專利名稱：互鎖機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種互鎖機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種用于復(fù)合動力工具的互鎖機(jī)構(gòu)，其中復(fù)合動力工具包括一個能夠接收若干可互換的工具頭之一的機(jī)體。每個工具頭都能與機(jī)體配合來提供一個能夠?qū)崿F(xiàn)由該工具頭所確定的專用任務(wù)的動力工具。
EP-A-899063中公開了一個由一個通用機(jī)體和一系列工具頭構(gòu)成的動力工具系統(tǒng)，每個工具頭可選擇地安裝在機(jī)體上。每個工具頭設(shè)計成完成不同的功能，如鉆削、打磨或鋸切。
在該方式中，重要的是將工具頭連接到機(jī)體上。該連接必須足夠足夠牢固以允許扭矩從機(jī)體有效地傳遞到工具頭。但是，該連接也必須能夠易于被工具的使用者拆下以換上另一個工具頭來實現(xiàn)不同的工具操作。
在上述專利申請中描述的互鎖機(jī)構(gòu)滿足功能的同時，該機(jī)構(gòu)的拆除具有出問題的可能，這是因為使用者無法知道連接已經(jīng)解除并將工具頭從工具機(jī)體上自由拆下。
本發(fā)明的一個目的是提供一個互鎖機(jī)構(gòu)，通過設(shè)置一個當(dāng)該機(jī)構(gòu)拆下時其能夠為使用者提供一個確定顯示的互鎖機(jī)構(gòu)，從而可以至少緩解上述缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于可拆卸地連接動力工具的第一和第二部分的互鎖機(jī)構(gòu)，該互鎖機(jī)構(gòu)包括一個通常偏壓到第一位置，即關(guān)閉位置的彈簧；一個與該彈簧配合以推動彈簧的致動器，在該致動器的影響下，將該彈簧推動到第二位置，即打開位置，該互鎖機(jī)構(gòu)的特征在于，該致動器具有一個由不共面的多個單個表面構(gòu)成的彈簧結(jié)合表面。設(shè)置具有多個單個的不共面表面的彈簧結(jié)合表面能使互鎖機(jī)構(gòu)給出一個被打開的確定顯示，而不是像現(xiàn)有技術(shù)采用一個直線型松開機(jī)構(gòu)的互鎖機(jī)構(gòu)，其中直線型松開機(jī)構(gòu)提供給使用者該互鎖機(jī)構(gòu)操作狀態(tài)的顯示。
在一個優(yōu)選實施例中，彈簧結(jié)合表面形成一個雙坡度結(jié)構(gòu)。設(shè)置一個雙坡度結(jié)構(gòu)，來使得允許彈簧在第一，即打開位置和第二，即關(guān)閉位置間非線性移動。這意味著當(dāng)使用者操作致動器時，由于彈簧結(jié)合的雙坡度表面的坡度，對于致動器相同速度的運動，可能得到彈簧在打開和關(guān)閉位置之間不同速度的運動。
另外地或可選地，彈簧形成-U形件，其開口臂與致動器配合。該結(jié)構(gòu)能使一個安裝件通過經(jīng)過開口臂之間并被夾緊在其中而連接到互鎖機(jī)構(gòu)上。
彈簧的開口臂最好與致動器的彈簧結(jié)合表面接觸，使得致動器的運動導(dǎo)致彈簧開口臂的伴隨運動。這使得機(jī)構(gòu)的使用者通過操作致動器來簡單地驅(qū)動該機(jī)構(gòu)。U形件的兩臂最好不是直的。
有利的是，致動器形成一個座體，彈簧的至少一部分位于其中，該座體包括一組平行的元件，他們設(shè)置得與彈簧的至少一部分結(jié)合，從而，將彈簧以第一，即關(guān)閉位置保留在座體中。這使得通過致動器將彈簧把持在其第一，即打開位置并準(zhǔn)備連接到互鎖機(jī)構(gòu)上的安裝件上，而不需要彈簧的移動。
最好這些平行元件包括兩個突起，每個突起與U形件的開口臂中的相應(yīng)一個接合。致動器最好具有一組彈簧接合表面。而且U形件的每個開口臂與該組彈簧接合表面中的相應(yīng)一個接合。
現(xiàn)在將參照附圖，以例子的方式描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，其中

圖1是顯示本發(fā)明的動力工具的機(jī)體部分的前方透視圖；圖2顯示了連接有鉆頭的圖1中的動力工具的側(cè)視立體圖；圖2a顯示了圖2中的動力工具的部分側(cè)視立體圖，其拆除了工具機(jī)體的蛤形殼體的一半和工具頭。
圖3顯示了連接有豎鋸頭的圖1中的動力工具的側(cè)視立體圖；圖4顯示了圖1中的工具機(jī)體的側(cè)視立體圖；圖5a顯示了圖1中的動力工具的機(jī)體部分拆除了半個蛤形殼體的側(cè)視立體圖；圖5b顯示了圖1中的機(jī)體部分拆除了半個蛤形殼體的前方立體圖；圖6是圖1中的動力工具機(jī)體拆除了部分蛤形殼體的的前方立體圖；圖7a是工具頭拆除按鈕的透視圖；圖7b是圖7a中按鈕沿線7-7的橫截面圖；圖7c是用于圖1中的動力工具的工具頭夾緊彈簧的前視圖；圖8是圖2中的鉆頭的側(cè)視立體圖；圖8a顯示了工具頭的柱形栓體96沿圖8中的線Ⅷ-Ⅷ的橫截面圖8b是從圖8中的鉆頭夾具40的接觸面90下面看時的視圖；圖9是圖8中的鉆頭的后視圖；圖10a是圖3中的豎鋸頭的后方透視圖；圖10b是圖3中的豎鋸工具頭拆除了半個蛤形殼體的的側(cè)視立體圖；圖10c是從下面看時的一個致動元件的透視圖；圖10d是圖10c中的致動元件從上面看時的透視圖；圖10e是圖10b中的工具頭的一個運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的示意圖；圖11是圖1中的動力工具的組合的齒輪箱和馬達(dá)的前方立體圖；圖12是圖11中的馬達(dá)和齒輪箱機(jī)構(gòu)沿線Ⅺ-Ⅺ的橫截面示意圖；圖13是圖8中的鉆頭部分拆除蛤形殼體的側(cè)視立體圖。
現(xiàn)在參照圖1，通常標(biāo)示為10的動力工具包括一個主機(jī)體部分12，其通常由兩個對分的塑料蛤形殼體14,16構(gòu)成。該兩個對分的蛤形殼體配置在一起來密封動力工具的內(nèi)部機(jī)構(gòu)，這將在后面描述。
機(jī)體部分10形成了一個基本上D形的機(jī)體，其中，后部18形成一個常見的槍形握緊手柄來被使用者抓緊。該后部18的向內(nèi)突起是一個致動扳機(jī)22，該致動扳機(jī)22由使用者的食指以一種動力工具設(shè)計的常規(guī)方式進(jìn)行操作。由于該槍形握緊手柄的設(shè)計是常規(guī)的，因此在該實施例中不再描述。
D形機(jī)體的前部23起雙重作用，一個作用是當(dāng)使用者抓緊槍形手柄部分18時，為使用者的手提供防護(hù)，另一個作用是以普通方式容納電池電極25(圖5a)和容納電池24。
參照附圖5a和5b，機(jī)體的前部23裝有兩個普通的電池電極25，該電池電極用于與一個普通蓄電池組桿32上的相應(yīng)電極(未顯示)接合。該機(jī)體前部23基本上是中空的，來容納電池24的桿部30(如圖5中所示)，從而電池的主體部分33延伸地突出工具蛤形殼體。在這種方式中，電池的主體33基本上是矩形的，并部分地容納在動力工具蛤形殼體的裙部34中，使電池以普通方式靠在并與動力工具的內(nèi)側(cè)肩部35配合。
電池具有兩個位于相對側(cè)的卡件36，其包括(未顯示)兩個用于與動力工具的裙部34的內(nèi)壁上的對應(yīng)凹槽咬合連接的普通突起。這些卡件被向電池32外彈性偏壓從而實現(xiàn)該咬合連接。但是，這些卡件也可以配置成抵抗他們的偏壓來從與裙部上的凹槽的連接中脫開，以使電池可以根據(jù)需要被最后的使用者拆下。這種電池夾子在動力工具領(lǐng)域也是常見的，因此，這里不再描述。
