专利名称：电锤的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电锤，特别是涉及一种具有改进的气缸结构的电锤。
背景技术：
电锤是一种输出强冲击的手持式电动工具，广泛的应用于生产生活中的钻孔，破 碎工作中。电锤的冲击由气缸系统产生，气缸系统通常包括气缸、位于气缸中的活塞，位于 气缸中的撞锤。活塞被往复机构、通常为摆杆或者曲柄带动在气缸内往复移动，压缩或扩张 气缸内的气体，产生气簧带动撞锤在气缸中往复冲击锤头，对外输出冲击。气缸系统产生高 频高能的往复冲击，属于电锤的核心部件，其能量输出能力直接决定了电锤的冲击能力，然 而，受限于电锤的便携性要求，气缸的体积不能太大，因而输出功始终无法获得大的提高， 成为了电锤效率提升的瓶颈。发明内容
本发明的目的在于提供一种冲击能力强的电锤。
本发明提供了一种电锤，包括壳体；位于壳体中的马达；将马达的旋转输出转换 为往复输出的传动系统；将传动系统的往复输出转换为锤击输出的气缸系统，所述气缸系 统包括气缸及位于气缸中的撞锤；将气缸系统的锤击输出传递到工作头的锤击系统；以及 用于安装工作头的夹头，所述气缸具有轴向设置的第一部分和第二部分，所述第二部分的 径宽大于第一部分的径宽，所述撞锤在第一部分内往复。
优选的，所述第二部分内设有活塞，所述传动系统驱动活塞在第二部分内往复，产 生气簧以带动所述撞锤在第一部分内往复。
优选的，所述传动系统驱动所述气缸整体往复，产生气簧以带动所述撞锤在第一 部分内往复。
优选的，所述第一部分的长度大于第二部分的长度。
优选的，所述第一部分的长度大于第二部分的长度的1. 5倍。
优选的，所述第一部分的长度为第二部分长度的2倍，所述第二部分的径宽为第 一部分的径宽的力倍。
优选的，所述第二部分的径宽至少为第一部分的径宽的1. 5倍。
优选的，在第一部分和第二部分的交界处设有止挡件，止挡件相对于第一部分的 内壁突出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是通过增加产生压缩气体的气缸第二部分 的径宽，在不增加气缸总长的情况下，能够同时增加气簧能量和撞锤加速距离，提高了气缸 的冲击能力。
图1是参照结构的第一状态示意图。
图2是参照结构的第二状态示意图。图3是参照结构的第三状态示意图。图4是参照结构的第四状态示意图。图5是本发明的第一实施例的气缸系统的第一状态不意图。图6是本发明的第一实施例的气缸系统的第二状态示意图。图7是本发明的第一实施例的气缸系统的第三状态示意图。图8是本发明的第一实施例的气缸系统的第四状态示意图。图9是本发明的第二实施例的气缸系统的结构示意图。1气缸3撞锤4锤头5活塞7曲柄8摆杆9气簧11第一部分12第二部分L气缸总长度L1第一部分长度 L2第二部分长度D1第一部分径宽 D2第二部分径宽 La第一部分长度Lb第二部分长度 Da第一部分径宽 Db第二部分径宽A箭头B箭头C箭头
具体实施例方式以下结合附图详细叙述本发明的具体实施方式
