CN1943994A - 具有钻孔模式的冲击转动工具 - Google Patents

Abstract

提供了一种冲击转动工具，该冲击转动工具可在冲击模式和钻孔模式之间切换，在冲击模式中，所述工具提供冲击转矩于输出工具，在钻孔模式中，所述工具提供稳定的输出于输出工具。所述冲击转动工具包括冲击机构和锤体，在冲击模式中，该锤体可平行于所述驱动轴的轴线移动，并提供往复冲击以使砧旋转，且在钻孔模式中，该锤体始终保持与所述砧啮合。所述冲击机构包括挡块，在冲击模式中，该挡块不与所述锤体接触，在钻孔模式中，该挡块与所述锤体啮合，以始终在所述锤体和砧之间保持充分接触。

Description

具有钻孔模式的冲击转动工具

技术领域

本发明涉及电动工具，尤其涉及一种能在不同操作模式之间切换的冲击转动工具。

背景技术

传统的组合钻机可提供一种以上的操作模式。例如，第一模式，称为钻孔模式，在钻孔过程中提供输出轴连续的转动而没有转矩限制。第二模式，称为冲击模式，提供具有冲击碰撞的输出轴，以在冲击的方式下使输出轴转动。

尽管双重模式的工具比较方便，仍然需要提供一种工具，在该工具中能调节输出转矩，以减少由于转矩过大而使紧固件的头部或螺纹从工具上折断的可能性。

发明内容

本发明提供了一种冲击转动工具，该工具能可选择地在冲击模式与钻孔模式之间切换。所述冲击转动工具包括具有锤体(hammer block)和砧(anvil)的冲击机构，该锤体连接于驱动轴，该砧与所述驱动轴同轴布置并设置成可选择地与锤体啮合。当冲击转动工具处于冲击模式时，所述锤体能沿驱动轴的纵向轴线抵抗弹簧的偏置力而移动，而且所述锤体往复地与所述砧啮合，以使砧转动。当冲击转动工具处于钻孔模式时，所述锤体始终与所述砧啮合，以使砧转动。

冲击转动工具包括模式选择器，用于可选择地在冲击模式和钻孔模式之间转换操作。当模式选择器在冲击位置时，挡块不与锤体啮合。当模式选择器处于钻孔模式时，挡块与锤体啮合，以始终在锤体和砧之间保持充分接触。

本发明还提供了一种冲击转动工具，该工具能可选择地在冲击模式、钻孔模式和驱动模式之间转换操作。

这样，在本发明的第一方面中提供了一种冲击转动工具，该工具包括：

(a)变速箱，该变速箱连接于电动机和驱动轴；

(b)冲击机构，该冲击机构包括：锤体，连接于驱动轴；和砧，与所述驱动轴同轴布置，并设置成可选择地与所述锤体啮合；

(c)模式选择器，能在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，所述锤体能沿平行于驱动轴纵向轴线的方向抵抗弹簧的偏置力而移动，以使锤体往复地与所述砧啮合，并使砧转动，在第二位置中，锤体始终与砧充分啮合并使砧转动；以及

(d)切换机构，包括挡块，该挡块随模式选择器的动作可沿驱动轴的外表面移动，其中，当模式选择器在第一位置时，所述挡块不与锤体啮合，当模式选择器在第二位置时，挡块与锤体啮合，以始终在锤体和砧之间保持充分接触。

在本发明的又一方面中，提供了一种冲击转动工具，该工具包括：

(a)电动机，该电动机通过变速箱连接于驱动轴；

(b)冲击机构，包括：锤体，连接于所述驱动轴；和砧，与所述驱动轴同轴布置，并设置成可选择地与所述锤体啮合；

(c)模式选择器，能在第一位置、第二位置和第三位置之间移动，在第一位置中，所述锤体能沿平行于驱动轴纵向轴线的方向抵抗弹簧的偏置力而移动，以往复地与所述砧啮合并使砧转动，在第二位置中，所述锤体始终与所述砧啮合并使砧转动，在第三位置中，锤体始终与所述砧啮合并使砧转动，且其中，根据选择的输出转矩水平，可操作离合机构以将转矩可选择地从电动机传递到砧；以及

(d)切换机构，包括挡块，该挡块能随模式选择器的动作沿驱动轴的外表面移动，其中，当模式选择器位于第一位置时，所述挡块不与所述锤体啮合，当模式选择器位于第二位置和第三位置时，所述挡块与锤体啮合，以始终在锤体和砧之间保持充分接触。

在本方面的再一方面中，提供了一种冲击转动工具，该工具包括：

(a)轴，设置成从电动机接收转矩，并可选择地与内轴或同轴的外轴啮合；

(b)锤体，可旋转地安装于同轴的外轴，并能平行于同轴的外轴抵抗弹簧的偏置力而移动；

(c)其中，当所述轴与内轴啮合时，内轴的前端可旋转地与输出轴啮合，且所述同轴的外轴不与输出轴啮合，其中，当所述轴与同轴的外轴啮合时，所述锤体往复地与所述输出轴啮合，其中，当所述轴与所述同轴的外轴啮合时，所述内轴不与所述输出轴啮合。

在本发明的还一方面中，提供了一种冲击转动工具，该工具包括：

(a)驱动轴，设置成从电动机接收转矩，所述驱动轴的一部分包括形腔(cavity)；

(b)锤体，安装于所述驱动轴，并能平行于所述驱动轴抵抗弹簧的偏置力而移动；

(c)支架，在所述形腔内连接于所述驱动轴，其中，所述支架定位于第一位置，在第一位置所述支架完全在所述形腔内，或定位于第二位置，在第二位置所述支架的前端伸出形腔之外；和

