CN104275682A - 锤钻 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种锤钻，包括具有电动机输出轴的电动机、中空主轴、具有设置为在中空主轴内往复运动的活塞的锤机构、以及旋转地接合电动机输出轴的中间轴组件。中间轴组件包括第一、第二部件和连接部件。第一部件承载与中空主轴上的第二齿轮啮合的第一齿轮以使中空主轴旋转。第二部件承载设置为引起活塞往复运动的曲柄部件。连接部件设置为相对于第一和第二部件移动以使第一和第二部件旋转地互连或脱离。在连接部件处于第一位置的情况下，第一和第二部件中仅一者能旋转地接合电动机输出轴使得相应地第一齿轮和曲柄部件中仅一者能旋转。在连接部件处于第二位置的情况下，第一和第二部件均旋转地接合电动机输出轴使得第一齿轮和曲柄部件均能旋转。

Description

锤钻

技术领域

本发明涉及锤钻，尤其涉及锤钻的模式改变装置。

背景技术

美国专利No.3,269,466公开了一种锤钻，该锤钻具有位于电动机的输出轴和中空主轴二者之间的单中间轴，该单中间轴承载使主轴旋转的锥齿轮和对锤机构的活塞进行驱动的曲柄部件这两者，中间轴因曲柄部件的使用而与主轴的轴线垂直。与具有双中间轴(一根轴使主轴旋转，而另一根轴使曲柄部件旋转)的常规锤钻相比，这种单中间轴提供了紧凑和降低重量的双重优势。在美国专利No.3,269,466的锤钻中，由于曲柄部件驱动中空主轴内部的活塞并且中间轴上的锥齿轮啮合中空主轴上的锥齿轮，因此在锥齿轮位于曲柄部件和中间轴与电动机的输出轴接合的接合点之间的情况下，曲柄部件与中间轴上的锥齿轮之间的距离严格受限。由于中间轴使中空主轴和曲柄部件二者旋转，因此锤钻在使用时不可避免地总是进行钻孔(旋转)动作和锤击(纵向)动作。为了选择所附接的刀头是仅进行旋转、仅进行锤击、或是同时进行旋转和锤击，用户必须选择具有适当柄部设计的刀头。然而，不管刀头柄部的设计如何，在电动机工作时，锤钻的内部机构总是同时进行旋转动作和锤击动作。因此，当只需要一种动作时，另一种动作所消耗的能量是一种浪费，并且会产生不必要的振动。

美国专利No.4,895,212公开了一种锤钻，该锤钻具有位于电动机的输出轴和中空主轴之间的单中间轴，中间轴承载使主轴旋转的齿轮和使锤机构的活塞往复运动的摆动驱动器这两者，并且中间轴因摆动驱动器的使用而与主轴的轴线平行。与常规情况一样，摆动驱动器(包括旋转轮毂，该旋转轮毂承载位于轴承装置上的倾斜设置的臂部)设置成邻接电动机输出主轴而位于中空主轴后，因此中间轴上的使中空主轴旋转的齿轮位于与电动机的输出轴接合的摆动驱动器的相反侧上。因此，在美国专利No.4,895,212的锤钻中，中间轴可以足够长，以在摆动驱动器与使主轴旋转的齿轮之间设置模式改变机构，从而能够打开或关闭摆动驱动器。

欧洲专利申请EP 1857228 A1公开了一种用于锤钻或冲击钻驱动器类型的模式改变机构，其中由棘轮机构而不是由曲柄部件或摆动驱动器所驱动的活塞来提供锤击动作或冲击动作。模式改变机构包括具有凸轮表面的可旋转轴环，当轴环旋转时，该凸轮表面使细长部件移动，以改变钻驱动器的操作模式。

美国专利No.5,435,397公开了一种锤钻，该锤钻具有中空主轴和包括摆动驱动器所驱动的活塞的锤机构。锤钻包括可旋转的轴环，轴环打开和关闭中空主轴的通气口，以改变气动锤机构所提供的冲击能量。