。电锤的基础部件包括手柄，壳体，位于壳体中的马达、将马达的旋转输出转换为往 复输出的传动系统，将传动系统的往复输出转换为高频锤击输出的气缸系统，将气缸系统 的锤击输出传递到工作头的锤击系统，以及安装工作头的夹头等。电锤还包括减震系统等 其他辅助结构。以下主要介绍本发明的电锤的气缸系统，为更清楚的展示本发明，现对照一种不 属于本发明总体思路的参照结构说明本发明的改进之处。由于参照结构(图1至图4)以 及本发明的第一实施例(图5至图8)的气缸系统的基本冲击过程及原理是相同的，在此先 结合图1至图4，以及图5至图8描述电锤的冲击工作过程，图1至图4中所示的状态分别 依次一一对应于图5至图8中所示的状态。参见各图，参照结构以及本发明的气缸系统相对应的元件标号相同，均包括气缸 1，位于气缸1中的撞锤3和活塞5，它们气密性的安装在气缸1中。活塞5由曲柄7带动 在气缸1中周期性的往复，从而周期性的压缩和扩张撞锤3和活塞5之间的气体，形成气簧 9，气簧9周期性的推动撞锤3敲击锤头4，完成冲击能量的输出。当然，活塞5也可以由摆 杆结构带动在气缸1中周期性的往复。定义活塞5所在的一侧为前方，相对的另一侧为后方，各图中箭头的指示方向为 相应部件的运动方向。气缸1在轴向上可以分为第一部分11和第二部分12，在参照结构 中，由图中的垂直于气缸1的虚线区分开来；在第一实施例中，由气缸1中段的台阶面区分 开来。第一部分11为撞锤3的活动区域，第二部分12为活塞5的活动区域。气缸总长度 为L。需要指出，本处的第一部分长度、第二部分长度和气缸总长度L均是指实际起到能量 转换作用的长度，即第一部分长度为撞锤3的行程的最前侧到与第二部分12的交界处的长 度，第二部分长度为活塞5的行程的最后端到与第一部分11的交界处的长度，气缸总长度L为撞锤3的行程的最前端到活塞5的行程的最后端的长度，而在实际的零件中，气缸部件 的物理长度通常会大于此处的气缸总长度L，以防止撞锤3和活塞5意外脱出。
在图1和图5中，曲柄7和活塞5位于其行程的最前端,气簧9处于压缩状态,撞 锤3受到气簧9的压力推动而加速前行，尚未但即将到达锤头4所在的位置。由图1到图 2和图5至图6的过程中，参照箭头A、箭头B、箭头C分别指示出的曲柄盘，撞锤3和活塞5 的运动方向，撞锤3敲击锤头4，将冲击能量传递到锤头4，而自身减速然后回弹，而曲柄7 和活塞5由最前端向后运动，气簧9由压缩转为扩张状态，拉动撞锤3后退；到达图2和图 6所示的状态时，曲柄7和活塞5即将到达行程的最后端，气簧9处于扩张状态，撞锤3正 被气簧9拉动后退。由图2到图3和图6至图7的过程中，曲柄7和活塞5越过其行程的 最后端，从后退转向为前进，而锤头3持续后退，气簧9处于由扩张状态向压缩状态转换的 过程中；到达图3和图7所示的状态时，曲柄7和活塞5在向前压缩气簧9，气簧9仍处于 扩张状态，但即将转换为压缩状态，撞锤3在惯性力及气簧9作用下后退。在从图3到图4 和图7至图8的过程中，曲柄7和活塞5继续前进，气簧9由扩张状态转换为压缩状态，锤 头3在惯性力作用下仍在后退，但在气簧9压力作用下后退的速度逐渐减慢；在图4和图8 所示的状态下，曲柄7和活塞5即将到达最前端，气簧9处于高度压缩状态，撞锤3即将后 退到其行程的最后端，速度渐趋于零。到达图4和图8所示的状态后，气缸系统向图1和图 5所示的状态转换；从图4向图1和图8至图5的转换过程中，曲柄7和活塞5继续向最前 端前进，高度压缩的气簧9给撞锤3向前的力，撞锤3在该力的作用下由后退转换为前进， 向锤头方向移动；到达图4所示的状态后，如前所述的，曲柄7和活塞5位于其行程的最前 端，气簧9处于压缩状态，撞锤3受到气簧9的压力推动而加速前行，尚未但即将到达锤头 4所在的位置，完成一个周期并在这个过程中输出一次冲击能量。
