專利名稱：手持電動(dòng)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手持電動(dòng)工具，尤其涉及一種可調(diào)節(jié)工作頭轉(zhuǎn)速的手持電動(dòng)工具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的手持電動(dòng)工具,如電鉆或電動(dòng)螺絲刀，通常通過操作者的操作速度控制開關(guān)來調(diào)節(jié)工作頭的轉(zhuǎn)速。其通常包括一機(jī)殼，該機(jī)殼其有頂部、和頂部連接的手柄，手柄的下部設(shè)有用于放置電池的隔間。該電動(dòng)工具還具有設(shè)置在手柄上用來供操作者按壓的按鈕，與按鈕連接的速度控制開關(guān)。速度控制開關(guān)包括電位計(jì)(potentiometer),用來測(cè)量按鈕在操作者按壓的作用下所移動(dòng)的距離并產(chǎn)生一個(gè)與該移動(dòng)距離成比例的一個(gè)電信號(hào)，該電信號(hào)會(huì)傳送到控制元件并進(jìn)一步傳送到電機(jī)。從而，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與按鈕的移動(dòng)距離成特定比例。在速度控制開關(guān)中還提供有彈簧，可在操作者釋放按鈕時(shí)推壓按鈕而使其回復(fù)原位。現(xiàn)有的速度控制開關(guān)還包括一第一機(jī)械開關(guān)和一第二機(jī)械開關(guān)。第一機(jī)械開關(guān)用來開啟和關(guān)斷提供給控制元件和電機(jī)的電力。第二機(jī)械開關(guān)用來在按鈕按壓到末端位置的時(shí)候旁路控制電路中的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET，metallic oxidesemiconductor field effecttransistor)，從而，保護(hù)該場(chǎng)效應(yīng)晶體管不會(huì)由于過大的電流而遭到破壞。在現(xiàn)有的手持電動(dòng)工具中，電機(jī)被安置在手柄的下部，僅位于收容在前述電池隔間內(nèi)的電池組的上方。電機(jī)軸通過第一齒輪減速系統(tǒng)和沿手柄延伸的第一轉(zhuǎn)軸連接到第二齒輪減速系統(tǒng)中，其中第二齒輪減速系統(tǒng)位于機(jī)殼的上部中用于降低電機(jī)軸的高轉(zhuǎn)速，然后第二齒輪減速系統(tǒng)通過第二轉(zhuǎn)軸與工作頭連接。需要強(qiáng)調(diào)的是現(xiàn)有的速度控制開關(guān)由于包含了電位計(jì)、控制裝置和第一與第二機(jī)械開關(guān)而使得其整體尺寸相當(dāng)大。從而，導(dǎo)致手柄的尺寸也相當(dāng)大，如手柄具有較大的直徑，可能是6厘米或者更大，如此，對(duì)于手掌尺寸較小的人，如一些亞洲人或者是女性使用者來說，握住手柄并進(jìn)行操作來說是很困難的。此外，由于控制開關(guān)的尺寸較大，必須將電機(jī)安置在手柄的下部來使用第一齒輪減速系統(tǒng)從而避免第一轉(zhuǎn)軸和現(xiàn)有控制開關(guān)發(fā)生沖突。還需要強(qiáng)調(diào)的是電位計(jì)在使用一段時(shí)間后較易磨損，其可能受灰塵、濕氣和鹽湖環(huán)境(如海邊)的影響，而產(chǎn)生摩擦力來阻止按鈕的順暢滑動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種手持電動(dòng)工具，其具有相對(duì)較小尺寸的手柄，從而便于手型較小的使用者握持和操作。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種手持電動(dòng)工具，包括:殼體，其具有手柄；電機(jī)，其收容在殼體內(nèi)用來在工作時(shí)驅(qū)動(dòng)工作頭和控制工作頭的轉(zhuǎn)速；位移按鈕，其設(shè)置在手柄上用來供操作者按壓；彈性件，其與所述位移按鈕結(jié)合在一起；壓力傳感器，其與所述彈性件連接，并根據(jù)位移按鈕的位置提供輸出電壓；其控制組件，與電機(jī)連接，并對(duì)所述根據(jù)位移按鈕的位置而輸出的電壓作出響應(yīng)來可變地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明手持電動(dòng)工具的調(diào)速開關(guān)由于采用了壓力傳感器來感測(cè)并輸出調(diào)速信號(hào)，使得調(diào)速開關(guān)整體尺寸大為減小，進(jìn)而減小了手柄的外徑尺寸，從而方便手型較小的使用者握持和操作。