专利名称：锯片及其安装装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用作工具的锯片和锯片的安装装置。
动力工具中的圆锯片通常由与马达连接的转动轴驱动。在许多应用中，转动的切削片有穿过中心的用于接受圆形的驱动轴或心轴的圆孔。这些轴常常有一个较小直径的安装部分，它从驱动轴较粗的主要部分延伸出来而形成一个轴肩。这些锯片一般安放在较小直径的安装部分上，直到它们顶靠到由轴的主驱动部分形成的轴肩。然后，通过在驱动轴主要部分的轴肩和一个螺纹锁紧螺母或一个螺栓之间夹紧锯片，将锯片锁定到轴上，该锁紧螺母拧到小直径安装部分的端部(参见美国专利US-5,477,854和US-5,303,688)，该螺栓拧到轴端部的一个螺纹孔里(参见美国专利5,303,688)。由于夹紧力产生摩擦力，所以锯片随轴一起旋转。
有时，物料会进入夹紧螺栓拧入的孔内。这使螺栓不能足够紧地拧入轴的螺纹孔内。当这发生时，没有足够的夹紧力将转动的切削锯片顶靠到轴肩上，并且因为是沿圆形装配的，锯片会打滑。当锯片相对于轴打滑时，锯片不能切削工件。
为了解决这个问题，可将非圆形的心轴套筒或者非圆形的切削锯片安装件连接到驱动轴上。心轴套筒通常被牢固地安装在驱动轴上，所以它们不旋转。切削锯片配置有一个与心轴的尺寸和形状相同的安装孔，以便穿过心轴定位并被马达驱动轴正向驱动。于是，当使用非圆形的心轴套筒时，切削锯片可能不打滑，因为锯片的孔和心轴套筒的外侧有彼此接触的侧边。
按照现有技术，希望锯片孔与心轴套筒的外侧配合得尽可能紧。因此，锯片孔通常被激光切削或被机加工使其与心轴套筒的外侧匹配，所以心轴套筒将接触锯片孔的整个周面。然而，由于公差和这种制孔方法效能的原因，这种方法是有问题的。
例如，本领域的熟练技术人员可以设计一种使锯片孔平面与心轴套筒的外侧平面接触的装置。然而，由于公差问题，该锯片孔上的平面或心轴套筒上的平面可能不是完全平的或可能不是对正的。因此，假如沿着基本垂直于旋转轴线的许多平行平面剖分锯片并且剖分的宽度是一个点的话，当心轴旋转时，转动力将施加到锯片孔的一个点上，这能引起锯片孔或心轴套筒的剥伤。正象一个扳手不能转动一个剥伤的螺母一样，心轴将不能转动一个剥伤的锯片孔。
按照本发明，使用一种改进的动力工具。该动力工具包括一个马达，一根由马达驱动的心轴，一个安装在心轴上并有转动轴线的锯片，该锯片还有一个孔，与心轴连接并夹紧锯片的第一和第二夹紧件，至少第一夹紧件、第二夹紧件中的一个和心轴有至少部分接触心轴孔周边的驱动表面，该驱动表面与孔的形状不同，驱动表面有一个部段，它在第一位置不接触孔的一部段，当心轴旋转时在第二位置接触孔的这部段的主要长度。
本发明还公开了一种有转动轴线的锯片，这种锯片包括一个主体、一个在主体内形成的用于接受驱动表面的孔，其中驱动表面与孔形状不同，并且驱动表面有一个部段，它在第一位置不接触孔的一部段，当驱动表面旋转时在第二位置接触孔的这部段的主要长度。
本发明还公开了一种用于驱动有转动轴线的锯片的驱动机构，这种锯片还有一个孔，这种驱动机构包括一主体，一在主体上的用于接触孔的周边的驱动表面，并且驱动表面与孔形状不同，驱动表面还有一个部段，它在第一位置不接触孔的一部段，当驱动表面旋转时在第二位置接触孔的这部段的主要长度。
本发明的其他的特征和优点将从附图和下面的详细描述中清楚地看出。
附图展示了按照本发明原理的实际应用的最佳实施例，其中
