冲击工具的制作方法

冲击工具
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年2月4日提交的共同未决的美国临时专利申请号62/969,849的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过援引并入本文。
技术领域
3.本实用新型涉及动力工具，更具体地涉及冲击工具。


背景技术：

4.冲击工具或冲击扳手典型地用于向工具元件或工件(例如，紧固件)提供撞击旋转力或间歇性地施加扭矩以拧紧或松开紧固件。如此，冲击扳手典型地用于松开或移除卡住的紧固件(例如，车桥螺柱上的汽车凸耳螺母)，否则这些紧固件无法移除或很难使用手动工具移除。


技术实现要素：

5.在一方面，本实用新型提供了一种冲击工具，该冲击工具包括电动马达、容纳该电动马达的壳体、以及电池接收座。电池接收座包括隔离构件，该隔离构件被配置成与电池组选择性地且可拆卸地联接以将该电池组电连接至电动马达。隔离构件包括相反的导轨，这些相反的导轨被配置成被接纳成与形成在壳体中的通道滑动接合。电池接收座还包括支撑在壳体内的弹性体阻尼器。在操作冲击工具期间，隔离构件被配置成相对于壳体平移并且冲击弹性体阻尼器，该弹性体阻尼器进而被配置成减弱从壳体传递至电池组的振动。
6.在另一方面，本实用新型提供一种冲击工具，该冲击工具包括电动马达、容纳该电动马达的壳体、以及电池接收座。电池接收座包括隔离构件，该隔离构件被配置成与电池组选择性地且可拆卸地联接以将该电池组电连接至电动马达。隔离构件包括相反的柱，这些相反的柱被配置成接纳在支撑在壳体内的杯形弹性体阻尼器中。
7.在另一方面，本实用新型提供了一种冲击工具，该冲击工具包括壳体，该壳体具有马达壳体部分和联接至该马达壳体部分的d形手柄部分。手柄部分包括抓手，该抓手与马达壳体部分间隔开以在该抓手与该马达壳体部分之间限定孔口。冲击工具还包括电动马达和驱动组件，该电动马达定位在马达壳体部分内并且包括马达轴，该驱动组件被配置成将来自该马达轴的连续旋转输入转换为工件上的连续旋转冲击。冲击工具进一步包括第一电池接收座和第二电池接收座，该第一电池接收座和该第二电池接收座各自从手柄部分延伸并且各自被配置成与电池组选择性地且可拆卸地联接。
8.在另一方面，本实用新型提供了一种冲击工具，该冲击工具包括电动马达和壳体，该壳体具有容纳该电动马达的马达壳体部分和联接至该马达壳体部分的手柄部分。冲击工具还包括限定在手柄部分内的u形通道、接纳在该u形通道中的弹性体阻尼器、以及电路板，该电路板的至少三个边缘接纳在形成在该弹性体阻尼器中的凹槽中。该弹性体阻尼器被配置成沿壳体的纵向方向、沿壳体的垂直于该纵向方向的横向方向、并且沿壳体的正交于该
纵向方向和该横向方向的竖直方向减弱传递至电路板的振动。
9.通过考虑以下详细说明和附图，本实用新型的其他特征和方面将变得清楚。
附图说明
10.图1a和图1b是根据一个实施例的冲击扳手的立体图。
11.图2是图1a的冲击扳手沿图1a的线2-2截取的截面视图。
12.图3是可与图1a的冲击扳手一起操作的电池组的立体图。
13.图4是图1a的冲击扳手的电池接收座的立体图。
14.图5a和图5b是展示了图4的电池接收座的隔离构件的立体图。
15.图6是图4的电池接收座的立体图，其中移除了一些部分。
16.图7是图4的电池接收座沿图4的线7-7截取的截面视图。
17.图8是图4的电池接收座的平面视图，其中移除了一些部分。
18.图9是图4的电池接收座的阻尼器的立体图。
19.图10是图4的电池接收座沿图1a的线2-2截取的详细截面视图，其中图3的电池组联接至该电池接收座。
20.图11是图1a的冲击扳手的详细立体图，其中移除了一些部分。
