多功能冲击钻.pdf

本发明提供了一种多功能冲击钻，该多功能冲击钻可在扭力、钻进和冲击三种模式之间进行转换。该多功能冲击钻包括机壳，轴向可移动的位于机壳内的主轴，用于驱动主轴的电机，被支撑于所述机壳上并可绕纵轴线旋转的调节套，可旋转的安装于所述主轴上的转换环，该转换环上设有第一配合件，与机壳固定连接的转换盘，该转换盘上设有第二配合件，冲击机构用于轴向反复驱动主轴，通过沿着一个方向旋转调节套，该多功能冲击钻可依次被置于扭力档、冲击档和钻进档，所述调节套上设有拨动元件，调节套在旋转过程中可选择的驱动转换环转动，从而使得第一配合件可选择的与第二配合件配合。

权利要求书
1.   一种多功能冲击钻，包括：机壳(1)，轴向可移动的位于机壳内的主轴(2)，用于驱动主轴的马达(3)，被支撑于所述机壳(1)上并可绕纵轴线(X)旋转的调节套(8)，可旋转的安装于所述主轴(2)上的转换环(61)，该转换环(61)上设有第一配合件(616)，与机壳(1)固定连接的转换盘(62)，该转换盘(62)上设有第二配合件(624)，冲击机构(5)用于轴向反复驱动主轴(2)，通过沿着一个方向旋转调节套(8)，该多功能冲击钻可依次被置于扭力档、冲击档和钻进档，其特征在于：所述调节套(8)上设有拨动元件(81)，调节套(8)在旋转过程中可选择的驱动转换环转动，从而使得第一配合件(616)可选择的与第二配合件(624)配合。

2.   根据权利要求1所述的多功能冲击钻，其特征在于：所述冲击机构(5)包括固定连接于主轴(2)上的动端齿(52)及固定连接于机壳上的静端齿(51)。

3.   根据权利要求2所述的多功能冲击钻，其特征在于：所述转换盘(62)位于所述动端齿(52)和所述转换环(61)之间，转换盘(62)的周向外表面上设有与机壳(1)固定连接的固定元件(621)，转换盘(62)与转换环(61)的相向端面上分别设有所述第二配合件(624)和第一配合件(616)。

4.   根据权利要求3所述的多功能冲击钻，其特征在于：所述第一配合件(616)为凸台，所述第二配合件(624)为凹槽。

5.   根据权利要求4所述的多功能冲击钻，其特征在于：所述凸台(616)沿转换环(61)端面周向等间隔设置有三个，所述凹槽(624)相应的沿转换盘(62)端面周向等间隔设置有三个。

6.   根据权利要求1所述的多功能冲击钻，其特征在于：所述转换环(61)与转换盘(62)之间设有复位元件(63)。

7.   根据权利要求6所述的多功能冲击钻，其特征在于：所述复位元件(63)为扭簧。

8.   根据权利要求1所述的多功能冲击钻，其特征在于：所述拨动元件(81)为设于调节套内壁的凸块，所述转换环(61)上设有拨柄(615)，当旋转调节套(8)到扭力档和冲击档之间的时候，所述凸块(81)与所述拨柄(615)配合拨动转换环(61)旋转。

