直角冲击工具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种角冲击工具，该角冲击工具包括：把手组件，该把手组件沿第一轴线延伸；原动机，该原动机处于把手中；能够绕第一轴线旋转的输出轴；以及工作连接件，该工作连接件被连接至把手组件。输出驱动装置被支撑在工作连接件中，用于绕垂直于第一轴线的输出轴线旋转。包括正齿轮的齿轮组件被布置在工作连接件内，以将来自绕第一轴线的原动机的扭矩传递至绕输出轴线的输出驱动装置。冲击机构被布置在工作连接件内，并且包括锤和砧。锤在原动机的影响下旋转，并且能够操作用于将冲击负荷周期性地传递给砧。输出驱动装置在被砧传递给输出驱动装置的冲击负荷的影响下，绕输出轴线旋转。
【专利说明】直角冲击工具【技术领域】
[0001]本发明涉及用于角冲击工具的齿轮布置。
【发明内容】
[0002]在一个实施例中，本发明提供一种角冲击工具，该角冲击工具包括把手组件，该把手组件沿第一轴线延伸并且可能够由使用者抓握。原动机被布置在把手中，并且包括能够绕第一轴线旋转的输出轴。工作连接件被连接至把手组件。输出驱动装置被支撑在工作连接件中，用于绕与第一轴线垂直的输出轴线旋转。齿轮组件被布置在工作连接件内。齿轮组件包括至少一个正齿轮并且能够操作为将来自绕第一轴线的原动机的扭矩传递至绕输出轴线的输出驱动装置。冲击机构被布置在工作连接件内。冲击机构包括锤和砧。锤在原动机的影响下旋转并且能够操作成将冲击负荷周期性地传递给砧。输出驱动装置在由砧传递给输出驱动装置的冲击负荷的影响下，绕输出轴线旋转。
[0003]在另一个实施例中，本发明提供一种角冲击工具，该角冲击工具包括:把手组件，该把手组件能够由使用者抓握；以及原动机，该原动机至少部分容纳在把手组件内。原动机具有转子，该转子能够绕第一轴线旋转。输出驱动装被置功能性地联接至原动机，并且选择性地响应转子的旋转而被旋转。输出驱动装置限定绕有输出驱动装置旋转的输出轴线。输出轴线与第一轴线大致垂直。在转子和输出驱动装置之间功能性地布置至少一个锥齿轮。该至少一个锥齿轮能够响应转子的旋转而旋转。在转子和输出驱动装置之间功能性地布置至少一个正齿轮。该至少一个正齿轮能够响应转子的旋转而旋转。在原动机和输出驱动装置之间功能性地布置冲击机构。冲击机构选择性地响应转子旋转用冲击力驱动输出驱动装置。
[0004]在还有一个实施例中，本发明提供一种角冲击工具，该角冲击工具包括:把手组件，该把手组件大体沿第一轴线延伸并且能够由使用者抓握；原动机，该原动机具有能够绕第一轴线旋转的输出轴；以及输出驱动装置，该输出驱动装置被功能性地联接至原动机，并且选择性地响应输出轴的旋转而被旋转。输出驱动装置限定绕有输出驱动装置旋转的输出轴线。输出轴线大致垂直于第一轴线。在原动机和冲击机构之间功能性地布置第一正齿轮。第一正齿轮能够响应输出轴的旋转而旋转。第二正齿轮哨合第一正齿轮，以响应第一正齿轮的旋转而旋转。第三正齿轮啮合第二正齿轮，以响应第一正齿轮和第二正齿轮的旋转而旋转。第一锥齿轮被连接至输出轴，以与绕第一轴线的输出轴一起旋转。在第一锥齿轮和第一正齿轮之间功能性地布置第二锥齿轮，使得第一锥齿轮绕第一轴线的旋转导致第二锥齿轮绕第二轴线旋转和第一正齿轮绕第三轴线旋转。第二轴线和第三轴线大致垂直于第一轴线。在原动机和输出驱动装置之间功能性地布置冲击机构。冲击机构选择性地响应输出轴的旋转而驱动输出驱动装置。冲击机构包括:锤，该锤被功能性地联接至输出轴，以与输出轴一起旋转；以及砧，该砧被功能性地联接至输出驱动装置。锤能够操作用于冲击砧，从而响应输出轴的旋转以冲击力驱动输出驱动装置。
[0005]通过考虑详细说明书和附图，本发明的其它方面会变得明显。【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是具体实施本发明的角冲击工具的透视图。
