專利名稱：可解脫地連接電力組件于電動器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及便攜式電動工具，而具體地涉及用于可解脫地連接電力控制模塊于電動器具的接口，以及涉及連接這種接口的方法。
電動工具得到廣泛應(yīng)用，而在不斷改進(jìn)電池技術(shù)的情況下，無電源線工具正在變得更輕、更為有效和更為通用。任一給定的使用者可能具有幾種這樣的工具，用于完成在家居、花園和工作地點周圍的不同功能。一直企圖設(shè)計這種工具為模塊式的，以便避免不必要地重復(fù)一位使用者的所有電動工具所共有的硬件。
設(shè)計共有與專有模塊之間的接口對于這樣一種模塊系統(tǒng)的安全和可靠性來說是至關(guān)重要的。當(dāng)傳送電能或信號越過這樣一種接口時，應(yīng)當(dāng)留心確?？煽康碾姎饨佑|。此外，各模塊應(yīng)當(dāng)以一種可避免無意中分離的方式鎖定在一起。
各種模塊式無電源線系統(tǒng)，其中一共有模塊包含一儲備電池而各任務(wù)專用模塊包含各電氣馬達(dá)，需要電能被傳送越過模塊接口。在許多應(yīng)用場合中重要的是，這些工具的馬達(dá)在共用模塊或電池組件與任何給定的任務(wù)規(guī)定的模塊或工具機架的組裝和拆分期間不會無意中被供以電力。
本發(fā)明的特色在于一種經(jīng)過改進(jìn)的接口，用于可解脫地連接一電動器具，以及一電力控制模塊，具有一電力控制扳機和適于提供電能給器具的一馬達(dá)。
按照本發(fā)明的一個方面，此接口(具有一在器具與電力控制模塊之間的接口平面)包括一凸緣，從模塊和器具二者之一上伸出并配置得隨著模塊和器具在一解除連接位置上被朝向接口平面移動而插進(jìn)模塊和器具二者之另一上的一孔口。模塊和器具二者之另一具有一相應(yīng)的槽孔，隨著模塊和器具沿著接口平面彼此滑越到一連接位置上而接納此凸緣。接口還包括一鎖閂，從模塊和器具二者之一上伸出以嚙合模塊和器具二者之另一上的一凹穴，以便可解脫地把模塊和器具卡持在它們的連接位置上。一第一電氣觸頭，裝接于模塊和器具二者之一并配置得在模塊和器具在它們的連接位置上的情況下觸合裝接于模塊和器具二者之另一的一第二電氣觸頭，以便從模塊傳送電力給器具。
在一些實施例中，還包括一啟動器，從電力控制模塊伸出并可由扳機操作，此啟動器配置得可接合器具的一電氣開關(guān)裝置以控制從電力控制模塊到器具的電流流動。
啟動器在某些情況下是一杠桿，從電力控制模塊上伸出并適于在一沿著接口平面的方向上移動，以便在扳機被啟動時壓下電氣開關(guān)裝置。
在一些情況下，模塊和器具之一也包括一鎖閂釋放裝置，外露出來用于用手操作并適于釋放鎖閂而使得模塊和器具能夠被移動到它們的解脫連接位置。最好是，鎖閂釋放裝置設(shè)計并配置得在鎖閂釋放裝置被操作的同時實際上阻止啟動器的操作。還最好是，啟動器設(shè)計并配置得在扳機被啟動的同時實際上阻止鎖閂釋放裝置的操作。
鎖閂釋放裝置可以包括一對可壓下的按鈕，可以由一彈性構(gòu)件連接比如設(shè)置在模塊和器具二者之一的對置兩側(cè)上。
在一些優(yōu)先結(jié)構(gòu)中，接口設(shè)計并配置得允許把模塊和器具移動到它們的連接位置而不操作鎖閂釋放裝置。
在一些情況下，啟動器設(shè)計得在鎖閂釋放裝置處在非鎖閂位置的同時扳機被拉動時可接合鎖閂釋放裝置并卡持它在一非鎖閂位置上。比如，啟動器可以具有一切口，可由從鎖閂釋放裝置對置兩耳圈伸出的帶鉤突起予以嚙合。
在一當(dāng)前優(yōu)選的實施例中，鎖閂和鎖閂釋放裝置是器具的部件。
在某些實施例中，模塊和器具二者之一具有兩個凸緣，伸展在大體上平行于接口平面并垂直于槽孔的兩個對置方向上。模塊和器具二者之另一具有兩個對置配置的所述槽孔，用于在模塊和器具處在它們的連接位置上的情況下接納各凸緣。
具有兩個凸緣的模塊和器具二者之一在一些結(jié)構(gòu)中還具有一輔助凸緣，與此兩個凸緣間隔開來并平行于它們。模塊和器具二者的另一還具有尺寸不同于另外兩個槽孔的一第三槽孔，用于當(dāng)模塊和器具被移動到它們的連接位置時接納此輔助凸緣。
最好是，接口設(shè)計并配置得允許模塊和器具以唯一一種取向被插進(jìn)孔口。
在一些優(yōu)選接口中，第一和第二電氣觸頭沿著接口平面伸展，以致各觸頭當(dāng)模塊和器具被推向它們的連接位置時彼此滑越。
