CN101204803A - 一种电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动工具。所述的电动工具包括：马达，收容马达的马达壳体，与马达壳体相连接的齿轮箱以及工作头组件，齿轮箱上设置有轴线互成角度的两个开口，在开口内设置有被马达所驱动的传动组件，工作头组件可选择地插入到其中一个开口中并与齿轮箱内的传动组件相啮合；并且齿轮箱可以实现360度旋转。与现有技术相比，本发明提供了一种工作头在不同工作状态之间方便转换的电动工具，并提供了一种工作头可以在多个角度下工作，尤其可以在狭窄区域工作的电动工具，而且本发明的结构紧凑，整体尺寸小，加工成本低。

Description

一种电动工具

技术领域

本发明涉及一种工作头可以在多个角度下工作的电动工具，特别为一种可以在狭窄区域工作的电动工具。

背景技术

目前电动工具的使用已经是非常普遍了，但是每次使用的时候都需要带几把以上的电动工具来完成不同的工作，举例说：完成一个柜子的组装时就需要先用枪钻来钻孔，然后再用螺丝批拧紧螺丝，特别在一些狭窄的地方没有可以把持枪钻手柄的空间时，则还需要使用角钻来钻孔。日本专利申请JP11320224公开了一种角钻的结构，与普通枪钻的区别就是钻夹头轴线与马达轴线垂直，这样就能在狭窄区域内工作。为了解决工作时携带工具过多，并且更换工具太浪费时间的问题，就需要一种多功能的电动工具，其工作头可以在多个角度下，尤其可以在狭窄区域内工作。

美国专利US5533581揭示了一种枪钻和角钻可以相互转换的结构，其特点是头部的齿轮箱和本体之间有滚珠，致使枪钻的齿轮箱与本体之间就可以产生相对旋转，并且枪钻的齿轮箱的旋转轴线与本体之间成45度设置，这样，在枪钻的齿轮箱旋转90度后就由原来的枪钻转变成角钻了，而其齿轮箱内的机构主要是靠一级锥齿轮来实现，其缺点是：因零件不为同轴，故加工精度要求高，加工困难；并且因为齿轮箱内部的减速锥齿轮为斜线放置，故电动工具尺寸会较大，加工成本高，不易投入批量生产。虽然这个专利中的电钻也采用了齿轮箱，但是由于其只有单开口和单轴，所以需要电动工具转换状态时，必须旋转齿轮箱，这样导致的结果是齿轮箱与电动工具连接的结构复杂，操作也不方便。

美国专利申请US2006147283也揭示了一种头部可以旋转的枪钻，但是此枪钻的工作头轴线始终与马达轴线同轴，所以不能实现角钻的功能，也就不能在狭窄区域内工作。并且安放在电动工具的本体上的另一个工作头，在该电动工具工作的时候是不会与马达之间有任何连接，也就是说该工作头与马达之间是没有任何传动组件的，所以这就相当于是电动工具的一个附件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工作头可以在多个角度下工作，尤其可以在狭窄区域工作的电动工具；本发明的另一个目的是提供一种加工简单方便，结构紧凑，整体尺寸小的电动工具。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种电动工具，包括：马达，收容马达的马达壳体，与马达壳体相连接的齿轮箱，以及工作头组件，所述的齿轮箱上设置有轴线互成角度的第一开口和第二开口，在开口内设置有被马达所驱动的传动组件，工作头组件可选择地插入到其中一个开口中，并与齿轮箱内的传动组件相啮合。

上述的电动工具的马达壳体与齿轮箱之间还设有锁紧组件，锁紧组件使齿轮箱相对于马达轴线可转动地与马达壳体连接。其中，锁紧组件通过螺钉与马达外壳固定；锁紧组件包括锁紧套，锁紧套的前端设有凹孔，凹孔内放置有滚珠和弹簧，弹簧一端抵靠在锁紧套的内壁上，另一端抵靠在滚珠上；齿轮箱的外壳的后端面在圆周方向上排列设置有半圆孔，可以部分收容滚珠，这样锁紧组件与齿轮箱之间就可以相对转动。

