CN103331735B - 用于进行冲击作业的冲击装置以及工具机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于进行冲击作业的冲击装置和工具机。该冲击装置包括动力驱动输出部分、冲击部分、冲击传递部分和导向部分，所述动力驱动输出部分提供动力并具有往复运动部，所述往复运动部输出往复运动以使得所述冲击部分沿冲击作业方向进行往复运动，并且向所述冲击传递部分施加第一作用力以使其对加工对象实施冲击作业，所述导向部分至少对所述往复运动部和所述冲击传递部分进行导向，它还包括与所述往复运动部相关联的偏压部分，其被设置成使得所述往复运动部直接或者通过导向部分向所述冲击传递部分施加第二作用力，所述第二作用力与所述第一作用力方向相同。本发明能提高防空锤能力，有效吸收冲击反作用力，改善使用寿命和舒适性。

Description

用于进行冲击作业的冲击装置以及工具机

技术领域

本发明涉及冲击装置，尤其涉及一种用于进行冲击作业的冲击装置以及设置有该冲击装置的工具机，尤其是诸如手持式锤钻或冲击锤等手持式工具机。

背景技术

在现有技术中，针对加工对象进行冲击作业的冲击装置通常包括一个被称为砧铁(Anvil)或垫铁的元件，该砧铁或垫铁可以轴向移动地被导向在导向部件内，并且导向部件通常与整个工具机进行相对固定而不能在冲击方向上产生相对移动，并且在驱动侧包含一驱动电机，通过往复运动转换机构将该驱动电机的旋转转换成活塞的往复运动，在活塞和砧铁或垫铁之间设置一个冲击锤(Hammer)，该冲击锤、活塞之间可以形成密闭的空气弹簧，以使活塞能够驱动冲击锤产生往复的锤击运动，在冲击装置内使冲击锤对砧铁或垫铁沿冲击工作方向施加冲击。该冲击能量通过该砧铁或垫铁传递到与之接触的被安装在刀具夹具的刀具(bit)的驱动侧的端部上，冲击能量再通过该刀具传递到被加工对象上。冲击反作用力可通过上述导向部件传递出来。

尽管至今已经存在很多此类冲击装置以及具有这样冲击装置的工具机，特别是手持式锤钻或冲击锤等，而且也有很多专利文献对其进行了大量研究，然而这些现有的冲击装置和工具机在结构设计、使用性能、安全性能等方面还存在一些不足之处，需要进行改进和优化。

例如，在专利文献EP2394795A1中提出了在砧铁或垫铁、或者在导向机构的刀具侧和驱动侧设置相应的单向密封，使砧铁或垫铁在冲击方向的反方向运动时受到因气密而产生制动力作用，但在冲击方向运动时不出现制动作用，以此来避免冲击锤在非工作状态下锤击砧铁或垫铁的情况(即空锤现象)。以上方案能够防止砧铁或垫铁在非工作模式下的反弹，防止第二次空锤，但是并不能避免第一次空锤的发生，而且其加工和制造成本相对较高。此外，当操作者希望从非工作模式快速转为工作模式时，由于制动力的作用会使这样的转换速度降低，影响工作效率。

在专利文献US8011443B2中提出在冲击锤和砧铁或垫铁之间设置一弹簧元件，这种构造能够实现将大的力从冲击锤传递到砧铁或垫铁上，并且支持冲击锤撞击到砧铁或垫铁上，从而改善了冲击锤冷态的启动性能。但是，该方案将调整冲击锤的冲击力与冲击时间的关系，延长了冲击锤的力作用时间，而且冲击锤的峰值冲击力会降低，由于手持式工具机是依靠瞬时冲击力进行工作的，其冲击力峰值的降低将会影响到对加工对象的实际破碎效果。

在专利文献EP1910039B1中公开了一种砧铁或垫铁的导向装置，其试图在合理的制造经济前提下，通过在主体上使用多种不同硬度的材料来提高该冲击装置的寿命。然而，对于冲击锤在瞬间冲击砧铁或垫铁和刀具，由于刀具的反弹力数值非常大，持续时间非常短，即便如其所述地将主体的驱动侧部分使用弹性体如橡胶来吸收，其能量还是会大部分传递到工具机外部，导致操作者在使用时感觉到反作用力的振动，降低使用舒适性和安全性等。此外，在专利文献DE102010030026A1中也存在类似问题。

另外，在专利文献EP1578563B1的技术方案中需要操作者在操作工具机时始终对该工具机施加一个额外的力来克服其中复位弹簧的复位力，该复位力的用处是防止发生空锤。而且，在复位弹簧的复位力设定上存在这样的矛盾：如果复位力大，则复位效果好，但操作者需要始终克服大的复位力，致使使用感受变差；如果复位力小，则复位效果小，操作者不需要克服过大的复位力，但获得及时的复位以防止空锤的目的也变差。

在专利文献WO2013004459A1中同时设置了复位弹簧以及吸收反作用力的弹性体(如橡胶等)，然而其简单的合成也不具有很好的效果，甚至更差。例如，在它的方案中反作用力并未完全被弹性元件所吸收而部分地传递到机器外部，同时为了让操作者克服弹簧的复位力，操作者还要用力去按压工具机，就使得由冲击反作用力产生的振动感受被加强。

