CN108789283B - 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：电机、壳体、输出轴、齿轮箱组件和风扇，电机包括能以第一轴线为轴转动的电机轴，壳体包括用于形成容纳电机的容纳空间的容纳部，齿轮箱组件用于在电机和输出轴之间实现动力的传递，风扇可转动的设置于容纳空间内；其中，风扇安装至电机轴并在转动时产生至少能对电机进行散热的散热气流；在沿第一轴线的方向上，风扇设置在电机和齿轮箱组件之间；壳体还形成有：气流入口和气流出口，其中，在沿平行于第一轴线的方向上，气流出口设置在容纳部的与风扇的轴向位置对应的第一轴向位置处，气流出口还设置在气流入口和齿轮箱组件之间。该扭力输出工具的散热效果好。

Description

扭力输出工具

技术领域

本发明涉及一种扭力输出工具。

背景技术

诸如螺丝批、电钻、电锤等的扭力输出工具，通常会包括壳体、电机、输出轴以及齿轮箱组件，其中，齿轮箱组件包括箱体和设置在箱体内的多级行星轮系。齿轮箱组件内的多级行星轮系，特别是最靠近电机的行星轮系在运行过程中会产生大量的热量，而如果不能及时对齿轮箱组件进行散热，长期下来会造成齿轮箱组件的损坏。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种散热效果好的扭力输出工具。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种扭力输出工具，包括：电机、壳体、输出轴、齿轮箱组件和风扇，电机包括能以第一轴线为轴转动的电机轴，壳体包括用于形成容纳电机的容纳空间的容纳部，输出轴能被电机驱动绕第一轴线转动，齿轮箱组件用于在电机和输出轴之间实现动力的传递，风扇可转动的设置于容纳部所形成的容纳空间内；其中，风扇安装至电机轴并在转动时产生至少能对电机进行散热的散热气流；在沿第一轴线的方向上，风扇设置在电机和齿轮箱组件之间；壳体还形成有：气流入口和气流出口，其中，在沿平行于第一轴线的方向上，气流出口设置在容纳部的与风扇的轴向位置对应的第一轴向位置处，气流出口还设置于气流入口和齿轮箱组件之间。

进一步地，齿轮箱组件包括：行星轮架、箱体和后盖，行星轮架安装有行星轮，箱体围绕输出轴形成有用于容纳行星轮的容纳腔，后盖设置在箱体的后端以封闭容纳腔；其中，后盖还形成有轴孔，电机轴穿过轴孔伸入容纳腔。

进一步地，后盖还形成有多个沿围绕第一轴线的圆周方向依次排列的凹槽，凹槽的槽口朝向电机。

进一步地，后盖还形成有：围绕电机轴以形成轴孔的至少一部分的围绕部；扭力输出工具还包括：设置在电机轴和围绕部之间的轴承。

进一步地，后盖还形成有：围绕电机轴的环形槽；环形槽的槽口朝向风扇；风扇还包括：嵌入环形槽的嵌入部。

进一步地，后盖还形成有：多个沿围绕第一轴线的圆周方向依次排列的凹槽；凹槽为弧形槽。

进一步地，在垂直第一轴线的径向上，围绕部和凹槽分别设置在环形槽的两侧。

进一步地，后盖至少部分采用金属材料制成。

进一步地，风扇包括：安装部、扇盘和扇叶，安装部用于使风扇安装至电机轴，扇盘自安装部沿垂直于第一轴线的径向朝向远离电机轴的方向延伸，扇叶设置在扇盘的靠近电机的一侧；其中，扇盘上还形成有沿平行于第一轴线的方向贯穿扇盘的通风孔，在风扇转动时，散热气流至少部分能够通过通风孔从风扇的一侧流至另一侧。