上述的齿轮箱上的第一开口的中心轴线与马达的马达轴线平行，齿轮箱上的第二开口的中心轴线与马达的马达轴线垂直。齿轮箱内的传动组件包括被马达所驱动的后轴及与后轴相连的齿轮组件，所述的齿轮组件包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，其中，第一锥齿轮的中心轴线与第一开口的中心轴线重合，第二锥齿轮的中心轴线与第二开口的中心轴线重合。

在优选实施例中，所述的工作头组件包括前轴及与前轴相连的工作头。

当前轴插入到其中任一个开口后，前轴与后轴通过齿轮箱内的传动组件相啮合。进一步地，当前轴插入第一开口时，前轴和后轴之间是由前轴的外花键与后轴的内花键之间的配合传动；当前轴插入到第二开口中，前轴与第二锥齿轮相配接啮合。

在另一实施例中，所述的齿轮组件包括第三锥齿轮及分别与第三锥齿轮啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮。

或者，上述的电动工具中，在齿轮箱内部设置有限位套，限位套的内孔中设置有内花键，在其外侧还设置有缺口，并且在缺口内也套有卡簧；前轴可以被限位套所固接。

进一步地，在另一实施例中，所述的工作头组件可以为一单个的工作头，所述的传动组件包括被马达所驱动的后轴，与后轴相连的齿轮组件以及工作头夹紧件。

所述的工作头夹紧件设于第一开口中并与后轴固定连接，所述的工作头可以插入到工作头夹紧件内并与之配接。另一个工作头夹紧件处于第二开口内配接于第二锥齿轮，所述的后轴配接于第一锥齿轮上，所述的工作头可以插入到其中任何一个工作头夹紧件内并与之配接。

更进一步地，上述的电动工具中，前轴和工作头之间可以为螺纹固定连接，前轴上设有旋紧螺纹用的夹持部；工作头可以是钻夹头，用来夹紧钻头，也可以是螺丝批头，磨头，砂轮片，砂轮棒，锯片等。上述的齿轮箱内还固定有密封圈，用于防止润滑油外泄。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供了一种工作头在不同工作状态之间方便转换的电动工具，并提供了一种工作头可以在多个角度下工作，尤其可以在狭窄区域工作的电动工具，而且本发明的结构紧凑，整体尺寸小，加工成本低。

附图说明

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

图1是本发明的第一实施例的第一状态的立体图。

图2是本发明的第一实施例的第一状态的局部剖视图。

图2a，2b，2c是图2的局部放大图。

图3是本发明的第一实施例的第二状态的立体图。

图4是本发明的第一实施例的第二状态的局部剖视图。

图5是本发明的第一实施例的局部爆炸图。

图6是本发明的第一实施例的齿轮箱的爆炸图。

图7是本发明的第二实施例的示意图。

图8是本发明的第三实施例的示意图。

图9是本发明的第四实施例的示意图。

图10a，10b，10c，10d是本发明的工作头组件的各个实施例的示意图。

其中，

1马达壳体    10电动工具   2马达

20马达轴线   21马达轴     22马达风扇

24弹簧        3后轴            31内花键

32缺口        33外花键         34凹圈

35细轴部      4工作头组件      41工作头

42前轴        421螺纹          422夹持部

423中间轴部   424外花键        425凹槽

5冲击齿轮     6齿轮箱          60外壳

61第一开口    611中心轴线      62第二开口

621中心轴线   63螺钉孔         64螺钉

65半圆孔      7锁紧组件        70锁紧套

71凹孔        72滚珠           73弹簧

74紧固螺钉    81第一锥齿轮     811中心轴线

813内花键     82第二锥齿轮     821中心轴线

823内花键     825中轴          827缺口

83卡簧        831凹部          84密封圈

85卡圈        86挡圈           87轴承

88第三锥齿轮  89工作头夹紧件   9限位套

91内花键      92缺口           101上盖

102箱盖

具体实施方式

本发明涉及一种工作头可以在多个角度下工作的电动工具。图1至图6揭示了本发明的第一实施例。

如图1和图2所示，与现有技术一致，电动工具10包括有马达壳体1和工作头组件4，收容在马达壳体1内的马达2具有马达轴线20，马达2驱动马达轴21，马达轴21上固定有冷却用的马达风扇22。马达轴21的前端为齿轮状，与冲击齿轮5相啮合，两者配合传动。冲击齿轮5是固定在后轴3上，可以与后轴3一起转动，并且冲击齿轮5是固定在后轴3的细轴部35(图5中显示)上，与冲击齿轮5抵接的是后轴3的一个台阶部，这样保证冲击齿轮5和后轴3可以一起轴向运动。另外，工作头组件4也是跟现有技术一样，是由工作头41和前轴42固定组成。本优选实施例中工作头41为一钻夹头。

