专利名称：冲击工具的活塞装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及冲击工具的活塞装置，该冲击工具使用高压气流作为动力源而把钉子等物敲入木头等物中。
图7出示一现有冲击工具，它公开在比方说转让给本申请人的未审查的日本实用新型专利No.C3-186571/1988或No.2-23970/1990中。如图所示，该冲击工具一般包括用来积累高压气流的高压室16和用来控制控制阀22的手动板机2。随着控制阀22被启动1位于气缸3顶部的头阀5被打开，从而高压气流从高压室16被引入可在气缸3中滑动的活塞4的上部空间。这样，活塞4在其顶部的高压气流的压力的作用下，沿着气缸3内壁迅速下降。与活塞4连为一体、装在气缸3中央而在气缸轴向上伸展的驱动件18就把冲力传给预先装入在刀形导引件9的射孔17中的钉子之类的紧固件。此时作用到钉子上的冲力一般非常大，从而一下子就把整个钉子敲入木头等物中。
一般由铝等材料制成的活塞4的圆周面面向气缸3的内壁，该圆周面上有一供活塞环10装入的环状凹槽6，如图8所示。O形环21也装在该环状凹槽6中，它位于活塞环10的里边，O形环以弹力外推活塞环10而使活塞环10的外周抵靠气缸3的内壁，从而在活塞4沿着气缸3内壁滑动时保持活塞4与气缸3之间气密。
由塑料等材料制成的活塞环10的直径小于活塞4的外径并且是一具有切口的开口环，从而活塞环10的形状可发生柔性变形。从而，活塞环10很容易装入环状凹槽6中而发生弹性变形。而且，由于活塞环10具有上述柔性，因此活塞环10在受O形环21外压时，其形状可与气缸3的圆柱形精确配合。
凹槽6的竖向宽度足够大，从而活塞环10由于活塞环10与凹槽6之间有一竖向间隙25而很容易装入凹槽6中，该竖向间隙25的大小是可使活塞环10自由移动而抵靠气缸3内壁。
活塞环10由含有聚酰亚胺类树脂的塑料制成，其PV极限值不小于约50Kg/cm2×m/s，从而抗滑动磨损而润滑性好，不致损坏由铝或塑料制成的气缸3，同时在滑动表面上保持合适的气密性。
图8示出在气缸3中下降的活塞环10。活塞环10因被O形环21外压而受到一作用到气缸3内壁上的压力。从而在活塞环10与气缸3内壁之间造成一摩擦力，与受到高压气流的压力作作而急速下降的活塞4比较，活塞环10受到这一压力的面积小。因此活塞环10紧抵凹槽6的上表面。
活塞4把钉子敲入木关导物后，活塞4突然碰撞由橡胶制成的活塞挡块7而停下。随着活塞4与活塞挡块7的碰撞，活塞环10受到极突然、极大的惯性，从而向下移过微小间隙25而强力冲击由刚性材料制成的凹槽6(即活塞4)的下表面。因此，在把钉子敲入木头等物时，活塞4每次撞击活塞挡块7，活塞环10就受到很大的冲力。
图10表示另一种现有冲击工具，它比方说公开在转让给本申请人的未审查的日本专利No.2-172682/1990中。该冲击工具包括一控制头阀5的开合的往复阀23，从而压下板机2开动控制阀22时活塞4上下反复往复，从而进行多次敲击。其它结构与图7装置大致相同。
图12表示又一现有冲击工具，它公开在此比方说转让给本申请人的未审查的日本专利No.5-16077/1993中。该冲击工具的不同之处在于，随着每一次开动板机2，头阀5反复开合而逐步降下活塞4，从而进行多次敲击。
这些多击(多冲程)冲击工具使我们能比较小动力把较长钉子整个敲入木头等物中。
图9所示活塞环10由含有聚酰亚胺类树脂的塑料制成，与O形坏21比较，文耐磨、需要的润滑油少。以聚酰亚胺类树脂作为主要成分或组分的塑料大致分成两类，即非热塑类和热塑类。非热塑类的耐热性当然优于热塑类，因此具有较高PV极限值，从而在由活塞4的滑动产生大量摩擦热量的情况下具有优良的耐磨性。不过，非热塑类活塞由于无法用注射成型法制造，因此其制造费用约比O形环贵10倍。
