單向輸出震動與旋轉動力的裝置的製作方法

2023-06-10 20:40:06 1

專利名稱：單向輸出震動與旋轉動力的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用於電動工具的裝置，可以在正向旋轉時輸出單純旋轉， 或旋轉兼軸向震動的動力，而逆向旋轉時則僅單純旋轉而不產生震動，以避免機構中的棘 輪損壞。
背景技術：
現有用於鑽、鎖等工作的電動工具，其結構是將馬達的動力經由齒輪系統傳遞到 輸出軸而輸出動力；此外，為了讓螺絲鎖得更緊，或是將鎖緊的螺絲能順利地卸下，有些鑽、 鎖用的電動工具還具備震動衝擊功能，藉以在鎖緊螺絲的瞬間將螺絲鎖得更緊，或在卸下 螺絲的瞬間讓螺絲鬆弛以便於卸下。目前現有具有震動衝擊功能的電動工具，其機構包括有一輸出軸、一串設於該輸 出軸的一固定棘輪與一活動棘輪、至少一設於該固定棘輪與活動棘輪之間的滑塊、一容納 前述各組件的外殼、以及一螺旋組合於該外殼的調整鈕；其中，固定棘輪配合一軸承設於 外殼內而僅可相對於外殼旋轉，活動棘輪則被固定於輸出軸而可以隨著輸出軸旋轉。所述 調整鈕被往第一方向或第二方向旋轉時，可以經由機構的連動而控制所述滑塊在外殼內軸 嚮往前或往後移動，藉以使設於滑塊上的凸出部嵌入或不嵌入設在固定棘輪的凸肋；當滑 塊的凸出部沒有嵌合於固定棘輪的凸肋，且輸出軸受到軸向作用力而使活動棘輪嚙合於固 定棘輪時，由於固定棘輪可以自由旋轉，因此，受到動力裝置驅動的輸出軸提供單純旋轉的 動力輸出。當滑塊的凸出部嵌合於固定棘輪的凸肋，且輸出軸受到軸向作用力而使活動棘 輪嚙合於固定棘輪時，由於固定棘輪被固定，因此，由動力裝置驅動的輸出軸除了產生旋轉 的動力輸出外，固定於輸出軸的活動棘輪的活動棘齒會強迫通過嚙合的固定棘輪的固定棘 齒，藉由此幹涉作用而使輸出軸同時產生軸向震動的動力輸出。前述現有單向輸出震動與旋轉動力的裝置的缺點在於當滑塊的凸出部嵌入固定 棘輪的凸肋，且輸出軸受到軸向作用力而進行逆向旋轉時，活動棘齒與固定棘齒因逆轉方 向的斜度較大，致使其產生逆轉旋轉兼軸向震動時所承受的應力負載甚高，以致於棘齒容 易崩壞，內部機構亦隨之經常故障。
實用新型內容本實用新型的主要目的在於解決現有電動工具的輸出裝置，在正向輸出旋轉兼軸 向震動的模式下進行逆向旋轉輸出動力時，可自動解除軸向震動的輸出，以避免內部機構 負載應力過高而容易損壞的問題。本實用新型的技術手段，包括有一輸出軸組、一固定棘輪組、至少一設於輸出軸組 與固定棘輪組之間的復位彈簧、一具有棘爪的鎖定組件、用以容納前述各組件的外殼，以及 螺旋組合於該外殼的控制裝置；輸出軸組具有一設在一輸出軸的第一軸承與一活動棘輪， 活動棘輪的活動棘齒面對固定棘輪的固定棘齒，固定棘輪的外徑設有多個凸肋，每一凸肋 的相同一側設有一斜面，該斜面的斜度小於該活動棘齒與固定棘齒的逆轉方向的斜度；所述復位彈簧的兩端分別持續抵掣於輸出軸組與固定棘輪組；藉由操作所述控制裝置所包含 的功能切換環可控制鎖定組件沿著外殼軸向移動，進而控制鎖定組件的棘爪嵌入固定棘輪 的凸肋與否；所述復位彈簧則持續保持作用於鎖定組件，使棘爪恆保持接觸於凸肋的端面， 以能隨時將棘爪順暢、快速地嵌入凸肋。做為較佳的選擇，本實用新型的鎖定組件包含有二個位於相對兩側的棘爪，該棘 爪一體彎折成型有朝向內側的凸部，藉由該凸部嵌入固定棘輪的凸肋，亦藉由該凸部與凸 肋側邊的斜面產生相對滑動。