CN208946090U - 一种气动工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气动工具，包括壳体、气体动力装置和工具组，所述气体动力装置和所述工具组均设置在所述壳体上，所述工具组与所述气体动力装置驱动连接；所述气体动力装置包括：一外圈，其内环面周向上设有多个驱动凹部；一芯体，其同轴设置在外圈内并能相对外圈转动，芯体的外环面设有至少一喷口、至少一排口、以及位于喷口和排口之间的至少一次冲流道；至少一进气通道，其连通至少一喷口；以及至少一排气通道，其连通至少一排口。本实用新型的气动工具相比于电动工具，具有绝缘从而防止误触电的优点，适用于水下等场合。

Description

一种气动工具

技术领域

本实用新型属于气动维修工具和气动工程工具技术领域，尤其涉及一种气动工具。

背景技术

气动工具，主要是利用压缩空气带动气动马达而对外输出动能工作的一种工具。主要有风炮、气动螺丝刀、气动打磨机、气动喷枪、气动拉钉枪、气动拉帽枪、气铲、气锤、减震气动锯、减震气动锉刀等。形式有旋转式(偏心可动叶片式)和往复式(容积活塞式)。

现有的气动工具可参考中国台湾M261334或I259865号专利所述，是供连接高压气体源，输入高压气体，以带动气动马达中的心轴转动，再将心轴连接于一气动打击工具，带动打击工具转动，以利用打击工具转动其他工具或工件，其中该心轴为带动打击工具转动，于心轴与打击工具之间多设置有相啮合的花键齿，从而得以利用心轴的动力驱动打击工具转动，然而花键齿的连接多存有较大的空隙，使心轴与打击工具之间难以完全紧密连接，打击工具受到心轴带动转动后，常于心轴的径向方向上任意晃动，造成打击工具工作状态的不稳定，产生极大振动与噪音，甚至碰撞心轴与壳体，减损气动工具的使用寿命。然而，现有的气动工具仍然存在着气体利用率低的不足之处。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是现有气动工具气体利用率低。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型提供的一种气动工具，包括壳体、气体动力装置和工具组，所述工具组与所述气体动力装置驱动连接；所述气体动力装置包括：

一外圈，其内环面周向上设有多个驱动凹部；

一芯体，其同轴设置在外圈内并能相对外圈转动，芯体的外环面设有至少一喷口、至少一排口、以及位于喷口和排口之间的至少一次冲流道；

至少一进气通道，其连通至少一喷口；

以及至少一排气通道，其连通至少一排口；

气体从进气通道进入，通过芯体的喷口及次冲流道的逐阶喷出，作用于外圈周向上的至少二驱动凹部，对这些驱动凹部产生推力推动外圈旋转做功，最后，气体通过芯体的排口经排气通道排出，实现动力输出而作用于所述工具组，使其执行功能操作。

进一步，至少一进气通道、至少一喷口、至少二驱动凹部、至少一次冲流道、至少一排口和至少一排气通道形成独立做功单元，该气体动力装置中包括至少一个独立做功单元。

进一步，芯体上的喷口及次冲流道，与外圈对应的驱动凹部连通，次冲流道与对应的驱动凹部交错布设依次连通，次冲流道沿芯体或外圈周向设置。

进一步，进气通道和排气通道形成于芯体内。

进一步，芯体上包括：进气通道，其在芯体周面形成喷口，其走向为由中间往外延伸的弧形线，喷口与外圈对应的驱动凹部连通，形成第1阶流道；

次冲流道，其走向为芯体边缘向内再到边缘弯折延伸的弧形线，每一次冲流道与外圈对应的前后两驱动凹部连通，沿芯体周向形成N阶流道，其中N≥2的自然数；

各阶流道与外圈对应驱动凹部配合形成气体能量递减的多阶冲程结构。

进一步，次冲流道包括回程道和相通的冲程道，回程道与外圈对应的驱动凹部连通，冲程道与另一驱动凹部连通。

进一步，芯体进气通道的走向为由中间往外延伸的对数螺旋线，该对数螺旋线的极点设置在芯体中心轴线上，对数螺旋线走向角15°-45°。

进一步，芯体上设有进气通道，其走向为由中间往外延伸的对数螺旋线，次冲流道的冲程道的走向为对数螺旋线，次冲流道的冲程道对数螺旋线的走向与进气通道对数螺旋线的走向大致相同。

