CN108290226B - 锁定卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锁定卡盘，卡盘具有主体(14)。多个第一齿(96)旋转地固定到所述主体。至少一个第二齿(100)与所述第一齿相反。所述第一齿和所述至少一个第二齿被配置成使得所述第一齿和所述至少一个第二齿的接合防止螺母(16)和所述主体之间在打开方向上的相对旋转。套筒(18)限定缺口(90b)，所述缺口接合弹簧(29)，使得在所述套筒和所述螺母之间的相对旋转位置中，所述缺口接收所述弹簧，使得所述缺口抵抗所述套筒和所述弹簧之间在卡盘的打开方向上的相对旋转移动。

Description

锁定卡盘

技术领域

本发明总体上涉及用于与钻头或其他电动或气动动力驱动器一起使用的卡盘。更具体而言，本发明涉及无键型卡盘，所述无键型卡盘可以手动地或通过主驱动电动机的致动而收紧或放松。

背景技术

手动和电动或气动工具驱动器都是众所周知的。尽管在这样的驱动器上麻花钻是最普遍的工具，但所述工具还可以包括螺丝起子、螺母起子、三角凿刀、安装的磨石以及其他切割或研磨工具。由于工具柄可以具有变化的直径或具有多边形横截面，因此装置通常设置有在相对宽的范围内可调节的卡盘。该卡盘可以通过螺纹孔或锥形孔附接至驱动器。

在本技术领域中已经研制了多种卡盘。在一个倾斜的卡爪式卡盘中，卡爪主体包括远离彼此大致120°布置的三条通路。所述通路被配置成使得它们的中心线在卡盘的前方在沿卡盘轴线的一点处相交。所述通路包含三个卡爪，所述三个卡爪在通路中可移动以夹紧大致沿着卡盘中心轴线放置的圆柱形或多边形工具柄。该卡盘包括螺母，所述螺母绕卡盘中心旋转并且接合卡爪上的螺纹，使得螺母的旋转使卡爪在通路内的任一方向上移动。该主体被附接在驱动器的驱动轴上并且被配置成使得主体相对于螺母在一个方向上的旋转迫使卡爪与该工具柄形成夹紧关系，而在相反方向上的旋转释放该夹紧关系。如果该卡盘是手动旋转的，则该卡盘可以是无键的。在美国专利No.5,125,673、No.5,193,824、No.6,390,481、No.7,722,054、No.8,616,561和美国公开的申请No.2014/0203525中公开了这样的卡盘的实施例，上述美国专利和申请的每一个的全部公开内容出于全部目的通过引用纳入本文。无键卡盘的多种配置在本技术领域中是已知的并且对于各种应用是期望的。

本公开内容认识到并且解决现有技术构造和方法的前述考虑以及其他。

发明内容

在用于与具有可旋转的驱动轴的手动驱动器或动力驱动器一起使用的卡盘的一个实施方案中，所述卡盘具有主体，所述主体被配置成与驱动轴一起旋转，且所述主体具有绕主体的轴线居中地形成在主体中的轴向孔。多个第一齿旋转地固定到所述主体。多个卡爪相对于所述主体被可移动地设置成与所述轴向孔连通。环形螺母具有与所述卡爪上的螺纹接合地形成在螺母上的螺纹，使得所述螺母绕所述主体和所述轴线在关闭方向上的旋转使所述卡爪朝着所述轴线移动，并且所述螺母绕所述主体和所述轴线在打开方向(与关闭方向相反)上的旋转使所述卡爪远离所述轴线移动。弹簧组件包括第一环形弹簧和第二环形弹簧。所述第一环形弹簧旋转地固定到所述螺母并且具有使所述第一环形弹簧的第一远端相对于所述轴线在径向方向上偏置的主体，且所述主体在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线在大于180°的角宽度上延伸。所述第一环形弹簧在所述第一远端处限定与所述第一齿相反的至少一个第二齿。所述第二环形弹簧旋转地固定到所述螺母并且具有使所述第二环形弹簧的第二远端相对于所述轴线在径向方向上偏置的主体，且所述主体在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线在大于180°的角宽度上延伸。绕所述轴线围绕所述主体、第一环形弹簧和第二环形弹簧的可手动致动的套筒接合所述螺母，使得所述套筒在打开方向和关闭方向上旋转地驱动所述螺母，并且使得所述套筒在第一相对旋转位置和第二相对旋转位置之间的有限的弧度上相对于所述螺母可旋转。所述套筒限定凸轮表面，所述凸轮表面接合所述第一弹簧，使得在所述套筒和所述螺母之间的第一相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是脱离的，并且使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是接合的。所述第一齿和所述至少一个第二齿被配置成使得所述第一齿和所述至少一个第二齿的接合防止所述螺母和所述主体之间在打开方向上的相对旋转。所述套筒限定缺口，所述缺口接合所述第二弹簧，使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述缺口接收所述第二远端，使得所述缺口抵抗所述套筒和所述第二弹簧之间在打开方向上的相对旋转移动。

在用于与具有可旋转的驱动轴的手动驱动器或动力驱动器一起使用的卡盘的另一个实施方案中，所述卡盘具有主体，所述主体被配置成与驱动轴一起旋转，并且所述主体具有绕主体的轴线居中地形成在主体中的轴向孔。多个第一齿旋转地固定到所述主体。多个卡爪相对于所述主体被可移动地设置成与所述轴向孔连通。环形螺母具有与所述卡爪上的螺纹接合地形成在螺母上的螺纹，使得所述螺母绕所述主体和所述轴线在关闭方向上的旋转使所述卡爪朝着所述轴线移动，并且所述螺母绕所述主体和所述轴线在打开方向(与关闭方向相反)上的旋转使所述卡爪远离所述轴线移动。旋转地固定到所述螺母的弹簧组件具有与所述第一齿相反的至少一个第二齿，并且使所述至少一个第二齿相对于所述轴线在径向方向上偏置。所述弹簧组件使所述弹簧组件的一端相对于所述轴线在径向方向上偏置。可手动致动的套筒绕所述轴线围绕所述主体和所述弹簧组件且接合所述螺母，使得所述套筒在打开方向和关闭方向上旋转地驱动所述螺母，并且使得所述套筒在第一相对旋转位置和第二相对旋转位置之间的有限的弧度上相对于所述螺母可旋转。所述套筒限定凸轮表面，所述凸轮表面接合所述弹簧组件，使得在所述套筒和所述螺母之间的第一相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是脱离的，并且使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是接合的。所述第一齿和所述至少一个第二齿被配置成使得所述第一齿和所述至少一个第二齿的接合防止所述螺母和所述主体之间在打开方向上的相对旋转。所述套筒限定一个缺口，所述缺口接合所述弹簧组件，使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述缺口接收所述弹簧组件的端，使得所述缺口抵抗所述套筒和所述弹簧组件之间在打开方向上的相对旋转移动。所述螺母具有多个止档(dog)，所述止档延伸到所述套筒中的相应的凹部内。所述止档在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线的角宽度小于相应的凹部的角宽度，使得止档和相应的凹部之间的角宽度差值限定该有限的弧度。所述套筒具有聚合物部分和金属部分，所述金属部分被接收在所述聚合物部分的、相对于所述轴线径向向内的表面处，其中所述金属部分限定所述相应的凹部的至少部分。

