專利名稱：往復式鋸的驅動機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及電動手工工具，并且更具體地涉及電動往復 式工具。
背景技術：
電機驅動的往復式工具，比如刀鋸、較大的往復式鋸等，通常 由具有旋轉輸出軸的電動機驅動。旋轉運動必須轉換為往復運動， 以便以往復的方式移動鋸條等。雖然本領域己知很多種將旋轉運動 轉換為往復運動的機構，但是 一 種常見的運動轉換機構己知為擺盤驅動器(wobble plate drive)。擺盤驅動軸通常通過齒輪裝置連接至 電機以降低電機輸出軸的旋轉速度，并且擺盤驅動器使得擺臂在與 鋸條等的運動平行的路徑上往復運動。往復式鋸的鋸條安裝在位于 柱塞一端處的鋸條夾緊機構中，柱塞的另一端工作地連接至擺臂。在一些現有技術的擺盤驅動器中，柱塞具有位于矩形或方形開 口中的矩形或方形橫截面以限制柱塞的扭轉，這種扭轉將不利地影 響附接至驅動器的鋸條的角度定向。雖然這些非圓形橫截面的柱塞 以期望的方式操作，但是相對于更加希望的管狀柱塞構造而言，這 種非圓形橫截面增加了成本。然而，目前擺盤驅動器傾向于將力施 加于傾向于使之旋轉的柱塞上。因此非常希望利用既高效成本又低 的設計來防止這種旋轉。發(fā)明內容公開了往復式驅動裝置的實施例，其包括殼體；可旋轉地安 裝在殼體中的驅動軸；安裝在殼體中用于往復運動的細長柱塞，柱 塞具有構造來與擺盤界面結構相嚙合的后端部和用于附接工具的 前端部；定位在殼體中用于保持前端部的第一襯套，所述保持方式為使得柱塞繞著第一旋轉軸線的旋轉不受限制；定位在殼體中用于容納細長柱塞的后端部的第二襯套，所述容納方式為使得當柱塞在襯套中往復運動時柱塞沿著第二旋轉軸線的旋轉不受限制；工作地 連接至驅動軸并且具有細長臂的擺盤組件，其具有用于嚙合柱塞的 后端部和使柱塞在第一和第二襯套中往復運動的擺盤界面結構。一個可選實施例具有相對彼此偏移的第一和第二旋轉軸。


圖1是本發(fā)明的往復式鋸的一個優(yōu)選實施例的側視圖；圖2是圖1所示擺盤組件的優(yōu)選實施例的側視圖，其中部分被 移除以示出內部構造；圖3是圖2所示實施例的前部的內部構造的放大側視圖；圖4是圖3所示前部的內部構造的透視圖；圖5是圖2所示實施例的前部的內部構造的一部分的端視圖， 部分地以截面示出；圖6是一個可選的優(yōu)選實施例的前部的內部構造的側視圖，部 分地以截面示出并且柱塞處于縮回位置；圖7是該可選的優(yōu)選實施例的前部的內部構造的側視圖，部分 地以截面示出并且柱塞處于伸展位置；和圖8是該可選的優(yōu)選實施例的前部的內部構造的側視圖，部分 地以截面示出并且柱塞處于縮回位置。 具體實施方式
附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例是往復式鋸，其總體尺寸和 形狀類似于目前市售的鋸。本發(fā)明還適合于其它類型的鋸，比如舉 例來說刀鋸，或者具有往復式動作并且由具有旋轉輸出軸的電機所 驅動的其它類型的工具。出讓給與本發(fā)明相同的受讓人、名稱為"ANTI-ROTATION SYSTEM FRO A RECIPROCATING SAW"且于 2004年5月28日申請的序列號為No.10/856,015的專利申請通過 參考具體地結合于此。如圖l和2所示，總體上標識為10的往復式鋸具有外殼體12， 其包括向外擴口的鼻部14，以使得用戶能用一只手把持鼻部同時 用另一只手把持手柄16。觸發(fā)開關18設置于手柄部分中用于接通 驅動工具的電機20。