(d)输出轴，当所述支架在第一位置时，所述输出轴往复地与所述锤体啮合，且当所述支架在第二位置时，所述输出轴始终与所述锤体啮合。

通过下面对已经图示说明的本发明优选实施方式的描述，本发明的优点对本领域普通技术人员来说更加显而易见。需要明白的是，本发明适用于其他和不同的实施方式，而且本发明的细节可以在不同方面加以修改。因此，附图和描述本质上应视为解释说明，而不是限制。

附图说明

图1是组成根据本发明冲击转动工具第一实施方式的离合机构和冲击机构的内部部件的局部分解视图；

图2是表示处于冲击模式的除去部分机壳后的冲击转动工具的透视图；

图3是图2中的冲击转动工具处于驱动模式的视图；

图4是图2中的冲击转动工具处于钻孔模式的视图；

图5是组成电动机和行星齿轮系的部件的分解视图；

图6是模式选择器和与变速箱的前机壳连接的部件处于冲击模式的前视图；

图7是图6所示的模式选择器和部件处于驱动模式的视图；

图8是图6所示的模式选择器和部件处于钻孔模式的视图；

图9是支撑变速箱后机壳部件的机壳的一半的视图；

图10是冲击转动工具第二实施方式的内部部件的横截面图，表示该冲击转动工具处于钻孔模式或驱动模式；

图11是图10中冲击转动工具的横截面图，表示该冲击转动工具处于冲击模式；

图12是冲击转动工具第三实施方式的内部部件的横截面图，表示该冲击转动工具处于冲击模式；以及

图13是图12中冲击转动工具的横截面图，表示该冲击转动工具处于钻孔或驱动模式。

具体实施方式

现在参考图1-图4，图示为根据本发明的冲击转动工具10。冲击转动工具10能可选择地在冲击模式、钻孔模式和驱动模式之间转换。用以建立驱动模式以及选择冲击转动工具10所需的最大输出转矩的结构细节在共同转让的U.S.S.N.11/090,947中得以描述，该申请在此作为参考文献整体引述。

冲击转动工具10包括：机壳12(见图9，第二互补元件未显示)、用以产生转矩的电动机11、以及变速箱14。该变速箱14包括变速箱后机壳26(见图5)和变速箱前机壳28。变速箱14安装在机壳12内，并通过离合机构16可旋转地将电动机11的输出轴(未显示)与驱动轴18连接。离合机构16能使冲击转动工具10在钻孔模式和驱动模式的操作之间转换，如下面以及U.S.S.N.11/090,947中的进一步描述。驱动轴18连接于冲击机构17，该冲击机构17与输出轴76(图示形成有砧)和夹头100连接，夹头100适于牢固地夹紧刀具，用以加工(engaging)工件。

冲击机构17包括锤体70。所述锤体70为杯形，锤体70具有前表面，至少一个突出72从该前表面向所述工具的前部延伸。优选地，锤体70具有两个突出72。锤体70具有中心孔，有轴从该中心孔穿过。在邻近轴的内周围壁和与内周围壁间隔的外周围壁之间限定了形腔，该形腔具有合适的尺寸，以容纳弹簧78，下面将更加详细地加以描述。

驱动轴18根据转矩旋转锤体70，转矩根本上来自电动机11，并通过变速箱14传递。锤体70随驱动轴18一起转动，但当冲击转动工具10处于冲击模式时，锤体70能沿平行于驱动轴18轴向的方向移动。当冲击转动工具10处于钻孔或驱动模式时，锤体70相对驱动轴18保持静止。

锤体70的内壁部分包括凹槽73。在驱动轴18和内周围壁内的凹槽73之间，径向设置有轴承(未显示)，以构成凸轮机构。当冲击转动工具10处于冲击模式时，驱动轴18旋转锤体70，且该凸轮机构给锤体70提供了相对无摩擦表面，以可选择地沿驱动轴18的轴向进行轴向平移。

在冲击模式中，锤体70可选择地与砧76啮合，以将转矩传递到砧76。砧76包括径向延伸臂77，该径向延伸臂77能与锤体70上的突出72啮合。锤体70通过弹簧78朝向砧76的方向偏置，弹簧78安装在形腔内，并且锤体70由弹簧板79定位。当驱动轴18转动时，至少一个突出72转动地与砧76上的臂77啮合，以传递转矩使砧76转动。最后，由于输出工具作用于工件(未显示)上而在砧76上产生的反扭矩，相对于提供给锤体70的扭矩在数量上增大。在这种情况下，锤体70通过相对于驱动轴18在远离砧76的方向上沿所述凸轮机构横向平移，直到锤体70不再与砧76啮合为止，而具有更小的阻力。随着锤体70远离砧76轴向移动，弹簧78压缩并获得势能。

当弹簧78充分压缩之后，弹簧78内的势能的数量变得足够大，以使弹簧78释放并使锤体70沿驱动轴18的轴向朝砧76加速，如在凸轮机构的帮助下。锤体70的前表面撞击砧76的臂77，并由于锤体70是转动的，突出72接触臂77以旋转砧76。在最初的冲击之后，相对于锤体70中的扭矩，反扭矩可能又会相对变高，这样，锤体70沿凸轮机构远离砧76平移，冲击循环继续，砧76(和输出工具)以冲击或脉冲方式转动。