在又另一个实施方案中，用于与具有可旋转的驱动轴的手动驱动器或动力驱动器一起使用的卡盘具有主体，所述主体被配置成与驱动轴一起旋转，且所述主体具有绕主体的轴线居中地形成在主体中的轴向孔。多个第一齿旋转地固定到所述主体。多个卡爪相对于所述主体被可移动地设置成与所述轴向孔连通。环形螺母具有与所述卡爪上的螺纹接合地形成在螺母上的螺纹，使得所述螺母绕所述主体和所述轴线在关闭方向上的旋转使所述卡爪朝着所述轴线移动，并且所述螺母绕所述主体和所述轴线在打开方向(与关闭方向相反)上的旋转使所述卡爪远离所述轴线移动。弹簧组件包括第一环形弹簧和第二环形弹簧。所述第一环形弹簧通过止档旋转地固定到所述螺母，所述止档从所述螺母延伸且与所述第一弹簧中的凹槽配合，所述第一弹簧具有使所述第一环形弹簧的第一远端相对于所述轴线在径向方向上偏置的主体，且所述主体在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线在大于180°的角宽度上延伸。所述第一环形弹簧在所述第一远端处限定与所述第一齿相对的至少一个第二齿。所述第二环形弹簧通过止档旋转地固定到所述螺母，所述止档与所述第二弹簧中的凹槽配合。所述第二弹簧具有使所述第二环形弹簧的第二远端相对于所述轴线在径向方向上偏置的主体，且所述主体在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线在大于180°的角宽度上延伸。可手动致动的套筒绕所述轴线围绕大体上圆柱形的主体、第一环形弹簧和第二环形弹簧且接合所述螺母，使得所述套筒在打开方向和关闭方向上旋转地驱动所述螺母，并且使得所述套筒相对于所述螺母在第一相对旋转位置和第二相对旋转位置之间的有限的弧度上可旋转。所述套筒限定一个凸轮表面，所述凸轮表面接合所述第一弹簧，使得在所述套筒和所述螺母之间的第一相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是脱离的，并且使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是接合的。所述第一齿和所述至少一个第二齿被配置成使得所述第一齿和所述至少一个第二齿的接合防止所述螺母和大体上圆柱形的主体之间在打开方向上的相对旋转。所述套筒限定一个缺口，所述缺口接合所述第二弹簧，使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述缺口接收所述第二远端，使得所述缺口抵抗所述套筒和所述第二弹簧之间在打开方向上的相对旋转移动。

被纳入此说明书中且构成此说明书的一部分的附图例示本发明的一个或多个实施方案，并且附图与描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在参考附图的说明的其余部分中更为具体地阐明本发明的全部且能够实现的公开内容(包括对于本领域普通技术人员而言的本发明的最佳方式)，其中：

图1是根据本公开内容的一个实施方案的卡盘的分解视图；

图2是图1中示出的卡盘的横截面纵向视图；

图3是图1中示出的卡盘的套筒的横截面视图；

图4A至图4E分别是图1中所示出的卡盘的棘爪致动器的立体前视图、立体后视图、前视图、后视图和侧视图；

图5A和图5B是图1中所示出的卡盘的卡盘锁定弹簧的前视图和后立体视图；

图6A和图6B是图1中所示出的卡盘的套筒锁定弹簧的前视图和后立体视图；

图7A和图7B是图1中所示出的卡盘的横截面视图，取自卡盘锁定弹簧的后部，分别在解锁位置和锁定位置中；

图8A和图8B是图1中所示出的卡盘的横截面视图，取自套筒锁定弹簧的后部，分别在解锁位置和锁定位置中；

图9A和图9B是图1中所示出的卡盘的前视图，其中外套筒和套筒保持件被移除，在解锁位置和锁定位置中；

图10是根据本发明的一个实施方案的卡盘的分解视图；

图11是图10中示出的卡盘的立体部分截面视图；

图12是图10中示出的卡盘的立体部分截面视图。

在本说明和附图中重复使用的参考字符意在表示本发明的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

现将详细参考本公开内容的实施方案，在所附附图中例示实施方案的一个或多个实施例。每个实施例以解释本发明的方式提供，而非限制本发明。事实上，对于本领域技术人员明显的是，在不背离本发明的范围和精神的情况下，可以对本公开内容作出修改和变化。例如，作为一个实施方案的部分例示或描述的特征可以被用在另一个实施方案上，以产生又另一个实施方案。因此，本公开内容意在覆盖这样的修改和变化，作为在所附权利要求的范围内和它们的等同物。如本文中所使用的，“前”和“后”分别用来指代相对于卡盘的纵向中心轴线被布置在朝向接收卡盘意在保持的工具的轴的卡盘的端的卡盘的那些部分，和朝向连接到驱动器的驱动轴的卡盘的端的卡盘的那些部分。另外，术语“径向”或“径向地”引用横向于卡盘的纵向中心轴线(在后至前方向上)的平面中的方向。

此外，术语在此申请中和所附权利要求书中所使用的“或”意在意味着可兼的“或”而不是排他的“或”。也就是说，除非另有指定，或从上下文清楚的，短语“X采用A或B”由以下实例中的任一个满足：X采用A；X采用B；或X采用A和B二者。另外，除非另有规定或从上下文清楚地专用于单数形式，此申请和所附权利要求书中所使用的冠词“一”和“一个”应通常被解释为意味着“一个或多个”。贯穿说明书和权利要求书，除非上下文另有指定，以下术语至少采取与本文明确相关的含义。下文认定的含义未必限定术语，仅仅为术语提供示例性实施例。“一”、“一个”和“该”的含义可以包括复数参考引用，且“中”的含义可以包括“中”和“上”。本文所使用的短语“在一个实施方案”未必指代相同的实施方案，尽管可以是相同的实施方案。

参考图1和图2，根据本公开内容的卡盘10的一个实施方案包括主体14、螺母16、前套筒18、鼻部件20、螺母带22、后覆盖盘24、多个卡爪26、包括卡盘锁定弹簧27和套筒锁定弹簧29的弹簧组件，以及弹簧致动器31。主体14大体上是圆柱形形状，并且包括鼻部或前部28和尾部或后部30。鼻部28具有横向于主体14的纵向中心轴线34的前面32和在鼻部28的前方端处的锥形表面36。鼻部限定轴向孔38，该轴向孔38的尺寸被设计为稍大于卡盘被设计用于容纳的最大工具柄。螺纹孔40形成在尾部30中且具有标准大小，以与动力驱动器或手动驱动器(未示出)的驱动轴匹配。轴向孔38和螺纹孔可以通过窝槽的方式在主体14的中心区域处连通，如图2中所示出的和US.5,193,824中所描述的，US.5,193,824的全部公开内容以参考引用的方式纳入本文，以便于将卡盘10安装在对应的驱动轴上。尽管在本文中描述了螺纹后孔，但这样的孔可以用标准大小的锥形孔替代，以与锥形驱动轴匹配。此外，主体14可以与驱动轴一体成形。

主体14限定三条通路42，以容纳三个卡爪26。每个卡爪与每个邻近的卡爪以接近120°的弧度隔开。通路42和卡爪26的重合轴线相对于卡盘中心轴线34成角度，使得每条通路轴线经过轴向孔38且在卡盘主体的前面的公共点处和轴线34相交。卡爪形成夹具，其朝着卡盘轴线和远离卡盘轴线径向移动以夹紧和释放工具，且每个卡爪26具有大体上平行于卡盘主体轴线的工具接合面44。形成在每个卡爪的相反表面或外表面上的螺纹46可以以任何合适的类型和螺距来构造，并且在本文中描述的特定实施方案中，以以下类型和螺距来构造：获得响应于预定的套筒拧紧力矩的期望的夹紧力矩。

如图1和图2中所例示的，主体14包括止推环48，在一个或多个实施方案中，止推环48与主体的主要部分可以是一体的。然而，应理解的是，止推环48和主体14的主要部分可以是分离的部件。止推环48包括多个导轨50，导轨50形成在止推环48的圆周周围，以允许卡爪26穿过导轨50收回，止推环48还包括后方凸耳52，以接收轴承54和轴承垫圈64。后方凸耳52包括第一表面56和第二表面58。第一表面56远离卡盘主体纵向中心轴线34且在垂直于卡盘主体纵向中心轴线34的平面中径向向外地延伸。第二表面58是大体上圆柱形的且沿着卡盘主体纵向中心轴线34轴向延伸，且绕卡盘主体纵向中心轴线34是同轴的。前凸耳53从止推环48的前方的主体径向向外地延伸。通过前凸耳53防止了螺母16相对于主体14的向前轴向运动，螺母16被接收在形成在前凸耳53和止推环48之间的卡盘主体14中的环形凹槽57中。

主体尾部30包括滚花表面60，滚花表面60以压配合接收后覆盖盘24，或可选的后套筒(未示出)。后覆盖盘24还可以在没有滚花的情况下通过压配合而被固位，通过使用键或通过卷边、铆固、铆接、螺纹或任何其他合适的固定机构。在目前描述的实施方案中，卡盘被构造有具有后覆盖盘24的单个手动可夹紧的前套筒18，但是应理解的是,两个套筒(后套筒和前套筒)实施方案也被本公开内容所包含。

