無繩斜排釘機的制作方法

專利名稱：無繩斜排釘機的制作方法
技術領域：
一般而言，本發明涉及驅動工具，更具體地說，涉及一種具有驅動器的驅動工具， 該驅動器可選擇地與旋轉飛輪結合。
背景技術：
如動力敲釘機和釘箱機之類的緊固工具在建筑行業使用相當普遍。但是，市售的 固定工具往往因為將固定工具聯結到氣壓動力能源的軟管等的存在而不能為使用者提供 理想的靈活性和自由度。當前，為了滿足現代消費者的需求，已有多種無繩敲釘機投放市場。但是，這些敲 釘機中有一些在尺寸和/或重量方面相對較大，這使得工作中使用它們比較累贅。其他一 些敲釘機需要昂貴的、使用者不能重新添加燃料的元件，因此所提供的燃料元件耗盡時，使 用者必須離開工作現場去購買另外的燃料元件。另一些無繩敲釘機在其設計和操作上較復 雜，因此其制造費用相當昂貴且不能以前后一致地使緊固件可靠地處于工件內的實用方式 操作。因此，在該領域內仍然存在進一步改進固定工具的需求。

發明內容
本部分提供了本發明一些方面的概述，而并非面面俱到地列舉或詳細描述本發明 的全部范圍或本說明書中所描述的所有特征。在一種情況中，本發明提供的驅動工具包括框架、聯結到框架上的馬達、飛輪、軌 道、驅動器和隨動器。框架限定出旋轉軸線和驅動器軸線。飛輪可由馬達驅動圍繞旋轉軸 線旋轉。軌道與驅動器軸線平行地延伸。驅動器安裝在軌道上且可沿驅動器軸線在返回位 置和伸展位置之間移動。隨動器聯結到框架上并可在第一位置和第二位置之間運動，在第 一位置，隨動器驅動驅動器使其與飛輪結合，以便將動力從飛輪傳遞到驅動器而使驅動器 沿驅動器軸線推進，在第二位置，隨動器、驅動器及飛輪彼此不結合。在另一種情況中，本發明提供了一種驅動工具，其包括框架、前端件、馬達、飛輪、 一對軌道、驅動器、一對彈簧和隨動器。框架限定出旋轉軸線和驅動器軸線。前端件聯結到 框架。馬達聯結到框架。飛輪可由馬達驅動圍繞旋轉軸線旋轉。軌道平行于驅動器軸線延 伸并被設置在飛輪的相對兩側上。驅動器被安裝在軌道上且被接納在前端件中。驅動器可 沿驅動器軸線在返回位置和伸展位置之間運動。每個彈簧被接納在相應的一條軌道上并協 同作用將驅動器偏壓到返回位置。隨動器聯結到框架上并可在第一位置和第二位置之間運 動，在第一位置，隨動器驅動驅動器使其與飛輪結合，以便將能量從飛輪傳遞到驅動器而使 驅動器沿驅動器軸線推進，在第二位置，隨動器、驅動器及飛輪彼此不結合。驅動器由隨動 器驅動到與飛輪結合時軌道可相對于框架沿朝向旋轉軸線的方向運動。
在再一種情況中，本發明提供了一種驅動工具，其包括裝有電動馬達驅動的飛輪 的馬達組件、驅動器和隨動器，隨動器可選擇地運動以驅動驅動器與飛輪的旋轉周邊結合。 驅動器被成型為單一件且包括驅動器主體和驅動器葉形部。驅動器主體包括在一側上的驅 動器輪廓和凸輪，驅動器輪廓被構成與飛輪的外周邊結合，凸輪處于相對側上，并被構成為 有利于在驅動器運動時使隨動器負載和卸載。本發明的其他方面將通過對本發明的描述而更加清晰。應理解的是，概述中的描 述和具體實例僅用于圖解說明，而不希望以任何方式限制本發明的范圍、應用和/或使用。


本說明書所描述的附圖只用于圖解說明，而不希望以任何方式限制本發明的范圍。圖IA為根據本發明的教導構成的一示例性驅動工具的側向立視圖；圖IB為圖1所示驅動工具的一部分的底部平面圖，其更詳細地示出了構架 (backbone)和驅動馬達組件；圖IC為圖1所示驅動工具的一部分的后視圖，其更詳細地示出了構架和驅動器馬 達組件；圖ID為圖1所示驅動工具的一部分的透視圖；圖2為圖1所示驅動工具的一部分的分解圖，其更詳細地示出了構架和動力能 源；圖3為圖1所示驅動工具的一部分的分解圖，其更詳細地示出了構架、傳動裝置和 馬達；圖4為圖1所示驅動工具的一部分的透視圖，其更詳細地示出了驅動器和動力能 源；圖5為圖1所示驅動工具的一部分的分解透視圖，其更詳細地示出了傳動裝置和 第二齒輪箱構件；圖5A和5B為與圖5類似的那部分的分解透視圖，其示出了備選構造的傳動裝置， 該傳動裝置采用了皮帶輪和動力傳動帶；圖6為圖1所示驅動工具的一部分的端視圖，其示出了傳動裝置的隔離板上的耳 狀構件的構造；圖7為動力能源的一部分的透視圖，其更詳細地示出了驅動器；圖8為圖1所示驅動工具的一部分的截面圖，其示出了驅動器被容納在前端件組 件中的情況；圖9為圖1所示驅動工具的一部分的透視圖，其更詳細地示出了所述前端件；圖10為通過所述前端件的一部分截取的縱向截面圖；圖11為根據本發明教導構造的另外的驅動工具的一部分的透視圖，其示出了回 行機構和驅動器；圖12示意地示出了圖11所示的驅動工具，其示出了相對于前端件、飛輪和隨動器 定位的驅動器和回行機構；圖13為圖12所示的驅動器和回行機構的一部分的放大圖14示意地示出了圖1所示驅動工具，其示出了控制器；圖15的圖表示出了利用脈沖寬度調制技術為了操作圖1所示驅動工具向馬達提 供電能的情況；圖16為根據本發明教導構造的其他驅動工具的一部分的透視圖；圖17為圖16所示驅動工具的一部分的透視圖，其更詳細地示出了驅動器和回行 機構；圖18為圖17所示部分的放大圖。
