CN1299422C - 用于动力工具的变速电动机 - Google Patents

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Abstract

一种袖珍型用于便携式动力工具的电动机/变速箱组合具有一个封闭变速箱外壳24一端的隔板23和发动机外壳19。电动机的一轴14插入自对准轴承21的一端，轴承21由电动机的一端盖20支撑。电动机轴14的另一端插入变速箱的一齿轮架29内的一孔41中。

Description

用于动力工具的变速电动机
技术领域
本发明涉及一种便携式动力工具，尤其涉及一种用于便携式动力工具的电动机与变速箱。它特别适用于便携的手持式钻孔机，在下文中将对本发明进行解释。
背景技术
便携的手持式工具，例如钻孔机，由以电池或电力线作为电源的电动机驱动。为了增加钻孔机的输出扭矩，电动机通过一套减速齿轮传动机构驱动钻头。为了使钻孔机尺寸小并且获得最大钻力，最好采用行星式变速箱。
目前，钻孔机的制造厂商可以获得一个电动机和一个带输出轴的独立的变速箱。采用一个特别的配接板将电动机和变速箱连接在一起，然后将组合好的电动机与变速箱装配进钻孔机的外壳。尽管这种方法在将电动机对准变速箱方面做得很好，但是却几乎没有空间满足目前市场有关缩小钻孔机整体长度的需求。
日本专利申请JP8-210455公开了一种步进电动机/变速箱组合，其中电动机的端盖与变速箱盖合成为一个部件，电动机轴的变速箱端直接被变速箱的行星齿轮支撑。这提供了一种轴向袖珍型的电动机/变速箱组合。但是，还要考虑电动机的稳定性，尤其是在大扭矩/高负载的实际应用中，例如类似用作钻孔机的动力工具。对于具有很小气隙的电动机来说，如用于手持便携式无绳钻孔机的直流电动机，由于行星齿轮啮合轴的太阳齿轮造成的电动机轴的径向运动，这可以影响电动机的性能。
发明内容
为了保证轴的径向运动为最小，本发明合并了电动机端盖与变速箱盖，去除了端盖内的标准轴承，还将电动机轴插入行星齿轮的齿轮架。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于便携式动力工具的电动机与变速箱组合，具有：一个电动机部分，包括：一个具有一个第一端和一个开口的第二端的电动机外壳；一个由电动机外壳的第一端支撑的轴承；一个安装于电动机外壳内的定子；一个安装在电动机外壳的第二端的隔板；一个电动机轴，插入轴承的一端并且延伸穿过隔板；一个安装在电动机轴上面对定子的转子；以及一个变速箱部分，包括：一个固定在隔板上的变速箱外壳，该变速箱外壳中容纳一个齿轮传动机构，该齿轮传动机构至少包括：一个安装在电动机轴上的第一太阳齿轮；一个具有许多第一插头的第一齿轮架；一个具有围绕第一齿轮架的齿的环形齿轮；啮合第一太阳齿轮和齿的多个第一行星齿轮，所述第一行星齿轮安装在第一齿轮架的各个第一插头上，用于驱动第一齿轮架；和一个由齿轮传动机构驱动并安装在一个轴衬中的输出轴，该轴衬安装在变速箱外壳的一个开口处，其特征在于：该电动机轴的另一端插入第一齿轮架和输出轴二者之一的一个孔内。
优选的，转子是一个绕线转子，包括一个整流器和支撑电刷装置端盖，电刷装置连接整流器用于向其传送电力。
优选的，该电动机为永磁体直流电动机，该定子为永磁体定子，该转子是一种带有整流器的绕线转子，该端盖是一种绝缘的合成树脂盖，支撑着电动机的接线端子和一对与整流器滑动接触的电刷装置。
优选的，齿轮传动机构为二级行星齿轮系统，电动机轴上的第一太阳齿轮啮合安装在第一齿轮架上的三个第一行星齿轮，一个第二太阳齿轮安装在第一齿轮架上，啮合另外三个第二行星齿轮，这三个第三行星齿轮啮合环形齿轮的齿并由第二齿轮架支撑，输出轴被该第二齿轮架驱动。
优选的，变速箱外壳为合成树脂模制而成，并且环形齿轮的齿直接模制在变速箱外壳上。
可替换的，所述环形齿轮为一个金属套，该金属套被压在变速箱外壳内。
根据本发明的另一个方面，提拱了一种装有上述电动机与变速箱组合的便携式动力工具。
附图说明