蛤形殼體的后部18具有一個稍稍凹入的握緊部分38，該凹槽是在兩個對分的蛤形殼體中模制的。為了有助于動力工具使用者的舒適，一種彈性橡膠材料接著被模制在這些凹槽中來提供一個帶墊握緊元件。這有助于緩沖動力工具(在使用中)作用在使用者手上的振動。
參見附圖2和3，可變換的工具頭40,42可以拆卸地與動力工具機(jī)體部分12接合。圖2顯示了動力工具10，其中一個鉆頭件40與主體部分12連接，圖3顯示了一個連接到機(jī)體部分12上的豎鋸頭42來得到一個豎鋸動力工具。該機(jī)構(gòu)控制工具頭在工具機(jī)體中的連接方位和布置，這將在后面描述。
再參見圖5a和5b，顯示了一個拆卸一個蛤形殼體16的動力工具10，示意性地顯示了該動力工具的內(nèi)部工作。該工具12包括一個普通電馬達(dá)44，它通過蛤形殼體14的內(nèi)部肋46可保持地安裝。(拆除的蛤形殼體16具有相應(yīng)的肋來包圍和保持馬達(dá))。馬達(dá)(圖12)的輸出主軸47直接與一個普通的由48(參見圖11)表示的行星齒輪箱(即一個恒星齒輪和行星齒輪的減速機(jī)構(gòu))連接。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的使用是普通的慣用手段，因此在這里不再詳細(xì)描述，需要解釋的是這種動力工具中通常采用的馬達(dá)輸出是大約15,000rpm，因此，該齒輪和行星減速機(jī)構(gòu)根據(jù)該齒輪機(jī)構(gòu)中的各齒輪的精確的形狀和尺寸來降低驅(qū)動機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度。但是，這種類型的普通減速機(jī)構(gòu)通常用于產(chǎn)生2比1到5比1之間的齒輪減速(例如，將一個15,000rpm的馬達(dá)輸出降低為大約3,000rpm的次級輸出)。該齒輪減速機(jī)構(gòu)48的輸出49包括一根輸出主軸，其與馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)輸出軸線同軸，并且具有一個同軸地安裝在主軸49上的陽輪齒50。
該陽輪齒50清楚地顯示在圖5b中，它包括六個繞著主軸49的軸線對稱布置的突起齒，其中每個齒朝著陽輪齒50的遠(yuǎn)端，并具有梯形地朝向軸線內(nèi)部的倒角凸輪引入表面，以與一個陰輪齒件上的配合凸輪表面相配合，該陰輪齒件具有六個用于在配合中容納齒的通道。
參照附圖1、5a、5b和6，動力工具機(jī)體部分12具有一個面向前的凹槽52，該凹槽具有一個向由兩個對分的蛤形殼體構(gòu)成的裙部56的周邊內(nèi)凹入的內(nèi)表面54。這樣，裙部56和該凹入表面54在基本上與馬達(dá)軸線51同軸的工具機(jī)體上形成一個基本上矩形的凹槽。該表面54還包括一個基本上圓形的孔，通過該孔，齒輪機(jī)構(gòu)的陽輪齒50向外凸出進(jìn)入凹槽52中。正如將在后面所述的，每個與機(jī)體結(jié)合的工具頭都具有一個配合陰輪齒來與該陽輪齒嚙合。
如現(xiàn)代動力工具中常用的，馬達(dá)44設(shè)置一個正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)開關(guān)62，該開關(guān)62在操作中便于電池和馬達(dá)之間的通過一個普通開關(guān)裝置64的終端連接的轉(zhuǎn)向，從而根據(jù)使用者的希望改變馬達(dá)輸出的旋轉(zhuǎn)方向。通常，反轉(zhuǎn)開關(guān)62包括一個通過工具機(jī)體橫向(相對于馬達(dá)軸線)突出的塑料件，即從每個蛤形殼體14,16的相對孔突出，從而該開關(guān)62具有一個向內(nèi)的突出件(未顯示)來與開關(guān)機(jī)構(gòu)64上的一個樞軸杠桿66接合，開關(guān)62在第一方向上的位移將引起樞軸杠桿66在第一方向上的樞軸位移，以第一導(dǎo)電連接的方式連接電池終端和馬達(dá)，而馬達(dá)62在相反方向上的位移將導(dǎo)致樞軸杠桿在相反方向的位移來轉(zhuǎn)向電池和馬達(dá)間的連接。這對于動力工具是常用的，在這里不再描述。應(yīng)該理解的是，為了清楚，電池、開關(guān)和馬達(dá)間的電線連接被省略了，以助于圖面的清楚。
另外，動力工具10設(shè)置有一個智能鎖定機(jī)構(gòu)68，在沒有工具頭安裝到機(jī)體部分10上時，該智能鎖定機(jī)構(gòu)阻止致動扳機(jī)22的致動。這樣的鎖定機(jī)構(gòu)具有雙重作用，一個作用是防止不使用時動力工具被意外打開而耗光動力源(電池)，另一個作用是作為一個當(dāng)沒有工具頭安裝時，防止動力工具被打開而造成齒50的高速轉(zhuǎn)動的安全裝置。
該鎖定機(jī)構(gòu)68包括一個繞著一個銷72樞軸地安裝的樞軸杠桿開關(guān)件70，其中銷72一體地模制在蛤形殼體16上。該開關(guān)件70基本上是一個在其端部具有一個向下的突起74的細(xì)長塑料銷(圖5a)，該向下的突起74被一個普通彈簧件(未顯示)向下偏壓到圖5a所示的位置，從而抵靠在與致動扳機(jī)22制成一體的突起76上并與其接合。扳機(jī)22上的突起76具有一向后的肩部，當(dāng)鎖定機(jī)構(gòu)68處于圖5a所示的非致動位置時，該肩部與樞軸銷突起74接合。
為了操作致動扳機(jī)22，需要使用者用食指按壓扳機(jī)20，將扳機(jī)開關(guān)22從右邊移動到左邊，如圖5a中所示。但是，扳機(jī)突起76在鎖定機(jī)構(gòu)的突起74上的抵靠將阻止扳機(jī)開關(guān)22的這種方式的移動。
開關(guān)件70的另一端具有的一向外的凸輪表面78，它被制成傾斜的并形成一個基本上倒V形的形狀，如圖1和6中所示。
凸輪表面78向形成在兩個對分的蛤形殼體上的孔80內(nèi)部凹入。這樣，鎖定機(jī)構(gòu)68凹入在工具機(jī)體內(nèi)部，但是通過該孔80可觸及。
如將在后面所述的，每個要被連接到工具機(jī)體上的工具頭40、42包括一個突起件，當(dāng)工具頭與工具機(jī)體連接時，該突起件將通過孔80突出以與鎖定機(jī)構(gòu)的凸輪表面78接合，使開關(guān)件70抵抗彈簧件的彈性偏壓繞著銷72樞軸地偏轉(zhuǎn)，來相對于圖5所示的非致動位置向上移動突起74，從而將突起74移出與扳機(jī)突起76的接合，這使得致動扳機(jī)22可以根據(jù)使用者的需要來移動，從而根據(jù)需要啟動動力工具。這樣，工具頭的連接可以自動地使鎖定機(jī)構(gòu)無效。
此外，該鎖定機(jī)構(gòu)還具有一個另外的特征，即為了安全的需要，某一工具頭夾具用于特定工具時-特別是往復(fù)鋸-需要手動地而不是自動地使鎖定機(jī)構(gòu)無效。對于電鉆和打磨機(jī)來說，具有一個當(dāng)工具頭安裝上時可以按壓的致動扳機(jī)開關(guān)22，而沒有任何安全鎖定開關(guān)，這是可以接受的；但是這對于往復(fù)鋸來說是不能接受的，因為如果使用者沒有準(zhǔn)備，往復(fù)鋸動力工具的意外的開啟可能產(chǎn)生嚴(yán)重的損傷。因此，往復(fù)鋸動力工具具有一個手動操作的開關(guān)來使致動扳機(jī)22上的鎖定機(jī)構(gòu)無效。一個特定的用于使鎖定機(jī)構(gòu)無效的手動致動機(jī)構(gòu)將在下面參照往復(fù)鋸42的工具頭進(jìn)行描述。
