CN1073495C - 冲击工具驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适于可拆卸地安装在例如传统的钻等动力工具上的驱动轴12上的冲击工具驱动器。主体件14可拆卸地安装到驱动轴12上并包括第一冲击件 16，其具有多个径向间隔的冲击凸出部 20；第二冲击件 22包括多个径向间隔的与形成在第一冲击件16上的冲击凸出部20相接合并相对接触的冲击凸出部26。驱动件28与所述第二冲击件22连接，并且可转动地安装在主体件14上。主体件14和第一冲击件16的转动驱动通过冲击凸出部20，26的转动冲击接合作用到第二冲击件22和驱动件28上。

Description

冲击工具驱动器

本发明涉及一种适于固定到例如手动钻的动力工具驱动轴上的驱动装置，具体说涉及采用冲击驱动机构的便携式工具驱动器。

冲击驱动机构的优点已为本领域的技术人员所熟知。例如，冲击驱动机构通常被采用在冲击空气扳手和传统锤钻中。这些机构可为传统转动驱动增加附加的锤击效果。

但是传统冲击驱动机构的缺点在于，这些装置通常仅能直接结合到钻或动力工具的驱动装置中。换言之，整个工具构成了冲击驱动机构，并且存在一些特定的不需要冲击驱动的状况。另外，已公知的传统冲击驱动机构相对复杂，并且制造昂贵。

授予McCarthy的美国专利U.S.Patent No.4840387描述了一种用于固定到钻的驱动轴的无键卡头装置，其中操作套筒具有被朝向与转动螺母连在一起的配合冲击件偏压的冲击件。在专利387中公开的冲击挡块用于根据卡头体的转动方向增加卡头装置对该卡头装置上安装的工具柄的夹紧或松开效果。一旦卡头夹紧在工具刀头上，卡头对工具刀头并不施加冲击驱动。

因此，本发明的目的在于提供一种便携式冲击工具驱动器，可以安装到例如动力钻的任何传统工具的驱动轴上。

本发明的另一目的是提供一种冲击工具驱动器，可以简单地安装在传统卡头装置上，并且能将任一种传统钻转化成冲击驱动工具。

本发明的再一个目的在于提供一种将任何一种传统的驱动工具转化成冲击驱动工具的冲击工具驱动器。

本发明的又一目的在于提供一种具有冲击驱动机构的冲击工具驱动器，其相对简单且制造成本低。

本发明的其他目的和优点一部分将在下文的描述中说明，其他部分是说明中显而易见的或者在本发明的实践中获知。

根据本发明的目的提供一种冲击工具驱动器，用于可拆卸地安装在例如传统手钻或类似装置的动力工具的驱动轴上。冲击工具驱动器包括：具有用于将所述冲击工具驱动器可拆卸地安装到驱动轴上的机构的主体件。用于安装的机构可以是任何一种传统安装机构，可包括任意数量的如螺纹接合，成组螺钉，锥形孔接合等的已知机械安装方式。用于安装的机构还可包括与传统卡头装置(如有键卡头或无键卡头)相匹配的安装结构，其中主体件包括杆部，其具有适于被主体件固定的长度和构型。

工具驱动件还包括驱动件，相对于所述主体件可转动地安装。驱动件包括将工具或工作装置连接在其上的机构。可以使用任何一种传统连接机构，机构的类型取决于将要被装载在冲击工具驱动器上的刀具类型。例如连接机构可包括传统多侧面驱动器，星形结构驱动机构等。任何一种和所有这些连接机构都被包含在本发明的精神和范围内。

