气动敲击装置及其作动方法与流程

1.本发明涉及一种气动敲击装置及其作动方法，更特别地涉及一种不需磁性体而可具有稳定敲击力的气动敲击装置及其作动方法。


背景技术：

2.传统气动敲击装置(如中国台湾地区新型专利第549202号的空气锤)在气压源开启时，气压源因为压差使加压空气经由管线传送到空气锤原本一大气压的储气腔，而磁盘与敲击腔内充磁锤头之间的磁吸力可让气压压力在压力极低的时，不使磁锤头仅因气压压力大于敲击腔内复归弹簧的弹力就移动，其导致敲击力无法达到预期的冲击力度。磁吸力可提高在储气腔内的气压压力，直到瞬间加压空气经由管线传送到储气腔内的气压压力大于复归弹簧的弹力及磁吸力的总和时，加压空气的力量就足以推动敲击腔内的充磁锤头，使充磁锤头瞬间移动压缩复归弹簧并撞击被敲击物而达到敲击的效果。以力学公式来表示，最低驱动敲击力可表示为fiknock＝fispring+fimagnic，其中复归弹簧的形变量在充磁锤头未移动前最小，同时磁力最大，因此最低驱动敲击力主要是克服磁力，一旦气体压力大于最低驱动敲击力，充磁锤头与磁盘分离并移动，由于磁力与距离平方成反比，后续的瞬间敲击力可表示为δfknock＝fiknock-(δfspring+δfmagnic)。当充磁锤头敲击后，而加压空气气压源并未切断前，因储气腔及敲击腔内仍为加压空气，加压空气所施加的力必定大于复归弹簧的初始弹力，因此复归弹簧并无法将充磁锤头复归，直到储气腔的压力小于弹簧的弹力为止，此时空气源仍持续提供加压空气，加压空气会沿着无气密的充磁槌头与腔壁之间的缝隙泄出，此持续的加压会造成空气损耗，直至加压空气气压源切断为止；此外，储气腔与敲击腔之间的空气通道孔洞大小及孔洞数量亦会影响敲击力，在同样最低驱动敲击力的情况下，孔洞越大或孔洞越多代表可接受加压空气压力的单位面积越大，越容易突破最低驱动敲击力而敲击，也就代表加压空气的压力可以在较低的情况下就可以使充磁槌头敲击，然而加压空气压力低代表的是敲击力的强度减弱；相反的，若孔洞越小则代表加压空气压力必须要越高才能达到最低驱动敲击力，敲击力因加压空气压力提高，理论上可以提高敲击力，然而孔洞小却限缩了后续的加压空气补充，大大降低了实际上的敲击力。在切换作动方面，连接到储气腔的管线可使用三口两位的方向阀将储气腔内的空气压力与大气压或加压空气气压源两者之间做切换，当切断加压空气气压源与储气腔两者的通道，并转为储气腔连接大气压时，则储气腔压力降到一大气压，复归弹簧将充磁锤头复归，如此为一次完整敲击周期，直至切换三口两位的方向阀将储气腔再与气压源管道相通进行敲击。如果要提高敲击力，则需依靠提高气压源的压力来达成，然而由于施加气压压力跟敲击这两个动作是同时作动，但同前所述，最低驱动敲击力是一个定值，要影响敲击力的大小仅能通過当超过最低驱动敲击力后的持续施加的气压压力来改变，如此传送加压空气的管线其管径会影响单位时间传送的空气量，管径小或是管线长会造成加压空气的传送速度变慢，只要储气腔内的气压压力大于最低敲击力，就会推动充磁锤头移动敲击，如要加大敲击力则只能将气压源的压力升高，然而更高的气压压力无法在充磁锤头移动的前就充满到储
气腔，且管线限制了空气传送的速度，储气腔内的升压速度不够快也降低了升压的效益，在此条件下，管线内径就必须加大，且气源路径也不宜过长以免降低增压的传送速度。
3.因此，传统气动敲击装置具有诸如以下的缺点：气源管径因敲击时需要后续的空气补充，因此会影响冲击力。配管无法过长，气压源开关无法过远。气源气体的使用量大。压力对冲击力的强度影响递减。磁铁的磁吸力会降低冲击力。磁铁拉高最小作动压力。敲击时间点不确定。


技术实现要素：

