CN107470677A - 扭力输出工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扭力输出工具，包括：马达、输出轴、传动装置、调节件和齿轮箱；马达具有一个驱动轴，输出轴用于输出扭力，传动装置用于使驱动轴驱动输出轴，调节件用于调节传动装置从而改变驱动轴与输出轴之间的传动比，齿轮箱用于容纳传动装置并形成有能使调节件被限制在预设位置处的挡位结构；其中，在传动装置在驱动轴和输出轴之间传递扭矩时，传动装置使调节件被挡位结构锁定在预设位置进而使驱动轴与输出轴之间的传动比固定。本发明的扭力输出工具能够得用户在其开始运行时无法对其进行高低速切换，进而保护了传动装置，延长了扭力输出工具的使用寿命。

Description

扭力输出工具

技术领域

本发明涉及一种扭力输出工具，具体涉及一种电钻。

背景技术

诸如电钻、螺丝批等的扭力输出工具，通常会包括壳体、电机、传动装置、齿轮箱以及输出轴，其中传动装置设置在齿轮箱内，用于在电机和输出轴之间实现扭矩传递。现有的传动装置通常会包括多级行星轮系，同时扭力输出工具还会包括用于调节多级行星轮系的传动比的速度调节装置，从而实现对扭力输出工具进行高低速切换。但是，我们知道，通常情况下，当机器启动后，如果用户对扭力输出工具进行高低速切换的话会对传动装置造成损坏，影响扭力输出工具的使用寿命。

发明内容

一种扭力输出工具，包括：马达、输出轴、传动装置、调节件和齿轮箱；马达具有一个驱动轴，输出轴用于输出扭力，传动装置用于使驱动轴驱动输出轴，调节件用于调节传动装置从而改变驱动轴与输出轴之间的传动比，齿轮箱用于容纳传动装置并形成有能使调节件被限制在预设位置处的挡位结构；其中，在传动装置在驱动轴和输出轴之间传递扭矩时，传动装置使调节件被挡位结构锁定在预设位置进而使驱动轴与输出轴之间的传动比固定。

进一步地，在传动装置在驱动轴和输出轴之间停止传递扭矩时，调节件能相对齿轮箱移动以调节传动装置从而改变驱动轴与输出轴之间的传动比。

进一步地，所示齿轮箱还形成有：导向结构，导向结构用于导向调节件相对齿轮箱的移动。

进一步地，传动装置包括：第一行星轮组、内齿圈和第一太阳轮；第一行星轮组包括第一行星轮架和安装至第一行星轮架的第一行星轮，内齿圈能相对齿轮箱绕第一轴线转动，第一太阳轮能被驱动轴驱动；第一行星轮分别与第一太阳轮和内齿圈啮合；内齿圈的外周形成有外周结构，调节件形成有能与外周结构配合的调节部；在调节部与外周结构接触配合时，内齿圈的转动被锁定；在调节部与外周结构脱离时，内齿圈的转动被释放。

进一步地，挡位结构为齿轮箱上形成的挡位槽，导向结构为齿轮箱上形成的导向槽，导向槽与挡位槽连通；挡位槽沿围绕第一轴线的圆周方向延伸，导向槽沿平行于第一轴线的方向延伸。

进一步地，调节件包括：挡位部，挡位部能在挡位槽或者导向槽内移动；扭力输出工具还包括：偏压元件，偏压元件偏压调节件朝向使挡位部能在导向槽内滑动的位置移动。

进一步地，传动装置还包括：第二行星轮组和第二太阳轮；第二行星轮组包括第二行星轮架和安装至第二行星轮架的第二行星轮，第二太阳轮与第一太阳轮构成同步转动；第二行星轮分别与第二太阳轮和内齿圈啮合；第一行星轮架还形成有用于与调节部构成配合以锁定第一行星轮架的转动的轮架限位部，第二行星轮架还形成有用于输出动力至输出轴的输出部。