21.图12是图1a的冲击扳手的蛤壳形半部的详细立体图。
22.图13是根据另一实施例的电池接收座的平面视图，其中移除了一些部分。
23.图14是图13的电池接收座的另一平面视图，其中移除了一些部分。
24.图15是图13的接收座的隔离构件的立体图。
25.图16a至图16d是图13的电池接收座的阻尼器的替代性实施例的侧视图。
26.图17是根据另一实施例的冲击扳手的立体图，该冲击扳手包括用于接纳两个电池组的两个电池接收座。
27.图18是图17的冲击扳手的另一立体图。
28.在详细解释本实用新型的任何实施例之前，应理解的是，本实用新型在其应用方面不限于在以下描述中阐述或在附图中展示的部件的构造和布置细节。本实用新型能够具有其他实施例并且能够以不同的方式来实践或执行。并且，应理解的是，本文所使用的措辞和术语是出于说明的目的而不应视为限制性的。
具体实施方式
29.图1a和图1b展示了呈冲击工具或冲击扳手10形式的动力工具。冲击扳手10包括壳体14，该壳体具有马达壳体部分18、(例如，通过多个紧固件)联接至马达壳体部分18的前壳体部分22、以及设置在马达壳体部分18后方的大致d形的手柄部分26。手柄部分26包括可以由操作冲击扳手10的使用者抓握的抓手27。抓手27与马达壳体部分18间隔开，使得孔口28限定在抓手27与马达壳体部分18之间。在所展示的实施例中，手柄部分26和马达壳体部分18由相配合的蛤壳形半部限定，并且前壳体部分22是单一本体。在一些实施例中，橡胶保护罩或端盖30可以覆盖前壳体部分22的前端以对前壳体部分22提供保护。橡胶保护罩30可以永久地附连至前壳体部分22或者是可移除的且可更换的。
30.继续参考图1a和图1b，冲击扳手10可与电池组34一起操作，该电池组可移除地联
接至电池接收座38，该电池接收座位于手柄部分26的底端处(即，大致在抓手27下方)。电池组34包括包封多个电池单体(未示出)的壳体39，该多个电池单体电连接以提供电池组34的期望输出(例如，标称电压、电流容量等)。在一些实施例中，每个电池单体的标称电压在约3伏特(v)与约5v之间。优选地，电池组34的标称容量为至少5安培小时(ah)(例如，具有两串五个串联连接的电池单体(“5s2p”组))。在一些实施例中，电池组34的标称容量为至少9ah(例如，具有三串五个串联连接的电池单体(“5s3p组”))。所展示的电池组34的标称输出电压为至少18v。电池组34是可再充电的，并且单体可以具有锂基化学物质(例如，锂、锂离子等)或任何其他合适的化学物质。
31.参考图2，当电池组34联接至电池接收座38时，支撑在马达壳体部分18内的电动马达42从电池组34(图1a)接收电力。所展示的马达42是无刷直流(“bldc”)马达，具有可绕轴线46旋转的转子或输出轴44。风扇48邻近马达42的前端(例如，经由花键连接)联接至输出轴44。
32.在一些实施例中，冲击扳手10可以包括电源线，用于将马达42电连接至ac电源。作为另一替代方案，冲击扳手10可以被配置成使用不同的动力源(例如，气动动力源等)来操作。然而，电池组34是给冲击扳手10供电的优选手段，因为无线冲击扳手有利地需要较少的维护(例如，不用给空气管线或压缩机马达上油)并且可以用在压缩空气或其他动力源不可用的地方。
33.参考图1a和图1b，所展示的冲击扳手10进一步包括联接至第二手柄安装件52的第二手柄50。第二手柄50是具有中央抓手部分54的大致u形的手柄，该中央抓手部分可以由弹性体包塑件覆盖。第二手柄安装件52包括围绕前壳体部分22的带夹56。第二手柄安装件52还包括调节机构58。调节机构58可以被松开以允许调节第二手柄50。特别地，当调节机构58被松开时，第二手柄50可绕轴线60旋转。在一些实施例中，使调节机构58松开还可以松开带夹56以允许第二手柄50和第二手柄安装件52绕轴线60旋转。冲击扳手10还包括联接至前壳体部分22的悬挂环62，用于在冲击扳手10不使用时将该冲击扳手悬挂在承重构件(例如，钩子)上。