参照附图，本发明此处对最佳实施例的描述仅以例举的方式进行，其中：
图1为根据本发明构成的最佳电动机/变速箱组合装置的剖视图；以及
图2为与图1相似的视图，其根据本发明的第二个实施例进行了修改。
具体实施方式
图1表示用于便携式动力工具，如为钻孔机或电动螺丝起子的电动机/变速箱组合装置。该组合装置总长度小。该组合装置被分为两部分，即：电动机部分11和包括一个输出部分13的变速箱部分12。
电动机部分11，如图右边所示，装有一台带有一个永磁定子和一个绕线转子的直流电动机。该转子包括一个轴14，一个转子芯15和安装在轴14上的整流器16，转子绕组17缠绕转子芯15并结束于整流器16。
定子18包括置于管状壳19中的永磁体。一个节流阀端盖20封闭了管19的右手端。该节流阀端盖20由一种绝缘的合成树脂制成并支撑着轴承21、电刷装置22和电动机的接线端子(terminal)(未画出)。轴承21为一种自动对准的浸过油的烧结青铜轴衬，转子轴的一端插入(journal)其中。电刷装置与整流器滑动接触以便将电力在电动机的接线端子和转子绕组之间传输。
隔板23固定在管19的左手端。隔板23用作电动机部分11与变速箱部分12之间的分隔物。
变速箱部分12包括一个用螺栓固定在隔板23上的变速箱外壳24。变速箱外壳24容纳传动机构并且延伸到输出部分13以支撑输出轴25。该传动机构是一种双或两级行星齿轮减速传动机构。
每一级包括一个在插头(spigot)上支撑多个(可选择三个)行星齿轮的齿轮架。第一行星齿轮26与一个以小齿轮形式处于电动机轴14上的第一太阳齿轮27啮合，并且也与齿28啮合，齿28构成安装在变速箱外壳24(如图所示)上独立的环形齿轮的内壁，或者直接构成变速箱外壳24的内壁。因此，当电动机旋转时，小齿轮或太阳齿轮27驱动环绕外壳24内壁的第一组行星齿轮26，依次通过第一插头30旋转第一齿轮架29。第一阶段行星齿轮的左边是第二级行星齿轮。同样，三个第二级行星齿轮31由第二齿轮架33的第二插头32支撑，并且啮合第二太阳齿轮34和齿28，齿28构成变速箱外壳24的内壁。第二太阳齿轮34安装在第一齿轮架29的后表面用于随其旋转。为了随其旋转，输出轴25固定在第二齿轮架33的后表面上，并由压在变速箱外壳24左手端的长轴衬35支撑。为了承受施加在输出轴上的推力载荷，一个止推轴承组件36位于轴衬35与一个固定在输出轴25内的一个圆周槽38内的C-环37之间。
电动机轴14、输出轴25和第一和第二太阳齿轮27，34全都共轴。垫圈39置于长轴衬35与第二齿轮架33之间。一个第二垫圈40置于隔板23和第一组行星齿轮26之间，以提供轴支撑。
第一齿轮架29具有一孔41形成一个中心的凹进部分，该凹进部分构成一个轴承座，用于支撑电动机轴14的左手端。第一齿轮架29与小齿轮27之间的垫圈42为电动机轴14提供轴向支撑。由于轴14插入第一齿轮架29内，电动机的标准(normal)小齿轮端轴承被去除，允许隔板23比一般用于支撑轴承的标准端盖组件薄。仅仅一块隔板23代替了已有技术中的安装板、变速箱盖和电动机端盖组件，使得大大降低了电动机/变速箱的整体长度。同样，由于小齿轮27在本发明中处于轴的轴承的内侧，因此当变速箱的端轴承定位位置发生任何未对准时，不会在定位小齿轮时放大该未对准，而当小齿轮处于悬臂或在外侧时会发生这种情况。此外，小齿轮与行星齿轮之间和/或行星齿轮与环形外壳齿之间的间隙不会直接影响轴的同心性。在电动机右手端的自对准轴承21允许电动机轴14与轴承21、41有少许的未对准。
如果轴需要精确定位，例如，当使用带非常小气隙的电动机时，图2所示的布置是优选布置。在本实施例中，电动机轴14的输出端延伸穿过第一行星齿轮架、第二太阳齿轮、第二齿轮架并插入输出轴25端部的孔43。输出轴25是一个精确制造的轴并通过长轴衬35得到良好支撑，因此确保电动机轴14输出端的精确定位。这尤其适用于一级的行星齿轮机构。
本发明的优点
