冲击工具的驱动方法.pdf

本发明涉及一种冲击工具的驱动方法，其中，冲击工具包括一电磁线圈(20)、一柱塞(21)、及一弹性组件(14)，其设在电磁线圈(20)或柱塞(21)的一端处，该方法包括：提供电源给电磁线圈(20)，从而驱使柱塞(21)从电磁线圈(20)的第一端(22)往其中间部位移动；停止提供电源给电磁线圈(20)，使柱塞(21)可以利用其惯性力量而从电磁线圈(20)的中间部位往其第二端(23)移动以使柱塞(21)可顶迫弹性组件(14)。可以再提供电源给电磁线圈(20)去驱动柱塞(21)从电磁线圈(20)的第二端(23)往其中间部位移动，以及再停止提供电源给电磁线圈(20)使柱塞(21)可利用其惯性力量而从电磁线圈(20)的中间部位往其第一端(22)的方向移动。这样使柱塞(21)可同时被弹性组件(14)的弹性迫动力量和电磁线圈(20)的电磁力量驱动，以增加其冲击力量。

1.  一种冲击工具的驱动方法，包含有一冲击工具，该冲击工具包括一电磁线圈(20)，一柱塞(21)，以及一弹性组件(14)；其特征在于该方法包括：
提供电源信号给该电磁线圈(20)，使该电磁线圈(20)动作，从而驱使该柱塞(21)相对于该电磁线圈(20)移动，以及设置该弹性组件(14)，使得该弹性组件施加弹性迫动力量，以使该柱塞(21)相对于该电磁线圈(20)往打击方向移动，从而进行击打。

2.  如权利要求1所述的冲击工具的驱动方法，其特征在于：该冲击工具包括一电磁线圈(20)，其具有一第一端(22)、一第二端(23)和一中间部位，该柱塞(21)部分地嵌配在该电磁线圈(20)的第一端(22)内，其特征在于：提供电源信号给该电磁线圈(20)，使该电磁线圈(20)动作而驱使该柱塞(21)从该电磁线圈(20)的第一端(22)处向该电磁线圈(20)的中间部位移动，以及停止提供电源信号给该电磁线圈(20)，使该柱塞(21)可以利用其惯性力量而从该电磁线圈(20)的中间部位处向该电磁线圈(20)的第二端(23)移动。

3.  如权利要求2所述的冲击工具的驱动方法，其中，还包括提供电源信号给该电磁线圈(20)，使该电磁线圈(20)再度动作，从而驱使该柱塞(21)从该电磁线圈(20)的第二端(22)处向该电磁线圈(20)的中间部位移动。

4.  如权利要求2所述的冲击工具的驱动方法，其中，该弹性组件设置在该电磁线圈(20)的外侧，使得该柱塞(21)可以完全移动离开该电磁线圈(20)的第二端(23)，从而用力顶迫该弹性组件(14)。

5.  如权利要求4所述的冲击工具的驱动方法，其中，该电磁线圈(20)设置成在该柱塞(21)部分地移入该电磁线圈(20)的第二端(23)里面时才驱动该柱塞(21)。

6.  如权利要求1所述的冲击工具之驱动方法，其中，该弹性组件(14)连接至该柱塞(21)，从而直接对该柱塞(21)施加弹性迫动力量。

7.  如权利要求2所述的冲击工具的驱动方法，其中，该弹性组件(14)设置成在该柱塞(21)从该电磁线圈(20)的第一端(22)处向该电磁线圈(20)的中间部位移动时，开始蓄积其施加至该柱塞(21)的弹性迫动力量。

8.  如权利要求2所述的冲击工具的驱动方法，其中，该弹性组件(14)设置成在该柱塞(21)从该电磁线圈(20)的中间部位往电磁线圈(20)的第二端(23)处移动时，开始蓄积其施加到该柱塞(21)的弹性迫动力量。

9.  如权利要求2所述的冲击工具的驱动方法，其中，该弹性组件(14)设置成在该柱塞(21)从该电磁线圈(20)的第二端(23)处向该电磁线圈(20)的中间部位移动时，施加其蓄积的弹性迫动力量至该柱塞(21)。

10.  如权利要求2所述的冲击工具的驱动方法，其中，该弹性组件(14)设置成在该柱塞(21)从该电磁线圈(20)的中间部位往电磁线圈(20)的第一端(22)处移动时，施加其蓄积的弹性迫动力量至该柱塞(21)。

