电池供电的冲击扳手的制作方法

电池供电的冲击扳手
1.背景
2.本发明总体上涉及冲击扳手，并且更具体地，涉及由电池供电的冲击扳手。
3.冲击扳手是已知的电动工具，其常常用于收紧紧固件，但也可以有其他用途。虽然在冲击扳手中可以使用许多类型的机构，但是该工具通常具有周期性地与砧座(anvil)接合和脱离的锤子。这导致冲击力从锤子传递到砧座，这对于多种目的是有用的。
4.许多冲击扳手以常规方式设计，其中手柄在手枪型构型(pistol-type configuration)中在马达下方延伸。在这些情况下，当冲击扳手是电池供电的时，电池通常位于手柄的底部处。虽然这种设计是常见且有用的，但它最适合于较小的冲击工具。较大的冲击工具可能需要不同的构型，以便充分保持和控制工具。例如，大型冲击工具可以用于高扭矩应用中，诸如收紧和松开重型卡车车轮紧固件。
5.因此，本文公开的发明针对非手枪型冲击扳手的改进特征。
6.概述
7.描述了一种可以用于重型卡车车轮紧固件的冲击扳手。优选地，冲击扳手具有1”输出驱动器。冲击扳手是电池供电的以提供完全的便携性。冲击扳手的主手柄位于输出驱动器和马达的后方。电池可以位于马达和手柄之间。本发明还可以包括以下在书面描述中或附图中描述的任何其他方面及其任何组合。
8.附图的若干视图的简要描述
9.通过结合附图阅读下面的描述，本发明可以被更充分地理解，其中：
10.图1是冲击扳手的部分横截面视图；
11.图2是另一种冲击扳手的侧透视图；
12.图3是另一种冲击扳手的侧视图；
13.图4是图3的冲击扳手的侧透视图；
14.图5是图3的冲击扳手的后透视图；
15.图6是电池的透视图；
16.图7是两件式工具壳体的分解视图；
17.图8是图7的两件式工具壳体的透视图；以及
18.图9是冲击机构和驱动马达的横截面视图。
19.详细描述
20.现在参考附图并且具体参考图1，示出了冲击工具10的横截面。冲击工具在本领域中是已知的并且部件的特定布置可能从工具到工具而显著变化。因此，为了理解本文的发明，仅需要冲击工具10的部件的一般描述。通常，冲击工具10的部件包括为工具10提供旋转驱动的马达12。马达12的输出轴14可以通过各种齿轮和/或凸轮装置连接到锤子16。在图1中示出的实施方案中，锤子16被弹簧20朝向砧座18向前偏置。在操作期间，锤子16响应于马达12的驱动扭矩而轴向地来回且旋转地往复运动。
21.锤子16可以具有可与砧座18的驱动构件接合的驱动构件22。在图1中，锤子16的驱动构件22是朝向砧座18轴向地延伸的一个或更多个前突起22，并且砧座18的驱动构件是径
向地延伸的翼部(图1中未示出，因为它们在纸内和纸外延伸)，在翼部之间具有圆周空间24，用于在该圆周空间内配合锤子16的突起22。当马达12驱动锤子16时，锤子16的突起22周期性地与砧座18的翼部接合和脱离。这导致冲击扭矩被施加到砧座18，使得当驱动构件22处于接合时，锤子16旋转地驱动砧座18，并且在脱离期间，锤子16相对于砧座18旋转。砧座18延伸出工具壳体26的前部，以提供输出驱动器28，该输出驱动器28可以连接到插座(socket)，以接合待收紧或松开的紧固件。应当理解，所示出和所描述的冲击机构仅仅是可以使用的一种类型的冲击机构，并且也可以使用不同类型的冲击机构，诸如摆动配重机构(swinging weight mechanisms)、莫勒机构(maurer mechanisms)、摇摆狗机构(rocking dog mechanisms)、滑雪跳跃机构(ski-jump mechanisms)和销式机构(pin-style mechanisms)。
