CN1150081C - 手持的有动力工具 - Google Patents

Abstract

一种手持气动工具，它具有一个从其本体前端向前延伸的外壳，上述外壳具有一个在本体前端上的第一段和一个从第一段向前延伸并偏置在其一侧的第二段，一个装在第二段中的输出轴，在第二段中用于可反向驱动输出轴的棘爪和棘轮机构，以及在第一段中用于把驱动力横向传递到上述棘爪和棘轮机构的机构。

Description

手持的有动力工具

本发明一般涉及了手持的有动力工具，更确切地说涉及了手持的气动工具，特别是具有输出轴和可以反向驱动输出轴的工具。

本发明特别考虑了这类工具：在工具的输出轴上采用一个套筒来拧动螺栓或螺母使工具成为一个有动力的扳手，虽然可以理解到，可以设想把除套筒以外的附件用到输出轴上，例如一个拧动除螺栓或螺母以外紧固件(如螺钉)的附件。本发明在某些方面涉及了可以双向驱动其输出轴的工具的改进，该工具在1996年7月16日名称为“棘轮驱动”的美国专利号5,535,646中作了说明，上述专利在以下称为’646专利并引入这里作为参照。

尽管在’646专利中所示的工具一般已非常满意，但在输出轴上采用一个套筒作为一个有动力扳手来拧动螺栓和螺母，当靠近螺栓或螺母的结构妨碍保持工具使其轴线与螺栓或螺母轴线成直角(或基本上成直角)的某些情形时可能会遇到问题，由此妨碍套筒适当放置在螺栓头或螺母上。

可提到本发明的几个目的：提供一种手持的有动力工具，它采用套筒作为一个有动力扳手时，能够保持工具在适当的位置上，在可能遇到的各种各样情形下把套筒放置在螺栓头或螺母上；提供一种具有这种性能的气动工具；以及提供一种这样的工具，它可以反向驱动接纳了套筒或其它附件的工具输出轴。

一般说，本发明的手持有动力工具包括一个尺寸和形状做成可手持的细长本体，它具有手持的前后端和从本体末端沿纵向延伸的轴线，上述本体具有靠近其前端的一个马达室，以及在上述马达室中的一个马达。一个外壳从本体前端向前延伸成本体的延伸区，上述外壳具有在本体前端上的第一段和从第一段向前延伸的构造比较细长的第二段，上述第二段的截面小于第一段并且朝第一段的一侧偏置。一个装在第二段中的输出轴，绕着靠近上述第二段前端的一条横向轴线沿一个或另一个方向转动，输出轴具有从上述第二段突出的一个外端区，用于接纳拧动紧固件的一个附件。马达具有一个驱动轴，可以绕着从马达室伸出到上述第一段的轴线转动。在上述第二段中的一个机构可以沿一个或另一个方向驱动上述输出轴，以及由上述驱动轴驱动的在上述第一段中的一个机构把驱动力传递到在上述第二段中的上述输出轴驱动机构上。