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式中的手持電動(dòng)工具及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面示意圖。圖2是圖1的局部放大圖，主要揭示了手持電動(dòng)工具的調(diào)速開關(guān)機(jī)構(gòu)。圖3與圖2類似，其揭示了本發(fā)明可選實(shí)施方式中的手持電動(dòng)工具的調(diào)速開關(guān)機(jī)構(gòu)。圖4與圖2類似，其揭示了本發(fā)明可選實(shí)施方式中的手持電動(dòng)工具的調(diào)速開關(guān)機(jī)構(gòu)。圖5是圖4中的調(diào)速開關(guān)機(jī)構(gòu)的彈性件的立體放大圖。圖6與圖2類似，其揭示了本發(fā)明可選實(shí)施方式中的手持電動(dòng)工具的調(diào)速開關(guān)機(jī)構(gòu)。圖7與圖2類似，其揭示了本發(fā)明可選實(shí)施方式中的手持電動(dòng)工具的調(diào)速開關(guān)機(jī)構(gòu)。圖8是本發(fā)明手持電動(dòng)工具的調(diào)速開關(guān)的壓力傳感器的立體放大圖。圖9到圖11是本發(fā)明另外三個(gè)實(shí)施方式中手持電動(dòng)工具及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面示意圖，其中揭示了不同的電機(jī)或電池的排布形式。圖12是本發(fā)明手持電動(dòng)工具的另一實(shí)施方式中控制開關(guān)組件的電路框圖，其中同一虛線上的開關(guān)表示該若干開關(guān)或電子元件可以是一體式的，或者可以是通過一個(gè)共同的開關(guān)按鈕來控制。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，在本實(shí)施方式中，手持電動(dòng)工具2為由電池4供電的電鉆，其具有殼體6。其中殼體6包括一頂部8、由頂部8向下延伸出的手柄10、和位于手柄底部的腳部12。在頂部8中，設(shè)置有直流電機(jī)14、用于冷卻電機(jī)14的電機(jī)風(fēng)扇16,與電機(jī)14通過電機(jī)軸20連接的齒輪減速系統(tǒng)18，以及一印刷電路板22，該電路板22上設(shè)置有電子元件用來控制電機(jī)14的轉(zhuǎn)速。一輸出軸24從齒輪減速系統(tǒng)18延伸并凸露在殼體6外且與一夾盤26連接。在電鉆工作時(shí)，一工作頭28夾持在夾盤26內(nèi)來對(duì)工件(未圖示)進(jìn)行加工。手柄10具有一相對(duì)較小的外徑尺寸D，在本實(shí)施方式中該外徑D為4厘米，當(dāng)然也可以更小。一調(diào)速開關(guān)30設(shè)置在手柄10上。該調(diào)速開關(guān)30包括供使用者手部按壓的位移按鈕32，一端與位移按鈕32連接的彈性件34，在本實(shí)施方式中該彈性件34為一螺旋彈簧，以及具有相對(duì)較小尺寸并與彈性件34另一端連接的一壓力傳感器34。在本實(shí)施方式中該壓力傳感器34可以是一個(gè)壓電傳感器(piezoelectric sensor),用于根據(jù)位移按鈕32的位置來提供輸出電壓信號(hào)。而后輸出電壓信號(hào)經(jīng)由電性導(dǎo)線38傳遞到電路板22上的控制組件。控制組件對(duì)壓力傳感器36的輸出電壓信號(hào)作出響應(yīng)，根據(jù)位移按鈕32的位置的改變，來可變地控制電機(jī)14的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而來控制工作頭28的轉(zhuǎn)速。需要說明的是，電路板22和電機(jī)14之間設(shè)置有電性導(dǎo)線，由于這種設(shè)置為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知，所以圖中沒有顯示出來。殼體6的腳部12充當(dāng)電池包40，用來容納特定數(shù)量的電池4。該電池包40在其上壁和底壁上分別開設(shè)有若干通孔42、44。從而，手柄10可被用作冷卻通道，冷卻氣流可沿圖1中的箭頭48方向流經(jīng)手柄。