进一步地，电机为无刷电机，电机的转速大于30000RPM。

本发明的有益之处在于：风扇设置在电机和齿轮箱组件之间，壳体上对应电机的后端和风扇设置有气流入口和气流出口，从而能够更好的对电机和齿轮箱组件进行散热。

附图说明

图1是扭力输出工具的平面图；

图2是图1中的扭力输出工具在去掉部分壳体后的部分内视图；

图3是图2中的电机、风扇和齿轮箱组件的平面图；

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3中的限位件的立体图；

图7是图3中的第一箱体、限位件和第二箱体的立体图；

图8是图3中的箱体和后盖的立体图；

图9是图3中的后盖的立体图；

图10是图3中的电机轴、风扇、轴承和后盖的剖面图；

图11是另一个实施例的扭力输出工具中的风扇的剖面图。

具体实施方式

图1和图2所示的扭力输出工具100包括：壳体11、电机12、齿轮箱组件20和开关13。

如图1和图3所示，扭力输出工具100还包括：输出轴14和风扇15。

为了方便说明，扭力输出工具100以一个电钻作为实例；当然扭力输出工具100也可以是其它扭力输出工具，比如螺丝批、或者兼具螺丝批和电钻功能的多功能工具；或者，扭力输出工具100也可以是能将输出的扭矩转化为其他形式运动的工具，这些工具可能用来打磨工件，比如砂光机、角磨；这些工具也可能用来切割工件，比如往复锯、圆锯、曲线锯；这些工具也可能用来做冲击使用，比如电锤；这些工具也可能是园林类工具，比如修枝机和链锯；另外这些工具也可能作为其它用途，比如搅拌机。

只要这些工具具有设置于电机12和输出轴14之间的齿轮箱组件20，即可能采用以下披露的技术方案的实质内容。

如图1和图2所示，壳体11用于容纳扭力输出工具100内的各部件，壳体11可以包括把手部111和容纳部112。把手部111用于供用户握持，容纳部112形成容纳各部件的容纳空间，电机12即设置在容纳部112所形成的容纳空间内；开关13可以安装于把手部111上。用户在握持把手部111时，能够相对方便的触发开关13，该开关13可以被设置为启动该扭力输出工具100的主扳机。对于电钻而言，还可以包括夹持装置16和扭力调节组件17，夹持装置16用于将一个工具附件诸如钻头、批头等夹持在该扭力输出工具100上，并可以通过该夹持装置16将动力输出至工具附件，从而实现该扭力输出工具100的工具功能。扭力调节组件17用于调节输出轴14的输出扭力，从而实现扭力输出工具100的扭力调节。

如图1至图4所示，电机12设置于壳体11内，电机12包括能以第一轴线101为轴转动的电机轴121。电机12还用于驱动输出轴14以第一轴线101为轴转动。在本实施例中，电机12具体可以为无刷电机，电机12的转速大于30000RPM，从而使得扭力输出工具100能够输出更快的转速，进而提高作业的速度。

齿轮箱组件20设置于电机12和夹持装置16之间，齿轮箱组件20用于在电机12和输出轴14之间实现动力的传递。

输出轴14用于输出扭力，输出轴14在被电机12驱动时能以第一轴线101为轴转动。

为了方便清楚的说明技术方案的内容，做出以下定义：定义第一轴线101方向以及与第一轴线101平行的方向为轴向，定义以第一轴线101为中心轴的圆周方向为周向，定义以第一轴线101为中心轴的圆周方向的半径方向为径向，还定义沿第一轴线101由电机12指向输出轴14的方向为前、相反的方向为后。

风扇15可转动的设置在容纳部112所形成的容纳空间内，风扇15转动时可以产生用于给扭力输出工具100进行散热的气流。具体而言，风扇15安装至电机轴121上，电机12运行时，电机轴121会带动风扇15一并转动，从而进行散热。在沿第一轴线101的方向上，风扇15还设置在电机12和齿轮箱组件20之间，壳体11上设置有用于通风的气流入口112a和气流出口112b，气流入口112a和气流出口112b分别连通壳体11的内外。在沿平行于第一轴线101的方向上，气流出口112b设置在容纳部112的与风扇15的轴向位置相对应的第一轴向位置处，气流出口112b还设置于气流入口112a和齿轮箱组件20之间，更具体而言，气流入口112a设置在容纳部112的与电机12远离风扇15的后端的轴向位置相对应的第二轴向位置处，也即是说，气流入口112a的轴向位置与电机12的后端的轴向位置大致相同，气流出口112b的轴向位置与风扇15的轴向位置大致相同。这样，当风扇15转动时，气流能够通过气流入口112a流入至容纳空间，然后流经电机12给电机12散热，再通过风扇15附近的气流出口112b流出至壳体11外，从而达到给电机12进行散热的效果。同时因为风扇15设置在齿轮箱组件20附件，从而还能够将齿轮箱组件20附近的热量通过风扇15散发出去，或者通过气流带走。

如图2至图5所示，齿轮箱组件20包括：后盖30和箱体201，其中，箱体201围绕输出轴14形成有容纳腔26，后盖30设置在箱体201的后端以封闭容纳腔26。箱体201具体包括第一箱体21和第二箱体22，齿轮箱组件20还包括设置在容纳腔26内的行星轮系23、后行星轮系24和前行星轮系25。

