CN102441876B - 具有工作元件夹紧装置的动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有工作元件夹紧装置的动力工具，包含：一用于驱动所述工作元件的输出轴；一紧固件，具有用于夹持所述工作元件的法兰部及实质上垂直于所述法兰部的伸出轴；一锁紧组件，包含锁紧件，所述锁紧件具有锁紧所述伸出轴的第一位置及松开所述伸出轴的第二位置，另外：还包含压紧件，在所述锁紧件处于第一位置上时，所述工作元件可被压紧在所述压紧件及所述法兰部之间。本发明通过简单而可靠的方式将工作元件紧固到输出轴上，而无需使用诸如扳手等的辅助工具，并且能够实现较强的夹紧力，即使在例如通过振动驱动器驱动的工具中出现的冲击情况下，该夹紧力也足以确保可靠而牢固地将工作元件夹紧。

Description

具有工作元件夹紧装置的动力工具

技术领域

 本发明涉及一种动力工具，该工具包括用于驱动工具的输出轴以及用于将工作元件夹持到所述输出轴端部的紧固件，还包括一用于使所述紧固件可在释放位置及夹紧位置之间移动的移动装置，在释放位置处，紧固件通过与移动装置脱离而可以从输出轴上拆除，反之，在夹紧位置处，紧固件通过移动装置锁合及弹性元件协同作用而支靠输出轴端部使工作元件牢靠夹持。

背景技术

从US006569001B2公知一种具有快速夹紧装置的动力工具，该手持工具为角向磨光机，角向磨光机在其中安装有中空的输出轴，中空心轴中安装有可沿心轴轴向在夹紧位置及释放位置之间移动的夹紧装置，该夹紧装置包括一中部设有螺纹销的夹紧法兰，该夹紧法兰用于与中空心轴端部的相对法兰配合从而使工作元件夹紧在两者之间，在中空心轴中还设置一与螺纹销配合的推力构件，在夹紧位置时，螺纹销旋进推力构件的螺纹内并在弹簧力作用下保持在该夹紧位置，在释放位置时，推力构件推动螺纹销从而带动夹紧法兰克服弹簧力作用而与所夹持的工作元件表面脱离，由于此时夹紧法兰和被夹持工作元件之间相对转动时不存在摩擦力了，所以无需借助附件就可以手动地将夹紧法兰的螺纹销旋出推力构件，可方便地更换工作元件。

尽管这种夹紧装置无需辅助工具就能基本上将工作元件夹紧到手持工具的输出轴上，但这种夹紧装置仅适用于夹紧被转动驱动的工作元件，如果工作元件由振动装置进行驱动，以使工作元件沿输出轴的纵向轴线前后摆动，则这导致在转动的两个方向上产生较大的突变转矩并具有极大的冲击，不可能通过公知的夹紧装置来确保将工作元件充分牢固的夹紧。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种动力工具，该动力工具通过简单而可靠的方式将工作元件紧固到输出轴上，而无需使用诸如扳手等的辅助工具，并且能够实现较强的夹紧力，即使在例如通过振动驱动器驱动的工具中出现的冲击情况下，该夹紧力也足以确保可靠而牢固地将工作元件夹紧。

为解决以上技术问题，本发明采用以下的技术方案：

一种具有工作元件夹紧装置的动力工具，包含：

一用于驱动所述工作元件的输出轴，

一紧固件，具有用于夹持所述工作元件的法兰部及实质上垂直于所述法兰部的伸出轴， 

一锁紧组件，包含锁紧件，所述锁紧件具有锁紧所述伸出轴的第一位置及松开所述伸出轴的第二位置，

还包含压紧件和用于在第一位置和第二位置之间移动所述锁紧件、用于在夹紧位置和松开位置之间移动所述压紧件的移动装置，在所述压紧件处于夹紧位置、在所述锁紧件处于第一位置上时，所述工作元件可被压紧在所述压紧件及所述法兰部之间；在所述压紧件处于松开位置、在所述锁紧件处于第二位置上时，所述工作元件能从所述压紧件及所述法兰部之间被松开，当所述移动装置驱动所述压紧件从所述夹紧位置移动到所述松开位置时，所述锁紧件从所述第一位置被移动到所述第二位置。