发明内容

在第一方面中，本发明提供了一种锤钻，该锤钻包括：电动机，其包括电动机输出轴；中空主轴；锤机构，其包括设置为在中空主轴内往复运动的活塞；以及中间轴组件，其与电动机输出轴旋转地接合。

中间轴组件包括第一部件、第二部件和连接部件。第一部件承载与中空主轴上的第二齿轮啮合的第一齿轮以引起中空主轴旋转。第二部件承载设置为引起活塞往复运动的曲柄部件。连接部件设置为相对于第一部件和第二部件移动以使第一部件和第二部件旋转地互连或脱离，从而在连接部件处于第一位置的情况下，第一部件和第二部件中仅一者能旋转地接合电动机输出轴，使得相应地第一齿轮和曲柄部件中仅一者能够旋转，并且在连接部件处于第二位置的情况下，第一部件和第二部件均旋转地接合电动机输出轴，使得第一齿轮和曲柄部件均能够旋转。

当连接部件处于第一位置时，第一部件与第二部件可相对或独立转动，使得锤钻可选择地进行纯捶击或纯钻孔工作。当连接部件处于第二位置时，第一部件及第二部件通过连接部件作机械连接，使得第一部件及第二部件同时或同步转动，使得锤钻可同时进行捶击及钻孔工作。

在一些实施例中，中间轴组件的第一部件包括中空部件，并且第二部件优选地至少部分地穿过第一部件延伸。在一实施例中，第一部件为一空心转轴。在一些实施例中，第一部件及第二部件以同轴转动，第二部件轴向延伸穿过第一部件。

在一些实施例中，第一部件可以承载与电动机输出轴啮合的从动齿轮，并且从动齿轮设置为在使用中当电动机输出轴旋转时使第一部件旋转。

第一齿轮优选地与第一部件形成为单个部件，但可选地第一齿轮可以是附接在第一部件上的分离部件。第二齿轮可以与中空主轴形成为单个部件，但优选地第二齿轮是附接在中空主轴上的分离部件。第一齿轮和/或第二齿轮优选地包括锥齿轮，并且更优选地，第一齿轮和第二齿轮这两者均包括锥齿轮。然而，可选地，例如第一齿轮或第二齿轮可以包括冠齿轮形式的锥齿轮(即，节锥角为90度的锥齿轮)，而另一齿轮可以包括常规的齿轮。

中间轴组件的第二部件优选地包括至少部分地穿过第一部件延伸并且优选地延伸到第一部件的相反或相对两端部之外的轴。曲柄部件优选地设置在第二部件的延伸到第一部件的端部之外的一个端部区域处。第二部件的设置有或能设置有连接部件的区域优选地包括第二部件的延伸到第一部件的端部之外的一个端部区域。第二部件的优选地设置有或能设置有连接部件的端部区域是优选地第二部件的与设置有曲柄部件的端部区域相反或相对的端部区域。

在本发明的优选实施例中，当中间轴组件的连接部件处于其第一位置时，连接部件仅设置在第一部件和第二部件中的一者上，并且当连接部件处于其第二位置时，连接部件设置在第一部件和第二部件二者上。在一些实施例中，当连接部件处于其第一位置时，连接部件仅设置在第二部件上，例如使得仅第一齿轮能够旋转而曲柄部件不能旋转。连接部件优选地包括设置在第一部件和/或第二部件上的中空部件。

本发明的第一方面的锤钻的一些实施例还包括可移动连杆装置，可移动连杆装置构造为使中间轴组件的连接部件在连接部件的第一位置与第二位置之间移动。更优选地，锤钻还包括模式改变轴环，模式改变轴环能旋转地安装在锤钻的壳体上并且构造为模式改变轴环的旋转使可移动连杆装置驱使连接部件在连接部件的第一位置与第二位置之间移动。