在其他一些专利文献EP2415564B1、US7828072B2、US7168504B2、JP61095807A、DE2641070C2、EP0429475B1、US6116352A等中也都存在着例如吸收冲击反作用力差、使用舒适性不佳、结构和制造复杂度较高、冲击加工效果不理想、无法避免第一次空锤锤击、使用寿命短、占用空间大等诸多弊端。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了用于进行冲击作业的冲击装置以及工具机，从而有效解决了现有技术中存在的上述问题以及其他方面的问题。

根据本发明的一个方面，首先提供了一种用于进行冲击作业的冲击装置，其包括动力驱动输出部分、冲击部分、冲击传递部分和导向部分，所述动力驱动输出部分提供动力并具有往复运动部，所述往复运动部输出往复运动以使得所述冲击部分沿冲击作业方向进行往复运动，并且向所述冲击传递部分施加第一作用力以使其对加工对象实施冲击作业，所述导向部分至少对所述往复运动部和所述冲击传递部分进行导向，所述冲击装置还包括与所述往复运动部相关联的偏压部分，其被设置成使得所述往复运动部直接或者通过导向部分向所述冲击传递部分施加第二作用力，所述第二作用力与所述第一作用力方向相同。

在根据本发明的用于进行冲击作业的冲击装置的上述实施方案中，可选地，所述第二作用力的最大值和最小值分别对应于所述往复运动部进行往复运动时与所述冲击传递部分之间距离最小和最大。

在根据本发明的用于进行冲击作业的冲击装置的上述实施方案中，可选地，在由所述第二作用力的最大值和最小值构成的数值区间内，所述第二作用力呈周期性变化。

在根据本发明的用于进行冲击作业的冲击装置的上述实施方案中，可选地，在由所述第二作用力的最大值和最小值构成的数值区间内，所述第二作用力具有分别对应于所述第一作用力被施加之前和被施加之后的第一数值和第二数值，所述第一数值大于所述第二数值。

在根据本发明的用于进行冲击作业的冲击装置的上述实施方案中，可选地，所述偏压部分包括分别与所述往复运动部相连的第一磁体、以及与所述冲击传递部分或导向部分相连的第二磁体，并且所述第一磁体与所述第二磁体的相同磁极彼此相对布置以形成所述第二作用力。

在根据本发明的用于进行冲击作业的冲击装置的上述实施方案中，可选地，所述往复运动部包括筒形活塞，所述冲击部分包括冲击锤，所述冲击锤套设于所述筒形活塞中并在其间设有根据工作状态或非工作状态而能形成或断开的空气弹簧，所述第一磁体设于所述筒形活塞上；所述冲击传递部分包括刀具、以及与所述刀具相连的砧铁或垫铁，所述第二磁体设于所述砧铁或垫铁上；或者

所述往复运动部包括柱形活塞，所述冲击部分包括冲击锤，所述第一磁体设于所述柱形活塞上；所述冲击传递部分包括刀具、以及与所述刀具相连的砧铁或垫铁；所述导向部分包括外套管和内套管，所述内套管以相对于所述外套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述外套管内，所述砧铁或垫铁以相对于所述外套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述外套管内并能推动所述内套管沿冲击作业方向移动，所述柱形活塞和所述冲击锤以相对于所述内套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述内套管内，并且在所述柱形活塞和所述冲击锤之间设有根据工作状态或非工作状态而能形成或断开的空气弹簧，所述第二磁体设于所述内套管上。

在根据本发明的用于进行冲击作业的冲击装置的上述实施方案中，可选地，所述偏压部分包括弹性部件，其被设置成至少在所述往复运动中分别与所述往复运动部、以及所述冲击传递部分或导向部分相抵靠接触以形成所述第二作用力。

在根据本发明的用于进行冲击作业的冲击装置的上述实施方案中，可选地，所述往复运动部包括筒形活塞，所述冲击部分包括冲击锤，所述冲击锤套设于所述筒形活塞中并在其间设有根据工作状态或非工作状态而能形成或断开的空气弹簧，所述冲击传递部分包括刀具、以及与所述刀具相连的砧铁或垫铁，所述弹性部件的一端在所述往复运动中与所述筒形活塞相抵靠接触，其另一端与所述砧铁或垫铁相连；或者

所述往复运动部包括柱形活塞，所述冲击部分包括冲击锤，所述冲击传递部分包括刀具、以及与所述刀具相连的砧铁或垫铁，所述导向部分包括外套管和内套管，所述内套管以相对于所述外套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述外套管内，所述砧铁或垫铁以相对于所述外套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述外套管内并能推动所述内套管沿冲击作业方向移动，所述柱形活塞和所述冲击锤以相对于所述内套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述内套管内，并且在所述柱形活塞和所述冲击锤之间设有根据工作状态或非工作状态而能形成或断开的空气弹簧，所述弹性部件的一端在所述往复运动中与所述柱形活塞相抵靠接触，其另一端与所述内套管相连。