11.  如权利要求1所述的冲击工具的驱动方法，其中，设置一个或一个以上的电磁线圈(20)来驱动该柱塞(21)。

12.  如权利要求2所述的冲击工具的驱动方法，其中，在该柱塞(21)从该电磁线圈(20)的第二端(22)处向该电磁线圈(20)的中间部位移动时，再停止提供电源信号给该电磁线圈(20)，使该柱塞(21)利用其惯性力量而从该电磁线圈(20)的中间部位处向该电磁线圈(20)的第一端(23)的方向移动。

冲击工具的驱动方法
技术领域
本发明涉及一种冲击工具，更进一步涉及一种冲击工具的驱动方法。
现有技术
目前，已存在各种各样的常用的冲击工具，包括冲击式打钉枪，冲击式锤打工具等，它们均是将一种柱塞滑配在一电磁线圈里面，以驱使该柱塞移动，从而击打钉子或其它工作物。例如美国专利US 330889以及US 4215297等都属于这种冲击工具领域所常用的技术。
但是，由于该电磁线圈每次均只能驱使该柱塞向该电磁线圈的中间移动，就使得该柱塞的驱动力量太小，这样，此类冲击工具均无法广泛地运用于其它的冲击工具。
为了改进这种常用冲击工具冲击力量不够的缺陷，一些其它常用的冲击工具增设一种附加驱动设备，以提高其冲击力量。例如美国专利US 38811313等均公开此种常用的冲击工具技术。但是，为了增加该附加驱动设备，会使得冲击工具的结构变得相当复杂，这反而增加了冲击工具的制造成本，同时也无法为市场所接受。
其它如美国专利US 3054464、US 5760552、以及US 6364193等均公开了其它不同的冲击工具结构，用以提高冲击工具的冲击力量。这些方法均设置二个或二个以上的电磁线圈，以便系列式地驱动该柱塞，以驱使该柱塞增加冲击速度，进而可以提高冲击力量。
但是，为了增设这些多出来的电磁线圈，冲击工具的长度会加长，而且相关零组件也需要相对地增加，这使得冲击工具的结构也变得相当复杂，同时也会增加制造成本而无法为市场所接受，进一步体积增大之后，使用者在操作上也相当不方便。
总之，虽然目前市场上已存在各种各样的电动冲击工具，但这些常用的电动冲击工具不是因为冲击力量不够，就是因为体积太大或操作不易而一直无法被市场或消费者所接受。
发明内容
为了克服现有技术中冲击工具的驱动方法之上述缺陷，经多次的研究改进设计，终于开发出本发明的冲击工具的驱动方法。本发明提供一种可以提高电动冲击工具的冲击力量的冲击工具之驱动方法，同时仅仅使用了单个电磁线圈和单个柱塞。
本发明的一个目的在于提供一种冲击工具的驱动方法，其除了原有的单个电磁线圈可利用电磁力量来驱动该柱塞之外，同时提供一种弹性迫动力量，以用来驱动该柱塞，这样就进一步增加该柱塞的冲击力量。
本发明的另外一个目的在于提供一种冲击工具的驱动方法，其中其仅仅使用单个电磁线圈和单个柱塞，这样使得该冲击工具结构相当简单，可快速制造，并使其造价相当便宜，其利用改变该冲击工具的控制方式可以进一步增加该柱塞的冲击力量。
本发明的主要设计，包含有一电磁线圈，其具有一第一端、一第二端和一中间部位；一柱塞，其部分地嵌配在该电磁线圈的第一端内；以及一弹性组件，其设置在该电磁线圈之外，并位于接近该电磁线圈的第二端处，及位于远离该电磁线圈的第一端处。根据本发明的冲击工具的驱动方法包括：提供电源给该电磁线圈，以驱使该柱塞从该电磁线圈的第一端处向该电磁线圈的中间部位移动，其特征在于：停止提供电源给该电磁线圈，使该柱塞可以利用其惯性力量而从该电磁线圈的中间部位处向该电磁线圈的第二端移动，并使该柱塞顶迫该弹性组件；再提供电源给该电磁线圈，以驱使该柱塞从该电磁线圈的第二端处往该电磁线圈的中间部位移动；再停止提供电源给该电磁线圈，使该柱塞利用其惯性力量而从该电磁线圈的中间部位处向该电磁线圈的第一端的方向移动，使该柱塞同时被该弹性组件的弹性迫动力量和该电磁线圈的电磁力量驱动，从而增加该柱塞的冲击力量。
为进一步说明本发明的结构，特征及其实用性，结合附图，以下对本发明作详细描述：
附图说明
图1是根据本发明的冲击工具的剖视图；
图2是根据本发明的驱动电路的平面示意图；
