1268835 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種氣動式操作螺絲起子，其係提供 軸向驅動力與一旋轉力，其中該軸向驅動力係由一活塞 提供，該旋轉力係由用以扭轉一螺紋扣件進入一木材部 或類似物中之一氣動馬達所提供。 【先前技術】 美國專利第6，0 2 6，7 1 3號係揭示一種氣動式操作螺絲 子，其係包括一驅動鑽頭（b i t )，該驅動鑽頭係可與一形 在該扣件頭中之溝槽嵌合。該驅動鑽頭係連接至一活塞 該活塞係藉由應用一氣動壓力至該活塞之一側而在該驅 鑽頭之軸向上被驅動。又，一氣動馬達係被提供來將該 塞繞著該氣動馬達之軸旋轉。因此，該驅動鑽頭係可軸 地移動，同時可繞著其軸旋轉以扭轉該扣件進入一目 物。又，一緩衝器係被提供來吸收該活塞移動至其底部 點中心（d e a d c e n t e r )時之動能。與一觸動器聯結之一操 閥係被提供來開啟一主閥，以施加氣動壓力至該活塞上 該揭示之螺絲起子亦包括一回復室，一壓縮空氣可於 處累積以施加壓縮空氣至該活塞，故可移動該活塞與該 動鑽頭至其初始位置。更具體地，壓縮空氣於該回復室 之累積係開始於當該活塞將達到其底部死點中心。當該 絲鎖緊之操作係因為該活塞接觸該緩衝器而結束時，該 積在回復室中之壓縮空氣將被施加在該活塞之一相對 上，以回復該活塞與該驅動鑽頭至其原先位置。 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 所 件 起 成 動 活 向 死 作 Ο 該 驅 中 螺 累 側 5 1268835 【發明内容】 本發明之發明者係發現傳統螺絲起子之缺點，諸如：在 該螺絲驅動操作完成後，假如該觸動器係在一預定量之壓 縮空氣在該回復室中累積前即被釋放，或假如該活塞因為 不充分之螺絲驅動操作而未到達該底部死點中心，例如由 於該驅動鑽頭自該扣件頭之意外鬆脫，該等缺點將會使該 活塞與該驅動鑽頭無法充分地回復至其原先位置。這些缺 點之發生乃係因為當該活塞恰於該螺絲驅動操作完成前之 時刻到達其底部死點中心之時，在該回復室中之壓縮空氣 即開始累積之緣故。 在該活塞到達其底部死點中心之前，可開始供應該壓縮 空氣進入該回復室，以試圖改良該活塞之回復動作。然而 在稍後之例子中，在該回復室中之壓縮空氣係流入該活塞 之一驅動鑽頭側中。因此，該流動之壓縮空氣係阻擋該活 塞朝向其底部死點中心移動，其接著減少該活塞之驅動力 或推擠力。因此該驅動鑽頭與該扣件頭之意外鬆脫即會輕 易發生。 因此，本發明之目的係為解決上述問題，且提供一改良 之氣動式操作螺絲起子，其可確保該活塞與該驅動鑽頭之 完整回復至其原先位置，再實施完整螺絲驅動操作，而不 會對該活塞朝向其底部死點中心移動產生阻擋。 本發明之以上及其他目的將藉由一主活塞與一輔助活 塞而達成，該主活塞與該輔助活塞係建構以確保該活塞與 該驅動鑽頭之完整回復至其原先位置。 6 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 1268835 更具體地，本發明提供一氣動式操作螺絲起子，其包 一外框、一氣動馬達、一圓筒、一主活塞、一密封件、 緩衝器，與一輔助活塞。該氣動馬達係設置在該外框中 係繞著其軸旋轉。該圓筒係固定地設置在該外框中，且 形成有至少一壓縮空氣導入孔與至少一壓縮空氣流出孔 一回復室係被界定於該外框與該圓筒間，使得該壓縮空 係從該圓筒通過該空氣流出孔而流至該回復室，且係從 回復室通過該空氣導入孔流至該圓筒。