CN101407049B - 打钉枪 - Google Patents

Abstract

一种打钉枪，包含一容纳电机的机壳和一击钉装置，机壳内还包含一个将电机的旋转运动转变为对击钉装置的周期性冲击动作的传动机构，该传动机构进步包含一个对击钉装置施加周期性冲击动作的冲击组件。采用本发明结构的打钉枪由于合理设置了电机和驱动机构，因而结构紧凑，可以实现对一颗钉子的连续高效打击，有效避免了在某些工作环境下使用一次性射入型打钉枪无法钉入钉子的麻烦。

Description

打钉枪

技术领域

本发明涉及一种打钉枪，尤其是一种电动打钉枪。

背景技术

打钉枪是一种常用的手持式工具，其种类繁多。根据动力源，打钉枪可分为气动和电动两大类。其中，气动打钉枪必须另外备有压缩空气源，因此使用受限。电动打钉枪的基本结构可以归纳为：安置在枪体内的电机通过旋转——直线运动传动机构与安置在枪头处的击钉杆衔接，从而可以在开关控制下，将电能转换为往复运动的机械能。

专利号为US6431430的美国专利以及公开号为WO2006/008546的PCT国际专利申请均公开了以曲柄滑块机构作为旋转一直线运动传动机构、并以电池作为电源的电动打钉枪。此类打钉枪存在的问题一是曲柄滑块机构不能实现真正意义上的击打，实质上是一种“推”钉机构，在提供相同电机功率的情况下，推钉效率远低于击钉的效率；二是每次推钉过程中，曲柄滑块机构必定推动推钉元件行进相同的行程，当钉子遇到硬物导致行进阻力过大时，很容易造成电机堵转，导致电机损坏；三是电机安置在手柄前方或后侧，与传动机构衔接占居较大空间，使得打钉枪体积较大，携带以及操作使用均不够方便。

专利申请号为200410088827.9的中国专利申请公开了一种通过齿轮齿条机构将电机旋转先转换为压缩弹簧的作用力，再借助脱扣机构释放压缩弹簧，从而产生冲击力的打钉枪。该打钉枪虽然利用弹簧蓄能，实现了对钉子的瞬间击打，但只能逐次单击，无法连续击打，并且仅仅由弹簧释放能量产生的击打力效率不高，导致该打钉枪不适合作为常规工具经常使用；此外，其电机处于枪头下方的机壳中，与手柄完全隔开，依然存在结构不紧凑的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种可连续击打的电动打钉枪。

为了达到以上目的，本发明电动打钉枪的包含一容纳电机的机壳和一击钉装置，机壳内还包含一个将电机的旋转运动转变为对击钉装置的周期性冲击动作的传动机构，该传动机构进步包含一个对击钉装置施加周期性冲击动作的冲击组件。

作为本发明的一个方面，以上电动打钉枪的击钉装置包含一个可与被击打钉子的头部接触的击打部分，以及一个可和冲击组件接触的被冲击部分。

作为本发明的一个方面，击钉装置包含一个可相对于机壳往复运动的往复件。

进一步地，冲击组件包含一个旋转冲击件，该旋转冲击件具有一旋转轴线、并包含至少一个和击钉装置的被冲击部分周期性接触的冲击部分。

当电机的旋转通过传动机构转换为冲击组件的一次冲击，冲击组件即撞击击钉装置一次，从而将电机的旋转运动转换为击钉装置的往复运动。当电机持续旋转，传动机构将电机旋转转变为冲击组件对击钉装置的周期性冲击动作，从而使击钉装置能够连续进行往复运动，实现对钉子的连续击打。

采用本发明结构的打钉枪由于合理设置了电机和驱动机构，因而结构紧凑，可以实现对一颗钉子的连续高效打击，有效避免了在某些工作环境下使用一次性射入型打钉枪无法钉入钉子的麻烦。与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，适应于不同的工作场合。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明优选实施一的立体示意图。

