钻类工具的制作方法

本实用新型涉及一种钻类工具，尤其涉及一种具有主轴自锁结构的钻类工具。

背景技术：

随着科学技术的发展进步，电动工具已家喻户晓，并逐步地取代了手动工具，如电动扳手、电动螺丝批等。省力，便捷是电动工具给人们带来的好处，但是在遇到某些没有电力供给或电力供给不足的情况时，如停电时的交流工具，或电量不足时的直流工具，人们还是需要寻找手动工具去完成作业。所以，兼具手动工具操作模式的电动工具无疑会拥有更为广泛的市场。

实现电动工具同时具有手动工具操作模式的主要技术是将主轴锁定，当主轴的旋转被限制后，电动工具就不仅当做手动工具来使用，而且还可以进行批头或钻头的夹紧或松开。

现有技术中广泛使用的主轴锁定结构是通过设置在行星架一侧端面的滚珠以及转接盘与固定盘之间形成的楔块结构实现的，即在马达的带动下，行星架可以带动输出轴的转动；但是在停机状态下，以输出轴作为驱动端时，滚柱与转接盘和固定盘之间会处于锁定，以使行星架不能转动，即可实现主轴锁定。

随着电动工具的普及，其操作工况也越来越广泛，轻小型电动工具也越来越得到人们的关注与青睐。因为与机身较长较大的电动工具相比，轻小型的电动工具能够在空间较狭小的操作环境中作业，能够适应更多的操作工况。

现有技术中的主轴锁结构虽具有主轴锁定的功能，却也占用了一定的轴向尺寸，增长了钻类工具的主轴长度。因此，现有技术中的主轴锁定结构的钻类工具还具有一定的改进空间。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种改进的主轴锁定结构，以缩小钻类工具的轴向尺寸，以使钻类工具机身小巧、结构紧凑。

为了解决其技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种钻类工具，包括：机壳，位于机壳中输出旋转运动的马达，传递所述马达输出的行星轮系，由所述行星轮系驱动旋转的主轴，以及锁定机构，设置在所述行星轮系与所述主轴之间；所述锁定机构包括与所述主轴配接的转接盘，套设于所述转接盘外且相对所述机壳固定设置的固定盘，设置在所述转接盘与所述固定盘之间的中间机构，所述中间机构能够阻止从所述主轴到所述行星轮系的运动传递；所述中间机构与所述行星轮系在主轴轴线上的投影部分重叠。

优选的，所述行星轮系包括至少一级行星架，所述中间机构与其中一级行星架在所述主轴轴线上的投影重叠。

优选的，所述中间机构包括滚柱，所述滚柱与所述行星架在主轴轴线上的投影重叠。

优选的，所述中间机构还包括设置在所述转接盘靠近行星架的端面上的凸起，以及设置在所述行星架的外圆周上的异形缺口；所述异形缺口包括靠近所述行星架中心的第一部分，所述第一部分用于收容所述凸起。

优选的，所述异形缺口还包括与所述第一部分连通的第二部分，所述第二部分用于收容所述滚柱，以使所述滚柱的圆周面能够与所述固定盘的内圆周面以及所述凸起的外侧面接触。

优选的，所述行星架的中心孔与所述主轴之间设有止转机构。

优选的，所述异形缺口与所述滚柱的个数相同。

优选的，所述钻类工具还包括用于支撑主轴的前轴承和后轴承；所述前轴承支撑在所述主轴上靠近夹头的一侧，所述后轴承至少部分支撑在所述行星架上。

优选的，所述行星轮系还包括所述行星架支撑的行星轮，在所述行星轮与所述行星架之间设有支撑圈，所述支撑圈与所述主轴轴向固定连接，所述后轴承至少部分支撑在所述支撑圈上。

优选的，所述后轴承完全支撑在所述行星架上。

与现有技术相比，本技术方案中的主轴自锁结构中的中间机构设置为与行星架在轴向上的投影至少部分重叠，以减小主轴自锁结构对轴向尺寸的占用，从而实现钻类工具的结构紧凑、机身短小。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例中的钻类工具示意图。