每個工具頭40、42設(shè)計成與工具機(jī)體12配合。這樣，每個工具頭40、42具有一個與機(jī)體12配合的共同的接觸面90。工具頭上的接觸面90包括一個向后延伸的表面件93，該表面件93包括一個基本上為第一直線部分91(當(dāng)從例如圖8所示外形看時)和一個第二非直線部分95來形成一個基本上是曲面的外形。該表面件93的這種外形對應(yīng)于動力工具12的蛤形殼體的外表面上繞著輪齒件51和相連的凹槽52的類似外形，如圖4所示。該接觸面90還包括同心的兩個栓件92、96，它們這樣位于基本上是平的接觸表面91上，其容納在形成在工具機(jī)體上的凹槽52和相關(guān)的圓形孔60內(nèi)的互補裝置上。該接觸面90的結(jié)構(gòu)與所有工具頭一致，而與工具頭的實際功能和全部設(shè)計無關(guān)。
現(xiàn)在參見圖1和6，用于容納工具頭的工具機(jī)體12的前部包括用于容納工具頭的栓件92的凹槽52，另外還包括一個下部的彎曲表面，該彎曲表面上具有一個用于容納工具頭接觸面90的相應(yīng)彎曲表面45的彎曲座體。該特征將在后面更詳細(xì)地描述。
接觸面90的栓件裝置具有初級栓件92，該初級栓件基本上是帶有倒圓角的正方形件(圖9和10a)。該栓件92在深度上對應(yīng)于工具機(jī)體的凹槽52的深度，并被容納在其中的互補裝置中。另外，該栓件92在兩側(cè)具有兩個縱向延伸的槽100，見圖8和10a。該槽從栓件的后表面93朝工具頭機(jī)體向內(nèi)逐漸變窄。對應(yīng)的突起101形成在工具凹槽52的裙部56的內(nèi)表面上，來與工具頭上的凹槽100接合。該突起101也是錐形的來互補地配置在槽100內(nèi)。這些突起101和槽100用于將工具頭和工具機(jī)體對齊，并限制工具頭相對與工具機(jī)體的旋轉(zhuǎn)移動。該工具頭旋轉(zhuǎn)移動的限制還被起同樣作用的栓件92的基本上正方形的形狀加強。但是，通過設(shè)置錐形突起101和槽100來為工具頭和工具機(jī)體的對齊提供幫助，因此，工具機(jī)體上的突起101的遠(yuǎn)端的狹窄錐形邊首先與工具頭上的錐形凹槽100的較寬形狀的部分接合，來緩解當(dāng)工具頭首次連接到工具機(jī)體上，工具頭和工具機(jī)體間的準(zhǔn)確對齊的需要。工具頭隨后的朝工具機(jī)體的移動使錐形突起101被容納在錐形凹槽100內(nèi)，從而在突起和相關(guān)的凹槽100間設(shè)置一個緊密的楔形密封。從圖9還可以理解到，在我們描述栓件92基本為正方形的同時，該栓件92具有一尺寸大于下部邊緣113的尺寸的上部邊緣111。這種簡單的設(shè)計防止了當(dāng)工具頭與工具機(jī)體連接時會偶爾發(fā)生的工具頭連接“顛倒”現(xiàn)象，因為，如果工具頭栓件92未與凹槽52正確對齊，將不能進(jìn)行連接。
見圖8和圖10a，共同的接觸面90具有一第二栓件96，它是一個從第一栓件92向后延伸的基本上柱形的突起。該第二栓件96可以考慮與第一栓件92同軸。該第二栓件96基本上是柱形的，其具有一個通過栓件92延伸到工具頭內(nèi)部的圓形孔102。安裝在鉆頭和豎鋸工具頭內(nèi)與各自的孔102鄰接的是另一個標(biāo)準(zhǔn)的恒星和行星齒輪減速機(jī)構(gòu)106(圖10b和13。應(yīng)當(dāng)理解到，兩個工具頭40、42間的接觸件90的布置基本上是相同的，每個工具頭內(nèi)部的齒輪減速機(jī)構(gòu)106的位置相對于接觸面90來說也是同樣的，因此，利用工具頭的齒輪機(jī)構(gòu)和接觸件90相對于豎鋸頭42的情況，可以在鉆頭40中采用類似的布置(圖13)。
如圖10b中所示，工具頭通常由兩個對分的塑料蛤形殼體構(gòu)成。這兩個對分的部分連接在一起來封裝動力工具頭的內(nèi)部機(jī)構(gòu)，這將在下面描述。構(gòu)成每個工具頭的兩個對分的蛤形殼體的每一個上的內(nèi)部模制肋條用來支撐內(nèi)部機(jī)構(gòu)，特別地，豎鋸頭42具有用于接合和安裝齒輪減速機(jī)構(gòu)106的肋108，如圖所示。如上所述，該齒輪減速機(jī)構(gòu)106是一個普通的行星(恒星和行星設(shè)置)齒輪箱，其與工具機(jī)體中使用的行星齒輪箱的設(shè)置一樣。該齒輪減速機(jī)構(gòu)106的輸入主軸(未顯示)具有同軸地安裝在其上的一個陰輪齒110，它用于與動力工具機(jī)體上的陽輪齒50嚙合。齒輪機(jī)構(gòu)106和陰輪齒110的主軸基本上與繞著工具頭軸線117的栓件96的孔102同軸地延伸。這最好見圖10a。另外，該齒輪機(jī)構(gòu)106的旋轉(zhuǎn)輸出主軸127也與該齒輪機(jī)構(gòu)的輸入主軸同軸地延伸。
再參見圖10b，可以看見該旋轉(zhuǎn)輸出主軸127安裝在一個普通的運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)120上，來將齒輪機(jī)構(gòu)106的旋轉(zhuǎn)輸出運動轉(zhuǎn)換成一個平板元件122的直線往復(fù)運動。平板元件122的自由端從蛤形殼體上的一個孔向外延伸，并在該自由端安裝-個豎鋸刀片夾緊裝置上。該豎鋸刀片夾緊裝置不是本發(fā)明的一部分，可以考慮使用將豎鋸刀片接合和保持在一個平板元件上的任何標(biāo)準(zhǔn)方法。
平板元件122的直線往復(fù)運動驅(qū)動一個豎鋸刀片(未顯示)直線往復(fù)運動，如箭頭123所示。同時可以從附圖10b看到，該往復(fù)運動與工具頭的軸線117不平行，這僅僅是特定工具頭的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計的優(yōu)選方案。如果需要，該往復(fù)運動可以做得與工具頭軸線平行。該工具頭42本身也是一個用于往復(fù)鋸或板鋸的普通設(shè)計，其中往復(fù)鋸或板鋸具有一個基板127，它與要切除的表面接觸來穩(wěn)定該工具(如果需要)。
