CN104755205A - 快速更换式筒夹组件及其制造 - Google Patents

Abstract

一种用于与旋转工具附件(100)联接的旋转工具(10)包括马达(24)和与马达(24)可操作地联接的驱动轴(34)。筒夹(104)可操作地联接至所述驱动轴(34)，所述筒夹(104)包括纵向延伸的内表面部分(120)。镍基结合材料(140)附着至所述纵向延伸的内表面部分(120)。多个磨蚀颗粒(142)从所述纵向延伸的内表面部分(120)上的粘合材料(140)向外延伸，其中，所述多个磨蚀颗粒(142)中的每个磨蚀颗粒(142)的大致大约30％至大约55％从所述镍基结合材料(140)向外延伸。

Description

快速更换式筒夹组件及其制造

技术领域

本公开总体涉及一种旋转式电动工具，更特别地涉及一种随旋转式电动工具使用的附件工具附连系统。

背景技术

通常，旋转式电动工具是能够配备有多种附件工具和附件(比如切削刀片、砂轮、磨削工具等)的轻型手持式电动工具。这些类型的工具通常包括充当用于电动马达的封罩的以及用于工具的把手的基本上圆筒形的主体。电动马达驱动输出轴在高速下旋转。输出轴配备有附件附连系统，所述附件附连系统使得各种附件工具能够可释放地固定至电动工具。

用于旋转式电动工具的附件附连系统通常包括筒夹，所述筒夹被构造成能抓持附件工具的柄部。当附连至旋转工具时，筒夹保持附件工具的柄部与输出轴的轴线成一条直线，从而附件工具可被马达驱动以绕着该轴线旋转。当输出轴旋转时，附件工具被驱动以根据附件工具的构型来执行特定的功能，比如研磨、磨削或切割。

筒夹通常通过保持机构(比如筒夹螺母或筒夹夹头)附连至旋转工具的马达的输出轴。筒夹螺母安装在筒夹上并拧进输出轴的端部。筒夹螺母具有渐缩的孔，从而当筒夹螺母拧到输出轴上时，筒夹螺母的内表面推压筒夹抵靠附件工具的柄部，由此将筒夹和附件工具固定至马达的输出轴。尽管该方法对于将附件工具固定至旋转式电动工具是有效的，但是将筒夹螺母拧到马达的输出轴上或拧下马达的输出轴可能是耗时且不便的，且可能需要使用单独的工具来转动筒夹螺母。

作为将筒夹旋拧附连至输出轴的一个替代方案，某些先前已知的系统已经配备有快速更换机构，所述快速更换机构使得能够在不必将筒夹螺母拧到输出轴上或从输出轴拧下的情况下将附件工具安装到筒夹上或从筒夹移除。快速更换机构通常包括筒夹夹头，所述筒夹夹头被构造成能保持筒夹并具有用于夹持在筒夹上的机构以使筒夹能够抓持到附件工具的柄部上。夹持机构通过能够由用户抓握的带肋套筒来操作。然而，带肋圆筒可能对用户而言难以握住，并不易于提供关于施加到筒夹上的夹持力状态的可见指示。

在某些快速更换机构中，筒夹被设置为单独的、可移除式部件。在使用可移除式筒夹方面必须考虑许多因素。例如，当工具在操作时且当附件工具的柄部正嵌入筒夹或正从筒夹移除时，筒夹应保持在筒夹夹头内。可移除式筒夹在使用中还应能充分地抓持附件工具的柄部。另外，必须小心地保证筒夹正确地定向在在筒夹夹头内，从而使夹持机构能够正确地工作。

需要一种具有快速更换式组件的旋转工具系统，所述快速更换式组件能够使附件工具被容易地安装到旋转工具的筒夹上和从旋转工具的筒夹移除，且能够使工具的用户易于接近和操作。还需要一种用于旋转工具的快速更换式组件，所述快速更换式组件具有抓持能力加强的可移除式筒夹。另外，需要这样一种快速更换式组件，其能够使可移除式筒夹可释放地保持和/或正确地定向在快速更换机构内，而不需要昂贵的或复杂的机构。

附图说明

图1是根据本公开的旋转工具的一个实施例的透视图。

图2是图1的旋转工具的内部构件的正视图。

图3是图2中所示的旋转工具的内部构件的剖视图。

图4是图2中所示的旋转工具的内部构件的分解视图。

图5是图1的旋转工具的筒夹夹头组件的分解视图。

图6是图5的筒夹夹头组件的筒夹的透视图。

图7是图6的筒夹的剖视图。

图8是图5的筒夹的端视图。

图9是示出了筒夹内表面上的磨料涂层的筒夹局部截取视图。

图10是图5的筒夹夹头的剖视图。

图11是图10的筒夹夹头的主体的剖视图。

图12是沿着线12-12选取的图5的筒夹夹头的剖视图。

图13是图1的旋转工具的快速更换式组件的楔形环的透视图。

图14是图13的楔形环的剖视图。

图15是安装至图13的楔形环上的释放机构的透视图。

图16是示出了图10的筒夹夹头组件、图13的楔形环和图15的释放机构的剖视图。

图17是更详细地示出的图16的楔形环和释放机构的剖视图。

图18是机头罩(nose cap)的一个实施例的前视图，所述机头罩被构造成能将图6的筒夹可释放地保持在图10的筒夹夹头组件内。

图19是其中保持有图6的筒夹的图18的机头罩的前视图。

图20是图18的机头罩的前视图，其中，图6的筒夹定位于所述机头罩中，且筒夹的一区段向内偏斜以实现筒夹的嵌入/移除。

图21是机头罩的一个实施例的前视图，所述机头罩被构造成能将筒夹相对于筒夹夹头以预定定向放置。

图22是图21的机头罩的前视图，其中，图6的筒夹定位于所述机头罩中。

图23是图21的机头罩的透视图。

图24是图21的机头罩的透视图，其中，筒夹定位于所述机头罩中。

具体实施方式

为了有助于理解本公开的原理的目的，现在将参照附图中示出的并随后的书面说明中描述的实施例。应理解的是，并非由此意图对本公开的范围进行限制。还应理解的是，本公开包括对所示出的实施例进行的任意改变和修改，并且还包括本公开所属领域的普通技术人员通常会想到的本公开原理的其他应用。

