CN220051627U - 冲击工具以及砧 - Google Patents

Abstract

一种冲击工具，包括：壳体；马达，该马达支撑在该壳体内；凸轮轴，该凸轮轴被配置成通过该马达旋转；锤，该锤支撑在该凸轮轴上并且被配置成沿着该凸轮轴往复运动；以及砧，该砧被配置成接收来自该锤的间歇性扭矩施加，该砧包括：冲击接收部分，该冲击接收部分具有多个砧凸耳；驱动端部分，该驱动端部分与该冲击接收部分相反，该驱动端部分被配置成联接至工具元件；以及应力减缓器，该应力减缓器形成于该冲击接收部分中。该锤被配置成沿着该凸轮轴往复运动并且向该多个砧凸耳施加旋转冲击，并且该应力减缓器被配置成消散由该锤的冲击引起的该冲击接收部分中的应力。

Description

冲击工具以及砧

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年3月9日提交的美国临时专利申请号63/318,193的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本披露内容涉及冲击工具。更具体地，本披露内容涉及用于冲击工具的砧以及这种砧的应力减缓特征。

背景技术

比如冲击扳手和冲击起子等冲击工具向工具元件或工件(例如，紧固件)提供撞击旋转力并且因此向其间歇性地施加扭矩以拧紧或松开紧固件。冲击工具典型地用于需要高扭矩的地方，比如拧紧相对较大的紧固件或者松开或拆下那些以其他方式无法拆下或很难使用手动工具拆下的卡住的紧固件(例如，车轴螺柱上的汽车凸耳螺母)。通常，需要在近距离处(例如，在对于全尺寸或大型工具来说可能过大的狭小空间内)使用高扭矩，这些地方是相对紧凑的冲击工具更容易达到的。

实用新型内容

本披露内容的一个独立方面提供了一种冲击工具，该冲击工具包括：壳体；马达，该马达支撑在该壳体内；凸轮轴，该凸轮轴被配置成通过该马达旋转；锤，该锤支撑在该凸轮轴上并且被配置成沿着该凸轮轴往复运动；以及砧，该砧被配置成接收来自该锤的间歇性扭矩施加，该砧包括：冲击接收部分，该冲击接收部分具有多个砧凸耳；驱动端部分，该驱动端部分与该冲击接收部分相反，该驱动端部分被配置成联接至工具元件；以及应力减缓器，该应力减缓器形成于该冲击接收部分中。该锤被配置成沿着该凸轮轴往复运动并且向该多个砧凸耳施加旋转冲击，并且该应力减缓器被配置成消散由该锤的冲击引起的该冲击接收部分中的应力。

本披露内容的另一个独立方面提供了一种冲击工具，该冲击工具包括：壳体；马达，该马达支撑在该壳体内；凸轮轴，该凸轮轴被配置成通过该马达旋转；锤，该锤支撑在该凸轮轴上并且被配置成沿着该凸轮轴往复运动；以及砧，该砧被配置成接收来自该锤的间歇性扭矩施加，该砧包括：冲击接收部分，该冲击接收部分具有第一砧凸耳和第二砧凸耳；驱动端部分，该驱动端部分与该冲击接收部分相反；驱动端部分，该驱动端部分被配置成联接至工具元件；多个凸缘，该多个凸缘设置在该冲击接收部分与该驱动端部分之间；第一凹部，该第一凹部延伸至该第一砧凸耳中；以及第二凹部，该第二凹部延伸至该第二砧凸耳中。

本披露内容的另一个独立方面提供了一种用于冲击工具的砧，该砧包括：冲击接收部分，该冲击接收部分具有第一砧凸耳和第二砧凸耳；驱动端部分，该驱动端部分与该冲击接收部分相反并且被配置成联接至工具元件；第一凹部，该第一凹部延伸至该第一砧凸耳中，以及第二凹部，该第二凹部延伸至该第二砧凸耳中。