該主活塞係滑動 設置在該圓筒中，且係在該圓筒之頂部死點中心與底部 點中心間之軸向上為可移動的。該主活塞係為一類似套 結構之形狀以界定一内部空間與一外部空間，且係形成 一第一連通孔，該第一連通孔係允許該内部空間與外部 間之間的流體連通。該主活塞具有一接觸端。該密封件 設置在該主活塞上且係與該圓筒呈密封接觸。該緩衝器 設置於該圓筒上。該主活塞之接觸端係接觸於該緩衝 上。該輔助活塞係藉由該氣動馬達之旋轉而可繞著其軸 轉，且在其頂部死點中心與底部死點中心間之軸向上為 移動的。該輔助活塞具有一中空部、一中間部，與設有 活塞部及一驅動鑽頭附著部位之另一端部位。至少該中 部與該另一端部位係設置在該主活塞之内部空間中，且 活塞部係相對於該主活塞為可滑動的。該中間部係形成 一第二連通孔以連通該中空部與該主活塞之内部空間。 該主活塞朝向其底部死點中心移動期間，該空氣流出孔 被定位以允許當該主活塞之密封件移動通過該空氣流出 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 括 且 係 0 氣 該 地 死 筒 有 空 係 係 器 旋 可 間 該 有 在 係 孔 1268835 後，且在該活塞部開啟該第一連通孔後及在該輔助活 達其底部死點中心前，在該内部空間中之壓縮空氣係 該第一連通孔而直接進入該回復室中。 【實施方式】 根據本發明一實施例之一氣動式操作螺絲起子將 參照圖1至圖4來描述。使用於下列敘述中之方向將 固定在垂直方向之具有一驅動鑽頭與一夾子（grip)的 起子來界定，該驅動鑽頭係向下延伸且該夾子係向 伸。不用說，該螺絲起子之實際方向將因為其使用時 利性而經常改變。 一氣動式操作螺絲起子1包括一主體5。該主體5 成該主體之一外框。該主體 5包括一把手5’ 。該主 具有藉由從該把手5 ’延伸至該主體5上部位之一壓 氣室4所界定之一内部空間。該壓縮空氣室4係與位 把手5 ’ 後端之一空氣吸入部3 5連通以導入該壓縮空 一觸動桿3 3、藉由該觸動桿3 3開啟或關閉之一操作閥 以及藉由該操作閥3 0開啟或關閉之一主閥2 8係位於 體5。 一氣動馬達2係位於該主體5之頂部。該氣動馬達 有當其接收該壓縮空氣時，繞著其軸旋轉之一 (r 〇 t 〇 r )。該轉子與一行星齒輪單元3嵌合以傳輸該減 轉至一旋轉件6。該旋轉件6造成與該轉子之旋轉同 生之一旋轉。該旋轉件6係呈具有一底部之圓筒形。 轉件6係旋轉地支撐於該主體5中。 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 塞到 通過 藉由 基於 螺絲 後延 之便 係構 體5 縮空 於該 氣。 30, 該主 2具 轉子 速旋 時發 該旋 8 1268835 該旋轉件6具有形成有一對溝槽1 0之一内圓周表面， 該等溝槽1 0係在該旋轉件6之軸向上延伸。在該旋轉件6 中，係設置一旋轉滑動件7。該旋轉滑動件7具有一上部 位，一對突出物8係由該處突出且係與該對溝槽1 0滑動嵌 合以允許該旋轉滑動件7在相對於該旋轉件6之軸向上移 動。該旋轉滑動件 7係界定一空氣屏蔽表面 14 (a i r shielding surface) o 作為一輔助活塞之軸9係在該主體5之縱向上延伸。該 軸9係具有藉由一插銷7 A、一中間部，以及一下部而固定 至該旋轉滑動件 7之一上端部。