如图3和图4(分别为驱动模式和钻孔模式)所示，阻挡锤体70在长度方向沿驱动轴18移动。因此，突出72持续接触砧76的臂77，并不允许脱离接触(如在冲击模式中)。换句话说，所有传递到锤体70的扭矩都传递到砧76，且砧76平稳地转动。

如图1所示，提供有挡块80，根据所选择的模式，挡块80能阻止锤体70相对驱动轴18平移(驱动模式和钻孔模式)，或允许锤体70平移(冲击模式)。挡块80为具有中心孔的环形，该中心孔围绕驱动轴，但允许挡块沿驱动轴18移动。为防止挡块80相对于驱动轴18转动，所述中心孔具有沿圆弧的弦的平部分80a，该中心孔的平部分80a与驱动轴的对应平部分18a相啮合。挡块80的平部分80a和驱动轴18的平部分18a相互作用，以防止挡块80相对驱动轴18旋转。

挡块80包括两个臂81，两个臂81从挡块80前表面轴向延伸。挡块80还包括孔80b，该孔80b穿过挡块80的直径沿平行于挡块80的前表面且垂直于中心孔平部分80a的轴延伸。

当挡块80移动到工具内的前位置时(移动挡块80的机构将在下面进行讨论)，挡块的臂81与形成在锤体70内周围壁上的后部件71(见图2和图3)啮合，以防止锤体70远离砧76轴向移动。由于锤体70不能沿驱动轴18的轴线移动，因而锤体70的突出72始终与砧76的臂77接触，且锤体70的扭矩平稳地传递到砧。

驱动轴18包括轴向槽83，该轴向槽83沿垂直于驱动轴18平部分18a的平面延伸。分别通过挡块80的孔80b和驱动轴18的轴向槽83插入第一销84。因此，挡块80能相对于驱动轴18沿轴向槽83所限定的长度线性移动。

驱动轴18还包含中空形腔，该中空形腔沿驱动轴18的轴线贯穿驱动轴18的长度。形腔的封闭部分18d从前端向后端延伸，且具有比封闭部分18d后面的形腔部分更大的尺寸，以限定凸缘18e，封闭部分后面的形腔部分延伸到驱动轴18的后端。在一些实施方式中，形腔的封闭部分18d可为六边形。

偏置机构19包括第一腿87、凸缘87a和弹簧85，偏置机构19置于形腔的封闭部分18d之内。偏置机构19通过帽86保持在封闭部分18d中。凸缘87a的尺寸使其和凸缘18e邻接，以防止偏置机构19向后移动。该第一腿87的后端位于驱动轴18之内第一销84的前面，且第一腿87在驱动轴18内沿轴向槽83内的第一销84的可能运动而移动。

而且，弹簧85一端靠在凸缘87a上，同时另一端接触帽86，以使偏置机构19沿向后的方向偏置。尽管该偏置力不足以阻止第一销84和驱动轴18内第一腿87的向前运动，但当使第一销84向前运动的力消除时，弹簧85的偏置力移动第一腿87和第一销84向后运动而远离砧76。图2表示通过弹簧85被偏置于槽83后部位置的凸缘87a和第一腿87。图3和图4表示位于驱动轴18内前部位置的凸缘87a和第一腿87，而且弹簧85进一步被压缩。

当第二腿92将第一销84向前压时，第一腿87和第一销84在驱动轴18内向前移动。第二腿92具有插入驱动轴18形腔内的前端，从而与第一销84接触，并延伸到驱动轴18后端之外。图2-图4表示第二腿92的前端和驱动轴18内的第一销84之间的配合。

如上述图所示，驱动轴18的后端插入中空的行星支架36内，该行星支架36延伸穿过主体部分28a的长度而进入变速箱前机壳28的台肩部分28b。如图1所示，行星支架36的前端包括槽88。该槽88容纳销89，根据通过连杆90和销89与垫片91的共同配合而带来的连杆90的向前相应移动，销89能在槽88内移动。销89还接触第二腿92的后端，这样销89在槽88内的向前移动可以使第二腿92在驱动轴18内向前运动，从而使第一销84、第一腿87和凸缘87a向前运动，并压缩弹簧85。当连杆90不再推动部件向前时，弹簧85的偏置力使第一腿87、第一销84、第二腿92和第二销89向后远离砧76移动。

第二销89的每一端均延伸到行星支架36中槽88之外，并容纳于沿垫片91直径形成的孔91a中。垫片91还具有锯齿部分91b，该锯齿部分91b适于保持连杆90的弓形部分90c，下面将对此进行描述。

如图1所示，变速箱前机壳28的台肩部分28b具有凹部28c，该凹部28c的外径与套筒94可活动地啮合。该凹部28c还包括沿同一平面布置的两个轴向狭槽96(图中仅代表性地显示出一个)。狭槽96与凹部28c宽度相同。连杆90具有沿同一直线彼此远离延伸的臂90a、90b，以及连接臂90a和90b的弓形部分90c。弓形部分90c封入变速箱前机壳28的台肩部分28b的中空中心中，以及围绕行星支架36的垫片91的弯曲锯齿部分91b中，第二销89穿过弓形部分90c延伸(随行星支架36一起)。连杆90的臂90a和90b均穿过凹部28c中的一个狭槽96延伸。因为第二销89和连杆90均和垫片91配合，因此连杆90或第二销89的轴向运动都会使这些部件中其他部件进行相同的轴向运动。

