CN102343579A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

一种电动工具包括容纳减速机构的圆柱形减速器外壳。减速机构包括行星齿轮系和可轴向地滑动以便与行星齿轮系相啮合或脱离的可移动元件。电动工具包括：减速器外壳，其形成为穿过减速器外壳的侧壁并且轴向地延伸的滑动孔；以及转盘，其可绕着轴线围绕减速器外壳的周边旋转，转盘包括轴向倾斜地形成并且与滑动孔重合的操作槽；支撑元件，其从可移动元件径向向外地突出并且延伸穿过滑动孔和操作槽；以及偏压单元，其用于在转盘旋转就位时在支撑元件的移动方向上将压力施加至支撑元件。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及电动工具；并且，更具体地，涉及包括能多级改变减速比的行星齿轮系的电动工具。

背景技术

通常，已经公开了一种电动工具，其包括行星齿轮系和构造为与行星齿轮系相啮合和脱离的可移动元件。电动工具能通过控制可移动元件的运动来多级变速(例如参见日本专利申请公开No.S63-101545)。

作为这种电动工具，已经提供了例如图7A至7C中所示的包括减速机构的电动工具。电动工具包括在圆周方向上布置有多个齿的托架90；与托架90的输出齿轮相啮合的行星齿轮91；以及具有多个与托架90和行星齿轮91相啮合的齿的环形齿轮92。环形齿轮92可轴向地滑动以便与托架90的齿相啮合和脱离。

具体地，环形齿轮92可在图7A中所示的其齿与托架90和行星齿轮91相啮合的位置以及图7C中所示其齿与托架90脱离并且与行星齿轮91和另一个齿轮93相啮合的位置之间移动。在这个示例中，齿轮93具有径向向内延伸的齿，并且齿轮93固定至减速器外壳。齿轮93的齿构造为与形成于环形齿轮92的外周边上的外齿相啮合。

在电动工具中，环形齿轮92用作可移动元件。电动工具能通过控制可移动元件的轴向运动以改变其减速比来多级变速。

同时，当在电动工具中可移动元件滑动并且与托架90脱离并与齿轮93相啮合时，可移动元件和齿轮93的齿在可移动元件的每个齿定位于齿轮93的相邻齿之间的情况下彼此可靠地啮合。然而，当可移动元件和齿轮93的齿的面对表面被带入彼此相接触时，可移动元件停止滑动并且锁闭于可移动元件和齿轮93的齿的面对表面形成彼此接触的位置处(参见图7B)。在此情况下，电动工具难以改变减速比。

发明内容

考虑到以上情况，本发明提供了一种在减速比改变时能通过可靠地控制将与目标齿轮相啮合的可移动元件来可靠地改变减速比的电动工具。

根据本发明的一个方面，提供了一种电动工具，其包括：容纳于壳体中并且用作驱动动力源的电机；用于将旋转驱动力传递至设置于壳体前侧处的工具零件的减速机构；以及容纳于壳体中并且在其中容纳减速机构的圆柱形减速器外壳，其中减速机构包括行星齿轮系和在行星齿轮系的轴向上可滑动以便与行星齿轮系相啮合或脱离的可移动元件，并且其减速比可通过控制可移动元件的运动而多级改变。电动工具还包括：所述减速器外壳，其包括形成为穿过减速器外壳的侧壁并且沿着轴向延伸的滑动孔；转盘，其可绕着轴线在减速器外壳的周边旋转，转盘包括相对于轴向倾斜地延伸并且与滑动孔重合的操作槽；支撑元件，其从可移动元件径向向外地突出并且延伸穿过滑动孔和操作槽；驱动单元，其用于沿着减速器外壳的周边驱动转盘；以及偏压单元，其用于在转盘通过驱动单元旋转就位时在支撑元件的移动方向上将加压力施加至支撑元件。