图3是类似于图2的平面示意图，其显示根据本发明的冲击工具的另外一种驱动电路的平面示意图；
图4是根据本发明的驱动信号的平面示意图；
图5是根据本发明的冲击工具之驱动方法的操作过程的平面示意图；以及
图6是类似于图5的平面示意图，其显示根据本发明冲击工具的另外一种驱动信号的平面示意图。
参考标号的简要说明：
(10)壳体  (11)容室  (12)开孔  (13)端壁  (14)弹性组件  (15)板件  (17)凹穴  (18)套筒  (20)电磁线圈  (21)柱塞  (22，23)末端  (24)突件  (25)冲击杆  (30)驱动电路  (31)MPU  (32)动力电路  (33)二极管  (34)电容  (35)驱动装置  (36)发光二极管  (37)双向硅控整流器  (38)晶体管  (39)桥式整流电路  (40，42)触发信号  (41，43，45)交流电源信号  (44，46)直流电源信号  (50)振荡轴  (51，52，53，54，55，56)位置标示
实施本发明的最佳方式
本发明地冲击工具的驱动方法，参考图1所示，整个冲击工具包括一壳体(10)，其内部设有一容室(11)，其一端有一开孔(12)，例如由一端壁(13)所构成。一弹簧或弹性组件(14)设置在该壳体(10)的容室(11)里面，而且优选地设置在远离该壳体(10)的开孔(12)的那一端处。一板件(15)可固定在该弹性组件(14)的自由端，并且可以在该壳体(10)的容室(11)里面移动，其具有一凹穴(17)，供定位之用。
一电磁线圈(20)设置在该壳体(10)的容室(11)里面的中间部位处，以及一柱塞(21)滑配在该电磁线圈(20)里面，而且该柱塞(21)设置成可以部分地超出该电磁线圈(20)的一末端(22)，而不完全脱离开或伸出该电磁线圈(20)的该末端(22)。该弹性组件(14)设置在该电磁线圈(20)之外，而且优选地设置在该电磁线圈(20)的另一末端(23)之外。
该柱塞(21)设置成可以完全移动或脱离开或伸出该电磁线圈(20)的另一末端(23)之外。该柱塞(21)包括一突件(24)可嵌入该板件(15)的凹穴(17)里面，以使该柱塞(21)可以平稳地迫压该弹性组件(14)。
优选地，该壳体(10)还包括一套筒(18)嵌配在该壳体(10)的容室(11)里面，并且设置在该弹性组件(14)的周围，优选地，其内径不大于该电磁线圈(20)的内径，以便可以导引该板件(15)和该柱塞(21)在该壳体(10)的容室(11)里面平稳地沿着该冲击工具的一振荡轴(50)移动，并可防止该柱塞(21)相对于该壳体(10)呈倾斜状地移动。
该套筒(18)优选地设置成由非导体或非磁性体所制成，以防止其干扰到该电磁线圈(20)和该柱塞(21)的动作。该柱塞(21)具有一冲击杆(25)可穿出该壳体(10)的开孔(12)，以便用来做为冲击物体之用。
然而，必需注意的是，前面所述的冲击工具是一种简化的冲击工具的示意图，其构造可以为各种不同的冲击工具，例如前面所引证的各种不同的冲击工具均可以是本发明所驱动的冲击工具。
下面，参照图2所示，其显示一种驱动电路(30)，其可供用来驱动各种不同的冲击工具。驱动电路(30)包括一微处理器(MPU)(31)，其可供用来作为各种信号处理和程控之用等。
该驱动电路(30)包括一动力电路(32)，其具有一或多个二极管(33)，以及一或多个电容(34)，以便提供稳定电源给该MPU(31)及/或其它电子组件等。该驱动电路(30)还包括一驱动装置(35)，该驱动装置(35)具有一发光二极管(36)，其连接到该MPU(31)，并可被该MPU(31)所驱动。
该驱动装置(35)还包括一作动件(37)，例如一种双向硅控整流器或双向晶闸管(TRIAC)(37)，其连接至该电磁线圈(20)，并设置成可被该MPU(31)经由该发光二极管(36)而触发导通，以使该电磁线圈(20)动作，从而可驱使该柱塞(21)相对于该电磁线圈(20)移动。