进一步，该气体动力装置还包括一轴，外圈与芯体同轴设置于轴上。

进一步，该气体动力装置还包括一轴，外圈与芯体同轴设置于轴上，该轴上开设有进、出气轴道分别连通至芯体的进气通道和排气通道。轴内进、出气轴道形成进气口和出气口，进、出气轴道为不连通结构。

进一步，外圈通过侧板配合于轴上形成一个封闭空间，芯体设置于封闭空间内并与轴连接固定。

进一步，独立做功单元中进气通道、喷口、驱动凹部、次冲流道、排口和排气通道构成气体流动路径。

进一步，该气体动力装置中包括二个以上独立做功单元形成多级驱动结构，并沿芯体或外圈周向设置。

进一步，外圈的内环面上设置有2个以上驱动凹部，每一驱动凹部具有一轮廓底面以及驱动面，轮廓底面的轮廓线为对数螺旋线，其极点设置在芯体中心。

进一步，一种气压发动机，其包括所述的气体动力装置，所述气体是压缩气体或具有一定压力的气体。

进一步，一种无级变速器，其包括所述的气体动力装置。

本实用新型的气体动力装置，结构简单，扭矩大，转速高，传递效率高，能耗低，可广泛应用于交通工具、发电设备以及其他需要动力输出装置的各领域。

进一步，所述壳体围构有一进气槽、一第一容室、一第二容室，所述气体动力装置容设于所述第一容室，所述工具组可转动地容设于所述第二容室，所述第一容室连接于所述进气槽与所述第二容室；所述进气槽上还设置有一控制阀组，该控制阀组连接一高压气源，该控制阀组控制气体自该高压气源进入该进气槽。

更进一步，还包括一遮蔽体，可拆卸地连接于所述壳体上方并与所述壳体相互围构出一排气槽，所述排气槽与所述第一容室相连通，所述遮蔽体一端形成有与所述排气槽相连通的一排气口，令自所述壳体排出的气体，可通过所述壳体上方的所述遮蔽体导引至预定方向向外部空间排出。

本实用新型采用如上技术方案，具有如下有益效果：

1.本实用新型的气动工具相比于电动工具，具有绝缘从而防止误触电的优点，适用于水下等场合。

2.本实用新型中芯体设置的多阶流道，即进气通道作为第1阶流道，各次冲流道作为第2、3、4……阶流道，气体由第1阶流道作用在外圈的驱动凹部，驱动凹部与第2阶流道相通，然后返回到第2阶流道后又作用在外圈的另一驱动凹部，位次类推，直至气体从排气通道排出，整个过程是沿外圈旋转方向的顺向进行，扭矩大，传递效率高、气体利用率高，输出扭矩随着转速的提高进一步增大。

3.本实用新型芯体周向布设的各流道，有效减小了整体装置的体积，可灵活配合于各领域动力生成或输出设备，同时，芯体上进气流道设置越多，整体重量反而降低，进一步提高了装置的输出速度和效率。

