一种电动工具

技术领域

本发明涉及一种电动工具，具体涉及一种能增加动能的电锤或电镐。

背景技术

电锤或电镐是一种应用广泛的电动工具。目前市面上的电锤或电镐基本上是由曲柄连杆或摇摆轴承同气缸销连接，从而带动气缸及气缸内的活塞在钻套内做往复直线运动捶打捶杆，并由捶杆撞击钻头杆、或凿杆，实现钻孔或凿碎石头、砖墙等。

而由于需要带动活塞随气缸做往复运动，因此气缸内的胶圈槽就需要卡住活塞胶圈，也就是说，气缸内胶圈槽与活塞胶圈槽线径需要基本匹配。但是由于活塞胶圈直径和气缸内的胶圈槽宽度尺寸基本上是一致的，当冲击钻头在冲击过程中的震动有可能会导致，活塞前端冲击端在气缸胶圈槽和活塞胶圈配合下达到最前端的冲击位置时，冲击钻头在震动的作用下可能在同一时刻没有把捶杆顶到最上端，以至于造成冲击力减小，甚至没有接触，特别是单手操作且手对工具的压力很小的情况下会特别明显。

再有，电锤在使用时，活塞在钻套内做往复直线运动过程中，驱动机构以摇摆轴承为例，当摇摆轴承运行到最前端，摆杆连接气缸销使气缸运行到最前端，此时气缸内胶圈槽的中心和活塞胶圈基本处于同一位置，且活塞前端的冲击端刚好撞击在冲击钻钻头压缩下捶杆在最后端的位置。

最后，由于气缸内的胶圈槽是用于卡住活塞胶圈而带动活塞做前后往复直线运动，虽然在该运动过程中，活塞与气缸都会在摇摆轴承的加速至减速至改变运动方向的过程中具有惯性，根据做功的原理J=N*m，但活塞与气缸之间几乎没有产生由活塞本身的惯性所带来的在气缸内的位移，反而活塞的惯性在摇摆轴承改变运动方向时，它的惯性通过活塞胶圈传递给气缸的胶圈槽，再通过气缸把这部分惯性带来的能量传递给摇摆轴承的摆杆，增加了摇摆轴承在运动过程中的功率消耗，也对摇摆轴承及气缸销和气缸的销孔产生过度的冲击，导致产品出现冲击损伤，降低产品的使用寿命。

也就是说，目前市面上的电锤或电镐在使用过程中会存在以下多个问题：1.现有的电锤或电镐在使用过程中容易出现冲击力变小的问题；2.活塞的惯性最终增加了摇摆轴承在整个过程中的功率消耗，也对摇摆轴承及气缸销和气缸的销孔产生过度的冲击，降低了产品的使用寿命。

发明内容

本发明为了解决目前市场上的电锤容易出现冲击力变小的技术问题，提供了一种电动工具，包括驱动机构、气缸销、气缸、钻套和捶杆，气缸内孔设有活塞，活塞外套有O型圈并卡住气缸内孔；驱动机构的连接端通过气缸销带动气缸及气缸内的活塞在钻套内做往复运动并击打捶杆；其中：气缸内孔设有沿圆周方向的泄气槽，该泄气槽的宽度为O型圈线径的1.5～3倍，并且在气缸内孔沿轴向还设有圆弧状的呼吸槽。

说明：本发明中电动工具指电锤或电镐。

本方案中，为了解决现有的电锤或电镐在使用过程中容易出现冲击力减弱的问题，在气缸内孔圆周上设置有泄气槽，当驱动机构开始减速至改变气缸运动方向至加速的整个过程中，活塞的惯性以及能量会挤压活塞底部至气缸底壁之间的气体，一方面能够减小对驱动机构整个系统的冲击损伤；另一方面，还能够将运动过程中驱动机构使气缸做往复运动和改变运动方向以及活塞运动产生的能量储存在气体中形成气体弹簧。于是当驱动机构向前运行至最前端并减速转换运动方向时，此时气缸到达了最前端，活塞也在驱动机构由最后端改变运动方向并加速的过程中继续挤压活塞底部至气缸底壁之间的气体，当驱动机构开始减速，此时活塞在驱动机构运行的惯性以及被压缩气体的两方面作用下，向捶杆方向运行，并运行至泄气槽，由于泄气槽靠捶杆方向的凸台可使活塞运行至捶杆端面撞击时离活塞胶圈还有富余的间隙，所以活塞前端的冲击端对捶杆做功是非常充分的，从而能够保证对捶杆的冲击力，与现行市场上的电锤或电镐相比可以增大15%～20%的做功能量。