进一步地，挡位槽包括两个，两个挡位槽分别设置在导向槽的两端；其中，在挡位部在位于其中一个挡位槽内时，调节部与内齿圈构成配合，且在挡位部位于另外一个挡位槽内时，调节部与第一行星轮架构成配合。

进一步地，扭力输出工具还包括：操作件，操作件用于供用户操作以驱动调节件在导向槽内移动；偏压元件为安装至操作件的一对弹片，两个弹片分别设置在挡位部的两侧以偏压挡位部在挡位槽内朝向与导向槽对齐的位置移动；调节件为一个围绕第一轴线的环形件，挡位部为自环形件朝向远离第一轴线延伸的第一凸起，调节部为自环形件朝向靠近第一轴线延伸的第二凸起。

一种扭力输出工具，包括：输出轴、马达、壳体、传动件和调节件；输出轴用于输出扭力，马达具有一个驱动轴，壳体用于容纳马达，传动件用于在驱动轴和输出轴之间实现动力传递且能相对壳体绕第一轴线转动，调节件用于在移动到第一轴向位置时与传动件配合以锁定传动件的转动和在移动到第二轴向位置时与传动件脱开配合以释放传动件的转动；其中，在马达运行时，传动件使调节件处于相对壳体不能轴向移动的第一状态；在马达停止运行时，调节件处于相对壳体能轴向移动的第二状态。

在本发明中，当传动装置在进行扭矩传递时能够使得调节件被挡位结构锁定，从而使得驱动轴和输出轴之间的传动比固定，这使得用户在扭力输出工具开始运行时无法对扭力输出工具进行高低速切换，进而保护了传动装置，延长了扭力输出工具的使用寿命。

附图说明

图1是扭力输出工具的结构示意图；

图2是图1中的扭力输出工具在壳体被剖开后的内视图；

图3是图2中的马达、齿轮箱、速度调节装置以及输出轴的结构示意图；

图4是图3所示结构的剖面图；

图5是图3所示结构的爆炸图；

图6是图4中的齿轮箱和调节件的结构示意图；

图7是图6中的齿轮箱的结构示意图；

图8是图6中的部分结构在挡位部位于第一轴向位置且能轴向移动时的结构示意图；

图9是图6中的部分结构在挡位部被锁定在第一轴向位置时的结构示意图；

图10是图6中的部分结构在挡位部位于第二轴向位置且能轴向移动时的结构示意图；

图11是图6中的部分结构在挡位部被锁定在第二轴向位置时的结构示意图；

图12是图4中的操作件和偏压元件的结构示意图；

图13是图4中的齿轮箱、调节件和偏压元件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

图1所示的扭力输出工具100能够输出扭力，具体例如可以为电钻、螺丝批等工具，在本实施例中可以以电钻为例。

如图1至图4所示，扭力输出工具100包括：壳体11、马达12、开关13、传动装置20、齿轮箱14、输出轴15以及速度调节装置30。对于电钻而言，扭力输出工具100还包括：扭力调节装置16以及夹头装置17，其中，扭力调节装置16可以包括用于供用户操作的扭力杯161，夹头装置17用于夹持钻头等附件。

壳体11可以形成有容纳部111和把手部112，其中，容纳部111用于容纳马达12，把手部112用于供用户握持。壳体11可以与扭力杯161以及夹头装置17共同构成了扭力输出工具100的外形。马达12设置在壳体11内，马达12用于将给扭力输出工具100提供动力来源的能量源的能量转换成动力输出。马达12可以包括一个驱动轴121，驱动轴121能相对壳体11以第一轴线101为轴转动。对于电钻而言，该马达12可以电机，驱动轴121为电机的电机轴。开关13安装至壳体11上，用于在被用户操作时启动马达12，从而使得扭力输出工具100处于开机状态。

为了方便说明本发明的技术方案，还定义了本领域技术人员可以理解的以第一轴线101为中心轴的轴向、周向和径向，其中，轴向不仅包括第一轴线101方向还包括与第一轴线101平行的方向。

