CN220762515U - 动力工具 - Google Patents

Abstract

一种动力工具，包括：第一壳体部分和第二壳体部分；直接安装在壳体部分之间的马达，该马达具有限定了轴线的输出轴；以及支撑在壳体内的齿轮组件，该齿轮组件包括由壳体部分直接支撑的环齿轮、与输出轴一起旋转地联接的小齿轮、以及与小齿轮和环齿轮啮合的行星齿轮。该动力工具还包括可操作地联接到齿轮组件的驱动组件，该驱动组件具有凸轮轴、砧、被配置成沿着凸轮轴往复运动以向砧施加旋转冲击的锤、以及将锤朝向砧偏置的弹簧。环齿轮包括凸耳，这些凸耳与第一壳体部分和第二壳体部分接合，以在旋转方面约束环齿轮。

Description

动力工具

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年6月16日提交的共同未决的美国临时专利申请号63/352,671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

本实用新型涉及动力工具，更具体地涉及旋转冲击工具，比如冲击扳手。

背景技术

旋转冲击工具典型地用于向工具元件或工件(例如，紧固件)提供撞击旋转力或间歇性地施加扭矩以拧紧或松开紧固件。

实用新型内容

在一个方面，本实用新型提供了一种动力工具，该动力工具包括：壳体，该壳体具有第一壳体部分和联接到第一壳体部分的第二壳体部分；马达，该马达直接安装在壳体内、在第一壳体部分与第二壳体部分之间，并且该马达包括输出轴，该输出轴限定了轴线；齿轮组件，该齿轮组件支撑在壳体内并可操作地联接到马达，该齿轮组件包括由第一壳体部分和第二壳体部分直接支撑的环齿轮、与输出轴一起旋转地联接的小齿轮、以及与小齿轮和环齿轮啮合的多个行星齿轮。该动力工具还包括驱动组件，该驱动组件可操作地联接到齿轮组件，该驱动组件包括凸轮轴、砧、被配置成沿着凸轮轴往复运动以响应于凸轮轴的旋转而向砧施加旋转冲击的锤、以及将锤朝向砧偏置的弹簧。该环齿轮包括多个凸耳，该多个凸耳与第一壳体部分和第二壳体部分接合，以在旋转方面约束环齿轮。

在另一方面，本披露内容提供了一种动力工具，该动力工具包括：壳体，该壳体具有马达壳体部分和从马达壳体部分延伸的手柄部分，该马达壳体部分和该手柄部分由沿着分型面联接在一起的协作的第一蛤壳半部和第二蛤壳半部限定；马达，该马达支撑在马达壳体部分内并包括输出轴，该输出轴限定了轴线；以及齿轮组件，该齿轮组件支撑在壳体内并可操作地联接到马达，该齿轮组件包括由第一蛤壳半部和第二蛤壳半部直接支撑的环齿轮、与输出轴一起旋转地联接的小齿轮、以及与小齿轮和环齿轮啮合的多个行星齿轮。该动力工具还包括驱动组件，该驱动组件可操作地联接到齿轮组件，该驱动组件包括凸轮轴、砧、被配置成沿着凸轮轴往复运动以响应于凸轮轴的旋转而向砧施加旋转冲击的锤、以及将锤朝向砧偏置的弹簧。该环齿轮包括多个凸耳，该多个凸耳与第一蛤壳半部和第二蛤壳半部接合，以在旋转方面约束环齿轮，并且该多个凸耳被布置成使得由于环齿轮上的扭矩而在第一蛤壳半部和第二蛤壳半部上的所有合力矢量相对于分型面成0度到45度之间的角度定向。

在另一方面，本披露内容提供了一种动力工具，该动力工具包括：壳体，该壳体具有第一壳体部分和联接到第一壳体部分的第二壳体部分；马达，该马达直接安装在壳体内、在第一壳体部分与第二壳体部分之间，并且该马达包括输出轴，该输出轴限定了轴线；齿轮组件，该齿轮组件支撑在壳体内并可操作地联接到马达，该齿轮组件包括环齿轮和联接到输出轴的小齿轮；以及驱动组件，该驱动组件可操作地联接到齿轮组件，该驱动组件包括凸轮轴、砧、以及被配置成沿着凸轮轴往复运动以响应于凸轮轴的旋转而向砧施加旋转冲击的锤。该凸轮轴包括孔，小齿轮的延伸部延伸穿过该孔。小齿轮密封件支撑在小齿轮上，该小齿轮密封件包括凸缘，该凸缘被配置成密封选自由以下组成的组中的至少一个：小齿轮与凸轮轴之间的第一界面以及凸轮轴与环齿轮之间的第二界面。

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是根据本实用新型的实施例的动力工具的立体图。

图2是图1的动力工具沿着图1的线2—2截取的截面视图。

图3是图2的截面视图的一部分的放大视图。

图4是图1的动力工具的一部分的立体图，其中动力工具的壳体部分被隐藏。

图5是图1的动力工具的一部分沿着图1的线5—5截取的截面工具。

图6是图1的动力工具的齿轮组件的环齿轮的立体图。

图7和图8是图1的动力工具的标有尺寸的视图，展示了一些实施例中与动力工具相关联的某些尺寸。

图9是根据本实用新型的实施例的动力工具的立体图。

图10是图9的动力工具沿着图9的线10—10截取的截面视图。

图11是图9的动力工具的齿轮组件的环齿轮的立体图。

图12是图9的动力工具的一部分的立体图，其中动力工具的部分被隐藏。

图13是图10的截面视图的一部分的放大视图。

图14是图9的动力工具的密封构件的立体图。

在详细解释本实用新型的任何实施例之前，应理解，本实用新型的应用不限于在以下描述中阐述的或在以下附图中展示的部件构造和布置的细节。本实用新型能够具有其他实施例并且能够以各种方式来实施或执行。此外，应理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应当视为限制性的。

