CN210025095U - 一种用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件。所述驱动组件设置于电动马达与工作组件之间并与所述电动马达及工作组件机械连接，所述驱动组件包括可绕中心轴旋转的击锤，其具有包括设置在内侧的两个相对向的击锤凸缘，以及砧座，砧座具有呈圆柱形的中心部分，及与所述击锤凸缘啮合的两个相对向的砧座凸缘。所述砧座凸缘被所述击锤凸缘驱动，所述砧座可相对于所述击锤转动并且可连接到及可旋转地驱动所述工作组件。所述砧座凸缘与所述中心部分连接的根部比其他部分更宽阔，形成往其端部方向续渐收窄。该驱动组件具有较高的抗弯曲刚度以及较小的定时角度，从而有效减低部件之间的顶撞机率，增强电动冲击扳手于运作时的平滑性及耐用性。

Description

一种用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件

技术领域

本实用新型涉及一种用于旋转式工具中产生冲击的驱动组件，具体地，本实用新型涉及一种具有高耐用性以及能在操作上提高平滑性的驱动组件。

背景技术

电动旋转冲击工具被广泛地用于建设及维修领域。旋转冲击工具一般以但不局限于电动、气动、液动的方式驱动。其中，电动的旋转冲击工具，如冲击起子或冲击扳手，为经常使用的种类。有别于电钻或锤钻，电动冲击起子或冲击扳手一般具有远比前者较高的扭矩输出，以打动较长或紧固的螺钉。但是，即使通过降速齿轮机构使得其内置的电动马达的扭矩输出显着提升，其所输出的扭矩力度仍然不足以应付一般电动冲击起子或冲击扳手的工作要求。为了让工具产生更大的扭矩输出，电动冲击起子或冲击扳手一般采用可产生冲击的驱动组件，从而将电动马达连续性的旋转扭矩转化为间歇性冲击扭矩，使扭矩输出进一步提升。

该产生冲击的驱动组件一般具有至少一个驱动表面的击锤(Hammer)，以及具有至少一个被击锤驱动的砧座(Anvil)。其中，该击锤与砧座相互接触的接口的设计有着重要的技术考虑。击锤与砧座的机械设计和配合需要针对其结构刚度以及定时角度(Timingangle)，使驱动组件具有高耐用性的同时，亦能提高操作上顺滑感。

根据现有技术中的驱动组件，设置在砧座上呈矩形的砧座凸缘具有根部及端部大体相同的抗弯刚度。而呈扇形的砧座凸缘则具有的是根部小于顶部的抗弯刚度。因为砧座凸缘根部相对于顶部会受到更大的弯曲应力，所以实际上砧座凸缘的根部抗弯刚度需要高于砧座凸缘的端部。

此外，具有矩形和扇形的砧座凸缘截面的砧座的定时角一般大于90度，形成击锤与砧座之间顶撞机率较高，影响该电动冲击工具于操作时的顺滑感。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件。该驱动组件具有较高的抗弯曲刚度，以及较小的定时角度，从而有效减低击锤与砧座之间的顶撞机率，增强电动冲击扳手于运作时的平滑性及耐用性。

根据本实用新型的驱动组件，所述驱动组件设置于电动马达与工作组件之间，并与所述电动马达及工作组件机械连接，所述驱动组件包括：

围绕中心轴旋转的击锤，其具有包括设置在其内侧的两个相对向的击锤凸缘，以及，

砧座，其具有呈圆柱形的中心部分，及与所述击锤凸缘啮合的两个相对向的砧座凸缘，所述砧座凸缘被所述击锤凸缘驱动，所述砧座可相对于所述击锤转动并且可连接到及可旋转地驱动所述工作组件，

其中，所述砧座凸缘与所述中心部分连接的根部比其他部分更宽阔，所述砧座凸缘具有至少一个被驱动表面，所述中心部分邻接所述被驱动表面的过渡面呈内圆弧形，在其两端的切线之间形成的角度不少于150度。