在根据本发明的用于进行冲击作业的冲击装置的上述实施方案中，可选地，所述冲击传递部分还被设置成能以冲击作业方向为轴线进行旋转运动。

根据本发明的另一个方面，它还提供了一种工具机，在所述工具机中设置有如以上所述用于进行冲击作业的冲击装置。

在根据本发明的工具机的上述实施方案中，可选地，所述工具机为手持式工具机，所述手持式工具机设置有用于向所述动力驱动输出部分提供电能的电池单元和/或外接电源接口。

在根据本发明的工具机的上述实施方案中，可选地，所述第二作用力在所述冲击传递部分与所述导向部分沿冲击作业方向相抵靠时的等效应力大于操作者对所述手持式工具机施加的操作压力，并且所述操作压力大于使得所述工具机保持在工作状态所需的最小操作压力，以使得所述冲击传递部分处于工作状态时在沿冲击作业方向的一个位置上不与所述导向部分在冲击作业方向上相互接触。

首先，采用本发明的冲击装置可以提供高的复位力并将其传递给随刀具一同在导向结构中移动的例如砧铁或垫铁等零件，从而达到在第一次空锤发生之前通过较大的复位力作用而回复到非工作(空载)位置的目的，以避免第一次空锤发生的情况，这样就彻底提高了冲击装置的防空锤能力，尤其是对正常冲击工作中由于加工对象的突然破碎等非操作者意愿切换工作状态而产生的空锤趋势进行了有效避免，提高了安全性和零部件的使用寿命。其次，由于本冲击装置中偏压部分所提供的偏压力在宏观上的等效应力较小，因此无需操作者使用大的工作压力，他们在使用本发明的冲击装置以及工具机时不需要对其施加很大的握持压力，从而使得操作压力得到有效减少，这对于具有该冲击装置的大型或者重型手持式工具机效果尤为明显。此外，通过采用结构优化设计，本发明的冲击装置具有能有效吸收冲击反作用力的结构，从而充分吸收反作用力而不传递到工具机外部的操作者握持位置，从而有效减少了工具机的机体在工作中传递出的振动，改善了使用舒适性和安全性。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是具有根据本发明冲击装置的工具机的第一个实施方式的部分侧面剖视示意图。

图2是具有根据本发明冲击装置的工具机的第二个实施方式的部分侧面剖视示意图。

图3是图2所示第二个实施方式中压环、套筒等部分零部件的装配示意图。

图4是具有根据本发明冲击装置的工具机的第三个实施方式的部分侧面剖视示意图。

图5是具有根据本发明冲击装置的工具机的第四个实施方式的部分侧面示意剖视图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明用于进行冲击作业的冲击装置以及工具机的组成结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能没有在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

除非特别指明以外，在本文中出现的术语“电池”是泛指所有的可充电或不可充电的电池单体、电池组等，术语“部分”是指构成单个零部件或结构的一个部位或要素、或者是指构成所描述整体的一个或多个结构、零部件、装置或设备等。在本文中所提到的上、下、前、后、内、外、水平、竖直等方位用语是相对于各附图中所展示的冲击装置、工具机或其组成部分来进行说明的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而产生相应的变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

总体而言，本发明通过创新性地进行优化改进设计，它提供了可应用到工具机上进行冲击作业的冲击装置，从而可以带来诸如有效避免空锤、吸收冲击反作用力、综合减少振动、延长零部件使用寿命、提高操作者操作舒适性等众多技术效果。概括来讲，这样的冲击装置基本上包括动力驱动输出部分、冲击部分、冲击传递部分、导向部分和偏压部分这几个组成部分，下面就请参考在图1至图5中给出的四个具体实施方式来对本发明进行详细举例说明。

首先，请参考图1，在该图中仅以示意方式图示出了将本发明的冲击装置应用到工具机上的第一个实施方式的部分侧面剖视结构。该实施方式的电锤100是本发明在一种手持式工具机上的具体应用，它可以具有相对轻型的特征。如图1所示，冲击装置被布置在该电锤100的内部，以下就对它的各组成部分及其结构进行介绍。

在本实施方式中，该冲击装置中的动力驱动输出部分具体包括电机和筒形活塞，前者用来为整个电锤100提供驱动动力，并且通过后者向外输出往复运动，即当电锤100处于工作状态下时，筒形活塞作为动力驱动输出部分中的往复运动部进行往复运动。具体来讲，设于电机轴上的齿轮1a与套装在传动轴2a上的减速齿轮3a配合传动，将电机的转动能量传递到传动轴2a使其转动。导向管4a与传动轴2a平行布置，并且在导向管4a的前端开孔供刀具5a插入，在导向管4a的内部从刀具5a一侧先后布置砧铁6a、筒形活塞7a。冲击锤8a作为该冲击装置中的冲击部分被设置在筒形活塞7a中，并且在筒形活塞7a的后方设置有沿导向管4a垂直方向可旋转的旋转销21a，摆杆14a的一端穿过该旋转销21a，另一端为环状与一个具有与导向管有一定夹角的滚道的旋转体13a相连，旋转体13a与传动轴2a连接一起旋转，在旋转体13a和摆杆14a所形成的滚道上具有多个滚珠15a，这样就可以将上述动力驱动输出部分中的电机的旋转运动转化为摆杆14a沿导向管4a的摆动，然后由摆杆14a通过旋转销21a带动筒形活塞7a进行往复运动。

