CN107471164A - 扭力输出工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扭力输出工具，包括：输出轴、马达、壳体、行星轮组、内齿圈和调节件；输出轴用于输出扭力，马达用于驱动所述输出轴以第一轴线为轴转动，壳体用于容纳所述马达，行星轮组包括行星轮和用于安装所述行星轮的行星轮架，内齿圈与所述行星轮构成啮合且能相对所述壳体绕所述第一轴线转动，调节件与所述壳体构成沿轴向的滑动连接且在滑动时能滑动至锁定所述内齿圈转动的位置和释放所述内齿圈转动的另一个位置；所述壳体还形成有：限位结构，限位结构用于限制所述调节件的周向位置。该扭力输出工具的内齿圈所需要的固定力能够由壳体直接提供，而无需由齿轮箱提供，从而能够提高整机的强度，而且还能够降低对齿轮箱的磨损。

Description

扭力输出工具

技术领域

本发明涉及一种扭力输出工具，具体涉及一种电钻。

背景技术

诸如电钻、螺丝批一类的扭力输出工具，通常包括：壳体、电机、传动装置、齿轮箱以及输出轴。其中，传动装置设置在电机和输出轴之间，齿轮箱用于容纳传动装置，电机通过传动装置驱动输出轴转动从而输出扭力。

而为了使得扭力输出工具能够处于具有不同输出速度的不同挡位，通常情况下，现有的扭力输出工具还会设有用于实现速度调节的秋千架，现有的秋千架与齿轮箱的配合方式使得扭力输出工具在工作过程中内齿圈所产生的固定力由齿轮箱提供。但是随着电钻扭矩的提升齿轮箱的结构已经不足以提供可靠安全的固定支撑，这时大家纷纷采用了分体式的金属锁定圈结构，结构变得复杂且成本增加。

发明内容

一种扭力输出工具，包括：输出轴、马达、壳体、行星轮组、内齿圈和调节件；输出轴用于输出扭力，马达用于驱动所述输出轴以第一轴线为轴转动，壳体用于容纳所述马达，行星轮组包括行星轮和用于安装所述行星轮的行星轮架，内齿圈与所述行星轮构成啮合且能相对所述壳体绕所述第一轴线转动，调节件与所述壳体构成沿轴向的滑动连接且在滑动时能滑动至锁定所述内齿圈转动的位置和释放所述内齿圈转动的另一个位置；所述壳体还形成有：限位结构，限位结构用于限制所述调节件的周向位置。

进一步地，所述扭力输出工具还包括：用于容纳所述内齿圈的齿轮箱；所述调节件至少部分位于所述齿轮箱外；所述调节件还包括：锁定部，锁定部用于与所述内齿圈配合以锁定或释放所述内齿圈的转动。

进一步地，所述调节件还包括：适配部，适配部用于与所述限位结构配合以使所述调节件相对所述壳体的周向位置固定；所述适配部位于所述齿轮箱外。

进一步地，所述齿轮箱形成有连通所述齿轮箱的内部和外部的缺口；所述锁定部穿过所述缺口。

进一步地，所述锁定部与所述适配部位于不同的轴向位置，且在轴向上所述锁定部相对所述适配部更靠近所述输出轴。

进一步地，所述限位结构为形成于所述壳体内侧的凹槽，所述适配部为能嵌入所述凹槽的凸出块，其中，所述凸出块能在所述凹槽内沿轴向滑动。

或者，所述限位结构为形成于所述壳体内侧的一对筋，所述适配部为能被夹持在一对所述筋之间的凸出块；其中，所述凸出块能在一对所述筋之间沿轴向滑动。

进一步地，所述扭力输出工具还包括：操作件，操作件包括露出所述壳体以供用户操作的操作部；所述调节件还包括：挡位部，挡位部用于与所述操作件配合以使所述调节件沿轴向移动从而实现所述扭力输出工具处于具有不同输出速度的不同挡位。