图2是本实用新型的一个实施例中钻类工具的部分爆炸图。

图3是本实用新型的一个实施例中钻类工具的部分剖视图。

图4是图1所示钻类工具沿A-A线的剖视图。

图5是本实用新型的锁定机构的第一状态图示。

图6是本实用新型的锁定机构的第二状态图示。

图7是本实用新型的锁定机构的第三状态图示。

具体实施方式

本实用新型实施例中的钻类工具是直流工具，但也不限定于直流工具，也可以是交流工具，只要具有行星轮系和主轴锁定结构的钻类工具，均在本实用新型的范围之内。

参照图1-2所示，图1是本实用新型一个实施例中钻类工具的示意图，图2是本实用新型的一个实施例中钻类工具的部分爆炸图。钻类工具100包括机壳110，设置在机壳110上的手柄111，设在机壳110内输出旋转运动的马达120，传递马达120输出运动的行星轮系130，由行星轮系130驱动旋转的主轴140，与主轴140连接的工作头150，控制马达120启停的扳机112，以及设置在行星轮系130与主轴140之间的锁定机构141。锁定机构141能够实现行星轮系130与主轴140之间的单向传动，即能够阻止从主轴140到行星轮系130之间的运动传递，即：按下扳机112启动马达120，行星轮系130带动主轴140与工作头150转动；松开扳机112，从输出端驱动工作头150和主轴140转动时，锁定机构141能够阻止将转动传递给行星轮系130，也就是使主轴140处于旋转锁定状态。

具体地，固定盘143外周面上的多个凸起与机壳110内周面上的多个凹槽配合，以实现固定盘143相对机壳110的固定设置。行星架133的外圆周上均匀分布有三个异形缺口，进而在行星架133上形成了多个支脚133a。该异形缺口包括第一部分133b和第二部分133c。其中，第一部分133b用于收容形成于转接盘148靠近行星架133的那个端面上的凸起148b，第二部分用于收容滚柱147，且在收容状态下，滚柱147的轴线与主轴140的轴线平行。固定盘143套设于转接盘148上，滚柱147则设置于固定盘143与转接盘148之间。此处所说的之间是从径向上来看的，也就是说，转接盘148上的凸起148b，滚柱147，固定盘148三者在输出轴140轴线上的投影有重叠部分，可参见图3所示。

转接盘148上的凸起148b能够插入到行星架133内的异形缺口的第一部分133b中，滚柱147能够收容在异形缺口的第二部分133c。设置在行星架133的外周面上设有与腰形孔133b连通的缺口133c，且第二部分133c位于第一部分133b的外侧，进而使滚柱147能够位于转接盘148与固定盘143之间。此处的外部指的是行星架133上远离圆心的那一侧。

参照图3-4，当从马达120端驱动行星架133转动时，行星架133与主轴140的扁方连接会带动主轴140转动，又主轴140与转接盘148也为扁方连接，所以转接盘148会跟着行星架133一起转动，然后行星架133上的支脚133a能够与滚柱147抵接，并带动滚柱147一起转动。

在这里，出现了两个扁方连接：一个是行星架133与主轴140，一个是转接盘148与主轴140。需要重点说明的是行星架133与主轴140之间的扁方连接具有一定角度的空行程，而转接盘148与主轴140之间的扁方连接没有空行程。也就是说，两个扁方连接中一个属于紧配，而另一个属于松配，具体可比较图3中行星架133、转接盘148两者与主轴140之间的径向间隙a，b发现。也就是说，行星架133与主轴140之间的旋转传递为：行星架133转动一定角度后，才会带动主轴140转动；而转接盘148与主轴140之间的旋转传递为：转接盘148与主轴140的其中一个转任意角度，另一个都会跟转相同角度。这样一来，当从主轴140作为输入端进行驱动时，主轴140需要先驱动转接盘148转动，然后才能带动行星架133转动。但由于在转接盘148与固定盘143之间设有中间机构，即该机构只有当行星架133作为驱动端时才能将运动传递出去，所以当从主轴140作为驱动端时，转接盘148无法产生运动，进一步地，行星架133也自然就无法转动。这样，在主轴140到达行星架133前便会处于旋转锁定状态。此处行星架与主轴之间采用的扁方连接，但也不限于扁方连接，也可以是键槽连接，或者花键连接，只要是设置在行星架与主轴之间起到阻止两者相对转动的机构均可，这里可以称之为止动机构。

上述的单向传递机构就是锁定机构141，其中“单向”是指锁定机构141能够将马达120的旋转动力传递给主轴140，而不能将主轴140端的旋转传递给行星架133，也就是说，以主轴140作为驱动端的旋转是无法实现的。

锁定机构141包括转接盘148，套设于转接盘148外且相对机壳110固定连接的固定盘143，以及设置在转接盘148与固定盘143之间的中间机构。中间机构包括滚柱147，转接盘上的凸起148b，形成于行星架133的周面上的异形缺口和支脚133a。其中，凸起148b收容于异形缺口的第一部分133b，滚柱147收容于异形缺口的第二部分133c，且在收容状态时，滚柱147的轴线与主轴140的轴线平行，以使得滚柱147的圆周面能够与固定盘143的内圆周面以及凸起148b的外侧面均接触，从径向看，滚柱147，凸起148b以及固定盘143三者依次相邻接触，具体参见图4所示。以使得当从电机侧或主轴侧作为不同驱动端时，能够在固定盘143的内圆周面与凸起148b的外侧面之间形成不同的楔面，以允许或阻止滚柱147通过该楔面。