在該上端部及該中間部 中，在該軸9之軸向上延伸之一空氣供應孔3 8與在該處之 徑向上延伸且係與該空氣供應孔3 8連通之小直徑孔3 7係 形成以供應一壓縮空氣至稍後描述之一活塞部1 3。 在該軸9之下部，係提供一驅動鑽頭組合部4 0、該活塞 部1 3及一凸緣部2 5。該驅動鑽頭組合部4 0係設置在該軸 9下端部處以組合一驅動鑽頭1 1。該活塞部1 3係設置於一 緊接於該驅動鑽頭組合部4 0上之位置來作為該軸9之一外 圓周部。該活塞部1 3係具有設置有一 0形環1 3 A之外圓周 表面。該凸緣部2 5係設置於一在該活塞部1 3下之位置來 作為該軸9之一外圓周部以決定該螺絲鎖緊操作之結束。 一圓筒1 2係設置在該主體5中且係延伸在該軸9之軸 向上。一主活塞21係滑動地設置在該圓筒1 2中。該主活 塞2 1係定位於該旋轉滑動件7之下，且係設置以環繞該軸 9 之一部分。亦即，該上端部之下部、該中間部，以及該 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 9 1268835 軸9之下部係被該主活塞21環繞。該主活塞21具有一中 空部2 2，該中空部2 2係包括一上端，該軸9係由該上端 延伸、一上中空部，以及一下中空部。該上中空部之一内 徑係大於該軸9之一外徑且係小於該活塞部1 3之外徑。該 下中空部之一内徑係大於該上中空部之内徑以允許該活塞 部1 3可滑動嵌合。亦即，該0形環1 3 A係與該下中空部滑 動接觸。又，該凸緣部2 5具有一小於該下中空部2 2内徑 之一外徑。因此，一微小環狀空間係被界定在該凸緣部2 5 與該下中空部22之間。 與該圓筒1 2之内圓周表面滑動接觸之一 0形環4 5係在 該主活塞21之下圓周表面處組合。又，與該圓筒12之内 圓周表面滑動接觸之另一 0形環4 6係在該外圓周表面處組 合，且位於該0形環4 5上。活塞孔3 9係形成在該主活塞 2 1中，且位於該0形環4 5與4 6間之位置以提供該主活塞 2 1之内部與外部連通。該活塞孔3 9在本發明中係作為一 第一連通孔。 該旋轉滑動件7具有在其上表面開口之一連通孔，且該 空氣供應孔3 8係透過該連通孔與該旋轉件6之内部連通。 該小直徑孔 3 7係適於將該空氣供應孔3 8與該主活塞21 之内部空間連通。該小直徑孔3 7在本發明中係作為一第二 連通孔。 一平板部1 5係位於該圓筒1 2之上部。當該旋轉滑動件 7係下降移動一預定距離時，該平板部1 5係適於允許該旋 轉滑動件7之空氣屏蔽表面1 4與之接觸。一排氣孔1 6係 10 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 1268835 形成於該平板部1 5下。該排氣孔1 6係透過一空氣通道（圖 中未示出）與該氣動馬達 2之空氣進入開口（圖中未示出） 連通。 一回復室2 0係藉由介於該主體5之下部與該圓筒1 2之 外圓周表面間之一空間所界定。該圓筒1 2之下部係形成有 壓縮空氣流出孔2 3以導通壓縮空氣進入該回復室2 0中。 作為止逆閥（check valve)之一橡膠環47係設置於該壓縮 空氣流出孔2 3之各向外出口以防止在該回復室2 0中之壓 縮空氣回流至該圓筒1 2中。在該圓筒1 2之下部，複數個 壓縮空氣導入孔2 4係形成於該壓縮空氣流出孔2 3下之位 置用以提供該回復室2 0與該圓筒1 2間之流體連通。 一活塞緩衝器3 1係位於該圓筒1 2之下部。