因此，本发明的第二方面提供了一种锤钻，该锤钻包括：壳体；电动机，其包括电动机输出轴；中空主轴；锤机构，其包括设置为在中空主轴内往复运动的活塞；中间轴组件，其与电动机输出轴旋转地接合，并且中间轴组件包括第一部件、第二部件和连接部件，第一部件承载与中空主轴上的第二齿轮啮合的第一齿轮以引起中空主轴旋转，第二部件承载设置为引起活塞往复运动的运动转换部件，连接部件设置为相对于第一部件和第二部件移动以使第一部件和第二部件旋转地互连或脱离，使得在连接部件处于第一位置的情况下，第一部件和第二部件中仅一者能旋转地接合电动机输出轴，使得相应地第一齿轮和运动转换部件中仅一者能够旋转，并且在连接部件处于第二位置的情况下，第一部件和第二部件均旋转地接合电动机输出轴，使得第一齿轮和运动转换部件均能够旋转；可移动连杆装置，其构造为使连接部件在连接部件的第一位置与第二位置之间移动；以及模式改变轴环，其能旋转地安装在壳体上，并且构造为模式改变轴环的旋转使可移动连杆装置驱使连接部件在连接部件的第一位置与第二位置之间移动。

应理解的是，本发明的一个方面的任何特征(包括任何优选的特征在内)可以是本发明的另一方面的特征(包括优选的特征在内)。

本发明的第二方面的运动转换部件例如可以包括曲柄部件。

本发明的这两个方面的可移动连杆装置例如可以包括枢转臂。有利地，可移动连杆装置可以包括构造为使该枢转臂枢转的细长部件。模式改变轴环优选地包括凸轮表面，凸轮表面构造为模式改变轴环的旋转使细长部件移动。枢转臂优选地被弹簧偏置向细长部件和模式改变轴环。

附图说明

现在将参考附图利用实例对本发明的优选实施例进行描述，其中：

图1(a)和图1(b)示出根据本发明的锤钻的实施例；

图2(a)至图2(c)示出处于只钻孔模式的锤钻的细节；以及

图3(a)至图3(c)示出处于锤击钻孔模式的锤钻的细节。

具体实施方式

图1(a)示出了根据本发明的锤钻1的实施例，锤钻1包括主壳体3，主壳体3包括手柄5，手柄5具有从手柄5延伸的电源线保护器7。锤钻1包括电动机9，电动机9包括电动机输出轴11。锤钻1的中空主轴13包括用于保持诸如钻头或凿子等工具(未示出)的常规工具保持器15，因此中空主轴可以称为工具主轴。锤钻1包括图1(b)中更清楚示出的常规气动锤机构。

锤钻1的气动锤机构包括设置于中空主轴13中且设置为往复运动的活塞17。同样设置于中空主轴13中且设置为往复运动的有锤头(ram)19和捶打件(beat piece)21。如上所述，包括活塞17、锤头19和捶打件21的气动锤机构是常规的，因此将不作进一步描述。锤钻1还包括图2(a)至图2(c)和图3(a)至图3(c)中更清楚示出的中间轴组件23。

锤钻1的中间轴组件23包括中空的第一部件25、穿过第一部件延伸的细长的第二部件27、以及可移动地设置在第一部件和第二部件上的中空的连接部件29。

中间轴组件23的第一部件25承载从动齿轮31，从动齿轮31压配合在第一部件25上(然而替代地从动齿轮31也可与第一部件25成一体)并且与电动机输出轴11啮合。因此，在使用中，当电动机输出轴11旋转时，中间轴组件23的第一部件25也旋转。第一部件25还承载与中空主轴13上的第二齿轮35啮合的第一齿轮33，从而在使用中，当电动机输出轴11旋转时，使中空主轴旋转。在本发明所示的实施例中，第一齿轮和第二齿轮均为锥齿轮，但是可替代地，例如这些齿轮中的一个齿轮可以是冠齿轮而另一齿轮可以是常规的齿轮。同样在所示的实施例中，第一齿轮33与中间轴组件的第一部件25形成为单个部件，而第二齿轮35是附接在中空主轴13上的分离部件。然而，在可选实施例中，第一齿轮和第二齿轮这两者可以与承载它们的部件(分别为第一部件25和中空主轴13)一体地形成，或者第一齿轮33可以是附接在第一部件25上的分离部件，而第二齿轮35可以与中空主轴13一体地形成。