其它目的和性能在以下部分将会很明显和部分将会被指出。

图1，2和3是从不同侧面所看到的本发明工具的侧视图；

图4是在图1线4-4上所看到的后端视图；

图5是大致取自图3线5-5上大致沿纵向的工具的剖视图；

图6，7，8和9是大致在图5线6-6，7-7，8-8和9-9上横截面中的视图，其比例大于图5，在图8中某些零件已略去和断开；

图10是图5放大的不完全视图；

图11和12是大致在图5线11-11和12-12上横截面中的视图，其比例大于图5，图12用假想线表示了零件的已移动位置；

图13是大致在图5线13-13上的纵向剖视图；

图13A是大致取自图1和2的线13A-13A上的横向剖视图；

图14是表示工具性能的视图；

图15是说明图1-14工具的一个改变形式的侧视图；

图16是大致在图15工具纵向剖面中的视图。

在所有附图的各个视图中相应的编号标注了相应的零件。

参照图1-14，说明了以编号1整体标注的本发明手持气动工具的第一个实施例，它包括了一个其尺寸和形状可握在手中的大致为细长形的本体3，具有手持的前端5和后端7，以及从其末端沿纵向延伸的轴线A。大致为圆截面的本体3具有一个靠近其前端5的马达室9和一个气动马达M，马达具有在上述室中绕上述轴线A转动的转子11。驱动轴13被转子11驱动，从马达室向外伸出。本体3具有使转子11自旋(沿一个方向)的压缩空气入口15，上述入口在本体的后端，并包括一条大致沿本体纵向延伸，更确切说是沿轴线A延伸的通路。一个空气软管连接器17绕着大致沿本体纵向延伸的轴线，更确切说是绕着轴线A(与入口通路15同轴)可以在与本体3密封的关系下转动。软管连接器17为管状，具有使压缩空气流到上述入口通路15的一个孔19。可以理解到，这里采用的名称“孔”意味着不仅是镗削形成的孔，也可以是任何其他方式形成的孔。连接器17与空气软管(图中未示)连接，把压缩空气从其气源供应到上述孔19中，并容许本体3相对于软管和连接器旋转。

本体3具有送气通路21，使压缩空气从入口通路15流到马达M来驱动它，上述送气通路21中具有一个控制流经通路气流的阀门23。为了操纵阀门23，本体3上具有一个杆件25，更确切说是一个杠杆，由握住工具1的使用者的手来操作。本体3中具有从马达室9排除空气的排气通路27，它从马达室延伸到在外壳后端7上的出口29。一个空气偏导器31用于排除从上述排气通路出口29出来的废气，按照握住工具1的使用者选择的方向(可在360°范围上调节)，可以绕上述软管连接器17转动来横向朝外偏移排出的废气。

更详细地说，本体3包括一个大致为圆管状的金属件33，它具有橡皮之类的套35。金属件33在其后部具有一个整体的交叉块37，交叉块的形状做成具有两个开口39(详见图7)。在交叉块的前面，金属件33具有一个整体标注为43的圆柱形凹口，它在金属件前端5上具有稍微变大的前端45(参见图5)。一个用于转子11后耳轴滚珠轴承49的隔离环47放在凹口43的内端(后端)上，靠在交叉块的前表面。转子11具有通常的叶片或轮叶53(已知的方式)，通过通路21供应的压缩空气对它的冲击来使它自旋，叶片或轮叶53在装在凹口43内的马达筒55中自旋。在马达筒55的前端有一个轴13的滚珠轴承59隔离环57(图5)，轴13构成了转子11的前耳轴。一个螺接在金属件33前端中的环形保持环63使滚珠轴承隔离环57本身保持定位。在前端有一个环形端锥或头部67。

在交叉块37中具有一个横向延伸通过金属件33的概括标注为75的开口，上述开口由顺序减小的孔76，77，79和83形成(详见放大表示阀门23的图10)，孔79，77和76用平底扩孔方法形成，孔83在具有杠杆25的金属件33的一侧，平底孔76在对着杠杆25的金属件33的一侧。在平底孔77内端上的肩部81构成了一个阀门座。阀门23包括一个阀件85，由塞子88反作用的压缩螺旋弹簧87把阀件85偏压封闭在密封件86上，塞子88用密封件90螺接在平底孔76中。阀件85表示了它的打开位置，它与座81相空开以容许空气通到马达M。

一个出口93从孔83径向伸出，沿着相对于工具的向前方向到达通过滚珠轴承隔离环47的通路97，上述通路93和97构成了通路2 1的一部分。在第三孔83中滑动的阀杆99可与操纵杠杆25配合来打开阀门23，使得从入口15通过通气口101进入平底孔77的气流通过平底孔79，然后通过通路93和97到达马达M(就将表明)。杠杆25用枢轴支承在本体33的103上，当从图1和10所示的退回位置压入时，推动阀杆99来打开阀门23。杠杆25的退回位置由杠杆后端与本体33的配合来确定。

滚珠轴承隔离环47中的通路97通到在马达筒55后端的一个缺口109。缺口109提供了通路97和马达筒55内部之间的连通。通道107自缺口109从马达筒55的后端到其前端延伸通过马达筒，并且通到在马达筒55前端的一个缺口108。缺口108提供了在马达筒55前端上通路97和马达筒55内部之间的连通。空气从马达筒55内部通过在马达筒前端中的一个缺口111排到一个通路113(在那里空气向后流动)中，通路113在马达筒和作为凹口43边界的金属件33壁之间，从而通过在滚珠轴承隔离环47周边中的一个缺口114到达在隔离环47中以弧段方式绕轴线A延伸的通路115，上述通路115使废气流到出口29。空气也可从马达筒55内部通过在马达筒后端的缺口111a排出，然后通过在滚珠轴承隔离环47周边中的缺口114a到通路115。