具體實施例方式概述參考附圖中圖IA到2，根據本發明的教導構成的驅動工具總體用附圖標記10表 示。驅動工具10可包括機架和貯存盒(magazine)組件12、構架14、構架蓋16、驅動馬達組 件18、控制單元20、前端件組件22、以及電池組26。雖然驅動工具10被顯示為由如電池組 26之類的合適電源提供電力，所屬領域技術人員應能理解，就其擴展方面而言，可將本發明 構造為略有不同，而且本發明的特定部分(aspects)可適用于氣動驅動工具。此外，雖然在 說明書中描述的并在附圖中示出的特定部分針對的是敲釘機的情況，所屬領域技術人員應 理解，就其擴展而言，本發明還有其他應用。例如，驅動馬達組件18還可應用于利用往復運 動的其他各種機構，包括旋轉錘、如打孔機之類的孔成形工具、以及如安裝變形鉚釘的鉚接 工具。在同時待審的于2005年3月31日提交的名稱為“Method For Controlling A Power Driver”的美國專利申請11/095，723號以及2005年2月觀日提交的名稱為 "Contact Trip Mechanism For Nailer”的美國專利申請11/068，344號中進一步詳細描述 了所示出的具體驅動工具的前端件組件22和控制單元20的一些特定部分，它們所公開的 內容作為參考加入本申請內，就像其全部內容在本申請中詳細陳述了一樣。電池組沈可為 任何期望的類型，可以是可充電的、可拆卸的和/或一次性的。在所提供的具體實例中，電 池組洸是可充電且可拆卸的，其可以是市售的并由DeWalt Industrial Tool Company of Baltimore，Md注冊了商標的電池組。所屬領域技術人員應該理解，說明書中沒有詳細描述的驅動工具10的其他特定 部分大體與名稱為“Power Take Off For Cordless Nailer”的美國專利申請11/586，104 號中所示出和描述的相應組成部分類似，該申請作為參考加入本申請內，就像其全部內容 在本申請中陳述了一樣。例如，隨動器組件34可與美國專利申請11/586，104號中所示和 所描述的隨動器組件34’類似。構架14可以是一種結構元件，在其上可全部或部分地安裝驅動馬達組件18、控制 單元20、前端件組件22、和/或機架及貯存盒組件12。驅動馬達組件18可為任何期望的構 造，但在所提供的本例中，驅動馬達組件包括動力能源30、驅動器32、隨動器組件34、及回 行機構36。在所提供的具體實例中，動力能源30包括馬達40、傳動裝置5000、飛輪42和作 動器44。操作時，存放在機架和貯存盒組件12中的緊固件F依次被送入前端件組件22。驅 動馬達組件18可由控制單元20作動，以便驅動器32移動并撞擊位于前端件組件22內的緊固件F，從而可將緊固件F驅動到工件(未示出)內。動力能源的啟動可利用來自電池組 26的電能，以操作馬達40和作動器44。馬達40被用來驅動飛輪42，而作動器44被用來使 與隨動器組件34關聯的隨動器50運動，隨動器組件將驅動器32擠壓到與飛輪42結合，從 而將來自飛輪42的能量傳遞給驅動器32，使驅動器32移動。更具體地說，可使可以是滾 子的隨動器50聯結到構架14并可通過作動器44使隨動器在第一位置和第二位置之間運 動，在第一位置，隨動器50驅動驅動器32進入飛輪42的旋轉周邊，以將來自飛輪42的能 量傳遞到驅動器32，而沿驅動器軸線118推進驅動器32，在第二位置，隨動器50、驅動器32 和飛輪42彼此不結合。在緊固件F被驅動進工件時前端件組件22引導緊固件F。回行機 構36使驅動器32偏壓到返回位置。機架和貯存盒組件機架和貯存盒組件12可包括一對分離的殼體MOO和推動組件5002。殼體MOO 可由熱塑性材料形成且可協同作用以限定工具主體部分M02、把手部分M04、及貯存盒部 分2406。主體部分M02可限定機架腔M10，該機架腔的尺寸確定為將構架14、驅動馬達組 件18和控制單元20容納于其內。把手部分M04可從主體部分M02延伸并可被構成為允 許操作人員以方便的方式操縱驅動工具10。把手部分對04可包括機座M18，可將電池組 26可拆卸地聯結于機座。推動組件5002可包括彈簧偏置推動器5006，該推動器可被容納 在貯存盒部分M06內。貯存盒部分M06可與推動組件5002共同作用，以保持多個緊固件 F并順序地將這些緊固件F分配到前端件組件22內。可以理解的是，可將一或多個由合適 的耐磨材料形成的導軌(未具體示出)聯結到殼體MOO以覆蓋殼體MOO的一些部分，否 則這些部分可能直接與緊固件F和/或貯存盒部分M06中的推動組件5002的一些部分接 觸。可任選的是，可包覆模制殼體MOO的一些部分，以便在機架和貯存盒組件12的內 部和/或外部建立一些區域，這些區域可以增加操作人員握緊機架和貯存盒組件12的可能 性，提供振動衰減和/或形成一或多個密封部。在普通轉讓的名稱為“Multispeed Power Tool Transmission"的美國專利6，431，289號中詳細描述了這種技術，該專利的內容作為 參考加入本申請內，就像其全部內容在本申請中詳細陳述了 一樣。