驅(qū)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)120利用一個普通的往復(fù)空間曲柄，為了清楚，其示意在圖10e中。該驅(qū)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)120具有一個旋轉(zhuǎn)輸入131(在該特定的工具頭中是齒輪減速機(jī)構(gòu))。旋轉(zhuǎn)輸入131與連板130連接，該連板具有一個傾斜的前表面132(相對于輸入的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜)。安裝在并從該表面132突出的是一個管狀銷134，它相對于輸入130的旋轉(zhuǎn)軸線117搖擺。自由地安裝在該銷134上的是一個繞著銷134自由轉(zhuǎn)動的連接件135。但是，該連接件135通過與平板元件122上的槽嚙合而被阻止繞著驅(qū)動軸117轉(zhuǎn)動。平板元件122僅在平行于輸入的旋轉(zhuǎn)軸線的方向上是自由運動的(在圖10b和10c所示的實施例中)。該平板元件122被兩個把持在蛤形殼體上的銷142約束并能從其中通過。這樣，銷134的搖擺運動通過連接件135轉(zhuǎn)換成平板122的直線往復(fù)運動。將該旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成直線運動的特定機(jī)構(gòu)是常見的，在該特定豎鋸頭中采用的這個機(jī)構(gòu)120為了清楚而僅僅示意性地顯示。在豎鋸頭42中，設(shè)置板122來用于在兩個約束件142之間往復(fù)直線運動，并且在自由端安裝有一個刀片夾緊機(jī)構(gòu)150來以普通方式與一普通豎鋸刀片接合。這樣，該工具頭使用了一個齒輪減速機(jī)構(gòu)106和一個驅(qū)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)120，來將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)換成刀片的直線往復(fù)運動。
圖13中顯示了相應(yīng)于鉆頭40的工具頭的另一種形式。該鉆頭40(也可參見圖8a)包括對應(yīng)于前述工具頭42的接觸面90。該工具頭40還包括一個類似于前述動力工具和豎鋸頭上的行星齒輪箱結(jié)構(gòu)的行星齒輪箱106。該齒輪減速機(jī)構(gòu)106的輸入主軸還包括一個同軸地安裝在其上的陰輪齒來與動力工具輸出主軸上的陽輪齒50嚙合，其中陰輪齒與上述豎鋸頭上的陰輪齒類似。工具頭40上的行星齒輪箱106的輸出同軸地連接到一個普通的鉆頭離合器機(jī)構(gòu)157的驅(qū)動軸上，鉆頭離合器機(jī)構(gòu)又同軸地安裝到一個普通的鉆頭卡盤159上。
可以理解，本發(fā)明的動力工具有若干個可變換的工具頭，不同動力工具的輸出速度根據(jù)不同功能而不同。例如，一個打磨頭(盡管這里沒有描述)將需要一個大約20,000rpm的軌道旋轉(zhuǎn)輸出。一個鉆頭可能需要一個大約2-3,000rpm的旋轉(zhuǎn)輸出，而一個豎鋸可能需要一個大約1-2,000行程/分鐘的往復(fù)運動。用于動力工具上的馬達(dá)的通常輸出速度在20-30,000rpm的區(qū)域內(nèi)，為了使來自同一個高速馬達(dá)的這種大范圍的輸出速度適用于每個工具頭，在每個工具頭中需要各種尺寸的齒輪減速機(jī)構(gòu)。特別對于豎鋸頭，需要輸出速度的較大的減低，這可能在豎鋸頭中需要一個大的多極齒輪箱。這將會損壞這種類型的鉆頭的性能，因為一個大齒輪減速機(jī)構(gòu)(可能是多極齒輪箱)將需要一個相對較大的工具頭，這導(dǎo)致豎鋸刀片被夾持在遠(yuǎn)離動力源(馬達(dá))處，這將會影響作用在豎鋸上的平衡力。為了克服這個問題，本發(fā)明在工具機(jī)體和工具頭之間使用了系列連接齒輪機(jī)構(gòu)。在這種方式中，對應(yīng)于所有動力工具功能，馬達(dá)輸出速度的初級齒輪減速在工具機(jī)體內(nèi)完成，因此，每個特定的工具頭具有一個次級齒輪減速機(jī)構(gòu)，來將動力工具的輸出速度調(diào)整到特定工具頭功能所需的速度。如前所述，齒輪減速率依賴于標(biāo)準(zhǔn)行星齒輪箱的內(nèi)部機(jī)構(gòu)的尺寸和參數(shù)，但是可以理解到，在工具頭中設(shè)置一個初級齒輪減速，并隨后與工具機(jī)體中的次級齒輪減速連接，可以得到更緊湊的工具頭設(shè)計，同時允許在工具頭中使用一個簡化的齒輪減速機(jī)構(gòu)，因為初級齒輪減速不需要這樣高質(zhì)量的齒輪減速。
此外，工具頭中的次級齒輪減速輸出可以被保留作為旋轉(zhuǎn)輸出傳遞到工具頭的功能輸出端(即，鉆頭或旋轉(zhuǎn)的打磨板)，或者其其自身經(jīng)歷另一個驅(qū)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)來將該旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)換為一個非旋轉(zhuǎn)輸入，如上所述的將工具頭旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)換為一個往復(fù)運動來用于驅(qū)動豎鋸刀片。
豎鋸頭42也設(shè)置有一個額外的由使用者操作的手動操作的按鈕170，提供了一個當(dāng)工具頭42連接到工具機(jī)體上時的使動力工具機(jī)體的鎖定機(jī)構(gòu)失效的手動方式。如前所述，工具機(jī)體具有一個鎖定機(jī)構(gòu)68，其可以通過將工具頭上的一個合適的突起插入孔80中來與凸輪表面78嚙合來使該樞軸鎖定機(jī)構(gòu)失效。工具頭上的該突起通常與工具頭蛤形殼體一體模制，使得當(dāng)工具頭被引導(dǎo)與工具機(jī)體接合時，該鎖定機(jī)構(gòu)的失效是自動的。特別地，參照附圖9和13，顯示了一個鉆頭工具40，可以看到，接觸面90在彎曲面93上具有一個基本上為矩形的突起137，它在形狀和尺寸上與孔80互補。該突起137基本上是實體的并一體地模制在工具頭的蛤形殼體上。在使用中，當(dāng)它進(jìn)入孔80時，該實體突起137簡單地抵靠在凸輪表面78上，來產(chǎn)生鎖定機(jī)構(gòu)68的樞軸位移。但是，為了制造這樣的往復(fù)豎鋸頭42，還希望動力工具的致動，即使工具頭安裝上，也被限制直到使用者準(zhǔn)備實際使用該工具時進(jìn)行了另一個手工操作為止。因此，豎鋸頭42設(shè)置了按鈕170來滿足這個需要。該手動鎖定失效系統(tǒng)包括一個形成在兩個對分的蛤形殼體間的基本上為矩形的孔141，如圖10a中所示，一個基本上為V形的凸輪件300從其中突出(圖10a和10c)。該凸輪件300具有一個基本上為V形的結(jié)構(gòu)和方位，從而當(dāng)豎鋸頭42安裝到工具機(jī)體12上時，鎖緊機(jī)構(gòu)的凸輪表面78容納在該凸輪件300的傾斜的V形結(jié)構(gòu)中，而沒有其他的力作用在凸輪件78上來使鎖定機(jī)構(gòu)失效。
現(xiàn)在參照附圖10c和10d，可以看到，凸輪件300通過一個支臂301連接到一個塑料模制的縱向延伸桿302的中部來形成一個致動件350。當(dāng)該桿302基本上垂直于工具頭的軸線(和工具機(jī)體的軸線117)延伸地安裝在工具頭42時，桿302的每個自由端306從工具頭(圖10a)的相對兩側(cè)側(cè)向突出，形成兩個向外的按鈕(在圖10a中僅顯示了一個)。另外，桿件302包括兩個一體形成的彈性可變形彈簧件310，當(dāng)桿件302插入工具頭蛤形殼體時，每個彈簧件與蛤形殼體的內(nèi)表面相鄰的側(cè)壁鄰接地接合，用于將桿件基本上處于中心地把持在蛤形殼體內(nèi)，從而當(dāng)凸輪表面300通過孔141在工具頭的后部向外突出時，其被保持在一個基本上呈中心的方位。一個力施加到工具頭向外突出的桿件302的兩個面306上，將使桿件向靠在彈簧件310上的工具頭內(nèi)部移動，桿件的這個移動將產(chǎn)生一個凸輪件300橫向經(jīng)過孔141的對等移動。應(yīng)該理解到，根據(jù)被壓縮的兩個表面306，凸輪件300也可以在工具頭軸線的橫向方向上移動。此外，當(dāng)外力從表面306上移開時，彈簧件310(其被彈性變形)的偏壓力將促使桿件302回到其原始的中心位置。方便起見，凸輪件和桿件300和302包括一個具有模制在其上的兩個彈簧件310的整體模制的塑料單元。