具体实施方式

本披露内容尤其提供了冲击扳手的实施例，该冲击扳手包括部件和尺寸的组合，使得为冲击扳手提供了非常紧凑的总体大小，但仍使冲击扳手能够向期望的紧固应用递送大量扭矩。例如，在一些实施例中，冲击扳手包括具有周向突起的环齿轮，并且环齿轮由冲击扳手的蛤壳壳体直接支撑，而不需要在环齿轮前方具有任何额外的支撑件。这有利地减小了支撑环齿轮所需的长度。在一些实施例中，冲击扳手包括用于支撑联接到马达的输出轴的小齿轮的轴承。轴承接纳在凸轮轴的孔内在环齿轮和相关联的行星齿轮前方的位置。这种布置也有助于长度减小。在一些实施例中，冲击扳手可以包括振动隔离连接件，该振动隔离连接件被并入到冲击扳手的手柄中，以减少振动传递到支撑在手柄上的电池包。

图1展示了呈旋转冲击工具形式、更具体地呈冲击扳手10形式的动力工具的实施例。冲击扳手10包括壳体14，该壳体具有马达壳体部分18、(例如，通过多个紧固件24)联接到马达壳体部分18的冲击箱或前壳体部分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由第一蛤壳半部28a和协作的第二蛤壳半部28b(即，第一壳体部分和第二壳体部分)限定。

所展示的壳体14还包括与前壳体部分22相反而联接到马达壳体部分18的端盖30。第一壳体部分28a和第二壳体部分28b可以在接口或接缝31处联接(例如，紧固)在一起。在所展示的实施例中，端盖30是连续的，并且可以被按压或装配在蛤壳半部28a、28b的后端上。换句话说，端盖30可以不包括两个半部，使得端盖30可以在接缝31上延伸。端盖30通过多个紧固件120(图4)联接到马达壳体部分18。在又一些实施例中，冲击扳手10可以不包括独立的端盖，使得蛤壳半部28a、28b替代地限定马达壳体部分18的后端。

参考图1和图2，冲击扳手10包括电池34，该电池可拆卸地联接到电池插座38，该电池插座在所展示的实施例中包括延伸到手柄部分26中的空腔。当电池34联接到电池插座38时，马达42支撑在马达壳体部分18内并且经由电池插座38中的连接件、垫、和/或电池端子43来从电池34接收功率。在所展示的实施例中，蛤壳半部28a、28b的手柄部分26可以由抓握部分45覆盖或包围，该抓握部分可以包覆成型在手柄部分26上。

电池34可以是通常用于对比如电钻、电锯等动力工具供电的动力工具电池包(例如，12伏可再充电电池包，比如由密尔沃基电动工具公司(Milwaukee Electric ToolCorporation)销售的M12 REDLITHIUM电池包)。电池34可以包括锂离子(Li-ion)电池单元。电池34的12伏标称输出电压在所展示的冲击扳手10中提供了重量/大小与功率之间的最佳平衡；然而，在其他实施例中，可以使用具有其他标称电压的电池。

参考图2，在所展示的实施例中，手柄部分26包括从马达壳体部分18延伸的上部部分26a以及经由振动隔离连接件26c可移动地联接到上部部分26a的下部部分26b。振动隔离连接件26c包括阻尼元件27，该阻尼元件可以由比如弹性体材料等振动阻尼材料制成。在一些实施例中，阻尼元件27可以是大致环形的。在所展示的实施例中，阻尼元件27被接纳在上部部分26a与下部部分26b之间的间隙中，并被包覆成型的抓握部分45覆盖。在又一些实施例中，阻尼元件27可以与包覆成型的抓握部分45一体地形成为单件(即，在抓握部包覆成型过程中)。

阻尼元件27至少部分地将手柄部分26的下部部分26b与上部部分26a机械隔离，从而抑制振动从上部部分26a传递到下部部分26b。电池34联接到下部部分26b并由其支撑。这样，包括阻尼元件27的振动隔离连接件26c被配置成将电池34与冲击扳手10操作期间产生的振动隔离。

现在参考图2和图3，在所展示的实施例中，马达42是具有定子46和转子的无刷直流(“BLDC”)马达，该马达的输出轴50可相对于定子46围绕轴线54旋转。无刷马达42的标称直径优选是50毫米，或者在其他实施例中大于50毫米。在又一些实施例中，可以使用其他类型的马达。风扇58在马达42后方联接到输出轴50以产生空气流。冲击扳手10还包括由壳体14支撑的开关62(例如，触发开关；图2)，该开关将马达42(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系统)选择性地电连接至电池34，以向马达42提供DC功率。在其他实施例中，冲击扳手10可以包括用于将开关62和马达42电连接至AC功率的电源线。作为另一替代方案，冲击扳手10可以被配置成使用不同的功率源(例如，气动或液压功率源等)来操作。