进一步地，所述调节件还包括：至少两个基座和连接部；基座用于设置所述锁定部、所述适配部和/或所述挡位部，连接部用于连接相邻的两个所述基座。

进一步地，所述扭力输出工具还包括：用于夹持钻头的夹头装置；其中，所述夹头装置连接至所述输出轴。

本发明的扭力输出工具中的调节件的周向位置直接由壳体上形成的限位结构来限制，从而内齿圈所需要的固定力能够由壳体直接提供，而无需由齿轮箱提供，从而能够提高整机的强度，而且还能够降低对齿轮箱的磨损。

附图说明

图1是扭力输出工具的结构示意图；

图2是图1中的扭力输出工具在壳体被剖开后的部分结构的内视图；

图3是图2中的齿轮箱、速度调节装置和输出轴的立体图；

图4是图3所示结构沿A-A线的剖视图；

图5是图3所示结构沿B-B线的剖视图；

图6是图3所示结构的爆炸图；

图7是图2中的部分壳体与调节件的结构示意图；

图8是图7中的部分区域的放大示意图；

图9是图7中的部分壳体的结构示意图；

图10是图7中的调节件的结构示意图；

图11是图3中的调节件和齿轮箱后壳的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

图1所示的扭力输出工具100能够输出扭力，具体例如可以为电钻、螺丝批等工具，在本实施例中可以以电钻为例。

如图1至图5所示，扭力输出工具100包括：壳体11、马达12、开关13、传动装置20、齿轮箱14、输出轴15和速度调节装置30。对于电钻而言，扭力输出工具100还可以包括扭力调节装置16和夹头装置17，其中，扭力调节装置16可以包括用于供用户操作以调节输出轴15的最大输出扭力的扭力杯161，夹头装置17连接至输出轴15，夹头装置17用于夹持钻头等附件。

壳体11可以形成有容纳部111和把手部112，其中，容纳部111用于容纳马达12，把手部112用于供用户握持。壳体11可以与扭力杯161以及夹头装置17共同构成扭力输出工具100的外形。马达12设置在壳体11内，马达12用于驱动输出轴15以第一轴线101为轴相对壳体11转动。对于电钻而言，该马达12可以电机。开关13安装至壳体11上，开关13用于在被用户操作时启动马达12，从而使得扭力输出工具100处于开机状态。

为了方便说明本发明的技术方案，还定义了本领域技术人员可以理解的以第一轴线101为中心轴的轴向、周向和径向，其中，轴向不仅包括第一轴线101方向还包括与第一轴线101平行的方向。另外还定义沿轴向朝向夹头装置17的一侧为前侧、远离夹头装置17的一侧为后侧。

传动装置20用于在马达12和输出轴15之间实现传动，从而驱动输出轴15以第一轴线101为轴转动。齿轮箱14用于容纳传动装置20，输出轴15用于在传动装置20的驱动下输出扭力。

如图1至图6所示，传动装置20可以包括：第一级太阳轮21、太阳轮22、第一级行星轮组23、行星轮组24和内齿圈25。其中，内齿圈25能相对壳体11绕第一轴线101转动，且内齿圈25在齿轮箱14内的轴向位置固定。齿轮箱14固定的设置在壳体11内，齿轮箱14包括可以结合在一起的后壳141和前壳142，传动装置20设置在后壳141和前壳142包围的区域内。

第一级行星轮组23设置在行星轮组24远离输出轴15的一侧，也即是说第一级行星轮组23相对行星轮组24更靠近马达12。第一级太阳轮21和太阳轮22能分别随马达12的转动而转动。第一级太阳轮21包括啮合部211和延伸部212，啮合部211和延伸部212分别形成于第一级太阳轮21的不同的轴向位置。啮合部211形成有用于传递动力的啮合齿，延伸部212可以用于安装太阳轮22。太阳轮22安装于第一级太阳轮21的延伸部212上并能够与第一级太阳轮21构成同步转动，太阳轮22也形成有用于传递动力的啮合齿，且太阳轮22的啮合齿的齿形与第一级太阳轮21的啮合齿的齿形相同。另外，太阳轮22的齿顶圆的半径还大于第一级太阳轮21的齿顶圆的半径，这使得太阳轮22的啮合齿的齿数多于第一级太阳轮21的啮合齿的齿数。

