專利名稱：動(dòng)力工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及 一 種動(dòng)力工具，尤其是 一 種型材切割機(jī)。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的動(dòng)力工具中，沒(méi)有馬達(dá)保護(hù)裝置，當(dāng)用戶加工工件時(shí)，如果加工 到很硬的工件，或者遇到意外情況，切割到石頭、鋼材等較硬的材料，用戶 若繼續(xù)下壓工作頭進(jìn)行加工，就會(huì)增大馬達(dá)的負(fù)載，導(dǎo)致馬達(dá)堵轉(zhuǎn)或燒毀的 現(xiàn)象發(fā)生。為解決動(dòng)力工具的馬達(dá)因過(guò)載而堵轉(zhuǎn)或燒毀，該領(lǐng)域的技術(shù)人員也做了 各種各樣的改進(jìn)。如日本專利公開(kāi)號(hào)為JP8 3 36 7 2 2的專利申請(qǐng)，揭示了一種 利用指示裝置實(shí)現(xiàn)馬達(dá)過(guò)載保護(hù)的切割機(jī)，該切割機(jī)包括基座、樞軸連接于 基座的鋸機(jī)構(gòu)、樞軸連接于上述鋸機(jī)構(gòu)的手柄、設(shè)于上述手柄與上述鋸機(jī)構(gòu) 之間的彈性件以及連接于手柄上的指示裝置。其工作原理為當(dāng)加大作用于 手柄的力切割工件時(shí)，上述手柄克服上述彈性件相對(duì)于上述鋸機(jī)構(gòu)樞轉(zhuǎn)，上 述指示裝置隨上述手柄一起轉(zhuǎn)動(dòng)，用戶可通過(guò)指示裝置所指示的位置來(lái)判斷 負(fù)載的大小，從而防止馬達(dá)損壞。但使用具有該結(jié)構(gòu)的動(dòng)力工具時(shí)，如果用 戶某些操作習(xí)慣不良的情況下，比如說(shuō)希望快速切割，通常會(huì)大力按壓手柄， 此時(shí)若沒(méi)注意到指示裝置的指示狀態(tài)，或者因指示裝置損壞失靈，而 一 直繼 續(xù)按壓手柄的話，上述彈性件會(huì)達(dá)到變形極限位置，此時(shí)上述手柄與上述鋸 機(jī)構(gòu)之間成為剛性連接，若繼續(xù)大力按壓上述手柄，鋸機(jī)構(gòu)會(huì)同手柄同步向 下運(yùn)動(dòng)，這樣馬達(dá)還是會(huì)堵轉(zhuǎn)或燒毀。因此該種切割機(jī)的馬達(dá)保護(hù)裝置可靠 性低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不太方便，且成本較高。另外由于馬達(dá)的最大負(fù)載不 能得到可靠控制，當(dāng)用戶用較大工作壓力切割工件時(shí)，使馬達(dá)負(fù)載超過(guò)一定 值，馬達(dá)輸出功率就會(huì)隨馬達(dá)負(fù)載的增大而不斷下降，這樣很容易使馬達(dá)因 堵轉(zhuǎn)而損壞。 實(shí)用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種動(dòng)力工具， 該動(dòng)力工具的馬達(dá)保護(hù)可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作更方便且成本低廉。本實(shí)用新型的另 一 目的在于，能夠使動(dòng)力工具以其最大工作效率工作。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為 一種動(dòng)力工 具，包括基座、通過(guò)第一樞軸活動(dòng)連接于基座上的支撐裝置、設(shè)于支撐裝置 上的工作頭、設(shè)于基座與支撐裝置之間的第一彈性部、通過(guò)第二樞軸活動(dòng)連 接于所述基座上的操作件及設(shè)于操作件與支撐裝置之間的第二彈性部。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)在操作件與支撐裝置 之間設(shè)置第二彈性部，且所述操作件通過(guò)所述第二樞軸活動(dòng)連接于所述基座 上，使得所述工件作用到工作頭上的阻力與用戶施加于操作件上的壓力不直 接相關(guān)，而與第 一 彈性部和第二彈性部的狀態(tài)及支撐裝置'和工作頭本身參數(shù) 如重力矩有關(guān)，因此當(dāng)用戶在加工工件過(guò)程中，無(wú)論如何加大作用到所述操 作件上的壓力，工件作用到工作頭上的最大阻力都可得到控制，不會(huì)導(dǎo)致馬 達(dá)堵轉(zhuǎn)或者燒毀的現(xiàn)象發(fā)生，從而保護(hù)馬達(dá)免受損壞。