CN102307707A - 电动工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能平稳地缓冲起动冲击的电动工具。在电动盘式打磨机中，在扭矩传递系统的从动齿轮(26)和主轴(30)之间插装有能向扩径方向产生弹性变形的C形弹性部件(44)。弹性部件(44)在其转动方向上，分别与从动齿轮(26)的驱动凸部(48)和主轴(30)的连接套筒(42)的从动凸部(50)卡合。将从动齿轮(26)的转动动力传递给主轴(30)时，受从动侧的载荷作用，弹性部件(44)向扩径方向产生弹性变形以缓冲起动冲击。从动凸部(50)的抵接面(50a)形成在使与该抵接面(50a)抵接的弹性部件(44)的端部沿径向方向外侧滑动的斜面上。因此，弹性部件(44)易于向扩径方向产生弹性变形。

Description

电动工具
技术领域
本发明涉及一种电动盘式打磨机、电动螺丝旋紧机、电钻等电动工具，详细地讲，本发明涉及一种将电机产生的扭矩传递给顶端工具的扭矩传递技术。
背景技术
在现有技术的电动工具中，电机产生的扭矩是经齿轮机构传递给作为从动部件的顶端工具。对于这样的电动工具，当起动电机时，会产生被称为起动冲击的冲击现象。对此，为消除起动冲击现象，采用一种如下结构：在电动工具中，在扭矩传递系统的两个转动部件之间插装有能向径向方向产生弹性变形的C形扭矩传递部件(例如参照专利文献1)。在由该扭矩传递部件将其中之一的转动部件的转动动力传递给另一个转动部件时，受从动侧的载荷作用而朝向径向方向外侧、即所谓的扩径方向产生弹性变形，以此对起动冲击作用进行缓冲，进而提高电动工具的耐久性和使用手感。
【专利文献1】日本发明专利公开公报特开2002-264031号
但对于上述现有技术中的电动工具，扭矩传递部件的端部与用来与所述端部抵接的转动部件的抵接面之间的抵接状态为面接触状态。因此存在以下技术问题：扭矩传递部件难以向扩径方向产生弹性变形，因而难以平稳地对起动冲击进行缓冲。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动工具，其能够平稳地对起动冲击进行缓冲。
上述技术问题可由具有权利要求书中记载的结构的电动工具来得到解决。
即，对于本发明的技术方案1所述的电动工具，在起动电机时，C形扭矩传递部件在两个转动部件之间产生弹性变形，以此来对起动冲击作用进行缓冲，进而提高电动工具的耐久性和使用手感。而且当扭矩传递部件的端部与转动部件的抵接面抵接时，因抵接面为斜面，所以扭矩传递部件的端部在抵接面上向径向方向滑动，因此扭矩传递部件易于产生弹性变形。因而能平稳地对起动冲击进行缓冲。
另外，采用本发明技术方案2所述的电动工具时，在空载状态下，上述扭矩传递部件的产生弹性变形方向一侧的周面，与面对该周面的上述转动部件的周面之间在径向方向上的间隙，设定为是转动部件周面直径的1～5％。因此，在不影响扭矩传递部件对起动冲击作用所起到的缓冲效果的情况下，能防止因产生过大的弹性变形而降低扭矩传递部件的耐久性的情况出现。
另外，当采用本发明技术方案3所述的电动工具时，与扭矩传递部件的产生弹性变形方向一侧的周面相反的一侧的周面，与面对所述周面的转动部件的周面之间设置有引导部件，所述引导部件能使扭矩传递部件的位置变得稳定。另外，因引导部件由摩擦系数较低的合成树脂材料制成，所以扭矩传递部件与引导部件滑动接触时可提高滑动效果。
附图说明
图1是表示对本发明一个实施例中的电动盘式打磨机进行局部剖而得的侧视图。
图2是表示动力传递装置的俯视图。
图3是表示沿图2中的剖切线Ⅲ-Ⅲ剖切而得的向视剖面图。
图4是表示沿图3中的剖切线Ⅳ-Ⅳ剖切而得的向视剖面图。
图5是表示对缓冲机构的构成零件进行局部剖而得的分解剖面图。
图6是表示对引导套筒进行局部剖而得的俯视图。
图7是表示连接套筒的仰视图。
图8是表示缓冲机构在空载状态下的俯视剖面图。
图9是表示缓冲机构在超载状态下的俯视剖面图。
图10是用来说明连接套筒的抵接面对弹性部件的输出端的作用的图。
