CN201102234Y - 冲击钻 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种冲击钻，包括：机壳，主轴，安装于所述机壳内相对机壳不可旋转的静端齿，固定连接于所述主轴上并可随所述主轴一起运动的动端齿，用于使得所述动端齿和静端齿可选择啮合的功能切换机构，所述功能切换机构包括约束元件，该约束元件径向可移动的与所述动端齿配合以防止该动端齿轴向移动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种冲击类电动工具，尤其是涉及一种冲击类电动工具的功能切换机构。
背景技术
美国专利US 5,458,206号公开了一种冲击钻，该冲击钻包括主轴，固定连接于主轴上并可随主轴一起轴向移动的动端齿，静端齿与机壳连接，相对机壳不可旋转但可轴向小范围移动，一个凸轮环位于静端齿的后端，所述凸轮环上与静端齿相对的一侧端面上设有凹槽，静端齿与凸轮环相对的一侧端面上设有凸起，当所述凹槽和所述凸起配合时，静端齿和动端齿不能啮合，冲击钻不可以产生冲击动作。通过旋转凸轮环，使所述凸起和凹槽分开，，凸轮环的端面就会抵住静端齿使其朝向动端齿方向移动一定距离，从而动端齿和静端齿就可以啮合产生一定的冲击动作，此时冲击钻处于冲击模式。冲击钻的这种排布方式，由于在轴向方向增加了一个凸轮环用来进行模式转换，从而使得冲击钻的轴向尺寸较大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有较短轴向尺寸的冲击钻。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种冲击钻，包括：机壳，主轴，安装于所述机壳内相对机壳不可旋转的静端齿，固定连接于所述主轴上并可随所述主轴一起运动的动端齿，用于使得所述动端齿和静端齿可选择啮合的功能切换机构，所述功能切换机构包括约束元件，该约束元件径向可移动的与所述动端齿配合以防止该动端齿轴向移动。
在本实用新型所揭示的冲击钻中，约束元件是径向排布的，从而使得冲击钻的轴向尺寸变短了。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例所揭示的三功能冲击钻的部分截面图。
图2为图1所揭示的三功能冲击钻的齿轮减速机构的爆炸图。
图3为图1所揭示的三功能冲击钻的拨钮及后壳的爆炸图。
图4A为图1所揭示的三功能冲击钻的扭力调节机构的爆炸图。
图4B为图4A所揭示的扭力调节机构中的的第一档板从另外一个角度看的立体图。
图5为图1所揭示的三功能冲击钻的主轴自锁机构和冲击机构的爆炸图。
图6为图1所揭示的三功能冲击钻的冲钻切换机构及前壳的爆炸图。
图7A为图1所揭示的三功能冲击钻在螺丝批模式时的部分截面图。
图7B为图1所揭示的三功能冲击钻沿C-C向的截面图。
图7C为图1所揭示的三功能冲击钻沿D-D向的截面图。
图8A为图1所揭示的三功能冲击钻在钻进模式时的部分截面图。
图8B为图8A所揭示的三功能冲击钻沿E-E向的截面图。
图9A为图1所揭示的三功能冲击钻在冲击模式时的部分截面图。
图8B为图9A所揭示的三功能冲击钻沿F-F向的截面图。
图10为本实用新型第二实施例所揭示的三功能冲击钻的离合器机构的局部剖视图。
图中：
| 1.三功能冲击钻 | 3.电机 | 5.电机输出轴 |
| 7.主轴 | 8.外花键 | 9.齿轮减速机构 |
| 11.第一内齿圈 | 13.第一行星轮 | 15.第一太阳轮 |
| 17.第一行星架 | 19.第二内齿圈 | 21.第二行星轮 |
| 23.第二太阳轮 | 25.第二行星架 | 27.第三内齿圈 |
| 29.第三行星轮 | 31.第三太阳轮 | 33.第三行星架 |
