車用電動扳手的製作方法

2023-04-24 14:05:46 2

專利名稱：車用電動扳手的製作方法
車用電動扳手技術領域：
本發明屬於一種車用電動扳手，尤其是屬於一種以車載電瓶作為電源 的車用電動扳手。背景技術：
以車載電瓶作為電源的電動扳手作為一種隨車攜帶工具，變手工鬆緊 堅固件為電動作業而深受消費者青睞，應用面也隨著汽車產業的發展和普 及而日趨廣泛。中國專利號為032291744的"一種雙向撞擊式電動及氣動扳手"是目 前比較典型的一種電動扳手。參見圖1(該圖為飛輪40a的橫截面示意圖)， 工作時，它以一個DC12V直流電機利用汽車電瓶(點菸器座)作為工作電 源，通過電機軸及其齒輪副嚙合離合器後帶動飛輪旋轉，飛輪中嵌有兩塊 偏心設計並隨飛輪40a —起轉動的撞擊塊70a，當飛輪40a達到一定轉速 後，撞擊塊70a產生離心作用而繞銷軸702a作自轉運動造成嚙合面701a 齧入與輸出軸10a—體的凸塊102a的凸肩103a內，瞬間撞擊輸出軸凸肩， 從而將飛輪40a的轉動能量釋放至輸出軸10a上，輸出軸10a因此作旋轉 運動而帶動工作對象(例如汽車輪胎固定螺釘)轉動。因此，電機的正 反轉即可達到松、緊螺釘的目的。瞬間撞擊後，飛輪40a失去轉速，撞擊 塊70a失去離心力，拉簧300a的復位力使撞擊塊70a復位再儲能準備下一 次打擊。依此循環直至完成工作任務。在實際使用中，上述電動扳手存在如下問題參見圖1、圖2和圖3。 1、撞擊塊70a對凸塊102a只能作間斷性地瞬間打擊，不能實現螺釘 旋緊前或鬆動後的連續旋轉，以至出現在螺釘旋緊或鬆動後仍需要通過扳 手人工手動輔助作業來完成整個工序的現象，自動化程度低，用戶甚感不 便。其原因在於將撞擊塊40a的撞擊力和復位力的調節集於拉簧300a 一身， 一方面，為確保撞擊塊70a具有足夠的撞擊力而必須使拉簧具有一 定的鋼度，鋼度過小則不能有效實現螺釘的鬆緊，另一方面，由於拉簧復 位力所需的鋼度相對較小，該矛盾的存在使撞擊塊的復位變得非常迅速， 使螺釘緊固前或鬆動後難以使撞擊塊的嚙合面701a始終頂在凸塊的凸肩 103a上，連續施力，從而影響了整個工序的完成。2、結合圖5。由於起限位作用的鋼球200a設置位置不合理，導致鋼 球的運動軌跡與撞擊塊40a的運動趨勢不相匹配，不但撞擊塊不能實現加 速撞擊的目的，而且，還會出現撞擊塊嚙合面701a與凸塊凸肩103a之間 不到位現象，即撞擊塊嚙合面701a的最內端不能到達凸塊的凸肩根部 104a，造成只對凸肩103a的外層局部施力，從而易使撞擊塊和凸塊斷裂損 壞，縮短了電動扳手使用壽命。
發明內容為克服現有技術存在的上述缺陷，本發明旨在提供一種具有新穎結構 的車用電動扳手，該電動扳手在保持原有產品的工作功能基礎上，能有效 實現松、緊螺釘全程自動化作業，且撞擊塊與凸塊嚙合到位，產品使用壽 命長的目的。為實現上述目的，本發明採用了如下技術方案這種車用電動扳手的結構包括電機，離合器，飛輪，輸出軸及凸塊， 兩塊撞擊塊；飛輪呈圓柱狀，中部設有一通槽，軸向兩端一端與離合器配 接，另一端經嵌置軸承與輸出軸聯接，凸塊設置在伸過軸承的輸出軸端部 上，兩塊偏心撞擊塊分別設置在與凸塊相鄰的飛輪通槽內，每塊撞擊塊由 一根軸向銷軸定位，撞擊塊一側與一限位擋銷相抵，撞擊塊的另一側和飛 輪側壁上分別設有鋼球安裝孔和鋼球定位孔，鋼球安裝孔內置有支撐彈簧， 其特徵是銷軸上套設有一扭簧，扭簧的兩個受力端分別位於限位擋銷和 撞擊塊上；鋼球定位孔中心與銷軸中心的距離滿足鋼球運動軌跡所對應的 弦長大於鋼球定位孔的半徑。