所述锁紧件移动的方向实质上垂直于所述伸出轴。

所述移动装置部分地设置在所述压紧件上。

所述锁紧组件还包含可抵靠到所述锁紧件上的中间件，所述压紧件上设有A位置和B位置，所述A位置和B位置在垂直于所述伸出轴的径向方向上存在高度差，所述中间件可选择的置于A位置或B位置上。

所述中间件为钢球或圆柱销。

所述压紧件上的A位置与B位置之间的径向高度差被构造成台阶面或凹槽。

所述压紧件上作用有使其向所述法兰部偏压的偏压元件。

所述偏压元件包含第一弹簧。

还包含用于使所述压紧件向克服所述偏压元件施力的方向移动的操作装置。

所述操作装置包含可绕一枢轴转动的杠杆元件，该杠杆元件的一端抵接有凸轮扳手，另一端可选择地抵接到设于所述压紧件上的致动部上。

所述操作装置包含转动轴及使所述转动轴绕其轴线转动的操作元件，所述转动轴上设有偏心的凸面，该偏心的凸面可选择地与设于所述压紧件上的致动部抵接或脱离。

所述锁紧件和所述伸出轴上设有相匹配的成形锁定结构。

所述成形锁定结构包括设于伸出轴上的齿部分及设于锁紧件上的匹配齿部分。

所述锁紧件上作用有弹性元件，弹性元件将锁紧件偏压向所述伸出轴插入容腔的方向D。

与所述法兰部配合的端面上形成有凸起。

还包括防脱元件，用于防止所述伸出轴从容腔内脱落。

所述锁紧组件还包含一与所述输出轴连接的锁轴，所述锁轴上设有适配所述锁紧件的第一槽，当所述锁紧件处于锁紧所述伸出轴的第一位置上时，所述锁紧件位于所述第一槽的第一端，当所述锁紧件处于松开所述伸出轴的第二位置上时，所述锁紧件位于所述第一槽的第二端。

所述锁轴外套设有滑套，所述滑套上设有适配并带动所述锁紧件在所述第一端及第二端之间移动的第二槽。

所述滑套上作用有第二弹簧，所述压紧件可与所述滑套抵接使得所述滑套在克服所述第二弹簧的弹力方向上移动。

还包含操作扳手，所述操作扳手与第一弹簧配合使得所述压紧件在沿所述输出轴的轴线方向上移动。

所述操作扳手可选择的与所述压紧件接触或脱离。

所述操作扳手铰接在所述动力工具的机壳上。

所述操作扳手和所述动力工具的机壳之间设有弹性支撑。

通过采用以上技术方案，本发明的动力工具由于具有工作元件快速夹紧装置，其使用方便且省力，且结构简单而紧凑，成本大大降低。

附图说明

图1是本发明的动力工具的实施方式一的剖视图，其中用于夹持工作元件的夹紧装置处于夹紧状态；

图2是本发明的动力工具的剖视图，其中用于夹持工作元件的夹紧装置处于释放状态；

图3是夹紧装置中用于移动压块的拨叉的结构示意图；

图4是夹紧装置中用于将工作元件压紧到紧固件的法兰部的压块的结构示意图；

图5是输出轴上安装有锁紧组件的示意图，其中锁紧件的一端安有可使其浮动的弹簧；

图6是图1中的动力工具采用另一种形式的压块的的剖视图；

图7是图6中压块的结构示意图；

图8是图1中的动力工具采用另一种形式扳手的示意图；

图9是图8中的动力工具的外部示意图； 

图10是本发明动力工具的实施方式二的轴侧图，示出了驱动及夹紧工作元件的头部区域。

图11是图10中的动力工具的剖视图，其中，工作元件处于被夹紧装置夹紧的状态，此时，锁紧件处于锁紧紧固件的伸出轴的第一位置上；

图12是图10中的动力工具的剖视图，其中，工作元件处于被夹紧装置释放的状态，此时，锁紧件处于松开紧固件的伸出轴的第二位置上；

图13是图10中的动力工具的锁紧组件可轴向锁定紧固件的部件分解图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的动力工具的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施方式一：

