CN116214447A - 一种组合式冲击方法及动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力工具技术领域，具体涉及一种组合式冲击方法及动力工具。其中，组合式冲击方法包括交替进行的轴向冲击和径向冲击，工作过程中，所述凸部位于所述冲击凹槽内，阻力增大时，所述凸部从冲击凹槽内脱出并与冲击凸台的冲击面接触，驱使所述输出轴向前运动，形成一次轴向冲击；工作过程中，所述冲击翼位于冲击槽中，外界阻力增大，冲击座逐渐向下产生轴向位移至冲击翼从冲击槽中脱出，冲击块的上端面越过冲击翼的下端面，在复位弹簧复位作用下，冲击座迅速复位，冲击块对冲击翼进行敲打，形成一次径向冲击。上述组合式冲击方式，改变了传统单一的轴向冲击或径向冲击形式，极大地提升了动力工具的工作效率，拓展了动力工具的应用范围。

Description

一种组合式冲击方法及动力工具

技术领域

本发明涉及动力工具技术领域，具体涉及一种组合式冲击方法及动力工具。

背景技术

动力工具，泛指电动扳手或电钻，由于动力源输出的动力是线性的，在有些应用场合，电动扳手或电钻遇到的阻力过大时，线性输出的动力源不足以满足需求。因此，具有冲击功能的动力工具应运而生，当随着螺丝、钻头等钻入的深度增加、外界的阻力增大时，通过冲击结构产生冲击力，从而使得电动扳手或电钻的应用范围更广。

常见的冲击式动力工具，仅配置有轴向冲击结构或径向冲击结构，即，现有的冲击式动力工具，仅仅可以实现径向冲击或轴向冲击。相对非冲击式动力工具而言，其性能提升明显，适用范围更广。但是，仅具有径向冲击或轴向冲击功能的动力工具，依然具有性能提升的空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既具有轴向冲击功能，又具有径向冲击功能的组合式冲击方法及应用该组合式冲击方案的动力工具，以进一步提升冲击式动力工具的性能和适用范围。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种组合式冲击方法，应用于动力工具，所述动力工具至少包括输出轴和传动轴，所述输出轴配置为可做旋转运动和轴向运动，所述传动轴配置为可做旋转运动，所述传动轴的上端面与所述输出轴的下端面接触配合；所述组合式冲击方法包括以下步骤：

步骤A：轴向冲击；

所述输出轴的下端面上沿圆周方向均布设置有至少两个凸部，所述传动轴的上端面上沿圆周方向间隔设置有冲击凹槽和冲击凸台；

工作过程中，所述凸部位于所述冲击凹槽内，阻力增大时，所述凸部从冲击凹槽内脱出并与冲击凸台的冲击面接触，驱使所述输出轴向前运动，形成一次轴向冲击；

步骤B：径向冲击；

所述输出轴邻接下端的位置径向向外延伸设置有一对对称设置的冲击翼，所述传动轴的外侧套设有可相所述传动轴轴向运动的冲击座，所述冲击座面向输出轴的端面上对称设置有一对冲击块，相邻冲击块之间设置有用于容纳所述冲击翼的冲击槽，所述冲击座远离输出轴的一侧设置有复位弹簧；

工作过程中，所述冲击翼位于冲击槽中，由冲击块作用于冲击翼，带动输出轴旋转，外界阻力增大，冲击座逐渐向下产生轴向位移至冲击翼从冲击槽中脱出，冲击块的上端面越过冲击翼的下端面，在复位弹簧复位作用下，冲击座迅速复位，冲击块对冲击翼进行敲打，形成一次径向冲击；

所述步骤A的轴向冲击和步骤B的径向冲击交替进行。

一种优选的实施例，步骤B中，在所述冲击块的上端面越过冲击翼的下端面的过程中，所述凸部从冲击凹槽内脱出并与冲击凸台的冲击面接触，驱使所述输出轴向前运动，形成步骤A所述的轴向冲击。