9.   根据权利要求8所述的多功能冲击钻，其特征在于：所述机壳(1)前端部设有开口，所述拨柄(615)位于开口内，该拨柄(615)沿周向可在该开口内旋转。

10.   根据权利要求1所述的多功能冲击钻，其特征在于：所述转换环(61)与主轴(2)之间设有轴承(613)。

说明书多功能冲击钻
技术领域
本发明涉及一种冲击钻，尤其是涉及一种多功能冲击钻可在扭力、钻进及冲击三种工作模式下工作。
背景技术
目前，市场上出现的传统的多功能冲击钻，通常具有三种工作模式，这三种模式分别是扭力、钻进和冲击。通过旋转一个扭力罩，可使得冲击钻处于这三种模式之一。这种冲击钻包括一个离合器机构，一个安装有工作头的主轴，在扭力模式时，通过旋转扭力罩，离合器机构可以被操作以改变主轴的额定输出扭矩，当施加于工作头上的负载扭矩小于主轴的额定输出扭矩时，离合器不会脱扣，冲击钻会在设定的扭力模式下工作；当施加于工作头上的负载扭矩大于主轴的额定输出扭矩时，离合器会产生脱扣，导致冲击钻不工作；在钻进模式时，来自电机的工作扭矩可直接传递至主轴；在冲击模式时，主轴可作轴向往复运动。这些多功能冲击钻，通过旋转扭力罩可以使得冲击钻依次处于扭力、钻进和冲击模式。在扭力模式时，旋转扭力罩，从最低扭力档到最高扭力档可使得主轴的额定输出扭矩逐渐增大，从扭力模式到钻进模式，主轴的额定输出扭矩进一步增大，一直到冲击模式，使得主轴的额定输出扭矩达到最大，然而在实际使用过程中，由于在钻进时承受的负载扭矩通常最大，比冲击时要大，所以在钻进档时，离合器易脱扣，从而使得冲击钻停止工作，影响工作效率。
为了克服传统冲击钻出现的上述问题，美国专利申请US2004/0245005公开了一种多功能冲击钻，该冲击钻包括一个离合器机构，一个功能转换机构，一个冲击机构，一个安装有工作头的主轴，一个扭力罩。通过旋转该扭力罩，离合器机构可被操作以改变主轴的额定输出扭矩。冲击机构包括一个静端齿、一个动端齿和一个弹簧，弹簧可以抵压动端齿使其朝向静端齿方向移动从而产生冲击运动。功能转换机构包括一个设有凹槽的转换环，该转换环固定连接于扭力罩上并可随扭力罩一起旋转，一个设有凸起的转换盘，凸起与转换环端面接触。转换盘的一端压住转换环，另一端与动端齿相靠，通过旋转扭力罩从而带动转换环旋转时，设于转换环上的凹槽被转动到一定角度时会与凸起相对应配合，此时弹簧向前压动端齿，动端齿进而压转换盘，由于凸起与凹槽配合，所以转换盘和动端齿均可向前移动，动端齿移动到与静端齿接近时，即可产生冲击运动，使得冲击钻处于冲击模式。朝一个方向旋转扭力罩可以使得冲击钻依次处于扭力、冲击和钻进模式。在扭力模式时，当施加于主轴上的负载扭矩大于主轴的额定输出扭矩时，离合器机构会脱扣，使得冲击钻停止工作。这样以来，由于扭力罩旋转到钻进模式时，主轴的额定输出扭矩为最大，即使施加于主轴上的负载扭矩很大，离合器也不容易脱扣。从而解决了传统冲击钻出现的钻进模式下易脱扣的问题。但这种冲击钻也带来一个问题就是，转换盘的凸起始终与转换环配合，当旋转扭力罩时，转换环会跟着一起转，从而在转换环和转换盘凸起之间始终有摩擦力存在，再加上，弹簧一直压着动端齿进而压着转换盘朝着转换环方向紧靠，从而使得转换环和转换盘凸起之间的摩擦力加大，使得转换盘和转换环之间磨损较严重，从而影响使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有功能转换机构的多功能冲击钻，该功能转换机构不易磨损，使用寿命长。
为了解决上述问题，本发明提供了一种多功能冲击钻，该多功能冲击钻包括机壳，轴向可移动的位于机壳内的主轴，用于驱动主轴的电机，被支撑于所述机壳上并可绕纵轴线旋转的调节套，可旋转的安装于所述主轴上的转换环，该转换环上设有第一配合件，与机壳固定连接的转换盘，该转换盘上设有第二配合件，冲击机构用于轴向反复驱动主轴，通过沿着一个方向旋转调节套，该多功能冲击钻可依次被置于扭力档、冲击档和钻进档，所述调节套上设有拨动元件，调节套在旋转过程中可选择的驱动转换环转动，从而使得第一配合件可选择的与第二配合件配合。
在本发明所揭示的多功能冲击钻中，只有当调节套被旋转到一定的位置时才会带动转换环转动以与转换盘配合产生功能转换，而在其他情况下，转换环与转换盘都是相对静止的，两者之间没有任何相互作用力或摩擦力，所以转换环和转换盘不易磨损，使用寿命较长。