根据一个实施例，一种用于与旋转工具附件联接的旋转工具包括马达和与马达可操作地联接的驱动轴。筒夹可操作地联接至驱动轴，所述筒夹包括纵向延伸的内表面部分。镍基结合材料附着至所述纵向延伸的内表面部分。多个磨蚀颗粒在所述纵向延伸的内表面部分上从所述粘合材料向外延伸，其中，所述多个磨蚀颗粒中的每个磨蚀颗粒的大致大约30％至大约55％从所述镍基结合材料向外延伸。

根据另一实施例，一种旋转工具包括用于与旋转工具附件联接的钢制筒夹。所述筒夹包括纵向延伸的内表面部分。镍基结合材料附着至所述纵向延伸的内表面部分。多个磨蚀颗粒在所述纵向延伸的内表面部分上从所述粘合材料向外挤出，其中，所述多个磨蚀颗粒中的每个磨蚀颗粒的大致大约30％至大约55％从所述镍基结合材料向外延伸。

根据又一实施例，一种旋转工具包括被构造成能保持和支持旋转工具附件的附件工具附连系统。所述附件工具附连系统包括表面涂层。沉积到表面涂层上的微结构的尺寸为大约20至大约50微米。

来看附图，图1示出了本公开的旋转工具10。旋转工具10包括附件工具附连系统100(在本文中被称作快速更换式组件)，所述附件工具附连系统100使得附件工具(比如附件工具12)能够快速地安装到旋转工具10上和从旋转工具10上移除。参照图1，旋转工具10包括大致圆筒形的壳体14，所述壳体14由刚性材料(比如塑料、金属)或复合材料(比如纤维增强聚合物)构造。壳体14包括机头部分18和主体部分20。主体部分20充当用于工具10的把手并罩盖马达24(图2)。在一个实施例中，马达24包括被构造成能经由电线28从AC输出装置(未示出)接收电力的电动马达。替代性地，用于马达24的电力可从连接在主体部分20的基部处的可再充电电池(未示出)接收。作为电力的替代方案，旋转工具10可被气动地或液压地驱动。到马达的电力由设置在壳体14的把手部分20上的电力开关30来控制。

如图2-4所示，马达24具有输出轴34，所述输出轴34被构造成能通过马达来绕着马达轴线M旋转。快速更换式组件100附连至输出轴34的远端部分36。快速更换式组件100被构造成：能将多个不同的附件工具或工具头中的任何一个可释放地保持到旋转工具10的输出轴上。附件工具(包括附件工具12)包括柄部38和工作部分40(图1)。柄部38是大致圆柱形的并具有预定直径，例如，四分之一(1/4)英寸、十六分之三(3/16)英寸、八分之一(1/8)英寸、四至六(4-6)毫米和/或类似尺寸。工作部分40具有适于执行特定类型任务(例如，铣削、钻削、切割、磨削等)的构型。

参照图2-5，快速更换式组件100包括筒夹104、筒夹夹头108、楔形环110和释放机构112。如图6-8所示，筒夹104包括大致圆筒形本体，所述大致圆筒形本体具有引导端部部分114、拖尾端部部分118、内表面120和外表面122。筒夹104的内表面120限定出纵向通道124。通道124限定出被称为筒夹轴线的中轴线P，并具有中心在筒夹轴线P上的内直径A，所述内直径A的尺寸被选择成能滑动地接收附件工具的柄部38。筒夹通道124的直径A被选择成能接收一个或多个特定尺寸或直径的附件工具柄部。筒夹104的引导端部部分114限定出引导到通道124中的柄部嵌入开口126。当将附件工具安装到旋转工具10上时，附件工具的柄部38嵌入通过柄部嵌入开口126并进入通道124。

至少一个槽128沿着筒夹104的长度的一部分被限定。每个槽128都在与筒夹104的拖尾端部部分118隔开的后向位置处开始，并延伸通过筒夹104的引导端部部分114。每个槽128都延伸通过筒夹104的外表面122和内表面120，以便将筒夹本体分成区段130，所述区段130能径向向内偏斜以在附件工具的被接收于通道124中的柄部38上提供夹持力。如图5-8所示，筒夹104包括三个槽128，所述三个槽128将筒夹分成三个区段130。在替代性的实施例中，可使用更多或更少的槽。如图6最佳地可见，筒夹104的每个区段130都由第一侧向边缘部分132、第二侧向边缘部分134和引导边缘部分136共同地限定。

筒夹104的每个区段130的引导端部部分114都具有铃形构型，该铃形构型相对于筒夹104的本体的其余部分向外弯曲，从而在每个筒夹区段130的端部处形成径向向外突出式部分138。筒夹区段130的向外突出式部分138可在制造过程中通过将该区段的端部简单地向外弯曲来形成。如下所述，每个区段130的端部处的径向向外突出式部分138提供了这样的边缘和表面：该边缘和表面可用于帮助筒夹104保持在筒夹夹头108内并控制筒夹104相对于筒夹夹头108的角位置，而不妨碍通道124且不需要包括额外的材料和/或复杂结构来实现上述作用。

筒夹104由弹簧钢形成，不过筒夹也可由其他合适材料(例如，铝、锌、注塑塑料、玻璃填充复合材料、碳纤维复合材料、聚碳酸酯和/或类似物)形成。筒夹104可使用任何合适的加工过程(例如包括，冲压、弯曲、模铸、铣削、车削、磨料磨削、激光切割、水射法、注射成型、金属冲压和/或类似加工过程)形成。

