专利名称：电动工具齿箱的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种电动工具齿箱，特别是关于一种与诸如电钻等电动工具结合的电动工具齿箱。
背景技术：
无论是专业人员还是业余爱好者，自己制作(Do It yourself，DIY)一些诸如电钻、电动锤钻或电动螺丝刀等便携式电动工具，可方便的进行所需的加工及维修，深受人们喜爱。以电钻为例，电钻是可在木材、金属、砖、石材、玻璃、陶瓷等材料上钻孔的工具，使用者可通过改变电钻前端的配件，如将钻头改换成刷子、砂轮、螺丝刀或螺帽板手，便可进行磨光、螺丝及螺帽的安装、拆解等多方面工作。
现有的电动工具组设在电动工具齿箱上，以便于携带及操作，图3及图4中即为现有的电动工具齿箱。该电动工具齿箱内主要是以齿座10、齿盘30以及多个齿轮50作为减速机构。齿座10是中空的环框体，在该齿座10内壁面具有一体成型的多个内环齿101，该齿座10的一端面则具有一体成型的凹凸起伏的跳档面102，并由此端作为跳档圈。该齿盘30用于套接与啮合该齿轮50，并由该齿轮50啮合至该内环齿101，以便受力时进行旋转。
内环齿101需要较高精度才能与齿轮50精确啮合，而跳档面102则需耐磨损，以在降低马达转速及提高输出扭力的时候，不会因过度磨损而令跳档面102损坏。为提高该跳档面102的耐磨损性，通常是以粉末冶金法(powder metallurgy)制成，利用合金钢粉末一体成型，然后烧结(sintering)，再经高频热处理法进行硬化，以提高该跳档面102的耐磨损能力及使用寿命。
但是，由于该齿座10具有一体成型的内环齿101及跳槽面102，当进行硬化后，经热处理的跳档面102虽可提高其强度，但该内环齿101的精度却将降低。这样，在传动的过程中，由于精度降低的内环齿101与该齿轮50间无法精确啮合，会产生噪音。同时，若对精度的影响过大，则必须再额外增加精修的步骤，造成制作程序增加，导致制造成本的提高。
同时，若不对该跳档面102进行必要的强化处理，会由于该跳档面102的耐磨损性低，在运转过程中会快速地磨损，必须将齿座10整个换掉。在换掉齿座10前，将造成齿轮50承受超负载的扭力而损坏。
另外，对于低扭力要求的电动工具，该内齿轮并不须使用金属材料制作，仅需以低成本的塑料，采用诸如注射成型的方式即可达到，但因内齿轮的跳档面要求有相当的硬度，因此无法选用这种低成本的材料及制程制作。也就是，为折衷对内齿轮及其跳档面的需求，往往无法使零件所需的特性达到最佳化。
此外，如美国专利第5,277,527号专利、台湾专利公告第334869号专利及第337736号专利也揭示了组设现有电动工具的电动工具齿箱。美国专利第5,277,527号专利主要是在枪型壳体内设驱动马达，将电动工具齿箱装设在驱动马达的一端，使该驱动马达的旋转动力经电动工具齿箱输出，并通过扭力调整机构调整输出的扭力。台湾专利公告第334869号专利是用固定座、齿座、套筒、行星传动齿盘、多活动梢、多小齿轮以及马达所构成的电钻主轴锁定装置，其中，该齿座接设在固定座上，且该齿座内壁形成有内环齿，通过上述装置，当该马达运转时可以带动该行星传动齿盘、该套筒与该固定座的中心轴同时旋转，马达停止运转时，也可通过该活动梢卡掣在该中心轴与该固定座的凸缘内壁面之间以手动操作。台湾专利公告第337736号专利则是一种电钻的回转锤击切换装置，该装置包括有一驱动机构，该驱动机构具有用于提供旋转的输出动力的旋转件以及可旋转的太阳齿轮。该太阳齿轮相当于上述齿座，在该太阳齿轮的轴向的一端具有一环形摩擦面，该摩擦面的表面具有多个分布于等分圆周点的突起部，可直接安装该电钻以供使用，并用以提供该电钻锤击功能。