入口通路15在本体3的向后延伸区117中，这个延伸区为管状，具有构成上述入口通路的一个孔。延伸区117由一个管接头构成，它以采用O形圈119的密封关系固定在交叉块37内大致沿工具纵向延伸的开口121中。把螺接在开口中的较小直径前区123拧到这样位置：使得接头的较大直径后区127的前端上的法兰125与环绕开口121的金属件33后端和O形环119配合，由此把管接头117固定在开口121中。空气软管连接器17以采用O形圈129的密封关系可以在管接头117上转动。由于被弹簧133偏压的球形卡扣131容纳在管接头的环形槽135中，由此连接器保持在管接头上，其前端与管接头的法兰125配合，这种设置容许连接器在管接头上转动。在连接器17的法兰137位置的后面，连接器的孔内攻螺纹139，用于与供气软管连接，法兰137后面的连接器周边可做成如图4所示的板手用的六角形。

交叉块37在金属件33后端之前留出空间，在金属件33后端中形成大致为圆柱形的凹口141。空气偏导器31包括一个管件，它具有一个与空气软管连接器17同轴的环形壁143，环形壁143包围着连接器，其中留有环形空间145。环形壁143以转动密封配合方式把其前端靠在本体3的金属件33后端上，环形壁前端配装在凹口141中，采用O形环147的密封件可在凹口141中转动。环形壁在其后端有一个向内的法兰149与连接器17上的环形法兰137配合，封闭了环形空间145。废气从出口29排入在偏导器31内的环形空间145，偏导器的环形壁143具有一个开口151用于从空间145有方向的侧向排出废气。环形壁143的外面做成肋形153，有助于握住它来在连接器上旋转。

主要除了阀门23和金属件或头部67的某些细节外，上述本体3基本上相同于“手持气压转动驱动工具”的本体，它公布在同时授权审理的Osamu Izumisawa的申请中，该名称的系列号为09/490,896，2000年1月27日提出，上述申请引入这里作为参照。

参照图1-3，5，13和14，本体3表示为具有一个用编号155整体标注的外壳，它从本体前端向前延伸成本体的延伸区。外壳155在其后端于本体3的前端上具有第一段157，第一段确定为外壳的后端壁159、侧壁161和163、弯曲的背壁165和前壁167，以及比较细长构造的第二段169，它从第一段157向前伸出。第二段169的截面积比第一段157小，并且朝第一段的一侧偏置。在外壳155后端壁上的环形法兰171螺接在本体3的头部67中。该法兰以面朝后的肩部173与保持环63的前端配合。从外壳第一段157延伸的细长通道175构成了细长的外壳第二段169，上述通道175具有平腹板177、侧壁179和端壁181。用于通道175打开侧和第一外壳段157的盖板标注为183，它用螺钉185可拆卸地固定定位。因此，第二和细长外壳段169大致为矩形空心截面，盖板183作为它的一个面(可称为它的前面)，腹板177作为它的另一个面或背面。工具1的输出轴187装在外壳155的细长第二段169中，绕着靠近第二段前端沿第二段横向的一条轴线按一个或另一个方向转动。在上述第二段中，输出轴187在其两端中间形成一个起棘轮作用的齿轮189(以下就称为棘轮)。在棘轮的后侧上，轴187在其后端用轴颈支承在腹板177的轴承191中，并且在棘轮的前侧具有一个可以在板183圆形开口195中转动的圆形体193。轴187具有一个大致为方截面的外端区197，它有一个横向凹口199，其中保持了一个压缩螺旋弹簧201，把球形卡扣203偏压到图5所示的位置，部分地伸出在凹口外面，用于接纳一个拧动紧固件的附件(图中未示)，尤其是一个拧动螺栓或螺母的搭锁式套筒。第二外壳段175中概括标注为205的机构可操作来沿一个或另一个方向驱动输出轴187，概括标注为207的机构由上述驱动轴13驱动，可在第一外壳段中操作来把驱动力横向传送到上述输出轴驱动机构205。

