CN101272885A - 电动紧固件驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有小型尺寸和简单结构的电动紧固件驱动器(1)。设置有齿条的驱动器部(18)可移动地布置在外壳(2)内。由电动机(8)驱动飞轮(9)。驱动轴(10)与飞轮同心且与飞轮形成一体。螺旋弹簧(11)固定到驱动轴上。被驱动转子(12)与驱动轴同轴并且具有作为位于螺旋弹簧内的弹簧座部件(12B)的一个端部。小齿轮(12C)布置在被驱动转子上并且与齿条(18A)啮合接合。推动部件(14)布置在被驱动转子内。球(16)可以移动布置在形成在被驱动转子中的通孔内以便通过推动部件推动螺旋弹簧的一个端部。螺线管(13)控制球从被驱动转子的表面凸出的凸出量。

Description

电动紧固件驱动器

技术领域

本发明涉及一种紧固件驱动器，更特别地，涉及一种电动紧固件驱动器。

背景技术

在传统的紧固件驱动器中广泛使用气动紧固件驱动器，在所述气动紧固件驱动器中设置压缩机从而产生作为动力源的压缩空气以便驱动所述紧固件驱动器。因为所述气动紧固件驱动器要求具有压缩机，所述压缩机必须与所述紧固件驱动器一起携带。当在将紧固件驱动器从第一层移动到第二层的同时必须执行紧固件驱动操作时十分麻烦。由此，会降低可携带性。此外，需要安装所述压缩机的地点。然而，工作地点并不总是满足安装压缩机所需的平坦条件。由此，也限制了工作地点。

为了克服所述气动紧固件驱动器所伴随的工作地点的受限方面和可携带性方面的问题，提出一种电动紧固件驱动器，在所述电动紧固件驱动器中由电力驱动作为主要驱动源的螺线管。在使用螺线管的紧固件驱动器中，螺线管的电效率低，例如为5％至20％。因此，需要大容量的驱动器以便确保大的驱动力。例如，装有螺线管的紧固件驱动器的全部重量是用于驱动相同类型的紧固件的气动紧固件驱动器的重量的3倍。因此，长时间内手持所述螺线管驱动的驱动器是十分困难的。

为了提高使用螺线管的电动紧固件驱动器的电效率，日本专利申请Kokai No.H08-197455披露了一种设置有由电力驱动的飞轮的紧固件驱动器。利用积聚在所述飞轮内的旋转动能驱动所述紧固件驱动器。

在使用飞轮的所述电动紧固件驱动器中，螺线管的电效率高，例如为50％至70％。因为通过增加所述飞轮的旋转数可以增加用于驱动所述紧固件的驱动能，所以飞轮类型的紧固件驱动器的整个重量可以降低到用于驱动相同类型的紧固件的气动紧固件驱动器的重量的1.5倍。

然而，为了在反作用力减小的情况下执行紧固件驱动操作，必须在例如紧固件驱动操作所要求的几十毫秒(several ten millimeter-seconds)内的极短时间内将积聚在所述飞轮内的运动能传递到紧固件驱动机构。在所述日本参考文件所述的紧固件驱动器中，提供了一种具有螺线管、多个凸轮和多个球的复杂机构，从而最终的紧固件驱动器变得体积很大以致破坏了在所述飞轮类型的紧固件驱动器中小型化的优点。此外，对应于机械元件的数量的增加，将会增加故障的发生可能性。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种具有简化的结构、重量轻且小型(compact：或紧凑)的电动紧固件驱动器。

通过包括外壳、电动机、存储仓、飞轮、被驱动的转子、驱动器部(driver segment)、螺旋弹簧、和离合器机构的电动紧固件驱动器实现本发明的上述和其它目标。所述外壳具有紧固件驱动侧。所述电动机布置在所述外壳内。所述存储仓连接到外壳上以便将紧固件供给到紧固件驱动侧。所述飞轮可旋转地支撑到外壳上并且由电动机驱动。所述被驱动转子可旋转地支撑到外壳上。所述驱动器部由被驱动转子驱动并且可以朝向紧固件驱动侧和远离紧固件驱动侧移动。所述螺旋弹簧将飞轮的旋转力传递到被驱动转子上。通过螺旋弹簧所述离合器机构选择性地将飞轮连接到被驱动转子上。

利用该布置，因为飞轮通过螺旋弹簧连接到被驱动转子上，所以可以由电动机驱动驱动器部。此外，因为螺旋弹簧是弹性部件，在离合器处于合上(clutch-on)状态下螺旋弹簧可以适当地吸收冲击力。从而，当所述螺旋弹簧将飞轮驱动地连接到被驱动转子上时可以避免给所述电动机上施加过大的冲击负载。

优选地，所述离合器机构在螺旋弹簧连接到被驱动转子的能量传递位置与螺旋弹簧离开被驱动转子的能量切断位置之间移动。利用该布置，可适当地切断驱动连接螺旋弹簧与被驱动转子之间的驱动连接。因此，即使电动机旋转飞轮，也可为被驱动转子提供能量传递切断状态。由此，旋转能可以适当地积聚在飞轮中。

优选地，所述离合器机构包括选择性推动螺旋弹簧的螺线管。利用该布置，因为由螺线管驱动离合器机构，所以可以准确控制离合器机构的操作。

优选地，螺旋弹簧具有同心固定到飞轮上的一个端部和布置在具有外径的被驱动转子上的另一端部。当所述离合器机构在能量切断位置上时所述另一端部提供大于被驱动转子的外径的内径。