参照图2-5和10-12，筒夹夹头108被构造成：能将筒夹104可释放地固定至马达24的输出轴34，从而使附件工具12的柄部38与输出轴34的轴线M成一条直线，使得附件工具12可被马达24驱动以绕着轴线M旋转。如图11所示，筒夹夹头108包括大致圆筒形主体152，所述大致圆筒形主体152具有筒夹接收部分154和安装部分156。筒夹夹头108的筒夹接收部分154和安装部分156可由相同的或不同的材料(例如包括，钢、铝、锌、注塑塑料、玻璃填充复合物、碳纤维复合物、聚碳酸酯和/或类似物)制造。

筒夹夹头108的筒夹接收部分154包括内表面158和外表面160。内表面158限定出筒夹接收通道162，所述筒夹接收通道162被构造成用于可滑动地接收筒夹104。通道162限定出纵向轴线(被称为筒夹夹头轴线Q)，并具有中心在轴线Q上的直径B，所述直径B被选择成：能够滑动地接收筒夹104，且使筒夹轴线P与筒夹夹头轴线Q大致成一条直线(图10)。筒夹接收部分154包括引导或前端部部分164，所述引导或前端部部分164限定出引导到通道162中的筒夹嵌入开口166。筒夹104被构造成：能通过筒夹嵌入开口166嵌入通道162中，其中，筒夹104的拖尾端部部分118首先进入通道162。

筒夹夹头108的安装部分156被构造成：能将筒夹夹头108可移除地固定至马达的输出轴34，且使筒夹夹头轴线Q与输出轴34的轴线M成一条直线。在一个实施例中，在安装部分156中限定出孔168，所述孔168被构造成能接收输出轴34的远端部分36。孔168可设有内螺纹(未示出)，以与设在输出轴34的远端部分36上的外螺纹(未示出)螺纹啮合。替代性地，可使用其他合适的方法(比如压配合或卡扣配合接合)来将筒夹夹头的安装部分附连至输出轴。

筒夹夹头108包括至少一个杠杆臂170，所述至少一个杠杆臂170被构造成：在筒夹104被接收到筒夹夹头108的通道162中时，能将夹持力径向向内地施加到筒夹104的区段130上。杠杆臂槽172形成在筒夹夹头108的筒夹接收部分154中，以用于每个杠杆臂170。每个杠杆臂槽172都延伸通过外表面160和内表面158，以便在筒夹104定位于通道162中时提供到通道162和筒夹104的外表面122的接近。如图5中最佳地示出，三个杠杆臂槽172设置在筒夹夹头108的筒夹接收部分154中以便接收三个杠杆臂170——一个杠杆臂170用于筒夹104的相应的一个区段130。

参照图10，每个杠杆臂170均包括大致纵向的本体，所述大致纵向的本体具有夹持部分174、臂部分176和支点F。每个杠杆臂170均被接收到筒夹夹头108的杠杆臂槽172中的一个中，且所述本体布置成大致平行于筒夹夹头轴线Q。如图10中可见，杠杆臂170在槽172中布置成：使夹持部分174朝着筒夹夹头108的引导端部部分164定向，且臂部分176朝着筒夹夹头的安装部分156总体向后延伸。

每个杠杆臂170都在相应的杠杆臂槽172内固定至筒夹的筒夹接收部分，以便绕着支点F进行枢转运动。在一个实施例中，每个杠杆臂170都通过销178固定至筒夹夹头108。销178被接收在通道180中，所述通道180在支点F处横向地延伸穿过杠杆臂170的主体，以在杠杆臂170的主体的每侧上形成枢轴状(trunnion-like)突出部。销178的端部部分被接收在销孔182中，所述销孔182在筒夹夹头108的筒夹接收部分154中的槽172的侧壁中限定。

参照图5、10和12，每个杠杆臂170的夹持部分174都包括筒夹接合表面184，所述筒夹接合表面184朝向被限定在筒夹夹头108的筒夹接收部分154中的通道162布置。筒夹接合表面184用于抵靠筒夹的外表面122，并向筒夹施加夹持力以将附件工具12的柄部38固定在筒夹104内。筒夹接合表面184布置成大致平行于筒夹夹头轴线Q，且可设有弯曲轮廓(如图12所示)以在施加夹持力时增加筒夹104的可被接触的表面面积的大小。

杠杆臂170的臂部分176从夹持部分174向后大致平行于筒夹夹头轴线Q延伸。在图10的实施例中，臂部分176沿着筒夹夹头108的本体延伸，以使臂部分176的末端部分186邻近筒夹夹头108的圆筒形安装部分156定位。在替代性的实施例中，安装部分156可向后延伸一较小的距离和/或臂部分176可延伸一较大的距离，以使臂部分176的末端186定位成邻近马达24的输出轴34。

参照图2-4和13-16，杠杆臂170被构造成：能通过楔形环110(在本文中也被称为楔件)来操作。如图13和14中最佳地可见，楔形环110包括大致圆筒形本体，所述大致圆筒形本体具有引导部分188、拖尾部分190、内表面192和外表面194。内表面192限定出圆柱形通道196。通道196具有直径C，所述直径C的尺寸被选择成能滑动地接收筒夹夹头108的安装部分156和/或马达24的输出轴34。如图3所示，楔形环110在筒夹夹头108的安装部分156上定位在马达24与筒夹夹头108的筒夹接收部分154之间，且使楔件110的引导部分188朝着筒夹夹头108定向。