如图1所示，在导向管4a中还包含有环盘18a，其被卡环22a固定在导向管4a中。采用这种结构，可以使砧铁6a在导向管4a的一段轴向(即冲击作业方向)区间范围内进行移动，即这样的结构设定了电锤100空载(非工作)和工作状态下冲击传递部分的移动范围。当操作者按压电锤100将刀具5a用力作用于加工对象时，刀具5a连同砧铁6a一起作为冲击传递部分，它们沿导向管4a的轴线方向移动至环盘18a附近，这时冲击锤8a的冲击端81a也会被砧铁6a抵靠并且朝向动力驱动输出部分方向移动，冲击锤8a的环状密封圈82a会越过筒形活塞7a上的通气孔71a，从而使得在冲击锤8a和筒形活塞7a之间形成密闭的空气弹簧20a(其根据工作状态或非工作状态而形成或断开)，筒形活塞7a就可以带动冲击锤8a对砧铁6a和刀具5a实施锤击工作，即通过该冲击传递部分来对加工对象施加冲击作用力(即第一作用力)；当刀具5a未抵靠加工对象时，砧铁6a连同刀具5a会处于导向管4a的前端，环盘18a内嵌入O型圈19a以卡扣住冲击锤8a的冲击端81a，从而使得冲击锤8a停靠在筒形活塞7a的前端，这时该冲击锤上的环状密封圈82a位于通气孔71a的靠近刀具5a一侧，即保持空气弹簧20a处于断开状态，使得电锤100稳定在非工作(即空载无锤击)状态。此后，当操作者将该电锤抵压在加工对象上时，砧铁6a的移动将会顶压冲击端81a脱离O型圈19a向右移动，即同时形成了空气弹簧20a并使其进入了工作状态。

在砧铁6a的两侧设置有弹性垫圈61a、62a，以此来减少与导向管4a和环盘18a的刚性接触，并且导向管外部设置有两个轴承10a、11a来与电锤基体相连。同时，在导向管外侧设置有轴向外齿圈9a，其与输出轴上齿轮12a相配合，用于实现导向管4a连同刀具5的旋转运动，以便使得电锤100具备能锤、能钻(即冲击传递部分以冲击作业方向为轴线进行旋转运动)的功能。

在砧铁6a靠近冲击锤8a的一侧还安装有环形磁体16a，在筒形活塞7a的管口外缘具有环形磁体17a，这些环形磁体16a、17a在导向管4a方向同轴并且相同磁极相对布置，它们一起构成了本实施方式中的偏压部分，以便通过上述磁体间产生的排斥力来提供偏压力，该偏压力与在冲击作业对施加到加工对象上的冲击作用力具有相同方向，以下所使用的术语“排斥力”和“偏压力”以及在全文中其他处出现的“第二作用力”均具有相同含义。对于环盘18a，可以采用例如不锈钢等不影响上述磁体的磁性的材料构成。当电锤100工作时，操作者沿刀具冲击作业方向对该电锤施加推力(即操作压力)，环形磁体16a、17a之间的排斥力与推力方向相反，在筒形活塞7a运动到往复运动最前端(即刀具方向)时，上述排斥力为最大；在往复运动最后端(即动力驱动输出部分方向)时，上述排斥力最小。在往复的反复作用下，如果使上述排斥力的等效应力与操作者对电锤100施加的推力保持平衡，那么就进入了稳定工作状态。在本发明中，可以通过例如通过调节磁体的属性来改变排斥力的特征和大小，通过其等效应力来平衡操作者的推力作用。这样，当处于稳定工作时，就可以实现砧铁6a本身以及弹性垫圈62a不与环盘18a直接接触，而是使它们之间保持一定的距离(具体大小由操作者推力决定，如推力小则距离大；反之，如推力大则距离小。可以通过设定来满足在绝大部分操作者的推力作用下，实现砧铁6a与环盘18a之间保持一定的距离)。

请继续参阅图1，在冲击锤8a的冲击下，刀具5a所反弹回来的反作用力将通过砧铁6a传递给环形磁体16a、17a之间的磁力弹簧并被吸收，从而起到了减少电锤振动的效果，由于该磁力弹簧为非接触式并且由于具有较大的压缩行程，因此可以使用比较小的刚度系数，从而获得很好的减振效果。如以上所述，由于在本实施方式中采用磁体非接触的方案，因此提供了在保证寿命前提下实施本发明的技术方案。另外，环形磁体16a、17a之间的上述排斥力可以是周期性交替变化的，其在冲击锤8a冲击的过程中处于非常大的范围，因此当排斥力大于操作者的推力时，如果此时出现加工对象被破坏，那么在较大的排斥力作用下，砧铁6a和刀具5a会以很大的加速度返回到导向管4a的前端，这样就能够有效避免第一次空锤(冲击锤下一次冲击时)的发生。由于磁体所具有的磁力特性，因此可将其等效作用力进行较广优化调节，使具有电锤100具有更好的用户适应性，同时由于磁体在近距离时所产生的排斥力相对非常大，因此可以获得非常有效的防空锤效果。如此，就能够在根本上减少了电锤在寿命周期中发生空锤的次数，有效提高工具机的使用寿命。

