CN1153873A - 输出轴锁定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输出轴锁定装置，其中，输出轴由驱动轴和从动轴连结而成；在驱动轴和从动轴的连结处沿着相互转动方向形成一角度的移动间隙；在从动轴侧上固有一固定板沿轴线方向面对驱动轴；一环状锁定环设置在固定板与驱动轴相对的一侧，在外圆周上形成锁定卡爪；锁定工件设置在驱动轴上并面对锁定环；一内环与锁定环外圆周相对，该环上形成一个当它进入偏心位置时，通过它与在这锁定环的外圆周上的锁定爪相啮合而锁定的卡爪。

Description

输出轴锁定装置

本发明涉及一种能在电动机被控停止(转动)时使输出轴快速停转的锁定装置，例如产生电动机转矩的输出轴。

在手控作业中，例如通过在电动工具的输出轴上安装一个夹头来连接不同的工(刀)具时，如果电源关闭时，输出轴因夹头或工(刀)具的惯性而继续转动，还有，如果在这样转动时电动工具被手控断电，而工(刀)具仍在转动，这是很危险的。因此，最好当电源关闭时输出轴能立即停止转动。

在所述的夹头中，有一种具有能紧固和卸下工(刀)具的扭转功能的夹头，它只要手控转动工作环而不必使用夹头柄就能夹紧或卸下工(刀)具。但当电动机的电源关闭时，电动工具的输出轴空转，如果，使用这种具扭转功能的夹头试图用手拧紧夹头，但输出轴也跟着转动，所以不可能用手拧紧夹头。因此，需要用一只手固定住输出轴，但它们的可控性是弱的，因为这是用手来拧紧夹头和握住工件的。因此希望当电动机的电源关闭时，电动工具的输出轴能被锁定。

因此，本发明的构造特征如下。在本发明的输出轴锁定装置中，输出轴是通过驱动轴和从动轴的连结而形成的；在驱动轴与从动轴的连结部沿着相互的转动方向形成有特定大小角度的移动间隙；沿轴心方向在面对驱动轴的从动轴侧固定一固定板；一环状的锁定环设置在固定板的固定板和驱动轴相对的那一侧，在外圆周上制出锁定卡爪(lock pawl)，可活动地保持在同心位置和偏心位置；锁定工作件被设置在驱动轴上而面对上述锁定环，以使因驱动轴初始转动的转动量而消除了从动轴和驱动轴的连结部处的移动间隙时，可使锁定环进入同心位置，并且当驱动轴的转动停止，通过反作用力恢复连结部处的间隙时，可使锁定环进入偏心位置；一内环与所述的锁定环的外圆周相对地形成，该环上形成了一个当所述锁定环进入偏心位置时，通过它与在这锁定环的外圆周上的锁定爪相互啮合而锁定相互转动的卡爪。

另外，在输出轴锁定装置中，内环可转动地保持在固定部分，通过将一定的负载施压并固定内环而形成转矩限制器，在输出轴锁定装置中内环可转动地保持在固定部分中，通过将一定负载施压于并固定内环而形成制动器。

本发明的主要目的在于提供一种当输出轴被控停止时，能立即停止和锁定输出轴的输出轴锁定装置，使当输出轴相对于控制部分停止时，不让它转动。

本发明的另一个目的在于提供一种输出轴锁定装置，例如在输出轴上安装夹头来连各工(刀)具的手控操作的情况下，如果当通过该锁定装置消除对输出轴的传动后，电动工具立即从手控中脱开，它可立即停止夹头或工(刀)具惯性造成的输出轴的转动以确保没有任何危险而安全工作。

本发明的另一目的在于提供一种输出轴锁定装置，它可提高可控性，实现简便和牢固的手控拧紧，促进夹头手控拧紧和工(刀)具固定，这是因为例如当使用具扭转功能的夹头时，当用手拧紧夹头时输出轴不会转动。