楔件110的引导部分188包括引导边缘部分198。如图14中可见，外表面194的在楔件110的引导部分188处的部分195从接近楔件110的拖尾部分190的第一外直径E径向向内地收缩或倾斜至楔件110的引导边缘部分198处的较小的第二外直径F。引导部分的收缩式外表面195形成用于对杠杆臂170的臂部分176进行操作的斜坡表面。楔件110的引导边缘部分198具有宽度W，该宽度W对应于引导边缘部分198相对于筒夹夹头108的安装部分156的外表面延伸的距离。

参照图10，每个杠杆臂170的末端部分186都与筒夹夹头108的安装部分156隔开，以形成空隙G。空隙G的宽度稍大于楔形环110的引导边缘部分198的宽度W(图14)，以使引导边缘部分198能够在杠杆臂170的末端部分186与筒夹夹头108的安装部分156的外表面之间被推进空隙G。随着楔件110的引导边缘部分198被推进空隙G，边缘部分198和斜坡表面195接合杠杆臂170的内表面202(图10)，以沿着远离筒夹夹头108的安装部分156的方向推压杠杆臂170的臂部分176。该作用引起杠杆臂170绕着支点F枢转，并引起杠杆臂170的夹持部分174朝着筒夹夹头108的中轴线Q径向向内移动，并在筒夹104被接收在筒夹夹头108的通道162中时向筒夹104的外表面122施加夹持力。

楔形环110被构造成：能沿着安装部分156在释放位置与最大夹持位置之间轴向地移动。在释放位置，楔形环110沿着安装部分156相对于筒夹夹头108的筒夹接收部分154轴向地向后定位，以使楔件110与筒夹夹头108的杠杆臂170隔开。因此，杠杆臂170和筒夹104能够采取放松状态，在该放松状态下基本上没有夹持力通过杠杆臂170施加至筒夹104。

为了施加夹持力，楔形环110从释放位置朝着筒夹夹头108被向前推进，直至楔件110的引导边缘部分198进入空隙G且斜坡表面195接合杠杆臂170的臂部分176的内表面202。引导边缘部分198和斜坡表面195在杠杆臂170的臂部分176下方被推进地越远，杠杆臂170的臂部分176斜坡就被迫越远离筒夹夹头108的安装部分156，从而增加了通过杠杆臂170的夹持部分174施加到筒夹104的外表面122上的夹持力的大小。

某些类型的止动机构可用来防止楔件110的向前运动超过某一点，从而不对快速释放组件的杠杆臂或其他组件造成损害。在一个实施例中，楔件止动部204(图10和11)由筒夹夹头108的主体152上的壁结构形成，该壁结构大致垂直于筒夹夹头轴线Q定向。在图10和11的实施例中，壁结构204限定出从筒夹夹头108的安装部分156到筒夹接收部分154的过渡部。在替代性的实施例中，任何合适类型的结构(包括槽、止锁部等)都可用来将楔形环110的移动约束成相对于筒夹夹头108处于预定限度内。

推压机构206被用于将楔形环110朝着筒夹夹头108向前推压并进入夹持位置。参照图3、4和16，推压机构206包括位于楔形环110的拖尾部分190和马达24之间的螺旋弹簧。如图16所示，弹簧206的引导端部部分208抵靠楔形环110的拖尾部分190。楔件110的拖尾部分190包括拖尾表面210，所述拖尾表面210提供了用于与弹簧206的引导部分208进行接合的壁。弹簧206的拖尾端部部分212抵靠垫圈214，所述垫圈214在马达24的输出轴34上由轴承216保持在位。推压式弹簧206的使用使得杠杆臂170能够借助于离心力相对于筒夹夹头的本体径向向外移动。随着筒夹夹头被驱动而旋转，离心力可径向向外推动杠杆臂，由此提供了间隙以使楔形环110能够通过弹簧206朝着筒夹夹头108轴向地移动。

尽管筒夹104已经被描述为可从筒夹夹头移除的单独构件，但是在一个替代性实施例中，筒夹104可被整合到筒夹夹头108中，从而使筒夹和筒夹夹头成为单一单元(未示出)。另外，可能的是，使筒夹夹头108可用于在没有筒夹104的情况下通过直接夹持到附件工具的柄部上而将附件工具固定至旋转工具。

表面涂层可设置在筒夹104、筒夹夹头108和附件工具的柄部38的表面中的一个或多个上，以增强金属部件之间的抓持力和摩擦接合。在本文所描述的实施例中，筒夹104的内表面120具有涂层或表面处理，以增强附件工具的柄部38与筒夹的内表面120之间的摩擦接合，从而有助于在使用过程中将柄部保持在筒夹104内。在替代性的实施例中，筒夹夹头的筒夹接合表面184可设有表面涂层，以增强到筒夹的外表面122上的或附件工具的柄部38上的抓持力。类似地，筒夹的外表面122和/或附件工具的柄部的表面可设有表面涂层，以增强抓持力。

所述表面涂层具有微结构，所述微结构能增强沉积有表面涂层的表面的摩擦特性。微结构是在高倍放大(例如25x-1500x)下的表面结构。在一个实施例中，筒夹104的内表面120涂覆有粘合材料140，这在图9中更清楚地示出。在替代性的实施例中，图9中的具有涂层的表面可包括筒夹104的内表面120、筒夹104的外表面122、筒夹夹头108的筒夹接合表面184和附件工具的柄部38中的任何一个或多个。在一个实施例中，粘合材料140包括镍基结合材料。沉积到粘合材料上或粘合材料中的微结构包括磨蚀颗粒142。磨蚀颗粒142在内表面120的功能区域上在非电解操作中部分地埋置在粘合材料140中。磨蚀颗粒142在该实施例中是金刚石颗粒，所述金刚石颗粒的尺寸被选择成在大约20-50微米的范围。在另一实施例中，尺寸为大约20-30微米的颗粒被使用。该尺寸的磨料特别好地适合于提供增强的抓持力。