需要說明的是，電池4與電路板22之間設(shè)置有電性連接導(dǎo)線，由于這種設(shè)置為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知，所以圖中沒有顯示出來。一機(jī)械式電源開關(guān)50設(shè)置在手柄10的側(cè)部，用于提供或切斷供給電路板22和電機(jī)14的電力。電源開關(guān)50的在手柄上的位置可使操作者能輕易地使用單手來同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)其和調(diào)速開關(guān)的操作。圖2是圖1的局部放大示意圖，主要揭示了調(diào)速開關(guān)30的結(jié)構(gòu)，圖中未顯示出信號(hào)傳輸導(dǎo)線。調(diào)速開關(guān)30的導(dǎo)引腔52用來罩覆位移按鈕32、彈性件34和壓力傳感器36。導(dǎo)引腔52的大部分以及壓力傳感器36位于手柄10內(nèi)。導(dǎo)引腔52具有后壁54，壓力傳感器36通過螺釘56固定連接到該后壁54上。如圖3所示，位移按鈕32、彈性件34、壓力傳感器36以及具有后壁54的導(dǎo)引腔52可構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立組件。需要注意的是，該獨(dú)立組件可設(shè)置在手柄10外，通過螺釘58連接導(dǎo)引腔52的后壁54與手柄10的側(cè)壁，可將該獨(dú)立組件相對(duì)輕易地固定安裝到手柄10上。位移按鈕32可以從第一端部位置m移動(dòng)到第二端部位置n，其中m到η的間距可以小至0.5-1厘米。圖4和圖5是 本發(fā)明的可選實(shí)施方式，其中揭示的調(diào)速開關(guān)采用了其他構(gòu)形的彈性件34。在本實(shí)施方式中，彈性件34呈發(fā)針狀，其具有圓形頭部和由頭部延伸出的兩彈性腿部。其中圓形頭部被固定在手柄壁或?qū)б?2上的一銷釘60穿過，兩彈性腿部延伸入位移按鈕32和壓力傳感器36之間的空間內(nèi)并分別彈性抵靠在位移按鈕32和壓力傳感器36上。彈性件34可以由一彈性金屬絲或具有較窄寬度的彈性片彎曲而成。圖6揭示的本發(fā)明的可選實(shí)施方式中，彈性件34是通過銷釘60固定在手柄10上并可作樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一諧振鋼板。在本實(shí)施方式中，導(dǎo)引腔52設(shè)置在手柄10的外部，位移按鈕32收容在導(dǎo)引腔52內(nèi)。位移按鈕32具有凸出端部32a，其可與鋼板34的中部彈性抵靠。鋼板34的較低部分與壓力傳感器36抵靠，而壓力傳感器36則可通過熟知的方式，如螺釘連接，與殼體6上的固定壁62抵靠。圖7所示的本發(fā)明的可選實(shí)施方式中，導(dǎo)引腔52的大部分是位于手柄10內(nèi)。在本實(shí)施方式中，位移按鈕32與壓力傳感器36直接連接；彈性件34為螺旋彈簧，其一端與壓力傳感器36抵靠，另一端抵靠在導(dǎo)引腔52的后壁54上。圖8所示的是可適用于本發(fā)明所有實(shí)施方式中的壓力傳感器36，其呈長(zhǎng)方體狀，具有較小的尺寸，其厚度d可以是2毫米或甚至更小。如圖9所示的本發(fā)明的可選實(shí)施方式中，由于本發(fā)明中調(diào)速開關(guān)30的尺寸較小，使得相對(duì)較小的手柄10內(nèi)還有多余的空間，這些空間可以用于容納部分電池4。在本實(shí)施方式中，腳部12內(nèi)收容有3個(gè)電池4，手柄10內(nèi)收容有3個(gè)電池4。通過這種布置，可使腳部12相對(duì)于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)保持更小的尺寸。在圖1和圖9所示的實(shí)施方式中，直流電機(jī)14被設(shè)置在殼體6的頂部8，而圖10和11所示的本發(fā)明的可選實(shí)施方式中，直流電機(jī)14被設(shè)置在了手柄10的上部。在圖10所示的實(shí)施方式中，電機(jī)14、電機(jī)軸20、以及電機(jī)風(fēng)扇16被設(shè)置在手柄10內(nèi)。電機(jī)軸20沿手柄10延伸，電機(jī)14輸出的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能通過呈直角布置的一對(duì)錐齒輪66傳遞到齒輪減速系統(tǒng)18用來降低旋轉(zhuǎn)速度，而后通過輸出軸24和夾盤26進(jìn)一步傳遞到工作頭28上。調(diào)速開關(guān)30通過電性導(dǎo)線38連接到電路板22上，三個(gè)電池4收容在手柄10內(nèi)，三個(gè)電池4收容在腳部12內(nèi)。