附图说明

图1是本实用新型第1实施例的立体图。

图2是本实用新型第1实施例的局部分解图。

图3是本实用新型第1实施例气体动力装置的示意图。

图4是本实用新型第1实施例气体动力装置的轴A向侧视图。

图5是本实用新型第1实施例气体动力装置的轴B向侧视图。

图6是本实用新型第1实施例气体动力装置一剖视图。

图7是本实用新型第1实施例气体动力装置的另一布局图。

图8是本实用新型第2实施例气体动力装置的示意图。

图9是本实用新型第2实施例气体动力装置的轴C向侧视图。

图10是本实用新型第2实施例气体动力装置的轴D向侧视图。

图11是本实用新型第2实施例气体动力装置的径向剖视图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

请参阅图1至图6，本实施例提供的一种气动工具，包括壳体5、气体动力装置和工具组6，所述工具组6与所述气体动力装置驱动连接(本实施例中，所述气体动力装置的外圈可通过一法兰直接与工具组6的转轴驱动连接)。

如图2所示，所述壳体5可由一第一外壳51与一第二外壳52组合形成，使得所述壳体5围构有一进气槽53、一第一容室54、一第二容室，所述气体动力装置容设于所述第一容室54，所述工具组6可转动地容设于所述第二容室，所述第一容室54连接于所述进气槽53与所述第二容室；所述进气槽53上还设置有一控制阀组，该控制阀组供连接一高压气源，该控制阀组控制高压气体自该高压气源进入进气槽53。其中，该控制阀组8包括有扳机组81与流量控制阀82，以供使用者进行操控。

如图1-图2所示，还包括一遮蔽体7，可拆卸地连接于所述壳体5上方并与所述壳体5相互围构出一排气槽71(该排气槽71，是由一设置于第二外壳52上方的遮蔽体7与第二外壳52围构而成，且该排气槽71并与该第一容室54相连通，更明确来说，该排气槽71位于该第一容室54远离该进气槽53的一侧，该遮蔽体7朝第一外壳51方向则形成一开放的排气口，该排气口恰与排气槽71相连通，又该排气槽71与该进气槽53之间的连线界定一垂直方向)，所述排气槽71与所述第一容室54相连通，所述遮蔽体7一端形成有与所述排气槽71相连通的一排气口，令自所述壳体5排出的高压气体，可通过所述壳体5上方的所述遮蔽体7导引至预定方向向外部空间排出。

本实施例中，所述工具组6与所述气体动力装置还可通过一传动机构进行驱动连接。具体为：该气体动力装置可自进气槽53接收输入的高压气体，以高压气体带动气体动力装置的外圈转动，该气体动力装置的外圈再通过传动机构带动工具组6的转轴转动从而驱动工具组6进行工作。本实施例中的传动机构可以是皮带传动机构或链条传动机构等，但不局限于此，还可以是其它常规的任意传动机构，在此不再详述。本实施例中所列举的工具组为旋转式的，但不局限于此，本领域技术人员可通过现有技术将该气体动力装置与现有的往复式(容积活塞式)工具组配合以进行工作，在此不再详述。

该实施例的所述工具组6的形式可以是多种的，例如：气动扳手、气动举升器、气动钻具、气动冲具、气动重锤、气动螺丝刀、气动切割机、气动打磨机、气动喷枪、气动拉钉枪、气动拉帽枪、气铲、气动锉刀等。

所述气体动力装置包括一外圈1，其内环面周向上设有多个驱动凹部11；一芯体3，其同轴设置在外圈1内并能相对外圈转动，芯体3的外环面设有至少一喷口301、至少一排口302、以及位于喷口和排口之间的至少一次冲流道300；

至少一进气通道31，其连通至少一喷口301；以及

至少一排气通道310，其连通至少一排口302；

气体从进气通道31进入，通过芯体3的喷口301及次冲流道300的逐阶喷出，作用于外圈1周向上的至少二驱动凹部11，对这些驱动凹部11产生推力推动外圈1旋转做功，实现动力连续输出，最后，气体通过芯体3的排口经排气通道排出。所述气体动力装置1的动力输出而作用于所述工具组，使其执行功能操作，功能操作是根据工作组的形态不同而有所不同。该气体动力装置还包括一轴2，外圈1与芯体3同轴设置于轴2上。

