專利名稱：用于帶鋸的無鏈驅動系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動工具，尤其涉及帶鋸。
背景技術：
帶鋸通常配置用于不同的切割應用，諸如用于切割管子、管道和各種其他材料。帶鋸通常具有驅動鏈組件，其使用鏈條或類似鉸鏈連接以嚙合帶鋸的驅動輪。產生的旋轉使得帶鋸刀刃圍繞驅動輪和從動輪旋轉而實現切割操作。
發明內容
本發明在一方面提供了一種電動工具，其包括外殼，可旋轉地耦合至外殼的第一輪，可旋轉地耦合至外殼的第二輪，由第一輪和第二輪支撐的連續帶鋸刀刃，以及由外殼支撐的發動機。發動機包括輸出軸。電動工具還包括傳動系統，其可操作地耦合輸出軸和第一輪。傳動系統包括由外殼支撐用于圍繞基本上平行于發動機輸出軸并且與其偏離的第一軸旋轉的第一級齒輪組件，由外殼支撐用于圍繞基本上垂直于第一軸的第二軸旋轉的第二級齒輪組件，以及由外殼支撐用于圍繞基本上平行于第二軸并且與其偏離的第三周旋轉的第三級齒輪組件。第一輪可圍繞第三軸旋轉。
通過考慮下列詳述說明書和隨附附圖，本發明的其他特征和方面將變得顯然。
圖1是本發明的帶鋸的前視透視圖。
圖2是圖1的帶鋸的后視透視圖。
圖3是圖1的帶鋸的右側視圖。
圖4是圖1的帶鋸的左側視圖，帶鋸的輪的旋轉中軸定向基本上垂直于紙面。
圖5是圖1的帶鋸的頂視圖。
圖6是圖1的帶鋸的一部分的分解透視圖。
圖7是圖6的帶鋸的一部分的分解背視透視圖。
圖8是沿著圖1中的線8-8獲得的圖1的帶鋸的一部分的已組裝橫截面視圖，示出了第一級齒輪減速。
圖9是沿著圖1中的線9-9獲得的圖1的帶鋸的一部分的已組裝橫截面視圖，示出了第二級齒輪減速。
圖10是沿著圖1中的線10-10獲得的圖1的帶鋸的一部分的已組裝橫截面視圖， 示出了第三級齒輪減速。
在詳細說明本發明任何實施例之前，應當理解本發明并不將其應用限制于下列說明書中所述和下列附圖中所示的結構細節和部件設置。本發明可以具有其他實施例并且能夠以各種方式實踐或實施。同樣，應當理解本文所使用的措辭和術語出于說明的目的，并且不應理解為限制性的。
具體實施例方式圖1和2示出了帶鋸10，其包括第一或主外殼14，支撐發動機18(圖6和圖7)。， 以及第二或變速箱外殼22，支撐傳動系統M。如下文更詳細所述的，傳動系統M將發動機 18提供的相對高速低轉矩輸入轉換成相對低速高轉矩輸出。發動機18和傳動系統M可操作以驅動連續帶鋸刀刃沈切割工件(圖4)。在帶鋸10的所示結構中，發動機18配置為 AC發動機，而帶鋸10包括電連接線12，其可連接至AC電源(例如，家用插座)以向發動機 18遞送AC電力。作為選擇地，發動機18可以配置為DC發動機，并且可以利用電池向DC發動機供電。這種電池可以配置具有任意各種不同電壓(例如12、14.4、18、24、觀伏等)。這種電池還可以配置具有任意各種不同化學物質(例如，鋰離子、鎳鎘、鎳氫等)。
