CN104708574A - 旋转冲击工具 - Google Patents

Abstract

一种旋转冲击工具(10)包括插入到在主锤(41)和副锤(51)之间由第一和第二槽(44、54)形成的孔中的接合元件(74)。所述接合元件(74)使所述主锤(41)在旋转方向上与所述副锤(51)接合。所述接合元件(74)包括芯材(74a)和覆盖所述芯材(74a)的外周的弹性元件(74b)。

Description

旋转冲击工具

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求在2013年12月11日提交的日本在先专利申请No.2013-256207的优先权，其全文通过引用并入本申请。

技术领域

本发明涉及一种旋转冲击工具。

背景技术

已知一种传统的旋转冲击工具，其中主锤和副锤在旋转方向上撞击砧座从而紧固螺栓或螺母(例如，参见日本专利号4457170)。

日本专利号4457170的旋转冲击工具抑制了副锤的旋转轴线与芯轴的中心旋转轴线的所谓的错位旋转。通过这种方式，抑制了通过锤获得的旋转撞击力的减少，而减弱了轴线方向的旋转。

在上述的旋转冲击工具中，槽分别形成于主锤和副锤中。主锤的槽形成与副锤的槽相协作的孔。滚针插入该孔中。滚针在主锤和副锤之间与两个锤的槽都接合。在锤旋转时，所述滚针与两个锤一体旋转。

发明内容

当锤旋转时，滚针在锤的旋转方向上与槽接触，从而产生令人讨厌的噪声和震动。

因而，本发明的目的为提供一种配置成抑制冲击时产生的噪声和震动的旋转冲击工具。

本发明的一方面为一种旋转冲击工具，所述旋转冲击工具包括：由驱动单元旋转并具有芯轴轴线的芯轴；与所述芯轴同轴布置的砧座；主锤，所述主锤直接或间接耦合到所述芯轴并且配置成绕所述芯轴轴线旋转以及沿着所述芯轴轴线轴向移动，所述主锤配置成与所述砧座接合以产生冲击，使所述砧座旋转；包括圆柱形管并与所述主锤一体旋转的副锤，所述主锤收纳在所述圆柱形管中，所述芯轴插入所述圆柱形管中；形成在所述主锤的外周面中且平行于所述芯轴轴线的第一槽；在所述副锤的圆柱形管的内周面中形成在与所述第一槽相应位置处的第二槽，其中所述第一槽和第二槽协作以在所述主锤和副锤之间形成孔；和接合元件，所述接合元件插入由所述第一和第二槽形成的所述孔中以将所述主锤在旋转方向上与副锤接合。所述接合元件包括芯材和覆盖所述芯材的外周的弹性元件。

从以下描述中，并结合通过实例阐释本发明原理的附图，本发明的其他方面和特点将会很清楚。

附图说明

图1为依照实施例的旋转冲击工具的局部剖视图；

图2为冲击产生机构的分解透视图；

图3为阐释插入在主锤和副锤之间的边界上的接合元件的透视图；

图4为阐释插入在主锤和副锤之间的边界上的接合元件的剖视图；

图5A和5B为显示芯轴的外周面和主锤的内周面的平面图，该外周面和内周面在圆周方向上展开；和

图6A、6B和6C为显示主锤的外周面和砧座的模式图，所述外周面在圆周方向上展开。

具体实施方式

下文中将参照附图描述旋转冲击工具的实施例。如图1中所示，旋转冲击工具10用作例如冲击扳手，并包括各种部件，如收纳在壳体11中的驱动单元20和动力传动机构21。

所述壳体11由后壳体12和前壳体13形成，所述后壳体12由合成树脂制成并布置在所述旋转冲击工具10的后端，所述前壳体13由铝制成并布置在所述旋转冲击工具10的前端。

所述后壳体12具有圆筒形收纳单元12a和从所述收纳单元12a向下延伸的把手部12b，从而形成大致的T形，由电机构成的所述驱动单元20和用于传递该驱动单元20的旋转驱动力的所述动力传动机构21收纳在所述圆筒形收纳单元12a中。在所述把手部12b上，形成有用户能够按压控制的操作开关12c。用作所述驱动单元20的电源的电池(未示出)布置在所述把手部12b的下端。

另一方面，在所述前壳体13中，收纳有形成圆柱形状且构成所述旋转冲击工具10的转动冲击机构的芯轴31、主锤41、副锤51、砧座61等等。在所述前壳体13上，所述砧座61的工具附接单元62从所述前壳体13的前端的开口伸出。所述前壳体13用例如多个螺钉(未示出)固定到所述后壳体12。