附图说明
图1A为本发明所揭示的多功能冲击钻在扭力档1档时的剖视图。
图1B为图1A所揭示的多功能冲击钻沿A-A向的截面图。
图1C为本发明所揭示的多功能冲击钻的功能转换机构在扭力档1档时的示意图。
图2为本发明所揭示的多功能冲击钻的离合器机构的爆炸图。
图3为本发明所揭示的多功能冲击钻的功能转换机构和冲击机构的爆炸图。
图4A为本发明所揭示的多功能冲击钻在扭力档22档时的剖视图。
图4B为图4A所揭示的多功能冲击钻沿B-B向的截面图。
图5A为本发明所揭示的多功能冲击钻在冲击档时的剖视图。
图5B为图5A所揭示的多功能冲击钻沿C-C向的截面图。
图5C为本发明所揭示的多功能冲击钻的功能转换机构在冲击档时的示意图。
图6A为本发明所揭示的多功能冲击钻在钻进档时的剖视图。
图6B为图6A所揭示的多功能冲击钻沿D-D向的截面图。
图6C为本发明所揭示的多功能冲击钻的功能转换机构在钻进档时的示意图。
图中：
1.机壳            11.机壳前部          110.第一收容腔
111.第一狭槽      112.第二狭槽         113.缺口
12.机壳后部       120.第二收容腔       121.过渡端面
122.通孔          2.主轴               21.前轴端
22.后轴端         3.电机               30.电机输出轴
4.变速箱          40.变速箱壳体        41.第一太阳轮
41a.第一行星轮    41b.第一环形内齿圈   42.第一行星架
42a.第二行星轮    42b.第二环形内齿圈   43.第二行星架
43a.第三行星轮    43b.第三环形内齿圈   44.第三行星架
45.转接盘         5.冲击机构           51.静端齿
52.动端齿         53.冲击复位弹簧      6.功能转换机构
61.转换环         611.第一内腔         612.第二内腔
613.平面轴承      615.拨柄             616.凸台
62.转换盘         621.固定元件         622.第三内腔
623.第四内腔      624.凹槽             63.扭簧
7.离合器机构      70.滑移面            71.凸起
72.钢柱           73.垫片              74.支撑圈
741.凸片          75.离合器弹簧        76.螺旋套
761.凸耳       762.弹簧收容槽     8.扭力罩
80.凸缘        81.凸块            X.纵轴线
具体实施方式
参照图1A，一种三功能冲击钻，可以被操作的在扭力档、冲击档和钻进档三种模式之一进行工作。该三功能冲击钻包括机壳1，收容于机壳1内的主轴2，用于驱动主轴2的电机3，位于电机3和主轴2之间用于改变电机3的输出速度使得主轴2可输出不同速度的变速箱4，用于轴向反复驱动主轴2的冲击机构5，使该三功能冲击钻在前述三种模式之间切换的功能转换机构6及使得该三功能冲击钻在扭力档时能够产生脱扣的离合器机构7。电机3包括电机输出轴30，变速箱4与电机输出轴30连接。主轴2的前轴端21从机壳1的前端轴向向外伸出用来安装夹头(未图示)，该夹头是用来收容工作头例如螺丝批头、钻头等。主轴的后轴端22设有外花键，通过该外花键与变速箱4连接。
变速箱4收容于变速箱壳体40内，变速箱4包括三级减速机构，第一级减速机构包括与电机输出轴30固定连接的第一太阳轮41，与该第一太阳轮41啮合的若干第一行星轮41a，与该若干第一行星轮41a啮合的第一环形内齿圈41b及用于支撑该若干第一行星轮的第一行星架42。第二级减速机构包括若干个第二行星轮42a，该若干个第二行星轮42a与同时充当第二太阳轮的第一行星架42啮合，第二环形内齿圈42b与第二行星轮42a啮合，第二行星架43用于支撑若干第二行星轮42a；第三级减速机构包括若干个第三行星轮43a，该若干个第三行星轮43a与同时充当第三太阳轮的第二行星架43啮合，第三环形内齿圈43b与第三行星轮43a啮合，第三行星架44用于支撑若干第三行星轮43a；第三行星架44上固定连接有转接盘45，转接盘45内壁设有内花键与主轴2后轴端22上的外花键连接，使得主轴2随变速箱4转动并可轴向移动。
