CN102784949A - 电动工具及其传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动工具的传动机构，其包括：由电动工具的驱动机构驱动的轴，包括第一轴部、第二轴部、以及设置于第一轴部与第二轴部之间的驱动部；安装于第一轴部的齿轮，齿轮能够相对于第一轴部沿轴的延伸方向滑动，齿轮与轴的驱动部之间设有能相互配合的驱动件；安装于第二轴部的摆杆轴承，摆杆轴承包括内圈与外圈，内圈与外圈之间的滚道相对于第二轴部倾斜设置，内圈与驱动部之间设有能相互配合的驱动件，在外圈上设有摆杆，摆杆在滑道所在的倾斜面内延伸。本发明还涉及一种包括前述传动机构的电动工具、尤其电锤钻。

Description

电动工具及其传动机构

技术领域

本发明涉及一种电动工具，尤其涉及一种电锤钻的传动机构。

背景技术

在工程领域中广泛使用电动工具，例如电锤钻等。为了完成不同的加工任务，通常这种电动工具可以在不同的加工模式中工作，例如单钻加工模式、锤钻加工模式、单凿加工模式等。为了使得电动工具能够在这些模式之间切换，电动工具在工具头例如钻头等与驱动电机之间必须设置特定的传动机构。

专利公开文献CN 200510099493公开了一种电动工具，其包括齿轮套筒、驱动轴承、齿轮轴和驱动轴。在这种电动工具中，驱动轴通过齿轮套筒传递给驱动轴承和齿轮轴，以此实现电动工具能以三种模式即单钻加工模式、锤钻加工模式、单凿加工模式工作。该专利公开文献中的技术方案必须在传动轴上加工出齿轮，这无形中增加了轴的加工难度；另外所有模式转换工作都仅仅是通过移动传动轴来实现的，这无疑也增加了组装难度。

专利公开文献EP1157788A2也公开了一种电动工具，其包括中间轴、心轴、气动锤钻结构、以及传动机构，所述传动机构包括心轴驱动构件、驱动套筒以及工作模式调节套筒，通过心轴驱动构件上的驱动构件和中间轴上的驱动齿轮与工作模式调节套筒上的驱动构件之间的相互作用，该电动工具能够在三种模式即单钻加工模式、锤钻加工模式、单凿加工模式之间进行切换。该专利公开文献技术方案的传动机构涉及多种零件之间的复杂配合，无疑也增加了组装难度以及运行过程中的故障率。

专利公开文献CN2920563Y虽然也公开了一种用于电锤的传动机构，但是该传动机构的驱动轴上需要附加地安装离合器来实现换档的动作，也会导致零件数量过多的问题。

尽管现有技术已经开发了用于电动工具在不同模式之间转换的传动机构，但是这些传动机构非常复杂，往往需要的零件数量过多。众所周知，在机械领域中传动机构复杂并且零件数量多必然导致运行维护困难以及故障率高的问题。

因此，迫切需要一种传动机构高效、维护简单的电动工具。

发明内容

因此，本发明一方面目的在于提出一种用于电动工具的传动机构，其包括：由电动工具的驱动机构驱动的轴，包括第一轴部、第二轴部、以及设置于第一轴部与第二轴部之间的驱动部；安装于第一轴部的齿轮，齿轮能够相对于第一轴部沿轴的延伸方向滑动，齿轮与轴的驱动部之间设有能相互配合的驱动件；安装于第二轴部的摆杆轴承，摆杆轴承包括内圈与外圈，内圈与外圈之间的滚道相对于第二轴部倾斜设置，内圈与驱动部之间设有能相互配合的驱动件，在外圈上设有摆杆，摆杆在滑道所在的倾斜面内延伸。

优选地，所述轴的驱动部一体形成在所述轴上。

优选地，所述轴的驱动部是在所述轴上设置的凸台，所述轴的驱动部的驱动件是在所述凸台上设置的槽或键，以与所述摆杆轴承的内圈的相应的键或槽接合和/或与所述齿轮的相应的键或槽接合。