当可移动元件马上到达转换位置之前(immediately before)不能移动时，偏压单元可产生加压力。

偏压单元可以是设置于操作槽的侧面处但操作槽的纵向相反端部除外的弹性体。

弹力施加槽可沿着操作槽形成以便在操作槽和弹力施加槽之间形成薄部分，并且这个薄部分用作偏压单元。

偏压单元可包括一对磁体，所述磁体分别设置于转盘的一个圆周端部和减速器外壳的一部分处以使得它们布置为彼此相对。

通过本发明的电动工具，在减速比改变时能通过可靠地控制将与目标齿轮相啮合的可移动元件来可靠地改变减速比。

附图说明

本发明的目标和特点将从以下结合附图给出的对实施例的描述中变得明显，其中：

图1A至1C是示出根据本发明第一实施例的减速机构的主要零件的横截图；

图2A至2C是示出第一实施例中的转盘周围的主要零件的侧视图；

图3是示出根据第一实施例的整体电动工具的侧面横截图；

图4A至4C是示出第一实施例中的转盘、操作槽、偏压单元以及支撑元件的放大视图；

图5A至5C是示出根据本发明第二实施例的转盘、操作槽、偏压单元以及支撑元件的放大视图；

图6A至6C是示出根据本发明第三实施例的转盘、操作槽、偏压单元以及支撑元件的放大视图；并且

图7A至7C是用来解释常规减速机构的参考图。

具体实施方式

现在将参照构成本发明一部分的附图描述本发明的实施例。而且，为了描述方便，沿着减速机构2的轴线的方向定义为轴向。

如图3中所示，根据本发明第一实施例的电动工具包括圆柱形壳体10和从壳体10横向地延伸的把手11，它们一起形成电动工具的外观。壳体10在其中包括用作驱动动力源的电机13；以及用来降低电机13的旋转驱动力并且将降低的力传输至工具零件比如驱动钻头等的减速机构2。电动工具还包括用来将动力供应至电机13的电池12；以及用来控制供应至电机13的动力的触发开关14。

壳体10还包括减速器外壳4；并且减速机构2容纳于减速器外壳4中。减速机构2，如图1中所示，包括多个行星齿轮系21。第一行星齿轮系21包括放置于其输入侧并且由电机13驱动的太阳齿轮22；布置于太阳齿轮22周围的多个行星齿轮23；用于可旋转地保持行星齿轮23的托架24；以及放置于行星齿轮23的周边部分处的环形齿轮25。

托架24具有从其外周边部分径向向外地突出的齿。托架24在其中心部分处包括用作第二行星齿轮系21的输入的中心齿轮单元26。行星齿轮系21的行星齿轮27布置于第一行星齿轮系21的托架24的中心齿轮单元26周围。

第二行星齿轮系21的行星齿轮27由第二行星齿轮系21的托架28可旋转地保持就位。第二行星齿轮系21的托架28包括位于其输出侧的中心部分处的中心齿轮单元29，以及布置于中心齿轮单元29周围的(第三行星齿轮系21的)行星齿轮30。行星齿轮30由第三行星齿轮系21的托架36可旋转地保持就位并且与布置于行星齿轮30外侧的第三行星齿轮系21的环形齿轮33相啮合。第三行星齿轮系21的托架36构造为通过第三行星齿轮系21的行星齿轮30的回转而旋转。输出轴(未示出)从托架36的中心部分突出，并且旋转驱动力传输至输出轴。

如上所述，第一行星齿轮系21包括设置于行星齿轮23周围的环形齿轮25。第一行星齿轮系21的环形齿轮25固定至减速器外壳4，从而其不旋转。第二行星齿轮系21包括在第二行星齿轮系21的行星齿轮27周围的环形齿轮31，环形齿轮31可沿着轴向自由地滑动。

第二行星齿轮系21的环形齿轮31包括从其内周边部分径向向内地突出的齿320以及在其输出侧的端部的外周边表面处径向向内地凹陷的齿321。第二行星齿轮系21的环形齿轮31可在其与第一行星齿轮系21的托架24的齿和第二行星齿轮系21的相应行星齿轮27的齿相啮合的位置以及其与第二行星系齿轮21的行星齿轮27的齿和从减速器外壳4径向向内地突出的固定齿41相啮合的位置之间移动。

