，该电池组6就会与连接单元9连接在一起。
壳体5对应于电动单元8的部分可以具有一基本上为圆柱形的形状。电动单元8沿垂直于输出轴3的中心周线的方向上的横截面是圆形、椭圆形、圆三角形(round triangular)等。马达1和减速传动器2设置在电动单元8中。开关电路4设置在把手7内。触发手柄16以下述方式可移动地设置在电动单元8和把手7之间的颈部，使得触发手柄16的后端部能相对于把手7的内部移入或移出。同样，旋转开关手柄22以下述方式可移动地设置在电动单元8和把手7之间的颈部，使得正向/反向旋转开关22A(见图4)可转换，用以使马达1的线圈中的电流方向根据旋转开关手柄22的位置发生反向改变。操作构件11、显示装置12和控制电路14设置在壳体5内与连接单元9相应的位置上，如图3所示。
因此，将平行于输出轴3的中心轴线的方向定义为X方向，如图1所示。将既垂直于输出轴3的中心轴线又垂直于连接电动单元8和电池组6的线(该线基本上平行于把手7的中心轴线)的方向定义为Y方向。将既垂直于输出轴3的中心轴线又垂直于把手7的中心轴线的方向定义为Z方向。而且，在X方向，输出轴3的一部分被称为“前(部)”，相反的部分则被成为“后(部)”。在Z方向，电动单元8的一部分被称为“顶(部)”，电池组6的一部分则被称为“底(部)”。
电动单元8在X方向的尺寸(长度)大于(长于)把手7在X方向的的尺寸，且电动单元8在Y方向的尺寸(宽度)大于(宽于)把手7在Y方向的尺寸。换句话说，把手7在X方向和Y方向的轮廓要小于电动单元8在同样方向上的轮廓，且当电动工具10在X-Y平面上投影时，把手7的轮廓位于电动单元8的轮廓之内。
设置在把手7的下端的连接单元9在X和Y方向上的最大尺寸都大于(长于和宽于)把手7在同样方向上的相应尺寸。把手7在X和Y方向上的轮廓小于连接单元9在同样方向上的轮廓，且当电动工具10在X-Y平面上投影时，把手7的轮廓位于连接单元9的轮廓内部。
电池组6在X和Y方向上的最大尺寸(长度和宽度)基本上与连接单元9在相同方向上的相应尺寸相同。因此，电池组6在X和Y方向上的最大尺寸(长度和宽度)都大于(长于和宽于)把手在相同方向上的相应尺寸。把手7在X和Y方向上的轮廓小于电池组6在同样方向上的轮廓，且当电动工具10在X-Y平面上投影时，把手7的轮廓位于电池组6的轮廓内。
在该实施例中，操作构件11和显示装置12设置在下述位置：当电动元件8和电池组6同时和同一平面接触，处于如图5、图6和图7所示的各种状态时，操作构件11和显示装置12设置在靠近把手7的位置，并离开连接电动单元8和电池组6与平面的接触部分的连接线。
如图1至图3所示，操作构件11和显示装置12都设置在连接单元9的突出部分24的上表面上，其相对于把手7向前突出。由于电动单元8和电池组6的轮廓都大于把手7的轮廓，因此当电动工具翻倒时，电动单元8的一部分和电池组6的一部分会同时和同一平面，例如地面或地板接触。因此，把手7与是离开地面或地板的。
图5示出了电动工具10向前翻倒的一个例子。在图5所示的例子中，包括于电动单元8内的输出轴3的下前缘和电池组6的下前缘与地面或地板发生接触。图6示出了电动工具10向后翻倒的另一例子。在图6所示的例子中，电动单元8最突出的后缘，例如其下后缘和电池组6的下后缘与地面或地板发生接触。图7示出了电动工具10侧向翻倒的又一例子。在图7所示的例子中，电动单元8最突出的侧面部分或侧向线和电池组6最突出的侧面部分或侧向线与地面或地板发生接触。在各个例子中，连接单元9的突出部分24的上表面都是离开地面或地板的，操作构件11和显示装置12设置在该上表面上。换句话说，操作构件11和显示装置12是设置在靠近把手7的位置上，并离开当电动单元8和电池组6同时和上述各种状态中的同一平面接触时连接电动单元8和电池组6与平面的接触部分的连接线。借助于这样一种结构，即使电动工具10滑落或翻倒在地面或地板上，操作构件11和显示装置12也不会由于和地面或地板的撞击而遭到损坏。
图4示出了电动工具10的控制单元的框图构造。控制电路14具有一扭矩设定开关11A、一锁紧开关(over-fastening switch)11B、一主处理器13、一冲击传感器17、一扭矩计算器18和一旋转传感器19。主处理器13、冲击传感器17和扭矩计算器18可由例如CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)等常用单元组成。旋转传感器19可以是一设置在马达1的驱动轴上的编码器(encoder)，其用以检测马达1的驱动轴的旋转速度和旋转方向。如图3所示，扭矩设定开关11A和锁紧开关11B安装在控制电路14的印刷电路板上朝向操作构件11(11a和11b)的位置上。
当用户操作(例如，推动)该操作构件11(11a和11b)时，扭矩设定开关11A和锁紧开关11B就被接通。主处理器13计算出扭矩设定开关11A和锁紧开关11B所接通的数量。主处理器13根据扭矩设定开关11A所接通的数量选择出一用以紧固例如螺栓、螺母或螺钉等紧固构件的扭矩。主处理器13根据锁紧开关11B的接通数量来接通或断开锁紧模式。