图1是按照本发明第一实施例的心轴、锯片和安装装置的分解透视图；图2是图1所示安装装置的侧面图；图3是图1所示锯片的部分侧面图；图4是图1所示锯片和安装装置在第一旋转位置的部分侧面图；图5是图1所示锯片和安装装置在第二旋转位置的部分侧面图；图6是按照本发明第二实施例的安装装置的侧面图；图7是按照本发明第二实施例的锯片的部分侧面图；图8是按照本发明的锯片和安装装置的第三实施例的部分侧面图。
现在参照附图描述本发明，其中相同数字表示相同零件。本领域的熟练技术人员会理解，下面的发明可被用于任何使用圆形锯片、砂轮或其它旋转切割刀具的动力工具或手动工具。这些工具包括斜切锯、台锯、圆形锯、钻机等。
参见图1，心轴11由一马达(未出示)驱动围绕该心轴11的纵轴线旋转。该心轴11有一自由端，用于接受切割工具，比如锯片10。锯片10最好由一安装装置，比如锯片夹紧件13，固定在心轴11上，锯片夹紧件13可以与心轴11形成一体或安装在心轴11上。锯片夹紧件13最好在一侧接触锯片10。第二安装装置，比如锯片夹紧件18，可以安装在锯片10的另外一侧。锯片夹紧件13、18最好配合为一个适合连接锯片10与心轴11的共同工作的夹紧组件。最好锯片夹紧件13、18都有一个双D孔，以接受心轴11的双D形的加长部分12。
心轴11的自由端可以有一较小的纵向延伸的螺纹轴17。锯片夹紧件13、18和锯片10夹持在心轴11的轴肩11S和拧在轴17上的螺母17N之间。垫圈19可以安装在螺母17N和与螺母17N最近的锯片夹紧件之间。本领域的熟练技术人员应该理解，锯片10可以被一个拧入心轴11的螺栓固定在适当的位置，象在现有技术中已知的及在美国专利US-5,303,688的图9中出示的那样，因此US-5,303,688作为参考引用。
锯片夹紧件13可以有与轴锁定机构配合的孔13H，正如在本领域中所熟知的那样。
参见图1-3，锯片10有一个锯片孔10H，用于接受至少一个锯片夹紧件和/或心轴11。为了驱动锯片10，心轴11和/或锯片夹紧件13、18有一个至少与锯片孔10H周边的一部分接触的驱动表面15。如图1-2所示，锯片夹紧件13有一个限定驱动表面15的提高表面14。本领域的熟练技术人员应该理解，驱动表面15可以配置在心轴11和/或至少锯片夹紧件13、18之一上。换句话说，在锯片夹紧件13、18上都可以配置驱动表面15。
最好，驱动表面15与锯片孔10H的周边不精确匹配。因此，驱动表面15将不接触锯片孔10H的整个周边。如图2所示，驱动表面15可以有一个半径为R的大致圆形的周边和从大致圆形的周边延伸出的″翼″加长部分。加长部分最好有线性的或平的表面。这些平面的角度可以用几个不同方法测量。例如，可以画两条彼此垂直的虚线将锯片夹紧件13分成四个象限。一条包括一个平面的线条可以延伸直至与一条虚线相交。因此能测量该平面和该虚线之间的夹角。
如图2所示，虚线X和Y已经画出，把锯片夹紧件13分成四个象限AA，BB，CC和DD。最好，象限AA和CC彼此相对X-Y的交点对称。同样，象限BB和DD最好也彼此相对X-Y的交点对称。
如果包括平面151的线条(最好在象限AA和CC内)延伸与线X相交，则在那里形成夹角A。同样，如果包括平面152的线条(最好在象限BB和DD内)延伸与线X相交，则在那里形成夹角C。进而，如果包括平面153、154的线条(最好在象限AA和CC内)延伸与线Y相交，则在那里分别形成夹角D和B。
平面151、152、153、154的长度可以至少约0.5毫米。最好平面151、152、153、154的长度分别大约为12、9、2-3和5-6毫米。最好角度A、B、C和D分别为37°、53°、29°和61°。半径R可以大约为19.9毫米。
