TWI513556B - Power tools and their torque switching devices - Google Patents

Description

電動工具及其扭力切換裝置

本發明係與手提式的電動工具有關；特別是指一種具有可調整扭力功能的電動工具及其扭力切換裝置。

以電鑽之類的電動工具，大致可區分為手電鑽、衝擊鑽、錘鑽等類型，其中衝擊鑽應是最為頻繁使用的電動工具。顧名思義，衝擊鑽是在施行電鑽作業時，同時提供錘擊功能(hammering function)的電動工具。衝擊鑽和一般的電鑽在外型上十分類似，都具有變換前端配件的設計。使用者可依據不同的需求，裝接螺絲起子、鑽頭或研磨工具。

一般來說，衝擊鑽大致具備鎖螺絲檔、電鑽檔和衝擊檔。在使用螺絲檔時，必須將控制檔位調整在螺絲檔；此時，衝擊鑽會依據螺絲檔的扭力設定，以決定何時跳檔，而跳檔時衝擊鑽的電動馬達會持續轉動，但螺絲起子則保持靜止狀態，使衝擊鑽無法輸出最大扭力。當使用電鑽檔時，前端鑽頭會輸出最大扭力，維持不跳檔。使用衝擊檔時，除了保有原有電鑽檔功能外，將同時啟動衝擊機構，提供如榔頭般衝擊作用，能更有效率地對諸如水泥牆或其他堅硬物件來實施鑽孔作業。

前案(美國專利號20140110140)公開一種可轉換螺絲檔、電鑽檔和衝擊檔的電動工具。但是在螺絲檔時，頂銷(前案編號100)必須對準上方的通孔(前案編號112)，才具有跳檔的功能，因此，在製造時，頂銷、通孔以及相關構 件，所要求的精度要較高，才不會有頂銷在需要跳檔時，頂銷與通孔不在同一軸線上，而造成頂銷無法穿過通孔而造成無法跳檔之問題。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種可在製造時能有較大的誤差容許範圍的電動工具及其扭力切換裝置。

緣以達成上述目的，本發明所提供電動工具之扭力切換裝置包含一內齒環、一基座、一切換環以及複數個壓制件。該電動工具包括一殼體。

該基座設置於該殼體內，且具有一限制部。該內齒環設置於該殼體內，其一端面面對該基座。該切換環以可於該基座之一第一位置與一第二位置之間，沿一固定軸心轉動之方式結合於該基座上，且具有一定位部，其中該切換環位於該第一位置時，該定位部遠離該限制部，使該切換環可沿該基座之軸向移動；該切換環位於該第二位置時，該定位部受到該基座之限制部的限制，使該切換環無法沿該基座之軸向移動；以及該些壓制件設置於該內齒環及該切換環之間，且每一該壓制件之一端抵接該內齒環之該端面。

緣以達成上述目的，本發明所提供電動工具包含一殼體、一內齒環、一基座、一切換環、複數個壓制件、一主軸、一活動棘輪、一固定棘輪、一凸柱以及一切換座。

該基座設置於該殼體內，具有一第一限制部以及一第二限制部。該內齒環設置於該殼體內，其一端面面對該基座。該切換環具有一定位部以及一固定槽，並以可於該基座之一第一位置、一第二位置及一第三位置之間沿一固定軸心轉動之方式結合於該基座上。該些壓制件設置於該內齒 環及該切換環之間，且每一該壓制件之一端抵接該內齒環之該端面。該主軸設置於該殼體內，其環面上具有一徑向延伸的凸塊。該活動棘輪固定於該主軸上。該固定棘輪固定於該基座上，並面對該活動棘輪。該彈簧設置於該主軸之凸塊及該固定棘輪之間。該凸柱固定於該基座上。該切換座設置於該主軸之凸塊及該固定棘輪之間，且具有一徑向延伸的凸臂以及一軸向延伸的延伸臂，其中該延伸臂之一端設置於該切換環之固定槽內，使該切換座與該切換環同步轉動。

