Ударный инструмент
Изобретение относится к ударным инструментам. Ударный инструмент содержит шпиндель, расположенный в корпусе, наковальню и ударник, установленный на шпинделе. Ударник разделен на внутренний основной ударник, выполненный с возможностью соединяться и рассоединяться с наковальней, и внешний переходной ударник, имеющий периферическую стенку, охватывающую внешнюю периферию основного ударника. Периферическая стенка переходного ударника зацепляется с основным ударником так, что основной ударник и переходной ударник вращаются одновременно. Между основным ударником и периферической стенкой расположен соединительный элемент, имеющий возможность перемещаться между соединительным положением, в котором основной ударник и периферическая стенка соединены вместе во время возвратно-поступательного движения в переднем положении основного ударника, и рассоединенным положением, в котором соединение между ними отсутствует. Соединительный элемент предназначен для перемещения между положением соединения и положением рассоединения посредством переключающего устройства. В результате уменьшаются габариты ударного инструмента. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к ударным инструментам, таким как ударная отвертка, которая может генерировать вращательную ударную силу посредством зацепления и расцепления ударника по отношению к наковальне, выступающей из корпуса.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ударный инструмент, такой как ударная отвертка, включает в себя шпиндель, установленный в корпусе с возможностью вращения от двигателя, на который установлен ударник, и снабжен кулачками, выступающими в носовой части, ударник и шпиндель соединены друг с другом посредством шариков, установленных в канавках, выполненных в ударнике и шпинделе; наковальня установлена с возможностью вращения в корпусе коаксиально со шпинделем. Передний конец упорного стержня выступает из корпуса, где крепится наконечник, а другой конец упорного стержня снабжен радиальными рычагами, а также цилиндрической пружиной, которая поджимает ударник в положение, в котором кулачки и рычаги зацепляются друг с другом во вращении. В соответствии с этим ударным инструментом, когда крутящий момент наковальни увеличивается до определенного значения, ударник совершает обратный ход, ведомый шариками, перекатывающимися по канавкам, в результате чего зажимные кулачки выходят из зацепления с рычагами. После этого ударник перемещается вперед и вращается под воздействием цилиндрической пружины, а кулачки вновь входят в зацепление с рычагами. Этот процесс зацепления и расцепления повторяется, в результате чего прерывистая ударная сила (удар) генерируется на наковальне.
Например, когда винт закрепляется в направляющем отверстии, оператор первоначально сверлит маленькое направляющее отверстие, используя электрическую дрель, и затем вкручивает винт, используя ударный инструмент, такой как ударная отвертка. Это требует от оператора использования различного электрического инструмента в зависимости от вида работ. Как результат, необходима подготовка и смена различного электрического инструмента, в результате снижается технологичность. Операция сверления может быть осуществлена посредством крепления в ударном механизме сверла. Однако когда направляющее отверстие сверлится в относительно хрупком материале, таком как керамическая плитка, этот материал расколется ввиду генерации удара.
Ввиду этого в патентной публикации США № 2010/0000750А1 описывается ударный инструмент, содержащий шпиндель и ударник, в котором на тыльной стороне шпинделя выполнен фланец, диаметр которого равен диаметру ударника. Далее соединительная муфта выполнена по периферии вокруг ударника и фланца таким образом, чтобы производить переключение между передним положением, в котором соединительная муфта соединена только с ударником, и возвратном положением, в котором соединительная муфта соединена как с ударником, так и с фланцем. В переднем положении соединительной муфты возврат ударника ограничен, и ударный инструмент используется в ударном режиме. Тем временем, в возвратном положении соединительной муфты ударник и шпиндель соединены во вращательном движении посредством муфты и всегда вращаются как единое целое, в результате ударный инструмент используется как сверлильный инструмент.
Однако в соответствии с этим режимом механизм переключения, как описано в патентной публикации США № 2010/0000750А1, т.к. соединительная муфта закреплена на внешней периферии ударника, размер ударного механизма увеличивается в диаметре, что является препятствием для уменьшения габаритов ударного инструмента. Далее в связи с тем, что ударный инструмент включает в себя соединительную муфту и фланец, выполненный на шпинделе, стоимость ударного инструмента будет расти.
Поэтому желательно получить ударный инструмент, в котором снижены стоимость и размер, а также в котором можно получить режим сверления без вращательной ударной силы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением, реализованный и описанный здесь как первый вариант, ударный инструмент содержит шпиндель, расположенный в корпусе с возможностью вращения с приводом от двигателя, наковальня расположена в передней части от шпинделя и коаксиально с ним вращается; передняя часть упорного стержня выступает вперед из корпуса, где к нему крепится сменная насадка. Ударник установлен на шпинделе и под воздействием цилиндрической пружины поджимается в переднее направление, ударник зацепляется с тыльной частью наковальни, ударник выполнен таким образом, что он совершает возвратно-поступательное движение в соответствии с крутящим моментом наковальни, в результате ударник зацепляется и расцепляется с наковальней, в результате вращение шпинделя передается на наковальню как вращающаяся ударная сила. В этом ударном инструменте ударник разделен на внутренний основной ударник, который зацепляется и расцепляется с наковальней, и внешний переходной ударник, имеющий периферическую стенку, которая покрывает внешнюю периферию основного ударника и представляет собой отделяющий элемент основного ударника. Переходной ударник расположен в тыльном положении, в котором переходной ударник вращается с периферической стенкой, которая покрывает внешнюю периферию основного ударника в то время, когда основной ударник совершает возвратно-поступательное движение. Периферическая стенка переходного ударника зацепляется с основным ударником таким образом, что основной ударник и переходной ударник вращаются совместно. Далее соединительный элемент расположен между основным ударником и периферической стенкой таким образом, чтобы иметь возможность вращаться между положением зацепления и расцепления. Положение соединения является положением, в котором основной ударник и периферическая стенка соединены вместе в возвратно-поступательном движении в направлении переднего положения основного ударника. Положение расцепления является положением, в котором соединение между ними нарушено. Соединительный элемент служит для перемещения между положением соединения и расцепления посредством переключателя, установленного на внешней части корпуса. Когда соединительный элемент перемещается в положение соединения с использованием переключателя, выбирается режим сверления, в котором наковальня и шпиндель вращаются вместе и тем самым ограничивают возврат основного ударника.