其中，第一箱体21和第二箱体22结合时围绕形成有容纳腔26，行星轮系23、后行星轮系24和前行星轮系25均设置在容纳腔26内。

行星轮系23包括：内齿圈231、行星轮232、太阳轮233和行星轮架234，内齿圈231形成有内齿并能以第一轴线101为轴可转动的设置在容纳腔26内，行星轮232的数目为多个，多个行星轮232设置在内齿圈231内且与内齿圈231构成啮合，太阳轮233设置在多个行星轮232之间且与多个行星轮232均构成啮合，多个行星轮232还通过销可转动的安装至行星轮架234。

后行星轮系24设置在行星轮系23的后侧，前行星轮系25设置在行星轮系23的前侧，也即是说，后行星轮系24设置在行星轮系23靠近电机12的一侧，前行星轮系25设置在行星轮系23靠近输出轴14的一侧。具体而言，后行星轮系24包括：后内齿圈241、后行星轮242、后太阳轮243和后行星轮架244。其中，后内齿圈241可转动的设置在容纳腔26内，后行星轮242的数目为多个，多个后行星轮242设置在后内齿圈241内且与后内齿圈241构成啮合，后太阳轮243设置在多个后行星轮242之间且与多个后行星轮242均构成啮合，多个后行星轮242还通过销可转动的安装至后行星轮架244。其中，太阳轮233由后行星轮架244的一部分所形成。前行星轮系25包括：前内齿圈251、前行星轮252、前太阳轮253和前行星轮架254。其中，前内齿圈251可转动的设置在容纳腔26内，前行星轮252的数目为多个，多个前行星轮252设置在前内齿圈251内且与前内齿圈251构成啮合，前太阳轮253设置在多个前行星轮252之间且与多个前行星轮252均构成啮合，多个前行星轮252还通过销可转动的安装至前行星轮架254。其中，前太阳轮253由行星轮架234的一部分所形成。这样，通过多级行星轮系的设置能够起到减速的作用。

其中，后行星轮系24更靠近齿轮箱组件20的后端，且风扇15也靠近齿轮箱组件20设置，因此后行星轮系24在运行过程中所产生的热量一部分能够通过直接传递至风扇15而被散发，一部分可以通过风扇15转动时所产生的气流而带走，从而达到更好的散热效果。

另外，以上的扭力调节组件17还能够在扭力输出工具100所受负载小于预设值时限制前内齿圈251的周向转动，而当扭力输出工具100所受负载大于预设值时释放前内齿圈251的转动，从而使得扭力输出工具100能够输出不同的扭力。

如图4至图6所示，齿轮箱组件20还包括：限位件27。限位件27形成有用于限制前内齿圈251轴向位置的限位部271，从而能够避免前内齿圈251因为在轴向上发生移动而造成的跳档的问题。在本实施例中，第一箱体21和第二箱体22由第一材料形成，限位件27由不同于第一材料的第二材料形成，且限位件27与第一箱体21构成不可拆卸的连接。这样，当扭力输出工具100进行作业时，前内齿圈251所受到的扭力将传递至限位件27，从而能够避免第一箱体21的变形影响齿轮箱组件20的使用寿命，从而提高机器的稳定性。进一步而言，第二材料的硬度还大于第一材料，例如，第一材料为铝，第二材料为钢，这样限位件27将比较难发生变形，能够尽可能的避免前内齿圈251的轴向移动，从而能够避免前内齿圈251的轴向移动而造成的跳档的问题。需要说明的是，在本实施例中，第一箱体21和限位件27构成不可拆卸的连接指的是用户在不进行破坏性的拆除的情况下是无法将第一箱体21和限位件27进行分离的，例如两个零件通过焊接或者通过压铸等的形式被结合为一个整体时，这两个零件即构成不可拆卸的连接；而当两个零件通过卡扣、螺钉进行固定连接时，则这两个零件是构成了可拆卸的连接。例如，在本实施例中，限位件27是以嵌件的形式与第一箱体21构成不可拆卸的连接，用户是无法将限位件27和第一箱体21进行分离的。

如图4至图7所示，第一箱体21包括第一连接部211，第二箱体22包括第二连接部221，通过连接件28分别与第一连接部211和第二连接部221的连接使得第一箱体21和第二箱体22构成固定连接。