参照图5-7所示，是本实用新型的锁定机构的三个不同状态图示。

图5是本实用新型的锁定机构的第一状态图示，该状态下钻类工具处于空闲状态，在固定盘148内圆周面与凸起148b外侧面之间还没有形成楔面，即固定盘148内圆周面以及凸起148b外侧面与滚柱147的切线近似平行。

图6是本实用新型的锁定机构的第二状态图示，该状态下是从电机端作为驱动端时，行星架133带动主轴140转动，以及支脚133a推动滚柱147运动时的状态。

当启动马达120时，马达120将带动行星架133按照图示方向转动，行星架133的转动会带动主轴140转动，进而转接盘148跟转，即行星架133转动时，转接盘148也会按照图示方向进行转动，且是相对滚柱147的转动。当行星架133与转接盘148一起转动到图示位置时，即支脚133a与滚柱147接触时，在固定盘148内圆周面与凸起148b外侧面之间便形成了楔面，且楔面的开口会按照图示的转动方向逐渐增大，即支脚133a便能够推动滚柱147继续转动。即从电机端作为驱动端时，行星架133能够带动主轴140顺利地转动，按照与图示方向相反的方向启动电机时，原理亦然。

图7是本实用新型的锁定机构的第三状态图示，该状态下是从主轴140端作为驱动端，主轴140无法将转动传递给行星架133，即锁定机构处于锁定状态。

当马达停机时，如果操作主轴140沿图示方向旋转时，由于主轴140与转接盘148为紧配的扁方连接，主轴140与行星架133之间为松配的扁方连接，所以主轴140会带动转接盘148相对行星架133转动一个微小角度，即凸起148b也会相对行星架133相应地转动一个微小角度。在该小角度的转动过程中，凸起148b外侧面以及固定盘143内圆周面与滚柱147之间的摩擦会使滚柱147滚动一个微小角度至图中虚线位置。该位置时在凸起148b外侧面以及固定盘143内圆周面之间也形成了一个楔面，只是该楔面的开口是按照图示的转动方向逐渐减小的，即将滚柱147挤在了图示虚线位置，使滚柱147无法继续转动，也就是转接盘148无法继续转动，也就是主轴140被锁定在该位置，无法继续转动，从主轴140到行星架133之间的运动传递被阻止。按照与图示方向相反的方向转动主轴140时，原理亦然。图中主轴140带动转接盘148以及凸起148b转动的微小角度需要满足一定的大小要求才能够使滚柱147在运动到支脚133a之前将滚柱147锁定住，其中具体的计算方式现有技术中已有，在此不再赘述。

由于自动锁定结构的设置，操作者可以选择手动旋转，这样当输出头上安装相应的螺丝刀进行拧螺丝时可以进行手动操作。尤其适用于当该钻类工具将螺丝拧至基本到位的情况时，可以选择关掉该钻类工具，进行手动操作，这样可以避免该钻类工具采用电动拧螺丝出现过拧而导致螺丝滑牙。

参照图3所示，是本实用新型的一个实施例中钻类工具的部分剖视图，可发现，上述锁定结构中，在行星架133的外圆周面上开设了异形缺口，用于收容转接盘凸起148b以及滚柱147，开设的缺口形成的支脚133a位于行星架133的两个端面之间，而滚柱147完全收容在缺口的第二部分133c中。滚柱147在轴向上的投影重叠与行星架133在轴向上的投影完全重叠，以减小锁定机构141对钻类工具轴向尺寸的占用，进而缩小钻类工具的主轴长度，实现钻类工具的机身小巧，结构紧凑。实施方式一中，滚柱与行星架的投影是完全重叠，但也不限于完全重叠，也可以部分重叠，只是部分重叠情况减小的轴向尺寸小于完全重叠时减小的轴向尺寸。

参照图3-4所示，实施方式一中前轴承142和后轴承144用于支撑主轴140，其中，前轴承142直接套设于主轴140上，后轴承144套设在与主轴140旋转连接的转接盘148上，通过转接盘148来间接支撑主轴140。

为了进一步地缩短实施方式一中的齿轮箱的轴向长度，在其他实施方式中，可以将后轴承144的位置布局调整为套设在行星架133的外圆周上，通过支撑行星架133来间接支撑主轴140。在其他实施方式中，后轴承144也可以是部分支撑在行星架133的外周面上，即在行星架133与行星轮132之间设有支撑圈，后轴承144支撑在支撑圈和行星架133上。后轴承布局方式的改变使后轴承在轴向上的投影与行星架在轴向上的投影完全重叠或部分重叠，这样能够减小钻类工具轴向尺寸的占用，缩小钻类工具的轴向尺寸，实现钻类工具机身小巧、结构紧凑。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。