CN1108892C - 带有夹紧机构止动件的夹具 - Google Patents

Abstract

带有大体上为圆筒形机体(34)的夹具(30)，具有夹紧机构(36)，其可致动到闭合位置，在闭合位置夹紧机构(36)相对于机体(34)夹持工具。环形螺母(66)具有与夹紧机构(36)螺纹啮合的螺纹部分(68)，从而螺母(66)沿闭合方向的转动致动夹紧机构(36)到闭合位置，而螺母(66)沿松开方向、即与闭合方向相反的方向的转动，致动夹紧机构(36)到松开位置。螺母(66)和夹紧机构(36)中之一包括转动止动件(78)，当夹紧机构(36)到达一预定位置，同时由螺母(66)沿松开方向的转动而致动时，其在相对于机体(34)的轴线(52)的转动方向，抵靠螺母(66)和夹紧机构(36)中的另一个，以阻止螺母(66)进一步的转动。

Description

带有夹紧机构止动件的夹具

发明背景

本发明一般涉及用于钻头或电动或气动动力驱动器的夹具。尤其是本发明涉及可手动夹紧或松开的无键型夹具。

手动和电动或气动工具驱动器都是公知的。在这种驱动器上，虽然麻花钻是最常用的工具，但这些工具也可包括螺丝刀、螺母刀、砺石、安装的磨石及其它切割或研磨工具。由于工具柄可以是不同的直径或多边形截面，因此通常给工具提供可在较宽范围内调节的夹具。该夹具可通过螺纹或锥形孔，或者任何其它合适的装置连接到驱动器上。

已开发了多种类型的夹具，其中通过夹具机体与环形螺母之间的相对转动来致动夹紧机构。例如在一种斜卡爪夹具中，机体部件包括彼此隔开大约120度的三个通道。这些通道如此设置，致使它们的中心线相交于沿夹具轴线、位于夹具机体前的一点上。夹紧机构包括三个卡爪，它们由通道约束并可在通道内移动，以便夹紧大致沿夹具中心线设置的圆柱形的工具柄。螺母绕夹具的中心转动，并且与卡爪上的螺纹啮合，因此螺母的转动使得卡爪可在通道内的任一方向上移动。机体与螺母如此地设置，致使螺母在相对于机体的一个方向(闭合方向)的转动，迫使卡爪夹紧工具柄，而在相反方向(松开方向)的转动则释放这种夹紧。如果由手转动的话，这种夹具可以是无键型的。这种夹具的一个例子公开于名称为“非冲击无键型夹具”的美国专利US 5,125,673中，该专利已共同转让给本受让人，并将其整个公开内容结合在此作为参考。在本领域中，已知晓无键型夹具的各种构造，并可广泛应用。

在其夹紧机构包括由螺母与机体之间的相对转动来驱动的卡爪的夹具中，所述的卡爪包括切割成大体上为圆柱形卡爪的螺纹部分。参照图1所示的现有技术，螺纹部分10被切割成卡爪12，在螺纹部分的前边缘留下一大体上平的表面14。卡爪12设置在相应的通道16内，并且与螺母18螺纹啮合，从而螺母18的转动在通道16内轴向地驱动卡爪12，这依赖于螺母的转动方向。参照图1和1A，当螺母18沿松开方向转动、因此驱动卡爪到其完全收回的位置时(该位置是卡爪的工具啮合部分从夹具轴线径向向外拉的距离，大于设计夹具所容纳的最大圆柱形工具半径时的位置)，平表面14轴向抵靠螺母18的相对的平表面20。螺母18进一步的转动增大表面14与20之间的摩擦力，直到禁止沿松开方向进一步的转动为止。但是，摩擦力也阻止螺母沿闭合方向的转动，因此如果要闭合夹具来夹紧工具，操作者必须克服这些力。

发明摘要

本发明认识和解决现有技术的构造及方法中存在的上述问题和其它问题。

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的夹具。

本发明的另一目的是提供这样的一种夹具，其具有改进的止动机构，以制止在松开位置夹紧机构的致动。

通过采用具有一驱动轴的手动或动力驱动器的一种夹具，可达到这些和其它目的。该夹具包括一大体为圆筒形的机体，该机体具有前段和后段。后段适于与驱动器的驱动轴相配合。一夹紧机构可致动到闭合位置和松开位置，其中在闭合位置该夹紧机构相对于机体轴向和转动地夹持工具，而在松开位置该夹紧机构不这样夹持工具。一环形螺母绕机体设置，并且具有与夹紧机构螺纹啮合的螺纹部分，从而该螺母沿闭合方向绕机体的转动，使夹紧机构致动到达闭合位置，而该螺母沿松开方向、即与闭合方向相反的方向的转动，使夹紧机构致动到达松开位置。螺母或夹紧机构包括一转动止动件，当夹紧机构到达一预定位置，同时由螺母在松开方向的转动而被致动时，该转动止动件相对于机体的轴线在转动方向抵靠螺母与夹紧机构中的另一个，以阻止螺母在松开方向进一步的转动。

