專利名稱：具有切割工具縮回系統的臺鋸的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種臺鋸，特別是一種具有用于鋸片的改進的縮回系統的臺鋸。
背景技術：
臺鋸是一種用于切割木質、塑料和其它材料的工件的木工機械。臺鋸包括扁平面或向上延伸通過工作臺中的槽的圓形鋸片的臺面。使用者使工件在工作臺上靠向鋸片滑動且滑過鋸片，同時鋸片旋轉，以切割工件。需要提供一種可響應于一種或多種情況的探測結果而縮回鋸片的系統。
發明內容
根據本發明，具有用于切割工件的切割區域的臺鋸包括在切割區域中驅動可移動的切割工具來切割工件的馬達、含有邏輯控制器的控制系統、適合在人體和切割工具之間探測一種或多種情況的探測系統、以及與探測系統和切割工具結合的反應系統，其中反應系統構造成至少部分遠離切割區域來縮回切割工具，并且通過探測系統探測的至少一種情況下，使驅動切割工具的馬達與切割工具脫開。馬達按所需要的方式間接驅動切割工具，以便從切割區域縮回切割工具的時間可以減少。另外，通過提供間接驅動切割工具，切割工具的驅動接合可以在切割工具縮回時中斷。
圖1示出本發明縮回系統的典型的臺鋸。
圖2示出本發明縮回系統的另一典型的臺鋸。
圖3是本發明臺鋸的簡略方框圖。
圖4是具有縮回系統和為了更好地示出系統而去除鋸片的臺鋸的斷開示意性透視圖。
圖5是具有縮回系統和處于切割或操作位置的鋸片的臺鋸的斷開示意性側視圖。
圖6是具有縮回系統和處于縮回位置的鋸片的臺鋸的斷開示意性側視圖。
具體實施例方式
現在參考圖1，示出了一種類型的臺鋸10，其包括支撐框架20，工作臺24安裝在所述支撐框架20上。與傳統的一樣，臺鋸10具有切割組件130，其包括馬達140和由馬達140驅動的切割工具150(參見圖3)。工作臺24具有大致細長的矩形開口26，切割工具或鋸片150通過所述矩形開口26伸出。工作臺24也可以具有鋸片防護罩28，其根據需要由透明的塑料材料制成，用于覆蓋鋸片150的暴露部分。鋸片調節機構或手柄30安裝到支撐框架20的前面。鋸片調節機構30可以改變鋸片150在工作臺24表面上方的凸起程度，并且相對于工作臺24的表面改變鋸片150的傾斜度。
為了易于參考但不是限制所述權利要求的范圍，本發明將結合圖1示出的這種類型的臺鋸10進行描述。但是，能夠想到本發明的特征將同等地可應用于圖2所示的臺鋸10的“壓力機”(contractor)類型。這種類型的臺鋸10包括工作臺24，鋸片150從工作臺下面經過開口26延伸通過所述工作臺24。工作臺24和鋸片150通過框架20和腿22支撐。框架20包圍著支撐、定位和驅動鋸片150的機構。用于驅動鋸片150的馬達140能夠定位在框架20內或其外側。使用鋸片調節機構，如手柄30來調節鋸片150相對于工作臺24的位置，如鋸片150在工作臺24上方延伸的高度或者鋸片150相對于工作臺24的頂部傾斜的程度。
現在參考圖3，其示出了本發明示意性的臺鋸10。臺鋸10包括電源32、切割系統130和控制系統40。所述控制系統40包括探測子系統50、邏輯控制器60和反應子系統70。所述探測系統50適合探測一種或多種情況，如人體部分和切割工具150之間的接近程度。所述探測系統50可以適合探測當人體或其一部分，如手接近開口26或鋸片防護罩28時的情況。當探測系統40探測一種或多種情況時，控制系統40構造成將鋸片150從延伸在工作臺24的頂部上方的位置縮回到低于工作臺頂部24的位置。控制系統的一個實施例在申請日為2003年1月31日的美國序列號no.60/444,263中進行了描述，其全文內容在此均作為參考。
邏輯控制器60構造成響應所接收的輸入信號而控制臺鋸。例如，邏輯控制器60可以適合從包括探測子系統50、反應子系統70和切割系統130的多種信息源中接收輸入信號。邏輯控制器60也可以包括適合監測臺鋸的可選擇參數的一個或多個傳感器。