本发明的另一个目的在于提供一种输出轴锁定装置，当取消驱动轴的转动而立即被锁定时，由于连结到输出轴一侧的负载的惯性过大，一旦存在由于输出轴一侧的过度负荷而会破坏结构的危险，它可通过使用转矩限制器或制动器使输出轴逐步地停转以致防止结构被破坏。

本发明的几个实施例可结合下列附图加以说明。

图1是输出轴锁定装置的剖视图；

图2是锁定装置区的、其中部分零件被分解开以后的视图；

图3是托架内部的侧视图；

图4是转矩限制器机械部分的透视图；

图5是托架和输出轴花键配合部分的剖视图；

图6所示为锁定装置的锁定状态的剖视图；

图7所示为锁定装置锁定状态的外部的侧视图；

图8所示为锁定装置未锁定状态的剖视图；

图9所示为锁定装置未锁定状的外部的侧视图；

图10所示为锁定装置另一实施例的锁定状态的剖视图；

图11所示为锁定装置另一实施例的未锁定状态的剖视图。

结合下列附图说明本发明的一实施例。图1所示为应用在手控型电动工具的输出轴上的本发明的输出轴锁定装置一实施例。电动机(图中未示)的电动机轴11的转动驱动输出轴10，在电动机轴11和输出轴10之间有一个包含有一减速机构的锁定装置。

为了传送转动，电动机轴11与一行星齿轮机构12的中心齿轮13相连接。除了中心齿轮13外，这个行星齿轮机构还包括：一个行星齿轮14，它与中心齿轮13啮合；一个托架(Carrier)15，行星齿轮14枢轴连接在它上面；一个内齿轮16，它与行星齿轮14啮合；以及一个固定圈(fixcing ring)17。该机构具有已知的减速功能，它的减速输出是由托架15产生的。

又如图2所示，为锁定输出轴10的锁定装置20包括：托架15；与托架相对的锁定环21；一凸缘帽状的固定锁定环的固定板22；以及一个锁定锁定环21转动的内齿轮16。

托架15的轴向中心孔和输出轴10的内端连接在一起，并通过花键23，24的相互配合来传递转动，这两个花键23和24之间形成了一个间隙，如图5所示，该间隙使能从中间位置向正和反方向相对转动一个特定角度θ。

固定板22的中心部分与输出轴10的花键23配合并无间隙，且固定一起转动。

假设托架15是主动侧，那么输出轴10可以看作是从动部分，固定板22被固定在从动侧的输出轴的内部，在轴心方向上它是和主动侧的托架15相反的。

锁定环21在它外圆周上形成一个与锁定爪相对的齿轮25，它可沿径向活动地支撑在托架15的轴上，以便能运动至同心位置或偏心位置，当锁定环21运动至偏心位置时，齿轮25就与在内齿轮16圆周上与其相对的一个齿轮26相啮合，从而锁定了锁定环21的转动。

此外，在与锁定环21的固定板22面对的那一侧安装了许多调节销钉27，在固定板22的与诸调节销钉27相对的一侧上，形成了一些与调节销钉27松配合的调节孔28，调节孔28的尺寸大小应设定得可相应调节调节销钉27的位置，从而锁定环21可以移动到同心位置和偏心位置。

如图3所示，在托架15的相对固体板22的那一侧上，有一个为了调节沿轴心方向滑动的工作销钉29的调节孔，该工作销钉29被装在调节孔30中，弹簧31把它推向固定板22的一侧。

工作销钉29的前端是制成圆锥形的，这个圆锥面(倾斜面)与锁定环21的内圆周面32相接触。当进一步沿轴方向滑动锁定环21时，能使锁定环21进入偏心位置。

如图5所示，对应于托架15的输出轴10的间隙的中央位置上有一个与工作销钉29的圆锥面啮合的啮合孔33形成在固定板22的面对工作销钉29的一侧。当弹簧推工作销钉29与啮合孔33啮合时，工作销钉29的前端的圆锥面与锁定环21的内圆周相接触，通过向外圆周方向施压，锁定环21运动至偏心位置，其外圆周上的齿轮25与内齿轮16上的齿轮26啮合，因此锁定了锁定环21的转动。