[0007]图2是图1的工具的分解图。
[0008]图3是图1的工具的角头部的分解图。
[0009]图4是沿图1的线4-4截取的横截面图。
[0010]图5A-5J图示了图1-4的冲击工具的冲击循环。
[0011]图6是冲击工具的角头部的另一个替代实施例的分解图。
[0012]图7是沿图6的线7-7截取的横截面图。
【具体实施方式】
[0013]在详细解释本发明的任何实施例之前，应理解，本发明的应用不限于下文说明书中提出，或者附图中例示的组件的构造和布置的细节。本发明能够为其它实施例，并且能够以各种方式实施或执行本发明。此外，应理解，本文使用的用语和术语是出于说明的目的，不应将其视为限制性的。本文使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变体意思是涵盖其后所列的物品及其等同物，以及另外的物件。除非另外指出或限制，否则都广泛使用术语“被安装”、“被连接”、“被支撑”和“被联接”及其变体，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“被连接”和“被联接”不限于物理或机械连接或联接。
[0014]图1和2例示了包括把手或马达组件12和工作连接件14的角冲击工具10。例示的马达组件12包括马达16、马达壳体18、马达支架20、第一抓握部22、第二抓握部24、扳机杆26和锁定环28。锁定环28和多个紧固件30将第一抓握部22和第二抓握部24保持在一起。马达壳体18通过多个紧固件32和U形部分34而被联接至第一抓握部22和第二抓握部24。在马达组件12中在第一抓握部22和第二抓握部24之间包括开关36。开关36被(机械和/或电)联接至扳机杆26，使得致动扳机杆26导致致动开关36，且因此操作马达16。
[0015]马达支架20通过多个紧固件38被联接至马达16。马达16包括能够绕纵向把手轴线42旋转的输出轴，诸如例示的转子40。例示的马达16为电动马达，但是能够利用任何合适的原动机，诸如美国公布申请2009/0272554中公开的气动马达，在此通过引用将其并入。虽然未明确例示，但是在角冲击工具10上布置电池和方向反转开关。
[0016]例示的工作连接件14包括角壳体46和角壳体板48。多个紧固件50将角壳体板48联接至角壳体46。马达壳体18通过多个紧固件52被联接至角壳体46。马达支架20被多个紧固件54联接至角壳体46。
[0017]例示的工作连接件14容纳齿轮组件58和冲击机构60。齿轮组件58包括第一锥齿轮62，该第一锥齿轮62被联接至转子40，以与转子40 —起绕纵向把手轴线42旋转。第一轴承64被布置在第一锥齿轮62和马达支架20之间。例示的齿轮组件58包括第二锥齿轮66，该第二锥齿轮66啮合地接合第一锥齿轮62。第二锥齿轮66被联接至轴68，以与轴68 一起旋转。轴68被轴承70a和70b支撑在工作连接件14中。轴68包括靠近轴承70b的花键部72。轴68绕轴线74 (图4)旋转。花键部72起正齿轮的作用，并且在一些实施例中能够被正齿轮代替。[0018]花键部72接合齿轮，诸如第一正齿轮76，使得花键部72的旋转导致第一正齿轮76绕轴线78 (图4)旋转。第一正齿轮76被联接至第二轴80，以与第二轴80 (图4) 一起绕轴线78旋转。第二轴80被轴承82a、82b支撑，以相对于工作连接件14旋转。
[0019]第一正齿轮76啮合第二正齿轮84，从而导致第二正齿轮84绕轴线86 (图4)旋转。第二正齿轮84通过冲击机构60被联接至方头驱动装置88，用于选择性地旋转方头驱动装置88。第二正齿轮84和方头驱动装置88被轴承90a、90b、90c (图4)支撑，以在角壳体46内旋转。轴线74、78和86都彼此大致平行，且因而每个轴线都大致垂直于轴线42。