套筒94形成为C形，置于变速箱前机壳28的凹部28c的上方。该套筒94包括位于套筒94相对两侧的导轨95。连杆90的臂90a和90b分别插入穿过变速箱前机壳28中的狭槽96和套筒94的导轨95。形成有每个导轨95，这样套筒94相对变速箱前机壳28的转动能使连杆90沿形成在变速箱前机壳28中的狭槽96的轴线线性移动。

两个导轨95中的任一个均具有第一部分95a和第二部分95b。当套筒94相对于变速箱前机壳28转动时，第一部分95a使各个臂沿凹部28c中的狭槽轴向移动。当套筒94还相对于变速箱前机壳28转动时，第二部分95b保持臂位于所述狭槽的前端，也就是说，当套筒94在变速箱前机壳28上面时，导轨95的第二部分95b垂直于第二槽88。

如下面将要描述的，当臂90a和90b均位于每个导轨95第一部分95a的后端时(见图2)，该工具处于冲击模式。当所述臂位于导轨95的两部分95a和95b之间的拐点时(见图3)，该工具处于驱动模式。当所述臂位于导轨95的第二部分95b的末端时(见图4)，该工具处于钻孔模式。

如上所述，销89与第二腿92的后端配合。因此，当套筒94旋转以使连杆90在导轨95内向前移动时，由于第二销89向前移动，第二腿92也在驱动轴18内向前移动。如上所述，第二腿92的向前移动使第一销84、挡块80和第一腿87向前移动，并进而压缩弹簧85。当挡块80向前移动时，挡块80与锤体70啮合，并阻止锤体70的任何向后移动。因此，锤体70与砧76始终保持接触，以使砧76平稳地转动。当套筒94以相反的方向转动时，连杆90和第二销89在工具内向后移动，释放压缩封闭形腔18d内弹簧85的压力。然后，弹簧85张开，向后偏置第一腿87和第一销84。挡块80也向后移动，不再与锤体70接触，从而允许锤体70沿驱动轴18往复运动。

套筒94还包括多个突出部94b，该突出部94b从套筒94的外圆周表面径向延伸。该突出部94b定位装在形成在模式选择器40内的多个键槽41中。该模式选择器40围绕套筒94和变速箱前机壳28的凹部28c。模式选择器40包括把手43，该把手43延伸至工具机壳12外部，以允许使用者转动模式选择器40来改变冲击转动工具的操作模式。因为套筒94的突出部94b啮合于模式选择器上的键槽41中，模式选择器40的转动会使套筒94同时转动，这样允许冲击转动工具10在冲击模式和钻孔或驱动模式之间切换，如上所述。通过使离合机构16接合与分离，模式选择器40在钻孔模式位置与驱动模式位置之间的移动使工具在这些模式之间切换，这种切换的方式下面将进行描述。

如上所述，冲击转动工具包括电动机11，以通过变速箱14旋转驱动轴18。该冲击转动工具还包括离合机构16，当所述工具处于驱动模式时(见图3和图7)，该离合机构16允许使用者控制作用于输出轴上的最大输出转矩。下面对离合机构16进行详细描述。

如图5所示，变速箱14包括至少一个，如图中所示，一对具有传统结构的行星齿轮组20和22，用以传递电动机12的旋转或转矩，并降低电动机11的转速。电动机11的轴(未显示)构成太阳轮(未显示)，该太阳轮和第一行星齿轮组20可转动地啮合，第一行星齿轮组20驱动第二行星齿轮组22。本领域普通技术人员能理解的是，第一行星齿轮组20和第二行星齿轮组22置于变速箱后机壳26之内，以在电动机11的输出轴和第二行星齿轮组22的小齿轮34之间提供二级齿轮减速(two-speed gear reduction)。在变速箱后机壳26上具有速度选择器开关(未显示)，以选择较高转速范围，用以快速钻孔或驱动操作，或选择较低转速范围，用以较高动力及转矩操作。当使用较高转速的转动工具10时，转速升高而钻孔具有较低的转矩。当使用较低转速的转动工具10时，转速下降而钻孔具有较高的转矩。当转动工具10处于冲击模式转速较高时，该工具为高转矩操作提供最大的拉紧转矩。当操作转动工具10处于冲击模式转速较低时，该工具提供较低的拉紧转矩，以防止过度拉紧而导致对软表面或紧固件的破坏。

变速箱14还包括第三行星齿轮组24，置于变速箱前机壳28之内，用于与离合机构16配合以旋转驱动轴18。第三行星齿轮组24包括环齿轮30和一组行星齿轮32。该环齿轮30可选择旋转地置于变速箱前机壳28的主体部分28a之内。变速箱前机壳28的主体部分28a固定于变速箱后机壳26(图5)，例如，使用紧固件，该紧固件容纳于形成在主体部分28a的外表面上的螺纹孔和形成在变速箱后机壳26的凸缘上的对应通孔之内。行星齿轮32与环齿轮30以及第二行星齿轮组22的小齿轮34啮合。行星齿轮32可转动地支撑于行星支架36的轴向突出体36a上，行星支架36与驱动轴18的后端连接以随驱动轴18一起转动。驱动轴18可旋转地容纳于变速箱前机壳28的台肩部分28b之内。如图1所示，驱动轴18的后端和行星支架36的前部内圆周表面可以通过花键联接形成并连接在一起，以防止驱动轴18与行星支架36之间任何相对的转动，并将作用于行星支架36上的转矩传递给驱动轴18。