當該主活塞 2 1與該軸9係到達其底部死點中心時，該主活塞21之下 表面與該軸9之凸緣部2 5係碰撞該活塞緩衝器3 1。更具 體地，如圖4所示，該活塞緩衝器3 1係具有一環狀接觸突 出物5 0，該主活塞2 1之下端將會接觸於其上。該主活塞 2 1之下端的一外徑係稍稍大於該接觸突出物5 0之一外徑。 一孔5 a係形成在該主體5之最下部以允許一螺絲1 8與 該驅動鑽頭1 1由該處通過。該孔5 a之内徑係稍稍大於該 驅動鑽頭1 1之一外徑，使得一微小空間可於該處被界定。 此微小空間係作為一空氣排放通道，在該活塞部1 3向下衝 擊期間，在該圓筒1 2中及該活塞部1 3下之空氣可由該處 被排放至大氣。 更具體地，為了提供該活塞部13足夠推擠力（thrusting 11 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 1268835 f 〇 r c e )或向下移動力，一足夠大量之空氣必須被平順地透 過該微小空間被排放。因此，該微小空間必須足夠大以促 進此空氣排放。相反地，該微小空間必須足夠小以維持該 活塞部1 3下之圓筒空間中之足夠高的壓力，以當該扣件驅 動完成後將該軸9向上移回。其後之高壓係由該回復空氣 室20透過該壓縮空氣導入孔24供應至該活塞部13下之圓 筒空間中。因此，該微小空間之區域係被建構以期平衡該 等相衝突之需求。 一鼻部 3 6係被提供至該主體 5之最底下部位。一彈匣 1 7係連接至該主體5。該彈匣1 7中可藉由一連接帶（圖中 未示出）容納複數個並排設置之螺絲。一螺絲供應器1 9係 設置於該彈匣1 7中且係位於與該鼻部3 6相鄰之位置以自 動供應該螺絲陣列之一前端（1 e a d i n g e n d )螺絲至該鼻部 36。與該操作閥30成聯鎖關係（interlocking relation) 之一推桿2 6係位於該螺絲供應器1 9下之一位置。 接著，將描述以此方式建構之該氣動式操作螺絲起子的 操作。 在該螺絲起子中，不只該操作閥3 0而且該推桿2 6係於 圖1所示之狀態操作以開始驅動操作。在此例中，可藉由 在該推桿 2 6被推至一工件（圖中未示出）後拉動該觸動桿 3 3，或藉由當該觸動桿3 3被拉動而按壓該推桿2 6於該工 件上而達成螺絲鎖定。 當該壓縮空氣吸入部3 5係連接至一壓縮機（圖中未示出 時，該壓縮空氣係被導入至該壓縮空氣室4與該操作閥3 0 12 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 1268835 中。假如該操作閥3 0係被操作而該推桿2 6係被壓至該工 件上，該主閥2 8會開啟，使得該壓縮空氣係通過該空氣通 道（圖中未示出）而傳入至該旋轉件6中。結果，氣動壓力 係被施加至該主活塞2 1之上表面。 又，氣動壓力亦被施加至該轴9之活塞部1 3的上表面， 因為該壓縮空氣可通過該空氣供應孔 38 與該小直徑孔 37。又，洩至該旋轉件6之内圓周表面與該主活塞21之外 圓周表面間之中空空間之該壓縮空氣亦藉由通過該活塞孔 3 9 (請參見圖1 )被施加至該活塞部1 3之上表面。因此，該 主活塞21與該軸9係向下推進。 假如該活塞部 1 3之下降移動，即，該軸 9之移動係因 為當該軸9強制從該連接帶移除該螺絲1 8時所發生之阻擋 而被減低時，在該螺絲1 8之尖端被驅動進入該工件中前， 該主活塞2 1會趕上該活塞部1 3。結果，該主活塞2 1與該 軸9係整體向下移動，使得該驅動鑽頭1 1驅動該螺絲1 8 進入該工件中。