34.参考图2，冲击扳手10进一步包括联接至马达输出轴44的齿轮组件66、以及联接至齿轮组件66的输出端的驱动组件70。在所展示的实施例中，齿轮组件66通过支撑件74支撑在壳体14内，该支撑件联接在马达壳体部分18与前壳体部分22之间。支撑件74将马达壳体部分18的内部与前壳体部分22的内部分开，并且支撑件74和前壳体部分22共同限定齿轮箱76，其中支撑件74限定齿轮箱76的后壁。齿轮组件66可以以许多不同方式中的任一种方式配置以在输出轴44与驱动组件70的输入端之间提供减速。
35.所展示的齿轮组件66包括形成在马达输出轴44上的螺旋小齿轮82、多个螺旋行星齿轮86、以及螺旋环齿轮90。输出轴44延伸穿过支撑件74，使得小齿轮82被接纳在行星齿轮86之间并与其啮合。螺旋环齿轮90围绕行星齿轮86并与其啮合，并且该螺旋环齿轮(例如，经由环齿轮90外部上的突出部(未示出)与形成在前壳体部分22内的对应凹槽(未示出)相配合)旋转地固定在齿轮箱76内。行星齿轮86安装在驱动组件70的凸轮轴94上，使得凸轮轴94用作行星齿轮86的行星架。
36.相应地，输出轴44的旋转使行星齿轮86旋转，然后行星齿轮沿环齿轮90的内圆周行进，从而使凸轮轴94旋转。齿轮组件66提供从输出轴44到凸轮轴94的齿轮减速。在一些实
施例中，齿轮组件66可以被配置成提供从输出轴44到凸轮轴94的、在10∶1与14∶1之间的传动比；然而，齿轮组件66还可以被配置成提供其他传动比。
37.继续参考图2，驱动组件70包括砧200，该砧从前壳体部分22延伸出，工具元件(例如，插口(未示出))可以联接至该砧以对工件(例如，紧固件)做功。驱动组件70被配置成，当砧200上的反作用扭矩(例如，由于工具元件与正在被做功的紧固件之间的接合)超过某个阈值时，将马达42和齿轮组件66提供的连续旋转力或扭矩转换为撞击旋转力或间歇性地施加到砧200上的扭矩。在所展示的冲击扳手10的实施例中，驱动组件70包括凸轮轴94、支撑在凸轮轴94上并且可相对于该凸轮轴轴向滑动的锤204、以及砧200。
38.凸轮轴94包括邻近凸轮轴94的前端的圆柱形突出部205。圆柱形突出部205的直径小于凸轮轴94的其余部分，并且该圆柱形突出部被接纳在先导孔206内，该先导孔沿轴线46延伸穿过砧200。圆柱形突出部205与先导孔206之间的接合部分旋转地且径向地支撑凸轮轴94的前端。球轴承207置于先导孔206内。圆柱形突出部抵接球轴承207，该球轴承用作推力轴承以抵抗凸轮轴94上的轴向负载。
39.驱动组件70进一步包括弹簧208，该弹簧将锤204朝向冲击扳手10的前部(即，沿图3的向右方向)偏置。换言之，弹簧208沿轴线46将锤204沿轴向方向朝向砧200偏置。推力轴承212和推力垫圈216定位在弹簧208与锤204之间。推力轴承212和推力垫圈216允许弹簧208和凸轮轴94在每次冲击撞击之后当锤204上的凸耳(未示出)与对应的砧凸耳接合并且冲击对应的砧凸耳时继续相对于锤204旋转，以将动能从锤204传递至砧200。
40.凸轮轴94进一步包括凸轮凹槽224，对应的凸轮球228被接纳在凸轮凹槽中。凸轮球228与锤204处于驱动接合并且凸轮球228在凸轮凹槽224内的移动在锤凸耳和砧凸耳接合并且凸轮轴94继续旋转时允许锤204沿凸轮轴94的相对轴向移动。衬套222设置在前壳体部分22内以旋转地支撑砧200。垫圈226(在一些实施例中，可以是衬套222的一体式凸缘部分)位于砧200与前壳体部分22的前端之间。在一些实施例中，可以设置多个垫圈226作为垫圈堆叠体。