优选地，所述砧座凸缘形成从所述根部往所述砧座凸缘的端部方向续渐收窄，所述砧座凸缘的根部相对于所述端部具有较高的抗弯刚度。

其中所述击锤凸缘具有至少一个驱动表面，其可与所述砧座凸缘的被驱动表面啮合并形成面对面接触，以驱动所述砧座。

优选地，所述驱动表面与被驱动表面的轮廓线至少一段呈弧线、拟合线、或斜线，所述中心部分与所述被驱动表面平滑过渡。

优选地，所述驱动表面与被驱动表面的轮廓线呈一元二次或以上多项式的拟合曲线。

优选地，所述驱动表面与被驱动表面的轮廓线呈单或多段直线、单或多段圆弧，或由多条直线和圆弧线互相连接而成。

优选地，所述驱动组件所产生的定时角度少于90度。

优选地，所述砧座凸缘的所述根部的阔度大于所述中心部分的半径。

优选地，所述击锤凸缘向所述砧座凸缘施加应力而产生向心分量，使所述砧座的旋转轴与所述击锤的旋转轴对齐。

优选地，所述过渡面两端的切线之间形成的角度不少于175度。

在一个实施例中，所述驱动表面呈内圆弧形，所述被驱动表面呈相配合的外圆弧形。

在一个实施例中，所述驱动表面及被驱动表面为互相配合的斜面。

在一个实施例中，所述驱动表面呈外圆弧形，所述被驱动表面呈相配合的内圆弧形。

本实用新型提供一种包括以上所述的驱动组件的电动冲击扳手。

本实用新型的驱动组件在保持砧座凸缘的刚度及能提供低定时角度的优势上，具有易于加工制造的砧座及相匹配击锤，两者构成能用于旋转冲击工具的驱动组件。

附图说明

以下参照附图通过示例的方式描述本实用新型的实施例，附图中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的冲击扳手传动部件的侧视图；

图2是图1中的传动部件剖视图；

图3是用于旋转式工具中产生冲击的驱动组件的分解透析图；

图4是图1－3的实施例中的驱动组件的截面图；

图5是根据另一个实施例的驱动组件的截面图；以及

图6是根据另一个实施例的驱动组件的截面图。

具体实施方式

以下将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

电动旋转冲击工具一般于将紧固件如螺钉，螺杆或螺母等紧固到工件上，或从工件上移除这些紧固件。电动旋转冲击工具可根据不同的驱动载体而在其输出端配置有不同的砧座。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的旋转冲击工具的传动组件1。具体地，该旋转冲击工具为一种电动冲击扳手。该工具输出轴具有呈矩形截面的输出端2，用于可拆卸地连接及驱动工具组件，如套筒或螺丝刀头。该传动组件1包括与提供旋转动力的电动马达的输出轴(未有在图中视出)机械连接以及将输出扭矩提升的减速装置3。

根据图2所示，该减速装置3为行星齿式减速装置。减速装置3内具有太阳齿轮31，其连接到电动马达的输出轴上(未有在图中视出)，及与太阳齿轮31的外围啮合的是两个或以上的个行星齿轮32，以及与行星齿轮32外围啮合的内齿圈33。该内齿圈33为固定设置的。其中，行星齿轮32分别围绕各自的旋转轴32a自转，并且通过行星架32b被固定在凸轮轴34上。如该图所示，太阳齿31、内齿圈33、行星齿32、以及凸轮轴34机械连接。作用于与太阳齿轮31的啮合及驱动，各行星齿轮32的自转，及与内齿圈33的啮合啮合，使得各个行星齿轮32围绕太阳齿轮31公转，并以其公转的速度通过行星架驱动该凸轮轴34转动。以上部分共同构成了行星齿式减速装置3。该传动组件1还包括将减速装置3覆盖及隐藏的机壳4。机壳4能保护传动组件1内各部分的转动运作，防止外界异物的进入而引致故障或加速机械损耗。