如上所述，该组合型电动机与变速箱由于去除了电动机轴的小齿轮端的单独的轴承并且仅用一块隔板代替了变速箱盖板、安装板和电动机端盖，所以它的轴向紧凑。此外，由于共享部件导致工具更短和更轻而节省了重量，这尤其适合于以电池供电的便携式工具，例如钻孔机或螺丝起子。电动机轴插入(journal)行星齿轮架中可确保轴与变速箱之间的准确同心。
通过将变速箱和电动机组合为一个装置，简化了该动力装置的装配。对制造人员来说电动机与变速箱之间没有对准问题。
尽管描述的是PMDC型的电动机，也可以通过适当地匹配所涉及的电动机部件而使用其它类型的电动机，如无电刷的直流电动机、交直流两用电动机和其它交流电动机。
上述具体实施例只是示例地给出的，不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围内的各种修改对于本领域的技术人员来说都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于便携式动力工具的电动机与变速箱组合，具有：
一个电动机部分，包括：
一个具有一个第一端和一个开口的第二端的电动机外壳(19)；
一个由电动机外壳的第一端支撑的轴承(21)；
一个安装于电动机外壳(19)内的定子(18)；
一个安装在电动机外壳(19)的第二端的隔板(23)；
一个电动机轴(14)，插入轴承(21)的一端并且延伸穿过隔板(23)；
一个安装在电动机轴(14)上面对定子(18)的转子(15)；以及
一个变速箱部分，包括：
一个固定在隔板(23)上的变速箱外壳(24)，该变速箱外壳(24)中容纳一个齿轮传动机构，该齿轮传动机构至少包括：
一个安装在电动机轴(14)上的第一太阳齿轮(27)；
一个具有许多第一插头(30)的第一齿轮架(29)；
一个具有围绕第一齿轮架(29)的齿(28)的环形齿轮；
啮合第一太阳齿轮(27)和齿(28)的多个第一行星齿轮(26)，所述第一行星齿轮(26)安装在第一齿轮架(29)的各个第一插头(30)上，用于驱动第一齿轮架(29)；和
一个由齿轮传动机构驱动并安装在一个轴衬(35)中的输出轴(25)，该轴衬(35)安装在变速箱外壳(24)的一个开口处，
其特征在于：该电动机轴(14)的另一端插入第一齿轮架(29)和输出轴(25)二者之一的一个孔(41，43)内。
2.如权利要求1所述的组合，其特征在于：电动机外壳(19)为管状并且电动机外壳(19)的第一端由支撑轴承(21)的一个端盖(20)封闭。
3.如权利要求2所述的组合，其特征在于：转子(15)是一个绕线转子，包括一个整流器(16)和支撑电刷装置(22)端盖(20)，电刷装置(22)连接整流器(16)用于向其传送电力。
4.如权利要求2所述的组合，其特征在于：该电动机为永磁体直流电动机，该定子为永磁体定子(18)，该转子是一种带有整流器(16)的绕线转子，该端盖(20)是一种绝缘的合成树脂盖，支撑着电动机的接线端子和一对与整流器(16)滑动接触的电刷装置(22)。
5.如权利要求1所述的组合，其特征在于：齿轮传动机构为二级行星齿轮系统，电动机轴(14)上的太阳齿轮(27)啮合安装在第一齿轮架(29)上的三个行星齿轮(26)，一个第二太阳齿轮(34)安装在第一齿轮架(29)上，啮合三个第二级行星齿轮(31)，这三个第二级行星齿轮(31)啮合环形齿轮的齿(28)并由第二齿轮架(33)支撑，输出轴(25)被第二齿轮架(33)驱动。
6.如权利要求1所述的组合，其特征在于：所述电动机为无电刷的直流电动机。
7.如权利要求1所述的组合，其特征在于：所述电动机为交直流两用电动机。
8.如权利要求1所述的组合，其特征在于：所述环形齿轮为一个金属套，该金属套被压在变速箱外壳(24)内。
9.如权利要求1所述的组合，其特征在于：所述变速箱外壳(24)为合成树脂模制而成，并且环形齿轮(28)的齿直接模制在变速箱外壳(24)上。
10.一种装有如权利要求1所述电动机与变速箱组合的便携式动力工具。
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