在所展示的实施例中，第一PCBA 63被设置成邻近于马达42的前端(图3)。所展示的第一PCBA 63包括一个或多个霍尔效应传感器，该一个或多个霍尔效应传感器提供用于控制马达42的反馈。第二PCBA 65定位在手柄部分26内(邻近于手柄部分26的顶端)，并且大致位于开关62与马达42之间。第二PCBA 65与马达42、开关62和电池插座38电连通。在所展示的实施例中，第二PCBA 65包括多个半导体开关元件(例如，MOSFET、IGBT等)，该多个半导体开关元件控制并向定子46中的绕组分配功率，以便使转子和输出轴50旋转。第二PCBA 65还可以包括一个或多个微处理器、机器可读非暂时性存储器元件、以及其他电气或电子元件，以用于向冲击扳手10提供操作性控制。在一些实施例中，第一PCBA 63可以被省略，并且马达42可以被配置成经由第二PCBA 65进行无传感器控制。

在所展示的实施例中，如图5中最佳示出的，蛤壳半部28a、28b被定位成在接缝31处至少部分地彼此重叠，并且抓握部分45被成形为包围配合的蛤壳半部28a、28b。紧固件(例如，紧固件24)可以螺纹联接、销接、插入等到蛤壳半部28a、28b中的每一个中，以进一步将手柄部分26的壳体14固定在关闭或大致密封的位置。

现在参考图2和图3，冲击扳手10进一步包括由输出轴50驱动的齿轮组件66和联接到齿轮组件66的输出端的冲击机构70。冲击机构70在本文中也可以被称为驱动组件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的输入端之间提供减速。齿轮组件66至少部分容纳在壳体14内，具体地，在所展示的实施例中，容纳在壳体的由蛤壳半部28a、28b限定的齿轮壳体部分74内。也就是说，冲击扳手10不包括定位在壳体14内用于支撑齿轮组件66的独立齿轮箱。而是，齿轮组件66(特别是齿轮组件66的环齿轮90)直接由蛤壳半部28a、28b支撑。这可以有利地减小与冲击扳手10相关联的大小、重量和/或制造成本。然而，在替代实施例中，环齿轮90可以支撑在壳体14内的独立齿轮箱内。

在所展示的实施例中，马达壳体18和手柄部分26包括刚性聚合物或塑料材料，并且前壳体部分22是金属的。在一些实施例中，齿轮壳体部分74可以包括附加的和/或不同组成的材料(例如，较强的)以支撑齿轮组件66。如将在下文中更详细描述的，本文所描述的冲击扳手10的齿轮组件66和齿轮壳体部分74的配置有利地减小了冲击扳手10的总体大小。

参考图3，齿轮壳体部分74可以含有润滑剂，比如油脂或油，该润滑剂通过使可移动部件之间的摩擦最小化来辅助冲击扳手10的平稳操作。冲击扳手10包括多个密封元件75a、75b、75c，这些密封元件抑制润滑剂从齿轮壳体部分74泄漏出来。在所展示的实施例中，第一长形密封元件75a和第二长形密封元件75b定位在蛤壳半部28a、28b的壁内，使得长形密封元件75a、75b大致沿着齿轮壳体部分74的上侧和下侧延伸并对其进行密封。第三密封元件75c是比如o形环等环形密封元件，在蛤壳半部28a、28b与前壳体部分22之间形成密封。

如图3和图5所展示，齿轮组件66包括联接到马达42的输出轴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啮合并且在旋转方面固定在壳体14内(具体地，在齿轮壳体部分74内)的环齿轮90。环齿轮90的面向后方的一侧靠在由蛤壳半部28a、28b形成的分隔壁113上(图3)。分隔壁113将齿轮壳体部分74的内部与马达42分离开。所展示的小齿轮82包括接纳输出轴50的凹部81以及延伸部83。输出轴50可以被压配合到凹部81中，或者输出轴50和凹部81可以包括协作的花键图案或其他合适的几何形状，以将小齿轮82与输出轴50一起旋转地联接。在其他实施例中，小齿轮82可以与输出轴50一体地形成为单件。

参考图5，所展示的环齿轮90包括多个凸耳170。在所展示的实施例中，环齿轮90的凸耳170装配在由蛤壳半部28a、28b形成的凹槽175内，以支撑并在旋转方向上约束环齿轮90。如图5所示，凸耳170包括从环齿轮90的相反侧向侧延伸的第一组凸耳170a和第二组凸耳170b。凸耳170被定位成使得第一组凸耳170a由第一蛤壳半部28a的凹槽175接纳，并且第二组凸耳170b由第二蛤壳半部28b的凹槽175接纳。所展示的环齿轮90包括没有任何凸耳170的上部区域171和下部区域172。上部区域171和下部区域172各自可以跨越环齿轮90的圆周的约25度到约60度。因为凸耳170仅沿着环齿轮90的侧向侧定位，所以在冲击扳手10操作期间，由于环齿轮90上的扭矩而由壳体14经受的反作用力具有定向在大致竖直的方向上(即，大致平行于蛤壳半部28a、28b的分型面)的合力矢量。例如，在一些实施例中，凸耳170可以传递反作用力，其中合力矢量相对于分型面成0度到45度之间的角度定向。在一些实施例中，凸耳170可以传递反作用力，其中合力矢量相对于分型面成0度到30度之间的角度定向。这减少了蛤壳半部28a、28b由于反作用力而分离。