通过考虑以下具体实施方式和附图，本披露内容的其他特征和方面将变得清楚。

附图说明

图1是根据本披露内容的实施例的冲击工具的立体图。

图2是图1的冲击工具的沿着图1中的线2-2截取的截面视图。

图3是图1的冲击工具的砧的立体图。

图4是图3的砧的另一个立体图。

图5是图1的冲击工具的沿着图1中的线5-5截取的部分截面视图。

图6是图1的冲击工具的沿着图1中的线6-6截取的部分截面视图。

在详细解释本披露内容的任何实施例之前，应当理解，本披露内容在其应用方面并不限于以下描述中阐述的或以下附图中展示的构造细节和部件布置。本披露内容能够具有其他实施例并且能够以多种不同的方式来实践或执行。此外，应当理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的而不应被视为是限制性的。

具体实施方式

图1展示了呈冲击扳手10形式的冲击工具。在一些实施例中，冲击扳手10是紧凑型高扭矩冲击扳手。在所展示的实施例中，冲击扳手10包括壳体14，该壳体具有马达壳体部分18、联接(例如，通过多个紧固件)至马达壳体部分18的前部壳体部分22、以及从马达壳体部分18向下延伸的手柄部分26。在所展示的实施例中，手柄部分26和马达壳体部分18由配合的蛤壳形半部限定。壳体14还包括端盖30，该端盖联接至马达壳体部分18、与前部壳体部分22相反。

参考图1和图2，冲击扳手10具有电池34，该电池可拆卸地联接至位于手柄部分26的底端处的电池插座38。当电池34联接至电池插座38时，支撑在马达壳体部分18内的马达42(比如电动马达)经由电池插座38从电池34接收电力。在所展示的实施例中，马达42是无刷直流(“BLDC”)马达，具有定子46以及可相对于定子46绕轴线54旋转的输出轴50或转子。在其他实施例中，可以使用其他类型的马达。风扇58在马达42后方联接至输出轴50(例如，经由固定至输出轴50的花键构件60)。

冲击扳手10还包括由壳体14支撑的开关(例如，触发开关62)，用于例如经由设置在一个或多个印刷电路板组件(“PCBA”)上的合适的控制电路来操作马达42，该控制电路控制马达42的供电和命令。在其他实施例中，冲击扳手10可以包括用于连接至AC电源的电源线。作为另一替代方案，冲击扳手10可以被配置成使用非电动力源(例如，气动或液压动力源等)来操作。

参考图2，冲击扳手10进一步包括联接至输出轴50的齿轮组件66、以及联接至齿轮组件66的输出部的冲击机构或驱动组件70。齿轮组件66可以按多种不同方式中的任一种方式配置以在输出轴50与驱动组件70的输入部之间提供减速。齿轮组件66至少部分地容纳在固定至壳体14的齿轮箱74内。在一些实施例中，齿轮箱74可以至少部分地由前部壳体部分22和/或马达壳体部分18来限定。

齿轮组件66包括：联接至输出轴50的小齿轮82，与小齿轮82啮合的多个行星齿轮86，以及与行星齿轮86啮合并旋转固定在齿轮箱74内的环齿轮90。行星齿轮86安装在驱动组件70的凸轮轴94上，使得凸轮轴94用作行星架。相应地，输出轴50的旋转使行星齿轮86旋转，然后这些行星齿轮沿着环齿轮90的内圆周行进，从而使凸轮轴94旋转。

驱动组件70进一步包括砧98和锤102，该锤支撑在凸轮轴94上并且可沿轴向相对于该凸轮轴滑动。砧98从前部壳体部分22延伸。工具元件(例如，套筒、刀头等)可以联接至砧98，以多种不同的方式对工件(例如，紧固件)进行加工。驱动组件70被配置成，当砧98上的反作用扭矩(例如，由于工具元件与正在被加工的紧固件之间的接合导致)超过某个阈值时，将马达42提供的恒定旋转力或扭矩经由齿轮组件66转换为撞击旋转力或间歇施加到砧98上的扭矩。