螺母16(其在所描述的实施方案中是拼合螺母)限定了位于螺母的内圆周上的内螺纹62，且通过将两个螺母半部分离地放置在凹槽中而被接收在环形凹槽57中，如在本领域中所应该理解的。轴承垫圈64邻近凸耳52的第一表面56被接收在止推环48和轴承54之间。轴承54包括保持多个滚珠68的轴承罩66，滚珠68允许螺母16相对于卡盘主体旋转。轴承54被布置在轴承垫圈64的前表面和螺母16的后表面之间。图1中示出了螺母16，在螺母16的外圆周上没有锯齿或滚花。然而，应理解的是，螺母16在其外圆周上可以被形成有轴向对齐的齿或其他形式的滚花，且螺母16的前外边缘优选地设置有小倒角70，以便于螺母16压配合到螺母带22中。螺母16可以包括从其后端径向地向外延伸的凸耳63，以当螺母带22被压配合到螺母16上时邻接螺母带22的后方边缘，使得螺母16完全插入到螺母带22中。

螺母带22包括以压配合围绕螺母16的环形带72。多个螺母驱动止档74从环形带72的前方边缘76向前延伸且被接收在对应的多个螺母驱动凹部78中，螺母驱动凹部78被限定在弹簧致动器31的外周界中(图3A-图3E)。每个螺母驱动止档74在其对应的螺母驱动凹部78中绕轴线34能够有限地旋转通过预定的角度，这取决于止档74和凹部78之间的角宽度差值，如在下文中更详细地讨论的。在此实施方案中，设置了三个螺母驱动止档74和三个螺母驱动凹部78。

附加地参考图3，前套筒18大致上是圆柱形形状且在其前端通过环形前面19终止，环形前面19在垂直于卡盘主体14的纵向中心轴线34的平面中是大体上平坦的。内凸缘21从前面19的最内周界向后延伸并且包括多个驱动止档84，驱动止档84从内凸缘21的后边缘在平行于轴线34的方向上向后延伸。在当前描述的实施方案中，前套筒18包括三个驱动止档84。前套筒18绕主体14旋转地布置且通过鼻部件20被轴向地固位在主体14上，鼻部件20进而被压到主体前部28上。鼻部件20的径向地向外悬垂的唇缘23超出套筒的前面19的最内周界径向地(相对于轴线34)延伸。前套筒18的每个驱动止档84被接收在由弹簧致动器31限定的相应的驱动凹部86中(如图4A至图4E中所看到的)，使得止档84的远端邻接相应的驱动凹部86的底部。驱动止档84和凹部86的角宽度是相同的(然而允许止档84滑动配合到凹部86中)，使得弹簧致动器31旋转地固定到前套筒18。每个套筒驱动凹部86绕弹簧致动器31的内周界周向地延伸。

如所示出的，前套筒18的外圆周表面可以是滚花的或可以设置有纵向肋或其他突出物，以使操作者能够牢固地夹紧套筒。以类似的方式，后覆盖盘24或后套筒(如果采用的话)的圆周表面如果需要的话可以是滚花的或带肋的。前套筒18和后覆盖盘24可以由诸如聚碳酸酯、填充聚丙烯(例如玻璃填充聚丙烯)的结构塑料或结构塑料材料的混合物模制或其他方式制造。例如，诸如石墨填充聚合物的其他复合材料在特定环境中也可以是合适的。本领域技术人员应领会的是，制造本公开内容的卡盘的材料将取决于卡盘的最终用途，且以上材料仅以实施例的方式提供。

现参考图4A至图4E，弹簧致动器31大致上是环形形状的，限定了中心孔33，中心孔33被配置成绕卡盘主体的前部28被旋转地接收。在此实施方案中，弹簧致动器31限定了绕其外周界圆周地延伸的三个螺母驱动凹部78。每个螺母驱动凹部78被配置成接收螺母带22的相应的螺母驱动止档74。附加地，如上所述，弹簧致动器31限定多个套筒驱动凹部86，每个套筒驱动凹部86向内悬垂到弹簧致动器31的前面中并且邻近弹簧致动器31的最内周界与弹簧致动器31的中心孔33连通。弹簧致动器31还包括套筒锁定凸起90和锁定凸轮91，锁定凸轮91从弹簧致动器的后座圈93轴向地向后悬垂。套筒锁定凸起90朝着卡盘的主体的纵向中心轴线34径向向内地延伸，并且在套筒锁定弹簧29(图6A和图6B)的远端处与套筒锁定棘爪88配合，以使前套筒18相对于螺母和卡盘锁定弹簧27维持在选定的旋转位置中，如下文更详细地描述的。类似的，锁定凸轮91还朝着前套筒的纵向中心轴线34径向向内地延伸，并且与卡盘锁定弹簧27(图5A和图5B)的锁定棘爪98能够选择性地接合，以使卡盘10在锁定状态和解锁状态之间转变，如下文更详细地描述的。弹簧致动器31可以由金属形成，诸如，但不限于弹簧钢。

现参考图5A和图5B，卡盘锁定弹簧27大致上是C形的且包括主体部分109，主体部分109在径向方向(相对于卡盘主体轴线)上比可偏转卡盘锁定棘爪98厚，卡盘锁定棘爪98从主体部分109的第一端圆周地延伸。鉴于本公开内容应理解，通过锁定齿100与棘轮齿96处于接合和脱离接合，弹簧27将在径向方向上重复地弯曲。主体部分109在如本文所描述的卡盘的操作中轻微地弯曲，且弹簧27具有长的长度，在当前所描述的实施方案中绕卡盘主体延伸超过一半，或在垂直于卡盘轴线的平面中相对于卡盘轴线限定大于180°的角宽度。卡盘锁定弹簧27的主体部分109包括安装凹部101，安装凹部101从弹簧的外表面107向内(在组装的卡盘中考虑，朝着轴线34)径向地悬垂，且安装凹部101具有足以允许凹部101将螺母带22的相应的螺母驱动止档74可滑动地接收在其中的角宽度，但该角宽度大致等于止档74的角宽度，从而将卡盘锁定弹簧27旋转地固定到螺母带22，如图7A和图7B中所看到的。因为螺母带22被压至螺母16，因此卡盘锁定弹簧27旋转地固定至螺母16。如所示出的，主体部分109和卡盘锁定棘爪98的第二端各自被径向地布置成在螺母驱动止档74中的相应的止档的内部。然而，应注意，在替代的实施方案中，第二安装凹部101和89可以分别被设置在卡盘锁定弹簧27和套筒锁定弹簧29的每个中，以接收螺母带22的第二个螺母驱动止档74。在此实施方案中，卡盘锁定棘爪98在径向方向(相对于组装的卡盘中的轴线34)上比主体部分109薄，从而容纳弹簧致动器31的锁定凸轮91，以用凸轮径向向内地带动卡盘锁定棘爪98，如在下文中更详细地描述的。在此实施方案中的弹簧主体被配置成提供足够的刚度，以抵抗当齿100接合齿96时卡盘的打开，且抵抗如本文所描述的重复操作期间的疲劳。在此实施例中，主体109在径向方向(相对于卡盘轴线)上的最大宽度(即，不是发生缺口的位置)范围在大约0.126英寸(大约3.2毫米)和大约0.128英寸(大约3.3毫米)之间，且棘爪部分98具有大约0.115英寸(大约2.9毫米)的宽度(不考虑齿100)。弹簧在轴向方向(相对于卡盘轴线)上具有大约0.094英寸(大约2.4毫米)的宽度。当然，应理解的是，弹簧尺寸可以根据需要变化，对于给定的卡盘配置以获得期望的操作特性，并且例如在此实施例中，径向尺寸和轴向尺寸被一起选择以提供强度特性和疲劳特性，并且如在下文中参照图10-图12的实施方案所描述的，还根据卡盘的配置选择或确定径向尺寸和轴向尺寸，以获得期望的卡盘打开力矩水平(例如，三十英寸磅或大约三十英寸磅)。因此，本文提供的尺寸实施例不应被看作对本公开内容的限制。

卡盘锁定棘爪98包括多个从卡盘锁定棘爪98径向向内悬垂的锁定齿100，锁定齿100能够与在前凸耳53前方的卡盘的主体14上形成的环形棘轮94的棘轮齿96选择性地接合。设置了三个齿100，以增加与齿96一起保持旋转锁定弹簧的能力，如本文所描述的。尽管例示了三个齿，在其他实施方案中可以使用其他数目的齿。卡盘锁定弹簧27优选地由金属形成，诸如，但不限于弹簧钢。从本公开内容应理解的是，可以使用其他材料，例如但不限于铍青铜来形成本文讨论的弹簧。