4.基于本发明的至少一个实施例，本发明的气动敲击装置及其作动方法，可不需磁性体而可具有稳定的敲击力的目的。
5.本发明的第一态样系提供一种气动敲击装置，其包括储气腔体，其具有第一进气孔及导引通道，所述第一进气孔位于所述储气腔体的壁体上且连接所述导引通道；作动腔体，其具有贯孔，所述储气腔体及所述作动腔体之间以第二进气孔连通；活动塞体，其具有塞体及环形弹性侧缘，所述环形弹性侧缘连接所述塞体的周缘以活动抵顶所述导引通道的壁面，所述塞体设置于所述第一进气孔及所述第二进气孔之间，所述环形弹性侧缘由所述第一进气孔朝所述第二进气孔渐扩；活动敲击体，其具有敲击体及敲击头，所述敲击体连接所述敲击头并沿所述作动腔体的内壁面活动，所述敲击头往复活动于所述作动腔体内及所述贯孔外；以及复归组件，其设置于所述作动腔体内，所述复归组件推动所述活动敲击体使所述敲击头复归至所述作动腔体内。
6.本发明的第二态样系提供一种上述气动敲击装置的作动方法，其包括下列步骤：(1)提供加压空气于所述储气腔体，以使所述活动塞体盖压住所述第二进气孔；(2)切断所述加压空气，以使所述活动塞体盖压住所述第一进气孔并开启所述第二进气孔，进而使所述储气腔体内的加压空气进入所述作动腔体内推动所述活动敲击体敲击，及使所述活动敲击体压缩所述复归组件；以及(3)所述复归组件复归推动所述活动敲击体以使所述作动腔体内的加压空气经由所述活动敲击体与所述作动腔体的内壁面之间的缝隙及所述贯孔排出，所述复归组件复归所述活动敲击体。
7.通過上述结构，可不需磁性体而可具有稳定的敲击力的目的。
8.可选地，所述导引通道位于所述储气腔体的壁体内，所述储气腔体内设置有第二进气管以连接所述第二进气孔，所述活动塞体滑动于所述第一进气孔及所述第二进气管的自由端之间。
9.可选地，所述储气腔体内设置有连接管及第二进气管，所述第二进气管的长度小于所述连接管的长度，所述连接管连接于所述第一进气孔及所述第二进气孔之间，所述第二进气管连接所述第二进气孔且位于所述连接管内，所述连接管的内壁为所述导引通道，所述活动塞体位于所述导引通道内且滑动于所述第一进气孔及所述第二进气管的自由端之间，所述连接管具有连通孔以位于所述活动塞体及所述第二进气孔之间。
10.可选地，所述导引通道内设置有第一进气管，所述第一进气管连接所述第一进气孔，所述活动塞体滑动于所述第一进气管的自由端及所述第二进气管的自由端之间的导引通道内。
11.可选地，所述储气腔体内设置有连接管及第二进气管，所述连接管的管径大于所
述第二进气管的管径，所述连接管连接所述第一进气孔，所述连接管的内壁为所述导引通道，所述活动塞体位于所述导引通道内且滑动于所述第一进气孔及所述第二进气管的自由端之间。
12.可选地，所述活动塞体具有延伸塞体以连接所述塞体，所述塞体朝向所述第一进气孔，所述延伸塞体朝向所述第二进气孔。
13.可选地，所述储气腔体连接有扩充储气腔体。
14.可选地，所述作动腔体具有通气孔，所述通气孔位于所述敲击体及所述贯孔之间。
15.可选地，所述作动腔体的内壁面为圆环形。
16.可选地，所述储气腔体由储气盖体、储气体及分隔体组成，所述作动腔体由作动盖体、作动体及所述分隔体组成。
17.可选地，所述储气体、所述分隔体及所述作动体为一体成形。
18.可选地，所述复归组件为弹簧，所述复归组件的二端分别抵顶所述活动敲击体及所述作动腔体的内壁面的底面。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中需求要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明具体实施例气动敲击装置的分解示意图；
21.图2是本发明具体实施例气动敲击装置的组合示意图；
