专利名称：具有磁力冲击转换机构的电锤钻的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动工具，特别是涉及一种电锤钻。
背景技术：
目前电锤钻中把电机轴的旋转运动变为冲击轴的往复运动，现广泛采用两种形式曲柄连杆式和摆杆轴承式。曲柄连杆式机构的电机轴垂直于冲击轴轴线；摆杆轴承式 有的采用垂直式，有的采用平行式。曲柄连杆转换机构由电机轴、齿轮、连杆、偏心轮等组成。该机构转换过程是电机 轴驱动齿轮，齿轮带动偏心轮、连杆、活塞，使其活塞往复运动，产生作业工具的冲击运动。 其特点是结构简单、效率高，而且可以利用平衡块有效地减小电锤工作时的振动。其缺点是 外形尺寸大，使电锤体积加大，显得较为笨重。摆杆轴承式转换机构由电机输出轴、齿轮、中间轴、摆动轴承、活塞等组成，该机构 的转换过程是电机轴驱动齿轮，齿轮带动中间轴旋转，中间轴带动摆动轴承摆动，其末端摆 杆带动活塞作往复运动，从而产生作业工具的冲击动作。这种转换形式的特点是结构紧凑， 可减小电锤的重量及外形尺寸，其缺点是不能用减振平衡块，因此电锤钻工作时振动大。对于具有冲击式驱动器的手动式工具机，如电锤钻等工具，传统的此类型电锤的 工作方式如下专利号为ZL200410014791.X中国专利公开了一种气动电锤钻，其结构包括滑动 的设置在锤砧套内的锤砧、传动机构、汽缸、活塞。其工作原理为气动电锤钻是以冲击为 主、旋转为辅的手持电动工具，通过活塞在气缸内的往复运动使活塞与冲锤间形成气垫，由 于气垫作用而产生冲锤的冲击运动，冲锤冲击工作头。但这种利用活塞往复运动来产生冲 击力的结构对活塞腔的密封性能要求较高，制造成本较大，并且会因摩擦而导致发热和能 量损失，同时振动和噪声也非常大，易磨损，寿命短，维修不方便。专利号为ZL200410056338. 5中国专利公开了一种冲击电钻，其结构包括冲击 件、两对棘齿、传动机构、弹簧。其工作原理为进行冲击钻孔，必须使钻头垂直压到作业面 上，并必须在轴向施加适当压力，这样当与钻轴一体的从动件随钻轴旋转时将对固定于减 速箱前端的主动件产生一轴向向后的推力，使冲击钻后移，当动冲击件转至啮合齿脱啮位 置时，冲击钻后移一个齿高的距离，脱啮瞬间，由于持续的外加轴向压力，使静冲击件迅速 冲击动冲击件，从而对作业面产生强大的冲击力。周而复始，便产生了持续的既旋转又冲击 的复合运动。但这种利用端面齿形进行啮合而产生冲击力的结构会导致发热和因摩擦而能 量损失，齿形磨损厉害、寿命短，同时振动和噪声都非常大。公开号为CN2780416的中国专利公开了一种电磁式电锤钻，其结构包括电磁线 圈、交变开关、锤杆、冲击弹簧、传动机构。其工作原理为以电磁线圈为动力源，一种是在圆 形壳体前段装有直线导向套和主动旋转套，后段装有电磁线圈并配有交变开关，壳体内装 有锤杆，锤杆的后端装有冲击弹簧，当电磁线圈通电后拉动锤杆向后并压缩弹簧，当线圈断 电后，在弹簧作用下实现冲击。这种利用电磁线圈产生冲击力的电锤钻缺点主要是耗能大、线圈寿命短、容易出现故障，电磁兼容性差，尤其是靠弹簧实现冲击和复位，冲击力不高，冲 击频率低，弹簧容易失效而无法继续工作。目前这类产品还没有真正投入市场使用。近年来，由于新一代的永磁材料在高剩磁、高矫顽力、高磁能积等性能上有很大的 提高，其潜在的磁性能极高，能吸起相当于自身重量640倍的重物，而且成本大幅降低，采 用永久磁铁的机械零件和产品越来越多。磁力传动具有很多优点，无摩擦及磨损问题，能够 高速运动，振动及噪声较小，因此，永磁电动工具既能提高效率，又能降低噪声，保护环境， 而且还能使产品性能得到改善，是一个有广泛应用和产业前景的发展方向。