如图6所示，进气通道31和排气通道310形成于芯体3内，芯体3上的喷口301及次冲流道300，与外圈1对应的驱动凹部11连通，其中次冲流道300与对应的驱动凹部11交错布设依次连通，次冲流道300沿芯体或外圈周向设置。

如图6，芯体3上包括：进气通道31，其在芯体周面形成喷口31，其走向为由中间往外延伸的弧形线，喷口301与外圈对应的驱动凹部11连通，形成第1阶流道；

次冲流道300，其走向为芯体3边缘向内再到边缘弯折延伸的弧形线，每一次冲流道300与外圈1对应的前后两驱动凹部11连通，沿芯体周向形成N阶流道，其中N≥2的自然数。需要说明的是：这里如果是2阶流道则包括第1阶流道(进气通道)和第2阶流道(一次冲流道)；如果是3阶流道包括第1阶流道(进气通道)、第2阶流道(一次冲流道)、第3阶流道(另一次冲流道)，……

各阶流道与外圈对应驱动凹部配合形成气体能量递减的多阶冲程结构。

根据负载的要求，可以对气体动力装置进行设计，其中的芯体3设置可以是2阶流道、3阶流道、或更多阶进气流道，每阶循环做功，能量充分利用，最大程度地提高使用效率，以满足输出扭矩和转速的需求。

如图7是4阶流道示意图，压缩气体从第1阶流道311进入后，经第2、3、4阶流道312、313、314，并喷出作用在对应的驱动凹部11，最后气体通过排气流道310输出；图7是5阶进气流道示意图，工作过程同图8示意类似。如图8，次冲流道300包括回程道和相通的冲程道，如图8中的第3阶流道中的回程道3131和相通的冲程道3132，回程道3131与外圈对应的驱动凹部连通，冲程道3132与另一驱动凹部连通。

请参阅图3，该气体动力装置还包括一轴2，外圈1与芯体3同轴设置于轴2上，该轴2上开设有进、出气轴道21、210分别连通至芯体3的进气通道31和排气通道310。轴内进、出气轴道形成进口和出口，进、出气轴道为不连通结构。外圈1通过侧板41、42配合于轴2上形成一个封闭空间，芯体3设置于封闭空间内并与轴2连接固定。本实用新型中芯体3设有至少2阶流道，每一阶流道与外圈对应的驱动凹部连通，最后由排气流道排出气体。

请参阅图3，本实用新型中芯体3可以是由左、右芯体配合而成，左、右芯体配合面设有进气通道31和排气通道310，芯体3也可以是整体铸造而成。

请参阅图3、图6，本实施例是一级驱动结构，芯体3上沿周向设置1条空气通道形成一级驱动结构，空气通道也称为独立做功单元，芯体3和外圈1上一进气通道31、一喷口301、至少二驱动凹部11、至少一次冲流道300、一排口302和一排气通道310形成独立做功单元，该气体动力装置中包括至少一个独立做功单元。独立做功单元中进气通道31、喷口301、驱动凹部11、次冲流道300、排口302和排气通道310构成气体流动路径。

请参阅图3、图6或图7，本实用新型中外圈1的内环面上设置有2个以上驱动凹部11，每一驱动凹部具有一轮廓底面111以及驱动面112，轮廓底面111的轮廓线可以是普通弧形线或螺旋线，当轮廓底面的轮廓线为对数螺旋线，其极点设置在轴上，每一驱动凹部11同时与相邻阶流道相通以使前一阶流道进入的气体由下一阶流道输出。

本实用新型中芯体3进气通道即第1阶流道走向可以是普通弧形线或螺旋线，各次冲流道即第N阶流道中冲程道的走向也可以是普通弧形线或螺旋线。

如图6及图7，本实用新型芯体3上设有进气通道31，其走向为由中间往外延伸的对数螺旋线，次冲流道300的冲程道的走向为对数螺旋线，次冲流道的冲程道对数螺旋线的走向与进气通道对数螺旋线的走向大致相同。芯体3进气通道的走向为由中间往外延伸的对数螺旋线，该对数螺旋线的极点设置在芯体中心轴线上，对数螺旋线走向角15°-45°，角度越小，流道越长，损耗越多；角度越大，驱动外圈的切向分力越小。