如上所述的車用電動扳手，其特徵是鋼球安裝孔軸向設置在撞擊塊 上，為一通孔，通孔中段設支撐彈簧，支撐彈簧兩端各設一粒鋼球，與之 相對應的鋼球定位孔設在撞擊塊的側壁上。有益效果為克服現有技術拉簧存在的缺陷，本發明採用了用扭簧替 代拉簧，使扭簧的兩個受力端分別位於限位擋銷和撞擊塊上，改變了調節 位置，使得撞擊塊的撞擊力調節作用和撞擊塊復位力的調節作用可分別通 過調節扭簧和鋼球支撐彈簧的鋼度來實現，而原有的拉簧與鋼球支撐彈簧 由於安裝位置都位於撞擊塊的一側，不能實現這種分開調節，從而解決了 撞擊塊的撞擊力和復位力的調節集拉簧於一身的矛盾，既能滿足扳手設計 的撞擊力度，又能使撞擊塊復位變緩，使螺釘緊固前或鬆動後撞擊塊的嚙合面能始終頂在凸塊凸肩受力面上而完成連續作業。由於鋼球定位孔中心與銷軸中心的距離滿足鋼球運動軌跡所對應的弦 長大於鋼球定位孔的半徑，因此，在撞擊塊嚙合面齧入凸塊凸肩前的瞬間， 由於鋼球的運動軌跡所對應的弦長大於鋼球安裝孔的半徑，使鋼球脫離其 定位孔運動至飛輪通槽的側壁平面上，由於鋼球在定位孔內的運動阻力大 於鋼球在側壁平面上的運動阻力，使撞擊塊自轉阻力突然減小，從而使撞 擊塊形成一個瞬間自轉加速，加快了撞擊塊嚙合面與凸塊凸肩的嚙合速度， 從而使撞擊塊能充分齧至凸肩根部，有利於減少撞擊塊和輸出軸凸塊部位 的斷裂損壞，有效提高電動扳手使用壽命。為加深理解本發明內容，下面通過實施例並結合附圖對本發明作進一 步詳述。
圖1為現有技術扳手處於靜止狀態時，飛輪中部的徑向剖面圖。圖2為圖1中飛輪運動至儲能狀態時的徑向剖面圖。圖3為圖2中飛輪繼續運動至撞擊狀態時的徑向剖面圖。圖4為本發明的裝配結構示意圖。圖5為現有技術鋼球運動軌跡原理說明圖。圖6為本發明鋼球運動軌跡原理說明圖。圖7為本發明扳手處於靜止狀態時，沿圖4中A — A線剖切的飛輪中部的徑向剖面圖。圖8為圖7中飛輪運動至儲能狀態時的徑向剖面圖。圖9為圖8中飛輪繼續運動至撞擊狀態時的徑向剖面圖。圖IO為現有技術中鋼球定位孔、鋼球安裝孔及鋼球的關係圖。圖11為沿圖7中C —C線剖切的本發明鋼球定位孔、鋼球安裝孔及鋼球的關係圖。圖中序號分別表示圖l，圖2，圖3、圖5和圖10中的序號分別表示-輸出軸10a，凸塊102a，凸肩103a，凸肩根部104a，飛輪40a，撞擊 塊70a，嚙合面701a，銷軸702a，銷軸中心703a，鋼球200a，鋼球安裝 孔2001a，鋼球定位孔中心2002a，鋼球位移點2003a，鋼球定位孔2004a， 拉簧300a，限位擋銷400a。圖4、圖6—圖9，圖ll中序號分別表示輸出軸IO，襯套IOI，凸塊102，凸肩103，凸肩根部104。機殼20， 按鍵孔201，出線孔202，手持孔203。軸承30，軸承301，軸承302，軸 承303，軸承304。飛輪40，離合器50，電機60，小齒輪601，撞擊塊70， 嚙合面701，銷軸702，銷軸中心703，內側面705，孔用卡圈80，支架90， 固定座100，鋼球200，鋼球安裝孔2001，定位孔中心2002，鋼球位移點 2003，鋼球定位孔2004，支撐彈簧2005，鋼球運動壁2006，扭簧300，限 位擋銷400。