構架參考圖2到4，構架14可限定馬達座60、飛輪座66、第一和第二作動臂座68a和 68b及前端件座70。在所提供的具體實例中，構架14包括第一構架構件5010、第二構架構 件5012、第一齒輪箱構件5014和第二齒輪箱構件5016。可以理解的是，雖然被示出和下文 所描述的第一齒輪箱構件5014是聯結到第一和第二構架構件5010和5012的分離組成部 分，第一齒輪箱構件5014可與第二構架構件5012整體成型。第一和第二構架構件5010和 5012及第一和第二齒輪箱構件5014和5016中的每一個可由如鎂或鋁之類的合適的結構材 料壓鑄而成。第一齒輪箱構件5014可限定第一箱部分5020和第二箱部分5022( S卩，馬達座 60)。第一箱部分5020可包括后壁50 和可圍繞后壁50 的外周邊設置的環形側壁5030。 后壁50 和環形側壁5030可協同作用以限定齒輪腔5032。第二箱部分5022可具有中空 半球形，其可限定出安裝孔5034、可圍繞安裝孔5034設置的環形表面5036、及第一軸承座 5038。安裝孔5034可至少接納馬達40的輸出軸40a。在所提供的具體實例中，馬達40緊靠環形表面5036，螺紋緊固件5040穿過環形表面5036中的緊固件孔5042被接納并可與馬 達40中的對應的螺紋孔(未示出)螺紋結合，借此將馬達40固定但可拆卸地聯結到馬達 座60。可任選的是，可將一或多個隔片(未示出)放置在環形表面5036和馬達40之間，以 控制馬達40相對于馬達座60的基準面的位置。可以想到的是，可采用其他安裝/校準技 術將馬達40以期望的方位安裝到馬達座60上。例如，可將馬達40的主體40b壓配到安裝 孔5034內或旋入安裝孔5034內。馬達40按圖示方式安裝可使馬達40的旋轉軸線40c取 向成大體與沿驅動器32移動的軸線118平行并與該軸線處于同一平面內，由此與美國專利 7，204，403號所圖示和描述的驅動工具的寬度相比，可減小驅動工具10的總寬度。可通過多個緊固件5044將第二齒輪箱構件5016可拆卸地聯結到第一齒輪箱構件 5014，以封閉與后壁50 相對的齒輪腔5032的一側。第二齒輪箱構件5016可限定出第二 軸承座5050。飛輪座66可包括在第二齒輪箱構件5016中的第三軸承座5100和可形成于第一 構架構件5010內的第四軸承座5102。傳動裝置輸出軸5110可穿過第一齒輪箱構件5014 中的孔5112并被支撐在分別被容納于第三和第四軸承座5100和5102中的軸承5114和 5116上。可聯結飛輪42以便隨傳動裝置輸出軸5110 —起旋轉。可使銷3040通過隨動器組件34的相對的臂3000被接納并進入第一作動臂座6 中相應的孔內，借此將隨動器組件34的第一端固定地聯結到構架14。一對螺紋緊固件3041 可穿過隨動器組件34的相對的臂3000被接納并處于第二作動臂座64b中相應的孔內，借 此將隨動器組件34的第二端固定聯結到構架14。前端件座70可包括一對凸緣220，該凸緣可沿驅動器32前進(或延伸)的方向向 外延伸。前端件組件22可以任何期望的方式聯結到前端件座70。例如，螺紋緊固件(未示 出)可通過凸緣220中的孔H(只示出一個)被接納并可螺旋地聯結于前端件組件22。動力能源可將傳動裝置5000安裝在構架14上，該傳動裝置可包括多個齒輪5200，這些齒 輪在馬達40的輸出軸40a和傳動裝置5000的輸出軸5110之間傳遞旋轉動力。多個齒輪 5200可為任何期望的構造且可包括，例如具有直齒和/或螺旋形齒的直齒輪和/或斜齒輪。 在示出的具體實例中，小斜齒輪5204不可旋轉地聯結到馬達40的輸出軸40a并通過安裝 孔5034被接納于第二箱部分5022的中空內部中。中間軸5206可被支撐在一對軸承5208 和5210上，每個軸承5208和5210被接納在第一和第二軸承座5038和5050的相關聯的一 個中。附加參考圖5，斜惰輪5212可被接納在中間軸5206上并與小斜齒輪5204嚙合地 結合。直惰輪5214可被聯結以便與斜惰輪5212 —起旋轉。可將傳動裝置輸出軸5110支撐在分別處于第三和第四軸承座5100和5102中的 軸承5114和5116上。可將輸出齒輪組件5220安裝在傳動裝置輸出軸5110上并可與直惰 輪5214嚙合地結合。輸出齒輪組件5220可包括隔離板5222、輸出直齒輪52 、軸承52沈、 板構件52 及多個隔離栓5230。隔離板5222可包括轂部5240、可聯結到轂部5240并從 轂部5240向外延伸的環形板構件5241、及多個弓形耳狀部5242。可將轂部5240構造成將 隔離板5222以如通過靜配合(例如壓配合)之類的任何期望的方式安裝到傳動裝置輸出 軸5110，此配合包括轂部5240中的孔5244和與轂部5240聯結的傳動裝置輸出軸5110的所述部分的外直徑。可以想到的是，可將如肩部5246之類的各種結構特征加入傳動裝置輸 出軸5110和/或隔離板5222，致使這些組成部分可以期望的方式相互接合。