优选地，泄气槽的宽度为O型圈线径的1.5～3倍。本方案中，将泄气槽的宽度设置为O型圈线径的1.5～3倍，保证在活塞的多余的移动过程中泄气。

优选地，气缸圆周上泄气槽的外径至少大于O型圈外径0.5mm，以保证泄气的通畅。

优选地，泄气槽朝向气缸内孔底壁的一侧至气缸内孔底壁之间的距离为O型圈中心至活塞朝向气缸内孔底壁的一端的距离的2～3.5倍。

考虑到在本发明中，当距离小于活塞O型圈中心至活塞靠底壁端距离2倍以下，活塞压缩空气的剩余空间会非常小，气体形成的气体弹簧的作用非常低，当驱动机构的连接端到达最后端而改变运动方向时，是由速度为零逐渐加速，这个时候活塞在驱动机构从前往后的运动中的惯性使其活塞在驱动机构改变方向前的运动继续压缩气体，并且驱动机构开始加速，这两个因素叠加，使其活塞继续压缩活塞底部与气缸内孔底壁之间的气体，只有当驱动机构从后往前的运行至减速运动时，活塞运动才开始改变方向，朝向气缸内孔底壁相反方向运行，由于活塞靠底壁的距离太小，压缩的空气比例太少，从而推动活塞的作用力就会降低。当活塞O型圈中心至活塞靠气缸底壁端距离大于3.5倍以上，重复以上运动，也会使活塞的动能达不到最佳状况，其原因是当活塞O型圈中心至活塞靠气缸底壁距离过大时，活塞由驱动机构带动气缸并由活塞泄气槽前端的止口与活塞胶圈产生过盈，且速度由零开始加速，该过程中，活塞胶圈与泄气槽前端的止口的过盈作用下，基本上速度会随着气缸的运动而运动，当驱动机构转换为直线运动的最高速度往低速至速度为零，并发生运动方向改变时，活塞就会由于在本身的惯性以及气缸改变运动方向的两个作用的叠加下压缩气缸底壁的空气，由于该活塞的质量以及驱动机构每分钟往复运动的次数和驱动机构连接端形成的直线距离在不变的情况下，活塞往后运行的动能基本是不变的，随着活塞O型圈中心至活塞靠气缸底壁距离过大，那么气体被压缩的压缩比就相应会减小，同样对活塞反方向运动起到的气弹簧作用也相应的会减小。因此本方案中，将泄气槽朝向气缸内孔底壁的一侧至气缸内孔底壁之间的距离设计为O型圈中心至活塞朝向气缸内孔底壁的一端的距离的2～3.5倍能够保证对气缸底部的空气的最有效压缩。

优选地，活塞外表面设有安装O型圈的安装槽，安装槽朝向活塞底壁的端面至活塞底壁的距离为3mm。

优选地，捶杆中段最大直径处设有密封圈，且最大直径处与钻套孔径直接配合，并由密封圈起密封作用，其作用是：既能密封电锤或电镐类的机油外泄，又简化了该处的结构，减少了零部件的构成。

优选地，钻套前端设有轴向控制台阶，捶杆靠活塞打击端位置设有轴向控制环，捶杆被控制在轴向控制台阶及轴向控制环内，使其捶杆的轴向移动距离受到控制。在用于打孔、凿碎石头等功能时，捶杆和活塞的打击端能够很好地接触，或用于非以上功能时，捶杆和活塞打击端相离，且更不能使活塞打击端在惯性作用下锤击捶杆，使其活塞在非以上功能时不能发生功能作用。

优选地，钻套容纳气缸进入的一端圆周上设有多个均匀分布的进气孔。

优选地，进气孔在钻套圆周上呈两排分布，且每排设有四个进气孔，前后两排进气孔在钻套圆周上呈45°角交错。

优选地，远离气缸底壁在钻套上的第一排进气孔同第二排进气孔之间的距离取决于活塞和捶杆相撞击且确定的气缸长度移动至最前端，气缸底壁反方向的开口处不能超过第二排进气孔的中心线为基本要求，其作用：使气缸以及气缸内的活塞往后运行时能够吸入更多的空气，从而保证有更好的打击效果，同时两排进气孔之间的距离以及相差45°角交错的分布不会使钻套强度减弱。