第二行星齿轮组22的小齿轮34作为太阳轮驱动第三行星齿轮组24的行星齿轮32。如果环齿轮30可旋转地固定于变速箱前机壳28的主体部分28a内，则行星齿轮32会绕小齿轮34旋转，以驱动行星支架36和驱动轴18围绕小齿轮34的轴线转动。这种设置完全能将转矩从小齿轮34传递到驱动轴18。相反，如果环齿轮30在变速箱前机壳28内可以转动或空转，则小齿轮34不会将转矩传递给驱动轴18，而是会驱动行星齿轮32围绕它们各自在支架36的轴向突出体36a上的轴线转动。

在环齿轮30的外台肩上围绕圆周形成有多个凸起30a，用于与离合机构16配合，以选择性地阻止环齿轮30相对变速箱前机壳28旋转，下面将进一步详细描述。凸起30a用于和一组通孔38(pass through opening)配合，通孔38围绕圆周形成在变速器前机壳28的主体部分28a中，并延伸穿过主体部分28a。

离合机构16包括一组连接部件46、模式选择器40和一组旁路部件(bypass member)44。主体部分28a中的每个通孔38其中可移动地容纳有至少一个连接部件46，例如，连接部件46可为圆柱或圆球部件。模式选择器40可旋转地安装在变速器前机壳28的台肩部分28b上，并轴向固定于直接邻接主体部分28a的凹部28c上，例如，模式选择器可以为环形。模式选择器40具有凹口弹簧(未显示)，该凹口弹簧与一个或多个形成在主体部分28a上的凹口(未显示)相配合，当模式选择器40在不同位置之间旋转时，用以固定模式选择器40，如上、下文进一步详细描述。

在模式选择器40上围绕圆周形成有一个或，如图所示，多个开口42，以与主体部分28a中的通孔38配合。模式选择器40中的每个开口42其中可移动地容纳有旁路部件44，例如，旁路部件44可以为球形部件，六边形、方形、圆形或其他形状截面的销。这样，连接部件46在主体部分28a的一端邻接环齿轮30的台肩部，在主体部分28a的相对另一端邻接旁路部件44。

在模式选择器40的前面，变速箱前机壳28的台肩部分28b上松驰地支撑有弹簧垫圈48和弹簧50。弹簧50压紧弹簧垫圈48，以迫使旁路部件44与连接部件46配合，从而使连接部件46偏置到环齿轮30的台肩部。

弹簧50置于弹簧垫圈48和环形弹簧座52之间。弹簧座52不可旋转地安装在变速箱前机壳28的台肩部分28b之上。弹簧座52的内表面和台肩部分28b的外表面具有配合表面，从而弹簧座52仅在轴向方向可以相对于台肩部分28b移动。例如，在弹簧座52的内表面上形成有径向凸起，该径向凸起容纳于形成在台肩部分28b上的对应轴向开槽或凹槽中。

弹簧座52具有外螺纹部分，用于和转矩调整罩54的内螺纹部分啮合，以改变作用于弹簧垫圈48上的作用力。转矩调整罩54通过使用盖帽58轴向固定于变速箱前机壳28，盖帽58围绕转矩调整罩54的外周。盖帽58通过多个紧固件(未显示)连接于变速箱前机壳28，以将转矩调整罩54定位。

这样的设置允许转矩调整罩54相对于机壳28旋转。转矩调整罩54的旋转使内螺纹部分啮合，并使弹簧座52沿轴向移动。转矩调整罩54的旋转方向决定弹簧座52是否朝向还是远离弹簧50移动，从而增加或降低作用于弹簧垫圈48上的作用力。

如图6和图8所示，在冲击模式和钻孔模式中，模式选择器40旋转到第一位置，从而模式选择器40中的开口42和容纳于开口42中的旁路部件44定位成远离主体部分28a中的通孔38。这样，通孔38内的连接部件46轴向阻塞于环齿轮30的台肩部和模式选择器40之间。这种设置使环齿轮30台肩部的凸起30a稳固地与连接部件46啮合，从而防止环齿轮30在变速器前机壳28内旋转。因此，电动机11会驱动驱动轴18持续旋转，而不会有任何环齿轮30的转矩限制。

如图7所示，在驱动模式中，模式选择器40旋转到使开口42与主体部分28a中的通孔38对齐的位置。因此，连接部件46和旁路部件44可以抵抗弹簧垫圈48和弹簧50的作用力轴向移位。如果输出轴上的负载足以克服环齿轮30上的转矩，则环齿轮30会提升连接部件46至凸起30a之上，从而在变速器前机壳28内旋转。特别地，凸起30a具有斜面，当环齿轮30旋转时，用以轴向偏置连接部件46。当环齿轮30可以以这种方式旋转时，电动机11不会将转矩传递到驱动轴18。在驱动模式中，通过旋转转矩调整罩54来调节环齿轮30的转矩极限，以改变作用于弹簧垫圈48上的作用力，如上所述。

因此，这种使用模式选择器40以阻塞连接部件46的离合机构16的设置，允许使用者在钻孔模式和驱动模式的操作之间进行转换，而不会影响驱动模式设置的转矩极限。

图10和图11为冲击转动工具的第二实施方式。该第二实施方式包括冲击转动工具200的许多标准特征，冲击转动工具200包括：电动机(未显示)和齿轮传动链(未显示)，该齿轮传动链提供输出，以使轴210转动。在第二实施方式中公开的结构也允许冲击转动工具200在冲击模式(如图11所示)或钻孔模式或驱动模式(如图10所示)中运转。所述齿轮传动链包括离合机构(未显示)，该离合机构在结构和操作上类似于上述第一实施方式中的离合机构，并在共同所有的美国专利申请号11/090,947中完全公开，该申请在这里整体参考。

