CN102808866B - 用于电动工具的离合器和具有这种离合器的电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动工具的离合器，其包括：调节电动工具内传动机构传动模式的调节机构；其特征在于，所述离合器包括一止动结构，该止动结构安装于电动工具上，包括有支架(21)、相对于支架(21)枢转地安装的止动件(23)以及提供支架(21)与止动件(23)之间弹性力的弹性元件(22)，所述止动件(23)设有止动齿(231)。本发明还涉及一种具有上述离合器的电动工具。根据本发明的离合器结构简单，具有较少的部件，特别是需要较少的安装空间，部件少、结构简单又会使得成本降低和可靠性提高，进而使得包括这种离合器的电动工具也具有相应的优点。

Description

用于电动工具的离合器和具有这种离合器的电动工具

技术领域

本发明涉及一种用于电动工具的离合器以及一种具有这种离合器的电动工具。

背景技术

在电动工具领域，特别是在电锤、电钻和冲击钻的情况下，在加工过程中往往需要对电动工具的操作模式进行切换(换档)或使电动工具的传动系统脱开而不输出扭矩。在这些操作过程中，均需要通过离合器驱动相应齿轮在传动轴滑动，以此调节相应齿轮与传动轴之间的啮合与脱离的关系，以此达成电动工具的操作模式的切换功能。当相应齿轮通过离合器调节后与传动轴脱离后，离合器通常会设置一能与相应齿轮啮合的止动结构，以便能使该齿轮可靠地保持在该位置而不继续被传动轴驱动，以此阻止齿轮转动。

现有技术中这种离合器设计分为两种类型：

1)第一种是止动结构能移动的离合器，该离合器由多个部件组成，且结构和形状相当复杂，回弹力和止动力由沿轴向作用于止动结构上的螺旋弹簧提供，这种离合器例如有博世电动工具有限公司的电锤GBH2-20D中所使用的离合器；

2)第二种是止动结构不能移动的离合器，其中，止动结构固定在电动工具的壳体上而固定不动，回弹力和缓冲力通过轴向作用于齿轮的弹簧结构提供，所述齿轮与止动结构相配合，这种离合器例如有博世电动工具有限公司的电锤GBH2-26DRE中所使用的离合器。

下面，将参看图1和2以电锤GBH2-20D中使用的离合器为例进行描述，该离合器至少包括六个构件，从而，结构上非常复杂。具体地讲，如图1所示，该离合器至少具有第一螺旋弹簧1、第一冲压件2、第二冲压件3、止动结构4、第二螺旋弹簧5和引导杆6。如图2所示，引导杆6与传动轴平行地设置，即离合器设置在传动轴的旁侧。齿轮12通过齿轮套11与传动轴联动，通过拨动齿轮套11，可以调节齿轮12与传动轴的联动关系。当齿轮套11被离合器拨向右运动时，而齿轮套11上的齿与传动轴的花键脱开时，止动结构4随着拨动齿轮套的部件向右运动。齿轮12包括有与其一体的驱动齿轮，该驱动齿轮的直径略大于齿轮12的直径，且设置于齿轮12的右侧，在止动结构4向右移动时会碰到齿轮12的驱动齿轮。当齿轮转动小的角度或轻微振动时，止动结构4的齿与齿轮的驱动齿轮的齿啮合，从而使齿轮12不可转动。这样，齿轮12就不会再被转动的传动轴因摩擦而驱动。当需要调节齿轮12与传动轴的联动关系时，调节离合器向左拨动齿轮套11，同时带动止动结构4向左移动，使齿轮12与止动结构4的齿分离，并且通过齿轮套11使传动轴驱动齿轮12转动。

由此可见，这种离合器是一种轴向运动式的，且其止动结构需要与传动轴平行并间隔开地设置，从而需要相对较大的安装空间，这对电动工具的紧凑设计非常不利。另外，离合器本身的结构也较为复杂，制造成本相对较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的用于电动工具的离合器和一种具有这种离合器的电动工具，以解决现有的离合器和电动工具的上述种种不足，使得能够节省安装空间、简化离合器本身的结构和降低成本。

上述目的通过这样一种用于电动工具的离合器实现，所述离合器包括：调节电动工具内传动机构传动模式的调节机构；其特征在于，所述离合器包括一止动结构，该止动结构安装于电动工具上，包括有支架、相对于支架枢转地安装的止动件以及提供支架与止动件之间弹性力的弹性元件，所述止动件设有止动齿。