例如，可將隔 離板5222壓到傳動裝置輸出軸5110上，致使轂部5240緊靠肩部5246。附加參考圖6，弓形耳狀部5242可從環形板構件5241的一側延伸并可環繞圍繞 傳動裝置輸出軸5110的旋轉軸線5110a的共用軸線(圓形)5 設置。每個弓形耳狀部 5242可包括第一端5250和第二端5252，第一端可由半徑(其中心點可位于共用的圓形軸 線524 上)限定并可具有凸出的圓柱形形狀，第二端5252與第一端5250相對，第二端可 由半徑(其中心點可位于共用圓形軸線524 上)限定并可具有凹進的圓柱形形狀。輸出直齒輪52M可包括通孔5沈0、多個可與直惰輪5214的齒5246嚙合地結合的 齒5262、及多個被構造成接納隔離板5222的弓形耳狀部5242的弓形槽5270。每個弓形槽 5270可具有第一端5272和與第一端5272相對的第二端5274，第一端在形狀上可與弓形耳 狀部5242的第一端5250互補。軸承52 可被接納在傳動裝置輸出軸5110和輸出直齒輪 5224之間，從而支撐輸出直齒輪52 以便在傳動裝置輸出軸5110上旋轉。板構件52 可 被接收在與隔離板5222的環形板構件52 相對的輸出直齒輪52 —側上的傳動裝置輸 出軸5110上。每個隔離栓5230可由彈性材料構成。每個隔離栓5230可大致為圓柱形并 可被接受在相關聯的一個弓形耳狀部5242的凹形第二端5252和相關聯的一個弓形槽5270 的第二端5274之間。可以理解的是，弓形槽5270的第二端5272和與弓形槽5270的第二 端5274接觸的隔離栓5230的那部分的形狀可以構造成任何期望的形狀，其尺寸和形狀可 被確定為能夠阻止一或多個隔離栓5230相對于輸出直齒輪52M(例如，弓形槽5270的第 二端5274可包括“蝴蝶結領結形”或“狗骨形(dog bone)”形狀，而隔離栓5230可被成型 為與這種“蝴蝶結領結形”或“狗骨形”形狀彈性結合)的旋轉運動。可通過傳動裝置5000傳遞動力，使輸出直齒輪52M沿傾向于壓縮隔離栓5230抵 靠弓形耳狀部5242的第二端5252的方向(即，沿圖6中箭頭A所示方向)旋轉。可將隔 離栓5230構造成當傳動裝置5000的轉動慣量大于飛輪42的轉動慣量時(例如，在馬達40 啟動時或在飛輪42因將能量傳遞到驅動器32而減速后)進一步壓縮。在這種情況下，隔 離栓5230的順從性質起到了減輕輸出直齒輪52M的齒5262上的一些應力的作用。雖然所示出和描述的傳動裝置5000包括直惰輪5214和輸出齒輪組件5220，所屬 領域技術人員可以理解的是，可將傳動裝置構造成略有不同。例如，圖5A所示的傳動裝置 5000'用一對皮帶輪5214'和5220'及帶B來代替圖5所示的直惰輪5214和輸出齒輪組 件5220，而圖5B所示的傳動裝置5000〃則用一對皮帶輪5214'和52M'以及帶B來代替 圖5所示的直惰輪5214和輸出直齒輪52M。驅動器參考圖4、7和8，驅動器32可通過適當的澆鑄方法(例如，熔模精密鑄造法)由如 鋼之類的適當材料整體成型。驅動器32可包括上部驅動器構件500和驅動器葉形部502。 上部驅動器構件500可包括主體510和一對突出部512。突出部515可從主體510的相 對橫側延伸并可包括返回固定部(return anchors) 630 (即，驅動器32被聯結到回行機構 36的點)和緩沖器片632，該緩沖器片包括被構成與下部緩沖器(未示出)接觸的接觸表 面670。主體510可包括驅動器輪廓520 (例如，如帶有多個V形齒的一個表面的表面，其 被構成與美國專利申請11/586，104中所描述和圖示的旋轉飛輪的周邊結合)和凸輪輪廓522(例如，美國專利申請11/586，104中所描述和圖示的具有負荷凸輪和卸荷凸輪的輪廓， 其被構造成隨驅動器沿驅動器軸線運動幫助隨動器負載和卸載)。可以任何期望的方式構 造驅動器葉形部502，例如具有常規的矩形橫截面(沿與驅動器葉形部502的縱向軸線垂 直的方向橫向截取)。在所提供的具體實例中，驅動器葉形部502具有大體呈半月形的橫 截面，該橫截面具有形成在驅動器葉形部502的頂表面上的縱向延伸的鍵槽5300。可將鍵 槽5300構造成接納形成在前端件組件22上或與前端件組件22聯結的相應形狀的鍵構件 5302。鍵槽5300和鍵構件5302可協同作用阻止驅動器32相對于飛輪42轉動。參考圖8到10，可將前端件組件22構造成向前驅動驅動器32以驅動緊固件F(圖 1A)時接納上部驅動器構件500的一部分。就此而言，前端件組件22可包括上部前端件構 件5350、下部前端件構件5352、及可聯結上部前端件構件5350到下部前端件構件5352的 一對側壁53M。上部和下部前端件構件5350和5352及側壁53M可協同作用以限定前端 件腔5356，上部驅動器構件500的主體510的一部分可被容納在該前端件腔內。鍵構件 5302可聯結到上部前端件構件5350并可伸進前端件腔5356內。