| 35.小径部 | 37.大径部 | 39.凹槽 |
| 41.内齿 | 43.环形凹槽 | 45.外花键 |
| 47.内齿 | 49.外花键 | 51.内齿 |
| 53.外齿 | 55.齿轮箱壳体 | 57.前壳 |
| 59.后壳 | 61.后壳后部内表面 | 63.内花键 |
| 65.收容槽 | 67.燕尾形卡块 | 69.凸耳 |
| 71.拨钮 | 73.拨片 | 75.钢丝 |
| 77.收容槽 | 79.拨动部 | 81.凸出部 |
| 83.折弯端部 | 85.扭力调节机构 | 87.第一档板 |
| 89.第二挡板 | 91.离合器机构 | 93.扭力调节环 |
| 95.弧形凸起 | 97.螺旋弹簧 | 99.第一钢球 |
| 101.第二钢球 | 103.凸轮面 | 105.凹槽 |
| 107.第一收容槽 | 109.收容孔 | 111.通孔 |
| 113.第二收容槽 | 115.拱形薄壁 | 117.销钉 |
| 119.通孔 | 121.拨块 | 123.凸起 |
| 125.转接盘 | 127.凸起 | 129.凹槽 |
| 131.平面 | 133.内花键 | 135.滚柱 |
| 137.固定盘 | 139.凸起 | 141.固定盘的内表面 |
| 143.静端齿 | 145.动端齿 | 147.端面轴承 |
| 149.冲钻切换机构 | 151.套筒 | 153.螺旋弹簧 |
| 155.销钉 | 157.冲钻切换环 | 158.大头端 |
| 158a.小头端 | 159.狭槽 | 161.凹槽 |
| 163.直径较小的孔 | 165.直径较大的孔 | 167.台阶面 |
| 169.凸轮面 | 39’.凹槽 | 99’.钢柱 |
具体实施方式
参照图1至图2，一种三功能冲击钻1，可以被操作的在螺丝批、钻进和冲击三种模式之一进行工作。该三功能冲击钻1包括电机3，该电机3具有一个旋转的电机输出轴5，该旋转的电机输出轴5用于将电机3的旋转运动传递至主轴7。主轴7位于冲击钻1的前端用于驱动工作头(未图示)工作，主轴7的后端部设有外花键8。在电机3和主轴7之间设有齿轮减速机构9，该减速齿轮机构9用于将电机输出轴5的较高的转速降低后再传递至主轴7。
齿轮减速机构9包括三级行星齿轮组，第一级行星齿轮组包括第一内齿圈11，第一行星轮13与第一内齿圈11啮合，第一太阳轮15与第一行星轮13啮合，第一行星架17用来可旋转的支撑所述第一行星轮13；第二行星齿轮组包括第二内齿圈19，第二行星轮21与第二内齿圈19啮合，第二太阳轮23由第一行星架17的前部承担并与第二行星轮21啮合，第二行星架25用来可旋转的支撑第二行星轮21；第三行星齿轮组包括第三内齿圈27，第三行星轮29与第三内齿圈27啮合，第三太阳轮31由第二行星架25的前部承担并与第三行星轮29啮合，第三行星架33用来可旋转的支撑第三行星轮29。第一太阳轮15压紧于电机输出轴5的前端部，从而使得电机3的转动直接带动第一太阳轮15转动，再而带动整个齿轮减速机构9运动。
第一内齿圈11包括小径部35和大径部37，小径部的外表面上沿周向等间隔设置有若干凹槽39，大径部37的外表面为光滑表面，大径部的内表面设置有内齿41，通过该内齿41与第一行星轮13啮合。第二内齿圈19后部的外表面上沿周向设置有环形凹槽43，第二内齿圈19前部的外表面上设有外花键45，第二内齿圈19内表面设有内齿47用来与第二行星轮21啮合。第三内齿圈27的外表面上设有外花键49，第三内齿圈27的内表面设有内齿51用来与第三行星轮29啮合。第一行星架17后部的外表面上设置有外齿53用来与第二内齿圈19内表面上的内齿47啮合。
齿轮箱壳体55包括前壳57和后壳59，该前壳57和后壳59固定连接。所述齿轮减速机构9的一部分的收容于前壳57内，另一部分的收容于后壳59内。