該結(jié)構(gòu)使馬達(dá)的保護(hù) 更可靠，同時(shí)具有該種馬達(dá)保護(hù)裝置的動(dòng)力工具結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、操作更加方便， 且成本低廉。另外業(yè)界所共知，由于馬達(dá)的輸出功率基本全部用于加工工件，且加工 單位材料所消耗的能量相同，所以動(dòng)力工具的最大工作效率發(fā)生在馬達(dá)最大 輸出功率出現(xiàn)的時(shí)刻，也就是說(shuō)當(dāng)馬達(dá)處于最大輸出功率時(shí)，動(dòng)力工具的速 度最快。本實(shí)用新型中，由于工作頭的負(fù)載可以控制不超過(guò)預(yù)定最大值，即 對(duì)應(yīng)的馬達(dá)需要承受的最大負(fù)載也不會(huì)超過(guò)預(yù)定值，可通過(guò)調(diào)整彈性部的彈 性系數(shù)等參數(shù)控制馬達(dá)需要承受的最大負(fù)載在其最大輸出功率對(duì)應(yīng)負(fù)載值的 附近，這樣可保證當(dāng)用戶傾向于使用較大的工作壓力進(jìn)行加工時(shí)，能夠使動(dòng) 力工具以接近最大的工作效率工作。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn) 一 步詳細(xì)的說(shuō)明。 圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例型材切割機(jī)的主視方向立體示意圖。 圖2是本實(shí)用新型第 一 實(shí)施例型材切割機(jī)的左視方向立體示意圖。 圖3是切割機(jī)在休止?fàn)顟B(tài)下，工作頭的受力示意圖。圖4是操作型材切割機(jī)過(guò)程中圓鋸片切割到工件時(shí)，工作頭的受力示意圖。 圖5是切割工件速度較慢，而不斷迅速增加操作件下壓力時(shí)，操作件與限位 件配接的狀態(tài)示意圖。 圖6是馬達(dá)負(fù)載與馬達(dá)輸出功率曲線圖。
圖7是本實(shí)用新型第二實(shí)施例第一彈性部與第二彈性部連接于一體的放大立 體示意圖。2.支撐裝置 32.圓鋸片6(61)第二彈性部 9.限位件 F.用戶壓力 T7.扭矩T ( TO)馬達(dá)負(fù)載3. 工作頭4. 操作件7.第一樞軸 10.工件 T5 ( T5，) 扭矩 G .重力其中1.基座 31.馬達(dá)5(51)第 一 彈性部 8.第二樞軸 20.連接部 T6 ( T6') 扭矩 F, ( F2 ) 切割阻力 W ( Wmax ) 馬達(dá)輸出功率具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，第 一 種實(shí)施方式中，所述的動(dòng)力工具為型材切割機(jī)， 該切割機(jī)包括用于支撐工件的基座1、通過(guò)第一樞軸7樞轉(zhuǎn)連接于基座l上 的支撐裝置2、設(shè)于支撐裝置2上的工作頭3、設(shè)于基座1與支撐裝置2之間 的第一彈性部5、通過(guò)第二樞軸8樞轉(zhuǎn)連接于所述基座l上的操作件4及設(shè) 于操作件4與支撐裝置2之間的第二彈性部6,其中工作頭3包括圓鋸片32 及驅(qū)動(dòng)圓鋸片32旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)31，且圓鋸片32樞軸連接于支撐裝置2用來(lái)切 割工件。該實(shí)施方式中，第一彈性部5為扭簧，且由第一樞軸7支撐，第二 彈性部6為扭簧，且由第二樞軸8支撐，第一彈性部5與第二彈性部6是分 離設(shè)置。當(dāng)然眾所周知的是，本實(shí)用新型中的第一彈性部5還可采用壓簧、 空氣彈簧、橡膠彈簧等具有一定彈性的類似彈性部，第二彈性部6也可采用 壓簧、空氣彈簧、橡膠彈簧等具有一定彈性的類似彈性部，另外動(dòng)力除采用 馬達(dá)外，還可采用其它類別的動(dòng)力源。其中該實(shí)施方式中，第一樞軸7與第 二樞軸8是同一根軸，下面說(shuō)明中把第一樞軸7與第二樞軸8統(tǒng)一稱為第一 樞軸7,該實(shí)施方式中，第 一樞軸7與支撐裝置2固定連接，且第 一樞軸7 與基座l活動(dòng)連接。另外操作件4與第一樞軸7活動(dòng)連接。當(dāng)然，本實(shí)用新 型中的第一樞軸7與第二樞軸8也可以設(shè)置為兩根軸，且不同軸線布置，或 設(shè)置為兩根軸，且同軸線布置。另外眾所周知的是，基座l上還設(shè)有業(yè)界所 共知的與圓鋸片32配接的凹槽(未圖示)。