CN102554892A - 具有减振装置的摆式动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结构简单紧凑的、低成本且操作舒适的具有减振装置的摆式动力工具，在该摆式动力工具的壳体中容纳有电机，电机通过往复摆动的传动装置与用于驱动工作头的驱动轴连接，带动驱动轴围绕其轴线往复摆动，传动装置的驱动件上作用有减振装置的至少一个弹性元件，弹性元件的第一作用端可作用在壳体上，弹性元件的第二作用端可作用在与传动装置的摆动方向基本垂直的驱动件内侧的支撑面上，这样可以增加了弹性元件的预压长度，减少弹性元件工作时的压缩比，改善弹性元件的工作状况，延长弹性元件的工作寿命，因此能较大程度改善摆式动力工具的减振性能，也便于设计较小尺寸就能包容驱动件和减振装置的壳体。

Description

具有减振装置的摆式动力工具

技术领域

本发明涉及一种手持式摆式动力工具，尤其是一种带有减振装置的摆式动力工具。

背景技术

德国FEIN公司申请的专利US2003/0220058A1为一种摆式动力工具，在摆式动力工具的壳体中容纳有电机，电机通过往复摆动的传动装置与用于驱动工作头的驱动轴连接，带动驱动轴围绕其轴线往复摆动，传动装置的驱动件的两外侧各作用有减振装置的一个螺旋弹簧，螺旋弹簧的一端作用在壳体内侧上，螺旋弹簧的另一端作用在驱动件外侧的支撑面上。

摆式动力工具的驱动轴绕其轴线以0.6～7°的小回转角和每分钟5000～25000次的高频率往复摆动，作用在驱动件的两外侧的螺旋弹簧也要承受每分钟5000～25000次的高频率压缩与回复运动，作为工作寿命(如100小时)满足用户需要的摆式动力工具，其螺旋弹簧在摆式动力工具全寿命周期内要承受10⁸次的压缩与回复运动，10⁸次的寿命对螺旋弹簧是极其残酷的(一般螺旋弹簧的寿命为10⁶次)，同时由于该摆式动力工具的螺旋弹簧的一端作用在壳体内侧上，另一端作用在驱动件外侧的支撑面，驱动件外侧到壳体内侧的距离较近，螺旋弹簧的预压长度较短，相对到往复摆动轴线的距离和摆幅一定的螺旋弹簧，其螺旋弹簧的工作时的压缩比较大，因此该摆式动力工具的螺旋弹簧在工作一定时间后，弹簧经常会因弹性衰减或疲劳而失效，导致摆式动力工具或其减振装置无法正常工作。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单可靠的，且减振性能较好的摆式动力工具。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

具有减振装置的摆式动力工具，在摆式动力工具的壳体中容纳有电机，电机通过往复摆动的传动装置与用于驱动工作头的驱动轴连接，带动驱动轴围绕其轴线往复摆动，传动装置的驱动件上作用有减振装置的至少一个弹性元件，弹性元件优选螺旋弹簧，弹性元件的第一作用端可作用在壳体上，弹性元件的第二作用端可作用在与传动装置的摆动方向基本垂直的驱动件内侧的支撑面上。

本发明的优点在于：弹性元件的第一作用端可作用在壳体上，第二作用端可作用在与传动装置的摆动方向基本垂直的驱动件内侧的支撑面上，这就大大增加了弹性元件的预压长度，相对到往复摆动轴线的距离和摆幅一定的弹性元件，其弹性元件工作时的压缩比就比较小，这就大大改善了弹性元件的工作状况，延长了弹性元件的工作寿命，因此能较大程度改善摆式动力工具的减振性能，也便于设计较小尺寸就能包容驱动件和减振装置的壳体，就可满足工具减振的需要，便于操作者舒适地握持和操作摆式动力工具。

减振装置的弹性元件的作用端可作用在壳体或与传动装置的摆动方向基本垂直的驱动件内侧的支撑面上，是指减振装置的弹性元件的作用端在往复摆动工作周期内的某一时间段或全过程中，弹性元件的作用端与壳体或驱动件内侧发生作用，作用时间可长可短。弹性元件的个数可以是一个、二个甚至多个，可视具体情况而定。