附帶地，在該主活塞21之0形環4 6開始 相對於該圓筒1 2滑動後，因為該活塞孔3 9之流動通道係 被該0形環4 6所阻塞，故透過該活塞孔3 9之壓縮空氣將 不會被施加至該軸9之活塞部1 3的上表面。在之後的例子 中，通過該空氣供應孔3 8與該小直徑孔3 7之壓縮空氣將 被施加至該活塞部1 3之上表面。 恰於該主活塞 21到達其底部死點中心前且當該 0形環 4 5移動通過該壓縮空氣流出孔2 3時，該壓縮空氣流出孔 2 3開始使該壓縮空氣通過該空氣供應孔 3 8、該小直徑孔 13 312ΧΡ/發明說明書(補件)/93-12/93126307 1268835 3 7與該活塞孔3 9流入該回復室2 0中。另一方面，供應至 該旋轉件6之壓縮空氣係通過該空氣排氣孔1 6供應至該氣 動馬達2，以旋轉該氣動馬達2。該氣動馬達2之旋轉係透 過該行星齒輪單元3而傳輸至該旋轉件6與該旋轉滑動件 Ί 〇 如圖 2所示，在該主活塞 21到達其底部死點中心時， 該驅動鑽頭1 1僅藉由該輔助活塞（即，該軸9 )之推擠而繼 續下降，使得該螺絲 1 8可被旋入至該工件中。在此例子 中，因為該主活塞21之底部表面（即，該主活塞21之一接 觸端）係與該活塞緩衝器3 1深入接觸，在該回復室2 0中之 壓縮空氣無法進入由該主活塞2 1與該軸9所界定之下空間 中。接著，該活塞部1 3之推擠可被維持以避免由於推擠之 短缺而使得該驅動鑽頭 1 1之尖端自該螺絲頭溝槽發生意 外鬆脫。 在此例子中，因為該主活塞 21底端與該環狀接觸突出 物5 0間外徑之差異很小，使得可在該主活塞2 1底部端提 供一足夠小之壓力施加區域用以回復該主活塞至其頂部死 點中心，甚至當在該回復室20中之壓力等級係在該螺絲鎖 緊操作之結束階段時增加，只要在該旋轉件6中之壓力等 級係仍足以維持該主活塞至其底部死點中心，該主活塞2 1 可被維持在該底部死點中心。 當該螺絲1 8被鎖至一預定深度，該旋轉滑動件7之空 氣屏蔽表面1 4係接觸於該平板部1 5上以停止該旋轉滑動 件7之更進一步下降移動，如圖3所示。同時，在該旋轉 312ΧΡ/發明說明書(補件)/93-12/93126307 14 1268835 件6與該排氣孔1 6間之空氣連通係被阻擋以停止該氣動馬 達2之旋轉，藉以完成該螺絲驅動操作。此外，當該凸緣 部2 5係被安置在該緩衝器31上時，該軸9再也無法移動 而結束該鎖緊操作。 在此，因為在該孔5 a與該驅動鑽頭1 1間之空間係足夠 小，故在該活塞部1 3下之圓筒1 2中之壓力係逐漸對應於 該活塞部1 3之向下移動而增加。此壓力增加阻擋該活塞部 1 3之向下移動。然而，因為該凸緣部 2 5係設置在該活塞 部 1 3下且該環狀空間係界定於該凸緣部 2 5與該圓筒1 2 之間，故圓筒1 2中與該活塞部1 3下之内部體積與未設置 凸緣部且一活塞部係設置於該凸緣部之位置的例子相比係 為足夠的。因為提供充足大之體積，在該體積中增加之壓 力等級可被調節，甚至在該鎖緊操作之結束階段時，其允 許該活塞部1 3可平滑地向下移動。 假如該操作閥3 0被釋放，在該旋轉件6中之壓縮空氣 將會被排放至大氣，且因為如圖4所示，該主活塞2 1底部 端之外徑係稍稍大於該接觸突出物5 0之外徑，在該回復室 2 0中之該壓縮空氣係通過該壓縮空氣導入孔2 4且係施加 至該主活塞2 1之底部面。 