往复锯的制作方法

1.本实用新型涉及电动工具，且更具体地涉及往复锯。


背景技术：

2.电动工具包括不同类型的驱动机构以执行工作。具有往复式驱动机构的电动工具通常包括配重以平衡往复运动期间由输出元件(例如锯片)所产生的力。


技术实现要素：

3.在第一方面，本实用新型提供了一种往复锯，包括：壳体；位于壳体内的壳体，壳体包括可绕壳体轴线旋转的小齿轮；以及位于壳体内并联接到壳体的驱动机构，驱动机构包括与小齿轮啮合并由马达旋转的从动齿轮，由马达驱动以相对于壳体往复运动的输出轴，输出轴被配置为将工具元件支撑成邻近壳体的前部，联接到从动齿轮以与从动齿轮一起绕旋转轴线旋转的第一配重，以及与第一配重间隔开并与从动齿轮一体形成的第二配重，其中，第一配重和第二配重由马达驱动以沿一路径相对于壳体旋转。
4.可选地，当第一配重和第二配重移动通过路径的后半部分时，第一配重和第二配重大体沿向上的方向移动，并且当第一配重和第二配重移动通过路径的前半部分时，第一配重和第二配重大体沿向下的方向移动。
5.可选地，驱动机构还包括连杆，连杆在其第一端处绕枢转轴线可枢转地联接到第一配重，并且第一配重的质心偏离参考平面，参考平面与旋转轴线和枢转轴线相交并将旋转轴线和枢转轴线包含在其中。
6.可选地，第一配重包括相位角，其在参考平面和作用线之间延伸，作用线与第一配重的质心和第一配重的旋转轴线相交。
7.可选地，相位角为21度。
8.可选地，驱动机构被配置为在小于23秒的时间段内切断两英寸的等级 40管。
9.可选地，输出轴沿心轴轴线往复运动，并且心轴轴线与马达轴线同轴。
10.可选地，往复锯的操作在沿与心轴轴线共线的x轴线延伸的第一方向上和沿与心轴轴线正交的y轴线延伸的第二方向上产生振动。
11.可选地，驱动机构被配置为以9m/s2或更小的x轴线振动同时保持至少 5m/s2的y轴线振动来切断2英寸的等级40管。
12.可选地，x轴线振动为7.5m/s2或更小。
13.可选地，第一配重包括第一质量部分，第二配重包括在平行于第一配重的旋转轴线的方向上偏离第一质量部分的第二质量部分，并且第二质量部分沿路径与第一质量部分旋转对齐并且与第一质量部分同相。
14.在第二方面，本实用新型提供了一种往复锯，包括：壳体；位于壳体内的壳体，壳体包括可绕壳体轴线旋转的小齿轮；以及位于壳体内并联接到壳体的驱动机构，驱动机构包括与小齿轮啮合并由马达旋转的从动齿轮，由马达驱动以相对于壳体往复运动的输出轴，
输出轴被配置为将工具元件支撑成邻近壳体的前部，联接到从动齿轮以与从动齿轮一起绕旋转轴线旋转的第一配重，在其第一端处绕枢转轴线可枢转地联接到第一配重的连杆，以及与第一配重间隔开并与从动齿轮一体形成的第二配重，其中，第一配重和第二配重由马达驱动以沿一路径相对于壳体旋转，其中，第一配重的质心偏离参考平面，参考平面与旋转轴线和枢转轴线相交并将旋转轴线和枢转轴线包含在其中。
15.可选地，第一配重包括相位角，其在参考平面和作用线之间延伸，作用线与第一配重的质心和第一配重的旋转轴线相交。
16.可选地，相位角为21度。
17.可选地，当输出轴处于伸出位置时，第一配重的质心被定位成接近沿路径的最后位置。
18.可选地，当第一配重和第二配重移动通过路径的后半部分时，第一配重和第二配重大体沿向上的方向移动，并且当第一配重和第二配重移动通过路径的前半部分时，第一配重和第二配重大体沿向下的方向移动。
19.可选地，输出轴沿心轴轴线往复运动，并且心轴轴线与马达轴线同轴。
20.可选地，驱动机构还包括连杆，其在其第一端处绕枢转轴线可枢转地联接到第一配重。
21.在第三方面，本实用新型提供了一种往复锯，包括：壳体；位于壳体内的壳体，壳体包括可绕壳体轴线旋转的小齿轮；以及位于壳体内并联接到壳体的驱动机构，驱动机构包括与小齿轮啮合并由马达旋转的从动齿轮，由马达驱动以沿与马达轴线同轴的心轴轴线相对于壳体往复运动的输出轴，输出轴被配置为将工具元件支撑成邻近壳体的前部，沿主轴线延伸并联接到从动齿轮以与从动齿轮一起绕旋转轴线旋转的第一配重，在其第一端处绕枢转轴线可枢转地连接到第一配重的连杆，以及与第一配重隔开并与从动齿轮一体形成的第二配重，其中，第一配重和第二配重由马达驱动以沿一路径相对于壳体旋转，其中，第一配重的质心偏离参考平面，参考平面与旋转轴线和枢转轴线相交并将旋转轴线和枢转轴线包含在其中，其中，往复锯的操作在沿与心轴轴线共线的x轴线延伸的第一方向上和沿与心轴轴线正交的y轴线延伸的第二方向上产生振动，并且其中，驱动机构被配置为在小于23秒的时间段内以9m/s2或更小的x轴线振动同时保持至少5m/s2的y轴线振动来切断 2英寸的等级40管。