當該切換環位於該第一位置時，該切換環之該定位部遠離該基座之第一限制部及第二限制部，同時該切換座之凸臂抵接該凸柱，使該切換環可沿該基座之軸向移動，並且該主軸無法沿該基座之軸向移動；當該切換環位於該第二位置時，該切換環之該定位部受到該基座之第一限制部的限制，以及該切換座之凸臂抵接該凸柱，使該切換環無法沿該基座之軸向移動，同時該主軸無法沿該基座之軸向移動；當該切換環位於該第三位置時，該切換環之該定位部受到該基座之第二限制部的限制，以及該切換座之凸臂遠離該凸柱，使該切換環無法沿該基座之軸向移動，同時該主軸可沿該基座之軸向移動。

本發明之效果在於，在製造時，該切換環之定位部以及基座的第一限制部或第二固位部是以卡合方式結合，因此能有較大的誤差容許範圍，便於一般工廠的生產。

1‧‧‧電動工具

10‧‧‧電動馬達

20‧‧‧扭力切換裝置

21‧‧‧齒輪箱

22‧‧‧變速齒輪組

221‧‧‧內齒環

222‧‧‧凸部

23‧‧‧基座

231‧‧‧座體

232‧‧‧圓管形凸管

232a‧‧‧通孔

233‧‧‧側向開口

234‧‧‧第一限制部

235‧‧‧第二限制部

236‧‧‧長形貫孔

237‧‧‧端面

238‧‧‧固定槽

24‧‧‧跳檔機構

241‧‧‧鋼珠座

242‧‧‧座孔

243‧‧‧鋼珠

244‧‧‧頂銷

25‧‧‧主軸

251‧‧‧凸塊

26‧‧‧切換鈕

261‧‧‧固定塊

262‧‧‧定位槽

263‧‧‧凸部

264‧‧‧定位彈片

27‧‧‧切換環

271‧‧‧定位部

272‧‧‧第一固定槽

273‧‧‧第二固定槽

28‧‧‧衝擊機構

281‧‧‧固定棘輪

282‧‧‧凸柱

283‧‧‧活動棘輪

284‧‧‧切換座

285‧‧‧彈簧

286‧‧‧凸臂

287‧‧‧延伸臂

288‧‧‧軸承

29‧‧‧扭力調整機構

291‧‧‧扭力控制環

292‧‧‧施力環

293‧‧‧扭力定位彈片

294‧‧‧扭力彈簧

295‧‧‧內螺紋

296‧‧‧定位槽

297‧‧‧外螺紋

298‧‧‧凸塊

299‧‧‧凸部

30‧‧‧工具夾頭

40‧‧‧殼體

圖1為本發明之一實施例之電動工具的側視圖。

圖2為扭力切換裝置之分解圖。

圖3為扭力切換裝置之部份立體圖。

圖4為基座之立體圖。

圖5為扭力切換裝置之部份立體圖，係顯示扭力切換裝置之檔位為鎖螺絲檔時狀態。

圖6為切換鈕及定位彈片之下視圖。

圖7為扭力切換裝置之部份立體圖。

圖8為扭力控制環、施力環及扭力定位彈片之立體圖。

圖9為扭力切換裝置之部份立體圖，係顯示扭力切換裝置之檔位為電鑽檔時狀態。

圖10為扭力切換裝置之部份立體圖，係顯示扭力切換裝置之檔位為衝擊檔時狀態。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。圖1為本發明之一實施例之電動工具的側視圖。該電動工具1包括一電動馬達10、一扭力切換裝置20、工具夾頭30以及一殼體40。該電動馬達10及該扭力切換裝置20之一部份設置於該殼體40內。

圖2所示之扭力切換裝置20包括一齒輪箱21、一變速齒輪組22、一基座23、一跳檔機構24、一主軸25、一切換鈕26、一切換環27、一衝擊機構28、一扭力調整機構29。

該變速齒輪組22設置於齒輪箱21內，且該電動馬達10的輸出軸(圖未示)連接該扭力切換裝置20之變速齒輪組22。該主軸25之一端連接於該變速齒輪組22，另一端連接到工具夾頭30。其中該電動馬達10、該變速齒輪組22及該主軸25的連接關係屬習知技術，在此便不加贅述。