接下来，请再结合参考图2和图3来对具有根据本发明冲击装置的工具机的第二实施方式进行具体说明，其中与前一实施方式中相同或相类似的内容将予以简述、省略说明或者不在图面上标示。

如图2和图3所示，第二实施方式的电锤200是本发明在一种相对轻型的电锤上的具体实施，其中采用了弹性元件在冲击装置的动力驱动输出部分与冲击传递部分之间传递偏压力，这样的弹性元件可以采用例如螺旋式压缩弹簧等各类弹簧部件，由此这类部件属于简单易购的标准零部件，因此提供了特别低成本的解决方案，它在保证本发明效果的同时可以使得本发明具备非常明显的成本优势。与上述第一实施方式进行比较，本实施方式的区别之处在于以下这些方面。

如图2所示，在导向管4a的内部刀具端部具有与该导向管4a相配合的套筒23b，在套筒23b的端部安装有贯穿导向管4a的销33b，在导向管4a的外周固定卡环34b来防止销33b的脱离，砧铁24b安装在套筒23b内部并可以沿轴向移动，在套筒23b外部和导向管4a内部安装有可沿着导向管4a轴向移动的压环25b。

再如图3所示，在套筒23b上开有长条形通槽231b。长销26b贯穿压环25b、套筒23b和砧铁24b而将压环25b和砧铁24b连接起来，并可以同时相对于套筒23b和导向管4a进行轴向移动。此外，在导向管4a上开孔并放置锁止球28b，在导向管4a的外部布置套环29b来防止锁止球28b脱出。另外，在图3所示的压环25b上开设有长条形盲槽251b，其与锁止球28b相配合用来限制砧铁24b和压环25b一起在导向管4a内部的移动范围。

在图2中，在压环25b靠近筒形活塞的一侧布置有推力轴承30b和摩擦环31b，摩擦环31b的一侧与推力轴承30b相互接触，它的另一侧连接压缩弹簧32b的一端，另一端与筒形活塞7a的端部相接。设置推力轴承30b的目的在于，当电锤200处于又锤又钻的工作状态时，在上述压环25b将会旋转而筒形活塞7a不会一起旋转的情况下，可以由此使得压缩弹簧32b不承受周向扭转力。

如上所述，在本实施方式中是通过设置较低成本的弹性元件来构成冲击装置中的偏压部分，该弹性元件提供机械作用力来作为偏压力，其作用效果与第一实施例中通过一对磁体所形成的磁性排斥力相类似，因此限于篇幅而不再赘述。

下面继续参考图4来对本发明工具机的第三实施方式进行具体说明，在该图4中示意性地显示出了该第三个实施方式的部分侧面剖视结构。

如图4所示，在本实施方式的电锤300的内部设置有根据本发明提供的冲击装置，该电锤是本发明在一种重型电锤上的具体实施。下面就针对该电锤及其中的冲击装置的基本构造、工作原理等进行说明。

在第三实施方式中，电锤300中冲击装置的动力驱动输出部分具体包括电机和柱形活塞，前者用来为整个电锤300提供驱动动力，并且通过后者向外输出往复运动，即当电锤300处于工作状态下时，柱形活塞作为动力驱动输出部分中的往复运动部进行往复运动。

具体来讲，如图4所示，在电锤300的基体上固定连接了固定销2c的下部，第一齿轮3c通过其上的盲孔31c套接在固定销2c上并能围绕着该固定销2c进行旋转，并且该第一齿轮3c被设于电机轴上的齿轮1c驱动。此外，在第一齿轮3c上还固接有一个偏离其旋转中心的柱状突出部4c，通过齿轮1c的驱动来实现柱状突出部4c的圆周运动。在本实施方式中设置了具有两个齿轮的一体化齿轮用来实现两级减速，即通过齿轮1c与齿轮5c的大圆周齿部实现一级减速，并且通过齿轮5c中间突出的一圈小齿部与套在外导向管6c上的齿轮16c配合来实现二级减速，采用减速的目的是为了使得该电锤300具有又锤又钻的功能，而且使其转速由于两级减速而不会非常大。此外，上述齿轮5c具有轴51c，它套设在电锤300机壳上的孔中(未显示)并且可加入轴承来减少磨损。

外导向管6c在轴向上与电机轴垂直布置，在其一端设有刀具套管7c，销10c穿过外导向管6c并嵌入到刀具套筒7c中，在外导向管6c周向布置了止挡环11c用来防止销10c脱出，以此来实现外导向管6c和刀具套管7c的连接。在外导向管6c的内部，刀具套管7c的旁边设置有可沿外导向管6c的内部配合并且可轴向移动的内套管8c，在内套管8c的刀具端依次布置有卡环85c、倒角垫圈84c、O型圈83c、平垫片82c以及内圈卡环81c，砧铁9c的一端从它们中间穿过，并且倒角垫圈84c的倒角环面与砧铁9c的锥面93c相互接触，砧铁9c的另一端插入刀具套管7c中并与刀具23c的端面相抵靠。如图4所示，在砧铁9c靠近冲击锤的一端设置有圆柱区段92c，以保证垫铁9c能够保持在中心位置而其右端不脱离导向部分内套管的孔，因此可以通过上述的圆柱区段92c来实现始终在工作位置或非工作位置被导向部分进行导向和径向支撑。