當(dāng)工具頭42安裝到工具機(jī)體12上時(將在后面更詳細(xì)地描述)，鎖定機(jī)構(gòu)的凸輪表面78容納在凸輪表面300的V形結(jié)構(gòu)內(nèi)的配合連接中。凸輪表面78(見圖1和6)具有一個基本上是凸形的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)沿著其縱軸延伸并具有兩個對稱的凸輪表面，這兩個凸輪表面位于一沿著元件70的中心軸線延伸的垂直平面的兩側(cè)。而凸輪表面300具有一個對應(yīng)的凹形凸輪結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有兩個對稱的反向于凸輪78的凸輪表面的凸輪表面，來在兩個凸輪表面間提供一個抵靠接合。當(dāng)工具頭42安裝到工具機(jī)體上時，凹形凸輪表面300以一個緊密配合相配合地容納在凸形凸輪表面78中，這使得沒有不適當(dāng)?shù)牧耐馆啽砻?00作用到凸輪表面78從而使鎖定機(jī)構(gòu)失效，該鎖定機(jī)構(gòu)保持與開關(guān)22的接合來阻止動力工具的操作。這防止了動力豎鋸結(jié)構(gòu)被意外地啟動。當(dāng)該工具需要被操作時，使用者將一個手放在槍形手柄18上并用食指按住開關(guān)22。第二只手然后用一普通方式握緊工具頭夾具42，來操作一個往復(fù)豎鋸，第二只用于在使用中穩(wěn)定該豎鋸。使用者的第二只手保持該動力工具，使其與容易被手指或拇指接觸到的突起表面306或致動件350中的一個鄰接。當(dāng)操作者希望開始使用該工具時，他可以用拇指或食指按壓一個表面306，來引起凸輪表面300相對于工具頭軸線側(cè)向移動，使凸形表面300的傾斜表面?zhèn)认蛞苿优c凸輪表面78上的一個凸形傾斜表面接合，有效地使凸輪表面78相對于工具機(jī)體向下移動，從而以一種與前述的自動的鎖定失效機(jī)構(gòu)類似的方式操作該鎖定機(jī)構(gòu)68。
當(dāng)表面306被操作者釋放時，凸輪表面300在彈簧件310的彈性偏壓下回到其中心位置，并從與凸輪表面78的接合中脫開。但是，由于扳機(jī)開關(guān)保留在致動位置，因此在開關(guān)22被釋放前，鎖定機(jī)構(gòu)68不能再與開關(guān)重新接合。這樣，當(dāng)工具頭上的一個致動件按鈕306被按壓時，該動力工具可以自由使用，直到開關(guān)22被隨后釋放，這時，如果使用者想要重新開始操作，他必須再次通過按壓一個按鈕306來手動地使鎖定機(jī)構(gòu)失效。
現(xiàn)在參見圖11和12(顯示了一個工具機(jī)體的齒輪減速機(jī)構(gòu)的橫截面)，可以看到，齒輪減速機(jī)構(gòu)的輸出主軸和安裝在其上的陽輪齒件50基本上被一個環(huán)形套管400圍繞，該環(huán)形套管400與該輸出主軸的軸線同軸。如圖5b中所示，陽輪齒50和該同心的套管400通過工具表面54上的圓形孔60突出并進(jìn)入動力工具的槽52中。齒輪減速機(jī)構(gòu)48上的套管400的外徑與每個工具頭上的栓件96的孔102的內(nèi)徑對應(yīng)。該套管400還具有兩個軸向延伸的徑向相對的兩個插孔410，該插孔朝著齒輪減速機(jī)構(gòu)48錐形向內(nèi)。另外，兩個對應(yīng)的突起105一體地形成在栓件96的孔102的內(nèi)表面上，它們繞著工具頭軸線117徑向相對并朝著工具頭的齒輪減速機(jī)構(gòu)在縱向上錐形向外。
當(dāng)工具頭與工具機(jī)體接合時，工具機(jī)體中的減速機(jī)構(gòu)上的套管400容納在工具頭的孔102內(nèi)的互補設(shè)置中，孔102的內(nèi)表面上的突起105被容納在另一個形成在套管件400的外表面上的插孔410內(nèi)的互補設(shè)置中。而且，由于當(dāng)工具頭首次被引入工具機(jī)體時，突起105和插孔410間的錐形互補提供了一定量的公差，這允許繼續(xù)插入來對齊各突起和插孔，使突起和插孔的錐形表面進(jìn)入互補的楔形接合，來確保工具頭和工具機(jī)體、各種鎖定機(jī)構(gòu)件的貼合的配合。
利用工具頭上的第一92和第二栓件96與工具機(jī)體中的凹槽互補接合的特定設(shè)置，為工具頭和工具機(jī)體的蛤形殼體間提供接合，也為工具頭的蛤形殼體和齒輪減速機(jī)構(gòu)，即工具機(jī)體的旋轉(zhuǎn)輸出間提供接合。在該方式中，可以實現(xiàn)剛性連接和工具機(jī)體的齒輪機(jī)構(gòu)的輸出主軸與工具頭的齒輪減速機(jī)構(gòu)的輸入主軸間的對齊，同時還可以實現(xiàn)工具頭和工具機(jī)體間的蛤形殼體的剛性連接，利用各齒輪機(jī)構(gòu)間的整體連接形成一個整體動力工具。
當(dāng)需要鎖定機(jī)構(gòu)68的自動失效時，如當(dāng)連接一個鉆頭到工具機(jī)體上時，一個基本上實體的突起137一體地形成在蛤形殼體表面(圖9和13)上并呈現(xiàn)基本上矩形的外形，當(dāng)工具頭40與工具機(jī)體12接合時，突起137與和樞軸杠桿66連接的矩形孔接合，從而與凸輪表面78嚙合，并產(chǎn)生樞軸杠桿66繞著銷件72的樞軸位移，從而將突起74向下移動并脫離與致動開關(guān)20上的突起76的接合。這樣，一旦鉆頭40已經(jīng)被完全連接到機(jī)體12上時，鎖定機(jī)構(gòu)就自動地失效，允許使用者通過按壓致動開關(guān)22自由使用動力工具。
從圖8到10可以看到，工具頭40、42的每個接觸面90包括另外兩個一體地形成在工具頭的蛤形殼體上的插入件。栓件92在其外表面170上具有一個平行與工具頭軸線117延伸的基本上顛倒的“T”形的突起。該突起容納在工具機(jī)體的凹槽52的內(nèi)表面54上的配合孔中。另外，一個基本上矩形的突起172位于當(dāng)從圖8和9看時的自動鎖定突起137之下的接觸面90上，其也用于與形成在工具機(jī)體的蛤形殼體的表面上的對應(yīng)形狀的凹槽415配合。該插入突起還用于幫助工具頭定位并約束在工具機(jī)體的預(yù)定方位上。
一旦工具頭和工具機(jī)體進(jìn)行連接(以及工具頭和工具間的各種突起和插孔進(jìn)行配合連接)，為了防止工具頭40、42從工具機(jī)體上在軸向上移動，一個可松開的致動裝置，在該特定實施例中為一個彈簧件，安裝在工具機(jī)體上來與工具頭的接觸面90接合，從而阻止工具頭相對于工具機(jī)體軸向位移。致動裝置(彈簧)和工具頭的接觸面90間的接合提供了一個工具頭和工具機(jī)體間的有效的鎖定機(jī)構(gòu)。
彈簧件200包括兩個彈性可變形的臂201，在該優(yōu)選實施例中，臂201由一個單根彈簧構(gòu)成，如圖7c中所示。利用工具蛤形殼體上的模制內(nèi)肋207，彈簧件202被約束在其位于工具機(jī)體的蛤形殼體內(nèi)的預(yù)定方位(圖5b)。彈簧件202基本上是U形的，該U形彈簧的兩個臂的上端209利用一個階梯211錐形地向內(nèi)，形成一個具有窄頸部位的對稱U形結(jié)構(gòu)。兩個臂的自由端213接著被向外折疊90°得到如圖7c所示的臂件。