在一优选实施例中，夹紧机构包括多个卡爪，它们可滑动地定位在成角度设置于机体的通道内。每一卡爪包括位于其一侧的螺纹部分，该螺纹部分与螺母螺纹啮合，从而螺母的转动在通道内轴向地致动卡爪。在每个卡爪上的螺纹前的台肩径向延伸于卡爪螺纹部分之外。螺母包括至少一个转动止动件，其具有相对于机体轴向延伸于螺母螺纹部分前的一止动面，并径向地设置于卡爪的螺纹部分之外、且径向地设置于卡爪台肩的最外范围之内。

下面将更详细地论述本发明的其它目的、特征及内容。

附图简要说明

下面在说明书的其余部分，对本领域的普通技术人员结合附图全面和具体地公开本发明，包括其最佳实施例，其中：

图1是现有技术夹具的部分剖开的纵向视图，其由螺母致动多个卡爪；

图1A是沿图1中1A-1A线的局部剖视图；

图2是根据本发明实施例的夹具的部分剖开纵向视图；

图2A是沿图2中2A-2A线的局部剖视图；

图3是根据本发明实施例的夹具的螺母内径平面图，其是将螺母切割并展开成图5所示的平面时示出的；

图4是沿图2A中4-4线剖开的图2中所示夹具的剖视图；

图5是沿图4中5-5线展开的图2所示夹具的螺母内径的平面图；

图6是根据本发明夹具的螺母透视图；

图7是沿图2A中7-7线剖开的图2所示夹具的局部剖视图；和

图8是根据本发明实施例的夹具的剖视图，其表示环形螺母的正视图。

本说明书和附图中重复使用的参考标记，意指本发明中相同或类似的特征或元件。

详述最佳实施例

下面详细参照本发明的优选实施例，在附图中表示了一个或多个例子。每一例子都是以解释本发明的方式提供的，而不是限制本发明。事实上，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明范围或实质情况下，显然可对本发明作出修改和变更。例如，作为一实施例的一部分所描述或说明的特征可用在另一实施例中，以便产生再一实施例。因此，本发明意欲覆盖落入所附权利要求书及其等同物范围内的这些修改和变更。

参照附图，图中示出倾斜卡爪夹具形式的本发明的优选实施例。然而应当理解，该描述只是以解释本发明的方式给出的，本发明可应用于任何合适的夹具，其中通过螺母与夹具机体的相对转动来致动一夹紧机构。

参照图2，夹具30包括一套筒32、一机体34和一夹紧机构36。在该实施例中，夹紧机构36包括卡爪38。机体34大体上为圆筒形，并包括前端或前段40和尾端或后段42。在前段40内形成有一轴向孔44。轴向孔44的尺寸略大于设计夹具所容纳的最大工具柄。在尾端42内形成有一螺纹孔46，螺纹孔是标准的尺寸，与动力或手动驱动器的驱动轴相配，例如与具有转轴的动力钻头相配。孔44和46可在机体34的中央区域相通。虽然示出了螺纹孔46，但这种孔也可由标准尺寸的锥形孔取代，以便与一锥形驱动轴或任何合适的连接机构相配。

在机体34内形成有通道48，以容纳各卡爪38。采用了三个卡爪38，各卡爪与相邻卡爪之间彼此隔开大约120度的弧度。通道48与卡爪38的轴线50，相对于夹具轴线52成一定的角度，并且与夹具轴线相交于夹具机体34前的一公共点处。各卡爪38具有位于一个表面上的工具啮合部分54，和位于其相对的或者外表面上的螺纹56，其中工具啮合部分54大体上平行于夹具轴线52。螺纹56可采用任何合适的形式和螺距。

机体34包括一推力环部件58，在一优选实施例中，该推力环部件58可与机体成一体。在另一实施例中，推力环58可以是与机体部件独立的元件。推力环58还可包括支架部分60，以容纳一轴承装置；和沿其圆周形成的多个卡爪导槽，以允许卡爪经其收回。在图2所示的实施例中，轴承装置包括垫圈62和球笼式滚珠轴承64。