以這種方式構造的驅動器 32和前端件組件22可減小飛輪42 (圖4)和前端件組件22之間的距離(相對于美國專利 7，204，403中所描述和圖示的實例)，因此驅動工具10 (圖1A)可相對較短。前端件組件22 可用如熔模精密鑄造法之類的合適方法形成單一件，或者可成型為一或多個組成部分。在圖8到10的實例中，前端件組件22包括下部前端件結構MOO和上部前端件結 構M02。下部前端件結構MOO可由如鋼之類的合適材料采用如熔模精密鑄造法之類的合 適方法形成，且可拆卸地聯結到構架14(圖2)及機架和貯存盒組件12 (圖1A)，以便接納 來自貯存盒部分對06(圖1A)的緊固件F (圖1A)。上部前端件結構M02可包括防磨耗板 5410和外部構件M12。外部構件M12可由如壓鑄鋁之類的合適材料形成且可用合適方式 聯結到防磨耗板M10。在所提供的具體實例中，防磨耗板MlO由鋼形成并被澆鑄成外部 構件M12(即，外部構件M12被澆鑄于防磨耗板MlO上)。作為另一實例，外部構件M12 可與構架14(圖1D)整體成型而防磨耗板MlO可由鋼制成并以任何期望的方式固定地聯 結到外部構件M12。雖然所示出和描述的驅動器32采用了美國專利7，204，403中描述的突出部515， 所屬領域技術人員可想到的是，可將驅動器32構造成略有不同。例如，可將驅動器3 構 造成包括一對突出部512a，如圖11到13所示。突出部51 可從主體510a的相對的橫向 側延伸，并可包括返回固定部630a(即，驅動器32被聯結到回行機構36a的點)和包括接 觸表面670a的緩沖器片63 ，該接觸表面被構造成與可被形成在前端件組件22內的凹穴 P容納的下部緩沖器210 接觸。每個返回固定部630a可限定出固定部孔5450，固定部孔 可伸過大體與驅動器葉形部502平行的突出部51 中相關聯的一個。回行機構36a可包括軌道組件M60、一對壓縮彈簧M62和軌道樞軸5464。軌道組 件M60可包括一對軌道M70和可聯結到軌道M70的上端部M74的端蓋M72。軌道M70 可由如淬火鋼之類的低摩擦材料制成，且可被用來在驅動器3 運動到返回位置時導引驅 動器32a。一對中空引導構件M76可由潤滑材料制成，例如由乙酰基材料制成，且可將該 對中空引導構件固定到軌道M70上并進入固定部孔5450，以便驅動器3 在軌道M70上 運動時導引驅動器32a。壓縮彈簧M62可被接納于與端蓋M72相對的端部上的軌道M70 上并可緊靠接觸表面670a。中空引導構件M76可被接納到壓縮彈簧M62內并與壓縮彈簧5462的內部直徑方向的表面結合。壓縮彈簧M62可以較長，因此具有較大的回復力，這在 驅動器32a的全行程較短和/或推動器5006 (圖1A)向機架和貯存盒組件12 (圖1A)中的 緊固件F(圖1A)施加較大的力時可能是希望的。另外，由于壓縮彈簧M62較長、驅動工具 10 (圖1A)運轉時壓縮彈簧M72內產生的應力較低，因此盡管壓縮彈簧M72經受動態負 載，可以預料其具有較長的疲勞壽命。所屬領域技術人員可以從本申請中意識到，前端件組 件22內的凹穴P允許在不增加工具的尺寸的情況下，將較長的軌道M70和壓縮彈簧M72 裝進該工具內。下部緩沖器210 可以大體呈中空且為圓柱形形狀，并帶有由圓球半徑限定的上 部接觸表面670b。每個下部緩沖器210 可被接納在壓縮彈簧M62的相關的一個上并可 被接納在形成于構架14 (圖2)內的下部緩沖器凹穴M80 (圖2)中。軌道樞軸M64可彈 性地支撐軌道M70的下端部討82，從而促使軌道M70遠離飛輪42。類似地，可用壓縮彈 簧討84促使端蓋M72遠離飛輪42。因此，從本申請中可意識到，軌道樞軸M64和壓縮彈 簧M84可協同作用，以將軌道M70維持在將驅動器3 與飛輪42隔離的位置。操作驅動 工具(圖1A)期間，隨動器50被驅動而與驅動器32a的凸輪輪廓522接觸并將驅動器3 向下朝飛輪42推進。支撐軌道M70的下端部M82和上端部M74的壓縮彈簧M84及軌 道樞軸M64響應由隨動器50施加的力的作用朝飛輪42運動，以使驅動器32a的驅動器輪 廓520與飛輪42結合。圖16示出了根據本發明的教導構造的另一種驅動器，其用附圖標記IOb表示。除 了在這里所描述的之外，驅動器32b可大體與圖11到13中所示的并在上面詳細討論過的 驅動器3 類似。附加參見圖17和18，驅動器32b的突出部51 可從主體510b的相對橫 向側延伸并可包括整體成型的返回固定部630b和緩沖器片632b，其包括被構造成與下部 緩沖器2102b接觸的接觸表面670b。每個返回固定部630b可限定出固定部孔M50b，其能 伸過大體平行于驅動器葉形部502b的突出部512b的相關聯的一個。接觸表面670b可按 期望的方式成形，但在所提供的具體實例中是平的。回行機構3 可包括軌道組件M60b和一對壓縮彈簧討6213。軌道組件M60b可 包括一對軌道5470b和可被聯結到軌道M70b的上端部5474b的端蓋M72b。軌道5470b 可由如淬火鋼之類的低摩擦材料制成，且可通過固定部孔5450b被接納并在驅動器32b向 返回位置運動時被用來導引驅動器32b。