參考圖1-3，帶鋸10包括主手柄38，其支撐開關組件42以操作帶鋸10。開關組件 42可操作以控制發動機18的操作。帶鋸10還包括用于用戶另一只手的輔助手柄46。一般地，手柄38、46成形和設置用于隨著切割工件而進行兩手操作帶鋸10。在帶鋸10的所示結構中，每個手柄38、46具有人體工學設計，以提供對帶鋸10的舒適抓握和受控操作。每個手柄38、46的人體工學設計可以包括一個或多個手柄38、46的定向和角度。人體工學設計還可以包括在一個或多個手柄38、46上使用諸如彈性材料的材料，以提供改進的抓握表面、隔離與操作者的振動和碰撞、防止熱量積聚和/或熱傳遞至操作者等等。
參考圖6和7，主外殼14包括甲板30和耦合至甲板30的防護裝置34。甲板30 和防護裝置34的組合限定了開口或U-形腔66，在切割操作期間，工件被接收于其中。雖然帶鋸刀刃沈暴露穿過腔66的長度，但是防護裝置34提供了凹入區域50，帶鋸刀刃沈置于其中(圖4)。在帶鋸10的所示結構中，防護裝置34與甲板30形成為分離件，并且可移除地耦合至甲板30 (例如，使用緊固件M ；參見圖1)。防護裝置74由硬塑料或聚合物材料制成，并且定位在甲板40的外周周圍，以保護甲板30的外周免受使用期間發生的撞擊和擦傷。作為選擇地，甲板30和保護裝置34可以整體地形成為單一部件。帶鋸10還包括制動器(shoe) 92，其耦合至主外殼14并且具有支撐表面94，在切割操作期間工件鄰接抵靠該支撐表面94(圖1)。
參考圖6和7，甲板30包括發動機支撐部分58和分離的發動機蓋62 (圖1)，兩者一起包圍發動機18。在帶鋸10的所示結構中，發動機支撐部分58臨近腔66，并且限定了腔66的上部邊界。作為選擇地，發動機支撐部分58可以定位遠離腔66。參考圖3，主手柄 38包括第一端72，與腔66的后部相比，所述第一端72在更靠近腔66的前部的位置，耦合至外殼14的發動機支撐部分58。主手柄38還包括第二端76，與腔66的前部相比，所述第二端在更靠近腔66的后部的位置耦合至外殼14。
參考圖2和4，帶鋸10包括驅動輪70和從動輪74。驅動輪70和從動輪74的每一個的外周表面和內側由甲板30和防護裝置34覆蓋。驅動輪70圍繞驅動輪軸78旋轉， 并且經由變速箱外殼22中的傳動系統M(圖4)而驅動地連接至發動機18。從動輪74圍繞基本上平行于驅動輪軸78的從動輪軸82旋轉，并且由甲板30可旋轉地支撐。
將輪胎86耦合至驅動輪70和從動輪74的每一個的外周(圖6和7)。每個輪胎 86是由軟和/或柔性彈性材料形成的圓形環，其能夠鎖定至或粘合至驅動輪70或從動輪 74。帶鋸刀刃沈圍繞驅動輪70和從動輪74延伸，并且抓握輪胎86，而且作為結果，將來自從動輪70的運動經由輪胎86傳送至帶鋸刀刃沈。參考圖1，帶鋸10還包括耦合至甲板30 的刀刃拉緊機構90，以在帶鋸刀刃沈上可調整地提供合適的張力。特別地，刀刃拉緊機構 90可操作以從圖11的視點從左向右移動從動輪74，以增加或減少帶鋸刀刃沈中的張力。
參考圖2和4，帶鋸10包括設置在腔66 —側上的第一導向輪組112和設置在腔66 的相對側上的第二導向輪組114。每個導向輪組112、114包括帶鋸刀刃沈的相對側與其嚙合的對齊的滾輪106，以及滾輪106可旋轉地支撐在其上的安裝部件107。使用緊固件(例如螺栓或螺釘109)將安裝部件107耦合至甲板30。隨著刀刃沈移動通過切割區域58，第一和第二導向輪組112、114支撐帶鋸刀刃26。
