扭力输出工具的制作方法

本实用新型涉及一种扭力输出工具，具体涉及一种电钻。

背景技术：

诸如电钻、螺丝批一类的扭力输出工具，通常包括：壳体、电机、传动装置、齿轮箱以及输出轴。其中，传动装置设置在电机和输出轴之间，齿轮箱用于容纳传动装置，电机通过传动装置驱动输出轴转动从而输出扭力。目前对于这一类的扭力输出工具，能够对它们进行扭力调节已经成为一种趋势，为此扭力输出工具中会设置有位于齿轮箱外的扭力杯，而对于扭力杯的轴向位置的定位一直是一个难点，而且现有的定位方式容易造成整个扭力输出工具的轴向尺寸的增加，不利于扭力输出工具的小型化。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种轴向尺寸小的扭力输出工具。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种扭力输出工具，包括：输出轴、马达、传动装置、齿轮箱、扭力杯、定位件和紧固件；输出轴用于输出扭力，马达用于驱动输出轴以第一轴线为轴转动，传动装置用于将马达的输出传递至输出轴，齿轮箱用于容纳传动装置，扭力杯用于供用户操作以调节马达传递至输出轴的最大输出扭力，定位件用于限定扭力杯的轴向位置，紧固件用于将定位件固定至齿轮箱，轴承用于支撑输出轴；其中，定位件形成有：容纳槽和定位孔，容纳槽用于容纳轴承，定位孔形成于容纳槽的槽底；紧固件部分嵌入至定位孔。

进一步地，容纳槽形成的容纳空间的轴向位置和紧固件的轴向位置错开。

进一步地，扭力输出工具还包括一个设置在齿轮箱内的内部零件，内部零件形成有容纳孔，紧固件部分容纳至容纳孔内。

进一步地，紧固件沿轴向上的第一端和第二端分别容纳在定位孔和容纳孔中，且第一端未伸出至定位孔之外，第二端未伸出至容纳孔之外。

进一步地，紧固件为螺钉，螺钉包括螺钉杆和螺钉头，螺钉杆部分容纳在定位孔中，螺钉头容纳在容纳孔中。

进一步地，定位件设置在齿轮箱外，定位件沿轴向朝向齿轮箱形成有定位凸起，定位孔贯穿定位凸起和容纳槽的槽底；齿轮箱形成有能使定位凸起嵌入的凹槽，凹槽的槽底形成有能与定位孔连通的通孔；紧固件穿过通孔。

进一步地，紧固件的轴向尺寸小于等于容纳孔、通孔和定位孔的轴向尺寸之和。

进一步地，扭力输出工具还包括：用于锁定输出轴的转动的轴锁机构；轴锁机构包括：锁芯、轴锁环和锁销；锁芯与输出轴构成同步转动，轴锁环相对齿轮箱固定且围绕锁芯，锁销设置在锁芯和轴锁环之间；其中，内部零件即为轴锁环。

进一步地，定位件设置在扭力杯内，扭力杯向内延伸出第一限位部，定位件向外延伸出能与第一限位部配合以限定扭力杯的轴向位置的第二限位部。

一种扭力输出工具，包括：输出轴、马达、传动装置、齿轮箱、扭力杯、定位件、螺钉和轴锁机构；输出轴用于输出扭力，马达用于驱动输出轴以第一轴线为轴转动，传动装置用于将马达的输出传递至输出轴，齿轮箱用于容纳传动装置，扭力杯用于供用户操作以调节马达传递至输出轴的最大输出扭力，定位件用于限定扭力杯的轴向位置，螺钉用于将定位件固定至齿轮箱，轴锁机构用于锁定输出轴的转动；轴锁机构包括：锁芯、轴锁环和锁销，锁芯与输出轴构成同步转动，轴锁环相对齿轮箱固定且围绕锁芯，锁销设置在锁芯和轴锁环之间；其中，轴锁环形成有容纳孔，定位件形成有定位孔，螺钉包括螺钉杆和螺钉头，螺钉杆至少部分容纳至定位孔，螺钉头容纳至容纳孔。