参考图3，行星齿轮86经由销88联接到驱动组件70的凸轮轴94，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。在所展示的实施例中，凸轮轴94包括孔96，该孔沿轴线54部分延伸穿过凸轮轴94。孔96的形状被确定成容纳和/或接纳小齿轮82的至少一部分。在所展示的实施例中，孔96仅部分延伸穿过凸轮轴94的长度；然而，在其他实施例中，孔96可以延伸穿过凸轮轴94的整个长度，以减小凸轮轴94的重量。

参考图6，冲击扳手10的环齿轮90包括围绕环齿轮90的圆周延伸的肋180。齿轮壳体部分74包括围绕齿轮壳体部分74的内圆周设置的凹部182(图3)。环齿轮90的肋180设置在齿轮壳体部分74的凹部182内，使得环齿轮90相对于齿轮壳体部分74被轴向约束。通过利用沿着环齿轮90的圆周的特征来轴向约束环齿轮90，与典型的冲击式动力工具(可以使用超过环齿轮的正面(即，轴向朝向砧)设置的机构来轴向固定环齿轮)相比，冲击扳手10的总长度OL(图9)减小。在这种典型的冲击式动力工具中，这种固定特征可能减小容纳锤的向后行程的可用空间，因此需要增大工具总长度以容纳锤的行程。

参考图2和图3，输出轴50由第一轴承或前轴承98和第二轴承或后轴承102可旋转地支撑。联接到输出轴50的小齿轮82延伸穿过分隔壁113中的开口。冲击扳手10包括毂或轴承保持架106，在一些实施例中，该毂或轴承保持架可以至少部分与端盖30一体地形成，并且该毂或轴承保持架在轴向(例如，抵抗沿轴线54传递的力)和径向(即，抵抗沿输出轴50的径向方向传递的力)两者上固定后轴承102。在所展示的实施例中，风扇58包括凹部114，并且轴承保持架106延伸到凹部114中，使得轴承保持架106的至少一部分和后轴承102的至少一部分沿着轴线54与风扇58重叠(图2)。这种重叠布置有利地减小了冲击扳手10的轴向长度。

继续参考图2和图3，前轴承98轴向凹入凸轮轴94的孔96内，并支撑小齿轮82的延伸部83。对准销85轴向凹入延伸部83内，并被配置成将小齿轮82与凸轮轴94的孔96和前轴承98对准(例如，在冲击扳手10的组装期间)。前轴承98联接到凸轮轴94并由该凸轮轴支撑(例如，在前轴承98的外圈处)，使得前轴承98的至少一部分在轴向上位于环齿轮90和行星齿轮86前方，并且前轴承98与弹簧134的一部分轴向对准，这将在下面更详细地描述。以这种方式，壳体14、弹簧134、凸轮轴94、前轴承98和小齿轮82的延伸部83各自沿着轴线54重叠。换句话说，至少一个平面LL(图3)可以从小齿轮82的延伸部83沿径向向外的方向绘制，使得与壳体14、弹簧134、凸轮轴94和前轴承98相交。

现在将参考图3描述冲击扳手10的驱动组件70。驱动组件70包括砧126，该砧从前壳体部分22延伸出，工具元件(例如，插口(未示出))可以联接到该砧以对工件(例如，紧固件)做功。驱动组件70被配置成，当砧126上的反作用扭矩(例如，由于工具元件与正在被做功的紧固件之间的接合)超过某个阈值时，将齿轮组件66提供的恒定旋转力或扭矩转换为撞击旋转力或间歇性地施加到砧126上的扭矩。在所展示的冲击扳手10的实施例中，驱动组件70包括凸轮轴94、支撑在凸轮轴94上并且可相对于该凸轮轴轴向滑动的锤130、以及砧126。换言之，锤130被配置成沿凸轮轴94轴向地往复运动，并且响应于凸轮轴94的旋转而将周期性旋转冲击施加至砧126。

驱动组件70进一步包括弹簧134，该弹簧将锤130朝向冲击扳手10的前部偏置。换句话说，弹簧134将锤130沿轴线54在轴向方向上朝向砧126偏置。推力轴承138和推力垫圈142定位在弹簧134与锤130之间。推力轴承138和推力垫圈142允许弹簧134和凸轮轴94在每次冲击撞击之后当锤130上的凸耳146与对应的砧凸耳(未示出)接合并且锤130的旋转瞬间停止或颠倒时继续相对于锤130旋转。凸轮轴94包括凸轮凹槽150，对应的凸轮球154接纳在这些凸轮凹槽中。凸轮球154与锤130驱动接合，并且凸轮球154在凸轮凹槽150内的移动允许锤130在锤凸耳146和砧凸耳接合并且凸轮轴94继续旋转时沿着凸轮轴94相对轴向移动。锤130的轴向移动压缩弹簧134，弹簧接着释放其储存的能量，以向前推进锤130，并且一旦锤凸耳146脱离砧凸耳，就使锤130旋转。

在一些实施例中，锤弹簧134由圆柱形簧圈形成，并且因此具有圆形截面。在其他实施例中，比如在所展示的实施例中，冲击扳手10的弹簧134由矩形簧圈形成，并具有矩形截面。在一些实施例中，弹簧134的截面可以是正方形的。因为形成有矩形或正方形截面的弹簧相比形成有外径等于矩形或正方形截面的最短边长的圆形截面的典型螺旋弹簧具有更大的截面积和更大的面积惯性矩，所以冲击扳手10的弹簧134可以相比具有相同外径和有效圈数的典型冲击式动力工具中的圆形螺旋弹簧具有更大的弹簧常数。相应地，冲击扳手10可以相比典型冲击式动力工具构建有更小的尺寸，同时在弹簧134中储存等量或更大量的锤能，从而提供相等或更大的操作扭矩。在一些实施例中，弹簧134由铬硅弹簧钢制成。

