CN202174568U

CN202174568U - 动力工具

Info

Publication number: CN202174568U
Application number: CN2011203217708U
Authority: CN
Inventors: J·G·斯陶弗; A·C·克林索斯; S·默西; J·泽林格; Q·J·张
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: EP2394797B1; EP2394797A3; US20110303432A1; EP2394797A2

Abstract

一种动力工具，包括具有把手的壳体组件；容纳在壳体组件内的马达；与壳体组件联接的触发器；输出主轴；被容纳在壳体组件中并在马达和输出主轴之间传递旋转动力的传动装置，该传动装置包括带有输出行星齿轮支座的输出行星级并具有沿轴向在第一位置和第二位置之间可运动的构件，第一位置导致传动装置以第一速比运转，在第二位置传动装置以不同于第一速比的第二速比运转；径向地设置在壳体组件与所述输出行星齿轮支座之间并与它们两者结合的轴承；输出主轴至少部分地被容纳在输出行星齿轮支座内致使轴承间接地支承输出主轴。与其他动力工具相比，本实用新型提供的动力工具沿轴线方向更加紧凑。

Description

动力工具

技术领域

本实用新型涉及一种动力工具，尤其涉及一种动力工具的传动装置。

背景技术

美国专利Nos.6,431,289和7,066,691公开了相对紧凑的多速钻/驱动器。美国专利No.6,431,289使用了一种多级变速器，其中输出行星齿轮支座(planet carrier)由主轴锁定机构轴颈地支承。美国专利No.7,066,691使用了一种多级变速器，其中输出行星齿轮支座由安装在输出主轴上的轴承支承。尽管对于期望目的而言，这些钻/驱动器的设计是令人满意的，我们已发现，在某些情况中希望提供沿轴线方向(即，沿输出主轴的旋转轴线)相对更为紧凑的钻/驱动器。

实用新型内容

此部分提供本实用新型的一般概述，而不是全面公开本实用新型的全部范围及所有特征。

本实用新型的目的是提供一种沿轴线方向更为紧凑的动力工具。

根据本实用新型的一方面，提供一种动力工具，其包括具有把手的壳体组件；容纳在壳体组件内的马达；与壳体组件联接的触发器，该触发器可操作为接收该动力工具使用者的手动输入以控制马达的运转；输出主轴；传动装置，其被容纳在壳体组件中并在马达和输出主轴之间传递旋转动力，该传动装置包括带有输出行星齿轮支座的输出行星级，其中传动装置具有沿轴向在第一位置和第二位置之间可运动的构件，该第一位置导致传动装置以第一速比运转，在第二位置传动装置以不同于第一速比的第二速比运转；轴承，其径向地设置在壳体组件与所述输出行星齿轮支座之间并与它们两者结合；其中输出主轴至少部分地被容纳在输出行星齿轮支座内致使轴承间接地支承输出主轴。

根据本实用新型另一方面，所提供的动力工具包括：具有把手的壳体组件；容纳在壳体组件内的马达；与壳体组件联接的触发器，该触发器可操作为接收该动力工具使用者的手动输入以控制马达的运转；输出主轴；传动装置，其被容纳在壳体组件中并在马达和输出主轴之间传递旋转动力，该传动装置包括带有输出行星齿轮支座的输出行星级，其中该传动装置具有沿轴向在第一位置和第二位置之间可运动的构件，该第一位置导致传动装置以第一速比运转，在第二位置传动装置以不同于第一速比的第二速比运转；轴承，其径向地设置在壳体组件与输出行星齿轮支座之间并与它们两者结合，轴承支承输出行星齿轮支座和输出主轴两者；其中通过轴承的中心垂直于输出主轴的旋转轴线的平面与触发器相交。

在上述两个实例中，可将砧部的一部分容纳在输出行星齿轮支座内并由该行星齿轮支座可旋转地支承，致使砧部的至少一部分沿轴线方向与轴承重叠。输出行星齿轮支座可以包括孔，该孔具有与砧部的所述部分周向间隔开的部位接触的多个区域。