如图1、图2及图6所示，本发明优选一种以振荡的方式驱动工作元件1的动力工具100为例进行说明，动力工具100的动力输出轴6由轴承支撑并在振动支架5的作用下绕其轴线Y以小偏摆角高频的往复摆动， 输出轴6的动力输出端连接有用于夹紧工作元件1的夹紧装置200，该夹紧装置200包含紧固件8、与该紧固件8配合夹紧工作元件1的压块4及用于锁定该紧固件8的锁紧组件，紧固件8被构造成具有可夹持工作元件1的法兰部82及实质上垂直于法兰部82的伸出轴81，锁紧组件包含锁轴10’、锁紧件12’及钢球14，其中，锁轴10’上端与输出轴6连接，锁轴10’及输出轴6的轴芯部构造有中空的用于容纳伸出轴81的容腔61，伸出轴81可插入到容腔61内，并可被锁紧组件夹紧或释放，输出轴6、锁轴10’及被锁紧在容腔61内的伸出轴81共轴线Y；伸出轴81上设有齿部分85，锁紧件12’上设有与伸出轴81上的齿部分85配合的匹配齿部分123；锁轴10’外设有压块4，压块4的内表面设有可供钢球14落入或滑出的凹槽43，锁紧件12’在钢球14的作用下可径向的移动，当钢球14置于凹槽43内时，该钢球14可部分的凸出于压块4的内表面，并且当其滑出凹槽43时，可抵压锁紧件12’并使之压紧到伸出轴81上，凹槽43上设有便于钢球14滑入或滑出的斜面。容易理解，在其它实施方式中，钢球14也可由圆柱销代替；上述凹槽43也可由斜面、台阶面等其它结构代替，只要其能实现在垂直于伸出轴81的径向方向上存在高度差即可，本领域技术人员也很容易知道，为增强斜面的可靠性，上述斜面可进一步被构造成具有自锁功能的形状。

压块4的上端设有弹簧3，在弹簧3的作用下，压块4被朝向紧固件8的法兰部82上偏压，压块4上设有凸缘42，一可绕枢轴（其轴线X实质上垂直于轴线Y）转动的拨叉15的拨动端152可抵靠到凸缘42的下表面上从而可推动压块4克服弹簧3的力而向远离法兰部82的方向移动，拨叉15通过轴153铰支在机壳7上，与拨动端152相对的一端151上作用有一凸轮扳手2，凸轮扳手2的操作柄置于机壳7外可轻松实现对夹紧装置200的操作。机壳7上还设有防止凸轮扳手2过度转位的限位销18。容易理解，在其它实施方式中，凸缘42也可由其它结构代替，如凹槽、挡位等，同样能实现压块4在拨叉15作用下沿克服弹簧3力的方向移动的功能。

如图5所示，弹簧19轴向放入锁紧件12’的孔内，结合图2，另一端抵在锁轴10’的内端面，锁紧件12’的轴向高度稍小于其安装空间的轴向高度，所以在弹簧19力的作用下，锁紧件12’可以有轴向上的微小位移，其作用是：当锁紧件12’的齿和伸出轴81的齿没有正好啮合时，锁紧件12’可以轴向浮动来使得齿正好啮合。

结合图1、图6及图7，用于传递扭矩、带动工作元件1偏摆的凸起105可以设置在锁轴10’的与紧固件8的法兰部82对应的固持端面上，也可以设置在压块4的压紧端面44上，此种实施方式中，压块4通过扁位不可相对转动地套设在锁轴10’外，工作元件1可被夹紧在压块4的压紧端面44和紧固件8的法兰部82之间。