依照該主活塞2 1之移動，該主活塞2 1該活塞緩衝器3 1 間之空氣屏蔽會失效，使得來自該回復室2 0之壓縮空氣將 被施加至該活塞部1 3之下侧。因此，當該旋轉件6中之内 部壓力降低時，該活塞部1 3與該驅動鑽頭1 1係回復至其 原先位置。同時地，一後繼螺絲 1 8係藉由該螺絲供應器 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 15 1268835 1 9而供應至與該驅動鑽頭1 1對齊之位置，且接著該主活 塞2 1與該軸9係回復至其初始位置。 如上所述，當該主活塞 21到達其底部死點中心且與該 活塞緩衝器3 1之突出物5 0接觸時，壓縮空氣係開始供應 至該回復室2 0，且甚至在藉由該活塞部1 3向下移動之螺 絲鎖緊操作期間，仍可繼續供應此空氣至該回復室2 0。此 外，因為該主活塞2 1係座落於該活塞緩衝器3 1上，故累 積在該回復室2 0中之壓縮空氣係不會進入該活塞部1 3之 下側。 因此，甚至假如該操作閥 3 0係在該螺絲驅動操作完成 時被迅速地釋放，或甚至因為該驅動鑽頭1 1與該螺絲頭溝 槽之意外鬆脫所引起之不充足的螺絲鎖緊使得該活塞部 1 3尚未到達其底·部死點中心時，來自該回復室2 0之壓縮 空氣壓力可於一適當時間被施加至該主活塞 2 1 之底部 面，以確保該活塞1 3與該驅動鑽頭1 1之回復至其初始位 置。又，因為來自該回復室20之不期望的壓縮空氣壓力施 加至該活塞部1 3，而使得該驅動鑽頭與該螺絲頭溝槽之意 外鬆脫的產生係可避免。 雖然參考在此之特殊具體例而詳細敘述本發明，但熟悉 此技藝者在不悖離本發明之精神及範疇内，當可清楚地對 其結構及部件間之關係作各種變化。 【圖式簡單說明】 圖1係為一部份橫剖面側視圖，其係顯示根據本發明一 實施例之螺絲起子的初始狀態； 16 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 1268835 圖2係為一橫剖面側視圖，其係顯示該螺絲起子在其螺 絲驅動階段中之一基本部位； 圖3係為一橫剖面側視圖，其係顯示該螺絲起子在其螺 絲驅動操作之恰好完成階段之一基本部位；以及 圖4係為一放大之橫剖面圖，特別顯示在圖2之階段中 該螺絲起子之一活塞緩衝器。 【主要元件符號說明】 1 氣 動 式 操 作 螺絲起子 2 氣 動 馬 達 3 行 星 齒 輪 單 元 4 壓 縮 空 氣 室 5 主 體 5， 把 手 5 a 孔 6 旋 轉 件 7 旋 轉 滑 動 件 7A 插 銷 8 突 出 物 9 軸 10 溝 槽 11 驅 動 鑽 頭 12 圓 筒 13 活 塞 部 1 3A 0 形 環 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 17 1268835 14 空氣屏蔽表面 15 平板部
16 排氣孑L 1 7 彈匣 18 螺絲 19 螺絲供應器 20 回復空氣室 2 1 主活塞 2 2 中空部 23 壓縮空氣流出孔 24 壓縮空氣導入孔 25 凸緣部 26 推桿 28 主閥 30 操作閥 3 1 活塞緩衝器 33 觸動桿 3 5 空氣吸入部 36 鼻部 37 小直徑孔 38 空氣供應孔 3 9 活塞孔 4 0 驅動鑽頭組合部 4 5 0形環 18 312XP/發明說明書(補件)/93-12/93126307 1268835 4 6 0形環 4 7 橡膠環 5 0 接觸突出物 19 312ΧΡ/發明說明書(補件)/93-12/93126307