继续参考图2，驱动组件70进一步包括弹簧106，该弹簧将锤102朝向冲击扳手10的前部(即，在图2中的向左方向上)偏置。换言之，弹簧106沿着轴线54将锤102在轴向方向上朝向砧98偏置。推力轴承110和推力垫圈114定位在弹簧106与锤102之间。推力轴承110和推力垫圈114允许弹簧106和凸轮轴94在每次冲击撞击之后当锤102上的锤凸耳112与砧98上的对应的砧凸耳120(图5和图6)接合且锤102的旋转瞬间停止时继续相对于锤102旋转。凸轮轴94进一步包括凸轮槽124，对应的凸轮球126被接纳在这些凸轮槽中。凸轮球126与锤102驱动接合，并且凸轮球126在凸轮槽124内的移动允许锤102在锤凸耳112和砧凸耳120接合且凸轮轴94继续旋转时沿着凸轮轴94相对轴向移动。

在冲击扳手10的操作中，如图2、图5和图6所展示，操作者按下触发开关62以启动马达42，该马达经由输出轴50连续驱动齿轮组件66和凸轮轴94。随着凸轮轴94旋转，凸轮球126驱动锤102与凸轮轴94一起旋转，并且锤凸耳112的驱动表面112a分别接合砧凸耳120的从动表面120a以提供冲击并且可旋转地驱动砧98和工具元件。通常，驱动表面112a形成于锤凸耳112的壁上，并且从动表面120a形成于砧凸耳112的壁上。在每次冲击之后，锤102沿着凸轮轴94远离砧98向后移动或滑动，使得锤凸耳112与砧凸耳120脱离接合。随着锤102向后移动，位于凸轮轴94中的相应凸轮槽124中的凸轮球126在凸轮槽124中向后移动。弹簧106储存了锤102的部分后向能量，从而为锤102提供返回机构。在锤凸耳112与相应的砧凸耳120脱离接合之后，随着弹簧106释放其储存的能量，锤102继续旋转并朝向砧98向前移动或滑动，直到锤凸耳112的驱动表面112a与砧凸耳120的从动表面120a重新接合而引起另一次冲击。在所展示的实施例中，驱动表面112a和从动表面120a是互补的弯曲表面。

图3和图4更详细地展示了砧98的实施例。尽管上文参考冲击扳手10描述了砧98，但是砧98可以结合到其他旋转冲击工具中。砧98包括本体130，该本体具有包括砧凸耳120的冲击接收部分134以及与冲击接收部分134相反的驱动端部分138。在所展示的实施例中，冲击接收部分134包括中心孔125，该中心孔可以接纳凸轮轴94(如图2所示)的远端而旋转支撑凸轮轴94。砧98的驱动端部分138具有总体上多边形(例如，方形、六边形等)的截面形状，并且被配置成与工具元件相接，使得工具元件被联接成与砧98一起旋转。在其他实施例中，驱动端部分138可以具有花键形状、六边形孔、或适合于与工具元件建立驱动连接的任何其他形状。

继续参考图3和图4，所展示的砧98包括目标凸缘142，该目标凸缘邻近砧凸耳120(例如，在这些砧凸耳的前方)与砧98的本体130一起形成。在所展示的实施例中，目标凸缘142各自包括半圆形部分或表面143，该半圆形部分或表面与前部壳体部分22的内部部分互补。如图2所展示，具有一个或多个传感器144(例如，霍尔效应传感器、电感式传感器、光电传感器、旋转式电位计和/或旋转可变差动变压器(“RVDT”)等)的印刷电路板组件(“PCBA”)可以邻近目标凸缘142定位，以检测目标凸缘142的旋转位置并由此确定砧98的旋转位置。在一些实施例中，屏蔽件(未示出)可以定位在目标凸缘142与砧凸耳120之间，以减轻在冲击和旋转期间由于锤凸耳112接近砧凸耳120定位而导致的不希望的磁干扰。在其他实施例中，在砧98中省去了目标凸缘142。