图11是表示弹性部件的输出端的俯视图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。
【实施例】
下面来说明本发明的一个实施例。在本实施例中，作为电动工具，例示一种便携式电动盘式打磨机，其具有能够转动的作为从动部件的顶端工具。对金属、混凝土、石材等被加工材进行磨削作业或者研磨作业时使用该便携式电动盘式打磨机。另外，为便于说明，在说明过电动盘式打磨机的概要之后，再来说明作为其主要部位的缓冲机构。图1是表示对电动盘式打磨机进行局部剖而得的侧视图。如图1所示，电动盘式打磨机10的机身12具有：电机壳体13，其为上述机身12的主要部分；齿轮箱14，其设置在电机壳体13的前端部(图1中的左端部)。电机16收装于电机壳体13内。另外，在电机壳体13的下侧设置有开关操作杆17。向上推动开关操作杆17时起动电机16，松开该开关操作杆17时既可使电机16停止，该开关操作杆17还会在复位弹簧(未图示)的作用下返回初始位置。另外，电机16具有向前(图1中的左侧)突出的输出轴16a。还有，电机16的输出轴16a的转动方向被设定为只朝向一个方向转动。
上述齿轮箱14与电机壳体13的前部开口部连通并且形成有向下敞口的收装空间。齿轮箱14上安装有用来封堵下部开口的动力传递装置20。由该动力传递装置20将上述电机16产生的扭矩传递给作为顶端工具的砂轮22。在电机16和动力传递装置20之间设有齿轮机构，齿轮机构由以下几个齿轮构成：驱动侧螺旋锥齿轮(以下称为“驱动齿轮”)25，其安装在电机16的输出轴16a上；从动侧螺旋锥齿轮(以下称为“从动齿轮”)26，其与驱动齿轮25啮合。另外，图2是表示动力传递装置的俯视图，图3是表示沿图2中的剖切线Ⅲ-Ⅲ剖切而得的向视剖面图，图4是表示沿图3中的剖切线Ⅳ-Ⅳ剖切而得的向视剖面图。还有，当驱动齿轮25转动时，从动齿轮26的转动方向为俯视时的右转方向(图2中的箭头Y方向)。
如图3所示，上述动力传递装置20具有上述从动齿轮26、轴承室28、主轴30等。轴承室28例如由金属制成(由铝合金制成)并且形成立式圆筒形状。另外，主轴30由金属制成(由铁制成)并通过轴承32以能转动的方式支承在轴承室28内。还有，在轴承室28内安装有用来夹持轴承32的环形上侧端板33和下侧端板34。在从上侧端板33的中空孔向上突出的主轴30的突出轴部上设置有能够转动的上述从动齿轮26。从动齿轮26由作为其主要部分的齿轮主体36以及与所述齿轮主体36形成一体的连接件37构成。齿轮主体36例如由金属制成(由铁制成)并且形成环形形状，在其上表面一侧上形成有螺旋锥齿轮轮齿36a。另外，连接件37例如由金属制成(由铁制成)且形成带台阶的圆筒形状，其上半部为大径筒部37a，下半部为小径筒部37b。大径筒部37a从齿轮主体36的下方压入它的中空孔内时，齿轮主体36与连接件37形成一体。还有，小径筒部37b支承在主轴30上且可以转动。另外，小径筒部37b嵌入上侧端板33的中空孔内且两者之间具有间隙，该小径筒部37b以能在轴承32的内圈的上端面上滑动的方式与该上端面抵接。还有，在从动齿轮26(详细地讲为连接件37)和主轴30之间设置有能传递扭矩并且能对起动冲击作用进行缓冲的缓冲机构40(后述)。
如图1所示，通过使轴承室28从齿轮箱14的下方与之连接而使上述动力传递装置20组装在所述齿轮箱14上。此时，从动齿轮26(详细地讲为齿轮主体36的螺旋锥齿轮轮齿36a)与上述驱动齿轮25(详细地讲为螺旋锥齿轮轮齿25a)啮合。另外，主轴30的上端部经轴承38以能转动的方式支承在齿轮箱14的顶部上。还有，砂轮22经众所周知的安装结构(未图示)安装在从上述上侧端板33的中空孔向下突出的主轴30的突出轴部上且可拆下。另外，由驱动齿轮25、从动齿轮26、主轴30、缓冲机构40等构成本说明书所称的“扭矩传递系统”。