22.图3是本发明具体实施例气动敲击装置进气的作动示意图；
23.图4是本发明具体实施例气动敲击装置断气的作动示意图；
24.图5是本发明具体实施例气动敲击装置的剖面示意图一；
25.图6是本发明具体实施例气动敲击装置的剖面示意图二；
26.图7是本发明具体实施例气动敲击装置的剖面示意图三；
27.图8是本发明具体实施例气动敲击装置的剖面示意图四。
28.附图标记
[0029]1ꢀꢀ
储气腔体
[0030]
11 第一进气孔
[0031]
12 导引通道
[0032]
13 扩充储气腔体
[0033]
15 储气盖体
[0034]
16 储气体
[0035]2ꢀꢀ
作动腔体
[0036]
21 贯孔
[0037]
22 通气孔
[0038]
25 作动盖体
[0039]
26 作动体
[0040]3ꢀꢀ
活动塞体
[0041]
31 塞体
[0042]
32 环形弹性侧缘
[0043]
33 延伸塞体
[0044]4ꢀꢀ
活动敲击体
[0045]
41 敲击体
[0046]
42 敲击头
[0047]
43 导环体
[0048]
431 切口
[0049]5ꢀꢀ
复归组件
[0050]6ꢀꢀ
分隔体
[0051]
61 第二进气孔
[0052]7ꢀꢀ
连接管
[0053]
71 连通孔
[0054]
72 第一进气管
[0055]8ꢀꢀ
第二进气管
具体实施方式
[0056]
以下将配合附图，更进一步地说明本发明实施例的气动敲击装置及其作动方法。
[0057]
如图1至图4所示，本发明的第一态样系提供一种气动敲击装置，其包括储气腔体1、作动腔体2、活动塞体3、活动敲击体4及复归组件5。所述储气腔体1具有储气盖体15、储气体16、第一进气孔11及导引通道12，所述储气盖体15设置于所述储气体16的顶部，所述第一进气孔11及所述导引通道12设置于所述储气盖体15(所述储气腔体1的壁体)，所述第一进气孔11连接所述导引通道12以使气压源(图未示)的气体进入所述储气腔体1内。所述作动腔体2具有作动盖体25、作动体26及贯孔21，所述作动体26及其内壁面可呈圆环形，所述作动盖体25设置于所述作动体26的底部，所述贯孔21设置于所述作动盖体25，所述储气腔体1的储气体16的底部及所述作动腔体2的作动体26的顶部之间可设置分隔体6，所述分隔体6可具有第二进气孔61以连通所述储气腔体1及所述作动腔体2，所述储气腔体1、所述储气盖体15与所述分隔体6所形成的内部空间可通过橡胶o型环或黏着剂等材料使组成组件彼此之间成为气密状态，以使所述储气腔体1内的空气只能经由所述第一进气孔11或所述第二进气孔61进出，所述储气腔体1内的气体可经由所述第二进气孔61进入所述作动腔体2内，所述储气盖体15、所述储气体16、所述分隔体6、所述作动体26及所述作动盖体25可以黏接、螺接、锁接或铸造一体成形方式固定。另外，所述储气腔体1可由所述储气盖体15、所述储气体16及所述分隔体6组成，所述作动腔体2可由所述作动盖体25、所述作动体26及所述分隔体6组成，所述储气体16、所述分隔体6及所述作动体26可以黏接、螺接、锁接或铸造一体成形的方式固定。所述活动塞体3具有塞体31及环形弹性侧缘32，所述环形弹性侧缘32连接所述塞体31的周缘以活动抵顶所述导引通道12的壁面，所述导引通道12的壁面为环型结构，所述导引信道12的环型结构的直径等于或略小于所述环形弹性侧缘32的直径，以确保所述环形弹性侧缘32能与所述导引通道12形成气密，可有效因为压差而让所述活动塞体3能顺