现参考图6A和图6B，套筒锁定弹簧29大致上是C形的，且包括主体部分85和套筒锁定棘爪88，主体部分85在弹簧27后面(如文本在卡盘主体的立体图中所描述的)跨在卡盘主体凸耳53上，且套筒锁定棘爪88从套筒锁定弹簧29的一端圆周地延伸。套筒锁定弹簧29的主体部分85包括安装凹部89，安装凹部89在与套筒锁定棘爪88相反的端上从其外表面87径向向内(在组装的卡盘中考虑，朝着轴线34)悬垂，且安装凹部89具有足以允许凹部89将螺母带22的相应的螺母驱动止档74可滑动地接收在其内的角宽度，但是否则大致等于止档74的角宽度，从而将套筒锁定弹簧29旋转地固定到螺母带22，如图8A和图8B中所看的。因为螺母带22被压到螺母16上，所以套筒锁定弹簧29被旋转地固定到螺母16。附加地，套筒锁定弹簧29的外表面87邻近套筒锁定棘爪88的基部邻接第二个螺母驱动止档74的内表面。在例示的实施方案中，套筒锁定棘爪88在径向方向上比主体部分85薄，从而容纳弹簧致动器31的套筒锁定凸起90，以通过套筒锁定凸起的第一凸轮表面90a和第二凸轮表面90b用凸轮径向向内地带动套筒锁定棘爪88。尽管可以使用其他材料，但套筒锁定弹簧29优选地由金属形成，诸如但不限于弹簧钢，参照弹簧27如上文所描述的。弹簧29的尺寸被选择为提供期望的保持锁定或卡盘打开力矩水平，如本文所指示的且参考图10至图12的实施方案所描述的，并且可以大体上类似于弹簧27的尺寸。

应注意，螺母带22的螺母驱动止档74被接收在由弹簧致动器31限定的相应的螺母驱动凹部78中，如图7A和图7B中所看到的。每个螺母驱动凹部78绕弹簧致动器31的外周界圆周地延伸。每个螺母驱动止档74的角宽度小于其对应的螺母驱动凹部78的角宽度，导致套筒18和螺母16之间有限范围的允许的相对旋转移动，弹簧致动器31旋转地固定到套筒18，如上所述。因此，前套筒18，且因此还有弹簧致动器31相对于卡盘锁定弹簧27和套筒锁定弹簧29能够旋转通过相同的有限范围，如下文更详细地描述的。例如，在此实施例中前套筒18相对于螺母16能够在大约16°至大约20°之间旋转。每个螺母驱动凹部78具有一对相对的侧壁80和82，侧壁80和82适于被相应的螺母驱动止档74选择性地邻接，从而限定有限的允许的相对旋转移动的范围。

由于前套筒18的驱动止档84和弹簧致动器31的驱动凹部86的大致相等的角宽度，绕卡盘轴线34施加到前套筒18的力矩对弹簧致动器31施加相同方向的力矩。另外如下文所描述的，前套筒18通过套筒锁定棘爪88和卡盘锁定棘爪98分别与弹簧致动器31的套筒锁定凸起90和锁定凸轮91的接合将力矩传递到螺母16(在某些情况下，前套筒经由螺母带22将力矩直接传递到螺母)。因此，施加到前套筒18的旋转力矩通过这样的接合，或者通过螺母驱动止档74与螺母驱动凹部78的侧壁80和82的接合被传递到螺母带22，且因此经由螺母带22和螺母16之间的压配合传递到螺母16。因此，前套筒18绕轴线34在卡盘的打开方向或关闭方向上的旋转也使螺母16在相同的打开方向或关闭方向上旋转。由于螺纹62的螺纹方向，螺母16绕轴线34在第一旋转(或关闭)方向97(参见图8A至图9B)上的旋转导致卡爪26朝着轴线34径向向内移动，而螺母16绕轴线34在第二旋转(或打开)方向99上的旋转导致卡爪26在相应的通路42中远离轴线34径向地移动。

如上文应注意的，环形棘轮94形式的棘轮形成在前凸耳53前方的主体14上。在替代的实施方案中，环形棘轮圈可以被形成为分离的部件，然后被压配合到卡盘的主体上，使得环形棘轮圈的后面邻接卡盘主体的前凸耳53的前面。在例示的实施方案中，棘轮由绕卡盘的主体的外圆周表面布置的多个锯齿形棘轮齿96形成。卡盘锁定弹簧27被旋转地固定到螺母带22，且从环形棘轮94径向向外地偏置，从而促使卡盘锁定弹簧27的远端或锁定棘爪98远离环形棘轮上的齿96的环形阵列。

如在图7A和图7B中所看到的，每个棘轮齿96具有径向向外延伸的第一侧，该第一侧大致上位于卡盘主体的纵向中心轴线34位于的平面中。每个齿96的第二侧与第一侧形成一个内锐角，从而与第一侧相比具有较小的坡度。锁定棘爪98在此实施方案中是可偏转的，且包括多个锁定齿100，尽管在其他实施方案中设置了单个齿。类似于棘轮齿96，每个锁定齿100具有第一侧和第二侧，该第一侧大致上位于卡盘主体的纵向中心轴线34位于的平面中，该第二侧与第一侧相比具有较小的坡度。每个锁定齿100的第二侧被布置成大致上与棘轮齿的第二侧的坡度对齐。因此，前套筒18相对于卡盘主体14在第一方向97(关闭方向)上旋转时，一旦锁定棘爪98已经移动到锁定位置(图7B和图9B)(如下文更详细地讨论的)，则外座圈78使锁定齿100在棘轮齿96上重复地移动，当锁定齿100掉落在棘轮齿96的每个后续第二侧上时导致咔嗒声。然而，一旦卡爪面44已经接合工具柄(未示出)且前套筒18促使锁定棘爪98进入到锁定位置，则棘轮齿96和锁定齿100的这种配置阻止螺母16在相反的第二方向99(打开方向)上的旋转。在打开方向99上施加到螺母的旋转力迫使锁定齿100的陡坡的第一侧进入到棘轮齿96的陡坡的第一侧中。由于锁定齿100的第一侧大致上垂直于棘轮齿96的第一侧，锁定棘爪98的锁定齿不会偏转来允许旋转。因此，当锁定齿100接合棘轮齿96时，该齿允许前套筒18移动，且因此允许螺母16在卡盘的关闭方向97上移动，但阻止螺母16在打开方向99上移动。

图7A、图8A和图9A例示了当前套筒18相对于螺母16在两个位置中的第一位置(解锁位置)时卡盘锁定棘爪98和套筒锁定棘爪88的部署，而图7B、图8B和图9B例示了当前套筒18相对于螺母16在第二位置(锁定位置)时的这些部件。图7A、图7B、图8A和图8B是卡盘的后横截面视图，而图9A和图9B是卡盘的前视图，其中为便于例示，省略了前套筒。参考图7B、图8B和图9B，每个螺母驱动止档74被布置成抵靠或邻近相应的螺母驱动凹部78的侧壁80，当前套筒18相对于螺母在第二(锁定)位置时螺母驱动止档74被接收在螺母驱动凹部78中。弹簧致动器31的锁定凸轮91被接收在凸轮表面105上，该凸轮表面105邻近锁定棘爪98的凹部103，且套筒锁定弹簧29的套筒锁定棘爪88被定位成邻近套筒锁定凸起90的第二凸轮表面90b。因此，锁定棘爪98的锁定齿100被迫使向内且接合棘轮齿96。套筒锁定弹簧27，且因此螺母16因此可以相对于卡盘主体仅在关闭方向97上旋转。在本文中应注意，齿96和100被配置成使得当如图7B和图9B中示出地接合时，所述齿阻止螺母相对于卡盘主体在打开方向99上的旋转，但是允许螺母在关闭方向97上的旋转，只要向螺母施加了足够的力矩(例如通过向套筒施加手动递送的力矩)来导致齿96和100压制在彼此之上。还应注意的是，凸轮表面90b在套筒锁定凸起90中在径向方向上形成凹口或缺口。由于远端/棘爪88被接收在此缺口中，且被弹簧主体径向向外偏置到缺口中，因此该偏置的力与缺口90b和棘爪88的几何形状结合，使套筒相对于螺母和主体保持在旋转位置(图7B、图8B和图9B中示出)，阻止套筒相对于螺母和主体在打开方向99上的无意旋转，不然这可以导致套筒相对于螺母和主体移动到图7A、图8A和图9A中示出的位置，这将进而释放齿96和100的接合，且可能允许螺母相对于卡盘主体在打开方向99上移动。因此，棘爪88和缺口90b的接合抵抗套筒和螺母在打开方向上移动。