轴210包括啮合前端216，该啮合前端216能选择性地与内轴220的后端通过花键联接216、224连接，以将根本上来自电动机的转矩传递给内轴，或者与支架226配合，该支架226与外轴230连接以传递转矩给外轴230。虽然外轴230和内轴220的装配允许任意一个轴旋转的同时，另一轴不旋转，但外轴230与内轴220同轴，且环绕内轴220。

根据使用者选择的工具运转模式，内轴220和外轴230中的一个可选择地与输出轴240啮合，以提供转矩用于旋转工具，该工具与输出轴240通过卡头250连接。

如图10所示，冲击转动工具200为钻孔或驱动模式。内轴220与轴210啮合，内轴220的前端222与输出轴240的后端通过花键联接啮合，以传递转矩给输出轴240。在这种情况(orientation)中，输出轴240相对砧244自由旋转，砧244保持静止。因为砧244和外轴230在这种情况中不转动，所以锤体260也保持静止。弹簧236位于内轴220的前端222和输出轴240的后端242之间。弹簧236的作用是向后偏置内轴220，这样当轴210不驱动内轴220时，内轴220不会与输出轴240通过花键联接而啮合。

如图11所示，冲击转动工具200为冲击模式。外轴230的后端232连接于支架226，支架226与轴210的前端通过花键联接而啮合。在这种情况中，内轴220不与轴210啮合，因而不随轴210转动。如图11所示，外轴230随轴210旋转，这样使锤体260也旋转。锤体260可旋转地通过凸轮270连接于外轴，凸轮270随安装在凹部238中的轴承(未显示)一起运作，凹部238形成在外轴230中。锤体260包括突出部262，突出部262可选择地与从砧244延伸的臂246啮合，以传递转矩使砧244转动。锤体260随凸轮270的动作抵抗弹簧266的偏置力，平行于外轴230的轴向平移，以实现与砧244的往复接触。

当工具200处于冲击模式，以将作用于砧244的往复冲击转矩传递给输出轴240时，砧244与输出轴240啮合。因为在冲击转动工具200处于钻孔或驱动模式而运转时，锤体260、砧244和外轴230是静止的，冲击转动工具200的操作效率更高，因为动力不需要克服惯性，以旋转这些部件，并保持锤体260往复运动。

图12和图13为冲击转动工具的第三实施方式。该第三实施方式包括冲击转动工具300的许多标准特征，冲击转动工具300包括电动机(未显示)和齿轮传动链(未显示)，齿轮传动链提供输出，以使轴320旋转。在该第三实施方式中公开的结构也允许工具在冲击模式(如图12所示)或钻孔或驱动模式(如图13所示)中操作。齿轮传动链包括离合机构(未显示)，该离合机构在结构和操作上类似于上述第一实施方式中的离合机构，并在共同所有的美国专利申请号11/090,947中完全公开，该申请在这里整体参考。

图12表示处于冲击模式的冲击转动工具300。该冲击转动工具300包括驱动轴320，驱动轴320可旋转地与输入轴(未显示)啮合，输入轴通过齿轮传动链接收根本上来自电动机的转矩。驱动轴320包括中心孔324，中心孔324从驱动轴320的后端开始，延伸经过驱动轴320长度的大部分，而不穿过驱动轴320的前端。杆350插入中心孔324内，以延伸到驱动轴320的后端之外。驱动轴320还包括形腔327，形腔327从驱动轴的外圆周开始延伸，并与中心孔324交叉。T型支架354位于形腔327内，并可旋转地通过销358安装于驱动轴320。支架354的下端355在包括部分中心孔324和形腔327以及杆350前端的空间(volume)内延伸，杆350的前端与支架354下端355的后部啮合。

支架354通过销联接可旋转地连接于驱动轴320，从而支架354随杆350的动作而旋转，杆350位于驱动轴320的中心孔324内。例如，当杆350在驱动轴320内向前移动时，支架顺时针方向转动，如图12所示。支架354受弹簧353的偏置作用，沿逆时针方向旋转，弹簧353位于驱动轴内的中心孔324中，在中心孔324的前端与支架354下端355的前部之间。当杆350在驱动轴320内向前移动时，支架354旋转，从而前端356上升到驱动轴320外圆周之上，同时还压缩弹簧353。当杆350不再在驱动轴320内向前移动时，弹簧353张开，使支架354沿逆时针方向旋转，这使得支架354的前端356下降，并使杆350通过驱动轴320的中心孔324向后移动。

冲击转动工具300还包括锤体330，锤体330连接于驱动轴320。锤体330根据作用于驱动轴320的转矩而旋转，还平行于驱动轴320的轴向抵抗弹簧333的偏置力而往复运动，类似于上述锤体的操作。形成有钢球326的凸轮位于驱动轴320内的凹部325内。该凸轮的操作类似于上述凸轮。

与传统的冲击转动工具和上述实施方式类似，锤体330具有突出体332，突出体332与砧340往复接触，以将驱动轴320中的转矩以冲击方式传递给砧340。砧340连接于输出夹头346，或与输出夹头346成为整体，输出夹头346夹持输出工具(未显示)，如传统冲击转动工具中一样。