該變速齒輪組22具有一內齒環221，該內齒環221之一端面形成有等間距設置的複數個凸部222，且該端 面面對該基座23。

請同時參閱圖3，該跳檔機構24包括複數個壓制件及一鋼珠座241。該些壓制件設置於該內齒環221及該切換環27之間，且每一該壓制件之一端抵接該內齒環221之端面。該壓制件在本實施例中由一鋼珠243及一頂銷244組成。該鋼珠座241設置於該內齒環221之端面上，其具有複數個座孔242。該些鋼珠243分別設置於該鋼珠座241之座孔242內，並抵接該內齒環221之端面。該些頂銷244之一端分別抵接該些鋼珠243。

請參閱圖4，該基座23具有一座體231、一圓管形凸管232。該座體231具有一端面237。該圓管形凸管232自該座體231之端面237凸伸而出。該圓管形凸管232具有一通孔232a貫穿該座體231。該圓管形凸管232具有一側向開口233及複數個固定槽238。該些固定槽238位於該圓管形凸管232的外環面上且沿著軸向設置。該基座23更包括位在該座體231與該圓管形凸管232之間的一第一限制部234及一第二限制部235，且分處於該側向開口233的兩側上。該第一限制部234及該第二限制部235為凹槽狀，且各具一開口面對設置。

該座體231具有複數個貫穿該端面237且分布於該圓管形凸管232周圍的長形貫孔236。該些頂銷244可移動地分別設置於該些長形貫孔236內。

請參閱圖2與圖5，該切換環27具有一定位部271、一第一固定槽272及一第二固定槽273。該定位部271呈現一凸塊狀，凸伸於該切換環27的內環面上。該第一固定槽272位於該切換環27之外環面上。該第二固定槽273位於該定位部271上。在其他實施例中，該第二固定槽273可位於該切換環27上的任何位置。該切換環27可依該 基座23之軸心轉動，並可於該基座23之一第一位置、一第二位置及一第三位置之間，沿一固定軸心轉動之方式結合於該基座23上，並覆蓋該些長形貫孔235。

該主軸25設置於該基座23的通孔232a內，其一端連接於該變速齒輪組22；藉由該變速齒輪組22可將該電動馬達10所輸出之旋轉運動減速至預定之速率並自該主軸25輸出。該主軸25的環面上有一徑向延伸的凸塊251。

請同時參閱圖3，該衝擊機構28包括一固定棘輪281、一凸柱282、一活動棘輪283、一切換座284以及一彈簧285。該固定棘輪281固定於該基座23的通孔232a內，且該固定棘輪281之外環面連接該凸柱282，使凸柱282固定於該基座23上，同時該凸柱282位於該基座23之側向開口233內。該凸柱282的高度大於該固定棘輪281的厚度。該切換座284設置於該基座23的通孔232a內，並位在該主軸25之凸塊及該固定棘輪281之間。該切換座284具有一徑向延伸的凸臂286以及一連接該凸臂286並軸向延伸的延伸臂287。該凸臂286可位於抵接該凸柱282及遠離該凸柱282之位置間移動。該延伸臂287位於該基座23之側向開口233內，且其之一端設置於該切換環27之第二固定槽273內，使該切換座284與該切換環27同步轉動。

該衝擊機構28之該活動棘輪283固定於該主軸25上且位於該切換座284及該固定棘輪281之間。該活動棘輪283與該主軸25同步轉動。該切換座284上設置一軸承288，並藉由該軸承288推抵該主軸25之凸塊251，使該切換座284能與該主軸25同步的前後移動。該彈簧285設置於該主軸25之凸塊251及該固定棘輪281之間，在本實施例中，該彈簧285之兩端分別抵接該軸承288及該固定棘輪281，以維持該活動棘輪283位在遠離該固定棘輪281 的位置。