图2是图1所示打钉枪沿两半机壳的分离面所作的剖视图，其中，电池包被拆去。

图3是图1所示打钉枪沿垂直于两半机壳分离面的方向所作的剖视图，其中，电池包被拆去。

图4是图1中打钉枪传动机构的部分爆炸图。

图5是图1实施例中冲击轮的剖面图。

图6是图1实施例中旋转轴的主视图。

图7是图1实施例中钢珠、冲击轮内壁导槽及旋转轴斜槽的运动状态示意图。

图8是本发明优选实施二的立体示意图。

图9是图8所示打钉枪沿两半机壳的分离面所作的剖视图，其中，电池包被拆去。

图10是图8所示打钉枪沿垂直于两半机壳分离面的方向所作的剖视图。

具体实施方案

实施方案一

如图1和图2所示，本实施方案的打钉枪1包含容纳电机2在内的机壳3和枪嘴部分4，机壳3由左右两半机壳31、32对合而成，形成一容纳空间。机壳3的主体部分形成一个长形握柄，电机2安置在机壳3的握柄部位，主体部分的上部具有一孔，枪嘴部分4的至少一部分从该孔中伸出。

在本实施方案中，打钉枪1包含一个电池包5，用于给电机2供电。但本发明所揭示的打钉枪供电方式并不局限于此，也可以用交流电供电。开关6安装在机壳3上，和电机控制电路相连用于控制电机2的启动与停止。枪嘴部分4包含一根可顶推钉子7的击钉杆41，击钉杆41基本上垂直于机壳3的主体部分的纵长方向，通过弹簧42安装在枪嘴部分4内，并可以在其中作直线往复运动。击钉杆41具有第一端部411和第二端部413。操作时，击钉杆41被驱动使其第一端部411的端面作用于钉子7的头部。枪嘴部分4还包含一个容钉装置43，容钉装置43被设计成可以伸缩的结构，具有一个开口431用于至少容纳钉子的头部，并且可以包含一个磁性部分，用于将钉子7吸附在容钉装置的开口431内。另外，开口431具有大于一般钉子直径的尺寸，因此各种尺寸的钉子均可以被放入到容钉装置的开口431中。

如图3至图7所示，机壳3内装有旋转——直线运动传动机构，该机构可以将电机2的输出轴21的旋转运动转换为击钉杆41的冲击运动。电机2安装在机壳3内，其输出轴21的中心轴线位于或平行于机壳3的主体部分的纵长方向。输出轴21通过包括伞齿轮在内的多级齿轮传动，将旋转动力传递给通过两端轴承支撑在机壳上部的旋转轴8。其输出轴21的中心轴线垂直于旋转轴8的轴线并且垂直于击钉杆41。旋转轴8上开有一对斜槽9，各斜槽9成开口朝后的“V”字形。一冲击轮10套在旋转轴8上，该冲击轮10大致为一个中空的圆柱，其内圆柱面上设有一对与两斜槽9位置分别相对的圆弧形导槽11，各导槽11的圆弧开口方向和与之相对的“V”形斜槽9的开口方向相反。斜槽9和导槽11均为半圆弧底。一对钢珠12分别位于对应斜槽9和导槽11的槽相接所形成的容腔中，并可随着因斜槽9及导槽11相对位置的变化而导致的容腔位置的变化而移动。于是旋转轴8转动时可通过位于斜槽9内的钢珠12向导槽11施压带动冲击轮10转动。蓄能弹簧13装于冲击轮10与旋转轴8之间，其一端顶在旋转轴8的台阶81上，另一端顶在冲击轮10的一个侧面上。该蓄能弹簧13沿着旋转轴8的轴线方向向旋转轴8的台阶81以及冲击轮10施加推力，使得旋转轴8与冲击轮10在静止及空载旋转时，钢珠12位于“V”形斜槽9的顶端及导槽11的底端，如图7实线部分所示。此时，冲击轮10处于相对于旋转轴8的第一轴向位置。