彈簧件200另外還包括一個釋放按鈕208(其作為彈簧的一個致動機(jī)構(gòu))，如圖7a中所示。該按鈕208包括兩個對稱的相對插孔210，每個插孔具有用于與圖7b中所示的呈內(nèi)部凸輪形表面形式的彈簧件202接合的內(nèi)表面，圖7b中顯示了按鈕件208沿圖7a中線Ⅶ-Ⅶ(通過插孔210)的橫截面?？梢钥吹?，該內(nèi)部凸輪形表面212包括兩個凸輪形表面214和216，形成一個以不同角度傾斜于垂直方向的雙坡度表面。第一凸輪表面214基本上設(shè)定為相對于垂直方向成63°，第二凸輪表面216基本上設(shè)定為相對于垂直方向成26°。但是，可以理解到，相對于垂直方向的角度差的精確度數(shù)并不是本發(fā)明的必要特征，只要在兩個凸輪表面的兩個相對角度間存在較大的差別即可。特別地，第一凸輪表面214的角度范圍可以是在50°到70°之間，第二凸輪表面216的角度范圍可以是在15°到40°之間。
特別地，彈簧件202的兩個自由端容納在釋放按鈕208的兩個相對的插孔210中。在工具機(jī)體的蛤形外殼上，該按鈕208被每個蛤形殼體上的模制肋219約束，阻止其相對于工具軸線的側(cè)向移動。但是，該按鈕本身容納在蛤形殼體的一個豎直凹槽中，使該按鈕可以垂直移進(jìn)或移出蛤形殼體，如圖5中所示。蛤形殼體另外還包括一個下部肋件227,U形彈簧件202的基部203抵靠在該下部肋件上。彈簧件202的自由端和釋放按鈕208的插孔210的凸輪表面的接合用于將該按鈕208彈性地偏壓在一個非致動位置上，其中按鈕208的上表面通過一個蛤形殼體上的對應(yīng)尺寸的孔中稍稍突出。該按鈕208還具有一個繞著按鈕周邊延伸的肩部件211，它與機(jī)體蛤形殼體的一個內(nèi)部唇(未顯示)接合，來阻止該按鈕垂直移出該蛤形殼體。
在操作中，按壓按鈕件208將導(dǎo)致U形彈簧的上部的肩部件230與按鈕插孔210的內(nèi)部凸輪表面的接合。利用內(nèi)部肋件217，彈簧件202被阻止由于按鈕的按壓而垂直向下移動。另外，由于利用內(nèi)部肋件，阻止了按鈕件208相對于蛤形殼體的任何側(cè)向移動，那么，施加到按鈕上的任何壓力利用對稱設(shè)置的插孔210而被對稱地傳遞到每個臂件上。當(dāng)?shù)谝煌馆啽砻?16與U形彈簧件的肩部接合時，彈簧件和凸輪表面間的傾斜度相對較低27°)，當(dāng)按鈕被壓下時，這需要一個通過該凸輪接合要被傳遞的相對較高的初始力，來產(chǎn)生彈簧件(抵抗彈簧的偏移)沿著凸輪表面216的凸輪移動。彈簧件202和第一凸輪216表面間的該凸輪接合有效地使彈簧件的兩個臂相互移開。繼續(xù)按壓按鈕208，將最終導(dǎo)致彈簧件的兩臂的肩部230移動并與第二凸輪表面214接合，該較陡凸輪表面的傾斜角度稍有增加64°)，因此，隨后只需要較小的力來繼續(xù)彈簧件沿著第二凸輪表面216的脫開。
其中，第一凸輪表面216提供了低的機(jī)械性能，但是反過來對于按鈕的非常小的移動，提供了彈簧件的兩臂的相對大的偏移，當(dāng)彈簧臂與第二凸輪表面216接合時，由于凸輪表面相對于彈簧件的傾斜的較高角度，可以得到一個高的機(jī)械性能。在使用中，當(dāng)與第一凸輪表面接合時，使用者在按鈕上要施加一個稍高的力，當(dāng)接合第二凸輪表面，使用者繼續(xù)在按鈕上施加一個高的壓力，導(dǎo)致彈簧件沿著第二凸輪表面216的快速移動。其結(jié)果是按鈕非?？斓乩^續(xù)向下移動，直到按鈕的一個向下延伸的肩部217抵靠在一個限制蛤形殼體肋件221上，從而形成按鈕的最大向下位移。有效地，上述方位的兩個凸輪表面的使用，都為使用者提供了按鈕達(dá)到最大位移時的觸覺和聽覺上的反饋。當(dāng)接合第二凸輪表面時，繼續(xù)在按鈕上施加大的壓力，由于彈簧相對易于跟隨第二凸輪表面，將產(chǎn)生按鈕極快的向下壓下，按鈕的壓下速度增加，直到它抵靠在蛤形殼體的向下的限制肋件上。該按鈕與蛤形殼體肋件221的接合將提供一個聽覺上“卡噠”聲，向最后的使用者清楚地表明完全壓下已經(jīng)完成。此外，當(dāng)彈簧件從第一凸輪表面過渡到第二凸輪表面而按鈕表現(xiàn)向下咬合時，將給使用者提供一個第二，即觸覺上的完全壓下已經(jīng)完成的顯示。這樣，彈簧機(jī)構(gòu)200提供了一個基本的數(shù)字型兩步按壓功能，其為使用者提供完全按壓和保持彈簧202伸展已經(jīng)完成的反饋。因此，在彈簧件充分伸展前，使用者不會再誤認(rèn)為完全壓下已經(jīng)完成并試圖拆下工具頭。
彈簧件200的這種特殊設(shè)計具有另外兩個優(yōu)點。首先，兩個凸輪表面214和216的雙重坡度提供了按鈕被按壓時的額外的機(jī)械性能，因此，當(dāng)彈簧件的兩臂被分開時，額外位移的抵抗將增加。而且第二坡度的使用增加了凸輪位移的機(jī)械性能，來補償彈簧力的增加。
另外，可以理解到，為了將工具頭配合地保留在機(jī)體中，彈簧的尺寸需要非常精確，這對于該種類型彈簧的制造來說很難實現(xiàn)。需要彈簧件的兩個臂在非致動位置被以一預(yù)定距離的分隔來把持，來為工具頭進(jìn)入工具機(jī)體提供通道，這樣，當(dāng)工具頭被引入時，工具頭上的凸輪件將與彈簧件的臂接合并使其自動分開，那些彈簧件將向后彈動并與栓件上的肩部接合，來實現(xiàn)咬合連接。該操作將在后面更詳細(xì)地描述。
但是，如果彈簧的兩臂被分隔得太遠(yuǎn)，那么它們將不能回到一個靠近的中立位置來產(chǎn)生工具頭的保持力。如果這兩個臂靠得太近，那么它們可能未將凸輪件容納在工具頭中，或者很難容納凸輪件來自動伸展彈簧件。因此，為了允許在制造中放松彈簧件的公差，利用按鈕(圖7b)的兩個額外的平面230與彈簧件的兩個臂(在209處)的內(nèi)表面接合，來將這兩個臂保持在一個正確的預(yù)定距離處，從而得到與工具頭的栓件的最大機(jī)械接合。
為了與彈簧件200配合，接觸面90的第二栓件96另外還包括位于其外徑表面上的兩個徑向相對的插孔239，用于當(dāng)工具頭完全插入工具機(jī)體中時，與彈簧件202的臂201配合。
現(xiàn)在參照圖8、8a、9和10a，各種工具頭的每個接觸面90的基本為柱形的第二栓件96包括兩個徑向相對的插孔或凹槽239，它們徑向地形成在栓件96的壁內(nèi)。這些插孔239的內(nèi)表面也是彎曲的，但比圓形外壁241平許多，如圖8a中所示，它顯示了沿圖8的線8-8的橫截面。這些表面240具有一個比栓件96的半徑大許多的非常大的有效半徑。此外，當(dāng)從圖8和8a看時，插孔239具有一個由平面247構(gòu)成的肩部，其中平面247基本上平行于栓件92的軸線平坦地延伸。
可以理解，當(dāng)彈簧件202的兩臂201被把持時，處于它們的靜止位置(由按鈕件的兩個內(nèi)部平坦部分230的寬度所限定，如圖7c中所示的距離A)，它們以基本上與圖8a中所示的距離B相等的距離把持，其中距離B是兩個插孔239的相對內(nèi)表面間的距離。在實際使用中，一旦工具頭被插入工具機(jī)體，這些插孔239對齊在與彈簧件202的兩個臂件之間，使得這些臂在該彈簧的自然偏壓作用下與插孔接合。在該位置中，形成在彈簧件上的肩部211與形成在插孔239上的對應(yīng)肩部243接合。由于這些插孔產(chǎn)生的另一個圓形栓件的非常平坦的效應(yīng)，彈簧件202的較大表面積接合并抵靠在插孔239內(nèi)，而不是簡單的兩根平行的導(dǎo)線接合在一個圓形插孔中。通過這種設(shè)計，在彈簧件和插孔間產(chǎn)生了更緊密的接觸。