請參閱圖2、圖5及圖6，該切換鈕26套設於該基座23上，其具有形成於切換鈕26之內環面的一固定塊261及複數個定位槽262。該切換鈕26之固定塊261設置於該切換環27之第一固定槽272內，使切換環27轉動時，該固定塊261也同步轉動，此外，該切換座284之延伸臂287之一端設置於該切換環27的第二固定槽273內，使該切換座284也與該切換環27同步轉動。

在本發明實施例中該切換鈕26與基座23之間更設置一定位彈片264。該定位彈片264固定於基座23上，並具有一凸部263。該切換鈕26之該些定位槽262之其中一者則卡合於該定位彈片264之凸部263，以避免該切換鈕26不受控制的轉動。使用者可藉由轉動該切換鈕26而控制本發明電動工具之檔位為鎖螺絲檔、電鑽檔和衝擊檔之其中一者。

請同時參閱圖7與圖8，該扭力調整機構29包括一扭力控制環291、一施力環292、一扭力定位彈片293以及一扭力彈簧294。其中，該扭力控制環291具有一內螺紋295以及複數個定位槽296。該些定位槽296位於該扭力控制環291的內環面上。

該施力環292具有一外螺紋297以及位於該施力環292之內環面之一凸塊298。該施力環292之凸塊298設置於該基座23之固定槽238內，以及該外螺紋297螺合於該扭力控制環291之內螺紋295。

該扭力彈簧294設置於該施力環292及該切換環27之間。該扭力定位彈片293設置於基座23上，其具有一凸部299。該扭力控制環291之該些定位槽262之其中一者卡合於該扭力定位彈片293之凸部299，此外，當該扭力 控制環291轉動時，該些定位槽262之其中另外一者卡合於該扭力定位彈片293之凸部。該些定位槽262以及扭力定位彈片293的卡合能避免該扭力控制環291不受控制的轉動。

請參閱圖5，當使用者轉動切換鈕26至鎖螺絲檔時，該切換環27位於基座23之第一位置。該切換環27之該定位部271遠離該基座23之第一限制部234及第二限制部235，同時該切換座284之凸臂286抵接該凸柱282，使該切換環27可沿該基座23之軸向移動。該切換座284之凸臂286抵接該凸柱282，使該主軸25無法沿該基座23之軸向前後移動，進而使該主軸25無法產生向前衝擊的動作。

此外，當使用者轉動扭力控制環291時，因為該施力環292能向上或向下移動，進而控制扭力彈簧294施加於該切換環27上的壓力。如果該主軸25在轉動狀態，並遇到旋轉之阻力時，將會造成內齒環221轉動而卸除整個變速齒輪組22之動力傳遞。以欲造成該內齒環221之轉動，必須使該內齒環221之端面上的凸部克服壓在端面上壓制件的壓力，所以，當該扭力彈簧294施加於該切換環27上的壓力愈大時，壓制件要推開該切換環27的推力要愈大，亦即該內齒環221就必須受到愈大的傳動力才能產生轉動，反之當該扭力彈簧294施加於該切換環27上的壓力愈小時，則該內齒環221就不需要太大的傳動力就能產生轉動，以達到藉由轉動該扭力控制環291，就可控制該內齒環221轉動時的傳動力，該傳動力即是本發明之電動工具當下能輸出的最大扭力。

請參閱圖9，當使用者轉動切換鈕26由鎖螺絲檔轉至電鑽檔時，該切換環27位於該基座23之第二位置。該切換環27之該定位部271位於該基座23之第一限制部234上，以受到第一限制部234的限制，同時該切換座 284之凸臂286抵接該凸柱282，使該主軸25無法產生向前衝擊的動作。該切換環27之定位部271為凸塊狀，該切換鈕26之第一限制部234為凹槽狀，因此該定位部271會卡合於該第一限制部234內，使該切換環27無法沿該基座23之軸向移動。該切換環27無法上下移動，使內齒環221之端面上的凸部無法克服壓在端面上之壓制件的壓力，而使該主軸25能輸出最大扭力。