根据本实用新型又一方面，所提供的动力工具包括：具有把手的壳体组件；容纳在壳体组件内的马达；与壳体组件联接的触发器，该触发器可操作为接收该动力工具使用者的手动输入以控制马达的运转；输出主轴；传动装置，其被容纳在壳体组件中并在马达和输出主轴之间传递旋转动力，该传动装置包括带有输出行星齿轮支座的输出行星级，其中传动装置具有沿轴向在第一位置和第二位置之间可运动的构件，该第一位置导致传动装置以第一速比运转，在第二位置所述传动装置以不同于第一速比的第二速比运转；轴承，其径向地设置在壳体组件与输出行星齿轮支座之间并与它们两者结合，其中输出主轴至少部分地被容纳在输出行星齿轮支座内致使轴承间接地支承所述输出主轴；主轴锁定件，其被设置在输出行星级和输出主轴之间的转矩路径上，其中该主轴锁定件与轴承和输出行星齿轮支座沿轴线方向至少部分地重叠；其中输出行星齿轮支座包括架本体和多个销，每个销被构造成轴颈地支承相关的输出行星齿轮并被固定地联接于架本体，该架本体被容纳在轴承中；其中通过轴承的中心垂直于输出主轴的旋转轴线的平面与触发器相交；其中主轴锁定件包括砧部，砧部的一部分被输出行星齿轮支座容纳在内并由该输出行星齿轮支座可旋转地支承，致使砧部的至少一部分与轴承沿轴线方向重叠；其中输出行星齿轮支座包括孔，该孔具有与砧部的所述部分周向间隔开的部位接触的多个区域。

与现有的其他动力工具相比，本实用新型提供的动力工具沿轴线方向更加紧凑。

显然，本说明书所提供的描述可以有更多的应用领域。本实用新型内容部分的描述和具体实例仅用于图解说明的目的，而不是对本实用新型范围的限制。

附图说明

本部分描述的附图仅是对所选实施例的图解说明，而没有包括所有可能的实施方式，也不是对本实用新型范围的限制。

图1为根据本实用新型教导构造的示例性动力工具的部分纵向截面图；

图2与图1类似，但示出图1中动力工具的传动装置处于第二速比的情况；

图3为图1所示动力工具的一部分的局部分解图；

图4为图1所示动力工具的局部纵向截面透视图，其示出了输出行星齿轮支座内主轴锁定件的砧部(anvil of a spindle lock)的嵌套情况。

在所有附图的一些视图中，相应附图标记表示相应部件。

具体实施方式

参见图1，其示出了根据本实用新型教导构成的动力工具的纵向截面，该动力工具由附图标记10表示。在本具体实例中提供的动力工具10是钻/驱动器，但应意识到，本实用新型的教导可应用于其他各种各样的动力工具，而且由根据本实用新型教导的传动装置驱动的(至少部分地)动力工具的输出不一定沿旋转方向。

动力工具10可以包括壳体组件12、马达14、传动装置16、主轴锁定件18、速度选择器20、输出主轴22、控制器24、和可与输出主轴22联接以便旋转的夹头26。壳体组件12可以包括外壳30和齿轮箱32，齿轮箱可运动地联接于外壳30。外壳30可以限定外壳本体36和把手38。

可将马达14容纳于外壳本体36内，马达可以包括能向传动装置16提供旋转输入的输出轴40。马达14可以是任意类型的马达，其可由合适的动力源(如电力、气动力、液压力)提供动力。在所提供的具体示例中，马达14是由电池组(未示出)提供电力的无刷DC电机。

传动装置16可以是两级、双速传动装置，其被容纳于齿轮箱32内。传动装置16具有第一或输入行星级50和第二或输出行星级52，它们可以协同作用以便驱动输出主轴22。第一或行星级50可以包括输入恒星齿轮60、一组第一行星齿轮62、输入行星齿轮支座64和第一环形齿轮66，第二行星级52可以包括输出恒星齿轮70、一组第二行星齿轮72、输出行星齿轮支座74和第二环形齿轮76。

输入恒星齿轮60可以与输出轴40联接以便随输出轴旋转。这些第一行星齿轮62可以由输入行星齿轮支座64轴颈地支承(例如，在从输入行星齿轮支座64的本体向后延伸的销上)并与输入恒星齿轮60和第一环形齿轮66两者啮合。可将第一环形齿轮66不可转动地联接于外壳30。