工具驱动器具有相对于主体件和驱动件可操作地构成的冲击驱动机构，将主体件的转动驱动通过主体件和驱动件上分别具有的相对的冲击凸出部的周期性转动冲击施加给驱动件。

在本发明的一个优选实施例中，第一冲击件与主体件结合，从而被其转动驱动。第一冲击件包括具有多个形成在其上的径向间隔的冲击凸出部的第一环形表面。第二冲击件包括具有多个形成在其上的径向间隔的冲击凸出部的第一环形表面，用于与形成在所述第一表面上的所述冲击凸出部接合接触。在一个优选实施例中，第一冲击件与所述主体件一体形成。在该实施例中，弹簧机构可相对于主体件和驱动件设置，以将主体件和驱动件彼此相对地偏压，其中相对的冲击凸出部具有初始接合轴向位置。

在另一优选实施例中，第一冲击件可包括从主体件分离的可相对于主体件轴向运动的构件。在该实施例中，弹簧机构可以设置在主体件和第一冲击件之间，以将第一冲击件向第二冲击件偏压，其中相对的冲击凸出部具有初始接合轴向位置。该实施例还可包括设置在所述主体件和所述第一冲击件之间的轴承机构。第一冲击件可以通过任意传统机构，如滚珠驱动机构，与主体件联结。该驱动机构将限定限定第一冲击件相对于主体件轴向运动的范围。

将转动驱动施加到驱动件上的第一冲击件的接合冲击凸出部具有成角度侧面，该成角度侧面与驱动件上使驱动件被主体件驱动的相对冲击凸出部的互补成角度侧面接合。成角度侧面的角度使主体件和驱动件被强制轴向分离，直到这些成角度侧面脱离结合并且冲击凸出部滑到另一个凸出部的顶端或彼此滑过，从而使主体件和驱动件的转动驱动被暂时中断，直到主体件的冲击凸出部接合或锤击形成在驱动件上的相邻一组冲击凸出部。由此，周期性的冲击驱动在主体件的转动过程中被施加到驱动件上。

本发明的冲击工具驱动器适用于任何需要冲击驱动机构的环境中，并且不限于配合使用的工具或驱动器的任何具体类型。例如尽管本发明冲击工具驱动器特别适用于便携式手钻，但本发明并非仅限于该使用环境。其他的使用环境也都包括在本发明的精神和范围内。

图1是本发明实施例的透视图；

图2本发明另一实施例的透视图；

图3是图1和图2中所示实施例的零件分解透视图；

图4是本发明操作结构的剖视图；

图5A至5D是说明根据本发明的冲击凸出部的操作的连续视图；

图6是在图3中示出的本发明的另一实施例的剖视图。

下面详细参考本发明的一个或多个优选实施例，其实例在附图中示出。每个实例是对本发明的说明，而不是对本发明的限制。例如，说明或描述用作一个实施例的一部分的特征也可以用在另外一个实施例中，从而产生又一实施例。本发明欲覆盖那些在本发明的精神和范围内的修改和变化。

根据本发明的冲击工具驱动器一般用附图标记10指明。冲击工具驱动器适于用在需要对工具引入冲击驱动的任何场合和环境下。在附图示出的实施例中，示出的冲击工具驱动器10具有传统的用于固定任一形式工具的滚珠制动机构31。图4示出了固定到装置10上的传统套筒32。但是，应该理解这仅是出于说明目的，绝非是将本发明限制在任何具体类型的工具或工作装置上。此外，冲击工具驱动器10还可以具有任何传统的驱动装置，例如传统手钻或其它具有驱动轴的工具。冲击工具驱动器10特别适合用于带钻的构型，其将传统钻机转变成冲击工具，如下文所述。

