发明解读刀具夹持装置以及包括这种刀具夹持装置的手持式电动工具

授权公告号：CN104275685B

授权公告日：2018.07.31

专利权人：博世电动工具（中国）有限公司

发 明 人：郑祥格

诸如电镐或电锤等的手持式电动工具利用轴向往复运动的活塞产生周期性变化的空气压力，以驱使冲击锤和冲击栓来撞击刀具的夹持部，从而将冲击力传递到刀具上，以便在诸如建筑物墙壁或地板等坚硬材料上进行凿、钻等作业。

在欧洲专利EP2239100A2中公开了一种手持式电动工具，它包括设置在手持式电动工具主壳体中带有排气孔的管状件。在一端，管状件中装有轴向往复运动的活塞；在另一端，管状件中装有可轴向往复运动的冲击锤和冲击栓。管状件上的排气孔位于活塞与冲击锤之间。管状件外侧装有可在其上滑动的套筒。套筒在靠近冲击锤的一侧具有穿过管状件上的腰形槽延伸到管状件中的驱动销。管状件在远离活塞的末端装有用于夹持刀具的刀具夹持装置。当手持式电动工具与作业部位接触处于负载状态时，刀具沿着轴向移动，推动冲击栓也沿着轴向移动。此时，冲击栓与驱动销接触并推动套筒移动，从而使套筒封闭管状件上的排气孔，以在管状件中冲击锤与活塞之间形成气密的空间。因而，通过该气密的空间可向刀具传递冲击力。在手持式电动工具与作业部位脱离的空载状态下，套筒在复位弹簧的作用下移离管状件设有排气孔的部位，使排气孔与外界环境相通，使得气密的空间消失，因而不再向刀具传递冲击力。

在上述现有的手持式电动工具中，刀具夹持装置是一体式结构，轴向上的长度无法改变。当手持式电动工具使用的刀具的夹持部比标准的刀具的夹持部长时，在手持式电动工具与作业部位脱离的空载状态下，刀具的夹持部与冲击栓之间没有足够的间隙、甚至可能存在一个干涉距离。由于没有足够的间隙或存在干涉距离，套筒不能在复位弹簧的作用下移离管状件设有排气孔的部位，甚至冲击锤也不能移离管状件设有排气孔的部位。

因而，即使在空载状态下，在管状件中冲击锤与活塞之间也始终存在气密的空间。在空载状态下，仍然通过该气密的空间向刀具传递冲击力，这种现象被称为“空锤”。空锤不仅加快了刀具的磨损，而且也缩短了手持式电动工具的使用寿命。

因而，需要对现有的手持式电动工具尤其是对其刀具夹持装置进行改进，从而提高其对刀具的兼容性。

发明的目的就是要克服上述现有技术中的至少一种缺陷，提出一种刀具夹持装置，这种刀具夹持装置具有改进的兼容性，即使在夹持具有比标准刀具的夹持部长的夹持部的刀具时能够防止在空载状态下出现空锤现象，从而减缓刀具的磨损，并且延长手持式电动工具的使用寿命。

发明内容：

提供一种用于手持式电动工具的刀具夹持装置，包括：第一圆柱型中空筒体；第二圆柱型中空筒体；其中，第一圆柱型中空筒体和第二圆柱型中空筒体中的一个的一部分能够可滑动地插入到另一个中，第一圆柱型中空筒体和第二圆柱型中空筒体限定用于容纳手持式电动工具的刀具的一部分的空间。

第一圆柱型中空筒体和第二圆柱型中空筒体中的一个能够无间隙滑动地插入到另一个中。

刀具夹持装置还包括至少一个连接销，第一圆柱型中空筒体和第二圆柱型中空筒体中的一个上设置有用于部分地容纳连接销的连接孔，第一圆柱型中空筒体和第二圆柱型中空筒体中的另一个上对应地设置有轴向延伸的细长槽，容纳在连接孔中的连接销部分地延伸到细长槽中，使得第一圆柱型中空筒体和第二圆柱型中空筒体能够在连接销和细长槽的引导下相对于彼此沿着轴向滑动。