如图3所示，可以替代地，一晶体管(38)及一桥式整流电路(39)可以被提供并连接至该电磁线圈(20)，以代替该作动件(37)，使得该MPU(31)也可经由该发光二极管(36)而触发导通该晶体管(38)去提供该电磁线圈(20)电源信号，使该电磁线圈(20)产生磁场，从而驱使该柱塞(21)相对于该电磁线圈(20)移动。
接着，参考图4所示，其显示一种由MPU(31)发出经发光二极管(36)以触发导通TRIAC(37)的触发信号(40，42)。例如在时间区间0-t1之间，该MPU(31)可驱动该发光二极管(36)发出一或多个脉波式的触发信号(40)，以触发导通TRIAC(37)，从而提供该电磁线圈(20)交流电源信号(41)，使该电磁线圈(20)动作，以驱使该柱塞(21)相对于该电磁线圈(20)移动。
类似地，在时间区间t2-t3之间，该MPU(31)也可借助于该发光二极管(36)而发出一或多个脉波式的触发信号(42)，而触发导通TRIAC(37)，以提供交流电源信号(43)至该电磁线圈(20)，使该电磁线圈(20)动作，以驱使该柱塞(21)相对于该电磁线圈(20)移动。而在时间区间t1-t2之间，因为该MPU(31)没有发出任何驱动信号，所以其无法利用发光二极管(36)触发导通TRIAC(37)，从而停止提供交流电源信号至该电磁线圈(20)，使该电磁线圈(20)停止动作。
其中，必需注意的是，这些交流电源信号(41，43)不管为正电位或负电位，它们均可提供给该电磁线圈(20)，使该电磁线圈(20)动作，以驱使该柱塞(21)相对于该电磁线圈(20)移动。再次，不管该电磁线圈(20)被这些交流电源信号(41，43)的正电位或负电位部份驱动，其均可驱使该柱塞(21)往该电磁线圈(20)的中间部位移动。
然后，参考图5所示，其显示本发明之一种可以用来驱动该冲击工具的电磁线圈的操作方式或驱动方法或过程。在开始时或在起始“0”时间点处，该柱塞(21)设置在该电磁线圈(20)的末端(22)超出一点点处，但是并没有完全超出该电磁线圈(20)的末端(22)，例如位置(51)所示。
接着该驱动装置(35)会被该MPU(31)触发导通而可提供一直流电源信号(44)或一交流电源信号(41)至该电磁线圈(20)，使该电磁线圈(20)动作，以驱使该柱塞(21)沿着该壳体(10)的振荡轴(50)移动，并且可驱使该柱塞(21)向该电磁线圈(20)的中间部位移动，直到该柱塞(21)到达该电磁线圈(20)的中间部位，如时间点“t1”的位置(52)所示。
当该柱塞(21)到达该电磁线圈(20)的中间部位，如时间点“t1”的位置(52)的时候，由于该MPU(31)并未经由发光二极管(36)发出触发信号，因此，TRIAC(37)或该晶体管(38)截流，停止提供直流电源信号(44)或交流电源信号至该电磁线圈(20)，以便停止该电磁线圈(20)的动作。
此时，当该电磁线圈(20)停止动作的时候，该柱塞(21)会有一惯性力量而会往该电磁线圈(20)的另外一末端(23)的方向移动，并可顶迫该弹性组件(14)。该弹性组件(14)最好设置成使得该柱塞(21)可以完全移动离开或超出该电磁线圈(20)的范围，如位置(53)所示。
接着，该弹性组件(14)在释放时会迫使该柱塞(21)再向电磁线圈(20)内部移动，并使该柱塞(21)部分地移动进入该电磁线圈(20)的末端(23)里面，例如位置(54)所示，此时位于时间点“t3”处，从而使得该柱塞(21)可以再次被该电磁线圈(20)所驱动。
在该柱塞(21)被该弹性组件(14)顶迫而部分地移动进入该电磁线圈(20)的末端(23)里面，例如位置(54)所示之前，即该柱塞(21)恰和该电磁线圈(20)的末端(23)对齐的时候，此时位于在时间点“t2”的位置处，而此时恰好位在交流电源信号(43，45)的正负电的交点处。
然而，该弹性组件(14)也可设置成使得该柱塞(21)不会完全移动离开或超出该电磁线圈(20)的范围，而仅能部分地移出该电磁线圈(20)的末端(23)，或仍有一部分位在该电磁线圈(20)的末端(23)里面，例如位置(54)所示。所以，此时，在时间点“t2”的位置处，该MPU(31)可触发导通该驱动装置(35)去提供一直流电源信号(44)或一交流电源信号(41)至该电磁线圈(20)，使该电磁线圈(20)动作，以便在在时间点“t2”时驱使该柱塞(21)沿着该壳体(10)的振荡轴(50)往该电磁线圈(20)的中间部位移动。