优选地，气缸的长度能够使捶杆中段朝向捶杆打击端的端面移动至轴向控制台阶时，并且活塞前打击端同捶杆与活塞打击端相接触，气缸移动至反方向最远端，气缸筒靠底壁反方向开口处刚好过活塞胶圈中径。由于气缸太短，会在以上动作非打击物体时活塞打击端套入轴向控制环胶圈内，此时气缸还会做往复直线运动，气缸会脱离活塞胶圈，甚至活塞底端面。而气缸太长，当进行以上打孔、凿碎石头等动作时，气缸往后运行并且活塞打击端在捶杆的反作用力下，也会随着气缸加速往气缸底壁方向运行，此时，活塞打击端在气缸底壁反方向的开口处要吸进气体，以使不形成负压，所以气缸的长短以及同钻套圆周上两排进气孔之间的关系非常重要。

优选地，钻套设置进气孔的位置处外套有压缩弹簧，压缩弹簧两端的内径与钻套的外径配合设置，压缩弹簧除两端以外的其他圈的内径均大于钻套外径至少4mm。该设置能够使高速旋转的钻套当气缸与活塞往后运行时，压缩弹簧与进气孔之间形成良好的进气通道。

本发明具有以下有益效果：

1、在本发明中，当驱动机构开始减速至改变气缸运动方向至加速的整个过程中，活塞的惯性以及能量会挤压活塞底部至气缸底壁之间的气体，形成气体弹簧，能够减小对驱动机构整个系统的冲击损伤，延长工具的使用寿命；

2、本发明中，运动过程中活塞的惯性以及能量储存在气体中形成气体弹簧，于是当驱动机构向前运行至最前端并减速转换运动方向时，此时气缸到达了最前端，活塞也在驱动机构由最后端改变运动方向并加速的过程中继续挤压活塞底部至气缸底壁之间的气体。当驱动机构开始减速，此时活塞在驱动机构运行的惯性以及被压缩气体的两方面作用下，向捶杆方向运行，并运行至泄气槽，由于泄气槽靠捶杆方向的凸台可使活塞运行至捶杆端面撞击时离活塞O型圈还有富余的间隙，所以活塞前端的冲击端对捶杆做功是非常充分的，从而能够保证对捶杆的冲击力，与现行市场上的电锤或电镐相比可以增大15%～20%的做功能量；

3、本发明中，通过进气孔和压缩弹簧的配合，压缩弹簧与进气孔之间形成良好的进气通道，在活塞运动的过程中，外部的空气能够顺利通过进气孔进入到内部，保证吸入端进气充分，避免活塞移动时出现气阻或负压，活塞能够顺利做往复运动，于是活塞和捶杆能够充分地接触，活塞捶打的能量更大，打击更充分，打击力量更大，打击效果更好；同时两排进气孔之间的距离以及相差45°角交错的分布不会使钻套强度减弱。

附图说明

图1为本发明一种电动工具实施例的示意图；

图2为图1中摇摆轴承以及气缸和钻套部分的示意图；

图3为图2中摇摆轴承在最后端的结构示意图；

图4为图2中A处放大示意图；

图5为气缸的示意图①；

图6为气缸的示意图②；

图7为气缸、钻套和捶杆部分的示意图①；

图8为气缸、钻套和捶杆部分的示意图②；

图9为气缸、钻套和捶杆部分的示意图③；

图10为采用高速动态力值测量系统测量现有的电锤的测量结果分析图；

图11为采用高速动态力值测量系统测量本发明的电锤的测量结果分析图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

1、定义

线径：线径是指圆形截面上的直径，也称为直径、内径或孔径，本发明中指O型圈截面的直径。

电动工具：本发明中电动工具包括电锤或电镐。

2、说明书附图中的附图标记包括：摇摆轴承1、摆杆2、气缸销3、气缸4、O型圈5、泄气槽51、活塞6、捶杆7、钻套8、呼吸槽9、控制台阶10、控制环11、进气孔12。

实施例基本如附图1-图9所示：一种电动工具，包括驱动机构、气缸销3、气缸4、钻套8和捶杆7，驱动机构的连接端通过气缸销3带动气缸4及气缸4内的活塞6在钻套8内做往复运动并击打捶杆7，气缸内孔设有活塞6，活塞6外套有O型圈5并卡住气缸内孔，具体的，活塞6外表面设有安装O型圈5的安装槽，O型圈5套设在安装槽内，安装槽朝向活塞6底壁的端面至活塞6底壁的距离为3mm。驱动机构可以采用曲柄连杆机构或摇摆轴承机构，本实施例中驱动机构以摇摆轴承1为例，摇摆轴承1通过摆杆2和气缸销3带动气缸4及气缸4内的活塞6在钻套8内做往复运动并击打捶杆7。