如图3所示，锯片孔10H可以有类似于驱动表面15的周边。因此，锯片孔10H可以有半径为R′的大致圆形的周边和从那里延伸出的″翼″加长部分。加长部分最好有线性的或平的表面。这些平面的角度可以用几个不同方法测量。例如，可以画两条彼此垂直的虚线将锯片孔10H分成四个象限。一条包括一个平面的线条可以延伸直至与一条虚线相交。因此能测量该平面和该虚线之间的夹角。
因此如图3所示，虚线X′和Y′已画出，最好用和/或与线X和Y对准地相似的方式把锯片孔10H分成四个象限AA′，BB′，CC′和DD′。最好，象限AA′和CC′彼此相对X′-Y′的交点对称。同样，象限BB′和DD′最好也彼此相对X′-Y′的交点对称。
如果包括平面251的线条(最好在象限AA′和CC′内)延伸与线X′相交，则在那里形成夹角A′。同样，如果包括平面252的线条(最好在象限BB′和CC′内)延伸与线X′相交，则在那里形成夹角C′。更进一步，如果包括平面253、254的线条(最好在象限AA′和CC′内)延伸与线Y′相交，则在那里分别形成夹角D′和B′。
平面251、252、253、254的长度可以至少约0.5毫米。最好平面251，252，253，254的长度分别大约13、9、3、6毫米左右。最好角度A’、B’、C’和D’分别为35°、53°、29°和59°。半径R′可以大约20.0毫米。
本领域的熟练技术人员能够理解，锯片孔10H的平面的某些长度(和半径)比驱动表面15的相应平面的长度(和半径)略大。已经设置了这种差别，所以驱动表面15可以插入锯片孔10H内。
本领域的熟练技术人员还将理解，锯片孔10H的平面的某些角度比驱动表面15的相应平面的角度略小。在接触锯片孔10H之前，这种差别已经被设置，以便允许驱动表面15旋转。
如图4所示，如果锯片10安装在锯片夹紧件13上，一个间隙G形成在表面151和251及表面153和253之间。最好两成对表面间的间隙G是一样的，以便保证表面151、153分别与相应表面251，253同时接触。间隙G由这些表面的角度差产生。这个角度差可以约大于0.05°，即允许驱动表面15在封闭间隙G，和/或表面151、153分别与相应表面251、253接触，之前旋转0.05°。最好该角度差大约2°，即允许驱动表面15在封闭间隙G，和/或表面151、153分别与相应表面251、253接触，之前旋转2°。
如图5所示，当锯片夹紧件13(即驱动表面15)旋转时，表面151/251和153/253彼此在主要长度上对准和接触。最好，该主要长度大于约0.5毫米。本领域的熟练技术人员会理解，最好接触长度达到最大，以便使锯片孔10H和/或驱动表面15的剥伤减到最小。
本领域的熟练技术人员会理解，锯片孔10H和驱动表面15最好相对于任何大体垂直于旋转轴线的轴线不对称，因此锯片10仅仅可以安装使用于一个旋转方向。换句话说，一个用户不能把锯片10从心轴11上卸下，将其绕一根垂直于旋转轴线的轴线旋转180°后再安装到心轴11上。
本发明的第二实施例图示在图6-7中，图中相同数字标出相同零件。如图6所示，锯片夹紧件13有一个限定驱动表面15′的提高表面14。不象上述的驱动表面15那样，驱动表面15′最好有一个多边形的周边，没有任何曲线。同样，锯片10有一个具有多边形周边的没有任何曲线的锯片孔10H′。
此外，最好驱动表面15′和锯片孔10H′不精确匹配，以便允许驱动表面15′在接触锯片孔10H′之前旋转。如图7所示，这是通过给锯片孔10H′设置不同平面获得，比如设置表面251′，该表面相对于线X-Y的角度比驱动表面15′的相应角度小。正如上述所解释的，这样的不重合产生一个间隙G′，该间隙G′允许驱动表面15′在接触锯片孔10H′之前旋转。