中间轴组件23的第二部件27为轴的形式并且承载曲柄部件37，曲柄部件37设置为使活塞17做往复运动。曲柄部件37的偏心设置的曲柄销39连接在连杆41上，连杆41以常规的方式使曲柄部件37与活塞17互连。曲柄部件37附接(例如，压配合)在第二部件27上，但可替代地，曲柄部件37也可以与第二部件27一体地形成。曲柄部件37在第二部件27的延伸到第一部件25的端部之外的端部区域43上设置成邻接第一齿轮33。

中间轴组件23的中空的连接部件29可移动地设置在第二部件27的另一端部区域45上。如在图2(b)、图2(c)和图3(b)中最清楚示出的那样，第二部件27的端部区域45和第一部件25的相邻区域47分别包括匹配的花键49、50。另外，第二部件27的端部区域45具有增大的直径，以匹配第一部件25的相邻区域47的直径。中空的连接部件29具有环的形式，连接部件29的内表面51包括构造为设置在第一部件和第二部件的相应花键之间的花键。

如图2(a)至图2(c)所示，连接部件29的第一位置设定为：使连接部件29仅设置在第二部件27上。因此，当连接部件29处于其第一位置时，第一部件和第二部件彼此旋转地脱离，使得电动机输出轴11的旋转只引起第一部件25旋转而不会引起第二部件27旋转。因此，当连接部件29处于其第一位置时，会引起中空主轴13旋转，而不会引起曲柄部件37旋转，因此锤钻处于只钻孔模式。

如图3(a)至图3(c)所示，连接部件29的第二位置设定为：使连接部件29设置在第二部件27和第一部件25这两者上，即连接部件29在第二部件的端部区域45与第一部件的相邻区域47之间延伸。由于中空的连接部件29的花键设置在第一部件和第二部件这两者的相应花键49、50之间，因此当连接部件29处于其第二位置时，第一部件和第二部件旋转地互连。这具有以下结果，即电动机输出轴11的旋转会引起第一部件25旋转，也会引起第二部件27旋转。因此，当连接部件29处于其第二位置时，会引起中空主轴13旋转，也会引起曲柄部件37旋转，因此锤钻处于锤击钻孔模式。

中空的连接部件29借助于可移动的连杆装置53相对于中间轴组件23的第一部件25和第二部件27可移动。可移动的连杆装置53包括枢转臂55和大致刚性的细长部件56。枢转臂55设置为围绕枢转杆57枢转，枢转杆的相对两端部可旋转地设置在锤钻1的内壳体59的相应凹部中。枢转臂55具有两个相对的端部，第一端部包括设置在置于中空的连接部件29的外部上的凹槽63中的一对端部部件61，而枢转臂的第二端部65抵靠细长部件56的端部。枢转臂55被弹簧67弹簧偏置为：将第二端部65偏置向细长部件56。如图1(a)和图1(b)所示，弹簧67将枢转臂55偏置为远离内壳体59的与弹簧的一部分接合的区域。同样如图1(a)和图1(b)所示，细长部件56以平行于中空主轴13的方式穿过内壳体59和主壳体3中的相应开口延伸，并且延伸到可旋转地安装在主壳体3的外部上且在工具保持器15附近的模式改变轴环69中。

如图2(b)和图2(c)最佳所示，模式改变轴环69的内部包括凸轮表面71，凸轮表面71构造为：模式改变轴环相对于主壳体3的旋转使细长部件56朝向或远离中间轴组件23沿纵向移动。细长部件56的这种纵向移动使枢转臂55枢转(旋转)，从而使中空的连接部件29相对于中间轴组件23的第一部件25和第二部件27进行移动。这样，模式改变轴环69的旋转使锤钻的操作模式在锤击钻孔模式与只钻孔模式之间改变。