优选地，所述传动机构包括被电动工具的驱动装置驱动的传动轴和套设于传动轴上的齿轮，该齿轮能沿传动轴的延伸方向滑动，齿轮与传动轴之间设置有能互相驱动的花键，所述止动件上的止动齿适于与齿轮的齿啮合。

优选地，所述离合器能调节齿轮在传动轴上沿传动轴的延伸方向移动，齿轮与传动轴之间花键的啮合与脱离由离合器通过调节齿轮调节，齿轮与传动轴上的花键脱离时，齿轮的齿与止动件的止动齿啮合。通过采用这种止动结构，可在齿轮与传动轴之间花键脱离时使齿轮可靠地保持不动。

优选地，所述支架具有固定到电动工具上的固定部分和承载部分，所述承载部分为U形结构，能使止动件相对于支架枢转的枢转元件被承载在所述承载部分的U形结构的相对设置的两个臂上。通过将支架分成这两个部分，可更合理地实现离合器的止动结构的基本功能。而且，承载部分采用U形结构，可使得离合器的止动结构更稳定，操作更可靠。

优选地，所述止动件为U形结构，所述止动件的U形结构的相对设置的两个臂支撑在所述枢转元件上。通过使止动件采用U形结构，可使止动件更好地与U形承载部分相配合，从而可进一步提高离合器的止动结构的稳定性和可靠性，同时可更方便地设置止动齿。

优选地，所述止动件在枢转元件的与止动齿相反的一侧具有限位部，所述限位部在止动结构未与齿轮的端面接触时抵靠着所述支架的承载部分。该限位部使得止动件在止动结构未与齿轮的端面接触时不会过大地张开，从而在与齿轮接触时能被齿轮的端面枢转并与齿轮的齿可靠地啮合。

优选地，所述固定部分具有所述传动轴穿过的孔。在这种布置方式下，可方便地将离合器的止动结构设置在电动工具内的合适位置处。

优选地，所述弹性元件为卷簧或角形簧片，所述卷簧或角形簧片的两个腿部分别固定到所述支架和止动件。这使得弹性元件结构非常简单，且可在市场上直接购买到，因此，降低了离合器的制造成本。同时通过使卷簧或角形簧片的两个腿部分别固定到所述支架和止动件，也使得止动件在止动结构未与齿轮的端面接触时不会过大地张开，从而在与齿轮接触时能被齿轮的端面枢转并与齿轮的齿可靠地啮合。

优选地，所述支架和止动件由板材制成。这使得支架和止动件的制造更为简单，从而，降低了离合器的制造成本和减少了部件数量，并使结构更为稳定。

上述目的还通过一种具有这种离合器的电动工具实现。

由于根据本发明的离合器的止动结构采用枢转方式，因此其结构相对较为简单，具有较少的部件，特别是需要较少的安装空间，部件少、结构简单又会使成本降低和可靠性提高。

附图说明

下面，参看附图详细地描述本发明，通过该详细的描述，本领域的技术人员可以更好地理解本发明的特征和优点。附图包括：

图1以立体图示出了现有技术的用于电动工具的离合器，该离合器为轴向移动式的，且至少具有六个构件；

图2示出了现有技术的用于电动工具的离合器安装在电动工具上时的状态及其工作原理；

图3以立体图示出了根据本发明的离合器的止动结构，该离合器的止动结构采用的是枢转运动；

图4示出了根据本发明的离合器的止动结构的侧视图；

图5示出了根据本发明的离合器的止动结构安装在电动工具上时的状态，此时止动结构处于非工作状态；

图6示出了根据本发明的离合器的止动结构在电动工具上的另一状态，此时齿轮已与花键脱开并抵压止动结构的止动件；以及

图7示出了根据本发明的离合器的止动结构在电动工具上的最后的充分止动状态，此时齿轮已与止动结构的止动件相互作用，即，止动件的止动齿与齿轮的齿相啮合。

具体实施方式

图1以立体图示出了现有技术的用于电动工具(在此为电锤)的离合器，图2示出了该现有技术的离合器安装在电动工具上时的安装状态及其工作原理。由于其属于现有技术且之前已对此进行了详细描述，在此，为了简洁考虑，不再赘述。