參考圖6和7，變速箱外殼22包括基底23和兩片組成的蓋25，其密封至基底 23(例如使用墊圈、彈性密封等)以在變速箱外殼22內容納潤滑劑(例如油脂、油等)，而對傳動系統M進行潤滑。使用與將蓋25固定至基底23相同的及固件(即螺栓或螺釘28) 將變速箱外殼22耦合至主外殼14的甲板30。作為變速箱外殼22與主外殼14分離的結果，可以從主外殼14上移除變速箱外殼22，以簡化對傳動系統M的維護。作為選擇，變速箱外殼22可以與主外殼14整體形成為單一件。參考圖7，變速箱外殼22包括底座98，手柄38的第二端76連接至該底座98。
參考圖6和7，傳動系統M利用三級齒輪減速，將轉矩從發動機18傳送至驅動輪 70,以旋轉驅動輪70。傳動系統M包括耦合至發動機18以從發動機18接收轉矩的第一級齒輪組件96、第二級齒輪組件100以及耦合至驅動輪70的第三級齒輪組件104。這樣，傳動系統M未利用無窮驅動部件(例如鏈條或皮帶，舉例而言)，將轉矩從發動機18傳送至驅動輪70。雖然使用三級齒輪減速示出和描述了傳動系統M，但是傳動系統M可以作為選擇地配置以具有大于三級或小于三級的齒輪減速。
參考圖6-8，發動機包括限定了中心軸121的輸出軸桿120，以及耦合至輸出軸桿 120的小齒輪116。發動機18相對于刀刃沈定向，從而當刀刃沈處于腔66中時(圖3)， 發動機輸出軸桿120的中心軸121定向基本上平行于刀刃沈的縱軸124。在帶鋸10的所示結構中，小齒輪116與輸出軸120整體形成或者由其加工而成(圖8)。小齒輪116配置為其上形成有多個螺旋齒輪齒118的螺旋齒輪116。第一級齒輪組件96包括軸桿110(圖 8)，被支撐用于圍繞基本上平行于發動機18的輸出軸桿120，并且與其偏離的第一軸102而旋轉。特別地，由接收在蓋中的多個軸承122支撐軸桿110。雖然所示軸承122配置為球軸承122，但是可以作為選擇地使用其他軸承結構(例如滾柱軸承、套筒軸承、襯套等)。
第一級齒輪組件96還包括螺旋齒輪108，耦合用于隨著軸110而旋轉，軸110由位于電動機輸出軸桿120上的螺旋小齒輪116驅動。使用壓配合將螺旋齒輪108耦合至軸桿 110。作為選擇地，螺旋齒輪108可以以任意大量不同的方式(例如使用鑰匙和匙孔設置、 花鍵、通過焊接、銅焊、使用粘合劑等)耦合到軸110。作為又一備選方案，螺旋齒輪108可以與軸桿110整體形成為單一件。參考圖6和7，齒輪108包括螺旋齒輪齒111，其與小齒輪 116的螺旋齒輪齒118嚙合，以將轉矩從電動機輸出軸120傳送至第一級齒輪組件96。作為選擇地，小齒輪116和齒輪108可以各自包括直線切割齒，而非所示的螺旋齒111、118。在帶鋸10的所示結構中，螺旋齒輪108包括34個齒111，而螺旋小齒輪116包括5個齒118， 提供了約為6. 8 1的螺旋齒輪108和螺旋小齒輪116之間的減速率。作為選擇地，螺旋齒輪108和螺旋小齒輪116中至少之一可以分別包括不同數量的齒111、118，以提供大于或小于6. 8 1的螺旋齒輪108和螺旋小齒輪116之間的減速率。作為又一備選方案，第一級齒輪組件96可以包括其他齒輪結構(例如，蝸輪)，以提供6.8 1的減速率或任意大量不同的減速率。