41.在冲击扳手10的操作中，操作者(例如，通过按压触发器)启用马达42，该马达经由输出轴44连续地驱动齿轮组件66和凸轮轴94。随着凸轮轴94旋转，凸轮球228驱动锤204与凸轮轴94一起旋转，并且锤凸耳分别接合砧凸耳的从动表面以提供冲击并且可旋转地驱动砧200和工具元件。在每次冲击之后，锤204沿着凸轮轴94背离砧200向后移动或滑动，使得锤凸耳与砧凸耳220脱离接合。
42.随着锤204向后移动，位于凸轮轴94中的相应凸轮凹槽224中的凸轮球228在凸轮凹槽224中向后移动。弹簧208储存了锤204的一些向后能量，从而为锤204提供返回机构。在锤凸耳与相应的砧凸耳脱离接合之后，随着弹簧208释放其储存的能量，锤204继续旋转并朝着砧200向前移动或滑动，直至锤凸耳的驱动表面重新接合砧凸耳的从动表面以引起另一次冲击。
43.参考图3，电池组34的壳体14包括两个相反的侧壁250、在侧壁250之间延伸并且限定上表面254的顶壁252、以及从上表面254向上突出的连接结构256。连接结构256包括端壁258和从连接结构256朝两个侧壁250的方向横向向外突出的一对相反的导轨260。通道262被限定在每个导轨260与顶壁252的上表面254之间。连接结构256还包括具有装置触点(未示出)的端子块264，该端子块被配置成与冲击扳手10机械地接口连接且电接口连接以在这
两者之间传递电力和通信信号。电池组34还包括闩锁机构266以有助于将电池组34联接至电池接收座38。闩锁机构266包括一对锁闩268，每个锁闩具有钩部分270和按钮部分272，该按钮部分可致动以将钩部分270从锁定位置移动至释放位置来选择性地将电池组34从电池接收座38释放。
44.参考图4，所展示的电池接收座38是隔离的电池接收座38，该隔离的电池接收座被配置成减弱由于在操作期间振动力沿冲击扳手10的纵向方向作用而传递至电池组34的振动。隔离的电池接收座38包括隔离构件274，该隔离构件联接至壳体14的手柄部分26并且被配置成将电池组34固定至冲击扳手10。隔离构件274包括空腔276，该空腔由一对侧壁278、顶壁280、以及端壁284限定，该顶壁在侧壁278之间延伸并且限定下表面282。隔离构件274还包括前壁286和一对相对的导轨288，这对相对的导轨从侧壁278横向向内突出进入空腔276中。通道290被限定在每个导轨288与下表面282之间。每个导轨288包括锁定凹槽292，该锁定凹槽邻近前壁286定位，用于在电池组34联接至隔离的电池接收座38时接纳钩部分270。隔离构件274的顶壁280包括孔口294(图5a和图5b)，并且冲击扳手10的端子块296(图4)穿过孔口294被接纳并且位于空腔276内。
45.为了将电池组34联接至隔离的电池接收座38，使电池组34的连接结构256滑入隔离构件274的空腔276中，使得导轨260、288滑入对应通道290、262中。连接结构256继续滑入空腔276中直至端壁258接触并抵接前壁286，此时闩锁机构266的钩部分270接合锁定凹槽292以将电池组34固定至隔离的电池接收座38。为了移除电池组34，按压闩锁机构266的按钮部分272以将钩部分270从锁定凹槽292释放，并且使连接结构256沿与插入方向相反的方向向后滑出空腔276。
46.参考图5a和图5b，隔离构件274包括从侧壁278横向向外突出的一对相反的滑动导轨298。具有u形截面的摩擦构件300联接至每个滑动导轨298。被选择为减小摩擦构件300的滑动表面与壳体14的手柄部分26之间的摩擦系数的材料(例如，钢)来形成摩擦构件300(如下文将进一步描述的)，从而减少磨损。端壁284限定第一止挡表面302，并且隔离构件274包括突出部304，该突出部从顶壁280向上突出并且限定第二止挡表面306，该第二止挡表面与第一止挡表面302面向相反方向。