利在所述导引通道12内滑动，且因气压储存为预储机制，气压源管径也可缩小，所述导引信道12的环型结构的直径大小可无需考虑气压供给速率，所述环形弹性侧缘32不须过大可避免气密面过大造成气密漏失的风险，因此所述导引通道12的直径可远小于所述储气腔体1的内部宽度；所述塞体31的直径必须要能气密盖住气孔，仅需设计一面大于所述第一进气孔11(或如图5所示的连接管7的气孔)及另一面大于所述第二进气孔61(或如图3所示的第二进气管8的气孔)即可，所述塞体31及所述环形弹性侧缘32可为一体成形且所述活动塞体3的材质可选用硅胶、天然橡胶(rubber)、氟橡胶(viton)、丁腈橡胶(nbr)等具有良好弹性且具可气密性优点的材质，所述塞体31设置于所述第一进气孔11及所述第二进气孔61之间，所述塞体31可暂时塞住所述第一进气孔11或所述第二进气孔61，所述环形弹性侧缘32由所述第一进气孔11朝所述第二进气孔61渐扩以使所述活动塞体3呈伞状，所述环形弹性侧缘32在近圆心处由厚逐渐往边缘处渐薄，以提高边缘的弹性及柔软度，确保单面能够透气而另一面能密封。所述活动敲击体4具有敲击体41及敲击头42，所述敲击体41连接所述敲击头42并沿所述作动腔体2的内壁面往复活动，所述敲击头42往复活动于所述作动腔体2内及所述贯孔21外，所述敲击体41下方的气体可经由所述贯孔21流动以使所述活动敲击体4可往复活动。另外，所述敲击体41外可套设有至少一个导环体43，所述导环体43为耐磨环、或称为导向环，所述导环体43材质可为具有降低摩擦、耐磨、耐热等特性如酚醛树酯、纤维布或玻璃纤维布等材质合成，可支撑金属材质的所述敲击体41避免直接与同是金属材质的所述作动环体26摩擦，所述敲击体41可经由所述导环体43沿所述作动腔体2的内壁面接触活动以降低摩擦力提升活动性，所述导环体43亦可具有切口431以作为缓冲空间并提升排气效率。所述复归组件5可为螺旋弹簧，所述复归组件5设置于所述作动腔体2内，所述复归组件5的二端分别抵顶所述活动敲击体4的敲击体41及所述作动盖体25，所述活动敲击体4的敲击头42可穿过所述复归组件5，所述复归组件5可推动所述活动敲击体4使所述敲击头42复归至所述作动腔体2内。另外，所述复归组件5可为气压压力孔，本发明的气动敲击装置可通过所述气压压力孔将空气压力加压至所述敲击体41的下方将所述敲击体41复归，或通过所述气压压力孔释放空气压力让所述敲击体41进行敲击。
[0058]
如上所述，本发明的第二态样系提供上述气动敲击装置的作动方法，其包括下列步骤：本发明的气动敲击装置的气压源因为压差使加压空气经由管线传送到原本一大气压且气密的所述储气腔体1，所述储气腔体1加压直到其内部与所述气压源达到等压。所述储气腔体1与所述作动腔体2之间的第二进气孔61以所述活动塞体3控制所述第二进气孔61的气密与否，如图3所示，当所述加压空气经由所述活动塞体3的环形弹性侧缘32与所述导引通道12的壁面之间进入所述储气腔体1加压后，因为所述活动塞体3受到所述储气腔体1的加压空气与所述作动腔体2的一大气压两者之间的压差使得所述活动塞体3盖压住所述第二进气孔61，进而使得所述储气腔体1与所述作动腔体2两者之间不连通并形成气压压差，此时所述活动敲击体4不作动，且并无气压进入所述作动腔体2，因此所述活动敲击体4不需具有磁性来避免气压将所述活动敲击体4移动。所述活动敲击体4要进行敲击动作时，连接到所述储气腔体1的第一进气孔11的管线可使用三口两位的方向阀将所述储气腔体1内的空气压力与大气压或加压空气气压源两者之间做切换。如图4所示，当切断加压空气气压源与所述储气腔体1两者之间的通道并转为所述储气腔体1连接大气压时，且当管线压力降到一大气压而所述储气腔体1的压力为原本加压的压力时，管线与所述储气腔体1之间的活动
