一种手持电动工具的制作方法

一种手持电动工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种手持电动工具，特别是涉及一种主轴绕轴心往复摆动驱动工具附件进行各种作业的手持电动工具。
【背景技术】
[0002]一种主轴绕其轴心往复摆动驱动工具附件进行各种作业的手持电动工具在很多领域得到广泛的应用，这种手持电动工具包括壳体、电机、摆动装置和主轴。通常地，这种电动工具的摆动装置中有一个轴心与曲柄臂轴心平行的曲柄构件(偏心轴)，在曲柄臂上有一个球面轴承通过滑动副与连杆构件(摆杆)连接。这种手持电动工具曲柄构件与连杆构件之间会因为滑动摩擦产生大量的热量，机械效率较低；这种手持电动工具在进行切割作业时刀具容易发热，尤其是长时间切割金属材料时，高温甚至会被传到至主轴和壳体，从而造成操作不适甚至危险；这种电动工具容易因为防尘元件的失效而导致支撑主轴的轴承效率降低甚至失效。业界对这种电动工具有诸多技术改进方案，但仍然还存在着不足之处。

【发明内容】

[0003]本发明旨在提出多种克服现有技术不足的技术方案以提供一种高效节能、便利舒适、安全可靠的手持电动工具。
[0004]本发明提出的技术方案1:一种手持电动工具，具有壳体、电机、摆动装置和主轴，所述的主轴绕其轴心往复摆动驱动工具附件进行各种作业，其特征在于:所述的摆动装置设有轴心与其曲柄臂的轴心相交角度不大于30°的曲柄构件，所述的曲柄构件的轴心、所述的曲柄臂的轴心和所述的主轴的轴心相交于同一点，所述的曲柄构件的轴心与主轴的轴心的交角被固定至70°?110° ;所述的摆动装置设有与所述的主轴连接的连杆构件，所述的连杆构件的另一端与所述的曲柄构件绕所述的曲柄臂的轴心可旋转地连接，所述的连杆构件绕垂直于主轴的轴心并与曲柄构件的轴心相交的轴线可以在不小于所述的曲柄构件的轴心与所述的曲柄臂的轴心的相交角度的二倍的角度范围内回转；所述的摆动装置设有与所述的曲柄构件固定地连接的偏心元件，所述偏心元件可以减小所述的曲柄构件及所述的连杆构件绕所述的曲柄构件的轴心转动时对所述的壳体造成的震动。
[0005]在一种设有轴心与其曲柄臂的轴心平行的曲柄构件的手持电动工具上通常使用一个偏心元件来减小曲柄构件对壳体造成的震动，但是偏心元件无法减小连杆构件对壳体造成的震动。为了减小连杆构件绕主轴轴心转动时的转动惯量，连杆构件中与曲柄构件中的球面轴承接触的部分被设计得尽量轻小，连杆构件的机械强度因而降低，电动工具的输出功率也因此受到限制。专利申请CN201310057785公开了一种设有轴心与其曲柄臂的轴心相交的曲柄构件的多功能电动工具中，曲柄构件的轴心与主轴的轴心的交角是不固定的，而且摆动装置上没有装设任何用以减震的元件。在这种多功能电动工具中，当主轴的轴心与曲柄臂的轴心的交角大于150°或小于30°时，运动机构会出现自锁现象；当曲柄构件和连杆构件绕曲柄构件的轴心高速转动时，壳体的振动较大。与现有技术相比，本发明提出的技术方案I提供的手持电动工具机械效率高、壳体震动小，可以有更大的输出功率。
[0006]本发明提出的技术方案2:—种手持电动工具，具有壳体、电机、摆动装置和主轴，所述的主轴绕其轴心往复摆动驱动工具附件进行各种作业，其特征在于:所述的壳体设有阀门装置，所述的阀门装置可以选择性地引导所述的电机的风叶在旋转时产生的正压气流通过不同的风道排出，所述的风道是设在所述的壳体内具有气流入口和气流出口的空间，通过其中一个所述的风道排出的正压气流被引导至对所述的工具附件进行冷却或清理。
[0007]在现有技术中，电机风叶旋转时产生的气流仅仅对手持电动工具壳体内部的部件起冷却作用。与现有技术相比，本发明提出的技术方案2提供的手持电动工具重复利用了电机风叶旋转时产生的正压气流对工具附件进行冷却或清理，避免因工具附件产生高温所导致的安全隐患，还能提高作业的效率。