现参考图7A、图8A和图9A，当使用者夹紧前套筒18且在打开方向上向套筒施加预定的力矩(例如，在当前描述的实施例中至少大约30英寸磅且在某些实施方案中至少30英寸磅)时，套筒18相对于卡盘主体从图7B、图8B和图9B中示出的锁定位置在打开方向99上移动，且套筒锁定棘爪88从第二凸轮表面90b越过套筒锁定凸起90，直到它邻近第一凸轮表面90a。同样，锁定凸轮91离开凸轮表面105且进入到卡盘锁定棘爪98的凹部103中。弹簧在这些位置的情况下，卡盘处于图7A、图8A和图9A中示出的解锁状态。这允许弹簧将卡盘锁定棘爪98返回到它的正常的、向外偏置的位置，从而使卡盘锁定棘爪98的锁定齿100与环形棘轮94的棘轮齿96脱离。因此，卡盘锁定弹簧27，且因此螺母26相对于卡盘主体14自由旋转。前套筒18在打开方向99上的继续的旋转导致螺母16在打开方向上的旋转，从而导致卡爪26在卡盘主体14的它们的相应的通路42内向后移动。

如在下文更详细地描述的，当前套筒18，且因此弹簧致动器31相对于卡盘主体和螺母16在打开方向99上旋转，使得锁定凸轮91和套筒锁定棘爪88从图7B、图8B和图9B中示出的位置移动到图7A、图8A和图9A中示出的位置时，弹簧致动器31的螺母驱动凹部78相对于螺母驱动止档74移动，使得每个螺母驱动止档74抵靠或立即邻近相应的螺母驱动凹部78的侧壁82。

在操作中，当卡盘在其完全打开位置和完全关闭位置之间时，螺母驱动凹部78接收螺母驱动止档74，使得驱动止档邻近凹部侧壁82。卡盘锁定弹簧27相对于弹簧致动器31布置，使得锁定凸轮91被弹簧致动器31的凹部103接收。也就是说，前套筒18相对于螺母处于第一(解锁)位置。在第一位置中，套筒锁定棘爪88邻近套筒锁定凸起90的第一凸轮表面90a布置。前套筒18在关闭方向97上的旋转将力矩从前套筒18经由锁定凸轮91传递到螺母16，锁定凸轮91位于卡盘锁定棘爪98的凹部103中，且套筒锁定棘爪88邻接套筒锁定凸起90。由于螺母带22通过压配合旋转地固定到螺母16，因此操作者旋转前套筒18时通过螺母锁定弹簧27和套筒锁定弹簧29旋转地驱动螺母，从而打开或关闭卡爪。当操作者在关闭方向(由箭头97指示)上将套筒/螺母带/螺母旋转到卡爪收紧到工具柄上的点时，促使螺母在卡爪螺纹上向后，从而推动螺母抵靠轴承54的滚珠68、轴承垫圈64和止推环48。

螺母螺纹和卡爪螺纹之间的楔形件渐增地抵抗螺母的旋转。当操作者在关闭方向97上继续旋转前套筒18，且阻力克服由位于凹部103中的锁定棘爪91和邻接套筒锁定凸起90的第一凸轮表面90a的弹簧锁定棘爪88二者提供的保持力时，前套筒18相对于螺母16以及卡盘锁定弹簧27和套筒锁定弹簧29二者旋转。这使螺母驱动止档74从螺母驱动凹部78的侧壁82移动到侧壁80，并且在螺母驱动止档74越过套筒锁定凸起90时径向向内地推动套筒锁定棘爪88，靠近套筒锁定凸起90的第二凸轮表面90b(图7B、图8b和图9B)。同时，凸轮表面105朝着锁定凸轮91旋转，使得锁定凸轮91跨在凸轮表面105上，从而使卡盘锁定棘爪98向内偏置，使得锁定棘爪的锁定齿100接合环形棘轮94的棘轮齿96，如图7B和图9B中示出的。在这一点，卡盘锁定弹簧27，且因此螺母16旋转地锁定到环形棘轮94，且因此锁定到卡盘主体14，对抗卡盘在打开方向99上的旋转。也就是说，螺母在打开方向旋转地锁定到卡盘主体。由于螺母相对于主体的旋转对于打开卡盘是必须的，因此这抵抗使用期间的无意打开。

然而，卡盘锁定弹簧27，且因此螺母16仍然可以相对于环形棘轮94且因此主体14在卡盘的关闭方向97上旋转。当使用者旋转前套筒18时，套筒通过驱动止档74抵靠凹部侧壁80驱动螺母16。这继续收紧卡盘，且如上所描述的，产生咔嗒声以通知操作者卡盘处于完全收紧位置。

为打开卡盘，操作者在打开方向99上旋转前套筒19。前套筒18在锁定凸轮91接合到凸轮表面105上时通过弹簧致动器31将该扭矩传递到卡盘锁定弹簧27，并且在套筒锁定爪88和套筒锁定凸起90的第二凸轮表面90b接合时将该扭矩传递到套筒锁定弹簧29。因为锁定齿100通过棘轮齿96接合环形棘轮94，环形棘轮94经由压配合旋转地固定到主体，所述卡盘锁定弹簧和套筒锁定弹簧不能与前套筒一起旋转。因此，在打开方向99上施加足够的力矩时，前套筒18相对于卡盘和套筒锁定弹簧以及螺母移动。这使锁定凸轮91离开凸轮表面105移动，且移动回到凹部103中，从而使卡盘锁定棘爪98的锁定齿100与棘轮齿96脱离。套筒锁定棘爪88越过套筒锁定凸起从第二凸轮表面90b移动到第一凸轮表面90a，且螺母驱动止档74从螺母驱动凹部78的侧壁80移动到侧壁82。因此，前套筒相对于螺母移动到第一位置，如图7A、图8A和图9A中所示出的，且螺母相对于环形棘轮和卡盘主体自由旋转。因此，前套筒18在打开方向99上的进一步旋转使卡爪26远离卡盘轴线移动，从而打开卡盘。

参考如图10至图12中例示的另一实施方案，根据本公开内容的卡盘210包括主体214、螺母216、前套筒218、鼻部件220、螺母带222、后覆盖盘224、多个卡爪226、卡盘锁定弹簧和套筒锁定弹簧227，以及弹簧致动器231。主体214大体上是圆柱形形状，并且包括鼻部或前部228和尾部或后部230。鼻部228具有横向于主体214的纵向中心轴线234的前面232和在鼻部228的前方端处的锥形表面。鼻部限定轴向孔238，该轴向孔238的尺寸被设计为稍大于卡盘被设计为容纳的最大工具柄。螺纹孔240形成在尾部230中且具有标准大小，以与动力驱动器或手动驱动器(未示出)的驱动轴匹配。轴向孔238和螺纹孔可以在主体214的中心区域处连通，如上文参考图1所描述的。

主体214限定三条通路242，以容纳三个卡爪226。每个卡爪与每个邻近的卡爪绕卡盘轴线234等角地隔开，且卡爪的轴线如上文所述地布置。形成在每个卡爪的相反表面或外表面上的螺纹可以以任何合适的类型的管和螺距来构造，如上文所描述的。

主体214包括止推环248，在一个或多个实施方案中，止推环248与主体的主要部分可以是一体的。然而，应理解的是，止推环248和主体的主要部分可以是分离的部件。止推环248包括多个导轨250，导轨250形成在止推环248的圆周周围，以允许卡爪226穿过导轨250收回，止推环248还包括后方凸耳，以接收轴承254和轴承垫圈264。参考图1的实施方案如上文所述地构造止推环和其凸耳。前凸耳253从止推环248的前方的主体径向向外地延伸。前凸耳253防止了螺母216相对于主体214的向前轴向运动，螺母216被接收在形成在前凸耳253和止推环248之间的卡盘值214中的环形凹槽257中。

主体尾部230包括滚花表面260，滚花表面260绕尾部的外表面整个延伸，且以压配合接收后覆盖盘224，或可选的后套筒(未示出)。后覆盖盘224还可以在没有滚花的情况下通过压配合而被固位，如上文所描述的。