如图1至图4所示，电动工具10还包括有与马达壳体1连接在一起的齿轮箱6，以及起到连接作用的锁紧组件7。工作头组件4可以有选择地部分插入到齿轮箱6中

如图5中所示，齿轮箱6上设置有第一开口61和第二开口62，两者的中轴线611，621互相垂直。其中，与工作头41固定的前轴42可以插入到任意一个开口61，62中。齿轮箱6的第一开口61的中心轴线611与马达轴线20(图2中显示)平行，当前轴42插入到第一开口61时，电动工具处于第一状态；齿轮箱6的第二开口62的中心轴线621与马达轴线20(图2中显示)垂直，当前轴42插入到第二开口62时，电动工具处于第二状态。

图5中还揭示了前轴42和后轴3的具体结构。前轴42的前端设置有螺纹421和夹持部422，与现有技术一致的是前轴42是通过螺纹421与工作头41紧固在一起的。夹持部422是在圆轴上设置的两个相对称的平面，其作用是为了与扳手的卡紧面相配合拧紧螺纹421之用。前轴42还包括有一个中间轴部423，在中间轴部423的尾部设置有外花键424和一个凹槽425。后轴3在其前端设置有内花键31，与前轴42的外花键424可以配合传动。后轴3在其部分外周上设置有外花键33，在外花键33的前端有缺口32，后端有凹圈34，并且在后轴3的尾部为一细轴部35，用于固定冲击齿轮5。

如图2及2b中所示，在第一状态下，也就是当前轴42插入到第一开口61时，前轴42的外花键424就插入到后轴3的内花键31中，花键之间配合传动使前轴42和后轴3一起旋转，旋转状态就传递给工作头41，也就是钻夹头，这样就达到了普通的枪钻功能。

图6中揭示了齿轮箱6的具体结构。齿轮箱6包括有两个外壳60，外壳上设置有四个螺钉孔63，螺钉64穿过螺钉孔63把两个外壳60装配在一起。第一开口61和第二开口62是由齿轮箱的两个外壳60装配在一起后形成的。

齿轮箱6内设置有相互啮合的第一锥齿轮81和第二锥齿轮82，其中，第一锥齿轮81的中心轴线811与第一开口61的中心轴线611重合，第二锥齿轮82的中心轴线821与第二开口62的中心轴线621重合。第一锥齿轮81的内孔中设置有内花键813，始终套接在后轴3的外周上与后轴3的外花键33配合传动。第二锥齿轮82上设置有一个中轴825，其内孔中设置有与后轴3的内花键31相同的内花键823，也可供前轴42的外花键424插入配合传动。

如图3和图4所示，当前轴42插入到第二开口62时，前轴42的外花键424就插入到第二锥齿轮82的内花键823中。此时前轴42和后轴3的传动过程包括，后轴3的旋转通过外花键33和第一锥齿轮81的内花键813带动第一锥齿轮81的转动，与第一锥齿轮81相啮合的第二锥齿轮82就能通过内花键823和前轴42的外花键424配合带动前轴42开始旋转。旋转状态传递给钻夹头41，因为此时工作头组件4的中心轴线已与马达轴线20垂直，所以就达到了普通的角钻功能，就能在狭窄区域内钻孔。

为了使前轴42在工作中不发生与后轴3脱落的情况，现采取以下优选实施例。如图6中所示，在齿轮箱6内还包括有卡簧83，卡簧83为一波浪形状的、具有弹性的金属丝，并且在波谷位置为三个凹部831。如图2及其局部放大图2b中所示，后轴3的缺口32内套有卡簧83，卡簧83的凹部831可以穿过缺口32，即凹部831的顶点之间的距离小于后轴3的内径。当前轴42插入到第一开口61时，凹部831就会收容在前轴42的凹槽425中，这样可以使前轴42和后轴3之间的轴向位移相对固定。