图8及图9示出了另一种可操作压块4移动的实施方式，扳动大扳手2’，偏心轴16会随着一同转动，通过设在偏心轴16上的具有不同中心距的凸面161作用在压块4上，实现压块4在轴线Y方向上的移动而释放和夹紧工作元件1的目的。夹紧工作元件1时，偏心轴16的凸面161与压块4脱离，压块4在弹簧3力作用下向工作元件1偏压。释放工作元件1时，偏心轴16的凸面161顶着压块4上移，撤销施加在工作元件1上的弹簧力，可取下工作元件1。

为防止当锁紧件12’松开紧固件8的伸出轴81时，紧固件8从夹紧装置200上呈自由落体状态脱落，可在锁轴10’容腔的内壁处设阻尼橡胶圈、弹片等防脱落元件17，该防脱元件17也可以是磁性元件，还可设置在锁轴10’的用于和法兰部配合的固持端面上。

本实施方式中，输出轴6与锁轴10’不可相对转动的压装在一起，为夹紧装置的制造及装配提供了便利，在其它实施方式，输出轴6与锁轴10’也可直接由同一轴一体形成。

以下根据上述优选实施方式描述操作动力工具以夹紧或释放工作元件的方式。

图1是夹紧装置200处于夹紧状态时的示意图，凸轮扳手2的短径偏心面抵靠在拨叉15的一端151上，此时，与该端151相对的拨动端152与压块4的凸缘42处于相脱离的状态，因而，压块4在弹簧3力的作用下，偏压向工作元件1，同时压块4的下移运动推动了钢球14压向锁紧件12’，使得锁紧件12’的匹配齿部分123和伸出轴81的齿部分85相啮合，从而轴向（轴线Y方向）限位了伸出轴81，并进一步地将工作元件1夹紧在紧固件8的法兰部82和压块4之间。

图2是夹紧装置200处于释放状态时的示意图，凸轮扳手2被扳动到其长径偏心面压向拨叉15的一端151上，则与该端151相对的拨动端152抵靠到压块4的凸缘42上，从而提升压块4，随着压块4的上移，施加在工作元件1上的力就撤销了，并且，随着压块4的上移，设于压块4上的凹槽43刚好移动到和钢球14对应的位置上，此时，向下拉紧固件8，则两个锁紧件12’会径向分开，同时两个钢球14也径向地滚向压块4的凹槽43内，给锁紧件12’的径向张开腾出空间，使得紧固件8的伸出轴81的齿部分85和锁紧件12’的匹配齿部分123脱开啮合。这样就可顺利拔出紧固件8，然后取下工作元件1。

实施方式二：

如图10至图13所示，动力工具100的动力输出轴6由轴承支撑并在振动支架5的作用下绕其轴线Y以小偏摆角高频的往复摆动， 输出轴6的动力输出端连接有用于夹紧工作元件1的夹紧装置200，该夹紧装置200包含紧固件8、与该紧固件8配合夹紧工作元件1的压块4及用于锁定该紧固件8的锁紧组件，紧固件8被构造成具有可夹持工作元件的法兰部82及实质上垂直于法兰部82的伸出轴81，锁紧组件包含锁轴10、滑套11及锁紧件12，其中，锁轴10被构造成中空件，其中空容腔61’用于容纳伸出轴81，锁轴10上端与输出轴6连接，输出轴6、锁轴10及被锁紧在锁轴10内的伸出轴81共轴线Y；锁轴10上还设有与锁紧件12适配的第一槽102、102’，第一槽102、102’具有靠近轴线Y的第一端103及远离轴线Y的第二端104，本实施例中，第一槽102、102’优选设置成与轴线Y成一角度的具有自锁功能的斜槽；滑套11套设在锁轴10的外面并可沿轴线Y的方向移动，滑套11上设有适配锁紧件12的第二槽111、111’；锁紧件12由两个相对轴线Y对称设置的滚柱构成，其上设有安装部121及夹紧部122，安装部121同时适配到第一槽102、102’及第二槽111、111’内，夹紧部122与伸出轴81上的扁位面84配合。当滑套11沿轴线Y方向移动时，锁紧件12由第二槽111、111’带动在第一槽102、102’的第一端103及第二端104之间移动，当锁紧件12置于第一槽的第一端103时，将紧固件的伸出轴81夹紧从而在轴向上锁定紧固件8，当锁紧件12置于第一槽的第二端104时，松开紧固件的伸出轴81从而紧固件8可从锁轴10中取出。