参照图3，后壳59后部内表面61为光滑表面，其内径略大于第一内齿圈11大径部37的外径，当第一内齿圈11置于后壳59内时，第一内齿圈11大径部37的外表面与后壳59后部内表面61之间具有一定间隙，从而使得第一内齿圈11可相对后壳59转动。后壳59前部内表面沿周向设有一圈内花键63用来与设于第二内齿圈19前部外表面上的外花键45啮合，当两花键啮合时，第二内齿圈19相对后壳59不可旋转，但第二内齿圈19轴向可移动的置于后壳59内。在后壳59的中间部分沿周向分别设有三个收容槽65，在后壳59后部外表面上沿周向对称的设有两个径向向外突出的燕尾形卡块67，这两个燕尾形卡块67分别用来固持弹性凸耳69。
拨钮71用来控制所述齿轮减速机构9，使得三功能冲击钻1分别处于低速档和高速档。拨钮71包括拨片73和钢丝75。拨片73卡紧于后壳59的外部，拨片73上沿周向设有三个收容槽77，这三个收容槽77分别与设于后壳59上的三个收容槽65对应，拨片73中间部分径向向外突出的设有一拨动部79，拨动部79露于后壳59的外部，当需要进行速度转换时，操作者只需推动拨动部79即可。钢丝75为C形结构，其中C形的中间部向内弯曲成一凸出部81，C形的两端部对应的向内弯曲成两个折弯端部83，钢丝的中间凸出部81和两个折弯端部83分别穿过收容槽77和65，并置于第二内齿圈19后部外表面上的环形凹槽43内，从而使得当轴向推动拨片73上的拨动部79时，第二内齿圈19也会跟着轴向移动。第二内齿圈19可移动的被置于两个位置，在第一位置时，第二内齿圈19与第二行星轮21啮合，同时第二内齿圈19外表面的外花键45与后壳59前部内表面的内花键63啮合，此时第二行星齿轮组处于减速状态，三功能冲击钻1处于低速档。向后推动拨片73上的拨动部79，此时第二内圈19处于第二位置，第二内齿圈19与第二行星轮21啮合，同时与第一行星架17后部外表面上的外齿53啮合，此时第二内齿圈19外表面的外花键45与后壳59前部内表面的内花键63脱开，第二行星齿轮组处于只传递扭矩而不减速的状态，此时三功能冲击钻1处于高速档。
参照图4A至4B，三功能冲击钻1进一步包括一扭力调节机构85，该扭力调节机构85用来在螺丝批模式时设定不同的扭力大小。该扭力调节机构85包括第一档板87安装于电机3的前端部，第二档板89安装于第一内齿圈11的小径部35上，离合器机构91轴向不可移动的被夹持于第一档板87和第二档板89之间，一扭力调节环93轴向不可移动的被夹持于第一档板87和第二档板89之间，该扭力调节环93同时套设于后壳59的后部。
在本实用新型的第一个实施例中，第一内齿圈11小径部设置的凹槽39为一种弧形凹槽，每个弧形凹槽39包括两个侧面，该弧形凹槽39的侧面为一种弧形的导向倾斜面，在每两个弧形凹槽39之间形成一种弧形凸起95。所述离合器机构91包括螺旋弹簧97，当然螺旋弹簧97也可以由其他的弹性元件替换。在螺旋弹簧97靠近第一内齿圈11的一端连接有一个第一钢球99，该第一钢球99置于所述弧形凹槽39内，在螺旋弹簧97远离第一内齿圈11的一端设有一个第二钢球101，该第二钢球101与所述扭力调节环93连接并可沿所述扭力调节环93的内壁移动。所述离合器机构91一共两个，轴向对称的抵压住第一内齿圈11的小径部35。所述扭力调节环93的后部内表面上设有两个相同形状的凸轮面103，两个凸轮面103沿周向方向成180度相位差设置，凸轮面103径向向内凸出，且顺着一个方向，凸轮面103径向向内凸出的厚度逐渐增加。在扭力调节环93的前部内表面上设有若干凹槽105，凹槽105与固持于后壳59后部燕尾形卡块67上的凸耳69配合，从而使得当旋转扭力调节环93时会产生“咔嗒”的声音。