一种优选的实施例，所述冲击凹槽和冲击凸台的数量均为所述凸部的整数倍。

一种优选的实施例，所述冲击座的轴向运动空间大于所述冲击槽的轴向深度。

一种优选的实施例，所述凸部一体形成于所述输出轴的下端面；或，所述凸部为钢球，所述输出轴的下端面设置有用于容纳所述钢球的容纳槽，所述钢球在所述容纳槽内可滚动。

一种优选的实施例，所述冲击凸台设置有具有一定弧长的冲击面，所述冲击凹槽的弧长大于所述冲击凸台的弧长。

一种优选的实施例，所述冲击座设置有用于容纳所述传动轴的内孔，所述内孔与传动轴之间设置有传动结构，所述传动结构包括一对对称设置于内孔内壁并沿轴向延伸的传动槽以及一对设置于传动轴的外壁并与所述传动槽适配的传动部。

一种优选的实施例，所述传动部为钢珠，所述传动轴的外壁设置有容纳所述钢珠的容置槽。

一种优选的实施例，所述冲击座远离输出轴的一侧设置有自端面沿轴向延伸的弹簧容纳腔。

本实施例提供的一种动力工具，应用所述的组合式冲击方法，所述输出轴设置有自下端面的中心向内延伸的第一销孔，所述传动轴设置有自上端面的中心向内延伸的第二销孔，还包括分别与第一销孔和第二销孔适配连接的连接销，所述连接销至少与所述第一销孔或第二销孔间隙配合。

本实施例的组合式冲击方法及动力工具，与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实施例的动力工具，在工作过程中，随着外界阻力的增大，步骤A的轴向冲击和步骤B的径向冲击交替进行，形成组合式冲击，改变了传统单一的轴向冲击或径向冲击形式，极大地提升了动力工具的工作效率，拓展了动力工具的应用范围。

附图说明

图1为本实施例设置有组合式冲击结构的动力工具的局部结构示意图；

图2为本实施例中径向冲击结构的爆炸状态结构示意图；

图3为本实施例中轴向冲击结构的爆炸状态结构示意图；

图4为现有技术中包含轴向冲击结构的动力工具的局部结构示意图；

图5为图4所示动力工具中轴向冲击结构的爆炸状态结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图3所示，本实施例的一种动力工具中所应用的组合式冲击结构，包括同轴设置的传动轴40和输出轴10，所述传动轴40的上端面与所述输出轴10的下端面接触配合。其中，传动轴40由动力源驱动可做旋转运动，输出轴10具有一定的轴向运动空间，可做旋转运动和轴向运动。需要说明的是，传动轴与动力源的连接以及传动轴与输出轴之间的动力传输，并非本申请的发明点，故在此不做详细赘述。

本实施例中，所述输出轴10设置有自下端面的中心向内延伸的第一销孔11，所述传动轴40设置有自上端面的中心向内延伸的第二销孔44。其中，连接销50分别与第一销孔11和第二销孔44适配连接。并且，所述连接销50至少与所述第一销孔或第二销孔间隙配合，从而使得输出轴10既可以轴向运动，也可以旋转运动。

本实施例中，轴向冲击结构如图1-3所示，所述输出轴10的下端面上沿圆周方向均布设置有至少两个凸部，所述传动轴40的上端面上沿圆周方向间隔设置有冲击凹槽41和冲击凸台42。

其中，所述冲击凸台42设置有具有一定弧长的冲击面，作为优选，所述冲击凹槽的弧长大于所述冲击凸台的弧长。并且，所述冲击凹槽41和冲击凸台42的数量均为所述凸部的整数倍。

作为优选，具体到本实施例，其中，所述凸部为滚动体，优选为钢球60，数量为2个。相应的，本实施例中，所述冲击凹槽41和冲击凸台42的数量分别为4个，是钢球数量的2倍。