第一级行星轮组23包括第一级行星轮231和第一级行星轮架232，第一级行星轮231可转动的安装至第一级行星轮架232，第一级行星轮231还与第一级太阳轮21的啮合部211构成啮合。行星轮组24包括行星轮241和行星轮架242，行星轮241可转动的安装至行星轮架242，行星轮241还与太阳轮22构成啮合。内齿圈25的内周形成有内齿251，第一级行星轮231和行星轮241均设置于内齿圈25内并且能同时与内齿圈25啮合。

第一级行星轮架232和内齿圈25均可转动的设置在齿轮箱14内，且在轴向上第一级行星轮架232还至少部分位于马达12和第一级行星轮231之间。行星轮架242还形成有用于输出动力至输出轴15的输出部242a。在本实施例中，传动装置20还包括第三级行星轮组26和第二内齿圈27。第三级行星轮组26设置在行星轮组24和输出轴15之间，第三级行星轮组26可以包括第三级行星轮261和第三级行星轮架262，行星轮组24设置在第一级行星轮组23和第三级行星轮组26之间。

这样，当内齿圈25相对壳体11的转动被锁定，第一级行星轮架232相对壳体11的转动被释放，在马达12启动时，马达12将动力传递至第一级太阳轮21，第一级太阳轮21将动力传递至第一级行星轮231，因为内齿圈25固定不动，所以第一级行星轮231将动力传递至第一级行星轮架232，但是因为第一级行星轮架232不连接输出装置，所以第一级行星轮架232仅仅进行空转不进行动力输出，同时，马达12还通过第一级太阳轮21将动力传递至太阳轮22，太阳轮22将动力传递至行星轮241，因为内齿圈25固定不动，所以行星轮241将动力传递至行星轮架242，从而使得此时的第一级行星轮组23和行星轮组24仅仅只有行星轮组24起到减速的作用，因而行星轮架242的输出部242a以高速输出，也即是马达12和输出轴15之间具有相对较小的第一传动比。而当第一级行星轮架232相对壳体11的转动被锁定，内齿圈25相对壳体11的转动被释放，在马达12启动时，马达12将动力传递至第一级太阳轮21，第一级太阳轮21将动力传递至第一级行星轮231，因为第一级行星轮架232被锁定，第一级行星轮231将动力传递至内齿圈25，内齿圈25转动，同时，马达12还通过第一级太阳轮21将动力传递至太阳轮22，这时，对于行星轮241而言，其与太阳轮22和内齿圈25构成了双输入的传动轮系，从而使得行星轮架242的输出部242a以低速输出，也即是马达12和输出轴15之间具有相对较大的第二传动比。

速度调节装置30用于调节马达12和输出轴15之间的传动比，速度调节装置30包括：操作件31和调节件32。操作件31用于供用户操作，调节件32与壳体11构成滑动连接。在操作件31的驱动下，调节件32相对壳体11滑动时能滑动至锁定内齿圈25转动的位置和释放内齿圈25转动的另一个位置，而且调节件32还能够滑动至锁定第一级行星轮架232转动的位置和释放第一级行星轮架232转动的另一个位置。

调节件32包括：锁定部321，锁定部321至少部分位于齿轮箱14内，从而能够使得锁定部321与内齿圈25和第一级行星轮架232配合以锁定或释放内齿圈25和第一级行星轮架232的转动。

对应的，内齿圈25的外侧形成有能与锁定部321接触以锁定内齿圈25的转动的齿圈限位部252，第一级行星轮架232形成有能与锁定部321接触以锁定第一级行星轮架232的转动的轮架限位部232a。这样，当调节件32沿轴向滑动至锁定部321与齿圈限位部252接触的位置时，内齿圈25的转动被锁定，同时第一级行星轮架232的转动被释放；而当调节件32沿轴向滑动至释放内齿圈25且使锁定部321与轮架限位部232a接触的位置时，第一级行星轮架232的转动被锁定，而内齿圈25的转动被释放。这样，当调节件32在沿轴向滑动时，调节件32能够锁定或者释放内齿圈25和第一级行星轮架232的转动，从而实现马达12与输出轴15之间具有不同的传动比，进而使得扭力输出工具100能够处于具有不同输出速度的不同挡位。