优选地，所述摆杆轴承通过一套管安装于所述第二轴部，其中第二轴部能够在所述套管中滑动。

优选地，所述轴的驱动部的驱动件是在所述轴上安装的部件。

优选地，在所述轴的第一轴部与所述齿轮之间和/或在所述轴的第二轴部与所述摆杆轴承的内圈之间装有轴承。

优选地，在所述套管的外周上设有锁定结构，其与所述摆杆轴承的内圈上的锁定结构配合，以使得所述内圈仅能够绕所述中心轴线旋转。

优选地，所述驱动部位于所述齿轮与所述摆杆轴承之间。

优选地，所述套管与驱动机构的驱动元件一体形成。

本发明另一方面涉及一种电动工具，其包括如上所述的传动机构。

附图说明

本发明的示意性实施例以下基于附图更加详细地说明，其中：

图1示意性示出了根据本发明优选实施例的电动工具、尤其电锤钻的主要部分的透视图；

图2a示意性示出了根据本发明优选实施例的电动工具的处于锤钻模式中的传动机构的透视图；

图2b示意性示出了如图2a所示的传动机构的剖切透视图；

图3a示意性示出了根据本发明优选实施例的电动工具的处于单凿模式中的传动机构的透视图；

图3b示意性示出了如图3a所示的传动机构的剖切透视图；

图4a示意性示出了根据本发明优选实施例的电动工具的处于单钻模式中的传动机构的透视图；并且

图4b示意性示出了如图4a所示的传动机构的剖切透视图。

具体实施方式

以下参照附图说明根据本发明优选实施例的电动工具、尤其电锤钻的传动机构。需要说明的是，相同的附图标记在各图中代表功能相同或相近的元件。

首先，需要指出的是根据本发明的传动机构并不限于电锤钻。也就是说，任何需要在纯转动、纯往复运动和转动加往复运动组合等之间进行切换的电动工具例如电锯等都可以采用根据本发明的传动机构。

以下仅仅示意性但非限定地采用电锤钻来说明根据本发明的电动工具及其传动机构。

如图1所示，电动工具包括锤管1、相对于所述锤管1固定安装的齿轮2、套在所述锤管1中的气缸组件3以及传动机构4。该传动机构4包括摆杆轴承5、旋转驱动元件6、轴7以及齿轮部件/齿轮8。传动机构4的驱动元件6由电动工具的(未示出)电机驱动旋转。轴7相对于驱动元件6不可旋转地被安装，从而在驱动元件6被驱动旋转时，轴7也相应地转动。传动机构4的齿轮部件/齿轮8沿轴7的纵向轴线可以自由滑动地安装在轴7上、具体地安装在轴7的第一轴部上。

在通常的情况下，齿轮部件8在轴7上可以绕其纵向中心轴线自由地旋转。仅仅在齿轮部件8的键8a与轴7的槽7a相互配合时(如图1所示)，轴7能够带动齿轮部件8旋转。因为齿轮部件8与齿轮2啮合，所以齿轮部件8的旋转能够带动齿轮2旋转，从而带动锤管1旋转。这样，当相应的刀具头或工具头例如钻头安装在电动工具上时，使用者可以用该电动工具地旋转的刀具头或工具头进行诸如钻孔的操作。此为单钻(drilling)模式。

如图1所示，传动机构4的摆杆轴承5包括内圈、即轴承座5c和外圈，所述内圈与外圈之间设有滚道，在所述滚道内例如设有滚珠。所述滚道相对于轴7倾斜设置，使摆杆轴承5相对轴7呈倾斜设置，且所述摆杆轴承的摆杆一端与锤管1中的气缸组件3枢转相连，并且该摆杆轴承5的轴承座5c(如图2b所示)也可绕轴7的纵向中心轴线自由旋转地安装，具体地安装在轴7的第二轴部上。

在通常情况下，轴承座5c可以绕轴7的纵向轴线自由地旋转。仅仅在摆杆轴承5的键5a与轴7的槽7b相互配合时(如图2a所示)，轴7的旋转能够传递至摆杆轴承5。因为摆杆轴承5的滚道相对于轴7、尤其相对于轴7的第二轴部倾斜设置，所以在轴7带动轴承座5c旋转时，与轴承外圈一体的摆杆可以沿轴7的纵向轴线摆动，从而使得气缸组件3内的活塞沿锤管1的纵向轴线往复运动，以此驱动刀具头或工具头沿锤管1的纵向轴线往复运动。这样，当相应的刀具头例如凿子安装在电动工具上时，使用者可以用该电动工具进行诸如钎凿的操作。此为单凿(chiseling)模式。

可以想到，在锤管1上的齿轮2和气缸组件3同时通过轴7的旋转被驱动时(如图1所示)，如果相应的刀具头安装在电动工具上，则可以进行锤钻操作。此为锤钻(hammering)模式。

