專利名稱：電動機反轉機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動機，尤其是涉及用于手提式電動工具的電動機的反轉機構。
在手提式電動工具，如手提電鉆、螺絲起子/穿孔器中，希望電動機能方便地向相反方向旋轉，以便于如松脫和拆卸螺絲，從孔中退出鉆頭，或在孔中切削螺旋后反轉切削工具從孔中退出螺紋切削工具。
通常的電動機反轉方法是反接電刷和定子線圈電路。為了在一個反轉電動機中獲得最佳性能和最大電刷壽命，必須有一套補償機構，用于分配由于轉子和定子磁通量的相互作用而造成的中間平面轉換磁場。這一機構通過轉換轉子電刷環繞電樞軸方向的位置使電樞反方向旋轉，此轉換消除火花并減少電刷和換向器的過大的摩損，此外，火花將引起電噪聲傳入供給工具電能的動力源。上述電刷轉換及反向開關裝置公開在美國專利5,089,729中，此專利已轉讓給本發明的受讓人。該裝置包括一個反轉開關和一個可在正反轉位置間活動的調節器，調節器反接反轉開關的電路，使電動機反向旋轉。調節器有一個軸套與反轉開關連接，并且圍繞電動機定子，用于引導調節器在正反轉位置間轉動。一個手動接頭位于電動機機殼內，處于工具手柄里手動電源開關前方，盡管此裝置的使用效果已令人滿意，但設計師們仍在努力改進這項技術。
本發明的主要目的是提供一種緊湊可靠的電刷轉換和/或反轉開關裝置。
本發明為具有反轉電動機的電動工具提供一種改進的調節器和電刷轉換和/或反轉開關裝置。
本發明的一個方面是提供一個反轉機構，它由一與電動機線圈固定連接的第一組件組成。第一組件有一個圍繞電動機換向器的孔，一對電觸點固定在第一組件上，并可和電動機線圈連接。第二組件連接并支承在第一組件上。第二組件有一個孔，用于容納換向器，并與第一組件上的孔對準。一對電刷架裝配在第二組件上，并從電刷架延伸出一對電觸點，與第一組件上的一對電觸點連接。第二組件可在第一組件上旋轉。第二組件處于第一位置時，每一個電觸點與電刷架上的一個電觸點連接。當第二組件旋轉到第二個位置時，每個電觸點與電刷架上的另一個電觸點連接。一個控制桿使第二組件在第一和第二位置間轉動。
第二組件有一個伸出突緣，它使第二組件和第一組件固定。第一組件有一個棘爪，其和第二組件的突緣連接，使第二組件和第一組件維持在第一和第二位置上。第二組件還有一個卡環，該卡環容納控制桿末端的球狀物。控制桿上有一鉸接結構，該結構可使控制桿在其兩個位置間轉動時伸縮。同樣，第二組件包括一對定位組件，通過摩擦連接電刷架的凸出元件，使電刷架定位在第二組件上。
發明的另一方面，一電動工具包括一個其內有電動機的機殼。一電源與電動機連接。一輸出端和電動機相連，一電動機反轉機構環繞著換向器安置。電動機反轉機構由一套與電動機線圈固定連接的第一組件組成。第一組件有一個圍繞電動機換向器的孔；一對電觸點支承在第一組件上，并和電動機線圈相連。第二組件連接并支承在第一組件上。第二組件有一個孔，用于容納換向器，該孔與第一組件上的孔對準。一對電刷架裝配在第二組件上，并從電刷架延伸出一對電觸點。該電觸點與第一組件上的一對電觸點電連接。第二組件可在第一組件上旋轉。當第二組件處于第一位置時，成對電觸點的每一個電觸點與電刷架上的一個觸點連接，當第二組件旋轉到第二位置時，每個電觸點與電刷架上的另一個觸點連接。一個控制桿使第二組件在第一和第二位置間轉動。
根據本發明的另一方面，一電動工具包括一個其內帶電動機的機殼。一電源和電動機電連接，一輸出和電動機相連。同樣，一反轉機構與電動機連接并位于換向器周圍，反轉機構同樣具有驅動連接器。一控制桿設置在機殼上，使反轉機構驅動。控制桿與驅動連接件連接。控制桿有一樞軸，因此使控制桿在機殼內于第一、第二和第三位置間轉動，使電動機處于正轉、空轉和反轉狀態。
控制桿有一鉸接部分，控制桿在第一、第二和第三位置間轉動時可以伸縮，以維持與驅動連接件的連接。控制桿是具有開關部分和樞軸部分的一體件，樞軸部分有將控制桿連接機殼的元件，以便轉動控制桿。鉸接部分與樞軸部分連續，與鉸接部分連續的連接部分在控制桿的自由末端。同樣，鉸接部分的厚度小于控制桿其它部分的厚度。
本發明的其它目的及優點結合附圖從詳細描述本發明的優選實施例及權利要求中顯現出來，也可以通過實踐得知。