22.可选地，第一配重包括相位角，其在参考平面和作用线之间延伸，作用线与第一配重的质心和第一配重的旋转轴线相交。
23.通过考虑以下详细描述和附图，本实用新型的其他特征和方面将变得显而易见。
附图说明
24.图1是体现本实用新型的往复锯的透视图。
25.图2是图1的往复锯的侧视图，其中壳体的一部分被移除。
26.图3是图1往复锯的顶视图，其中壳体的一部分被移除。
27.图4是图1往复锯的驱动机构的一部分的透视图。
28.图5是图1往复锯的第一配重的前透视图。
29.图6是图2往复锯的一部分的放大剖视图。
30.图7是示出驱动机构沿图2所示的x轴线、y轴线和z轴线振动的曲线图。
具体实施方式
31.在详细解释本实用新型的任何实施方式之前，应当理解，本实用新型的应用不限于在以下描述中阐述或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本实用新型能够具有其他实施方式，并且能够以不同的方式实践或实施。此外，应当理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的而不应被视为是限制性的。
32.图1至图3示出了往复锯10，其包括壳体14，位于壳体14内的马达18 以及联接到马达18并位于壳体14内的驱动机构22。如图1所示，壳体14 由沿平面25(图3)连接的两个蛤壳式半部24a、24b组成。在所示的实施方式中，蛤壳式半部24a、24b通过螺纹紧固件(例如螺钉)固定在一起，但也可替代地使用其他合适的联接装置固定在一起。图2示出了往复锯10，其中一个蛤壳式半部24a被移除以示出锯10的内部部件(例如，马达18、驱动机构22等)。
33.参考图1，壳体14包括后部26、前部30和电池支撑部34。壳体14还限定了延伸穿过后部26和前部30的纵向轴线38(图2)。后部26包括d形把手42并且前部30包括手柄46。d形把手42和手柄46被配置为在往复锯 10的操作期间被用户抓握。致动器或触发器50由后部26支撑在d形把手 42附近。触发器50可由用户致动以选择性地为马达18供电。在所示的实施方式中，触发器50位于纵向轴线38上方并且纵向轴线38大体将壳体14分成上部和下部。滑动支座(shoe)从壳体14的前部30延伸并与壳体14的前部30枢转地连接。滑动支座(未示出)绕枢转轴线枢转并且便于将往复锯10与待切割的工件对齐。
34.电池支撑部分34形成在壳体14的后部26并在d形把手42的下方。在所示的实施方式中，当往复锯10如图2所示的观察时，电池支撑部分34位于壳体14的纵向轴线38的下方。在其他实施方式中，电池支撑部分34可位于壳体14的其他地方。电池支撑部分34被配置为接收电池组54(例如， 18伏锂离子电动工具电池组)(图1)并将电池组54电连接到马达18。在其他实施方式中，电池组54可具有不同的电压和/或化学成分。在又一些实施方式中，往复锯10可包括电源线，以使得马达18由交流电源(例如，壁装插座、便携式发电机等)供电。
35.如图2所示，马达18位于壳体14内在后部26和前部30之间。马达18 还通过触发器50电连接到电池组54(或其他合适的电源)并且包括马达轴 58和输出齿轮或小齿轮62。马达轴58限定马达18的中心轴线或马达轴线 70。在所示的实施方式中，马达18的马达轴线70大体与壳体14的纵向轴线38对齐或同轴。当通电时，马达18使马达轴58和小齿轮62绕轴线70 旋转以驱动驱动机构22。