细长槽的长度选择成当手持式电动工具处于负载状态下，连接销不与细长槽的端部直接接触。刀具夹持装置还包括用于将连接销保持在连接孔中的保持环。

刀具夹持装置还包括设置在连接孔两侧的卡环，用于将保持环固定地保持在位。

第一圆柱型中空筒体的第一端能够无间隙滑动地插入第二圆柱型中空筒体的相对第一端中，用于部分地容纳连接销的连接孔设置在第二圆柱型中空筒体上，轴向延伸的细长槽设置在第一圆柱型中空筒体上。

刀具夹持装置还包括用于将连接销保持在连接孔中的保持环。

刀具夹持装置还包括设置在第二圆柱型中空筒体上位于连接孔两侧的周向凹槽，周向凹槽分别用于安放将保持环固定地保持在位的卡环。

细长槽不穿透第一圆柱型中空筒体的内壁。细长槽的底壁上设置有穿透第一圆柱型中空筒体的内壁的通孔。

第一圆柱型中空筒体上还形成有用于部分地容纳用来夹紧刀具的夹紧元件的通孔、以及用于安放卡环的周向凹槽，卡环用于使将夹紧元件保持在通孔中的保持环固定在位。

第一圆柱型中空筒体上还形成有用于安放手持式电动工具的端盖的周向凹槽。

第二圆柱型中空筒体上还形成有用于将第二圆柱型中空筒体固定到手持式电动工具的管状件上的固定孔和周向凹槽。

第一圆柱型中空筒体和第二圆柱型中空筒体的各个部分的内径被选择成适合夹持刀具。

手持式电动工具为电锤或电镐。

根据发明另一方面，提供一种手持式电动工具，手持式电动工具包括如上的刀具夹持装置。

第二圆柱型中空筒体的第二端被插入手持式电动工具的管状件中，固定销穿过管状件上的通孔延伸到第二圆柱型中空筒体上的固定孔中，保持环被设置在管状件外侧并且用于将固定销保持在位，卡环被安放在第二圆柱型中空筒体上的周向凹槽中，以将保持环在管状件上保持在位。

管状件的外壁沿着周向设置有阶梯部,保持环的内壁沿着周向设置有与阶梯部相匹配的阶梯部。

在手持式电动工具的前壳体与第一圆柱型中空筒体之间设置有用于将夹紧元件保持在第一圆柱型中空筒体上的通孔中的保持环，以及在第一圆柱型中空筒体上的周向凹槽中安放有用于将保持环固定在位的卡环，从而使前壳体和第一圆柱型中空筒体被固定地保持在一起。

手持式电动工具的端盖通过其周向内凸缘卡入到第一圆柱型中空筒体上的周向凹槽中而固定地保持到第一圆柱型中空筒体上。

根据发明，由于刀具夹持装置由能够相对彼此滑动的两个部分构成，刀具夹持装置的轴向长度能够调节。即使在手持式电动工具采用具有比标准刀具的夹持部长的夹持部的刀具时在空载状态下也不会出现空锤现象，从而能够减缓刀具的磨损，并且延长手持式电动工具的使用寿命。

实施方式

图1

如图1所示，根据本发明优选实施例的刀具夹持装置1包括第一圆柱型中空筒体3和第二圆柱型中空筒体5。第一圆柱型中空筒体3的第一端3a的外径被选择成等于或小于第二圆柱型中空筒体5的相对第一端5a的内径，使得第一圆柱型中空筒体3的第一端3a可以插入第二圆柱型中空筒体5的相对第一端5a中。优选地，第一圆柱型中空筒体3的第一端3a的外径被选择成大体等于第二圆柱型中空筒体5的相对第一端5a的内径，使得第一圆柱型中空筒体3的第一端3a可以无间隙滑动地插入第二圆柱型中空筒体5的相对第一端5a中。第一圆柱型中空筒体3的第一端3a沿着轴向形成有至少一条细长槽3b，在优选实施例中具有三条细长槽3b并且沿着第一圆柱型中空筒体3的周向均匀分布。第二圆柱型中空筒体5的相对第一端5a上对应地形成有连接孔5b。第二圆柱型中空筒体5还形成有分别位于连接孔5b两侧的周向凹槽5c。