如图1和2所示，收纳在所述后壳体12中的所述动力传动机构21具有压配合在驱动轴20a上的中心齿轮22、与所述中心齿轮22啮合的三个行星齿轮23、以及与所述行星齿轮23啮合的环形齿轮24。

如图2所示，所述行星齿轮23通过可旋转地附接到突伸部32的支撑轴23a可旋转地支撑，所述突伸部32形成在所述大致柱形的芯轴31的后部。

如图1和2所示，所述环形齿轮24固定在所述圆筒形收纳单元12a的内周面上。所述环形齿轮24具有固定到所述环形齿轮24的后部24a的内周面的间隔件14。

如图1所示，所述间隔件14呈盘状并在所述间隔件14的中心处具有不同直径的两种类型的通孔14a和14b。在所述间隔件14中，所述驱动单元20的前部20b在相对后侧上装配在所述通孔14a中，以支撑所述驱动单元20。在所述间隔件14中，轴承15在相对前侧上装配在所述通孔14b的内周面中，并且所述芯轴31可旋转地支撑在所述轴承15中。

如上配置的所述动力传动机构21跟所述中心齿轮22齿数与所述环形齿轮24齿数的比率相关地降低所述驱动单元20的转动，并增加转矩，从而以低速和高转矩驱动所述芯轴31。

如图1所示，在所述芯轴31中，在所述突伸部32后部的后端31a通过布置在所述通孔14b的内周上的轴承15轴颈连接在固定到所述环形齿轮24的内周面的所述间隔件14的前侧上。

在所述芯轴31的轴承15前面，形成有通过将两个环状凸缘以预定间隔布置而成形的所述突伸部32。如上所述，在所述突伸部32的两个凸缘之间，所述三个行星齿轮23可旋转地支撑在所述支撑轴23a上。

在所述芯轴31的所述突伸部32前面延伸形成有大致柱状的突出部33。所述突出部33装配在形成于所述砧座61的后部的接合孔64中。

所述大致盘状的钢制主锤41装配在所述芯轴31的外周上，该主锤41具有形成在其中心部中的通孔。

所述主锤41具有从所述主锤41的前端向所述砧座61突出的一对爪部42。所述转动冲击机构的主要部分形成在所述主锤41和所述芯轴31之间，所述转动冲击机构能够绕着所述芯轴31的旋转轴线旋转和在轴线方向上移动，并且转动地撞击所述砧座61。

所述转动冲击机构包括形成在所述芯轴31的外周面中的两个第一凸轮槽34、形成在所述主锤41的通孔的内周面中的两个第二凸轮槽43、以及布置成夹在所述第一凸轮槽34和第二凸轮槽43之间的两个钢球71。

而且，所述转动冲击机构包括所述副锤51、所述砧座61以及将所述主锤41朝向所述砧座61偏压的弹簧72。下文中将参照图5A-6C描述所述转动冲击机构的操作。

如图1所示，具有圆柱形管的所述钢制副锤51布置在所述主锤41的外周侧上，所述主锤41收纳在所述圆柱形管中，所述芯轴31插入所述圆柱形管中以旋转，并且所述圆柱形管与所述主锤41一体旋转。

所述副锤51具有小直径台阶52，其在所述副锤51的后端侧上具有减少的外径，并且所述小直径台阶52的后端内周压配合在滚动轴承81的外圈中。

环状盖53固定在所述副锤51的前端侧。

所述副锤51和主锤41在其中一体转动的整体旋转机构布置在所述锤41和51之间。

如图2所示，所述主锤41和副锤51在其中一体转动的所述整体旋转机构包括至少一个(如四个)形成在所述主锤41的外周面上的第一槽44、以及至少一个(如四个)形成在所述副锤51的圆柱形管的内周面上的第二槽54。所述第一槽44和第二槽54中的每个具有半圆截面且形成为与所述芯轴31的旋转轴线平行。所述第一槽44和第二槽54配置成彼此协作形成圆形孔。