传动装置20用于使驱动轴121驱动输出轴15，从而在驱动轴121和输出轴15之间实现扭矩传递，齿轮箱14用于容纳传动装置20，输出轴15用于在传动装置20的驱动下输出扭力。如图4和图5所示，传动装置20可以包括：第一太阳轮21、第二太阳轮22、第一行星轮组23、第二行星轮组24和传动件，其中，传动件用于在驱动轴121和输出轴15之间实现扭矩传递，具体而言，传动件为能相对壳体11绕第一轴线101转动的内齿圈25。齿轮箱14固定的设置在壳体11内，齿轮箱14包括可以结合在一起的后壳141和前壳142，传动装置20设置在后壳141和前壳142包围的区域内。

其中，第一太阳轮21和第二太阳轮22能被驱动轴121驱动并能分别随驱动轴121的转动而转动。第一太阳轮21包括啮合部211和延伸部212，啮合部211和延伸部212分别形成于第一太阳轮21的不同的轴向位置。啮合部211形成有用于传递动力的啮合齿，延伸部212可以用于安装第二太阳轮22。第二太阳轮22安装于第一太阳轮21的延伸部212上并能够与第一太阳轮21构成同步转动，第二太阳轮22也形成有用于传递动力的啮合齿，且第二太阳轮22的啮合齿的齿形与第一太阳轮21的啮合齿的齿形相同。另外，第二太阳轮22的齿顶圆的半径还大于第一太阳轮21的齿顶圆的半径，这使得第二太阳轮22的啮合齿的齿数多于第一太阳轮21的啮合齿的齿数。

第一行星轮组23包括第一行星轮231和第一行星轮架232，第一行星轮231可转动的安装至第一行星轮架232，第一行星轮231还与第一太阳轮21的啮合部211构成啮合。第二行星轮组24包括第二行星轮241和第二行星轮架242，第二行星轮241可转动的安装至第二行星轮架242，第二行星轮241还与第二太阳轮22构成啮合。内齿圈25的内周形成有内齿251，第一行星轮231和第二行星轮241均设置于内齿圈25内并且能同时与内齿圈25啮合。

第一行星轮架232和内齿圈25均可转动的设置在齿轮箱14内，且在轴向上第一行星轮架232还至少部分位于马达12和第一行星轮231之间。第二行星轮架242还形成有用于输出动力至输出轴15的输出部242a。在本实施例中，传动装置20还包括第三行星轮组26和第二内齿圈27。第三行星轮组26设置在第二行星轮组24和输出轴15之间，第三行星轮组26可以包括第三行星轮261和第三行星轮架262。

这样，当内齿圈25相对壳体11的转动被锁定，第一行星轮架232相对壳体11的转动被释放，在马达12启动时，驱动轴121将动力传递至第一太阳轮21，第一太阳轮21将动力传递至第一行星轮231，因为内齿圈25固定不动，所以第一行星轮231将动力传递至第一行星轮架232，但是因为第一行星轮架232不连接输出装置，所以第一行星轮架232仅仅进行空转不进行动力输出，同时，驱动轴121还将动力传递至第二太阳轮22，第二太阳轮22将动力传递至第二行星轮241，因为内齿圈25固定不动，所以第二行星轮241将动力传递至第二行星轮架242，从而使得此时的第一行星轮组23和第二行星轮组24仅仅只有第二行星轮组24起到减速的作用，因而第二行星轮架242的输出部242a以高速输出，也即是驱动轴121和输出轴15之间具有相对较小的第一传动比。而当第一行星轮架232相对壳体11的转动被锁定，内齿圈25相对壳体11的转动被释放，在马达12启动时，驱动轴121将动力传递至第一太阳轮21，第一太阳轮21将动力传递至第一行星轮231，因为第一行星轮架232被锁定，第一行星轮231将动力传递至内齿圈25，内齿圈25转动，同时，驱动轴121还将动力传递至第二太阳轮22，这时，对于第二行星轮241而言，其与第二太阳轮22和内齿圈25构成了双输入的传动轮系，从而使得第二行星轮架242的输出部242a以低速输出，也即是驱动轴121和输出轴15之间具有相对较大的第二传动比。