另外，邏輯控制器60一般包括由使用者操作的、用于控制臺鋸10的一個或多個儀器。所述儀器可以包括開始/停止開關、速度控制、方向控制等。邏輯控制器60也可以被連接到各種儀器來接收使用者的輸入信號以及來自其它信息源(未示出)的輸入信號，如鋸片運動傳感器、工件傳感器等的輸入信號，以控制切割系統130和/或反應子系統70。邏輯控制器60可以對所接收的輸入信號產生預定反應。例如，依賴于從探測系統50所接收的探測信號，邏輯控制器60能夠啟動反應子系統70的各種部件。在控制系統40的一個實施例中，輸出信號或一系列信號使在反應子系統70中的至少一個元件啟動。
在另一實施例中，邏輯控制器60能夠使反應子系統70啟動縮回子系統76，阻止切割鋸片150的運動，觸發可見光72或可聽聲74，或者快速實現其任意的結合。當邏輯控制器60將一個信號輸出到反應子系統70，以啟動縮回子系統76時，邏輯控制器60也能夠將信號發送到反應子系統70，以啟動縮回子系統76，以便為使用者提供主體部分接近鋸片150、鋸片防護罩28、開口26或鋸片150附近任何一個區域的可見信號72。
一旦響應于顯示存在一種或多種情況的信號而啟動反應子系統70，所述反應子系統70就構造成使鋸片150縮回。反應子系統70構造成大致同時使鋸片150縮回(移動鋸片到低于工作臺頂部的位置)，阻止限制機構170以及可選擇地提供一種可見光72和/或可聽聲74，如蜂鳴器74。
如上述一樣，臺鋸10包括合適的電源32，以將電能提供到切割系統130和控制系統40。電源32可以是外部電源如線路電流，或內部電源如蓄電池。作為可選擇的方案，電源32可以包括外部和內部電源的結合。另外，電源32可以包括兩個或多個獨立的電源，每一個適合將電能供給臺鋸10的不同部分。
現在參考圖4，其示出了具有反應子系統70的本發明臺鋸10的一個實施例，其包括縮回系統76。根據本發明的縮回系統76，鋸片150可以優選在工作臺24下方縮回，而不移動馬達140。因此，低于工作臺24的鋸片150落下的能量或力將會減小，其應該允許鋸片150以很快的速度和可能以大于使用者接近的速度向下移動。而且，因為馬達140不與鋸片150一起移動，所以停止鋸片150向下運動需要消耗的能量將會更少，因而可以減小鋸片150不需要的回彈。而且，通過優選構造縮回系統76的元件，當鋸片150下降(縮回)時，鋸片150不再驅動接合馬達140。因此，鋸片150將停止旋轉，并且省去了需要消耗旋轉馬達140的能量。
臺鋸10包括用于承載馬達140的凸耳(trunion)100、縫楔(riving knife)120和縮回系統76。凸耳100包括第一側面102、第二側面104、前部106、后部108、頂部110和底部112。凸耳100也具有連接頂部110和前部106的傾斜部分114，低于所述傾斜部分的鋸片150靜止在縮回位置(參見圖6)。凸耳100能夠相對于工作臺24的頂部通過使用調節機構或手柄30向上或向下或有角度地調節，這在現有技術中是公知的。因此，鋸片150能夠相對于工作臺24的頂部進行調節。
凸耳100也設有位于凸耳102的第一側面的上止動部116，凸耳的傾斜部分114在此連接凸耳的頂部110。上止動部116為擺臂160提供止動，以進一步阻止擺臂160向上旋轉，因此進一步阻止鋸片150向上運動。
在所需的實施例中，馬達140間接驅動鋸片150通過心軸152，鋸片150通過螺母154或類似的緊固件緊固在所述心軸152上。驅動器144連接馬達軸142和鋸片心軸152。驅動器144也可以是皮帶、分開的變速箱(split-apart gearbox)或其它已知的驅動機構。馬達140被示出，其安裝在相對于鋸片150的凸耳側面，并具有延伸通過凸耳開口的馬達軸42。但是應該理解的是，馬達140很方便定位，只要馬達140間接驅動鋸片150，以便鋸片150縮回時，鋸片心軸152不通過馬達140驅動。