如图13所示，输出轴驱动机构205大致与上述’646专利(引入这里作为参照)中所示的机构相同，基本上包括一个棘爪座209(在’646专利中为“驱动连杆”)，它具有一对分别用枢轴支承在215和217上的棘爪211和213，以及它本身用枢轴支承在枢轴销231上在第二外壳段中作摆动，枢轴销231在靠近第二外壳段169的后端沿其横向延伸。棘爪211和213分别具有大致向后延伸的尾部221和223，并且被环绕枢轴销231的扭转弹簧229的端部225和227所偏压，使得尾部与凸轮轴235上的凸轮233配合，凸轮轴235沿外壳段157的横向延伸，并且在段157前壁的槽237中延伸到段157之外。在凸轮轴后端上的一个旋钮239可在挡块241和243确定的两个位置之间变动，在第一位置和第二位置之间转动凸轮，在第一位置中，棘爪211与棘轮189配合沿一个方向转动输出轴187，在第二位置中，棘爪213与棘轮189配合沿另一个方向转动输出轴。可从上述专利’646弄清楚上述输出轴牵引机构205的所有细节。

由驱动轴13驱动上述机构207来横向传递驱动力到输出轴驱动机构205，机构207包括一个曲轴245，它用轴颈支承在肩部173之前外壳段157的圆形凹口内的滚珠轴承247上，绕轴线A转动。由驱动轴13驱动的曲轴245具有一个曲轴销249，曲轴销可以绕着在上述段157中沿向前方向延伸的轴线A转动。一个连杆251从曲轴销延伸到棘爪座209，它具有一个从其末段延伸的细长槽253来接纳曲轴销249，上述连杆具有在棘爪座209后端附近与棘爪座连接的连接装置255来摆动棘爪座。由于在棘爪座209后端上形成一个部分为圆的开口257(参见图13)，以及在连杆端部形成可与开口257转动配合的弧形侧面，连接装置255是一个可转动的连接装置，当连杆使棘爪座摆动时容许棘爪座209相对于连杆251转动。开口257具有稍大于半个圆的截面；连杆端部具有标注为261的前后侧面。

曲轴245的驱动装置是减速驱动装置，更确切地说是一个行星齿轮驱动装置263(参见图11)，使曲轴成为带动三个行星齿轮265的一个行星齿轮座，每个行星齿轮在曲轴后侧绕轴线A相隔120，与形成在驱动轴13前端上的太阳轮267啮合。行星齿轮与保持环63内的环形齿轮269啮合。其设置使得当打开阀门23把压缩空气送到马达M时，驱动轴13以预定的方向在较高的速度下被驱动，并且通过行星齿轮装置以预定的方向在较低的速度下驱动曲轴245。绕着轴线A(它是曲轴的轴线)沿一个圆转动的曲轴销249横越连杆251中的槽253并使连杆产生一个摆动动作，从而使棘爪座209绕枢轴销231的轴线产生摆动。连杆251的运动范围如图12中假想线所说明。棘爪座209的摆动使输出轴187根据旋钮239的设定沿一个或另一个方向转动。

如上所述，外壳155的细长的舌形第二段169偏置在第一外壳段157的一侧，最好是偏置到放置阀门操作件或杠杆25的工具本体3的一侧(在图1中看为左侧)。输出轴187的外端区197从该侧突出，即从第二外壳段中具有盖板183的一侧突出。参照图1可看到，第二外壳段平行于本体的轴线A并朝着上述轴线的一侧，更确切地说，朝着以上提到的一侧。盖板183位于上述一侧(设置了杠杆25的一侧)上离本体3相切面稍稍朝内的平面上，输出轴187的外端区197基本上突出在这个平面之外。采用这种设置，在工具1采用套筒271作为一个有动力扳手时，在各种各样情况下，例如在图14中所示的不得不把工具放置成靠近平面S的情形，能够握住扳手把套筒适当放置在螺栓或螺母头上的位置。

图15和16说明了工具1的一种改变形式，它被标注为1A来与工具1区别，它具有与工具1相同的本体3，与工具1的区别在于从本体向前延伸的外壳构造。因此，整体标注为编号155A以便与外壳155区别的工具1A的外壳具有与段157形状稍微不同的第一段157A和相对于第一段侧向偏置的第二段169A，本体的轴线A从上述轴线朝外转一个角度。更确切地说，上述第二段从具有杠杆25的本体一侧沿一个方向转了一个角度。一般说，除了第二外壳段转一个角度外，图15和16的形式相应于图1-14的形式，相同的编号用于标注相应的零件，但与图1-14形式的区别在于：盖板183A所在的一侧沿着一个方向面对着具有杠杆25的本体一侧，以及输出轴187外端区197从这个第二段一侧突出。此外，连杆251A和棘爪座209A形状适应于第二段169A的不同角度偏置。