本實(shí)用新型的切割機(jī)還包括業(yè)界所共知在休止?fàn)顟B(tài)下，限制支撐裝置2 向后轉(zhuǎn)動(dòng)的后限位裝置(未圖示)，因此在休止?fàn)顟B(tài)下，且在忽略樞軸連接處 摩擦的前提下，如圖3所示，對(duì)支撐裝置2和工作頭3而言，第一彈性部5所產(chǎn)生的扭矩丁5、第二彈性部6所產(chǎn)生的扭矩i;與后限位裝置所產(chǎn)生的扭矩i;以及支撐裝置2和工作頭3本身的重力G造成的扭矩組成一個(gè)平衡的扭矩 系統(tǒng)。當(dāng)工作時(shí)，用戶施加力于操作件4上，驅(qū)動(dòng)操作件4轉(zhuǎn)動(dòng)，操作件4 的運(yùn)動(dòng)會(huì)增大第二彈性部6的壓縮變形量，相應(yīng)地會(huì)增大第二彈性部6的扭 矩丁6，最終導(dǎo)致支撐裝置2和工作頭3平衡狀態(tài)的破壞，并驅(qū)使支撐裝置2 和工作頭3在操作件4運(yùn)動(dòng)方向上運(yùn)動(dòng)；在支撐裝置2和工作頭3的該運(yùn)動(dòng) 過(guò)程中，第 一彈性部5會(huì)被相應(yīng)壓縮，其相應(yīng)的扭矩丁5增大，而第二彈性部 6的壓縮程度隨著支撐裝置2的運(yùn)動(dòng)而相應(yīng)降低，其相應(yīng)的扭矩i;減小，最 后支撐裝置2和工作頭3又會(huì)達(dá)到一個(gè)新的平衡。類似如上所述的過(guò)程，如圖4所示，用戶不斷地施加壓力F于操作件4 上，支撐裝置2和工作頭3會(huì)不斷地隨操作件4在操作件4運(yùn)動(dòng)的方向上運(yùn) 動(dòng)；如果在上述過(guò)程中，工作頭3的圓鋸片32遇到工件10的阻礙，就對(duì)其 產(chǎn)生一個(gè)切割壓力，在此作用下，工作頭3開(kāi)始切割過(guò)程。根據(jù)作用力與反 作用力的特性，工作頭3的圓鋸片32也受到來(lái)自工件10的切割阻力F,，其 大小與上述切割壓力相等，方向與其相反，切割阻力F,的效果是阻礙支撐裝 置2和工作頭3繼續(xù)向下轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，切割過(guò)程會(huì)對(duì)圓鋸片32產(chǎn)生切割阻 力5，其效果是阻礙圓鋸片32的轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于選定的圓鋸片32與工件材料， 切割阻力&與切割阻力巧是存在一個(gè)確定關(guān)系的，即，^是5的一個(gè)函數(shù)。當(dāng)切割工件10時(shí)，如圖4所示，在忽略樞軸連接處摩擦的前提下，對(duì)支 撐裝置2和工作頭3而言，工作頭3所受到的切割阻力F,與切割阻力F2所形 成的阻力矩、第一彈性部5作用于支撐裝置2上的扭矩T/、第二彈性部6 作用于支撐裝置2上的扭矩T/及其支撐裝置2和工作頭3本身的重力G的 重力矩形成一個(gè)新的平衡扭矩系統(tǒng)。類似地，只要保證第一彈性部5和第二 彈性部6均處于彈性工作范圍，那么即使第二彈性部6隨著操作件4位置變 化而不斷變化其扭矩TV,總會(huì)有切割阻力巧及切割阻力&所形成的阻力矩、 扭矩T/與支撐裝置2和工作頭3的重力G的重力矩達(dá)到新的平衡，而且它 們之間滿足 一 個(gè)確定的瞬態(tài)的初等函數(shù)關(guān)系。上述確定的初等函數(shù)關(guān)系意味著，對(duì)于每 一 個(gè)可能的第二彈性部6的扭 矩T6',總可以對(duì)應(yīng)切割阻力F,及切割阻力F2 。如果第二彈性部6所產(chǎn)生的扭 矩范圍可以確定，那么，切割阻力F,及切割阻力F2的范圍也相應(yīng)可以得到確 定。在所有彈性部均保證彈性工作范圍的前提下，第二彈性部6的理論最大 壓縮狀態(tài)出現(xiàn)在操作件4的轉(zhuǎn)動(dòng)極限處，也就是說(shuō)在操作件4到達(dá)其轉(zhuǎn)動(dòng)極 限之前，第二彈性部6會(huì)一直處于彈性工作狀態(tài)；由于操作件4總是存在一 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)極限，即第二彈性部6的理論最大壓縮狀態(tài)總是可以相應(yīng)確定；同時(shí)， 由于對(duì)于選定的每一個(gè)彈性部，其彈性系數(shù)是確定的，根據(jù)彈性部所產(chǎn)生的 彈力或者扭力的公式，第二彈性部6的可能最大扭矩是可以預(yù)計(jì)的。根據(jù)上述內(nèi)容，可以通過(guò)預(yù)先設(shè)定第 一 彈性部5及第二彈性部6的彈性 系數(shù)等相關(guān)參數(shù)來(lái)控制對(duì)應(yīng)第二彈性部6最大扭矩的切割阻力F,及切割阻力 巧在可接受的范圍內(nèi)；此處所描述的"可接受范圍"指的是在此切割阻力F,及 切割阻力&下，不會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)31堵轉(zhuǎn)或者燒毀的現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)?shù)谝粡椥圆? 