从所述副锤51的后端侧，接合元件74装配在由所述第一槽44和第二槽54形成的所述孔中。所述接合元件74为一个长元件并具有例如大致柱形的形状。

如图3和4所示，所述接合元件74包括用作芯材的柱形销74a、覆盖所述销74a外周的圆柱形内盖74b、和覆盖所述内盖74b的外周的外盖74c。所述销74a由具有相对高的刚度的金属材料制成。所述内盖74b为由弹性材料如弹性体制成的弹性元件。所述外盖74c由金属元件构成。所述外盖74c配置成具有大致C-形的横截面。因而，所述外盖74c在径向上具有弹性。所述销74a为长的刚性芯的实例，所述内盖74b为第一缓冲套筒的实例，所述外盖74c为第二缓冲套筒的实例。

在所述副锤51的后端侧外周上的所述小直径台阶52上，安装有具有锁定所述接合元件74功能的C-形盖环75。如此，在所述旋转冲击工具10的组装操作过程中，能阻止所述接合元件74的不适当脱落，从而使得组装操作简单。

通过这种方式，所述接合元件74装配在由所述主锤41的第一槽44和所述副锤51的第二槽54形成的孔中，从而能够绕着所述芯轴31的旋转轴线一体地旋转所述主锤41和所述副锤51。

通过将所述接合元件74用作导向件，所述主锤41能在纵向上移动。但是，在图1中，示出了所述接合元件74和所述槽44和54的下半部，而没有显示上半部。

通过在外圈侧上的垫圈73，所述弹簧72插入到形成在所述主锤41后侧上的环形凹入部45和所述滚动轴承81的外圈之间，所述副锤51的所述小直径台阶52的后端内周压配合在所述滚动轴承81的所述外圈中，并且所述弹簧72朝着所述砧座61偏压所述主锤41。

所述锤41和51绕着所述芯轴31的轴线一体地旋转。所述弹簧72具有外径相同的螺旋线，从而所述弹簧72的前端、后端和中部均一体旋转。

因而，没有必要提供在所述弹簧72的后端例如被所述芯轴31容纳时所需的防扭转垫圈或球，简化了所述转动冲击机构的构造。

如图1所示，所述砧座61由钢制成，并且通过钢或黄铜制成的滑动轴承65可旋转地支撑在所述前壳体13上。

在所述砧座61的前端，具有方形截面的所述工具附接单元62布置成附连插座体，该插座体附接到六角螺栓或六角螺母的头部。

在所述砧座61的后部，布置有与所述主锤41的爪部42接合的一对爪部66。

如图2所示，所述一对爪部66的每个成形为扇状，并具有与所述副锤51的圆柱形管的前端的内周面接触的外周面。

所述砧座61的一对爪部66具有保持在所述副锤51旋转时的转动中心的功能。

所述砧座61的爪部66和所述主锤41的爪部42没必要是成对的(两个)。当所述爪部的数量彼此相等时，在所述砧座61和主锤41的各自圆周方向上可分别以相同的间隔布置三个或更多的爪部。

在所述砧座61上，环状凸缘67成形为与所述一对爪部66接触。

在所述凸缘67的外周侧上，所述环状盖53布置成覆盖所述副锤51的圆柱形管的前开口端，并且O-形环55布置在所述盖53和所述滑动轴承65之间以避免在所述盖53和所述副锤51之间形成间隙。

下文中将描述该实施例中的旋转冲击工具10的操作。

在所述驱动单元20转动地驱动时，在旋转驱动力被所述动力传动机构21减速之后，所述旋转驱动力传递到所述芯轴31从而以预定的转速旋转所述芯轴31。所述芯轴31的旋转力通过装配在所述芯轴31的第一凸轮槽34和所述主锤41的第二凸轮槽43之间的钢球71传递到所述主锤41。

图5A示出了在刚开始紧固螺栓或螺母之后所述第一凸轮槽34和所述第二凸轮槽43之间的位置关系。图6A示出了在相同的时间点所述主锤41的爪部42和所述砧座61的爪部66之间的接合状态。

如图6A-6C所示，通过所述驱动单元20的旋转(参见图1)，旋转力A沿着箭头指示的方向施加到所述主锤41。所述弹簧72沿着箭头指示的方向将笔直向前方向的偏置力B施加到所述主锤41。在所述主锤41和所述砧座61之间存在一些间隙，该间隙由缓冲元件46形成。