因此，为了降低成本，活塞环10一般用可用注射成型法创造比较便宜的热塑材料制成。通常尽可能提高塑料中的碳含量，以便提高PV极限值而获得可与非热塑类比拟的优良耐磨性。但是，碳含量的提高加大了树脂的硬度，从而造成抗冲击力性能的下降，因此活塞环在活塞突然停下而受到很大惯性或冲力时会损坏。
按照图7所示单击(单冲程)冲击工具，活塞4在以一击把整个钉子敲进木头时迅速移动，然后活塞4与活塞挡块7碰撞。活塞挡块7在与活塞4碰撞时发生弹性变形而吸收活塞4的冲力而以弹性停下活塞4。活塞环10随着活塞4停下而受到惯性作用而移过间隙25而碰撞刚性活塞4，此时作用在活塞环10上的冲力由于活塞挡块7弹性停止活塞4的吸震作用而不会太大。
但是，在多击冲击工具中，活塞4在最后碰撞活塞挡块7之前在气缸3各中间部分受钉子14的反作用而停止数次，如图11所示。因此，多击冲击工具在缺乏弹性活塞挡块7提供的吸震作用下受到多次冲击力。
被O形环21外压的活塞环10受到作用在气缸3内壁上的压力。从而在活塞环10与气缸3内壁之间造成摩擦力。与在高压气流的压力作用下向下突然移动的活塞4比较，活塞环10受到该压力作用的面积小。因此，活塞环10紧抵凹槽6的上表面。
因此，当活塞4突然停下时，活塞环10在惯性作用下迅速从凹槽6的上表面移动到下表面。从而，活塞环10猛力碰撞凹槽6下表面上即铝制活塞4的刚性表面而受到很大冲力。
此时该冲力非常大，活塞环10即使用非热塑聚酰亚胺类树脂制成也可能损伤。而且，活塞环10在切口部位开口，活塞环10的该切口旁会发生振动，从而可能造成活塞环10的损坏。为了抑制这种振动，可以增大活塞环10的横截面面积。但是，活塞环10的横截面面积的增加会造成活塞环10的重量或惯性的增加，从而必须增大活塞环10的耐用性以便补偿所增加的重量或惯性。
一般来说，为便于操作，最好使用重量轻的冲击工具。为了降低整个冲击工具的重量，极重要的是减小活塞重量。总使用重量轻的活塞，就可使活塞速度有相当大的提高。因此，活塞环必须能承受活塞的高速度。换言之，活塞环的耐用性是减小活塞重量的关键。
因此，鉴于现有技术中的上述问题，本发明的首要目的是提供一种冲击工具其活塞装置能为活塞环之类的密封件提供优良的耐用性。
为了实现这一目的和其它相关目的，本发明的第一方面是为冲击工具提供一种活塞装置，它包括一可在该冲击工具的一气缸中滑动的活塞；一在该活塞的圆周面上的凹槽；一装入在该凹槽中的密封件，以及一个在该凹槽中沿活塞滑动方向放置在该密封件旁的缓冲件。
此外，本发明的第2方面是为冲击工具提供一种活塞装置，它包括一可在该冲击工具的一气缸中滑动的活塞；一在该活塞的圆周面上的一凹槽；该圆周面可邻接地面对该气缸的内壁；一装在该凹槽中的活塞环，该活塞环在把该活塞装入该气缸中时可在该活塞与该气缸的内壁之间提供气密；以及一个在该凹槽中沿活塞滑动方向放置在活塞环旁的缓冲件。
而且，本发明的第三方面是提供一种冲击工具，它包括一与高压气流供气装置相通的气缸；一当高压气流从高压气流供气装置引入气缸中而活塞受到该高压气流的压力作用时可在该气缸中滑动的活塞；一在该活塞的圆周面上的凹槽，该圆周面面对该气缸的内壁；一装在该凹槽中的活塞环，从而在该活塞与该气缸之间形成气密；以及一个在该凹槽中沿活塞滑动方向放置在该活塞环旁的缓冲件。
在上述活塞装置或冲击工具中，密封件(即活塞环)最好用塑料制成，而该缓冲件最好用橡胶之类的弹性件制成。
更确切地说，该缓冲件可沿活塞滑动方向放置在该密封件(即活塞环)的一边。或者，该缓冲件也可沿活塞滑动方向放置在该活塞环的两边而围住该密封件(即活塞环)。
按照本发明的上述装置，即使活塞环由于活塞冲击的突然停下而产生的惯性而受到很大冲力，这一冲力也能被位于活塞环旁的弹性缓冲件吸收，从而防止活塞环损坏。