具体地，以下参照图2至5分别说明根据本发明优选实施例的传动机构。根据本发明的传动机构可以调节电动工具使之处于不同的操作模式，如锤钻模式、单凿模式与单钻模式。

图2a和2b示出了根据本发明优选实施例的处于锤钻模式的传动机构4。如图所示，该传动机构4包括摆杆轴承5、旋转驱动元件6、轴7以及齿轮部件8，其中一套管9安装在所述驱动元件6的孔中，该套管相对于所述驱动元件6固定安装。尽管在该实施例中套管9相对于驱动元件6固定安装，但是也可以想到的是，在一个可选实施例中，套管9与驱动元件6一体成型。

摆杆轴承5的具体结构和工作原理可以参阅现有技术的技术资料，因而在本说明书中省略对其说明。

在本实施例中，摆杆轴承5的轴承座5c可以相对旋转地套设在套管9的外表面上。为了防止轴承座5c沿套管9的轴线方向移动，从轴承座5c的孔的内表面径向突出的突出部5d接合在套管9的外表面中径向开设的圆周凹槽9a中。因而，在传动机构4工作时，摆杆轴承5的轴承座5c相对于套管9的轴向位置固定，但不影响轴承座5c相对于套管9的旋转。但是，本发明并不限于所述的方式。例如，还可以在轴承座5c的孔的内表面上设置径向凹设的凹槽，而在套管9的外表面中突出有突出部，从而凹槽接合突出部以防止轴承座5c相对于套管9沿轴向滑动。

为了减小轴承座5c旋转时的摩擦力，可选地在轴承座5c的孔的内表面与套管9的外表面之间还可以设置任何合适的轴承结构，例如滚针轴承等。

轴7的一部分、即第二轴部可以自由滑动地***到套管9中。为了使得套管9的旋转能够传递给轴7，沿轴7和套管9的纵向轴线相应地在轴7的外表面上和在套管9的内表面上开设有相互配合的键槽结构。因此，通过这二者之间的键槽相互作用，套管9的任何旋转都能够传递给轴7。

例如，在该实施例中，轴7的***套管9内的一端被形成为三角形或方形的形状，而套管9的接收轴7的内孔的形状与所述轴7的该端的形状互补，也为三角形或方形。因而，轴7可以沿套管9的纵向滑动，且套管9能够驱动轴7旋转。

可以想到的是，本发明并不限于所述的情况。在轴7上可以设置任何适当的结构，只要能够将旋转运动从驱动元件6传递至轴7，且不影响轴7的沿纵向轴线的滑动即可。这种适当的结构例如包括但不限于摩擦离合结构等。

如图2b所示，在轴7的大致纵向中心位置，沿圆周方向设有径向向外伸出的凸台7d。在该实施例中，摆杆轴承5在所述凸台7d与所述驱动元件6之间安装。在所述凸台7d的朝向驱动元件6的一端上设有槽7b，其能够与在所述摆杆轴承5的轴承座5c的远离所述驱动元件6的一端上设置的键5a相配合。优选地，沿所述凸台7d的该端的圆周设有多个槽7b。所述多个槽7b与在所述摆杆轴承5的轴承座5c的远离所述驱动元件6的一端上设置的多个键5a相对应，从而轴7朝向驱动元件6滑动而使得所述槽7b刚好可以接收所述键5a，以便将轴7的旋转传递给摆杆轴承座5c。

为了传递旋转运动，也可以想到与如图所示相反的方式而在轴7上设置键且在摆杆轴承5的轴承座上相应地设置槽。在本实施例中，轴7与摆杆轴承5之间传递旋转是通过键槽结构实现的。但是本发明并不限于此，其它任何能够在两个部件之间传递旋转运动的结构都可以采用。例如，在轴7与摆杆轴承5的轴承座5c之间采用摩擦离合器、电磁离合器等，来传递旋转运动。

齿轮部件8套设在轴7的与驱动元件6相反的那部分上，从而齿轮部件8能够绕轴7的纵向中心轴线自由旋转并且能够自由地沿轴7的纵向轴线来回滑动。在轴7的凸台7d的与槽7b相反的端面上与槽7b类似地开设有槽7a，其能够与在齿轮部件8上的与槽7a相对的一端上设置的键8a配合。