本實用新型在設於電動工具的輸出模式切換裝置機構中所包含的固定棘輪環周 設置多個相同一側形成為斜面的凸肋，以及提供一具有至少一棘爪的鎖定組件，藉由操作 控制裝置以控制鎖定組件的棘爪嵌入固定棘輪的凸肋與否；當棘爪未嵌入固定棘輪的凸肋 時，固定棘輪可自由旋轉，因此，輸出軸受到軸向作用力使固定在輸出軸的活動棘輪嚙合於 固定棘輪時，輸出軸可持續正向旋轉輸出動力。當鎖定組件的棘爪嵌入固定棘輪的凸肋時， 固定棘輪被固定而無法旋轉，此時輸出軸受到軸向作用力致使活動棘輪嚙合於固定棘輪且 受到驅動正向旋轉時，固定於輸出軸的活動棘輪的活動棘齒與固定棘輪的固定棘齒產生幹 涉作用，因而產生軸向震動兼正向旋轉的動力輸出；在棘爪嵌入固定棘輪的凸肋的狀態下， 輸出軸受到軸向作用力而嚙合於固定棘輪且被驅動逆向旋轉時，嵌入凸肋的棘爪會沿著凸 肋側邊的斜面滑開，進而解除對固定棘輪的固定，因此，與活動棘輪嚙合的固定棘輪會隨著 輸出軸及活動棘輪逆向旋轉，不會產生軸向震動輸出動力，藉以避免活動棘齒與固定棘齒 承受高強度應力而加速損壞。
圖1為顯示本實用新型的切換裝置的主要組件組合關係的立體分解圖。圖2為顯示本實用新型的切換裝置的組合立體剖面視圖，並顯示其被切換至單純 旋轉輸出模式的結構狀態。圖3為顯示本實用新型的切換裝置被切換至旋轉兼震動輸出模式的結構狀態的 立體剖視圖。圖4為顯示本實用新型的切換裝置在切換過程中，滑塊的內凸部牴觸固定棘輪的 凸肋端緣而無法移動的實施例立體狀態圖。
具體實施方式
以下配合說明書附圖對本實用新型的實施方式做更詳細的說明，以使本領域技術 人員在研讀本說明書後能據以實施。本新型提供的單向輸出震動與旋轉動力的裝置，是一種應用於電動工具(例如電 鑽)的裝置，其用於將電動工具的輸出軸切換為單純正向旋轉輸出動力，或切換為正向旋 轉兼軸向震動而輸出動力，或在輸出軸逆向旋轉時，自動切換為單純逆向旋轉而不輸出軸 向震動。參閱圖1所示，為本實用新型的較佳實施方式，包括有一輸出軸組1、一固定棘輪 組2、一鎖定組件3、一彈簧墊圈4、一定位墊片5、一外殼6、與一控制裝置7。其中，輸出軸 組1包含有一輸出軸11、一第一軸承12與一活動棘輪13 ；輸出軸11設有若干段不同直徑的部位而形成有相對較大直徑的第一軸身與相對較小直徑的第二軸身，第一軸承12緊迫 配合地設於第一軸身，活動棘輪13則緊迫配合地設於第二軸身；活動棘輪13的一端面設有 環狀分布的多個活動棘齒131。本實用新型的固定棘輪組2包含有一固定棘輪21與一第二軸承22 ；固定棘輪21 的輪身一端面設有多個呈環狀分布的固定棘齒211，以及在其外徑設有多個等間隔環狀排 列的凸肋212，每一凸肋212的相同一側形成有一相同斜度的斜面213，該斜面213的斜度 小於固定棘齒21正向旋轉或逆向旋轉方向的斜度；固定棘輪21具有一可供輸出軸11穿過 且滑動配合的中心孔210 ；第二軸承22為一具有軸孔的滾針軸承。本實用新型的鎖定組件3的較佳實施例，是採用板體一體衝壓成型後，再以彎折 成型方式在鎖定組件3相對兩側形成L形的棘爪31，該L形棘爪31的自由端為朝向內側的 凸部311 ；鎖定組件3的周邊則設有多個缺口 32。本實用新型的外殼6具有一筒體61，筒體61具有容納前述組件的內空間610，以 及在外殼6設有多個軸向的定位孔62與凹孔63。