然而，上述专利都具有一体成型的内环齿及跳档面的齿座，因此存在有精度与硬度之间不易解决的矛盾及无法很好配合之处，且同样有增加整体制造成本以及无法使零件之间的配合达到最佳化的问题，因此有待于改进。
由于现有技术无法针对内环齿及跳档面所需的特性，设计出可同时满足精度与硬度要求的齿座，因而使得现有技术在诸如精度、硬度及成本等方面无法彼此协调，令电动工具齿箱产生噪音且重量较重，更导致成本较高及笨重的问题。所以，常用的电动工具齿箱确有其缺点而亟待改良。
实用新型内容为克服上述现有技术的缺点，本实用新型的主要目的是提供一种可降低磨损的电动工具齿箱。
本实用新型的另一目的是提供一种可保护齿轮零件的电动工具齿箱。
本实用新型的再一目的是提供一种可降低噪音的电动工具齿箱。
本实用新型的又一目的是提供一种可降低制造成本的电动工具齿箱。
本实用新型的又另一目的是提供一种可减轻重量的电动工具齿箱。
本实用新型的又再一目的是提供一种可提高跳档圈使用寿命的电动工具齿箱。
为达上述目的及其它目的，本实用新型提供一种电动工具齿箱，该电动工具齿箱至少具备一个跳档机构以及与该跳档机构连接的减速机构。该减速机构包括跳档圈，与该跳档机构连接；内齿轮，与该跳档圈远离该跳档机构的一侧连接；以及多个齿轮，啮合于该内齿轮中，当该减速机构受推力时令该齿轮环绕该内齿轮旋转，该跳档圈则与该跳档机构彼此摩擦卡掣，降低磨损，并由该跳档机构保护该齿轮。
由于该跳档圈与该内齿轮是分开制作，因此可用不同材料制作，该跳档圈可选择诸如硬度高的材料制成，而该内齿轮则可选择诸如重量较轻的材料制成，根据使用需要而定，可有广泛的设计弹性，并且可达到最佳化零件。
因此，本实用新型的电动工具齿箱可解决现有技术的缺点，可根据所需的跳档圈与内齿轮的要求分别制作。这样，本实用新型的电动工具齿箱可在降低电动工具齿箱的制造成本并减轻重量时，使该跳档圈具有高耐摩擦性能，延长了该跳档圈的使用期限，更可令该内齿轮的齿轮精度不受后续跳档圈硬化处理的影响，进而降低电动工具齿箱的噪音。
所以，本实用新型的电动工具齿箱可降低电动工具的转速并提高输出扭力，同时保护齿轮零部件并降低噪音，还可降低制造成本及减轻重量，更进一步提高跳档圈使用寿命，克服了现有技术的种种缺点。
图1是本实用新型的电动工具齿箱较佳实施例的分解图；图2是本实用新型的电动工具齿箱较佳实施例的组合图；图3是现有电动工具齿箱的分解图；以及图4是现有电动工具齿箱的组合图。
具体实施方式
实施例以下的实施例是进一步详细说明本实用新型的观点，但并非以任何观点限制本实用新型的范畴。
图1至图2是根据本实用新型的较佳实施例所绘制的附图。如图1所示，本实用新型的电动工具齿箱可选择包括扭力机构1、跳档机构3、减速机构5以及驱动机构7。但是，本实用新型的实施方式是以应用在与诸如电钻等电动工具结合的电动工具齿箱为例进行说明的，该电动工具齿箱至少具备该跳档机构3以及该减速机构5，而现有的电动工具及齿箱结构都是适用对象，其结构并未改变，故在附图中仅显示出与本实用新型直接关连的结构，其余部份则略除。
该扭力机构1用于与电动工具(图未标)的主轴连接，并可与固定座(图未标)结合，其中该固定座用于固定该电动工具。由于适用的电动工具及用于固定该电动工具的固定座结构都是现有技术，故不再详细说明。