按照本發(fā)明的一第二方面，接口包括一寬鴿尾部分，從器具伸出并配置得可通過電力模塊上的孔口在模塊和器具處在一解除連接位置上被插向接口平面的一孔口。電力模塊具有一第一槽孔，隨著模塊和器具隨后沿著接口平面彼此滑越到一連接位置上而接納器具的寬鴿尾部分。接口還包括一啟動器，從電力控制模塊上伸出并可由扳機操作。此啟動器配置得可接合器具的一電氣開關(guān)裝置以控制從電力控制模塊到器具的電流流動。其次，接口包括一鎖閂，從器具上伸出以嚙合電力模塊上的一凹穴，以便可解脫地把模塊和器具卡持在它們的連接位置上。此鎖閂可由一外露出來用于用手操作在器具上的一鎖閂釋放裝置予以操作。接口還包括一電氣觸頭，裝接于電力模塊并配置得在模塊和器具在它們的連接位置上的情況下觸合器具的一電氣觸頭，以便從模塊傳送電力給器具。
在一些情況下，電力模塊還具有一第二槽孔，沿著接口平面與第一槽孔間隔開來并適于隨著模塊和器具沿著接口平面滑向它們的連接位置接納一從器具上伸出的窄鴿尾部分。最好是，寬鴿尾部分的寬度當(dāng)橫跨接口平面測量時在大約75與85毫米之間，而窄鴿尾部分的寬度當(dāng)橫跨接口平面測量時在大約55與65毫米之間。
按照本發(fā)明的一第三方面，接口包括每一電力控制模件和器具上的各凸緣、一鎖閂勾爪、每一電力控制模塊和器具上的各電氣觸頭、一啟動器和一鎖閂釋放器。各凸緣配置得隨著電力模塊沿著接口平面被滑動到器具上的一連接位置而疊置起來。鎖閂勾爪從器具上伸出以嚙合電力控制模塊上的一凹穴，以便可解脫地把模塊卡持在它的連接位置上。各觸頭配置得當(dāng)模塊處在連接位置上時用于電氣觸合，以便從模塊傳送電能給器具，以及啟動器從電力控制模塊上伸出，以便當(dāng)電力控制模塊的一扳機被啟動時促動器具的一電氣開關(guān)。鎖閂釋放裝置外露出來用于用手操作以便在電力控制模塊裝配和卸除期間縮回鎖閂勾爪并實際上阻止電氣開關(guān)由致動器促動。
按照本發(fā)明的一第四方面，一電力控制模塊，用于提供電力給一手提式電動器具，包括一外殼，具有一裝配端面，設(shè)計得用于可解脫地裝接于電動器具的一相應(yīng)的端面，裝配端面具有一孔口，在端面上用于隨著外殼和器具各自端面在一解除連接位置上被相向移動而接納器具端面垢一個凸緣，以及一槽孔，沿著裝配端面鄰接于孔口并從口伸出，用于隨著外殼和器具各自端面彼此滑越到一連接位置而接納器具端面的凸緣。電力控制模塊的一電氣觸頭從外殼伸出并外露出來以便隨著外殼和器具被推向它們的連接位置而觸合器具的一匹配觸頭。此觸頭適于把電能從電力控制模塊傳送給器具。一扳機可活動地裝接于外殼并外露出來由一操作者操縱以控制器具。
在一些實施例中，電力控制模塊還包括一電池，裝放在外殼(比如，它可以具有一可抓握的把柄)之內(nèi)和電氣連接于電氣觸頭。
在一些情況下，電力控制模塊在裝接于器具之后適于從一外部電源接受電能。電力控制模塊可以包括比如一電源線，用于把模塊插進(jìn)一AC電氣插座。
在一些情況下，電力控制模塊具有一外部觸頭，用于連接于一外部DC電源。
電子控制模塊的多種實施例在本發(fā)明的接口方面具有一或多項上述特點。
按照本發(fā)明的一第五方面，一手提式電動器具設(shè)計得以一種可解脫的裝接方式收納上述的電力控制模塊。手提式電動器具，適于由一可卸掉的電力模塊供電，包括配置得作有用功的一電氣馬達(dá)并具有一電力模塊裝配端面，帶有兩組向外伸展的凸緣和一電氣觸頭，后者用于從電力模塊接受電能以便驅(qū)動馬達(dá)。兩組凸緣在平行于各槽孔的方向上是間隔開來的，用于在一第一組裝動作中接納電力模塊的一組匹配的凸緣。兩組懸伸在相關(guān)各槽孔上面的凸緣適于在大體上垂直于第一組裝動作的一第二組裝動作期間接納電力模塊的各匹配凸緣，以便把電力模塊卡持在器具上。
在一些情況下，一組凸緣比另一組凸緣在一垂直于各槽孔的方向上測量時伸延一較大的寬度。在一當(dāng)前優(yōu)先的實施例中，較寬一組凸緣伸延一大約82毫米的寬度。
此器具還在一些情況下包括一鎖閂，向外伸進(jìn)各懸伸式槽孔之并適于嚙合電力模塊的一凹穴以便可解脫地把模塊和器具卡持在一連接位置上。
按照本發(fā)明的一第六方面，提供一種經(jīng)過改進(jìn)的手提式電動工具。此工具包括一器具和一可卸除的電力模塊。此器具具有一電氣馬達(dá)，配置得可作有用功，以及一外殼，帶有一裝配端面，具有一伸出的凸緣和一用于接受電能的電氣觸頭?？尚冻碾娏δK具有一外殼，帶有一裝配端面，設(shè)計得用于可解脫地裝接于器具外殼的裝配端面。電力模塊外殼的裝配端面具有一孔口，用于隨著各裝配端面在一解除連接的位置上被彼此相向移動而接納器具的凸緣。電力模塊的裝配端面還具有一槽孔，沿著電力模塊裝配端面鄰接于孔口并從孔口伸出，用于隨著各裝配端面彼此滑越到一連接位置而接納器具裝配端面的凸緣。電力模塊還包括一電氣觸頭和一扳機。電氣觸頭從電力模塊外殼伸出并外露出來以隨著電力模塊被推向其連接位置而觸合器具的觸頭，此電氣觸頭適于把電能從電力控制模塊傳送給器具。扳機可活動地裝接于電力模塊外殼并外露出來以便由一操作操縱而控制器具。
