CN102335908A - 动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力工具，包括：壳体；马达，具有输出轴；行星齿轮减速系统；动力输出系统；功能切换机构，可选择的设定动力工具处于高速钻功能，低速钻功能，螺丝批功能，其特征在于，包括速度和螺丝批切换组件，包括：内齿圈，所述内齿圈可被功能切换机构带动轴向移动以调节行星齿轮减速系统的输出转速；动端齿，可相对旋转锁定的连接内齿圈；静端齿，弹性压迫动端齿；所述功能切换机构连接止转件，带动止转件在限制动端齿旋转的位置和脱离动端齿的位置间移动。与现有技术相比，本发明的动力工具具有结合的速度和螺丝批切换机构，减少了元件数量，节省了内部空间。

Description

动力工具

技术领域

本发明涉及一种动力工具，尤其是一种可在多种功能间切换的动力工具。

背景技术

在现有的枪钻类动力工具中，通常包括电钻、电动螺丝批、冲击钻、冲击扳手等。

电动螺丝批是用于将螺钉拧紧到工件上。其通常包括过载离合器结构，该离合器由离合器主动件和从动件构成，主动件与减速齿轮为一体，而从动件旋转固定在机壳内并可相对于机壳轴向移动。一工作弹簧通过从动件作用在主动件的端面齿上，使主动件在旋转方向上固定进而可以传递转矩使螺丝刀旋转。作业时，电机的转矩通过行星齿轮减速机构传递到螺丝刀，使之旋转，螺丝刀头和螺钉头槽配合，从而螺钉被迅速拧紧。随着螺钉拧紧，主动件上受到的阻力矩迅速增加，并通过端齿产生一轴向推力，当阻力矩超过脱扣预设值后，该轴向推力迫使从动件向前进一步压缩工作弹簧而与主动件脱离，当主动件失去从动件的支撑后被旋转驱动，从而行星齿轮减速机构无输出，主动件随电机输出轴还有转动的趋势，随后在工作弹簧的回复力作用下又啮合，如此周而复始，螺钉不再受到扭矩作用，而电机仍在转动。通过这种结构，拧紧的螺钉既达到规定拉力，又不会被拉裂，电机也不会产生过载、堵转、损坏或烧毁。

冲击钻主要是用于在脆性材料的工件上打孔，其具有震动机构，该震动机构由相对端面具有犬牙状齿的动凸轮和静凸轮组成。动凸轮安装在输出轴中间部位，静凸轮固定在机壳上，动、静凸轮之间设有弹簧用来使两者相互分开。进行冲击钻孔时，使钻头垂直压到工件表面上，并在轴向施加适当压力，这样克服弹簧的弹力使动、静凸轮相互啮合，启动电机，电机的转矩通过动、静齿轮传递到输出轴。输出轴在旋转过程中会对与机壳相对固定的静凸轮产生一轴向向后的推力，使冲击钻后移，当动凸轮转到啮合齿脱啮时，冲击钻后移一个齿高的距离。脱啮瞬时，由于持续的外加轴向力，使静凸轮随冲击钻迅速冲击动凸轮，从而对工件表面产生强大的冲击力。如此周而复始，便产生了持续的旋转加冲击的复合运动。脆性材料在反复的强力冲击下破碎，随着钻头的旋转，碎屑由钻头沟槽排出，于是在砖石、混凝土构件上打出孔。

冲击扳手主要是用于紧固螺栓。其具有主动冲击块，被动冲击块等，主动冲击块由齿轮减速机构的输出轴旋转驱动，被动冲击块，可与主动冲击块啮合而被旋转驱动，被动冲击块设在工作轴上并旋转驱动工作轴，其中所述主动冲击块在工作轴所受的负载增大到特定值时可选择地与被动冲击块脱离啮合，进而在输出轴的旋转驱动下又与被动冲击块重新啮合，从而在旋转方向上对工作轴施以间歇性的冲击

电钻是用于在工件上进行钻孔，在作业过程中，钻轴持续地作旋转运动。通常，使用者在进行作业时需要进行不同类型的操作，如拧螺丝、拧螺栓、钻孔等。如此，需要使用者准备多种不同类型的电动工具，还要不断地更换来进行操作的话将非常麻烦。

美国专利US 6,142,242(下称专利‘242专利)揭示了一种可选择实现电钻、电动螺丝刀、和冲击钻的动力工具。该电动工具具有一个功能切换元件，通过旋转该元件到不同的圆周位置，可相应实现电钻、电动螺丝刀、和冲击钻的功能。其中，在实现电动螺丝刀和其他功能切换的机构中，机壳内设有轴向延伸的限制块，其可抵住离合器从动件而使离合器主动件无法被旋转驱动，功能切换元件内设置有可与该限制块轴向配合的凸块。当实现电钻或冲击钻功能时，功能切换元件内的凸块与限制块配合而使限制块抵住离合器从动件；当实现电动螺丝刀功能时，功能切换元件内的凸块与限制块脱离配合，从而使离合器主动件可被旋转驱动而实现离合器功能。美国专利US 6,457,535 B1(下称专利‘535专利)揭示了类似的离合切换结构，通过在机壳外部旋转操作功能切换元件来轴向移动机壳内部的离合功能限制元件，从而来选择实现电动螺丝刀功能。