在该扭力机构1中还可选择包括扭力盖11、压片13、变速盘15、压缩弹簧17以及弹簧盖19。该扭力盖11装设在固定座远离该电动工具的一侧且能够左右偏转，该扭力盖11内部为中空。压片13是以数个锁固零件131装设在该扭力盖11前端，其中该锁固零件131可以是例如螺丝。在该扭力盖11内则按顺序套装该变速盘15、该压缩弹簧17以及该弹簧盖19，由该弹簧盖19将压缩弹簧17限制在该扭力盖11内部，并由该压缩弹簧17受力压缩后产生回弹力，提供旋转/往复运动期间所需要的弹性。应注意的是，本实施例中所述的扭力机构1仅是说明，而非以此限定本实用新型，而且，由于该扭力机构1的结构及动作原理都属现有技术，故不作过多说明。
跳档机构3设置在扭力机构1远离该电动工具的一侧，该跳档机构3可选择具有传动齿盘31、壳件32、多个定位组件33及第二定位组件34、轴衬35、输出轴36、第一片件37以及扣件38。
传动齿盘31与减速机构5连接，并且具有与该减速机构5连接的盘部311、多个形成于该盘部311且远离该扭力机构1一侧的柱部313、形成于该盘部311且远离该柱部313一侧的轴部315、形成于该轴部315且远离该盘部311一侧的螺纹部317。壳件32形成有第一容置部321及多个第二容置部323，该第一容置部321形成于该壳件32内部，且用于将传动齿盘31容置在其中，该第二容置部323则形成于该壳件32大致呈阶梯状的外周缘中。其中，该第一容置部321与该第二容置部323均为例如贯穿孔。
第一定位组件33可选择为例如滚珠，第二定位组件34则可选择为例如滚柱，且第一定位组件33及第二定位组件34可容置在第二容置部323中，使第一定位组件33及第二定位组件34仅能作轴向的移动。轴衬35套设于传动齿盘31的轴部315，输出轴36可选择结合在传动齿盘31的螺纹部317，第一片件37可以例如一垫片，该扣件38则可以是一C型扣环。当然，第一定位组件33及第二定位组件34也可选择其它等效组件，非以本实施例为限。
减速机构5设置在跳档机构3远离扭力机构1的一侧，且具有与该跳档机构3连接的跳档圈51、与该跳档圈51远离该跳档机构3一侧连接的内齿轮53以及多个啮合在内齿轮53中的齿轮55。
跳档圈51可接触跳档机构3上的传动齿盘31与壳件32，且可供第一定位组件33顶靠其上。跳档圈51形成有多个突起部511、摩擦面513以及第一卡固部515，突起部511形成于与该跳档机构3连接的一端，摩擦面513则与该突起部511连接，且将该突起部511间隔开。在运转期间，跳档圈51受力旋转，令第一定位组件33定位在各摩擦面513/突起部511，以进行跳档动作。第一卡固部515则形成于跳档圈51接近内齿轮53的下端周缘，即，远离突起部511与摩擦面513的一端，可令跳档圈51与内齿轮53结合。在本实施例中，跳档圈51接近内齿轮53的下端周缘可选择形成多个凹槽517，以由该凹槽517间隔开第一卡固部515。
在本实施例中，跳档圈51与内齿轮53可用不同的材料制成，以满足需求。跳档圈51可例如是经过硬化处理、物理冶金法、化学冶金法、被覆法或机械冶金法等方法处理后的耐磨损的零件，以令跳档圈51具有表层硬且耐磨损的特性，而其内部则仍保持其应有的强韧性，且能同时提高其耐疲劳强度的零件；即，对该跳档圈51进行适当的表面处理，更能提高其耐磨损性，以提高跳档圈51的耐磨损能力及使用寿命。该内齿轮53可依不同扭力需要而选用适当材料，例如，用于扭力需求较低的电动工具齿箱时，可选用添加纤维的塑料制成，以降低制造成本并减轻重量。其中，该跳档圈51也可用其它高耐摩擦的材料制成，并非以本实施例为限。