鋸具有位于鼻部14處的底板22并且鋸條24 安裝在鋸條夾緊機構26中，鋸條夾緊機構26安裝在細長柱塞的一 端(總體上用28標識)處，該柱塞可在前和后襯套組件(分別總 體上用30和32標識)中滑動。電機20具有輸出軸34，軸34上 安裝有小齒輪36，并且齒輪36與連接至擺盤組件(總體上用40 標識)的大齒輪38相嚙合，在齒輪38驅動擺盤組件時，擺盤組件 以往復的方式驅動柱塞28。更具體地，擺盤組件40具有總體上用42標識的驅動軸，齒輪 38附接至所述驅動軸。該軸具有支撐于球軸承等中的端部44以及 支撐于安裝在殼體12中的另一球軸承中的相對端部46。應當理解 到，電機20、齒輪36和38以及軸42安裝在該結構中的方式并不 屬于本發(fā)明或其構成部分，并且構造殼體和支撐旋轉部件的方式對 于本領域的一般技術人員來說是公知的。至于擺盤組件40并且參照圖2和4，軸42具有軸42的放大中 心部分48，并且相對于軸42的軸線和球軸承(未示出)以銳角定
向的圓柱形部分50定位為允許細長臂52相對于圓柱形部分50旋 轉。隨著軸42被旋轉，圓柱形部分50的角度定向發(fā)生變化以使得 臂52的外端56以往復的方式運動，即如圖6和7所對比的左和右。 如圖2-5所示，臂52具有從底部朝著外端56向上延伸的大致平狀 側面54，其然后匯聚為尺寸減小且變?yōu)閳A形橫截面的曲線部分。 其然后與第一球型界面58結合，第一球型界面58又與漸變部分 60結合，漸變部分60又與第二球型界面62結合。界面58和62 具有大致球形形式，不過是截頂的，其中每個與相鄰的結構56禾口/ 或60結合。應當理解到，這些球型界面部分無需為嚴格的球形而 是期望地為近似球形形狀以使得在這些界面和柱塞28之間形成點 接觸。參照圖3和5，柱塞28具有與右端大致圓柱形的實心區(qū)段66 結合的管狀部分64，區(qū)段66具有可供鋸條24的柄端插入的豎直 槽(參見圖8)。端部66還具有孔68，鋸條夾緊機構26的銷可安 裝到所述孔68中。柱塞28的相反端處是總體上用70標識的容納 部分，其具有圓柱形延伸部分72,該圓柱形延伸部分72被設計為 尺寸適合于緊密配合在管狀部分64內部并且還優(yōu)選地銅焊 (braised)起來以將這兩個部件緊緊地保持在一起，因為柱塞在操 作期間引起極大的力。容納部分70具有主體部分74,主體部分74具有與細長槽78 結合的圓形開口 76，細長槽78的長度定向在與管狀部分64的軸 線相同的方向，如圖3和5所示。槽78的端部如圖所示在80處向 外擴口以適應于由于細長臂52特別是分別位于開口 76和槽78中 的球型界面58和62所引起的往復運動。如圖3和5所示，第一球 型界面58位于開口 76中，并且界面的外側大致與開口 76的側壁 點接觸。第二球型界面62也處于槽78中，并且如圖5中最佳地示
出，界面62的直徑僅稍小于槽78的寬度并且從而有效地防止了柱 塞28旋轉脫離其豎直的運動平面。由于界面58和62位于相應開口 76和槽78中的優(yōu)選的球形構 造，每個界面都具有接觸的直壁表面，在細長擺臂52的整個運動 期間界面和側壁之間僅有點接觸。這種點接觸具有降低界面和容納 部分70之間磨損以及操作期間所產生的熱較少的優(yōu)點。而且，由 于球界面部分與接觸的豎直臂的曲率，使得不管部件之間的公差和 間隙如何， 一直都僅有點接觸。還優(yōu)選地，將油脂應用于容納部分 70以進一步降低球型界面和容納部分70之間的摩擦。獲得的另一優(yōu)點是，第一球型界面58布置于容納部分70中的 點接觸處于相對于管狀部分64位于該管狀部分內的一豎直高度。 