可将输出恒星齿轮70联接于输入行星齿轮支座64，以便随之旋转。这些第二行星齿轮72可以由输出行星齿轮支座74轴颈地支承(例如，在从输出行星齿轮支座74的本体B向后延伸的销上)并与输出恒星齿轮70和第二环形齿轮76两者啮合。可以是如滚动元件轴承或轴颈轴承之类的任何类型的轴承或衬套的后部轴承80可被用来支承输出行星齿轮支座74以便在外壳30内旋转。可将第二环形齿轮76轴向可运动地安装于齿轮箱32内使得其能在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置，第二环形齿轮76不可转动地安装到齿轮箱32并只与第二行星齿轮72啮合，如图2所示，在第二位置，第二环形齿轮76没有结合到齿轮箱32(即，相对于齿轮箱32可转动)，而与第二行星齿轮72啮合并不可转动地联接到输入行星齿轮支座64，如图1所示。在所提供的具体实例中，第二环形齿轮76包括一组围绕其周边延伸的外齿90，这些外齿可与形成在齿轮箱32内部上的相应齿92结合，同时输入行星齿轮支座64包括通过第二环形齿轮76的内齿可以结合的锯齿状周边94。然而，应理解的是，可采用其他不同方法将第二环形齿轮76不可转动地联接于齿轮箱32和/或输入行星齿轮支座64，因此，不应将所示出的具体实例看作是对本实用新型范围的限制。

来自传动装置16的旋转动力输出经由主轴锁定件18被传递到输出主轴22(即，主轴锁定件18被安置在第二行星级52和输出主轴22之间的转矩路径上)。主轴锁定件18在结构和操作方面可以是常规的，此处不再赘述。简而言之，主轴锁定件18可以包括边辊环198、可以联接到输出行星齿轮支座74的多个驱动构件200、多个销202和砧部204。可将边辊环198不可转动地联接于齿轮箱32并可围绕驱动构件200和销202设置。砧部204可限定中心孔210以及多个砧部表面216，中心孔用于容纳输出主轴22的相应端部212，砧部表面216被设置在销202的与边辊环198相对的一侧。主轴锁定件18被构造为在旋转动力从传动装置16供到输出主轴22时允许在传动装置16和输出主轴22之间传递旋转动力，但是不允许将旋转动力从输出主轴22传递至传动装置16。众所周知，主轴锁定件18允许传动装置16驱动输出主轴22但将输出主轴22锁定至壳体组件12，以防止手动旋转输出主轴22。砧部204可包括如圆柱形成型段之类的引导结构特征部PF，该特征部可被容纳于输出行星齿轮支座74的本体B上的孔A中。可将孔A和引导特征结构部PF构造为使得输出行星齿轮支座74支承砧部204的轴向端以便相对于输出行星齿轮支座74旋转，该输出行星齿轮架被支承以便经由后部轴承80相对于齿轮箱32旋转。这种结构方式允许砧部204与后部轴承80沿轴线方向(即，沿输出主轴22的旋转轴线)部分地重叠，从而减小动力工具10的总长度。可将孔A形成为能在几个周向间隔开的部位处支承引导结构特征部PF(例如，经由多个周向间隔开的、具有圆柱形内表面的区域L用于接触引导结构特征部PF)，借此减小输出行星齿轮支座74和砧部204之间的接触。

前部轴承100可以是轴承或衬套，其能用于支承输出主轴22的前端以便相对于壳体组件12旋转，并能沿轴线方向支承输出主轴22。设置在动力工具10中的轴承装置允许输出行星齿轮支座74、后部轴承80和主轴锁定件18沿轴线方向重叠。

速度选择器20可包括开关构件110和作动器112。开关构件110可运动地联接于壳体组件12，在所提供的具体实例中，该开关构件包括轴向可运动地安装于壳体组件12的滑块。作动器112可将开关构件110联接于第二环形齿轮76，而在所提供的具体实例中，作动器包括线夹，该线夹被容纳于在形成于第二环形齿轮76的周边中的环形凹槽114内。线夹可具有各种不同形状，例如，两个弦月(quarter-moon)形，它们协同作用以便分配被接收的来自第二环形齿轮76的一对部分上方的开关构件110的转移力。其它实例包括形成半月形线夹或具有一个或更多径向延伸进环形凹槽114的突出部。

应意识到的是，可采用速度选择器20使第二环形齿轮76在第一位置和第二位置之间运动，第一位置导致传动装置16以第一速比运转，第二位置导致传动装置16以第二速比运转。