锯片孔10H′的另一特征是，周边的设计使锯片10不能不正确地安装在圆的心轴上。正如本领域熟知的，任何锯片都可以安装在圆的心轴上，只要该心轴(或安装在心轴上的圆的套筒)与锯片孔至少在三个不同点接触。如图7所示，一个假想的心轴IC已经画在锯片孔10H′内。该假想的心轴IC有一中心HC。通过设计锯片孔可以使中心HC与锯片10的中心HB偏心，那就是说，不与锯片10的中心HB重合，锯片10的任何旋转运动会产生明显的不平衡情形，导致不希望产生的切割。这样的设计不鼓励用户将锯片10安装在圆的心轴上。
本领域的熟练技术人员还会理解，锯片孔10H′和驱动表面15′最好相对于任何大体垂直于旋转轴线的轴线不对称，因此锯片10仅仅可以安装使用于一个旋转方向。换句话说，一个用户不能把锯片10从心轴11上卸下，将其绕一根垂直于旋转轴线的轴线旋转180°后再安装到心轴11上。
本领域的熟练技术人员还应该理解，基于上述两个实施例的讨论，假定锯片是沿着大致垂直于旋转轴线的平行平面分割的，每个平面大约一个点宽，这样假定是为了简化本发明的描述。实际上，最好达到最大表面接触面积，就是说，锯片孔表面和驱动表面之间的接触面积最大。通过使表面接触面积最大，锯片孔或驱动表面上的压力降低，因此减少剥伤。
本领域的熟练技术人员可以找到这里公开的这种装置的其它替换物。例如接触锯片孔上平面的驱动平面可以用接触锯片孔上曲面的驱动曲面代替。换句话说，本领域的熟练技术人员将理解，通过上述实施例获得的功能可以同样用其它不同形状的锯片孔或驱动表面获得，由此具有不同美学的外形，图8就是例证。然而，所有这些增加物和/或变型都被认为是本发明的等同物。
权利要求
1.一种动力工具包括一个马达；一根由马达驱动的心轴；一安装在心轴上并有旋转轴线的锯片，该锯片还有一个孔；与心轴连接并夹紧锯片的第一和第二夹紧件；至少第一和第二夹紧件中的一个和心轴有一驱动表面，用于接触至少该孔周边的一部分，该驱动表面有与孔形状不同的形状，驱动表面有一个部段，它在第一位置不接触孔的一部段，当心轴旋转时在第二位置接触孔的这部段的主要长度。
2.如权利要求1的动力工具，其中孔有相对大致垂直于旋转轴线的轴线不对称的周边。
3.如权利要求1的动力工具，其中孔周边有一个平面部分。
4.如权利要求3的动力工具，其中驱动表面有一个平面部段，它在第一位置与孔的平面部段不平行，当心轴旋转时在第二位置接触孔的平面部段的一段长度。
5.如权利要求1的动力工具，其中驱动表面相对于一根大致垂直于旋转轴线的轴线不对称。
6.如权利要求1的动力工具，其中孔的形状没有曲线。
7.如权利要求1的动力工具，其中第一夹紧件与心轴是一体的。
8.如权利要求1的动力工具，其中孔可使心轴通过。
9.如权利要求1的动力工具，其中一个三点接触孔的圆有一条与旋转轴线偏心的轴线。
10.如权利要求1的动力工具，其中主要长度约等于或大于0.5毫米。
11.一种有转动轴线的锯片包括一个主体；一个形成在主体内部用于接受一个驱动表面的孔；其中，驱动表面与孔形状不同，并且驱动表面有一个部段，它在第一位置不接触孔的一部段，当驱动表面旋转时，在第二位置接触孔的这部段的主要长度。
12.如权利要求11的锯片，其中孔有一个相对于一根大致垂直于旋转轴线的轴线不对称的周边。
13.如权利要求11的锯片，其中孔周边有一个平面部段。
14.如权利要求13的锯片，其中驱动表面有一个平面部段，它在第一位置与孔的平面部段不平行，当驱动表面旋转时在第二位置接触孔的平面部段的一段长度。
15.如权利要求11的锯片，其中驱动表面相对于一根大致垂直于旋转轴线的轴线不对称。
16.如权利要求11的锯片，其中孔的形状没有曲线。
17.如权利要求11的锯片，其中一个三点接触孔的圆有一条与旋转轴线偏心的轴线。
18.如权利要求11的锯片，其中主要长度约等于或大于0.5毫米。