同样的，如图4中所示，第二锥齿轮82在中轴825的尾部有缺口827，与后轴3的缺口32相同，在缺口827内也套有卡簧83，当前轴42插入到第二开口62时，卡簧83的凹部831可以穿过缺口827再收容在前轴42的凹槽425中，通过卡簧83的作用可以使前轴42和第二锥齿轮82之间的轴向位移相对固定。当然不局限于这一个固定前轴的方法，简单的卡扣结构都在本发明的保护范围之内。

如图5中所示，锁紧组件7为一圆环型金属套，锁紧组件7通过紧固螺钉74与马达外壳1固定。锁紧组件7包括锁紧套70，锁紧套70的前端设有三个凹孔71，凹孔71内放置有滚珠72，图2a为锁紧套70的局部剖视图，凹孔71内还放置有弹簧73，弹簧73一端抵靠在锁紧套70的内壁上，另一端抵靠在滚珠72上，在初始状态时，弹簧73处于受压缩状态，始终有把滚珠72往外顶出的趋势。

如图6中所示的齿轮箱6的外壳60的后端面圆周方向上排列设置有若干个半圆孔65，可以部分收容滚珠72。当滚珠72的一部分收容在半圆孔65里面，而另一部分还收容在凹孔71中的时候，齿轮箱6与锁紧组件7就固定在一起。由于后轴3与齿轮箱6是可以相对旋转的，所以当前轴42插入到第二开口62后，可以旋转齿轮箱6，使工作头组件4在垂直于马达轴线20的平面上作360度旋转。当旋转齿轮箱6时，滚珠72会从半圆孔65中脱出，齿轮箱6的后表面对滚珠72起到一个压缩作用，使弹簧收缩。而当齿轮箱6旋转到一个需要的角度的时候，滚珠72会在弹簧73的作用下向半圆孔65内弹入，并且部分收容在半圆孔65内，部分收容在锁紧套70的凹孔71中，这样，齿轮箱6与锁紧组件7则又固定在一起了。所以，设置锁紧组件7的作用就是可以使电动工具10在处于第二状态，即本实施例的角钻状态下，其工作头组件4可以随齿轮箱6的转动而转动，这样，角钻的钻头就能在360度范围内的任意角度固定后工作。

进一步地，如图2和图6中所示，在齿轮箱6内还包括有两个密封圈84，分别套接在后轴3和第二锥齿轮82的外周上，用于维持放置在锥齿轮81，82上的润滑油。如图6和图2、2c中所示，有一卡圈85收容于后轴3的凹圈34中，并且有一挡圈86抵接在卡圈85的一侧。有一个弹簧24一端抵靠在挡圈86上，另一端抵靠在冲击齿轮5上。与现有技术一样，在弹簧24的作用下、冲击齿轮5可以带动后轴3产生一定频率的冲击，从而带动工作头组件4在旋转的过程中也会产生一定频率的冲击。

图7中揭示了本发明的第二实施例。与第一实施例不同的是齿轮箱6中还设置有第三锥齿轮88，可以与第一锥齿轮81和第二锥齿轮82同时啮合。这样，由于有了第三锥齿轮88的过渡作用，第一锥齿轮81和第二锥齿轮82可以同时同方向转动。例如当第一锥齿轮81顺时针方向转动的时候，第二锥齿轮82也顺时针方向转动。图7中目前本发明处于第一状态，当把工作头41和前轴42拔出，再沿虚线处插入时，则本发明就可以转变成第二状态。这时候的工作头41和前轴42的转动方向与处于第一状态下的工作头41和前轴42的转动方向是一致的。