下面说明电动盘式打磨机10的工作原理。对开关操作杆17进行操作而起动(驱动)电机16时，因输出轴16a的转动可经驱动齿轮25、从动齿轮26、缓冲机构40而使得主轴30和砂轮22转动。但是对电机16进行起动时产生的起动冲击作用，在下面将要说明的缓冲机构40的缓冲作用下可被吸收或减弱。
接下来说明上述缓冲机构40。如图3所示，缓冲机构40由以下几个部件构成：上述连接件37；连接套筒42，其设置在上述主轴30上；C形弹性部件44，其设置在连接件37的大径筒部37a以及连接套筒42之间；引导套筒46，其设置在连接套筒42以及弹性部件44之间。图5是表示对缓冲机构的构成零件局部剖切而得的分解剖面图。另外，从动齿轮26和主轴30分别相当于本说明书所称的“转动部件”。
如图2所示，在上述连接件37的大径筒部37a的内周面上形成有向径向方向内侧突出的驱动凸部48(参照图5)。另外，如图5所示，连接套筒42例如由金属制成并且形成圆筒形状。将上述主轴30压入连接套筒42中而使它们形成一体(参照图2～图4)。因此连接套筒42成为主轴30的一部分。另外，连接套筒42收装在连接件37的大径筒部37a中并且可以与之相对转动。在该连接套筒42的外周面上形成有向径向方向外侧突出的从动凸部50。上述驱动凸部48与从动凸部50的转动方向(参照图2中的箭头Y)一侧邻接。另外，上述弹性部件44例如由金属制成，其形成可以向径向方向产生弹性变形、即所谓的能够产生弯曲变形的C形筒状(参照图4)。弹性部件44嵌入设置在连接件37的大径筒部37a中且两者之间具有间隙。另外，在弹性部件44的敞口部、即圆周方向上的两端部之间设置有可活动的驱动凸部48和从动凸部50(参照图2和图4)。弹性部件44相当于本说明书所称的“扭矩传递部件”。
上述引导套筒46例如由合成树脂制成且形成C形筒状。图6是表示对引导套筒进行局部剖而得的俯视图。引导套筒46插装在弹性部件44的内周面和面对该内周面的连接套筒42的外周面之间(参照图4)。与此同时，在引导套筒46的敞口部、即圆周方向上的两端部之间设置有可活动的驱动凸部48和从动凸部50。另外，在引导套筒46的上端部形成有向径向方向外侧突出的防脱出凸缘52(参照图5)。防脱出凸缘52位于弹性部件44上，以防止弹性部件44脱出。
如图5所示，上述引导套筒46的下端部形成有向径向方向内侧突出的卡止凸缘53。另外，连接套筒42的下端部形成有与卡止凸缘53对应的半圆弧形卡止槽55。图7是表示连接套筒的仰视图。当卡止槽55与卡止凸缘53卡合时，引导套筒46不会脱出(参照图3)。因此，在按照从动齿轮26、弹性部件44、引导套筒46的顺序将它们设置在对主轴30进行支承的轴承室28，再将主轴30压入连接套筒42中时，无需其他特别的零件，就能够容易地将从动齿轮26、弹性部件44、引导套筒44组装在轴承室28中。另外，形成卡止凸缘53的角度范围θ1(参照图6)，设定得比形成卡止槽55的角度范围θ2小(参照图7)。例如角度范围θ1为120°，而角度范围θ2为180°。因此连接套筒42能与引导套筒46相对转动。另外，相对于沿着引导套筒46的径向方向延伸并且穿过敞口部中心的直线46L，卡止凸缘53形成轴对称形状(参照图6)。还有，相对于沿连接套筒42的径向方向延伸并且穿过从动凸部50的中心的直线42L，卡止槽55形成轴对称形状(参照图7)。另外，因引导套筒46与弹性部件44的内周面和连接套筒42的外周面滑动接触，故其由摩擦系数较低的合成树脂材料、例如含油树脂材料制成。另外，引导套筒46相当于本说明书所称的“引导部件”。
对于上述缓冲机构40，起动电机16并经驱动齿轮25使从动齿轮26向俯视时的右转方向(图4中的箭头Y方向)转动时，由连接件37的驱动凸部48推动弹性部件44的一端，在该弹性部件44的另一端推到连接套筒42的从动凸部50上的状态下，扭矩会传递给主轴30。此时，受从动侧的载荷(砂轮22、主轴30、连接套筒42等的转动阻力)作用，弹性部件44向扩径方向产生弯曲变形，从动齿轮26和主轴30在转动方向上出现差异。此时的弹性部件44的弹性变形量(弯曲量)对应于从动侧的载荷的大小。这样由弹性部件44产生的弹性变形来对产生于扭矩传递系统的起动冲击作用进行缓冲。因此，可提高电动盘式打磨机10的耐久性和使用手感。另外，为便于说明，将与驱动凸部48抵接的弹性部件44的端部称为“输入端”，与从动凸部50抵接的弹性部件44的端部称为“输出端”。