速度调节装置30包括：调节件31，调节件31用于调节传动装置20从而改变驱动轴121和输出轴15之间的传动比。具体而言，调节件31用于与内齿圈25和第一行星轮架232配合，从而锁定内齿圈25或者第一行星轮架232相对齿轮箱14的转动，进而实现驱动轴121和输出轴15之间具有第一传动比和第二传动比。

调节件31形成有调节部311，内齿圈25的外周形成有外周结构252，第一行星轮架232形成有轮架限位部232a，调节部311能够与外周结构252构成配合，也能够与轮架限位部232a构成配合。当调节部311与内齿圈25的外周结构252构成接触配合时，内齿圈25相对齿轮箱14的转动被锁定，第一行星轮架232相对齿轮箱14的转动被释放；而当调节部311与第一行星轮架232的轮架限位部232a构成接触配合时，第一行星轮架232相对齿轮箱14的转动被锁定，内齿圈25相对齿轮箱14的转动被释放。

在本发明中，如图5至图7所示，齿轮箱14还形成有挡位结构143，挡位结构143能够将调节件31限制在预设位置处，调节件31包括能与挡位结构143配合的挡位部312，通过挡位结构143与挡位部312的配合，从而使得调节件31具有不同的挡位，进而使得驱动轴121和输出轴15之间具有不同的传动比。

具体而言，挡位结构143为齿轮箱14上形成的挡位槽143a、143b，调节件31为一个围绕第一轴线101并以其为中心的环形件，挡位部312位自环形件朝向远离第一轴线101延伸的第一凸起，调节部311为自环形件朝向靠近第一轴线101延伸的第二凸起。挡位槽143a、143b的数目为2，当调节件31的挡位部312位于其中一个挡位槽143a中时，调节件31的调节部311与内齿圈25构成配合，从而使得驱动轴121和输出轴15之间具有第一传动比，而当调节件31的挡位部312位于另外一个挡位槽143b中时，调节件31的调节部311与第一行星轮架232构成配合，从而使得驱动轴121和输出轴15之间具有第二传动比。

齿轮箱14还形成有导向结构144，导向结构144用于导向调节件31相对齿轮箱14移动。具体而言，导向结构144为齿轮箱14上形成的导向槽144a，导向槽144a沿轴向（平行于第一轴线101的方向）延伸，两个挡位槽143a、143b设置在导向槽144a的两端并与导向槽144a连通，挡位槽143a、143b还沿周向（围绕第一轴线101的圆周方向）延伸，挡位部312能在挡位槽143a、143b或者导向槽144a内移动。更进一步的，两个挡位槽143a、143b和导向槽144a共同构成一个大致呈“工”字型的结构。这样，当用户启动开关13，马达12开始运行，传动装置20在驱动轴121和输出轴15之间传递扭矩，传动装置20使调节件31被挡位结构143锁定在预设位置进而使驱动轴121与输出轴15之间的传动比固定，从而用户不能够在开关13启动后对扭力输出工具100进行高低速切换，进而能够延长扭力输出工具100的使用寿命。