目前，许多钻类电动工具还可以对输出转速进行调节以适应不同的工作状况。

然而，目前钻类电动工具的速度切换和螺丝批功能切换彼此独立的设置，结构复杂，占用空间较大。

发明内容

本发明的目的是：提供一种具有结合的速度和螺丝批切换机构的动力工具。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种动力工具，包括：壳体；马达，位于壳体中，具有提供旋转输出的输出轴；行星齿轮减速系统，将所述输出轴的旋转输出进行减速后旋转输出；动力输出系统，包括被行星齿轮减速系统驱动旋转的主轴；功能切换机构，可选择的设定动力工具处于高速钻功能，低速钻功能，螺丝批功能，所述动力工具还包括速度和螺丝批切换组件，所述速度和螺丝批切换组件包括：内齿圈，所述内齿圈可被功能切换机构带动轴向移动以调节行星齿轮减速系统的输出转速；动端齿，可相对旋转锁定的连接内齿圈；静端齿，压迫所述动端齿；所述功能切换机构连接止转件，带动止转件在限制动端齿旋转的位置和脱离动端齿的位置间移动。

进一步的，高速钻功能下，所述内齿圈位于轴向上的第一位置，在所述第一位置内齿圈同时啮合所述太阳轮和所述行星轮，所述止转件位于脱离动端齿的位置；低速钻功能下，所述内齿圈位于轴向上的第二位置，在所述第二位置内齿圈啮合所述行星轮，脱离所述太阳轮；螺丝批功能下，所述内齿圈位于轴向上的第二位置，所述止转件位于限制动端齿旋转的位置。

进一步的，所述功能切换机构包括安装于壳体上的功能切换钮和设于壳体内的切换环，所述切换环上设有阶梯状的速度切换槽和阶梯状的螺丝批切换槽，所述速度切换槽内安装有速度切换件，速度切换件可在速度切换槽内滑动并带动内齿圈轴向移动；所述螺丝批切换槽内安装所述止转件，所述止转件可在螺丝批切换槽内滑动以在限制动端齿旋转的位置和脱离动端齿的位置间轴向移动。

进一步的，所述内齿圈和所述动端齿上分别设有相配的花键以旋转锁定的彼此连接。

进一步的，所述动端齿上设有键槽，所述止转件末端可嵌入所述键槽以锁定动端齿的旋转运动。

进一步的，所述动端齿和所述静端齿的相对的端面上分别设有相配的齿，止转件位于脱离动端齿的位置时，当主轴上的扭矩达到预定值后所述动端齿和静端齿相对旋转。

进一步的，包括扭力罩，扭力罩和静端齿之间设有弹性件，扭力罩可调节所述弹性件的压缩量。

进一步的，动力输出系统包括冲击机构，包括由主轴旋转驱动的主动冲击块，可与主动冲击块啮合而被旋转驱动的被动冲击块，连接于所述被动冲击块，由被动冲击块带动旋转的工作轴，其中所述主动冲击块在工作轴所受的负载增大到特定值时可选择地与被动冲击块脱离啮合，进而在输出轴的旋转驱动下又与被动冲击块重新啮合，从而在旋转方向上对工作轴施以间歇性的冲击，功能切换机构还连接冲击扳手切换机构，可选择允许或锁止所述冲击机构，进而可选的设定动力工具处于冲击扳手功能。

进一步的，所述冲击切换机构包括离合件，所述离合件被所述功能切换机构带动以可选择的建立或切断从主轴到主动冲击块的刚性旋转传递连接，所述离合件旋转锁定的连接主轴，所述离合件和所述主动冲击块相对可轴向移动，其上各自设有相互形配的互锁元件以可选择的旋转锁定的彼此连接。

与现有技术相比，本发明的动力工具具有结合的速度和螺丝批切换机构，减少了元件数量，节省了内部空间。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明具体实施例的多功能钻主视图