本实用新型中的扭力杯通过一个紧固件将用于定位扭力杯的定位件固定至齿轮箱，其中紧固件能够嵌入至定位件上形成的定位孔内，定位件同时还能够容纳用于支撑输出轴的轴承，从而使得紧固件在轴向上不再另外占用尺寸，进而能够缩小整个扭力输出工具的轴向尺寸，有利于工具小型化。

附图说明

图1是扭力输出工具的结构示意图；

图2是图1中的扭力输出工具在壳体被剖开后的内视图；

图3和图4分别是图2中的马达、齿轮箱、传动装置、扭力调节装置以及输出轴等结构的外部结构图和剖视图；

图5是图3所示结构的爆炸图；

图6和图7分别是图3中的前壳、扭力杯、轴锁环、紧固件、定位件以及轴承的外部结构图和剖视图；

图8和图9分别是图7中的前壳、扭力杯、轴锁环、紧固件和定位件在两个不同视角下的爆炸图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

图1所示的扭力输出工具100能够输出扭力，具体例如可以为电钻、螺丝批等工具，在本实施例中可以以电钻为例。

如图1至图4所示，扭力输出工具100包括：壳体11、马达12、开关13、传动装置20、齿轮箱14、输出轴15、扭力调节装置16、轴锁机构17、夹头装置18以及定位件19，其中，扭力调节装置16可以包括用于供用户操作以调节马达12传递至输出轴15的最大输出扭力的扭力杯161，夹头装置18用于夹持钻头等附件，定位件19用于限定扭力杯161的轴向位置。

壳体11可以形成有容纳部111和把手部112，其中，容纳部111用于容纳马达12，把手部112用于供用户握持。壳体11可以与扭力杯161以及夹头装置18共同构成扭力输出工具100的外形。马达12设置在壳体11内，马达12用于驱动输出轴15以第一轴线101为轴相对壳体11转动，马达12还包括用于输出动力的驱动轴121。对于电钻而言，该马达12可以电机，驱动轴121为电机的电机轴。开关13安装至壳体11上，开关13用于在被用户操作时启动马达12，从而使得扭力输出工具100处于开机状态。

为了方便说明本实用新型的技术方案，还定义了本领域技术人员可以理解的以第一轴线101为中心轴的轴向、周向和径向，其中，轴向不仅包括第一轴线101方向还包括与第一轴线101平行的方向；另外还定义沿轴向朝向夹头装置18的一侧为前侧、远离夹头装置18的一侧为后侧。

传动装置20用于将马达12的输出传递至输出轴15，从而驱动输出轴15以第一轴线101为轴转动。齿轮箱14用于容纳传动装置20，输出轴15用于在传动装置20的驱动下输出扭力。如图4和图5所示，传动装置20可以包括：第一太阳轮21、第二太阳轮22、第一行星轮组23、第二行星轮组24和内齿圈25。其中，内齿圈25能相对壳体11绕第一轴线101转动，且内齿圈25在齿轮箱14内的轴向位置固定。齿轮箱14固定的设置在壳体11内，齿轮箱14包括可以结合在一起的后壳141和前壳142，传动装置20设置在后壳141和前壳142包围的区域内。

其中，第一太阳轮21和第二太阳轮22能分别随驱动轴121的转动而转动。第一太阳轮21包括啮合部211和延伸部212，啮合部211和延伸部212分别形成于第一太阳轮21的不同的轴向位置。啮合部211形成有用于传递动力的啮合齿，延伸部212可以用于安装第二太阳轮22。第二太阳轮22安装于第一太阳轮21的延伸部212上并能够与第一太阳轮21构成同步转动，第二太阳轮22也形成有用于传递动力的啮合齿，且第二太阳轮22的啮合齿的齿形与第一太阳轮21的啮合齿的齿形相同。另外，第二太阳轮22的齿顶圆的半径还大于第一太阳轮21的齿顶圆的半径，这使得第二太阳轮22的啮合齿的齿数多于第一太阳轮21的啮合齿的齿数。

第一行星轮组23包括第一行星轮231和第一行星轮架232，第一行星轮231可转动的安装至第一行星轮架232，第一行星轮231还与第一太阳轮21的啮合部211构成啮合。第二行星轮组24包括第二行星轮241和第二行星轮架242，第二行星轮241可转动的安装至第二行星轮架242，第二行星轮241还与第二太阳轮22构成啮合。内齿圈25的内周形成有内齿251，第一行星轮231和第二行星轮241均设置于内齿圈25内并且能同时与内齿圈25啮合。

