генератор импульсного крутящего момента (варианты) и приводной инструмент, снабженный таким генератором (варианты)

Формула изобретения

1. Импульсный генератор вращающего момента, содержащий входной вал с осью и внутренней краевой поверхностью, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси и соединенный с приводным механизмом, при этом входной вал выполнен с проходящей в его осевом направлении полой частью, образующей полость и имеющей по меньшей мере одну магнитную секцию и по меньшей мере одну немагнитную секцию; выходной вал с наружной краевой поверхностью, установленный с возможностью вращения в указанной полости, образованной полой частью входного вала, причем между внутренней краевой поверхностью входного вала и наружной краевой поверхностью выходного вала образован кольцевой зазор; магнитную текучую среду, заключенную в упомянутом кольцевом зазоре; и по меньшей мере одно расположенное радиально снаружи полой части входного вала генерирующее магнитное поле устройство с обеспечением поочередного расположения против него магнитной и немагнитной секций при вращении входного вала, при этом магнитная текучая среда обеспечивает возможность образования магнитного моста между входным и выходным валами при каждом расположении магнитной секции против генерирующего магнитное поле устройства для передачи вращения входного вала пульсирующим образом выходному валу посредством указанного магнитного моста.

2. Генератор по п.1, в котором генерирующее магнитное поле устройство содержит постоянный магнит.

3. Генератор по п.1, в котором генерирующее магнитное поле устройство содержит электромагнит.

4. Генератор по п.3, в котором имеется датчик для определения углового положения входного вала, а электромагнит имеет катушку, при этом датчик обеспечивает возбуждение катушки электромагнита в зависимости от углового положения входного вала.

5. Генератор по п.1, в котором имеется по меньшей мере два генерирующих магнитное поле устройства, установленных в диаметрально противоположных положениях относительно оси входного вала, а входной вал имеет по меньшей мере две магнитные секции, расположенные в диаметрально противоположных положениях относительно его оси.

6. Генератор по п.1, в котором генерирующее магнитное поле устройство установлено с возможностью перемещения в осевом направлении входного вала для изменения области взаимного противостояния указанного устройства и магнитной секции.

7. Генератор по п.1, в котором магнитная секция входного вала выполнена с внутренней поверхностью, которая частично образует внутреннюю краевую поверхность входного вала и имеет ряд выступов, радиально выступающих внутрь в направлении выходного вала, и ряд впадин, чередующихся с упомянутыми выступами.

8. Генератор по п.7, в котором наружная краевая поверхность выходного вала имеет ряд выступов, радиально выступающих наружу в направлении внутренней краевой поверхности входного вала.

9. Генератор по п.1, в котором наружная краевая поверхность выходного вала имеет ряд выступов, радиально выступающих наружу в направлении внутренней краевой поверхности входного вала.

10. Генератор по п.1, в котором имеется наружная втулка, концентрически расположенная вокруг полой части входного вала и имеющая внутреннюю краевую поверхность, к которой прикреплено генерирующее магнитное поле устройство.

11. Приводной инструмент, содержащий корпус, в котором расположен приводной механизм; входной вал с осью и внутренней краевой поверхностью, расположенный в корпусе и связанный с приводным механизмом, причем входной вал установлен с возможностью вращения вокруг своей оси и выполнен с проходящей в его осевом направлении полой частью, образующей полость и имеющей по меньшей мере одну магнитную секцию и по меньшей мере одну немагнитную секцию; выходной вал с наружной краевой поверхностью, установленный с возможностью вращения в указанной полости, образованной полой частью входного вала, и имеющий наконечник для присоединения концевого инструмента, причем между внутренней краевой поверхностью входного вала и наружной краевой поверхностью выходного вала образован кольцевой зазор; магнитную текучую среду, заключенную в упомянутом кольцевом зазоре; и по меньшей мере одно генерирующее магнитное поле устройство, расположенное радиально снаружи полой части входного вала с обеспечением поочередного расположения против него упомянутых магнитной и немагнитной секций при вращении входного вала, при этом магнитная текучая среда обеспечивает возможность образования магнитного моста между входным и выходным валами при каждом расположении магнитной секции против генерирующего магнитное поле устройства для передачи вращения входного вала пульсирующим образом выходному валу посредством указанного магнитного моста.

12. Инструмент по п.11, в котором генерирующее магнитное поле устройство установлено в корпусе с возможностью перемещения в осевом направлении.

13. Инструмент по п.12, в котором имеется наружная втулка, концентрически расположенная вокруг полой части входного вала и выполненная с внутренней краевой поверхностью, к которой прикреплено генерирующее магнитное поле устройство, и ползунок, соединенный с наружной втулкой и расположенный сверху корпуса, при этом корпус выполнен с направляющим пазом для взаимодействия с упомянутым ползунком.