可采用控制器24来控制马达14的运转。在本例中，控制器24安装在把手38中并包括由触发器122启动的变速开关120。然而，应想到的是，控制器24可以包括其他功能，例如转矩监测和/或关闭功能。例如，可将控制器24构造成监控电流消耗和响应预先设置的应用或使用者能设定的电流水平使马达14不活动。作为另一实例，可将如涡流转矩传感器之类的转矩传感器装入动力工具10中，并可向控制器24提供反馈，这可用于监测动力工具10的输出转矩和/或用于在预定转矩下使动力工具10停止操作。作为其他选择，可将离合器装入动力工具10中。离合器可以是美国专利No.6,431,289和7,066,691中公开的那类机械式离合器，这两项专利所公开的内容作为参考被加入本申请中，如同在本申请中全面详细陈述一样。除第一环形齿轮66可相对于壳体组件12旋转外，美国专利No.6,431,289中公开的离合器往往与常规构造的传递装置16相适应，该离合器被构造为抑制第一环形齿轮66相对于壳体组件12旋转，除非动力工具10的输出转矩超过设定的或可设定的离合器转矩。可将美国专利7,066,691中公开的离合器安装在马达14和传动装置16之间，除第一环形齿轮66可相对于壳体组件12旋转外，该离合器往往与常规构造的传递装置相适应，且该离合器被构造成抑制第一环形齿轮66相对于壳体组件12旋转，除非动力工具10的输出转矩超过设定或可设定的离合器扭矩。可供选择的是，可将传动装置16颠倒(使得第二行星级52是输入级并直接接收来自马达14的转矩，而第一行星级50是输出级，通过主轴锁定件18将旋转动力输出到输出主轴22)，因此可以以非常传统的方式使离合器位于动力工具10的前部上。应理解的是，在后一种配置中，第一环形齿轮66可相对于壳体组件12旋转，而离合器被构造为抑制第一环形齿轮66相对于壳体组件12的旋转，除非动力工具10的输出转矩超过设定的或可设定的离合器转矩。

特别参见图1，该图示出了通过轴承80的中心C垂直于输出主轴22的旋转轴线RA的平面P，以插入输出行星齿轮支座74的本体B、输出主轴22及触发器122。相比之下，美国专利No 6,431,289和7,066,691中公开的每一种动力工具的输出主轴被示出于相关的钻/驱动器的触发器的前部。因此，所属领域技术人员从本实用新型中可以意识到，按照本实用新型教导构造的动力工具与现有的其他动力工具相比，其沿轴线方向更紧凑。

上面对一些实施例的描述仅用于图解说明和描述目的，并非穷举或限制本实用新型。尽管没有明确示出或描述，某一具体实施例中的单独元件或特征通常不限于该具体实施例，相反，在合适之处可以互换并可用于选定的实施例。也可以以很多方式改变那些相同部分。这些改变没有脱离本实用新型，所有这样的改型都应包括在本实用新型范围之内。

Claims

1.一种动力工具，其特征在于，包括：

具有把手的壳体组件；

容纳在所述壳体组件内的马达；

与壳体组件联接的触发器，该触发器能操作为接收该动力工具使用者的手动输入，以控制所述马达的运转；

输出主轴；

传动装置，其被容纳在所述壳体组件中并在所述马达和输出主轴之间传递旋转动力，该传动装置包括带有输出行星齿轮支座的输出行星级，其中该传动装置具有沿轴向在第一位置和第二位置之间可运动的构件，该第一位置导致传动装置以第一速比运转，在第二位置所述传动装置以不同于第一速比的第二速比运转；和

轴承，其径向地设置在所述壳体组件与所述输出行星齿轮支座之间并与它们两者结合；

其中所述输出主轴至少部分地被容纳在输出行星齿轮支座内，致使所述轴承间接地支承所述输出主轴。

2.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，还包括主轴锁定件，其被设置在所述输出行星级和输出主轴之间的转矩路径上。

3.如权利要求2所述的动力工具，其特征在于，所述主轴锁定件与所述轴承和所述输出行星齿轮支座沿轴线方向至少部分地重叠。

4.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，还包括与马达联接的控制器，该控制器被构造为对响应通过输出主轴传递的预定大小的输出转矩作出表示的参数的检测而停止所述马达的运转。

5.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，还包括与马达联接的控制器，该控制器被构造为在所述传动装置与所述输出主轴之间传递预定大小的转矩之后控制所述马达以限制所述输出主轴的旋转。

6.如权利要求5所述的动力工具，其特征在于，在所述传动装置与所述输出主轴之间传递预定大小的转矩之后所述控制器使所述输出主轴停止转动。

7.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述轴承是衬套。

8.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述传动装置包括输入行星级，该行星级接收来自所述马达的旋转动力并将旋转动力直接传递到所述输出行星级。

9.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述输出行星齿轮支座包括架本体和多个销，每个销被构造成轴颈地支承相关的输出行星齿轮并被固定地联接于所述架本体，该架本体被容纳在所述轴承中。