在所展示的实施例中，参考图2和图3，冲击扳手10进一步包括由分隔壁113支撑并包围凸轮轴94的衬套158。所展示的衬套158包括多个臂174(图4)。衬套158的臂174装配在壳体14的凹槽(未示出)内，以将衬套158相对于壳体14在旋转方面固定。在一些实施例中，衬套158可以包括彼此相反定位的两个臂174，以将衬套158支撑在壳体14内。凸轮轴94的第二端由砧126支撑，该砧通过砧衬套186保持在前壳体部分22中。

现在参考图7和图8，根据一个示例构造，冲击扳手10的尺寸包括轴向限定在端盖30的端部与触发开关62的端部之间的第一长度L1。在所展示的实施例中，第一长度L1可以在约79mm到约90mm之间(例如，为84mm)。

冲击扳手10可以包括轴向限定在触发开关62的端部与砧126的端头之间的第二长度L2。在所展示的实施例中，第二长度L2可以在约27mm到约35mm之间(例如，为29mm)。

冲击扳手10可以进一步包括轴向限定在砧126的端头与环齿轮90的第一端或后端之间的第三长度L3。在所展示的实施例中，第三长度L3可以在约75mm到约85mm之间(例如，为79mm)。

冲击扳手10可以进一步包括轴向限定在后轴承102的后端与前轴承98的后端之间的第四长度L4。在所展示的实施例中，第四长度L4可以在约39mm到约49mm之间(例如，为44mm)。

冲击扳手10还可以包括线性限定在触发开关62的柱塞的中心与手柄部分26的底部之间的高度H3。在所展示的实施例中，该高度可以在约105mm到约140mm之间(例如，为125mm)。

如图8所展示，当弹簧134处于未压缩或自由状态/条件下时，冲击扳手10还可以包括轴向限定在凸轮轴94的后端与锤130的后端之间的第五长度L5。在所展示的实施例中，第五长度L5可以在约25mm到约35mm之间(例如，为29mm)。

所展示的冲击扳手10的组合尺寸(例如，L1、L2、L3、L4、L5、H3、OH)在本领域中是未知的，使得冲击扳手10具有先进的人体工程学而不牺牲操作能力(例如，扭矩传递、外形尺寸等)。

在一些实施例中，如图7和图8所展示，冲击扳手10的总长度OL可以在约106mm到约125mm之间(例如，为116mm)，并且冲击扳手10的总高度OH(不包括电池34)可以在约200mm到约235mm之间(例如，为225mm)。在所展示的实施例中，总高度OH是总长度OL的1.6倍。

如以上所描述的，冲击扳手10的特征和尺寸使得冲击扳手10既紧凑又轻便。冲击扳手10所具有的总重量(不包括电池34)在一些实施例中在2磅到2.15磅之间，或在一些实施例中在1.9磅到2.15磅之间。此外，在一些实施例中，冲击扳手10能够向工件递送至少350ft-lb(英尺-磅)的紧固扭矩，或其他实施例递送至少500ft-lb的紧固扭矩。在一些实施例中，冲击扳手10能够递送每磅重量至少230ft-lb到265ft-lb之间的紧固扭矩。

在冲击扳手10的操作中，操作者按下开关62以启动马达42，该马达经由输出轴50连续地驱动齿轮组件66和凸轮轴94。随着凸轮轴94旋转，凸轮球154驱动锤130与凸轮轴94一起旋转，并且锤凸耳146的驱动表面分别接合砧凸耳的从动表面以提供冲击并且可旋转地驱动砧126和工具元件。在每次冲击之后，锤130沿着凸轮轴94背离砧126向后移动或滑动，使得锤凸耳146与砧凸耳脱离接合。

随着锤130向后移动，位于凸轮轴94中的相应凸轮凹槽150中的凸轮球154在凸轮凹槽150中向后移动。弹簧134储存了锤130的部分后向能量，从而为锤130提供返回机构。在锤凸耳146与相应的砧凸耳脱离接合之后，随着弹簧134释放其储存的能量，锤130继续旋转并朝着砧126向前移动或滑动，直至锤凸耳146的驱动表面重新接合砧凸耳的从动表面以引起另一次冲击。

图9展示了根据另一实施例的呈冲击扳手210形式的动力工具。冲击扳手210在一些方面类似于以上参考图1至图8所描述的冲击扳手10，并且冲击扳手210的与冲击扳手10的特征相对应的特征用对应的附图标记

加上“200”来表示。下面的描述主要集中在冲击扳手210与冲击扳手10

之间的差异上，并且应理解，在适用时，冲击扳手210的特征和本文所描述的替代物可以并入到冲击扳手10中，反之亦然。

参考图9，所展示的冲击扳手210包括壳体214，该壳体具有马达壳体部分218、联接到马达壳体部分218的冲击箱或前壳体部分222以及从马达壳体部分218延伸的手柄部分226。手柄部分226和马达壳体部分218由第一蛤壳半部228a和协作的第二蛤壳半部228b限定，这两个蛤壳半部在接口或接缝231处联接在一起。