如图2及图4所示，一对止动销15固定安装在机壳3内，并靠近冲击轮10的外圆周。首选地，冲击轮10的外圆周上有一对沿直径方向相对设置的凸起14。当扳动开关6之后，电机2启动，通过多级齿轮传动，带动旋转轴8转动，旋转轴8又通过斜槽9、钢珠12、导槽11、蓄能弹簧13的配合带动冲击轮10随之一起转动。如图7所示，当冲击轮10转动到某一位置使得凸起14碰到止动销15时，止动销15暂时阻止冲击轮10转动(此时冲击轮10上的导槽11、钢珠12及旋转轴8上的斜槽9位于图中实线所示位置)，而旋转轴8的继续旋转使得图7中的斜槽9沿箭头A的方向转动到虚线所示位置，于是钢珠12被压迫得沿斜槽9向“V”形斜槽9的顶端移动，并向导槽11施加压力带动冲击轮10移位，导致冲击轮相应地沿着旋转轴8的轴线方向由第一轴向位置逐渐压缩蓄能弹簧13并移动一定距离到达第二轴向位置(此时钢珠12、斜槽9、以及导槽11到达如图7虚线所示位置)。明显地，在冲击轮10移位过程中，冲击轮10相对于旋转轴8有一定量旋转滞后。在此第二位置，冲击轮10的凸起14越过了止动销15，导致制动消除。蓄能弹簧13的反弹力使冲击轮10沿着旋转轴8的轴向朝第一位置快速复位，通过斜槽9、导槽11、钢球12和蓄能弹簧13的共同作用，旋转轴8又带动冲击轮10旋转。在复位过程中，和上面提到的移位过程相反，冲击轮10会比旋转轴8多旋转上面所述的一定量，因而在冲击轮10在复位过程中的转速比旋转轴8的转速快。首选地，为了达到较好击打效果，蓄能弹簧的强度和电机转速被设计得相互匹配，使得冲击轮完全复位时冲击轮的凸起才撞击击钉杆。结果，冲击轮10上的凸起14撞击击钉杆41的第二端部413的端面，使其朝着图2中箭头所示的B方向高速移动，其第一端部411在极短的时间内撞击钉子7的头部，形成一次冲击。冲击轮的凸起14继续旋转随后与止动销15接触，使冲击轮10再次被制动——制动消除，进入之后的冲击周期。在击钉杆41朝着B方向移动的过程中，复位弹簧42被压缩。冲击完成后，击钉杆41在复位弹簧42的反弹力作用下恢复到原来的位置。

明显地，旋转轴8及冲击轮10具有相同的旋转轴线，当冲击轮10的凸起14冲击击钉杆41的第二端部413时，向第二端部413施加的冲击力方向垂直于冲击轮10的旋转轴线。首选地，击钉杆41的第二端部413和凸起14相接触的表面的法线方向垂直于冲击轮10的旋转轴线。

需要说明的是，在本实施例中，首选地是朝两个方向倾斜的“V”字形斜槽9与开口相反的圆弧形导槽11相互配合，实际上在实现同一旋转方向的冲击动作时只有“V”形斜槽的的一侧斜槽起作用。因此如果斜槽9是倾斜方向相反的单一方向的斜槽，显然也可以实现所需的打钉功能。

在本实施方式中，直接击打钉子的击钉装置是一个长形的击钉杆41，本领域的普通技术人员能够很容易想到，击钉装置还可以是适于用在打钉枪上、其他形状和结构的元件或装配组件。

在其他实施方式中，冲击轮上的凸起也可以位于冲击轮的其他合适位置，只要凸起和击钉杆接触的部分偏离冲击轮的中心轴线即可，例如凸起位于冲击轮的一个侧面上。当然，冲击轮也可以被其他合适的形状和结构的冲击件替代，例如冲击件被制成大致为杆状，其中间有孔套在旋转轴上，其至少一端起到和上述冲击轮的凸起相同的功能。本领域的普通技术人员可以很容易想到，还有其他形状或构造的元件或装配组件显而易见地适于用在打钉枪中替代冲击轮。