該接觸位置施加往復力以按照希望地將柱塞移動靠近管狀部分64 的中心。容納部分70具有相對于后襯套84呈可滑動關系的球型后端部 82，后襯套84為大致圓柱形形狀并且其內徑86僅稍大于球型后端 部82的外徑。襯套84的底部具有軸向槽88，軸向槽88的尺寸被 設計為允許臂52與襯套84的無接觸運動。球型后端部82的使用 相對于襯套84而言不要求襯套外徑的嚴格公差并且因此降低了組 件32的制造成本。球型后端部82標識為92的中心軸線優(yōu)選地與管狀部分64標 識為94的軸線同心。為了防止沿著柱塞軸的任何旋轉運動，通過 提供第二球型界面62來防止擺盤組件40以及柱塞的旋轉。與槽 78側壁的這種相互作用將防止臂52旋轉脫離其豎直的往復運動平 面并且其還防止柱塞28旋轉。如前所述，柱塞28的后端由襯套組件32可滑動地支撐于后部 中并且前端由前襯套組件30支撐。如圖3和4最佳地示出，前襯套組件30具有總體上用100標識的襯套，其包括與形成于殼體中 的球型腔或座104相嚙合的球型前部102。球型前部102可在工具 的操作期間施加的力的作用之下繞著管狀部分的軸線94自由旋 轉。襯套IOO具有環(huán)形臺肩106、大于管狀部分64的小直徑圓柱形 部分108以及圓柱形前部110。襯套部分102、 106、 108和110中 的每個都具有開口，管狀部分64能穿過所述開口以使得能發(fā)生柱 塞28的往復運動。圓柱形前部110的尺寸被設計為當球型部分102 安座在腔104中時圓柱形前部110易于裝配在殼體中的較大腔112 內。彈簧112緊靠臺肩106和固定板114，固定板114借助于與形 成于殼體中的臺肩118相協作的螺栓116附接至殼體12。優(yōu)選地具 有三個螺栓116，圖3和4中能看到兩個，第三個位于管狀部分64 另一側上與可見的上螺栓116處于相同高度的地方。優(yōu)選地襯套 100與其部件102、 104、 106、 108和110為一體結構，并且由鋼或 其它低摩擦金屬制成。然而，應當理解到，如果希望的話，部件中 的一個或更多可分開制造。彈簧112提供了偏壓力，用于將球型前部102維持為與球型座 104相接觸，但是沒有提供在操作期間防止襯套繞著軸線94旋轉 的力。已經發(fā)現，這種浮動的相互作用允許襯套運動和自身對準， 其方式為降低在工具的操作期間通常施加于其上的力。這種旋轉運 動有助于延長使用壽命并且在操作期間產生的熱減少。操作期間產 生的熱減少還有助于延長工具的使用壽命。優(yōu)選地，油脂填塞在前 襯套組件30所定位的地方。圖6、 7和8示出了一個可選的實施例，其示出的細節(jié)比示'出 優(yōu)選實施例的圖1-5少。這些附圖中示出的可選實施例包括容納部
分70、的修改，其具有稍微不同的構造以容納球型界面58、。圓形開口 76、沒有上槽區(qū)域并且事實上，第二球型界面62、處于臂52'的底 部處，第二球型界面62、處于U形支架122的槽120中。槽的寬度 僅僅稍大于球型界面62、的外徑并且用于維持臂52"在其豎直平面 中的往復運動，其方式類似于優(yōu)選實施例的第二球型界面62。球型端部82、的中心軸線標識為92，管狀部分64的軸線標識 為94。軸線92相對于軸線94在豎直平面中偏移以補償柱塞28、由 于機構的慣性而沿著柱塞系統的軸線旋轉的傾向。為了防止這種沿 著柱塞軸的旋轉運動，球型端部82'相對于管狀部分軸線94偏移， 這有效地限制了柱塞28、旋轉。該實施例的其它部件基本上類似于 該優(yōu)選實施例并且因此沒有給出參考標號。雖然已經示出和描述了本發(fā)明的各個實施例，但是應當理解 到，其它修改、替代和選擇對于本領域的熟練技術人員而言是很明 顯的。這種修改、替代和選擇能在不背離本發(fā)明精神和范圍之下做 出，本發(fā)明的范圍應當由所附權利要求確定。本發(fā)明的各個特點在所附的權利要求中闡述。