Предпочтительно во втором варианте ударный инструмент по первому варианту выполнен таким образом, что соединительным элементом является шарик, перемещающийся в радиальном направлении периферической стенки между положением соединения и расцепления. Соединительное положение является положением, в котором шарик удерживается на периферической стенке в канавке, выполненной по окружности по внешней периферии основного ударника. Положение расцепления является положением, в котором шарик погружается во внутреннюю периферическую поверхность периферической стенки и расположен вне канавки.
Предпочтительно, в третьем варианте ударный инструмент по второму варианту может быть выполнен таким образом, что переключатель содержит кольцо, имеющее элемент с меньшим диаметром и элемент с большим диаметром. Переключающее кольцо скользит между первым положением, в котором часть с большим диаметром позиционируется с внешней стороны шарика, тем самым позволяя шарику перемещаться в положение расцепления, и второе положение, в котором часть с малым диаметром устанавливается с внешней стороны шарика и поджимает шарик в направлении положения соединения.
Предпочтительно, в четвертом варианте ударный инструмент по второму варианту может быть выполнен таким образом, что цилиндрическая пружина установлена между основным ударником и переходным ударником таким образом, что переходной ударник поджимается в направлении назад, в котором переходной ударник контактирует с приемной частью, расположенной в тыльной части шпинделя. Далее кольцевая канавка может быть сформирована на задней поверхности переходного ударника, а множество шариков могут быть размещены в кольцевой канавке так, что шарики частично выступают над задней поверхностью и контактируют с передней поверхностью принимающего элемента.
В первом варианте конструкции ударного инструмента, в дополнение к ударному режиму, как первоначально предназначался ударный инструмент, может быть использован режим сверления без ударной функции. Соответственно нет необходимости оператору менять множество электрических инструментов в соответствии с требованиями работ, что приводит к повышению технологичности. Далее в связи с тем, что режим сверления может быть осуществлен путем ограничения в возврате основного ударника, используя переходный ударник, который выделен из ударника, уменьшение размеров ударного инструмента может быть достигнуто без увеличения ударного инструмента в диаметре. Далее переключение режимов может быть осуществлено с небольшим набором деталей, что исключает повышение стоимости.
Во втором или третьем вариантах конструкции ударного инструмента в дополнение к преимуществам первого варианта, соединение и расцепление между основным ударником и переходным ударником может быть компактно и надежно осуществлено в пространстве внутри корпуса.
В четвертом варианте конструкции ударного инструмента, в дополнение к преимуществам первого варианта, переходный ударник может быть расположен в тыльном положении в простом исполнении, используя цилиндрическую пружину для ударного режима. Далее, даже если переходной ударник поджимается в тыльном направлении цилиндрической пружиной, сопротивление вращению переходного ударника может быть ослаблено, и происходит плавное совместное вращение переходного ударника, увлекаемого основным ударником. Далее осевая нагрузка, приложенная к переходному ударнику, может быть принята конструкцией, которая компактна в осевом направлении.
Другие и последующие объекты, особенности и преимущества данного изобретения будут понятны в более полном объеме из последующего описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания данного изобретения и чтобы продемонстрировать его работу, ссылка будет сделана только в качестве примера на приложенные чертежи.
Фиг.1 - частичное продольное сечение ударного инструмента.
Фиг.2 - изометрическое изображение разобранных внутренних частей ударного инструмента.
Фиг.3 - изометрическое изображение разобранных частей корпуса отличного от основного варианта корпуса.
Фиг.4 - частичное продольное сечение ударного инструмента с ударным режимом.
Фиг.5 - частичное продольное сечение ударного инструмента с режимом сверления.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вариант конструкции по настоящему изобретению будет подробно описан со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг.1 представляет ударный инструмент 1 как вариант конструкции ударного инструмента, а на фиг.2 представлена часть внутреннего механизма ударного инструмента 1. Ударный инструмент 1 содержит основной кожух 2, который состоит из двух половинок 3,3 - левой и правой. Далее основной кожух 2 содержит, от тыльной стороны основного кожуха 2 (правая сторона на фиг.1 соответствует фронтальной стороне), двигатель 4, планетарный редуктор 6 и шпиндель 7. Цилиндрический внутренний кожух 8 установлен с фронтальной стороны основного кожуха 2 и размещает внутри себя шпиндель 7 и ударный механизм 9. Наковальня 10 установлена во фронтальной части и коаксиально со шпинделем 7 и опирается на внутренний кожух 8 с возможностью вращения, а передний кожух 12 прикреплен к переднему концу внутреннего кожуха 8, а наковальня 10 выступает вперед из основного кожуха 2. Под номером 13 указан кольцевой амортизатор, выполненный из резины и установленный на переднем конце фронтального кожуха 12. Рукоятка 14 уходит вниз от нижней части основного кожуха 2, а переключатель 15 со спусковой клавишей 16 установлены в рукоятке 14.
