CN102431014A - 动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力工具，该动力工具包括：壳体；马达，收容于所述壳体中，提供动力源；输出轴，由所述马达驱动，绕输出轴轴线旋转；扭力调节机构，用于调节电动工具中马达与输出轴之间可以传递的最大扭力值，所述扭力调节机构包括：第一离合件；第二离合件，抵靠所述第一离合件，第一离合件与第二离合件相对静止时，使能马达到输出轴的传输，第一离合件与第二离合件相对运动时，中断马达到输出轴的传输；弹性元件，抵压第二离合件，使第二离合件抵靠第一离合件；扭力调节机构还包括可操作的对弹性元件的变形量进行粗调的第一调节机构，及可操作的对弹性元件的变形量进行细调的第二调节机构。与现有技术相比，该动力工具能实现更高的调节精度，为用户提供了更多选择与便利。

Description

动力工具

技术领域

本发明涉及一种具有精确扭力调节机构的动力工具。

背景技术

在日常生活及各种工程施工中，电动或气动等动力工具已经相当普及。尤其是一些手持工具，由于可以更换工作头而兼具钻孔、切割、打磨以及拆、装螺丝等多种功能，受到使用者的特别青睐而具有广阔的市场前景。

现有技术中的此类工具，一般都具备一包括把持部的壳体及暴露于壳体之外的工作头，在壳体内部设置有动力装置、动力输出轴等部件，由外部的电力、气动或内部的可充电电池提供能量驱动动力装置，动力装置通过动力输出轴带动工作头旋转，实现上述钻孔、切割、打磨以及拆、装螺丝等各种转矩作业。

由于同一功率的电动马达需要完成多种作业，并对应多种不同材质的作业对象，因此就需要调节电动马达的实际输出转矩以满足上述多样性。以在不同硬度的板材上安装螺钉为例，若电动马达输出转矩过小则螺钉将无法旋入作业对象的内部，若电动马达输出转矩过大则可能在螺钉旋至底部后将螺钉尾部的工作槽搅毁，而无法拆卸。

因此，现有技术中的动力工具大多设置有一扭力调节机构，该扭力调节机构在扭力达到某个值时，可将动力源和工作部的动力连接断开，通过改变该扭力的值，可使操作者方便地对不同工作状态进行调整。

中国实用新型96214031.7公开了一种具有扭力调节机构的动力工具，该动力工具的扭力调节机构主要包括了驱动座、扭力调整头、压力套筒、弹簧、垫片、钢珠、以及位于扭力调整头上的连续齿状缘环、设在驱动座外侧的具有突扣的弹片等。旋转扭力调整头，带动压力套轴向移动压缩弹簧，调整工具的输出扭力值的大小，一旦扭力调整头的位置固定，则工具的输出扭力值确定。扭力调整头通过位于其内圆周壁上的连续齿状缘环与弹片的突扣啮合，实现扭力调整头的固定。由于相连的齿状缘环间存在固定的间距D，若调整头从第一位置转动到第二位置时，对应的突扣由与第n个齿状缘环的啮合转变为与第n+1个齿状缘环啮合，则扭力调整头走过的距离为D，对应压缩弹簧的量为d，即每调整一次扭力调整头，弹簧变形量改变d或N*d，由此造成弹簧的变形量不连续，进而导致工具输出的扭力值不连续。可输出的扭力值不连续，则造成在使用中，部分用户所期望的扭力值无法达到。因此需要开发一种具有精确扭力调节机构的动力工具。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有精确扭力调节机构的动力工具。

为实现上述目的，本发明提供的方案为：一种动力工具，包括：壳体；马达，收容于所述壳体中，提供动力源；输出轴，由所述马达驱动，绕输出轴轴线旋转；扭力调节机构，用于调节电动工具中马达与输出轴之间可以传递的最大扭力值，所述扭力调节机构包括：第一离合件；第二离合件，抵靠所述第一离合件，第一离合件与第二离合件相对静止时，使能马达到输出轴的传输，第一离合件与第二离合件相对运动时，中断马达到输出轴的传输；弹性元件，抵压第二离合件，使第二离合件抵靠第一离合件；扭力调节机构还包括可操作的对弹性元件的变形量进行粗调的第一调节机构，及可操作的对弹性元件的变形量进行细调的第二调节机构。