图3以立体图示出了根据本发明的离合器的止动结构。该离合器采用了与现有技术的止动结构完全不同的结构，其具有支架21、弹性元件22、止动件23和枢转元件24。支架21用于固定在电动工具(在此以电锤为例)内，用于承载止动件23和枢转元件24，且带有花键的轴27穿过支架21的两个孔中的居中设置的孔，以使止动件23能够在齿轮26与带有花键的轴27脱开时抵靠着齿轮26的端面。

优选地，支架21和止动件23均通过冲压和弯折的方式一体地制造而成，当然也可采用其他合适的制造方法，例如铸造和机加工。可选地，支架21也可由多个部件组成。

支架21包括固定部分211和承载部分212，所述固定部分211在此例如成板的形式且用于固定在电动工具上。为此，所述固定部分211具有至少一个固定结构。当然，固定部分211除了采用板的形式以外，还可采用其他任何合适的结构形式和几何形状，而且其固定结构也可根据需要采用多种形式，例如固定结构采用卡扣连接方式，通过形状配合与电动工具内的相应结构配合，以实现两者之间的连接固定。甚至，可将固定部分211直接通过粘结、焊接等方式固定到电动工具内侧，但这不是一种优选方式。显然，在某些情况下，支架21也可以固定在电动工具的其他合适位置处，从功能上讲，只要支架21可使承载部分212承载的止动件23处于可靠操作的位置即可。

承载部分212主要用于承载止动件23、枢转元件24以及充当弹性元件22的卷簧。具体地讲，如图3所示，承载部分212在此为大致U形，并与固定部分211一体成形。在U形结构的相对设置的两个臂上分别具有至少一个用于安装枢转元件24的枢转结构，该枢转结构在此为孔。一种较优选的方式是，两个臂中的枢转结构均为通孔，从而可将枢转元件从任一个臂的外侧穿入两个通孔中。当然，两个臂上的枢转结构也可均为盲孔，此时枢转元件在安装时可通过暂时地张开U形结构的两个臂而将枢转元件从内侧卡入盲孔中。显而易见的是，也可使两个臂中的一个臂的枢转结构为通孔，另一个臂的枢转结构为盲孔，此时可将枢转元件从通孔的一侧插入通孔中并一直伸到另一盲孔中。

优选地，枢转元件为销或其他杆状结构，甚至可直接采用市场上有售的普通销钉。

优选地，止动件23在此也为大致U形，该U形止动件23包括呈板状的主体部与两相对设置的臂，且两相对设置的两个臂上设有通孔，该通孔在装配状态时与承载部分212的两个臂上的孔对齐并被枢转元件24穿过，借助枢转元件24，止动件23可相对承载部分212旋转。U形止动件与U形承载部分212相对地安装，即U形止动件23的敞开侧与U形承载部分212的敞开侧相对，且U形承载部分212从外侧抱着U形止动件23。显然，如果将U形承载部分212的相对设置的两个臂的右上角去除，也可使U形止动件23从外侧抱着U形承载部分212。也就是说，在装配之后，只要使U形止动件23在齿轮的作用下能够相对于U形承载部分212转动预定角度即可。在这种功能要求下，甚至也可使U形承载部分212的一个臂位于U形止动件23的外侧，而U形承载部分212的另一个臂位于U形止动件23的内侧。

止动件23用于与齿轮26的齿相啮合以使齿轮26能够停止转动并保持在一个合适的方位。为此，止动件23的主体部上优选地具有至少一个止动齿231，该止动齿231可与齿轮26的齿啮合，从而能够可靠地阻止齿轮26的转动。

当然，止动件23和承载部分212也可为其他形状，例如为C形或L形。在两者均为L形的情况下，止动件23和承载部分212仅在一个位置处经由枢转元件24连接在一起，此时枢转元件24为悬臂梁的形式，即，枢转元件24仅有一端被支撑在承载部分212上，而另一端悬置，止动件23也仅有一处被支撑在枢转元件24上。也可使承载部分212为L形，而止动件23仍为U形，此时，枢转元件24仍为悬臂梁的形式，但U形止动件23的两个臂均支撑在枢转元件24上。