为了达到工作头41在两个状态下的转动方向的一致性，本发明还揭示了第三实施例。如图8中所示，在齿轮箱6内还设置有限位套9，其内孔中设置有与第二锥齿轮82的内花键823形状一致的内花键91；而在限位套9的另一端的外侧还设置有缺口92，其形状和作用也与后轴3的缺口32一样内部设置有卡簧83(图2和图2b中所示)，当然与设置在前轴3上的卡簧83的作用也一样，可以在前轴42插入时起到固定前轴42轴向位移的作用。本实施例中的第二锥齿轮82的形状适当的作了改进，在中轴825外侧有一凹槽，内部放置有一轴承87。在齿轮箱6的外壳60上还用螺钉固定有上盖101和箱盖102，两者的作用都是为了固定轴承87，也起到一部分的美观作用。与图7中的第二实施例一样，图8中本发明也处于第一状态，当把工作头41和前轴42拔出，再沿虚线处插入时，本发明就可以转变成第二状态，这时的工作头41的转动方向和第一状态下工作头41的转动方向是一致的。其原理是：虽然锥齿轮81和82的转动方向相反，但是第二状态时工作头41和前轴42的插入方向与第一实施例的插入方向相反，这样工作头41在两个状态下的转动方向就是一致的。本实施例中工作头41为钻夹头，在实际操作中，第一状态下钻头顺时针转动可以用来转孔；而当转换成第二状态时，钻头也是顺时针转动，同样也是为转孔用，这样该此时电动工具就具备了普通的角钻的功能了。

图9中揭示了本发明的第四实施例。由锁紧组件7连接到马达壳体1上的齿轮箱6同样包括有第一开口61和第二开口62，其壳体内部包括有一个被马达2驱动的后轴3。在第一开口61内设置有一工作头夹紧件89，在本实施例的优选方案中，工作头夹紧件89为一螺丝批套，并与后轴3制成一体，当然若是工艺的安排，两者也可以分开制造，在装配的时候两者再固定配接。所述的螺丝批套的前端少许地裸露在齿轮箱的壳体外。在本实施例中，所述的工作头41的一螺丝批头，其尾部为普通的六角形；而螺丝批套的前端设置有内六角，则两者可以插拔式配合连接。当螺丝批头41插入到螺丝批套中后就形成了该电动工具的第一状态，即成为了普通的螺丝批了。

本实施例中，齿轮箱6内还设置有相互啮合的第一锥齿轮81和第二锥齿轮82，与前三个实施例一样，第一锥齿轮81的中心轴线811与第一开口61的中心轴线611重合，第二锥齿轮82的中心轴线821与第二开口62的中心轴线621重合。其中，后轴3是由一花键与第一锥齿轮81配接的；同时，有一工作头夹紧件89位于第二开口62内插入到第二锥齿轮82中，两者也是由花键823配接。同位于第一开口61内的工作头夹紧件89一样也是一个螺丝批套，其前端也设置有内六角形状，并少许地裸露在齿轮箱的壳体外当螺丝批头41沿图中虚线处插入时，即插入到第二开口62内的工作头夹紧件89中，该电动工具就处于第二状态了。马达2驱动后轴3转动，带动两个锥齿轮转动，使螺丝批套带动螺丝批头41也一同转动，从而使螺丝批头41开始工作。此时的电动工具就可以在一些狭窄的区域拧螺丝用了。

在这个实施例中，两个工作头夹紧件89都是稍微伸出齿轮箱6外的，这样做的原因是为了装拆工作头41的方便；或者，为了美观等其他原因，工作头夹紧件89也可以完全设置在齿轮箱6的内部。

在第一至第三实施例中，即如图1至图8中所示的工作头41是钻夹头，专门用来夹紧钻头，来达到枪钻或角钻的功能；第四实施例中的工作头41是螺丝批头；同样的，工作头41还可以采取其他形式，譬如是图10a中的磨头，图10c中的砂轮棒等，与前轴42的螺纹421配合固定；或者，工作头41可以是图10b中的砂轮片，图10d中的锯片等，采用螺栓、螺钉等方式与前轴42固定。当然，也并不局限于提到的上述功能。这样，同一把电动工具只需要更换工作头就能具有不同的功能，而且在狭窄区域内都能实现钻、锯、磨等一系列动作。

