具有至少一個往復刀片的動力工具的制作方法
【專利說明】具有至少一個往復刀片的動力工具
[0001]本發明涉及一種具有至少一個往復刀片的動力工具，例如但并不排他地為綠籬機。
[0002]包括由馬達(通常為電馬達或汽油發動機)驅動的至少一個往復刀片的綠籬機和其他動力工具在現有技術中是眾所周知的。其他相似的動力工具包括邊緣剪(edgingshear)、灌木剪(shrub shear)、整枝剪(pruning shear)或修枝剪。在每種情況下，如果粗枝或其他物體卡入到一個或多個刀片中，一個或多個刀片被阻擋，這能導致馬達過熱或因此引起的其他損壞。此外，使用者需要從刀片中手動去除卡入的物體，并可能需要尋找其他方式來切斷該物體。
[0003]根據本發明的第一方面，我們提供了一種動力工具，該動力工具包括馬達、刀片組以及連接馬達與刀片組的驅動鏈(drive train，驅動機構)，該刀片組包括由馬達驅動從而往復運動的至少一個刀片，驅動鏈具有耦接狀態和脫離狀態，在耦接狀態中，馬達的運動被傳輸至刀片組，在脫離狀態中，馬達的運動沒有與刀片組耦接，驅動鏈能夠從脫離狀態突然轉換至耦接狀態，以將在馬達中或在驅動鏈中形成的角動量傳遞至刀片組。
[0004]同樣的，這種動力工具允許將錘擊動作供給至刀片，從而可將比通常由刀片組施加的力更大的強沖力傳輸至刀片組以用于特別難清理的(stubborn，強硬的，頑固的)障礙物。
[0005]驅動鏈可布置成使得獨立于刀片組移動的速度的減小而從耦接狀態轉換到脫離狀態。因此，如果刀片組由一些難以清理的樹葉、樹枝或其他物體阻擋，驅動鏈將刀片組從馬達脫離。這將增加馬達的壽命。此外，假定驅動鏈能突然地轉換成耦接狀態，該突然地轉換可允許設置在刀片組的巨大沖力切斷阻擋刀片組的物體。如果第一次沖擊不夠，刀片組可再次降慢移動使得驅動鏈將轉換到脫離狀態，從而可進行進一步連續突然的轉換成耦接狀態。
[0006]速度的降低可表示刀片組的至少一個刀片以低于閾值的速度運動，或可表示刀片組的至少一個刀片未運動。這表示刀片組被待切斷物體阻擋的狀況。
[0007]驅動鏈可布置成使得通過確定馬達輸出軸的旋轉速度而檢測刀片速度的降低。同樣地，驅動鏈可包括離合器(clutch)，該離合器布置成一旦輸出軸的旋轉速度增加至第一閾值之上就突然地接合，并布置成一旦輸出軸的旋轉速度降低至第二閾值之下就脫離。通常，第一閾值會比第二閾值高。
[0008]離合器將通常包括兩個旋轉部:操作地耦接至輸出軸的第一旋轉部以及操作地耦接至刀片組的第二旋轉部，第一旋轉部和第二旋轉部在脫離狀態中都能相對于彼此通常圍繞共用軸線旋轉，但在耦接狀態中不能相對于彼此通常圍繞共用軸線旋轉。
[0009]離合器可布置成使得第一旋轉部和第二旋轉部在突然轉換過程中互相沖擊(impact，擠壓，撞擊)。同樣地，第一旋轉部和第二旋轉部中的一個可包括沖擊表面，第一旋轉部和第二旋轉部中的另一個從脫離狀態至耦接狀態的轉換過程中抵靠該沖擊表面。第一旋轉部和第二旋轉部在耦接狀態中可通過沖擊表面而耦接在一起。
[0010]在一個實施方式中，離合器通常還包括離心構件，該離心構件固定至第一旋轉部，但是在第一旋轉部旋轉的離心力的作用下該離心構件相對于第一旋轉部可移動，第一旋轉部和第二旋轉部通過離心構件選擇性地接合彼此。在這種情況下，離合器可以是離心式離合器。
[0011]離合器還可包括偏壓構件，例如彈簧，該偏壓構件布置成使得在與離心力相對的方向上偏壓離心構件。
[0012]離心構件可選擇性地接合在第二旋轉部上的徑向突起部，用由于離心力產生的運動來選擇離心構件是否接合突起部。徑向突起部可形成沖擊表面。
[0013]因為通過徑向突起部而產生離心構件與另一個的旋轉部接合，隨著旋轉的零件相對于彼此旋轉，離心構件將突然地接合突起部，因此向刀片組提供了強的沖力。
[0014]徑向突起部可相對于共用軸線向外成角度，使得該徑向突起部趨向于抵抗離心力而偏轉離心構件。因此，當離心構件旋轉經過該離心構件接合徑向突起部的點時可執行以脫離離合器，這能取代對偏壓構件的需要。
[0015]離心構件通常會固定至第一旋轉部以用于圍繞平行于或大致平行于共用軸線的樞轉軸線而旋轉運動。離心構件可包括遠離樞轉軸線延伸的兩個臂:長臂和短臂，該長臂具有的圍繞樞轉軸線的慣性力矩(moment of inertia，慣性距，轉動慣量)比短臂更大，使得當第一旋轉部旋轉時，離心力相對于共用軸線徑向向外施加力至長臂，并且使得，短臂相對于共用軸線徑向向內受力，在長臂徑向向外受力時短臂接合第二旋轉部上的突起部。