附圖是說明書的組成之一，詳細的圖解同說明書一起共同闡述發明的原理。在圖中，相同的參考號表示相同的部件。
圖1是本發明的反轉機構在一個手鉆中的局部剖視圖。
圖2是本發明的電刷反轉機構的透視圖。
圖3是圖2所示反轉機構的分解透視圖。
圖4是反轉機構第一組件的俯視圖。
圖5是反轉機構第二組件的俯視圖。
圖6是反轉機構第二組件的仰視圖。
圖7是本發明的控制桿的透視圖。
圖8是圖7中控制桿的側視圖，虛線部分表示控制桿的伸長和收縮位置。
圖9a-9c是電動機電路的示意圖。
參看附圖，一電動工具，圖示為手電鉆，圖中用10標示。電鉆包括一為電鉆電動機提供動力的電源線12，但是電鉆10也可能是一個電池操作的裝置。電鉆包括一個合瓣型外殼14，外殼內裝有一電動機16。電動機16包括線圈17和19，通過觸發開關18使電路導通提供動力使電動機16轉動。電動機16通過傳動鏈22與輸出軸20連接，輸出軸20也包括帶夾爪26的夾頭24。
電動機16包括一使換向器電刷反轉的機構30，因此電動機可以正轉、反轉。反轉機構包括一控制桿160，控制桿驅動反轉機構30，控制桿160以樞軸方式固定在機殼14中。
圖2-6展示反轉機構30，反轉機構30包括第一組件32，第一組件上有第一環形組件34和延伸支架36和38。支架36和38包括孔40和42，這些孔能用固緊件使第一組件32固定在電動機16上。環形組件34有多個凸出的棘爪44,46,48和50，能使第二組件偏置在棘爪44、46、48和50上，并鎖定在環形組件34上。環形組件34包括一個中心孔52，孔52圍繞電動機換向器21。一個凹槽54圍繞著孔52。該凹槽能使電觸點56和58定位安置于凹槽54中。凸臺60和62從環34延伸到凹槽54中，使觸點56和58定位于凹槽54中。同樣，環34有槽64和66，它們能使電連接器56、58的末端穿過環34，從而使電動機線圈17、19電連接。環34上形成有孔68和70，并提供導線孔，使導線可穿過孔68和70，并用電動機線圈17、19固定。
電觸點56和58是相同的，均有一個接線柱72，該接線柱延伸穿過槽64和66與電動機線圈17、19相連接。接線柱72包括可固定在環34上的倒鉤73。一懸臂連接構件74呈弓形，且帶一對觸點78,78′,80,80′。懸臂構件74上直的部分76裝配在凸臺60或62后面，使電觸點56、58在凹槽54內定位。觸點78,78′和80,80′使電刷觸點能與電觸點56和58電連接。
第二組件90有一環92。環92有一對電刷罩部分94，該電刷罩94的每一部分有一對凸臺構件96和98，用以使第二組件90和第一組件32緊固連接。同時，凸臺構件96和98沿環34的外側安裝，并且將棘爪44,46,48和50的、以向外凸輪方式鎖定在第一組件環34上的外凹槽45,47,49,51中。將第二組件鎖定在第一或第二位置，致使電動機可以正、反轉。另外，電刷罩94有制動凸臺100和102，制動凸臺100、102具有斷流器101、103，其可使電刷罩組件120的構件在制動凸臺100、102下面伸出，從而將電刷罩定位到第二組件90上。第二組件90包括一法蘭106，法蘭106包圍孔108。孔108內有換向器21，法蘭安裝在第一組件32的孔52內。法蘭106有孔110，它能將電刷罩120安裝到環92上，同時使電刷罩120與電觸點56和58電連接。
每個電刷罩組件120都有一電刷支撐部分122，用來支撐電刷123及一對凸臺構件124和126。凸臺構件124和126位于制動凸臺100和102內的斷流器101和103內，用于把電刷罩組件120固定到第二組件90上。電刷罩組件120還有一延伸接頭128，它卷曲地環繞于第二組件的電刷罩部分94，使電刷罩組件120固定在第二組件90上的電刷罩部分94上。同樣，一單獨的伸出柱130使彈簧卡在電刷罩組件120上，伸出柱130包括帶接頭135的頭部134，接頭135延伸過彈簧132，阻止彈簧在柱130上增高，并能阻止彈簧132從柱130偶然脫出。同樣，電刷罩組件120包括延伸的電觸點140,140′。電觸點140包括傾斜部分142，其和電觸點56和58的觸點78,78′和80,80′相連接。電觸點140定位在法蘭180上的孔110內。