图2是本发明具体实施例的多功能钻俯视图。

图3是本发明具体实施例的多功能钻的主视方向的剖视图。

图4是本发明具体实施例的多功能钻的俯视方向的剖视图。

图5是本发明具体实施例的多功能钻的分解示意图。

图6是本发明具体实施例的多功能钻的齿轮箱立体图。

图7是本发明具体实施例的多功能钻的第二内齿圈立体图。

图8是本发明具体实施例的多功能钻关于冲击扳手切换部分机构立体图。

图9是本发明具体实施例的多功能钻关于螺丝批切换部分机构立体图。

图10是本发明具体实施例的多功能钻的冲击扳手功能的切换环示意图。

图11是本发明具体实施例的多功能钻的冲击扳手功能的俯视剖视图。

图12是本发明具体实施例的多功能钻的高速钻功能的切换环示意图。

图13是本发明具体实施例的多功能钻的高速钻功能的俯视剖视图。

图14是本发明具体实施例的多功能钻的低速钻功能的切换环示意图。

图15是本发明具体实施例的多功能钻的低速钻功能的俯视剖视图。

图16是本发明具体实施例的多功能钻的螺丝批功能的切换环示意图。

图17是本发明具体实施例的多功能钻的螺丝批功能的主视剖视图。

1多功能钻      9夹头         15换向钮

3壳体          10轴线        17功能切换钮

5手柄          11开关        171切换弹簧

7电池包        13扭力罩      173顶柱

19切换窗        49第二行星轮      75静端齿

21电机          51第一内齿圈      751立柱

23内输出轴      53第二内齿圈      753端齿

25外输出轴      531花键           77动端齿

251支架         533环槽           771键槽

253轴套         61主轴            773端齿

255垫片         63主动冲击块      775内花键

27轴座          631内V形槽        81切换环

29输出齿轮      633第一端齿       811冲击扳手切换槽

31齿轮箱        635离合槽         813速度切换槽

33前壳          65冲击弹簧        815螺丝批切换槽

35后壳          611外V形槽        83冲击扳手切换件

37中盖          67滚球            85速度切换件

39轴承          69被动冲击块      87螺丝批切换件

41第一行星架    691工作轴         871弹簧

411基座         693第二端齿       89离合件

413行星轮支轴   695收容槽         891环槽

43第一行星轮    70轴承            893滑块

45太阳轮        71螺旋罩          895离合块

47第二行星架    711突柱

473滑轨         73扭力弹簧

具体实施方式

图1至图17所示的是本发明的动力工具的一种具体实施方式，该动力工具具体为一种多功能钻1。多功能钻1具有冲击扳手功能，高速钻功能，低速钻功能，螺丝批功能，其中高速钻功能和低速钻功能也可以统称为钻进功能。

如图1所示，多功能钻1类似于手枪形，包括基本呈筒形的壳体3，与壳体3成一定角度布置的手柄5，和可拆卸的设置于手柄5底部的电池包7。壳体3具有纵向轴线10。

壳体3的前端设有用于夹持工作头的夹头9，用于在该多功能钻1实现不同功能时分别夹持不同的工作头(未图示)，如在实现冲击扳手功能时夹持紧固头，在实现高速钻功能或低速钻功能时夹持麻花钻。夹头9外侧设有扭力罩13，扭力罩13可以绕轴线10转动以调节处于螺丝批功能的多功能钻1的最大输出扭矩。手柄5的上端部分设有用于打开和关闭多功能钻1的开关11。手柄5和壳体3的交接部分还设有换向钮15。多功能钻1具有两个换向钮15，分别位于壳体的两侧。

参照图1和图2，壳体3的顶部设有功能切换钮17，功能切换钮17设置在位于在壳体3顶部并周向延伸的切换窗19中。切换窗19沿周向由一端到另一端依次布置有四个预设位置。功能切换钮17可以在该四个预设位置之间移动，依次将多功能钻1置于冲击扳手功能，高速钻功能，低速钻功能，螺丝批功能。切换窗19上或壳体3的对应位置上设有标志，以标示所述的四个预设位置和其对应的功能。

以下详细介绍多功能钻1的内部结构。

如图3，以壳体3上夹头9所在的一端为前端，相对的另一端为后端。壳体3的后端收容有动力源，具体为一直流电机21。电机21具有输出轴以输出旋转运动。在本具体实施例中，输出轴包括内输出轴23和外输出轴25。内输出轴23被电机21带动旋转，外输出轴25通过过盈配合套装在内输出轴23上，可被内输出轴23带动旋转。外输出轴25具有纵长延伸的前部和后部。外输出轴25包括轴座27和输出齿轮29，轴座27位于外输出轴25的后部，套装于内输出轴23上；输出齿轮29位于外输出轴25的前部，用于通过齿轮结构将电机21的动力旋转输出给多功能钻1的减速系统。轴座27的长度和直径均大于输出齿轮29。

输出轴伸入到齿轮箱31内，齿轮箱31的壳体包括前壳33和后壳35，它们扣合形成收容空间，收容有行星齿轮减速系统和动力输出系统。

结合图3，图4，图5，行星齿轮减速系统是一个两级减速系统，具体包括第一行星架41，第一行星轮43，太阳轮45，第二行星架47，第二行星轮49，以及两个内齿圈，分别为第一内齿圈51和第二内齿圈53。

第一行星架41包括圆柱形的基座411和周向均匀间隔的设置于基座端面上的复数个行星轮支轴413。

基座411中心为通孔，基座411通过该通孔安装并被支撑于输出轴的轴座27上。基座411和轴座27之间还设有支撑系统，具体包括一个套在马达输出轴外的，台阶状的支架251、一个设置在支架251和基座411的通孔内壁之间的轴套253和设置在基座411的后端和齿轮箱内壁底部之间的垫片255。该支撑系统以使得第一行星架41可以相对于轴座27良好的旋转。需要注意的是，在本实施例中，第一行星架的基座411的大部分被支撑于轴座27上，且该轴座27的长度较长，即第一行星架41的被支撑部件有效支撑的长度较长，这使得第一行星架41可以稳定，长时间的高速旋转而不会明显的磨损或失效。