塞体3受到所述储气腔体1的加压空气与管线一大气压两者之间的压差使得所述活动塞体3盖压住所述储气腔体1与管线之间的第一进气孔11，所述活动塞体3同时开启所述储气腔体1与所述作动腔体2之间的第二进气孔61，所述第二进气孔61一旦开启，此时所述储气腔体1的高压空气瞬间经由所述第二进气孔61进入压力较低的所述作动腔体2内，所述活动敲击体4因瞬间压力的推动而压缩所述复归组件5及移动完成敲击动作。其中，所述活动敲击体4的敲击体41与所述作动腔体2的内壁面之间并非完全气密，于所述作动体26上开设有通气孔22，所述通气孔22位于所述敲击体41及所述贯孔21之间，当进行敲击动作时，所述作动腔体2内的所述活动敲击体4下部的气体，以及完成敲击动作后处于所述作动腔体1的高压空气，可通過所述敲击体41与所述作动腔体2的内壁面之间的缝隙及所述通气孔22逐渐排出。当所述作动腔体2内的所述活动敲击体4上部的压力小于所述复归组件5的复归弹力时，所述复归组件5便可将所述活动敲击体4完成复归，如此为一次完整敲击周期，直至切换三口两位的方向阀将所述储气腔体1再与所述气压源的管道相通以进行下一次的敲击。
[0059]
另外，本发明的气动敲击装置的管线与所述储气腔体1之间及所述储气腔体1与所述作动腔体2之间具有所述活动塞体3，所述活动塞体3可视为逆止阀或方向阀。所述活动塞体3亦可是连动的两个活动塞体，亦即当高压空气进气时，管线与所述储气腔体1之间的活动塞体使两者之间的通道开启，而所述储气腔体1与所述作动腔体2之间的活动塞体就使两者之间的通道关闭，反的亦然，但所述活动塞体3亦可设计整并为单个活动塞体。在控制所述活动塞体3动作的机制方面是以气压压差作为作动来源及以所述活动塞体3的结构作为方向控制，所述活动塞体3可为单向通道阀门。当本发明的气动敲击装置要储气时，所述活动塞体3的一面接受到管线传送的气压压力时，加压空气可经由所述活动塞体3的环形弹性侧缘32进入所述活动塞体3的另一面，此时所述第二进气孔61因管线的气压压力而由所述活动塞体3的塞体31盖压气密，直到所述活动塞体3的所述面及所述环形弹性侧缘32的下方皆为高压气体达到平衡，所述第二进气孔61因盖压气密仍为一大气压气体，此为所述储气腔体1的储气动作。当本发明的气动敲击装置要作动敲击时，所述活动塞体3的所述面接受到管线从高压转为一大气压的减压时，与所述活动塞体3的所述另一面的高压气体形成压差，此压差推动所述环形弹性侧缘32及推动所述环形弹性侧缘32抵顶所述导引通道12的壁面使所述活动塞体3移动并使所述塞体31盖压住所述第一进气孔11，而所述第二进气孔61同时开启，此时原本在所述储气腔体1内的高压气体因压差而往所述第二进气孔61流动，从所述第二进气孔61流至所述作动腔体2内的高压气体瞬间推动所述活动敲击体4移动达到敲击的目的。由上可知，当所述储气腔体1与所述气压源连通时，所述作动腔体2不作动。当所述储气腔体1与所述作动腔体2连通时，所述储气腔体1的高压气体进入所述作动腔体2使所述活动敲击体4移动敲击。
[0060]
如图1至图4所示，可选地，所述第一进气孔11位于所述储气腔体1的储气盖体15上，所述导引通道12位于所述储气腔体1的储气盖体15内，所述储气腔体1内设置有第二进气管8以连接所述第二进气孔61，所述活动塞体3滑动于所述第一进气孔11及所述第二进气管8的自由端的开口之间，所述塞体31可暂时塞住所述第一进气孔11或所述第二进气管8的自由端的开口(其连通所述第二进气孔61)，所述导引通道12与所述第一进气孔11连接的一端可内缩以止挡所述塞体31并可使所述塞体31暂时塞住所述第一进气孔11。由此，所述活动塞体3可在所述第一进气孔11及所述第二进气管8的自由端的开口(其连通所述第二进气
孔)之间快速切换位置，以提升所述活动敲击体4的敲击频率。另外，所述储气体16、所述第二进气管8、所述分隔体6及所述作动体26可为铸造一体成形。