端蓋5472b可包括孔6000，驅動器32b或者可伸 過該孔或者可通過上部緩沖器(未示出)接近，當驅動器32b運動到返回位置(如圖16所 示)時，上部緩沖器聯結到驅動工具IOb的構架或框架14b (圖16示意地示出)。可以理解 的是，上部緩沖器可包括能量吸收構件，因此在驅動器32b運動到返回位置時可緩沖傳遞 到構架14b的沖擊力。壓縮彈簧5462b可被同軸地接納在位于與端蓋5472b相對的端部上的軌道5470b 上且可緊靠返回固定部630b。在所提供的具體實例中，壓縮彈簧5462b可具有接地端，而嚴 格意義上講，返回固定部630b具有緊靠壓縮彈簧M62b的平表面。當然，可以想到的是，可 以采用可供選擇的其他構造(例如，壓縮彈簧5462b可具有未接地的閉合端或開放端，返回 固定部630b的所述表面可以至少部分輪廓呈螺旋形，以便嚙合地與壓縮彈簧5462b的未接 地端結合)。可將壓縮彈簧5462b構造成盡管其可能經受動態負載也具有較長的疲勞壽命。例如，壓縮彈簧5462b可由多條相互纏繞并集合地盤繞成螺旋形的金屬線6010構成。例如， 每個壓縮彈簧5462b可由直徑為0. 018英寸的M4琴鋼絲形成的三根金屬線構成，它們可以 每英寸九(9)圈的標準(rate)纏繞。附加或可選擇的是，可將壓縮彈簧M62b構造成帶有簧圈節距(S卩，壓縮彈簧 5462b的相鄰圈6012之間的距離)且可用至少兩種不同的簧圈節距來限定每個壓縮彈簧 5462b0每個壓縮彈簧5462b在緊靠返回固定部630b的第一端6016處可用第一簧圈節距， 而在與第一端6016相對的第二端6018處可用第二簧圈節距。第一和第二端之間的簧圈節 距可以改變，例如，隨離第二端的距離減小簧圈節距可逐漸變小。例如，壓縮彈簧5462b可 由0. 028英寸的M4琴鋼絲構成，第一簧圈節距可為3. 00mm，第二簧圈節距可為1. 20mm。沖擊吸收器6020可與壓縮彈簧5462b —起使用，以便進一步保護壓縮彈簧M62 免于疲勞。在所提供的具體實例中，沖擊吸收器6020分別包括第一和第二沖擊結構6022和 60M，且包括可置于第一和第二沖擊結構6022和60M之間的緩沖器6(^6。第一和第二沖 擊結構6022和60 中的每一個可由合適的抗沖擊材料制成，例如，由填充玻璃的尼龍或淬 火鋼制成，其可被壓縮彈簧5462b直接接觸，而緩沖器60 可由合適的沖擊吸收材料制成， 如由氯丁基橡膠制成。沖擊吸收器6020可以是類似于套筒的構造，其可同軸地被固定在壓 縮彈簧5462b的第二端6018和構架或框架14b之間的軌道5470b中相關聯的一個上。可將 構架14b構造成帶有凹穴6030，以便至少部分地接納沖擊吸收器6020，但可以理解的是，構 架14b和沖擊吸收器6020沒有構造成協同作用來將軌道5470b維持在相對于構架14b為 固定的、不可運動的方位。相反，軌道M70b具有一定程度的運動性(朝向和遠離飛輪42b 的旋轉軸線6036)。這種構造方式允許驅動器32b在其從返回位置行進到伸展位置過程中 被驅動工具IOb的前端件22b導引而不是被軌道M70b導引。從上述可以意識到，前端件 22b包括形狀和尺寸與驅動器葉形部502的橫截面形狀和尺寸相應的孔(未示出)。飛輪速度控制參考圖1A、14和15，驅動工具10可包括模式選擇開關60_1。模式選擇開關60_1 可被驅動工具10的使用者用來將驅動工具10設定為(第一)按序模式、沖擊模式或第 二按序模式。在名稱為“Fastening Tool With Mode Selector Switch”的美國專利申請 11/095，721中詳細描述了模式選擇開關60-1、(第一)按序模式和沖擊模式，該申請所發明 的內容作為參考加入本申請內，就像在本申請中全部詳細地陳述一樣。簡而言之，模式選擇 開關60-1可以是產生模式選擇開關信號的開關，該開關信號表示驅動工具10操作的期望 模式。例如，一種操作模式可以是按序起動模式(fire mode)，其中接觸釋放機構(contact trip) 20-1必須先緊靠工件(致使接觸釋放傳感器50-1產生接觸釋放傳感器信號)，然后 啟動觸發開關18a_l以產生觸發信號。另一種操作模式可以是強制沖擊進給(bump feed) 模式，其中先作動觸發開關18a_l以產生觸發信號，然后接觸釋放機構20-1緊靠工件，致使 接觸釋放傳感器50-1產生接觸釋放傳感器信號。再一種操作模式可以是組合模式，該模式 允許或者是按序起動模式，或者是沖擊進給模式，其中不需要特定順序(也就是說，觸發傳 感器信號和接觸釋放傳感器信號或按順序產生或同步產生)。在所提供的具體實例中，模式 選擇開關60-1是三位置開關，其允許使用者選擇第一按序起動模式、組合模式或者第二按 序模式。第二按序模式可大致與第一按序模式類似，只是以期望方式改變目標或飛輪42的期望轉速，所述方式可以由驅動工具10的制造商預編程，或由驅動工具10的使用者選擇 地預編程。