发明内容本实用新型提供了一种电锤钻，该电锤钻的磁力冲击转换机构，能够实现电锤钻 中把电机的旋转运动变为冲击轴的往复运动，是在ZL200710070248. 5的发明专利基础上 改进提出的，实现了电锤的冲击和旋转功能。一种具有磁力冲击转换机构的电锤钻，包括机壳、运动传递机 构、提供动力的电 机，机壳内设有固定套筒，固定套筒由固定套筒前部和固定套筒后部螺纹连接而成，其中固 定套筒可以通过自身上的花纹固定在前段机壳内。磁力冲击转换机构由设置在固定套筒内的冲击盘和驱动盘组成，冲击盘从上至下 依次设有冲击锤、非圆轴、底座，所述的底座内设有圆柱和圆台，圆柱周围设有磁体，冲击盘 的非圆轴通过轴径套在固定套筒前部的导向孔槽中。驱动盘包括底座和驱动盘轴，驱动盘 的底座与冲击盘底座相对带有一定间隙的固定在固定套筒后部的阶梯孔内，驱动盘的底座 内设有圆柱和圆台，圆柱周围设有磁体，驱动盘轴装有齿轮与电机输出轴齿轮连接。所述的运动传递机构由旋转套筒、旋转套筒大齿轮、旋转套筒轴承、传动轴小齿 轮、传动轴滑动轴承、传动轴、传动轴大齿轮组成，所述的旋转套筒轴承位于旋转套筒的后 部内壁，通过旋转套筒轴承把旋转套筒固定在固定套筒前部；所述的传动轴的一端装有传 动轴小齿轮，传动轴小齿轮与安装在旋转套筒后部外壁的旋转套筒大齿轮啮合，传动轴外 设有传动轴滑动轴承，传动轴另一端装有传动轴大齿轮与电机输出轴齿轮连接，传递旋转 运动。驱动盘和冲击盘的轴线在同一直线上，且两底座结构相同，底座布置若干对扇面 形凹槽，每个凹槽内设有形状相配合的磁铁，磁铁为两极永久磁铁，都成对布置，扇面形凹 槽通过底座的隔板和顶板间隔布置而成，呈若干对大小不同的空间，扇面形凹槽的中心角 为非等分角度，其中，包括隔板、顶板、圆柱和圆台的底座结构可以是整体成型的铸件，也可 是各零部件装配而成；同样磁铁也设计成扇面形结构，分布排列后的磁体为环形，相邻成对 的磁铁分别为S、N极交叉布置，冲击盘和驱动盘内的两环形永久磁体的相互转动产生排斥 力和吸引力，驱动冲击盘相对于驱动盘做前后移动，带动冲击锤冲击移动，这样在转动运动 中对磁铁表面积的运用十分有效，且在同一面上理论上两极性的表面积比非对称，有利于 增大排斥力减小吸合力，提高冲击能量，保证有足够的吸合力。所述的旋转套筒由若干段内阶梯孔和外阶梯轴组成，在旋转套筒前端开有贯通 槽，在与贯通槽位置相邻近的旋转套筒内壁有销，用于与钻头契合，旋转套筒带动与套筒连 接的钻夹头旋转，从而带动插在其中的钻头旋转。所述的冲击盘的非圆轴上部有球状突起，固定套筒前部内设有导向孔槽，冲击盘的非圆轴采用横截面为菱形、矩形、鼓形等不规则的柱体均可，与导向孔槽配合限制冲击盘 的旋转运动；固定套筒通过内部的阶梯孔使得两底座无法接触，并通过螺纹设置间隔距离 获得不同的冲击力效果，间隔距离在一定范围内设置，有效防止了磁铁的漏磁效应。 运动过程为驱动盘轴上的齿轮和电机上的输出轴齿轮共同组成了一个齿轮减速 机构，这样可使环形凹槽及其磁体以较低的速度旋转同时增大扭矩，由此驱动盘底座上凹 槽内磁体实现了一个在较大扭矩作用下的旋转运动。冲击盘无法旋转因为旋转方向被固定 套筒前部限制，这样磁体只能实现前后运动。冲击盘底座上的磁铁和驱动盘底座上的对应 的扇面形磁铁大小不同，都是一端S极，一端N极，这就使得排斥力和吸引力交替产生，且在 同一面上理论上两极性的表面积比非对称，故产生的排斥力大于吸引力，驱动盘底座上的 磁体只能做旋转运动，冲击盘底座上的磁体做前后运动，冲击盘的前后运动带动钻夹头做 冲击运动。旋转套筒带动与套筒连接的钻夹头旋转，从而带动插在其中的钻头旋转。这样 钻头既有往复运动又有旋转运动，实现了电锤的锤钻功能。本实用新型与背景技术相比具有的有益效果是由于采用了磁性能极高的新一代 的永磁材料做磁铁，由其相互不接触的旋转产生的相互吸引与排斥力驱动钻头前后运动， 故冲击力是在非密封的状态下产生，因此，该机构无特殊的密封要求，结构简单；而且由于 两环形永久磁体间没有相互接触，因此，能大幅减小振动和噪声，同时钻头的旋转由另外机 构驱动，故其冲钻效率极大提高，本实用新型因而具有寿命长，结构简单，制造工艺要求低， 制造成本低，维修容易等优点。