鋸片心軸152安裝在擺臂160上，其具有第一末端160和第二末端166，第一末端和第二末端采用樞軸連接件164連接到凸耳的前部106。樞軸連接件164可以以任何已知的形式，只要擺臂160從鋸片操作位置(如圖5所示)到鋸片縮回位置(如圖6所示)可自由旋轉。在一個實施例中，當鋸片150處于操作位置時，擺臂160與水平面成大約27°。值得注意的是，依賴于臺鋸10的條件和凸耳100的構造可以以不同的合適角度設置擺臂160。
限制機構170可操作地與擺臂166的第二端結合，以限制擺臂160從鋸片操作位置移至鋸片縮回位置。值得注意的是，在鋸片150的操作過程中(即鋸片的切割運動)，擺臂160通常被以向上的方向推動。因此，當鋸片150不移動時，限制機構170只需要提供足夠的力保持擺臂160和鋸片150在鋸片操作位置。合適的限制機構170包括安全銷、在凸耳100中位于制動器(detent)中的彈簧加載球，以便球在擺臂的第二末端接合制動器，但不僅僅限于此，或反之亦然，限制機構170可以包括易熔材料如鎳鉻絲、不銹鋼絲等，以便易熔材料在預定的電流密度下熔化；磁螺線管，其在電啟動或電解除或類似裝置中消磁，以限制擺臂160向下運動。
縮回系統76也包括與擺臂166的第二末端接觸的致動器180，以提供足以克服限制機構170的限制力的向下的力，以允許擺臂向下擺動或向下推動擺臂。例如，如果限制機構170是安全銷，致動器180必須提供剪切銷的足夠的力，并強制擺臂160向下運動。在一個實施例中，致動器180需要提供一個大于限制機構170的抑制力的力，以便附加的力幫助擺臂160向下運動。依賴于所需的構造，同時依賴于接收的作為一種或多種情況探測表示的信號，致動器180可以啟動或解除啟動。
致動器180可以是能夠將力作用到擺臂166的第二端的任意的機構，足以向下驅動擺臂160。在一個實施例中，致動器180與柱塞一起成螺線管，以便當螺線管通電時，柱塞從接觸擺臂166的一部分第二末端的螺線管中向外延伸，以向下驅動擺臂160。螺線管可以選擇地構造成在使螺線管斷電時，柱塞向外延伸。
在另一實施例中，致動器180可以是藥包(explosive charge)。所述藥包可以設置在形成于鄰接擺臂166第二末端的一部分凸耳100上的空腔中，以便爆炸能量強制擺臂166的第二末端向下驅動擺臂160。
設置至少一個下止動部118，以接觸和停止擺臂160的向下運動，從而使鋸片150處于工作臺24的頂部下面的縮回位置。下止動部118位于凸耳100的相同側，以便當擺臂160被定位時，鋸片150可以縮回足夠的距離。下止動部118按所需的要求被定位，以便當鋸片處于操作位置時，擺臂160與水平面成傾斜距離，其距離小于擺臂160的傾斜距離。例如，如果當鋸片處于操作位置時，擺臂160與水平面成27°，那么擺臂160應該與水平面的傾斜角度小于-27°，如大約-25°。通過提供不同的傾斜角度，連接馬達軸142和鋸片心軸152的驅動器144將與馬達軸142脫離(或由于皮帶而導致松開)。換句話說，當鋸片150處于鋸片縮回位置時，馬達140將不驅動鋸片150。
而且，因為擺臂移動或獨立作用到馬達上，所以擺臂可以向下加速，其速度大于(如果)用馬達移動的擺臂速度。因此鋸片應該比(如果)用馬達移動的擺臂速度更快地從操作位置縮回。換句話說，切割工具和/或擺臂可獨立于馬達移動，其能夠保持靜止或獨立于切割工具和/或擺臂移動。
下止動部118按需要由各種碰撞吸收材料，如彈性材料、橡膠、泡沫、塑料等的任何一種中形成，以減小任何向上的回彈或擺臂160的反彈，其可以導致鋸片150在工作臺24上部延伸。
縫楔120設置在凸耳108的后部，并且從凸耳110的頂部向上延伸。縫楔120緊固在某個位置，以充當用于保護鋸片150后部的防護罩。縫楔120具有與鋸片150鄰接和分開的前部122。縫楔120相對于鋸片150是靜止的。縫楔的前部122的頂部跟隨鋸片150的輪廓線，但是其后部逐漸變尖，以允許鋸片150縮回，而不接觸縫楔122。