具體實施方式參見圖4。本發明扳手包括機殼20、襯套IOI，電機60，離合器50， 飛輪40，輸出軸10等。所有部件安置在機殼20內，機殼由上下兩部分組 成，經若干固定座100由固定螺栓固定在一起。輸出軸10伸出機殼20夕卜， 輸出軸10的外端部前方形成與工作對象相一致的形狀，如套筒狀，便於與 緊固件聯接。其它所有部件都固定定位在機殼內壁的支架90上，DC12直 流電機60經電機軸與包括小齒輪601在內運動副聯接，變速後帶動飛輪 40。飛輪通過一端軸承一端支撐套架安裝在機殼內壁上。結合圖7，飛輪40呈圓柱狀，中部設有一通槽，軸向兩端一端與離合 器50配接，另一端嵌置軸承與輸出軸IO聯接，凸塊102設置在伸過軸承 30的輸出軸內端部上，凸塊102和輸出軸10為整體件。兩塊偏心撞擊塊 70分別設置在與凸塊102相鄰的飛輪40通槽內，每塊撞擊塊70由,一根軸 向設置的銷軸702定位。撞擊塊70的內側面705及外側面都呈弧面，撞擊 塊70—側(輕端)與一限位擋銷400相抵，控制其徑向向外位移，撞擊塊 的另一側(重端)近端部和飛輪40側壁上分別開有鋼球安裝孔2001和鋼 球定位孔2004 (參見圖11)，鋼球安裝孔2001內置有支撐彈簧2005。銷 軸70上套設有一扭簧300，扭簧的兩個受力端分別擱置在限位擋銷400和 撞擊塊的外側壁上。參見圖7，並結合圖8、圖9。作業時，當電機60帶動離合器50及飛 輪40至一定轉速後，撞擊塊70由於受到離心力的作用，撞擊塊70的重端 呈外摔傾向而克服扭簧300阻力(離心力大於扭簧300的彈力)，因此，兩 塊撞擊塊70均會繞銷軸702形成自轉，由於兩塊撞擊塊70的輕端外側面 飛輪40上有限位擋銷400，撞擊塊70的重端繞軸銷往飛輪40的外側轉動，由於兩塊撞擊塊70呈對稱放置，所以一塊順時針另一塊為逆時針轉動，此 時，如果飛輪40為順時針轉動時，順時針轉動的撞擊塊70的輕端將撞擊 輸出軸10上的凸輪102，帶動輸出軸10順時針轉動。反之，逆時針轉動 的撞擊塊70將撞擊凸輪102，帶動輸出軸10逆時針轉動，完成雙向對稱 力矩的撞擊。撞擊後飛輪的速度降低，使撞擊塊70所受的離心力降低，扭 簧300的回覆力使兩塊撞擊塊70各自復位，直至限位擋銷400阻擋位置。 從圖8、圖9可看出上部撞擊塊70的位置變化。從上面我們還可以發現，用扭簧替代現有技術的拉簧後，撞擊力和復 位力可分別通過調節支撐彈簧和扭簧的鋼度來實現，適當降低扭簧鋼度就 可以達到在緊固件緊固前或鬆動後，使撞擊塊的嚙合面始終頂在凸塊102 的凸肩103上，而完成連續作業，免去了人工輔助作業。增加支撐彈簧的 鋼度，就可相應改變撞擊塊嚙合面對凸肩103的撞擊力，這是本發明創新 點之一。以下，說明本發明的另一個創新點即達到撞擊塊嚙合面701與凸肩 根部104的完全嚙合，以延長扳手使用壽命。參見圖5、圖6，並結合圖10和圖11。圖5為現有技術鋼球運動軌跡 原理說明圖，圖6為本發明鋼球運動軌跡原理說明圖。實現該創新點的關鍵在於鋼球定位孔中心2002與銷軸中心703之間 的距離滿足鋼球運動軌跡所對應的弦長大於鋼球定位孔的半徑。參見圖5， 現有技術中，鋼球定位孔中心2002a與銷軸中心703a之間的距離不能滿足 此條件，即撞擊塊70a自轉外摔後，鋼球200a繞銷軸702a的銷軸中心 703a呈弧形向外移動，至鋼球位移點2003a (該點是撞擊塊撞擊凸塊前的 瞬間鋼球所處的位置)時，其運動軌跡所形成的弧長所對應的弦長(即-鋼球定位孔中心2002a與鋼球位移點2003a兩點間的距離)小於鋼球定位 孔2004a的半徑，B為鋼球運動軌跡形成的弧長相對銷軸中心所對應的轉 角。