甚至可以将枢转元件直接固定和形成在止动件上。例如，在U形承载部分从外侧抱着U形止动件的情况下(如图3所示)，两个短的轴突(枢转元件)分别一体地成型在止动件的相对设置的两个臂的外侧并向外突出。当装配时，将这两个轴突嵌入U形承载部分的相对设置的两个臂上的通孔或盲孔中即可。在U形止动件从外侧抱着U形承载部分的情况下，轴突设置在止动件的相对设置的两个臂的内侧并向内突出。

根据另一个实施例，也可将这种轴突设置在承载部分上，而在止动件上设置相应的枢转结构，例如通孔或盲孔。在U形承载部分从外侧抱着U形止动件的情况下(如图3所示)，轴突设置在U形承载部分的相对设置的两个臂的内侧并向内突出。在U形止动件从外侧抱着U形承载部分的情况下，轴突设置在U形承载部分的相对设置的两个臂的外侧并向外突出。

在采用一体成型的轴突的情况下，可以降低部件数量和制造成本，并可简化装配过程。

对于L形的止动件和承载部分来说，原则上也可设置这样的轴突，但此时止动件和承载部分之间的装配不太稳固和可靠。

另外，也可以想到，将止动件23上的用于接收枢转元件24的通孔替换为缺口。例如，对于图3所示的离合器的止动结构来说，在止动件23的相对设置的两个臂的下侧各设置一个朝下敞开的缺口，从而在装配时，只需将止动件23从上向下放到枢转元件上，以使止动件23上的缺口骑在枢转元件24上。这大大简化了装配过程。

为了使止动件23能够在齿轮26的齿的端面的抵压作用下相对承载部分212枢转之后再回弹，弹性元件22夹持在止动件23与承载部分212之间。在此，弹性元件22例如为卷簧。优选地，如果可能，卷簧套装在枢转元件24上。从而，在齿轮26被拨动向左侧方向移动时，其一端抵压止动件23，弹性元件22会张紧止动件23和承载部分212而使止动件23具有回弹的趋势。当止动23件的止动齿231通过齿轮26的轻微转动或振动而与齿轮26的齿啮合时，止动件23回弹而在周向上限制齿轮26的齿，因此，齿轮26无法再转动而稳定地保持在合适的方位。

弹性元件除了采用卷簧的形式以外，还可采用其他形式，例如角形簧片等。在角形簧片的情况下，弹性元件可不安装在枢转元件上，而只是夹持在止动件和承载部分之间。在这种情况下，枢转元件可采用短的枢转元件的形式，例如采用如上所述的轴突的形式。此外，在承载部分和止动件之间具有两处枢转连接的情况下，也可采用两个短的枢转元件，即在两侧分别具有一个短的枢转元件可枢转地连接承载部分和止动件。在承载部分和止动件之间仅具有一处枢转连接的情况下，仅在枢转连接位置处采用一个短的枢转元件。显然，这样可以明显降低材料成本。

还需要指出的是，为了使止动件23在未与齿轮26的端面接触的情况下保持在如图5所示的位置，止动件23还可在枢转元件24的与止动齿231相反的一侧(在图3中，即在枢转元件24的下侧)具有限位部，该限位部在图5所示的位置抵靠着支架21的承载部分212而使得止动件23不会过大地张开。显然，除了采用这种方式以外，还可想到，将卷簧或角形簧片的两个腿221分别固定在止动件23和支架21上。

图4以侧剖视图示出了图3中的离合器的止动结构。从该图中可清楚地看出，止动件23采用的是枢转连接方式，这大大地缩减了离合器的尺寸。

下面，结合图5-7描述本发明的离合器的止动结构与齿轮的装配关系和操作过程。

从图5-7可以看出，止动结构安装在电动工具的壳体(未示出)内并与齿轮26的端面相对。具体地讲，止动结构的止动件23与齿轮26的端面相面对。尽管轴27如上所述地穿过支架的固定部分211的一个孔，但显然这不是必须的，因为不管固定部分的具体结构如何，只要能使装配好的止动件与齿轮的端面相对即可。

开始时，如图5所示，齿轮26通过花键与轴27啮合，此时齿轮26可被轴27驱动而旋转，且此时，齿轮26与止动结构的止动件23相分离，止动件23不干涉齿轮26的旋转运动。