在一些實施例中，可卸除的電力模塊是一電池組件，包含至少一部電氣儲備電池。此電池可適于通過從電力模塊外殼伸出的電氣觸頭重新充電并可適于當(dāng)電池組件裝配在器具上時在電池組件之內(nèi)重新充電。
在一些優(yōu)選實施例中，電動工具是一室外家居園藝工具，諸如一剪草機、吹風(fēng)機、中耕機、修枝手鋸、林籬修剪機或類似工具。電力模塊也可以是一木工工具，諸如一圓鋸或砂輪磨光機，或者其他有用的裝置，諸如一燈具或一真空吸塵器。
按照本發(fā)明的一第七方面，提供了一種可解脫地裝配一可卸除的電力控制模塊在一電動器具上的方法。此方法包括的各步驟是(1)使任何上述器具和電力模塊的各自裝配端面在一解除連接位置上以面對面的關(guān)系靠攏在一起，同時把器具外殼的凸緣插進(jìn)電力控制模塊外殼裝配端面的孔口；以及(2)在保持鎖閂釋放裝置處在一已啟動的狀態(tài)之中的同時，使電力模塊和器具各自的裝配端面在一預(yù)定的方向上彼此滑越到一連接位置上，電力模塊裝配端面的凸緣被接納在器具外殼裝端端面的槽孔之內(nèi)，而電力模塊的電氣觸頭觸合器具外殼的觸頭。
本發(fā)明可提供一種在一部電動工具系統(tǒng)的電力提供與電力消耗這兩個模塊之間的安全、可靠的接口。在組裝和拆分期間不適當(dāng)?shù)碾娏魉涂梢员苊?，而為露出各觸頭和分開接口所需的兩次動作的過程可以協(xié)助防止意外松脫以及為接合而需要適當(dāng)少量的整體移動。通過在電力組件的一把柄內(nèi)設(shè)置一扳機，可以形成一種適宜的重量分布。通過在電力消耗模塊內(nèi)設(shè)置電力開關(guān)，則開關(guān)可以有效地匹配于相關(guān)馬達(dá)的電力需求并選擇得可提供一種適合于給定工具的控制模式。其次，可以避免由于意外地施加電壓于電力消耗模塊的各外露觸頭而無意中為馬達(dá)供能。此外，在接口處的電氣觸點的數(shù)目可以只保持為兩個，通過它們，電池可以直接被充電而不需要啟動電力模塊上的任何開關(guān)。
其他各項優(yōu)點和實施例將從以下說明、附圖和權(quán)利要求中明顯可見。


圖1是一電動剪草機的一透視圖；圖2A-2C陸續(xù)表明電池組件的裝配到圖1的剪草機上；圖3A-3D表明適于由圖2的電力組件驅(qū)動的其他各種電動工具；圖4是電力組件的一透視圖，表明其裝配端面；圖5是一橫截面視圖，沿著圖4的直線5-5所?。粓D6是剪草機機架的電池組件裝配端面的一透視圖；圖7A和7B分別表明允許和禁止操作扳機開關(guān)的鎖閂釋放器；圖8是一單件式鎖閂釋放器的一透視圖；圖9表明電池組件正在被裝配于一重新充電臺；圖10是帶有電源線的電力模塊(corded electrical power module)的側(cè)視圖。
參看圖1，電動索式(power string)剪草機10由一裝機機架12和一可卸掉的電池組件14構(gòu)成。機架12包括一頭部16，具有一配置得驅(qū)動一部分遮蔽的旋轉(zhuǎn)索式輪體18的內(nèi)部電氣馬達(dá)(未畫出)，此輪體帶有一用于切割雜草和青草的延伸索件19。頭部16由一管筒22連接于一上部機架外殼20，許多導(dǎo)線通過管筒把電能從電池組件14傳送給頭部16的馬達(dá)。使用時，剪草機用雙手握持，帶有一前面鐙形提手24和一在電池組件上的后面把柄26。一在把柄26上的可用食指操作的扳機28控制從電池組件到剪草機馬達(dá)的電能流動，而一扳機鎖具30自動地把扳機鎖定在其“斷開”位置上直至被扳動為止，以防止無意中的扳機動作。
參看圖2A-2C，電池組件14以兩個順序動作就可以容易地裝接于剪草機的上部機架外殼20。首先，一如圖2A之中所示，電池組件14和上部機架外殼20的各裝配端面以一垂直于各端面的動作(由箭頭“A”表明)靠向一起，使電池組件外殼的對正指示器32對正于上部機架外殼的“未鎖定”指示器34。在此首次動作的末尾，電池組件14和上部機架外殼20定位得一如圖2B之中所示。接下來，電池組件和上部機架外殼的各裝配端面沿著由圖2B中各箭頭“B”指明的它們的接口平面35彼此滑動，直至對正指示器32對正于上部機架外殼20的一“鎖定”指示器36為止，而裝配鎖閂(以下就圖6-8予以說明)卡合就位而牢牢地把電池組件卡持就位在上部機架外殼上。各指示器32、34和36作為電池組件和上部機架的各塑料外殼的一些另件而成一體地模制而成，并具有帶特色的適當(dāng)圖標(biāo)。