第一行星轮架232和内齿圈25均可转动的设置在齿轮箱14内，且在轴向上第一行星轮架232还至少部分位于马达12和第一行星轮231之间。第二行星轮架242还形成有用于输出动力至输出轴15的输出部242a。在本实施例中，传动装置20还包括第三行星轮组26和第二内齿圈27。第三行星轮组26设置在第二行星轮组24和输出轴15之间，第三行星轮组26可以包括第三行星轮261和第三行星轮架262。

这样，当内齿圈25相对壳体11的转动被锁定，第一行星轮架232相对壳体11的转动被释放，在马达12启动时，驱动轴121将动力传递至第一太阳轮21，第一太阳轮21将动力传递至第一行星轮231，因为内齿圈25固定不动，所以第一行星轮231将动力传递至第一行星轮架232，但是因为第一行星轮架232不连接输出装置，所以第一行星轮架232仅仅进行空转不进行动力输出，同时，驱动轴121还将动力传递至第二太阳轮22，第二太阳轮22将动力传递至第二行星轮241，因为内齿圈25固定不动，所以第二行星轮241将动力传递至第二行星轮架242，从而使得此时的第一行星轮组23和第二行星轮组24仅仅只有第二行星轮组24起到减速的作用，因而第二行星轮架242的输出部以高速输出，也即是驱动轴121和输出轴15之间具有相对较小的第一传动比。而当第一行星轮架232相对壳体11的转动被锁定，内齿圈25相对壳体11的转动被释放，在马达12启动时，驱动轴121将动力传递至第一太阳轮21，第一太阳轮21将动力传递至第一行星轮231，因为第一行星轮架232被锁定，第一行星轮231将动力传递至内齿圈25，内齿圈25转动，同时，驱动轴121还将动力传递至第二太阳轮22，这时，对于第二行星轮241而言，其与第二太阳轮22和内齿圈25构成了双输入的传动轮系，从而使得第二行星轮架242的输出部以低速输出，也即是驱动轴121和输出轴15之间具有相对较大的第二传动比。

为了调节传动装置20从而改变驱动轴121和输出轴15之间的传动比，扭力输出工具100还包括调节件31。具体而言，调节件31用于与内齿圈25和第一行星轮架232配合，从而锁定内齿圈25或者第一行星轮架232相对齿轮箱14的转动，进而实现驱动轴121和输出轴15之间具有第一传动比和第二传动比。

调节件31形成有调节部311，内齿圈25的外周形成有外周结构252，第一行星轮架232形成有轮架限位部232a，调节部311能够与外周结构252构成配合，也能够与轮架限位部232a构成配合。调节件31能够沿轴向移动，当调节件31移动至调节部311与内齿圈25的外周结构252构成接触配合时，内齿圈25相对齿轮箱14的转动被锁定，第一行星轮架232相对齿轮箱14的转动被释放；而当调节件31移动至调节部311与第一行星轮架232的轮架限位部232a构成接触配合时，第一行星轮架232相对齿轮箱14的转动被锁定，内齿圈25相对齿轮箱14的转动被释放。

扭力调节装置16还包括：止动环162、止动销163、垫圈164、压簧165、螺旋罩166以及以上所说的扭力杯161。其中，止动环162固定设置在齿轮箱14内，止动环162还位于调节件31和第二内齿圈27之间，止动环162朝向第二内齿圈27的一侧形成有多个凸起结构162a。第二内齿圈27包括齿圈部271和法兰部272，齿圈部271用于与第三行星轮261构成啮合，法兰部272形成于齿圈部271靠近止动环162的一端，法兰部272的边缘形成有多个缺口272a，缺口272a的个数可以与止动环162所形成的凸起结构162a的个数相同，例如为6个。缺口272a还沿轴向贯穿法兰部272。止动销163的个数与第二内齿圈27所形成的缺口272a的个数相同，多个止动销163分别容纳在多个缺口272a内，止动销163的轴向长度还大于缺口272a的轴向长度，也即是说，止动销163可以在轴向上伸出缺口272a而与止动环162的凸起结构162a配合。垫圈164用于抵持止动销163，垫圈164位于止动销163远离止动环162的一端。压簧165安装在螺旋罩166上，螺旋罩166包括螺旋部166a和安装柱166b，安装柱166b用于安装压簧165，螺旋部166a用于与扭力杯161构成配合。压簧165安装至安装柱166b后的两端分别与垫圈164和螺旋罩166接触。螺旋罩166与壳体11构成沿轴向的滑动连接，扭力杯161与壳体11构成转动连接，且扭力杯161的轴向位置被固定。