此外，每個插孔239具有相連的導(dǎo)入凸輪表面250，它朝著柱形栓件96的外圍設(shè)置，凸輪表面250基本上沿著栓件96壁的切線延伸并基本上突出于栓件96的圓周，如圖8b,9和10a中所示。這些凸輪表面250沿著平行于柱形栓件96的軸線方向以及栓件壁徑向向外的方向延伸。這些凸輪表面具有一個離開栓件96的自由端沿著軸線方向延伸并從工具頭中軸線117徑向向外的斜面。最后，當(dāng)從圖9看這些凸輪表面250時，可以看到，這些凸輪表面部分地繞著側(cè)壁延伸，并通常具有對應(yīng)于U形彈簧件202的兩臂的階梯形狀的外形。凸輪表面250的整個外形對應(yīng)于插孔239的內(nèi)表面240構(gòu)成的類似形狀并用于蓋在這些插孔之上。特別地，當(dāng)從圖9看時，凸輪表面250具有一個基本上平的部分257和一個引入一基本上平凸輪表面261的基本上較平的彎曲部分258，基本上平凸輪表面261蓋在相關(guān)插孔239的對應(yīng)平面247上。而且可以看到，工具頭中這些凸輪表面的外形基本對應(yīng)于彈簧件202的外形，這是通過凸輪表面258的彎曲部分基本對應(yīng)與形成在彈簧件202上的肩部211，繞著栓件96對稱設(shè)置的基本上平的凸輪表面261對應(yīng)于內(nèi)部的頸部209和彈簧件202件的距離尺寸來實現(xiàn)的。
在實踐中，當(dāng)工具頭42/42插入工具機(jī)體，凸輪表面250將與彈簧件的臂201接合，在使用者將工具頭和機(jī)體推到一起時施加的力的作用下，產(chǎn)生這些彈簧件的彈性位移，從而導(dǎo)致彈簧在凸輪表面250上的凸輪位移，直到彈簧件與插孔239接合，在彈簧件的彈性偏壓下，它們接著進(jìn)行咬合接合，進(jìn)入這些插孔。因為凸輪表面250的內(nèi)表面基本上是平的，彈簧件可以用于防止工具頭軸向離開機(jī)體12。
可以理解到，形成在工具機(jī)體的凹槽52的內(nèi)表面54上的圓形孔60基本上是圓形的，它實際上包括一個對應(yīng)于栓件96和相關(guān)凸輪表面250的橫截面形狀的外形。這允許栓件穿過該孔60。如圖6中所示，當(dāng)彈簧件位于一個非致動位置時，彈簧件202的臂(由于清楚的原因，顯示為陰影部分)向該孔60內(nèi)突出，來與安裝在工具機(jī)體上的工具頭的栓件96上的插孔240接合。
如圖10a中所示，栓件96以及相關(guān)的凸輪表面250的外徑表面具有一個平行于工具頭的軸線117延伸的第二通道290。這些徑向相對設(shè)置的插孔中的每一個與兩個形成在蛤形殼體上的模制肋件對應(yīng)，這兩個模制肋件徑向伸入工具機(jī)體上的孔60中并且分別設(shè)置在工具機(jī)體軸的兩側(cè)，從而當(dāng)栓件96插入工具機(jī)體時，這些肋件容納在工具頭通道290內(nèi)的一個互補設(shè)置內(nèi)。這些額外的肋件和通道另外還用于產(chǎn)生工具機(jī)體和工具頭之間的接合，防止當(dāng)工具頭接合在工具機(jī)體上時的任何形式的相對旋轉(zhuǎn)位移。
由前述可知，本發(fā)明中采用了相當(dāng)多的機(jī)構(gòu)來用于將工具頭對齊、連接和限制在工具機(jī)體上。特別地，這提供了一種將動力工具機(jī)體和動力工具頭連接在一起形成一個基本上剛性和良好對齊的動力工具的精確方法。由于該種類型的動力工具使用了一位于動力工具中的具有第一軸線的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動機(jī)構(gòu)要與工具頭中的具有第二軸線的輸出驅(qū)動機(jī)構(gòu)對齊，重要的是將工具頭和工具機(jī)體對齊來精確確保工具頭和工具機(jī)體的兩根軸的對齊從而得到最大的工作效率。本發(fā)明的動力工具和工具頭的這種特殊結(jié)構(gòu)已經(jīng)提供了一種將動力工具的兩個部件連接起來得到一個整體工具的有效方法。該工具設(shè)計還提供了一個部分自對齊機(jī)構(gòu)來確保工具頭和工具機(jī)體間的精確對齊。在使用中，一個使用者首先對齊工具頭和工具機(jī)體，使工具頭的接觸面90以及工具頭上的平的、彎曲的表面的各自外形與工具機(jī)體的相應(yīng)的較平的彎曲表面在凹槽52的區(qū)域?qū)R。第一栓件92接著被插入對應(yīng)形狀的凹槽52中，其中栓件92的基本上正方形的外形與凹槽52的配合形狀對齊。在這種方式中，栓件92上的通道101的較寬的遠(yuǎn)端基本上與向凹槽52上裙部56內(nèi)安裝的配合突起的較窄的指向外的端部對齊。工具頭朝機(jī)體的移動使錐形通道100移入與對應(yīng)的錐形突起101的楔形連接中，以助于工具頭更精確地與工具機(jī)體對齊，并用于對齊第二柱形栓件和工具機(jī)體中的齒輪減速機(jī)構(gòu)的套管400，該套管400將被容納在栓件96中。另外，栓件96的內(nèi)部錐形突起105與形成在套管件400外表面上的對應(yīng)梯形插孔410對齊并配合連接。這里可以理解到，栓件96容納在凹槽52的表面件54的孔60內(nèi)。在這種方式中，工具頭的蛤形殼體直接與工具機(jī)體的蛤形殼體連接，也直接與工具機(jī)體的輸出驅(qū)動連接。最后，工具頭朝工具機(jī)體的繼續(xù)移動將導(dǎo)致栓件96的凸輪表面250抵靠并接合在彈簧件202上，同時陽輪齒50的齒被容納在工具頭的陰輪齒內(nèi)的配合凹槽內(nèi)，陽輪齒50上的凸輪表面用于將這些齒與陰輪齒件對齊。
當(dāng)工具頭推入與工具機(jī)體中實現(xiàn)的最終接合，當(dāng)栓件96通過彈簧件的兩臂之間時，傾斜的凸輪表面250使彈簧件202的兩臂徑向向外變形，直到彈簧件的這些臂與通道239接合并在凸輪表面250后咬合接合，從而鎖定工具頭，防止其從與工具機(jī)體的接合中軸向脫出。
如前所述，為了從工具體上拆下工具頭，必須向下移動按鈕208來使彈簧件202的兩個臂軸向伸展分開，并從通道239中脫出，當(dāng)它軸向脫開與工具機(jī)體的驅(qū)動主軸的連接時，使肩部經(jīng)凸輪表面205的導(dǎo)向再通過伸展開的彈簧件202之間。
當(dāng)工具頭40和42已經(jīng)以上述方式與主體12連接后，根據(jù)工具頭，所得到的動力工具10可以是一個電鉆，也可以是一個圓形鋸。通過工具頭和工具機(jī)體中的齒輪減速機(jī)構(gòu)的順序連接，該工具可以具有一個雙倍的齒輪減速。另外，由于利用機(jī)體和工具頭間許多對齊肋和凹槽，可以得到工具頭和工具機(jī)體間的較好的連接和對齊，馬達(dá)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)和齒輪減速機(jī)構(gòu)也可以考慮形成一個整體單元，就像普通動力工具那樣。