[0020]方头驱动装置88能够连接至插座或其它紧固件驱动输出元件。在一些构造中，工作连接件14能够大致为适于通过马达16的旋转输出轴驱动的任何工具，包括但不限于冲击扳手、齿轮减速器等。
[0021 ] 参考图2-4，冲击机构60可以为标准冲击机构，诸如Potts机构或Maurer机构。例示的冲击机构60包括凸轮轴94，该凸轮轴94被联接至第二正齿轮84，以与第二正齿轮84一起绕第二轴线86旋转。例示的凸轮轴94包括对置凸轮槽96a、96b，该对置凸轮槽96a、96b限定用于相应的滚珠98a、98b的路径。例示的冲击机构60进一步包括锤100，该锤100包括大致是凸轮槽96a、96b的镜像件的对置凸轮槽102a、102b。滚珠98a、98b被保持在相应的凸轮槽96a、96b、102a、102b之间。锤100还包括第一对置颚104a和第二对置颚104b。
[0022]第一锥齿轮62致动齿轮组件58和冲击机构60，以功能性地驱动输出装置，诸如方头驱动装置88，如例示的实施例中所示。方头驱动装置88被绕与轴线42不平行的轴线86旋转。在例不实施例中，轴线86垂直于轴线42。在其它实施例(未不出)中，轴线86相对于轴线42成锐角或钝角不平行角度。
[0023]在第二正齿轮84和锤100之间布置偏压构件，诸如轴向压缩弹簧106，以将锤100偏压远离第二正齿轮84锤。在例示实施例中，弹簧106与第二正齿轮84—起旋转，并且轴承90c允许锤100相对于弹簧106旋转。可能是其它构造，并且仅作为实例给出例示构造。
[0024]例示的方头驱动装置88与第一颚108a和第二颚108b —起形成一体件、整体件，以产生砧110。砧110被轴承90a支撑，以在角壳体46内旋转。颚104a、104b冲击相应的颚108a、108b，以响应第二正齿轮84的旋转来功能性地驱动方头驱动装置88。本文的术语“功能性地驱动”定乂为下列关系，在该关系中，颗104a、104b旋转，以冲击相应的颗108a、108b，并且由此响应于颚104a、104b冲击相应的颚108a、108b颚，导致方头驱动装置88间歇旋转。颚104a、104b间歇性地冲击颚108a、108b，因此，颚104a、104b功能性地驱动方头驱动装置88旋转。此外，可将直接或间接驱动锤旋转以冲击砧的任何元件称为“功能性驱动”由于这种冲击而被砧旋转的任何元件。
[0025]每旋转一周重复两次冲击循环，在图5A-5J中例示冲击循环，在图5A-5J中颚104a、104b冲击颚108a、108b。弹簧106允许锤100在冲击之后回弹，并且滚珠98a、98b引导锤100绕凸轮轴94上缩，以便颚104a、104b与颚108a、108b轴向间隔开。在回弹后，允许颚104a、104b旋转超过颚108a、108b。图5A-5J例示了图1_4的冲击工具的冲击循环。锤100每旋转一周发生两次冲击循环。
[0026]在图4中例示了工作连接件14的头部高度尺寸114。头部高度尺寸114是从角壳体板48的顶部至角壳体46底部的轴向距离。头部高度尺寸114缩小，以便工作连接件14能够配合到小空间中。如图4所示，马达壳体18限定马达壳体高度尺寸118。头部高度尺寸114小于或大致等于马达壳体高度尺寸118。这种构造允许不损失扭矩的情况下将工具10插入比先前能够实现的构造小的空间中。在一个实施例中，头部高度尺寸114小于2英寸，并且角冲击工具10具有约180英尺磅的最大扭矩，和约7，100转/分钟的转速。
[0027]图6和7例示了用于角冲击工具的角头部工作连接件214的替代实施例。角头部工作连接件214被联接至把手和具有转子240的马达216。马达216被马达壳体218支撑。例示的马达216是电动马达，但是能够利用任何合适的原动机，诸如美国公布申请2009/0272554中公开的气动马达，在此通过引用将其并入。虽然未明确例示，但是也在角冲击工具上布置电池和方向反转开关。