在所述主锤41旋转时，所述砧座61在所述主锤41的爪部42和所述砧座61的爪部66之间相接合的情况下转动，并且所述主锤41的旋转力传递到所述砧座61。

附接到所述砧座61的工具附接单元62的插座体(未示出)随着所述砧座61的旋转而旋转，对螺栓或螺母产生旋转力，从而进行最初的紧固。

如图5A所示，在施加到所述砧座61的负荷扭矩随着紧固所述螺栓或螺母的进程而增大时，所述主锤41在相对于所述芯轴31的Y方向上通过所述扭矩旋转。

当所述钢球71逆着所述弹簧72的偏置力B在由箭头F指示的方向上沿着所述第一凸轮槽34和第二凸轮槽43的斜面移动时，所述主锤41在X方向上移动。

如图5B所示，当所述钢球71沿着所述第一凸轮槽34和第二凸轮槽43的斜面移动时，所述主锤41对此做出反应，在所述X方向上移动。这时，如图6B所示，所述主锤41的爪部42脱离所述砧座61的爪部66。

当所述主锤41的爪部42脱离所述砧座61的爪部66以释放被压缩的所述弹簧72的偏置力B时，所述主锤41在与所述X方向相反的方向上高速前行，同时在与所述Y方向相反的方向上旋转。

如图6C所示，所述主锤41的所述爪部42沿着箭头G指示的轨迹移动，与所述砧座61的爪部66所述相撞，从而对所述砧座61施加旋转撞击力。

此后，通过反作用，所述主锤41的所述爪部42在与所述轨迹G的方向相反的方向上移动。然而，所述旋转力A和所述偏置力B最终会使所述爪部42的状态返回到图6A所示的状态。

重复这些操作，来重复实施对所述砧座61的旋转撞击。

上文已经描述了在所述螺栓或螺母紧固时执行的操作。但是，在松开拧紧的螺栓或螺母时，所述转动冲击机构执行与在拧紧时所执行的几乎相同操作。这样，所述驱动单元20在与拧紧方向相反的方向上旋转，以使得所述钢球71沿着图6A所示的第一凸轮槽34在右上方向上移动，并且所述主锤41的爪部42在与拧紧方向相反的方向上撞击所述砧座61的爪部66。

相较于仅具有主锤的旋转冲击工具，下文将描述旋转撞击中所述副锤51的操作。

当所述主锤41的爪部42脱离所述砧座61的爪部66时，所述弹簧72从压缩的状态释放，累积在所述弹簧72中的能量被释放作为所述主锤41和所述副锤51的动能。

借助如图6C中所述轨迹G指示的所述第一凸轮槽34、所述第二凸轮槽43和钢球71的操作，所述主锤41在高速旋转的同时前进。

所述主锤41的爪部42与所述砧座61的爪部66相撞，从而对所述砧座61产生旋转冲击力。所述主锤41的前端面与所述砧座61的后端面相撞，从而在轴线方向上产生冲击。

例如以每秒40次执行所述主锤41对所述砧座61的撞击。借助所给出的撞击，在与所述芯轴31的轴线正交的方向上和所述芯轴31的轴线方向上产生震动。

由于这些震动会使操作者疲劳，从而降低操作效率并且弄麻他/她的手，优选尽可能地减少所述震动。在这些震动中，所述芯轴31轴线方向上的震动主要由所述主锤41在该轴线方向上引起的冲击产生。另一方面，所述主锤41在轴线方向上引起的冲击并不有助于拧紧螺栓或螺母。锤在轴线方向上的冲击强度与该锤的质量成比例，并且旋转冲击的强度与转动惯量(物体中部件的质量与这些部件到转轴的距离的平方的乘积总和)成比例。

当使用一个锤对所述砧座61进行旋转撞击时，需要降低该锤的质量以减少在轴线方向上的冲击。然而，由于转动惯量在仅所述锤的质量减少时降低，旋转冲击也会降低，削弱了所述砧座61的转动冲击力。

因而，在根据该实施例的旋转冲击工具10中，不依赖于装配在所述芯轴31上的所述主锤41，与所述主锤41一体旋转但不在所述芯轴31的轴线方向上移动的所述副锤51用于解决上述问题。

更具体地，所述主锤41和所述副锤51的质量总和几乎等于仅使用一个锤的情形中所获得的质量，并且所述副锤51的质量设定为大于所述主锤41的质量。

上文所描述的锤构造中，在所述砧座61的旋转方向上所施加的以及将所述弹簧72从压缩状态释放所引起的冲击强度与这些锤的转动惯量成比例，即所述主锤41和所述副锤51的转动惯量总和。