第一級齒輪組件96還包括小齒輪126，耦合用于隨著軸桿110共同旋轉。小齒輪 126包括螺旋齒輪齒130，并且與軸桿110整體形成為單一件。作為選擇地，小齒輪1 可以是與軸桿110分離且不同的部件，并且可以耦合至軸桿110，用于以任意大量不同方式(例如使用鑰匙和匙孔設置、花鍵、通過焊接、銅焊、使用粘合劑等)而隨著軸桿110共同旋轉。
第二級齒輪組件100包括軸桿140(圖9)，支撐用于圍繞基本上垂直于第一軸102 的第二軸134旋轉。第一和第二軸102、134交叉，并且包含在公共平面(即圖9的紙面)。 尤其，軸桿140由變速箱外殼22中的多個軸承138、142支撐。如圖9中所示，下軸承138 配置為滾球軸承，并且支撐在變速箱外殼22的基底23中，而上軸承142配置為滾針軸承， 并且設置在變速箱外殼22的蓋25內。軸桿140壓配合入軸承138、142中至少一個的內座圈中，以將軸桿140軸向地限制在變速箱外殼22中。作為選擇地，軸承138、142中之一或兩者可以配置為非滾柱軸承(例如套筒軸承或軸襯)，而可以借助于其他方式將軸桿140軸向地限制在變速箱外殼22中。
參考圖6和7，第二級齒輪組件100還包括螺旋傘齒輪128，耦合用于隨軸桿140 共同旋轉，其由第一級齒輪組件96的螺旋小齒輪1 驅動。使用壓配合(圖9)將螺旋傘齒輪1 耦合至軸桿140。作為選擇地，螺旋傘齒輪1 可以以任意大量不同方式(例如使用鑰匙和匙孔設置、花鍵、通過焊接、銅焊、使用粘合劑等)而耦合至軸桿140。作為又一備選方案，螺旋傘齒輪1 可以與軸桿140整體形成為單一件。參考圖6和7，齒輪1 包括螺旋齒129，其與小齒輪126的螺旋齒輪齒130嚙合，以將轉矩從小齒輪1 傳送至第二級齒輪組件100。作為選擇地，小齒輪1 和齒輪1 可以均包括直線切割齒，而非所示的螺旋齒129、130。在帶鋸10的所示結構中，螺旋傘齒輪1 包括37個齒129，而螺旋小齒輪 126包括8個齒130，提供了約4. 625 1的螺旋傘齒輪1 和螺旋小齒輪1 之間的減速率。作為選擇地，螺旋傘齒輪1 和螺旋小齒輪126中至少之一可以分別包括不同數量的齒129、130，以提供大于或小于4. 625 1的螺旋傘齒輪1 和螺旋小齒輪1 之間的減速率。作為又一備選方案，第二級齒輪組件100可以包括其他齒輪結構(例如，零度螺旋傘齒輪、等徑傘齒輪、冠狀齒輪、準雙曲面齒輪等)，以提供4. 625 1的減速率或者任意大量不同減速率。
第二級齒輪組件100還包括正齒輪144a，耦合用于隨著軸桿140共同旋轉。正齒輪14 包括直線切割齒輪齒145a，并且與螺旋傘齒輪1 整體形成為單一件。作為選擇地， 正齒輪14 可以是與螺旋傘齒輪1 分離且不同的部件，并且可以耦合至軸桿140，用于以各種大量不同方式(例如，使用鑰匙和匙孔設置、花鍵、通過焊接、銅焊、使用粘合劑等)隨著軸桿140共同旋轉。從圖9的視點，正齒輪14 定位在螺旋傘齒輪1 之下，并且其額定直徑小于螺旋傘齒輪128。