利用该布置，通过将螺旋弹簧的另一端推动到被驱动转子上同时螺旋弹簧的一端固定到飞轮上，螺旋弹簧与被驱动转子之间产生摩擦力。在此情况下，因为在飞轮旋转的同时限制螺旋弹簧围绕其轴线旋转，螺旋弹簧的直径逐渐减小以将螺旋弹簧连接到被驱动转子上。此外，因为在能量传递切断的状态下，即，在驱动器部的非驱动状态下，螺旋弹簧的内径大于被驱动转子的外径，甚至通过电动机的旋转防止被驱动转子旋转。因此可以准确地执行对驱动器部的控制。此外，在切断状态下可以避免由于螺旋弹簧与被驱动转子之间的摩擦而引起的任何摩擦磨损和发热。

优选地，所述被驱动转子是提供内部中空空间的圆柱形形状，并且在与螺旋弹簧的另一端部对准的位置上所述被驱动转子形成有在其径向方向上延伸的通孔，所述离合器机构进一步包括可以在径向方向在通孔中移动的接触件。因为所述接触件位于被驱动轴内，所以可以提供小型化的装置。

优选地，所述螺旋弹簧的另一端设置有环形凸缘部(flange segment)。所述通孔具有与所述环形凸缘对准的开口端。利用该布置，接触件与螺旋弹簧脱离接触而与所述凸缘部接触。尽管所述凸缘部不要求例如螺旋弹簧的材料为弹性可变形材料，但是凸缘部可以由耐摩擦材料形成。从而，所述离合器机构可以提供提高的耐久性。

优选地，螺线管包括螺线管插棒铁心和由螺线管插棒铁心驱动用于推动所述接触件的推动部件(urging section)。至少一部分螺线管插棒铁心布置在所述内部中空空间内。因为所述螺线管插棒铁心布置在被驱动转子内，可以提供小型装置。

优选地，所述推动部件可以相对于螺线管插棒铁心旋转，并且具有与飞轮的旋转轴线重合的旋转轴线。因为所述螺线管和飞轮可以同轴布置，所以仅需要安装螺线管和飞轮的紧凑空间，由此最小化所述紧固件驱动器的整个尺寸。

优选地，所述驱动器部具有紧固件驱动端和相对端。所述紧固件驱动器进一步包括驱动器部进给机构，所述驱动器部进给机构设置在被驱动转子与驱动器部之间用于将所述被驱动转子的旋转运动转换成驱动器部在从所述相对端到紧固件驱动端的方向上的线性运动。所述进给机构包括设置在驱动器部上的齿条和设置在被驱动转子并且与所述齿条啮合连接的小齿轮。因为可以由所述齿条和所述小齿轮驱动驱动器部，所以可以简化结构同时提高驱动器部进给机构的可靠性。

优选地，所述驱动器部具有紧固件驱动端和相对端。所述紧固件驱动器进一步包括驱动器部进给机构，所述驱动器部进给机构设置在被驱动转子与驱动器部之间用于将所述被驱动转子的旋转运动转换成驱动器部在从所述相对端到紧固件驱动端的方向上的线性运动。所述进给机构包括金属丝，所述金属丝具有固定到所述相对端上的一端和固定到被驱动转子上的另一端。因为通过金属丝可以将被驱动转子的旋转力传递到驱动器部上，所以可以提供重量轻的驱动器部进给机构。

在本发明的另一方面中，提供了一种包括外壳、电动机、存储仓、飞轮、被驱动的转子、驱动器部、离合器机构、和螺线管插棒铁心的电动紧固件驱动器。所述外壳具有紧固件驱动侧。所述电动机布置在所述外壳内。所述存储仓连接到外壳上以便将紧固件供给到紧固件驱动侧。所述飞轮可旋转地支撑到外壳上并且由电动机驱动。所述被驱动转子可旋转地支撑到外壳上并且提供内部中空空间。所述驱动器部由被驱动转子驱动。所述离合器机构选择性地将飞轮连接到被驱动转子上。离合器机构选择性地将飞轮连接到被驱动转子上。螺线管插棒铁心布置在所述内部中空空间内。利用该布置，通过将螺线管插棒铁心布置在被驱动转子中可以提供小型装置。

优选地，螺线管插棒铁心与离合器机构相关以便驱动离合器机构。利用该布置，由于使用螺线管插棒铁心致动离合器机构，可以准确地控制离合器机构的操作。

优选地，所述电动紧固件驱动器进一步包括将所述飞轮的旋转力传递到被驱动转子上的螺旋弹簧。所述被驱动转子是圆柱形形状并且形成有在其径向方向上延伸的通孔。所述离合器机构包括可以通孔中移动从而推动螺旋弹簧以便将螺旋弹簧连接到被驱动转子上的接触件。利用该布置，一个较小的空间就足以设置所述离合器机构，从而可以使整个装置紧凑。

在本发明的又一个方面中，提供一种包括外壳、电动机、存储仓、飞轮、驱动轴、被驱动的转子、驱动器部、螺旋弹簧、和离合器机构的电动紧固件驱动器。所述外壳具有紧固件驱动侧。所述电动机布置在所述外壳内。所述存储仓连接到外壳上以便将紧固件供给到紧固件驱动侧。所述飞轮可旋转地支撑到外壳上并且由电动机驱动。所述驱动轴设置在飞轮上并且具有外周表面。所述被驱动转子可旋转地支撑到外壳上并且与所述驱动轴轴向排列且同轴。所述被驱动转子具有外周表面。所述驱动器部由被驱动转子驱动。所述螺旋弹簧将所述驱动轴的旋转力传递到被驱动转子上。通过螺旋弹簧所述离合器机构选择性地将驱动轴连接到被驱动转子上以便选择性旋转被驱动转子。所述驱动轴在被驱动转子的一侧的外径等于在驱动轴的一侧上的被驱动转子的外径。驱动轴的外周表面与被驱动转子的外周表面彼此连续。