36.如图2和图3所示，驱动机构22至少部分地位于壳体14的前部30内在马达18和滑动支座之间。所示的驱动机构22是曲柄滑块机构，其包括从动齿轮74、连杆78和输出轴82。从动齿轮74与马达18的小齿轮62啮合并且限定了齿轮74绕其旋转的中心轴线86。在所示的实施方式中，中心轴线86垂直于壳体14的纵向轴线38并且在壳体14的相对侧之间延伸。更具体地，中心轴线86垂直于平面25(图3)，其中壳体14的蛤壳式半部24a、 24b沿该平面25连接。因此，从动齿轮74在壳体14内垂直定向。参考图6，锯10还包括一个或多个围绕轴82的圆柱形套筒88。具体地，套筒88位于衬套组件92内，该衬套组件92又被支撑在壳体14内。
37.壳体14的纵向轴线38和马达18的马达轴线70延伸穿过齿轮74的中心(即穿过中心轴线86)以将齿轮74分成第一部分或上部90和第二部分或下部94。在所示的实施方式中，从
动齿轮74的上部90与输出轴82和触发器50位于纵向轴线38的同一侧，而从动齿轮74的下部94与电池支撑部分 34位于纵向轴线38的同一侧。在其他实施方式中，输出轴82可位于纵向轴线38的相对侧，以使得从动齿轮74的下部94与输出轴82位于纵向轴线38 的同一侧。应当理解，什么构成从动齿轮74的上部90和下部94在驱动机构22的操作期间由于齿轮74旋转而改变。术语“上”和“下”只是说明性术语，其用于帮助描述在任何给定时间由齿轮74的部分占据的轴线38、70 上方和下方的空间体积。作为“上部”或“下部”的齿轮74的实际部分在任何特定时间点与在另一个时间点不同。
38.连杆78或驱动臂包括通过曲柄销98联接到从动齿轮74的第一端和通过枢转销102联接到输出轴82的第二端。曲柄销98偏离从动齿轮74的中心轴线86，以使得当齿轮74旋转时，曲柄销98绕中心轴线86移动。随着连杆78的第一端与从动齿轮74一起移动，连杆78的第二端以往复运动推动和拉动输出轴82。曲柄销98允许连杆78相对于从动齿轮74垂直地枢转，而枢转销102允许连杆78相对于输出轴82垂直地枢转。
39.输出轴82或主轴在壳体14的前部30内大体沿心轴轴线106往复运动。在所示的实施方式中，心轴轴线106大体平行于壳体14的纵向轴线38并位于壳体14的纵向轴线38的上方。马达18的旋转运动由此通过从动齿轮74 和连杆78转换成输出轴82的线性往复运动。
40.马达轴线70和心轴轴线106一起限定了平面。从动齿轮74在壳体14 内垂直地定向，其中齿轮74绕垂直于由马达轴线70和心轴轴线106限定的平面的轴线(即，中心轴线86)旋转。在所示的实施方式中，由马达轴线 70和心轴轴线106限定的平面与蛤壳式半部24a、24b沿其联接在一起的平面25(图3)相同。在其他实施方式中，马达轴线70和心轴轴线106中的一个或两个可从平面25偏离但仍然平行于平面25。
41.继续参考图2，锯片夹110联接到输出轴82的与连杆78相对的一端。锯片夹110接收锯片或其他工具元件并将其固定到输出轴82上，以便与输出轴82一起往复运动。输出轴82支撑锯片，以使得在往复锯10的操作期间：当输出轴82被连杆78从伸出位置拉到缩回位置时，驱动机构22使锯片通过切割行程，而当输出轴82被连杆78从缩回位置推动到伸出位置时，驱动机构22使锯片通过返回行程。
42.参考图4，所示的驱动机构22还包括第一配重114和第二配重116。第一配重114和第二配重116有助于平衡在往复运动期间由输出轴82和销102 产生的力。在所示的实施方式中，第一配重114和第二配重116是单独的元件，但也可替代地一体形成为单件。更具体地，第二配重116和从动齿轮74 一体形成为单件，并且第一配重114和第二配重116沿轴线86彼此间隔开。在替代实施方式中，第二配重116和从动齿轮74可以是不同的部件。
43.所示的第一配重114包括毂或连接部分118和质量部分122。连接部分 118通过曲柄销98可枢转地联接到连杆78。第一引导销126也从连接部分 118延伸并且由衬套128可旋转地支撑在壳体14内。第一引导销126(图3 至图4)将第一配重114支撑在壳体14内并限定第一配重114的旋转轴线 130。在所示的实施方式中，第一配重114的旋转轴线130和从动齿轮74(即，第二配重116)的中心轴线86同轴，以使得第一配重114和从动齿轮74(以及第二配重116)绕同一轴线旋转。与从动齿轮74类似，第一配重114因此也在壳体14内垂直地定向。在所示的实施方式中，旋转轴线130与马达轴线70相交并垂直于马达轴线70。