在所提供的具體實例中，可將第一按序模式和組合模式構造成使得控制單元20 控制供給馬達40的電力，以使飛輪42以第一目標速度旋轉或大約以第一目標速度旋轉， 而將第二按序模式構造成使得控制單元20控制供給馬達40的電力，以使飛輪42以高于 第一目標速度的第二目標速度旋轉或大約以高于第一目標速度的第二目標速度旋轉。這 種構造方式允許在第一按序模式和組合模式中執行標準型操作，例如覆套(sheathing)和 設框架(framing)操作，在第二按序模式中執行大功率操作，例如，緊固層疊飾面板(LVL， laminated veneer lumber)或硬材。在所提供的具體實例中，控制單元20可使用脈沖寬度調制(PWM)、DC/DC轉換器、 以及精確的工作時間控制，以控制馬達40和作動器44的運行，例如，以便確保飛輪42的前 后一致的速度與電池的電壓無關。可將控制單元20構造成檢測或用其他方法確定電池組 26在啟動時的實際電壓或額定電壓(例如，最初安裝電池組沈時或電池組電聯結到控制 器M時)。利用脈沖寬度調制技術可在整個循環期間或部分循環期間向馬達40供電，圖 15示出了一個實例。可通過預定事件、例如作動觸發器18-1開始循環，該循環可包括起始 供電時間間隔120-1及一或多個輔助供電時間間隔(例如，U6a-l、126b-l、U6c-l)。起始 供電時間間隔120-1可以是用電池組沈的全部電壓向馬達40供電的時間間隔。例如，基 于電池組沈的輸出或基于馬達組件14中的組成部分的運行特性、例如轉速及模式選擇開 關60-1的位置，通過在控制單元20的存儲器中的運算法則或查表法可確定起始供電時間 間隔120-1的時間長度或持續時間(ti)。每個輔助供電時間間隔的時間長度或持續時間 (ts)可等于起始供電時間間隔的時間長度或持續時間，或可以是預定的恒定值，或可根據 電池組沈的輸出或根據驅動馬達組件18的操作特性而改變。在起始供電時間間隔120-1和第一輔助供電時間間隔126a_l之間和/或在相繼 的輔助供電時間間隔之間可采用停止供電時間間隔122-1。停止供電時間間隔122-1可 以是變化的時間長度或持續時間(td)，但是在所提供的具體實例中，停止供電時間間隔 122-1是恒定的持續時間(td)。在停止供電時間間隔122-1期間，供給馬達40的電力可以 中斷，使得馬達40 “靠慣性滑動”。在這段時間內可使用電源傳感器52-1的輸出評估驅動 馬達組件18內的動能水平(例如，以便允許控制單元20確定驅動馬達組件18是否有足夠 的能量驅動緊固件)和/或確定一或多個參數，借助這些參數馬達40在隨后的供電時間間 隔內可被供電或運行。在所提供的實例中，控制單元20評估馬達40的反電動勢(back emf)以計算飛輪 42的速度。可將飛輪42的計算速度(或其等同物，例如馬達40的反電動勢的值)用在運算 法則或查表法中，以確定下一個輔助供電時間間隔的工作循環(例如，表觀電壓(apparent voltage))。此外，如果在起始供電時間間隔120-1之后立即使馬達40的反電動勢在停止 供電時間間隔122-1起作用，可用運算法則或查表法來計算起始供電時間間隔120-1的持 續時間(ti)的改變。在這種方式中，在電池組沈放電時可對值(ti)不斷修改。當電池組 26開始被聯結到控制單元20時，可重新設定值(ti)(例如，可重新設定為能存儲在查找表 內的值)。例如，如果電池組沈具有約18伏的額定電壓，控制單元20可將(ti)設定成等 于180ms，或者若電池組沈具有約14. 4伏的額定電壓，(ti)被設定成200ms，若電池組沈 具有約12伏的額定電壓，(ti)被設定成MOms。
可以理解的是，上面的描述實際上只是示例性的而不是對本發明、本發明的應用 或使用的限制。盡管在說明書中描述和附圖示出了一些具體實例，所屬領域技術人員應理 解，在不超出由權利要求限定的本發明的范圍的前提下，可以對本發明的一些元件作出各 種變換和等同替換。而且，即使沒有具體示出和描述，可以清楚地設想將各種實例之間的特 征、元件和/或功能進行混合和配合，使所屬領域技術人員從本發明中可想到將一個實例 的特征、元件、和/或功能適當地結合到另一實例中，除非上面另有說明。而且，在不超出本 發明的基本范圍的前提下，可以對本發明的技術方案作出很多改型，以適應具體情況或材 料。因此，本發明不限于附圖所示的和說明書中所描述的那些具體實例，這些實例是當前考 慮到的用于實施本發明的技術方案的最佳方式，本發明的范圍應包括落入上面描述的和所 附權利要求中的任何實施例。
權利要求
1.一種驅動工具，包括限定旋轉軸線和驅動器軸線的框架； 聯結到所述框架的馬達；被所述馬達驅動而圍繞所述旋轉軸線旋轉的飛輪； 平行于所述驅動器軸線延伸的軌道；安裝在所述軌道上并能沿所述驅動器軸線在返回位置和伸展位置之間運動的驅動器；及聯結到所述框架上并能在第一位置和第二位置之間運動的隨動器，在第一位置，該隨 動器驅動所述驅動器與飛輪結合，以便將能量從飛輪傳遞到所述驅動器從而使驅動器沿驅 動器軸線推進，在第二位置，所述隨動器、驅動器及飛輪彼此不結合。
2.如權利要求1所述的驅動工具，其中，在所述軌道上裝有返回彈簧，該返回彈簧朝所 述返回位置偏壓所述驅動器。