利用该布置，当所述离合器机构致动时，被驱动转子就通过螺旋弹簧连接到驱动轴上。在此情况下，当螺旋弹簧已经固定到被驱动转子上时，通过离合器机构可以实现螺旋弹簧与被驱动转子之间的能量连接和断开。可选地，当螺旋弹簧已经固定到被驱动转子上时，可以通过离合器机构完成螺旋弹簧与驱动轴之间的能量连接和断开。因为当离合器机构致动时，螺旋弹簧将被驱动转子连接到驱动轴，所以螺旋弹簧可以紧密缠绕在被驱动转子或驱动轴上。在此情况下，因为在驱动轴和被驱动转子的边界区域上驱动轴和被驱动转子的外径彼此相等，并且因为被驱动转子和驱动轴的外周表面彼此连续，所以可以适当地执行螺旋弹簧的缠绕和拉紧运动，这避免了它的轴向变形。因此，可以延长螺旋弹簧的使用寿命。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的、部分切除的电动紧固件驱动器的侧视图；

图2是根据第一实施例的、部分切除的电动紧固件驱动器的平面图；

图3是特别显示根据本发明的第一实施例的电动驱动器的内部结构的横截面图；

图4是沿图3中线IV-IV的横截面图；

图5(a)是显示使用在根据第一实施例的电动紧固件驱动器中的螺旋弹簧的侧视图；

图5(b)是所述螺旋弹簧的正视图；

图6是沿图7中的线VI-VI的横截面图；

图7是显示在根据第一实施例的所述电动紧固件驱动器中所述螺旋弹簧与被驱动转子之间的连接状态的横截面图；

图8是显示根据第一实施例的、部分切除的电动紧固件驱动器中的紧固件驱动操作末期的侧视图；

图9(a)是显示使用在根据本发明的第二实施例的电动紧固件驱动器中的螺旋弹簧的侧视图；

图9(b)是显示在第二实施例中的螺旋弹簧的后视图；

图10是特别显示根据本发明第二实施例的电动紧固件驱动器的内部结构的横截面图；

图11是沿图10中的线XI-XI的横截面图；

图12是沿图10中的线XII-XII的横截面图；

图13是显示根据第二实施例的电动紧固件驱动器中的螺旋弹簧与被驱动转子之间的连接状态的横截面图；

图14是显示使用在根据本发明的第三实施例的电动紧固件驱动器中的螺旋弹簧的侧视图；

图15是特别显示根据第三实施例的电动紧固件的内部结构的横截面图；

图16是沿图15中的线XVI-XVI的横截面图；

图17是显示根据第三实施例的电动紧固件中的螺旋弹簧和被驱动转子之间的连接状态的横截面图；

图18是沿图17中的线XVII-XVII的横截面图；

图19是特别显示根据本发明的第四实施例的电动紧固件驱动器的内部结构的横截面图；

图20是沿图19中线XX-XX的横截面图；

图21是显示根据第四实施例的电动紧固件中的螺旋弹簧和被驱动转子之间的连接状态的横截面图；

图22是沿图21中的线XXII-XXII的横截面图；

图23是显示根据第五实施例的、部分切除的电动紧固件驱动器中的紧固件驱动操作末期的侧视图；

图24是显示根据第六实施例的、部分切除的电动紧固件驱动器中的紧固件驱动操作末期的侧视图；

图25是特别显示根据本发明的第六实施例的电动紧固件的内部结构的横截面图；

图26是特别显示根据第六实施例的电动紧固件驱动器中的驱动轴和与所述驱动轴相关的元件的放大横截面图；

图27显示根据第六实施例的电动紧固件中的螺旋弹簧和被驱动转子之间的连接状态的横截面图；和

图28是特别显示根据第六实施例的电动紧固件驱动器中的螺旋弹簧和被驱动转子在连接状态下的驱动轴和与所述驱动轴相关的元件的放大横截面图。

具体实施方式

下面将参照图1至8描述根据本发明的第一实施例的电动紧固件驱动器。所述紧固件驱动器1主要包括作为外部框架的外壳2、手柄3、电池组4、在其前端(即，外壳2的驱动侧)的头部6、和存储仓7。

电动机8、驱动器部18、和用于复位驱动器部18的复位弹簧19都容纳在外壳2内。所述驱动器部18可以在外壳的前侧与后侧之间的范围内移动并且由布置在外壳2内的轨道(没有示出)引导。驱动器部18具有设置有驱动刀片18B的前侧，当驱动器部18移动到外壳的前侧时驱动刀片18B可以延伸进入形成在头部6内的通道(没有示出)中。所述复位弹簧19位于外壳内的后侧上并且具有用于朝向外壳的后侧偏压驱动器部18的、连接到驱动器部18的一端。驱动器部18具有设置有齿条18A的手柄侧。

作为抓握部分的手柄3从外壳2的侧表面延伸。所述手柄3具有基部端，在基部端上设置用于控制驱动器部18的板机5。电池组4布置在手柄的自由端。通过设置在手柄内的配线(没有示出)所述电池组4用于将电能供给到电动机8。

头部(nose)6形成有允许驱动刀片18B通过其中的通道(没有示出)。所述通道从外壳2的侧面延伸到头部6的末端。所述头部6具有设置有推杆6A的前侧，当所述推杆6A的末端压在工件上时推杆6可移动，所述工件是利用紧固件来驱动的目标。仅当推杆6A压在工件上时允许操作紧固件驱动器。