夹紧装置200还包括用于移动压块4的操作扳手2’’，操作扳手2’’与第一弹簧3配合使得压块4可在沿轴线Y的方向上移动，第一弹簧3的一端可被安放在设于压块4上的环槽41内，扳手2’’绕枢轴22可枢转的连接于机壳7上，扳手2’’呈拨叉状环绕在压块4的外部，扳手2’’的前、后拨叉臂25上分别设置突出其内表面的凸柱，本实施方式中该凸柱由过盈压入扳手的销柱21提供，在其他实施方式中，该凸柱也可为直接形成于扳手上，销柱21的一端伸出拨叉臂25的内表面，并可与设在压块4上的凸缘42配合；扳手2’’和机壳7之间还设有第三弹簧23，当工作元件1处于被夹紧并作偏摆振动的工作状态时，第三弹簧23推动扳手2’’绕枢轴22转动从而使得销柱21与凸缘42脱开，因此，能够保证工具的振动输出不会传到扳手2’’上。扳手2’’和机壳7上还分别设有限位结构24、71，用于与第三弹簧23配合使扳手2’’悬挂在绕枢轴22的某一固定角度上。

本实施方式中，法兰部82上形成有用于传递扭矩、带动工作元件1偏摆的凸台83，在其他实施方式中，该用于传递扭矩的凸台也可设在锁轴的与紧固件的法兰部配合的端面上，或者，设在压紧块的与紧固件的法兰部配合的端面上。

以下根据上述实施方式二描述操作动力工具以夹紧或释放工作元件的过程，参见图11及图12。

安装工作元件的过程：

首先向上提扳手2’’，扳手2’’绕着枢轴22转动，相应地销柱21推着压块4上移，逐渐地压块4的一端与滑套11接触，进而推动滑套11上移，则呈滚柱状的锁紧件12会沿着锁轴10上的倾斜的第一槽102、102’上移，两锁紧件12分开，此时，手动地将紧固件8连同工作元件1一起按压到压块4的压持端面上。

然后，释放扳手2’’，滑套11在第二弹簧13作用下下移，带动锁紧件12将紧固件8的伸出轴81夹紧，从而，紧固件8被轴向固定，进一步地，压块4在第一弹簧3作用下继续下移，将工作元件1压紧到紧固件8的夹持法兰部上。

拆卸工作元件的过程：

首先向上提扳手2’’，扳手2’’绕着枢轴22转动，相应地销柱21推着压块4上移，第一弹簧3被压缩，施加在工作元件1上的夹紧力被撤销，逐渐地压块4的一端与滑套11接触，进而推动滑套11上移，则呈滚柱状的锁紧件12会沿着锁轴10上的倾斜的第一槽102、102’上移，两锁紧件12分开，施加在伸出轴81上的夹紧力撤销，这时伸出轴81可从锁轴10中取出，即可取下紧固件8及工作元件1。

释放扳手2’’后，滑块11在第二弹簧13作用下复位，压块4在第一弹簧3作用下复位到由挡圈9设定的位置上，挡圈9设置在锁轴10上。

Claims (2)