在本实施方式中，回复弹簧42始终向击钉杆41施加朝向机壳内部的力，使得打钉枪一被启动，冲击轮10即开始冲击击钉杆41。在其他一些实施方式中，还可以在击钉装置上设置弹簧或其他类型的回复装置向击钉装置施加朝向机壳外部的力，使得在击钉装置没有被另外施加朝向机壳内部的力时，冲击装置转动时不会接触击钉杆，这样也可以减少打钉枪在空载运转时冲击装置和击钉装置相接触部分的磨损，延长整机使用寿命。在其他实施方式中，还可以在击钉装置和枪嘴部分的其他部分之间装有摩擦件(例如密封圈、合适形状的橡胶件等)，当击钉装置没有受到其他力(例如冲击装置的冲击力、或钉子的顶推力)作用时，使击钉装置相对于该其他部分定位在当前位置上，这样也可以使打钉枪在空载运转时减少冲击装置和击钉装置相接触部分的磨损。

本实施方案一中打钉枪中的止动销实质上可以去除，具体原因将在下面的实施方案二叙述。

实施方案二

本实施方案二的打钉枪如图8、图9和图10所示，虽然外观上显得与实施例一明显不同，拆去电池包后的机壳30呈T字形，电机20不是垂直安置在握柄部位，而是水平安置在位于机壳30前端的枪嘴部分40的后侧，但其内部的传动机构以及击打工作原理却基本相同，不另赘述。

除个别零件的形状存在差异外，本实施方案二与实施方案一中传动机构及击打原理存在的显著不同点是：本实施例的打钉枪中没有止动销。在实际操作中，在将钉子钉入较坚硬物体的过程中、或者钉子已经被完全钉入物体，击钉杆有可能受到较大击打阻力，使得击钉杆还没有达到最大行程就停止前行，此时和冲击轮相接触的击钉杆的那一端就起到如同止动销一样的作用，将迫使冲击轮在凹槽和其中啮合件(例如钢珠)的作用下，朝压缩蓄能弹簧的第二位置相对于旋转轴发生轴向位移；而当冲击轮移动到脱离与受阻的击钉杆的接触后，就如同脱离止动销的制动一样，蓄能弹簧将释放弹性势能，使冲击轮在凹槽和其中啮合件的作用下，以超越旋转轴正常旋速的速度旋转，其旋转势能引起冲击轮对击钉杆有力的冲击，再次高效击打击钉杆。

由此可知，在没有止动销的情况下，只要击钉装置受到的阻力超出一个特定范围，击钉装置在每次冲击时也起到止动销的作用，打钉枪的冲击装置在旋转轴匀速转动的过程中，实现自身时而暂停、时而高速旋转的周期性变速运动，并通过其不断产生的高速旋转周期性地冲击击钉装置，从而驱动击钉装置产生周期性的高效击打。因此，实施方案一中的打钉枪的止动销实质上也可以去除。

此外，实施方案二中的弹簧130、420和实施方案一中的弹簧13、42也可用其他类型弹性偏压元件或装置、或具有吸引、排斥力的偏压装置代替，例如可以用磁性件或可产生磁力的装置来代替弹簧130、420以及13、42。

实施方案二中的冲击轮100和实施方案一中的冲击轮10也可以采用活塞、离心装置或弹簧推动等结构或方式来替代实现轴向撞击击钉杆。

在实施方案一和实施方案二中，冲击装置被驱动向击钉装置实施周期性的冲击动作，使击钉装置进行直线往复运动。然而，本领域的普通技术人员还可以意识到，如果将击钉装置设计成一个杠杆机构，冲击装置冲击杠杆机构的一端，使其绕着杠杆机构的转轴转动，则其另一端则可以向钉子进行冲击，在这种情况下，击钉装置在冲击装置的周期性冲击下往复摆动，从而实现击钉功能。