為了從上部機架外殼20上卸掉電池組件14，圖2A-2C的順序反轉(zhuǎn)過來。首先，使用者壓下位于上部機架外殼兩側(cè)上的一對鎖閂釋放按鈕38(在這些視圖中只畫出一個)。壓下兩個鎖閂釋放按鈕可釋放一電池組件裝配鎖閂(未畫出)并使使用者能夠彼此滑動兩個裝配端面而達(dá)到示于圖2B之中的位置，在那里，它們可以沿垂直方向分離開來，一如圖2A之中所示。在電池組件裝配一如圖2C之中所示的情況下，扳機機構(gòu)和裝配鎖閂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，一如下面較為詳細(xì)地所述，不允許在扳機28被拉動時壓下兩個鎖閂釋放按鈕38，而且不允許在兩個鎖閂釋放按鈕被壓下時拉動扳機。因而，扳機與鎖閂協(xié)同工作以防止剪草機馬達(dá)在電池組件裝配和卸脫期間的接觸起弧和偶然通電，以及在耗電裝置正在運作時電池組件14從機架12(圖1)上意外脫閂。
不用電線的電池組件14可以用以為廣為多樣的電動工具和設(shè)備提供電能。比如，圖3A至3D按順序表明索式剪草機機架12、葉片鼓風(fēng)機40、長工作半徑樹籬修剪機42，以及修枝鋸器44。每一工具配有適于裝放電池組件的一類似的電池組件裝配端面。其他一些手提式不用電線的電動工具，諸如手持真空吸塵器、噴漆器、中耕機、轉(zhuǎn)動刷、大功率手電筒以及類似工具，也都是預(yù)料之中的。因而，一或兩部電池組件可以用以接續(xù)地操作一整套工具和器具。
電池組件裝配結(jié)構(gòu)現(xiàn)在將予以較為完整的說明。一如圖4之中所示，電池組件14具有由注射模制ABS塑料制成的左和右各半的外殼48和50，沿著直線52接合并由一系列通過各插孔54進(jìn)出的帶螺紋的固緊件固定在一起。兩半外殼48和50一起構(gòu)成一個大體上平坦的裝配端面(電池組件的近端，一如圖4之中所示)，用于把電池組件固定于任何一件上述的工具。在裝配端面處，而半外殼構(gòu)成兩組對置的、面向里面的凸緣56a和56b以及58a和58b，它們限定了各切口，用于裝放匹配工具裝配端面的面向外面的各凸緣。相鄰于凸緣56a和56b，兩半外殼的延伸段間隔開來而形成一寬大孔口59，寬度“Wa”是大約84mm，而凸緣56a和56b的內(nèi)緣只隔開大約72mm。在凸緣56a和56b下面的各槽孔60裝放匹配工具的各協(xié)同工作的凸緣，它們在示于圖2A之中的動作中首先被插過孔口59。在電池組件解脫期間，孔口59下沿處的各懸伸斜面61當(dāng)兩個裝配端面滑離得超出示于圖2B之中的對正位置時會卡住匹配工具的各凸緣。為了脫開各斜面61，工具外殼必須朝向其鎖定位置稍微向回移動以使各工具凸緣對正孔口59并完全使電池組件脫離工具。
凸緣58a和58b只隔開大約50mm，并由各懸伸槽孔62隔開，后者可裝放匹配工具的相應(yīng)一組面向外面的凸緣。兩組對置凸緣之間隔離寬度的不同有助于鍵接電池組件臺座而不允許裝配在除了所指望的取向以外的任何取向上。在各槽孔62的內(nèi)端處，一模制的壁板64，與裝配端面上端66的曲度一起，為示于圖2B的移動提供了一牢靠的止動裝置。
如圖所示，所有的裝配凸緣都模制成雙壁結(jié)構(gòu)，以符合剛度和強度要求。凸緣56a和56b的內(nèi)壁被去除而構(gòu)成封蓋起來的凹槽68，用于裝放以下將要說明的裝配鎖閂的勾爪。在裝好電池組件的情況下，工具的裝配鎖閂的各勾爪勾合各凹槽68的垂直邊緣70而把電池組件鎖定就位。
從凸緣58a與58b之間的裝配端面伸出一對磷青銅電氣觸頭72，電氣連接于電池組件內(nèi)一可重新充電的蓄電池(未畫出)。各觸頭固定于一接線板74，后者固定于電池組件外殼并形成一中心肋板76，延伸在各觸頭之間以有助于避免短路。
從裝配端面還伸出一開關(guān)啟動器78，在裝好電池組件的情況下，配置得當(dāng)由于壓下電池組件扳機28(圖1)而被平行于裝配端面移動時用以操作工具的一電力開關(guān)。
在電池組件底面上的一充電口80可接受一直流(DC)電力插銷，用于在不用時為電池重新充電，而模制到外殼底面上的各封底凹槽81用于把電池組件定位在一任由選擇的充電鞍座上或用于把電池組件掛靠在一鉛直表面上。