具体而言，当用户启动开关13，马达12开始运行，传动装置20在驱动轴121和输出轴15之间传递扭矩时，这时如果调节件31的挡位部312位于与内齿圈25相对应的挡位槽143a中时，也即是挡位部312位于图8所示的第一轴向位置时，内齿圈25为了将固定力传递至齿轮箱14能够使得调节件31处于相对壳体11不能轴向移动的第一状态，也即是内齿圈25的外周结构252将会通过与调节部311的配合而驱动挡位部312在挡位槽143a内移动至如图9所示的不与导向槽144a对齐的位置，进而挡位槽143a将调节件31的挡位部312锁定在第一轴向位置，这时调节件31也反向作用于内齿圈25使得内齿圈25的转动被锁定，从而使得驱动轴121和输出轴15之间的传动比被固定，此时用户不能对扭力输出工具100进行速度调节；而这时如果调节件31的挡位部312位于与第一行星轮架232相对应的挡位槽143b中时，也即是挡位部312位于图10所示的第二轴向位置时，调节件31与内齿圈25脱开配合从而释放内齿圈25相对壳体11的转动，同时此时的第一行星轮架232为了将固定力传递至齿轮箱14也能够使得调节件31处于相对壳体11不能轴向移动的第一状态，也即是第一行星轮架232的轮架限位部232a将会通过与调节部311的配合而驱动挡位部312在挡位槽143b内移动至如图11所示的不与导向槽144a对齐的位置，进而挡位槽143b将调节件31的挡位部312锁定在第二轴向位置，这时调节件31也反向作用于第一行星轮架232使得第一行星轮架232的转动被锁定，从而使得驱动轴121和输出轴15之间的传动比被固定，此时用户也不能对扭力输出工具100进行速度调节。

如图4至图7以及图12至图13所示，速度调节装置30还包括：操作件32和偏压元件33，其中，操作件32用于供用户操作以驱动调节件31在导向槽144a内滑动，偏压元件33用于偏压调节件31朝向使挡位部312能在导向槽144a内滑动的位置移动。具体而言，操作件32为安装至壳体11的拨钮，操作件32能相对壳体11轴向移动。操作件32还形成有一对限位凸起321、322，限位凸起321、322用于使得操作件32在相对壳体11轴向移动时驱动调节件31随操作件32一并轴向移动。偏压元件33为安装至操作件32上的一对弹片331、332，两个弹片331、332分别设置在挡位部312的两侧以偏压挡位部312在挡位槽143a、143b内朝向与导向槽144a对齐的位置移动。这样，当用户未触发开关13时，马达12停止运行，传动装置20在驱动轴121和输出轴15之间停止传递扭矩，偏压元件33偏压挡位部312使得调节件31处于能相对壳体11轴向移动的第二状态，从而使得调节件31能够通过调节传动装置20而改变驱动轴121和输出轴15之间的传动比，具体而言，这时，用户能够通过操作操作件32，使得挡位部312能够从一个挡位槽143a沿着导向槽144a移动至另外一个挡位槽143b内，从而使得调节件31实现对扭力输出工具100进行高低速切换。

以下具体介绍扭力输出工具100的工作过程以及原理：当开关13未被用户启动时，此时马达12停止运行，传动装置20在驱动轴121和输出轴15之间停止扭矩传递，这时偏压元件33偏压调节件31的挡位部312，使得挡位部312位于挡位槽143a、143b内与导向槽144a对齐的位置，此时调节件31处于能相对壳体11轴向移动的第二状态，这时用户可以操作操作件32，使得挡位部312沿导向槽144a滑动，从而对扭力输出工具100进行高低速切换；而当开关13被用户启动时，此时马达12开始运行，传动装置20在驱动轴121和输出轴15之间开始传递扭矩，这时传动装置20为了将固定力传递至齿轮箱14，会通过内齿圈25或者第一行星轮架232与调节件31的配合从而使得挡位部312克服偏压元件33的偏压在挡位槽143a、143b内移动至不与导向槽144a对齐的位置，此时调节件31处于不能相对壳体11轴向移动的第一状态，这时操作件32相对壳体11的轴向位置也被对应的锁定，从而用户无法拨动操作件32，进而使得扭力输出工具100不能被用户进行高低速切换。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种扭力输出工具，包括：

马达，具有一个驱动轴；

输出轴，用于输出扭力；

传动装置，用于使所述驱动轴驱动所述输出轴；

调节件，用于调节所述传动装置从而改变所述驱动轴与所述输出轴之间的传动比；

齿轮箱，用于容纳所述传动装置并形成有能使所述调节件被限制在预设位置处的挡位结构；

其中，在所述传动装置在所述驱动轴和所述输出轴之间传递扭矩时，所述传动装置使所述调节件被所述挡位结构锁定在所述预设位置进而使所述驱动轴与所述输出轴之间的传动比固定。