螺母216(其在所描述的实施方案中是拼合螺母)限定了位于螺母的内圆周上的内螺纹262，且通过将两个螺母半部分离地放置在凹槽中而被接收在环形凹槽257中，如在本领域中所应该理解的。轴承垫圈264邻近止推环凸耳的第一表面被接收在止推环248和轴承254之间。轴承254包括保持多个滚珠的轴承罩，所述多个滚珠允许螺母216相对于卡盘主体旋转。轴承254被布置在轴承264的前表面和螺母216的后表面之间。螺母216被示出为在其外圆周上没有锯齿或滚花，但是，应理解的是，螺母216在其外圆周上可以被形成有轴向对齐的齿或其他形式的滚花，且螺母216的前外边缘可以设置有小倒角，以便于螺母216到螺母带222中的压配合。螺母216可以包括从其后端径向向外地延伸的凸耳263，以当螺母带被压配合到螺母216上时邻接螺母带222的后方边缘，使得螺母216完全插入到螺母带222中。

螺母带222包括以压配合围绕螺母216的环形带部分272。多个螺母驱动止档274从环形带部分272的前方边缘向前延伸且被接收在对应的多个螺母驱动凹部278中，螺母驱动凹部278被限定在弹簧致动器231的外周界中。每个螺母驱动止档274在其对应的螺母驱动凹部278中绕轴线234能够有限地旋转通过预定的角度，取决于止档274和凹部278之间的角宽度差值。在此实施方案中，设置了三个螺母驱动止档274和三个螺母驱动凹部278。

前套筒218大致上是圆柱形形状且在其前端通过环形前面终止，环形前面在垂直于卡盘主体214的纵向中心轴线234的平面中是大体上平面的。内凸缘从所述前面的最内周界向后延伸并且包括多个驱动止档，驱动止档从内凸缘的前边缘在平行于轴线234的方向上向后延伸，类似于上文参考图1描述的实施方案。在这些实施方案中，前套筒包括三个驱动止档。前套筒绕主体214旋转地布置且通过鼻部件220被轴向地固位在主体214上，鼻部件220进而被压到主体前部228上。

前套筒的每个驱动止档被接收在由弹簧致动器231限定的相应的驱动凹部286中，使得止档的远端邻接相应的驱动凹部286的底部。驱动止档和凹部286的角宽度是相同的(然而允许止档滑动配合到凹部中)，使得弹簧致动器31旋转地固定到前套筒218。每个套筒驱动凹部286绕弹簧致动器231的内周界圆周地延伸。

弹簧致动器231大致上是环形形状的，限定了中心孔，该中心孔被配置成绕卡盘主体的前部228被旋转地接收。在此实施方案中，弹簧致动器231限定了绕其外周界圆周地延伸的三个螺母驱动凹部278。每个螺母驱动凹部278被配置成接收螺母带222的相应的螺母驱动止档274。附加地，如上所述，弹簧致动器231限定多个套筒驱动凹部286，每个套筒驱动凹部286向内悬垂到弹簧致动器231的前面中并且邻近弹簧致动器231的最内周界与弹簧致动器231的中心孔的周界连通。弹簧致动器231还包括套筒锁定凸起290和锁定凸轮291，锁定凸轮291从弹簧致动器的后面轴向地向后悬垂。套筒锁定凸起290朝着卡盘的主体的纵向中心轴线234径向向内地延伸，并且在套筒和卡盘锁定弹簧227的一个远端处与套筒锁定棘爪288配合，以使前套筒218相对于螺母维持在选定的旋转位置中。类似的，锁定凸轮291还朝着前套筒的纵向中心轴线234径向向内地延伸，并且与卡盘和套筒锁定弹簧227的锁定棘爪298能够选择性地接合，以使卡盘210在锁定状态和解锁状态之间转变，如下文讨论的。弹簧致动器231可以由金属形成，诸如，但不限于弹簧钢。

卡盘和套筒锁定弹簧227大致上是C形的且包括主体部分309，主体部分309在径向方向(相对于卡盘主体轴线)上比可偏转卡盘锁定棘爪298厚，卡盘锁定棘爪298从主体部分的第一端圆周地延伸。卡盘和套筒锁定弹簧227的主体部分309包括安装凹部301，安装凹部301从弹簧的外表面307径向向内(在组装的卡盘中考虑，朝着轴线234)地悬垂，且安装凹部301具有足以允许凹部301将螺母带222的相应的螺母驱动止档274可滑动地接收在其中的角宽度，但大致等于止档274的角宽度，从而将卡盘锁定弹簧227旋转地固定到螺母带222，使得两个部件在如本文所描述的卡盘的操作期间一起旋转。因为螺母带222被压至螺母216，因此卡盘和套筒锁定弹簧227旋转地固定至螺母16。卡盘锁定棘爪298的远端被径向地布置在螺母驱动止档274中的一个的内部。在此实施方案中，卡盘锁定棘爪298在径向方向(相对于轴线234)上比主体部分309薄，从而容纳弹簧致动器231的锁定凸轮291，以用凸轮径向向内地带动卡盘锁定棘爪298，如在下文中更详细地描述的。

在此实施方案中的弹簧主体被配置成提供足够的刚度，以抵抗当齿300接合齿296时卡盘的打开，且还抵抗如本文所描述的疲劳或重复操作。在这种情况下，与上文描述的实施方案中的弹簧27的尺寸相比，该弹簧在径向方向上和轴向方向的尺寸略微更大，从而增加锁定力。在此实施方案中使用更多锁定齿300(在此实施例中五个)，以减少在较高锁定力下的齿磨损。鉴于本公开内容应理解，在卡盘锁定和解锁期间弹簧227在径向方向上重复地弯曲，锁定齿300与棘轮齿296之间处于接合和脱离接合。主体部分309在卡盘的操作中略微弯曲，如本文所描述的，因为弹簧227具有长的长度，在当前描述的实施方案中绕卡盘主体超过一半延伸。另外，弹簧227在其主体部分中大致上具有大于弹簧主体的厚度(即，在卡盘主体的径向方向上)的宽度(即，在卡盘轴线的方向上)。给定弹簧的参数和如本文所描述的给定的卡盘实施方案的构造，特定的弹簧尺寸，例如轴向宽度、径向厚度和准确长度可以被调节，直到实现期望的操作参数，例如以下力矩水平：需要通过使用者的夹紧在打开方向施加在前套筒上，以使套筒18在打开方向上从锁定位置(如两个弹簧实施方案中的图7B、图8B和图9B中示出的)移动到解锁位置(如图7A、图8A图9A和图11中示出的)。因此，弹簧尺寸在给定的卡盘配置中可以被调节，直到实现期望的打开力矩，例如30英寸磅或大约30英寸磅。因此，鉴于本公开内容应理解，特定的弹簧尺寸可以随着卡盘尺寸和配置、期望的卡盘参数(例如，打开力矩水平)以及用于该参数的期望的阈值(例如，30英寸磅或大约30英寸磅)而变化。

应注意，卡盘锁定棘爪298包括多个从卡盘锁定棘爪298径向向内悬垂的锁定齿300，锁定齿300能够与环形棘轮294的棘轮齿296可选择地接合，环形棘轮294被压至前凸耳253前方的卡盘的主体214上。应注意，设置了五个齿300，以增加与齿296一起保持本文描述的旋转锁定的弹簧的能力。尽管例示了五个齿，在其他实施方案中可以使用其他数目的齿。卡盘和套筒锁定弹簧227优选地由金属形成，诸如，但不限于弹簧钢。从本公开内容应理解的是，可以使用其他材料，例如但不限于铍青铜来形成本文讨论的弹簧或其他部件。

卡盘和套筒锁定弹簧227还具有套筒锁定棘爪288，套筒锁定棘爪288从弹簧主体部分309的一端圆周地延伸。卡盘和套筒锁定弹簧227的外表面邻近锁定棘爪288的基部邻接螺母驱动止档274中的一个的内表面。在例示的实施方案中，套筒锁定棘爪288在径向方向上比弹簧主体部分309薄，从而容纳弹簧致动器231的套筒锁定凸起290，以通过套筒锁定凸起的第一凸轮表面290a和第二凸轮表面290b用凸轮径向向内地带动套筒锁定棘爪288。

应注意，螺母带222的螺母驱动止档274被接收在由弹簧致动器231限定的相应的螺母驱动凹部278中。每个螺母驱动凹部278绕弹簧致动器231的外周界圆周地延伸。每个螺母驱动止档274的角宽度小于其对应的螺母驱动凹部278的角宽度，导致套筒218和螺母216之间有限范围的允许的相对旋转移动，弹簧致动器231旋转地固定到套筒218，如上所述。因此，前套筒218，且因此还有弹簧致动器231相对于卡盘和套筒锁定弹簧227能够旋转通过相同的有限范围，如下文所描述的。例如，在此实施例中前套筒218相对于螺母216能够在大约16°至大约20°之间旋转。每个螺母驱动凹部278具有一对相对的侧壁280和282，侧壁280和282适于被相应的螺母驱动止档274选择性地邻接，从而限定有限的允许的相对旋转移动的范围。