47.参考图6至图10，手柄部分26包括相配合的蛤壳形半部26a、26b，每个蛤壳形半部包括形成在隔离的电池接收座38内的滑动通道308。每个滑动通道308由每个蛤壳形半部26a、26b的滑动表面310(图6)限定并且被配置成滑动地接合隔离构件274的滑动导轨298。每个蛤壳形半部26a、26b还包括朝向冲击扳手10的后部(即，朝向抓手27)开口的第一阻尼器座312(图8)以及朝向冲击扳手10的前部(即，朝向砧200)开口的相对的第二阻尼器座314。第一阻尼器座312和第二阻尼器座314被配置成接纳与隔离构件274的第一止挡表面302和第二止挡表面306相对的第一弹性体阻尼器316和第二弹性体阻尼器318(图9)。在所展示的实施例中，阻尼器316、318是圆柱形的，但是也可设想其他形状(例如，棱柱形)。
48.在操作冲击扳手10期间，由于振动从前壳体部分22和马达壳体部分18传递至手柄部分26，因而手柄部分26可能会振荡。感受到手柄部分26的振荡运动沿冲击扳手10的纵向方向，即，沿轴线46(图2)的方向的分量。当手柄部分26沿纵向方向平移时，电池组34的惯性使电池组34抵抗此运动。因为电池组34固定至隔离构件274，因此隔离构件274同样抵抗纵向方向上的运动。相应地，滑动导轨298在滑动通道308内沿纵向方向滑动，直至止挡表面
302、306中的一个止挡表面到达并冲击对应的阻尼器316、318。阻尼器316、318减弱传递至止挡表面302、306的振动，从而减小作用在电池组34上的振动力的大小。摩擦构件300减小滑动导轨298与滑动表面310之间的滑动摩擦，因此减少磨损并且延长冲击扳手10和电池组34的寿命。
49.参考图11和图12，冲击扳手10还包括可致动以调节冲击扳手10的转速的速度选择开关320。速度选择开关320联接至速度选择印刷电路板(pcb)322，该速度选择印刷电路板接收来自速度选择开关320的输入。速度选择pcb 322支撑在形成在第一蛤壳形半部26a中的u形通道324内。u形弹性体阻尼器326被接纳在u形通道324中并且限定凹槽328。在所展示的实施例中，速度选择pcb 322的形状是矩形并且速度选择pcb包括四个边缘330。速度选择pcb322被接纳在阻尼器326的凹槽328中，使得四个边缘330中的三个边缘接合阻尼器326，而第四边缘330位于u形通道324外。阻尼器326沿三个正交方向(即，沿纵向方向、沿垂直于纵向方向并且在蛤壳形半部26a、26b之间延伸的横向方向、以及沿正交于纵向方向和横向方向的竖直方向)减弱从手柄部分26传递至速度选择pcb 322的振动。
50.图13至图16d展示了根据另一实施例的电池接收座38’和隔离构件274’，该电池接收座和隔离构件可以结合到上文参考图1至图12描述的冲击扳手10中。电池接收座38’和隔离构件274’的与上述电池接收座38和隔离构件274的特征和元件相对应的特征和元件被标上相同的附图标记，附加一个撇号。
51.参考图13至图15，与上述隔离构件274一样，隔离构件274’被配置成与电池组34选择性地且可拆卸地联接、并且进一步地由电池接收座38’支撑。隔离构件274’同样包括由一对侧壁278’、在侧壁278’之间延伸的顶壁280’、以及端壁284’限定的空腔276’。隔离构件274’的顶壁280’包括孔口294’，并且冲击扳手10的端子块296穿过孔口294’被接纳并且位于空腔276’内。为了将电池组34联接至隔离的电池接收座38’，使电池组34的连接结构256以类似于先前描述的方式滑入隔离构件274’的空腔276’中。与隔离构件274不同，隔离构件274’不通过滑动导轨与对应滑动通道之间的滑动接合来联接至电池接收座38’。代替地，隔离构件274’是浮动的隔离构件274’，该浮动的隔离构件联接至电池接收座38’方式为允许电池接收座38’与隔离构件274’之间在所有方向上进行相对运动来减弱从电池接收座38’传递至隔离构件274’的振动。