环形螺母66为一单件螺母，其包括与卡爪38上的螺纹56相配的螺纹68。螺母66绕机体设置，以与卡爪的螺纹啮合，从而当螺母相对于机体34转动时，卡爪将前进或收回。

套筒32的外周表面可设置凸边，或设置纵向凸起或任何其它结构，以便于使用者牢固地握持。该套筒可由诸如聚碳酸酯、充填的聚丙烯、如充填有玻璃纤维的聚丙烯的工程塑料制造，或者由工程塑料材料的混合物制造。在某些环境下，诸如充填有石墨的聚合物可能是合适的。作为本领域的普通技术人员应当理解，制造夹具套筒的材料将取决于夹具的最终用途，并且上述论述是仅以示例的方式给出的。

套筒32通过前端部件70相对于机体轴向固定，前端部件压配到机体34的前段40上。螺母66由定位环72保持定位。定位环72为环形锥，其压配到前段40上，并在73处与螺母66啮合。槽77(图4)容纳驱动凸块74，以使套筒32转动固定到螺母66。

由于套筒32转动固定到螺母66，因此套筒32相对于机体34的转动也使得螺母66相对于机体转动。如上所述，由于螺母的螺纹与卡爪的螺纹啮合，螺母66的转动就使得卡爪38经通道轴向移动。卡爪轴向移动的方向取决于套筒与螺母相对于机体的转动方向。如果将一工具，例如钻头，插入孔44内，可沿闭合方向绕夹具轴线52转动套筒和螺母，从而使卡爪38移向工具啮合部分54与工具紧紧啮合的闭合位置。沿相反(松开)方向绕轴线52的转动，使卡爪轴向向后移出闭合位置到达松开位置。

参照图2、2A、4和6，螺母66包括三个止动件78，它们轴向位于螺母螺纹68前，并且绕螺母的内径等角度地分布。当螺母66沿松开方向76(图4)转动时，各卡爪38沿其轴线50轴向后拉，直到其台肩75抵靠到螺母66上为止。当卡爪到达该位置时，在这种情形下为完全收回的位置，各止动件同时与相应的卡爪38啮合。由于通道48限制卡爪38绕夹具轴线52相对于机体转动，所以卡爪就阻止螺母作进一步的松开转动。

更具体地说，各止动件78包括螺母螺纹的一止动面80，其轴向延伸(相对于夹具机体)，并且当螺母转动时穿过卡爪的螺纹。但是，当卡爪台肩75到达螺母66时，螺母66沿松开方向76的进一步转动使得止动面80与卡爪啮合。特别是，该止动面抵靠在卡爪38的转动前边缘82上，并且禁止螺母66沿松开方向进一步转动。

参照图5和6，各止动面80相对于平面86有微小的角度，平面86包括螺母66与夹具30的轴线52。但是应理解，该止动面也可以以任何合适的方式设置，以至于当由前边缘82安放它们时，可禁止螺母66进一步的松开转动，而在螺母与卡爪之间不会有明显的摩擦闭锁。例如，止动面80可平行于平面86设置。此外，如图8所示，止动面可以弯曲，使它们与卡爪前边缘82的弯曲表面相适应，从而增大转动邻靠卡爪的表面积。

参照图5和6，各止动件78构成一台肩，在一侧上具有止动面80，和从该止动面相对于松开方向76向后延伸的斜坡部分88。从一个止动面80的顶部到下一个止动面的底部的后斜坡部分88，利用螺母转动时调节卡爪前边缘的轴向移动，避免了螺母与卡爪之间严重的摩擦闭锁。例如，假设螺母66在松开方向76转动，带动卡爪38的前边缘82(图4)到止动面80的顶部90，止动面正好离开该边缘。螺母进一步的松开转动，将前边缘轴向向后拉入通道内移向螺纹68，使前边缘相对于螺母落入斜坡通道内，如箭头92所示。斜坡表面88靠近该通道，使螺母能继续转动，直到下一个止动面80转动地啮合前边缘为止。

卡爪前边缘的斜坡通道的角度或间距，如箭头92所示，取决于螺母螺纹与卡爪螺纹的螺距及螺母的直径。斜坡表面88的角度最好等于或大于通道92的角度。例如，斜坡表面88相对垂直于夹具轴线的平面98大约为1度或更大，而螺母的螺距为1度，在一优选实施例中大约在2度至5度之间。