及第二彈性部6的彈性系數(shù)等相關(guān)參數(shù)依此設(shè)定后，可以確定在任何工作條 件下，馬達(dá)31均不會(huì)出現(xiàn)由于切割阻力F,及切割阻力^過(guò)大而堵轉(zhuǎn)或者燒 毀的問(wèn)題。綜上所述，切割阻力F,及切割阻力F2與用戶施加于操作件4上的 壓力F不直接相關(guān)，而與第 一彈性部5和第二彈性部6的狀態(tài)及支撐裝置2 和工作頭3的重力G的重力矩有關(guān)，因此無(wú)論如何加大施加于操作件4上的 壓力F,都不會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)31堵轉(zhuǎn)或者燒毀的現(xiàn)象發(fā)生。本實(shí)用新型中，如圖l和圖4所示，還可在基座l上設(shè)置可與操作件4 配接的限位件9,當(dāng)工作頭3正常切割工件，而沒(méi)有遇到過(guò)大負(fù)載時(shí)，若用 戶按壓操作件4，操作件4會(huì)在用戶施加力的作用下向下移動(dòng)，根據(jù)以上所 述，通過(guò)第二彈性部6與操作件4連接在一起的支撐裝置2也相應(yīng)向下移動(dòng)， 當(dāng)支撐裝置2移動(dòng)到預(yù)定角度時(shí)，支撐裝置2可與業(yè)界所知的下限位(未圖示) 配接，限制支撐裝置2繼續(xù)向下移動(dòng)，從而控制工作頭3的切割深度。如圖 5所示，用戶按壓操作件4切割工件10遇到過(guò)大阻礙時(shí)，操作件4會(huì)在用戶 施加力的作用下繼續(xù)向下移動(dòng)，當(dāng)操作件4移動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，操作件4可 與限位件9配接。當(dāng)操作件4與限位件9配接時(shí)，若用戶繼續(xù)下壓操作件4， 由于限位件9的阻礙，過(guò)大的負(fù)載可通過(guò)限位件9卸載到基座1上，從而不 會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)31堵轉(zhuǎn)或者燒毀的現(xiàn)象發(fā)生，保護(hù)了馬達(dá)31免受損壞。另外操 作件4在與限位件9配接之前的整個(gè)操作過(guò)程中，第 一彈性部5和第二彈性 部6均處于彈性工作范圍，根據(jù)以上所述內(nèi)容，這樣可以保證操作件4在與
限位件9配接之前，可把切割阻力F,及切割阻力5控制在可接受的范圍內(nèi)， 即不會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)31堵轉(zhuǎn)或者燒毀的現(xiàn)象發(fā)生。此結(jié)構(gòu)使本實(shí)用新型更加可 靠。根據(jù)上述內(nèi)容，工作頭3的切割阻力可以控制不超過(guò)預(yù)定最大值，即對(duì) 應(yīng)的馬達(dá)31需要承受的最大負(fù)載也不會(huì)超過(guò)預(yù)定值。另外業(yè)界所共知，由 于馬達(dá)31的輸出功率基本全部用于切割，且切割單位材料所消耗的能量相 同，所以動(dòng)力工具的最大工作效率發(fā)生在馬達(dá)31最大輸出功率出現(xiàn)的時(shí)刻， 也就是說(shuō)當(dāng)馬達(dá)31處于最大輸出功率時(shí)，動(dòng)力工具的切割速度最快。參照 如圖6所示的馬達(dá)負(fù)載T與馬達(dá)輸出功率W的曲線圖，可通過(guò)調(diào)整彈性部的 彈性系數(shù)等參數(shù)控制馬達(dá)31需要承受的最大負(fù)載恰好在其最大輸出功率 Wmax對(duì)應(yīng)負(fù)載值TO的附近，這樣可保證當(dāng)用戶傾向于使用較大的工作壓力 進(jìn)行切割時(shí)，能夠使動(dòng)力工具以接近最大的工作效率工作。上述馬達(dá)31需要 承受的最大負(fù)載即操作件4與限位件9觸碰前的臨界時(shí)刻，馬達(dá)31所承受的 負(fù)載。如圖7所示，本實(shí)用新型的第二種實(shí)施方式，本實(shí)施方式與第一種實(shí)施 方式的不同之處是，第 一彈性部51與第二彈性部61是通過(guò)連接部20連接為 一體的，其它結(jié)構(gòu)和工作原理均與第一實(shí)施方式相同，在此不再——贅述。