第二組件90在第一組件32上旋轉。卡環150從第二組件90的一個電刷罩部分94延伸出來。卡環150有一個孔152，能使控制桿160固定連接在卡環150中。因此，當控制桿160轉動時，第二組件90相對固定的第一組件32轉動。
相應地，當第二組件90相對第一組件32轉動時，電動機反轉。如示意圖9a-9c中所示的那樣，在第一位置，電刷電觸點140和140′與相應的電觸點56和58在電觸點80,80′處接觸。當第二組件90在第一組件32上轉動時，電刷觸點140和140′轉動到與電觸點56和58的電觸點78,78′接觸。因此，當電觸點轉動到與電觸點56和58的不同部位接觸時，電動機沿第一方向然后沿第二方向旋轉。示意圖顯示了第一、第二位置之間的一個空轉位置。
圖7和8是控制桿160的示意圖。控制桿160包括一開關部分162，一樞軸部分164，一鉸接部分166，和一連接部分168。開關162位于機殼14外側，以便能讓使用者用手操作。樞軸部分164有一凸出構件170，它與機殼相連接，以便能使控制桿160圍繞樞軸170轉動。另外，一制動件172從另一側在中間位置上延伸，制動件阻止觸發器18驅動。
鉸接部分166與樞軸部分164是連續的，鉸接部分166的厚度小于控制桿160的其余部分。因此，鉸接部分166的作用如同活動鉸接件，如圖8所示，當控制桿繞樞軸170轉動，使第二組件90轉動時，鉸接件使控制桿160可以伸縮。連接部分168的自由端包括一連接在卡環150的孔152中的球狀件174，在控制桿160同時徑向和橫向移動時，該球狀件174安放在孔152中。因此，當控制桿160在各位置之間轉換時，球狀件安放在卡環150中，使第二組件90在第一組件32上轉動。
雖然在上面已詳細地描述了本發明的優選實施例，在不偏離本發明的由所附權利要求所確定的范圍和基本原則下，可對本發明做出任何改變，變型和替換。
權利要求
1．一種用于電動機的反轉機構，包括適于與電動機線圈固定的第一組件，所述第一組件有一個孔，所述孔適于圍繞一個換向器，一對電觸點在所述的第一組件上，所述電觸點與電動機線圈連接；第二組件，所述第二組件連接并支承在所述的第一組件上，所述第二組件有一個孔適于容納換向器，并與第一組件的孔對準，一對電刷架裝配在所述的第二組件上，從該電刷架延伸出的電觸點與所述成對的電觸點電連接，并且所述的第二組件可在第一組件上旋轉，在所述第二組件處于第一個位置時，其中所述成對電觸點的每一個電觸點與所述電刷架電觸點中的一個電觸點電連接，當第二組件旋轉到第二個位置時，其中所述每一個電觸點與所述電刷架電觸點的另一個電觸點電連接；和一驅動組件，它使所述第二組件在所述第一和第二位置之間運動。
2．根據權利要求1所述的反轉機構，其中，所述的第二組件上至少有一個凸出組件，用于將所述第二組件與第一組件固定。
3．根據權利要求2所述的反轉機構，其中，所述的第一組件至少有一個棘爪，其與所述的至少一個凸出組件相連接，用于將所述第二組件保持在第一和第二位置。
4．根據權利要求1所述的反轉機構，其中，所述的第二組件有一個卡環，用于接納所述的控制桿。
5．根據權利要求4所述的反轉機構，其中，所述的控制桿有一安放在卡環里的球狀物。
6．根據權利要求5所述的反轉機構，其中，所述的控制桿還包括一個鉸接部分，其使控制桿在兩個位置間轉動時可以伸縮。
7．根據權利要求1所述的反轉機構，其中，所述的第一組件包括一個凹槽和一對固定組件，用來容納所述的成對電觸點部分。
8．根據權利要求1所述的反轉機構，其中，所說的成對電觸點有通過所述第一組件定位安置的第一部分，和用于定位所述孔附近的懸臂部分。
9．根據權利要求1所述的反轉機構，其中，所述的第一組件有一個對準孔，從而使導線穿過該孔引入到電動機。
10．根據權利要求1所述的反轉機構，其中，所述第二組件有一對定位組件，用于容納所述電刷架的一部分，從而使所述電刷架定位于所述第二組件上。
11．根據權利要求10所述的反轉機構，其中，所述電刷架有一對凸出組件，其與所述的定位組件以摩擦方式接合。
12．根據權利要求11所述的反轉機構，其中，所述電刷架有一個用于將電刷架和第二組件固定的接頭。