传动组件1进一步包括用于产生冲击力的驱动组件50。根据图3所示，该驱动组件50包括击锤51以及砧座52。击锤51大致呈环状并且具有中心通孔51c，以容许该凸轮轴34通过。击锤51可相对于该凸轮轴34旋转。该驱动组件50设置于减速装置3与输出端2之间，并与电动马达及工作组件机械连接。该击锤51可绕凸轮轴34的中心轴A旋转，并且具有设置在击锤 51内侧的两个对向设置的击锤凸缘51a，51b。此外，砧座52具有呈圆柱形的中心部分52c及与所述击锤凸缘51a，51b配合的两个对向设置的砧座凸缘52a， 52b。所述砧座凸缘52a，52b分别被所述击锤凸缘51a，51b驱动。所述砧座52 可有限地相对于击锤51转动并且可连接及旋转地驱动所述工作组件。有利地，砧座凸缘52a，52b与所述中心部分52c连接的根部53比砧座凸缘52a，52b 的其他部分更宽阔，形成往砧座凸缘的端部54方向续渐收窄。更有利地，该砧座凸缘52a，52b的根部53相对于端部54具有较高的抗弯刚度。

击锤51与凸轮轴34机械连接，并且在没有或有限负载的情况下(如图 2所示)被凸轮轴34旋转驱动。该凸轮轴34上设置有倾斜或螺旋状的凹槽 55a。同样地，击锤51上设置有相对应的倾斜或螺旋状的凹槽55b，以容纳钢珠56在该凹槽55a，55b之间。该凹槽55a，55b以及钢珠56被设置成当凸轮轴34相对于击锤51转动时，驱使击锤51轴向地向上或向下移动。相反，当凸轮轴34与击锤51在没有相对的转动时，凸轮轴34则旋转地驱动击锤 51转动。

返回图2，沿该中心轴A的方向，凸轮轴34和击锤51之间设置有压簧 40。该压簧40通过滚珠41和垫片42减少其与击锤51相对旋转产生的摩擦。在压簧40的作用力下，击锤51约处于压簧40最大伸长位置。

基于一般的旋转冲击工具的操作，当使用该旋转冲击工具紧固螺母时，电动马达通过减速装置3带动凸轮轴34旋转，并且通过钢珠56和凹槽55a， 55b将旋转动力传给击锤51，再通过击锤凸缘51a，51b和砧座凸缘52a，52b 的啮合将动力传到砧座52。然后，再通过输出端2的矩形输出轴传递给工作组件(如套筒)以驱动螺母的旋转。当紧固或松开螺母时所产生的负载小于压簧40在击锤51上的扭矩分量时，击锤51带动砧座52一起旋转。

但当该旋转冲击工具达到一定的负载时，反作用力克服该压簧40的扭矩分量，凸轮轴34与击锤51便发生相对的转动。通过该凹槽55a，55b及容纳于其中的钢珠56，凸轮轴34与击锤51的相对的转动导致击锤51轴向地向上移动并压缩压簧40。击锤51继续向上移动并作出旋转跨齿动作，即击锤凸缘51a，51b分别越过对应的砧座凸缘52a，52b。凸轮轴34继续地旋转的同时，击锤凸缘51a，51b分别跨过对应的砧座凸缘52a，52b导致压簧40的回弹力释放将击锤51压下，钢珠56作用于螺旋状的凹槽55a，55b驱使击锤 51快速旋转。向下移动及旋转的击锤51使击锤凸缘51a，51b撞击砧座凸缘 52a，52b，驱动砧座52及连接的工作单元。

在旋转冲击工具操作期间，负载达到大于某一临界载荷时，击锤凸缘51a， 51b向砧座凸缘52a，52b推动且产生反作用力，使击锤51相对于凸轮轴34 反向(相对于打击方向)旋转并且将压簧40压缩(击锤51向上移动)。当动能全部转化为弹簧势能后，压簧40势能释放，击锤51正向旋转并同时往下方移动，使锤凸缘51a，51b撞击砧座凸缘52a，52b。在压簧40的压缩与释放的同时，凸轮轴34在减速装置3的旋转带动下一直在正向旋转。击锤51 凸缘顶面57a转过了一个角度，称为实际旋转角。在此引出定时角α(TIMING ANGLE)的概念。