3.如權利要求2所述的驅動工具，其中，所述返回彈簧是螺旋形盤簧，其中所述螺旋形 盤簧的相鄰簧圈按簧圈節距分隔開，其中采用至少兩種簧圈節距以限定所述螺旋形盤簧。
4.如權利要求3所述的驅動工具，其中，與所述驅動器相鄰的所述螺旋形盤簧的第一 端使用第一簧圈節距，其中所述螺旋形盤簧的第二、相對端使用第二簧圈節距，其中所述第 一簧圈節距大于所述第二簧圈節距。
5.如權利要求4所述的驅動工具，其中，所述簧圈節距在所述第一端和第二端之間的 所述第一簧圈節距和所述第二簧圈節距之間變化。
6.如權利要求5所述的驅動工具，其中，所述簧圈節距隨離所述第二端的距離減小而 逐漸減小。
7.如權利要求2所述的驅動工具，其中，所述返回彈簧是包括多根纏繞金屬線的螺旋形盤簧。
8.如權利要求2所述的驅動工具，其中，還包括設置在所述框架和返回彈簧之間的沖 擊吸收器。
9.如權利要求8所述的驅動工具，其中，所述沖擊吸收器被接納在所述軌道上。
10.如權利要求1所述的驅動工具，其中，還包括前端件，所述驅動器被部分地接納在 該前端件中，其中所述軌道可運動地聯結到所述框架，致使所述前端件在所述驅動器從返 回位置運動到伸展位置時導引所述驅動器。
11.一種驅動工具，包括限定旋轉軸線和驅動器軸線的框架； 聯結到所述框架的前端件； 聯結到所述框架的馬達；被所述馬達驅動而圍繞所述旋轉軸線旋轉的飛輪；一對平行于所述驅動器軸線延伸的軌道，該軌道被設置在所述飛輪的相對兩側上； 安裝在所述軌道上并被接納在所述前端件內的驅動器，該驅動器能沿所述驅動器軸線 在返回位置和伸展位置之間運動；一對彈簧，每個彈簧被接納在所述軌道的相應一根上，所述彈簧協同作用將所述驅動 器偏壓到所述返回位置；聯結到所述框架上并能在第一位置和第二位置之間運動的隨動器，在第一位置，該隨 動器驅動所述驅動器與飛輪結合，以便將能量從飛輪傳遞到所述驅動器從而使驅動器沿驅 動器軸線推進，在第二位置，所述隨動器、驅動器及飛輪彼此不結合；其中，當所述驅動器被隨動器驅動而與飛輪結合時，所述軌道相對于所述框架能沿朝 向所述旋轉軸線的方向運動。
12.如權利要求11所述的驅動工具，其中，所述彈簧為帶有多個相鄰圈的螺旋形盤簧， 其中所述彈簧的相鄰簧圈按簧圈節距分隔開，其中使用至少兩種簧圈節距來限定每個所述 彈簧。
13.如權利要求12所述的驅動工具，其中，與所述驅動器相鄰的每個彈簧的第一端使 用第一簧圈節距，其中每個彈簧的第二、相對端使用第二簧圈節距，其中所述第一簧圈節距 大于所述第二簧圈節距。
14.如權利要求13所述的驅動工具，其中，所述簧圈節距在所述第一和第二端之間的 第一簧圈節距和第二簧圈節距之間變化。
15.如權利要求14所述的驅動工具，其中，所述簧圈節距隨離所述第二端的距離減小 而逐漸減小。
16.如權利要求11所述的驅動工具，其中，每個所述彈簧為包括多根纏繞金屬線的螺旋形盤簧。
17.如權利要求11所述的驅動工具，其中，還包括一對沖擊吸收器，每個沖擊吸收器被 設置在所述框架和相關聯的一個彈簧之間。
18.如權利要求17所述的驅動工具，其中，每個所述沖擊吸收器被接納在相關聯的一 根軌道上。
19.一種驅動工具，包括限定旋轉軸線和驅動器軸線的框架；聯結到所述框架的前端件；聯結到所述框架的馬達；被所述馬達驅動而圍繞所述旋轉軸線旋轉的飛輪；一對平行于所述驅動器軸線延伸的軌道，該軌道被設置在所述飛輪的相對兩側上；安裝在所述軌道上并被接納在所述前端件內的驅動器，該驅動器能沿所述驅動器軸線 在返回位置和伸展位置之間運動；一對彈簧，每個彈簧被接納在所述軌道的相應一根上，所述彈簧協同作用將所述驅動 器偏壓到所述返回位置，每個彈簧為帶有多個相鄰圈的螺旋形盤簧，其中所述彈簧的相鄰 簧圈按簧圈節距分隔開，其中與所述驅動器相鄰的每個彈簧的第一端使用第一簧圈節距， 其中每個彈簧的第二、相對端使用第二簧圈節距，其中所述簧圈節距在所述第一和第二端 之間的第一簧圈節距和第二簧圈節距之間變化，使得所述簧圈節距隨離所述第二端的距離 減小而逐漸減小；聯結到所述框架上并可在第一位置和第二位置之間運動的隨動器，在第一位置，該隨 動器驅動所述驅動器與飛輪結合，以便將能量從飛輪傳遞到所述驅動器從而使驅動器沿驅 動器軸線推進，在第二位置，所述隨動器、驅動器及飛輪彼此不結合；及一對沖擊吸收器，每個沖擊吸收器被同軸地安裝在相關聯的一根軌道上且被設置在所述框架和相關聯的一個彈簧之間。
20.如權利要求19所述的驅動工具，其中，每個所述彈簧為包括多根纏繞金屬線的螺旋形盤簧。
全文摘要
一種驅動工具，其包括驅動器和被馬達驅動的飛輪，飛輪可由驅動器結合，以使驅動器沿驅動器軸線推進。該驅動工具包括帶軌道的回行機構，驅動器被接納在軌道上，該軌道平行于驅動器軸線延伸。
文檔編號B25C5/02GK102056713SQ200980120898
公開日2011年5月11日 申請日期2009年4月3日 優先權日2008年4月3日
發明者保羅·G·格羅斯, 拉里·E·格雷戈里, 李·M·布倫德爾 申請人:布萊克和戴克公司