參看圖5，開關(guān)啟動器78和扳機78都是一單獨的整體模制的乙縮醛聚合物杠桿80的組成部分，此杠桿在一樞軸82處可轉(zhuǎn)動地固定于電池組件外殼。因而，扳機聯(lián)動裝置“伸過”接口平面進(jìn)入工具而操作一位于工具內(nèi)的開關(guān)。這使得開關(guān)本身能夠被適當(dāng)?shù)囟ǔ龀叽缫苑瞎ぞ唏R達(dá)的電力需求，后者可以因工具不同而變動。當(dāng)扳機28在箭頭“C”的方向上(如實線輪廓所示)被拉動時，啟動器78在箭頭“D”的方向上被向下移動，而一整體模制的從扳機28向后伸展的指狀件83則相對于外殼的一個突起發(fā)生撓曲。當(dāng)扳機被釋放時，撓曲的指狀件83的彈簧力反彈啟動器向上并使扳機返回到虛線輪廓所示的釋放后的位置。一突起84從扳機28的上部表面伸出以與扳機鎖具30相互作用，它由在鎖具30處在如圖所示一前面、扳機釋放位置上的情況下相對于一固定的外殼突起發(fā)生撓曲的鎖具30上的一模制懸臂指狀件85予以反彈向后。在鎖具“脫開”(如圖所示)的情況下，扳機很容易壓下，當(dāng)扳機隨后被釋放時，懸臂指狀件85的彈簧力使鎖具30移動向后(在箭頭“E”的方向上)，鎖具的底面在此觸及突起84而防止拉動扳機，直至鎖具30再次通過保持鎖具在前面同時拉動扳機而予以釋放。
在電池組件外殼里面封裝一蓄電池86，具有充分的電容量以在長時期內(nèi)操作任何相關(guān)的工具。在一項目前優(yōu)選的實施例中，電池86屬于密封鉛酸(SLA)類型，但可以采用鎳-鎘(NiCAD)、鎳金屬氫化物(NiMH)或任何其他可重新充電的類型。優(yōu)選地，電池86具有至少大約5安培-小時(amp-hours)的工作電容量。在此實施例中，電池86在一大約12伏的名義DC電壓下工作，而用于驅(qū)動索式剪草機的正常工作電流是大約8至12直流安培。
參看圖6，剪草機機架的上部工具外殼20的裝配端面具有寬和窄兩個鴿尾部分89和90，與電池組件外殼裝配端面的各凸緣相匹配。寬鴿尾部分88具有向外伸出的凸緣92a和92b，它們伸延一大約82mm的寬度“Wb”并限定一條槽道94用于裝放電池組件的開關(guān)啟動器。槽道底面上的一開關(guān)(未畫出)可開通和關(guān)斷一通過工具馬達(dá)(也未畫出)的電路。凸緣92a和92b懸伸在沿著寬鴿尾部分兩側(cè)的槽孔96的上面，在每一槽孔中伸進(jìn)一可移動的鎖閂勾爪98。窄鴿尾部分90具有向外伸出的凸緣100a和100b，它們伸延一大約48mm的總寬度并懸伸在沿著窄鴿尾部分兩側(cè)的槽孔102的上面。
在窄鴿尾部分90內(nèi)裝設(shè)一對電氣觸頭104，通過工具電力開關(guān)(未畫出)與工具馬達(dá)(也未畫出)形成電氣連通。各觸頭104，結(jié)構(gòu)上類似于電池組件的各觸頭72(圖4)，裝配于帶有一中心肋板76的一接線板74。各觸頭104(以及圖4的觸頭72)的外表面相對于電池組件與工具兩外殼之間的接口平面都是傾斜的。在觸接期間，各觸頭配置得彼此滑越，從而有助于從它們的接觸表面上拭去多余的氧化和其他非導(dǎo)電物質(zhì)。傾斜式設(shè)計還有助于確保電氣接觸在各觸頭外部處只沿著一個很窄的帶條形成(所謂“線接觸”)。
剪草機外殼裝配端面的寬和窄鴿尾部分還在凸緣92a、92b、100a和100b的內(nèi)和外兩端面配有各帶錐度的肋106。各肋106有助于盡量減小電池組件和機架兩外殼之間的公差游動量，而且也通過確?；瑒咏佑|只是沿著各肋的狹窄頂部而減小了滑動摩擦。因而，鴿尾接合以最小的連接／解除連接努力提供了一種緊密的牢靠的配裝。
圖7A和7B表明工具鎖閂釋放器與電池組件開關(guān)啟動器的相互作用。在電池組件裝配和拆除期間(圖7B)，鎖閂釋放器的兩個耳圈108收攏在啟動器78與電力開關(guān)110之間(即進(jìn)入圖6的槽道94)以防止啟動器壓下開關(guān)頂部處的柱塞112。在組裝電池組件于工具期間，各勾爪98上的前部斜面111有助于在電池組件滑向其接合位置時自動地縮回各耳圈108，不需使用者必須壓下各鎖閂釋放按鈕。當(dāng)電池組件處在其裝配好的位置上時(如圖2C之中)，在各鎖閂釋放耳圈108外端處的鎖閂勾爪98卡入電池組件外殼的各鎖閂凹槽68(圖7A)，各耳圈108充分地分離開來以允許啟動器78通過。在扳機被拉動以及啟動器78觸合開關(guān)110的情況下，啟動器擋住各耳圈108的向內(nèi)移動并防止使用者釋放鎖閂。如果扳機被無意拉動而鎖閂處在示于圖7B之中的位置，則各帶勾的突起113接合啟動器78的一相應(yīng)切口115以防止各鎖閂耳圈分離并露出開關(guān)110，直至扳機被釋放為止。在此索式剪草機實施例之中的開關(guān)110是一非鎖閂的推壓接通和釋放斷開式開關(guān)。在某些其他工具場合下，比如采用一些變阻開關(guān)以控制變速馬達(dá)。通過把開關(guān)設(shè)置在可互換的工具機架上而不是電池組件上，對于不同的工具可以隨需要采用多種開關(guān)類型。