如图4中还显示出了外导向管6c右侧的一延伸区段63c，由于柱形活塞20c套设在内套管8c内并在右侧伸出内套管8c，其伸出部分还与外导向管6c的最右侧的延伸区段63c相接触并被导向，因此可以通过延伸区段63c来为柱形活塞20c提供更好的支撑，这尤其表现在当柱形活塞20c往复运动到最右侧而致使其被内套管8c套接的长度处于最短时。

在内套管8c的刀具端，外导向管6c具有轴向开设的长圆槽61c，外导向管的外部布置有套筒12c、13c，在套筒12c上开设有圆孔，销14c穿过该圆孔、长圆槽61c并且插入到内套管8c的盲孔内，在套筒12c外布置有卡环15c来防止销14c松脱。采用以上结构方式，可以实现当刀具23c移动并推动砧铁9c时，砧铁9c就会推动内套管8c连同套筒12c和13c一起移动。此外，还设置了轴承17c、18c作为外导向管6c的支撑，以便支持其能进行旋转运动。

在内套管8c中设置了冲击锤19c，并且在内套管8c的另一端设置了柱形活塞20c。如图4所示，可以沿着冲击锤19c、柱形活塞20c和砧铁9c各自的外部周向分别设置O型圈191c、201c和91c。柱形活塞20c与第一齿轮3c的偏心柱状突出部4c通过连杆22c相连，使得该柱形活塞20c能被偏心柱状突出部4c带动来进行往复运动。在内套管8c上，柱形活塞20c与冲击锤19c之间具有开孔86c，在外导向管上开有通孔62c，砧铁9c在被刀具23c抵压至长圆槽61c一侧时，此时开孔86c和通孔62c不对中，并且套筒13c封闭了通孔62c与外部的空气流通，因此在柱形活塞20c与冲击锤19c之间形成了空气弹簧21c，即进入了工作状态而进行冲击作业。

当刀具23c离开加工对象时，刀具23c、砧铁9c和内套管8c移动到销14c处于长圆槽61c刀具端(即冲击作业方向)，此时通孔62c与开孔86c对中，并且套筒13c不会遮挡住通孔62c，从而使得空气弹簧21c断开，即进入了非工作(空载)状态。

在上述内套管8c靠近动力驱动输出部分的一侧布置了环形磁体24c，在柱形活塞20c的对应一侧布置了环形磁体25c，在正常工作中上述环形磁体24c、25c之间彼此不接触，它们同轴布置并且相同磁极相对布置，它们一起构成了本实施方式中的偏压部分，以便通过上述磁体间产生的排斥力来提供偏压力，该偏压力的方向与在冲击作业对施加到加工对象上的冲击作用力方向相同。当电锤300工作时，操作者对该电锤施加沿刀具冲击作业方向的推力，环形磁体24c、25c之间的排斥力与推力相反，在柱形活塞20c运动到往复运动最前端(即刀具方向)时，上述排斥力最大；在往复运动最后端(即动力驱动输出部分方向)时，上述排斥力最小。在正常往复的反复作用下，如果上述排斥力的等效力与操作者对电锤300施加的推力平衡，则进入稳定工作状态。与前述第一实施方式中的情形相同，在本发明中可以通过调节环形磁体24c、25c的属性(即排斥力的特征和大小)来实现在操作者的推力作用下，当进入稳定工作状态时，穿过与砧铁9c相接触的内套管8c的销14c不与长圆槽61c靠近柱形活塞20c一侧的极限位置相接触。在冲击锤19c的冲击下，刀具23c所反弹回来的反作用力将通过砧铁9c和内套管8c传递给环形磁体24c、25c之间的磁力弹簧，从而起到了减少电锤振动的效果。此外，由于该磁力弹簧为非接触式并且具有比较小的刚度系数，因此可以获得很好的减振效果，而且采用磁体非接触的方案也对整个电锤的使用寿命提供了可靠地保证。另外，由于上述环形磁体24c、25c之间的排斥力可以是周期性交替变化的，因此在冲击锤19c冲击过程中的磁体排斥力处于非常大的范围，因此当排斥力大于操作者的推力时，如果此时出现加工对象被破坏，那么在较大的排斥力作用下，砧铁9c、内套管8c和刀具23c等会以很大的加速度回到导向管4c的前端，从而有效避免了第一次空锤的发生，这样就从根本上减少了电锤在寿命周期中发生空锤的发生，有效提高了工具机的使用寿命。

接着，在图5中展示出了将本发明的冲击装置应用到工具机上的第四个实施方式，由于该实施方式与前述第三实施方式具有较多的相同或相类似结构，因此这些内容或结构将予以简述或省略说明、或者在图4中不予标示以简化图面。

如图5所示，第四实施方式中的电锤400是本发明在一种重型的电锤上的具体实施，其中采用了弹性元件在冲击装置的动力驱动输出部分与冲击传递部分之间传递偏压力，这样的弹性元件可以采用例如螺旋式压缩弹簧等各类弹簧部件，由此能够实现特别低成本的解决方案而使本发明具备成本优势。