第一档板87为一种十字形挡板，在第一档板87上的一侧沿十字形的上下对称的设有两个第一收容槽107，每个第一收容槽里设有一个收容孔109，十字形挡板的中间处为一通孔111用于套设在电机3的前端部。第二挡板89为一种圆盘形挡板，第二档板89与第一档板87相对应的一侧设有两个第二收容槽113，在每个第二收容槽113靠近圆盘中心部位覆盖有一个拱形薄壁115，每个拱形薄壁115上穿设有一个销钉117，该销钉117与设于第一收容槽107里的收容孔109配合，圆盘的中心处为一通孔119用于套设在第一内齿圈11的小径部35上。
所述离合器机构91被夹持于第一收容槽107和第二收容槽113之间，第一钢球99、螺旋弹簧97和第二钢球101径向排布，其排布方向与第一内齿圈11的轴线基本垂直。第一钢球99抵压住弧形凹槽39，第二钢球101抵住凸轮面103，并可相对凸轮面103移动。旋转扭力调节环93，当朝着凸轮面103厚度增加的方向旋转时，第二钢球101会沿径向向内移动，从而压缩弹簧97，当朝着凸轮面103厚度减小的方向旋转时，第二钢球101会沿径向向外移动，从而弹簧97的压缩量得到一定的释放。
参照图5至6，第三行星架33的前端面轴向延伸的设有四个拨块121，该四个拨块121沿周向等间隔设置，第三行星架33的内表面上设有四个凸起123，每个凸起123都径向向内突出，这四个凸起123周向等间隔设置，每两个凸起123之间形成一定的间隙。三功能冲击钻1进一步包括一个主轴自锁机构和一个冲击机构依次安装于齿轮减速机构9的前端。所述主轴自锁机构包括一个转接盘125，该转接盘125的后部外表面等间隔设置有四个凸起127，每两个凸起127之间形成有一个凹槽129，这四个凸起127分别被收容于所述间隙中，凹槽129用来收容凸起123，其中凸起123的宽度较小于凹槽129的宽度，凸起127的宽度较小于上述间隙的宽度，从而使得当转接盘125安装于第三行星架33上时，转接盘125可相对第三行星架33旋转一小段距离。与凹槽129相对应在转接盘125的前部外表面上设有四个平面131，转接盘125的内表面设有内花键133，该内花键133与主轴7后端部的外花键8啮合。当转接盘125安装于第三行星架33上时，四个拨块121卡设于转接盘125前部外表面上，且每个拨块121位于两个平面131之间，四个滚柱135分别安装于拨块121之间，且位于所述平面131上，所述主轴自锁机构还包括一个固定盘137，固定盘137的外表面设有若干凸起139，固定盘137的内表面141为光滑表面。组装时，固定盘137套设于拨块121上，该固定盘137松配合于所述拨块121上，所述滚柱135位于固定盘的内表面141和所述平面131之间。
三功能冲击钻1的冲击机构包括静端齿143和动端齿145，其中静端齿143是由固定盘137承担，形成于固定盘137的前端面。动端齿145压紧配合于主轴7上，并可随主轴7一起轴向运动。端面轴承147松配合于动端齿145上。三功能冲击钻1还包括冲钻切换机构149，该冲钻切换机构149的作用是使得三功能冲击钻1在钻进模式和冲击模式之间进行转换。冲钻切换机构149包括三个套筒151，三个螺旋弹簧153，三个销钉155和一个冲钻切换环157。销钉155包括一个大头端158和一个小头端158a。