开关电路4具有一由触发手柄16操纵的主开关20、一开关元件21和一由旋转开关手柄22操纵的正向/反向旋转开关22A。在图4中，附图标记23是指电池组6中的可重复充电的二次电池。
图4所示的例子是冲击电动工具例如一冲击驱动器的控制电路，因为其具有一冲击传感器17。当锁紧开关模式接通时，冲击传感器17就根据例如由旋转传感器19检测出的马达1的旋转速度的变化，来检测出锤子在铁砧上的冲击，该铁砧固定在电动工具10的输出轴3上。在锤子往铁砧上的冲击中，扭矩计算器18利用马达1的驱动轴的旋转角度和减速传动器2的缩减率的来计算出用以紧固紧固构件的扭矩等值。主处理器13根据用户用操作构件11设定的驱动模式，利用计算出的扭矩等值，通过开关电路4来控制马达1的驱动(起动或停止马达的驱动轴的旋转)。
锁紧模式的接通或断开、所选择的操作模式、电池剩余量等都会在显示装置12上显示出来。显示装置12例如可以是一LCD(液晶显示器)装置，其直接安装在控制电路14的印刷电路板上。可用LED照明装置从显示装置12的背面来对其进行照明显示。
图8示出了根据该实施例的电动工具10的一种改进装置。在该装置中，一个带有用作操作构件11的触摸面板的LCD装置被用作显示装置12。借助于这种装置基本上可取得和上述效果相同的效果。
在上述描述中，显示装置12设置在连接单元9的突出部分24上。但是，并非一定需要设置该显示装置。在本发明中，至少一个用于选择马达的操作模式的操作构件设置在靠近把手的位置上，并离开当电动单元和电池组在各种状态下同时与同一平面接触时连接电动单元和电池组与平面的接触部分的连接线。而且，操作构件或显示装置的位置并不局限于上面所描述的和附图中所示的位置。此外，可以采用多个LED和设置在相应LED附近用作显示装置的指示器来代替LCD。
根据本发明，即使电动工具滑落或翻倒在地面或地板上，操作构件也不会由于和地面或地板的撞击而遭到损坏。因此，该便携式电动工具可以稳定地长期使用。而且，不必为了避免由冲击引起损坏而加强操作构件等的机械强度。因此，可以降低便携式电动工具的生产成本。
本申请是在日本专利局于2003年11月11日提交的专利申请2003-381458的基础上提出的，所述申请的内容在此引入作为参考。
虽然本发明是以例子结合附图的方式进行描述的，但是应该理解，其相关的各种变化和改进对本领域的技术人员而言都是显而易见的。因此，除了那些在本发明范围之外的变化或改进以外，其它的那些修改和改进都应落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种便携式电动工具，其包括：一马达；一减速传动器，其用于减小该马达的驱动轴的旋转速度，并用于将该马达的驱动力传递给该减速传动器的输出轴；一用于控制驱动该马达的控制电路；一用于封装该马达、该减速传动器和该控制电路的壳体；和，一与该壳体可拆卸地连接在一起的电池组；其中
该便携式电动工具具有：一电动单元，该电动单元中至少包含该马达和该减速传动器；一把手和一连接单元，该连接单元形成于该把手的、与该电动单元相反的一端上，该电池组与该连接单元连接；
该输出轴的中心轴线与该把手的中心轴线以接近于直角的预定角度相交，用户的手指和手掌持握在该把手周围；
该电动单元和该电池组在既垂直于该输出轴的中心轴线又垂直于该把手的中心轴线的方向上的最大尺寸、以及在平行于该输出轴的中心轴线的方向上的最大尺寸都大于该把手在相同方向上的最大尺寸；且
至少一个用于选择该马达的操作模式的操作构件设置在靠近该把手的位置，并离开当该电动单元和该电池组在各状态下同时与同一平面接触时连接该电动单元和该电池组的接触部分的线。
2、根据权利要求1所述的便携式电动工具，其中该操作构件设置在该壳体的该连接单元的表面上。
3、根据权利要求1所述的便携式电动工具，其中该操作构件设置在除该把手的外表面之外的位置上。
4、根据权利要求1所述的便携式电动工具，其中该操作构件是一可移动地设置在该壳体上的按钮。
5、根据权利要求1所述的便携式电动工具，其中还包括：一显示装置，其设置在靠近该把手的位置，并离开当该电动单元和该电池组在各状态下同时与同一平面接触时连接该电动单元和该电池组的接触部分的线。
6、根据权利要求5所述的便携式电动工具，其中该显示装置是液晶显示器。
7、根据权利要求6所述的便携式电动工具，其中该显示装置具有一用作操作构件的触摸面板。
8、根据权利要求5所述的便携式电动工具，其中该显示装置设置在该壳体的该连接单元的表面上。
9、根据权利要求5所述的便携式电动工具，其中该操作构件和该显示装置设置在该壳体的该连接单元的、从该把手向前突出的部分的表面上。
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