总而言之，本发明揭示的打钉枪并不局限于以上实施例所述的内容以及附图所表示的结构。在本发明的基础上对其中构件的形状及位置所做的显而易见地改变、替代或者修改，都在本发明要求保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种打钉枪，包含一容纳电机的机壳和一容纳击钉装置的枪嘴部分，其特征在于，机壳的主体部分形成一个长形握柄，所述电机安置在机壳的握柄部位，其电机输出轴的中心轴线平行于机壳的主体部分的纵长方向，主体部分的上部具有一孔，枪嘴部分的至少一部分从该孔中伸出且击钉装置基本上垂直于机壳的主体部分的纵长方向，所述机壳内还包含一个将所述电机的旋转运动转变为对所述击钉装置的周期性连续冲击动作的旋转-直线传动机构，所述旋转-直线传动机构进一步地包含一个对所述击钉装置施加周期性连续冲击动作的冲击组件，所述电机的输出轴的中心轴线垂直于击钉装置。

2.如权利要求1所述的打钉枪，其特征在于，所述击钉装置包含可与一个被击打钉子的头部接触的击打部分，以及一个可和所述冲击组件接触的被冲击部分。

3.如权利要求1所述的打钉枪，其特征在于，所述击钉装置包含一个可相对于所述机壳往复运动的往复件。

4.如权利要求3所述的打钉枪，其特征在于，所述往复运动为直线往复运动。

5.如权利要求1所述的打钉枪，其特征在于，所述打钉枪由交流电供电。

6.如权利要求5所述的打钉枪，其特征在于，所述枪嘴部分还包含一可容纳被击打钉子的头部的容钉口。

7.如权利要求6所述的打钉枪，其特征在于，所述容钉口内装有至少一个磁性件。

8.如权利要求1所述的打钉枪，其特征在于，所述传动机构包含用于垂直转向传动的齿轮传动部分。

9.如权利要求2所述的打钉枪，其特征在于，所述冲击组件包含一个旋转冲击件，该旋转冲击件具有一旋转轴线、并包含至少一个和所述击钉装置的被冲击部分周期性接触的冲击部分。

10.如权利要求9所述的打钉枪，其特征在于，当所述旋转冲击件的冲击部分和所述击钉装置的被冲击部分冲击接触时，所述冲击部分向所述被冲击部分施加的冲击力方向垂直于所述旋转轴线。

11.如权利要求9所述的打钉枪，其特征在于，当所述旋转冲击件的冲击部分和所述击钉装置的被冲击部分冲击接触时，所述击钉装置的运动方向垂直于所述旋转轴线。

12.如权利要求9所述的打钉枪，其特征在于，当所述旋转冲击件的冲击部分和所述击钉装置的被冲击部分冲击接触时，所述被冲击部分和所述冲击部分相接触的表面的法线垂直于所述旋转轴线。

13.如权利要求9中所述的打钉枪，其特征在于，所述冲击组件包含一由所述电机驱动的旋转轴，所述旋转冲击件装在所述旋转轴上，所述旋转轴和旋转冲击件上分别制有方向相反的对应凹槽，所述对应凹槽中装有啮合件，所述旋转轴和所述旋转冲击件之间装有蓄能装置。

14.如权利要求13所述的打钉枪，其特征在于，所述旋转冲击件具有相对于旋转轴的第一轴向位置和第二轴向位置，当处于第一轴向位置时，所述旋转冲击件的冲击部分的旋转圆周中存在与所述击钉装置的被冲击部分接触的预定位置，所述蓄能装置处于放松状态，当处于第二轴向位置时，所述冲击部分和所述被冲击部分接触并被制动，所述蓄能装置处于蓄能状态。

15.如权利要求9所述的打钉枪，其特征在于，所述冲击组件包含一由所述电机驱动的旋转轴，所述旋转轴上开有一对斜槽，所述各斜槽成“V”字形，所述旋转冲击件的内圆柱面上开有一对与两斜槽位置分别相对的圆弧形导槽，所述导槽的圆弧开口方向与所述“V”字形斜槽相反。

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