磨蚀颗粒142包括埋置式部分148和挤出式部分150。被施加于筒夹104的内表面120上的粘合材料140的量被控制以产生期望的粘结强度。在该实施例中，粘合材料140的量被控制成：能产生对位于圆筒形筒夹104上的磨蚀颗粒142而言的大约30％-55％的突出部。因此，尽管磨蚀颗粒142中的一些可能不处于期望的范围内，但是磨蚀颗粒142中的大多数将具备为相应的磨蚀颗粒142的大约30％-55％的挤出式部分150。

除了控制粘合材料140的量之外，磨蚀颗粒142的量也可被控制以提供期望的覆盖范围。在图9的实施例中，磨蚀颗粒142以如下的密集度粘合至筒夹104：该密集度导致相邻的磨蚀颗粒142之间的100％的平均间距或“全密集度”。也就是说，相邻的两个磨蚀颗粒142之间的距离大致等于这两个磨蚀颗粒142的半径的和。

参照图10，筒夹夹头108包括机头罩218，所述机头罩218可移除地附连至筒夹夹头108的引导部分164。机头罩218包括具有内表面220的圆筒形本体，所述内表面220限定出中空空间222，以便至少接收筒夹夹头108的引导部分164。机头罩218的后端部部分224向着中空空间222敞开，以使筒夹夹头108的引导部分164能够容易地嵌入机头罩218。机头罩218包括前壁部分226，所述前壁部分226在筒夹夹头108被接收到中空空间222中时定位于筒夹夹头108的引导部分164前方。机头罩218的前壁部分226限定出开口228，所述开口228通向并对齐于筒夹夹头108的筒夹嵌入开口166和通道162，并将机头罩的内部联接至外部环境。

机头罩218的内表面220包括附连结构特征(未示出)，所述附连结构特征被构造成：能将机头罩218可释放地附连至筒夹夹头108。在一个实施例中，机头罩218的内表面220被构造用于与筒夹夹头108的引导部分的外表面进行压配合接合。然而，机头罩218可以以任何合适的方式(例如包括螺纹啮合和卡扣配合接合)来可移除地附连至筒夹夹头108。

机头罩218被构造成：在机头罩218附连至筒夹夹头108时，使筒夹104能够嵌入筒夹夹头108和从筒夹夹头108移除。类似地，机头罩218被构造成：在机头罩218附连至筒夹夹头108时，当筒夹104定位于筒夹夹头108中时，使附件工具12的柄部38能够嵌入筒夹104和从筒夹104移除。如下所述，筒夹104和机头罩218可被构造成：能协作以使筒夹104可释放地保持在筒夹夹头108的通道162内和/或保证筒夹104定位于筒夹夹头108的通道162内，且筒夹区段130与杠杆臂170适当地对齐，以促进筒夹夹头108的最佳性能。

用户接口系统设置在旋转工具上，以使该工具的用户能够操作楔形环110和控制由筒夹夹头108施加的夹持力。用户接口系统包括附连至楔形环110的释放机构112，从而使用户能够在释放位置和最大夹持位置之间轴向地移动楔形环110。参照图15-17，释放机构112包括托架件230和轴承232。托架件230可由旋转工具的用户接近且被构造成：可相对于旋转工具10的壳体12在前向和后向位置之间由工具的用户轴向地移动。轴承232用于将托架件230附连至楔形环110，同时将托架件230与楔形环110的旋转运动脱离。随着托架件230由用户在前向和后向位置之间移动，楔形环110相对于筒夹夹头108在释放位置和最大夹持位置之间移动。

参照图17，轴承232包括具有内表面234的滚珠轴承或滚动元件轴承，所述内表面234限定出一开口，楔形环110的拖尾部分190固定至该开口中。如图13和14中可见，楔形环的拖尾部分190具有外表面238，所述外表面238限定出环形凹槽或凹部240，轴承232的内表面234保持在所述环形凹槽或凹部240中。卡环(snap ring)242或相似类型的结构可用于防止轴承232从楔形环110的拖尾部分190中的凹槽240移除。

托架件230附连至轴承232的外表面244。参照图17，托架件230包括具有内表面248的环形本体，所述内表面248限定出通道250，轴承232定位于所述通道250中。轴承232的外表面244固定至托架件230的内表面248。在一个实施例中，托架件230由塑料或聚合材料形成，所述塑料或聚合材料通过将托架件230包覆成型到轴承232上而固定至轴承232的外表面244。在该实施例中，轴承232的外表面244嵌入托架件230的内表面248，如图17中可见。在替代性的实施例中，托架件230可以以任何合适方式(包括压配合或卡扣配合接合、通过粘合剂以及通过紧固件)固定至轴承232的外表面244。

参照图15，托架件230包括从环形本体246向外延伸的至少一个杠杆结构252。杠杆结构252提供了一种可被旋转工具10的用户容易地接近和操作的机构，以移动楔形环110并由此控制由筒夹夹头108施加的夹持力。在图15-17的实施例中，两个杠杆结构252位于托架件230的环形本体246的相反侧上。每个杠杆结构252都包括把手部分254和连接部分256。把手部分254具有便于由用户操作的人体工程学构型。连接部分256将把手部分254连接至本体246，并用于将杠杆结构252的把手部分254远离托架件230的本体246偏移至靠近旋转工具的壳体12的外部的位置，在该位置处把手部分254可被接近(例如见图1)。

引导件258被构造成：能引导和帮助托架件230沿着大致平行于马达轴线M的线性路径移动。如图4所示，引导件258包括具有盘形中心部分260的壳体，所述盘形中心部分260限定出开口262，筒夹夹头108的安装部分156和/或马达24的输出轴34延伸穿过所述开口262。在一个实施例中，引导件258的中心部分260由以上针对弹簧206所述的上述垫圈214和轴承216沿着安装部分/输出轴保持在固定的轴向位置(图16和17)。在替代性的实施例中，引导件258可以以任何合适方式相对于输出轴保持在固定的轴向位置。