14. Импульсный генератор вращающего момента, содержащий входной вал с осью и внутренней краевой поверхностью, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси и соединенный с приводным механизмом, при этом входной вал выполнен с проходящей в его осевом направлении полой частью, образующей полость, в которой установлен с возможностью вращения выходной вал с наружной краевой поверхностью, причем между внутренней краевой поверхностью входного вала и наружной краевой поверхностью выходного вала образован кольцевой зазор; магнитную текучую среду, заключенную в упомянутом кольцевом зазоре; и по меньшей мере одно генерирующее магнитное поле устройство, расположенное на внутренней краевой поверхности входного вала или на наружной краевой поверхности выходного вала; и по меньшей мере одну пару магнитных элементов, расположенных с возможностью размещения между ними по меньшей мере одного упомянутого генерирующего магнитное поле устройства, при этом магнитная текучая среда обеспечивает возможность образования магнитного моста между входным и выходным валами при каждом установлении минимального расстояния между входным валом и выходным валом для передачи вращения входного вала пульсирующим образом выходному валу посредством указанного магнитного моста.

15. Генератор по п.14, в котором пара магнитных элементов и по меньшей мере одно генерирующее магнитное поле устройство расположены в окружном направлении полой части входного вала, а выходной вал выполнен с симметрично расположенными относительно его оси парой дугообразных поверхностей и смещенных на 90° относительно последних парой плоских поверхностей, при этом магнитный элемент расположен с возможностью нахождения против дугообразной поверхности выходного вала для установления минимального расстояния между входным и выходным валами.

16. Генератор по п.14, в котором по меньшей мере одна пара магнитных элементов расположена с образованием заданного промежутка между магнитными элементами, которые радиально выступают от внутренней краевой поверхности входного вала или от наружной краевой поверхности выходного вала, а генератор содержит по меньшей мере один выступ, отходящий от другой - от наружной краевой поверхности выходного вала или внутренней краевой поверхности входного вала с возможностью расположения в заданном промежутке для обеспечения минимального расстояния между входным и выходным валами, причем при каждом прохождении выступа через заданный промежуток магнитная текучая среда образует магнитный мост между выступом и парой магнитных элементов для передачи вращения входного вала пульсирующим образом выходному валу посредством указанного магнитного моста.

17. Генератор по п.16, в котором имеются по меньшей мере два генерирующих магнитное поле устройства, расположенных на диаметрально противоположных сторонах относительно оси, по меньшей мере две пары магнитных элементов, расположенных на диаметрально противоположных сторонах относительно оси, и по меньшей мере два выступа, расположенных на диаметрально противоположных сторонах относительно оси с возможностью одновременного вхождения в заданные промежутки между парой магнитных элементов.

18. Приводной инструмент, содержащий корпус, в котором расположен приводной механизм; входной вал с осью и внутренней краевой поверхностью, расположенный в корпусе и связанный с приводным механизмом, причем входной вал установлен с возможностью вращения вокруг своей оси и выполнен с проходящей в его осевом направлении полой частью, образующей полость, в которой установлен с возможностью вращения выходной вал с наружной краевой поверхностью, имеющий наконечник для присоединения концевого инструмента, причем между внутренней краевой поверхностью входного вала и наружной краевой поверхностью выходного вала образован кольцевой зазор; магнитную текучую среду, заключенную в упомянутом кольцевом зазоре; по меньшей мере одно генерирующее магнитное поле устройство, расположенное на внутренней краевой поверхности входного вала или на наружной краевой поверхности выходного вала; и по меньшей мере одну пару магнитных элементов, расположенных с возможностью размещения между ними по меньшей мере одного упомянутого генерирующего магнитное поле устройства, при этом магнитная текучая среда обеспечивает возможность образования магнитного моста между входным и выходным валами при каждом установлении минимального расстояния между входным валом и выходным валом для передачи вращения входного вала пульсирующим образом выходному валу посредством указанного магнитного моста.

19. Приводной инструмент по п.18, в котором по меньшей мере одна пара магнитных элементов расположена с образованием заданного промежутка между магнитными элементами, которые радиально выступают от внутренней краевой поверхности входного вала или от наружной краевой поверхности выходного вала, а генератор содержит по меньшей мере один выступ, отходящий от другой - от наружной краевой поверхности выходного вала или внутренней краевой поверхности входного вала с возможностью расположения в заданном промежутке для обеспечения минимального расстояния между входным и выходным валами, причем при каждом прохождении выступа через заданный промежуток магнитная текучая среда образует магнитный мост между выступом и парой магнитных элементов для передачи вращения входного вала пульсирующим образом выходному валу посредством указанного магнитного моста.