10.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，通过所述轴承的中心并与所述输出主轴的旋转轴线垂直的平面与所述触发器相交。

11.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，所述主轴锁定件包括砧部，其中该砧部的一部分被所述输出行星齿轮支座容纳在内并由该输出行星齿轮支座可旋转地支承，致使砧部的至少一部分沿轴线方向与所述轴承重叠。

12.如权利要求11所述的动力工具，其特征在于，所述输出行星齿轮支座包括孔，该孔具有与砧部的所述部分周向间隔开的部位接触的多个区域。

13.一种动力工具，其特征在于，包括：

具有把手的壳体组件；

容纳在所述壳体组件内的马达；

输出主轴；

轴承，其径向地设置在所述壳体组件与所述输出行星齿轮支座之间并与它们两者结合，该轴承支承所述输出行星齿轮支座和输出主轴两者；

其中通过所述轴承的中心并与所述输出主轴的旋转轴线垂直的平面与所述触发器相交。

14.如权利要求13所述的动力工具，其特征在于，还包括主轴锁定件，其被设置在所述输出行星级和输出主轴之间的转矩路径上。

15.如权利要求14所述的动力工具，其特征在于，所述主轴锁定件与所述轴承和所述输出行星齿轮支座沿轴线方向至少部分地重叠。

16.如权利要求14所述的动力工具，其特征在于，所述主轴锁定件包括砧部，其中砧部的一部分被所述输出行星齿轮支座容纳在内并由该输出行星齿轮支座可旋转地支承，致使砧部的至少一部分与所述轴承沿轴线方向重叠。

17.如权利要求16所述的动力工具，其特征在于，所述输出行星齿轮支座包括孔，该孔具有与砧部的所述部分周向间隔开的部位接触的多个区域。

18.如权利要求13所述的动力工具，其特征在于，还包括与马达联接的控制器，该控制器被构造为对响应通过输出主轴传递的预定大小的输出转矩作出表示的参数的检测而停止所述马达的运转。

19.如权利要求13所述的动力工具，其特征在于，还包括与马达联接的控制器，该控制器被构造为在所述传动装置与所述输出主轴之间传递预定大小的转矩之后控制所述马达以限制所述输出主轴的旋转。

20.如权利要求19所述的动力工具，其特征在于，在所述传动装置与所述输出主轴之间传递预定大小的转矩之后所述控制器使所述输出主轴停止转动。

21.如权利要求13所述的动力工具，其特征在于，所述轴承是衬套。

22.如权利要求13所述的动力工具，其特征在于，所述传动装置包括输入行星级，该行星级接收来自所述马达的旋转动力并将旋转动力直接传递到所述输出行星级。

23.如权利要求13所述的动力工具，其特征在于，所述输出行星齿轮支座包括架本体和多个销，每个销被构造成轴颈地支承相关的输出行星齿轮并被固定地联接于所述架本体，该架本体被容纳在所述轴承中。

24.一种动力工具，其特征在于，包括：

具有把手的壳体组件；

容纳在所述壳体组件内的马达；

输出主轴；

传动装置，其被容纳在所述壳体组件中并在所述马达和输出主轴之间传递旋转动力，该传动装置包括带有输出行星齿轮支座的输出行星级，其中该传动装置具有沿轴向在第一位置和第二位置之间可运动的构件，该第一位置导致传动装置以第一速比运转，在第二位置所述传动装置以不同于第一速比的第二速比运转；

轴承，其径向地设置在所述壳体组件与所述输出行星齿轮支座之间并与它们两者结合，其中所述输出主轴至少部分地被容纳在输出行星齿轮支座内，致使所述轴承间接地支承所述输出主轴；和

主轴锁定件，其被设置在所述输出行星级和输出主轴之间的转矩路径上，其中该主轴锁定件与所述轴承和所述输出行星齿轮支座沿轴线方向至少部分地重叠；

其中所述输出行星齿轮支座包括架本体和多个销，每个销被构造成轴颈地支承相关的输出行星齿轮并被固定地联接于所述架本体，该架本体被容纳在所述轴承中；

其中通过所述轴承的中心并与所述输出主轴的旋转轴线垂直的平面与所述触发器相交；

其中所述主轴锁定件包括砧部，其中该砧部的一部分被所述输出行星齿轮支座容纳在内并由该输出行星齿轮支座可旋转地支承，致使砧部的至少一部分与所述轴承沿轴线方向重叠；和

其中所述输出行星齿轮支座包括孔，该孔具有与砧部的所述部分周向间隔开的部位接触的多个区域。