优选地，所述第一调节机构有级调节弹性元件的变形量，所述第二调节机构无级调节弹性元件的变形量。

优选地，所述第一调节机构包括相对壳体可旋转的扭力罩，锁定扭力罩转动角度的定位机构，抵靠弹性元件的螺旋垫，支撑螺旋垫的螺旋盖，所述螺旋盖收容于扭力罩内，转动扭力罩时，螺旋盖带动螺旋垫相对壳体轴向移动。

优选地，第二调节机构包括可以相对壳体转动的精密调节罩，抵靠螺旋垫的调节螺母，所述调节螺母收容精密调节罩内，转动精密调节罩时，所述调节螺母带动螺旋垫相对壳体轴向移动。

优选地，螺旋盖与调节螺母之间设置锁定机构，螺旋盖轴向移动带动调节螺母轴向移动。

优选地，锁定机构包括设置于所述调节螺母内表面的内螺纹，设置于所述螺旋盖外表面、与所述内螺纹啮合的外螺纹，以及设置于所述内螺纹与外螺纹之间的防松件。

优选地，所述精密调节罩设置有径向通孔，调节螺母在与所述通孔对应位置上设置有轴向凹槽，所述通孔与凹槽构成的空间插入圆柱销时，转动精密调节罩，调节螺母轴向移动。

优选地，所述第一调节机构及第二调节机构的外围设置有装饰罩，所述装饰罩用于收容扭力罩及精密调节罩。

优选地，所述装饰罩内表面或所述扭力罩外表面至少一个设置有凹槽，另一个对应地设置有突起。

本发明的有益效果在于可以在扭力粗调的基础上对扭力进行再次调节，实现扭力的精密调节，此外，对扭力的再次调节可以补偿扭力调节机构在长期使用中由于机械磨损或弹簧变形而导致某一档位处的扭力值发生的变化，使某一档位处的扭力值始终保持在固定扭力值。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