前壳57的后部内表面上沿周向设有若干狭槽159，该若干狭槽159用来收容第三内齿圈27的外表面上的外花键49，从而使得第三内齿圈27不可旋转的安装于前壳57内。在每个狭槽159的前端开设有一个较狭槽159稍浅一些的凹槽161，凹槽161用来收容固定盘137外表面上的凸起139，从而使得固定盘137被不可旋转的安装于前壳57内。在前壳57上靠近前半部分沿周向设有三个通孔，每个通孔都是由一个直径较小的孔163和一个直径较大的孔165构成，直径较小的孔163与前壳57内表面连通，直径较大的孔165与前壳5 7外表面连通，在直径较小的孔163和直径较大的孔165的连接处形成一个台阶面167。所述套筒151置于直径较小的孔163内，所述螺旋弹簧153置于直径较大的孔165内，螺旋弹簧153的一端抵住台阶面167，另一端抵住销钉155的大头端158，销钉155穿过整个通孔，销钉155的大头端158露出于前壳57的外表面。冲钻切换环157的内表面上设有三个凸轮面169，三个凸轮面169之间分别成120度角的相位差设置。每个凸轮面169都是径向向内突出，且朝一个方向厚度逐渐增加。冲钻切换环157套装于前壳57的外部，使得每个销钉155的大头端158抵住凸轮面169，当旋转冲钻切换环157，朝向凸轮面169增厚的方向旋转时，会使得螺旋弹簧153压缩，销钉155径向向内移动，当销钉155移动到一定距离时，销钉155的小头端158a会接触到端面轴承147的侧面，从而防止主轴7及动端齿145轴向向后移动。反之，当朝向凸轮面169厚度减小的方向旋转冲钻切换环157时，会使得螺旋弹簧153伸开，销钉155径向向外移动，当销钉155移动一定距离时，销钉155的小头端158a会离开端面轴承147的侧面，从而使得主轴7及动端齿145可轴向移动。
参照图7A到7B，为三功能冲击钻1被设于螺丝批模式时的状态图。此时，第一钢球99置于第一内齿圈11小径部35的弧形凹槽95内，第二钢球101顶住扭力调节环93内表面上的凸轮面103，由于螺旋弹簧97的抵压力，使得第一内齿圈11被不可旋转的相对机壳59固定，从而电机3的转动会通过齿轮减速机构9的传动而带动主轴7运转。当操作者拧紧螺丝时，到螺丝被拧紧的时候，如果再继续拧紧，会使得施加于主轴7上的负载增大，从而使得施加于第一内齿圈11上的用来使第一内齿圈11旋转的力超过螺旋弹簧97的抵压力，此时第一钢球99就会爬过第一内齿圈11小径部35上的凸起95，从而使得第一内齿圈11相对机壳59旋转，此时电机3转动就不会再带动主轴7旋转，主轴7停止转动，可以防止螺丝被过度拧紧而破坏工作表面。
通过旋转扭力调节环93，可以使得第二钢球101分别顶住凸轮面103的不同厚度处。当第二钢球101顶住凸轮面103厚度较小处时，螺旋弹簧97的压缩量相对较小，施加于主轴7上的负载值相对较小时就会克服螺旋弹簧97的压力使得第一钢球99爬过凸起95，而导致离合器机构91脱扣，从而使得电机3的转动不再带动主轴7旋转，可以防止螺丝被过度拧紧。当第二钢球101顶住凸轮面103较厚处时，螺旋弹簧97的压缩量相对较大，施加于主轴7上的负载要达到一个相对较大值时才会克服螺旋弹簧97的压力使得第一钢球99爬过凸起95，而导致离合器机构91脱扣，从而使得电机3的转动不再带动主轴7旋转，可以防止螺丝被过度拧紧。
参照图7C，在螺丝批模式时，销钉155的大头端158抵住冲钻切换环157凸轮面169较厚的地方，此时螺旋弹簧153压缩量最大，销钉155的小头端158a与端面轴承147的侧面接触，从而防止主轴7及动端齿145轴向向后移动，故动端齿145和静端齿143就不会接触而产生冲击，此时只是单纯的螺丝批模式。
参照图8A到8B，旋转扭力调节环93，使得三功能冲击钻1由螺丝批模式转换至钻进模式，此时第二钢球101顶住凸轮面103厚度最厚处，螺旋弹簧97的压缩量达到最大，即便施加于主轴7上的负载达到一个很大值，也不会克服螺旋弹簧97的压力而使得第一钢球99爬过凸起95，第一内齿圈11始终被不可旋转的相对机壳59固定，从而电机3的转动会通过齿轮减速机构9的传动而带动主轴7运转。与在螺丝批模式时相同，销钉155的大头端158抵住冲钻切换环157凸轮面169较厚的地方，此时螺旋弹簧153压缩量最大，销钉155的小头端与端面轴承147的侧面接触，从而防止主轴7及动端齿145轴向向后移动，故动端齿145和静端齿143就不会接触而产生冲击。