Планетарный редуктор 6 размещен в цилиндрическом кожухе 17, который собран вместе с основным кожухом 2. На тыльной стороне кожуха 17 ведущая шестерня 18 установлена на выходном валу 5 двигателя 4 и выходит вперед в кожух 17. Планетарный редуктор 6 включает в себя первое водило 20 и второе водило 23. Первое водило 20 переносит сателлиты 21 первого контура внутри зубчатого колеса 19, в то время как планетарное движение сателлитов 21 первого контура разрешено. Второе водило 23 переносит сателлиты 24 второго контура внутри второго зубчатого колеса 22, в то время как планетарное движение сателлитов 24 второго контура разрешено. Ведущая шестерня 18 зацепляется с сателлитами 21 первого контура, а второе водило 23 выполнено заодно со шпинделем 7 на тыльной стороне шпинделя 7 и установлено внутри кожуха 8 с возможностью вращения в подшипнике 25.
Первая шестерня 19 внутреннего зацепления имеет внутренние зубья 26 на внутренней периферической фронтальной поверхности, зубья 26 выполнены эквидистантно в периферическом направлении первой внутренней шестерни 19. Вторая шестерня 22 с внутренним зацеплением имеет кольцевую канавку 27 на внешней периферической поверхности, внешние зубья 28 выполнены эквидистантно в периферическом направлении второй внутренней шестерни 22 на внешней периферической поверхности. Вторая шестерня 22 с внутренним зацеплением выполнена с возможностью перемещения между передним положением и втянутым положением. Переднее положение является таким положением, при котором вторая шестерня с внутренним зацеплением 22 зацепляется с прямозубой цилиндрической шестерней 29, которая выполнена заодно со вторым водилом 23, в его тыльной части и с сателлитом 24 второго контура. Втянутым положением является такое, в котором вторая шестерня с внутренним зацеплением 22 входит в зацепление только с сателлитом 24 второго контура с внутренним зубом 26 первой шестерни с внутренним зацеплением 19 и внешним зубом 28 второй внутренней шестерни 22, входящими в зацепление друг с другом.
Прямозубая цилиндрическая шестерня 29 - это отдельная шестерня, которая расположена между вторым водилом 23 и сателлитами 24, которые соединены посредством опорных стержней 30, для соединения сателлитов 24 через прямозубую цилиндрическую шестерню 29. Внешний диаметр второго водила 23 меньше, чем внешний диаметр прямозубой цилиндрической шестерни 29, где внешний диаметр цилиндрической прямозубой шестерни 29 соответствует основному диаметру, включая шаг каждого зуба. Предположим, что цилиндрическая прямозубая шестерня 29 выполнена заодно со вторым водилом 23, при этом необходимо, чтобы внешний диаметр второго водила 23 был больше, чем внешний диаметр прямозубой шестерни 29, а шариковый подшипник большого диаметра 25 должен быть использован для сборки шарикового подшипника со вторым водилом 23. Напротив, в соответствии с этим вариантом конструкции прямозубая шестерня 29 является элементом, выполненным отдельно от второго водила 23, в результате чего прямозубая шестерня 29 может быть собрана со вторым водилом 23 после сборки шарикового подшипника 25 и второго водила 23. Поэтому нет необходимости в том, чтобы внешний диаметр второго водила 23 и внутренний диаметр шарикового подшипника 25 были бы больше внешнего диаметра прямозубой шестерни 29. В этом исполнении второе водило 23 и шариковый подшипник 25 могут быть выполнены без увеличения их размеров в диаметре. В результате, размеры корпуса 17 и внутреннего корпуса 8 могут быть уменьшены в диаметре, а отсюда размер основного корпуса 2 может быть уменьшен в диаметре. Под номером 36 указано стопорное кольцо, которое удерживает шариковый подшипник 25 в корпусе 17.
Скользящее кольцо 31 установлено на внешней периферии второй шестерни с внутренним зацеплением 22 с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль внутренних периферических поверхностей корпуса 17 и внутреннего корпуса 8. Вторая шестерня с внутренним зацеплением 22 соединена со скользящим кольцом 31 посредством закладки стержня 32 радиально снаружи внутрь скользящего кольца 31 до соединения с канавкой 27, образованной во второй шестерне с внутренним зацеплением 22. Скользящее кольцо 31 имеет выступ 33, который образован на верхней внешней периферии и выступает вверх от корпуса 17. Скользящая кнопка 34 установлена на основном корпусе 2 таким образом, чтобы перемещаться в возвратно-поступательном направлении, а выступ 33 удерживается скользящей кнопкой 34 посредством цилиндрических пружин 35, расположенных спереди и сзади от выступа 33.
Соответственно при перемещении скользящей кнопки 34 вперед или назад вызывается перемещение шестерни 22 через скользящее кольцо 31 между передним и задним положением. Другими словами, в переднем положении вторая шестерня 22, как показано на фиг.1 и 4, одновременно вращается с прямозубой шестерней 29 таким образом, что планетарное вращение сателлитов 24 прекращается при достижении высокоскоростного состояния при втянутом положении второй шестерни 22, как показано на фиг.5, вторая шестерня 22 останавливается при достижении состояния с низкой скоростью, где происходит планетарное движение сателлитов 24.
Ударный механизм 9 включает в себя пару рычагов 11, выполненных на тыльной части наковальни 10, и ударник, выполненный так, чтобы зацепляться или расцепляться с рычагами 11.