图1是一较佳实施方式的动力工具总体图；

图2是图1所示动力工具的部分结构图；

图3是图2所示结构的A1-A1视图；

图4是图2所示结构的A2-A2视图；

图5是图2所示锁定机构的局部放大图；

图6是图2所示第二调节结构的工作图。

图示中的相关元件对应编号如下：

10壳体                54螺旋垫

20马达                55调节螺母

30齿轮箱              56精密调节罩

31端盖                57防松垫

32前壳体              58第二外螺纹

33行星齿轮减速机构    59第二内螺纹

34第三级内齿轮        60扭力罩

35轴向突起            61螺旋盖

36定位销              62第一内螺纹

50扭力调节机构        63第一外螺纹

51钢柱                64定位槽

52垫片                65第一凹槽

53螺旋弹簧            66第一突台

67第二突台        73第二调节机构

68第二凹槽        74定位机构

69通孔            75锁定机构

70第三凹槽        90输出轴

71装饰罩          95夹头

72第一调节机构    100圆柱销

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1表示了本发明的一种较佳实施方式的电钻的基本结构，其也可以为螺丝批等其他电动工具。该电钻包括壳体10，收容于壳体10内的马达20，输出轴90，连接马达20与输出轴90的齿轮箱30，位于壳体10前端、调节马达20与输出轴90之间可以传递的最大扭力的扭力调节机构50，以及夹持批头且与输出轴90连接的夹头95。动力工具可通过电池包或电源线为马达20提供电能，电源接入后，操作者按下开关，马达20高速旋转，通过齿轮箱30减速后，将马达20的动力传递到输出轴90，输出轴90带动与其连接的夹头95旋转，夹头95带动批头旋转，从而将螺钉等紧固件紧固到工件表面。在将螺钉紧固到工件表面的过程中，工件表面与螺钉表面会产生阻止螺钉旋入工件的阻力，该阻力通过夹头95传递给输出轴90。当阻力小于扭力调节机构50设定的扭力时，马达20的输出扭力正常地传递给批头，批头带动螺钉继续旋入工件内部，一旦阻力大于扭力调节机构50设定的扭力时，马达20的输出至批头的传递中断，批头停止转动，螺钉静止。为避免马达20输出给批头的扭力过小，螺钉无法旋入工件的内部，或者马达20输出给批头的扭力过大则可能在螺钉旋至底部后将螺钉尾部的工作槽搅毁，而无法拆卸，操作者可根据螺钉尺寸、形状以及工件硬度，通过扭力调节机构50设定不同的马达20输出扭力。

下面将结合图2至图6，详细阐述扭力调节机构50的具体工作方式。

如图2所示，扭力调节机构50包括第一离合件、抵靠第一离合件的第二离合件、抵压第二离合件使第二离合件抵靠第一离合件的弹性元件、设置在第二离合件与弹性元件之间的垫片52、以及可以对弹性元件变形量进行调节的第一调节机72构和第二调节机构73，弹性元件的变形量增大，第二离合件低压第一离合件的力增大，弹性元件的变形量减小，第二离合件低压第一离合件的力随之减小，因此通过第一调节机72构和第二调节机构73调节弹性元件的变形量即可调节第二离合件低压第一离合件的力，从而调整马达至输出轴可以传递的最大扭力。

第一调节机构72进一步包括可相对壳体10转动的扭力罩60、锁定扭力罩转动角度的定位机构74、抵压弹性元件的螺旋垫54、支撑螺旋垫的螺旋盖61。其中定位机构74包括设置于扭力罩60内圆周表面的定位槽64及与定位槽64配合的定位销36，定位销36与定位槽64配合即将扭力罩60相对壳体10固定。以下详细描述第一调节机构72对弹性元件的调节方式。

齿轮箱30包括前壳体32、与前壳体32配合的端盖31、收容于前壳体32与端盖31构成的封闭空间内的行星齿轮减速机构33。在本实施例中，第一离合件为行星齿轮减速机构33的第三级内齿轮34，在该第三级内齿轮34的端面上设置有沿输出轴轴线方向的轴向突起35。第二离合元件为钢柱51，钢柱51呈柱状结构，沿输出轴90轴向设置，钢柱51的一端顶靠在第三级内齿轮34端面上，与其上的轴向突起35配合，另一端顶靠垫片52，其中钢柱51与轴向突起35配合的端面为球形面，与垫片52配合的端面为圆形平面。弹性元件可以为螺旋弹簧、压簧、锥簧等，在本实施例中弹性元件为螺旋弹簧53。螺旋弹簧53设置在垫片52与螺旋垫54之间，用于将钢柱51压向第三级内齿34端面的轴向突起35，从而保持第三级内齿轮34相对钢柱51固定。螺旋垫54呈圆环形，设置在扭力罩60与螺旋盖61之间，用于传递扭力罩60至螺旋盖61的转动，螺旋垫54靠近正对垫片52的端面用于顶靠螺旋弹簧53，另一端面顶靠第二调节机构73。如图3所示，螺旋垫54的外圆周表面与内圆周表面上分别设置有第一突台66和第二突台67。相应地，扭力罩60远离垫片52的内圆周端面上设置有沿输出轴90轴向设置的第一凹槽65，用于收容第一突台66，在螺旋盖61的外圆周表面沿输出轴90轴向设置有第二凹槽68，用于收容第二突台67，由于突台与凹槽的配合，螺旋垫54可相对螺旋盖61及扭力罩60沿凹槽轴向移动，但不可相对螺旋盖61及扭力罩60转动。转动扭力罩60，通过第一凹槽65与第一突台66的配合，可带动螺旋垫54转动。螺旋垫54的转动通过位于内表面的第二突起与螺旋盖61外圆周表面上的第二凹槽68配合带动螺旋盖61转动，螺旋盖61通过位于内表面的第一内螺纹62与位于前壳体32的第一外螺纹63配合，使螺旋盖61相对前壳体32轴向移动，螺旋盖61的轴向移动带动设置其上的螺旋垫54轴向移动压缩螺旋弹簧53。当扭力罩60转动到用户所需位置时，通过定位机构74锁定扭力罩60相对壳体10转动的角度即可调节到用户所需的扭力值。