請參閱圖10，當使用者轉動切換鈕26由鎖螺絲檔或電鑽檔轉至衝擊檔時，該切換環27位於該基座23之第三位置。該切換環27之該定位部271位於該基座23之第二限制部235上，以受到該基座23之第二限制部的限制。該切換鈕26之第二限制部235為凹槽狀，因此該定位部271會卡合於該第二限制部235內，使該切換環27無法沿該基座23之軸向移動。

同時，該切換座284之凸臂286遠離該凸柱282，使該主軸25能沿該基座23之軸向前後移動；當該主軸25受一壓力而向後移動時，該活動棘輪283與該固定棘輪281嚙合，但該活動棘輪283轉動，該固定棘輪281不動的情況下，該活動棘輪283會帶動該主軸25向前移動，以實現衝擊。

綜上所述，本發明電動工具及其扭力切換裝置，藉由切換鈕的轉動，就可快速地切換鎖螺絲檔、電鑽檔和衝擊檔，使用方便，具有良好的實用性。此外，藉由切換環的定位部卡合於該第一限制部或第二固位部，以及遠離該第一限制部或第二固位部，以控制主軸是否能輸出最大扭力，此外，在製造時，該切換環之定位部以及基座的第一限制部或第二固位部是以卡合方式結合，因此能有較大的誤差容許範圍，便於一般工廠的生產。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

1‧‧‧電動工具

10‧‧‧電動馬達

20‧‧‧扭力切換裝置

30‧‧‧工具夾頭

40‧‧‧殼體

Claims (10)