腳部12具有通孔44，頂部8上設(shè)有開口 68，冷卻氣流可通過開口 68流入，流經(jīng)手柄，并通過通孔44流出。在頂部8內(nèi)設(shè)有與其中一個(gè)錐齒輪66連接的風(fēng)扇70，用于冷卻電路板22。如圖11所示的實(shí)施方式中與圖10所示的實(shí)施方式基本相同，其中六個(gè)電池均被布置在手柄10的下部。圖12所示的是本發(fā)明手持電動(dòng)工具的另一實(shí)施方式中控制開關(guān)組件的電路框圖。在本實(shí)施方式中，電機(jī)(未圖示)連接在Ml和M2之間，由電池包B提供電力。其中SI為位移按鈕，其位置的改變可通過壓敏電阻R(壓力傳感器的組成部分)由調(diào)速電路中的控制組件(未圖示)感測(cè)到，并對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。在本實(shí)施方式中，位移按鈕SI還可以控制開關(guān)Sl-1和S1-2，其中，Sl-1為用于提供電力的電源開關(guān)，S1-2為用于在操作者松開位移按鈕后使電機(jī)瞬間剎車從而使工作頭能迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)的剎車開關(guān)。需要注意的是，電源開關(guān)Sl-1和剎車開關(guān)S1-2呈反向設(shè)置，也就是說，在電源開關(guān)Sl-1開合時(shí)，剎車開關(guān)S1-2處于關(guān)斷狀態(tài)；而在電源開關(guān)Sl-1關(guān)斷時(shí)，剎車開關(guān)S1-2處于開合狀態(tài)。當(dāng)位移按鈕SI按下時(shí)，剎車開關(guān)S1-2先斷開，即電機(jī)的剎車功能被阻隔，同時(shí)，電源開關(guān)Sl-1閉合接通，調(diào)速電路根據(jù)操作者對(duì)位移按鈕的控制來相應(yīng)地調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；當(dāng)操作者松開位移按鈕SI時(shí)，電源開關(guān)Sl-1會(huì)先斷開，同時(shí)剎車開關(guān)S1-2閉合接通，而后電機(jī)瞬間剎車使工作頭迅速停轉(zhuǎn)。在電路中還設(shè)有與剎車開關(guān)S1-2并聯(lián)的二極管D，用于在電機(jī)剎車停轉(zhuǎn)后吸收電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可輕易想到的是，電源開關(guān)Sl-1和剎車開關(guān)S1-2均為機(jī)械式開關(guān)，并可與位移按鈕SI做成一體式的；或者電源開關(guān)Sl-1和剎車開關(guān)S1-2與位移按鈕SI分開設(shè)置，通過控制組件來調(diào)節(jié)開閉順序，從而可使收容位移按鈕SI的手柄的尺寸可以足夠小。S2為用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)向的換向開關(guān)，其包括兩個(gè)聯(lián)動(dòng)的開關(guān)S2-1和S2-2。當(dāng)開關(guān)S2-l、S2-2分別位于點(diǎn)a、c位置時(shí)，電流由M2流向M1，此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)需要電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，撥動(dòng)換向開關(guān)S2，此時(shí)，開關(guān)S2-1、S2-2分別與點(diǎn)b、d接觸，如此電流就會(huì)由Ml流向M2，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)。通常，開關(guān)S2靠近開關(guān)SI設(shè)置，且開關(guān)SI和S2之間設(shè)有互鎖機(jī)構(gòu)，以避免在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使用者誤操作換向開關(guān)S2而損壞電機(jī)。這種互鎖機(jī)構(gòu)為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知并可輕易實(shí)現(xiàn)的，所以申請(qǐng)人不再予以贅述。
權(quán)利要求