在组装时，如图2和3所示，第一圆柱型中空筒体3的第一端3a被插入第二圆柱型中空筒体5的相对第一端5a中，与第二圆柱型中空筒体5上的连接孔5b大小相当的连接销7被放置在连接孔5b中并且部分地延伸到第一圆柱型中空筒体3上的细长槽3b中。接着，将保持环9安放在第二圆柱型中空筒体5上设置有连接孔5b的部位，以便将连接销7保持在连接孔5b和细长槽3b中。最后，再将两个卡环11卡入第二圆柱型中空筒体5上的两个周向凹槽5c中，从而将保持环9与第二圆柱型中空筒体5固定地保持在位。这样，第一圆柱型中空筒体3和第二圆柱型中空筒体5能够在连接销7和细长槽3b的引导下相对于彼此沿着轴向滑动。

图2

如图1-3所示，为了防止连接销7从第一圆柱型中空筒体3上的细长槽3b脱落，细长槽3b并不穿透第一圆柱型中空筒体3的内壁。由于手持式电动工具在使用过程中通常会产生较多的尘埃，尘埃能够渗透并且沉积到细长槽3b上，从而妨碍第一圆柱型中空筒体3和第二圆柱型中空筒体5相对于彼此的轴向滑动。为此，可以在细长槽3b的底壁上设置穿透第一圆柱型中空筒体3的内壁的通孔3c。当然，细长槽3b也可以穿透第一圆柱型中空筒体3的内壁，但在细长槽3b侧壁上形成有台阶或突出部以便可滑动地支撑连接销7。

第一圆柱型中空筒体3和第二圆柱型中空筒体5的各个部分的内径可以按照现有方式来选择以适合夹持刀具。第一圆柱型中空筒体3在第二端附件还形成有用于部分地容纳用来夹紧刀具的诸如球或圆柱体的夹紧元件的通孔3d、安放卡环的周向凹槽3e、以及安放手持式电动工具的端盖的周向凹槽3f。第二圆柱型中空筒体5在第二端附件还形成有用于将第二圆柱型中空筒体5固定到手持式电动工具的管状件上的固定孔5d和周向凹槽5e。

尽管在以上优选实施例中，第一圆柱型中空筒体3的第一端3a被插入第二圆柱型中空筒体5的相对第一端5a中，并且在第一圆柱型中空筒体上设置有细长槽，而在第二圆柱型中空筒体设置有定位孔，但应理解的是，也可以设置成将第二圆柱型中空筒体5的第一端5a插入第一圆柱型中空筒体3的第一端3a中，并且在第二圆柱型中空筒体上设置有细长槽，而在第一圆柱型中空筒体设置有定位孔。

结合图2和3详细描述包括发明刀具夹持装置的手持式电动工具。为了简洁起见，在图2和3以及附图4-6中与现有技术相同的部分没有被显示。装有发明实例的刀具夹持装置1的手持式电动工具20包括主壳体21和通过支撑组件23以公知方式被支撑在主壳体21中的管状件25。在一端（图中右侧），管状件25中装有轴向往复运动的活塞（未示出）。在另一端，管状件中装有可轴向往复运动的冲击锤27和冲击栓29。管状件上的排气孔31位于活塞与冲击锤27之间。管状件25的外侧装有可在其上滑动的控制套筒33。紧靠控制套筒33设置有中间套筒35。中间套筒35设置有穿过管状件25上的腰形槽37延伸到管状件25中的驱动销39。当然，控制套筒33可以与中间套筒35一体地形成。在控制套筒33外侧还设置有用于推动控制套筒33和中间套筒35一起移动的复位弹簧41。