图12表示处于冲击模式的冲击转动工具300。定位支架354(根据中心孔324内的杆350的位置)来定位，从而前端356与驱动轴320的外圆周对齐，且锤体330相对于驱动轴320自由地往复运动，并提供作用于砧340的冲击碰撞。

图13为处于钻孔或驱动模式的冲击转动工具300。定位支架354(根据中心孔324内的杆350的位置)来定位，从而支架354的前端356延伸至驱动轴320圆周之上，并防止锤体330在冲击转动工具300内向后移动。因为阻止锤体330向后移动，锤体330与砧340始终保持充分接触，并因而平稳地将驱动轴上的转矩传递给砧340。当冲击转动工具300转换回冲击模式时，杆350向后移动，弹簧353张开，以使支架354沿逆时针方向转动。这样支架354的前端下降，又允许锤体330往复运动，并提供冲击碰撞以使砧340转动。

杆350在驱动轴320的中心孔324内根据开关370的转动而移动。在优选实施方式中，开关370的前表面372具有斜面(未显示)，该斜面起到凸轮的作用，以在驱动轴320的中心孔324中移动杆350。因此，当冲击转动工具300处于冲击模式时，将开关370定位，从而所述斜面允许支架354(和杆350)受弹簧353的偏置作用而进入前端356与驱动轴320圆周表面共线的位置，以允许锤体330相对驱动轴320往复运动。当冲击转动工具300转换到钻孔或驱动模式时，旋转该开关，从而使杆350与更向前延伸的部分斜面配合，并在中心孔324中向前移动杆350，从而使支架354沿顺时针方向抵抗弹簧353的偏置力转动，直到前端356延伸到驱动轴320圆周表面之上，以阻止锤体330往复运动。

如上所述，当开关370转动到冲击模式时，弹簧353迫使支架354的下端355和杆350向后移动，直到支架354沿逆时针方向转动，以允许锤体330又在工具内往复运动，并提供冲击力作用于砧340。在上述实施方式中描述的这种结构适于可选择地移动杆350，以改变冲击转动工具300的操作模式。 而且，其他本领域普通技术人员所熟知的可以使杆350在驱动轴内线性移动的方法也可以使用。

因而，前述详细的描述应视为说明解释，而不是限定作用，而且应该知道，起到限定作用的是下面的权利要求(包括等同物)，权利要求用于限定本发明的本质和范围。

Claims (28)

1.一种冲击转动工具，包括：

(a)变速箱，该变速箱连接于电动机和驱动轴；

(b)冲击机构，该冲击机构包括：锤体，所述锤体连接于驱动轴；和砧，所述砧与所述驱动轴同轴布置，并设置成可选择地与锤体啮合；

(c)模式选择器，该模式选择器能在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，所述锤体能沿平行于驱动轴纵向轴线的方向抵抗弹簧的偏置力而移动，以往复地与所述砧啮合并使砧转动，在第二位置中，锤体始终与所述砧啮合并使砧转动；以及

(d)切换机构，该切换机构包括挡块，该挡块随模式选择器的动作可沿驱动轴的外表面移动，其中，当模式选择器在第一位置时，挡块不与锤体啮合，当模式选择器在第二位置时，挡块与锤体啮合，以始终在锤体和砧之间保持充分接触。

2.根据权利要求1所述的冲击转动工具，其中，所述挡块连接于销，该销沿所述驱动轴中的槽移动。

3.根据权利要求1所述的冲击转动工具，其中，所述模式选择器可围绕所述驱动轴的纵向轴线旋转。

4.根据权利要求3所述的冲击转动工具，其中，所述挡块连接于销，该销沿所述驱动轴中的槽移动，所述模式选择器的旋转动作使所述挡块平行于所述驱动轴的纵向轴线移动。

5.根据权利要求1所述的冲击转动工具，其中，所述切换机构包括具有纵向槽的行星支架，该行星支架在操作过程中与行星齿轮啮合，其中，所述槽容纳销，该销随所述模式选择器的动作而沿所述槽移动。

6.根据权利要求5所述的冲击转动工具，其中，所述切换机构包括在所述驱动轴内的第二槽，连接于挡块的第二销延伸穿过该第二槽，其中，第一销在第一槽内的运动导致第二销在第二槽内的运动。

7.根据权利要求6所述的冲击转动工具，其中，所述切换机构还包括套筒，该套筒随所述模式选择器一起旋转，并在操作过程中与所述第一销配合。

8.根据权利要求7所述的冲击转动工具，其中，所述套筒包括导轨，连杆的臂延伸穿过该导轨，其中，所述连杆与第一销配合，并且其中，所述套筒的旋转引起所述连杆和所述第一销的运动。

9.根据权利要求6所述的冲击转动工具，其中，在第一销和第二销之间设置有腿，该腿沿所述驱动轴的纵向轴线部分插入中空形腔内。

10.根据权利要求9所述的冲击转动工具，其中，所述切换机构还包括第二腿，该第二腿置于所述驱动轴中空形腔内的所述第二销的前部，其中，所述第二腿通过设置于所述中空形腔内的第二弹簧而向后偏置。

11.根据权利要求1所述的冲击转动工具，其中，所述模式选择器能可选择地移动到第三位置，其中，所述锤体始终与所述砧保持啮合，以使所述砧旋转，且其中，根据可选择的输出转矩水平，可操作离合机构以选择性地将来自电动机的转矩传递到所述砧。