存储仓7横跨在头部6与外壳2的前端部分之间。例如钉子的一捆紧固件容纳在所述存储仓7中，并且每个钉子被连续地供给到头部6内的通道。当驱动器部18向前移动时，驱动刀片18B将位于所述头部6内的通道中的钉子推出并且将钉子打入所述工件中。

下面将具体描述用于将电动机8的输出传递到驱动器部18的能量传递机构。如图2所示，在外壳2中，设置有在外壳2的前侧上的第一壁2A、在所述第一壁2A的后侧上并与第一壁2A一体的第二壁2B、与所述第二壁2B在垂直于外壳2的向前/向后方向的方向上一起排列的第三壁2C。电动机8固定到第一壁2A上，从而电动机8的电动机轴8A在垂直于驱动器部18的移动方向的方向上延伸。齿轮8B同心地安装在所述电动机轴8A上。电动机轴8A和齿轮8B可以在顺时针方向上旋转。

如图3所示，通过轴承17A被驱动转子12可以旋转地支撑到第二壁2B上。所述被驱动转子12大致为圆柱形形状并且平行于电动机轴8A延伸。通过轴承12A被驱动转子12也可以旋转支撑到第三壁2C上。因为被驱动转子12可旋转地支撑在两个位置上，即使外力(外负荷)迅速施加到所述电动机上也可以获得被驱动转子12的稳定旋转。另外，第三壁2C也支撑以后将要描述的螺线管13。

小齿轮12C固定到被驱动转子12的外周表面的轴承12A与17A之间的位置上。驱动器部18的齿条18A(图1)与小齿轮12C啮合连接。所述小齿轮12C和齿条18A构成驱动器部进给机构。

如图3所示，被驱动转子12的外周表面与环形支撑件17配合。由此，轴承17A通过所述环形支撑件17支撑被驱动转子12。所述环形支撑件17具有大致L形的横截面，环形支撑件17包括与所述被驱动转子12配合的配合区和在被驱动转子12的轴向方向上从所述配合区延伸的弹簧座部件17B。由此形成环形凹槽17a，由所述弹簧座部件17B的内周表面、被驱动转子12的外周表面、和配合区的轴端面限定所述环形凹槽17a的凹槽表面。

孔12a延伸通过在与弹簧座部件17B面对的位置上的被驱动转子12的厚度。球16(以后将要描述)可以插入到所述孔12a中。当所述球16a插入所述孔12a的时候，阻止了所述球16a在螺线管插棒铁心14的伸展方向上和缩进方向上以及被驱动转子12的周向上的移动，但是允许球16a在被驱动转子12的径向方向上移动。

所述螺线管13布置在被驱动转子12的一端上并且被第三壁2C覆盖。所述螺线管插棒铁心14从螺线管13延伸进入被驱动转子12的内部空间。当电流供给到螺线管13时，螺线管插棒铁心14就开始伸展。在所述铁心14的伸展/缩进方向上铁心复位弹簧14A置于螺线管插棒铁心14的一端与被驱动转子12之间用于朝向其缩进方向推动螺线管插棒铁心14。

螺线管插棒铁心14具有设置有圆柱形推动部件15的自由端。所述推动部件15相对于螺线管插棒铁心14可围绕其轴线旋转。推动部件15形成有在铁心14的轴向方向上延伸的凹槽。所述凹槽具有按压壁15A和容纳壁15B。所述按压壁15A由倾斜壁构成并且作为按压表面。倾斜壁与所述铁心14的轴线之间的距离朝向螺线管13逐渐增大。推动部件15的外径稍微小于被驱动转子12的内径。

由按压壁15A、容纳壁15B和被驱动转子12的内周表面限定缝隙15a。容纳壁15B的表面与被驱动转子12的内表面之间的距离和孔12a的长度(被驱动转子12的径向厚度)的和大致等于球16的直径。推动部件15和球16构成离合器机构。

调整螺线管插棒铁心14的伸展和缩进量使得当螺线管插棒铁心14在最大缩进状态时，即，在切断能量传递的位置上时，容纳壁15B的表面与孔12a对齐，并且当螺线管插棒铁心14在最大延伸状态时，即，在能量传递位置上时按压壁15A的表面与孔12a对齐。如图3和4所示，在能量传递切断位置上，球16与容纳壁15B接触，从而球16的一部分没有从被驱动转子12的外周表面凸出。另一方面，如图6和7所示，在能量传递位置上，球16与按压壁15A接触，从而球的一部分从被驱动转子12的外周表面凸出。偶尔地，在切断能量传递的状态下，通过倾斜紧固件驱动器1由于球本身的重力球16的一部分可以从被驱动转子12的外周表面凸出。然而，因为球16没有与按压壁15A接触，球16肯定不会按压螺旋弹簧11(以后将要描述)。

在图3中，被驱动转子12在孔12a的向右位置上具有限定弹簧座部件17B的另一端。此外，支撑轴12D设置在被驱动转子12的另一端上。在被驱动转子12的轴向方向上所述支撑轴12D与齿轮8B对齐。飞轮9而且通过轴承9A可旋转地支撑到支撑轴12D上。

因为通过轴承12A和17A被驱动转子12相对于外壳2的第二壁2B和第三壁2C围绕螺线管插棒铁心14的轴线可以被旋转支撑，所述飞轮9不仅仅可以相对于被驱动转子12旋转，而且可以通过轴承9A和被驱动转子12的轴承轴12D被旋转支撑到外壳2上。卡环9B连接到支撑轴12D的端部以便防止轴承9A在支撑轴12D的轴向方向上移动。