如图4、图7至图9所示，调节件32至少部分位于齿轮箱14外，且调节件32的周向位置还受到壳体11的限制。具体而言，壳体11形成有限位结构113，限位结构113用于限制调节件32的周向位置。这样，当马达12启动时，调节件32的锁定部321与内齿圈25的齿圈限位部252或者第一级行星轮架232的轮架限位部232a接触，内齿圈25或者第一级行星轮架232将扭力通过锁定部321传递至调节件32，而调节件32的周向位置又被壳体11限制，从而调节件32能够将扭力直接传递至壳体11而无需传递至齿轮箱14，从而内齿圈25或者第一级行星轮架232的固定力可以直接由壳体11提供，进而可以提高调节件32的强度的可靠性而且也不会对齿轮箱14的结构造成磨损。

其中，调节件32还包括：适配部322，适配部322位于齿轮箱14外，适配部322用于与限位结构113配合从而使得调节件32相对壳体11的周向位置固定。具体而言，在本实施例中，限位结构113可以为形成在壳体11内侧的一对筋113a、113b，筋113a、113b大致沿轴向延伸，一对筋113a、113b之间形成一个夹持空间，适配部322具体可以为能被夹持在一对筋113a、113b之间的凸出块，该凸出块能在一对筋113a、113b之间所形成的夹持空间内沿轴向滑动，而凸出块在周向上受到一对筋113a、113b的限制而不能转动。从而，通过限位结构113与适配部322的配合使得调节件32相对壳体11的周向位置被限制而轴向位置不被限制，进而能够将传动装置20在传动过程中的扭力直接传递至壳体11，提高结构的可靠性。当然，可以理解的，限位结构113也可以为形成于壳体11内侧的凹槽，凸出块能够嵌入至凹槽内，且凸出块能够在凹槽内沿轴向滑动。

为了与操作件31配合，调节件32还包括：挡位部323。如图1和图5，操作件31包括露出壳体11以供用户操作的操作部311，挡位部323用于与操作件31配合以使得调节件32沿轴向移动至锁定或者释放内齿圈25和第一级行星轮架232的转动的位置，进而实现扭力输出工具100具有不同输出速度的不同挡位。

具体而言，如图10和图11所示，调节件32还包括基座324和连接部325，其中，基座324用于设置锁定部321、适配部322和/或挡位部323。连接部325用于在相邻的两个基座324之间实现连接，从而使得连接部325与基座324构成的整体大致呈环形结构，且该环形结构位于齿轮箱14外并围绕齿轮箱14的后壳141设置。基座324的轴向长度还可以大于连接部325的轴向长度，从而能够增加整个调节件32的强度。

其中，锁定部321为自基座324的前侧边缘处向环形结构的内部延伸的内凸起结构，为了与该内凸起结构配合，齿轮箱14的后壳141还形成有用于使得该内凸起结构穿过的缺口141a，缺口141a连通齿轮箱14的内部和外部。进一步而言，该缺口141a沿径向向外敞开而且还沿轴向向后敞开，这样，当调节件32沿轴向向前移动时，锁定部321在轴向上能受到缺口141a的边缘的限位，而当调节件32沿轴向向后移动时，锁定部321在轴向上不会受到缺口141a的限位，这时用户可以根据需要将调节件32自齿轮箱14拆卸下来。而事实上，为了使得在扭力输出工具100装配好后能够对调节件32沿轴向向后移动进行限位，如图5所示，在齿轮箱14内还可以设置有一个用于避免调节件32向后脱离齿轮箱14的垫片28。