附图中还示出了将冲击工具驱动器10可拆卸地安装到驱动轴12上的机构实例。例如，图1示出了被传统卡头装置46固定的装置10。在该实施例中，冲击工具驱动器10可以简单包括杆部分或构件48。如图3,4和6所示，杆48可以是多侧面的。如图所具体指出的，用于拆卸地安装到冲击工具驱动器10上的机构还包括螺纹联接机构17。图2示出了一个实施例，其中驱动轴12具有外螺纹部52，而冲击工具驱动器10具有互补的内螺纹部54。螺纹部可以互换，从而使冲击工具驱动器10具有外螺纹部。较好的是，任何可以用来将装置10转动锁定在驱动轴上的机械锁定机构都可以被采用。例如，尽管未示出，在杆48和驱动轴12之间可以采用一组螺钉接合。而且，可以采用任何类型的传统卡头装置，包括有键的和无键的。任何一种以及所有这些锁定机构都在本发明精神和范围之内，并且被包括在将冲击工具驱动器10可拆卸地固定到驱动轴12上的机构中。

本发明也不会被限定于任何一种类型的用于将工具或工作装置固定在其上的机构和装置。附图中所示的滚珠和制动机构31仅是一个合适机构的实例。例如，装置10可以包括方形或多侧面的插孔，用于接收方形或六边形的工具刀头。类似地，装置可以包括星形凹槽，以与传统星形工具杆配合。还可以采用一组螺钉装置。这些传统连接机构为本领域技术人员所熟知，在这里不必再详细描述。任何一种以及所有这些连接机构都在本发明的精神和范围内。

冲击工具驱动器10包括主体件14，如上所述，该件的设计构型适于固定在工具驱动轴上。主体件14包括用于接合驱动轴或安装到驱动轴上的部分，通常由杆部分48表示。一旦主体件14被转动锁定在驱动轴上，主体件14就能被动力工具的驱动轴转动驱动。

工具驱动器10包括与主体件14相连接并由主体件14转动驱动的第一冲击件16。在图3和4所示的实施例中，冲击件16包括容纳在主体件14中的轴向浮动件13。浮动件13包括圆柱部分15。第一冲击件16还包括与圆柱部分15构成在一起的环形部分11。浮动件13在主体件14中轴向“浮动”，也即其能在主体件14中轴向或纵向运动，下面对此进行详细描述。

冲击件16包括多个形成在环形件11的前向相对表面18上的径向间隔的冲击凸出部20，如图3和4所示。冲击凸出部20由成角度侧面58形成，如图5A至5D所示。

浮动件13通过滚珠驱动机构38转动地联接到主体件14上，如图3所示。滚珠驱动机构38包括多个滚珠40，这些滚珠40处于在浮动件13上形成的狭槽44和在主体件14上形成的狭槽42中，如图4所示。狭槽42和44具有一个纵向长度，该长度限定了浮动件13在主体件14中的轴向运动程度。

轴承机构36可操作地设置在浮动件13和主体件14之间，以减少由浮动件13的轴向运动引起的摩擦。在示出的实施例中，轴承机构36包括带有多个滚珠轴承35的轴承套37。纵向槽39也形成在轴承套37上以容纳滚珠40。轴承套37绕浮动件13的圆柱部分15配合。

在图3和4所示的实施例中，可操作地设置有弹簧机构34，以轴向向前偏压浮动件13。弹簧34被容纳在主体件14上的凹入部35中，并压靠着浮动件13的环形表面21。下面详细描述弹簧34的操作。

装置10包括第二冲击件22。第二冲击件22被设计成下述构型，即通过相对的冲击凸出部20,26的周期性转动接合，第二冲击件22可以被第一冲击件16转动驱动。在图示的实施例中，第二冲击件22为一个圆环或面，其包括形成有冲击凸出部26的表面24，具体如图3以及图5a至5d所示。第二冲击件22与驱动件28转动锁定，从而使得驱动件28由此被驱动。在图示实施例中，第二冲击件22和驱动件28形成一个整体构件。但是，应该理解的是，第二冲击件22可以以任何传统方式可转动地联接到驱动件28上。

驱动件28包括轴向向后延伸的大致环绕主体件14和浮动件13的套筒部分29。驱动件28通过容纳在形成于驱动件28内表面上的槽61中的弹簧挡圈60保持在主体件14上。