飞轮9具有外周表面，所述外周表面形成有与齿轮8B啮合连接的齿轮齿。根据齿轮8B在顺时针方向上的旋转，飞轮9在逆时针方向上旋转。飞轮9具有作为与被驱动转子12同心的驱动轴部分10的径向内区。换句话说，驱动轴部分10与飞轮9同心并且与飞轮9形成一体。驱动轴部分10的外径稍微大于弹簧座部件12B。

螺旋弹簧11具有固定到驱动轴10的外周表面的基部端11A从而螺旋弹簧11与驱动轴10同心。所述螺旋弹簧11具有位于环形凹槽17a内、并且在弹簧座部件12B与环形支撑件17之间的自由端11B。

如图5a中所示，螺旋弹簧11由钢丝制成并且密集方式缠绕从而邻近的线圈彼此接触。此外，从螺旋弹簧11的一端11A向另一端11B看去，螺旋弹簧11以顺时针方向缠绕(图5b)。由此，螺旋弹簧11的螺旋方向与飞轮9的旋转方向相反。

当螺旋弹簧11在自由状态时，螺旋弹簧11的内径大约等于驱动轴10的外径。因为弹簧座部件12B的外径小于驱动轴10的外径，当没有在电动机8上施加电流时螺旋弹簧11与被驱动转子12脱离连接。

下面将描述紧固件驱动操作。首先，操作人员拉动板机5同时将推杆6A推动压在工件上。可选地，在将推杆6A压在工件上之后操作人员拉动板机。结果，电池4的电流施加到电动机8上以便启动电动机8的旋转。由此也启动了飞轮9、驱动轴10和螺旋弹簧11的旋转。通过电动机8的驱动，环形飞轮9的角速度增加，从而旋转动能将积聚在飞轮9中。在此状态下，如图3和4中所示，因为螺旋弹簧11与被驱动转子12分离，被驱动转子12没有旋转。换句话说，在螺旋弹簧11与被驱动转子12之间没有产生摩擦。

从电动机8的旋转启动时间开始经过预定的时间之后，用于驱动所述驱动器部18的充足的驱动能积聚在飞轮9上。在这种情况下，操作驱动电路(没有示出)以便给螺线管13通电，从而螺线管插棒铁心14克服铁心复位弹簧14A的偏压力伸展。在此期间，已经位于所述容纳壁15B上的球16将被按压壁15A按压在缝隙15a中。

因为所述按压壁15A是倾斜的并且因为球16在铁心14的轴向方向上不可移动，响应于螺线管插棒铁心14的伸展球16将会被径向向外推动，如图6所示，从而球16的一部分从被驱动转子12的外周表面凸出。

螺旋弹簧11的另一端11B位于被驱动转子12的弹簧座部件12B的表面附近。球16将向被驱动转子12径向向外推动螺旋弹簧11的另一端11B的第一部分。因此，另一端11B的第二部分(第二部分与由球16直接按压的第一部分直径相对)将向被驱动转子12径向向内移动，从而第二部分将与弹簧座部件12B接触。由此，螺旋弹簧11的旋转的另一端部11B与弹簧座部件12B之间产生摩擦。附带地，因为球16的球形区域的部分与另一端部11B接触，当球16与端部11B压力接触时可以避免球16与另一端部11B之间的摩擦磨损。

此外，因为弹簧座部件17B设置在在被驱动转子12的直径方向上面对孔12a的位置上，螺旋弹簧11的另一端11B被球16推动并且夹在球16与弹簧座部件17B之间。

由此，由于摩擦力和夹力被驱动转子12与螺旋弹簧11之间产生克服旋转的阻力。因为螺旋弹簧11的旋转方向与其螺旋方向相反，线圈的另一端11B将会朝向被驱动转子的旋转方向移动，而线圈11的一端11A固定到驱动轴10上，从而如图7所示，所述线圈的内径将会减小。

由于在线圈11的内径减小，螺旋弹簧11与被驱动转子12之间的摩擦力进一步增加。在几十毫秒内，螺旋弹簧11驱动连接到被驱动转子12上，从而被驱动转子12将与螺旋弹簧11以及驱动轴10一起旋转。在此情况下，因为推动部件15可以相对于螺线管插棒铁心14旋转并且通过球16驱动连接到被驱动转子12，推动部件15将与被驱动转子12一起旋转。此外，因为被驱动转子12具有与驱动器部18的齿条18A啮合连接的小齿轮12C，如图8中所示，所述驱动器部18根据被驱动转子12的旋转朝向外壳2的前端线性移动。

因为不仅电动机8的输出传递到被驱动转子12上，而且飞轮9的旋转能也传递到被驱动转子12上，所述被驱动转子12通过连接到螺旋弹簧11可以迅速地以高速旋转。因此，驱动器部18可以克服复位弹簧19的偏压力迅速地朝向外壳2的前端移动，从而在驱动器部18的前侧上的驱动刀片18B以高速度驱动紧固件(没有示出)进入工件。

一旦完成驱动紧固件进入工件中，就切断供给到螺线管13的电能，由于螺线管复位弹簧14A的偏压力螺线管插棒铁心14移动到其缩进位置。因为推动部件15也移动，球16将会位于容纳壁15B上。因此，螺旋弹簧11的另一端11B将脱离球16和弹簧座部件17B，从而将不与被驱动转子12接触。结果，螺旋弹簧11的内径将回复到其初始内径，从而将释放螺旋弹簧11施加到被驱动转子12的弹簧座部件12B上的挤压力。由此，切断螺旋弹簧11与被驱动转子12之间的驱动连接。