综上，参照结构及第一实施例的气缸系统的对外冲击最后从撞锤3上输出，根据 动能公式E= l/2mv2，撞锤的单次锤击的锤击能量即为其到达行程的最前端时的动能。在 撞锤3的质量保持一定的情况下，撞锤锤击能量取决于撞锤3到达最前端时，即其撞击到锤 击系统中的锤头4速度。因此，为了增加锤击能量，需要尽可能的增加撞锤3的速度。为了 增加撞锤3的速度，需要尽可能的增加气簧9的推力或撞锤的加速距离。因为气簧9的推 力越大，撞锤3的加速度越大；撞锤3是在加速的过程中敲击锤头4，因此加速距离越大，加 速越充分，速度越快。
气簧9在冲击过程中的推力主要和活塞5的最前端和最后端之间的压缩体积有 关，而压缩体积通常取决于活塞的移动距离，即第二部分12的长度越大，气簧9推力越大； 撞锤3的加速距离主要和第一部分11的长度有关，即第一部分11的长度越大，撞锤3的加 速距尚越大。综上，第一部分11的长度和第二部分12的长度分别越大,撞锤3的速度越快， 冲击能量越高。然而，电锤属于手持类工具，气缸总长度受到很多限制，对于具体产品而言 难以轻易大幅改变，而只能在一个大致确定的气缸总长度的限制下进行设计。而设计中，若 增加第一部分11的长度即撞锤3的加速距离，则容易导致第二部分12的长度不够，气簧9 推力不够；若增加第二部分12的长度，则容易导致第一部分11的长度不够，撞锤3加速不 完全，能量以其他形式损失。因此，现有技术只能在总长确定时尽可能优化第一部分11和 第二部分12的长度比例关系，难以实质性的大幅提高气缸系统的冲击效率。
参见图1至图4，在参照结构中，第一部分11长度LI，第二部分长度L2的值基本相当，当然，L1和L2的值可以根据电锤的具体设计需求而变化。第一部分径宽Dl等于第二部分径宽D2。
以下通过本发明的第一具体实施方式
，说明本发明提高气缸冲击效率的方式。
参见图5至图8，第一实施例中的气缸I包括径宽不等的第一部分11和第二部分 12，第一部分径宽Da小于第二部分径宽Db，由于增大了第二部分的径宽，也就增大了第二部分的底面积，根据体积公式V = hs，可以在保持甚至增加压缩体积的情况下减小第二部分12的长度，或者说在保持甚至减小第二部分12的长度的情况下增加活塞5的压缩体积， 从而提高气簧9的推力和/或在气缸总长度L 一定的限制下增加第一部分的长度,增加撞锤3的加速距离。优选的，第二部分径宽Db大于等于1. 2倍的第一部分径宽Da，更优选的， 第二部分径宽Db大于等于1. 5倍或者VJ倍的第一部分径宽Da，这样可以在第二部分12长度一定的情况下增加压缩体积，或者适当的减小第二部分的长度且保证体积有所增加。
第一实施例中，第一部分长度La大于第二部分长度Lb，这样的设置保证了撞锤的加速距离；优选的，La大于等于1. 2倍的Lb，甚至大于等于1. 5倍乃至2倍的Lb，这和合适的第二部分12径宽相结合，可以达到撞锤3充分加速的效果。
为了避免撞锤3在往复行程中意外落入到第二部分内，在第一部分和第二部分的交界处，或者第一部分上撞锤3的往复行程的最后端处，设有止挡件(图未示)，该止挡件相对于第一部分的内壁突出，以阻止撞锤3进入到第二部分，止挡件可以为一个，多个或者一圈凸起，或者其他任意可以阻挡撞锤3落入第二部分内的结构。
以下将具体对比参照结构和第一实施例的具体参数，说明本发明的优势。其中，参照结构和第一实施例的气缸总长度一致，同时，第一部分径宽Da和参照结构的第一部分径宽Dl相同，而第二部分径宽Db大于参照结构的第二部分径宽D2。具体的，在本实施例中， La = 1.5L1，Lb = O. 5L2，且Db= V^D2。通过这样的设置，在没有增加气缸总长度L的条件下，根据体积公式V = r2h,第一实施例的压缩体积差为1/4 n LbDb2 = 3/8 n L2D22,而前述现有技术的压缩体积差为1/4 π L2D22，即第一实施例的压缩体积差为前述的现有技术的1.5倍，与此同时，第一部分11的长度La也增加到现有技术的1. 5倍，也就是说在没有增加气缸总长度的情况下，同时提高了撞锤3的加速距离和活塞的压缩体积差，并且保持了这两者的比例，使活塞的压缩体积差和撞锤的加速距离依然相互匹配。