[0008]本发明提出的技术方案3:—种手持电动工具，具有壳体、电机、摆动装置和主轴，所述的主轴绕其轴心往复摆动驱动工具附件进行各种作业，其特征在于:所述的主轴设有弹性支架，所述的弹性支架设有分别与所述的主轴、所述的壳体固定地连接的内环和外环，所述的弹性支架还设有若干弹性元件固定地连接所述的内环和所述的外环；所述的主轴绕其轴心摆动时会受到所述的弹性支架施加的扭转弹力，所述的主轴受到的扭转弹力为零时角速度最大，所述的主轴受到的扭转弹力最大时角速度为零。
[0009]在现有技术中，手持电动工具中的主轴绕其轴心往复摆动驱动工具附件进行作业时，电机负载会随主轴的角速度变化而波动，从而导致电机效率降低和寿命缩短。与现有技术相比，本发明提出技术方案3提供的手持电动工具可以均衡电机在作业时的负载，从而提高电机的效率和寿命。
[0010]本发明提出的技术方案4:一种采用了本发明提出的技术方案I的手持电动工具，其特征在于:所述的偏心元件与所述的曲柄构件作为一个运动整体绕所述的曲柄构件的轴心转动时产生的离心力大小相等且方向相反于所述的连杆构件绕所述的曲柄构件的轴心转动时产生的离心力。
[0011]本发明提出的技术方案4提供的手持电动工具可以使壳体的震动强度处在尽可能低的水平。
[0012]本发明提出的技术方案5:—种采用了本发明提出的技术方案4的手持电动工具，其特征在于:所述的连杆构件的任一垂直于所述的曲柄臂的轴心的截面的中心都处在所述的曲柄臂的轴心上；所述的连杆构件、所述的曲柄构件和所述的偏心元件作为一个运动整体时其质心在所述的曲柄构件的轴心上。
[0013]本发明提出的技术方案5提供的手持电动工具可以更容易测算连杆构件绕曲柄的轴心转动的转动惯量，降低了电动工具设计的难度以及零件的制造成本。
[0014]本发明提出的技术方案6:—种采用了本发明提出的技术方案I的手持电动工具，其特征在于:所述的连杆构件设有弹性元件并与所述的主轴固定地连接，所述的弹性元件绕垂直于主轴的轴心并与曲柄构件的轴心相交的轴线可以产生大于所述的曲柄构件的轴心与其曲柄臂的轴心的相交角度的弯曲形变，所述的弹性元件绕所述的主轴的轴心不可以产生大于所述的曲柄构件的轴心与其曲柄臂的轴心的相交角度的弯曲形变。
[0015]本发明提出的技术方案6提供的手持电动工具可以减小加工公差和装配误差造成的不良影响，减少因活动连接而产生的噪音。
[0016]本发明提出的技术方案7:—种采用了本发明提出的技术方案6的手持电动工具，其特征在于:所述的曲柄构件的轴心和所述的曲柄臂的轴心的交角不大于5° ;所述的主轴设有弹性支架，所述的弹性支架设有分别与所述的主轴、所述的壳体固定地连接的内环和外环，所述的弹性支架还设有若干弹性元件固定地连接所述的内环和所述的外环，所述的主轴绕轴心摆动时会受到所述的弹性支架施加的扭转弹力；当所述的曲柄构件的轴心、所述的曲柄臂的轴心和所述的主轴的轴心处在同一个平面时，所述的主轴受到所述的弹性支架施加的扭转弹力为零。
[0017]本发明提出的技术方案7提供的手持电动工具不但可以减小加工公差或装配误差对电动工具造成的不良影响，减少因活动连接造成的噪音和提高轴承的寿命，还可以均衡电机的负载，从而提高电机的效率。
[0018]本发明提出的技术方案8:—种采用了本发明提出的技术方案2的手持电动工具，其特征在于:所述的阀门装置设有调节阀，所述的调节阀设有与所述的气流入口对接的分流口，调整所述的分流口与所述的气流入口的相对位置可以调节所述的气流出口的气流流量。
[0019]本发明提出的本发明提出的技术方案8提供的手持电动工具可以便捷地利用电机风叶产生的气流对工具附件进行冷却或清理。