优选地，在所述轴7的凸台7d上设置多个槽7a，从而与在齿轮部件8的与槽7a相对的一端上设置的多个键8a相对应。因而，在齿轮部件8沿轴7的纵向轴线滑动至其键8a接合到轴7的凸台7d的槽7a中时，轴7驱动齿轮部件8旋转。也就是说，在这种情况下，齿轮部件8随着轴7一起旋转。因而通过齿轮部件8与齿轮2的啮合，轴7最终驱动齿轮2旋转，以便带动锤管1旋转。为了减小齿轮部件8的孔的内表面与轴7的外表面之间的摩擦，可以想到的是在二者之间能够适当地设置滚珠轴承或滚针轴承等。

为了实现轴7沿套管9的纵向轴线来回滑动，在轴7上或在轴7的凸台7d上、尤其在槽7a与7b之间沿圆周方向设置凹槽7c。该凹槽7c能够与图中未示出的开关机构的档片接合，从而可以沿轴7的纵向轴线方向相对于驱动元件6和套管9来回拨动轴7，以便实现轴7的滑动。

类似地，在齿轮部件8的外周上也设有凹槽8b，该凹槽8b同样能够与图中未示出的开关机构的档片接合，从而沿纵向轴线方向相对于轴7来回拨动齿轮部件8，以便实现齿轮部件8的滑动。

虽然轴7以及齿轮部件8实现沿轴7的纵向轴线滑动的部分设置为凹槽，但是可以想到的是其它任何能够沿纵向轴线驱动轴7以及齿轮部件8的结构都可以采用。例如，作为替代，可以分别在轴7以及齿轮部件8上设置沿圆周方向径向外凸的凸缘，以便由开关机构的相应档片拨动实现它们的滑动。

尽管在本发明的示意性实施例中采用了在轴7上设置凸台7d的方式来分别驱动齿轮部件8和轴承座5c旋转，但是应该理解的是本发明并不限于此。例如，作为替代，在轴7中如图2a和2b所示的位置，在轴7的外表面上沿圆周方向设置凹槽，而自齿轮部件8的孔的内表面和摆杆轴承5的轴承座5c的孔的内表面径向向内伸出的多个间隔的键接合在所述圆周凹槽内，从而在此时轴承座5c和齿轮部件8都能够相对于轴7自由旋转。为了将轴7的旋转分别传递给齿轮部件8和轴承座5c，可以在轴7上沿纵向轴线方向开设多个纵向凹槽与所述圆周凹槽相连。所述多个纵向凹槽的圆周位置与所述轴承座5c和齿轮部件8的多个键相对应。在轴承座5c和齿轮部件8分别沿纵向轴线方向滑动而使得它们的键接合到所述纵向凹槽中时，轴7能够分别驱动所述摆杆轴承5和所述齿轮部件8旋转。

图2a和2b示出了根据本发明优选实施例的传动机构4处于锤钻模式中。在这种锤钻模式中，齿轮部件8的键8a和轴承座5c的键5a同时接合到轴7的槽7a和7b中，因而轴7的旋转同时传递给齿轮部件8和摆杆轴承5。在这种情况中，齿轮部件8带动齿轮2旋转，从而导致锤管1旋转；并且同时轴承座5c旋转带动摆杆5b来回摆动，从而导致气缸组件3中的活塞往复运动。在这种模式中，安装在电动工具上的刀具头既做旋转运动，也做往复的摆动的凿运动，以此使用者可以利用安装有工具头例如钻头的电动工具完成锤钻的工作。

因为在根据本发明的传动机构4的轴7上并未直接加工有齿轮部分，而是在组装的时候将已经加工好的齿轮部件8套设在其上。这明显降低了轴7的加工难度，也就是说降低了本发明的传动机构的加工成本。且在齿轮或轴损坏时只更换其中一个零件，降低维修成本。

图3a和3b示出了根据本发明示意性实施例的传动机构4处于单凿模式中。

如图3b所示，在该模式中，齿轮部件8沿纵向轴线沿远离轴7的凸台7d的方向滑动，从而齿轮部件8的键8a与凸台7d的槽7a脱离接合。尽管轴7旋转，但其仅仅在齿轮部件8的孔内空转而并未驱动齿轮部件8旋转。因此，在这种情况下，电动工具的齿轮2并未被驱动旋转，锤管1也并不旋转。因为只有摆杆轴承5的键5a接合在轴7的槽7b内，所以电动工具的工具头只沿气缸组件3的纵向轴线往复运动。此时，使用者可以利用该电动工具进行单凿工作。

采用本发明的技术手段，无需拨动整个轴7，而仅仅需要拨动齿轮部件8就能够实现传动机构的模式转换例如从锤钻模式至单凿模式的转换。因此，减少了部件之间发生磨损的面积，提高了传动机构的耐用性。另外，仅仅拨动齿轮部件8明显比拨动整个轴7更容易，这也提供了一种方便操作的传动机构。