輸出軸11依序穿過一第一復位彈簧191、 一第一墊片181、一第二復位彈簧192、一第二墊片182與鎖定組件3後，再依序穿過固定棘 輪21、第二軸承22、墊片17與14、以及一第三軸承16，進而將該些組件再組合於外殼6的 內空間610，使第三軸承16固定於內空間610的壁面，並以扣環15扣固於輸出軸11，避免 輸出軸11脫離外殼6 ；組合完成後，第一復位彈簧191的兩端分別牴觸於第一軸承12與棘 爪31的凸部311，第二復位彈簧192的兩端則分別牴觸於第一軸承12與固定棘齒21軸向 端面。本實用新型的控制裝置7包含有一旋鈕71、一功能切換環72與一螺帽73，螺帽73 的外螺紋731螺旋組合於旋鈕71的內螺紋711，將一定位墊片5軸向延伸的多個制動肋51 插入外殼6的定位孔62，以及在定位墊片5與外殼6的軸向端面之間設置多個彈簧52，再 將功能切換環72與旋鈕71依序組合於外殼6，以及使定位墊片5與功能切換環72機械連 接。本實用新型的控制裝置7所包含的旋鈕71，是配合螺帽73、彈簧墊圈4與多個扭力彈 簧42，用以調整輸出軸11的輸出扭力；而功能切換環72則是組合定位墊片5，再配合彈簧 52與鎖定組件3以切換輸出軸11的輸出動力型態。所述彈簧墊圈4在一圓環的一端面設 置多個軸向的軸柱41，每一軸柱41均套入一扭力彈簧42，再將彈簧墊圈4的中心通孔套於 外殼6的筒體61外圍，同時使各扭力彈簧42套入設於外殼6的凹孔63內牴觸於動力裝置 (圖中未顯示)包含的齒輪端面。前述組件組合後，使輸出軸11的端部連接位於外殼6後端的動力裝置(圖中未顯 示)，所述動力裝置為包含馬達與齒輪組的結構，馬達運轉時，經由齒輪組將動力傳遞至輸 出軸11旋轉。藉由旋轉旋鈕71以調整輸出軸11的輸出扭力時，控制螺帽73在旋鈕71內 軸向移動，使螺帽73推動彈簧墊圈4，當旋轉旋鈕71使螺帽73軸向推動彈簧墊圈4而壓迫 扭力彈簧42時，扭力彈簧42將對傳動機構的齒輪端面產生一作用力，使齒輪的轉速降低， 進而提升輸出扭力；反之，則齒輪的轉速提高而降低輸出扭力，亦即，藉由調整扭力彈簧42 被彈簧墊圈4壓迫的程度，控制動力裝置的齒輪端面受到作用力的程度，達到調整輸出扭 力的功能。本實用新型藉由旋轉功能切換環72以切換輸出軸11在正向旋轉、正向旋轉兼軸 向震動、以及逆向旋轉的模式進行轉換。如圖2所示，定位墊片5與鎖定組件3機械連接至功能切換環72內徑的機構，使得旋轉功能切換環72時可以帶動定位墊片5與鎖定組件3 沿著外殼6的筒體61軸向移動；當功能切換環72被旋轉至第一位置，致使鎖定組件3的棘 爪31的凸部311受到功能切換環72託持的狀態下，固定棘輪21沒有被固定，此時使用者 將輸出軸11施予往外殼6方向的軸向作用力，且輸出軸11受到動力裝置驅動正向或逆向 旋轉時，活動棘輪13端面的活動棘齒131會與固定棘輪21端面的固定棘齒211嚙合，故在 活動棘輪13的帶動下，固定棘輪21將會與輸出軸11同步旋轉，即輸出軸11產生單純正向 或逆向旋轉的動力輸出。參閱圖3所示，當轉動功能切換環72至第二位置時，鎖定組件3會受到牽動致使 其凸部311嵌入固定棘輪21的凸肋212，固定棘輪21即被固定，此時使用者將輸出軸11施 予往外殼6方向的軸向作用力，且輸出軸11受到動力裝置驅動正向旋轉時，活動棘輪13端 面的活動棘齒131雖然與固定棘輪21端面的固定棘齒211嚙合，但活動棘棘131會因為動 力的驅動而強迫越過固定棘齒211，兩者相互幹涉的狀態下，使得輸出軸11產生正向旋轉 同時軸向震動的動力輸出。