参考图4至图6，砧98进一步包括应力减缓器150，这些应力减缓器形成于冲击接收部分134中、更具体地形成于砧凸耳120中。应力减缓器150被配置成降低砧凸耳120的刚性。砧通常由高强度和高硬度的钢制成，以承受从锤凸耳112传递至砧凸耳120的大冲击力。这样的冲击力可能会随时间对砧凸耳120、尤其是接收冲击的从动表面120a造成损坏。例如，砧凸耳120可以会有缺口、断裂或破裂，从而需要对砧98进行修复或更换。另外，在所展示的实施例中，因为目标凸缘142直接连接至砧凸耳120，所以目标凸缘142可以提高砧凸耳120的刚度。提高的刚度可能会随时间进一步对砧凸耳120造成损坏。

在所展示的实施例中，应力减缓器150中的每一个均包括至少一个凹部，该至少一个凹部形成于砧凸耳120的面向后方的一侧中。在所展示的实施例中，这些凹部是圆柱形盲孔，但在其他实施例中，这些凹部可以是通孔并且可选地可以具有其他形状。在一些实施例中，每个应力减缓器150可以包括多个凹部。在所展示的实施例中，应力减缓器150各自相对于砧98的旋转轴线偏移相等的距离，并且相对于彼此偏移180度。如此，应力减缓器150定位在中心孔125的相反两侧。另外，应力减缓器150沿着延伸穿过每个砧凸耳120的冠部或端头的平面对准，使得应力减缓器150沿着每个砧凸耳120的宽度居中。

应力减缓器150降低砧凸耳120的刚性，使得砧凸耳120和应力减缓器150被配置成由于来自锤凸耳112的旋转冲击而略微弹性变形。发明人已经发现，这种变形会减小砧凸耳120中的峰值应力。另外，通过从砧98中去除材料，应力减缓器150还有利地减轻了砧98的重量。

在一些实施例中，与没有应力减缓器150的相同的砧相比，应力减缓器150将砧凸耳120所承受的峰值剪切应力减小了百分之五至百分之十五。在一些实施例中，这种应力减缓使得砧98的估计寿命从大约400,000次循环增加至超过1,000,000次循环。

虽然已经参考某些优选实施例详细描述了本披露内容，但是在所描述的本披露内容的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变型和修改。例如，应当理解，砧98的尺寸、材料等可以针对较大或较小的冲击工具而改变以适应各种冲击工具(比如高扭矩冲击工具等)的相互作用的锤和砧。在以下权利要求中阐述了本披露内容的多个不同的创造性特征和优点。

Claims (20)

1.一种冲击工具，包括：

壳体；

马达，该马达支撑在该壳体内；

凸轮轴，该凸轮轴被配置成通过该马达旋转；

锤，该锤支撑在该凸轮轴上并且被配置成沿着该凸轮轴往复运动；以及

砧，该砧被配置成接收来自该锤的间歇性扭矩施加，该砧包括：

冲击接收部分，该冲击接收部分具有多个砧凸耳，

驱动端部分，该驱动端部分与该冲击接收部分相反，该驱动端部分被配置成联接至工具元件，以及

应力减缓器，该应力减缓器形成于该冲击接收部分中，

其特征在于，该锤被配置成沿着该凸轮轴往复运动并且向该多个砧凸耳施加旋转冲击，并且

其中，该应力减缓器被配置成消散由该锤的冲击产生的该冲击接收部分中的应力。

2.如权利要求1所述的冲击工具，其特征在于，该冲击接收部分限定该砧的后表面，其中，该应力减缓器形成于该后表面中。

3.如权利要求2所述的冲击工具，其特征在于，该应力减缓器包括第一凹部和第二凹部，该第一凹部形成于该多个砧凸耳中的第一砧凸耳中，该第二凹部形成于该多个砧凸耳中的第二砧凸耳中。