从上述结合附图的详细说明中，可更清楚看出本发明的上述和其它目的、特征和优点。附图中图1为表示本发明第一实施例的冲击工具的结构的侧视前面图；图2为图1中部位“A”的放大剖面图；图3为表示本发明第一实施例的冲击工具的一种工作状态的侧视前面图，其中，一钉子装入在一钉子导引件中图4为表示本发明第一实施例的冲击工具的另一工作状态的侧视剖面图，其中，装入在钉子导引件中的钉子的一部分被敲入一木头；图5为表示本发明第二实施例的冲击工具一主要部分的结构的剖面图；图6为表示本发明第三实施例的冲击工具一主要部分的结构的剖面图。
图7为表示一种现有冲击工具的结构的侧视剖面图；图8为图7中部位“13”的放大剖面图；图9为图8所示活塞环一例如立体图；图10为另一种现有冲击工具的局部侧视剖面图；图11为表示图10所示现有冲击工具的一种工作状态的局部侧视剖面图；图12为表示又一种现有冲击工具的结构的侧视剖面图。
下面结合附图详述本发明各优选实施例。在附图中相同部件用相同标号表示。
图11为本发明第一实施例的多击冲击工具。冲击工具主体1具有一高压室16，一压缩机(未画出)把高压气流供入该高压室。该冲击工具主体1包括一控制一头阀5的开合的控制阀22、一使该控制阀与头阀5相通的气道24、一开合该控制阀22的板机2和一可滑动地装在一气缸3中的活塞4，该活塞与一沿气缸3被向伸展的撞矸18连成一体。
由铝或类似材料制成的活塞4的与气缸3的内壁邻接地面对的圆周而上有一环状凹槽6，一活塞环10装入在该环将凹槽6中。一O形环21装在一位于该环形凹槽6中央处并与之相连的小深槽6a中，从而该O形环21位于该活塞环1 0的里连而以弹性外推该活塞环10。这样活塞环10的外圆周被推向并抵靠气缸3的内壁，从而使活塞4与气缸3之间的滑动面保持气密，如图2所示。
活塞环10必须具有一定刚性，以便足以承受高压气流作用其上的压缩力，但一般由具有一定柔性的材料、比方说塑料制成。如图9所示，直径小于活塞4外径的活塞环10为一具有一切口的开口环，从而活塞环10的形状可发生柔性变形。从而活塞环可很容易地装入环形凹槽6中，而从其开口部位发生弹性变形。而且，由于活塞环10具有柔性，因此活塞环10的形装在它被O形环外推时与气缸3的圆柱形状精确配合。
凹槽6的竖向宽度足够大，而在活塞环10与凹槽6之间形成一竖向间隙25从而使活塞环10很容易地装入凹槽6中。该竖向间隙25足够大，从而活塞环10可沿竖向自由移动并紧抵气缸3的内壁。
该活塞环10由含有聚酰亚胺类树脂的塑料制成，其PV极限值不小于约50Kg/cm3×m/s，从而抗滑动摩擦并具有足够的润滑性，而不致损坏由铝或塑料制成的气缸3的内壁，同时在滑动面上保持合适的气密，。PV极限值不小于50Kg/cm3×m/s的塑料可以是聚酰亚胺类树脂含量不小于10％的四氟乙烯树脂或以聚酰亚胺类树脂作为主要组分的材料。
沿活塞4径向凹入的环形凹槽6的往向深度设计成刚可把活塞环10装入在凹槽6与气缸3内壁之间，从而形成一径向小间隙。也即，凹槽6与活塞环10之间的往向间隙设计成在不致阻碍活塞环10的滑动的一定范围内尽可能地小，从而防止活塞4在活塞4的厚度方向上发生倾斜。
由橡胶制成的环形弹性缓冲件11与活塞环10一起装入在环状凹槽6中而沿活塞4滑动方向(即垂直方向)位于活塞环10下方，如图2所示。也就是说，按照本实施例，在由竖向间隙25界定的空间中装有弹性缓冲件11。该弹性缓冲件10可由廉价材料制成，从而缓冲件11的成本与O形环21差不多，而O形环21的成本与活塞环10相比可忽略不计。
射钉部包括一装在冲击工具气体1的下部的刀形引导件9，其中央伸展有一射钉孔17；一支撑在形导引件9上并可上下滑动的钉子导引件13、一向下压住钉子导引件13的弹簧12和一推杆8，推杆8上有一可沿着钉子导引件13内壁上下移动的钉子头部导引件8a。