气缸内孔设有泄气槽51，并且在气缸内孔沿轴向还设有圆弧状的呼吸槽9，如图5和图6所示。泄气槽51的孔径不小于O型圈5外径0.5mm，具体的，泄气槽51的宽度为O型圈5线径的1.5～3倍。泄气槽51朝向气缸内孔底壁的一侧至气缸内孔底壁之间的距离为O型圈5中心至活塞6朝向气缸内孔底壁的一端的距离的2～3.5倍。

捶杆7中段最大直径处设有密封圈，且最大直径处与钻套8孔径直接配合，并由密封圈起密封作用，密封圈采用O型圈。钻套8前端设有轴向控制台阶10，捶杆7靠活塞6打击端位置设有轴向控制环11，捶杆7被控制在轴向控制台阶10和轴向控制环11内，使其捶杆7的轴向移动距离受到控制。

气缸4的长度能够使捶杆7中段朝向捶杆打击端的端面移动至钻套8前端轴向控制台阶10时，并且活塞6前打击端同捶杆7与活塞6打击端相接触，气缸4移动至最远端，气缸4靠底壁反方向开口处刚好过活塞6胶圈中径。

钻套8容纳气缸4进入的一端圆周上设有均匀分布的多个进气孔12，进气孔12在钻套8圆周上呈两排分布，且每排设有四个进气孔12，具体的，在钻套8上远离气缸4底壁的第一排进气孔12同第二排进气孔12之间的距离取决于活塞6和捶杆7相撞击且气缸4移动至最前端，气缸4底壁反方向的开口处不能超过第二排进气孔12的中心线，前后两排进气孔12在钻套8圆周上呈45°角交错。

钻套8设置进气孔12的位置处外套有压缩弹簧，压缩弹簧两端摒紧圈的内径与钻套8的外径配合设置，压缩弹簧除两端以外的其他位置的内径大于钻套8外径设置。优选地，压缩弹簧除两端以外的其他位置的内径至少大于钻套8外径4mm。

具体实施过程如下：使用时，摇摆轴承1通过气缸销3带动气缸4及气缸4内的活塞6在钻套8内做往复直线运动。在摇摆轴承1带动气缸4运动时，当摇摆轴承1开始减速至改变气缸4运动方向至加速的整个过程中，活塞6的惯性以及能量会挤压活塞6底部至气缸4底壁之间的气体，可以减小对摇摆轴承1整个系统的冲击损伤，并可将摇摆轴承1的惯性及能量储存在气体中形成气体弹簧。

当摇摆轴承1向前运行至最前端并减速转换运动方向时，此时气缸4到达了最前端。活塞6也在摇摆轴承1由最后端改变运动方向并加速的过程中继续挤压活塞6底部至气缸4底壁之间的气体，当摇摆轴承1开始减速，此时活塞6在摇摆轴承1运行的惯性以及被压缩气体的两方面作用下，向捶杆7方向运行，并运行至泄气槽51，由于泄气槽51靠捶杆7方向的凸台可使活塞6运行至捶杆7端面撞击时离活塞6胶圈还有富余的间隙，所以活塞6前端的冲击端对捶杆7做功是非常充分的。如图10和图11所示，采用高速动态力值测量系统分别对现有的电锤和本实施例中的电锤进行测量得到的测量结果分析图，图中X轴为时间，Y轴表示力值。从图10和图11中可以看出，本实施例中的电锤比现行市场上的电锤相比较可以增大15%～20%的做功能量。

在上述过程中，捶杆7的轴向移动距离被控制在钻套8前端设置的控制台阶10以及捶杆7靠活塞6打击端位置设置的轴向控制环11内，保证电动工具在用于打孔、凿碎石头等功能时，捶杆7和活塞6的打击端能够很好地接触，或用于非以上功能时，捶杆7和活塞6打击端相离，且更不能使活塞6打击端在惯性作用下锤击捶杆7，使其活塞6在非以上功能时不能发生功能作用。在气缸4以及气缸4内活塞6往后运行时，外部的空气能够从进气孔12进入里面，从而避免活塞6移动时出现气阻或负压，保证有更好的打击效果。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。