当需要调节电动工具的工作模式时，如图6所示，通过前述离合器将齿轮26拨向左移动，使齿轮26与轴27的花键完全脱开。此时，齿轮26因与轴27的花键脱离，轴27不能通过花键继续驱动齿轮26转动。且在将齿轮26拨动向左移动时，其左端面与止动件23的一侧相抵靠。并且驱动止动件23克服弹性元件22以枢转元件24为旋转中心，相对承载部分212转动了一角度，弹性元件22提供止动件23与承载部分212之间的张弛力。同时，轴7上还套设有一弹簧28，此弹簧28位于齿轮26的左侧，且在齿轮26被拨动向左移动时，此套装在传动轴上的弹簧28被齿轮26压缩，提供齿轮26的复位弹性力。由于齿轮26的齿与止动件23上的止动齿231在接触时可能不会正好啮合，因此，止动件23处于枢转状态。此时电动工具处于齿轮26与轴27脱开的工作模式下。

此时如果齿轮26转动小的角度或产生轻微的振动，则齿轮26的齿就会与止动件23的止动齿231啮合，如图7所示，且因止动结构固定于电动工具内，这样，齿轮26就不能再被转动，而且其齿的方位也是确定的。

当需要再次调节电动工具的工作模式时，借助前述离合器，使齿轮26借助弹簧28的弹性力作用下向右移动。使齿轮26重新通过花键与轴27啮合，且齿轮26通过轴27的驱动而旋转。

尽管上面已参看附图详细地描述了离合器的止动结构的基本结构和多种实施方式，但在不脱离本发明的基本精神的前提下，仍可以进行多种修改和改变。此外，尽管上面以电锤为例描述了离合器的应用和基本结构，但显然该离合器也可应用于其他电动工具例如冲击钻或电钻。进一步地讲，只要电动工具具有需要止动和保持在合适方位的齿轮，就可将这种止动结构应用于这种电动工具。而且，上述各个技术特征可以单独使用或彼此组合地使用，而不会脱离本发明的保护范围。

由于根据本发明的离合器的止动结构采用枢转方式，因此其结构相对较为简单，具有较少的部件，特别是需要较少的安装空间，部件少、结构简单又会使成本降低和可靠性提高。

Claims (10)

1.一种用于电动工具的离合器，其包括：

调节电动工具内传动机构传动模式的调节机构；

其特征在于，所述离合器包括一止动结构，该止动结构安装于电动工具上，包括有支架(21)、相对于支架(21)枢转地安装的止动件(23)以及提供支架(21)与止动件(23)之间弹性力的弹性元件(22)，所述止动件(23)设有止动齿(231)。

2.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述传动机构包括被电动工具的驱动装置驱动的传动轴和套设于传动轴上的齿轮，该齿轮能沿传动轴的延伸方向滑动，齿轮与传动轴之间设置有能互相驱动的花键，所述止动件上的止动齿适于与齿轮的齿啮合。

3.如权利要求2所述的离合器，其特征在于，所述离合器能调节齿轮在传动轴上沿传动轴的延伸方向移动，齿轮与传动轴之间花键的啮合与脱离由离合器通过调节齿轮调节，齿轮与传动轴上的花键脱离时，齿轮的齿与止动件的止动齿啮合。

4.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述支架(21)具有固定到电动工具上的固定部分(211)和承载部分(212)，所述承载部分(212)为U形结构，能使止动件(23)相对于支架(21)枢转的枢转元件(24)被承载在所述承载部分(212)的U形结构的相对设置的两个臂上。

5.如权利要求4所述的离合器，其特征在于，所述止动件(23)为U形结构，所述止动件(23)的U形结构的相对设置的两个臂支撑在所述枢转元件(24)上。

6.如权利要求4或5所述的离合器，其特征在于，所述止动件(23)在枢转元件(24)的与止动齿(231)相反的一侧具有限位部，所述限位部在止动结构未与齿轮(26)的端面接触时抵靠着所述支架(21)的承载部分(212)。

7.如权利要求4或5所述的离合器，其特征在于，所述固定部分(211)具有所述传动轴穿过的孔。

8.如权利要求1-5中任一所述的离合器，其特征在于，所述弹性元件(22)为卷簧或角形簧片，所述卷簧或角形簧片的两个腿部(221)分别固定到所述支架(21)和止动件(23)。

9.如权利要求1-5中任一所述的离合器，其特征在于，所述支架(21)和止动件(23)由板材制成。

10.一种电动工具，其特征在于，所述电动工具具有如权利要求1-9中任一所述的离合器。