Ударник разделен на основной ударник 40 трубчатой формы и переходной ударник 42, имеющий трубчатую форму с днищем. Основной ударник 40 установлен на переднюю часть шпинделя 7 и имеет пару кулачков 41, выступающих на передней поверхности шпинделя и зацепляющихся с рычагами 11. Переходной ударник 42 коаксиально и свободно установлен на шпинделе 7 у тыльной части основного ударника 40. Далее переходной ударник 42 открыт в своей передней части таким образом, что периферийная стенка 43 переходного ударника 42 входит в основной ударник 40 с его тыльной стороны. Другими словами, диаметр основного ударника 40 и периферической стенки 43 переходного ударника 42 соответствуют внешнему диаметру обычного ударника.
Основной ударник 40 снабжен V-образными реверсивными канавками 44, образованными на внутренней периферийной поверхности основного ударника 40. Каждая V-образная реверсивная канавка 44 проходит от переднего конца и сходит на нет у тыльной стороны основного ударника 40. На шпинделе 7 выполнены V-образные канавки 45 на внешней периферической поверхности. Каждая V-образная канавка 45 своей передней частью проходит до передней части шпинделя 7. Реверсивные V-образные канавки 44 и V-образные канавки 45 находятся друг против друга и в них установлены шарики 46, посредством чего основной ударник 40 соединен со шпинделем 7.
Цилиндрическая пружина 47 установлена на шпинделе 7 и расположена между основным ударником 40 и переходным ударником 42 таким образом, что основной ударник 40 поджат в переднее положение, в котором кулачки 41 входят в зацепление с рычагами 11, а переходной ударник 42 поджат в обратном направлении. Шайба 48 как принимающий элемент установлена на шпинделе 7 и расположена между вспомогательным ударником 42 и вторым водилом 23. Кольцевая канавка 49 образована на тыльной поверхности переходного ударника 42, а множество шариков 50 размещено в кольцевой канавке 49 и, опираясь на заднюю поверхность, исполняют роль упорного подшипника. Соответственно переходной ударник 42 поджимается цилиндрической пружиной 47 в обратном направлении и создает давление таким образом, что шарики имеют возможность перекатываться в обратном направлении так, что они упираются в шайбу 48.
Множество направляющих канавок 51 выполнены на внутренней периферической поверхности стенки 43 вспомогательного ударника 42. Направляющие канавки 51 выполнены равноудаленно по окружности переходного ударника 42 вдоль оси от передней до тыльной части переходного ударника 42. Множество продолговатых канавок 52, которые короче направляющих канавок 51, выполнены на внешней периферии основного ударника 40 на том же расстоянии, что и канавки 51, а цилиндрические соединительные штифты 53 установлены как в направляющие канавки 51, так и в продолговатые канавки 52. Соответственно основной ударник 40 и переходной ударник 42 соединены посредством соединительных штифтов 53 во время их вращения и одновременно с возможностью их перемещения в осевом направлении соответственно.
Кольцевая канавка 54 выполнена по окружности на внешней периферической поверхности основного ударника 40 в непосредственной близости от тыльной части основного ударника 40, тогда как множество отверстий 55 образовано по окружности периферической стенки 43 переходного ударника 42, которые радиально проникают в переходной ударник 42 между направляющими канавками 51 у их тыльного конца. Шарики 56 как соединительные элементы установлены в соответствующие отверстия 55.
Кольцо переключателя 57 установлено на периферической стенке 43 переходного ударника 42. Кольцо переключателя 57 имеет двухступенчатый диаметр. Тыльная сторона кольца переключателя 57 выполнена с меньшим диаметром 58, которым кольцо скользит по внешней периферической поверхности стенки 43, а передняя часть кольца переключателя 57 имеет больший диаметр 59, которая расположена на некотором расстоянии в радиальном направлении от периферической стенки 43. Кольцевая канавка 60 образована на внешней периферической поверхности с меньшим диаметром 58. Кольцо переключателя 57 скользит возвратно-поступательно между передней ступенчатой частью 61, выполненной на внутренней периферии внутреннего корпуса 8, и тыльной ступенчатой частью 62, выполненной на тыльной периферической стенке 43.
Как наилучшим образом видно на фиг.3, соединительная муфта 64 расположена на передней части основного корпуса 2, установлена на передней внешней периферии соединительной муфты 63 таким образом, что она перемещается относительно соединительной муфты 63. Пара сквозных отверстий 65, которые выполнены в виде продолговатых прорезей вдоль оси, образована на внешней периферии соединительной муфты 63 симметрично относительно центра этой соединительной муфты 63. Далее на внешней поверхности соединительной муфты 63 выполнены прямоугольные направляющие углубления 66, и каждое направляющее углубление 66 окружает соответствующее сквозное отверстие 65.
Трубчатые направляющие держатели 67 установлены на квадратном фланце 68, которые вставлены в соответствующие направляющие углубления 66. Далее трубчатые направляющие держатели 67 вставлены в сквозные отверстия 65. Направляющие держатели 67 радиально проходят через отверстия 65 и внедряются во внутреннее пространство соединительной муфты 63 в направлении оси этой муфты. Направляющие держатели 67 выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения его фланца 68 вдоль направляющего углубления 66. Внутренний корпус 8 снабжен парой направляющих канавок 69, в которой выделяются передняя канавка 70 и задняя канавка 71. Передняя канавка 70 выполнена по окружности в положении, соответствующем переднему положению сквозного отверстия 65, а наклонная канавка 72 соединяет переднюю канавку 70 и заднюю канавку 71. Направляющие штыри 73 установлены из внутреннего пространства корпуса 8 (т.е. в направлении от оси внутреннего корпуса 8) в направляющие держатели 67, а головки 74 направляющих штырей 73 установлены в кольцевую канавку 60 кольца переключения 57.