参考图10，马达242(例如，BLDC马达)支撑在马达壳体部分218内，并且包括定子246和转子，该马达的输出轴250可相对于定子246围绕轴线254旋转。冲击扳手210还包括由壳体214支撑的开关262(例如，触发开关；图10)，该开关将马达242(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系统)选择性地电连接至电池(未示出)，以向马达242提供DC功率。

第一PCBA 263被设置成邻近于马达242的前端。所展示的第一PCBA 263包括一个或多个霍尔效应传感器，该一个或多个霍尔效应传感器提供用于控制马达242的反馈。第二PCBA 265定位在手柄部分226内(邻近于手柄部分226的顶端)，并且大致位于开关262与马达242之间。第二PCBA 65与马达242、开关262和位于手柄部分226中的电池插座238的端子电连通。在所展示的实施例中，第二PCBA 265包括多个半导体开关元件(例如，MOSFET、IGBT等)，该多个半导体开关元件控制并向定子246中的绕组分配功率，以便使转子和输出轴250旋转。第二PCBA 265还可以包括一个或多个微处理器、机器可读非暂时性存储器元件、以及其他电气或电子元件，以用于向冲击扳手210提供操作性控制。在一些实施例中，第一PCBA263可以被省略，并且马达242可以被配置成经由第二PCBA 265进行无传感器控制。

冲击扳手210包括由输出轴250驱动的齿轮组件266和联接到齿轮组件266的输出端的冲击机构或驱动组件270。齿轮组件266至少部分容纳在由蛤壳半部228a、228b和前壳体部分222限定的齿轮壳体部分274内。因此，像冲击扳手10一样，冲击扳手210不包括定位在壳体214内用于支撑齿轮组件226的独立齿轮箱。而是，齿轮组件266(特别是齿轮组件266的环齿轮290)直接由蛤壳半部228a、228b支撑。这可以允许环齿轮290相比环齿轮290支撑在壳体14内的独立齿轮箱内的情况在给定大小的壳体14内具有更大的直径。在所展示的实施例中，环齿轮290的外径可以大于前壳体部分222的内径。

像冲击扳手10一样，冲击扳手210的驱动组件包括凸轮轴294、砧326、锤330和锤弹簧334。参考图13，齿轮组件266包括联接到马达242的输出轴250的小齿轮282、与小齿轮282啮合的多个行星齿轮286、以及与行星齿轮286啮合并且在旋转方面固定在壳体214内(具体地，在齿轮壳体部分274内)的环齿轮290。环齿轮290定位在凹槽233内，该凹槽在轴向方向上由第一壁313和第二壁229界定，该第一壁可以称为分隔壁。第一壁313和第二壁229各自由两个蛤壳半部228a、228b共同限定。第一壁313将齿轮壳体部分274的内部与马达242分离开。第二壁229是大致环形的，并且相对于旋转轴线254居中。在所展示的实施例中，第二壁229包括凸台235的一部分，该凸台突出到齿轮壳体部分274中，并接纳螺钉(未示出)以将蛤壳半部228a、228b联接在一起。

如图11和图12所示，环齿轮290包括后壁236，该后壁具有从后壁236突出的凸耳240a、240b。凸耳240a、240b被接纳在第一壁313中的对应形状的插座215内，以防止环齿轮290相对于壳体214旋转。在所展示的实施例中，凸耳240a、240b是大致线性的，并且在垂直于轴线254的侧向(即水平)方向上延伸，并且偏移到轴线254的上方和下方。凸耳240a、240b通过弧形腹板240c相互连接，这些弧形腹板包围延伸穿过环齿轮290的后壁236的孔口244。在一些实施例中，包括凸耳240a、240b和腹板240c的环齿轮290可以由粉末金属一体地形成为单件。在其他实施例中，环齿轮290可以以其他方式形成。

因为凸耳240a、240b和插座215是水平定向的，所以在冲击扳手210操作期间，由于环齿轮290上的扭矩而在壳体214的第一壁313上的反作用力具有定向在大致竖直的方向上(即，大致平行于蛤壳半部228a、228b的分型面)的合力矢量。例如，在一些实施例中，凸耳240a、240b可以传递反作用力，其中合力矢量相对于分型面成0度到45度之间的角度定向，或者在一些实施例中相对于分型面成0度到30度之间的角度定向。因此，合力矢量不会倾向于导致蛤壳半部228a、228b分离。这维持了环齿轮290的稳定性，并抑制了润滑剂从齿轮壳体部分274泄漏出来。

参考图12至图13，环齿轮290包括限定孔口244并旋转地支撑凸轮轴294的后端的集成衬套257。凸耳240a、240b、腹板240c和后壁236一起限定了衬套257的厚度。在其他实施例中，凸轮轴294的后端可以以其他方式支撑，比如通过支撑在孔口244内的轴承支撑。

在图11中最佳展示的，环齿轮290包括位于环齿轮290的外部上的径向凹槽248，该径向凹槽接纳密封构件252(即O形环)。O形环252用于抑制来自齿轮壳体部分274的润滑剂泄漏到马达壳体部分218中。

所展示的小齿轮282包括接纳输出轴250的凹部281以及延伸部283。输出轴250可以被压配合到凹部281中，或者输出轴250和凹部281可以包括协作的花键图案或其他合适的几何形状，以将小齿轮82与输出轴50一起旋转地联接。在其他实施例中，小齿轮282可以与输出轴250一体地形成为单件。