本实施例的电动工具在第二行星齿轮系21的环形齿轮31与第一行星齿轮系21的托架24以及第二行星齿轮系21的行星齿轮27相啮合时处于非减速模式(参见图1A)。而且，电动工具在第二行星齿轮系21的环形齿轮31与第二行星齿轮系21的行星齿轮27和固定齿41相啮合时处于减速模式(参见图1C)。在本实施例的电动工具中，第二行星齿轮系21的环形齿轮31用作可移动元件。布置于第三行星齿轮系21的行星齿轮30的外周边周围的第三行星齿轮系21的环形齿轮33固定至减速器外壳4。

第一行星齿轮系21的行星齿轮23如图1所示与第一行星齿轮系21的太阳齿轮22和环形齿轮25相啮合。第二行星齿轮系21的行星齿轮27与第一行星齿轮系21的托架24的中心齿轮单元26以及第二行星齿轮系21的环形齿轮31相啮合。第三行星齿轮系21的行星齿轮30与第二行星齿轮系21的托架28的中心齿轮单元29以及第三行星齿轮系21的环形齿轮33相啮合。

第二行星齿轮系21的环形齿轮31包括由此径向向外地突出的支撑元件34。环形齿轮31可通过控制支撑元件34的轴向运动来滑动。在本实施例中，第二行星齿轮系21的环形齿轮31具有形成于其外周边表面上的环状槽35。支撑元件34的一端容纳于槽35中，以使得环形齿轮31能在通过支撑元件34的轴向运动而移动的同时旋转。而且，支撑元件34延伸穿过减速器外壳4的侧壁。

减速器外壳4具有圆柱形状并且在其中容纳具有这种构造的减速机构2。轴向细长形状的滑动孔42形成为穿过减速器外壳4的侧壁以对应于支撑元件34。支撑元件34穿过滑动孔42突出至减速器外壳4的外侧。

本实施例的电动工具，如图2A至2C中所示，还包括可绕着其轴线在减速器外壳4的周边周围旋转的转盘5。转盘5形成有相对于轴向倾斜地(例如，在从侧面看时相对于轴向倾斜大约45°)延伸的操作槽51。转盘5安装至电动工具以使得操作槽51与减速器外壳4的滑动孔42重合。换言之，支撑元件34延伸穿过滑动孔42和操作槽51两者。

在转盘5绕着其轴线在减速器外壳4周围旋转时，支撑元件34由操作槽51的边缘在轴向上施压并且因而沿着滑动孔42移动。当支撑元件34在纵向上定位于操作槽51的一端处时(参见图2A)，第二行星齿轮系21的环形齿轮31与第一行星齿轮系21的托架24以及第二行星齿轮系21的行星齿轮27相啮合(参见图1A)。当支撑元件34在纵向上定位于操作槽51的另一端处时(参见图2C)，第二行星齿轮系21的环形齿轮31与第二行星齿轮系21的行星齿轮27以及减速器外壳4的固定齿41相啮合(参见图1C)。

转盘5包括偏压单元6。在转盘5旋转至预定位置时，偏压单元6在移动方向上朝着支撑元件34施加加压力。具体地，在转盘5旋转至预定位置的情况下，在第二行星齿轮系21的环形齿轮31通过将其齿和固定齿41的面对表面带入彼此相接触而不能移动时，加压力朝着支撑元件34连续地施加。而且，在转盘5反向旋转时，在其齿和第一行星齿轮系21的托架24的齿的面对表面彼此相接触以使得第二行星齿轮系21的环形齿轮31不能进一步移动时，加压力朝着支撑元件34连续地施加。

本实施例的偏压单元6，如图4A至4C中所示，包括一对分别沿着操作槽51的相对的长边提供的弹性体61。弹性体61设置于操作槽51的侧面处，操作槽51的纵向相反端部除外。