22.尽管本文描述的发明可以用于各种冲击工具和电动工具，但是所描述的布置特别适合于1”冲击扳手10，该冲击扳手10通常用于收紧和松开重型卡车车轮紧固件。工具10的一个理想特征是工具10的横截面轮廓应该窄，而工具10的长度可以相对长。这种布置的原因是，在连接到紧固件时，工具10可能需要深入到达轮舱(wheel well)中以到达紧固件，并且可能没有足够大的径向间隙来将工具10配合在轮舱中。考虑到到达轮舱内的紧固件可能需要的深入到达，可能期望输出驱动器28延伸超过工具壳体26的端部至少5”或更多。
23.传统的手枪型冲击扳手不是用于重型卡车车轮紧固件的优选类型的工具。相反，优选主手柄30位于输出驱动器28的后方。这允许使用者直接相对于输出驱动器28推动和拉动工具10，而不会在它们之间产生旋转移动或扭矩。由于主手柄30还包括触发开关32来打开和关闭马达12，这意味着触发开关32将通常位于马达12的底部上方和输出驱动器28的底部上方。主手柄30还优选地通过顶部支撑件34a和底部支撑件34b附接到工具壳体26，使得形成手指开口36，该手指开口36完全由主手柄30、顶部支撑件34a和底部支撑件34b以及工具壳体26围绕(circumscribe)。因此，使用者可以通过手指开口36插入他的手指，以将他的手缠绕在主手柄30周围，并且用他的一根手指在手指开口36的内侧接合触发开关32。
24.在本文描述的工具10中，马达12优选以与工具10本身相同的轴向方向被定向。也就是说，马达12和输出驱动器28的中心轴线以相同的方向延伸并且因此彼此平行。因此，与延伸出工具10的前部的输出驱动器28的旋转轴线一样，马达12的输出轴14也朝向工具10的前部和后部定向。在最优选的布置中，工具10的输出驱动器28和马达12的输出轴14彼此同轴。
25.优选地，冲击扳手10包括一个或更多个电池38，以给马达12供电。因此，与用于重型卡车车轮紧固件的许多1”冲击扳手不同，工具10不需要连接到电力延长线或气动软管以获得功率。因此，工具10是完全便携式的。为了实现工具10的期望形状(即，横截面窄且轴向长)，电池38优选位于输出驱动器28和主手柄30之间。因此，输出驱动器28、马达12、电池38和主手柄30在工具10的前部和后部之间对齐。结果，电池38和主手柄30位于马达12和输出驱动器28的后方。如图1中示出的，电池基座(battery dock)40最优选地处于马达12的定子42和主手柄30之间。
26.如图2和图4中示出的，这种布置的优点是，马达12和手柄30之间的电池38可以被挤到更靠近工具10的中心，以最小化电池在工具上的圆周尺寸。也就是说，马达12的定子42需要相当大的圆周空间。因此，如果手柄30紧邻地位于马达12的后方，则电池38可以可替代
地安装在马达12的定子42的外部。然而，这将导致电池38定位得非常宽，并且将是不期望的。相反，在优选实施方案中，如图7-图8中示出的，工具壳体26具有马达开口44，定子42被包围在该马达开口44内。开口44界定定子42的外部圆周。为了最小化工具10的宽度，电池基座40可以位于工具10的横向侧(lateral side)上，横向地处于马达开口44的外部边界内。因此，如图4中示出的，电池38的外表面不需要明显延伸超过定子42周围的工具壳体26的外表面。
27.如图2和图6中示出的，电池基座40具有电连接器46，该电连接器46与电池38上的对应的电连接器48接合。电池基座40还具有导轨50，电池38的导轨52滑入该导轨50中以将电池38连接到电池基座40。如图6中示出的，电池38具有释放按钮54，以使在电池38的导轨52完全插入电池基座40的导轨50中时将电池38锁定到电池基座40的锁解开。电池38还在按钮54之间具有电量水平显示器56，当电池38连接到电池基座40时，该电量水平显示器56暴露于工具10的顶部处并面向内(图4)。从前面的描述中可以理解，通过将电池38从工具10的顶部向下滑入导轨50中，直到电池38的导轨52碰到电池基座40的导轨50的底部(此时锁将电池38和工具10锁定在一起)，从而将电池38连接到工具10。