一如圖8之中所示，鎖閂釋放器114是一整體模制的塑料構(gòu)件，帶有兩對平行的梁式撓性構(gòu)件117，從一后部橫向構(gòu)件116伸出而用作撓性彈簧以朝向一不受力的位置推壓鎖閂釋放器的各耳圈108和各按鈕38向外分開。平行的梁式配置有助于在鎖閂釋放和接合期間形成各耳圈108和各按鈕38的一種近乎直線的運動。各構(gòu)件117的撓性比如可以通過對比圖7A(構(gòu)件是直的)和7B(構(gòu)件是撓曲的)而看出。
圖9表明一重新充電式托座118，帶有一類似于以上關(guān)于圖6所述的裝配端面的裝配端面120，但不帶鎖閂。不用時，電池組件14托持在充電器之內(nèi)、觸靠端面120，以重新充電其內(nèi)部電池。托架118包括適當(dāng)?shù)淖儔汉驼麟娐废到y(tǒng)以提供一所需DC電壓，用于直接通過電池組件的各觸頭72(圖4)充電。交流(AC)電力是通過一標(biāo)準(zhǔn)的接地引線122從一墻壁電源插座(未畫出)取得的。各狀態(tài)燈光124表明電池組件充電和裝放狀態(tài)。托座118可以或是置放在一桌子上或是掛在一鉛直墻面上。
參看圖10，一帶電源線的供電組件126適于向示于圖3A-3D的各工具供電，但具有電源線128用于接受AC電壓，而不是DC蓄電池。其外殼內(nèi)置必需的電力轉(zhuǎn)換電路系統(tǒng)(來示)，用于把110伏的AC電力轉(zhuǎn)換為所需電壓的DC電力。
其他各項實施例均在以下各項權(quán)利要求的范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種接口，用于可解脫地連接一電力控制模塊和一電動器具，此電力控制模塊包括一電力控制扳機并適于提供電力給一器具馬達(dá)，此接口在器具與電力控制模塊之間限定一接口平面并包括一凸緣，從模塊和器具二者之一伸出并配置得在模塊和器具在一解除連接位置上被朝向接口平面移動時插進(jìn)模塊和器具二者之另一個上的一孔口，模塊和器具二者之所述另一個具有一槽孔，用以在模塊和器具隨后沿著接口平面彼此滑越到一連接位置上時接納此凸緣；一鎖閂，從模塊和器具二者之一伸出以接合模塊和器具二者之所述另一個上的一凹穴，以便可解脫地把模塊和器具卡持在它們的連接位置上；以及一第一電氣觸頭，裝接于模塊和器具二者之一并配置得在模塊和器具在它們的連接位置上時觸合裝接于模塊和器具二者之所述另一個的一第二電氣觸頭，以便從模塊傳送電力給器具。
2．按照權(quán)利要求1所述的接口，還包括一啟動器，從電力控制模塊伸出并可由扳機操作，此啟動器配置得接合器具的一電氣開關(guān)裝置以控制從電力控制模塊到器具的電流流動。
3．按照權(quán)利要求2所述的接口，其中啟動器包括一杠桿，從電力控制模塊伸出并適于在一沿著接口平面的方向上移動，以便在扳機被啟動時壓下電氣開關(guān)裝置。
4．按照權(quán)利要求2所述的接口，其中模塊和器具之一包括一鎖閂釋放裝置，外露出來以便用手操作并適于釋放鎖閂以使得模塊和器具能夠被移動到它們的解脫連接位置。
5．按照權(quán)利要求4所述的接口，其中鎖閂釋放裝置設(shè)計并配置得在鎖閂釋放裝置被操作時實際上阻止啟動器的操作。
6．按照權(quán)利要求4所述的接口，其中啟動器設(shè)計并配置得在扳機被啟動時實際上阻止鎖閂釋放裝置的操作。
7．按照權(quán)利要求4所述的接口，設(shè)計并配置得允許模塊和器具移動到它們的連接位置而無需操作鎖閂釋放裝置。
8．按照權(quán)利要求4所述的接口，其中鎖閂釋放裝置包括一對可壓下的按鈕，設(shè)置在模塊和器具二者之一的對置兩側(cè)上。
9．按照權(quán)利要求4所述的接口，其中啟動器設(shè)計得在扳機被拉動同時鎖閂釋放裝置處在其非鎖閂位置時接合鎖閂釋放裝置并將其卡持在非鎖閂位置上。
10．按照權(quán)利要求4所述的接口，其中鎖閂和鎖閂釋放裝置是器具的部件。
11．按照權(quán)利要求1所述的接口，其中模塊和器具二者所述之一包括兩個所述凸緣，延伸在大體上平行于接口平面并垂直于所述槽孔的兩個對置方向上，所述模塊和器具二者之所述另一個具有兩個對置配置的所述槽孔，用于在模塊和器具處在它們的連接位置上的情況下接納各凸緣。
12．按照權(quán)利要求11所述的接口，其中包括兩個凸緣的模塊和器具二者所述之一還包括一輔助凸緣，與上述兩個凸緣間隔開來并與之平行；模塊和器具二者之所述另一個還具有尺寸不同于所述兩個槽孔的一第三槽孔，用于當(dāng)模塊和器具被移動到它們的連接位置時接納所述輔助凸緣。