弹性体61的面对表面分别用作操作槽51的相对的长边。每个弹性体61具有如此程度的硬度以使得弹性体61在可移动元件34移动的状态下不会由于压下支撑元件34而显著地弹性变形。另一方面，当弹性体61在可移动元件不能移动的状态下压下支撑元件34时，弹性体61由支撑元件34压回，这引起弹性体61被弹性地变形。这时，弹性体61在移动方向上(朝着转换位置)朝着支撑元件34连续地施加加压力。

本实施例的电动工具还包括用于绕着轴向驱动转盘5的驱动单元。具体地，驱动单元7驱动转盘5沿着减速器外壳4的周边在预定的范围内往复运动。本实施例的驱动单元7包括能前后旋转的小马达。

这种构造的电动工具能在具有不同减速比的多级变速。减速比如下变化。

为了从非减速模式转换至减速模式，转盘5由驱动单元7从图2A中所示的位置旋转至图2C中所示的位置。然后，由转盘5的操作槽51施压的支撑元件34沿着滑动孔42移动。这时，第二行星齿轮系21的环形齿轮31也通过支撑元件34的运动而移动。

在第二行星齿轮系21的环形齿轮31开始与固定齿41相接触时，环形齿轮31由于固定齿41的缘故而变得不能移动，而转盘5继续旋转。这引起设置于操作槽51的侧面处的弹性体61中的一个弹性地变形，从而产生回复力，由此弹性体61朝着固定齿41连续地对支撑元件34施压。

这时，如果用作驱动动力源的电机13运行，第二行星齿轮系21的环形齿轮31在由弹性体61压下的同时旋转。然后，第二行星齿轮系21的环形齿轮31相对于固定齿41在它们的面对表面彼此相接触的状态下旋转。环形齿轮31旋转至环形齿轮31的齿与固定齿41相啮合的位置并且然后由从弹性体61施加的压力移动至转换位置。因此，由于第二行星齿轮系21的环形齿轮31和固定齿41彼此相啮合并且环形齿轮31的旋转受到限制，输出轴的旋转减速并且电动工具从非减速模式转换至减速模式。

从减速模式转换至非减速模式以相反的顺序执行，并且因而其描述将在这里省略。在此情况下，与第二行星齿轮系21的环形齿轮31的齿相啮合的元件是第一行星齿轮系21的托架24的齿，并且状态变得与在可移动元件32的压下方向相反时的情况相同。

在这种构造的电动工具中，当减速比改变时，支撑元件34在其移动方向上连续地受压，即使在可移动元件32由于和将与其啮合的目标元件(例如，固定齿41或第一行星齿轮系21的托架24的齿)的面对表面相接触而暂时不能移动。因此，即使在可移动元件32和目标元件的面对表面没有彼此对准时，也能形成可移动元件32与目标元件的啮合。因此，能可靠地允许可移动元件32和目标元件彼此相啮合。

本实施例的偏压单元6在可移动元件32马上在到达转换位置之前不能移动时产生压力。因此，能在不产生不必要的力之下可靠地改变减速比。而且，由于偏压单元6包括弹性体61，能提供具有简单结构的电动工具而没有按比例增大电动工具。

接着，本发明的第二实施例将参照图5A至5C进行描述。由于第二实施例除了偏压单元6的构造以外具有与第一实施例相同的结构，因此将在没有冗余描述之下主要描述它们之间的差异。

在根据第二实施例的电动工具中，偏压单元6包括一对沿着转盘5的操作槽51形成的弹力施加槽63。弹力施加槽63设置于操作槽51的相反侧处以使得操作槽51布置于其间。弹力施加槽63布置为与操作槽51基本上平行，并且薄部分62分别形成于操作槽51和弹力施加槽63之间。

薄部分62能朝着弹力施加槽63弹性地变形，并且在它们变形时产生回复力。

因此，能在其移动方向上连续地对支撑元件34施压，甚至在可移动元件32由于和将与之啮合的目标元件(例如，固定齿41或第一行星齿轮系21的托架24的齿)的面对表面相接触而暂时不能移动时。因此，能可靠地允许可移动元件32和目标元件彼此相啮合。