44.第一配重114的质量部分122从连接部分118延伸并且包括第一配重 114的大部分质量。更具体地，第一配重114的质量部分122从连接部分118 沿径向向外的方向延伸。在所
示的实施方式中，质量部分122具有大体半圆形的形状以匹配从动齿轮74的圆形形状和轮廓。即，第一配重114的形状和尺寸使其位于由从动齿轮74限定的垂直覆盖区域内。这种布置减少了在壳体14内容纳配重114所需的空间量。在其他实施方式中，质量部分122 可具有其他合适的形状或构造。
45.第二配重116还包括连接部分120和质量部分124。如图3至图4所示，第二配重116的毂或连接部分120与从动齿轮74一体形成。连接部分120 通过曲柄销98可枢转地联接到连杆78。第二引导销132也从连接部分120 延伸并由轴承142可旋转地支撑在壳体14内。第二引导销132沿第一配重 114的旋转轴线130和从动齿轮74的中心轴线86将第二配重116和从动齿轮74支撑在壳体14内。
46.第二配重116的质量部分124从连接部分120沿径向向外方向延伸。第二配重116的质量部分124在平行于第一配重114的旋转轴线130的方向上偏离第一配重114的质量部分122。第二配重116的质量部分124具有大体半圆形的形状并且与从动齿轮74的圆形形状和轮廓相匹配。具体地，第二配重116的质量部分124位于由从动齿轮74限定的垂直覆盖区域内，并且使第一配重114和第二配重116对齐。这种布置减少了在壳体14内容纳第二配重116所需的空间量。在其他实施方式中，第二配重116的质量部分124 可具有其他合适的形状或构造。
47.继续参考图2和图4，曲柄销98使第一配重114和从动齿轮74对齐，使得第一质量部分122和第二质量部分124大体对齐。因此，质量部分122、 124在与输出轴82的运动相反的方向上的运动倾向于平衡锯片在前后方向上往复运动期间产生的力。
48.当从动齿轮74旋转并驱动曲柄销98时，质量部分122、124沿与输出轴82大体相反的方向移动，以平衡输出轴82和附接的锯片的惯性力。具体地，当输出轴82处于伸出位置时，质量部分122、124处于第一位置(例如，相对地靠近马达18并且相对地远离输出轴82)，如图2所示。当输出轴82 处于缩回位置时，质量部分122、124旋转到第二位置(例如，相对地靠近输出轴82并且相对地远离马达18)。此外，如图5所示，第一配重114限定了参考平面134，参考平面134与配重114的旋转轴线130和曲柄销98的枢转轴线136(图2至图3)相交并将配重114的旋转轴线130和曲柄销98的枢转轴线136包含在其中。第一配重114包括相位角a(图5)，其在参考平面134和与配重114的质心140和第一配重114的旋转轴线130相交的作用线138之间延伸。在所示的实施方式中，相位角a为21度。相位角a的大小使得当输出轴82处于其最前(即，伸出)位置时第一配重114的质心140 非常靠近其沿着圆形路径p(图2)的最后位置。此外，当输出轴82处于其最前位置时，第一配重114的质心140与纵向轴线38相交。
49.在所示的实施方式中，配重114、116在第一位置和第二位置之间绕旋转轴线130沿顺时针方向(当如图2所示的观察往复锯10时)沿路径p旋转。即，在输出轴82的切割行程期间，配重114、116的质量部分122、124 大体在壳体14的纵向轴线38上方行进以从第一位置移动到第二位置。第二配重116的质量部分124沿路径p与第一配重114的质量部分122旋转对齐并同相。相反，在输出轴82的返回行程期间，配重114、116的质量部分122、 124大体在壳体14的纵向轴线38下方行进以从第二位置移动到第一位置。换句话说，当配重114、116的质量部分122、124在返回行程结束和切割行程开始时移动通过路径p的后半部分(即，更靠近壳体14的后部26的路径 p的一半)，质量部分122、124大体沿向上的方向(如图2所示)并