20. Приводной инструмент по п.19, в котором имеются по меньшей мере два генерирующих магнитное поле устройства, расположенных на диаметрально противоположных сторонах относительно оси, по меньшей мере две пары магнитных элементов, расположенных на диаметрально противоположных сторонах относительно оси, и по меньшей мере два выступа, расположенных на диаметрально противоположных сторонах относительно оси с возможностью одновременного вхождения в заданные промежутки между парой магнитных элементов.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к импульсному генератору вращающего момента для электроинструмента, например для электрической ударной отвертки, и к механизированному (приводному) инструменту, оснащенному таким импульсным генератором вращающего момента.

Уровень техники

Импульсный генератор вращающего момента имеет выходной вал или шпиндель, на который периодически с заданной цикличностью подается вращающий момент, так что отвертка, присоединенная к шпинделю, циклически поворачивается, завинчивая винт. В опубликованной патентной заявке Японии №2001-88050 описана импульсная гидравлическая ударная отвертка, в которой сжатие масла используется для создания момента вращения, чтобы избежать звуков ударов по металлу. То есть импульсная гидравлическая ударная отвертка была создана в качестве малошумного приводного инструмента.

Однако в описанной гидравлической импульсной ударной отвертке величина импульса вращающего момента снижается, если случается утечка масла. Чтобы устранить эту проблему, нужна система уплотнений для предотвращения утечки масла, которая приведет к усложнению конструкции ударной отвертки и увеличению ее габаритов.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в преодолении вышеописанных недостатков и создании импульсного генератора вращающего момента и приводного инструмента, оснащенного таким генератором, имеющего простую и компактную конструкцию.

Эта и другие задачи настоящего изобретения решаются за счет создания импульсного генератора вращающего момента, имеющего входной вал, выходной вал, магнитную текучую среду и по меньшей мере одно генерирующее магнитное поле устройство. Входной вал соединен с приводным механизмом и вращается вокруг своей оси. Входной вал имеет полую часть, проходящую в осевом направлении входного вала и имеющую по меньшей мере одну магнитную секцию и по меньшей мере одну немагнитную секцию. Полая часть образует полость. Выходной вал проходит с возможностью вращения через указанную полость. Между внутренней краевой поверхностью входного вала и наружной краевой поверхностью выходного вала образован кольцевой зазор. Магнитная текучая среда заключена в кольцевом зазоре. По меньшей мере одно генерирующее магнитное поле устройство расположено радиально снаружи полой части. Магнитная секция и немагнитная секция при вращении входного вала поочередно располагаются против генерирующего магнитное поле устройства. При каждом расположении магнитной секции против генерирующего магнитное поле устройства магнитная текучая среда образует магнитный мост между входным валом и выходным валом для передачи пульсирующим образом вращения входного вала выходному валу через мост, образованный магнитной текучей средой. В другом аспекте изобретение предлагает приводной инструмент, содержащий корпус, расположенный в корпусе приводной механизм, входной вал, выходной вал, магнитную текучую среду и по меньшей мере одно генерирующее магнитное поле устройство.

В следующем аспекте изобретение предлагает импульсный генератор вращающего момента, содержащий входной вал, выходной вал, магнитную текучую среду, по меньшей мере одно генерирующее магнитное поле устройство и по меньшей мере одну пару магнитных элементов. Входной вал соединен с приводным механизмом и вращается вокруг своей оси. Входной вал имеет полую часть, проходящую в осевом направлении входного вала. Полая часть образует полость. Выходной вал проходит с возможностью вращения через указанную полость. Между внутренней краевой поверхностью входного вала и наружной краевой поверхностью выходного вала образован кольцевой зазор. Магнитная текучая среда заключена в кольцевом зазоре. По меньшей мере одно генерирующее магнитное поле устройство расположено либо на внутренней краевой поверхности входного вала, либо на наружной краевой поверхности выходного вала. По меньшей мере одна пара магнитных элементов расположена с размещением между ними по меньшей мере одного генерирующего магнитное поле устройства. При каждом установлении минимального расстояния между входным валом и выходным валом магнитная текучая среда образует магнитный мост между входным валом и выходным валом для передачи пульсирующим образом вращения входного вала выходному валу через мост, образованный магнитной текучей средой. В дальнейшем аспекте изобретение предлагает приводной инструмент, содержащий корпус, приводной механизм, расположенный в корпусе, входной вал, выходной вал, магнитную текучую среду, по меньшей мере одно генерирующее магнитное поле устройство и по меньшей мере одну пару магнитных элементов.