第三級齒輪組件104包括軸桿146，具有中軸部分79，驅動輪70安裝于其上，支撐用于圍繞基本上平行于第二軸134并與其偏離的第三軸150旋轉(圖10)。第三軸150還與驅動輪軸78共軸，并且垂直于中心軸121。尤其，軸桿146由減速箱外殼22中的多個軸承154、158支撐。如圖10中所示，下軸承巧4配置為滾球軸承，并且支撐在變速箱外殼22 的基底23中，而上軸承158配置為滾針軸承，并且設置在變速箱外殼22的蓋25中。軸桿 146壓配合入軸承154、158中至少之一的內座圈中，以將軸桿146軸向地限制在變速箱外殼 22中。作為選擇地，軸承154、158中之一或兩者可以配置為非滾柱軸承(例如套筒軸承或襯套)，而可以借助于其他方式將軸桿146軸向地限制在變速箱外殼22中。
參考圖6和7，第三級齒輪組件104還包括正齒輪144b，耦合用于隨軸桿146共同旋轉，其由第二級齒輪組件100的正齒輪14 驅動。如圖10中所示，螺旋傘齒輪1 至少局部地覆蓋正齒輪144b，并且定位在正齒輪144b上。同樣，正齒輪144a、144b對準公共平面162，其定向基本上垂直于第二和第三中軸134、150。在帶鋸10的所示結構中，使用壓配合將齒輪144b耦合至軸桿。作為選擇，可以以任意大量不同方式((例如，使用鑰匙和匙孔設置、花鍵、通過焊接、銅焊、使用粘合劑等)將正齒輪144b耦合至軸桿146。作為又一備選方案，正齒輪144b可以與軸桿146整體形成為單一件。參考圖6和7，正齒輪144b包括直線切割齒14 ，其與正齒輪14 的直線切割齒14 嚙合，以將轉矩從正齒輪14 傳遞至第三級齒輪組件104。作為選擇，齒輪144a、144b可以分別包括螺旋齒，而不是所示的縱切齒14fe、145b。在所示的帶鋸10的結構中，正齒輪144b包括21個齒145a，以提供大于或小于2. 2 1的正齒輪144b和正齒輪14 之間的減速率。作為又一備選方案，正齒輪 14 和144b中的至少其中一個可以分別包括不同數量的齒145a，145b，以提供大于或小于 2.2 1的正齒輪144b和正齒輪14 之間的減速率。作為又一備選方案，第三級齒輪組件 104可以包括其他齒輪結構，以提供2. 2 1的減速率或者任意大量不同減速率。
一般地，傳動系統M提供了約為69. 2 1的發動機18的輸出軸桿與第三級齒輪組件104的軸桿146之間的減速率。
在帶鋸10的操作中，由發動機18通過發動機輸出軸桿120的轉矩輸出，經由傳動系統M傳遞至驅動輪70，而不利用無窮驅動部件(例如，鏈條、皮帶等)。通過如上所述地定向變速箱外殼22內傳動系統M的各個齒輪組件96、100、104，與常規便攜式帶鋸相比，帶鋸10更小型和更平衡。
在下列權利要求中示出了本發明的各種特征。
權利要求
1.一種電動工具，包括 夕卜殼；第一輪，可旋轉地耦合至外殼； 第二輪，可旋轉地耦合至外殼； 連續帶鋸刀刃，由第一和第二輪支撐； 發動機，由外殼支撐，該發動機包括輸出軸桿；以及傳動系統，可操作地耦合輸出軸桿和第一輪，該傳動系統包括 第一級齒輪組件，由外殼支撐用于圍繞基本上平行于發動機輸出軸桿并且與其偏離的第一軸旋轉；第二級齒輪組件，由外殼支撐用于圍繞基本上垂直于第一軸的第二軸而旋轉； 第三級齒輪組件，由外殼支撐用于圍繞基本上平行于第二軸并且與其偏離第三軸旋轉；其中第一輪可圍繞第三軸旋轉。