以下将进一步描述定位机构74的具体结构。

在齿轮箱30的前壳体32靠近行星齿轮减速机构33低速端的外圆周面上设置有凹槽，凹槽内设置有定位销36，该定位销36通过弹簧固定于凹槽内(图中未示出凹槽及弹簧)，该结构即构成定位机构74的定位销。扭力罩60在靠近行星齿轮减速机构33的内圆周端面上设置有相互连续且均匀分布的定位槽64，定位槽64与定位销36正对，用于收容定位销36，通过定位销36与定位槽64的稳定配合即可固定扭力罩60相对壳体10转动的角度，亦即固定螺旋盖61相对前壳体32轴向移动的位移，设定了螺旋垫54轴向压缩螺旋弹簧53的变形量，实现了对电钻扭力设定的第一级调节。由于相连的定位槽64之间存在固定的夹角，因此扭力罩60转动的角度不可能为任意的连续值，导致螺旋垫54压缩螺旋弹簧53的变形量为非连续的间断值，导致在第一级调节中，部分扭力值无法达到。

本发明对传统的扭力调节机构进行了改进，把相对螺旋盖61不可移动的螺旋垫54改进为可相对螺旋盖61轴向移动的螺旋垫，从而对弹性元件的变形量在传统扭力调节的基础上进行再次调节。

在本实施例中，在第一调节机构72的基础上设置了第二调节机构73，该第二调节机构73可以在第一调节机构72有级调节螺旋弹簧53的变形量的基础上，对螺旋弹簧53的变形量进行无级调节，实现扭力值的连续微调，从而实现扭力的精确调节。

第二调节机构73包括精密调节罩56和调节螺母55，调节螺母55的端面顶靠螺旋垫54的端面，且调节螺母55收容于精密调节罩56，绕输出轴90的轴线转动精密调节罩56可以带动调节螺母55相对螺旋盖61的轴向移动，调节螺母55的轴向移动带动螺旋垫54相对螺旋盖61的轴向移动，且通过锁定机构75锁定调节螺母55相对螺旋盖61的轴向位移。

以下对第二调节机构73的具体结构及其工作方式做进一步的阐述。

如图4所示，调节螺母55外圆周表面上设置有沿输出轴90轴向延伸的第三凹槽70，与之对应地，在精密调节罩56上设置有与第三凹槽70正对的通孔69，操作者可选择地在通孔69与第三凹槽70构成的空间中插入圆柱销100，通过圆柱销100将精密调节罩56与调节螺母55连接为相互联动的两个部件。转动精密调节罩56即可带动调节螺母55转动，调节螺母55的转动角度通过设置于调节螺母55与螺旋盖61之间的锁定机构75固定。

如图5所示，锁定机构75包括调节螺母55的内圆周表面设置有第二内螺纹59，以及与之对应地、在螺旋盖61的外圆周表面设置有第二外螺纹58，第二外螺纹58与第二内螺纹59相互配合，且在第二外螺纹58与第二内螺纹59之间设置有防止相对滑动的防松垫57，该防松垫57为塑料件或其他柔性件或防滑件。特别地，该第二外螺纹58的节距小于第一外螺纹63的节距。

如图6所示，插入圆柱销100后，转动精密调节罩56，由于精密调节罩56与扭力罩60松配合，因此转动精密调节罩56时并不会带动调节罩60转动，同时由于圆柱销100、通孔69及第三凹槽70的相互作用，调节螺母55随着精密调节罩转动，由于第二内螺纹59与第二外螺纹58的相互配合，调节螺母55在转动的同时相对螺旋盖61轴向移动，调节螺母55的轴向移动带动螺旋垫54延第一凹槽65及第二凹槽68构成的矩形空间轴向移动，调整螺旋垫54轴向移动的位移实现调整螺旋弹簧53的变形量，从而调整扭力调节结构50的扭力设定值。