与第三实施方式相比较，本实施方式的区别之处在于：在内套管8c靠近动力驱动输出部分(包括电机和柱形活塞20c)的一侧安装有推力轴承26d和垫片27d，并且在柱形活塞20c的外缘布置由环形凹槽202d，在垫片27d和环形凹槽202d之间布置压缩弹簧28d。设置推力轴承26d的目的是为了当需要电锤400具备能锤能钻功能时，内套管8d将会旋转而柱形活塞20d不会旋转，可以通过推力轴承26d来使得形活塞20d不承受周向扭转力的作用。关于本实施方式中的其他部分内容，可以相应地参阅前文中对第三实施方式的说明以及图4，并且还可以参阅前文中对第二实施方式中如弹性元件等内容的说明，在此都不再赘述。

最后，应当特别提及的是，以上仅列举了四个实施方式来对本发明进行说明，然而本发明完全允许进行更多的灵活变形处理，以下仅就其中一些情形进行示例性说明，这些示例说明同样不能用作对本发明的任何限制。

例如，在可选情形下，本发明所提供用于进行冲击作业的工具机可以采用手持式，当然也可以将本发明所提供用于进行冲击作业的冲击装置应用到其他的非手持式工具机上，也同样能够发挥出本发明的前述各种技术优势。作为举例，在前述的应用场合下，其应用举例可以是台式工具机，或者是重型机械而非操作者手持操作。

又如，可以在应用了本发明的这些工具机上设置电池单元(例如采用锂离子动力电池等)来向冲击装置中的动力驱动输出部分提供电能，或者也可以单独地或者结合在这些工具机上设置外接电源接口来向动力驱动输出部分提供电能或者为上述电池单元进行充电。

再如，本发明冲击装置中动力驱动输出部分并不限于采用前述的通过旋转电机驱动齿轮后转化输出往复运动的方式，也可以使用例如直线往复电机、交变电流驱动电磁线圈和磁铁等方式来提供驱动动力并直接输出往复运动。

此外，可以根据应用需要，将本发明冲击装置中偏压部分所提供的偏压力(如前述由磁体形成的排斥力或者由弹性元件形成的机械力)设置成：其最大值对应于往复运动部进行往复运动时与冲击传递部分二者之间的距离为最小时，而其最小值对应于上述二者之间的距离为最大时。另外，还可以将上述偏压力设置成具有周期性变化的特征，例如当采用由磁体提供排斥力方式时偏压力的参数变化规律可依据磁体所形成的磁场特性进行变化，显然所使用的这些磁体也不必要求大小尺寸完全一致，在进行安装布置时也不要求将它们完全正对着，而且这些磁体可以采用磁体或者电磁线圈等方式来实现。对于偏压部分所提供的偏压力，在其数值范围内可以具有变化的不同数值，其中对应于冲击作用力施加到加工对象上之前的那些数值可以大于对应于冲击作用力施加到加工对象上之后的那些数值，以此使得在每次冲击锤锤击冲击传递部之前存在比较大的偏压力，即能够提供较高的复位力来提高防止发生空锤。另外，在可选的情形下，由于在冲击传递部分与导向部分沿冲击作业方向相抵靠接触时，由偏压部分提供的偏压力此时的等效应力值最大，当其大于操作者对手持式工具机所施加的操作压力，并且操作压力大于使得工具机保持在工作状态所需的最小操作压力时，就可以使得冲击传递部分处于一种“悬浮”状态，即此时的操作压力能保证其在工作状态下，而且这样的状态能使冲击传递部分产生“悬浮”而不与导向部分在冲击方向上相互抵靠并停留在冲击作业方向的一个位置上，从而可以更好地实现隔振与吸振作用。

再举例而言，第一实施方式中的摆杆、第三实施方式中的连杆或者偏心销、或者在第一齿轮(第三或第四实施方式)上额外设置的另一个偏心盘加上额外的往复运动零件来作用于冲击传递部分或者通过导向部分作用于冲击传递部分，都可以作为对偏压部分的偏压力的提供者，其中一个有益的调整是额外设置另一个偏心盘加上额外的往复运动零件来作用于冲击传递部分，可以根据需要设计适合的往复距离来调节所提供偏压力的特征与大小。对于偏压力的承受方“冲击传递部分”，只要是可以跟随刀具一起相对于工具机移动的部件均可作为偏压力的承受者，因为其可将偏压力传递给刀具。可以容易地理解，除了砧铁之外，上述第二实施方式中所提到的压环由于与砧铁固接并一同运动，因此其承受的偏压力也可以最终传递给刀具，所以这样的构型也在更广泛意义上被包含在冲击传递部分的范围内。毫无疑问，也可将前述的第二作用力(或称之为偏压力、排斥力等)通过导向部分施加到冲击传递部上，这样也能够实现本发明所预期的理想效果。还可以构想出，如果刀具直接在实施方式中接受弹簧所提供的偏压力，或者刀具套筒在实施方式中可以与刀具一起轴向移动，那么也可以作为冲击传递部分的一部分来接受偏压力，从而同样可以达到本发明目的。另外，以上实施方式中的柱形活塞等零部件可采用例如高分子材料等任何适用材料制成，以避免对前述磁体所产生的磁场造成影响。

以上仅以举例方式来详细阐明本发明用于进行冲击作业的冲击装置以及工具机，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (11)