螺旋弹簧11与被驱动转子12分离之后，因为没有给驱动器部18施加向前的力，由于复位弹簧19的偏压力驱动器部18移回至其缩进位置。

下面将参照图8至13描述根据本发明的第二实施例的紧固件驱动器。除了图9a和9b中所示的螺旋弹簧21之外，第二实施例具有与第一实施例相同的结构。因此，为了避免重复描述，将会仅仅描述螺旋弹簧21。所述螺旋弹簧21具有与第一实施例中的螺旋弹簧11的一端相同的一端21A，没有插入到环形凹槽17a中的另一端21B具有在螺旋弹簧21的轴向方向上延伸的凸起21C。

如图10中所示，当所述螺旋弹簧21布置在被驱动转子12的弹簧座部件12B上时，螺旋弹簧21的另一端21B没有进入环形凹槽17a中，而仅仅是凸起21C进入环形凹槽17a。

如图11中所示，如果球16的部分没有从弹簧座部件12B的外周表面凸出，凸起21C就没有邻接环形凹槽17a中的球。另一方面，如图12中所示，如果球16的部分从弹簧座部件12B的外周表面凸出，凸起21C就不能通过球16与弹簧座部件17B之间的缝隙，而是被锁在球16与弹簧座部件17B之间。结果，与第一实施例类似，如图13所示，螺旋弹簧21的内径将减小以便将螺旋弹簧21驱动连接到被驱动转子12上。由此，驱动器部18向前移动以便驱动紧固件。附带地，通过将工具1倾斜，由于球的重力球16的部分可以从孔12a凸出。然而，因为按压壁15A没有支撑球16，没有推动力施加到球16上从而螺旋弹簧21没有被推动。

利用此布置，不需要借助于任何摩擦力就可以实现螺旋弹簧21与被驱动转子12之间的初始连接。因此，可以进一步降低球16与螺旋弹簧21之间的摩擦磨损。

下面参照图14至18描述根据本发明的第三实施例的紧固件驱动器。如图14中所示，第三实施例使用螺旋弹簧31和在所述螺旋弹簧31的另一端31B上的凸缘部31D。剩余的结构与第一实施例的结构相同，因此，将省略对其的进一步的描述。所述凸缘分31D具有大致环形形状，所述环形形状在其圆周部分上形成有槽口31c。螺旋弹簧31的另一端部31B同心布置在凸缘部31D的内部内。所述另一端31B具有延伸通过槽口31c的凸起31C。由此，在螺旋弹簧31的旋转方向上螺旋弹簧31和凸缘部31D可以一体旋转。

如图15所示，螺旋弹簧31的一端31A固定到驱动轴10上，同时被驱动转子12的弹簧座部件12B位于螺旋弹簧31内。在此情况下，凸缘部31D位于环形凹槽17a内。

如图16所示，如果球16的部分没有从弹簧座部件12B的外周表面凸出，所述凸缘部31D可以相对于环形凹槽17a旋转。另一方面，如图18中所示，如果球16的部分从弹簧座部件12B的外周表面凸出，球16与凸缘部31D压力接触，此外，凸缘部31D的相对部分(所述相对部分为与球16接触部分的直径相对的侧)将与弹簧座部件12B的表面接触。由此，在接触部分上产生摩擦力。附带地，由于工具1的倾斜因为球16本身的重力球16可以从孔12a凸出。然而，只要球16没有支撑在按压壁15A上，就没有正推动力施加到凸缘部31D上。

因此，与第一实施例的螺旋弹簧11相似，螺旋弹簧31的内径将减少以便将螺旋弹簧31驱动连接到被驱动转子12(图17)。从而，驱动器部18可以向前移动以便驱动紧固件。

根据所述布置，可以选择凸缘部31D的材料从而凸缘部31D的刚性和硬度能够高于由钢制成的螺旋弹簧的刚性和硬度。因此，与螺旋弹簧和弹簧座部件12B之间的压力接触相比，凸缘部31D与弹簧座部件12B之间的压力接触将产生更大的摩擦力和更小的摩擦磨损。因为几乎不会发生凸缘部31D与弹簧座部件12B之间克服摩擦力偶然滑动，所以可以减少螺线管插棒铁心14的通电时刻至螺旋弹簧31于被驱动转子12之间的连接时刻之间的时间间隔。

下面将参照图19至22描述根据本发明的第四实施例的紧固件驱动器。在如图19和20中所示的第四实施例中，三个孔12a在被驱动转子12的圆周方向上的三等分处且在被驱动转子12的轴向方向上的相同位置形成在被驱动转子12内。每个孔12a容纳球16。

如图19所示，通过螺杆31G轴承保持器31F固定到第二壁2B，轴承31E与轴承17A并列。所述轴承17A和31E与轴承保持器31F压入配合。凸缘部31D布置在螺旋弹簧31的另一端，并且可以被轴承31E旋转支撑。

如图19和20中所示，如果每个球16的每个部分没有从弹簧座部件12B的外周表面凸出，凸缘部31D相对于环形凹槽17a可以旋转。另一方面，如图21和22所示，如果每个球16的每个部分通过按压壁15A从弹簧座部分12B的外周表面凸出，每个球16与凸缘部31D压力接触从而球与凸缘部31D之间产生摩擦力。附带地，由于工具1的倾斜因为球本身的重力球16可以从孔12a凸出。然而，只要球16没有支撑在按压壁15A上，就没有正推动力施加到凸缘部31D上。