由于前套筒218的驱动止档和弹簧致动器231的驱动凹部286的大致相等的角宽度，绕卡盘轴线234施加到前套筒218的力矩对弹簧致动器231施加相同方向的力矩。前套筒18通过套筒锁定棘爪288和卡盘锁定棘爪298分别与弹簧致动器231的套筒锁定凸起290和锁定凸轮291的接合将力矩传递到螺母216。因此，施加到前套筒218的旋转力矩通过这样的接合，或者通过螺母驱动止档274与螺母驱动凹部278的侧壁280和282的接合被传递到螺母带222，且因此传递到螺母216(经由螺母带222和螺母216之间的压配合)。因此，前套筒218绕轴线234在卡盘的打开方向或关闭方向上的旋转也使螺母216在相同的打开方向或关闭方向上旋转。由于螺纹262的螺纹方向，螺母216绕轴线234在第一旋转(或关闭)方向上的旋转导致卡爪226朝着轴线234径向向内移动，而螺母216绕轴线234在第二旋转(或打开)方向上的旋转导致卡爪226在相应的通路242中远离轴线234径向地移动。

如上文应注意的，环形棘轮圈294形式的棘轮被压至前凸耳253前方的主体14上。在替代的实施方案中，棘轮圈可以通过在主体中向内形成的齿来形成。在当前描述的实施方案中，棘轮由绕圈294布置的多个锯齿形棘轮齿296形成，从而邻接卡盘的主体的表面。卡盘和套筒锁定弹簧227被旋转地固定到螺母带222，且从环形棘轮294径向向外地偏置，从而促使弹簧227的远端或锁定棘爪298远离棘轮齿296的环形阵列。在此实施方案中，棘爪齿和棘轮齿与上文描述的实施方案中的棘爪齿和棘轮齿类似地形成，使得这些部件以相同的方式执行，如参考这些实施方案所描述的。

当前套筒218相对于螺母在锁定位置时，弹簧致动器231的锁定凸轮291被接收在凸轮表面305上，该凸轮表面305邻近锁定棘爪298的凹部303，且套筒锁定棘爪288被定位成邻近套筒锁定凸起290的第二凸轮表面290b。因此，锁定棘爪298的锁定齿300被迫使向内且接合棘轮齿296。套筒和卡盘锁定弹簧227，且因此螺母216因此可以相对于卡盘主体仅在关闭方向上旋转。在本文中应注意，齿296和300被配置成使得当接合时，所述接合的齿阻止螺母相对于卡盘主体在打开方向上的旋转，但是允许螺母在关闭方向上的旋转，只要向螺母施加了足够的力矩(例如通过向套筒施加手动递送的力矩)来导致齿296和300压制在彼此之上。还应注意的是，凸轮表面290b在套筒锁定凸起290中在径向方向上形成凹口或缺口。由于远端/棘爪288被接收在此缺口中，且被弹簧主体径向向外偏置到缺口中，因此该偏置的力与缺口290b和棘爪288的几何形状结合，使套筒相对于螺母和主体保持为旋转地定位，阻止套筒相对于螺母和主体在打开方向上的无意旋转，不然这可以导致套筒相对于螺母和主体移动到打开位置，这将进而释放齿296和300的接合，且可能允许螺母相对于卡盘主体在打开方向上移动。因此，棘爪288和缺口290b的接合抵抗套筒相对于螺母在打开方向上的移动。

当使用者夹紧前套筒218且在打开方向上向套筒施加预定的力矩(例如，在当前描述的实施例中至少30英寸磅)时，套筒218相对于卡盘主体从锁定位置在打开方向上移动，且套筒锁定棘爪288从第二凸轮表面290b越过套筒锁定凸起290，直到它邻近第一凸轮表面290a。同样，锁定凸轮291离开凸轮表面305且进入到卡盘锁定棘爪298的凹部303中。弹簧在这些位置的情况下，卡盘处于图12中示出的解锁状态。这允许弹簧将卡盘锁定棘爪298返回到它的正常的、向外偏置的位置，从而使卡盘锁定棘爪298的锁定齿300与环形棘轮294的棘轮齿296脱离。因此，卡盘和套筒锁定弹簧227，且因此螺母216相对于卡盘主体214再次自由旋转。前套筒218在打开方向上的继续的旋转导致螺母216在打开方向上的旋转，从而导致卡爪226在卡盘主体214的它们的相应的通路242内向后移动。

当前套筒218，且因此弹簧致动器231相对于卡盘主体和螺母216在打开方向上旋转，使得锁定凸轮291和套筒锁定棘爪288从锁定位置移动到解锁位置时，弹簧致动器231的螺母驱动凹部278相对于螺母驱动止档274移动，使得每个螺母驱动止档274抵靠或立即邻近相应的螺母驱动凹部278的侧壁282。

因此，且从本讨论明显的是，图10至图12中例示的卡盘在打开过程和关闭过程中的操作类似于图1至图9中例示的卡盘的操作，除了套筒和锁定棘爪被布置在单个弹簧中，而不是个体的、不同的弹簧中。

尽管上文已经讨论了本设想的一个或多个实施方案，然而应理解，本发明的任何和所有等同的实现被包括在本公开内容的范围和原理内。因此，仅以实施例方式呈现描绘的实施方案，且不意在限制本发明。应理解的是，各个一个或多个实施方案的方面可以以整体或部分的方式互换。因此，可以想到，任一和所有这样的实施方案在落入本公开内容的文字或等同范围内时被包括在本发明中。

Claims (18)

1.一种用于与具有可旋转的驱动轴的手动驱动器或动力驱动器一起使用的卡盘，所述卡盘包括：

主体，所述主体被配置成与驱动轴一起旋转，且所述主体具有绕所述主体的轴线居中地形成在所述主体中的轴向孔；

多个第一齿，所述第一齿旋转地固定到所述主体；

多个卡爪，所述卡爪相对于所述主体被可移动地设置成与所述轴向孔连通；

环形螺母，所述环形螺母具有与所述卡爪上的螺纹接合地形成在所述环形螺母上的螺纹，使得所述螺母绕所述主体和所述轴线在关闭方向上的旋转使所述卡爪朝着所述轴线移动，并且所述螺母绕所述主体和所述轴线在与关闭方向相反的打开方向上的旋转使所述卡爪远离所述轴线移动；

弹簧组件，所述弹簧组件包括：

第一环形弹簧，所述第一环形弹簧旋转地固定到所述螺母并且具有使所述第一环形弹簧的第一远端相对于所述轴线在径向方向上偏置的主体，且所述主体在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线在大于180°的角宽度上延伸，且其中所述第一环形弹簧在所述第一远端处限定与所述第一齿相反的至少一个第二齿；以及

第二环形弹簧，所述第二环形弹簧旋转地固定到所述螺母并且具有使所述第二环形弹簧的第二远端相对于所述轴线在径向方向上偏置的主体，且所述主体在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线在大于180°的角宽度上延伸；

可手动致动的套筒，所述套筒绕所述轴线围绕所述主体、第一环形弹簧和第二环形弹簧，且所述套筒接合所述螺母，使得所述套筒在打开方向和关闭方向上旋转地驱动所述螺母，并且使得所述套筒能够在第一相对旋转位置和第二相对旋转位置之间的有限的弧度上相对于所述螺母旋转，

其中所述套筒限定凸轮表面，所述凸轮表面接合所述第一环形弹簧，使得在所述套筒和所述螺母之间的第一相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是脱离的，并且使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是接合的，且其中所述第一齿和所述至少一个第二齿被配置成使得所述第一齿和所述至少一个第二齿的接合防止所述螺母和所述主体之间在打开方向上的相对旋转，

其中所述套筒限定缺口，所述缺口接合所述第二环形弹簧，使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述缺口接收所述第二远端，使得所述缺口抵抗所述套筒和所述第二弹簧之间在打开方向上的相对旋转运动。

2.如权利要求1所述的卡盘，其中所述第一齿和所述至少一个第二齿被配置成使得所述第一齿和所述至少一个第二齿的接合允许所述螺母和所述主体之间在关闭方向上的相对旋转。

3.如权利要求1所述的卡盘，其中所述螺母具有多个止档，所述止档延伸到所述套筒中的相应的凹部中，且其中所述止档在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线的角宽度小于相应的凹部的角宽度，使得所述止档和所述相应的凹部之间的角宽度差值限定该有限的弧度。