13．按照權(quán)利要求1所述的接口，設(shè)計并配置得允許所述凸緣在模塊和器具在唯一一種取向上被插進(jìn)孔口。
14．按照權(quán)利要求1所述的接口，其中第一和第二電氣觸頭沿著接口平面延伸，以致各觸頭當(dāng)模塊和器具被推向它們的連接位置時彼此滑越。
15．一種接口，用于可解脫地連接一電力控制模塊和一電動器具，此電力控制模塊包括一電力控制扳機并適于提供電力給所述器具的馬達(dá)，此接口在器具與電力控制模塊之間限定一接口平面并包括一寬鴿尾部分，從器具伸出并配置得通過電力模塊上的一孔口在模塊和器具處在一解除連接位置上被插向接口平面，電力模塊具有一第一槽孔，用以在模塊和器具隨后沿著接口平面彼此滑越到一連接位置時接納所述器具的寬鴿尾部分；一啟動器，從電力控制模塊伸出并可由扳機操作，此啟動器配置得可接合器具的一電氣開關(guān)裝置以控制從電力控制模塊到器具的電流流動；一鎖閂，從器具上伸出以接合電力模塊上的一凹穴，以便可解脫地把模塊和器具卡持在它們的連接位置上，此鎖閂可由器具上的一外露出來用于用手操作的一鎖閂釋放裝置予以操作；以及一電氣觸頭，裝接于電力模塊并配置得在模塊和器具在它們的連接位置上時觸合器具的一電氣觸頭，以便從模塊傳送電力給器具。
16．按照權(quán)利要求15所述的接口，其中電力模塊還具有一第二槽孔，沿著接口平面與第一槽孔間隔開來，此第二槽孔適于在模塊和器具沿著接口平面滑向它們的連接位置時接納一從器具上伸出的窄鴿尾部分。
17．按照權(quán)利要求16所述的接口，其中寬鴿尾部分的寬度當(dāng)橫跨接口平面測量時在大約75與85毫米之間，而窄鴿尾部分的寬度當(dāng)橫跨接口平面測量時在大約55與65毫米之間。
18．一種接口，用于可解脫地連接一電力控制模塊和一電動器具，此電力控制模塊包括一電力控制扳機并適于提供電力給所述器具的馬達(dá)，此接口在器具與電力控制模塊之間形成一接口平面并包括各凸緣，在電力控制模塊和器具中的每一個上，各凸緣配置得在電力模塊沿著接口平面被滑動到器具上的一連接位置時疊置起來；一鎖閂勾爪，從器具上伸出以接合電力控制模塊上的一凹穴，以便可解脫地把模塊卡持在其連接位置上；各電氣觸頭，在電力控制模塊和器具中的每一個上，這些觸頭配置得當(dāng)模塊處在連接位置上時進(jìn)行電氣觸合，以便從模塊傳送電能給器具；一啟動器，從電力控制模塊上伸出以便當(dāng)電力控制模塊的一扳機被啟動時促動器具的一電氣開關(guān)；以及。一鎖閂釋放裝置，外露出來用于用手操作以便在電力控制模塊裝配和卸除期間縮回鎖閂勾爪并實際上阻止電氣開關(guān)由啟動器促動。
19．按照權(quán)利要求18所述的接口，其中啟動器設(shè)計和配置得在扳機被啟動時實際上防止鎖閂釋放裝置的操作。
20．按照權(quán)利要求18所述的接口，其中鎖閂釋放裝置包括一對可壓下的按鈕，設(shè)置在器具的對置兩側(cè)上并由一彈性構(gòu)件連接。
21．按照權(quán)利要求18所述的接口，其中啟動器包括一杠桿，從電力控制模塊伸出并適于在一沿著接口平面的方向上移動以便當(dāng)扳機被啟動時壓下電氣開關(guān)。
22．一種電力控制模塊，用于提供電力給一手提式電動器具，此控制模塊包括一外殼，具有一裝配端面，設(shè)計得用于可解脫地裝接于電動器具的一相應(yīng)的端面，裝配端面具有一位于其上的孔口，用于在外殼和器具各自端面在一解除連接位置上被相向移動時接納器具端面的一個凸緣，以及一槽孔，沿著裝配端面鄰接于孔口并從孔口延伸，用于在外殼和器具各自端面彼此滑越到一連接位置時接納器具端面的凸緣；一電氣觸頭，從外殼伸出并外露出來以便在外殼和器具被推向它們的連接位置時觸合器具的一匹配觸頭，此觸頭適于把電能從電力控制模塊傳送給器具；以及一扳機，可活動地裝接于外殼并外露出來以由一操作者操縱來控制器具。
23．按照權(quán)利要求22所述的電力控制模塊，其中扳機可操作地連接于一從外殼裝配端面伸出的啟動器以接合器具的一相關(guān)的電氣開關(guān)裝置。
24．按照權(quán)利要求22所述的接口，其中外殼還具有一可抓握的把柄。
25．按照權(quán)利要求22所述的接口，還包括一電池，裝放在外殼之內(nèi)并在電氣上連接于所述電氣觸頭。
26．按照權(quán)利要求22所述的接口，適于在裝接于器具時從一外部電源接受電能。
27．按照權(quán)利要求26所述的接口，包括一條電源線，用于把模塊插進(jìn)一AC電氣插座。