具体而言，如图4至图7所示，限位件27为环形件，限位件27包括环形部272和延伸部273，环形部272可以以第一轴线101为中心，环形部272的内圈形成有用于锁定内齿圈231的周向转动的锁定部274。具体而言，内齿圈231的外周形成有多个第一凸起，锁定部274为能够伸入至相邻的两个第一凸起之间所形成的空间的第二凸起。

延伸部273自环形部272的外圈沿垂直于第一轴线101的径向向外延伸，延伸部273还至少部分延伸至第一连接部211和第二连接部221之间以将第一连接部211和第二连接部221在轴向上间隔开。在轴向上，延伸部273靠近电机12的一侧还形成有沿平行于第一轴线101的方向朝向第一箱体21开口的凹槽结构273a，对应的，第一箱体21形成有能嵌入至凹槽结构273a的凸起212。在轴向上，延伸部273远离电机12的一侧作为以上用于限制前内齿圈251轴向为轴的限位部271，限位部271形成有限位平面271a，限位平面271a在垂直于第一轴线101的平面内延展，在限位平面271a和前内齿圈251之间还可以设置垫片29。

事实上，在对于用户而言，第一箱体21和限位件27为一个不可拆分的整体，例如在本实施例中，限位件27可以以嵌件的形式与第一箱体21构成一个不可拆分的整体。制造时，限位件27可以通过冲压工艺形成，然后再通过压铸工艺形成第一箱体21并使得第一箱体21与限位件27构成一个整体。

第一箱体21和限位件27所构成的整体具有一个贯穿第一连接部211和延伸部273的贯通孔。具体而言，第一连接部211形成有沿平行于第一轴线101的方向延伸的第一连接孔211a，第二连接部221形成有沿沿平行于第一轴线101的方向延伸的第二连接孔221a，延伸部273形成有分别连通第一连接孔211a和第二连接孔221a的连通孔273b，连接件28依次穿过第一连接孔211a和连通孔273b，并伸入第二连接孔221a，从而使得第一箱体21和第二箱体22固定连接。其中，连接件28具体可以为螺钉。

如图5、图8至图10所示，后盖30设置在箱体201的后端，后盖30还形成有位于中心的轴孔31。轴孔31沿第一轴线101方向贯穿后盖30，电机轴121通过轴孔31穿过后盖30以伸入至容纳腔26内。

具体而言，风扇15包括：安装部151、扇盘152、扇叶153和嵌入部154，安装部151用于使得风扇15安装至电机轴121上，扇盘152自安装部151沿垂直于第一轴线101的径向朝向远离电机轴121的方向延伸而成，扇盘152大致为环形的面，扇叶153的数目为多个，多个扇叶153设置在扇盘152的靠近电机12的一侧上。

在本实施例中，箱体201采用塑料制成，从而能够降低齿轮箱组件20的制造成本且能够减轻齿轮箱组件20的重量，有利于扭力输出工具100的轻便化的发展。但是，后盖30采用与箱体201不同的材质制成，例如在本实施例中，后盖30采用金属材料制成，从而能够有利于齿轮箱组件20、特别是最靠近后盖30的后行星轮系24的散热。对于齿轮箱组件20中的后行星轮系24、行星轮系23和前行星轮系25而言，其中后行星轮系24在运行过程中所产生的热量尤其突出，因此在本实施例中箱体201采用塑料制成、后盖30采用金属材料制成不仅能够降低齿轮箱组件20的重量和制造成本，而且还解决了后行星轮系24的散热的问题。

更具体而言，后盖30为一个内部朝向后行星轮系24凹陷的圆盘，后盖30包括底壁32、侧壁33和顶壁34。底壁32大致呈圆形，底壁32具有靠近行星轮系23的前表面321和远离行星轮系23的后表面322，其中前表面321为一个垂直于第一轴线101的平面。侧壁33自后表面322向后延伸，顶壁34自侧壁33远离底壁32的一端沿径向向外延伸。

底壁32上还形成有围绕部323、环形槽324和凹槽325，围绕部323、环形槽324和凹槽325均设置在底壁32的后表面322。

围绕部323为底壁32上形成的凸起，围绕部323围绕电机轴121形成轴孔31。齿轮箱组件20还包括轴承35，轴承35设置在围绕部323所围绕而成的空间内，电机轴121穿过轴承35，轴承35装配在电机轴121上位于电机轴121和围绕部323之间。