本实施例中，所述输出轴10的下端面设置有2个用于容纳所述钢球60的容纳槽12，所述钢球60在该容纳槽12内可滚动。

作为优选，所述容纳槽12的深度大于所述钢球60的半径，所述容纳槽的开口处直径小于所述钢球60的直径，如此设置后，钢球不会从容纳槽中掉出。

本实施例所述轴向冲击结构，工作过程中，钢球60位于冲击凹槽41内，当随着螺丝、钻头等钻入的深度增加、外界的阻力增大时，钢球60从冲击凹槽41内脱出并与冲击凸台42的冲击面接触，在此过程中，驱使输出轴10向前运动，形成一次轴向冲击。

本实施例中，所述冲击凸台42设置有具有一定弧长的冲击面，其中“一定弧长”是相较于图5所示现有技术中的齿顶而言，钢球可在冲击面上滑移一定的距离，使得轴向冲击后，在该轴向冲击所形成轴向高压力状态下保持一定的时间，尤其对于冲击式电钻而言，其轴向形成的冲击效果更好。

需要说明的是，本实施例所述的凸部，也可以一体形成于输出轴10的下端面。相较而言，凸部为滚动体的方案中，滚动体与冲击凹槽和冲击凸台之间为滚动摩擦，阻力更小，所需动力源提供的功率更小，更节约成本和能耗，并且磨损更小，寿命更长。

作为优选，本实施例中，所述冲击凹槽41的两端与所述冲击凸台42邻接的位置均设置有导向面43。设置导向面43的目的在于，使得钢球可以更容易从冲击凹槽中脱出。冲击凹槽41的两端均设置该导向面43，使得该轴向冲击结构适用于可以正反转的动力工具。如果仅在击凹槽41的一端设置导向面43，则仅适用于单向旋转的动力工具。

图4、图5所示为一种现有技术中的轴向冲击结构，该轴向冲击结构包括固定设置的下冲击座30和与下冲击座30面对面设置的上冲击座20，其中，上冲击座20固定设置于输出轴10上，该输出轴10在动力源的驱动下做旋转运动，并且，该输出轴在轴向方向具有一定的运动空间。

其中，下冲击座30面向上冲击座20的端面上设置有下冲击端面齿圈31，上冲击座20面向下冲击座30的端面上设置有与下冲击端面齿圈31适配啮合的上冲击端面齿圈21。工作过程中，输出轴10在动力源的作用下旋转运动，随着输出轴10的旋转，下冲击端面齿圈31与上冲击端面齿圈21反复进行啮合、脱离，使得输出轴10在旋转的同时做轴向往复运动，实现轴向冲击。

上述现有技术的轴向冲击结构的缺陷在于：

(1)下冲击端面齿圈31与上冲击端面齿圈21为齿轮啮合，啮合脱离过程中，冲击的频率较高，导致在冲击状态或非冲击状态持续的时间较短，冲击产生的效果有待提升。

(2)基于齿轮的结构特性，其啮合和脱离的过程较为线性，产生的冲击力较小。

(3)动力工具长期处于冲击环境时，冲击端面齿圈31与上冲击端面齿圈21的齿必然会发生磨损，磨损后将影响冲击的效果，这种基于齿轮啮合的轴向冲击结构的寿命较短。

(4)在下冲击端面齿圈31与上冲击端面齿圈21从啮合到脱离的过程中，每一个齿均会产生阻力，阻力点较多，整体阻力较大，所需的动力源功率较大。

相较上述现有技术的轴向冲击结构，本实施例的上述轴向冲击结构具有以下有益效果：

(1)凸部与冲击凹槽和冲击凸台在圆周方向上的数量更少，轴向冲击的频率远低于齿轮啮合形式的冲击频率，但由于在冲击状态或非冲击状态持续的时间均远高于齿轮啮合形式的轴向冲击结构，冲击产生的效果更好。