4.如权利要求3所述的冲击工具，其特征在于，该冲击接收部分包括延伸穿过该后表面的中心孔，其中，该第一凹部和该第二凹部设置在该中心孔的相反两侧。

5.如权利要求3所述的冲击工具，其特征在于，该第一凹部和该第二凹部是圆柱形盲孔。

6.如权利要求1所述的冲击工具，进一步包括电池，该电池可拆卸地联接至该壳体，该电池被配置成向该马达提供电力。

7.如权利要求1所述的冲击工具，其特征在于，该锤包括锤凸耳，其中，这些锤凸耳各自包括一个或多个弯曲的驱动表面。

8.如权利要求7所述的冲击工具，其特征在于，该多个砧凸耳中的每一个均包括与这些锤凸耳的弯曲的驱动表面互补的一个或多个弯曲的从动表面，其中，这些弯曲的驱动表面被配置成与这些弯曲的从动表面接合。

9.如权利要求8所述的冲击工具，每个砧凸耳限定这些弯曲的从动表面之间的宽度，其中，该应力减缓器沿着该宽度居中。

10.一种冲击工具，包括：

壳体；

马达，该马达支撑在该壳体内；

凸轮轴，该凸轮轴被配置成通过该马达旋转；

锤，该锤支撑在该凸轮轴上并且被配置成沿着该凸轮轴往复运动；以及

砧，该砧被配置成接收来自该锤的间歇性扭矩施加，该砧包括：

冲击接收部分，该冲击接收部分具有第一砧凸耳和第二砧凸耳，

驱动端部分，该驱动端部分与该冲击接收部分相反，该驱动端部分被配置成联接至工具元件，

多个凸缘，该多个凸缘设置在该冲击接收部分与该驱动端部分之间，

第一凹部，该第一凹部延伸至该第一砧凸耳中，以及

第二凹部，该第二凹部延伸至该第二砧凸耳中。

11.如权利要求10所述的冲击工具，其特征在于，该第一凹部和该第二凹部相对于该砧的旋转轴线偏移。

12.如权利要求10所述的冲击工具，其特征在于，该砧包括设置在该第一凹部与该第二凹部之间的中心孔。

13.如权利要求12所述的冲击工具，其特征在于，该中心孔接纳并支撑该凸轮轴的远端。

14.如权利要求13所述的冲击工具，其特征在于，该锤包括多个锤凸耳，该多个锤凸耳中的每一个均包括形成于该锤凸耳的一个或多个壁上的驱动表面，其中，该多个砧凸耳中的每一个均包括形成于该砧凸耳的一个或多个壁上的从动表面，这些驱动表面被配置成与这些弯曲的从动表面接合以向这些从动表面施加冲击。

15.如权利要求14所述的冲击工具，其特征在于，这些驱动表面中的每一个和这些从动表面中的每一个以互补方式弯曲，其中，该第一凹部和该第二凹部被配置成响应于由该多个锤凸耳抵靠该多个砧凸耳施加的冲击而弹性变形。

16.如权利要求10所述的冲击工具，进一步包括传感器，该传感器邻近该多个凸缘，该传感器被配置成检测该砧的旋转位置。

17.如权利要求16所述的冲击工具，其特征在于，该传感器包括霍尔效应传感器、电感式传感器和旋转式电位计中的至少一种。

18.如权利要求10所述的冲击工具，其特征在于，该第一凹部和该第二凹部是圆柱形盲孔。

19.一种用于冲击工具的砧，该砧包括：

冲击接收部分，该冲击接收部分具有第一砧凸耳和第二砧凸耳；

驱动端部分，该驱动端部分与该冲击接收部分相反并且被配置成联接至工具元件；

第一凹部，该第一凹部延伸至该第一砧凸耳中，以及

第二凹部，该第二凹部延伸至该第二砧凸耳中。

20.如权利要求19所述的砧，其特征在于，该第一凹部和该第二凹部相对于该砧的旋转轴线偏移，其中，该砧包括设置在该第一凹部与该第二凹部之间的中心孔，其中，该砧包括设置在该冲击接收部分与该驱动端部分之间的多个凸缘。