行星齿轮支轴413从基座411的前端伸出，每个行星齿轮支轴413上安装一个第一行星轮43。本具体实施方式中行星齿轮支轴413和行星轮43的个数相对应的均为3个。第一行星轮43和输出齿轮29啮合，被其带动绕行星齿轮支轴413旋转。第一行星轮43同时和第一内齿圈51的内齿啮合。第一内齿圈51相对于齿轮箱31固定设置。

行星齿轮支轴413的末端伸出到第一行星轮43的前面。太阳轮45包括齿轮盘和齿轮轴。齿轮盘和齿轮轴的周面上均设有齿。齿轮盘上开有复数个孔，其位置及数量和行星齿轮支轴413的位置及数量对应，以将太阳轮45安装到行星齿轮支轴413的末端。齿轮轴周围环绕的布置有和齿轮轴啮合的复数个第二行星轮49。第二行星轮49的具体数量为5个，一一套装在第二行星架47的对应数量的行星轮支轴上。第二行星架47固定连接动力输出系统。

太阳轮45和第二行星轮49的径向上的外侧设有第二内齿圈53。且太阳轮45和第二行星轮49的端齿均可以啮合于第二内齿圈53的内齿。第二内齿圈53在轴向上可相对于齿轮箱31前后移动，具有一个前位置和一个后位置。在前位置，第二内齿圈53和第二行星轮49啮合，而脱离太阳轮45；且在前位置第二内齿圈53不能旋转，即周向上相对于齿轮箱固定。在后位置，第二内齿圈同时啮合第二行星轮49和太阳轮45的齿轮圈的端齿；且后位置第二内齿圈可绕轴线10旋转，即周向上相对于齿轮箱可运动。

下面详细介绍行星齿轮减速系统的减速过程。

参见3，图4，图5，图6，图9，电机21的输出轴旋转，带动第一行星轮43绕行星轮支轴413自转，同时第一行星轮43沿着第一内齿圈51的环状的内齿爬行，绕轴线10公转。第一行星轮43的公转带动第一行星架41绕轴线10自转。太阳轮45通过三个行星轮支轴413与第一行星架41连接，因而与第一行星架41一起旋转。以上为行星齿轮减速系统的第一级减速过程。在该过程中，输出轴输出的高速旋转由第一行星轮43初步的降低，其减速比即为输出轴的输出齿轮29的齿数和第一行星轮43的齿数的反比，在本实施例中，输出齿轮29和第一行星轮43的齿数比为7∶18。为了达到较优的减速效果，该齿数比优选的应小于1∶2。设置较小的齿数比降低了第一行星轮43的转速，进一步提高了减速系统的稳定性，同时，设置了较长的轴座27不仅提高了支撑的稳定性，还使得第一行星轮43设置在齿轮箱31中较靠前的位置，靠前的位置较之齿轮箱的底部而言，径向上的空间较大，这也使得设置较大的第一行星轮43，进而设置更多的齿，最终获得较小的齿数比成为可能。在该过程中，第一行星轮43绕轴线10公转，带动第一行星架41和太阳轮45旋转第二次降低了向动力输出系统的旋转输出转速。

旋转运动输出到太阳轮45后，依据第二内齿圈53的前后两个位置，对应有两种减速情形。当第二内齿圈53位于前位置时，第二内齿圈53可选的不旋转且脱离太阳轮，因而太阳轮45的齿轮轴带动第二行星轮49绕第二行星架47的行星轮支轴旋转，并在第二内齿圈53的内齿上爬行，绕轴线10公转，进而带动第二行星架47绕轴线10旋转，将旋转运动传递到动力输出系统。该过程形成了行星齿轮减速系统的第二级减速。当第二内齿圈53位于后位置时，第二内齿圈53可旋转且同时啮合太阳轮45的齿轮盘和第二行星轮49。因此，太阳轮45的旋转通过第二内齿圈53传递到第二行星轮49和第二行星架47，第二级减速被取消。

综上，本实施例的行星齿轮减速系统可以输出两种不同的转速。然而，对该行星齿轮减速系统进行改进使之提供更多不同的转速输出是可能的。例如，将第一内齿圈51设置成具有和第二内齿圈53类似的前位置和后位置，使其可以可选的同时啮合第一行星轮43和太阳轮45，或仅啮合第一行星轮43，然后组合第一内齿圈51和第二内齿圈53的前后位置关系，即可以提供至少3种转速输出，其具体的设置和组合方式是本领域技术人员依据上述描述的思想而易于设计出的，在此不在赘述。

前壳33和后壳35的接合部分还设有中盖37，中盖37将齿轮箱31分为前后两个部分，后部分主要容纳行星齿轮减速系统，前部分主要容纳动力输出系统。中盖37内环安装有轴承39，轴承39支撑第二行星架47。

以下详述本具体实施例的动力输出系统。

如图3，图4，图5，图7，图8，如前所述的，第二行星轮47和动力输出系统固定连接，具体的，第二行星架47和主轴61通过过盈配合固定连接，主轴61始终跟随第二行星架47旋转。