如图13所示，冲击扳手210进一步包括小齿轮密封件256，在所展示的实施例中，小齿轮密封件被配置为V形环，其具有可与凸轮轴294和/或环齿轮290的后表面接合的弹性凸缘260。在一些实施例中，小齿轮密封件256可以由柔性弹性材料(比如弹性体材料)制成。所展示的小齿轮密封件256联接到小齿轮282(例如，通过干涉配合)以与该小齿轮一起旋转。在一些实施例中，小齿轮密封件256的内周边和小齿轮282的外周边可以包括协作的非圆形几何形状，以将小齿轮密封件256与小齿轮282一起旋转地联接。在所展示的实施例中，小齿轮282包括肩部267，该肩部邻近于小齿轮282的与延伸部283相反的端部形成。肩部267可以用作后挡块，以防止小齿轮密封件256的轴向移位。

凸缘260被配置成覆盖并从而密封限定在小齿轮282的外表面与凸轮轴294的内表面之间的凸轮轴-小齿轮界面362。因为小齿轮282以不同于凸轮轴294的速度旋转，所以沿着凸轮轴-小齿轮界面362存在小间隙。小齿轮密封件256的凸缘260抑制润滑剂通过凸轮轴-小齿轮界面362迁移到马达壳体部分218中。在一些实施例中，凸缘260还可以被配置成覆盖并从而密封限定在凸轮轴294的外表面与环齿轮290的衬套257的内表面之间的凸轮轴-环齿轮界面364。因此，小齿轮密封件256的凸缘260也可以抑制润滑剂通过凸轮轴-环齿轮界面364迁移到马达壳体部分218中。

凸缘260相对于轴线254成斜角延伸；然而，该角度可以根据马达轴250和小齿轮282的旋转速度而变化。特别地，由于凸缘260上的离心力使弹性材料变形，当马达轴250的旋转速度超过阈值速度时，该角度可以向90度增大。阈值速度可以对应于马达242的空载或空转速度，在此期间，锤330不往复运动，也不向砧326施加冲击。在一些实施例中，阈值速度是15,000RPM。在一些实施例中，阈值速度是17,000RPM。在一些实施例中，阈值速度在15,000RPM到30,000RPM之间。

在超过阈值速度的情况下，当凸缘260变形而增大角度时，凸缘260背离凸轮轴294的后端和环齿轮290的后端移动并脱离接合。这有利地减少了原本在如此高的旋转速度下可能发生的摩擦和磨损。此外，本发明人已经发现，在高于阈值速度的速度下，沿着凸轮轴-小齿轮界面362和凸轮轴-环齿轮界面364的润滑剂迁移最小，因为在空转期间，锤330不往复运动。

一旦载荷施加到马达242(例如，当砧326接合提供足够阻力的紧固件时)，马达242将马达轴250减速到低于阈值速度的速度。凸缘260弹性恢复而与凸轮轴294的后端和/或环齿轮290的后端重新接合。锤330在紧固操作期间继续往复运动，它可以像活塞一样使润滑剂移位，引起局部压力增大，以及提高润滑剂的温度，这时，小齿轮密封件256抑制润滑剂经由界面362、364进入马达壳体部分218。

在其他实施例中，密封件260可以以其他方式并由其他材料构成。例如，在一些实施例中，密封件260可以是在径向上设置在小齿轮282与凸轮轴294的内表面之间的径向密封件。在这种实施例中，密封件260可以由凸轮轴294或小齿轮282承载。在一些实施例中，密封件260可以包括聚氨酯。在其他实施例中，密封件260可以包括毡垫圈。在其他实施例中，密封件260可以包括多层成分，比如一层泡沫、一层金属和另一层泡沫或一层弹性体。

虽然已经参照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。在所附权利要求中阐述了本披露内容的各种特征。

Claims (20)

1.一种动力工具，包括：

壳体，该壳体具有第一壳体部分和联接到该第一壳体部分的第二壳体部分；

马达，该马达直接安装在该壳体内、在该第一壳体部分与该第二壳体部分之间，并且该马达包括输出轴，该输出轴限定了轴线；

齿轮组件，该齿轮组件支撑在该壳体内并可操作地联接到该马达，该齿轮组件包括由该第一壳体部分和该第二壳体部分直接支撑的环齿轮、与该输出轴一起旋转地联接的小齿轮、以及与该小齿轮和该环齿轮啮合的多个行星齿轮；以及

驱动组件，该驱动组件可操作地联接到该齿轮组件，该驱动组件包括凸轮轴、砧、被配置成沿着该凸轮轴往复运动以响应于该凸轮轴的旋转而向该砧施加旋转冲击的锤、以及将该锤朝向该砧偏置的弹簧，

其特征在于：

该环齿轮包括多个凸耳，该多个凸耳与该第一壳体部分和该第二壳体部分接合，以在旋转方面约束该环齿轮。

2.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，该弹簧具有矩形截面。

3.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，该凸轮轴包括孔，其中该小齿轮与这些行星齿轮在该孔内啮合，其中该小齿轮包括延伸到该孔内超出这些行星齿轮的延伸部，其中轴承支撑在该孔内，并且其中该轴承支撑该小齿轮的延伸部。