图4是沿图3中剖割线B－B的截面图根据图4，假设撞击时，砧座52 不动，撞击开始时，砧座凸缘52a的中心线在击锤51上的B位置。当击锤凸缘51a沿方向R转动并完全跨越砧座凸缘52a时，砧座凸缘52a的中心线则会落在击锤51上的B’位置。当击锤51的实际旋转角小于定时角度α时，便会发生顶撞现象，即在跨齿动作期间，击锤凸缘顶面57a于轴向方向压向砧座凸缘顶面57b(见图3)。当发生顶撞现象后，钢珠56会对凸轮轴34的凹槽55a，55b产生冲击，降低凹槽55a，55b的寿命并且令电动马达损失动能。当击锤51的实际旋转角大于定时角度α时，便不会发生顶撞。击锤凸缘51a， 51b跨过砧座凸缘52a，52b的同时，击锤51在压簧的作用下继续加速旋转，使击锤凸缘的驱动表面58撞击到砧座凸缘的被驱动表面59，产生冲击扭矩。从以上描述可以得出，减小定时角α可以减少顶撞现象的发生。

根据本实用新型的驱动组件50包括击锤51及砧座52。有利地，砧座凸缘根部53比端部54更宽阔。砧座凸缘根部53比其端部54宽阔的设计可以保证砧座凸缘52a，52b和击锤凸缘51a，51b强度及耐用性的同时，亦可缩减定时角度α。

此外，砧座凸缘52a，52b的轮廓线可以采用一元二次或以上多项式拟合曲线，如y＝ax²+bx+c(如图4所示，x为图4里以A为圆心，AB为x轴，y 轴通过A垂直于x轴，y为轮廓线上到AB上的最小距离，a、b、c为常数)。砧座凸缘52a，52b的轮廓线还可采用单条或多段直线，单条或多段圆弧线，或者多条直线和圆弧线互相连接等方式。

当砧座凸缘52a，52b上的被驱动表面59被撞击驱动时，砧座凸缘52a，52b 在受力上可以等效为悬臂梁，砧座凸缘端部54受到的弯矩比其根部53的弯矩小，而在同样的材料强度下，采用根部53宽及端部54窄的砧座凸缘52a，52b 可以保证其结构的抗弯强度。

此外，砧座凸缘52a，52b采用根部53宽、端部54窄的设计亦可以大大减小定时角度α。在不改变砧座凸缘52a，52b及击锤凸缘51a，51b的尺寸的情况下，可以有效减少顶撞机率，从而提高冲击扳手于操作时的平滑性及其耐用性。减小了定时角度α后，砧座凸缘52a，52b的厚度则可以增加，降低撞击接触应力和弯曲应力，却又不增加发生顶撞现象的机会。

砧座凸缘52a，52b采用根部53宽、端部54窄的设计可以有多种实施形式，本实用新型列举了几款实例，但不局限于此。

根据图3及图4所示，本实用新型的一个实施例的驱动组件50的砧座凸缘根部53比砧座凸缘端部54宽阔。在砧座凸缘根部53具有一定的宽度情况下，定时角度α1少于90度，达到了降低定时角度α的效果，同时亦保证了砧座凸缘52a，52b的结构强度。

击锤凸缘51a，51b具有至少一个驱动表面58，砧座凸缘52a，52b则具有至少一个被驱动表面59。两者可啮合形成面对面接触，使得击锤51旋转驱动砧座52。如图所4示，驱动表面58与被驱动表面59的轮廓线可以是一段外圆弧线。有利地，中心部分52c邻接所述被驱动表面59的区域形成内圆弧形的过渡面，所述过渡面两端的切线形成的角度β1不少于150度，以减少应力集中。冲击接触应力则指向该外圆弧的圆心。冲击力具有切向分量和径向分量，径向分量可以使砧座52具有中心调整的功能，即击锤51在砧座52 上施加的应力驱使砧座52与中心轴A对齐，因而进一步增强传动组件1的传动效率。

图5为根据本实用新型另一个实施例的驱动组件60。同样地，砧座凸缘根部63比砧座凸缘端部64宽阔。在砧座凸缘根部63具有一定的宽度情况下，定时角度α2亦少于90度，达到了减小定时角度α的效果，亦能保证砧座凸缘62a，62b的结构强度。如图5所示，驱动表面68与被驱动表面69所接触的部分的轮廓线大体上为一直线。而中心部分62c邻接所述被驱动表面69 的区域形成大致平坦的过渡面，所述过渡面两端的切线形成的角度β2不少于175度，以进一步减少应力集中。