上述的實(shí)施例僅僅是為了讓本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本實(shí)用新型而提供的最 優(yōu)選的實(shí)施方式。本實(shí)用新型并不僅限于上述具體的實(shí)施例。任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員所易于思及的改進(jìn)均在本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種動(dòng)力工具，包括a) 基座(1 ),b) 支撐裝置(2 )，所述支撐裝置(2 )通過(guò)第 一樞軸(7 )活動(dòng)連接于所述基座 (1 )上，c) 工作頭(3 ),所述工作頭(3 )設(shè)于所述支撐裝置(2 )上，d) 第一彈性部(5, 51 ),所述第一彈性部(5, 51 )設(shè)于所述基座(1 )與所述 支撐裝置(2 )之間，其特征在于還包括通過(guò)第二樞軸(8)活動(dòng)連接于所述基座(1)上的操作件 (4 )，且在所述操作件(4 )與所述支撐裝置(2 )之間設(shè)有第二彈性部(6 , 6 1 )。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力工具，其特征在于所述第一彈性部(5, 51) 與所述第二彈性部(6, 61)連接于一體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力工具，其特征在于所述第一彈性部(5, 51) 與所述第二彈性部(6, 61)是分離設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的動(dòng)力工具，其特征在于所述第一樞軸(7)與 所述第二樞軸(8)同軸設(shè)置，或是同一根軸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)力工具，其特征在于還包括設(shè)于所述基座(l) 上的限位件(9),當(dāng)所述操作件(4)克服所述第二彈性部(6, 61)相對(duì)于所 述支撐裝置(2 )移動(dòng)至預(yù)定位置時(shí)，與所述限位件(9 )配接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的動(dòng)力工具，其特征在于所述支撐裝置(2)與所述 第一樞軸(7)固定連接，所述第一樞軸(7)與所述基座(1 )活動(dòng)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力工具，其特征在于所述第一彈性部(5, 51 )為 扭簧。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力工具，其特征在于所述第一彈性部(5, 51) 為壓簧。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的動(dòng)力工具，其特征在于所述第二彈性部(6, 61)為扭簧。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的動(dòng)力工具，其特征在于所述第二彈性部(6, 61 )為壓簧。
專利摘要一種動(dòng)力工具，包括基座(1)、活動(dòng)連接于基座(1)上的支撐裝置(2)、設(shè)于支撐裝置(2)上的工作頭(3)、設(shè)于基座(1)與支撐裝置(2)之間的第一彈性部(5，51)、活動(dòng)連接于所述基座(1)上的操作件(4)及設(shè)于操作件(4)與支撐裝置(2)之間的第二彈性部(6，61)。該結(jié)構(gòu)決定了工件(10)對(duì)工作頭(3)的加工阻力與用戶施加于操作件(4)上的壓力(F)不直接相關(guān)，因此在加工工件(10)過(guò)程中，無(wú)論用戶如何加大施加于操作件(4)上的壓力(F)，都不會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)(31)堵轉(zhuǎn)或者燒毀的現(xiàn)象發(fā)生，具有該種馬達(dá)保護(hù)裝置的動(dòng)力工具可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，且能使動(dòng)力工具以接近最大的工作效率工作。
文檔編號(hào)B23D47/00GK201036821SQ20072003927
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
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