电动工具的制作方法

本发明涉及一种新式电动工具，该电动工具可以是锤钻和/或钎锤。

背景技术：

如本领域内已知的，电动工具、比如锤钻可具有三个工作模式：冲击钻孔、钻孔和凿钎。在冲击钻孔模式中，钻头同时在电机的驱动下进行旋转(钻孔)和冲击(凿击)动作；在钻孔模式中，钻头只进行旋转动作而不进行冲击动作；而在凿钎模式中，钻头只有进行冲击动作而不进行旋转动作。

对于多数锤钻来说，都包括驱动电机，被驱动电机驱动的驱动套管，驱动套管一方面通过驱动轴承驱动冲击机构进行往复冲击动作，另一方面经由中间轴驱动锤管以及锤管上的钻头保持器以进行旋转动作，有时将驱动套管、驱动轴承、中间轴以及它们的其它附件被称为传动装置。

由于这种电动工具通常在混凝土、砖块或石板等材料上操作，所以使用过程中通常会遇到锤钻的钻头突然卡到这些材料上的情况，此时钻头遭遇巨大的阻力，产生超出锤钻极限转矩的破坏转矩，对操作者、对电动工具本身都具有很大危险性和破坏性。

现有技术中有一种电动工具，其在锤管上设置有防止破坏转矩通过中间轴、驱动套管传递到操作者身上的结构。此结构主要包括两个相互接合的部件，第一部件和第二部件在彼此面对的表面上分别包括相互卡合的突起和凹部，第一部件和第二部件上的突起和凹部相接合时，中间轴驱动锤管使其旋转，当钻头遭遇巨大阻力时，破坏转矩克服突起和凹部之间的临界转矩，使两者脱开接合，从而中断中间轴和锤管的接合，达到保护操作者的目的。

然而，由于驱动电机仍在运转，第一部件和第二部件之间一直重复着脱开、接合、再脱开、再接合…….的动作，直到操作者关掉电机。在电机 被关掉之前，超过极限转矩的破坏转矩会持续地通过该结构传递至操作者，仍存在伤害操作者的危险。此外，不断地重复脱开和接合动作，会大大缩短相关零部件的使用寿命，从而破坏电动工具本身。

希望能够改进这种电动工具的结构，使得在上述情况下能够自动地、永久地中断驱动电机和钻头之间的旋转运动的传递，避免破坏转矩传递到操作者。

技术实现要素：

根据本发明的电动工具包括离合系统、切换系统和位于两者之间的连接部分。在电动工具遭遇巨大阻力时，离合系统从接合状态自动脱开，使电动工具从输出转动的第一工作模式切换到不输出转动的第二工作模式，与工作模式的改变相应地，切换系统从第一档位变化到第二档位。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种电动工具，其至少具有输出旋转运动的第一工作模式和不输出旋转运动的第二工作模式，所述电动工具包括：提供旋转运动的驱动部分；支撑着旋转刀具并且输出旋转运动的转动输出部分；传动部分，其被构造为将驱动部分的旋转运动传递给所述转动输出部分使其输出转动运动；离合系统，其具有与所述第一工作模式对应的接合状态和与所述第二工作模式对应的脱开状态，并且被构造成使得在处于第一工作模式的电动工具遭遇超过预定转矩的阻力转矩时从接合状态以转变至脱开状态，将电动工具转换到第二工作模式；切换系统，其具有与所述第一工作模式对应的第一档位和与所述第二工作模式对应的第二档位；以及与离合系统和切换系统两者相接合的连接部分，其被构造成在离合系统从接合状态转变至脱开状态时触发所述切换系统从第一档位转换至第二档位。

根据一个可选实施例，所述离合系统设置于传动部分上，并且被构造成在处于第一工作模式的电动工具遭遇超过预定转矩的阻力转矩时切断传动部分与驱动部分之间的接合或切断传动部分与转动输出部分之间的接合。

根据一个可选实施例，所述传动部分包括可轴向移动的中间轴，所述中间轴分别通过第一接合机构和第二接合机构与驱动部分和转动输出部分 接合，并且被构造成在处于第一工作模式的电动工具遭遇超过预定转矩的阻力转矩时通过轴向移动而脱离与驱动部分之间的接合。