[0061]
如图5所示，可选地，所述第一进气孔11位于所述储气腔体1的储气盖体15上，所述储气腔体1内设置有连接管7及第二进气管8，所述第二进气管8的长度小于所述连接管7的长度，所述连接管7的管径大于所述第二进气管8的管径，所述连接管7连接于所述第一进气孔11及所述第二进气孔61之间，所述连接管7的直径大于所述第一进气孔11及所述第二进气孔61，所述导引通道12位于所述连接管7内，所述第二进气管8连接所述第二进气孔61且位于所述导引通道12内，所述第二进气管8的自由端部分位于所述连接管7的自由端内，以使所述活动塞体3能固定滑动的范围，所述活动塞体3位于所述导引通道12内且滑动于所述第一进气孔11及所述第二进气管8的自由端的开口之间，所述塞体31可暂时塞住所述第一进气孔11或所述第二进气管8的自由端的开口(其连通所述第二进气孔61)，所述连接管7具有连通孔71以位于所述活动塞体3及所述所述第二进气孔61之间，气体可经由所述连通孔71以于所述连接管7内及所述连接管7外之间流动。由此，所述储气盖体15可易于制作，且所述活动塞体3可易于组装于所述储气腔体1内而不会由所述储气盖体15上掉落；所述连接管7亦可设置在所述储气盖体15下，或为所述储气盖体15的延伸突出物，所述连接管7的长度仅需足以使所述活动塞体3能滑动于所述第一进气孔11及所述第二进气管8的自由端的开口之间。另外，如图6所示，在上述实施例中，所述导引通道12内设置有第一进气管72，所述第一进气管72连接所述第一进气孔11，所述塞体31活动于所述第一进气管72的自由端的开口及所述第二进气管8的自由端的开口之间，所述塞体31可暂时塞住所述第一进气管72的自由端的开口(其连通所述第一进气孔11)或所述第二进气管8的自由端的开口(其连通所述第二进气孔61)。亦即，所述活动塞体3可置于所述储气腔体1的任何位置，只要能达到所述第一进气孔11及所述第二进气孔61之间能切换开启信道功能即可。
[0062]
如图7所示，可选地，所述活动塞体3具有延伸塞体33以连接所述塞体31，所述塞体31朝向所述第一进气孔11，所述延伸塞体33朝向所述第二进气孔61，所述活动塞体3活动于所述第一进气孔11及所述第二进气孔61之间，所述环形弹性侧缘32滑动于所述导引通道12内，所述塞体31可暂时塞住所述第一进气孔11，所述延伸塞体33可暂时塞住所述第二进气孔61。由此，所述活动塞体3可在所述第一进气孔11及所述第二进气孔61之间快速切换位置。另外，所述储气腔体1的储气体16可与所述作动腔体2的作动体26以及所述分隔体6以铸造方式一体成形，之后再以所述储气盖体15密封以及所述作动盖体25为底以简化本发明的气动敲击装置的结构。
[0063]
如图8所示，可选地，所述第一进气孔11位于所述储气腔体1的储气盖体15上，所述导引通道12位于所述储气腔体1内，所述导引通道12内设置有第二进气管8以连接所述第二进气孔61，所述塞体31活动于所述第一进气孔11及所述第二进气管8的自由端的开口(其连通所述第二进气孔61)之间，所述塞体31可暂时塞住所述第一进气孔11或所述第二进气管8的自由端的开口(其连通所述第二进气孔61)，所述储气腔体1于所述活动塞体3及所述第二进气孔61之间连接有扩充储气腔体13。由此，本发明的气动敲击装置可经由所述扩充储气腔体13增加储气量，且所述扩充储气腔体13可设置于其他所需的位置。
[0064]
综上所述，本发明实施例所提供的一种气动敲击装置及其作动方法，可不需磁性体而可具有稳定的敲击力的目的。
[0065]
以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。