權利要求
1.一種往復式驅動裝置，包括殼體；可旋轉地安裝在所述殼體中的驅動軸；安裝在所述殼體中用于往復運動的細長柱塞；所述柱塞具有構造來與擺盤界面結構相嚙合的后端部和用于附接工具的前端部；定位在所述殼體中用于保持所述前端部的第一襯套，其保持方式為使得所述柱塞繞著第一旋轉軸線的旋轉不受限制；定位在所述殼體中用于容納所述細長柱塞的所述后端部的第二襯套，其容納方式為使得當所述柱塞在所述襯套中往復運動時所述柱塞沿著第二旋轉軸線的旋轉不受限制；工作地連接至所述驅動軸并且具有細長臂的擺盤組件，其具有用于嚙合所述柱塞的所述后端部和使所述柱塞在所述第一和第二襯套中往復運動的擺盤界面結構。
2. 如權利要求1所限定的往復式驅動裝置，其中所述第一和 第二旋轉軸線相對彼此偏移。
3. 如權利要求1所限定的往復式驅動裝置，其中所述柱塞在 所述第一襯套中往復運動的前端部具有圓柱形結構，并且所述第 一旋轉軸線是所述圓柱形結構的軸線。
4. 如權利要求1所限定的往復式驅動裝置，其中所述后端部 具有在所述第二襯套中往復運動的大致球形部分，所述第二襯套 為圓柱形形狀并且固定在所述殼體中，所述第二旋轉軸線與所述 圓柱形形狀的第二襯套的軸線共同延伸。
5. 如權利要求3所限定的往復式驅動裝置，其中所述殼體具 有球形腔，所述球形腔包圍所述柱塞的所述前端部所處的開口， 所述第一襯套具有構造為與所述腔相配合并可在其中移動的球形 外表面，所述裝置還包括位于所述殼體中的彈簧，所述彈簧構造 來將所述第一襯套偏壓為與所述腔相接觸，所述第一襯套能對施 加于所述柱塞的所述前端部的力起反應從而在所述腔內移動并實 現自對準。
6. 如權利要求1所限定的往復式驅動裝置，其中所述界面結 構包括彼此同心對準的第一和第二球型界面，所述第一界面引起 所述柱塞的往復運動，所述第二界面防止所述柱塞的旋轉。
7. 如權利要求6所限定的往復式驅動裝置，其中所述第一球 型界面具有比所述第二球型界面大的圓周。
8. 如權利要求7所限定的往復式驅動裝置，其中所述第二界面位于所述擺盤組件的外側上端處臨近所述第一球型界面。
9. 如權利要求8所限定的往復式驅動裝置，其中所述第一球 型界面包括大致球形部分，其在一端處與所述臂結合，在相反端 處與所述第二球型界面結合。
10. 如權利要求6所限定的往復式驅動裝置，其中所述第二 界面位于所述擺盤組件的外側下端處。
全文摘要
公開了往復式驅動裝置的實施例，其包括殼體；可旋轉地安裝在殼體中的驅動軸；安裝在殼體中用于往復運動的細長柱塞，柱塞具有構造來與擺盤界面結構相嚙合的后端部和用于附接工具的前端部；定位在殼體中用于保持前端部的第一襯套，所述保持方式為使得柱塞繞著第一旋轉軸線的旋轉不受限制；定位在殼體中用于容納細長柱塞的后端部的第二襯套，所述容納方式為使得當柱塞在襯套中往復運動時柱塞沿著第二旋轉軸線的旋轉不受限制；工作地連接至驅動軸并且具有細長臂的擺盤組件，其具有用于嚙合柱塞的后端部和使柱塞在第一和第二襯套中往復運動的擺盤界面結構。
文檔編號B23D51/16GK101134252SQ20071014119
公開日2008年3月5日 申請日期2007年8月13日 優(yōu)先權日2006年8月29日
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