1.一种工具机，所述工具机中设置有用于进行冲击作业的冲击装置，所述冲击装置包括动力驱动输出部分、冲击部分、冲击传递部分和导向部分，所述动力驱动输出部分提供动力并具有往复运动部，所述往复运动部输出往复运动以使得所述冲击部分沿冲击作业方向进行往复运动，并且向所述冲击传递部分施加第一作用力以使其对加工对象实施冲击作业，所述导向部分至少对所述往复运动部和所述冲击传递部分进行导向，其特征在于，所述冲击装置还包括与所述往复运动部相关联以提供第二作用力的偏压部分，所述第二作用力不经由所述冲击部分而是通过所述往复运动部直接施加于所述冲击传递部分、或者通过所述往复运动部和所述导向部分施加于所述冲击传递部分，并且所述第二作用力与所述第一作用力方向相同。

2.根据权利要求1所述工具机，其特征在于，所述第二作用力的最大值和最小值分别对应于所述往复运动部进行往复运动时与所述冲击传递部分之间距离最小和最大。

3.根据权利要求1所述工具机，其特征在于，在由所述第二作用力的最大值和最小值构成的数值区间内，所述第二作用力呈周期性变化。

4.根据权利要求1所述工具机，其特征在于，在由所述第二作用力的最大值和最小值构成的数值区间内，所述第二作用力具有分别对应于所述第一作用力被施加之前和被施加之后的第一数值和第二数值，所述第一数值大于所述第二数值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述工具机，其特征在于，所述偏压部分包括与所述往复运动部相连的第一磁体、以及与所述冲击传递部分或导向部分相连的第二磁体，并且所述第一磁体与所述第二磁体的相同磁极彼此相对布置以形成所述第二作用力。

6.根据权利要求5所述工具机，其特征在于，所述往复运动部包括筒形活塞，所述冲击部分包括冲击锤，所述冲击锤套设于所述筒形活塞中并在其间设有根据工作状态或非工作状态而能形成或断开的空气弹簧，所述第一磁体设于所述筒形活塞上；所述冲击传递部分包括刀具、以及与所述刀具相连的砧铁或垫铁，所述第二磁体设于所述砧铁或垫铁上；或者

所述往复运动部包括柱形活塞，所述冲击部分包括冲击锤，所述第一磁体设于所述柱形活塞上；所述冲击传递部分包括刀具、以及与所述刀具相连的砧铁或垫铁；所述导向部分包括外套管和内套管，所述内套管以相对于所述外套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述外套管内，所述砧铁或垫铁以相对于所述外套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述外套管内并能推动所述内套管沿冲击作业方向移动，所述柱形活塞和所述冲击锤以相对于所述内套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述内套管内，并且在所述柱形活塞和所述冲击锤之间设有根据工作状态或非工作状态而能形成或断开的空气弹簧，所述第二磁体设于所述内套管上。

7.根据权利要求1-4中任一项所述工具机，其特征在于，所述偏压部分包括弹性部件，其被设置成至少在所述往复运动中分别与所述往复运动部、以及所述冲击传递部分或导向部分相抵靠接触以形成所述第二作用力。

8.根据权利要求7所述工具机，其特征在于，所述往复运动部包括筒形活塞，所述冲击部分包括冲击锤，所述冲击锤套设于所述筒形活塞中并在其间设有根据工作状态或非工作状态而能形成或断开的空气弹簧，所述冲击传递部分包括刀具、以及与所述刀具相连的砧铁或垫铁，所述弹性部件的一端在所述往复运动中与所述筒形活塞相抵靠接触，其另一端与所述砧铁或垫铁相连；或者

所述往复运动部包括柱形活塞，所述冲击部分包括冲击锤，所述冲击传递部分包括刀具、以及与所述刀具相连的砧铁或垫铁，所述导向部分包括外套管和内套管，所述内套管以相对于所述外套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述外套管内，所述砧铁或垫铁以相对于所述外套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述外套管内并能推动所述内套管沿冲击作业方向移动，所述柱形活塞和所述冲击锤以相对于所述内套管能沿冲击作业方向进行移动方式套设于所述内套管内，并且在所述柱形活塞和所述冲击锤之间设有根据工作状态或非工作状态而能形成或断开的空气弹簧，所述弹性部件的一端在所述往复运动中与所述柱形活塞相抵靠接触，其另一端与所述内套管相连。

9.根据权利要求1-4中任一项所述工具机，其特征在于，所述冲击传递部分还被设置成能以冲击作业方向为轴线进行旋转运动。

10.根据权利要求1-4中任一项所述工具机，其特征在于，所述工具机为手持式工具机，并且所述手持式工具机设置有用于向所述动力驱动输出部分提供电能的电池单元和/或外接电源接口。

11.根据权利要求10所述工具机，其特征在于，所述第二作用力在所述冲击传递部分与所述导向部分沿冲击作业方向相抵靠时的等效应力大于操作者对所述手持式工具机施加的操作压力，并且所述操作压力大于使得所述工具机保持在工作状态所需的最小操作压力，以使得所述冲击传递部分处于工作状态时在沿冲击作业方向的一个位置上不与所述导向部分在冲击作业方向上相互接触。