该具有减振装置的摆式动力工具可通过以下技术方案中描述的措施进一步改进和完善。

弹性元件的作用端可直接或间接地作用在壳体上。弹性元件的作用端可直接作用在与传动装置的摆动方向基本垂直的壳体内侧的支撑面上；弹性元件的作用端可通过过渡支架间接地作用在壳体上，过渡支架的弹性元件支撑面与传动装置的摆动方向基本垂直。

弹性元件的作用端可直接作用在驱动件内侧的支撑面上或通过弹性元件座间接地作用在驱动件内侧的支撑面上。

在弹性元件二个作用端中的至少一个作用端可对壳体和驱动件交替进行作用。该弹性元件作用端在往复摆动工作周期内的某一时间段与壳体发生作用，在往复摆动工作周期内的另一时间段与驱动件发生作用，这两种情况交替重复进行。

弹性元件的二个作用端均可对壳体和驱动件交替进行作用，是对上一方案的优化。在弹性元件二个作用端中任一作用端在往复摆动工作周期内的某一时间段与壳体发生作用，在往复摆动工作周期内的另一时间段与驱动件发生作用，这两种情况交替重复进行。

驱动件内侧的两支撑面间距与壳体内侧的两支撑面间距或过渡支架的两弹性元件支撑面间距基本相等。这样可以保证减振装置在往复摆动工作周期的全过程或一半摆动工作周期内对摆式动力工具的驱动件起减振和阻尼作用。间距基本相等是指两者间距比较接近，驱动件内侧的两支撑面间距可以比壳体内侧的两支撑面间距或过渡支架的两弹性元件支撑面间距略大，也可以比壳体内侧的两支撑面间距或过渡支架的两弹性元件支撑面间距略小，减振装置就可在摆动过程中对摆式动力工具的驱动件起减振和阻尼作用。

当然也可以弹性元件座上设有台阶。通过在弹性元件座上设有台阶，以弥补驱动件内侧的两支撑面间距与壳体内侧的两支撑面间距或过渡支架的两弹性元件支撑面间距不等，以便减振装置在摆动工作周期的更多时间内对摆式动力工具的驱动件起减振和阻尼作用。

弹性元件至少部分包容在驱动件内，甚至全部包容在驱动件内。便于设计较小尺寸的能包容驱动件和减振装置的壳体，就可满足工具减振的需要，便于操作者舒适地握持和操作摆式动力工具。

弹性元件为螺旋压缩弹簧或螺旋扭转弹簧，数量只有一个。螺旋压缩弹簧和螺旋扭转弹簧比较常规的螺旋弹簧，便于大批量、低成本高精度地制造。减振装置采用一个弹性元件可以减少弹性元件的数量，降低成本，又可避免二个弹性元件参数不完全一致而引起的问题。

驱动轴与驱动件之间存在螺纹联接或胶粘联接。这样可以用最常规的螺纹联接和胶粘联接这两种机械联接方式将驱动轴与驱动件低成本、可靠地联接在一起。

驱动轴的工作头接收端上设置有至少一个用于接收和固定工作头的形配合连接元件，形配合连接元件优选为与驱动轴过盈配合联接的销钉。通过在驱动轴的工作头接收端上设置有形配合连接元件，可以将与形配合连接元件相配的工作头形配合地连接，实现摆式动力工具高效地工作。