Краткое описание чертежей

На чертежах представлены:

Фиг.1 - ударная отвертка в разрезе, содержащая импульсный генератор вращающего момента согласно первому варианту изобретения;

Фиг.2 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе по плоскости II-II на фиг.1, изображенный в положении, при котором импульсный вращающий момент не генерируется;

Фиг.3. - импульсный генератор вращающего момента в разрезе по плоскости II-II на фиг.1, изображенный в положении, при котором генерируется импульсный вращающий момент;

Фиг.4(a)-4(d) - пояснение принципа действия импульсного генератора вращающего момента в соответствии с первым вариантом, где

на Фиг.4(а) - угловое положение входного вала равно нулю;

на Фиг.4(b) - угловое положение входного вала равно 90°;

на Фиг.4(с) - угловое положение входного вала равно 180°;

на Фиг.4(d) - угловое положение входного вала равно 270°;

Фиг.5 - график, изображающий форму импульсов по фиг.4;

Фиг.6 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе в соответствии со вторым вариантом изобретения;

Фиг.7 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе в соответствии с третьим вариантом изобретения в положении, при котором импульсный вращающий момент не генерируется;

Фиг.8 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе в соответствии с третьим вариантом изобретения в положении, при котором генерируется импульсный вращающий момент;

Фиг.9 - перспективное изображение части внутренней краевой поверхности входного вала в импульсном генераторе вращающего момента в соответствии с четвертым вариантом изобретения;

Фиг.10 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе в соответствии с четвертым вариантом изобретения в положении, при котором импульсный вращающий момент не генерируется;

Фиг.11 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе в соответствии с четвертым вариантом изобретения в положении, при котором генерируется импульсный вращающий момент;

Фиг.12 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе в соответствии с пятым вариантом изобретения в положении, при котором генерируется импульсный вращающий момент;

Фиг.13 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе в соответствии с шестым вариантом изобретения в положении, при котором импульсный вращающий момент не генерируется;

Фиг.14 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе в соответствии с шестым вариантом изобретения в положении, при котором генерируется импульсный вращающий момент;

Фиг.15 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе по продольной оси выходного вала в соответствии с седьмым вариантом изобретения в положении, при котором генерируется импульсный вращающий момент;

Фиг.16 - разрез по линии XVII-XVII на фиг.15;

Фиг.17 - перспективное изображение выходного вала в соответствии с седьмым вариантом реализации;

Фиг.18 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе в соответствии с седьмым вариантом изобретения в положении, при котором импульсный вращающий момент не генерируется;

Фиг.19 - конфигурация участка магнитного уплотнения в увеличенном виде в соответствии с седьмым вариантом в разрезе;

Фиг.20 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе по продольной оси выходного вала в соответствии с восьмым вариантом изобретения в положении, при котором генерируется импульсный вращающий момент;

Фиг.21 - импульсный генератор вращающего момента в разрезе в соответствии с восьмым вариантом изобретения в положении, при котором импульсный вращающий момент не генерируется;

Фиг.22 - ударная отвертка в разрезе, содержащая импульсный генератор вращающего момента согласно девятому варианту изобретения;

Фиг.23 - вид сбоку, изображающий взаимное положение ползунка и паза в девятом варианте; и

Фиг.24 - ударная отвертка по фиг.22 в разрезе в положении, при котором постоянный магнит выдвинут вперед.

Осуществление изобретения

Электрический приводной инструмент с импульсным генератором вращающего момента в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения будет описан со ссылками на фиг.1-5. Электрическим инструментом является ударная отвертка 1.

Ударная отвертка 1 имеет корпус 2 и рукоятку 3, прикрепленную к заднему концу корпуса 2. На передней стороне рукоятки 3 расположен курковый выключатель 4, а из переднего конца корпуса 2 выступает жало 5 отвертки. Во всем последующем описании сторона жала будет именоваться передней стороной, а сторона рукоятки - задней стороной.

В корпусе 2 размещен приводной двигатель 6, планетарная передача 8, приводимая двигателем 6, и импульсный генератор вращающего момента 20, избирательно приводимый в действие планетарной передачей 8. Приводной двигатель 6 с валом 7 установлен в задней части корпуса 2. Курковый выключатель 4 включает и выключает двигатель 6.

Планетарная передача 8 содержит солнечную шестерню 9, сателлиты 10, неподвижное зубчатое колесо 12 и ось 13. Солнечная шестерня 9 закреплена на конце вала 7 двигателя. Сателлиты 10 находятся в зацеплении с солнечной шестерней 9, а водило 11 втулочного типа соединено с сателлитами 10. Водило 11 имеет фланец, в котором вращаются валы сателлитов 10. Неподвижное зубчатое колесо 12 закреплено на внутренней краевой поверхности корпуса 2 и находится в зацеплении с сателлитами 10. Ось 13 концентрически закреплена на водиле 11. В обойме 14 планетарной передачи расположены опорные подшипники 15, в которых вращается водило 11.