钉子导引件1 3有一用来引导钉子14的杆部的空心圆柱体以及一装在其下端的永久磁铁，从而以磁力吸住插入在钉子引导件13中的钉子14。始终被一弹簧20下推的推杆8的上端可与板机2啮合，从而把板机2锁定在非工作状态。钉子头部导引件8a对钉子14的存在作出响应，也就是说，钉子14装入钉子导引件13中时钉子14的头部上推钉子头部引导件8a。与钉子头部导引件8a连成一体的推杆8被上举而脱离板机2，从而使使用者可开动板机2。
下面结合图2-4说明多击冲击工具的工作情况。如图3所示，钉子14插入在钉子引导件13中，钉子14的前缘(下缘)顶住在木关15的表面上，从而钉子14的头部向上推动钉子头部引导件和推杆8。因此推杆8顶端脱离板机2，从而解开板机2的锁定状态。
然后，开动(拉动)板机2而推动控制阀22。从而控制阀22被打开，存储在头阀5上部空间中的高压空气通过气道24被引到控制阀22的开口后从控制阀22漏出。因此，头阀5被上举而打开气缸3顶端。随着以阀5被打开，高压气流从高压室16冲入气缸3而使高压作用在活塞4上。从而，与活塞4连成一体的撞杆18迅速向下移动而把钉子14敲入木头15。
在此情况下，钉子14并非全部敲入木头15，如图4所示。因此，在气缸3中迅速移动的活塞4突然停下而碰不到活塞挡块7，从而受到一很大惯性力。
图2表示在气缸3中下降的活塞4，被O形环21外推的活塞环10受到一作用到气缸3内壁上的压力，从而在活塞环10与气缸3内壁之间产生一摩擦力。与受到导入气流很大压力而突然向下移动的活塞4比较，活塞环10受此压力作用的面积小。因此活塞环10紧抵凹槽6的上表面。
因此，当活塞4突然停下时，活塞环10同惯性而从凹槽6的上表面极性地移动到下表面，从而活塞环10猛力碰撞凹槽的下表面(即铝制活塞4的刚性表面)而造成一很大冲力。但是，本发明在活塞环10紧下方设有弹性缓冲件11，从而在受到冲力时发生变形。这样，就使活塞环10免遭很大冲力。
而且，由于活塞4因凹槽6与活塞环10之间的径向间隙尽可能小而不会在厚度方向上发生倾斜，因此可防止撞杆18受到过大载荷。换言之，活塞4在气缸3中的位置中稳而不致造成转动、翘曲或活塞环10的损坏。
然后，当放开板机2时，控制阀22复位而关上其开口。从而头阀5下降而盖住气缸3的上端，如图1所示。然后，存储在气缸3外部的高压气流被引入气缸4的位于活塞4下方的下部空间。在该高压气流的作用下，活塞4和撞杆18返回其往复运动的预定口死点，从而完成敲击钉子14的一个敲击循环。
此时，钉子引导件13中的钉子14的全长的1/5被敲进木头15中，推杆8与钉子头部引导件8a一起仍保持在被钉子14头部向上顶起的位置上。因此板机2继续保持非锁定状态。
因此，重新拉动板机2就可开始下一次敲击，从而可反复进行敲击，在到钉子头部14到达木头15表面。这样，如果一冲击工具的输出功率足以把短钉一下子全部敲入木关中，就可用它把较长的钉子分几下敲入木头中。使用这样轻便小型的冲击工具就可在各种水平和垂直方向上随意敲击钉子。
虽然上述实施例示出一系列冲击工具，但不用说，本发明也可使用于现有的单击冲击工具中。
图5表示本发明第二实施例的结构，它与第一实施例的不同之处在于，缓冲件11放在活塞环10上，也即放在活塞环10的另一边，这一缓冲件11在活塞4停下时吸收活塞环10撞击凹槽6下表面后向上反弹时作用在活塞环10上的冲力。
图6表示本发明第三实施例的结构。它与第一实施例的不同之处在于，缓冲件11位于活塞环10的上方和下方而围住活塞环10。换言之，该实施例是第一实施例和第二实施例的结合；从而只用第三实施例即可同时获得第一和第二实施例的效果。
虽然上述实施例把O形环21放置在活塞环10的里边而把一很大压力从O形环21作用到活塞环10上，但也可用一合适的板形压力环取代O形环，或者也可不使用O形环21，而是提供一其外径大于气缸3内径的可变形活塞环10，从而靠弹性把一压力从活塞环10作用到气缸3上。或者，可把缓冲件11与O形环21制成一体。更确切地说，从O形环21上向外伸出一突起部用作缓冲件11。