[0028]角头部工作连接件214包括角壳体246和角壳体板248，该角壳体246和该角壳体板248支撑齿轮组件258和冲击机构260。转子240绕纵向把手轴线242旋转。第一锥齿轮262被联接至转子240，以与转子240 —起绕纵向把手轴线242旋转。在第一锥齿轮262和马达壳体218之间布置第一轴承264。例示的齿轮组件258包括第二锥齿轮266，该第二锥齿轮266啮合地接合第一锥齿轮262。第二锥齿轮266被联接至轴268，以与轴268 —起旋转。轴268被轴承270a和270b支撑在工作连接件214中。轴268包括在轴承270b附近的花键部272。轴268绕轴线274旋转。花键部272起正齿轮的作用，并且在一些实施例中能够被正齿轮代替。
[0029]花键部272接合齿轮，诸如第一正齿轮276，使得花键部272的旋转导致第一正齿轮276绕轴线278旋转。第一正齿轮276被联接至第二轴280，以随着第二轴280 —起绕轴线278旋转。第二轴280被轴承282b支撑，以相对于工作连接件214旋转。
[0030]第一正齿轮276啮合第二正齿轮284，从而导致第二正齿轮284绕轴线286旋转。第二正齿轮284通过冲击机构260被联接至方头驱动装置288，用于选择性地旋转方头驱动装置288。第二正齿轮284和方头驱动装置288被衬套290a和轴承290b、290c支撑，以相对于工作连接件214旋转。轴线274、278和286彼此都大致平行，因而每个都大致垂直于轴线242。
[0031]方头驱动装置288能够被连接至插座或其它紧固件驱动输出元件。在一些构造中，工作连接件214能够基本为下列任何工具，该工具适合于被马达216的旋转输出轴驱动，且包括但不限于冲击扳手、齿轮减速器等。
[0032]冲击机构260能够为标准冲击机构，诸如Potts机构或Maurer机构。例示的冲击机构260包括凸轮轴294，该凸轮轴294被联接至第二正齿轮284，以随着第二正齿轮284绕第二轴线286旋转。例示的凸轮轴294包括对置凸轮槽296a、296b，该对置凸轮槽296a、296b限定用于相应的滚珠298a、298b的路径。例示的冲击机构260进一步包括锤300，该锤300包括大致是凸轮槽296a、296b的镜像件的对置凸轮槽302a、302b。滚珠298a、298b被保持在相应的凸轮槽296a、296b、302a、302b之间。锤300还包括第一对置颚304a和第二对置颚304b。
[0033]第一锥齿轮262致动齿轮组件258和冲击机构260，以功能性地驱动输出装置，诸如方头驱动装置288，如例示实施例中所示。方头驱动装置288绕与轴线242不平行的轴线286旋转。在例示实施例中，轴线286垂直于轴线242。在其它实施例(未示出)中，轴线286相对于轴线242成锐角或钝角不平行角度。
[0034]在第二正齿轮284和锤300之间布置偏压构件，诸如轴向压缩弹簧306，以将锤300偏压远离第二正齿轮284锤。在例示实施例中，弹簧306随锤300 —起旋转，并且轴承290c允许第二正齿轮284关于弹簧306 (译者注:原文标号有误)旋转。可能有其它构造，并且仅作为实例给出例示构造。
[0035]例示的方头驱动装置288与第一颚308a和第二颚308b形成为一体件、整体件，以产生砧310。砧310被衬套290a支撑，以在工作连接件214内旋转。颚304a、304b冲击相应的颚308a、308b，以响应第二正齿轮284的旋转而功能性地驱动方头驱动装置288。每旋转一周重复冲击循环两次，并且冲击循环类似于图5A-5J中例示的冲击循环。在冲击循环期间，颚304a、304b冲击颚308a、308b。弹簧306允许锤300在冲击之后回弹，并且滚珠298a,298b引导锤300绕凸轮轴294上缩，以便颚304a、304b与颚308a、308b轴向间隔。在回弹后，允许颚304a、304b旋转超过颚308a、308b。