Импульсный генератор вращающего момента 20 содержит входной вал 21 и выходной вал 22. Входной вал 21 расположен коаксиально относительно оси 13 и образует с ней единую деталь. Поэтому входной вал 21 вращается с постоянной скоростью вокруг своей оси через планетарную передачу 8 при вращении приводного двигателя 6. На передней стороне выходного вала 22 предусмотрен держатель 23, в котором устанавливается съемное жало 5. При вращении входного вала 21 происходит импульсное или цикличное вращение выходного вала 22 вокруг своей оси, вызывающее импульсное вращение жала 5.

Ниже подробно описывается действие импульсного генератора вращающего момента 20. Импульсный генератор вращающего момента 20 содержит вышеупомянутые входной вал 21, выходной вал 22, наружную втулку 24, два постоянных магнита 25 и магнитную жидкость 26. Наружная втулка 24 закреплена на внутренней краевой поверхности корпуса 2 и выполнена из магнитного материала. Постоянные магниты 25 закреплены на внутренней краевой поверхности наружной втулки 24 и предназначены для образования магнитного поля. Эти постоянные магниты 25 расположены на диаметрально противоположных сторонах наружной втулки 24 в одинаковом продольном положении относительно оси наружной втулки 24.

Входной вал 21 вращается в подшипниках внутри наружной втулки 24 и образует стакан, ограничивающий цилиндрическую полость. Стакан содержит две немагнитные секции 27, расположенные на диаметрально противоположных сторонах, и две магнитные секции 28, расположенные на диаметрально противоположных сторонах и чередующиеся с немагнитными секциями 27 по периметру стакана. Выходной вал 22 вращается в подшипниках в стакане. Между стаканом входного вала 21 и выходным валом 22 образован кольцевой зазор G. В зазоре G заключена магнитная жидкость 26.

На фиг.2 изображено положение, при котором вращение входного вала 21 не передается на выходной вал 22. При этом участками входного вала 21, обращенными к постоянным магнитам 25, являются немагнитные секции 27, так что магнитная сила, действующая на магнитную жидкость 26, слишком мала. Поэтому магнитная жидкость 26 распределяется по внутренней краевой поверхности стакана входного вала 21 под действием центробежной силы. Таким образом, между стаканом входного вала 21 и выходным валом 22 существует непрерывный кольцевой зазор. В результате вращение входного вала 21 не передается на выходной вал 22.

На фиг.3 изображено положение, при котором вращение входного вала 21 передается на выходной вал 22. При этом магнитные секции 28 входного вала 21 располагаются напротив постоянных магнитов 25, так что магнитная сила, действующая на магнитную жидкость 26, увеличивается, заставляя магнитную жидкость 26 образовать мост между стаканом входного вала 21 и выходным валом 22. В результате вращение входного вала 21 передается на выходной вал 22 через магнитную жидкость 26, создающую магнитное сцепление. Поэтому каждый раз, когда магнитные секции 28 входного вала 21 занимают угловое положение напротив постоянных магнитов 25, выходной вал совершает угловой поворот пульсирующего характера под действием вращающего усилия, передаваемого магнитной жидкостью 26.

Таким образом, как показано на фиг.4(а)-5, выходной вал 22 поворачивается через заданные интервалы времени и генерирует два импульса вращающего момента всякий раз, когда входной вал 21 поворачивается на 360°. Если предположить, что скорость вращения входного вала 21 равна 3000 или 600 об/мин, то заданный интервал времени составит 0,01 или 0,05 с соответственно. В данном случае входной вал 21 и выходной вал 22 вращаются по часовой стрелке. На фиг.4(а)-4(b) стрелками изображено направление магнитного потока.

Далее описывается вращающий момент, генерируемый на выходном валу 22. Если принять, что скорость вращения входного вала 21 составляет n (об/с), радиальное расстояние между внутренней краевой поверхностью входного вала 21 и наружной краевой поверхностью выходного вала 22 составляет h (м), средний радиус полости равен r (м), коэффициент вязкости магнитной жидкости 26 равен а (Па·с), а площадь контакта магнитной жидкости 26 с входным валом 21 и выходным валом 22 равна S (м²), то градиент скорости (dV/dh) магнитной жидкости 26 выразится формулой

а сила внутреннего трения Р магнитной жидкости 26 выразится формулой

так что вращающий момент Т будет

Здесь "r" означает расстояние по радиусу между осью выходного вала 22 и мостом, образованным магнитной жидкостью 26, как показано на фиг.3. Как видно из вышеприведенных уравнений, при увеличении площади контакта "S", среднего радиуса полого участка "r", коэффициента вязкости магнитной жидкости 26 "а" и при уменьшении расстояния "h" вращающий момент Т увеличивается.