根据一个可选实施例，所述第一接合机构和第二接合机构为齿啮合机构，并且所述第一接合机构和第二接合机构之一或两者被构造成斜齿啮合机构，由此构成所述离合系统。

根据一个可选实施例，所述驱动部分包括电机输出轴和由电机输出轴驱动而进行旋转的传动套筒，所述传动套筒上设置的内齿和所述中间轴上设置的小齿轮构成所述第一接合机构。

根据一个可选实施例，所述转动输出部分包括支撑着电动工具的旋转刀具并且驱动旋转刀具一起旋转的锤管，所述锤管上的第一齿轮与所述中间轴上的第一齿轮接合构成所述第二接合机构。

根据一个可选实施例，电动工具还包括输出往复平移运动的冲击结构，所述传动套筒通过设置于中间轴上的驱动轴承驱动冲击结构进行往复平移运动。

根据一个可选实施例，所述连接部分被连接到所述中间轴并且在所述中间轴发生轴向移动时将该动作传递给所述切换系统。

根据一个可选实施例，所述离合系统设置于所述转动输出部分上，并且在处于第一工作模式的电动工具遭遇超过预定转矩的阻力转矩时切断传动部分与转动输出部分之间的接合。

根据一个可选实施例，所述转动输出部分包括支撑着电动工具的旋转刀具并且驱动旋转刀具一起旋转的锤管，所述锤管和所述传动部分分别包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，

所述离合系统和切换系统分别包括设置于锤管上的离合盘和啮合盘，所述啮合盘与所述第一齿轮可脱开地接合，并且离合盘和啮合盘被构造成在处于第一工作模式的电动工具遭遇超过预定转矩的阻力转矩时离合盘能够使啮合盘沿着所述锤管的轴向移动，从而脱离与所述第一齿轮的接合。

根据一个可选实施例，所述连接部分被连接到所述离合盘和啮合盘两者，所述离合盘通过所述连接部分带动啮合盘一起沿着所述锤管的轴向移动。

根据一个可选实施例，电动工具还包括输出往复平移运动的冲击结 构，所述传动部分还包括驱动所述冲击机构的第三齿轮。

根据一个可选实施例，所述驱动部分包括驱动所述第二齿轮和所述第三齿轮两者的电机驱动轴。

根据一个可选实施例，所述电机驱动轴垂直于所述锤管的轴向方向布置或平行于所述锤管的轴向方向布置。

根据一个可选实施例，所述切换系统包括由电动工具壳体支撑的旋钮。

根据一个可选实施例，所述旋钮至少部分地暴露在电动工具外面。

根据一个可选实施例，所述第一工作模式包括所述转动输出部分输出旋转运动并且所述冲击结构输出往复平移运动的锤钻模式以及所述转动输出部分输出旋转运动但所述冲击结构不输出往复平移运动的钻孔模式，所述第二工作模式包括所述转动输出部分不输出旋转运动但所述冲击结构输出往复平移运动的锤击模式以及所述转动输出部分不输出旋转运动并且所述冲击结构不输出往复平移运动的待机模式。

根据一个可选实施例，所述连接部分被以机械方式或电子方式构造，使得在离合系统从接合状态转变至脱开状态时触发所述切换系统使其自动地从第一档位转换至第二档位。

根据一个可选实施例，所述电动工具是锤钻，或钎锤或冲击钻。

根据本发明的电动工具包括在处于旋转操作模式中的刀具遇到巨大阻力时能够“永久地”切断旋转运动到刀具的传递的离合系统和切换系统，使电动工具自动从输出旋转运动的第一档位不可逆地变化到不输出旋转运动的第二档位。离合系统可设置于电动工具的任何适当位置，例如设置于中间轴上或锤管上等。

利用根据本发明的结构，破坏转矩不会传递到电动工具的操作者、避免对操作者造成伤害，安全可靠；同时，切断驱动电机至刀具之间旋转运动传递后，旋转运动的传递不会自动恢复，避免出现如现有结构那样的断开、接合、再断开、再接合的反复操作，减轻了磨损，因而能够大大延长传动装置的寿命。此外，为实现此目的，仅仅将传动装置中的直齿齿轮改为斜齿轮，对结构的改进最小，成本最低。