当例如由电动机轴11的正转或反转带动托架15转动，并相对于固定板22转过一个间隙角θ时，工作销钉29的前端通过对弹簧31的反作用而脱离啮合孔33，在固定板22的表面上移动，并且工作销钉29的圆锥面也与锁定环21的内侧圆周32脱离，因此使锁定环21能进入与输出轴10同心的位置。

此时，当转矩传到锁定环21时(从固定板22一侧传过来)因为锁定环21的形状是被制成几乎相同圆周的圆环，并且由于它的旋转产生的向心力作用使它与输出轴10一起在同心的位置上转动，这样它的外圆周上的齿轮25将不与内齿轮16上的齿轮26啮合。

在行星齿轮机构12里，内齿轮16不受约束地支撑在固定环17上，内齿轮16的外端被制成粗糙表面40，滚珠41被连结于该表面以将内齿轮16压向固定板42的一侧上，通过限定它的转动，构成了转速限制器。

如图4所示许多(例如6个)滚珠41互相面对，固定件42与和内齿轮16的外端面对的位置相反，与固定件43的内齿轮16相对的一侧上，和在与滚珠41相对应的位置上，设置了压滚珠41用的弹簧44，当接收件45的支撑销钉46被插入时弹簧44的外端得到了支撑。

在固定件43的外圆周上形成了平顶螺纹47，螺帽件48与螺纹47啮合。通过滚珠49和环50将传送螺帽部件48的向后运动，使接收件45沿着轴向运动。通过调节弹簧44的弹性，转矩限制品器的转矩能通过内齿轮16的粗糙表面40和滚珠41进行调节。

螺帽件48，例如通过花键配合与工作罩51相连接，这样可以传送转动，同时允许作轴向的滑动。通过转动工作罩51，螺帽件48也有转动。同时，固定板42，固定环17和固定件43通过正确的连结机构被完整地耦合，以便仍构成固定状态。

这样构成的输出轴10的锁定装置的操作说明如下。

如图1、图6、图7，电动机轴11是停止的，工作销钉29通过它的圆锥面挤压锁定环21的内圆周32至偏心位置一侧，它的前端插入固定板22的啮合孔33，并与之啮合。因此，锁定环21上的齿轮25与内齿轮16上的齿轮26啮合，这样限定了转动，所以处于被锁定状态。

在这种状态下，当例如从输出轴侧用手转动时，这种转动不会使有间隙角θ的托架15转动，但因为没有相对于固定板22的间隙角，这块固定板接收了输出轴10的转矩，转矩通过调节孔28和调节销钉27传送到锁定环21。可是，因为锁定环21上的齿轮25与前述的利用弹簧44的弹性限定转动的内齿轮16上的齿轮26啮合，它将不转动。因此，输出轴10处于锁定状态，也避免了手控转动。

附带地说一下，当输出轴10的手控转动超出了弹簧44的弹性力，内齿轮16抵抗弹簧44的作用力而转动，以达到转矩限制器的功能。

这样，当输出轴10的转动处于锁定状态，输出轴10不转动，所以就更容易在这样的输出轴10上安装工(刀)具了。

这样，当电动机轴11驱动了处于锁定状态的输出轴10转动时，电动机能直接被驱动并且电动机轴11按一定的方向转动。

电动机轴11的这种转动通过行星齿轮机构12被减速而通过托架15而产生，但是因为在托架15和输出轴10上的花键23、24之间有一个间隙角θ，这样一开始托架1 5转过这个间隙角θ的一部分，然后转矩被传送到输出10。当托架15转动了部分间隙角θ时，工作销钉29抵抗弹簧31的作用力而从啮合孔33中脱离，并且在固定板22的侧面上滑行，因此，工作销钉29前端的圆锥面从锁定环21的内圆周32上脱离出来，这样就使锁定环21移到与输出轴10同心的位置。