图9所示的第二实施例包括另一种气缸结构，其同样具有第一部分11和第二部分 12，第一部分11的径宽小于第二部分12的径宽，且第一部分11的长度大于第二部分的长度，因而也同样具有前述第一实施例的优越之处。然而，该实施例中并不包括单独设置的活塞，而是由摆杆8带动气缸I整体移动而形成气簧9。当然，也可以由曲柄带动气缸整体移动。第二实施例其他的方面以及工作过程大体类似于现有技术的使用摆杆带动气缸活动的电锤气缸系统结构，本领域技术人员能够在本发明的总体思路下理解其工作过程，在此不再赘述。
本发明并不限于前述实施方式，本领域技术人员在本发明技术精髓的启示下还可能做出其他变更，但只要其实现的功能与本发明相同或相似，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种电锤，包括壳体；位于壳体中的马达；将马达的旋转输出转换为往复输出的传动系统；将传动系统的往复输出转换为锤击输出的气缸系统，所述气缸系统包括气缸及位于气缸中的撞锤；将气缸系统的锤击输出传递到工作头的锤击系统；以及用于安装工作头的夹头，其特征在于，所述气缸具有轴向设置的第一部分和第二部分，所述第二部分的径宽大于第一部分的径宽，所述撞锤在第一部分内往复。
2.根据权利要求1所述的电锤，其特征在于所述第二部分内设有活塞，所述传动系统驱动活塞在第二部分内往复，产生气簧以带动所述撞锤在第一部分内往复。
3.根据权利要求1所述的电锤，其特征在于所述传动系统驱动所述气缸整体往复，产生气簧以带动所述撞锤在第一部分内往复。
4.根据权利要求1所述的电锤，其特征在于，所述第一部分的长度大于第二部分的长度。
5.根据权利要求4所述的电锤，其特征在于，所述第一部分的长度大于第二部分的长度的1. 5倍。
6.根据权利要求4所述的电锤，其特征在于，所述第一部分的长度为第二部分长度的2倍，所述第二部分的径宽为第一部分的径宽的VJ倍。
7.根据权利要求1所述的电锤，其特征在于，所述第二部分的径宽至少为第一部分的径宽的1. 5倍。
8.根据权利要求1所述的电锤，其特征在于，在第一部分和第二部分的交界处设有止挡件，止挡件相对于第一部分的内壁突出。
全文摘要
本发明提供了一种电锤，包括壳体；马达；传动系统；将传动系统的往复输出转换为锤击输出的气缸系统，所述气缸系统包括位于气缸及位于气缸中的撞锤；锤击系统；夹头，所述气缸具有轴向上的第一部分和第二部分，所述第二部分的径宽大于第一部分的径宽，所述撞锤在第一部分内往复。与现有技术相比，本发明的有益效果是通过增加产生压缩气体的气缸第二部分的径宽，在不增加气缸总长的情况下，能够同时增加气簧能量和撞锤加速距离，提高了气缸的冲击能力。
文档编号B25D9/06GK103029104SQ20111029394
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者强尼·鲍瑞那图 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司