在一些实施例中，锤钻的布置与锤钻1大致相同但对中间轴组件的布置作出适应性修改使得，其中，中间轴组件亦包括中空的第一部件、穿过第一部件延伸的细长的第二部件、以及可移动地设置在第一部件和第二部件上的中空的连接部件。其中，与电动机输出轴11啮合的第一从动齿轮31与承载曲柄部件37的第二部件经常啮合以直接驱动曲柄部件37，而第一齿轮33通过连接部件29的操作可选择性地跟随电动机输出轴11旋转或脱离。在这些实施例中，锤钻在连接部件处于第一位置时设置为纯捶击状态。当连接部件处于第二位置时，第一部件及第二部件通过连接部件作机械连接，使得第一部件及第二部件同时或同步转动，使得锤钻可同时进行捶击及钻孔工作。当连接部件处于第一位置时，第一部件与第二部件脱离啮合，使得第一部件及第二部件可相对或独立转动，使得锤钻可选择地进行纯捶击或纯钻孔工作。

在一些具体实施例中，第二部件27的端部区域45向下延伸，并从第一部件及连接部件29的下部突出。第一从动齿轮31承载在连接部件29下的第二部件27下自由端部并与电动机输出轴11经常啮合，使得曲柄部件37跟随电动机输出轴11的旋转以产生捶击运动。当连接部件向下移动进入第二位置时(即第二部件27下自由端与第一部件25之间的位置)，第一部件及第二部件通过连接部件作机械连接，使得第一部件及第二部件同时或同步转动，使得锤钻可同时进行捶击及钻孔工作。当连接部件移动进入第一位置时，第一部件与第二部件脱离啮合，使得第一部件及第二部件可相对或独立转动，使得锤钻进行纯捶击工作。

在一些具体实施例中，第一从动齿轮31可移动，例如可轴向移动，使得其在连接部件在第一位置时可选择地与第一部件或第二部件啮合，使得锤钻可选择地进行纯捶击或纯钻孔工作。

在一些具体实施例中，第一部件可布置以承载曲柄部件37而第二部件可布置以承载第一齿轮33。

应理解的是，上述说明和附图是针对本发明的具体实例的，本发明的其它实例被包含在权利要求书的保护范围内。

Claims (20)

1.一种锤钻，包括：

电动机，其包括电动机输出轴；

中空主轴；

锤机构，其包括设置为在所述中空主轴内可往复运动的活塞；以及

中间轴组件，其与所述电动机输出轴旋转地接合，并且所述中间轴组件包括第一部件、第二部件和连接部件，所述第一部件承载与所述中空主轴上的第二齿轮啮合的第一齿轮以引起所述中空主轴旋转，所述第二部件承载设置为引起所述活塞往复运动的曲柄部件，所述连接部件设置为相对于所述第一部件和所述第二部件移动以使所述第一部件和所述第二部件旋转地互连或脱离，从而在所述连接部件处于第一位置的情况下，所述第一部件和所述第二部件中仅一者旋转地接合所述电动机输出轴，使得相应地所述第一齿轮和所述曲柄部件中仅一者能够旋转，并且在所述连接部件处于第二位置的情况下，所述第一部件和所述第二部件均旋转地接合所述电动机输出轴，使得所述第一齿轮和所述曲柄部件均能够旋转。

2.根据权利要求1所述的锤钻，其中，所述第一部件包括中空部件，并且所述第二部件穿过所述第一部件延伸。

3.根据权利要求1或2所述的锤钻，其中，所述第一部件承载与所述电动机输出轴啮合的从动齿轮，并且所述从动齿轮设置为在使用中当所述电动机输出轴旋转时使所述第一部件旋转。

4.根据前述权利要求中任一项所述的锤钻，其中，所述第一齿轮与所述第一部件形成为单个部件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的锤钻，其中，所述第一齿轮和/或所述第二齿轮包括锥齿轮。