附图说明

图1a是本发明的第一实施例的局部纵剖图，图中减振装置的弹性元件为螺旋弹簧，数量为二个；图1b是图1a的II局部剖视图，驱动件处于往复摆动中心。

图2a是图1a所示实施例的II II局部横剖图，图中减振装置的螺旋弹簧直接作用在壳体内侧的支撑面和驱动件内侧的支撑面之间。

图2b是本发明的第二实施例的的局部横剖图，图中减振装置的螺旋弹簧分别通过过渡支架和弹性元件座作用在壳体和驱动件上，驱动件处于往复摆动中心。

图3a和图3b是本发明的第三实施例的的局部横剖图，图中减振装置的螺旋弹簧的个数为一个，图3a中的驱动件处于摆动中心，图3b中的驱动件向左偏离摆动中心。

图4a、图4b和图4c分别是本发明的第四、第五和第六实施例的的局部横剖图，图中减振装置的螺旋弹簧的个数为一个。

图5a和图5b是本发明的第七和第八实施例的的局部横剖图，图中减振装置的螺旋弹簧的个数为一个。

图6是本发明的第九实施例的局部纵剖图，图中减振装置的螺旋弹簧的个数为一个。

具体实施方式

如图1a、图1b和图2a所示：具有减振装置(50)的摆式动力工具(10)，在摆式动力工具(10)的壳体(20)中容纳有电机(40)，电机(40)通过往复摆动的传动装置(30)与用于驱动工作头(60)的驱动轴(70)连接，带动驱动轴(70)围绕其轴线(72)往复摆动，传动装置(30)的驱动件(35)上作用有减振装置(50)的二个螺旋弹簧(51，52)，螺旋弹簧(51，52)的第一作用端(51A，52A)作用在壳体(20)内侧的支撑面(21A，22A)上，螺旋弹簧(51，52)的第二作用端(51B，52B)作用在与传动装置(30)的摆动方向基本垂直的驱动件(35)内侧的支撑面(35B)上。

图1b中驱动件处于摆动中心的状态，螺旋弹簧(51，52)预压在壳体(20)内侧的支撑面(21A，22A)与驱动件(35)内侧的支撑面(35B)之间，摆式动力工具(10)传动装置(30)的驱动件(35)在与电机(40)偏心输出轴相连接的轴承驱动下向下摆动，偏离摆动中心，螺旋弹簧(51)吸收动能而逐步压缩，螺旋弹簧(52)释放弹性势能而回复，直至摆动到下侧的最远；驱动件(35)在与电机(40)偏心输出轴连接的轴承驱动下，向上摆动，螺旋弹簧(51)释放弹性势能而回复，螺旋弹簧(52)吸收动能而逐步压缩，直至摆动到上侧的最远点；驱动件(35)再在电机(40)的驱动下，向下摆动，螺旋弹簧(51)吸收动能而逐步压缩，螺旋弹簧(52)释放弹性势能而回复，驱动件回到摆动中心的状态，完成一个往复摆动周期，摆式动力工具(10)重复上述运动循环而工作。摆式动力工具(10)在摆动过程中，驱动件(35)内侧始终紧贴轴承，这样可以减少两者由于相当运动而产生的撞击振动和噪声，从而达到减振效果。

图1b中的螺旋弹簧(51，52)预压在壳体(20)内侧的支撑面(21A，22A)和驱动件(35)内侧的支撑面(35B)之间，螺旋弹簧(51，52)具有较长的预压长度L1，而德国FEIN公司US2003/0220058A1所述的摆式动力工具的弹性元件作用在壳体和驱动件外侧之间，其弹性元件的预压长度L0相对较短，相对到往复摆动轴线的距离和摆幅2S都一定的弹性元件，本设计的弹性元件工作时的压缩比就比较小，这就大大改善了弹性元件的工作状况，延长了弹性元件的工作寿命，因此能较大程度改善摆式动力工具的减振性能，也便于设计较小尺寸的就能包容驱动件和减振装置的壳体，满足工具减振的需要，便于操作者舒适地握持和操作摆式动力工具。

弹性元件的作用端可直接或间接地作用在壳体上。弹性元件的作用端可直接作用在与传动装置的摆动方向基本垂直的壳体内侧的支撑面上；弹性元件的作用端也可通过过渡支架间接地作用在壳体上，过渡支架的弹性元件支撑面与传动装置的摆动方向基本垂直。同时弹性元件的作用端可直接作用在驱动件内侧的支撑面上，或通过弹性元件座间接地作用在驱动件内侧的支撑面上。