[0020]本发明提出的技术方案9:一种采用了本发明提出的技术方案2的手持电动工具，其特征在于:所述的壳体设有可以调整方向的导流元件，所述的导流元件设有气流方向正对着工具附件的气流出口。
[0021]本发明提出的本发明提出的技术方案9提供的手持电动工具可以便捷地利用电机风叶产生的气流对工具附件进行冷却或清理。
[0022]本发明提出的技术方案10:—种采用了本发明提出的技术方案10的手持电动工具，其特征在于:所述的弹性支架代替轴承支撑所述的主轴绕其轴心往复摆动。
[0023]本发明提出的技术方案10提供的手持电动工具可以减小因防尘元件的失效对电动工具造成的不良影响，同时还可以缓冲主轴受到径向冲击时造成的壳体的震动。
[0024]在本发明提出的技术方案I提供的手持电动工具中，所述的曲柄构件的轴心与主轴的轴心的交角被固定至90°是最优的实施方案。
[0025]在本发明提出的技术方案7和本发明提出的技术方案10提供的手持电动工具中，所述的弹性支架可以一体成型或由多个零件装配而成，所述的弹性元件可以由金属材料或其它弹性材料制成。
[0026]综上所述，采用本发明提出的一个或多个技术方案以提供一种高效节能、便利舒适、安全可靠的手持电动工具是可以实现的。
【附图说明】
[0027]图1是本发明的具体实施例的主要部件的等角投影示意图。
[0028]图2、图3、图4是本发明的第一个具体实施例的剖面示意图。
[0029]图5是本发明的具体实施例的替代方案的剖面示意图。相关元件、技术特征编号列表如下:
[0030]I 主轴11 轴心2 弹性支架
[0031]21弹性元件22内环23外环
[0032]3连杆构件31弹性元件4曲柄构件
[0033]41偏心元件42轴承43轴承
[0034]44轴心45轴心5调节阀 [0035]51分流口52分流口6壳体
[0036]61气流入口62气流入口63弹性密封件
[0037]7壳体71导流元件711气流出口
[0038]72气流出口8电机81风叶
[0039]82正压气流 83电机轴9工具附件
【具体实施方式】
[0040]以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明:
[0041]如图1、图2、图3、图4所示:
[0042]在本具体实施例设有轴心45与其曲柄臂的轴心44相交角度为2°的曲柄构件4，曲柄构件4的轴心45、曲柄臂的轴心44和主轴I的轴心11相交于同一点，曲柄构件4的轴心45与主轴I的轴心11的交角被固定至90° ;设有与主轴I连接的连杆构件3，连杆构件3的另一端与曲柄构件4通过轴承42绕轴心44可旋转地连接，连杆构件3绕垂直于轴心11并与轴心45相交的轴线可以在不小于4°的角度范围内回转。曲柄构件4设有轴承43与壳体6可旋转地连接，曲柄构件4同时与电机轴83同一轴心固定地连接，壳体6与壳体7固定地连接。当电机8带动曲柄构件4连续旋转时，连杆构件3带动主轴I绕轴心11在4°的角度范围内往复摆动。
[0043]在本具体实施例设有与曲柄构件4连为一体的偏心元件41。连杆构件3具有对称的外形并且中心处在轴心44上，连杆构件3、曲柄构件4和偏心元件41作为一个运动整体时其质心在轴心45上。连杆构件3在绕轴心45转动时产生的离心力与带有偏心元件41的曲柄构件4产生的离心力大小相等方向相反，因而对壳体7造成的震动较轻。
[0044]在本具体实施例中，连杆构件3设有弹性元件31，弹性元件31是一个薄片状金属体，当连杆构件3绕轴心45转动时，弹性元件31绕垂直于轴心11并与轴心45相交的轴线可以产生大于2°的弯曲形变，弹性元件31绕轴心11的方向的弯曲形变小至可以忽略的水平。连杆构件3通过弹性元件31与主轴I固定地连接，可以避免活动联接造成的噪音，弹性元件31还会因应构件的运动错位产生自适应性的弹性形变，从而减小因加工公差和装配误差造成的不良影响。