用户旋转扭力杯161设定最大输出扭力，扭力杯161相对壳体11转动会驱动螺旋罩166相对壳体11沿轴向向后运动一定距离，螺旋罩166压缩压簧165，压簧165根据被压缩的位移产生相应的弹力，产生的弹力通过垫圈164传递至止动销163，止动销163在弹力的作用下抵持住止动环162上的凸起结构162a，而止动销163又位于第二内齿圈27的缺口272a内，从而使得第二内齿圈27不会随着第三行星轮261转动，保持静止状态。这时，马达12能通过第一行星轮组23、第二行星轮组24以及第三行星轮组26将动力传递至输出轴15，从而输出轴15带动夹头装置18转动。而当输出轴15的输出扭力大于设定的最大输出扭力时，第二内齿圈27受到的旋转力使得位于缺口272a内的止动销163能够克服压簧165的弹力而越过止动环162上的凸起结构162a，从而使得第二内齿圈27能够相对壳体11转动，这时第三行星轮组26不再输出扭力至输出轴15，进而中断马达12至输出轴15的输出。

轴锁机构17用于锁定输出轴15的转动，轴锁机构17可以包括：锁芯171、锁销172和轴锁环173。第三行星轮架262还形成有一个驱动孔262a，该驱动孔262a能够驱动输出轴15转动，该驱动孔262a还允许输出轴15相对第三行星轮架262在一定角度范围内转动。第三行星轮架262远离第三行星轮261的一侧还延伸出多个拨片262b，多个拨片262b围绕驱动孔262a设置，锁芯171被多个拨片262b围绕。锁芯171形成有一个能使得输出轴15穿过的扁位孔171a，该扁位孔171a使得锁芯171与输出轴15构成同步转动，锁芯171的外周还形成有多个工作平面171b。轴锁环173围绕锁芯171设置，轴锁环173的内圈形成有一个完整的圆柱面173a。锁销172为圆柱销，锁销172设置于锁芯171的工作平面171b和轴锁环173的圆柱面173a之间。其中，锁芯171的工作平面171b与轴锁环173的圆柱面173a之间的距离从一端到另一端先增大后减小。这样，当锁销172移动至工作平面171b的靠近两端处时，能够锁定锁芯171以及输出轴15的转动；而当锁销172移动至工作平面171b的远离两端处时，输出轴15能够自由转动，从而使得输出轴15能够输出扭力。

为了支撑输出轴15，扭力输出工具100还包括轴承32。在本实施例中，该轴承32设置在齿轮箱14外，具体可以为端面轴承。如图4至图7所示，轴承32包括：前端盖321、后端盖322、滚动件323和支撑架324。其中，前端盖321与输出轴15接触，后端盖322与齿轮箱14的前壳142的外壁接触，支撑架324用于支撑滚动件323，支撑架324和滚动件323构成的整体设置在前端盖321和后端盖322之间，滚动件323在轴向上分别与前端盖321和后端盖322接触，从而使得后端盖322与前端盖321构成相对转动。

定位件19用于限定扭力杯161的轴向位置，具体而言，定位件19用于限定扭力杯161向前的位置。为了将定位件19固定至壳体11内，扭力输出工具100还包括：紧固件33，紧固件33可以将定位件19固定至齿轮箱14的前壳142。