本發明可應用到臺鋸上，并提供一種控制系統，其中切割工具在指定的一種或多種情況出現時縮回，如當探測到身體的某一部分接近切割工具時的情況。因此，前述的細節描述看作說明性的，而非限定性的，應該理解的是，下面的權利要求包括各種等同方案，并且旨在限定本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種具有用于切割工件的切割區域的臺鋸，其包括a、在切割區域中驅動可移動的切割工具來切割工件的馬達；b、適合探測一種或多種情況的探測系統；以及c、與探測系統和切割工具相連的反應系統，其中反應系統構造成至少部分遠離切割區域來使切割工具縮回，并且在通過探測系統探測的一種或多種情況的至少一種情況下，斷開驅動切割工具的馬達，其中切割工具的縮回與馬達無關。
2.如權利要求1所述的臺鋸，其中，多種情況中的一種是人體和切割工具之間的接近。
3.如權利要求1所述的臺鋸，其中，馬達間接驅動切割工具。
4.如權利要求3所述的臺鋸，其中，包括皮帶，當切割工具處于切割區域時，皮帶使馬達和切割工具驅動地連接。
5.如權利要求1所述的臺鋸，其中，還包括支撐馬達和切割工具的凸耳。
6.如權利要求5所述的臺鋸，其中，凸耳具有第一側面和第二側面，其中切割工具安裝在第一側面上，且馬達安裝在第二側面上。
7.如權利要求6所述的臺鋸，其中，還包括a、從馬達延伸到凸耳的第一側面的馬達軸；b、支撐切割工具的心軸；以及c、連接心軸和馬達軸的驅動器。
8.如權利要求7所述的臺鋸，其中，心軸相對于凸耳的頂部是可移動的。
9.如權利要求8所述的臺鋸，其中，當心軸處于第一位置時，心軸與馬達驅動接合，從而切割工具處于切割區域。
10.如權利要求9所述的臺鋸，其中，當切割工具縮回時，心軸不與馬達驅動接合。
11.如權利要求10所述的臺鋸，其中，還包括樞接到凸耳的第一側面上并在凸耳前面附近的擺臂，其中所述擺臂具有第一末端和第二末端，從而擺臂繞第一末端樞轉。
12.如權利要求11所述的臺鋸，其中，擺臂的運動與馬達無關。
13.如權利要求11所述的臺鋸，其中，還包括與凸耳的第一側面和擺臂的第二側面相連的限制機構，其中所述限制機構提供一個力，以保持切割工具在切割區域中。
14.如權利要求12所述的臺鋸，其中，還包括致動器，其在擺臂的第二末端上作用一個力，該力足以克服通過限制機構提供的力。
15.如權利要求13所述的臺鋸，其中，還包括設置在凸耳的第一側面上的止動部，從而當切割工具縮回時，擺臂與止動部接觸。
16.一種臺鋸，其包括a、適合在切割區域支撐工件的框架；b、通過框架支撐并且構成為在切割區域內切割工件的可移動的切割工具；c、構成為間接驅動切割工具的馬達；d、構成為在人和切割工具之間探測一種或多種情況的探測系統；以及e、使切割工具移出切割區域并斷開切割工具的驅動接合的反應系統，其中切割工具的運動與馬達無關。
17.一種臺鋸，其包括a、用于驅動切割裝置來切割工件的馬達；b、用于在人和切割裝置之間探測情況的裝置；以及c、縮回切割裝置的裝置，它響應于所探測的情況使切割裝置遠離人，其中用于縮回的所述裝置進一步使切割裝置停止旋轉，并且其中所述切割裝置的縮回與馬達無關。
18.一種用于從臺鋸中縮回切割工具的方法，所述臺鋸具有驅動可移動的切割工具的馬達，所述方法包括a、在人和切割工具之間探測情況；以及b、與馬達的任何運動無關地縮回切割工具，使切割工具遠離人，并且如果探測到發生所述情況，就斷開切割工具的驅動接合。
全文摘要
一種臺鋸具有在切割區域切割工件的可移動的切割工具，所述臺鋸包括在人和切割工具之間探測一種或多種情況的探測系統；以及與探測系統結合的縮回系統，所述縮回系統縮回切割裝置，使之遠離切割區域，切割工具的縮回與馬達無關，并且在通過探測系統探測的一種或多種情況下，斷開用馬達驅動旋轉的切割工具。
文檔編號B23D59/00GK1626301SQ200410104760
公開日2005年6月15日 申請日期2004年11月24日 優先權日2003年11月24日
發明者戴維·G·佩奧特, 威廉·C·巴克 申請人:創科實業有限公司