1.一种具有工作元件夹紧装置的动力工具，包含：

一用于驱动所述工作元件的输出轴，

一紧固件，具有用于夹持所述工作元件的法兰部及实质上垂直于所述法兰部的伸出轴， 

一锁紧组件，包含锁紧件，所述锁紧件具有锁紧所述伸出轴的第一位置及松开所述伸出轴的第二位置，

其特征在于：还包含压紧件和用于在第一位置和第二位置之间移动所述锁紧件、用于在夹紧位置和松开位置之间移动所述压紧件的移动装置，在所述压紧件处于夹紧位置、在所述锁紧件处于第一位置上时，所述工作元件可被压紧在所述压紧件及所述法兰部之间；在所述压紧件处于松开位置、在所述锁紧件处于第二位置上时，所述工作元件能从所述压紧件及所述法兰部之间被松开，当所述移动装置驱动所述压紧件从所述夹紧位置移动到所述松开位置时，所述锁紧件从所述第一位置被移动到所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述锁紧件移动的方向实质上垂直于所述伸出轴。

3.根据权利要求2所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述移动装置部分地设置在所述压紧件上。

4.根据权利要求3所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述锁紧组件还包含可抵靠到所述锁紧件上的中间件，所述压紧件上设有A位置和B位置，所述A位置和B位置在垂直于所述伸出轴的径向方向上存在高度差，所述中间件可选择的置于A位置或B位置上。

5.根据权利要求4所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述中间件为钢球或圆柱销。

6.根据权利要求5所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述压紧件上的A位置与B位置之间的径向高度差被构造成台阶面或凹槽。

7.根据权利要求1至6任一项所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述压紧件上作用有使其向所述法兰部偏压的偏压元件。

8.根据权利要求7所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述偏压元件包含第一弹簧。

9.根据权利要求7所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：还包含用于使所述压紧件向克服所述偏压元件施力的方向移动的操作装置。

10.根据权利要求9所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述操作装置包含可绕一枢轴转动的杠杆元件，该杠杆元件的一端抵接有凸轮扳手，另一端可选择地抵接到设于所述压紧件上的致动部上。

11.根据权利要求9所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述操作装置包含转动轴及使所述转动轴绕其轴线转动的操作元件，所述转动轴上设有偏心的凸面，该偏心的凸面可选择地与设于所述压紧件上的致动部抵接或脱离。

12.根据权利要求1所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述锁紧件和所述伸出轴上设有相匹配的成形锁定结构。

13.根据权利要求12所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述成形锁定结构包括设于伸出轴上的齿部分及设于锁紧件上的匹配齿部分。

14.根据权利要求13所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述锁紧件上作用有弹性元件，弹性元件将锁紧件偏压向所述伸出轴插入容腔的方向D。

15.根据权利要求1所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：与所述法兰部配合的端面上形成有凸起。

16.根据权利要求1所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：还包括防脱元件，用于防止所述伸出轴从容腔内脱落。

17.根据权利要求1所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述锁紧组件还包含一与所述输出轴连接的锁轴，所述锁轴上设有适配所述锁紧件的第一槽，当所述锁紧件处于锁紧所述伸出轴的第一位置上时，所述锁紧件位于所述第一槽的第一端，当所述锁紧件处于松开所述伸出轴的第二位置上时，所述锁紧件位于所述第一槽的第二端。

18.根据权利要求17所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述锁轴外套设有滑套，所述滑套上设有适配并带动所述锁紧件在所述第一端及第二端之间移动的第二槽。

19.根据权利要求18所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述滑套上作用有第二弹簧，所述压紧件可与所述滑套抵接使得所述滑套在克服所述第二弹簧的弹力方向上移动。

20.根据权利要求17至19任一项所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：还包含操作扳手，所述操作扳手与第一弹簧配合使得所述压紧件在沿所述输出轴的轴线方向上移动。

21.根据权利要求20所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述操作扳手可选择的与所述压紧件接触或脱离。

22.根据权利要求21所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述操作扳手铰接在所述动力工具的机壳上。

23.根据权利要求21所述的具有工作元件夹紧装置的动力工具，其特征在于：所述操作扳手和所述动力工具的机壳之间设有弹性支撑。