[0045]在本具体实施例中，主轴I设有弹性支架2，弹性支架2设有分别与主轴1、壳体7固定地连接的内环22和外环23，弹性支架2还设有4个弹性元件21固定地连接内环22和外环23。当曲柄构件4的轴心45、曲柄臂的轴心44和主轴I的轴心11处在同一个平面时，弹性元件21在主轴I的横切方向没有弹性形变。当主轴I绕轴心11往复摆动时，弹性元件21会在轴心11的横切方向产生弯曲形变和拉伸形变，主轴I也受到弹性支架2施加的扭转弹力，主轴I受到的扭转弹力为零时角速度最大，主轴I受到的扭转弹力最大时角速度为零，在进行作业时电机8的负载与主轴I受到的扭转弹力及主轴I的角速度均成正比，因而弹性支架2可以均衡电机8的负载。当主轴I受到径向的外力冲击时，轴心11相对于壳体6的位置会发生轻微的位移，所造成的震动也得以缓冲。弹性支架2代替轴承作为主轴I的支承，不但可以避免活动联接造成的噪音，还可以避免因防尘圈失效导致的轴承润滑脂失效而造成的不良后果。
[0046]在本具体实施例中，壳体6设有气流入口 61、气流入口 62和弹性密封件63，壳体6还设有调节阀5，调节阀5设有分别与气流入口 61、气流入口 62对接的分流口 51和分流口 52，壳体7上设有导流元件71及气流出口 72，导流元件71上设有气流出口 711。导流元件71可以绕轴心11调整角度使气流出口 711的方向正对着工具附件9。
[0047]在本具体实施例中，绕轴心45调整调节阀5的角度可以达到以下效果:分流口51、气流入口 61处于连通状态而分流口 52、气流入口 62处于闭合状态，电机8的风叶81在旋转时产生的正压气流82经气流出口 711排出，气流出口 711的方向正对着工具附件9，从而使工具附件9得到冷却或清理；分流口 51、气流入口 61处于闭合状态而分流口 52、气流入口 62处于连通状态，电机8的风叶81在旋转时产生的正压气流82经气流出口 72排出；分流口 51、气流入口 61与分流口 52、气流入口 62均处于连通状态，电机8的风叶81在旋转时产生的正压气流82分别经气流出口 711、气流出口 72排出；为了防止电机8得不到有效的冷却，分流口 51、气流入口 61与分流口 52、气流入口 62不会处于同时闭合状态。
[0048]本具体实施例的一些技术特征可以有多种替代方式:如图5所示，曲柄构件4与电机轴83连为一体，偏心元件41固定地连接在曲柄构件4上，连杆构件3用弹性材料一体成型。类似的替代方式对本实施例的实施效果没有实质性的影响。
[0049]本领域技术人员还可以根据本发明提出的多种技术方案对一些技术特征进行非根本性的改动，从而得到其它的实施例。例如:增大或减小曲柄轴心与曲柄臂轴心的交角；连杆构件采用刚性元件与主轴通过回转副连接；采用其它形式的阀门装置调节不同风道的气流流量；在气流出口增设可以调整角度的导流叶片……诸如此类不脱离本发明的范围。
【主权项】
1.一种手持电动工具，具有壳体、电机、摆动装置和主轴，所述的主轴绕其轴心往复摆动驱动工具附件进行各种作业，其特征在于:所述的摆动装置设有轴心与其曲柄臂的轴心相交角度不大于30°的曲柄构件，所述的曲柄构件的轴心、所述的曲柄臂的轴心和所述的主轴的轴心相交于同一点，所述的曲柄构件的轴心与主轴的轴心的交角被固定至70 °?110° ;所述的摆动装置设有与所述的主轴连接的连杆构件，所述的连杆构件的另一端与所述的曲柄构件绕所述的曲柄臂的轴心可旋转地连接，所述的连杆构件绕垂直于主轴的轴心并与曲柄构件的轴心相交的轴线可以在不小于所述的曲柄构件的轴心与所述的曲柄臂的轴心的相交角度的二倍的角度范围内回转；所述的摆动装置设有与所述的曲柄构件固定地连接的偏心元件，所述偏心元件可以减小所述的曲柄构件及所述的连杆构件绕所述的曲柄构件的轴心转动时对所述的壳体造成的震动。