如圖10a和圖2、3所示，接觸面90另外還包括一個栓件92和96從其上延伸的基本上為第一直線部分91(當(dāng)從外形看時)，和一個形成彎曲外形的第二非直線部分。該外形最好見圖8。動力工具體12與工具頭相交處的形狀與該外形對應(yīng)并互補，用于圖2、3和4所示的互補連接。同時該外形可以是具有符合審美觀的外形，另外它還具有繞著工具頭和工具體間的接觸面提供額外支撐的功能上的作用。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以理解到，使用電鉆需要施加基本上沿著馬達(dá)和鉆頭卡盤的驅(qū)動軸的力。對于本實施例，工具機(jī)體和工具頭具有一個接觸面，該力將被直接傳遞經(jīng)過該基本上直線的接觸面區(qū)域91。此外，鉆頭卡盤和馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運動施加的任何環(huán)形力經(jīng)過該接觸面時，首先被容納在一個基本上正方形凹槽52中的基本上正方形的栓件92抵抗，另外還被凹槽52上的肋件101接合在形成于栓件92上的對應(yīng)插孔100間的接合所抵抗。但是，還可以理解到，接觸面90的彎曲部分95的接合將抵抗工具頭相對與工具機(jī)體的旋轉(zhuǎn)位移。
但是，對于如圖3中所示的豎鋸動力工具，該彎曲的接觸表面還起到另一個作用，即在使用該豎鋸時，可以減緩工具機(jī)體和工具頭間的不適當(dāng)?shù)夭僮鲬?yīng)力。見圖3，當(dāng)豎鋸被沿著要切割的材料推動時(方向D)，作為豎鋸的動力工具的操作將在工具頭42上施加一個扭矩，豎鋸刀片和木頭件間的合成作用試圖使工具頭在圖3所示的“E”方向上移動，該方向與施加到動力工具上的圖3所示“F”向的力相反。如果在工具頭和工具機(jī)體間采用簡單的平接觸面，則該合成扭矩將導(dǎo)致試圖使工具頭在區(qū)域500處樞軸地離開工具機(jī)體的應(yīng)力，和在工具機(jī)體和工具頭間經(jīng)過該接觸面的各種齒輪減速機(jī)構(gòu)的驅(qū)動主軸上的不適當(dāng)?shù)膽?yīng)力。但是，利用如圖3所示的彎曲接觸面，從動力工具機(jī)體到動力工具頭的使動力工具在切割方向(D)移動的力通過該彎曲接觸面被傳遞，而不依賴于通過平接觸面的齒輪機(jī)構(gòu)的主軸間的接合。這樣，彎曲接觸面有助于極大地減少通過動力工具和工具頭的主軸線的不適當(dāng)?shù)呐ぞ亍?br> 此外，使用工具頭42上的額外的突起件172(如圖10a所示)，它具有至少一個基本上垂直于馬達(dá)和驅(qū)動主軸的旋轉(zhuǎn)軸線的平面，從而基本上垂直于工具頭和工具機(jī)體的相對軸線傳遞工具機(jī)體和工具頭間的推力。但是，可以理解，接觸面的彎曲表面的彎曲度可以做的足夠大來實現(xiàn)該目的，而不需要一個額外的突起172。
可以理解，上面的描述僅涉及本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，這些基本概念可以進(jìn)行許多改變和改進(jìn)，這仍舊落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
特別地，可以理解到，工具頭和工具機(jī)體間的接合機(jī)構(gòu)可以被反轉(zhuǎn)，使工具機(jī)體包括具有相關(guān)栓件92和96的接觸面90，這些栓件與每個工具頭內(nèi)的配合前孔接合。此外，彈簧機(jī)構(gòu)20也可以以與裝在工具機(jī)體上的栓件配合接合的位置安置在工具頭中。
另外，已經(jīng)參照兩個特定類型的工具頭，即鉆頭和豎鋸頭描述了本發(fā)明，可以理解，其他的動力工具頭也可以同樣采用該通用的動力工具技術(shù)。特別地，使用一個達(dá)到打磨功能的工具頭時，工具頭可以包括一個齒輪減速機(jī)構(gòu)，該齒輪減速機(jī)構(gòu)是該動力工具頭中的齒輪減速機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)輸出所需的，并利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的偏心驅(qū)動來驅(qū)動一個普通打磨機(jī)。此外，可能需要一個螺旋驅(qū)動功能，這時可以在工具頭中順序使用兩個或更多個連續(xù)的齒輪減速機(jī)構(gòu)，來極大地減低工具機(jī)體的旋轉(zhuǎn)輸出速度。其他齒輪減速機(jī)構(gòu)的上述特征是動力工具領(lǐng)域中常見的，不再詳細(xì)描述。
權(quán)利要求
1．用于動力工具的可拆下的配合第一和第二部分的互鎖機(jī)構(gòu)，包括一個通常偏壓到第一，即關(guān)閉位置的彈簧；一個與彈簧配合來驅(qū)動彈簧的致動器，在該致動器的作用下，彈簧到達(dá)第二，即打開位置，該互鎖機(jī)構(gòu)的特征在于，該致動器具有一個由多個不共面的單個表面所構(gòu)成的彈簧接合表面。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的互鎖機(jī)構(gòu)，其中彈簧接合表面形成一個雙坡度表面。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的互鎖機(jī)構(gòu)，其中彈簧是一個U形件，它的開口臂與致動器配合。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的互鎖機(jī)構(gòu)，其中彈簧的開口臂與致動器的彈簧接合表面接觸，致動器的運動導(dǎo)致彈簧臂的跟隨移動。
5．根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的互鎖機(jī)構(gòu)，其中U形件的開口臂不是直的。
6．根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的互鎖機(jī)構(gòu)，其中致動器形成一個座體，彈簧的至少一部分位于其中，該座體包括設(shè)置的若干平行的元件來與彈簧的至少一部分接合，從而以第一，即關(guān)閉位置將彈簧保持在座體內(nèi)。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的互鎖機(jī)構(gòu)，當(dāng)其從屬于權(quán)利要求3或4之一時，其中該若干平行的元件包括兩個突起，每個突起與U形件的開口臂中的對應(yīng)一個接合。
8．根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的互鎖機(jī)構(gòu)，其中致動器具有一組彈簧接合表面。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的互鎖機(jī)構(gòu)，當(dāng)從屬于權(quán)利要求3時，其中U形件的每個開口臂與該組彈簧接合表面中的對應(yīng)一個接合。
全文摘要
一種用于可拆卸地連接第一(10)和第二部分(40)的動力工具的互鎖機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括一個通常偏壓到第一位置,即關(guān)閉位置的彈簧(202),以及一個能將該彈簧移動到第二位置,即打開位置的致動器(208)。該致動器具有一個由多個不共面的單個表面構(gòu)成的彈簧接合表面(216)。
文檔編號B25F3/00GK1313174SQ0111196
公開日2001年9月19日 申請日期2001年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月10日
發(fā)明者L·德里森 申請人:布萊克-德克爾公司