一对支架结构264在开口262的相反侧上从中心部分260延伸。当定位于安装部分/输出轴上时，支架结构264大致平行于轴线M布置。每个支架结构264都包括一对臂266，在所述一对臂266之间限定出槽268，杠杆结构252中的一个的连接部分256延伸穿过所述槽268。支架结构264使槽268大致平行于轴线M定位，以便在托架件230由把手254在释放位置和最大夹持位置之间移动时引导连接部分256的移动。每个槽268的宽度都大于连接部分的宽度并小于相应杠杆的把手部分的宽度。因此，杠杆结构252的把手部分254邻近支架结构264的外表面270定位。支架结构264因此也帮助保持把手部分254与轴线M等距离，从而防止托架件230相对于安装部分156歪斜。

如图1所示，杠杆结构252的连接部分256延伸穿过在壳体14中限定的槽272，以便将杠杆结构252的把手部分254定位在壳体14之外的可接近位置处。槽272提供了空隙以使把手部分254和连接部分256能够由用户在前向和后向位置之间移动。前向位置对应于最大夹持位置，且后向位置对应于释放位置。因为把手部分254连接至楔形环110(通过连接部分、托架件和轴承)，所以把手部分254相对于槽272的位置为通过筒夹夹头108施加的夹持力的状态提供了可容易地被用户识别的直观指示。

在使用过程中，楔形环110被构造成：能在楔形环110定位成与筒夹夹头108的杠杆臂170接合时随着筒夹夹头108一起旋转。轴承232使托架件230和杠杆结构252与楔件110的旋转运动脱离，从而在楔形环110被筒夹夹头108旋转时，使托架件230和杠杆结构252保持大体静止。通过使托架件230与楔形环110的旋转运动脱离，可避免在筒夹夹头108旋转时托架件230无意地被移动的情况下对楔形环110、托架件230和杠杆结构252造成损害。

快速更换式组件100使得能够以快速的和方便的方式将夹持力施加于筒夹104和从筒夹104移除，且还使得能够在不需要移除单独的保持装置(比如筒夹螺母或机头罩)的情况下将筒夹104容易地安装至旋转工具10和从旋转工具10移除。在使用可移除式筒夹方面的一个挑战是：在使用过程中以及在附件工具的柄部嵌入筒夹中和从筒夹移除时将筒夹104保持在筒夹夹头108内。

如上所述，筒夹104和机头罩218可被构造成：能协作以将筒夹104可释放地保持在筒夹夹头108的通道162内。参照图18-20，示出了机头罩280的一个实施例，所述机头罩280被构造成能将筒夹104可释放地保持在筒夹夹头108的通道162内。机头罩280被构造成：能利用筒夹104的向外突出式部分138来提供筒夹保持结构特征，所述保持结构特征使得能够在不需要使用单独的工具或复杂的保持系统的情况下将筒夹104嵌入、保持在筒夹夹头108中和从筒夹夹头108移除。

机头罩280的前壁部分282限定出开口284，所述开口284具有与筒夹104的外周形状(如图8的端视图中可见)大体相配的带凹口式形状(keyedshape)。尤其地，机头罩280的前壁部分282限定出开口284，所述开口284具有中心部分286和绕着中心部分286均匀隔开的三个径向部分288。中心部分286被构造成：能接收筒夹104的圆筒形本体部分并因此具有与筒夹104的圆筒形本体的外直径J(图7)相比稍大的宽度尺寸或直径H。一旦越过机头罩的前壁部分282的带凹口式开口284，机头罩就拓宽成中空空间222以便接收筒夹夹头108的引导部分164。

开口284的径向部分288尺寸被选择成且被定位成与筒夹区段130的向外突出式部分138互配。开口284的每个径向部分288都由第一侧向边缘部分290、第二侧向边缘部分292以及在第一和第二侧向边缘部分290、292之间延伸的径向外边缘部分294来限定。开口284的每个径向部分288都具有：长度尺寸R，其对应于侧向边缘部分290、292的长度；和宽度尺寸S，其对应于第一和第二侧向边缘部分290、292之间的距离。径向部分288的长度尺寸R至少稍大于筒夹区段的引导边缘部分136从筒夹104的主圆筒形本体向外突出的距离T(图7)。每个径向部分288的宽度尺寸都稍大于筒夹区段的向外突出式部分138在侧向边缘132、134之间的宽度尺寸U(图8)。

为了在机头罩280中提供筒夹保持结构特征，突出到开口284的径向部分288的至少一个中的至少一个止锁部结构296设置在机头罩280的前壁部分282中。止锁部结构296改变了开口284的径向部分288的形状，从而在筒夹104处于放松状态时防止筒夹104的嵌入和移除，即，使筒夹区段130不偏斜。筒夹104的径向向外突出式部分138提供了与机头罩280的止锁部结构296配合的互配式止锁部结构，以提供止挡结构特征。

在图18-20的实施例中，机头罩中的止锁部结构296包括一对突出部，所述一对突出部在机头罩280中部分地延伸横过开口284的径向部分288中的一个的宽度S。因此，所述一对突出部296使得开口284的相应径向部分288的宽度S的一部分小于筒夹104的向外突出式部分138的宽度U，如图19所示。突出部296可在机头罩的制造过程中在模制加工工具(moldtooling)(未示出)中使用嵌入件(未示出)来形成。在机头罩280的前壁部分282中形成的槽302可用于在模制完成时帮助将嵌入件从加工工具上移除。因此，具有止锁部结构296的机头罩280可在不显著增加机头罩的复杂度和制造成本的情况下形成。