(2)基于冲击凹槽和冲击凸台之间的轴向落差，凸部在与冲击凹槽和冲击凸台连续接触配合的过程中，产生的轴向冲击力更加突兀，使得冲击力较大，冲击效果更好。

(3)动力工具长期处于冲击环境时，相较于齿圈之间的啮合和脱离，本实施例中凸部与冲击凹槽和冲击凸台之间的磨损更小，使用寿命更长，且结构更加简单，生产成本更低。

(4)凸部在与冲击凹槽和冲击凸台连续脱离、接触配合的过程中，阻力点更少，整体阻力更小，所需的动力源功率更小，可以更加的节约能耗和降低成本。

(5)结构简单，不仅可以独立应用于轴向冲击的动力工具中，由于该轴向冲击结构设置于传动轴和输出轴的端面之间，不占用额外的空间，而且还可以与现有技术中的径向冲击结构进行组合使用，不影响现有径向冲击结构的安装和使用，形成即可以径向冲击又可以轴向冲击的组合式冲击式动力工具。

作为本实施例的特别之处，不仅具有上述轴向冲击结构，本实施例的组合式冲击结构还包括径向冲击结构。如图1、图2所示，该径向冲击结构包括一对对称设置于输出轴10上的冲击翼13以及与套设于所述传动轴40外侧并可相所述传动轴轴向运动的冲击座70。

其中，所述冲击翼13自所述输出轴邻接下端的位置径向向外延伸，所述冲击座70面向输出轴10的端面上对称设置有一对冲击块72，相邻的冲击块72之间设置有用于容纳所述冲击翼13的冲击槽73。

本实施例中，冲击座70安装于壳体100的内部的腔体110，冲击座70在该腔体110内的轴向运动空间大于所述冲击槽73的轴向深度。

本实施例中，在上述腔体110内还安装有复位弹簧90。作为优选，在所述冲击座70远离输出轴的一侧设置有自端面沿轴向延伸的弹簧容纳腔75，复位弹簧90的一端安装于该弹簧容纳腔75内。通过设置弹簧容纳腔75，可以增加复位弹簧的轴向长度，更长的复位弹簧，可以提供更大的弹性力。

本实施例中，所述冲击座70设置有用于容纳所述传动轴40的内孔71，该内孔71与传动轴40之间设置有传动结构。具体到本实施例，所述传动结构包括一对对称设置于内孔内壁并沿轴向延伸的传动槽74以及一对设置于传动轴40的外壁并与所述传动槽74适配的传动部。作为优选，本实施例中，所述传动部为钢珠80，所述传动轴40的外壁设置有容纳所述钢珠的容置槽45。

本实施例中，所述冲击块72邻接冲击槽73的敲击面76设置为导向面，以使得冲击翼可以从冲击槽中顺利脱出。作为等同，导向面也可以设置在所述冲击翼的侧面。

本实施例的组合式冲击结构及动力工具，其组合式冲击方法包括交替进行的轴向冲击和径向冲击，具体包括以下步骤：

步骤A：动力工具在工作的过程中，所述凸部位于所述冲击凹槽内，随着螺丝、钻头等钻入的深度增加，动力工具承受的外界阻力增大时，所述凸部从冲击凹槽内脱出并与冲击凸台的冲击面接触，驱使所述输出轴向前运动，形成一次轴向冲击。具体到本实施例，所述凸部为钢球60。

步骤B：动力工具在工作的过程中，当外界的阻力比较小时，传动轴40通过传动结构带动冲击座70旋转，冲击翼13位于冲击槽73中，由冲击块72作用于冲击翼13，带动输出轴10旋转，不产生径向和轴向冲击。随着螺丝、钻头等钻入的深度增加，动力工具承受的外界阻力增大，冲击座70逐渐向下产生轴向位移，将复位弹簧90进行压缩。冲击座70持续下移至冲击翼13从冲击槽73中脱出，冲击块72的上端面越过冲击翼13的下端面，在复位弹簧90复位作用下，冲击座70迅速复位，冲击块72对冲击翼13进行敲打，实现一次径向冲击。