附图说明

本申请的上述和其它优势和特征将从下面对附图中示出的优选实施例的详细描述中得到更好的理解。

图1是根据本发明的第一实施方式的电动工具的一部分的剖视图；

图2是图1的电动工具的一部分的剖视图，主要示出了切换系统和连接部分；

图3是图1的电动工具的一部分的立体图，主要示出了切换系统和连接部分；

图4是图1-3中示出的电动工具的第一实施方式的原理简图；

图5是根据本发明的第二实施方式的电动工具的第一实施例；

图6是根据本发明的第二实施方式的电动工具的第二实施例；

图7和8分别是用于图5和6的电动工具的、与图4相对应的原理简图。

具体实施方式

根据本发明的电动工具可应用于建筑、装潢、家装等相关行业中，用来在砖块、水泥混凝土或石板等坚硬材料上钻孔、打洞等，包括、但不仅限于锤钻、钎锤、冲击锤。

根据本发明的电动工具具有至少两种工作模式：能够输出转动的第一工作模式和不能输出转动的第二工作模式。第一工作模式和第二工作模式可分别包括一个、两个或更多个不同的工作模式。

在结构上，根据本发明的电动工具包括能够输出转动的旋转输出部分，比如锤钻的钻削刀具、刀具支撑架以及支持刀具支撑架的锤管；能够提供旋转驱动的驱动部分，比如锤钻的电机和电机输出轴；位于旋转输出部分和驱动部分之间的传动部分，例如锤钻的中间轴和传动用齿轮等。驱动部分经由传动部分将旋转运动传递至旋转输出部分从而输出转动，比如锤钻的钻削运动。

根据本发明，为了使电动工具从能够输出转动的第一工作模式自动切换到不能输出转动的第二工作模式，电动工具设有离合系统a、切换系统c以及它们之间的连接部分b。

根据本发明，离合系统a具有脱离和接合两种状态，离合系统接合则电动工具处于第一工作模式，离合系统脱开则电动工具处于第二工作模式。离合系统a可设置于传动部分上，能够接合和切断旋转输出部分和传动部分之间的接合和/或能够接合和切断传动部分和驱动部分之间的接合，例如如图1-4所示设置于中间轴上；离合系统可被设置于旋转输出部分上，能够接合和切断旋转输出部分和传动部分之间的接合从而驱动部分的旋转运动不再被传递至旋转输出部分，例如如图5-8所示设置于锤管上；或者，离合系统还可能设置于驱动部分上，能够接合和切断传动部分和驱动部分之间的接合从而其旋转运动不再被传递至旋转输出部分。可选地，离合系统可以设置于任何其它位置。

相应地，切换系统具有至少下述两个档位：对应于离合系统的接合状态并且因此对应于电动工具的第一工作模式的第一档位，和对应于离合系统的脱开状态并且因此对应于电动工具的第二工作模式的第二档位。优选地，切换系统可被支撑于电动工具外壳上。更优选地，切换系统可至少部分地暴露于电动工具外面，以便在需要时能够通过使用者手动操作。

连接部分与离合系统和切换系统两者接合，能够将离合系统的接合/脱开状态自动传递至切换系统，从而使切换系统自动地从第一档位变化到第二档位。连接部分可以具有任何适当的结构，比如可以是杆、销、拨杆等。

下面参考附图以锤钻为例详细描述本发明的原理。各附图中，功能或结构相同或类似的元件用相同或相应的参考标记表示。

图1以局部剖视图的形式示出了锤钻100的一部分。图1中示出了构成上述旋转输出部分的主要构成部件：锤管10，在锤管10上不能相对转动地固定着齿轮12；构成上述驱动部分的主要构成部件：电机的电机输出轴20，在图中的示例中输出轴20为齿轮轴；以及构成上述传动部分的主要构成部件：中间轴30和传动套筒50。

中间轴30上不能相对转动地固定着齿轮32，其与齿轮12啮合从而使中间轴30驱动锤管10旋转；传动套筒50上不能相对转动地固定着齿轮52，其与齿轮轴20啮合从而使电机输出轴20驱动传动套筒50旋转；另外，中间轴30不能相对转动地固定着齿轮34，其被构造成与传动套筒50 的内齿54啮合从而传动套筒50驱动中间轴30旋转。