6.根据权利要求5所述的锤钻，其中，所述锥齿轮包括冠齿轮。

7.根据前述权利要求中任一项所述的锤钻，其中，所述第二部件包括穿过所述第一部件延伸并且优选地延伸到所述第一部件的相对两端部之外的轴。

8.根据权利要求7所述的锤钻，其中，所述曲柄部件设置在所述第二部件的延伸到所述第一部件的端部之外的一个端部区域处。

9.根据权利要求7或8所述的锤钻，其中，所述第二部件的设置有或能设置有所述连接部件的区域包括所述第二部件的延伸到所述第一部件的端部之外的一个端部区域。

10.当权利要求9从属于权利要求8时根据权利要求9所述的锤钻，其中，所述第二部件的设置有或能设置有所述连接部件的端部区域是所述第二部件的与设置有所述曲柄部件的端部区域相对的端部区域。

11.根据前述权利要求中任一项所述的锤钻，其中，当所述连接部件处于其第一位置时，所述连接部件仅设置在所述第一部件和所述第二部件中的一者上，并且当所述连接部件处于其第二位置时，所述连接部件设置在所述第一部件和所述第二部件二者上。

12.根据权利要求11所述的锤钻，其中，当所述连接部件处于其第一位置时，所述连接部件仅设置在所述第二部件上，使得仅所述第一齿轮能够旋转而所述曲柄部件不能旋转。

13.根据前述权利要求中任一项所述的锤钻，其中，所述连接部件包括设置在所述第一部件和/或所述第二部件上的中空部件。

14.根据前述权利要求中任一项所述的锤钻，还包括可移动连杆装置，所述可移动连杆装置构造为使所述连接部件在所述连接部件的第一位置与第二位置之间移动。

15.根据权利要求14所述的锤钻，还包括模式改变轴环，所述模式改变轴环能旋转地安装在所述锤钻的壳体上，并且构造为所述模式改变轴环的旋转使所述可移动连杆装置驱使所述连接部件在所述连接部件的第一位置与第二位置之间移动。

16.一种锤钻，包括：

壳体；

电动机，其包括电动机输出轴；

中空主轴；

锤机构，其包括设置为在所述中空主轴内往复运动的活塞；

中间轴组件，其与所述电动机输出轴旋转地接合，并且所述中间轴组件包括第一部件、第二部件和连接部件，所述第一部件承载与所述中空主轴上的第二齿轮啮合的第一齿轮以引起所述中空主轴旋转，所述第二部件承载设置为引起所述活塞往复运动的运动转换部件，所述连接部件设置为相对于所述第一部件和所述第二部件移动以使所述第一部件和所述第二部件旋转地互连或脱离，使得在所述连接部件处于第一位置的情况下，所述第一部件和所述第二部件中仅一者旋转地接合所述电动机输出轴，使得相应地所述第一齿轮和所述运动转换部件中仅一者能够旋转，并且在所述连接部件处于第二位置的情况下，所述第一部件和所述第二部件均旋转地接合所述电动机输出轴，使得所述第一齿轮和所述运动转换部件均能够旋转；

可移动连杆装置，其构造为使所述连接部件在所述连接部件的第一位置与第二位置之间移动；以及

模式改变轴环，其能旋转地安装在所述壳体上，并且构造为所述模式改变轴环的旋转使所述可移动连杆装置驱使所述连接部件在所述连接部件的第一位置与第二位置之间移动。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的锤钻，其中，所述可移动连杆装置包括枢转臂。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的锤钻，其中，所述可移动连杆装置包括构造为使所述枢转臂枢转的细长部件。

19.当权利要求18从属于权利要求15时根据权利要求18所述的锤钻，其中，所述模式改变轴环包括凸轮表面，所述凸轮表面构造为使得所述模式改变轴环的旋转使所述细长部件移动。

20.根据权利要求19所述的锤钻，其中，所述枢转臂被弹簧偏置向所述细长部件和所述模式改变轴环。