精密调节罩56可以根据操作者需求转动任意角度，相应地，调节螺母55可绕输出轴90轴线转动任意角度，锁定机构75采用第二内螺纹59与第二外螺纹58配合，且在第二内螺纹59与第二外螺纹58之间设置防松垫57，因此锁定机构75可以在任意位置锁定调节螺母55相对螺旋盖61的转动角度，由于调节螺母55相对螺旋盖61的轴向移动由调节螺母55相对螺旋盖61的转动而产生，因此在任意位置锁定调节螺母55相对螺旋盖61的转动角度即可在任意位置锁定调节螺母55相对螺旋盖61的轴向移动位移，进而在任意位置锁定螺旋弹簧53的变形量。因此调节螺母55相对螺旋盖61可以轴向移动任意连续位移值，螺旋垫54可以轴向移动任意连续位移值，螺旋弹簧53可以产生任意连续的弹力值，即可实现对螺旋弹簧53变形量的无级调节，而不同于不连续的有级调节，因此第二调节机构73可以实现扭力的精密调节。

装饰罩71设置在扭力调节机构50的最外围，装饰罩71内圆周表面上设置有若干突起或凹槽(未在图中示出)，与之相对应的是扭力罩60及精密调节罩56的外圆周表面上设置有若干凹槽或突起(未在图中示出)，通过凹槽与突起的配合，装饰罩71可拆卸地收容扭力罩60和精密调节罩56，且扭力罩60可稳定地跟随装饰罩71转动，实现转动装饰罩71实现扭力粗调，精密调节罩56可可靠地收容于装饰罩71内而不会脱落。

在正常使用过程中，装饰罩71安装于扭力调节机构50上，操作者转动装饰罩71，由于位于其上的凹槽或突起分别与扭力罩上的突起或凹槽的配合，装饰罩71带动扭力罩60转动，扭力罩60转动带动螺旋垫54转动，进而带动螺旋盖61转动。螺旋盖61的转动通过位于其上的第一内螺纹62与位于前壳体32上的第一外螺纹63的配合转化为螺旋盖61相对前壳体32的轴向移动，从而带动螺旋垫54轴向移动压缩螺旋弹簧53，由于调节螺母55相对螺旋盖61通过锁定机构75相对保持固定，因此螺旋盖61的轴向移动同时带动调节螺母55轴向移动。装饰罩71转动的角度不同，最终导致螺旋弹簧53的变形量不同，从而使扭力调节机构50设定的扭力不同。操作者停止旋转装饰罩71，则扭力罩60停止转动，通过位于扭力罩60上的定位槽64与位于前壳体32上的定位销36的配合，最终将扭力罩60相对前壳体32的旋转角度锁定，从而锁定扭力调节机构50设定的扭力。