1.一種手持電動(dòng)工具，包括: 殼體，其具有手柄； 電機(jī)，收容在殼體內(nèi)用來在工作時(shí)驅(qū)動(dòng)工作頭和控制工作頭的轉(zhuǎn)速； 位移按鈕，設(shè)置在手柄上用來供操作者按壓； 其特征在于: 所述手持電動(dòng)工具包括彈性件，所述彈性件與所述位移按鈕配接在一起； 壓力傳感器，與所述彈性件連接，并根據(jù)位移按鈕的位置提供輸出電壓； 控制組件，與電機(jī)連接，并對(duì)所述壓力傳感器根據(jù)位移按鈕的位置而輸出的電壓作出響應(yīng)來可變地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，所述控制組件設(shè)置在殼體內(nèi)并且位于手柄部分外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的手持電動(dòng)工具，其特征在于:所述手柄內(nèi)收容有電池，所述手持電動(dòng)工具還包括與工作頭連接的輸出軸，至少一個(gè)所述電池與所述位移按鈕在與所述輸出軸相垂直的平面上的投影部分重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手持電動(dòng)工具，其特征在于:所述手柄內(nèi)至少收容3個(gè)電池，所述電池的縱長(zhǎng)延伸方向與手柄延伸方向同向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持電動(dòng)工具，其特征在于:所述電機(jī)收容在手柄內(nèi)，所述手持電動(dòng)工具還包括連接工作頭的輸出軸，所述電機(jī)與所述位移按鈕在與所述輸出軸相垂直的平面上的投影部分重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手持電動(dòng)工具，其特征在于:所述手柄內(nèi)收容有電池，所述電池設(shè)置于電機(jī)遠(yuǎn)離所述輸出軸的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手持電動(dòng)電動(dòng)工具，其特征在于:所述電池包括沿手柄延伸的方向串行設(shè)置的2個(gè)電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手持電動(dòng)電動(dòng)工具，其特征在于:所述電池包括相對(duì)于手柄延伸方向橫向并列設(shè)置的2個(gè)電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持電動(dòng)工具，其特征在于:所述手持電動(dòng)工具包括兩個(gè)風(fēng)扇，分別用于冷卻所述電機(jī)及所述控制組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手持電動(dòng)工具，其特征在于:所述手持電動(dòng)工具還包括與工作頭連接的輸出軸，所述用于冷卻控制組件的風(fēng)扇與所述控制組件在與所述輸出軸相垂直的平面上的投影部分重合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持電動(dòng)工具，其特征在于:所述手持電動(dòng)工具包括用于提供冷卻氣流的風(fēng)扇，所述冷卻氣流通過所述手柄中設(shè)置的電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種手持電動(dòng)工具，其包括殼體，其具有手柄；電機(jī)，其收容在殼體內(nèi)用來在工作時(shí)驅(qū)動(dòng)工作頭和控制工作頭的轉(zhuǎn)速；位移按鈕，其設(shè)置在手柄上用來供操作者按壓；彈性件，其與所述位移按鈕結(jié)合在一起；壓力傳感器，其與所述彈性件連接，并根據(jù)位移按鈕的位置提供輸出電壓；其控制組件，與電機(jī)連接，并對(duì)所述根據(jù)位移按鈕的位置而輸出的電壓作出響應(yīng)來可變地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過這種結(jié)構(gòu)，使得調(diào)速開關(guān)整體尺寸大為減小，進(jìn)而減小了手柄的外徑尺寸，從而方便手型較小的使用者握持和操作。
文檔編號(hào)B23B45/02GK103213106SQ20101051156
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者強(qiáng)尼·鮑瑞那圖 申請(qǐng)人:蘇州寶時(shí)得電動(dòng)工具有限公司