由于跳档圈51与内齿轮53是用不同材料制成，可根据所需的跳档圈51与内齿轮53的要求分别制作，不仅降低了电动工具齿箱的制造成本并减轻了重量，同进还提高了跳档圈51的耐摩擦性能，延长跳档圈51的使用期限，同时更可令内齿轮53的齿轮精度不受后续跳档圈硬化处理的影响，进而降低电动工具齿箱的噪音，故可解决现有技术的缺点。
当然，跳档圈51与内齿轮53也可选择用相同材料制成，并仅对该跳档圈51进行可提高其耐磨损性的表面处理，而内齿轮53则无需进行任何表面处理，以维持其精度。由此可知，本实用新型的电动工具齿箱具有良好的设计弹性，并且可使零部件达到最佳化。
内齿轮53可选择为可旋转的太阳齿轮(sun gear)，并且具有多个内环齿531以及多个第二卡固部533。该内环齿531环设于内齿轮53的内周壁，可与齿轮55彼此啮合。第二卡固部533则可与跳档圈51的第一卡固部515彼此卡合，当内齿轮53作旋转运动时，由内齿轮53带动跳档圈51旋转。其中，第一卡固部515与第二卡固部533彼此对应而可卡合，只要可将内齿轮53与跳档圈51结合，并令内齿轮53可带动跳档圈51旋转的设计，都适用于本实用新型，非以本实施例为限。
齿轮55可以是例如绕着内齿轮53中心运转的行星齿轮(planetarygear)，且可选用较大减速比的齿轮。在本实施例中，齿轮55可分为两组行星齿轮组551、553，并以行星传动齿盘555分隔开。行星齿轮组551可套设在传动齿盘31的柱部313，以由此带动该传动齿盘31。行星传动齿盘555具有可对应啮合该行星齿轮组551的啮合部555a，及可对应套设该行星齿轮组553并使该行星齿轮组553中的轮齿彼此啮合的套设部555b，由啮合部555a及套设部555b分别啮合及套设行星齿轮组551、553，且该行星齿轮组551、553啮合于内齿轮53内周缘的内环齿531。其中，行星齿轮组551可选择为一般的传动齿轮，而行星齿轮组553则可选择为例如塑料齿轮，但非以此为限。
此外，虽然本实施例中是以三个齿轮55组成一行星齿轮组551/553，并以前后各一组行星轮齿组551/553为例作说明，但是，齿轮55的数量、组合及类型都不局限于本实施。
驱动机构7设置于减速机构5远离该跳档机构3的一侧，且可选择包括板件71、第二片件73以及驱动组件75。该板件71可以是例如马达板，并可将板件71以数个锁固组件79结合至壳件32，以令该板件71一侧嵌接至减速机构5，且由板件71另一侧通过驱动组件75而连接诸如马达的驱动源(图未标)。第二片件73可选择为可与该板件71结合的马达板垫片，驱动组件75则可穿过板件71及第二片件73，且可驱动该减速机构5中的齿轮55，并可以是例如连接至该驱动源上的马达齿轮。由于驱动组件75与驱动源及减速机构5间的连接与动作原理属现有技术，故不另作说明。
如图2所示，通过上述零件组成的电动工具齿箱，当启动该驱动源时，该驱动源会带动驱动组件75，令驱动组件75驱使减速机构5中的齿轮55，使齿轮55环绕在内齿轮53内，且在内齿轮53内周缘旋转，而该行星传动齿盘555也随着齿轮55在内齿轮53内旋转。此时，所有作为传动的齿轮55与内齿轮53整合，传动齿盘31则受齿轮55中的轮齿(在本实施例中为该行星齿轮组551)所传动的力量而转动，且第一定位组件33可在跳档圈51端面上施予例如滚动、滑动与跳动的弹性。
这样，当内齿轮53作旋转运动时，第一定位组件33可与摩擦面513摩擦，并越过突起部511，对内齿轮53产生抵抗旋转的阻力。