参照图2，机壳1包括机壳前部11和机壳后部12，机壳前部11的直径小于机壳后部12的直径，机壳前部11上设置有第一收容腔110用于收容主轴2，机壳后部12上设置有第二收容腔120用于收容变速箱4的第三级减速机构。前部11的内表面沿周向间隔设置有三个纵向延伸的第一狭槽111，前部外表面设有六个纵向延伸的第二狭槽112，前部11端面上设有缺113，缺口113沿周向方向开设角度大致呈45度。在前部11与后部12邻接处形成有过渡端面121，在过渡端面121上设置有六个通孔122，该六个通孔122沿周向方向等间隔设置，每个通孔122分别将第二收容腔120与第二狭槽112连通。机壳1与变速箱壳体40固定连接。
离合器机构7包括由第三环形内齿圈43b的前端面形成的滑移面70，钢柱72，垫片73，支撑圈74，离合器弹簧75及螺旋盖76。滑移面70上设置有六个凸起71，该六个凸起71沿滑移面70的周向等间隔设置，假设每个凸起71的高度均为S1。钢柱72的尖端为球头端，钢柱72的球头端与滑移面70配合并可沿其滑动，钢柱72置于通孔122内并可顺着通孔122轴向移动，钢柱72的另一端依次抵靠住垫片73和支撑圈74。支撑圈74上沿周向方向设置有六个轴向延伸的凸片741用于支撑离合器弹簧75，螺旋套76的外圆周面上设置有外螺纹，螺旋套76的前端面间隔设有六个径向向内延伸的凸耳761，在螺旋套76内壁上，每个凸耳761向后纵向延伸的设置有一个弹簧收容槽762，每个弹簧收容槽762均与设置于机壳1前部11外表面上的每个第二狭槽112相对应，每个凸耳761被收容于该第二狭槽112内，使得螺旋套76相对于机壳不可以转动，只可以轴向移动。离合器弹簧75是由六个螺旋弹簧构成，每个螺旋弹簧套设于每个凸片741上，离合器弹簧75设置于第二狭槽112与螺旋套76内壁的弹簧收容槽762之间，离合器弹簧75的一端抵住凸耳761，离合器弹簧75的另一端抵压住支撑圈74。
本实施例所揭示的三功能冲击钻是通过一个扭力罩8进行调节，从而使得冲击钻处于前述三种模式之一。该扭力罩8通过螺旋套76被支撑于机壳1上。扭力罩8的内壁上设置有凸缘80，凸缘80将扭力罩8分为前半部和后半部，扭力罩8的前半部内表面上设有径向向内延伸的凸块81。扭力罩8的后半部内表面设置有与螺旋套76的外螺纹相匹配的内螺纹，通过旋转扭力罩8，螺旋套76轴向移动，压缩离合器弹簧75。通过改变离合器弹簧75的压缩量可以使得施加于钢柱72上的偏压力得以改变，从而改变主轴2的额定输出扭矩。当施加于主轴2上的负载扭矩较小时，离合器弹簧75会压住每个钢柱72使得钢柱72的球头端与第三环形内齿圈的前端滑移面70紧密配合，从而防止第三环形内齿圈43b转动，此时驱动力会从电机3传递至输出轴2。当施加于主轴2上的负载扭矩大于或等于额定输出扭矩时，钢柱72后退压缩弹簧75，且钢柱72的球头端可以爬过凸起71，从而使得第三环形内齿圈43b空转，来自电机3的输出力无法传递至主轴2，冲击钻停止工作。
参照图3，冲击机构5包括一个静端齿51，一个动端齿52。静端齿51固定连接于机壳1上。动端齿52固定连接于主轴2上，可随主轴2一起绕纵轴线X旋转，且可随主轴2一起轴向往复运动。在静端齿51和动端齿52之间设置有一个冲击复位弹簧53用来使得静端齿51和动端齿52保持一定的距离。
功能转换机构6包括一个转换环61和一个转换盘62，转换环61和转换盘62均套装于主轴2上。该转换环61的前端部形成有第一内腔611，转换环的后端部形成有第二内腔612，第一内腔611的直径大于第二内腔612的直径，平面轴承613套装于主轴的前端并被收容于第一内腔612内用来连接转换环61与主轴2，使得转换环61可相对于主轴2转动，但不可相对于主轴2轴向移动，主轴2直接穿过第二内腔612，使得转换环61松配合于主轴2上。在转换环61的前端部径向向外延伸有一个倒“Z”形拨柄615，该拨柄615被收容于机壳前部缺口113内，可在该缺口113范围内周向旋转。