请参阅图3、图4及图5，本实用新型轴2内进、出气轴道21、210形成进口和出口，进、出气轴道为不连通结构。轴的进口和出口可以设置在轴一端或轴两端，进气轴道21与芯体的进气通道31相通，轴的出气口轴向延伸形成出气轴道210，出气轴道与芯体的排气通道310相通。

本申请案所涉气体动力装置是指能够将气体能转换成机械转动的装置，其中该装置除必要的外圈、芯体及其相应凹部结构或流道结构设计外，还可以额外包括其他部件；例如，可以额外包括有提供外保护的壳体和密封结构等，又如可以额外包括有提供转矩传递的联轴器等。其中，外圈可以根据机械转动输出方式的不同而具体表现形式有所变化，例如外圈外侧形成外齿形结构，以利于通过齿轮传动的方式输出动能；又例如外圈具有皮带槽，以通过皮带传动的方式输出动能；再例如外圈具有安装法兰盘，可以方便地安装联轴器以输出动能；等等。芯体和外圈的材质为硬质材料制成，不限于金属、金属合金、塑料、复合材质，芯体和外圈的凹部结构或流道结构的加工方式可以采用一切已知的生产手段实现，包括而不限于压铸、锻造、挤压、3D打印等等。输入至该动力装置的空气压力可以是压缩机(如气压泵)产生、压缩流体的容器(如高压气瓶)产生、等等。

图3和图6中需要说明的是，芯体的进气通道31和排气通道310及进气轴道21、出气轴道210，按制图规则虽然不对应，但为了形象说明，图3中芯体的进气通道和排气通道就是指进气通道和排气通道，实施例2中图8和图11与此类似的示意图示。

实施例2：请参阅图8至图11，气体动力装置中包括2独立做功单元形成二级驱动结构，即芯体3上沿周向设置2条空气通道，每条空气通道包括1阶以上的进气通道31和次冲流道300并沿芯体3周向布设及排气流道。气体动力装置包括外圈1，其内环面周向上设有多个驱动凹部11；一芯体3，其同轴设置在外圈1内并能相对外圈转动，芯体的外环面设有2组喷口、排口、以及每组喷口和排口之间设有至少一次冲流道；芯体上设有2进气通道31、32，其对应连通喷口；以及2排气通道310、320，其对应连通排口；两股气体从分别从芯体的2进气通道进入，通过芯体3的喷口及次冲流道300的逐阶喷出，作用于外圈周向上相应的驱动凹部11，对这些驱动凹部产生推力推动外圈1旋转做功，实现动力输出，最后，气体通过芯体的排口经排气通道排出。上述的一进气通道、一喷口、相应数量的驱动凹部及对应的次冲流道、排口和一排气通道形成独立做功单元。

该气体动力装置还包括一轴2，外圈1与芯体3同轴设置于轴上，该轴2上开设有进气轴道21、22及出气轴道210、220分别连通至芯体的进气通道31、32和排气通道310、320。轴2上设有与空气通道对应的两进气口和两出气口；压缩气体从轴2的两进气口进入，通过芯体3进气通道喷出作用在外圈1的驱动凹部11，产生推力推动外圈1旋转做功，最后压缩气体通过芯体3的排气通道回到相应的出气口，实现动力的连续输出。其他结构与实施例1中结构相同，不再赘述。