1. 一種電動工具之扭力切換裝置，該電動工具包括一殼體，該扭力切換裝置包括：一基座，設置於該殼體內，且具有一限制部；一內齒環，設置於該殼體內，其一端面面對該基座；一切換環，以可於該基座之一第一位置與一第二位置之間，沿一固定軸心轉動之方式結合於該基座上，且具有一定位部；其中該切換環位於該第一位置時，該定位部遠離該限制部，使該切換環可沿該基座之軸向移動；該切換環位於該第二位置時，該定位部受到該基座之限制部的限制，使該切換環無法沿該基座之軸向移動；以及複數個壓制件，設置於該內齒環及該切換環之間，且每一該壓制件之一端抵接該內齒環之該端面。
2. 如請求項1所述電動工具之扭力切換裝置，其中該基座具有一座體及一圓管形凸管；該座體具有一端面；該圓管形凸管自該座體之端面凸伸而出，該基座之該限制部位在該座體及該圓形凸管之間，並呈現凹槽狀；該切換環設置於該座體之端面上，且該切換環之定位部為一凸塊，當該切換環位於該第二位置時，該切換環之定位部位於該基座之限制部內。
3. 如請求項2所述電動工具之扭力切換裝置，其中該基座之座體具有複數個貫穿該端面且分布於該圓管形凸管周圍的長形貫孔；該些壓制件分別設置於該些長形貫孔內；該切換環覆蓋該些長形貫孔於該端面上的開口。
4. 如請求項3所述電動工具之扭力切換裝置，更包括一鋼珠座，設置於該內齒環之端面上，且具有複數個座孔；每一該壓制件包括一鋼珠及一頂銷；該些鋼珠分別設置於該鋼珠座之座孔內，並抵接該內齒環之端面；該些頂銷分別設置於該基座之該些長形貫孔內，且其一端抵接該些鋼珠。
5. 如請求項3所述電動工具之扭力切換裝置，其中該基座之圓管形凸管具有與該基座之軸向平行的一固定槽，該固定槽位在該圓管形凸管的外環面上；該扭力切換裝置更包括：一扭力控制環，具有一內螺紋；一施力環，設置於該基座上，且具有一外螺紋，以及一位於該施力環之內環面上的凸塊；該施力環之凸塊設置於該基座之固定槽內，以及該外螺紋螺合於該扭力控制環之內螺紋；以及一扭力彈簧，設置於該施力環及該切換環之間。
6. 如請求項5所述電動工具之扭力切換裝置，其中該扭力控制環具有複數個定位槽，且該些定位槽位於該扭力控制環的內環面上；該扭力切換裝置更包括一扭力定位彈片，設置於該基座上，且具有一凸部；該扭力控制環之該些定位槽之其中一者卡合於該定位彈片之凸部；其中當該扭力控制環轉動時，該些定位槽之其中另外一者卡合於該扭力定位彈片之凸部。
7. 如請求項2所述電動工具之扭力切換裝置，其中該切換環具有一固定槽；該扭力切換裝置更包括： 一切換鈕，具有一固定塊及複數個定位槽，其中該切換鈕之固定塊設置於該切換環之固定槽內；以及一定位彈片，固定於該基座上，且具有一凸部；該切換鈕之該些定位槽之其中一者卡合於該定位彈片之凸部；其中當該切換鈕轉動時，該些定位槽之其中另外一者卡合於該定位彈片之凸部。
8. 如請求項1所述電動工具之扭力切換裝置，其中該切換環具有一固定槽；該扭力切換裝置更包括：一主軸，設置於該殼體內，其環面上有一徑向延伸的凸塊；一活動棘輪，固定於該主軸上；一固定棘輪，固定於該基座上，並面對該活動棘輪；一彈簧，設置於該主軸之凸塊及該固定棘輪之間；一凸柱，固定於該基座上；以及一切換座，設置於該主軸之凸塊及該固定棘輪之間，且具有一徑向延伸的凸臂以及一軸向延伸的延伸臂，其中該延伸臂之一端設置於該切換環之固定槽內，使該切換座與該切換環同步轉動；其中，當該切換環位於該第一位置，該切換座之凸臂抵接該凸柱之頂面，使該主軸無法沿該基座之軸向移動；當該切換環轉動至一第三位置時，該切換座之凸臂遠離該凸柱，使該主軸可沿該基座之軸向移動。
9. 一種電動工具，包括：一殼體； 一基座，設置於該殼體內，具有一第一限制部以及一第二限制部；一內齒環，設置於該殼體內，其一端面面對該基座；一切換環，具有一定位部以及一固定槽，並以可於該基座之一第一位置、一第二位置及一第三位置之間沿一固定軸心轉動之方式結合於該基座上；複數個壓制件，設置於該內齒環及該切換環之間，且每一該壓制件之一端抵接該內齒環之該端面；一主軸，設置於該殼體內，其環面上具有一徑向延伸的凸塊；一活動棘輪，固定於該主軸上；一固定棘輪，固定於該基座上，並面對該活動棘輪；一彈簧，設置於該主軸之凸塊及該固定棘輪之間；一凸柱，固定於該基座上；以及一切換座，設置於該主軸之凸塊及該固定棘輪之間，且具有一徑向延伸的凸臂以及一軸向延伸的延伸臂，其中該延伸臂之一端設置於該切換環之固定槽內，使該切換座與該切換環同步轉動；其中，當該切換環位於該第一位置時，該切換環之該定位部遠離該基座之第一限制部及第二限制部，同時該切換座之凸臂抵接該凸柱，使該切換環可沿該基座之軸向移動，並且該主軸無法沿該基座之軸向移動；當該切換環位於該第二位置時，該切換環之該定位部受到該基座之第一限制部的限制，以及該切換座之凸臂抵接該凸柱，使該切 換環無法沿該基座之軸向移動，同時該主軸無法沿該基座之軸向移動；當該切換環位於該第三位置時，該切換環之該定位部受到該基座之第二限制部的限制，以及該切換座之凸臂遠離該凸柱，使該切換環無法沿該基座之軸向移動，同時該主軸可沿該基座之軸向移動。
10. 如請求項9所述電動工具，其中該基座具有一座體及一圓管形凸管；該座體具有一端面；該圓管形凸管自該座體之端面凸伸而出，該基座之該第一限制部及該第二限制部位在該座體及該圓形凸管之間，並呈現凹槽狀，且各具一開口面對設置；該切換環設置於該座體之端面上，且該切換環之定位部為一凸塊。