Поэтому когда рабочая муфта 64 во время вращения приводит в движение соединительную муфту 63, вращает ее по часовой стрелке (вправо), если смотреть спереди, направляющие держатели 67 также двигаются вправо по окружности соединительной муфты 63. После этого, когда направляющие держатели 67 перемещаются вдоль направляющих канавок 69 и достигают задних канавок 71, направляющие держатели 67 устанавливаются у заднего конца сквозных отверстий 65. В этом положении, как лучше всего видно на фиг.4, переключающее кольцо 57, соединенное с направляющими держателями 67 посредством направляющих штырей 73, перемещается во втянутое положение (первое скользящее положение), в котором часть кольца с большим диаметром 59 устанавливается с внешней стороны от шариков 56. В этом втянутом положении шарики 56 погружаются во внутреннюю периферическую поверхность стенки 43 и перемещаются до положения рассоединения, в котором шарики 56 располагаются вне кольцевой канавки 54 основного ударника 40, посредством чего достигается ударный режим, который предполагает втягивание основного ударника 40.
При этом рабочая муфта 64 при вращении воздействует на соединительную муфту 63, которая вращается против часовой стрелки (влево), если смотреть спереди, направляющие держатели 67 также перемещаются влево по окружности соединительной муфты 63. После этого, когда направляющие держатели 67 перемещаются вдоль направляющих канавок 69 и достигают передней канавки 70, они устанавливаются у переднего конца сквозных отверстий 65. В этом положении, как лучше всего видно на фиг.5, кольцо переключения 57 перемещается вперед (второе положение), в котором его часть с меньшим диаметром 58 устанавливается за шариками 56. В этом выдвинутом положении шарики 56 поджимаются частью кольца с меньшим диаметром 58 и устанавливаются в кольцевую канавку 54 основного ударника 40 (т.е. остаются в соединительном положении), посредством чего достигается режим сверления, при котором основной ударник 40 и переходной ударник 42 соединены в возвратно-поступательном направлении для ограничения втягивания основного ударника 40. В этом варианте конструкции переключающее кольцо 57, направляющие канавки 69, соединительная муфта 63 со сквозными отверстиями 65, рабочая муфта 64, направляющие держатели 67 и направляющие штыри 73 образуют выключающее устройство в соответствии с настоящим изобретением.
В наковальне 10 на тыльной поверхности выполнено отверстие 75 по центру вала. На передней части шпинделя 7 выполнена проточка меньшего диаметра 76. Передняя часть 76 шпинделя 7 входит в принимающее отверстие 75 наковальни 10, и передняя часть шпинделя 7 при вращении опирается на наковальню 10. В принимающем отверстии 75 установлен шарик 78, который поджат цилиндрической пружиной 77 и который упирается в переднюю часть 76 и воспринимает осевую нагрузку.
Далее на переднем конце наковальни 10, который выступает из переднего корпуса 12, выполнено закладное отверстие 79 для установки насадок (не показано) и патрон, включающий муфту 80, которая давит на шарики 81, установленные на наковальне 10 (см. фиг.2), в направлении закладного отверстия 79 во втянутом положении, с тем чтобы предотвратить выпадение насадки, вставленной в отверстие 79, из наковальни 9.
Далее будет дано описание работы ударной инструмента 1, представленного выше. Первое описание будет представлено в ударном режиме, как показано на фиг.4, где рабочая муфта 64 при вращении перемещает кольцо переключения 57 во втянутом положении. Когда оператор нажимает на пусковую клавишу 16, установленную на рукоятке 14, для запуска двигателя 4, вращение выходного вала 5 двигателя 4 передается на шпиндель 7 через планетарный механизм 6, который и приводит во вращение шпиндель 7. Шпиндель 7 затем передает вращение на основной ударник 40 через шарики 46, в результате наковальня 10, соединенная с основным ударником 40, вращается. Поэтому может быть осуществлена операция заворачивания винта с использованием насадки, закрепленной на передней части наковальни 10. Во время этой операции переходной ударник 42 соединен во вращении с основным ударником 40 посредством соединительных штырей 53 таким образом, что основной ударник 40 и переходной ударник 42 вращаются вместе.
При проведении операции заворачивания и когда приложенная нагрузка на упорный стержень увеличивается до определенного значения, вращение основного ударника 40 не соответствует вращению шпинделя 7 так, что основной ударник 40 втягивается или движется в обратном направлении, преодолевая усилие цилиндрической пружины 47, тем временем основной ударник 40 вращается относительно шпинделя 7 посредством шариков 46, перекатывающихся вдоль V-образных канавок 45. В это время переходной ударник 42 вращается вместе с основным ударником 40 при помощи соединительных штырей 53, что позволяет основному ударнику 40 втягиваться.
Когда кулачки 41 основного ударника 40 выходят из зацепления с рычагами 11, шарики 46 под действием цилиндрической пружины 47 перекатываются и перемещаются вдоль V-образных канавок 45, в результате основной ударник 40 перемещается вперед, вращаясь. В результате, кулачки 41 основного ударника 40 повторно зацепляются с рычагами 11, тем самым генерируя вращательную ударную силу (удар). Основной ударник 40 и наковальня 10 многократно расцепляются и зацепляются друг с другом, тем самым осуществляя операцию затягивания ударным инструментом 1.