如上述，适配部322可以为凸出块，该凸出块自基座324的外侧向环形结构的外部延伸。适配部322和锁定部321还可以设置在同一个基座324上，它们两者可以处于环形结构的同一周向位置。但在轴向上，适配部322和锁定部321可以设置在基座324的不同轴向位置，且在轴向上锁定部321相对适配部322更靠近输出轴15，这样，在保证锁定部321沿轴向移动的行程满足需求的基础上能够缩小齿轮箱14的轴向尺寸。

如上述，锁定部321为内凸起结构，该内凸起结构能够自齿轮箱14的外部穿过缺口141a而伸入至齿轮箱14的内部。其中，在一个经过缺口141a和内凸起结构的周向上，缺口141a在该周向上的尺寸还大于等于内凸起结构在该周向上的尺寸，进一步而言，缺口141a在该周向上的尺寸大于内凸起结构在该周向上的尺寸，从而使得锁定部321与缺口141a在该周向上构成间隙配合，进而使得传动装置20在传动过程所产生的扭力不会通过锁定部321传递至齿轮箱14而是通过适配部322直接传递至壳体11。

挡位部323可以设置在区别于设置适配部322和锁定部321的另外的一个基座324上，挡位部323可以为自基座324的外侧向环形结构的外部凸出的外凸起结构。如图4至图6所示，操作件31还形成有能使外凸起结构嵌入的容纳槽312，容纳槽312大致沿轴向延伸，外凸起结构部分嵌入至容纳槽312内，在容纳槽312内还设置有一对分别设置在外凸起结构两侧的螺旋弹簧33。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种扭力输出工具，包括：

输出轴，用于输出扭力；

马达，用于驱动所述输出轴以第一轴线为轴转动；

壳体，用于容纳所述马达；

行星轮组，包括行星轮和用于安装所述行星轮的行星轮架；

内齿圈，与所述行星轮构成啮合且能相对所述壳体绕所述第一轴线转动；

所述扭力输出工具还包括：

调节件，与所述壳体构成沿轴向的滑动连接且在滑动时能滑动至锁定所述内齿圈转动的位置和释放所述内齿圈转动的另一个位置；

所述壳体还形成有：

限位结构，用于限制所述调节件的周向位置。

2.根据权利要求1所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述扭力输出工具还包括：

齿轮箱，用于容纳所述内齿圈；

所述调节件至少部分位于所述齿轮箱外；

所述调节件还包括：

锁定部，用于与所述内齿圈配合以锁定或释放所述内齿圈的转动。

3.根据权利要求2所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述调节件还包括：

适配部，用于与所述限位结构配合以使所述调节件相对所述壳体的周向位置固定；

所述适配部位于所述齿轮箱外。

4.根据权利要求3所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述齿轮箱形成有：

缺口，连通所述齿轮箱的内部和外部；

所述锁定部穿过所述缺口。

5.根据权利要求4所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述锁定部与所述适配部位于不同的轴向位置，且在轴向上所述锁定部相对所述适配部更靠近所述输出轴。

6.根据权利要求3所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述限位结构为形成于所述壳体内侧的凹槽，所述适配部为能嵌入所述凹槽的凸出块，其中，所述凸出块能在所述凹槽内沿轴向滑动。

7.根据权利要求3所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述限位结构为形成于所述壳体内侧的一对筋，所述适配部为能被夹持在一对所述筋之间的凸出块；其中，所述凸出块能在一对所述筋之间沿轴向滑动。

8.根据权利要求3所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述扭力输出工具还包括：

操作件，包括露出所述壳体以供用户操作的操作部；

所述调节件还包括：

挡位部，用于与所述操作件配合以使所述调节件沿轴向移动从而实现所述扭力输出工具处于具有不同输出速度的不同挡位。

9.根据权利要求8所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述调节件还包括：

至少两个基座，用于设置所述锁定部、所述适配部和/或所述挡位部；

连接部，用于连接相邻的两个所述基座。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述扭力输出工具还包括：

夹头装置，用于夹持钻头；

其中，所述夹头装置连接至所述输出轴。