4.如权利要求3所述的卡盘，其中所述螺母包括内部分和带，所述内部分限定环形螺母的螺纹，所述带被压至所述内部分的径向向外的表面上，所述带限定所述止档。

5.如权利要求4所述的卡盘，其中所述套筒具有聚合物部分和金属部分，所述金属部分被接收在所述聚合物部分的、相对于所述轴线径向向内的表面处，其中所述金属部分限定所述相应的凹部的至少部分。

6.如权利要求5所述的卡盘，其中所述金属部分限定所述凸轮表面的至少部分和所述缺口的至少部分。

7.如权利要求1所述的卡盘，其中所述弹簧组件和所述套筒被配置成使得所述弹簧组件和所述套筒响应于相对于所述螺母在打开方向上施加到所述套筒的力矩、达到至少大约30英寸磅的所述力矩，抵抗所述套筒和所述弹簧组件之间的相对旋转。

8.如权利要求1所述的卡盘，其中所述弹簧组件和所述套筒被配置成使得所述弹簧组件和所述套筒响应于相对于所述螺母在打开方向上施加到所述套筒的力矩、达到至少30英寸磅的所述力矩，抵抗所述套筒和所述弹簧组件之间的相对旋转。

9.一种用于与具有可旋转的驱动轴的手动驱动器或动力驱动器一起使用的卡盘，所述卡盘包括：

主体，所述主体被配置成与驱动轴一起旋转，并且所述主体具有绕所述主体的轴线居中地形成在所述主体中的轴向孔；

多个第一齿，所述第一齿旋转地固定到所述主体；

多个卡爪，所述卡爪相对于所述主体被可移动地设置成与所述轴向孔连通；

环形螺母，所述环形螺母具有与所述卡爪上的螺纹接合地形成在环形螺母上的螺纹，使得所述螺母绕所述主体和所述轴线在关闭方向上的旋转使所述卡爪朝着所述轴线移动，并且所述螺母绕所述主体和所述轴线在与关闭方向相反的打开方向上的旋转使所述卡爪远离所述轴线移动；

弹簧组件，所述弹簧组件旋转地固定到所述螺母，所述弹簧组件具有与所述第一齿相反的至少一个第二齿，所述弹簧组件使所述至少一个第二齿相对于所述轴线在径向方向上偏置，并且所述弹簧组件使所述弹簧组件的一端相对于所述轴线在径向方向上偏置；

可手动致动的套筒，所述套筒绕所述轴线围绕所述主体和所述弹簧组件，且所述套筒接合所述螺母，使得所述套筒在打开方向和关闭方向上旋转地驱动所述螺母，并且使得所述套筒能够在第一相对旋转位置和第二相对旋转位置之间的有限的弧度上相对于所述螺母旋转，

其中所述套筒限定凸轮表面，所述凸轮表面接合所述弹簧组件，使得在所述套筒和所述螺母之间的第一相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是脱离的，并且使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是接合的，且其中所述第一齿和所述至少一个第二齿被配置成使得所述第一齿和所述至少一个第二齿的接合防止所述螺母和所述主体之间在打开方向上的相对旋转，

其中所述套筒限定缺口，所述缺口接合所述弹簧组件，使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述缺口接收所述弹簧组件的端部，使得所述缺口抵抗所述套筒和所述弹簧组件之间在打开方向上的相对旋转运动，

其中所述螺母具有多个止档，所述止档延伸到所述套筒中的相应的凹部内，且其中所述止档在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线的角宽度小于相应的凹部的角宽度，使得所述止档和相应的凹部之间的角宽度差值限定该有限的弧度，且

其中所述套筒具有聚合物部分和金属部分被接收在所述聚合物部分的表面处的，所述金属部分被接收在所述聚合物部分的、相对于所述轴线径向向内的表面处，其中所述金属部分限定所述相应的凹部的至少部分。

10.如权利要求9所述的卡盘，其中所述金属部分限定所述凸轮表面的至少部分和所述缺口的至少部分。

11.如权利要求9所述的卡盘，其中所述弹簧组件和所述套筒被配置成使得所述弹簧组件和所述套筒响应于相对于所述螺母在打开方向上施加到所述套筒的力矩、达到至少大约30英寸磅的所述力矩，抵抗所述套筒和所述弹簧组件之间的相对旋转。

12.如权利要求9所述的卡盘，其中所述弹簧组件和所述套筒被配置成使得所述弹簧组件和所述套筒响应于相对于所述螺母在打开方向上施加到所述套筒的力矩、达到至少30英寸磅的所述力矩，抵抗所述套筒和所述弹簧组件之间的相对旋转。

13.如权利要求9所述的卡盘，其中所述弹簧组件包括限定至少一个第二齿的第一弹簧和限定所述端部的第二弹簧。

14.如权利要求9所述的卡盘，其中所述弹簧组件包括限定至少一个第二齿和所述端部的单个弹簧。

15.一种用于与具有可旋转的驱动轴的手动驱动器或动力驱动器一起使用的卡盘，所述卡盘包括：

主体，所述主体被配置成与驱动轴一起旋转，且所述主体具有绕所述主体的轴线居中地形成在所述主体中的轴向孔；

多个第一齿，所述第一齿旋转地固定到所述主体；

多个卡爪，所述卡爪相对于所述主体被可移动地设置成与所述轴向孔连通；

环形螺母，所述环形螺母具有与所述卡爪上的螺纹接合地形成在环形螺母上的螺纹，使得所述螺母绕所述主体和所述轴线在关闭方向上的旋转使所述卡爪朝着所述轴线移动，并且所述螺母绕所述主体和所述轴线在与关闭方向相反的打开方向上的旋转使所述卡爪远离所述轴线移动；

弹簧组件，包括：

第一环形弹簧，所述第一环形弹簧通过止档旋转地固定到所述螺母，所述止档从所述螺母延伸且与第一弹簧中的凹槽配合，所述第一弹簧具有使所述第一环形弹簧的第一远端相对于所述轴线在径向方向上偏置的主体，且所述主体在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线在大于180°的角宽度上延伸，且其中所述第一环形弹簧在所述第一远端处限定与所述第一齿相对的至少一个第二齿，以及

第二环形弹簧，所述第二环形弹簧通过止档旋转地固定到所述螺母，所述止档与第二弹簧中的凹槽配合，所述第二弹簧具有使所述第二环形弹簧的第二远端相对于所述轴线在径向方向上偏置的主体，且所述主体在垂直于所述轴线的平面中绕所述轴线在大于180°的角宽度上延伸；

可手动致动的套筒，所述套筒绕所述轴线围绕大体上圆柱形的主体、第一环形弹簧和第二环形弹簧，且所述套筒接合所述螺母，使得所述套筒在打开方向和关闭方向上旋转地驱动所述螺母，并且使得所述套筒能够相对于所述螺母在第一相对旋转位置和第二相对旋转位置之间的有限的弧度上旋转；

其中所述套筒限定凸轮表面，所述凸轮表面接合所述第一弹簧，使得在所述套筒和所述螺母之间的第一相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是脱离的，并且使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述第一齿和所述至少一个第二齿是接合的，且其中所述第一齿和所述至少一个第二齿被配置成使得所述第一齿和所述至少一个第二齿的接合防止所述螺母和大体上圆柱形的主体之间在打开方向上的相对旋转，

其中所述套筒限定缺口，所述缺口接合所述第二弹簧，使得在所述套筒和所述螺母之间的第二相对旋转位置中，所述缺口接收所述第二远端，使得所述缺口抵抗所述套筒和所述第二弹簧之间在打开方向上的相对旋转运动。

16.如权利要求15所述的卡盘，其中所述第一环形弹簧和所述第二环形弹簧在所述卡盘主体的轴向方向上处于邻接关系。

17.如权利要求15所述的卡盘，其中所述弹簧组件和所述套筒被配置成使得所述弹簧组件和所述套筒响应于相对于所述螺母在打开方向上施加到所述套筒的力矩、达到至少大约30英寸磅的所述力矩，抵抗所述套筒和所述弹簧组件之间的相对旋转。

18.如权利要求15所述的卡盘，其中所述弹簧组件和所述套筒被配置成使得所述弹簧组件和所述套筒响应于相对于所述螺母在打开方向上施加到所述套筒的力矩、达到至少30英寸磅的所述力矩，抵抗所述套筒和所述弹簧组件之间的相对旋转。