图1是本实用新型的装有磁力冲击转换机构的电锤钻结构示意图；图2是本实用新型的磁力冲击转换机构示意图； 图3是图2中的A-A线的剖视图；图4是本实用新型的固定套筒结构示意图；图5是本实用新型的冲击盘结构示意图；图6是图5的俯视图；图7是本实用新型的旋转套筒结构示意图；其中1_旋转套筒，2-旋转套筒大齿轮，3-旋转套筒轴承，4-磁力冲击转换机构， 5-驱动盘滚动轴承，6-驱动盘滑动轴承，7-齿轮，8-后端盖，9-电机，10-传动轴大齿轮， 11-传动轴，12-传动轴滑动轴承，13-传动轴小齿轮，14-机壳，15-驱动盘轴，16-贯通槽， 17-销；41-固定套筒前部，42-固定套筒后部，43-驱动盘，44-大号磁铁，45-小号磁铁， 46-冲击盘，47-冲击锤，48-非圆轴，49-底座，410-圆柱，411-顶板，412-隔板，413-螺纹， 414-圆台。
具体实施方式
参见图1，本实用新型包括机壳14、电机9、运动传递机构，磁力冲击转换机构4。所 述的磁力冲击转换机构4由驱动盘43和冲击盘46组成；冲击盘46从上至下依次设有冲击锤47、非圆轴48、底座49，冲击盘的非圆轴48 通过轴径套在固定套筒前部的导向孔槽中；固定套筒前部41与固定套筒后部42通过螺纹413连接成固定套筒，固定套筒通过自身上的螺纹固定在前段机壳14内；运动传递机构由旋转套筒1，旋转套筒大齿轮2，旋转套筒轴承3，传动轴小齿轮13，传动轴滑动承，传动轴11，传动轴大齿轮10组成；所述的旋转套筒轴承3位于旋转套筒1的后部内壁，通过旋转套筒轴承3把旋转 套筒ι固定在固定套筒前部，传动轴11的一端装有传动轴小齿轮13，传动轴小齿轮13与安 装在旋转套筒后部外壁的旋转套筒大齿轮2啮合，传动轴11外设有传动轴滑动轴承12，传 动轴11另一端装有传动轴大齿轮与电机9输出轴齿轮连接，传递旋转运动。参见图2，冲击盘46的非圆轴48通过轴套在固定套筒前部41的导向孔槽中，冲击 盘46的一端装有冲击锤47，冲击盘46与驱动盘43的轴线一直线上，之间通过固定套筒后 部的阶梯孔结构限定距离而获得不同的冲击力效果，冲击盘46和驱动盘43的底座内各装 有若干对非对称的扇面形永久磁铁44、45，设置两磁体间隔距离在一定范围内，有效防止了 磁铁的漏磁效应，两扇面形永久磁体的相互转动产生排斥力和吸引力，使冲击盘46相对于 驱动盘43做前后移动，带动冲击锤冲击移动。参见图3，如图2所示的两对大号磁体44和小号磁铁45的布置示意图，设计成扇 面形，排列的磁体为环形，大号磁体44和小号磁铁45为S、N极交叉布置，呈若干对大小不 同的空间，扇面形凹槽的中心角为非等分角度，且在同一面上理论上两极性的表面积比非 对称，这样有利于增大排斥力减小吸合力，挺高能量利用率，同时保证有足够的吸合力。参见图4，固定套筒由固定套筒前部41与固定套筒后部42前后两部分通过螺纹 413连接组成，间隔距离可通过螺纹413调节，固定套筒外壁有花纹用于与机壳14固定连 接；固定套筒前部41开有导向孔槽，可与冲击盘46的轴径配合限制冲击盘的旋转运动。参见图5、图6，冲击盘的轴为非圆轴48，并且轴上端的周边有球状突起的冲击锤 47，非圆轴48采用横截面为菱形、矩形、鼓形等不规则的柱体均可，以达到限制其旋转的效 果；冲击盘的底座49内设有圆柱410和圆台414，冲击盘的底座49上设有固定隔板412及 顶板411，限定不同大小的空间以安放不同大小的磁铁，其中，包括隔板、顶板、圆柱和圆台 的底座结构可以是整体成型的铸件，也可是各零部件装配而成。参见图7，旋转套筒1由若干段内阶梯孔和外阶梯轴组成，在旋转套筒1前部开有 与外部钻夹头连接的贯通槽16，在贯通槽的相邻近内壁位置有销17，用于与钻头契合，冲 击盘46轴径套在固定套筒前部41的导向孔槽中，旋转套筒带动与套筒连接的钻夹头旋转， 从而带动插在其中的钻头旋转，旋转套筒1后部内壁装配有旋转套筒轴承3，通过它把旋转 套筒1固定在固定套筒前部41。