參閱圖4所示，鎖定組件3的凸部311嵌入固定棘輪21的凸肋212後，凸部311與 凸肋212之間存在有間隙，因此，當凸部311嵌入凸肋212狀態下轉動功能切換環72至第 三位置欲使輸出軸11逆轉時，該間隙產生的角度行程可以使嚙合於活動棘輪13的固定棘 輪12藉由其斜面213推動鎖定組件3的凸部311讓鎖定組件3軸向移動，進而使凸部311 脫離對凸肋212的嵌合，固定棘輪21被解除固定而隨著活動棘輪13可逆向自由旋轉輸出 動力，固定棘齒與活動棘齒不會有承受強大應力而崩壞的問題。以上所述僅為用以解釋本實用新型的較佳實施例，並非企圖據以對本實用新型做 任何形式上的限制，因此，凡有在相同的創作精神下所作有關本實用新型的任何修飾或變 更，皆仍應包括在本實用新型意圖保護的範疇。
權利要求1. 一種單向輸出震動與旋轉動力的裝置，其特徵在於，包括有 一輸出軸組，包含有一輸出軸，以及設於該輸出軸的一第一軸承與一活動棘輪，該活動 棘輪的一端面設有多個活動棘齒；一第一復位彈簧，組合於該輸出軸； 一第二復位彈簧，組合於該輸出軸； 一鎖定組件，設有至少一具備一凸部的棘爪；一固定棘輪組，包含有一固定棘輪與一第二軸承，該固定棘輪與第二軸承均組設於該 輸出軸，該固定棘輪的一端面設有多個固定棘齒，且該固定棘輪的外徑設有多個凸肋，該凸 肋的相同一側設有一斜面，該斜面的斜度小於該活動棘齒與固定棘齒的逆轉方向的斜度； 一外殼，具有容納前述所有組件的內空間，並至少使該第一軸承固定於該內空間壁一控制裝置，包含有一旋鈕、一功能切換環與一螺帽，所述螺帽設有外螺紋，該旋鈕設 有和該外螺紋螺旋配合的內螺紋；所述第一復位彈簧的兩端分別牴觸於該第一軸承與固定棘輪，所述第二復位彈簧的兩 端分別牴觸於該第一軸承與該鎖定組件，所述彈簧墊圈的第二端牴觸該螺帽，藉由操作該 功能切換環而控制該鎖定組件沿著該外殼軸向移動，進而控制該鎖定組件的棘爪是否被功 能切換環託持住，以決定設於該棘爪的凸部是否嵌入該固定棘輪的凸肋，當該凸部未嵌入 所述凸肋時，所述輸出軸可以正向或逆向單純旋轉輸出動力，當該凸部嵌入所述凸肋時，所 述輸出軸可以正向旋轉同時軸向震動輸出動力，但逆向旋轉時，則該斜面推動該凸部脫離 對所述凸肋的嵌合，僅輸出單純逆向旋轉，不產生軸向震動。
2.如權利要求1所述的單向輸出震動與旋轉動力的裝置，其特徵在於，所述鎖定組件 包含有二個位於相對兩側的棘爪，該棘爪一體彎折成型朝向內側的所述凸部。
專利摘要本實用新型公開了一種單向輸出震動與旋轉動力的裝置，包括有一輸出軸組、一固定棘輪組、至少一設於輸出軸組與固定棘輪組之間的復位彈簧、一具有棘爪的鎖定組件、用以容納前述各組件的外殼，以及螺旋組合於該外殼的控制裝置。當鎖定組件的棘爪未嵌入固定棘輪的凸肋狀態下，活動棘齒與固定棘輪相互嚙合時，輸出軸可被驅動正向或逆向旋轉輸出動力；所述鎖定組件的棘爪嵌入固定棘輪的凸肋且輸出軸正向旋轉時，活動棘輪與固定棘輪彼此產生幹涉而使輸出軸輸出旋轉與軸向震動的動力；棘爪嵌入固定棘輪的凸肋的狀態下使輸出軸逆向旋轉時，則棘爪與凸肋的斜面產生相對滑動而脫離凸肋，使固定棘輪與活動棘輪因相互嚙合而同時逆向旋轉，不產生軸向震動。
文檔編號B25F5/00GK201833351SQ20102052126
公開日2011年5月18日 申請日期2010年9月8日 優先權日2010年9月8日
發明者尹新捷 申請人:廣欣工業股份有限公司