2.根據權利要求1所述的電動工具，還包括小齒輪，其耦合至輸出軸桿，并且其中第一級齒輪組件包括第一齒輪，與小齒輪嚙合；以及第二齒輪，耦合用于隨著第一齒輪圍繞第一軸共同旋轉，并且沿著第一軸與第一齒輪間隔開。
3.根據權利要求2所述的電動工具，其中小齒輪是螺旋小齒輪，并且其中第一齒輪是螺旋齒輪。
4.根據權利要求2所述的電動工具，其中第二齒輪是螺旋齒輪。
5.根據權利要求2所述的電動工具，其中第二級齒輪組件包括 第三齒輪，與第二齒輪嚙合；以及第四齒輪，耦合用于隨著第三齒輪圍繞第二軸共同旋轉，并且沿著第二軸與第三齒輪間隔開。
6.根據權利要求5所述的電動工具，其中第二齒輪是螺旋齒輪，而其中第三齒輪是螺旋傘齒輪。
7.根據權利要求5所述的電動工具，其中第四齒輪是正齒輪。
8.根據權利要求5所述的電動工具，其中第三級齒輪組件包括第五齒輪，其與第四齒輪嚙合，并且耦合用于隨著第一輪圍繞第三軸共同旋轉。
9.根據權利要求8所述的電動工具，其中第四和第五齒輪是正齒輪。
10.根據權利要求8所述的電動工具，其中第三齒輪和第五齒輪至少局部地彼此重疊。
11.根據權利要求8所述的電動工具，其中第四齒輪和第五齒輪對準公共平面。
12.根據權利要求1所述的電動工具，還包括與輸出軸桿整體形成的小齒輪。
13.根據權利要求1所述的電動工具，其中外殼包括設置在第一和第二輪之間的開口， 并且其中隨著帶鋸刀刃移動穿過開口，第一和第二輪支撐帶鋸刀刃。
14.根據權利要求13所述的電動工具，其中發動機定位臨近外殼中的開口。
15.根據權利要求13所述的電動工具，其中第一級齒輪組件、第二級齒輪組件和第三級齒輪組件位于外殼中的開口一側上。
16.根據權利要求1所述的電動工具，其中發動機的輸出軸桿限定了中心軸，并且其中中心軸基本上垂直于第三軸。
17.根據權利要求1所述的電動工具，其中外殼包括發動機支撐部分，發動機位于其中，并且其中電動工具還包括手柄，其具有耦合至外殼的發動機支撐部分的至少一端。
18.根據權利要求17所述的電動工具，其中手柄對準平面，而且其中發動機的輸出軸桿限定中心軸，其定向基本上平行于該平面。
19.根據權利要求1所述的電動工具，其中第一軸和第二軸彼此交叉，并且容納在公共平面內。
20.根據權利要求1所述的電動工具，其中外殼是第一外殼，其中電動工具還包括 第二外殼，傳動系統至少局部設置在其中；以及手柄，具有耦合至第二外殼的至少一端。
全文摘要
本發明涉及一種電動工具，其包括外殼、可旋轉地耦合至外殼的第一輪、可旋轉地耦合至外殼的第二輪、由第一輪和第二輪支撐的連續帶鋸刀刃以及由外殼支撐的發動機。發動機包括輸出軸桿。電動工具還包括傳動系統，可操作地耦合輸出軸桿和第一輪。傳動系統包括由外殼支撐用于圍繞基本上垂直于發動機輸出軸桿并且與其偏離的第一軸旋轉的第一級齒輪組件、由外殼支撐用于圍繞基本上垂直于第一軸的第二軸旋轉的第二級齒輪組件、以及由外殼支撐用于圍繞基本上平行于第二軸且與其偏離的第三軸旋轉的第三級齒輪組件。第一輪可圍繞第三軸旋轉。
文檔編號B23D53/12GK102186614SQ200980137672
公開日2011年9月14日 申請日期2009年7月24日 優先權日2008年7月25日
發明者W·A·埃爾格, M·T·貝爾奇 申請人:米沃奇電動工具公司