參見圖6，本發明由於加大了鋼球定位孔中心2002與銷軸中心703之 間的距離，因此，當撞擊塊撞擊凸塊凸肩前的瞬間，鋼球位移點2003已經 移出鋼球定位孔2004埠，因此，在撞擊塊同樣轉角B的條件下，實現了 鋼球200在撞擊初完全脫離鋼球定位孔2004，由於鋼球運動阻力的突然變 化(鋼球遇到的在定位孔內的阻力要大於鋼球在平面上的阻力)，好比汽車 以同樣的動力轉過彎道至直道一樣出現一個突然加力，實現了撞擊塊在齧 合前的一個加速條件，使嚙合完全，避免了嚙合件間由於嚙合不完整造成的損壞，保證了工具的操作可靠性及使用壽命。參見圖10和圖11。圖10為現有技術中鋼球定位孔2004a、鋼球安裝 孔2001a及鋼球200a的關係圖，圖11為本發明技術中鋼球定位孔2004、 鋼球安裝孔2001及鋼球200的關係圖。圖10中，鋼球定位孔設置在撞擊塊上，為一通孔，在飛輪兩側壁上設 置鋼球安裝孔，其中一個孔為盲孔，另一孔內設有支撐彈簧。圖11中，將 鋼球安裝孔設在撞擊塊上，也為一個通孔，而將鋼球定位孔改設在飛輪的 兩側壁上。改變與否在功能上都是可行的，也都能很好的完成本發明的任 務，主要目的是從製造工藝上考慮，現有技術結構在開設盲孔時很麻煩， 難度大，而本發明方案則顯得簡單易行。改變支撐彈簧的鋼度則可協調調節扭簧的撞擊力和復位力，具體鋼度 可根據實際要求設定。
權利要求
1、一種車用電動扳手，包括電機(60)，離合器(50)，飛輪(40)，輸出軸(10)及凸塊(102)和兩塊撞擊塊(70)；飛輪(40)呈圓柱狀，中部設有一通槽，軸向兩端一端與離合器(50)配接，另一端經嵌置軸承與輸出軸(10)聯接，凸塊(102)設置在伸過軸承(30)的輸出軸(10)的內端部上，兩塊偏心撞擊塊(70)分別設置在與凸塊(102)相鄰的飛輪(40)通槽內，每塊撞擊塊(70)由一根軸向銷軸(702)定位，撞擊塊(70)一側與一限位擋銷(400)相抵，撞擊塊(70)的另一側和飛輪(40)側壁上分別設有鋼球安裝孔(2001)和鋼球定位孔(2004)，鋼球安裝孔內置有支撐彈簧(2005)，其特徵是銷軸(702)上套設有一扭簧(300)，扭簧的兩個受力端分別位於限位擋銷(400)和撞擊塊(70)上；鋼球定位孔中心(2002)與銷軸中心(703)的距離滿足鋼球運動軌跡所對應的弦長大於鋼球定位孔(2004)的半徑。
2、 如權利要求1所述的車用電動扳手，其特徵是鋼球安裝孔(2001) 軸向設置在撞擊塊(70)上，為一通孔，通孔中段設支撐彈簧(2005)，支 撐彈簧(2005)兩端各設一粒鋼球(200)，與之相對應的鋼球定位孔(2004) 設在撞擊塊(70)的側壁上。
全文摘要
一種車用電動扳手，包括飛輪，輸出軸、凸塊及撞擊塊。定位撞擊塊的銷軸上套有扭簧，扭簧的兩個受力端分別位於限位擋銷和撞擊塊上；鋼球定位孔中心與銷軸中心的距離滿足鋼球運動軌跡所對應的弦長大於鋼球定位孔的半徑。本發明用扭簧替代拉簧，改變了調節位置，使得撞擊塊的撞擊力和復位力的調節可分別通過扭簧和鋼球支撐彈簧的鋼度來實現，解決了撞擊塊的撞擊力和復位力的調節集拉簧於一身的矛盾，既能滿足扳手設計的撞擊力度，又能使撞擊塊復位變緩，使螺釘緊固前或鬆動後撞擊塊的嚙合面能始終頂在凸塊凸肩受力面上而完成連續作業，具有松、緊螺釘全程自動化，撞擊塊與凸塊根部嚙合到位，使用壽命長的優點。
文檔編號B25B21/02GK101224567SQ200810059539
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月31日 優先權日2008年1月31日
發明者駿 王, 巍 魏 申請人:衢州市申花電動工具有限公司