结果，与第一实施例的螺旋弹簧11相似，螺旋弹簧31的内径将会减少从而将螺旋弹簧31驱动连接到被驱动转子12上(图21)。因此，驱动器部18可以向前移动以便驱动紧固件。

根据所述布置，与第三实施例类似，所述凸缘部31D可以由高硬度材料制成。此外，因为使用三个球16，可以将摩擦力分配至三个球上从而进一步降低摩擦磨损。

此外，三个球16均匀地推动凸缘部31D以便产生摩擦力并且凸缘部31D通过轴承31E被可旋转地支撑。结果，即使球16推动凸缘部31D，也可以维持螺旋弹簧31与凸缘部31D的旋转轴线与被驱动转子12的旋转轴线之间同心。因此，可以抑制由于旋转轴线的移位而引起的异常振动，从而稳定紧固件驱动的操作。

下面将参照图23和24描述根据本发明的第五实施例的紧固件驱动器。如图23中所示，第五实施例使用金属丝，而不是使用在第一至第四实施例中使用的齿条18A和小齿轮12C。所述金属丝48A具有固定连接到驱动器部18的后部的一端和连接到被驱动转子12的外周表面的另一端。因为被驱动转子12驱动连接到飞轮9等，当被驱动转子12旋转时金属丝48A围绕被驱动转子12缠绕。

当缠绕金属丝48A时，驱动器部18就朝向外壳2的前侧移动以便驱动紧固件。与小齿轮12C和齿条18A的重量相比，金属丝48A的重量较轻。由此，轻重量的工具可以增强可使用性。

下面参照图25-28描述根据本发明第六实施例的紧固件驱动器。第六实施例与第四实施例相似。因此，重复的描述将被省略。

如图25中所示，通过轴承17A被驱动转子12旋转支撑到外壳2的第二壁2B上。被驱动转子12是中空圆柱形形状，并且被驱动转子12的轴线的方向平行于电动机8的电动机轴8A。通过轴承12A被驱动转子12也可以被旋转支撑到第三壁2C。由此，被驱动转子12支撑在两个位置上，从而即使突然施加旋转力所述被驱动转子12仍然可以稳定旋转。此外，大致环形的支撑件17与被驱动转子12配合，从而通过环形支撑件17被驱动转子12被可旋转地支撑到轴承17A。

被驱动转子12在邻近驱动轴10的位置上具有限定弹簧座部件12B的另一端部。此外，支撑轴12D设置在被驱动转子12的另一端部的远端上并与被驱动转子12形成同心关系。通过轴承9A飞轮9可以被旋转地支撑到支撑轴12D上。

因为被驱动转子12可以相对于外壳2的第二壁2B和第三壁2C旋转地被支撑，飞轮9不仅可相对于被驱动转子12旋转，而且可以通过轴承9A和12A被旋转支撑到外壳2。卡环9B连接到支撑轴12D的端部以便防止轴承9A在其轴向方向上移动。

飞轮9具有径向内部，所述径向内部作为与被驱动转子12同心的驱动轴部分10。如图26所示，在远离被驱动转子12的方向上驱动轴部分10的外径逐渐增加。即，驱动轴部分10的最大外径(距离被驱动转子12最远)大于弹簧座部件12B的外径，而驱动轴部分10的最小外径(距离被驱动转子12最近)等于弹簧座部件12B的外径。由此，被驱动转子12的外周表面和驱动轴部分10的外周表面的边界上，被驱动转子12的外周表面与驱动轴部分10的外周表面大致是连续的。

所述螺旋弹簧31置于驱动轴10与被驱动转子12之间。螺旋弹簧31具有比弹簧座部件12B的内径大一些的内径。螺旋弹簧31具有固定到驱动轴10的端部，并具有布置在弹簧座部分12B上的另一端部。

对于使用第六实施例中的工具驱动紧固件，如图27所示，当螺线管13和包括推动部件15和球16的离合器机构配合时，螺旋弹簧31缠绕弹簧座部件12B上从而将驱动轴10驱动连接到被驱动转子12，于是聚积在飞轮9内的旋转能将被传递到驱动器部18上。在此情况下，如图28所示，因为驱动轴10与被驱动转子12的邻近的外径彼此相等，并且因为驱动轴10的外周表面与被驱动转子12的外周表面是连续的，螺旋弹簧31的平滑缠绕可以避免其轴向变形。因此，可以延长螺旋弹簧31的使用寿命。

尽管参照其具体实施例已经详细描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的保护范围的情况下，可以做出各种改变和变型。例如，在第四至第六实施例中可以使用在第一至第三实施例中使用的螺旋弹簧。此外，在第一至第四实施例中可以使用第六实施例中的驱动轴。而且，在每个实施例中，螺旋弹簧的一端固定到驱动轴上，藉此选择性地执行将螺旋弹簧的另一端驱动连接到被驱动转子上。然而，可以将螺旋弹簧的一端选择性地连接到驱动轴上而螺旋弹簧的另一端可以固定到被驱动转子上。在后者情况下，螺线管插棒铁心和推动部件设置应该被设置在驱动轴侧以便以与前述实施例相同的方式执行紧固件驱动操作。

工业应用

本发明特别适用于建筑工地内天花板位置上的操作。

Claims (17)