除上述优选实施方案之外，本发明尚有多种具体的实施方式。譬如：在马达壳体1或齿轮箱6内采用多级齿轮传动，而使结构复杂化；或者齿轮箱的锁紧机构采用螺纹或者销钉穿孔之类，而使齿轮箱也能达到旋转的功能，由于结构复杂则不多加描述；或者在齿轮箱所有在工作中未使用的开口上安装一个保护盖，起到保护齿轮箱和美观的作用。凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种电动工具(10)，包括：马达(2)，收容马达的马达壳体(1)，与马达壳体(1)相连接的齿轮箱(6)，以及工作头组件(4)，其特征在于：齿轮箱(6)上设置有轴线互成角度的第一开口(61)和第二开口(62)，在开口内设置有被马达(2)所驱动的传动组件，工作头组件(4)可选择地插入到其中一个开口中，并与齿轮箱(6)内的传动组件相啮合。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：马达壳体(1)与齿轮箱(6)之间设有锁紧组件(7)，锁紧组件(7)使齿轮箱(6)相对于马达轴线(20)可转动地与马达壳体(1)连接。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：锁紧组件(7)包括锁紧套(70)，锁紧套(70)的前端设有凹孔(71)，凹孔(71)内放置有滚珠(72)和弹簧(73)，弹簧(73)一端抵靠在锁紧套(70)的内壁上，另一端抵靠在滚珠(72)上，齿轮箱(6)的外壳(60)的后端面在圆周方向上排列设置有半圆孔(65)，每个半圆孔(65)都可以部分收容凹孔(71)内的滚珠(72)。

4.根据权利要求1至3中所述的任意一种电动工具，其特征在于：所述的传动组件包括被马达(2)所驱动的后轴(3)及与后轴相连的齿轮组件，所述的工作头组件(4)包括前轴(42)及与前轴相连的工作头(41)。

5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于：齿轮箱(6)上的第一开口(61)的中心轴线(611)与马达(2)的马达轴线(20)平行。

6.根据权利要求5所述的电动工具，其特征在于：前轴(42)上设有外花键(424)，后轴(3)上设有内花键(31)，当前轴(42)插入到第一开口(61)中，前轴(42)的外花键(424)与后轴(3)的内花键(31)配合传动。

7.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于：齿轮箱(6)上的第二开口(62)的中心轴线(621)与马达(2)的马达轴线(20)垂直。

8.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于：所述的齿轮组件包括相互啮合的第一锥齿轮(81)和第二锥齿轮(82)，其中，第一锥齿轮(81)的中心轴线(811)与第一开口(61)的中心轴线(611)重合，第二锥齿轮(82)的中心轴线(821)与第二开口(62)的中心轴线(621)重合。

9.根据权利要求8所述的电动工具，其特征在于：当前轴(42)插入到第二开口(62)中，前轴(42)与第二锥齿轮(82)相配接啮合。

10.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于：所述的齿轮组件包括第三锥齿轮(88)及分别与第三锥齿轮(88)啮合的第一锥齿轮(81)和第二锥齿轮(82)。

11.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于：前轴(42)和工作头(41)之间为螺纹(421)固定连接，前轴(42)上还设有旋紧螺纹用的夹持部(422)。

12.根据权利要求1至3中所述的任意一种电动工具，其特征在于：所述的工作头组件(4)为一单个的工作头(41)，所述的传动组件包括被马达(2)所驱动的后轴(3)，与后轴相连的齿轮组件以及工作头夹紧件(89)。

13.根据权利要求12所述的电动工具，其特征在于：齿轮箱(6)上的第一开口(61)的中心轴线(611)与马达(2)的马达轴线(20)平行，第二开口(62)的中心轴线(621)与马达(2)的马达轴线(20)垂直，所述的工作头夹紧件(89)设于第一开口(61)中并与后轴(3)固定连接，所述的工作头(41)可以插入到工作头夹紧件(89)内并与之配接。

14.根据权利要求13所述的电动工具，其特征在于：所述的齿轮组件包括相互啮合的第一锥齿轮(81)和第二锥齿轮(82)，有一工作头夹紧件(89)处于第二开口(62)内配接于第二锥齿轮(82)，所述的后轴(3)配接于第一锥齿轮(81)上，所述的工作头(41)可以插入到工作头夹紧件(89)内并与之配接。

Images