朝向心轴轴线106移动。当配重114、116的质量部分122、124在切割结束和返回行程开始时移动通过路径p的前半部分(即，更靠近壳体14的前部30的路径p的一半)，质量部分122、124大体沿向下方向(如图2所示)移动并远离心轴轴线106移动。第一配重114和第二配重116的这种移动导致在切割行程开始时锯10的前部倾向于移动到工件中(在图2中向下)。
50.在所示的实施方式中，驱动机构的各种部件(例如，输出轴82、曲柄销 98等)的质量减小。因此，第一配重114的质量可以减少并分布到第二配重 116中，如上所述，同时还允许增加输出轴82的行程长度。在所示的实施方式中，输出轴82的行程为1.25英寸，与具有类似尺寸但具有与驱动齿轮一体形成的单个配重的现有技术往复锯相比增加了10％。
51.由于第一配重114通过曲柄销98联接到从动齿轮74，因此第一配重114 和第二配重116一起旋转通过路径p。如上所述，从动齿轮74的术语“上部”和“下部”指的是在驱动机构22的操作期间由齿轮74的部分所占据的空间体积。
52.与第一配重114和第二配重116沿相反方向(例如，如图2所示的观察往复锯10时逆时针方向)的旋转相比，第一配重114和从动齿轮74的布置增加了往复锯10的切割性能。具体地，配重114、116的质量部分122、124 倾向于在非切割行程期间沿切割方向移动锯10，这有助于在下一个切割行程开始时将往复锯10和锯片驱动到工件中。相反，如果配重114、116沿相反方向旋转，则往复锯10和锯片在下一个切割行程开始时可能倾向于远离工件。通过沿顺时针方向r旋转配重114、116，用户可更容易地开始对工件进行切割并显着减少切断工件所需的时间。在所示的实施方式中，锯10可在少于23秒的时间内切断两英寸的等级40(schedule 40)管。在一些实施方式中，锯10可在21.9秒内切断两英寸的等级40管。此外，通过使配重114、 116沿顺时针方向r旋转，与使配重114、116沿相反方向(即逆时针方向) 相比，缩短了切断一块2"x12"木材或其他木材所需的时间。
53.在锯10的操作过程中，由往复锯10产生的振动会在水平方向和垂直方向上波动。参考图2，水平方向是沿x轴线144延伸的方向。x轴线144沿心轴轴线106延伸并与心轴轴线106共线。垂直方向是沿y轴线148延伸的方向。y轴线148大体垂直于心轴轴线106或从动齿轮74和配重114、116 的旋转轴线86、130。此外，振动可能在沿z轴线152(图3)延伸的方向上波动。z轴线152被定位成与x轴线144和y轴线148两者大体正交，并沿从动齿轮74和配重114、116的旋转轴线86、130延伸并与从动齿轮74和配重114、116的旋转轴线86、130共线。锯10的速度滞后于它的加速度。因此，在返回行程结束时和切割行程开始时，在顺时针旋转的锯10中的配重114、116的速度是向下的。这种向下的速度导致力，该力驱动锯10且更具体地锯片进入工件以开始切割工件。由于驱动机构22的质量减小和行程长度增加，在垂直方向上产生的振动可以被最大化并且在水平方向上的振动 (这是最容易被锯10的操作者感知的)可以被最小化。在如图7所示的一个实施方式中，在空载测试期间(即，没有连接锯片)，确定锯10的振动幅度在垂直方向(即，沿y轴线)约为6.5m/s2，而锯10的振动幅度在水平方向(即，沿x轴线)上小于8m/s2，并且在一些实施方式中约为7.5m/s2或更小。在其他实施方式中，锯10的振动幅度在垂直方向(即，沿y轴线)上约为5.75m/s2，而锯10的振动幅度在水平方向(即沿x轴线)上小于9m/s2。如上所述，x轴线的振动更容易被锯10的操作者感知，并且y轴线振动具有一些附带的好处(例如，在切割行程期间将锯片插入工件)。因此，期望的是，最小化x轴线的振动同时不减弱(或在一些实施方式中增加)y轴线的振动，这两者都由锯10实现。
54.尽管已经参考某些优选实施方式详细描述了本实用新型，但是在所描述的本实用新型的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变化和修改。
55.在所附权利要求中阐述了本实用新型的多种特征。