图8是表示缓冲机构在空载状态下的俯视剖面图，图9是表示该缓冲机构在超载状态下的俯视剖面图。如图9所示，在上述弹性部件44产生弹性变形时，弹性部件44的外周面与连接件37的大径筒部37a的内周面产生面接触，以此来确定最大弹性变形量。另外，如图8所示，处于空载状态下的弹性部件44的外周面，与面对该外周面的连接件37的大径筒部37a的内周面之间在径向方向上的间隙C1，设定为是大径筒部37a的内径的1～5％。另外，弹性部件44的外周面相当于本说明书所称的“产生弹性变形方向一侧的周面”。
图10是用来说明连接套筒的抵接面对弹性部件的输出端的作用的图。如图10所示，上述连接套筒42的从动凸部50的相对于弹性部件44的输出端的抵接面50a，形成为能够使弹性部件44的输出端向径向方向外侧滑动的斜面。即，抵接面50a为斜面，即相对于在连接套筒42的径向方向延伸且相对于穿过从动凸部50的中心的直线42L，从动凸部50的顶端(图10中的右端)比基端侧更加靠近直线42L，使抵接面50a有一斜度。另外，从动凸部50的相对于驱动凸部48的抵接面50b(参照图8)，相对于直线42L形成呈轴对称形状的斜面(参照图7)。
如图10所示，上述连接套筒42的抵接面50a形成斜面时，不是弹性部件44的输出端的圆周方向上的端面(标注附图标记44a)与该抵接面50a抵接，而是由端面44a和内周面所形成的拐角部与之抵接。因此，对该拐角部进行圆倒角处理而形成圆倒角面57。图11是表示弹性部件的输出端的俯视图。另外，在输出端的由端面44a以及轴线方向上的两端面(上端面和下端面)形成的拐角部进行直倒角处理而形成直倒角面58(参照图5)。另外，相对于沿径向方向延伸且穿过敞口部中心的直线44L(参照图8)，弹性部件44形成轴对称形状，其输出端和输出端上形成有相同的圆倒角面57和直倒角面58。因此，不论弹性部件44朝向上下方向的任何一个，都可将其组装到连接件37的大径筒部37a中。另外，弹性部件44的在圆周方向上的两端面44a形成在与圆周线垂直相交的平面内。如图8所示，与从动凸部50的抵接面50b对应的驱动凸部48的抵接面48a，形成在能够以面接触状态与抵接面50a抵接的斜面上。另外，相对于弹性部件44的驱动凸部48的抵接面48b，形成在与沿连接件37的大径筒部37a的径向方向延伸并且穿过驱动凸部48的直线37互相平行的平面内。
下面说明连接套筒的抵接面对上述弹性部件44的输出端的作用。起动上述电机16时，如上所述，弹性部件44在驱动凸部48和从动凸部50之间向扩径方向产生弹性变形，弹性部件44的输出端的圆倒角面57与从动凸部50的抵接面50a抵接时(参照图10中的实线)，由于抵接面50a为斜面，所以弹性部件44的输出端的圆倒角面57在抵接面50a上向径向方向外侧(图10中的右侧)滑动(参照图10中的双点划线)。因此，弹性部件44易于向扩径方向产生弹性变形。另外，由于弹性部件44的圆倒角面57与从动凸部50的抵接面50a抵接，所以能避免弹性部件44的拐角部(由周向方向上的端面44a和内周面形成的拐角部)与抵接面50a划擦，从而能防止因双方相对滑动而产生磨损。
采用上述电动盘式打磨机10时，当弹性部件44的输出端与主轴30的连接套筒42的从动凸部50的抵接面50a抵接时，因抵接面50a为斜面，所以如上所述，弹性部件44的输出端在抵接面50a上向径向方向外侧滑动，因此，弹性部件44易于向扩径方向产生弹性变形(参照图10)。因而能平稳地对起动冲击进行缓冲。