动力输出系统包括一套设在主轴61上的主动冲击块63、设于主动冲击块63和第二行星架47之间的冲击弹簧65、以及位于主动冲击块63和主轴61接合处的滚球V形槽冲击机构，其中该冲击机构包括在主轴61表面凹陷形成的外V形槽611，可在外V形槽611内滚动的滚球67，在本实施方式中为钢球，和设于主动冲击块63内圈用于收容滚球67的内V形槽631。主动冲击块63的前端面上径向对称凸设有一对第一端齿633。在冲击弹簧65和主动冲击块63之间设有垫圈和垫片。主动冲击块63的前端还设有被动冲击块69，被动冲击块69与主动冲击块63相对的后端面上径向对称的凸出设置有一对第二端齿693。动力输出系统还包括延伸出齿轮箱31前端，连接于被动冲击块69的工作轴691。工作轴691前端设有收容槽695，可在实现不同功能时收容相应的工作头，并通过夹头9夹紧固持。夹头9套设在工作轴691前端。

本发明的多功能钻1还具有扭力控制系统，用于在螺丝批功能时可调节的设置动力输出系统的最大输出扭矩。以下详述扭力控制系统。

参见图3，图4，图5，图6，图7，图9，扭力控制系统包括扭力罩13，螺旋罩71，扭力弹簧73，静端齿75，动端齿77。

扭力罩13设于夹头9的后方，齿轮箱31的前壳33的外侧。扭力罩13内通过螺纹配合连接有螺旋罩71。螺旋罩71可被扭力罩13带动旋转并沿轴线10的轴向前后移动。螺旋罩71具有环状的壳体和在壳体上均匀布置轴向延伸的多个突柱711，突柱711上安装有扭力弹簧73。壳体通过槽和块的配合可轴向移动而不可转动的套装在前壳33上，突柱711和扭力弹簧73一一对应的至少部分的伸入前壳33上对应设置的多个轴向孔中。

中盖37上设有和前述的多个轴向孔对应的通孔。静端齿75位于齿轮箱33的后部分中，具有环状的壳体，壳体的前端设有和前述通孔对应的多个立柱751，立柱751穿过中盖37的通孔，抵接突柱711上的扭力弹簧73。壳体的后端设有多个端齿753。由于立柱751穿过中盖37的通孔，静端齿75可以在一定范围内轴向移动，但不能旋转。静端齿75的后方设有动端齿77。动端齿77具有环状的壳体，壳体的前端端面上设有和静端齿75的端齿753相配的端齿773，壳体的后端设有键槽771，壳体的内环面设有内花键775。动端齿在走向上不可移动，在周向上可选的具有可旋转和不可旋转两种状态。

通过功能切换系统的调节，本实施例的多功钻1可选的具有冲击扳手功能，高速钻功能，低速钻功能，螺丝批功能。以下详述本实施例的功能切换系统。

参见图3，图4，图5，图6，功能切换系统主要包括功能切换钮17，切换环81，切换弹簧171，顶柱173，冲击扳手切换件83，速度切换件85，螺丝批切换件87，离合件89。

功能切换钮17包括位于切换窗19中的拔钮和伸入到壳体3中的半圆环形的壳体，功能切换钮17的壳体下设置有切换环81，切换环81套装在后壳35上，并可被功能切换钮17带动相对于后壳35绕轴线10转动。切换环81的环面上具有一个缺口，切换弹簧171和顶柱173穿过该缺口设置在功能切换钮17和后壳35之间。后壳35上设有沿周向分布的四个凹陷处，该四个凹陷处和功能切换钮17的前述的四个预设位置对应，顶柱173停留于一凹陷处时，功能切换钮17停留于一相应的功能档位。即操作者可拨动功能切换钮17周向移动，通过顶柱173带动切换环81转动，在移动到凹陷处时，切换弹簧171压迫顶柱173进入凹陷处并倾向于停留于该凹陷处，操作者感知该弹性动作而知晓进入了一个功能档位，在需要改变功能时，操作者克服切换弹簧171的弹力带动顶柱173离开该凹陷处进入另一需要的凹陷处，并带动切换环81相应的转动。

切换环81上设有一对冲击扳手切换槽811，一对速度切换槽813和一个螺丝批切换槽815。两个冲击扳手切换槽811沿周向平移180度可重合；两个速度切换槽813沿周向平移180度可重合。

冲击扳手切换槽811为曲折的具有阶梯的形状，由两段相互平行，在轴向上间隔开直槽和位于两段直槽之间的连接槽组成。该两端直槽垂直于轴线10。冲击扳手切换件83壳体成条状，可轴向移动而不可转动。其一端上设有销，销位于冲击扳手切换槽811中，通过该销和槽的配合结构，切换环81转动时，销在冲击扳手切换槽811中从一段直槽移动到另一段直槽，带动冲击扳手切换件83轴向移动。