环形槽324围绕电机轴121设置，环形槽324的槽口朝向风扇15敞开。风扇15的嵌入部154嵌入至环形槽324内。具体而言，底壁32上还形成有另外一个包围围绕部323的环形凸起326，该环形凸起326的内壁和围绕部323的外壁围绕成环形槽324。在本实施例中，轴承35上浸渍有耐高温的油脂，而嵌入部154嵌入至环形槽324内，从而在环形槽324处形成迷宫结构，进而使得油脂不会流出，保证了润滑效果。另外，通过后盖30、油脂以及风扇15的接触，还能够将齿轮箱组件20所产生的热量传递至风扇15，从而提高散热效果。

凹槽325设置在底壁32的后表面322上，凹槽325的数目为多个，多个凹槽325在一个围绕第一轴线101的圆周方向上依次排列，凹槽325的槽口朝向电机12。后盖30采用金属材料制成，凹槽325能够增加后盖30与空气的接触面积，也即是增加了散热面积，从而能进一步提高散热效果。具体而言，凹槽325为弧形槽，弧形槽能够起到进一步增大散热面积的作用。在垂直于第一轴线101的径向上，围绕部323和凹槽325还分别位于环形槽324的两侧，这样，凹槽325所在的圆周方向的半径较大，从而能够增加凹槽325的数目或者增大凹槽325的尺寸。

在其它实施例中，如图11所示，扇盘452上还可以设置有沿平行于第一轴线方向贯穿扇盘452的通风孔452a，这样，在风扇45转动时，散热气流至少部分能够通过通风孔452a从风扇45的一侧流至另一侧，从而能够对齿轮箱组件进行更好的散热。

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：

电机，包括能以第一轴线为轴转动的电机轴；

壳体，包括用于形成容纳所述电机的容纳空间的容纳部；

输出轴，能被所述电机驱动绕所述第一轴线转动；

行星齿轮箱组件，用于在所述电机和所述输出轴之间实现动力的传递；

其特征在于：

所述扭力输出工具还包括：

风扇，可转动的设置于所述容纳部所形成的容纳空间内；

其中，所述风扇安装至所述电机轴并在转动时产生至少能对所述电机进行散热的散热气流；在沿所述第一轴线的方向上，所述风扇设置在所述电机和所述齿轮箱组件之间；所述壳体还形成有：气流入口和气流出口，其中，在沿平行于所述第一轴线的方向上，所述气流出口设置在所述容纳部的与所述风扇的轴向位置对应的第一轴向位置处，所述气流出口还设置于所述气流入口和所述齿轮箱组件之间；所述行星齿轮箱组件包括：

箱体，围绕输出轴形成有容纳腔；

后盖，设置在所述箱体的后端以封闭所述容纳腔。

2.根据权利要求1所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述行星齿轮箱组件包括：

行星轮架，安装有行星轮；

所述箱体围绕所述输出轴形成有用于容纳所述行星轮的容纳腔；

其中，所述后盖还形成有轴孔，所述电机轴穿过所述轴孔伸入所述容纳腔。

3.根据权利要求2所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述后盖还形成有多个沿围绕所述第一轴线的圆周方向依次排列的凹槽，所述凹槽的槽口朝向所述电机。

4.根据权利要求2所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述后盖还形成有：

围绕所述电机轴以形成所述轴孔的至少一部分的围绕部；

所述扭力输出工具还包括：

轴承，设置在所述电机轴和所述围绕部之间。

5.根据权利要求4所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述后盖还形成有：

环形槽，围绕所述电机轴；

所述环形槽的槽口朝向所述风扇；

所述风扇还包括：

嵌入部，嵌入所述环形槽。

6.根据权利要求5所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述后盖还形成有：

多个沿围绕所述第一轴线的圆周方向依次排列的凹槽；

所述凹槽为弧形槽。

7.根据权利要求6所述的扭力输出工具，其特征在于：

在垂直所述第一轴线的径向上，所述围绕部和所述凹槽分别设置在所述环形槽的两侧。

8.根据权利要求2所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述后盖至少部分采用金属材料制成。

9.根据权利要求1所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述风扇包括：

安装部，用于使所述风扇安装至所述电机轴；

扇盘，自所述安装部沿垂直于所述第一轴线的径向朝向远离所述电机轴的方向延伸；

扇叶，设置在所述扇盘的靠近所述电机的一侧；

其中，所述扇盘上还形成有沿平行于所述第一轴线的方向贯穿所述扇盘的通风孔，在所述风扇转动时，散热气流至少部分能够通过所述通风孔从所述风扇的一侧流至另一侧。

10.根据权利要求1所述的扭力输出工具，其特征在于：

所述电机为无刷电机，所述电机的转速大于30000RPM。

Images