На фиг.6 изображен импульсный генератор вращающего момента 30 в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения, причем одинаковые части и компоненты обозначены теми же цифрами, что и на фиг.1-5. Второй вариант реализации изобретения почти не отличается от первого варианта, за исключением устройства 35, генерирующего магнитное поле. Разница заключается в том, что во втором варианте устройство 35, генерирующее магнитное поле, образовано не постоянным магнитом 25, как в первом варианте, а электромагнитом 35А с катушкой 35В. В таком устройстве ток возбуждения может быть постоянно приложен к катушке 35В. При другом решении возбуждение может подаваться на катушку 35В периодически, всякий раз, когда магнитные секции 28 устанавливаются напротив электромагнита 35А, т.е. через заданные интервалы времени. Еще одно решение может состоять в установке датчика (не показан), определяющего угловое положение входного вала 21, чтобы катушка 35В возбуждалась периодически по сигналу от датчика. Такое устройство обеспечит энергосбережение. Кроме того, с помощью регулирования силы тока, подаваемого на катушку 35В, можно регулировать величину момента, генерируемого на выходном валу 22.

Импульсный генератор вращающего момента согласно третьему варианту настоящего изобретения представлен на фиг.7 и 8. В третьем варианте один импульс вращающего момента генерируется каждый раз при повороте входного вала 21 на 360 градусов. Два постоянных магнита 45А и 45В с противоположной полярностью расположены на краевой поверхности рядом друг с другом. Далее входной вал 41 имеет две магнитные секции 48А и 48В, немагнитную секцию 47А, расположенную между ними, и еще одну немагнитную секцию 47В. Магнитные секции 48А и 48В устанавливаются напротив соответственных постоянных магнитов 45А и 45В при определенном угле поворота входного вала 41.

При такой конструкции один импульс вращающего момента генерируется каждый раз, когда входной вал 41 поворачивается на 360 градусов, так что единственный пик вращающего момента вдвое больше, чем в случае, когда за одно вращение входного вала генерируются два пика вращающего момента, хотя среднее значение вращающего момента в обоих случаях одинаково.

Возможна модификация третьего варианта, состоящая в том, что помимо разнесения постоянных магнитов 45А и 45В по окружности, их можно разнести в направлении оси наружной втулки 24. Можно также вместо одного из постоянных магнитов применить другой магнитный материал.

Импульсный генератор вращающего момента согласно четвертому варианту настоящего изобретения показан на фиг.9-11. В четвертом варианте входной вал 58 содержит немагнитные секции 27 и магнитные секции 58, внутренние краевые поверхности которых снабжены рядом выступов 58А и рядом впадин 58а. Поскольку магнитная жидкость 26 может входить во впадины 58а, радиальное расстояние между каждой открытой стороной каждого выступа 58А и наружной краевой поверхностью выходного вала 22 может быть уменьшено до 1 мм и менее. Соответственно может быть увеличен вращающий момент.

Импульсный генератор вращающего момента согласно пятому варианту настоящего изобретения, представляющий собой модификацию четвертого варианта, показан на фиг.12. В пятом варианте выходной вал модифицирован таким образом, что по окружности выходного вала 62 расположено множество выступов 62А. Эти выступы 62А выдаются в радиальном направлении из наружной краевой поверхности выходного вала 62 и проходят в направлении его оси. Каждый раз, когда выступы 58А входного вала 51 проходят мимо выступов 62А выходного вала 62, соответствующие части магнитной жидкости 26 наталкиваются на боковые стенки этих выступов, образуя вихри. Вихри создают сопротивление потоку, значительно увеличивая силу внутреннего трения магнитной жидкости 26. В результате может быть достигнуто увеличение вращающего момента.

Импульсный генератор вращающего момента согласно шестому варианту настоящего изобретения показан на фиг.13 и 14. В предыдущих вариантах устройства, генерирующие магнитное поле, такие как постоянный магнит 25 или электромагнит 35А, размещались на наружной втулке 24. В шестом варианте, в отличие от этого, наружная втулка 24 отсутствует, а пара постоянных магнитов 75 расположена на диаметрально противоположных сторонах внутренней краевой поверхности входного вала 71.

Более конкретно, входной вал 71 имеет немагнитную секцию 77 втулки и четыре магнитные секции 78. Постоянные магниты 75 и магнитные секции 78 расположены на внутренней краевой поверхности немагнитной секции 77 втулки, так что по направлению окружности секции 77 втулки между парой магнитных секций 78 помещается один постоянный магнит 75. Сочетание пары магнитных секций 78 и постоянного магнита 75 образует дугообразную внутреннюю краевую поверхность, воображаемый центр которой расположен на оси немагнитной секции 77 втулки.

Выходной вал 72 имеет две дугообразные поверхности 72А, расположенные симметрично относительно оси выходного вала 72, и две плоские поверхности 72В, также симметрично расположенные относительно этой оси. Воображаемый центр дугообразных поверхностей расположен на общей оси выходного вала 72 и входного вала 71.