冲击扳手切换件83的另一端向齿轮箱13的径向内侧弯曲形成勾，勾伸入到离合件89上的环槽891中。离合件89套装在第二行星架47外，壳体成环状，环槽891位于其外周面上。离合件89的内周面上设有滑块893，前端面上设有离合块895。第二行星架47的外周面上设有和滑块893相配的滑轨473，离合件89因而始终跟随第二行星架47旋转，而可以相对第二行星架47轴向移动。主动冲击块63的后端面上设有和离合块895相配的离合槽635。通过前述的结构，离合件89具有轴向上的前位置和后位置，在前位置离合块895卡住离合槽635，在后位置离合块895脱离离合槽635。离合件89由功能切换钮17通过切换环81，冲击扳手切换件83带动在前位置和后位置之间移动。

类似的，速度切换槽813为曲折的具有阶梯的形状，由两段相互平行，在轴向上间隔开直槽和位于两段直槽之间的连接槽组成。该两端直槽垂直于轴线10。速度切换件85壳体成条状，可轴向移动而不可转动。其一端上设有销，销位于速度切换槽813，通过该销和槽的配合结构，切换环81转动时，销在速度切换槽813中从一段直槽移动到另一段直槽，带动速度切换件85轴向移动。

速度切换件85的另一端向齿轮箱13的径向内侧弯曲形成勾，勾伸入到第二内齿圈53的外周面的环槽533中。第二内齿圈53的前端面上还设有花键531，该花键531和动端齿77的内花键775相配。如前所述的，第二内齿圈53具有前位置和后位置，分别对应两种速度输出。配合上述的结构，第二离合件53由功能切换钮17通过切换环81，速度切换件85带动在前位置和后位置之间移动。

螺丝批切换槽815为为具有阶梯的不规则形状，周向上具有宽部和窄部，窄部的前端在轴向上后于宽部的前端。宽部和窄部之间具有过渡部分。螺丝批切换件87成条形，可轴向移动而不可转动。一端具有位于螺丝批切换槽815中的销，该端和齿轮箱之间还设有弹簧871，该弹簧871驱使螺丝批切换件87向前抵接螺丝批切换槽813的前端。螺丝批切换件87的另一端与动端齿77的键槽771相配。通过该销和槽的配合结构，切换环81转动时，销在螺丝批切换槽815中宽部移动到窄部或从窄部移动的宽部，带动螺丝批切换件85轴向移动。螺丝批切换件85因而具有轴向上的前位置和后位置，在前位置时螺丝批切换件85的末端啮合动端齿77的键槽771，在后位置时螺丝批切换件85的末端脱离动端齿77的键槽771。通过该方式可选择性的锁止动端齿77的旋转运动。

以下详述多功能钻1的功能切换过程。

如前所述的，多功能钻1可在冲击扳手功能，高速钻功能，低速钻功能，螺丝批功能之间依次正向或反向切换。这些功能的转化和第二内齿圈53，离合件89以及螺丝批切换件87的前后位置密切相关，表一表示在前述的四种功能状态和第二内齿圈53，离合件89以及螺丝批切换件87各自的位置的对应关系。

	第二内齿圈53	离合件89	螺丝批切换件87
				冲击扳手功能	后位置	后位置	前位置
高速钻功能	后位置	前位置	前位置
				低速钻功能	前位置	前位置	前位置
螺丝批功能	前位置	前位置	后位置

表一

以冲击扳手功能为初始状态，如图10，图11，功能切换钮17处于冲击扳手档位，第二内齿圈53位于后位置，离合件89位于后位置，螺丝批切换件87位于前位置。

如前所述的，第二内齿圈53位于后位置时，同时啮合太阳轮45和第二行星轮49，行星齿轮减速系统向动力输出系统输出高转速。且此时第二内齿圈53的花键531和动端齿77的内花键775彼此脱离，第二内齿圈5可以被太阳轮45带动旋转。此时螺丝批切换件87处于前位置，其末端卡入动端齿77的键槽771，禁止动端齿77转动。然而此时由于动端齿77未起作用，因此将螺丝批切换件87设置得在该功能状态下处于后位置也是可以的，不会影响冲击扳手功能的实现。

在冲击扳手功能下离合件89处于后位置，即离合件89的离合块895脱离主动冲击块63的离合槽635。

在实现冲击扳手功能时，旋转运动经由第二行星架47输出到主轴61，由于冲击弹簧65的压力，主动冲击块63通过夹于内V形槽、外V形槽611的滚球67带动，跟随主轴61转动，被动冲击块69也随之转动，通过工作轴691和夹头9带动工作头(未图示)迅速将螺母(未图示)拧紧。

当螺母端面和工件(未图示)面相接触后，阻力矩迅速增加，达到一定值后，相互啮合的主动冲击块63和被动冲击块69均受阻，被动冲击块69停止转动，但主轴61在马达输出轴的驱动下仍转动，迫使滚球67克服其与内V形槽、外V形槽611之间的摩擦力沿槽滚动，从而推动主动冲击块63向后方运动，使冲击弹簧65被压缩。由此，主动冲击块63在轴向上逐渐远离被动冲击块69。当主动冲击块63轴向移动距离刚超过被动冲击块69的第二端齿693的齿高后，即主动冲击块63和被动冲击块69脱离啮合的瞬间，主轴61便带动主动冲击块63旋转，使其第一端齿633滑过被动冲击块69的第二端齿693，在滑过瞬间，由于冲击弹簧65的作用，滚球67又沿内V形槽、外V形槽611回到原位置，主动冲击块63被向前推，同时随着主轴61加速转动而冲击被动冲击块69的第二端齿693，使被动冲击块69在旋转方向上继续运动，如此循环往复，使螺纹件在冲击力矩下拧紧。