13．一種電動工具，包括一機殼，一臺置于所述機殼內的電動機，與所述電動機電連接的電源，一與所述電動機連接的輸出機構，及所述電動機的反轉機構，該反轉機構包括適于與電動機線圈固定的第一組件，所述第一組件有一個孔，所述孔適于圍繞一個換向器，一對電觸點在上述第一組件上，所述電觸點與電動機線圈連接；第二組件，所述第二組件連接和支承在所述第一組件上，所述第二組件有一個孔，適于容納換向器，并且與所述第一孔對準，一對電刷架裝配在所述第二組件上，從所述電刷架延伸出的電觸點與所述的成對電觸點連接，所述第二組件可在第一組件上旋轉，所述第二組件處于第一個位置時，其中所述成對電觸點的每一個電觸點與所述電刷架電觸點中的一個電觸點連接，當第二組件旋轉到第二個位置時，其中所述每一個電觸點與所述電刷架電觸點的另一個電觸點連接；和一控制桿，用于使所述第二組件在所述第一和第二位置間運動。
14．根據權利要求13所述的電動工具，其中，所述第二組件至少有一個凸出組件用于將所述第二組件與第一組件固定。
15．根據權利要求14所述的電動工具，其中，所述第一組件至少有一個棘爪，與所述至少一個凸出組件相連接，用于將第二組件保持在所述第一和第二位置上。
16．根據權利要求13所述的電動工具，其中，所述第二組件上有一個卡環，用來接納所述控制桿。
17．根據權利要求16所述的電動工具，其中，所述控制桿有一個安放在所述卡環里的球狀物。
18．根據權利要求17所述的電動工具，其中，所述控制桿還有一個鉸接部分，其使控制桿在兩個位置間轉動時可以伸縮。
19．根據權利要求13所述的電動工具，其中，所述第一組件包括一個凹槽和一對固定組件，用來容納所述的成對電觸點部分。
20．根據權利要求13所述的電動工具，其中，所述成對電觸點有通過所述第一組件定位安置的第一部分，和用于定位所述孔附近的懸臂部分。
21．根據權利要求13所述的電動工具，其中，所述第一組件有一個對準孔，從而使導線穿過該孔引入到電動機。
22．根據權利要求13所述的電動工具，其中，所述第二組件有一對定位組件，用于容納所述電刷架的一部分，以便使所述電刷架定位于第二組件上。
23．根據權利要求22所述的電動工具，其中，所述電刷架有一對凸出組件，其與所述定位組件以摩擦方式接合。
24．根據權利要求23所述的電動工具，其中，所述電刷架有一個用于將電刷架和第二組件固定的接頭。
25．一種電動工具，包括一機殼，一臺置于所述機殼內的電動機，與所述電動機電連接的電源，一與所述電動機連接的輸出機構，及使電動機反轉的機構，所述機構環繞所述電動機的換向器，并且具有一驅動連接件，以及一安裝在所述機殼上使反轉機構驅動的控制桿，所述控制桿與驅動連接件連接，所述控制桿有一個樞軸，使所述控制桿可在所述電動機的機殼內，在第一、第二和第三位置間轉動，從而可使所述電動機正轉、空轉和反轉。
26．根據權利要求25所述的電動工具，其中，所述控制桿有一個凸出組件，其與所述電動工具的一個驅動組件相連，因此，當所述控制桿處在空轉位置時，阻止所述驅動組件驅動。
27．根據權利要求25所述的電動工具，其中，所述控制桿有一部分能使所述控制桿在所述第一、第二和第三位置間轉動時伸縮，以維持與所述驅動連接件的連接。
28．根據權利要求27所述的電動工具，其中，所述部分作為一活動鉸接件。
29．根據權利要求28所述的電動工具，其中，所述控制桿是一個整體組件。
30．根據權利要求29所述的電動工具，其中，所述控制桿在所述部分的厚度小于所述控制桿其余部分的厚度。
31．根據權利要求25所述的電動工具，其中，所述控制桿有與所述驅動組件連接的球狀件端部。
32．根據權利要求25所述的電動工具，其中，所述控制桿是一個整體件，其具有與樞軸部分連續的開關部分，整體件有與所述機殼連接的組件，用于轉動所述控制桿，與所述樞軸部分連續的鉸接部分，以及與所述鉸接部分連續的連接部分。
全文摘要
一種具有電動機反轉機構的電動工具,該機構包括第一組件、它與電動機固定,并環繞著換向器。一對電觸點支承在第一組件上。第二組件可在第一組件上轉動。第二組件有一對帶電觸點的電刷架。當第二組件在第一組件中轉動時,電刷架上的電觸點和第一組件上的電觸點,與使電動機正轉和反轉的由第一位置到第二位置的另一觸點電連接。一控制桿使第二組件在其第一和第二位置之間運動。
文檔編號H01H9/06GK1231532SQ98127168
公開日1999年10月13日 申請日期1998年12月19日 優先權日1997年12月19日
發明者阿爾維達斯·P·卡拉薩, 小托馬斯·J·霍華德 申請人:布萊克和戴克公司