在这种情况下，当转矩传送到锁定环21(从固定板22侧传送)时，因为锁定环21被制成一个几乎是相同圆周的圆环，由于它的转动产生的向心力作用，在同心的位置与输出轴10一起转动，其外圆周上的齿轮25将不会与内齿轮16的齿轮26啮合。

其结果，锁定环21的被锁状态被取消，通过电动机轴11的驱动力使输出轴转动。在输出轴10的转动状态；同时，当一过载负荷作用在输出轴10上且这负荷超过了弹簧44的弹性力时，内齿轮16抵抗弹簧44的作用力而转动，这样就产生了转矩限制器的功能。

随后，当处于转动状态的电动机通过降低电动机轴11的转矩而使它停止转动且电动机轴11的转动也停止时，如果输出轴10一侧的惯性增加(电动机轴11停转引起的反作用)，则输出轴10的转动先于托架15。由于这种领先作用，间隙角θ使工作销钉29反向运动回复到中央位置，工作销钉29通过它的圆锥侧面施压于锁定环21的内圆周而使它进入离心位置，其前端被插入固定板22的啮合孔33中并且与啮合孔33配合。其结果，锁定环21与内齿轮16上的齿轮26相啮合来限制转动以达到锁定状态。

因此，当电动机轴11停止，输出轴10立即停止转动，避免了惯性转动，故提高了安全性。

附带提及，当由输出轴10的惯性产生的转动超过了弹簧44的弹性力，内齿轮16通过抵抗弹簧44的作用力而转动，便实现了转矩限制器的功能。

在这个实施例中，通过把内齿轮16的外部端面制成粗糙的平表面40，并把滚珠41换成制动垫，这样，在相应的范围内就形成了一个制动机构，转矩限制器也可以被构成一个制动机构。

图10和图11所示的是另一实施例。其中，形成一与锁定环21的齿轮25啮合的齿轮26的内环60被安排在内圆周里而在与锁定环21的外圆周面相对的位置上。这个内环60被保持在图1中的固定件43的状态中。

如图1所示的实施例中，通过内齿轮16的齿轮26与锁定环的齿轮25啮合，转矩限制器的功能被应用，但这个实施例不同于图1所示的实施例，后者没有转矩限制器的功能。另外一些具有同样功能的构件使用同样的标号，所以省略对它们的解释。

在这个实施例中图10所示为被锁定状态，图11所示为未被锁定状态。

Claims (3)

1.一种输出轴锁定装置，其中：

输出轴是由驱动轴和从动轴连结而形成的；

在所述的驱动轴和从动轴的连结处沿着相互转动方向形成有一特定角度的移动间隙；

在从动轴侧上固定有一固定板，沿轴向中心方向面对所述驱动轴；

一环状锁定环设置在所述固定板的固定板和驱动轴相对的一侧在外圆周上形成有锁定卡爪可活动地保持于同心位置和偏心位置；

锁定工作件设置在驱动轴上并面对上述锁定环，使当驱动轴和从动轴的连结处的移动间隙因驱动轴初始转动的转动量而消除时锁定环进入同心位置，而当驱动轴转动停止并通过反作用力恢复连结处的移动间隙时使锁定环移入偏心位置；以及

一内环与所述的锁定环的外圆周相对地形成，该环上形成了一个当所述锁定环进入偏心位置时，通过它与在这锁定环的外圆周上的锁定爪相互啮合而锁定相互转动的卡爪。

2.如权利要求1所述的输出轴锁定装置，其特征在于，

所述的内环可转动地保持在固定部分，

一个通过一定负荷施压于和固定所述内环而形成的转矩限制器。

3.如权利要求1所述的输出轴锁定装置，其特征在于，

所述内环可转动地保持在固定部分，

一个通过一定负荷施压于和固定所述内环而形成的制动器。

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