图4a和4b示出了根据本发明示意性实施例的传动机构4处于单钻模式中。

如图4a和4b所示，在该模式中，轴7沿纵向轴线方向滑动以使得轴7的凸台7d远离摆杆轴承5，从而凸台7d的槽7b从轴承座5c的键5a脱离接合；但是齿轮部件8与轴7保持在一起旋转。因此，这种情况下，虽然驱动元件6带动轴7进行旋转，但是套筒9仅仅在摆杆轴承5的内孔中自由空转。摆杆轴承5的轴承座5c并未旋转，从而气缸组件3的活塞也没有进行往复运动。因为仅仅齿轮部件8带动齿轮2旋转，所以电动工具的工具头只绕锤管1的中心轴线作旋转运动。此时，使用者可以利用该电动工具进行单钻工作。

以上仅仅示意性地说明了本发明的传动机构及其三个工作模式。但可选地，根据本发明的传动机构还可以处于其它工作模式。例如，通过沿纵向轴线拨动齿轮部件8和轴7，可以使凸台7d的槽7a和7b同时与齿轮部件8的键8a和轴承座5c的键5a脱离接合，从而使得电动工具处于维修闲置状态，以便例如进行更换工具头、维护等的工作。

另外，在本发明的上述示意性实施例中，轴7套在套管9中从而总是可以获得来自驱动元件6的旋转运动。但是，还可以想到的是在轴7和套管9中设置相应的离合结构，从而轴7虽然能够在套管9中沿纵向轴线自由地滑动，但是仅仅在离合结构起作用时轴7才能够获得来自驱动元件6的旋转运动。这种离合结构可以是本领域技术人员能够想到的任何离合结构，包括但不限于摩擦离合器等。以这样的方式，在轴7滑动成该离合结构脱离工作时，齿轮部件8和轴承座5c都不会旋转。在这种情况下，可以安全地对电动工具进行更换工具头和维护、保养等工作。

在不脱离本发明精神的前提下，通过阅读本申请文件可以获得的任何改型、修改或它们的组合都属于本发明的范畴。

Claims (10)

1.一种用于电动工具的传动机构，其包括：

由电动工具的驱动机构驱动的轴(7)，包括第一轴部、第二轴部、以及设置于第一轴部与第二轴部之间的驱动部；

安装于第一轴部的齿轮(8)，齿轮能够相对于第一轴部沿轴的延伸方向滑动，齿轮与轴的驱动部之间设有能相互配合的驱动件；

安装于第二轴部的摆杆轴承(5)，摆杆轴承包括内圈与外圈，设置于内圈与外圈之间的滚道相对于第二轴部倾斜设置，内圈与驱动部之间设有能相互配合的驱动件，在外圈上设有摆杆，摆杆在滑道所在的倾斜面内延伸。

2.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述轴的驱动部一体形成在所述轴(7)上。

3.根据权利要求1或2所述的传动机构，其特征在于，所述轴的驱动部是在所述轴(7)上设置的凸台(7d)，所述轴的驱动部的驱动件是在所述凸台(7d)上设置的槽或键，以与所述摆杆轴承(5)的内圈的相应的键或槽接合和/或与所述齿轮(8)的相应的键或槽接合。

4.根据权利要求1至3任一所述的传动机构，其特征在于，所述摆杆轴承(5)通过一套管(9)安装于所述第二轴部，其中第二轴部能够在所述套管中滑动。

5.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述轴的驱动部的驱动件是在所述轴(7)上安装的部件。

6.根据权利要求1至5任一所述的传动机构，其特征在于，在所述轴(7)的第一轴部与所述齿轮(8)之间和/或在所述轴(7)的第二轴部与所述摆杆轴承(5)的内圈(5c)之间装有轴承。

7.根据权利要求4所述的传动机构，其特征在于，在所述套管(9)的外周上设有锁定结构，其与所述摆杆轴承(5)的内圈(5c)上的锁定结构配合，以使得所述内圈(5c)仅能够绕所述中心轴线旋转。

8.根据权利要求1至7任一所述的传动机构，其特征在于，所述驱动部位于所述齿轮(8)与所述摆杆轴承(5)之间。

9.根据权利要求4至8任一所述的传动机构，其特征在于，所述套管(9)与驱动机构的驱动元件(6)一体形成。

10.一种电动工具，其包括根据前述权利要求任一所述的传动机构。

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