Во время этой операции переходной ударник 42 также вращается, увлекаемый основным ударником 40, таким образом, что расцепление и зацепление ударника относительно наковальни 10 производится общей массой основного ударника 40 и переходного ударника 42. Поэтому, даже если ударник разделен на основной ударник 40 и переходной ударник 42, вращательное ударное усилие не уменьшается. Далее, когда ударник вращается, шарики 50 на задней поверхности переходного ударника 42 перекатываются на передней поверхности шайбы 48, и сопротивление вращению ударника уменьшается. Поэтому переходной ударник 42 может вращаться плавно, даже если цилиндрическая пружина 47 растягивается и сжимается в соответствии с движениями основного ударника 40 вперед и назад. Далее, даже если основной ударник повторяет возвратно-поступательные движения в соответствии с генерированием удара, переходной ударник 42 остается в заднем положении и не совершает возвратно-поступательных перемещений. Поэтому при генерировании удара подавляется вибрация.
Далее будет представлено описание режима сверления со ссылкой на фиг.5, где рабочая муфта 64 при вращении устанавливает кольцо переключения 57 в переднем положении. Когда оператор нажимает пусковую клавишу 16 для включения двигателя 4, основной ударник 40 и переходной ударник 42 вращаются вместе в соответствии с вращением шпинделя 7 и, тем самым, вращают наковальню 10.
При этом режиме сверления, даже если увеличивается приложенная нагрузка на наковальню 10, перемещение назад (втягивание) основного ударника 40 ограничено шариками 56, в результате не происходит зацепления и расцепления основного ударника с наковальней 10. Поэтому ударный инструмент 1 не генерирует удар, и наковальня 10 вращается вместе со шпинделем 7.
В соответствии с вариантом конструкции ударного инструмента 1, как описано выше, ударник разделен на внутренний основной ударник 40 и внешний переходной ударник 42. Основной ударник 40 скомпонован зацепляться с и расцепляться от наковальни 10. Переходной ударник 42 имеет периферическую стенку 43, которая покрывает внешнюю периферию основного ударника 40 и которая выполнена как разделяющий элемент от основного ударника 40. Переходной ударник 42 расположен в заднем положении, в котором переходной ударник 42 может вращаться с периферической стенкой 43, покрывающей внешнюю периферию основного ударника во время возвратно-поступательного перемещения основного ударника 40. Периферическая стенка 43 переходного ударника 42 зацепляется с основным ударником 40, так что основной ударник 40 и переходной ударник 42 вращаются вместе. Далее соединительный элемент (например, шарики 56) расположен между основным ударником и периферической стенкой 43 таким образом, чтобы иметь возможность перемещаться между положением соединения и положением разъединения. Положением соединения является положение, в котором основной ударник 40 и периферическая стенка 43 соединены вместе в продольном направлении в переднем положении основного ударника 40. Разъединенное положение - это положение, в котором соединение между ними разорвано. Соединительный элемент 56 перемещается между соединительным положением и разъединительным положением посредством выключателя, расположенного вне основного корпуса 2. Когда соединительный элемент перемещается в положение соединения с использованием выключателя, используется режим сверления, при котором наковальня 10 и шпиндель 7 вращаются вместе, в то время как втягивание основного ударника 40 сдерживается.
В этой конструкции, в дополнение к ударному режиму, как первоначально обеспечивается ударным инструментом, может быть использован режим сверления без создания удара. Соответственно оператору нет необходимости менять большое количество электроинструмента в соответствии с необходимостью, что приводит к повышению технологичности. Далее режим сверления осуществляется путем сдерживания втягивания основного ударника 40, используя переходной ударник 42, который отделен от основного ударника 40. Поэтому уменьшение размера ударного инструмента 1 может быть достигнуто без увеличения размера ударного механизма в диаметре. Далее переключение режимов может быть выполнено небольшим количеством частей, что может исключить повышение стоимости. В связи с тем, что переходной ударник 42 совершает только вращательное движение вслед за основным ударником 40 и не совершает возвратно-поступательного движения, возникновение вибрации в ударном режиме может быть снижено. Безусловно, необходимая вращательная ударная сила обеспечивается вращательным движением переходного ударника 42, который совместно вращается с основным ударником 40.
В особенности соединительная часть содержит шарики 56, подвижные в радиальном направлении периферической стенки 43 между соединительным положением и положением разъединения. В соединительном положении шарики 56 удерживаются в периферической стенке 43 переходного ударника 42 и выдвигаются внутрь из внутренней периферической поверхности периферической стенки 43 в канавку 54, выполненную по окружности на внешней периферии основного ударника 40. В разъединенном положении шарики 56 погружаются во внутреннюю периферическую поверхность периферической стенки 43 и располагаются отдельно от канавки 54. Далее переключатель содержит кольцо 57 переключения, имеющее часть 58 с малым диаметром и часть 59 с большим диаметром. Часть 58 с малым диаметром установлена на периферическую стенку 43 и при перемещении контактирует с внешней периферической поверхностью периферической стенки 43, а часть 59 с большим диаметром находится на расстоянии от внешней периферической поверхности стенки 43. Кольцо 57 переключения скользит между первой позицией и второй позицией. Первая позиция является позицией, в которой часть 59 с большим диаметром располагается с внешней стороны от шариков 56, тем самым позволяя шарикам 56 перемещаться в положение разъединения. Второе положение является положением, в котором часть 58 с малым диаметром устанавливается с внешней стороны от шариков 56, выдавливая шарики 56 в положение соединения. Поэтому соединение и рассоединение между основным ударником 40 и переходным ударником 42 может быть компактно и надежно осуществлено в пространстве внутреннего корпуса 8.