为了将筒夹104在其上附连有机头罩280的情况下安装至筒夹夹头108，将筒夹104的拖尾端部部分118嵌入机头罩280中的开口284的中心部分286。筒夹104然后被推进通过开口284和通过筒夹夹头108的筒夹嵌入开口166并进入筒夹夹头108的通道162。筒夹104被推进到筒夹夹头的通道162中，直至筒夹104的向外突出式部分138靠近机头罩280的前壁部分282。止锁部结构296定位在筒夹104的向外突出式部分138中的至少一个的移动路径上，且因此在筒夹处于放松状态时防止筒夹104进一步移动到筒夹夹头108中。

为了将筒夹移动越过机头罩280中的止锁部结构296，筒夹104的邻近止锁部结构296的区段130朝着筒夹轴线P径向向内偏斜，从而使筒夹区段130的向外突出式部分138移动绕开止锁部结构296，以使筒夹104可被推进通过机头罩280中的开口284并进一步进到筒夹夹头108的通道162中，如图20所示。一旦筒夹104的偏斜的区段130的向外突出式部分138被推进越过止锁部结构296和前壁部分282，区段130就能够向外偏斜并卡扣回到其正常的放松位置。

一旦筒夹104位于筒夹夹头108中并回到放松状态，止锁部结构296就定位成：能在筒夹处于放松状态时阻挡筒夹104从筒夹夹头的通道162移出，如图19所示。因此，筒夹104可在附件工具的柄部38嵌入筒夹104和从筒夹104移除时保持在筒夹夹头108中。止锁部结构296还被构造成：能在筒夹在筒夹夹头108中被夹持到附件工具的柄部38上时阻挡筒夹104从筒夹夹头108移出。当夹持力由筒夹夹头108施加到筒夹104上时，区段130的端部可稍微向内偏斜。止锁部结构被构造成：能在筒夹处于放松状态和在筒夹被夹持到附件工具的柄部38上时阻挡筒夹104从筒夹夹头108移出。

筒夹区段130的向外突出式部分138的弯曲的外表面304(图7)使得能够通过简单地将筒夹轴向地推压到筒夹夹头108的通道162中而使邻近止锁部结构296的筒夹区段130偏斜。随着筒夹104被推进筒夹夹头108的通道162中，止锁部结构296接合邻近的筒夹区段130的弯曲的表面304并使区段130向内偏斜，直至区段130的引导边缘部分136移动越过止锁部结构296，在该位置处区段130能够卡扣回到放松状态。

为了将筒夹104从筒夹夹头108和机头罩280移除，用户将筒夹104的邻近止锁部结构296的区段130向内偏斜，直至区段130跨过止锁部结构296，且然后将筒夹104从筒夹夹头108撤回，如图20所示。因此，机头罩280上的止锁部结构296和筒夹区段的向外突出式部分138协作，以使：筒夹104能够在不需要单独的工具或复杂机构的情况下容易地安装至筒夹夹头108和从筒夹夹头108移除；在筒夹104处于放松状态时将筒夹104保持在筒夹夹头108内，从而使附件工具的柄部可安装至筒夹或从筒夹移除；并在附件工具12的柄部38被筒夹104夹持时将筒夹104保持在筒夹夹头108内，以防止在使用过程中将筒夹104从筒夹夹头108无意地撤回。

在替代性的实施例中，止锁部结构可以以多种形状和构型设置并相对于机头罩280中的开口284处于其他位置，且仍提供与上述实施例相同的功能。例如，在一个替代性实施例中，单个突出部可沿着开口的径向部分的一侧设置。在另一替代性实施例中，止锁部结构可形成在开口的径向部分的径向外边缘处，以使开口的径向部分的长度稍小于筒夹区段的引导边缘部分从筒夹的主圆筒形本体向外突出的距离。

在使用如本文所公开的用户可移除式筒夹方面的另一重要考虑是筒夹104相对于筒夹夹头108的角定向或角位置。为了有助于筒夹夹头108的正确性能，筒夹104的区段130应与杠杆臂170对齐，以使区段130在夹持力被施加时可由杠杆臂170正确地偏斜。参照图21-24，示出了机头罩310的一个实施例，所述机头罩310被构造成：能使用筒夹104的向外突出式部分138来提供抗旋转(或定位)结构特征，以使筒夹104能够以预定的角定向嵌入筒夹夹头108的通道162并在使用过程中保持该定向。

机头罩310包括限定出开口314的前壁部分312，所述开口314具有与筒夹104的外周形状(如图8的端视图中可见)大体相配的带凹口式形状。尤其地，机头罩310的前壁部分312限定出开口314，所述开口314具有中心部分316和绕着中心部分316均匀隔开的三个径向部分318。中心部分316被构造成：能接收筒夹104的圆筒形本体部分并因此具有与筒夹104的圆筒形本体的外直径J相比稍大的宽度尺寸或直径H。

开口314的径向部分318尺寸被选择成且被定位成与筒夹区段130的向外突出式部分138互配。该开口的每个径向部分都由第一侧向边缘部分320、第二侧向边缘部分322以及在第一和第二侧向边缘部分320、322之间延伸的径向外边缘部分344来限定。开口314的每个径向部分318都具有：长度尺寸R，其对应于侧向边缘部分320、322的长度；和宽度尺寸S，其对应于第一和第二侧向边缘部分320、322之间的距离。开口314的径向部分318的长度尺寸R至少稍大于筒夹区段130的引导边缘部分136从筒夹104的主圆筒形本体向外突出的距离T(图7)。每个径向部分318的宽度尺寸S都稍大于筒夹区段130的向外突出式部分138在侧向边缘132、134之间的宽度尺寸U(图8)。