在上述操作过程中，由于扭力罩60相对前壳体32转动的角度通过定位槽64与定位销36的配合锁定，若扭力罩60的整个内圆周表面上设定的定位槽64有N个，则扭力罩60相对前壳体32转动的最小角度为360/N度，即扭力罩60相对前壳体32转动的角度为非连续值，相应地，螺旋盖61轴向移动的位移为非连续值，螺旋弹簧53变形量为非连续值，最终造成扭力调节机构50的扭力设定为非连续值。当操作者需要的某一扭力值位于第n档与第n+1档之间时，操作者无法通过旋转装置罩71达到该目标扭力值，此情况下，常规的扭力调节机构50则无法满足操作者需求。在本实施方案中，操作者可将装饰罩71取下，并在通孔69与第三凹槽70构成的空间内插入特定的圆柱销100，进行第二级扭力调节，此状态如图6所示。旋转圆柱销100，精密调节罩56与调节螺母55跟随圆柱销100转动，通过位于调节螺母55上的第二内螺纹59与位于螺旋盖61上的第二外螺纹58的啮合，将调节螺母55的旋转运动转化为调节螺母55相对螺旋盖61的轴向移动，调节螺母55的轴向移动带动螺旋垫54的轴向移动，进而压缩螺旋弹簧53，调整扭力调节机构50的设定扭力。圆柱销100带动调节螺母55转动的角度不同，螺旋垫54轴向移动的位移不同，扭力调节机构50设定的扭力不同，调节螺母55转动的角度最终通过位于第二内螺纹59及第二外螺纹58之间的防松垫57锁定，因此调节螺母55可转动任意角度，而不同于扭力罩60转动的角度为特定值，因此螺旋垫54可轴向移动任意位移，螺旋弹簧53可产生任意的弹力值，扭力调节机构50可设定任意扭力值，可满足操作者更精密的调节需求。经测量，扭力值达到操作者需求后，操作者取下圆柱销100，将装饰罩71装配至扭力调节机构50的原有位置上，即完成第二调节机构73的调节过程，可以继续使用动力工具对工件进行加工。

Claims (10)

1.一种动力工具，包括：

壳体；

马达，收容于所述壳体中，提供动力源；

输出轴，由所述马达驱动，绕输出轴轴线旋转；

扭力调节机构，用于调节电动工具中马达与输出轴之间可以传递的最大扭力值，所述扭力调节机构包括：

第一离合件；

第二离合件，抵靠所述第一离合件，第一离合件与第二离合件相对静止时，使能马达到输出轴的传输，第一离合件与第二离合件相对运动时，中断马达到输出轴的传输；

弹性元件，抵压第二离合件，使第二离合件抵靠第一离合件；

其特征在于：扭力调节机构还包括可操作的对弹性元件的变形量进行粗调的第一调节机构以及可操作的对弹性元件的变形量进行细调的第二调节机构。

2.根据权利要求1所述的动力工具，其特征在于：所述第一调节机构有级调节弹性元件的变形量。

3.根据权利要求1或2所述的动力工具，其特征在于：所述第二调节机构无级调节弹性元件的变形量。

4.根据权利要求3所述的动力工具，其特征在于：所述第一调节机构包括相对壳体可旋转的扭力罩，锁定扭力罩转动角度的定位机构，抵靠弹性元件的螺旋垫，支撑螺旋垫的螺旋盖，所述螺旋盖收容于扭力罩内，转动扭力罩时，螺旋盖带动螺旋垫相对壳体轴向移动。

5.根据权利要求4所述的动力工具，其特征在于：第二调节机构包括可以相对壳体转动的精密调节罩，抵靠螺旋垫的调节螺母，所述调节螺母收容精密调节罩内，转动精密调节罩时，所述调节螺母带动螺旋垫相对壳体轴向移动。

6.根据权利要求5所述的动力工具，其特征在于：螺旋盖与调节螺母之间设置锁定机构，螺旋盖轴向移动带动调节螺母轴向移动。

7.根据权利要求6所述的动力工具，其特征在于：锁定机构包括设置于所述调节螺母内表面的内螺纹，设置于所述螺旋盖外表面、与所述内螺纹啮合的外螺纹，以及设置于所述内螺纹与外螺纹之间的防松件。

8.根据权利要求7所述的动力工具，其特征在于：所述精密调节罩设置有径向通孔，调节螺母在与所述通孔对应位置上设置有轴向凹槽，所述通孔与凹槽构成的空间插入圆柱销时，转动精密调节罩，调节螺母轴向移动。

9.根据权利要求8所述的动力工具，其特征在于：所述第一调节机构及第二调节机构的外围设置有装饰罩，所述装饰罩用于收容扭力罩及精密调节罩。

10.根据权利要求9所述的动力工具，其特征在于：所述装饰罩内表面或所述扭力罩外表面至少一个设置有凹槽，另一个对应地设置有突起。

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