На фиг.13 изображено магнитно-разомкнутое состояние, при котором магнитные секции 78 и постоянные магниты 75 расположены напротив плоских поверхностей 72В. В этом положении постоянные магниты 75 и плоские поверхности 72В выходного вала 72 разделены довольно большим зазором, так что магнитное поле, действующее на магнитную жидкость 26, слабо. Поэтому магнитная жидкость не может образовать перемычку между постоянными магнитами 75 и плоскими поверхностями 72В. Следовательно, вращение постоянных магнитов 75, значит вращение входного вала 71 не передается на выходной вал 72.

На фиг.14 изображено магнитно-замкнутое состояние, при котором магнитные секции 78 и постоянные магниты 75 расположены напротив дугообразных поверхностей 72А. В этом положении расстояние между постоянными магнитами 75 и дугообразными поверхностями 72А достаточно мало, чтобы магнитная жидкость 26 могла образовать мост между входным валом 71 и выходным валом 72, как показано под соответствующим номером 26А. В результате вращение входного вала 71 может быть передано на выходной вал 72. Таким образом, выходной вал 72 генерирует два импульса вращающего момента при каждом обороте входного вала 71 на 360 градусов.

Импульсный генератор вращающего момента согласно седьмому варианту настоящего изобретения показан на фиг.15-19. Седьмой вариант весьма похож на шестой вариант тем, что отсутствует наружная втулка 24, а постоянные магниты 85 расположены на внутренней краевой поверхности входного вала 81. Входной вал 81, в общем, имеет чашеобразную форму, а его открытый конец закрыт крышкой 81А через не показанное уплотнение. В центре крышки 81А имеется отверстие.

Четыре постоянных магнита 85 и восемь магнитных секций 88, служащих сердечниками, расположены на внутренней поверхности входного вала 81. Далее на внутренней поверхности входного вала 81 расположены также немагнитные секции 87, служащие разделителями. Один постоянный магнит 85 расположен между двумя сердечниками 88. Другой постоянный магнит 85 также расположен между двумя сердечниками 88 таким образом, что они разделены в осевом направлении входного вала 81 немагнитными секциями 87. Другие два комплекта магнитов 85 и два сердечника 88 расположены на диаметрально противоположной стороне относительно первых двух комплектов, но первые два комплекта и вторые два комплекта смещены друг относительно друга еще и в осевом направлении. Сердечники 88 выступают радиально внутрь от внутренней краевой поверхности входного вала 81, так что пространство для магнитной жидкости ограничено постоянным магнитом 85 и двумя сердечниками 88.

Выходной вал 82 вращается в подшипниках 89, установленных во входном валу 81, и выходит наружу через центральное отверстие в крышке 81А. Выходной вал 82 имеет четыре выступа 82А, отходящих радиально наружу от наружной поверхности выходного вала 82 по направлению к внутренней поверхности входного вала 81. Каждый выступ 82А входит в промежуток, ограниченный двумя противолежащими сердечниками 88. Выступы 82А геометрически расположены так, что все четыре выступа 82А могут одновременно войти в соответствующие промежутки, ограниченные двумя противолежащими сердечниками 88. Каждый выступ 82А имеет криволинейную или коническую поверхность набегающего края и поверхность сбегающего края 82В по направлению вращения, так что каждый набегающий край и сбегающий край имеет наименьшую ширину, как хорошо видно на фиг.17. Благодаря такой конструкции конический набегающий край 82В выступа 82А плавно входит в магнитную жидкость 26, скопившуюся в пространстве между противолежащими сердечниками 88.

Магнитная жидкость 26 может быть заключена во входном валу 81 с помощью магнитного уплотнения S, как хорошо видно на фиг.19. Магнитное уплотнение S препятствует утечке магнитной жидкости 26 через отверстие в крышке 81А на участке снаружи подшипника 89. Как показано на фиг.19, магнитное уплотнение S содержит магнитную втулку 82С, два магнитных диска 81В, постоянный магнит 81С и магнитную жидкость 82D. Магнитная втулка 82С посажена на наружную краевую поверхность выходного вала 82 с наружной стороны подшипника 89. Два магнитных диска 81В вставлены в отверстие крышки 81А. Постоянный магнит 81С расположен в отверстии крышки 81А между магнитными дисками 81В. Магнитная жидкость 82D заключена между магнитными дисками 81В и магнитной втулкой 82С.

На фиг.18 изображено положение, в котором выступы 82А не находятся между двумя сердечниками 88. В этом случае магнитная жидкость 26 не образует моста между входным валом 81 и выходным валом 82, так что выходной вал 82 неподвижен, несмотря на то что входной вал 81 вращается.

Когда при дальнейшем вращении входного вала 81 возникнет положение, изображенное на фиг.15, магнитная жидкость 26 образует мост между входным валом 81 и выходным валом 82, так что вращение входного вала 81 может быть передано выходному валу 82. Таким образом, выходной вал 82 генерирует импульс вращающего момента при каждом повороте входного вала 81 на 360 градусов. В этом случае величина вращающего момента в четыре раза больше, чем в случае, когда используется только один постоянный магнит.