28．按照權(quán)利要求26所述的接口，包括一外部觸頭，用于連接到一外部DC電源。
29．一種便攜式電力器具，設(shè)計得可接受可解脫地裝接其上的權(quán)利要求18的電力控制模塊。
30．一種便攜式電力工具，包括一器具，具有一電氣馬達(dá)，配置得作有用功，以及一帶有一裝配端面的外殼，配裝端面具有一延伸凸緣和一用于接受電力的電氣觸頭；以及一可卸掉的電力模塊，包括一外殼，具有一裝配端面，設(shè)計得用于可解脫地裝接于所述器具外殼的裝配端面，電力模塊外殼的裝配端面具有一位于其上的孔口，用于在各配裝端面在一解除連接位置上被相向移動時接納器具裝配端面的凸緣，以及一槽孔，沿著電力模塊裝配端面鄰接于孔口并從孔口延伸，用于在各裝配端面彼此滑越到一連接位置時接納器具裝配端面的凸緣；一電氣觸頭，從電力模塊外殼伸出并外露出來以便在電力模塊移動到其連接位置時觸合器具的觸頭，此觸頭適于把電能從電力控制模塊傳送給器具；以及一扳機，可活動地裝接于電力模塊外殼并外露出來以便由一操作者操縱以控制器具。
31．按照權(quán)利要求30所述的便攜式電動工具，其中可卸掉的電力模塊包括一電池組件并包含至少一部蓄電池。
32．按照權(quán)利要求31所述的便攜式電動工具，其中此電池適于通過從電力模塊外殼伸出的電氣觸頭予以重新充電。
33．按照權(quán)利要求31所述的便攜式電動工具，其中此電池適于在電池組件安裝在器具上時在電池組件之內(nèi)被重新充電。
34．按照權(quán)利要求30所述的便攜式電動工具，包括一室外家庭園藝工具。
35．一種便攜式電動器具，適于由一可卸掉的電力模塊供電，此器具包括配置得作有用功的一電氣馬達(dá)，此器具具有一電力模塊裝配端面，帶有兩組向外延伸的凸緣和一電氣觸頭，后者用于從電力模塊接受電能以便驅(qū)動馬達(dá)，兩組凸緣，在平行于所述各槽孔的方向上間隔開來，用于在一第一組裝動作中接納其間的電力模塊的一組匹配凸緣，兩組凸緣懸伸在適于在大體上垂直于第一組裝動作的一第二組裝動作期間接納電力模塊的各匹配凸緣的相關(guān)各槽孔上面，以便把電力模塊卡持在器具上。
36．按照權(quán)利要求35所述的器具，其中一組凸緣比另一組凸緣在一垂直于各槽孔的方向上測量時伸延一較大的寬度。
37．按照權(quán)利要求36所述的器具，其中所述一組凸緣伸延一大約82毫米的寬度。
38．按照權(quán)利要求35所述的器具，還包括一鎖閂，向外伸進(jìn)各懸伸式槽孔之一并適于接合電力模塊的一凹穴以便可解脫地把模塊和器具卡持在一連接位置上。
39．一種可解脫地將一可卸除的電力控制模塊安裝在一電動器具上的方法，此方法包括提供一器具，具有一電氣馬達(dá)，配置得作有用功；一外殼，帶有一裝配端面，具有一延伸凸緣、一可操作的鎖閂，以及一用于接受電能的電氣觸頭；一電氣開關(guān)，電氣聯(lián)接于觸頭和馬達(dá)；以及一鎖閂釋放裝置，設(shè)計得在被啟動之后既操作鎖閂又阻止操作開關(guān)；提供一可卸除的電力模塊，包括一外殼，具有一裝配端面，設(shè)計得用于可解脫地裝接于器具外殼的裝配端面，電力模塊外殼的裝配端面具有一孔口和一槽孔，槽孔沿著電力模塊裝配端面鄰接于孔口并從孔口伸出；一電氣觸頭，從電力模塊外殼伸出并外露出來以便接合器具外殼的觸頭而把電能從電力控制模塊傳送給器具馬達(dá)；以及一扳機，可活動地裝接于電力模塊外殼并外露出來以便由一操作者操縱以控制器具；在一解除連接的位置上以面對面的關(guān)系使器具和電力模塊的兩裝配端面靠在一起，同時把器具外殼的凸緣插進(jìn)電力模塊外殼裝配端面的孔口；以及在一預(yù)定方向上使電力模塊和器具兩裝配端面彼此滑越到一連接位置，電力模塊裝配端面的凸緣被接納在器具外殼裝配端面的槽孔之內(nèi)，而電力模塊的電氣觸頭觸合器具外殼的觸頭。
全文摘要
一種經(jīng)過改進(jìn)的接口,用于把一電力控制模塊或電池組件可解脫地連接于一電動器具或工具。電力控制模塊包括一電力控制扳機并向器具的一馬達(dá)提供電能。電力控制開關(guān)設(shè)置在器具上,并由伸過接口的一部分扳機予以啟動。接口包括一對帶有各互鎖凸緣的鴿尾連接裝置,要求一兩次動作的過程來組裝和拆解。一鎖閂釋放裝置與扳機相互作用以避免在組裝期間驅(qū)動馬達(dá),并防止在扳機被拉動的情況下從事拆解。
文檔編號B25F5/02GK1281775SQ00120378
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月14日
發(fā)明者詹姆斯·D·馬歇爾, 邁克爾·米利根, 凱文·斯通斯 申請人:布萊克和戴克公司