当该齿箱运转没有施加阻力时，减速机构5的内齿轮53是由第一定位组件33推顶住该跳档圈51而保持固定不动；反之，当输出轴36承受过大的负载时，即负载超过压缩弹簧17推顶弹簧盖19而由该弹簧盖19推顶第二定位组件34的力量时，跳档圈51开始转动并带动内齿轮53，使第一定位组件33在跳档圈51上跳动，如此即可避免减速机构5的齿轮55承受过大负载而造成损坏。
当负载(扭矩)太大而造成齿轮55和内齿轮53的内环齿531无法密接时，第一定位组件33在跳档圈51上跳动以令齿轮空转，借此避免齿轮/驱动源处于超负荷的情况，如此便可避免齿轮崩坏及驱动源被烧毁等问题。
由于该驱动源所输出的动力经过齿轮55、内齿轮53及跳档圈51与跳档机构3，所以能够降低转速，并且不会使齿轮55承受过大的扭力，如此一来不仅可提高输出扭力，并且可保护齿轮55正常旋转而不会产生噪音。
同时，若要调整承受负载的扭力大小，可偏转扭力盖11。当变速盘15靠在扭力盖11内面斜面的最低点时，压缩弹簧17的伸缩长度处于最长的状态，即压缩弹簧17的弹力最小，使第一定位组件33推压在跳档圈51上的施压力最小，这样输出轴35所能承受负载的扭力为最小。反之，当变速盘15靠在扭力盖11内面斜面的最高点时，则压缩弹簧17的伸缩长度处于最短的状态，即该压缩弹簧17的弹力最大，使第一定位组件33推压在跳档圈51上的施压力最大，这样输出轴35所能承受负载的扭力为最大。借此，即可通过偏转该扭力盖11来调整承受负载扭力大小。
本实用新型是采用分别独立制作的跳档圈51与内齿轮53，令内齿轮53内的齿轮55间的旋转运动，降低来自该驱动源的转速并提高输出扭力，跳档圈51的作用机制则是利用第一定位组件33在该跳档圈51的端面上的滚动、滑动与跳动弹性，这样分别制作成再组装的跳档圈51与内齿轮53，即可根据其功能性选用不同材料，达到对诸如精度及耐磨损性的需求。其中，由于本实用新型的特点在于，该跳档圈51与内齿轮53是分别独立制作，不是以跳档圈51与内齿轮53所选用的材料为公开要求标的，所以在此不对相关的材料特性及制造方法进行说明。
当减速机构5受到来自驱动机构7的推力时，令齿轮55环绕内齿轮53旋转，而跳档圈51则与跳档机构3彼此摩擦卡掣，并利用第一定位组件33及第二定位组件34所施加的跳动弹性，保护齿轮55免于承受超负载的扭力，由减速机构5降低电动工具的转速并提高输出扭力，并由跳档机构3保护齿轮55。
同时，由于跳档圈51与内齿轮53分开制作，当其中一个受损时，仅需更换损坏的零件，无须更换其它零件，这就克服了现有技术必须将结合有跳档面与内环齿的齿座整个换掉的缺点，本实用新型的电动工具齿箱可根据需要更换损坏的零件，不仅可减少维修的成本，更可对需要提高耐磨损性的跳档圈51进行必要的处理及材料的选定，而不会影响内齿轮53的精度。
权利要求1.一种电动工具齿箱，至少具备一个跳档机构以及与该跳档机构连接的减速机构，其特征在于，该减速机构包括跳档圈，与该跳档机构连接；内齿轮，与该跳档圈远离该跳档机构的一侧连接；以及多个齿轮，啮合于该内齿轮中，当该减速机构受推力时，令该齿轮环绕该内齿轮旋转，该跳档圈则与该跳档机构彼此摩擦卡掣，降低磨损，并由该跳档机构保护该齿轮。
2.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该电动工具齿箱还包括一扭力机构。
3.如权利要求2所述的电动工具齿箱，其特征在于，该扭力机构包括扭力盖、压片、变速盘、压缩弹簧以及弹簧盖。
4.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该跳档机构具有与该减速机构连接的传动齿盘。
5.如权利要求4所述的电动工具齿箱，其特征在于，该传动齿盘具有盘部、多个柱部、轴部以及螺纹部。