在第一冲击件16上形成的相对冲击凸出部20和在第二冲击件22上形成的凸出部26的接合机构在图5A至5D中以操作顺序示出。图5a中示出的第一冲击件16在箭头方向被转动驱动。换言之，当安装有冲击装置10的动力钻或其他工具在一个方向被转动驱动时，主体件14可转动地联结到工具的驱动轴上，并且在相同的方向上被驱动。主体件14通过与狭槽42和44相接合的滚珠40可转动地与浮动件13联结，由此是浮动件13也在同一个方向上被转动驱动。第一冲击件16由浮动件13承载，由此也在同一方向上被转动驱动。第一冲击件16上的冲击凸出部20被转动驱动，并且其上成角度侧面58冲击凸出部26的成角度侧面59。在凸出部之间的这种碰撞或冲击会引起第二冲击件22在相同的方向上被转动驱动。

图5B示出了凸出部20的成角度侧面58冲击凸出部26的成角度侧面59的情形。如图所示，该冲击将在相同的转动方向驱动第二冲击件。由于成角度侧面58和59的倾斜角度，在第一冲击件持续转动的过程中，冲击件被轴向分开地驱动。如图5C所示，冲击件彼此轴向分离直到冲击凸出部20滑过相对的凸出部26。一旦凸出部彼此滑过，则凸出部20重又由于相对凸出部26之间的弹簧34的作用而轴向向前受力，直到下一次与凸出部26转动冲击为止。由此，存在凸出部26对第二冲击件的连续转动冲击，使得第二冲击件和驱动件在主体件和驱动轴的转动方向上被驱动。

应该理解的是，在图3和4所示的实施例中，浮动件13在主体件14中至少在冲击凸出部的轴向长度上轴向运动。该纵向运动由浮动件13和弹簧34吸收。该实施例对该工具驱动器和钻的使用者只作用非常小的振动。

如图3所示纵向槽62形成主体件14和浮动件13上。槽62在浮动件13于主体件14和驱动件28内轴向运动时用作空气的通道。通道62避免机构类似活塞地动作，并发生气封或被锁住。

图6和图3的右手侧示出了本发明中的另一实施例。在该实施例中，主体件14和第一冲击件16形成了整体构件。其中没有设置浮动件13，并且第一冲击件16作为圆环直接形成在主体件14上。凸出部20形成在圆环16的前向相对表面上。在该实施例中，驱动件28包括环绕主体件14和第一冲击件16的长套筒部分29。与另一实施例相同，第二冲击件22作为环形表面形成在驱动件28内，其包括与冲击凸出部20相对的冲击凸出部26。这些凸出部的操作如上文所述。

在该实施例中，弹簧34设置在主体件14上形成的环形脊23和环绕着主体件14和杆部分48的盘63之间。盘63通过槽61内的弹簧挡圈60相对驱动件28固定。由此，弹簧34轴向向后偏压驱动件28，并强制凸出部20,26形成接合结构。当主体件被转动驱动时，冲击凸起如上文所述地相互作用，并且带有第二冲击件22的驱动件28克服弹簧34的力被强制远离第一冲击件16。一旦凸出部彼此滑过，弹簧34使得凸出部26在凸出部20之间运动，直到下一个冲击发生。

图6中所示的实施例与图4所示的装置相比更简单并且易于制造和装配。但是，图6所示的装置会对冲击工具驱动器的使用者施加较多的振动。

本领域技术人员应该理解的是，冲击驱动机械的驱动力取决于多个因素。例如，凸出部20、26的成角度侧面58,59的各个倾斜角度将影响每个冲击传递的力的大小。对于较大的角度会传递较小的力，如果冲击凸起由直的或垂直的侧部形成，将传递最大的力。但是，如果处于上述情况，凸出部将不能彼此滑过。