开口314的中心部分316延伸通过机头罩310，以使筒夹104的圆筒形本体能够通过机头罩310、通过筒夹夹头108的筒夹嵌入开口166并进入由筒夹夹头108限定的通道162。机头罩310中的开口314的径向部分318通到轴向地延伸某一距离到机头罩310中的径向槽或凹部350中。径向槽350与筒夹夹头108的杠杆臂170大致对齐，从而使筒夹区段130在筒夹104安装于筒夹夹头108中时相对于杠杆臂170正确地定位。

每个径向槽350都由第一侧向表面352、第二侧向表面354和轴向向后表面或底表面358限定。在图21-24的实施例中，底表面358从前壁部分312凹进，且第一和第二侧向表面352、354定向成：与机头罩纵向轴线大致平行地在底表面358和前表面312之间延伸。

为了将筒夹104安装到筒夹夹头108中，将筒夹104的拖尾端部部分118嵌入机头罩310中的开口314的中心部分316。筒夹104然后被推进通过机头罩310中的开口314，然后通过筒夹夹头108的筒夹嵌入开口166并进入筒夹夹头108的通道162。筒夹104被推进筒夹夹头108的通道162中，直至筒夹104的向外突出式部分138靠近机头罩310的前壁部分312。然后将筒夹104旋转，直至筒夹108的向外突出式部分138与开口314的径向部分318对齐。筒夹104的向外突出式部分138然后被推进通过开口314的径向部分318并进入径向槽350。径向槽350中的底表面358阻止了筒夹区段130的向外突出式部分138被推进越过机头罩310中的径向槽350。

筒夹区段的向外突出式部分138均包括第一侧向边缘部分364和第二侧向边缘部分366，所述第一侧向边缘部分364和所述第二侧向边缘部分366对应于区段130的侧向边缘的从筒夹104的本体径向向外突出的部分。当定位于径向槽350中时，第一侧向边缘部分364邻近并朝着槽350的第一侧向表面352定位，且第二侧向边缘部分366邻近并朝着槽350的第二侧向表面354定位。槽350的第一和第二侧向表面352、354支托起筒夹区段130的向外突出式部分138，并因此阻止筒夹104相对于机头罩310进行旋转运动。

上述机头罩均被构造成：能执行便于在旋转工具的快速更换式组件中使用用户可移除式筒夹的任务。尽管结构特征可设置在上述不同的机头罩中，但是上述机头罩的筒夹保持结构特征和筒夹抗旋转结构特征可组合到被构造成能在筒夹安装在筒夹夹头中时将筒夹相对于筒夹夹头可释放地保持以及在角度上定位的单个机头罩中。

尽管在附图以及前述说明书中详细地示出和描述了本公开，然而这些内容应被认为是说明性的且不限于字面意思。应理解的是，仅优选的实施例被提出，且落入本公开的精神内的所有改变、修改和进一步应用都期望被保护。

Claims (17)

1.一种用于与旋转工具附件联接的旋转工具，包括：

马达；

与马达可操作地联接的驱动轴；

可操作地联接至驱动轴的筒夹，所述筒夹包括纵向延伸的内表面部分；

附着至所述纵向延伸的内表面部分的镍基结合材料；和

在所述纵向延伸的内表面部分上从所述粘合材料向外延伸的多个磨蚀颗粒，其中，所述多个磨蚀颗粒中的每个磨蚀颗粒的大致大约30％至大约55％从所述镍基结合材料向外延伸。

2.根据权利要求1所述的旋转工具，其特征在于：

所述多个磨蚀颗粒包括尺寸为大约20至大约50微米的颗粒。

3.根据权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，所述多个磨蚀颗粒包括金刚石颗粒。

4.根据权利要求3所述的旋转工具，其特征在于，所述多个磨蚀颗粒为大约20至大约30微米。

5.根据权利要求1所述的旋转工具，其特征在于，所述多个磨蚀颗粒包括隔开成能提供全密集度的金刚石颗粒。

6.一种旋转工具，包括：

用于与旋转工具附件联接的钢制筒夹，所述筒夹包括纵向延伸的内表面部分；

附着至所述纵向延伸的内表面部分的镍基结合材料；和

在所述纵向延伸的内表面部分上从所述粘合材料向外挤出的多个磨蚀颗粒，其中，所述多个磨蚀颗粒中的每个磨蚀颗粒的大致大约30％至大约55％从所述镍基结合材料向外延伸。

7.根据权利要求6所述的旋转工具，其特征在于：

所述多个磨蚀颗粒包括尺寸为大约20至大约50微米的颗粒。

8.根据权利要求7所述的旋转工具，其特征在于：

所述多个磨蚀颗粒包括金刚石颗粒。

9.根据权利要求8所述的旋转工具，其特征在于，所述多个磨蚀颗粒为大约20至大约30微米。

10.根据权利要求9所述的旋转工具，其特征在于，所述多个磨蚀颗粒包括能提供全密集度的金刚石颗粒。

11.一种旋转工具，包括：

被构造用于保持和支持旋转工具附件的附件工具附连系统，所述附件工具附连系统包括表面涂层；和

沉积至所述表面涂层的微结构，所述微结构的尺寸为大约20至大约50微米。

12.根据权利要求11所述的旋转工具，其特征在于，所述附件工具附连系统包括具有所述表面涂层的部件。

13.根据权利要求12所述的旋转工具，其特征在于，所述部件从包括筒夹夹头、筒夹、带筒夹的一体式筒夹夹头以及它们的组合的组中选择。

14.根据权利要求13所述的旋转工具，其特征在于，所述筒夹从包括弹簧钢、铝、锌、注塑塑料、玻璃填充复合物、碳纤维复合物和聚碳酸酯的组中选择。

15.根据权利要求14所述的旋转工具，其特征在于，所述表面涂层包括镍。

16.根据权利要求11所述的旋转工具，其特征在于，所述微结构包括金刚石颗粒。

17.根据权利要求11所述的旋转工具，其特征在于，所述微结构的尺寸为大约20至大约50微米。