如图2b所示，螺旋弹簧(51，52)的第一作用端(51A，52A)通过过渡支架(23A，23B)间接地作用在壳体(20)上，螺旋弹簧(51，52)的第二作用端(51B，52B)通过弹性元件座(36)间接地作用在驱动件内侧的支撑面上。

图2b中的过渡支架(23A，23B)为二个独立元件，也把两者可以设计成一个整体元件；图2b中的弹性元件座(36)为一个整体元件，也把两者可以设计成二个独立元件。

图3a中的驱动件(35)处于摆动中心，此状态时的螺旋弹簧(51)的一作用端(51AB)作用在驱动件(35)左内侧的支撑面(35B)上，螺旋弹簧(51)的另一作用端(51B)作用在驱动件(35)右内侧的支撑面(35B)上，摆式动力工具(10)的驱动件(35)在电机(40)的驱动下向左摆动，摆动一定的距离后，螺旋弹簧(51)的一作用端(51AB)逐渐与过渡支架(23)相接触，同时该作用端(51AB)逐渐与驱动件(35)左内侧的支撑面(35B)分离，过渡支架(23)进一步压缩螺旋弹簧(51)，再摆动一定的距离后，摆式动力工具呈图3b所示的的状态，即图3b中的驱动件(35)处于偏离摆动中心的状态，螺旋弹簧(51)的作用端(51AB)通过过渡支架(23)间接地作用在壳体(20)上，直至摆动到左侧的最远点，驱动件(35)在电机(40)的驱动下向右摆动，螺旋弹簧(51)的作用端(51AB)逐渐与驱动件(35)左内侧的支撑面(35B)相接触，逐渐与过渡支架(23)相分离，螺旋弹簧(51)逐渐回复到驱动件(35)两内侧的支撑面(35B)间距的长度，直至摆动到右侧的最远点，再在电机(40)的驱动下向左摆动，直至图3a所示的状态，完成一个往复摆动周期。在一个往复摆动周期内，螺旋弹簧(51)的作用端(51AB)分别与过渡支架(23)和驱动件(35)左内侧的支撑面(35B)各接触一次，摆式动力工具重复上述运动循环而工作，螺旋弹簧(51)的作用端(51AB)交替对壳体和驱动件进行作用，对摆式动力工具起减振作用。但螺旋弹簧(51)只在偏离摆动中心向左运动的过程中起减振作用，减振效果比较有限。

图4a中的驱动件(35)处于摆动中心，此状态时的螺旋弹簧(51)被预压在作用在驱动件(35)内侧的两支撑面(35B)之间，驱动件(35)内侧的两支撑面(35B)间距D2与壳体内侧的过渡支架(21A)的两弹性元件支撑面间距D1基本相等，D1略大于D2；图4b中的驱动件(35)也处于摆动中心，此状态时的螺旋弹簧(51)被预压在作用在壳体内侧的过渡支架(21A)的两弹性元件支撑面之间，驱动件(35)内侧的两支撑面(35B)间距D2也与壳体内侧的过渡支架(21A)的两弹性元件支撑面间距D1基本相等，但D1略小于D2。图4a和图4b中的螺旋弹簧(51)二个作用端(51AB)均可交替对壳体和驱动件进行作用，从而对摆式动力工具起减振作用。当螺旋弹簧(51)的二个作用端(51AB)同时作用在壳体上或同时作用在驱动件内侧时，对摆式动力工具不起减振作用，但相对单个作用端(51AB)交替对壳体和驱动件进行作用的摆式动力工具，其减振效果显著改善。D1与D2差值应小于两倍偏心距(即2S)在驱动件的螺旋弹簧作用点形成的摆动方向的分量值，否则起不到减振效果，因此驱动件内侧的两支撑面间距与壳体内侧的两支撑面间距或过渡支架的两弹性元件支撑面间距应基本相等。

图4c是由图4a和图4b演变而成的理想状态，D1＝D2，螺旋弹簧始终交替工作在吸收动能压缩与释放弹性势能回复的状态之中，摆式动力工具(10)驱动件(35)内侧始终紧贴轴承，减少两者相当运动产生的撞击振动和噪声，能达到理想的减振效果。