参照图9A到9B，旋转冲钻切换环157，使得三功能冲击钻1由钻进模式转换至冲击模式，与钻进模式时相同，第二钢球101顶住凸轮面103厚度最厚处，螺旋弹簧97的压缩量达到最大。与钻进模式所不同的是，冲钻切换环157被旋转到使得销钉155的大头端158抵住冲钻切换环157凸轮面169厚度较小的地方，此时弹簧153压缩被释放，销钉155径向向外移动，销钉155的小头端158a不再与端面轴承147的侧面接触，从而使得主轴7及动端齿145可以轴向移动，工作过程中，动端齿145和静端齿143配合可以产生冲击。
参照图10，为本实用新型的第二个实施例，与第一个实施例基本相同，所不同的是设于第一内齿圈小径部的凹槽不是弧形凹槽，而是两侧为斜面的截面类似等腰梯形的凹槽39’，同时第一实施例中的钢球也是由端面为截头圆锥体的钢柱99’代替，凹槽39’侧面的倾斜角度α与钢柱99’端面倾斜角度β大致相同。
Claims (8)
1.一种冲击钻，包括：机壳，主轴，安装于所述机壳内相对机壳不可旋转的静端齿，固定连接于所述主轴上并可随所述主轴一起运动的动端齿，用于使得所述动端齿和静端齿可选择啮合的功能切换机构，其特征在于：所述功能切换机构包括约束元件，该约束元件径向可移动的与所述动端齿配合以防止该动端齿轴向移动。
2.根据权利要求1所述的冲击钻，其特征在于：所述功能切换机构还包括调节元件，所述调节元件用来控制所述约束元件的径向运动。
3.根据权利要求2所述的冲击钻，其特征在于：所述动端齿的外部松配合的安装有一个端面轴承，所述约束元件可选择的与该端面轴承的一个端面配合，且沿轴向方向抵住该端面轴承。
4.根据权利要求3所述的冲击钻，其特征在于：所述约束元件包括弹性元件和抵靠元件分别径向排布，所述抵靠元件的一端与调节元件配合，另一端可选择的抵靠所述端面轴承，所述弹性元件径向抵压所述抵靠元件。
5.根据权利要求4所述的冲击钻，其特征在于：所述弹性元件为三个螺旋弹簧，所述抵靠元件为三个大头销钉，所述壳体上设置有三个通孔用来收容所述螺旋弹簧和大头销钉。
6.根据权利要求5所述的冲击钻，其特征在于：所述通孔包括直径较大的孔和直径较小的孔，在该直径较大的孔和直径较小的孔之间形成一台阶面，所述大头销钉穿过整个通孔，所述螺旋弹簧位于直径较大的孔内，该螺旋弹簧的一端抵住台阶面，另一端抵住大头销钉的大头端。
7.根据权利要求4所述的冲击钻，其特征在于：所述调节元件为冲钻切换环，该冲钻切换环的内表面上设置有径向向内突出的凸轮面，该凸轮面沿周向朝一个方向厚度逐渐增加。
8.根据权利要求7所述的冲击钻，其特征在于：所述凸轮面设置有三个，这三个凸轮面之间沿周向成120度角的相位差设置。
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| CN 200720045056 CN201102234Y (zh) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | 冲击钻 |
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Cited By (2)
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2007
- 2007-11-07 CN CN 200720045056 patent/CN201102234Y/zh not_active Expired - Fee Related
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