6.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该跳档机构具有一壳件。
7.如权利要求6所述的电动工具齿箱，其特征在于，该壳件形成有第一容置部及多个第二容置部。
8.如权利要求7所述的电动工具齿箱，其特征在于，该第一容置部是贯穿孔。
9.如权利要求7所述的电动工具齿箱，其特征在于，各该第二容置部都是贯穿孔。
10.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该跳档机构具有多个定位组件。
11.如权利要求10所述的电动工具齿箱，其特征在于，该定位组件可分为第一定位组件以及第二定位组件。
12.如权利要求11所述的电动工具齿箱，其特征在于，该第一定位组件是滚珠。
13.如权利要求11所述的电动工具齿箱，其特征在于，该第二定位组件是滚柱。
14.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该跳档机构具有轴衬、输出轴、第一片件以及扣件。
15.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该跳档圈形成有多个突起部、摩擦面以及第一卡固部。
16.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该跳档圈与该内齿轮是用不同材料制成的。
17.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该内齿轮具有多个环设于内周壁的内环齿及第二卡固部。
18.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该内齿轮是可旋转的太阳齿轮。
19.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该齿轮是绕着该内齿轮中心运转的行星齿轮。
20.如权利要求1所述的电动工具齿箱，其特征在于，该齿轮分为两组行星轮齿组，并以行星传动齿盘分隔开。
21.如权利要求1所述的电动工具齿箱，该电动工具齿箱还包括一驱动机构。
22.如权利要求21所述的电动工具齿箱，其特征在于，该驱动机构设置在该减速机构远离该跳档机构的一侧，且可选择包括一板件、一第二片件以及一驱动组件。
23.如权利要求22所述的电动工具齿箱，其特征在于，该板件是马达板。
24.如权利要求22所述的电动工具齿箱，其特征在于，该第二片件是可与该板件结合的马达板垫片。
25.如权利要求22所述的电动工具齿箱，其特征在于，该驱动组件用于驱动该减速机构中齿轮的马达齿轮。
专利摘要一种电动工具齿箱，至少具备一个跳档机构以及与该跳档机构连接的减速机构，该减速机构具有与该跳档机构连接的跳档圈，与该跳档圈远离该跳档机构的一侧连接的内齿轮，以及多个啮合于该内齿轮中的齿轮，在该减速机构受推力时令该齿轮环绕该内齿轮旋转，而该跳档圈则与该跳档机构彼此摩擦卡掣，由此降低磨损，并由该跳档机构保护该齿轮；所以，本实用新型的电动工具齿箱可降低电动工具的转速并提高输出扭力，同时可保护齿轮组件并降低噪音，还可降低制造成本及减轻重量，更提高了跳档圈的使用寿命，克服了现有技术的种种缺点。
文档编号B23B47/00GK2693386SQ20032010262
公开日2005年4月20日 申请日期2003年11月3日 优先权日2003年11月3日
发明者李历图, 任溪仁 申请人:毅金工业股份有限公司