本实用新型工作原理如下驱动盘轴15上的齿轮8和电机上的输出轴齿轮共同组 成了一个齿轮减速机构，使扇面形凹槽及其磁铁以较低的速度旋转同时增大扭矩，由此驱 动盘43底座上凹槽内磁体实现了一个在较大扭矩作用下的旋转运动。冲击盘46因为旋转 方向被固定套筒前部41限制，这样环形磁铁只能实现前后运动。冲击盘46底座上的磁铁 和驱动盘43底座上的磁铁都是一端S极，一端N极，这就使得排斥力和吸引力交替产生，且 在同一面上理论上两极性的表面积比非对称，故产生的排斥力大于吸引力，驱动盘43底座 上的环形形磁体只能做旋转运动，冲击盘46底座上的磁体做前后运动，冲击盘46的前后运 动带动钻夹头做冲击运动。旋转套筒1带动与套筒连接的钻夹头旋转，从而带动插在其中 的钻头旋转。这样钻头既有往复运动又有旋转运动，实现了电锤的锤钻功能。
权利要求一种具有磁力冲击转换机构的电锤钻，包括机壳(14)、运动传递机构、磁力冲击转换机构(4)、提供动力的电机(9)，其特征在于所述的机壳(14)内设有固定套筒，固定套筒由固定套筒前部(41)和固定套筒后部(42)通过螺纹(413)连接而成；所述的磁力冲击转换机构由设置在固定套筒内的冲击盘(46)和驱动盘(43)组成，所述的冲击盘(46)从上至下依次由冲击锤(47)、非圆轴(48)、底座(49)组成，底座(49)内设有磁体；所述的驱动盘(43)包括底座和驱动盘轴(15)，驱动盘的底座与冲击盘的底座结构相同，相向设置，驱动盘轴(15)通过驱动盘滚动轴承(5)固定在固定套筒后部(42)的阶梯孔内，驱动盘轴(15)装有齿轮(7)与电机(9)的输出轴齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的电锤钻，其特征在于所述的磁体由成对布置的扇面形大号 磁铁(44)和小号磁铁(45)构成，成对的大号磁铁(44)和小号磁铁(45)分别为N、S极交 叉布置，若干对扇面形磁铁装在与之相配合的底座扇面形凹槽内组合成环形磁体沿圆柱布 置；所述的扇面形凹槽通过底座的隔板(412)和顶板(411)间隔布置而成，呈若干对大小 不同的空间，扇面形凹槽的中心角为非等分角度。
3.根据权利要求1所述的电锤钻，其特征在于所述的驱动盘(43)和冲击盘(46)的 轴线在同一直线上。
4.根据权利要求1所述的电锤钻，其特征在于所述的固定套筒前部(41)设有导向孔 槽，冲击盘(46)的非圆轴(48)的轴径与导向孔槽配合限制冲击盘的旋转运动；固定套筒通 过内部的阶梯孔使得两组磁体之间保持间隔，间隔距离可通过螺纹(413)调节。
5.根据权利要求1所述的电锤钻，其特征在于所述的冲击盘(46)的非圆轴(48)上 部有球状突起。
6.根据权利要求1所述的电锤钻，其特征在于所述的旋转套筒(1)由若干段内阶梯 孔和外阶梯轴组成，在旋转套筒前端开有贯通槽(16)，在与贯通槽(16)位置相邻近的旋转 套筒内壁有销(17)，与钻头契合。
7.根据权利要求1所述的电锤钻，其特征在于所述的旋转套筒(1)后部外壁装配旋 转套筒大齿轮(2)，旋转套筒(1)后部内壁装配有旋转套筒轴承(3)，通过旋转套筒轴承(3) 把旋转套筒(1)固定在固定套筒前部(41)上。
专利摘要本实用新型公开了一种具有磁力冲击转换机构的电锤钻，包括机壳，运动传递机构、磁力冲击转换机构，磁力冲击转换机构由固定套筒固定的驱动盘和冲击盘组成，冲击盘与驱动盘相邻的底座结构中分布有永久磁体，驱动盘旋转时其上分布的磁体对冲击盘上的磁体的产生排斥力和吸引力，使冲击盘相对于驱动盘做前后移动。本实用新型提供的电锤钻能够实现把电机的旋转运动变为冲击轴的往复运动，具有冲击效率高、寿命长，结构简单，制造工艺要求低，制造成本低，维修容易等优点。
文档编号B25D13/00GK201559178SQ20092020137
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者冯培恩, 刘靖伟, 张惠, 邱清盈 申请人:浙江大学