4.如权利要求3所述的动力工具，其特征在于，该壳体、该弹簧、该凸轮轴、该轴承和该延伸部沿着该轴线重叠，使得垂直于该轴线的平面与该壳体、该弹簧、该凸轮轴、该轴承和该延伸部相交。

5.如权利要求3所述的动力工具，其特征在于，进一步包括对准销，该对准销接纳在该延伸部内，该对准销被配置成将该小齿轮居中地对准在该凸轮轴的孔内。

6.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，该环齿轮包括被配置成支撑该凸轮轴的衬套。

7.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，该多个凸耳从该环齿轮的后壁突出。

8.如权利要求7所述的动力工具，其特征在于，进一步包括密封件，该密封件围绕该环齿轮的外周边设置。

9.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，该多个凸耳从该环齿轮的外周边突出。

10.如权利要求9所述的动力工具，其特征在于，进一步包括肋，该肋可与该第一壳体部分和该第二壳体部分接合，以轴向固定该环齿轮。

11.如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，进一步包括小齿轮密封件，该小齿轮密封件联接到该小齿轮以便与该小齿轮一起旋转，其中该小齿轮密封件被配置成密封该小齿轮与该凸轮轴之间的界面。

12.如权利要求11所述的动力工具，其特征在于，该小齿轮密封件被配置成在该输出轴以小于阈值速度的速度旋转时接合该凸轮轴的后端，并且其中该小齿轮密封件被配置成在该输出轴以大于该阈值速度的速度旋转时与该凸轮轴的后端脱离接合。

13. 如权利要求12所述的动力工具，其特征在于，该阈值速度在15,000 RPM到30,000RPM之间。

14. 如权利要求1所述的动力工具，其特征在于，该动力工具的从该壳体的后端到该砧的前端沿着该轴线测量的总长度在106 mm到125 mm之间，其中该动力工具的垂直于该轴线测量的总高度在200 mm到235 mm之间，并且其中该动力工具能够通过该砧向工件递送至少500英尺-磅的紧固扭矩。

15.一种动力工具，包括：

壳体，该壳体具有马达壳体部分和从该马达壳体部分延伸的手柄部分，其中该马达壳体部分和该手柄部分由沿着分型面联接在一起的协作的第一蛤壳半部和第二蛤壳半部限定；

马达，该马达支撑在该马达壳体部分内并包括输出轴，该输出轴限定了轴线；

齿轮组件，该齿轮组件支撑在该壳体内并可操作地联接到该马达，该齿轮组件包括由该第一蛤壳半部和该第二蛤壳半部直接支撑的环齿轮、与该输出轴一起旋转地联接的小齿轮、以及与该小齿轮和该环齿轮啮合的多个行星齿轮；以及

驱动组件，该驱动组件可操作地联接到该齿轮组件，该驱动组件包括凸轮轴、砧、被配置成沿着该凸轮轴往复运动以响应于该凸轮轴的旋转而向该砧施加旋转冲击的锤、以及将该锤朝向该砧偏置的弹簧，

其特征在于：

该环齿轮包括多个凸耳，该多个凸耳与该第一蛤壳半部和该第二蛤壳半部接合，以在旋转方面约束该环齿轮，并且其中该多个凸耳被布置成使得由于该环齿轮上的扭矩而在该第一蛤壳半部和该第二蛤壳半部上的所有合力矢量相对于该分型面成0度到45度之间的角度定向。

16. 如权利要求15所述的动力工具，其特征在于，该动力工具的从该壳体的后端到该砧的前端沿着该轴线测量的总长度在106 mm到125 mm之间，其中该动力工具的垂直于该轴线测量的总高度在200 mm到235 mm之间，并且其中该动力工具能够通过该砧向工件递送至少500英尺-磅的紧固扭矩。

17.如权利要求15所述的动力工具，其特征在于，该多个凸耳从该环齿轮的后壁突出。

18.如权利要求15所述的动力工具，其特征在于，该多个凸耳从该环齿轮的外周边突出。

19.一种动力工具，包括：

壳体，该壳体具有第一壳体部分和联接到该第一壳体部分的第二壳体部分；

马达，该马达直接安装在该壳体内、在该第一壳体部分与该第二壳体部分之间，并且该马达包括输出轴，该输出轴限定了轴线；

齿轮组件，该齿轮组件支撑在该壳体内并可操作地联接到该马达，该齿轮组件包括环齿轮和联接到该输出轴的小齿轮；以及

驱动组件，该驱动组件可操作地联接到该齿轮组件，该驱动组件包括凸轮轴、砧、以及被配置成沿着该凸轮轴往复运动以响应于该凸轮轴的旋转而向该砧施加旋转冲击的锤，其中该凸轮轴包括孔，该小齿轮的延伸部延伸穿过该孔；以及

其特征在于：

小齿轮密封件，该小齿轮密封件支撑在该小齿轮上，该小齿轮密封件包括凸缘，该凸缘被配置成密封选自由以下组成的组中的至少一个：该小齿轮与该凸轮轴之间的第一界面以及该凸轮轴与该环齿轮之间的第二界面。

20.如权利要求19所述的动力工具，其特征在于，该小齿轮密封件被配置成在该输出轴以小于阈值速度的速度旋转时接合该凸轮轴的后端，并且其中该小齿轮密封件被配置成在该输出轴以大于该阈值速度的速度旋转时与该凸轮轴的后端脱离接合，并且其中该阈值速度对应于该马达的空载速度。