图6为根据本实用新型的第三实施例的驱动组件70。同样地，砧座凸缘根部73比砧座凸缘端部74宽阔。在砧座凸缘根部73具有一定的宽度情况下，定时角度α3亦少于90度，达到了减少定时角度α的效果，亦能保证砧座凸缘72a，72b的结构强度。驱动表面78与被驱动表面79所接触的部分的轮廓线呈内圆弧形线。而中心部分72c邻接所述被驱动表面79的区域形成大致平坦的过渡面，所述过渡面两端的切线形成的角度β3亦不少于175度。

此外，砧座中心部分72c的直径较矩形砧座的中心部分直径较前述实施例的中心部分直径大，使得砧座凸缘根部74更宽。由于砧座凸缘根部74变得更宽大，增强了砧座凸缘72a，72b结构强度，而砧座凸缘中部72c的强度则较前述实施例的砧座凸缘中部52c，62c的强度稍低一点。

驱动表面与被驱动表面的轮廓线可以是曲线或者直线，甚至多段的曲线或者直线也是属于本实用新型的设计概念，故不再在此螯述。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

对于本领域技术人员而言，本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，上述的实施例应被看作为示范性的，而且是非限制性的。

Claims (14)

1.一种用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，所述驱动组件设置于电动马达与工作组件之间，并与所述电动马达及工作组件机械连接，所述驱动组件包括：

可绕中心轴旋转的击锤，其具有包括设置在其内侧的两个相对向的击锤凸缘，以及，

砧座，其具有呈圆柱形的中心部分，及与所述击锤凸缘啮合的两个相对向的砧座凸缘，所述砧座凸缘被所述击锤凸缘驱动，所述砧座可相对于所述击锤转动并且连接到及旋转地驱动所述工作组件，

其中，所述砧座凸缘与所述中心部分连接的根部比该砧座凸缘的端部部分更宽阔，所述砧座凸缘具有至少一个被驱动表面，所述中心部分邻接所述被驱动表面的过渡面呈内圆弧形，在其两端的切线之间形成的角度不少于150度。

2.根据权利要求1所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，其中所述砧座凸缘形成从所述根部往所述砧座凸缘的所述端部方向续渐收窄，所述根部相对于所述端部具有较高的抗弯刚度。

3.根据权利要求1所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，其中所述击锤凸缘具有至少一个驱动表面，其可与所述砧座凸缘的被驱动表面啮合并形成面对面接触，以驱动所述砧座。

4.根据权利要求3所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，所述驱动表面与被驱动表面的轮廓线至少一段呈弧线、拟合线、或斜线，所述中心部分与所述被驱动表面平滑过渡。

5.根据权利要求3所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，所述驱动表面与被驱动表面的轮廓线呈一元二次或以上多项式的拟合曲线。

6.根据权利要求3所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，所述驱动表面与被驱动表面的轮廓线呈单或多段直线、单或多段圆弧，或由多条直线和圆弧线互相连接而成。

7.根据权利要求1所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，其中所述驱动组件所产生的定时角度少于90度。

8.根据权利要求1所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，其中所述砧座凸缘的所述根部的宽度大于所述中心部分的半径。

9.根据权利要求1所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，其中所述击锤凸缘向所述砧座凸缘施加应力而产生向心分量，使所述砧座的旋转轴与所述击锤的旋转轴对齐。

10.根据权利要求1所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，所述过渡面两端的切线之间形成的角度不少于175度。

11.根据权利要求1至10任一项所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，其中所述驱动表面呈内圆弧形，所述被驱动表面呈相配合的外圆弧形。

12.根据权利要求1至10任一项所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，其中所述驱动表面及被驱动表面为互相配合的斜面。

13.根据权利要求1至10任一项所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件，其中所述驱动表面呈外圆弧形，所述被驱动表面呈相配合的内圆弧形。

14.一种电动的冲击扳手，所述冲击扳手包括以上权利要求1－10任一项所述的用于旋转式工具中产生冲击力的驱动组件。

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