而且，由于偏压单元6包括由弹力施加槽63形成的薄部分62，无需在本实施例的电动工具中提供另外的元件，比如弹性体61等。因此，能减少部件数量。

接着，本发明的第三实施例将参照图6A至6C进行描述。由于第三实施例除了偏压单元6的构造以外具有与第一实施例相同的结构，因此将在没有冗余描述之下主要描述它们之间的差异。

在根据本发明第三实施例的电动工具中，偏压单元6包括一对磁体80和81，它们分别设置于转盘5的一个圆周端部和减速器外壳4的一部分处以使得它们布置为彼此相对。磁体80和81构造为选择性地具有用于相互磁性吸引的相反磁极或用于相互磁性排斥的相同磁极。在本实施例的电动工具中，磁体80和81的至少一个由电磁体形成。

因此，能通过由磁力引起的压力将旋转力连续地施加至转盘5，即使在可移动元件34由于和将与之啮合的目标元件(例如，固定齿41或第一行星齿轮系21的托架24的齿)的面对表面相接触而暂时不能移动时。当力如图6A至6C中所示向下施加至转盘5时，操作槽51能在其移动方向上将压力连续地施加至支撑元件34。因此，能可靠地允许可移动元件32和目标元件彼此相啮合。

不同于第一和第二实施例，无需产生足够大的力以使本实施例的电动工具中的弹性体61或薄部分62变形。换言之，在本实施例的电动工具中，不会在支撑元件34和操作槽51之间产生过度的摩擦，因为转盘5仅通过磁力旋转而不是通过从驱动单元7施加的更强力。因此，能减少产生过度摩擦的零件，从而抑制部件的劣化。

虽然本发明的电动工具通过上面的实施例进行描述，但是其不限于上面的实施例。而且，即使环形齿轮31在上面的实施例中用作可移动元件32，但是可移动元件不限于本发明的电动工具中的环形齿轮。

虽然已经相对于实施例示出和描述本发明，但是本领域技术人员将理解到，可在不脱离本发明如以下权利要求所限定的范围之下做出各种变化和变型。

Claims (5)

1.一种电动工具，其包括：容纳于壳体中并且用作驱动动力源的电机；用于将旋转驱动力传递至设置于壳体前侧处的工具零件的减速机构；以及容纳于壳体中并且在内部容纳减速机构的圆柱形减速器外壳，其中减速机构包括行星齿轮系和在行星齿轮系的轴向上可滑动以便与行星齿轮系相啮合或脱离的可移动元件，并且其减速比能够通过控制可移动元件的运动而多级改变，所述电动工具包括：

减速器外壳，其包括形成为穿过减速器外壳的侧壁并且沿着轴向延伸的滑动孔，以及

转盘，其能够绕着轴线围绕减速器外壳的周边旋转，转盘包括相对于轴向倾斜地形成并且与滑动孔重合的操作槽；

支撑元件，其从可移动元件径向向外地突出并且延伸穿过滑动孔和操作槽；

驱动单元，其用于沿着减速器外壳的周边驱动转盘；以及

偏压单元，其用于在转盘通过驱动单元旋转至一位置时在支撑元件的移动方向上将压力施加至支撑元件。

2.根据权利要求1的电动工具，其中当可移动元件在临到达转换位置之前不能移动时，偏压单元产生加压力。

3.根据权利要求1或2的电动工具，其中偏压单元是设置于操作槽的侧部处但操作槽的纵向相反端部除外的弹性体。

4.根据权利要求1或2的电动工具，其中弹力施加槽沿着操作槽形成以便在操作槽和弹力施加槽之间形成薄部分，并且所述薄部分用作偏压单元。

5.根据权利要求1或2的电动工具，其中偏压单元包括一对磁体，所述一对磁体分别设置于转盘的一个圆周端部和减速器外壳的一部分处以使得它们布置为彼此相对。

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