1、一种电动紧固件驱动器，包括：

具有紧固件驱动侧的外壳；

设置在所述外壳内的电动机；

连接到所述外壳上用于将紧固件供给到所述紧固件驱动侧的存储仓；

可旋转地支撑到所述外壳上并且由所述电动机驱动的飞轮；

可旋转地支撑到所述外壳上的被驱动转子；

由所述被驱动转子驱动并且能够朝向紧固件驱动侧和远离紧固件驱动侧移动的驱动器部；

将所述飞轮的旋转力传递到所述被驱动转子的螺旋弹簧；和

通过螺旋弹簧将飞轮选择性地连接到被驱动转子的离合器机构。

2、根据权利要求1中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述离合器机构能够在所述螺旋弹簧连接到所述被驱动转子的能量传递位置与螺旋弹簧离开被驱动转子的能量切断位置之间移动。

3、根据权利要求1中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述离合器机构包括选择性地推动所述螺旋弹簧的螺线管。

4、根据权利要求1中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述螺旋弹簧具有同心固定到所述飞轮上的一个端部和布置在具有外径的被驱动转子上的另一个端部，当所述离合器机构处于能量切断位置上时所述另一个端部提供大于被驱动转子的外径的内径。

5、根据权利要求4中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述被驱动转子是提供内部中空空间的圆柱形形状，并且在与螺旋弹簧的另一端部对准的位置上所述被驱动转子形成有在其径向方向上延伸的通孔，所述离合器机构进一步包括能够在径向方向的通孔中移动的接触件。

6、根据权利要求5中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述被驱动转子在与径向方向上的所述通孔对准的位置上具有弹簧座部件，当所述离合器机构在能量传递位置上时螺旋弹簧的另一端部夹在接触件与弹簧座部件之间。

7、根据权利要求5中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述螺旋弹簧的另一端部具有在一个方向上延伸的远端部从而当离合器机构在能量传递位置上时允许所述接触件与所述远端部邻接。

8、根据权利要求5中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述螺旋弹簧的另一端部连接到环形凸缘部，所述通孔具有与所述环形凸缘部对准的开口端以便允许接触件与所述环形凸缘部直接接触。

9、根据权利要求8中所述的电动紧固件驱动器，其中

在与所述螺旋弹簧的另一端对准并且在所述被驱动转子的圆周方向上彼此等间距间隔开的位置上，所述被驱动转子形成有在其径向方向上延伸的多个通孔，且所述离合器机构进一步包括每个都可以在径向方向上的每个通孔中移动的多个接触件。

10、根据权利要求5中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述螺线管包括螺线管插棒铁心和由所述螺线管插棒铁心驱动以便推动接触件的推动部件，螺线管插棒铁心的至少一部分布置在所述内部中空空间内。

11、根据权利要求10中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述推动部件能够相对于所述螺线管插棒铁心旋转，并且具有与所述飞轮的旋转轴线重合的旋转轴线。

12、根据权利要求1中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述驱动器部具有紧固件驱动端和相对端，并且

所述紧固件驱动器进一步包括驱动器部进给机构，所述驱动器部进给机构设置在被驱动转子与驱动器部之间用于将所述被驱动转子的旋转运动转换成驱动器部在从所述相对端到紧固件驱动端的方向上的线性运动，所述进给机构包括设置在驱动器部上的齿条和设置在被驱动转子上并且与所述齿条啮合连接的小齿轮。

13、根据权利要求1中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述驱动器部具有紧固件驱动端和相对端，并且

所述紧固件驱动器进一步包括驱动器部进给机构，所述驱动器部进给机构设置在被驱动转子与驱动器部之间用于将所述被驱动转子的旋转运动转换成驱动器部在从所述相对端到紧固件驱动端的方向上的线性运动，所述进给机构包括金属丝，所述金属丝具有固定到所述相对端上的一端和固定到被驱动转子上的另一端。

14、一种电动紧固件驱动器，包括：

具有紧固件驱动侧的外壳；

设置在所述外壳内的电动机；

连接到所述外壳上用于将紧固件供给到所述紧固件驱动侧的存储仓；

可旋转地支撑到所述外壳上并且由所述电动机驱动的飞轮；

可旋转地支撑到所述外壳上并且提供内部中空空间的被驱动转子；

由所述被驱动转子驱动的驱动器部；

选择性地将飞轮连接到被驱动转子的离合器机构；和

布置在所述内部中空空间内的螺线管插棒铁心。

15、根据权利要求14中所述的电动紧固件驱动器，其中

所述螺线管插棒铁心与所述离合器机构相关以便驱动所述离合器机构。

16、根据权利要求14中所述的电动紧固件驱动器，进一步包括将所述飞轮的旋转力传递到被驱动转子上的螺旋弹簧；并且

其中所述被驱动转子是圆柱形形状并且形成有在其径向方向上延伸的通孔，且

其中所述离合器机构包括能够在所述通孔中移动以便推动螺旋弹簧从而将螺旋弹簧连接到被驱动转子上的接触件。

17、一种电动紧固件驱动器，包括：

具有紧固件驱动侧的外壳；

设置在所述外壳内的电动机；

连接到所述外壳上用于将紧固件供给到所述紧固件驱动侧的存储仓；

可旋转地支撑到所述外壳上并且由所述电动机驱动的飞轮；

设置在所述飞轮上并且具有外周表面的驱动轴；

可旋转地支撑到所述外壳上并且与所述驱动轴轴向排列并且同轴的被驱动转子，所述被驱动转子具有外周表面；

由被驱动转子驱动的驱动器部；

将所述驱动轴的旋转力传递到被驱动转子上的螺旋弹簧；和

通过螺旋弹簧将所述驱动轴选择性地连接到所述被驱动转子上以便选择性旋转所述被驱动转子的离合器机构，所述驱动轴在被驱动转子的一侧提供的外径等于在所述驱动轴的一侧的被驱动转子的外径，并且所述驱动轴的外周表面与所述被驱动转子的外周表面是连续的。

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