上述实现冲击扳手功能时，需要主动冲击块63间歇旋转冲击被动冲击块69，从而使工作头(紧固头)能够拧紧螺母，但在实现钻进功能，即高速钻功能和低速钻功能时，只需要工作头(麻花钻)持续钻进，而不再需要主动冲击块31的间歇性冲击。以下详述从冲击扳手功能切换到高速钻功能的过程和高速钻功能的工作状态。

参照图10，图11和图12，图13所示，从冲击扳手功能切换到高速钻功能时，切换环81转动带动冲击扳手切换槽811位移，将冲击扳手切换件83的销从一条直槽移动到另一条直槽，因而带动冲击扳手切换件83轴向移动，进而带动离合件89从后位置移动到前位置。完成切换后，第二内齿圈53位于后位置，离合件89位于前位置，螺丝批切换件87位于前位置。

由于此时由于动端齿77未起作用，因此将螺丝批切换件87设置得在该功能状态下处于后位置也是可以的，不会影响高速钻功能的实现。

如前所述的，当离合件89位于前位置后，其离合块895啮合主动冲击块63的离合槽635，旋转输出的传递路线变为由第二行星轮47和/或主轴63到离合件89到主动冲击块63，再经被动冲击块69传递到工作轴691。具体的，在钻进过程中，由于工作轴691受到的阻力矩逐渐增大，主动冲击块63则倾向于朝向马达11运动。此时，由于离合件89限制了主动冲击块63在轴向上的向后移动，主动冲击块63的第一端齿633始终贴合被动冲击块69的第二端齿693，同时，主动冲击块63、被动冲击块69、工作轴691在旋转方向上一起运动。由于被动冲击块69和主动冲击块63始终无法脱离，即两者之间无法形成冲击，所以可确保工作头持续钻进。

上述实施方式中，尤其重要的是：在实现高速钻或低速钻功能时，由电机21输出的旋转经过减速，到达减速系统的输出端22，然后以离合件89为中间件传递到主动冲击块63，以此建立了减速系统的输出端到主动冲击块63的固定连接或者说刚性连接以传递旋转；由于主轴61和减速系统的输出端通过过盈配合固定连接在一起，也可以说建立了主轴61和主动冲击块63的固定连接。而以往的动力工具在由冲击扳手功能切换到钻进功能时，都仍是依靠主轴61和主动冲击块63之间的槽和滚珠系统的活动连接传递旋转。

业界一般水平的技术人员容易想到的，离合件89也可以选择直接设置在主轴61的外周面上，沿主轴61的轴向方向可滑移的设置。在这种实施方式中，离合件89一部分和主轴61在旋转方向上相对固定的相连，一部分通过花键配合可选择的和主动冲击块63啮合或脱离，以此在钻进模式(包括高速钻功能和低速钻功能)下建立主轴61到主动冲击块63的固定连接，这种实施例的思路和前述的本发明的优选实施例相同，其具体形式不再赘述。

同样容易想到的，离合件89还可以以不同于花键配合的形式可选择的和主动冲击块63固定连接，也可以采用不同于滑块滑轨的形式和第二行星架47或主轴61在旋转上相对固定的配合，例如，采用卡扣和孔配合，或者凸块和凹槽配合实现离合件89和主动冲击块63的可选的固连接，采用花键配合实现离合件89和第二行星架47或主轴61的配合等。

以下介绍从高速钻功能到低速钻功能的切换和低速钻功能的具体作用方式。

如图12，图13和图14，图15。从高速钻功能切换到低速钻功能时，切换环81转动带动速度切换槽813位移，将速度切换件85的销从一条直槽移动到另一条直槽，因而带动速度切换件85轴向移动，进而带动第二内齿圈53从后位置移动到前位置。完成切换后，第二内齿圈53位于前位置，离合件89位于前位置，螺丝批切换件87位于前位置。

如前所述的，第二内齿圈53从后位置移动到前位置后，脱离和太阳轮45的啮合，仍与第二行星轮49啮合。同时，第二内齿圈53的花键531和动端齿77的内花键775啮合，且此时螺丝批切换件87位于前位置，螺丝批切换件87的末端卡入动端齿775的键槽771，使动端齿775不能旋转运动，进而使第二内齿圈53不能旋转运动。

通过上述的配合方式，多功能钻1位于低速钻功能下，行星齿轮减速系统经由如前所述的两级减速将较低的转速输出到动力输出系统，动力输出系统的运作模式和高速钻功能时一致，在此不再赘述。