另外，在空载状态下，弹性部件44的外周面，与面对该周面的从动齿轮26的连接件37的大径筒部37的内周面之间在径向方向上的间隙C1(参照图10)，设定为是从动齿轮26的连接件37的大径筒部37的内径的1～5％。因此，在不影响弹性部件44对起动冲击作用起到的缓冲效果的情况下，能防止因产生过大的弹性变形而降低弹性部件44的耐久性的情况出现。顺便说一下，若间隙C1不足大径筒部37a的内径的1％，会影响弹性部件44起到的缓冲效果。另外，若间隙C1超过大径筒部37a的内径的5％，会因产生过大的弹性变形而降低弹性部件44的耐久性。因此将间隙C1设定为是大径筒部37的内径的1～5％时，可以在不影响弹性部件44对起动冲击作用起到的缓冲效果的情况下，防止因产生过大的弹性变形而降低弹性部件44的耐久性的情况出现。
另外，弹性部件44的内周面，与面对该内周面的连接套筒42的外周面之间设置有引导套筒46，所述引导套筒46能使弹性部件44的位置变得稳定(参照图8和图9)。另外，由于引导套筒46由摩擦系数较低的合成树脂材料制成，所以弹性部件44与引导套筒46滑动接触时可提高滑动效果。
本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明主旨的范围内可对其进行变更。例如本发明并不局限于电动盘式打磨机10，也适用于像电动螺丝旋紧机、电钻等顶端工具采用转动方式的电动工具。另外，在上述实施例中，虽例示了只朝向一个方向传递扭矩的扭矩传递部件(C形弹性部件44)，但其也可以是朝向正转和反转的两个方向传递扭矩的扭矩传递部件。还有，对于扭矩传递部件的C形，其除了字母C形以外，还包括圆弧形、弓形等，对其弧长和曲率等不作特殊限定。另外，在上述实施例中，由于弹性部件44向扩径方向产生弹性变形，因此从动凸部50的抵接面50a形成在使弹性部件44的输出端向径向方向外侧滑动的斜面上，但是，如果弹性部件44能向缩径方向产生弹性变形，从动凸部50的抵接面50a也可以形成在使弹性部件44的输出端向径向方向内侧滑动的斜面上。还有，对于连接件37的驱动凸部48的抵接面48b，如果弹性部件44能向扩径方向产生弹性变形，可将弹性部件44的输出端形成在使其向径向方向外侧滑动的斜面上，或者是弹性部件44能向缩径方向产生弹性变形时，也可将弹性部件44的输出端形成在使其向径向方向内侧滑动的斜面上。另外，从动齿轮26也可以是具有相当于齿轮主体36的齿轮主体部，和相当于连接件37的连接件部的一体成型加工品。另外，弹性部件44并不局限于由金属制成，也可由合成树脂制成。还有，弹性部件44的组装部位，并不局限于组装在从动齿轮26和主轴30之间，只要其被组装在扭矩传递系统的两个转动部件之间即可。
【附图标记说明】
10，电动盘式打磨机(电动工具)；16，电机；20，动力传递装置；25，主轴(转动部件)；26，从动齿轮(转动部件)；42，连接套筒；44，弹性部件(扭矩传递部件)；46，引导套筒(引导部件)；48，驱动凸部；48b，抵接面；50，从动凸部；50a，抵接面

Claims (3)

1.一种电动工具，其具有将电机产生的扭矩传递给从动部件的动力传递装置，所述动力传递装置具有C形扭矩传递部件，该C形扭矩传递部件插装在扭矩传递系统的两个转动部件之间且能沿径向方向产生弹性变形，上述扭矩传递部件在其转动方向上，一端与形成在其中之一的转动部件上的抵接面抵接，另一端与形成在另一个转动部件上的抵接面抵接，并且在该状态下传递扭矩，其特征在于，
上述的至少一个转动部件的抵接面形成为斜面，使与该抵接面抵接的上述扭矩传递部件的端部在该斜面上沿径向方向滑动。
2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，
在空载状态下，上述扭矩传递部件的产生弹性变形方向一侧的周面，与面对该周面的上述转动部件的周面之间在径向方向上的间隙，设定为是转动部件周面直径的1～5％。
3.根据权利要求1或2所述的电动工具，其特征在于，
与上述扭矩传递部件的产生弹性变形方向一侧的周面相反的一侧的周面，与面对该周面的上述转动部件的周面之间设置有引导部件，该引导部件分别与上述周面滑动接触，所述引导部件由摩擦系数较低的合成树脂材料制成。
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