图3

如图3和7所示，第二圆柱型中空筒体5的第二端被插入管状件25中，固定销43穿过管状件25上的通孔45延伸到第二圆柱型中空筒体5上的固定孔5d中。保持环47设置在管状件25外侧并且用于将固定销43保持在位。安放在第二圆柱型中空筒体5上的周向凹槽5e中的卡环49用于将保持环47在管状件25上保持在位。为了确保第二圆柱型中空筒体5相对于管状件25可靠地固定，管状件25的外壁可以沿着周向设置有阶梯部25a,保持环47的内壁则沿着周向设置有与管状件25的外壁上的阶梯部25a相匹配的阶梯部47a。在保持环47的外侧设置有抵靠保持环47上的凸缘47b的支撑环51。支撑环51用于支撑复位弹簧53的一端。当然，支撑环51可以与保持环47一体地形成。

手持式电动工具20还包括前壳体54，设置在前壳体54与第一圆柱型中空筒体3之间的保持环55将诸如球或圆柱体的夹紧元件57保持在第一圆柱型中空筒体3上的通孔3d中，并且将夹紧元件57径向向内地挤压，以在需要时夹紧刀具。第一圆柱型中空筒体3上的通孔3d的尺寸选择成使得夹紧元件57可以至少部分地暴露到第一圆柱型中空筒体3的内腔中但不会从通孔3d脱落。保持环55一端抵靠前壳体54的向内延伸的凸缘54a，另一端抵靠定位环59，而定位环59由安放在第一圆柱型中空筒体3上的周向凹槽3e中的卡环61固定地保持在位。手持式电动工具20还可以包括端盖63，端盖63通过其周向内凸缘63a卡入到第一圆柱型中空筒体3上的周向凹槽3f中而固定地保持到第一圆柱型中空筒体3上。这样，前壳体54、第一圆柱型中空筒体3以及端盖63被固定地保持在一起，从而能够一起移动。上述复位弹簧53的另一端支撑在前壳体54上。因此，在复位弹簧53的作用下，第一圆柱型中空筒体3能够随着前壳体54一起相对于第二圆柱型中空筒体5轴向地滑动。

结合图2-4来描述手持式电动工具20采用标准刀具65的情况。

图4

图2是装有发明实例的刀具夹持装置的手持式电动工具的横截面图，其中，手持式电动工具采用标准刀具并且处于负载状态下。图3是与图2类似的视图，但是沿着不同的截面截取以更详细显示手持式电动工具的结构。当刀具65抵靠作业部位处于负载状态时，刀具65在轴向力F作用下向右移动，当刀具65移动到刀具65上的轴向细长槽65a的左端与夹紧元件57接触时，刀具65将克服复位弹簧53的作用推动前壳体54随着第一圆柱型中空筒体3从最左侧位置（即，连接销7与第一圆柱型中空筒体3上的细长槽3b的最右端接触时的位置）向右移动，直到刀具65也推动冲击栓29如上地到达其最右侧位置，即，当驱动销39在管状件25上的腰形槽37中移动到最右侧时冲击栓29的位置。在刀具65推动冲击栓29向右移动的过程中，冲击栓29推动冲击锤27向右移动、以及推动驱动销39在管状件25上的腰形槽37中向右移动，直到冲击栓29到达其最右侧位置。驱动销39的向右移动通过中间套筒35和控制套筒33压缩复位弹簧41，从而使控制套筒33移动到排气孔31所处的部位，关闭排气孔31，从而由冲击锤27、管状件25以及活塞（未示出）形成气密的空间。这样，在活塞运动时就可以通过该气密的空间向刀具65传递冲击力。为了减小冲击栓29推动驱动销39时产生的反作用力、并且减少冲击栓29和驱动销39的磨损，可以设置套在冲击栓29上随冲击栓29一起移动的橡胶环29a，以及设置在管状件25内、驱动销39延伸到其中并且随驱动销39一起移动的橡胶环39a。