12.一种冲击转动工具，包括：

(a)电动机，该电动机通过变速器连接于驱动轴；

(b)冲击机构，该冲击机构包括：锤体，所述锤体连接于驱动轴；和砧，所述砧与所述驱动轴同轴布置，并设置成可选择地与锤体啮合；

(c)模式选择器，该模式选择器能在第一位置、第二位置和第三位置之间移动，在第一位置中，所述锤体能沿平行于驱动轴纵向轴线的方向抵抗弹簧的偏置力移动，以往复地与所述砧啮合并使砧转动，在第二位置中，锤体始终与所述砧啮合并使砧转动，在第三位置中，锤体始终与所述砧啮合并使砧转动，且其中，根据可选择的输出转矩水平，可操作离合机构以选择性地将来自电动机的转矩传递到所述砧；以及

(d)切换机构，该切换机构包括挡块，该挡块能随模式选择器的动作沿驱动轴的外表面移动，其中，当模式选择器位于第一位置时，所述挡块不与所述锤体啮合，当模式选择器位于第二和第三位置时，所述挡块与锤体啮合，以始终在锤体和砧之间保持充分接触。

13.根据权利要求12所述的冲击转动工具，其中，所述挡块连接于销，该销沿所述驱动轴中的槽移动。

14.根据权利要求12所述的冲击转动工具，其中，所述模式选择器可围绕所述驱动轴的纵向轴线旋转。

15.根据权利要求14所述的冲击转动工具，其中，所述挡块连接于销，该销沿所述驱动轴内的槽移动，而且所述模式选择器的旋转动作使所述挡块平行于所述驱动轴的纵向轴线移动。

16.根据权利要求12所述的冲击转动工具，其中，所述切换机构包括具有纵向槽的行星支架，该行星支架在操作过程中与行星齿轮啮合，其中，所述槽容纳销，该销随所述模式选择器的动作而沿所述槽移动。

17.根据权利要求16所述的冲击转动工具，其中，所述切换机构包括在所述驱动轴内的第二槽，连接于所述挡块的第二销延伸穿过该第二槽，其中，所述第一销在第一槽内的移动导致所述第二销在所述第二槽内的移动。

18.根据权利要求17所述的冲击转动工具，其中，所述切换机构还包括套筒，该套筒随所述模式选择器一起转动，其中，所述套筒在操作过程中与所述第一销配合。

19.根据权利要求18所述的冲击转动工具，其中，所述套筒包括导轨，连杆的臂延伸穿过该导轨，其中，所述连杆与第一销配合，且其中，所述套筒的旋转导致所述连杆和所述第一销的运动。

20.根据权利要求17所述的冲击转动工具，其中，第一腿设置在所述第一销和第二销之间，所述第一腿沿所述驱动轴的纵向轴线部分插入中空形腔内。

21.根据权利要求20所述的冲击转动工具，其中，所述切换机构还包括第二腿，该第二腿位于所述驱动轴的中空形腔内的第二销的前面，其中，所述第二腿通过设置于所述中空形腔内的第二弹簧而向后偏置。

22.一种冲击转动工具，该工具包括：

(a)轴，设置成从电动机接收转矩，并可选择地与内轴或同轴的外轴啮合；

(b)锤体，可旋转地安装于同轴的外轴上，并能平行于同轴的外轴抵抗弹簧的偏置力而移动；

(c)其中，当所述轴与内轴啮合时，内轴的前端可旋转地与输出轴啮合，且所述同轴的外轴不与输出轴啮合，其中，当所述轴与同轴的外轴啮合时，所述锤体往复地与所述输出轴啮合，其中，当所述轴与所述同轴的外轴啮合时，所述内轴不与所述输出轴啮合。

23.根据权利要求22所述的冲击转动工具，其中，所述轴可选择地与所述内轴啮合，且所述轴可选择地与所述同轴的外轴啮合。

24.根据权利要求22所述的冲击转动工具，其中，当所述轴与所述内轴啮合时，所述同轴的外轴不转动，且其中，当所述轴与所述同轴的外轴啮合时，所述内轴不转动。

25.一种冲击转动工具，该工具包括：

(a)驱动轴，设置成从电动机接收转矩，所述驱动轴的一部分包括形腔；

(b)锤体，安装于所述驱动轴上，并能平行于所述驱动轴抵抗弹簧的偏置力而移动；

(c)支架，在所述形腔内连接于所述驱动轴，其中，所述支架对齐第一位置，在第一位置所述支架完全在所述形腔内，或对齐第二位置，在第二位置所述支架的前端伸出形腔之外；和

(d)输出轴，当所述支架在第一位置时，所述输出轴往复地与所述锤体啮合，且当所述支架在第二位置时，所述输出轴始终与所述锤体啮合。

26.根据权利要求25所述的冲击转动工具，其中，当所述支架位于第二位置时，防止所述锤体相对于所述驱动轴往复运动。

27.根据权利要求25所述的冲击转动工具，其中，所述驱动轴还包括中心孔，第二弹簧置于该中心孔内，以使所述支架向第一位置偏置。

28.根据权利要求27所述的冲击转动工具，还包括位于支架后面中心孔内的杆，其中，所述杆在所述驱动轴内可以移动，以使所述支架从第一位置移动到第二位置，而且当所述杆不再使所述支架移动到第二位置时，所述第二弹簧将使所述支架恢复至第一位置。

Images