19.一种用于驱动有转动轴线的锯片的驱动机构，该锯片还有一个孔，这种驱动机构包括一个主体；一在所述主体上用于接触孔的周边的驱动表面，其与孔形状不同，驱动表面还有一个部段，它在第一位置不接触孔的一部段，当驱动表面旋转时在第二位置接触孔的这部段的主要长度。
20.如权利要求19的驱动机构，其中孔有相对于一根大致垂直于旋转轴线的轴线不对称的周边。
21.如权利要求19的驱动机构，其中孔周边有一个平面部段。
22.如权利要求21的驱动机构，其中驱动表面有一个平面部段，它在第一位置与孔的平面部段不平行，当心轴旋转时在第二位置接触该孔的平面部段的一段长度。
23.如权利要求19的驱动机构，其中驱动表面相对于一根大致垂直于旋转轴线的轴线不对称。
24.如权利要求19的驱动机构，其中孔的形状没有曲线。
25.如权利要求19的驱动机构，其中主体由一个马达驱动。
26.如权利要求19的驱动机构，其中一个三点接触孔的圆有一条与旋转轴线偏心的轴线。
27.如权利要求19的驱动机构，其中主要长度约等于或大于0.5毫米。
28.一个动力工具包括一个马达；一根由马达驱动的心轴；一安装在心轴上并有一个旋转轴线的锯片，该锯片还有一个孔；一个适合将所述锯片与所述心轴连接的共同工作的夹紧件，所述夹紧件有一个适合与锯片孔至少一部分配合的驱动表面，其中驱动表面与锯片孔形状不同。
29.如权利要求28的动力工具，其中驱动表面在所述锯片孔的内部，在一不接触所述锯片孔的所述部分的不接合位置，和一接触所述锯片孔的所述部分以驱动所述锯片的接合位置之间是部分可转动的。
30.如权利要求29的动力工具，其中驱动表面在所述不接合和接合位置之间至少可转动约0.05°。
31.如权利要求29的动力工具，其中驱动表面在所述不接合和接合位置之间至少可转动约2°。
32.一个动力工具包括一个马达；一根由马达驱动的心轴；一安装在心轴上并有一个旋转轴线的锯片，该锯片还有一个孔；一个适合将所述锯片与所述心轴连接的共同工作的夹紧件，所述夹紧件有一个适合与锯片孔至少一部分配合的驱动表面，其中所述驱动表面在所述锯片孔的内部，在一不接触所述锯片孔的所述部分的不接合位置，和一接触所述锯片孔的所述部分以驱动所述锯片的接合位置之间是部分可转动的。
33.如权利要求32的动力工具，其中驱动表面与锯片孔形状不同。
34.如权利要求32的动力工具，其中驱动表面在所述不接合和接合位置之间至少可转动约0.05°。
35.如权利要求32的动力工具，其中驱动表面在所述不接合和接合位置之间至少可转动约2°。
36.一种用于确定有旋转轴线的可转动切割工具的正常安装的方法，包括在所述切割工具上设置一个孔，所述孔有限定一个假想的有一中心的圆的三点，该中心与转动轴线不重合。
37.如权利要求36的方法，还包括将所述切割工具放置在与所述中心同心的一个圆形的心轴上。
38.如权利要求37的方法，其中所述心轴接触所述三点。
全文摘要
一个包括马达,由马达驱动的心轴,安装在心轴上并有旋转轴线的锯片的动力工具。该锯片还有一孔,与心轴连接并夹紧锯片的第一和第二夹紧件,至少第一和第二夹紧件中的一个和心轴有驱动表面,用于接触孔周边至少的一部分,驱动表面与孔形状不同。驱动表面有一个部段,它在第一位置不接触孔的一部段,当心轴旋转时在第二位置接触孔的这部段的主要长度。还公开了有转动轴线的锯片,其包括主体,形成在主体内部用于接受驱动表面的孔。
文档编号B23D61/00GK1265960SQ9912648
公开日2000年9月13日 申请日期1999年12月23日 优先权日1999年3月8日
发明者约翰·E·迪伯恩, 丹尼尔·L·克劳特 申请人:布莱克和戴克公司