28.如图4中示出的，工具10优选地在工具10的相对的横向侧上具有两个电池38。如图5中示出的，可能优选的是，两个电池基座40相对于彼此以一定角度定向。因此，两个基座40的电池基座40的导轨52可以以v形58定向，其中导轨52的顶部比导轨52的底部彼此间隔得更远。
29.如图4-图5中示出的，还可能期望的是，工具壳体26具有邻近电池38的一个或更多个保护表面60以在使用期间保护电池38。也就是说，导轨50、52和电连接器46、48的连接可能未被设计成承受在工具10的使用期间施加到电池38的相当大的力。因此，邻近电池38的至少向外延伸到电池38的外表面的保护表面60可以用于防止电池38在工具10的使用期间接触各种物体并且防止损坏电池38、导轨50、52或电连接器46、48。最优选地，保护表面60向外延伸超过电池38的外表面。如图4中示出的，至少两个保护表面60也可以沿着两侧的一部分设置，使得保护表面60部分地围绕电池38。具体地，可能期望保护表面60沿着电池38的底部并沿着电池38的前侧延伸。
30.保护表面38可以特别用作用于工具10的搁置表面(rest surface)60。也就是说，尽管工具10在图3-图4中被示出为以直立位置搁置，但是对于使用者来说，将工具10替代地侧着放下可能并不罕见。特别注意的是，辅助手柄62可围绕工具10的圆周可旋转地调节。因此，使用者通常可以将辅助手柄62沿着工具10的一个侧面定向成90
°
。在这个定向上，使用者将工具10侧着放下可能更常见。在这种情况下，保护表面60可以用作搁置表面60，以在电池38不接触支撑表面的情况下将工具10搁下。还可能期望沿着工具10的前部提供第二搁置表面64，使得工具10可以侧着搁置在第一搁置表面60和第二搁置表面64两者上。如图4中示出的，如果需要，第二搁置表面64可以是一个或更多个搁置表面64，类似于第一搁置表面60。如所示出的，第一搁置表面60和第二搁置表面64都是平坦的，并且一起形成搁置表面60、64，工具10的横向侧可以搁置在该搁置表面60、64上，而电池38不接触支撑表面。优选地，第一搁置表面60和第二搁置表面64彼此共面。为了沿着工具10的长度提供平衡的支撑，第一搁置表面60优选地位于工具10的后半部上并且第二搁置表面64优选地位于工具10的前半部上。
31.如图7-图8中示出的，可能期望工具壳体10的后部部分66(其形成主手柄30、用于电池基座40的开口以及马达开口44)是由塑料制成的两件式壳体66a、66b。由于冲击机构经受很大的力和振动，所以可能优选的是，锤子16和砧座18被包围在工具10的前部处的金属锤壳68内，该金属锤壳68用单个金属壳68完全围绕冲击机构。
32.如图4和图9中示出的，还可能期望邻近马达12提供可调节功率调节器70以用于调节马达12的功率输出。如所示出的，功率调节器70可以位于工具壳体26上、工具10的顶部上，该处对于使用者是可接近的。在工具壳体26的两件式塑料部分66内部，马达驱动电路板72可以位于定子42的后方。为了将功率调节器70的设定传送到马达驱动电路板72，电路板72设置有直接安装在其上的一个或更多个霍尔效应传感器74。功率调节器70还设置有安装在调节器70中的一个或更多个磁体76。霍尔效应传感器74然后可以感测磁体76的位置，以便确定功率调节器70的调节位置，并且所确定的位置然后可以被电路板72直接用于控制马达12。
33.虽然已经描述了本发明的优选实施方案，但是应当理解，本发明不限于此，并且可以在不脱离本文的发明的情况下作出修改。虽然本文描述的每种实施方案可以仅指某些特征，并且可以不具体指相对于其他实施方案描述的每个特征，但是应该认识到，除非另有描述，否则本文描述的特征是可互换的，即使没有提及特定特征。还应该理解，以上描述的优点不一定是本发明的仅有优点，并且不一定预期所有描述的优点都将通过本发明的每种实施方案来实现。本发明的范围由所附权利要求书限定，并且在权利要求书的含义内的所有装置和方法，无论是字面上的还是等同的，都意图包含在其中。