Далее цилиндрическая пружина 47 установлена между основным ударником 40 переходным ударником 42 таким образом, что переходный ударник 42 поджимается в тыльное положение, в котором переходной ударник 42 контактирует с шайбой 48, расположенной на тыльном конце шпинделя 7. Далее кольцевая канавка 49 выполнена на задней поверхности переходного ударника 42, и множество шариков 50 установлено в кольцевой канавке 49 так, что шарики 50 частично выступают над задней поверхностью и контактируют с передней поверхностью шайбы 48. Поэтому переходной ударник 42 может быть расположен в заднем положении при простой конструкции, в которой цилиндрическая пружина 47 используется для ударного режима. Далее, даже если переходный ударник 42 поджимается в заднее положение цилиндрической пружиной 47, вращательное сопротивление переходного ударника 42 может быть снижено и достигнуто плавное и единое вращение переходного ударника 42 за основным ударником 40. Далее осевая нагрузка, приложенная к переходному ударнику 42, может восприниматься конструкцией, которая компактна в осевом направлении.
Несмотря на то, что настоящее изобретение описано в деталях со ссылкой на вышеприведенный вариант конструкции, настоящее изобретение не ограничено вышеприведенным вариантом конструкции, и различные изменения и модификации могут быть сделаны, не выходя за рамки приложенной формулы изобретения.
В вышеприведенном варианте конструкции шарики используются в качестве соединительного элемента. Однако, соединительный элемент не ограничен только шариками, другие элементы могут быть использованы, например, могут быть использованы штыри, свободно уложенные в периферической стенке в радиальном направлении и имеющие полусферические передние и задние концы. Количество соединительных элементов может быть увеличено или уменьшено по мере необходимости.
Далее кольцо переключателя в вышеприведенном варианте имеет такую конструкцию, что часть с малым диаметром имеет заднее расположение, а часть с большим диаметром имеет переднее расположение, а возвратное положение соответствует ударному режиму. Однако кольцо переключателя может иметь противоположное расположение, при котором выдвинутое положение соответствует ударному режиму.
При необходимости может быть использован переключатель, отличающийся от кольца переключения. Например, вместо конструкции, использующей выполненные заодно направляющие держатели и направляющие штыри, механизм трансформации имеет канавки и трансформирует вращение соединительной муфты в возвратно-поступательное движение кольца переключения, а положения кольца переключения могут быть изменены посредством нажатия на кнопку переключения, соединенную с кольцом переключения при перемещении вперед и назад, которая имеет конструкцию, подобную механизму изменения скорости.
Далее соединение между основным ударником и переходным ударником при вращении не ограничены вышеприведенной конструкцией, использующей соединительные штыри, шпонка или шлиц могут быть использованы в качестве соединительных элементов. Упорный подшипник, выполненный на задней поверхности переходного ударника, может быть изменен. Например, шайба может быть убрана и/или иголки могут быть использованы вместо шариков.
Далее вместо конструкции, в которой переходный ударник имеет трубчатую форму, на днище которого при ударном режиме действует цилиндрическая пружина в направлении заднего положения, рукавообразный переходный ударник может просто и с возможностью вращения оставаться в положении у задней стороны основного ударника.
В отличие от вышеприведенного, корпус может не содержать внутреннего корпуса. В качестве альтернативы корпус может не содержать внутреннего корпуса и переднего корпуса, а корпус ударника, размещающий ударный механизм, может быть совмещен с основным корпусом на передней части основного корпуса. Далее планетарный редуктор может быть изменен при необходимости. Например, может быть использован трехступенчатый или с большим количеством ступеней механизм переключения скорости, или, как альтернатива, механизм переключения скорости может быть упразднен. Конечно, настоящее изобретение не ограничено ударным инструментом и применимо в других электрических инструментах, таких как угловая ударная отвертка, ударный гайковерт и электрический шуруповерт.
Необходимо отметить, что все признаки, раскрытые в описании и/или формуле изобретения, могут быть раскрыты отдельно и независимо друг от друга с целью первоначального раскрытия, так же как и с целью ограничения заявленного изобретения как независимой комбинации признаков в вариантах конструкции и/или формуле изобретения. Необходимо также отметить, что оценка объема изобретения или указание на совокупность признаков раскрывает возможные промежуточные значения или промежуточные категории с целью первичного раскрытия, а также с целью ограничения заявленного изобретения, в особенности ограничения оценки объема изобретения.
1. Ударный инструмент (1), содержащий:
шпиндель (7), расположенный в корпусе (2) с возможностью вращения от двигателя (4);
наковальню (10), расположенную на передней стороне шпинделя
(7) и при вращении опирающуюся на корпус (2), коаксиальный со шпинделем (7), причем передний конец наковальни (10) выступает вперед из корпуса (2) и к нему крепится сменная насадка;
ударник (40, 42), установленный на шпинделе (7), при этом ударник (40, 42) имеет возможность возвратно-поступательного перемещения в соответствии с крутящим моментом наковальни (10) для соединения и рассоединения с наковальней (10), посредством чего вращение шпинделя (7) передается на наковальню (10) как вращательная ударная сила, отличающийся тем, что ударник (40, 42) разделен на внутренний основной ударник (40), выполненный с возможностью соединения и рассоединения с наковальней (10), и внешний переходной ударник (42), имеющий периферическую стенку (43), охватывающую внешнюю периферию основного ударника (40), и выполненный как отдельный от основного ударника (40) элемент, при этом переходной ударник (42) расположен в заднем положении, в котором переходной ударник (42) вращается с периферической стенкой (43), которая охватывает внешнюю периферию основного ударника (40), в то время как осуществляется возвратно-поступательное движение основного ударника (40), а периферическая стенка (43) переходного ударника (42) зацепляется с основным ударником (40) так, что основной ударник (40) и переходной ударник (42) вращаются одновременно, причем между основным ударником (40) и периферической стенкой (43) расположен соединительный элемент (56), имеющий возможность перемещаться между соединительным положением, в котором основной ударник (40) и периферическая стенка (43) соединены вместе во время возвратно-поступательного движения в переднем положении основного ударника (40), и рассоединенным положением, в котором соединение между ними отсутствует, а соединительный элемент (56) предназначен для перемещения между положением соединения и положением рассоединения посредством переключающего устройства, установленного вне корпуса (2), и когда соединительный элемент (56) перемещается в положение соединения с использованием переключающего устройства, выбирается режим сверления, в котором наковальня (10) и шпиндель (7) вращаются вместе, а перемещение назад основного ударника ограничено.