在转换环61的后端面上轴向向后延伸有三个凸台616，该三个凸台616沿转换环61的端面周向等间隔设置。转换盘62的前端部形成有第三内腔622，转换盘62的后端部形成有第四内腔623，主轴2直接穿过第四内腔623，使得转换盘62松配合于主轴上，第三内腔622的直径大于第四内腔623的直径，转换盘62的外圆周面上径向向外延伸设置有三个固定元件621，该三个固定元件621被收容于机壳前部11内表面三个纵向延伸的第一狭槽111内，主轴2被收容于机壳1内并可相对于机壳1轴向移动。转换盘62的前端面设置有三个开口朝向前的凹槽624，该三个凹槽624沿周向等间隔的设置用来与设置于转换环后端面的三个凸台616相配合。在转换环61和转换盘62之间设置有一个扭簧63，扭簧63的一端连接在转换环61的后端面上并向前抵压该转换环61，扭簧63的另一端收容于第三内腔622内并向后抵压转换盘62。
如图1A至1C所示为冲击钻处于扭力档1档时的状态图，此时螺旋套76处于扭力罩8的最前端，假设螺旋套76后端与支撑圈74之间的距离为S2，此时S2为最大，且大于凸起71的高度S1，在扭力档1档时，离合器弹簧75的压缩量最小，且此时离合器弹簧75对钢柱72的抵压力最小，故额定输出扭矩最小。当施加于主轴2上的负载扭矩大于1档额定扭矩时，钢柱72会推动支撑圈74往前移动，此时钢柱72可以爬过凸起71，从而使得第三环形内齿圈43b空转，此时电机3输出力无法传递至主轴2，冲击钻停止工作。在1档时，转换环61上的凸台616与转换盘62前端面相贴，主轴2不能够轴向移动，此时动端齿52与静端齿51之间由于冲击复位弹簧53的作用而保持一定的间隙存在，不能啮合，进而不产生冲击。且此时位于扭力罩8内壁上的凸块81距离转换环61上的拨柄615顺时针方向沿周向的距离最远，在1档时，顺时针旋转扭力罩8，扭力罩8不会拨动拨柄615进而带动转换环61旋转，故此时不会进行功能切换。
当顺时针旋转扭力罩8时，螺旋套76会轴向往后移动，压缩离合器弹簧75，离合器弹簧75继而通过支撑圈74和垫片73推动钢柱72抵压滑移面70，离合器弹簧75对滑移面70的不同大小的抵压力使得主轴2的额定输出扭矩不同，弹簧抵压力越大，主轴2的额定输出扭矩就越大。
如图4A至4B所示为冲击钻处于扭力档22档时的状态图，在本实施例中为最高扭力档，相对于1档扭力档，螺旋套76后端与支撑圈74之间的距离S2变小，但S2仍大于凸起71的高度S1，与1档时相同，当施加于主轴2上的负载扭矩大于22档额定输出扭矩时，钢柱72会推动支撑圈74往前移动，此时钢柱72可以爬过凸起71，从而使得第三环形内齿圈43b空转，此时电机3输出力无法传递至主轴2，冲击钻停止工作。与1档时相同，转换环61后端面的凸台616与转换盘62的前端面相贴，主轴2不能够轴向移动，此时动端齿52与静端齿51之间由于冲击复位弹簧53的作用保持有一定的间隙，不能啮合，进而不产生冲击。此时，扭力罩8经过顺时针旋转，位于扭力罩8内壁上的凸块81距离转换环61上的拨柄615顺时针方向沿周向的距离变近了，但该凸块81仍未与拨柄615接触。
如图5A至5C所示，继续顺时针旋转扭力罩8，当处于22档扭力档和冲击档之间某预定位置时，设于扭力罩8内壁上的凸块81与设于转换环61上的拨柄615配合，再继续旋转扭力罩8时，凸块81会拨动拨柄615，进而拨动转换环61旋转，当扭力罩8旋转到冲击档时，转换环61上的凸台616会与转换盘62上的凹槽624对应，这样主轴2就可以轴向移动，并带动端齿52移动，使得动端齿52和静端齿51啮合产生冲击。此时螺旋套76继续压缩离合器弹簧75使得螺旋套76后端与支撑圈74之间的距离S2小于凸起71的高度S1，且在冲击状态时，负载扭矩不是最大，故此时钢柱72不易爬过凸起71，离合器不易脱扣。
如图6A至6C所示，从冲击档继续顺时针旋转扭力罩8，设于扭力罩8内壁的凸块81继续拨动转换环61旋转，当扭力罩8处于钻进档时，设于转换环61上的凸台616越过转换盘62上的凹槽624与转换盘62前端面相贴，此时主轴2不能够轴向移动，动端齿52与静端齿51之间由于冲击复位弹簧53的作用保持一定的间隙存在，不能啮合，进而不产生冲击。此时螺旋套76后端与支撑圈74之间的距离接近0，远小于凸起高度S1，故此时即使主轴2受到的负载扭矩较大，也不会产生脱扣。