根据上述可看到，本发明的几个目的已经达到，并获得了其它有利的结果。

在以上构造中可做出各种改变而不脱离本发明的范围，可以想到，在以上描述中包含的和附图中表示的所有内容应解释为示例说明而没有限定的意义。

Claims (10)

1.一种手持的有动力工具包括：

一个尺寸和形状做成可手持的细长本体，它具有手持的前后端和从本体末端沿纵向延伸的轴线；

上述本体具有靠近其前端的一个马达室；

在上述马达室中的一个马达；

上述本体具有一个外壳，从本体前端向前延伸成本体的延伸区；

上述外壳具有在本体前端上的第一段和从第一段向前延伸的构造比较细长的第二段；

上述第二段的截面小于第一段并且朝第一段的一侧偏置；

一个装在第二段中的轴出输，绕着靠近上述第二段前端的一条横向轴线沿一个或另一个方向转动；

上述输出轴具有从上述第二段突出的一个外端区，用于接纳拧动紧固件的一个附件；

上述马达具有一个驱动轴，可以绕着从马达室伸出到上述第一段的轴线转动；

在上述第二段中的一个机构，可以沿一个或另一个方向驱动上述输出轴；其中该在第二段中的机构包括一个输出轴上的棘轮，以及

由上述驱动轴驱动的在上述第一段中的一个机构，把驱动力传递到在上述第二段中的上述输出轴驱动机构上，其中在上述第一段中的机构包括一个曲轴，该曲轴可被上述驱动轴驱动绕本体的轴线转动，并具有一个沿向前方向延伸绕本体轴线转动的曲轴销；以及一个连杆，该连杆具有一条从其末端延伸的用于接纳上述曲轴销的细长槽，上述连杆从销延伸到上述第二段中的机构，该连杆做成能操作第二段中的机构，在一个方向或另一方向啮合输出轴。

2.如在权利要求1的一种手持有动力工具，其中上述第二段偏置在本体轴线的一侧。

3.如权利要求1中的一种手持有动力工具，其中上述马达是气动马达，具有一个在上述马达室中绕上述本体轴线转动的转子，上述本体具有一个在其上述后端上的压缩空气入口，一个使压缩空气从入口流到马达的供气通路，供气通路中有一个阀门，上述本体具有一个可用握住工具的手操纵来控制阀门的杆件，以及一个从马达室排出空气的排气通路。

4.如权利要求3中的一种手持有动力工具，其中上述第二段偏置在本体轴线的一侧。

5.如权利要求4中的一种手持有动力工具，其中第二段平行于上述本体的轴线。

6.如权利要求5中的一种手持有动力工具，其中上述阀门操纵杆件在本体的一侧，上述第二段朝这一侧偏置并且具有相应的一侧，上述输出轴的上述外端区从第二段的上述一侧突出。

7.如权利要求4中的一种手持有动力工具，其中上述第二段从上述轴线向外转一个角度，上述阀门操纵杆件在本体的一侧，上述第二段从上述一侧沿一个方向转一个角度，并且具有一个侧面沿一个方向面对着本体的上述一侧，上述输出轴的上述外端区从第二段的上述一侧突出。

8.如权利要求1中的一种手持有动力工具，其中在第二段中的一个机构用于沿一个或另一个方向驱动上述输出轴，机构还包括一个棘爪座，它具有在其两端中间用枢轴支承的前端和后端，用于在上述第二段中绕着平行于输出轴的一条轴线作摆动，一对由棘爪座带动的棘爪，根据棘爪座的摆动，可以有选择地定位使棘爪之一与棘轮配合来沿一个方向转动棘轮和输出轴，以及使另一个棘爪与棘轮配合来沿另一个方向转动棘轮，上述连杆从销延伸到上述棘爪座，并且在棘爪座后端附近具有一个与棘爪座连接的连接装置，用于摆动棘爪座。

9.如权利要求8中的一种手持有动力工具，其中上述连杆和棘爪座的连接装置是一个转动连接装置，当连杆使棘爪座摆动时容许棘爪座相对于连杆作转动。

10.如权利要求8中的一种手持有动力工具在驱动轴和曲轴之间具有一个减速驱动装置，上述减速驱动装置是一个行星齿轮驱动装置，它包括一个在驱动轴上的太阳齿轮和几个在曲轴上与太阳齿轮配合的行星齿轮。

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