锤钻过程中，电机驱动轴20通过与齿轮52啮合而驱动传动套筒50旋转，传动套筒50通过内齿54和齿轮34的啮合驱动中间轴30转动，中间轴30的旋转转动通过齿轮32和12的啮合驱动锤管10转动，从而锤钻输出钻削运动。

作为根据本发明的原理的第一实施方式，当锤钻在第一工作模式遭遇巨大阻力时能够将电动工具自动切换到第二工作模式的离合系统被设置于传动部分上，例如图示的中间轴30上。

在图1中，齿轮32和34以及它们的配对齿轮12和54上的齿均为斜齿。当锤钻在钻削过程中遭遇巨大压力或破坏转矩(如图1所示)时，由于斜齿轮12和32的啮合，中间轴30受到轴向力f1；由于齿轮34和传动套筒50的内齿54的斜齿啮合，中间轴30受到轴向力f2。当f1与f2的和超过预定值时，中间轴30被向左移动从而齿轮34和传动套筒50的内齿54脱离啮合。这样，电机输出轴20以及传动套筒50不再驱动锤管10转动，钻削运动停止。

这两组斜齿啮合构成了上述离合系统。本领域内的技术人员应理解，根据破坏转矩的预定值、使中间轴30能够轴向移动所需要克服的阻力等因素，以及通过合理设计斜齿的螺旋角等参数，上述两组斜齿啮合中任一组斜齿啮合即可构成本发明的离合系统，而不必须两组齿轮啮合同时为斜齿啮合。

在图1中还示出了切换系统的一部分，图2和图3分别示出了连接部分和切换系统的局部剖视图和局部立体图。切换系统包括通常被支撑在锤钻外壳上的旋钮62；压缩弹簧61，位于弹簧两端的球体63，“之”形驱动销64；能够随中间轴30轴向移动的弧形外壳66。销68被固定于中间轴30上与中间轴30一起左右移动。当中间轴30与销68一起向左移动时，u性卡子的支腿72驱动“之”形驱动销64的端部76移动，“之”形驱动销64被固定于旋钮62内的端部78则迫使旋钮62发生转动。由此，驱动销64能够将中间轴30的轴向运动传递至旋钮62，使旋钮62从第一档位p1(图1)自动变化到第二档位p2(图1)。

旋钮62至少具有与离合系统的接合状态对应的第一档位p1和与离合 系统的脱开状态对应的第二档位p2。图1示出旋钮62处于第一档位p1，即电动工具处于输出钻削运动的工作模式中，比如锤钻模式。

此外，根据实际情况，齿轮对12和32以及34和54的斜齿螺旋角可以相等，也可以设置为不等。

本领域内的技术人员明白，锤钻还具有用于输出往复平移运动的冲击输出部分。返回参考图1，冲击输出部分包括设置于锤管10内的冲击机构(未示出)。设置于中间轴30上的驱动轴承42与传动套筒50接合，电机的电机输出轴20驱动传动套筒50旋转从而使驱动轴承42发生摆动，进而驱动上述冲击机构进行往复运动，实现锤钻的冲击操作。这不是本发明的重点，这里不再详述。

根据本发明的原理，锤钻的钻削刀具在遭遇巨大阻力或破坏性转矩时，破坏性转矩使中间轴30承受向左(如图1所示)的轴向力，当向左的轴向力f1+f2或f1或f2克服中间轴30的阻力而使中间轴30向左移动时，中间轴30不再受电机输出轴20的驱动，从而两者之间的接合彻底切断。这一方面保护了操作者不受破坏性转矩的伤害，另一方面不会如现有技术的结构那样对锤钻的内部构件造成破坏。

图4示出了图1-3的工作原理的简图，图中示意性示出了输出旋转运动的刀具80、比如钻头，锤管10，中间轴30，齿轮12和32，电机驱动轴20，与电机驱动轴20啮合的齿轮52，冲击结构82，以及摆动轴承42等。其中，根据本发明的离合系统a设置于传动部分的中间轴30上，切换系统c、即切换用旋钮62被支撑于外壳上，连接部分b(“之”形驱动销64)设置于离合系统a和切换系统c之间，用于将离合系统a的状态转换自动传递至切换系统c，使切换系统c从第一档位自动变化到第二档位。