当该柱塞(21)被该弹性组件(14)迫压而部分地移动进入该电磁线圈(20)的末端(23)里面，如位置(54)所示时，该驱动装置(35)可再度被该MPU(31)触发导通，以提供直流电源信号(46)或一交流电源信号(43)至该电磁线圈(20)，使该电磁线圈(20)动作，以驱使该柱塞(21)再度沿着该壳体(10)的振荡轴(50)移动，并且可驱使该柱塞(21)往该电磁线圈(20)的中间部位移动，直到该柱塞(21)到达该电磁线圈(20)的中间部位，如时间点“t4”的位置(55)所示。
而当该柱塞(21)到达该电磁线圈(20)的中间部位，如时间点“t4”的位置(55)的时候，由于该MPU(31)并未经由发光二极管(36)发出触发信号，因此，TRIAC(37)或该晶体管(38)截流，停止提供直流电源信号或交流电源信号至该电磁线圈(20)，以便停止该电磁线圈(20)的动作。
此时，当该电磁线圈(20)停止动作的时候，该柱塞(21)会有一惯性力量而会向超出该电磁线圈(20)的末端(22)的方向移动，比如位置(56)所示。
此时必需注意的是，除了该电磁线圈(20)的电磁力量作用于该柱塞(21)之外，该弹性组件(14)的弹性迫动力量也同时施加于该柱塞(21)，使得该柱塞(21)可以同时被该电磁线圈(20)的电磁力量和该弹性组件(14)的弹性迫动力量所驱动，而可增加其冲击力量。
再者，必需注意的是，该柱塞(21)也可设置成在其从该电磁线圈(20)的末端(23)(即从位置(54)所示的位置)移动到该电磁线圈(20)的中间部位(即当其到达位置(55)所示的位置)时已完成打钉的动作，所以其最后可以不需要停止供电至该电磁线圈(20)的动作，这样可使该电磁线圈(20)的电磁力量以及该弹性组件(14)的弹性迫动力量同时施加于该柱塞(21)，使得该柱塞(21)可以同时被该电磁线圈(20)的电磁力量和该弹性组件(14)的弹性迫动力量所驱动，从而增加其冲击力量。
另外，也可在该柱塞(21)去顶迫该弹性组件(14)或是使该弹性组件(14)被拉伸至最极值的位置时，即在位置(53)所示的位置时，让该柱塞(21)被该弹性组件(14)的弹性迫动力量所驱动而去进行打钉或类似的工作。即，该电磁线圈(20)的最后加磁和最后的停止动作的动作也可以省略，这样也可以完成打钉的动作。
接着，参考图6所示，本发明的驱动装置(35)可于触发导通时，提供一个或多个交流电源之正负电位信号来驱动该电磁线圈(20)，以驱使该柱塞(21)由该电磁线圈(20)的任何一端(如位置51或54所示处)移动到该电磁线圈(20)的中间部位(如位置52或55所示处)。
其中必需注意的是，本发明所使用的弹性组件(14)可设置在该电磁线圈(20)的范围内或外，或甚至直接连接至该柱塞(21)，或设置在该柱塞(21)的另外一端而以拉伸方式来储能，其也可以在该柱塞(21)的两端各设置一个弹性组件(14)以供储能之用，只要该弹性组件(14)可以施加弹性力量至该柱塞(21)，并使该柱塞(21)可往外冲出该电磁线圈(20)，以增加其冲击力量。
其中，必需另外注意的是，本发明仅需使用单个电磁线圈和单个柱塞，其巧妙地设置成使得该柱塞(21)除了可以被该电磁线圈(20)的电磁力量驱动之外，其还设置一弹性组件(14)以提供另一弹性迫动力量去施加于该柱塞(21)，使得该柱塞(21)可以同时被该电磁线圈(20)和该弹性组件(14)所驱动，从而增加其冲击力量。传统的冲击工具均没能提供一柱塞(21)可以同时被电磁线圈(20)和弹性组件(14)驱动。
然而，为了增加其冲击力量，当然也可设置二个或二个以上的电磁线圈(20)来驱动该柱塞(21)，以增加其冲击力量。因此，只要有将一个以上的电磁线圈(20)并配合一个以上的弹性组件(14)来驱动该柱塞(21)的设置或连接结构或驱动方式均将属于本发明之范畴，而应受到知识产权的保护。