需要说明的是，步骤A的轴向冲击发生在上述冲击块72的上端面越过冲击翼13的下端面的过程中，因传动轴持续高速转动，钢球60从冲击凹槽41内脱出并与冲击凸台42的冲击面接触，在此过程中，驱使输出轴10向前运动，形成一次轴向冲击。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合式冲击方法，应用于动力工具，所述动力工具至少包括输出轴和传动轴，所述输出轴配置为可做旋转运动和轴向运动，所述传动轴配置为可做旋转运动，所述传动轴的上端面与所述输出轴的下端面接触配合；其特征在于，所述组合式冲击方法包括以下步骤：

步骤A：轴向冲击；

所述输出轴的下端面上沿圆周方向均布设置有至少两个凸部，所述传动轴的上端面上沿圆周方向间隔设置有冲击凹槽和冲击凸台；

工作过程中，所述凸部位于所述冲击凹槽内，阻力增大时，所述凸部从冲击凹槽内脱出并与冲击凸台的冲击面接触，驱使所述输出轴向前运动，形成一次轴向冲击；

步骤B：径向冲击；

所述输出轴邻接下端的位置径向向外延伸设置有一对对称设置的冲击翼，所述传动轴的外侧套设有可相所述传动轴轴向运动的冲击座，所述冲击座面向输出轴的端面上对称设置有一对冲击块，相邻冲击块之间设置有用于容纳所述冲击翼的冲击槽，所述冲击座远离输出轴的一侧设置有复位弹簧；

工作过程中，所述冲击翼位于冲击槽中，由冲击块作用于冲击翼，带动输出轴旋转，外界阻力增大，冲击座逐渐向下产生轴向位移至冲击翼从冲击槽中脱出，冲击块的上端面越过冲击翼的下端面，在复位弹簧复位作用下，冲击座迅速复位，冲击块对冲击翼进行敲打，形成一次径向冲击；

所述步骤A的轴向冲击和步骤B的径向冲击交替进行。

2.按照权利要求1所述的组合式冲击方法，其特征在于，步骤B中，在所述冲击块的上端面越过冲击翼的下端面的过程中，所述凸部从冲击凹槽内脱出并与冲击凸台的冲击面接触，驱使所述输出轴向前运动，形成步骤A所述的轴向冲击。

3.按照权利要求1或2所述的组合式冲击方法，其特征在于，所述冲击凹槽和冲击凸台的数量均为所述凸部的整数倍。

4.按照权利要求1或2所述的组合式冲击方法，其特征在于，所述冲击座的轴向运动空间大于所述冲击槽的轴向深度。

5.按照权利要求1或2所述的组合式冲击方法，其特征在于，所述凸部一体形成于所述输出轴的下端面；或，所述凸部为钢球，所述输出轴的下端面设置有用于容纳所述钢球的容纳槽，所述钢球在所述容纳槽内可滚动。

6.按照权利要求5所述的组合式冲击方法，其特征在于，所述冲击凸台设置有具有一定弧长的冲击面，所述冲击凹槽的弧长大于所述冲击凸台的弧长。

7.按照权利要求1或2所述的组合式冲击方法，其特征在于，所述冲击座设置有用于容纳所述传动轴的内孔，所述内孔与传动轴之间设置有传动结构，所述传动结构包括一对对称设置于内孔内壁并沿轴向延伸的传动槽以及一对设置于传动轴的外壁并与所述传动槽适配的传动部。

8.按照权利要求7所述的组合式冲击方法，其特征在于，所述传动部为钢珠，所述传动轴的外壁设置有容纳所述钢珠的容置槽。

9.按照权利要求1或2所述的组合式冲击方法，其特征在于，所述冲击座远离输出轴的一侧设置有自端面沿轴向延伸的弹簧容纳腔。

10.一种动力工具，其特征在于，应用权利要求1-9任一项所述的组合式冲击方法，所述输出轴设置有自下端面的中心向内延伸的第一销孔，所述传动轴设置有自上端面的中心向内延伸的第二销孔，还包括分别与第一销孔和第二销孔适配连接的连接销，所述连接销至少与所述第一销孔或第二销孔间隙配合。

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