图5a和图5b是图4c的变形，图5a中的螺旋弹簧(51)二个作用端(51AB)均可交替对壳体(20)和驱动件(35)进行作用，D3＝D2；图5b中的螺旋弹簧(51)二个作用端(51AB)均通过弹性元件座(36)间接交替对壳体(20)和驱动件(35)进行作用，弹性元件座(36)上设有台阶。通过在弹性元件座上设有台阶，以弥补驱动件内侧的两支撑面间距D2与壳体内侧的两支撑面间距D3不等，以便减振装置在摆动工作周期的更多时间内对摆式动力工具的驱动件起减振和阻尼作用。

在图3a、图3b、图4a、图4b、图4c、图5a、和5b和图6中，弹性元件均为螺旋压缩弹簧，且数量都是一个，只用一个螺旋压缩弹簧便于摆式动力工具低成本地制造，同时可以解决FEIN摆式动力工具采用二个螺旋压缩弹簧减振因二个螺旋压缩弹簧参数不一致所引起的麻烦，便于具有减振装置的摆式动力工具低成本、大批量地地制造。

图6中的摆式动力工具(10)驱动轴(70)与驱动件(35)之间存在螺纹联接(38)或胶粘联接。这样可以用最常规的螺纹联接和胶粘联接这两种机械联接方式将驱动轴与驱动件低成本、可靠地联接在一起。同时驱动轴(70)的工作头接收端(71)上设置有至少一个用于接收和固定工作头的形配合连接元件，形配合连接元件为与驱动轴(70)过盈配合联接的销钉(73)。通过在驱动轴(70)的工作头接收端(71)上设置销钉(73)，可以将与销钉(73)相配的工作头(60)形配合孔(63)地连接，实现摆式动力工具高效地工作。

以上措施是对第一实施例的优化和和补充，具体实施例可根据实践情况灵活选用。

Claims (12)

1.具有减振装置的摆式动力工具，在所述的摆式动力工具的壳体中容纳有电机，电机通过往复摆动的传动装置与用于驱动工作头的驱动轴连接，带动驱动轴围绕其轴线往复摆动，传动装置的驱动件上作用有减振装置的至少一个弹性元件，弹性元件优选螺旋弹簧，弹性元件的第一作用端可作用在壳体上，其特征在于：所述的弹性元件的第二作用端可作用在与传动装置的摆动方向基本垂直的驱动件内侧的支撑面上。

2.根据权利要求1所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的弹性元件的作用端可直接作用在与传动装置的摆动方向基本垂直的壳体内侧的支撑面上。

3.根据权利要求1所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的弹性元件的作用端可通过过渡支架间接地作用在壳体上，过渡支架的弹性元件支撑面与传动装置的摆动方向基本垂直。

4.根据权利要求1所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的弹性元件的作用端可直接作用在驱动件内侧的支撑面上或通过弹性元件座间接地作用在驱动件内侧的支撑面上。

5.根据以上权利要求中任一项所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的弹性元件的至少一个作用端可对壳体和驱动件交替进行作用。

6.根据权利要求中5所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的弹性元件的二个作用端均可对壳体和驱动件交替进行作用。

7.根据权利要求中6所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的驱动件内侧的两支撑面间距与壳体内侧的两支撑面间距或过渡支架的两弹性元件支撑面间距基本相等。

8.根据权利要求中6所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的弹性元件座上设有台阶。

9.根据权利要求中5或6或7所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的弹性元件至少部分包容在驱动件内。

10.根据以上权利要求中任一项所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的弹性元件为螺旋压缩弹簧或螺旋扭转弹簧，数量只有一个。

11.根据以上权利要求中任一项所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的驱动轴与驱动件之间存在螺纹联接或胶粘联接。

12.根据以上权利要求中任一项所述的摆式动力工具，其特征在于：所述的驱动轴的工作头接收端上设置有至少一个用于接收和固定工作头的形配合连接元件，形配合连接元件优选为与驱动轴过盈配合联接的销钉。

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