如图4至图9所示，定位件19设置在齿轮箱14外，定位件19还位于齿轮箱14的前壳142的前侧。

定位件19形成有用于容纳以上所说的轴承32的容纳槽191，容纳槽191的槽底呈圆形，容纳槽191在槽底处还形成有中心孔192，输出轴15穿过该中心孔192，轴承32的后端盖322与容纳槽191的槽底接触。容纳槽191的槽底还形成有定位孔193，定位孔193的个数可以为多个，多个定位孔193围绕中心孔192设置。定位件19沿轴向朝向齿轮箱14形成有定位凸起194，定位凸起194的个数与定位孔193的个数相对应，定位孔193贯穿定位凸起194和容纳槽191的槽底，从而紧固件33能够通过嵌入定位孔193的方式将定位件19固定至齿轮箱14。

定位件19还位于扭力杯161所围绕而成的空间内，扭力杯161向内延伸出第一限位部161a，该第一限位部161a形成有垂直于第一轴线101方向的第一限位平面161b，定位件19向外延伸出能与第一限位部161a配合的第二限位部195。定位件19的第二限位部195形成于容纳槽191的槽壁的远离槽底的一端，第二限位部195也形成有垂直于第一轴线101的第二限位平面195a，第二限位平面195a在第一限位平面161b的前侧与第一限位平面161b接触，从而限定扭力杯161的轴向位置。

齿轮箱14的前壳142形成有环形的台阶结构142a，定位件19设置在该台阶结构142a处。台阶结构142a还包括一个环形的台阶面142b，台阶面142b垂直于第一轴线101方向。在台阶面142b处还形成有能使定位凸起194嵌入的凹槽142c，凹槽142c的槽底处形成有能与定位孔193连通的通孔142d，通孔142d沿轴向贯穿齿轮箱14的前壳142。

另外，以上所说的轴锁环173固定的设置在齿轮箱14内，轴锁环173在齿轮箱14内的位置还与前壳142形成的台阶结构142a的位置相对应。轴锁环173还形成有沿轴向延伸的容纳孔173b，容纳孔173b与通孔142d连通。这样，轴锁环173的容纳孔173b、齿轮箱14的通孔142d以及定位件19的定位孔193设置在同一条与第一轴线101平行的轴线方向上，且它们三者构成的整体在该轴线方向上贯通轴锁环173、齿轮箱14和定位件19。

紧固件33能够沿轴线方向依次穿过轴锁环173的容纳孔173b、齿轮箱14的通孔142d，然后嵌入至定位件19的定位孔193，从而将定位件19固定至齿轮箱14。这时，紧固件33包括沿轴向上的第一端331和第二端332，其中第一端331容纳在定位孔193并且第一端331没有朝前伸出至定位孔193之外，第二端332容纳在容纳孔173b中且也没有朝后伸出至容纳孔173b之外，也即是说，紧固件33的第一端331没有朝前凸出至定位孔193之外，紧固件33的第二端332也没有朝后凸出至容纳孔173b之外，这也使得紧固件33的轴向尺寸小于等于容纳孔173b、通孔142d和定位孔193的轴向尺寸之和。因为紧固件33的第一端331没有朝前伸出至定位孔193之外，从而紧固件33的第一端331没有朝前伸入至容纳槽191内，进而容纳槽191所形成的容纳空间的轴向位置和紧固件33的轴向位置错开。

更具体而言，紧固件33可以为螺钉，螺钉的个数与定位孔193的个数相同，螺钉包括螺钉杆和螺钉头，其中，螺钉杆的端部形成了紧固件33的第一端331，螺钉头形成了紧固件33的第二端332，螺钉杆部分容纳在定位孔193中，螺钉头容纳在容纳孔173b中。对应的，定位孔193可以为能与螺钉杆配合的螺纹孔。更进一步的，该螺钉可以为沉头螺钉。这样，螺钉的螺钉头容纳在轴锁环173所形成的容纳孔173b中，使得扭力输出工具100无需在轴向上另外预留用于容纳螺钉头的空间，从而能够缩小整个扭力输出工具100的轴向尺寸，进而有利于实现扭力输出工具100的小型化。

另外，本领域技术人员可以理解的，该扭力输出工具100并不限制于用轴锁环173来形成用于部分容纳紧固件33的容纳孔173b，事实上，只要是设置在齿轮箱14内的任意一个内部零件均可以形成用于容纳紧固件33的容纳孔173b，其同样能够达到缩小尺寸的目的。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。