如前面描述的，本发明不限制于图1-4中的结构布置，图5-7示出了本发明的第二实施方式。根据本发明的第二实施方式，离合系统a设置于转动输出部分的锤管10上，被构造成在锤管10遭遇破坏性转矩时切断中间轴30对锤管10的驱动。

总体上，作为第二实施方式的一个例子，离合系统a主要包括离合盘和推抵离合盘的弹簧，切换系统c包括旋钮和啮合盘等。离合盘和啮合盘 都设置于锤管10上。切换系统c可包括如图1至4的第一实施方式那样构造的旋钮62。经由连接部分b，离合系统a的脱开可使切换系统c从如图1所示的第一档位p1自动转变到第二档位p2。

连接部分b被构成与离合盘和啮合盘两者接合，例如，可以具有如图5和6所示的结构，或者任何其它能够实现相同功能的结构。在锤管10遭遇大于预定转矩的破坏性转矩时，离合盘使连接部分b沿锤管移动，连接部分b驱动啮合盘一起移动，从而啮合盘脱离与锤管10上的齿轮12的啮合，使被旋转的齿轮12不再带动锤管10旋转

图5和图6分别示出了包括根据第二实施方式的离合系统a、连接部分b和切换系统c的两种不同结构的锤钻200和300。图7和8则分别示出了图5和6的锤钻对应于图4的原理简图。

图5中的锤钻用200表示，图中示出电机驱动轴220垂直于锤管210。电机驱动轴220同样是齿轮轴的形式，齿轮轴转动时驱动第一齿轮252和第二齿轮254转动，第一齿轮252驱动位于锤管210上的齿轮212从而驱动锤管210旋转，使锤钻200输出旋转运动(钻削)，第二齿轮254用于驱动被容置于锤管210内的冲击机构，用于使锤钻200输出往复平移运动(锤击)。

具体地，离合部分a设置于锤管210上，包括离合盘214和推抵离合盘214的弹簧218。正常钻削情况下，齿轮212驱动啮合盘216和锤管210进行旋转运动。当锤钻200遭遇超过预定转矩的破坏转矩时，离合盘214逆着弹簧218的作用沿锤管210的轴向方向向左移动，同时带动作为连接部分b的连接杆264和啮合盘216一起向左移动。一方面，啮合盘216与齿轮212脱开，使齿轮212与锤管210之间的驱动作用断开，不再驱动锤管210旋转；另一方面，连接部分264的向左移动使切换系统c、具体为按钮262从其中锤管210输出旋转运动的第一档位自动变化到其中锤管210不输出旋转运动的第二档位。

图6是根据本发明第二实施方式的另一种锤钻100结构，示出了锤钻300的外壳301，锤管310，和被电机驱动轴(未示出)驱动的中间轴330。中间轴330通过齿轮332与齿轮312的啮合，驱动锤管310转动。不同于图6中的锤钻结构，在本实施例中，电机驱动轴平行于锤管310并且 平行于中间轴330。

在本实施例中，离合系统a也设置于锤管310上，具有类似于图5中的离合系统结构。不同于的是，出于结构需要，作为连接部分b的连接杆364结构稍有不同。

根据本发明，离合系统a还可以具有任何其它结构，设置于电动工具的任何其它部位，只要能实现如上所述的、切断锤管被旋转驱动的目的即可。同样切换系统c和连接部分b也可以具有任何适当的结构，只要能够实现本发明的目的。特别是，连接部分b可以如上述所描述的以机械方式接合在离合系统a和切换系统c之间，可选地，还可以使离合系统a和切换系统c以电子方式接合，实现切换系统c随着离合系统a从接合状态变化至脱开状态而自动从第一档位转换到第二档位，同时确保此转换的不可逆性。

如上参考附图给出本发明的优选实施例。本领域内的技术人员应理解上述说明只用于解释本发明的原理，而被意于限制本发明的范围。在不偏离本发明的原理和实质的情况下，本领域内的技术人员可以对图中示出的以及在上面描述的特征、结构、形式等进行各种修改、添加或替代，而所有这些修改、添加或替代都落在本发明的保护范围内。