2.—种手持电动工具，具有壳体、电机、摆动装置和主轴，所述的主轴绕其轴心往复摆动驱动工具附件进行各种作业，其特征在于:所述的壳体设有阀门装置，所述的阀门装置可以选择性地引导所述的电机的风叶在旋转时产生的正压气流通过不同的风道排出，所述的风道是设在所述的壳体内具有气流入口和气流出口的空间，通过其中一个所述的风道排出的正压气流被引导至对所述的工具附件进行冷却或清理。3.—种手持电动工具，具有壳体、电机、摆动装置和主轴，所述的主轴绕其轴心往复摆动驱动工具附件进行各种作业，其特征在于:所述的主轴设有弹性支架，所述的弹性支架设有分别与所述的主轴、所述的壳体固定地连接的内环和外环，所述的弹性支架还设有若干弹性元件固定地连接所述的内环和所述的外环；所述的主轴绕其轴心摆动时会受到所述的弹性支架施加的扭转弹力，所述的主轴受到的扭转弹力为零时角速度最大，所述的主轴受到的扭转弹力最大时角速度为零。4.根据权利要求1所述的手持电动工具，其特征在于:所述的偏心元件与所述的曲柄构件作为一个运动整体绕所述的曲柄构件的轴心转动时产生的离心力大小相等且方向相反于所述的连杆构件绕所述的曲柄构件的轴心转动时产生的离心力。5.根据权利要求4所述的手持电动工具，其特征在于:所述的连杆构件的任一垂直于所述的曲柄臂的轴心的截面的中心都处在所述的曲柄臂的轴心上；所述的连杆构件、所述的曲柄构件和所述的偏心元件作为一个运动整体时其质心在所述的曲柄构件的轴心上。6.根据权利要求1所述的手持电动工具，其特征在于:所述的连杆构件设有弹性元件并与所述的主轴固定地连接，所述的弹性元件绕垂直于主轴的轴心并与曲柄构件的轴心相交的轴线可以产生大于所述的曲柄构件的轴心与其曲柄臂的轴心的相交角度的弯曲形变，所述的弹性元件绕所述的主轴的轴心不可以产生大于所述的曲柄构件的轴心与其曲柄臂的轴心的相交角度的弯曲形变。7.根据权利要求6所述的手持电动工具，其特征在于:所述的曲柄构件的轴心和所述的曲柄臂的轴心的交角不大于5° ;所述的主轴设有弹性支架，所述的弹性支架设有分别与所述的主轴、所述的壳体固定地连接的内环和外环，所述的弹性支架还设有若干弹性元件固定地连接所述的内环和所述的外环，所述的主轴绕轴心摆动时会受到所述的弹性支架施加的扭转弹力；当所述的曲柄构件的轴心、所述的曲柄臂的轴心和所述的主轴的轴心处在同一个平面时，所述的主轴受到所述的弹性支架施加的扭转弹力为零。8.根据权利要求2所述的手持电动工具，其特征在于:所述的阀门装置设有调节阀，所述的调节阀设有与所述的气流入口对接的分流口，调整所述的分流口与所述的气流入口的相对位置可以调节所述的气流出口的气流流量。9.根据权利要求2所述的手持电动工具，其特征在于:所述的壳体设有可以调整方向的导流元件，所述的导流元件设有气流方向正对着工具附件的气流出口。10.根据权利要求3或权利要求7所述的手持电动工具，其特征在于:所述的弹性支架代替轴承支撑所述的主轴绕其轴心往复摆动。
【专利摘要】一种主轴绕轴心往复摆动驱动工具附件进行各种作业的手持电动工具：摆动装置设有可以减小连杆对壳体造成的震动的偏心元件；壳体设有调节不同风道气流流量的阀门装置，通过其中一个风道的气流可以对工具附件进行冷却或清理；主轴设有弹性支架均衡电机作业时的负载，弹性支架可以代替轴承支撑主轴绕轴心往复摆动。
【IPC分类】B25F5/00
【公开号】CN104889944
【申请号】CN201510336689
【发明人】覃桂才
【申请人】覃桂才
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日