实施例3：本实用新型气体动力装置中包括4或更多的独立做功单元形成多级驱动结构，芯体上沿周向设置3条或更多条空气通道，每条空气通道包括1阶以上的进气通道和次冲流道并沿芯体周向布设及排气流道，进气通道和排气通道设置在左、右芯体的配合面。轴上设有与空气通道对应数量的进气轴道和出气轴道，压缩气体从轴的进气轴道进入，通过芯体进气流道喷出作用在外圈的驱动凹部，推动外圈旋转做功，实现动力的连续输出，最后压缩气体通过芯体的各排气流道回到相应的出气轴道。其他结构与实施例1中结构相同。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种气动工具，包括壳体、气体动力装置和工具组，所述工具组与所述气体动力装置驱动连接，其特征在于：所述气体动力装置包括：

一外圈，其内环面周向上设有多个驱动凹部；

一芯体，其同轴设置在外圈内并能相对外圈转动，芯体的外环面设有至少一喷口、至少一排口、以及位于喷口和排口之间的至少一次冲流道；

至少一进气通道，其连通至少一喷口；

以及至少一排气通道，其连通至少一排口；

气体从进气通道进入，通过芯体的喷口及次冲流道的逐阶喷出，作用于外圈周向上的至少二驱动凹部，对这些驱动凹部产生推力推动外圈旋转做功，最后，气体通过芯体的排口经排气通道排出，实现动力输出而作用于所述工具组，使其执行功能操作。

2.根据权利要求1所述的气动工具，其特征在于：至少一进气通道、至少一喷口、至少二驱动凹部、至少一次冲流道、至少一排口和至少一排气通道形成独立做功单元，所述气体动力装置中包括至少一个独立做功单元。

3.根据权利要求1所述的气动工具，其特征在于：进气通道和排气通道形成于芯体内，芯体上的喷口及次冲流道，与外圈对应的驱动凹部连通，次冲流道沿芯体或外圈周向设置。

4.根据权利要求3所述的气动工具，其特征在于：芯体上包括：

进气通道，其在芯体周面形成喷口，其走向为由中间往外延伸的弧形线，喷口与外圈对应的驱动凹部连通，形成第1阶流道；

次冲流道，其走向为芯体边缘向内再到边缘弯折延伸的弧形线，每一次冲流道与外圈对应的前后两驱动凹部连通，沿芯体周向形成N阶流道，其中N≥2的自然数；

各阶流道与外圈对应驱动凹部配合形成气体能量递减的多阶冲程结构。

5.根据权利要求3所述的气动工具，其特征在于：芯体进气通道的走向为由中间往外延伸的对数螺旋线，所述对数螺旋线的极点设置在芯体中心轴线上，对数螺旋线走向角15°-45°。

6.根据权利要求1所述的气动工具，其特征在于：所述气体动力装置还包括一轴，外圈与芯体同轴设置于轴上，所述轴上开设有进、出气轴道分别连通至芯体的进气通道和排气通道。

7.根据权利要求2所述的气动工具，其特征在于：所述气体动力装置中包括二个以上独立做功单元形成多级驱动结构，并沿芯体或外圈周向设置。

8.根据权利要求1至7任一所述的气动工具，其特征在于：外圈的内环面上设置有2个以上驱动凹部，每一驱动凹部具有一轮廓底面以及驱动面，轮廓底面的轮廓线为对数螺旋线，其极点设置在芯体中心。

9.根据权利要求1所述的气动工具，其特征在于：所述壳体围构有一进气槽、一第一容室、一第二容室，所述气体动力装置容设于所述第一容室，所述工具组可转动地容设于所述第二容室，所述第一容室连接于所述进气槽与所述第二容室；所述进气槽上还设置有一控制阀组，该控制阀组连接一高压气源，该控制阀组控制气体自该高压气源进入该进气槽。

10.根据权利要求9所述的气动工具，其特征在于：还包括一遮蔽体，可拆卸地连接于所述壳体上方并与所述壳体相互围构出一排气槽，所述排气槽与所述第一容室相连通，所述遮蔽体一端形成有与所述排气槽相连通的一排气口，令自所述壳体排出的气体，可通过所述壳体上方的所述遮蔽体导引至预定方向向外部空间排出。