52.电池接收座38’包括形成在每个蛤壳形半部26a’、26b’中的杯形阻尼器凹腔332(图14)。隔离构件274’包括阻尼器柱334(图13)，这些阻尼器柱横向向外突出并且被配置成由杯形弹性体阻尼器336(图15)接纳。隔离构件274’包括从顶壁280突出的第一中央脊339和从端壁284’突出的第二中央脊341。阻尼器柱334从第一中央脊339和第二中央脊341中的每一者横向向外突出。每个杯形阻尼器336具有接纳阻尼器柱334的开口端338以及被接纳在阻尼器凹腔332中的封闭的底部340。相应地，阻尼器336定位在阻尼器柱334与阻尼器凹腔332之间并且减弱从电池接收座38’传递至隔离构件274’和电池组34的振动。具体地，阻尼器336允许阻尼器柱334与阻尼器凹腔332之间在阻尼器柱334的轴向方向和径向方向两个方向上进行一定程度的相对运动。相应地，在三个正交方向上(即，沿冲击扳手10的纵向方向、横向方向以及竖直方向)减弱了传递至电池组34的振动。在所展示的实施例中，电池接收座38’的每个侧面包括与隔离构件274’的三个阻尼器柱334相对应的三个阻尼器凹腔332。在其他实施例中，在每个侧面上可以存在更少的(例如，一个或两个)或更多的(例如，
四个、五个等)阻尼器柱334和对应阻尼器凹腔332。
53.图16a至图16d示出了阻尼器336的替代性实施例。图16a至图16d的阻尼器336中的每个阻尼器包括中心孔341，该中心孔具有与阻尼器柱334的y形截面相对应的y形截面。图16a所示的阻尼器336包括封闭的底部340。图16b所示的阻尼器336在两端均开口，并且包括外围孔342以减少阻尼器336的材料量并软化阻尼器336的弹性。图16c所示的阻尼器336包括凹进壁344。图16d所示的阻尼器336包括封闭的底部、和外围开口346。
54.图17和图18展示了根据另一实施例的冲击扳手10”。冲击扳手10”包括大多数与上文关于图1至图16d描述的冲击扳手10相同的结构和许多相同的特征。冲击扳手10”的与冲击扳手10的特征和元件相对应的特征和元件被标上相同的附图标记，附加两个撇号。
55.冲击扳手10”包括壳体14”，该壳体具有马达壳体部分18”、(例如，通过多个紧固件)联接至马达壳体部分18”的前壳体部分22”、以及设置在马达壳体部分18”后方的大致d形的手柄部分26”。手柄部分26”包括可以由操作冲击扳手10”的使用者抓握的抓手27”。抓手27”与马达壳体部分18”间隔开，使得孔口28”限定在抓手27”与马达壳体部分18”之间。
56.手柄部分26”包括位于手柄部分26”的底端处(即，大致在抓手27”下方)的两个电池接收座38”。每个电池接收座38”被配置成与电池组34选择性地且可拆卸地联接，使得两个电池组34可以同时联接至冲击扳手10”。隔离构件274、274’中的任一者可以结合在电池接收座38”中的任一者中，以有助于将电池组34联接至电池接收座38”并且在操作冲击扳手10”期间减弱传递至电池组34的振动。
57.如上文所讨论的，所展示的电池组34的标称输出电压为至少18v。当两个电池组34联接至图17所示的冲击扳手10”时，两个电池组34可以相配合来向冲击扳手10”提供至少36v的组合标称输出电压。替代性地，冲击扳手10”可以代替地一次仅从一个电池组34汲取电力，并且可以间歇地在两个所联接的电池组34之间切换电源，使得组合电池组34的有效标称容量翻倍(例如，从至少5ah到至少10ah)。
58.在所附权利要求中阐述了本披露内容的多种不同特征。