2. Ударный инструмент по п.1, в котором соединительный элемент (56) является шариком (56), который перемещается в радиальном направлении периферической стенки (43) между соединительным положением, в котором шарик (56) удерживается в периферической стенке (43) переходного ударника (42) и выступает от внутренней периферической поверхности периферической стенки (43) внутрь канавки (54), образованной по окружности на внешней периферии основного ударника (40), и позицией рассоединения, в которой шарик (56) погружен во внутреннюю периферическую поверхность периферической стенки (43) и расположен отдельно от установочной канавки (54).
3. Ударный инструмент по п.2, в котором устройство переключения содержит кольцо (57) переключателя, имеющее часть (58) меньшего диаметра, которая установлена на периферическую стенку (43) и скользит по внешней периферической поверхности периферической стенки (43), и часть (59) большего диаметра, которая находится на расстоянии от внешней периферической поверхности периферической стенки (43), и кольцо (57) переключателя, которое скользит между первой позицией, в которой часть (59) с большим диаметром располагается с внешней стороны от шариков (56), тем самым позволяя шарикам (56) перемещаться в положение разъединения, и вторым положением, в котором часть (58) с малым диаметром устанавливается с внешней стороны от шарика (56), выдавливая шарики (56) в положение соединения.
4. Ударный инструмент по п.1, в котором цилиндрическая пружина (47) установлена между основным ударником (40) и переходным ударником (42) таким образом, что переходной ударник (42) поджимается в заднее положение, в котором переходной ударник (42) контактирует с принимающим элементом (48), расположенным на тыльном конце шпинделя (7), при этом на задней поверхности переходного ударника (42) выполнена кольцевая канавка (49) и множество шариков (50) установлено в кольцевой канавке (49) так, что шарики (50) частично выступают над задней поверхностью и контактируют с передней поверхностью принимающего элемента (48).
5. Ударный инструмент по п.1, содержащий направляющие канавки (51), выполненные на внутренней периферической поверхности стенки (43) вспомогательного ударника (42) вдоль оси переходного ударника (42), продолговатые канавки (52), выполненные на внешней периферии основного ударника (40) вдоль оси основного ударника (40), и соединительные штифты (53), установленные как в направляющие канавки (51), так и в продолговатые канавки (52) так, что периферическая стенка (43) переходного ударника (42) и основной ударник (40) соединены и совместно вращаются.
6. Ударный инструмент по п.3, содержащий трубчатый внутренний корпус (8) внутри корпуса (2), при этом в трубчатом внутреннем корпусе (8) установлен ударный механизм, включающий шпиндель (7) и ударник.
7. Ударный инструмент по п.6, содержащий соединительную муфту (63), которая имеет внешнее управление, установлена во внутреннем корпусе (8), трубчатые направляющие держатели (67), выполненные с возможностью возвратно-поступательного перемещения и находящиеся в зацеплении с соединительной муфтой (63), и направляющие держатели (67), проходящие через соответствующие направляющие канавки (69), выполненные во внутреннем корпусе (8) и проходящие в кольцевую канавку (60), выполненную на внешней периферической поверхности кольца (57) переключения так, что когда соединительная муфта (63) управляется во время вращения, направляющие держатели (67) совершают возвратно-поступательное перемещение через направляющие канавки (69), тем самым заставляя кольцо (57) переключения скользить между первым положением и вторым положением.
8. Ударный инструмент по п.7, в котором каждая из направляющих канавок (69) содержит переднюю канавку (70), выполненную по окружности внутреннего корпуса (8), и заднюю канавку (71), выполненную по окружности внутреннего корпуса (8), и наклонную канавку (72), соединяющую переднюю канавку (70) и заднюю канавку (71).
9. Ударный инструмент по п.7, содержащий направляющие штыри (73), вставленные в направляющие держатели (67), головки (74) которых установлены в кольцевую канавку (60).
10. Ударный инструмент по п.7, содержащий управляющую муфту (64), размешенную в передней части корпуса (2) и установленную на соединительной муфте (63) с возможностью совместного вращения.
11. Ударный инструмент по п.1, в котором основной ударник (40) имеет пару соединительных кулачков (41, 41), установленных на передней поверхности ударника, которые соединяются с парой рычагов (11, 11), установленных на переднем конце наковальни (10).
12. Ударный инструмент по п.1, в котором основной ударник (40) снабжен V-образными реверсивными канавками (44), образованными на его внутренней периферийной поверхности, каждая из которых проходит от переднего конца и заканчивается у тыльной стороны основного ударника (40), при этом на внешней периферической поверхности шпинделя (7) выполнены V-образные канавки (45), каждая из которых проходит своим передним концом до передней части шпинделя (7), при этом реверсивные V-образные канавки (44) и V-образные канавки (45) находятся друг против друга и в них установлены шарики (46), посредством чего основной ударник (40) соединен со шпинделем (7).
13. Ударный инструмент по п.4, в котором принимающим элементом (48) является шайба (48), установленная на шпиндель (7).