[0036]在图7中例示了工作连接件214的头部高度尺寸314。头部高度尺寸314是从角壳体246的顶部至角壳体246的底部的轴向距离。头部高度尺寸314缩小，以便工作连接件214能够配合到小空间中。如图7所示，马达壳体218限定马达壳体高度尺寸318。头部高度尺寸314小于或大致等于马达壳体高度尺寸318。这种构造允许不损失扭矩的情况下将工具和工作附件214插入比先前能够实现的构造小的空间中。
[0037]因而，本发明另外提供了一种角冲击工具。在权利要求中提出本发明的各种特征和优点。
【权利要求】
1.一种角冲击工具，所述角冲击工具包括: 把手组件，所述把手组件沿第一轴线延伸并且能够由使用者抓握； 原动机，所述原动机处于所述把手中，并且包括能够绕所述第一轴线旋转的输出轴； 工作连接件，所述工作连接件被联接至所述把手组件； 输出驱动装置，所述输出驱动装置被支撑在所述工作连接件中，用于绕与所述第一轴线垂直的输出轴线旋转； 齿轮组件，所述齿轮组件处于所述工作连接件中，所述齿轮组件包括至少一个正齿轮，所述齿轮组件能够操作用于将来自绕所述第一轴线的所述原动机的扭矩传递至绕所述输出轴线的所述输出驱动装置；以及 冲击机构，所述冲击机构处于所述工作连接件内，所述冲击机构包括锤和砧，所述锤在所述原动机的影响下旋转，并且能够操作用于将冲击负荷周期性地传递给所述砧； 其中，所述输出驱动装置在被所述砧传递给所述输出驱动装置的冲击负荷的影响下，绕所述输出轴线旋转。
2.根据权利要求1所述的角冲击工具，其中，所述齿轮组件被功能性地布置在所述原动机和所述冲击机构之间，使得所述齿轮组件将来自所述原动机绕所述第一轴线的扭矩传递给所述冲击机构的所述锤。
3.根据权利要求2所述的角冲击工具，其中，所述至少一个正齿轮被支撑，以绕所述输出轴线旋转；并且其中，所述冲击机构的所述锤被联接至所述至少一个正齿轮，以绕所述输出轴线旋转。
4.根据权利要求1所述的角冲击工具，其中，所述齿轮组件包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，其中，所述第一锥齿轮被联接至所述输出轴，以绕所述第一轴线旋转；其中，所述第二锥齿轮啮合所述第二锥齿轮，以绕与所述第一轴线垂直的第二轴线旋转；并且其中，所述至少一个正齿轮绕与所述第一轴线垂直的第三轴线旋转。
5.根据权利要求1所述的角冲击工具，其中，所述至少一个正齿轮包括第一正齿轮、与所述第一正齿轮啮合的第二正齿轮和与所述第二正齿轮啮合的第三正齿轮。
6.根据权利要求5所述的角冲击工具，其中，至少所述第三正齿轮绕所述输出轴线旋转。
7.根据权利要求1所述的角冲击工具，其中，所述锤和所述砧绕所述输出轴线旋转。
8.根据权利要求1所述的角冲击工具，其中，所述原动机是电动马达。 根据权利要求1所述的角冲击工具，其中，所述锤每旋转一周，所述锤打击所述砧两次。
9.一种角冲击工具，所述角冲击工具包括: 把手组件，所述把手组件能够由使用者抓握； 原动机，所述原动机至少部分地容纳在所述把手组件中，所述原动机具有转子，所述转子能够绕第一轴线旋转； 输出驱动装置，所述输出驱动装置被功能性地联接至所述原动机，并选择性地响应所述转子的旋转而旋转，所述输出驱动装置限定所述输出驱动装置绕其旋转的输出轴线，其中，所述输出轴线大致垂直于所述第一轴线； 至少一个锥齿轮，所述至少一个锥齿轮被功能性地布置在所述转子和所述输出驱动装置之间，所述至少一个锥齿轮能够响应所述转子的旋转而旋转； 至少一个正齿轮，所述至少一个正齿轮被功能性地布置在所述转子和所述输出驱动装置之间，所述至少一个正齿轮能够响应所述转子的旋转而旋转；以及 冲击机构，所述冲击机构被功能性地布置在所述原动机和所述输出驱动装置之间，所述冲击机构响应所述转子旋转以冲击力来选择性地驱动所述输出驱动装置。