2.根据权利要求1所述的扭力输出工具，其特征在于：

在所述传动装置在所述驱动轴和所述输出轴之间停止传递扭矩时，所述调节件能相对所述齿轮箱移动以调节所述传动装置从而改变所述驱动轴与所述输出轴之间的传动比。

3.根据权利要求2所述的扭力输出工具，其特征在于：

所示齿轮箱还形成有：

导向结构，用于导向所述调节件相对所述齿轮箱的移动。

4.根据权利要求3所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述传动装置包括：

第一行星轮组，包括第一行星轮架和安装至所述第一行星轮架的第一行星轮；

内齿圈，能相对所述齿轮箱绕第一轴线转动；

第一太阳轮，能被所述驱动轴驱动；

所述第一行星轮分别与所述第一太阳轮和所述内齿圈啮合；所述内齿圈的外周形成有外周结构，所述调节件形成有能与所述外周结构配合的调节部；在所述调节部与所述外周结构接触配合时，所述内齿圈的转动被锁定；在所述调节部与所述外周结构脱离时，所述内齿圈的转动被释放。

5.根据权利要求4所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述挡位结构为所述齿轮箱上形成的挡位槽，所述导向结构为所述齿轮箱上形成的导向槽，所述导向槽与所述挡位槽连通；所述挡位槽沿围绕所述第一轴线的圆周方向延伸，所述导向槽沿平行于所述第一轴线的方向延伸。

6.根据权利要求5所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述调节件包括：

挡位部，能在所述挡位槽或者所述导向槽内移动；

所述扭力输出工具还包括：

偏压元件，偏压所述调节件朝向使所述挡位部能在所述导向槽内滑动的位置移动。

7.根据权利要求6所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述传动装置还包括：

第二行星轮组，包括第二行星轮架和安装至所述第二行星轮架的第二行星轮；

第二太阳轮，与所述第一太阳轮构成同步转动；

所述第二行星轮分别与所述第二太阳轮和所述内齿圈啮合；所述第一行星轮架还形成有用于与所述调节部构成配合以锁定所述第一行星轮架的转动的轮架限位部，所述第二行星轮架还形成有用于输出动力至所述输出轴的输出部。

8.根据权利要求7所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述挡位槽包括两个，两个所述挡位槽分别设置在所述导向槽的两端；其中，在所述挡位部在位于其中一个所述挡位槽内时，所述调节部与所述内齿圈构成配合，且在所述挡位部位于另外一个所述挡位槽内时，所述调节部与所述第一行星轮架构成配合。

9.根据权利要求8所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述扭力输出工具还包括：

操作件，用于供用户操作以驱动所述调节件在所述导向槽内移动；

所述偏压元件为安装至所述操作件的一对弹片，两个所述弹片分别设置在所述挡位部的两侧以偏压所述挡位部在所述挡位槽内朝向与所述导向槽对齐的位置移动；所述调节件为一个围绕所述第一轴线的环形件，所述挡位部为自所述环形件朝向远离所述第一轴线延伸的第一凸起，所述调节部为自所述环形件朝向靠近所述第一轴线延伸的第二凸起。

10.一种扭力输出工具，包括：

输出轴，用于输出扭力；

马达，具有一个驱动轴；

壳体，用于容纳所述马达；

传动件，用于在所述驱动轴和所述输出轴之间实现动力传递且能相对所述壳体绕第一轴线转动；

调节件，用于在移动到第一轴向位置时与所述传动件配合以锁定所述传动件的转动和在移动到第二轴向位置时与所述传动件脱开配合以释放所述传动件的转动；

其中，在所述马达运行时，所述传动件使所述调节件处于相对所述壳体不能轴向移动的第一状态；在所述马达停止运行时，所述调节件处于相对所述壳体能轴向移动的第二状态。