驱动件和第二冲击表面的质量也是一个考虑因素。较优选的是驱动件28和其上的第二冲击件22的质量要比主体件14和第一冲击件16的质量小。

冲击凸起的转动速度也是一个因素，并且该转动速度将受到驱动轴的转动速度以及第一和第二冲击件的直径的影响。

弹簧机构34的力也将影响冲击驱动机构。一个较弱的弹簧在凸出部的每个冲击发生时会产生较小的转动驱动。

本领域技术人员可以通过根据使用环境和冲击工具驱动器的使用情况考虑对冲击装置的驱动力产生影响的变量和参数，从而根据本发明设计冲击工具驱动器。在不背离本装置的精神和范围的前提下，可以对本装置进行不同的修改和变动。本发明欲覆盖那些落在所附权利要求及其等同物范围内的修改和改变。

Claims (9)

1．一种冲击工具驱动器，用于可拆卸地安装在动力工具的驱动轴上，包括：

能可拆卸地安装到动力工具驱动轴上的主体件；

第一冲击件，可操作地与所述主体件连接，从而被其转动驱动，所述第一冲击件还包括具有多个形成在其上的径向间隔的冲击凸出部的第一表面，其中所述第一冲击件能相对于所述主体件轴向运动；

第二冲击件，包括具有多个形成在其上的径向间隔的冲击凸出部的第二表面，用于与形成在所述第一表面上的所述冲击凸出部接合接触；

驱动件，可操作地与所述第二冲击件连接，并且可转动地安装在所述主体件上，所述驱动件还包括用于将工具或工作装置连接在其上的机构，其中所述主体件和第一冲击件的转动驱动通过所述冲击凸出部的转动冲击接合被作用到所述第二冲击件和驱动件上；

弹簧机构，设置在所述主体件和所述第一冲击件之间，以将所述第一冲击件向所述第二冲击件偏压；和

轴承机构，可操作地设置在所述主体件和所述第一冲击件之间。

2．如权利要求1所述的工具驱动器，其中还包括用于将所述第一冲击件转动连接到所述主体件上的滚珠驱动机构，所述滚珠驱动机构限定了所述第一冲击件相对于所述主体件轴向运动的范围。

3．如权利要求1所述的工具驱动器，其中还包括所述主体件上的纵向延伸杆，所述杆具有适于被传统卡头装置接合的长度和形状。

4．如权利要求1所述的工具驱动器，其中还包括在所述主体件上的用于与动力工具的驱动轴螺纹接合的螺纹联接件。

5．如权利要求1所述的工具驱动器，其中将所述工具驱动器可拆卸地连接到驱动轴上的所述机构包括将所述主体件可转动地锁紧到驱动轴上的机械锁定机构。

6．如权利要求1所述的工具驱动器，其中所述第二冲击件与所述驱动件形成一体。

7．如权利要求1所述的工具驱动器，其中所述冲击凸起包括互补的成角度侧面，当在任意转动方向与相对的所述冲击凸出部转动冲击接触时，在所述第一和第二冲击件的冲击凸出部上的相对的所述成角度侧面相互接合并驱动所述第一和第二冲击件纵向分离，直到所述表面脱离接合并且所述冲击凸出部彼此滑过。

8．如权利要求1所述的工具驱动器，其中所述驱动件和所述第二冲击件的质量比所述主体件和所述第一冲击件的质量小。

9．一种冲击工具驱动器，用于可拆卸地安装在动力工具的驱动轴上，包括：

可拆卸地连接到动力工具的驱动轴上的主体件；

驱动件，相对于所述主体件可转动地安装，并包括将工具或工作装置可转动地安装在其上的工具安装机构；

冲击驱动机构，可操作地设置在所述主体件和所述驱动件之间，所述冲击驱动机构包括在所述主体件和所述驱动件上形成的相对冲击凸出部，其中所述主体件的转动驱动通过所述冲击凸出部的周期性转动冲击施加到驱动件上；和

弹簧机构，设置在所述主体件和所述驱动件之间。

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