以下介绍从低速钻功能到螺丝批功能的切换和螺丝批功能的具体作用方式。

如图14，图15和图16，图17。从低速钻功能切换到螺丝批功能时，切换环81转动带动螺丝批切换槽815位移，将螺丝批切换件87的销从宽部移动到窄部，因而带动螺丝批切换件87轴向移动到达后位置，脱离和动端齿77的啮合。完成切换后，第二内齿圈53位于前位置，离合件89位于前位置，螺丝批切换件87位于后位置。

如前所述的，螺旋罩71通过突柱711，扭力弹簧73压迫静端齿75的立柱753，其中突柱711，扭力弹簧73和立柱753一一对应的设置。静端齿75因而被弹性压迫抵接动端齿77，具体的，静端齿75的端齿753和动端齿77的端齿773被压迫啮合在一起，因而阻止动端齿77转动。此时由于螺丝批切换件87脱离和动端齿77的啮合，静端齿75是唯一直接阻止动端齿77转动的元件。

在进行上螺钉的工作时，操作者通过扭力罩13带动螺旋罩71前后移动调节扭力弹簧73的压缩量，即调节静端齿75施加到动端齿77上的弹性力，以设定螺丝批功能下多功能钻1的最大输出扭矩。当驱使工作轴691继续转动需要的扭矩大于设定的最大输出扭矩，第二内齿圈53带动动端齿77克服弹性压迫力旋转，周而复始的推动静端齿75轴向向前移动，端齿773和端齿753彼此爬坡运动。即动端齿77不能再阻止第二内齿圈53旋转，因而电机的输出仅带动第二内齿圈53自由旋转，而不能带动第二行星架47旋转，将旋转运动输出到动力输出系统。

功能切换钮17也可以按螺丝批功能、低速钻功能、高速钻功能、冲击扳手的顺序依次调节多功能钻1，其实现方式和上面所描述的类似，仅仅顺序相反，在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种动力工具，包括：

壳体；

马达，位于壳体中，具有提供旋转输出的输出轴；

行星齿轮减速系统，将所述输出轴的旋转输出进行减速后旋转输出；

动力输出系统，包括被行星齿轮减速系统驱动旋转的主轴；

功能切换机构，可选择的设定动力工具处于高速钻功能，低速钻功能，螺丝批功能，其特征在于，所述动力工具还包括速度和螺丝批切换组件，所述速度和螺丝批切换组件包括：内齿圈，所述内齿圈可被功能切换机构带动轴向移动以调节行星齿轮减速系统的输出转速；动端齿，可相对旋转锁定的连接内齿圈；静端齿，压迫所述动端齿；所述功能切换机构连接止转件，带动止转件在限制动端齿旋转的位置和脱离动端齿的位置间移动。

2.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：高速钻功能下，所述内齿圈位于轴向上的第一位置，在所述第一位置内齿圈同时啮合所述太阳轮和所述行星轮，所述止转件位于脱离动端齿的位置；低速钻功能下，所述内齿圈位于轴向上的第二位置，在所述第二位置内齿圈啮合所述行星轮，脱离所述太阳轮；螺丝批功能下，所述内齿圈位于轴向上的第二位置，所述止转件位于限制动端齿旋转的位置。

3.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：所述功能切换机构包括安装于壳体上的功能切换钮和设于壳体内的切换环，所述切换环上设有阶梯状的速度切换槽和阶梯状的螺丝批切换槽，所述速度切换槽内安装有速度切换件，速度切换件可在速度切换槽内滑动并带动内齿圈轴向移动；所述螺丝批切换槽内安装所述止转件，所述止转件可在螺丝批切换槽内滑动以在限制动端齿旋转的位置和脱离动端齿的位置间轴向移动。

4.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：所述内齿圈和所述动端齿上分别设有相配的花键以旋转锁定的彼此连接。

5.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：所述动端齿上设有键槽，所述止转件末端可嵌入所述键槽以锁定动端齿的旋转运动。

6.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：所述动端齿和所述静端齿的相对的端面上分别设有相配的齿，止转件位于脱离动端齿的位置时，当主轴上的扭矩达到预定值后所述动端齿和静端齿相对旋转。

7.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：包括扭力罩，扭力罩和静端齿之间设有弹性件，扭力罩可调节所述弹性件的压缩量。

8.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：动力输出系统包括冲击机构，包括由主轴旋转驱动的主动冲击块，可与主动冲击块啮合而被旋转驱动的被动冲击块，连接于所述被动冲击块，由被动冲击块带动旋转的工作轴，其中所述主动冲击块在工作轴所受的负载增大到特定值时可选择地与被动冲击块脱离啮合，进而在输出轴的旋转驱动下又与被动冲击块重新啮合，从而在旋转方向上对工作轴施以间歇性的冲击，功能切换机构还连接冲击扳手切换机构，可选择允许或锁止所述冲击机构，进而可选的设定动力工具处于冲击扳手功能。

9.根据权利要求8所述的动力工具，其特征在于：所述冲击切换机构包括离合件，所述离合件被所述功能切换机构带动以可选择的建立或切断从主轴到主动冲击块的刚性旋转传递连接，所述离合件旋转锁定的连接主轴，所述离合件和所述主动冲击块相对可轴向移动，其上各自设有相互形配的互锁元件以可选择的旋转锁定的彼此连接。

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