另一方面，由所述主锤41和所述副锤51在轴线方向上施加的冲击强度仅与所述主锤41的质量成比例。

因而，使得仅有助于旋转冲击强度的所述副锤51的质量尽可能大于所述主锤41的质量，从而能够降低所述主锤41在轴线方向上施加的冲击强度。

而且，在本实施例中，通过使转动惯量的大小与旋转半径的平方成比例，增加了所述转动惯量。

更具体地，由于所述具有圆柱形管的副锤51的大部分质量聚集在一个大半径部件上，转动惯量大于在使用其质量聚集在旋转中心上的柱形副锤时所获得的转动惯量，并且增加了该副锤产生的冲击强度。

因此，根据本实施例的锤(所述主锤41和所述副锤51)，能够获得这样的旋转冲击工具10，其中在所述砧座61的旋转方向上施加的冲击强度大，并且在所述芯轴31的轴线方向上产生的震动小。

下文将描述本实施例的效果。

(1)所述接合元件74的内盖74b由弹性大于所述销74a的弹性的橡胶制成，从而阻止当所述槽44和54在旋转方向上与所述接合元件74接触时产生噪音和震动。

(2)所述外盖74c布置成抑制由滑动所述主锤41引起的所述接合元件74的摩擦。由于这个原因，所述接合元件74能够在耐久性方面得到提高。

在不脱离本发明的范围之下，本发明可以实施成许多其他的特定形式，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。尤其是，应当理解本发明可以实施成以下形式。

所述接合元件74的外盖74c可以省略。

所述外盖74c的横截面不限于C-形，并且只要其构造在径向上具有弹性，所述外盖74c的截面形状可以任意改变。在所示的实施例中，所述外盖74c呈现出平行于所述接合元件74的轴线的线性缝隙。然而，在其它实施例中，所述外盖74c可以形成为相对于所述接合元件74的轴线倾斜的线性或弯曲的缝隙。V-形、W-形、或螺旋缝隙可以用作该缝隙。

以上描述是用作说明的而非限制性的。例如，上述的例子(或它们的一个或更多方面)可以彼此组合使用。本领域的技术人员，例如，在了解以上说明后能采用其他实施例。同样，在对实施例的上述描述中，各种特征可以集合在一起，以简化公开。这应当解释成未要求保护的公开的特征对任何权利要求都是必要的。最好是，创造性的主题可存在于公开的特定实施例的非所有特征中。因而，以下权利要求并入详细说明中，每个权利要求以其自身作为一个单独的实施例。应当参照所附权利要求，连同这些权利要求享有的等价权利要求的全部范围，来确定本发明的范围。

Claims (8)

1.一种旋转冲击工具，包括：

由驱动单元旋转并具有芯轴轴线的芯轴；

与所述芯轴同轴布置的砧座；

主锤，所述主锤直接或间接耦合到所述芯轴、并且配置成绕所述芯轴轴线旋转以及沿着所述芯轴轴线轴向移动，所述主锤配置成与所述砧座接合以产生冲击，使所述砧座旋转；

副锤，所述副锤包括圆柱形管并与所述主锤一体旋转，所述主锤收纳在所述圆柱形管中，并且所述芯轴插入所述圆柱形管中；

形成在所述主锤的外周面中且平行于所述芯轴轴线的第一槽；

在所述副锤的圆柱形管的内周面中形成在与所述第一槽相应位置处的第二槽，其中所述第一槽和第二槽相配合以在所述主锤和副锤之间形成孔；和

接合元件，所述接合元件插入由所述第一和第二槽形成的所述孔中以使所述主锤在旋转方向上与所述副锤接合，其中，

所述接合元件包括芯材和覆盖所述芯材的外周的弹性元件。

2.根据权利要求1所述的旋转冲击工具，其中

所述接合元件包括覆盖所述弹性元件的外周并且能在径向上弹性变形的金属盖。

3.根据权利要求1所述的旋转冲击工具，其中所述接合元件为至少一个细长的元件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转冲击工具，其中

所述芯材为刚性销，以及

所述弹性元件为覆盖所述刚性销的第一缓冲套筒。

5.根据权利要求4所述的旋转冲击工具，其中

所述第一缓冲套筒为弹性体套筒。

6.根据权利要求4所述的旋转冲击工具，其中

所述接合元件包括覆盖所述第一缓冲套筒的第二缓冲套筒。

7.根据权利要求6所述的旋转冲击工具，其中

所述第二缓冲套筒由轧制金属薄板制成。

8.根据权利要求7所述的旋转冲击工具，其中

所述轧制金属薄板包括彼此间隔开以在其间形成缝隙的边缘。