如上述说明所解释的，本发明在活塞的环形凹槽中的活塞环旁设一可弹性变形的缓冲环，从而在每次敲击中活塞突然停下时防止活塞环因受作用其上的很大惯性力或冲力而损坏。这样，应可防止活塞环受到很大力而损坏，从而大大提高活塞环的寿命。而且可减小活塞重量并提高活塞速度。从而减小冲击力的不应该有的反作用运动，并且肯定可减小冲击工具的整个重量。活塞环可由抗冲击力校差的塑料制成，从而活塞装置的成本大大降低。
由于在不背离本发明的基本特征的精神的条件下本发明可以各种形式实施，因此上述实施例应看作只是例示性的而非限制性的。由于本发明的范围因后附权利要求而并非由上述说明限定，因此在权利要求界限内作出的所有变动都应看作被权利要求包容。
权利要求
1.一种用于一冲击工具的活塞装置，它包括一个可在该冲击工具的气缸中的滑动的活塞；一个在所述活塞的圆周面口的凹槽；一个装入在所述凹槽中的密封件；以及一个在所述凹槽中沿所述活塞的滑动方向放置在所述密封件旁的缓冲件。
2.按权利要求1所述的活塞装置，其中，所述密封件由塑料制成。
3.按权利要求1所述的活塞装置，其中，所述缓冲件为一弹性件。
4.按权利要求1所述的活塞装置，其中，所述缓冲件沿所述活塞的所述滑动方向放置在所述密封件的一边。
5.按权利要求1所述的活塞装置，其中，所述缓冲件沿所述活塞的所述滑动方向位于所述密封件的两边而围住所述密封件。
6.一种用于一冲击工具的活塞装置，它包括一个可在该冲击工具的气缸中滑动的活塞；一个在所述活塞的圆周面上的环形凹槽，所述圆周面可邻接地面对该气缸的内壁；一个装在所述环形凹槽中的活塞环，所述活塞环在所述活塞装入所述气缸中时可在所述活塞与该气缸的所述内壁之间形成气密；以及一个在所述凹槽中沿所述活塞的所述滑动方向放量在所述活塞环旁的环形缓冲件。
7.按权利要求6所述的活塞装置，其中，所述活塞环由塑料制成。
8.按权利要求6所述的活塞装置，其中，所述缓冲件为一弹性件。
9.按权利要求6所述的活塞装置，其中，所述缓冲件沿所述活塞的所述滑动方向位于所述活塞环的一边。
10.按权利要求6所述的活塞装置，其中，所述缓冲件沿所述活塞的所述滑动方向位于所述活塞环的两边而围住所述活塞环。
11.一种冲击工具，它包括一个与一高压气流供气装置相通的气缸；一个在所述气缸中的活塞，当高压气流从所述高压气流供气装置引入所述气缸而所述高压气流的气压作用在所述活塞上时，所述活塞可在所述气缸中滑动；一个在所述活塞的圆周面上的凹槽，所述圆周面面对所述气缸的内壁；一个装入在所述凹槽中的活塞环，从而在所述活塞与所述气缸之间形成气密；以及一个在所述凹槽中沿所述活塞的滑动方向放置在所述活塞环旁的缓冲件。
12.按权利要求11所述的冲击工具，其中，所述活塞环由塑料制成。
13.按权利要求11所述的冲击工具，其中，所述缓冲件为一弹性件。
14.按权利要求11所述的冲击工具，其中，所述缓冲件沿所述活塞的所述滑动方向放置在所述活塞环的一边。
15.按权利要求11所述的冲击工具，其中，所述缓冲件沿所述活塞的所述滑动方向放置在所述活塞环两边而围住所述活塞环。
全文摘要
一种冲击工具，包括一与存储高压空气的高压室16相通的气抿3和气缸3中的一活塞4，当高压气流从高压室16引入气缸3而使引入气流的高压作用在活塞4上时，活塞4可在气缸3中滑动。活塞4的圆周面上有一环形凹槽6，该圆周面邻接地面对气缸3的内壁。一活塞环10装入在环形凹槽6中，从而在活塞4与气缸3之间形成气密。并且环形凹槽6中有一沿活塞4的滑动方向放置在活塞环10旁的环形缓冲件11。
文档编号F16J9/28GK1129163SQ95117289
公开日1996年8月21日 申请日期1995年10月12日 优先权日1994年10月14日
发明者丹治勇, 石泽祯记 申请人:日立工机株式会社