Далее, поскольку сила внутреннего трения, создаваемая магнитной жидкостью 26, действует симметрично относительно оси выходного вала 82 благодаря взаимному угловому расположению выступов 82А и магнитных секций 88, дисбаланса сил в радиальном направлении не происходит и на подшипник 89 никакие силы не действуют. В результате снижается радиальная вибрация импульсного генератора вращающего момента 80.

Далее, если давление в полости входного вала 81 увеличивается, воздух в полости входного вала 81 стремится вытеснить магнитную жидкость 26 из входного вала 81, вызывая утечку. Однако в данном варианте магнитная жидкость 82D заключена между магнитными дисками 81В и магнитной втулкой 82С под действием силы магнитного притяжения постоянного магнита 81С. Поэтому только воздух может проникать через магнитное уплотнение S в виде пузырьков, а магнитная жидкость 26 в полости входного вала 81 не проникает через магнитное уплотнение S. Степень изменения давления в полости входного вала 81 зависит от размера пространства между магнитной втулкой 82С и магнитными дисками 81В. Если размер этого пространства составляет около 2 мм, то разность между внутренним давлением в полости входного вала 81 и атмосферным давлением будет мала и уплотнение входного вала 81 будет удовлетворительно функционировать.

Импульсный генератор вращающего момента согласно восьмому варианту настоящего изобретения представлен на фиг.20 и 21. Восьмой вариант может рассматриваться как модификация седьмого варианта. Здесь постоянные магниты 95, немагнитные секции 97 и магнитные секции (сердечники) 98 расположены на наружной краевой поверхности выходного вала 92, а выступы 91В выдаются в радиальном направлении внутрь из внутренней краевой поверхности входного вала 91. Аналогично седьмому варианту каждый выступ 91В входит в пространство, ограниченное двумя противолежащими сердечниками 98, между которыми расположен постоянный магнит 95. Номером 91А обозначена крышка. Так же, как в седьмом варианте, предусмотрено магнитное уплотнение S. В этом устройстве импульс вращающего момента генерируется таким же образом, как и в седьмом варианте.

Ударная отвертка с импульсным генератором вращающего момента согласно девятому варианту настоящего изобретения представлена на фиг.22-24. Девятый вариант представляет собой модификацию первого варианта.

Конструкция импульсного генератора вращающего момента 100, состоящего из входного вала 121, выходного вала 22 и других элементов, аналогична конструкции, изображенной на фиг.1 и 2, за исключением того, что наружная втулка 124 и постоянные магниты 125 могут перемещаться в осевом направлении вдоль входного вала 121. Для этого корпус 1А имеет спиральный направляющий паз 1а и кольцевой ползунок 124А, расположенный поверх корпуса 1А. Кольцевой ползунок 124А скользит по направляющему пазу 1а, перемещаясь относительно направляющего паза 1а. Наружная втулка 124 соединена с ползунком 124А. При вращении кольцевого ползунка 124А наружная втулка 124 движется в осевом направлении вдоль входного вала 121, так что постоянные магниты 125 также движутся в осевом направлении вдоль входного вала 121.

При движении постоянных магнитов 125 в осевом направлении вдоль входного вала 121 область расположения постоянных магнитов 125 и магнитных секций 128 друг против друга изменяется. Например, в положении, изображенном на фиг.22, вся область постоянных магнитов 125 расположена напротив всей области магнитных секций 128, тогда как в положении, изображенном на фиг.24, область взаимного противостояния уменьшена.

Посредством перемещения наружной втулки 124 и постоянных магнитов 125 в осевом направлении вдоль входного вала 121 можно регулировать величину импульса вращающего момента, генерируемого выходным валом 22. Например, как показано на фиг.24, при движении постоянных магнитов 125 вперед, вдоль ударной отвертки, величина импульса вращающего момента уменьшается.

Поскольку изобретение описано со ссылками на конкретные варианты его реализации, для специалиста в данной области очевидно, что могут быть произведены различные изменения и модификации, не выходя за пределы сущности и объема изобретения. Например, в вышеописанных примерах для генерирования импульсов вращающего момента использовалась сила внутреннего трения магнитной жидкости 26. В альтернативном варианте в качестве магнитной текучей среды вместо магнитной жидкости может быть применен тонкий магнитный порошок. В этом случае энергия магнитного поля переносится в полость входного вала магнитной силой для передачи вращения входного вала на выходной вал посредством магнитного порошка, генерируя, таким образом, импульс вращающего момента за счет использования силы реакции, создаваемой магнитным порошком. Магнитный порошок может использоваться таким же способом, каким используется магнитная жидкость 26.