第一圆柱型中空筒体3上的细长槽3b的长度可以选择成当冲击栓29到达其最右侧位置时连接销7与第一圆柱型中空筒体3上的细长槽3b的最左端接触。但优选地是，第一圆柱型中空筒体3上的细长槽3b的长度可以选择成当冲击栓29到达其最右侧位置时连接销7与第一圆柱型中空筒体3上的细长槽3b的最左端保持一定间隙，如图3所示。这样，即使在负载状态，连接销7也不与第一圆柱型中空筒体3上的细长槽3b的端部接触，连接销7不会受到通过第一圆柱型中空筒体3传递的刀具65冲击力，因而可以延长连接销7的使用寿命。图4是装有发明实例的刀具夹持装置的手持式电动工具的横截面图，其中，手持式电动工具采用标准刀具并且处于空载状态下。在由负载状态向空载状态转换的过程中，刀具65脱离作业部位。通过夹紧元件57，复位弹簧53推动第一圆柱型中空筒体3以及刀具65随着前壳体54一起移动到最左侧位置。此时，连接销7与第一圆柱型中空筒体3上的细长槽3b的最右端接触。由于刀具65向左移动而在刀具65与冲击栓29之间出现空隙，冲击锤27也能够推动冲击栓29向左移动。同时，被压缩的复位弹簧41推动控制套筒33向左移动，打开管状件25上的排气孔31。这样，冲击锤27、管状件25以及活塞不再形成气密的空间。因而，就没有冲击力传递到刀具65。

图5

图6

结合图5和6描述手持式电动工具20采用具有比标准刀具的夹持部长的夹持部的刀具65的情况。

图5是装有发明实例的刀具夹持装置的手持式电动工具的横截面图，其中，手持式电动工具采用具有比标准刀具的夹持部长的夹持部的刀具并且处于空载状态下。与采用标准刀具的情况类似，第一圆柱型中空筒体3在复位弹簧53的作用下移动到最左侧位置。第一圆柱型中空筒体3能够相对于第二圆柱型中空筒体5移动的最大距离d就是非标准刀具的夹持部比标准刀具的夹持部长的最大容许长度。这个距离使得当采用夹持部比标准刀具的夹持部长的范围在d之内的刀具时可以确保刀具65与冲击栓29之间存在一个间隙g，该间隙能够确保冲击锤27和控制套筒33能够移动到使管状件25上的排气孔31打开的位置，从而确保在空载状态下没有冲击力传递到刀具65。

图6是装有发明实例的刀具夹持装置的手持式电动工具的横截面图，其中，手持式电动工具采用具有比标准刀具的夹持部长的夹持部的刀具并且处于负载状态下。应理解的是，采用具有比标准刀具的夹持部长的夹持部的刀具的手持式电动工具在负载状态下，手持式电动工具的各个部件的移动与参照图2和3描述的采用标准刀具的手持式电动工具中的各个部件的移动大体类似。但是，应注意的是，图6实际上显示了手持式电动工具采用夹持部具有最大容许长度的刀具。在这种情况下，在负载时，刀具65在轴向力作用下的向右移动就可以消除刀具65与冲击栓29之间存在的间隙g，推动冲击栓29如上地到达其最右侧位置。驱动销39的向右移动通过中间套筒35和控制套筒33压缩复位弹簧41，从而使控制套筒33移动到排气孔31所处的部位，关闭排气孔31，从而由冲击锤27、管状件25以及活塞（未示出）形成气密的空间。这样，通过该气密的空间就可以向刀具65传递冲击力。在这个过程中，第一圆柱型中空筒体3仍然处于最左侧位置而不会向右移动。

尽管在手持式电动工具采用标准刀具并且处于负载状态下时复位弹簧53能够在一定程度上起到减小振动的作用，但是当手持式电动工具采用具有比标准刀具的夹持部长的夹持部的刀具并且处于负载状态下时，夹紧元件57可以处于刀具65上的轴向细长槽65a中不与轴向细长槽65a的左端接触的位置，这样可以通过减小刀具65与夹紧元件57之间的振动起到进一步抑制振动的作用。

图7

以上结合具体实施例对发明进行了详细描述。相关描述以及图中实施例均应被理解为是示例性的，而非对本发明的限制。对于相关领域的技术人员，可以在不脱离该发明精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离该发明的范围。