10.根据权利要求9所述的角冲击工具，所述冲击机构进一步包括:锤，所述锤被功能性地联接至所述转子，以与所述转子一起旋转；和砧，所述砧被功能性地联接至所述输出驱动装置，所述锤能够操作用于响应所述转子的旋转以冲击力来冲击所述砧，以驱动所述输出驱动装置。
11.根据权利要求10所述的角冲击工具，其中，所述锤和所述砧绕所述输出轴线旋转。
12.根据权利要求10所述的角冲击工具，其中，所述锤每旋转一周，所述锤打击所述砧两次
13.根据权利要求9所述的角冲击工具，其中，所述至少一个正齿轮被功能性地布置在所述原动机和所述冲击机构之间。
14.根据权利要求9所述的角冲击工具，其中，所述至少一个锥齿轮包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮被联接至所述转子，以与所述转子一起绕所述第一轴线旋转，所述第二锥齿轮被功能性地布置在所述第一锥齿轮和所述至少一个正齿轮之间，使得所述第一锥齿轮绕所述第一轴线的旋转导致所述第二锥齿轮绕第二轴线旋转并且所述至少一个正齿轮绕第三轴线旋转，其中，所述第二轴线和所述第三轴线大致垂直于所述第一轴线。
15.根据权利要求9所述 的角冲击工具，其中，所述至少一个正齿轮包括:第一正齿轮；第二正齿轮，所述第二正齿轮啮合所述第一正齿轮，以响应所述第一正齿轮的旋转而旋转；以及第三正齿轮，所述第三正齿轮啮合所述第二正齿轮，以响应所述第一正齿轮和第二正齿轮的旋转而旋转。
16.根据权利要求15所述的角冲击工具，其中，所述第三正齿轮绕所述输出轴线旋转。
17.根据权利要求9所述的角冲击工具，其中，所述原动机是电动马达。
18.一种角冲击工具，所述角冲击工具包括: 把手组件，所述把手组件大体沿第一轴线延伸并能够由使用者抓握； 原动机，所述原动机包括能够绕所述第一轴线旋转的输出轴； 输出驱动装置，所述输出驱动装置被功能性地联接至所述原动机，并选择性地响应所述输出轴的旋转而旋转，所述输出驱动装置限定所述输出驱动装置绕其旋转的输出轴线，其中，所述输出轴线大体垂直于所述第一轴线； 第一正齿轮，所述第一正齿轮被功能性地布置在所述原动机和所述冲击机构之间，所述第一正齿轮能够响应所述输出轴的旋转而旋转； 第二正齿轮，所述第二正齿轮啮合所述第一正齿轮，以响应所述第一正齿轮的旋转而旋转； 第三正齿轮，所述第三正齿轮啮合所述第二正齿轮，以响应所述第一正齿轮和第二正齿轮的旋转而旋转； 第一锥齿轮，所述第一锥齿轮被联接至所述输出轴，以与所述输出轴一起绕所述第一轴线旋转；第二锥齿轮，所述第二锥齿轮被功能性地布置在所述第一锥齿轮和所述第一正齿轮之间，使得所述第一锥齿轮绕所述第一轴线的旋转导致所述第二锥齿轮绕第二轴线旋转并且所述第一正齿轮绕第三轴线旋转，其中，所述第二轴线和所述第三轴线大致垂直于所述第一轴线；以及 冲击机构，所述冲击机构被功能性地布置在所述原动机和所述输出驱动装置之间，所述冲击机构响应所述输出轴的旋转而选择性地驱动所述输出驱动装置，所述冲击机构包括:锤，所述锤被功能性地联接至所述输出轴，以与所述输出轴一起旋转；和砧，所述砧被功能性地联接至所述输出驱动装置，所述锤能够操作用于响应所述输出轴的旋转以冲击力冲击所述砧，以驱动所述输出驱动装置。
19.根据权利要求18所述的角冲击工具，其中，所述第三正齿轮绕所述输出轴线旋转，并且其中，所述锤和所述砧绕所述输出轴线旋转。
20.根据权利要求18所述 的角冲击工具，其中，所述冲击机构是Potts机构。
【文档编号】B25D11/04GK103608149SQ201280010271
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年2月21日 优先权日:2011年2月23日
【发明者】沃伦·安德鲁·西斯, 卢卡斯·詹姆斯·泰勒 申请人:英格索尔-兰德公司