[0016]在可替代的實施方式中，離合器可布置成使得其取決于第一旋轉部與第二旋轉部之間的相對旋轉速度而突然接合。這樣，離合器可包括:
[0017]離合器構件，該離合器構件樞轉地安裝在第一旋轉部和第二旋轉部中的一個上以用于圍繞平行于共用軸線的樞轉軸線而旋轉運動，離合器構件的樞轉運動導致離合器的接合與脫離；
[0018]凸輪，該凸輪安裝在第一旋轉部和第二旋轉部中的沒有安裝離合器構件的另一個上;
[0019]離合器構件具有凸輪從動件，該凸輪從動件布置成當第一旋轉部和第二旋轉部相對于彼此旋轉時沿循著凸輪的周緣，該周緣具有在其中的階梯部。
[0020]其中，如果第一旋轉部和第二旋轉部相對于彼此以第一相對旋轉速度旋轉時，凸輪從動件將沿循周緣中的階梯部并致使離合器構件樞轉以便脫離離合器，并且如果第一旋轉部和第二旋轉部相對于彼此以比第一相對旋轉速度高的第二相對旋轉速度旋轉時，凸輪從動件將跳過階梯部以便突然接合離合器。
[0021]在這種情況下，離合器將取決于凸輪和從動件而不是取決于離心元件，并且因此可在沒有足夠的離心力的情況下使用。當刀片被阻擋時，離合器將脫離并且第一旋轉部和第二旋轉部將相對于彼此緩慢地開始旋轉。一旦聚集足夠的角動量使得凸輪從動件跳過周緣中的階梯部，離合器將突然地重新接合，從而將沖力提供給任何致使刀片不能移動的物體。
[0022]離合器可包括偏壓構件，例如布置成將離合器構件偏壓成與第一構件和第二構件中的沒有安裝離合器構件的另一個脫離接觸。第一構件和第二構件中的沒有安裝離合器構件的另一個通常會設置有突起部，該突起部布置成使得當離合器構件跳過周緣中的階梯部時該離合器構件接合突起部，從而接合離合器，但是通常不會以其他方式將旋轉運動傳遞至第一構件和第二構件中的沒有安裝離合器構件的另一個。通常，離合器構件將安裝在第一旋轉部上。
[0023]突起部可相對于共用軸線向外成角度，使得突起部趨向于將離合器構件偏壓成與第一構件和第二構件中的沒有安裝離合器構件的另一個脫離接觸。因此，當離心構件旋轉經過其接合徑向突起部的點時可執行以脫離離合器，這能取代對偏壓構件的需要。
[0024]凸輪的周緣可以是螺旋形式的，螺旋的端部由周緣中的階梯部連接。凸輪可形成為通常安裝在第二旋轉部上的板。凸輪從動件可以是離合器構件上的銷或其他突起部。
[0025]離合器可設置有摩擦部，該摩擦部布置成當刀片組不存在障礙在動力工具啟動時突然轉換之前，相對于彼此地加速第一旋轉部和第二旋轉部。因此，第一旋轉部和第二旋轉部能在突然轉換到耦接狀態前通過滑動接觸而彼此接合(因此，允許第一旋轉部和第二旋轉部部分地接合并允許使第一旋轉部和第二旋轉部的旋轉速度部分地相等)。摩擦部可既包括凸輪也包括凸輪從動件，或包括凸輪和凸輪從動件中的任一個；凸輪或凸輪從動件可在它們行進范圍的至少部分上彼此抵靠偏壓。
[0026]動力工具可設置有控制電路，該控制電路布置成選擇性地將能量(通常為電能)施加至馬達，并且布置成確定刀片組移動所具有的速度。控制電路可布置成當確定刀片組的速度下降時中止向馬達施加電能。控制電路還可布置成后續將電能重新施加至馬達；這可允許施加突然的沖力。控制電路還可布置成在從刀片組去除障礙之前只在預定的時間段內重新施加電能；這通過限制在刀片組被阻擋時馬達運行的次數而防止馬達過度磨損。
[0027]通常，動力工具將是綠籬機，但是也可以是一組邊緣剪、灌木剪、整枝剪或修枝剪。通常，刀片組將包括布置成用于相對于彼此往復運動的兩個刀片。在工具為綠籬機的情況下，刀片通常將布置成用于相對于彼此往復線性運動，并且刀片中的每一個都可包括多個齒，在往復線性運動過程中，一個刀片的齒經過另一刀片的齒。
[0028]參考附圖，現在下文僅以實例的方式描述本發明的實施方式的說明，在附圖中:
[0029]圖1示出了根據本發明的第一實施方式的綠籬機的局部立體圖；
[0030]圖2示出了圖1的綠籬機的離心式離合器在脫離狀態中的立體圖；
[0031]圖3示出了圖2中區域A的放大圖；
[0032]圖4示出了圖1的綠籬機的離心式離合器在耦接狀態中的立體圖；
[0033]圖5示出了圖4中區域B的