止动面80与斜坡部分88的表面从内径94向外径96延伸。参照图7，这些表面从内径向外径相对于平面98延伸时是斜坡的，斜度大约等于卡爪台肩75的斜度。

本发明的另一实施例示于图3，其包括具有弧形(弯曲)止动面80的止动件78，以容纳卡爪38的前边缘82(图4)。代替斜坡形后部的是相当短的凸台100，其相对于松开方向76从每一止动面80向后延伸。凸台100相当短，用以当卡爪台肩75(图2)向后并移向下一个止动面80时，避开卡爪台肩75的表面。

虽然上面描述了本发明的一个或多个优选实施例，但应当理解，各种合适的实施例都可包括在本发明内。在一个优选实施例中，例如，螺母包括具有止动面和向后转动倾斜表面的单个止动件。向后倾斜表面的斜度接近、但不小于螺母的螺距。因此，可由本领域的普通技术人员在不脱离本发明的实质和范围下，实施本发明的这种修改和变化。其中本发明的实质与范围具体限定在所附权利要求书中。此外，应当理解各种实施例的内容可全部或部分互换。再者，本领域的普通技术人员将会理解，上述描述仅以示例的方式给出，而不意味着限制在所附权利要求书中所描述的本发明。

Claims (21)

1.一种用于手动或具有驱动轴的动力驱动器的夹具，所述夹具包括：

一大体为圆筒形的机体，所述机体具有前段和后段，所述后段适于与所述驱动器的所述驱动轴相配；

一夹紧机构，它可致动到闭合位置和松开位置，其中在闭合位置所述夹紧机构相对于所述机体轴向和转动地夹持工具，而在松开位置所述夹紧机构不这样夹持工具；和

一环形螺母，其绕所述机体设置，并且具有与所述夹紧机构螺纹啮合的螺纹部分，从而所述螺母沿闭合方向绕所述机体的转动，致动所述夹紧机构到所述闭合位置，而所述螺母沿松开方向、即与所述闭合方向相反的方向的转动，致动所述夹紧机构到所述松开位置；

其特征在于，所述螺母和所述夹紧机构中之一包括转动止动件，当所述夹紧机构到达一预定位置，同时被所述螺母沿所述松开方向的转动致动时，该转动止动件在相对于所述机体的轴线的转动方向上，抵靠所述螺母和所述夹紧机构中的另一个，以便阻止螺母在所述松开方向进一步的转动。

2.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述螺母包括至少一个所述的止动件，止动件包括具有止动面的台肩，止动面相对于所述机体轴向延伸于所述螺母螺纹部分之外，以便当所述夹紧机构到达所述预定位置时，抵靠安置部分所述夹紧机构的止动件的转动前边缘，从而禁止所述螺母沿所述松开方向进一步的转动。

3.如权利要求2所述的夹具，其特征在于，所述止动面于所述螺母的螺纹部分前轴向延伸。

4.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，其包括安放在所述机体上方的大体为圆筒形的套筒，从而所述套筒可相对于所述机体转动，所述套筒与所述螺母可操作地连接，因此所述套筒绕所述机体的转动能带动所述螺母转动。

5.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述机体的前段具有形成于其内的一轴向孔，和多个成角度设置的贯穿其内的通道，并且这些通道在所述前段与所述轴向孔相交。

6.如权利要求5所述的夹具，其特征在于，所述夹紧机构包括多个卡爪，所述卡爪相对于所述通道轴线滑动地设置在每一成角度设置的通道内，从而所述通道禁止所述卡爪相对于所述机体绕机体轴线运动，每一所述卡爪具有形成在其一个侧面的卡爪表面，和形成在其相对侧面的螺纹。

7.如权利要求6所述的夹具，其特征在于，所述螺母包括至少一个所述的止动件，止动件包括具有止动面的台肩，止动面相对于所述机体轴向延伸于所述螺母螺纹部分之外，并且其中每一所述卡爪包括一止动接纳部分，其在相对于所述机体轴线的转动方向抵靠所述止动面，以禁止所述螺母沿所述松开方向进一步的转动。

8.如权利要求7所述的夹具，其特征在于，所述通道等角度地绕所述机体设置，并且其中所述螺母包括多个所述止动件，这些止动件的数目等于所述通道的数目，且等角度地绕所述螺母设置。

9.如权利要求3所述的夹具，其特征在于，所述至少一个止动件包括一斜坡形的后部，其相对于所述松开方向，从所述止动面朝向所述螺母的螺纹部分向后延伸。

10.如权利要求9所述的夹具，其特征在于，所述斜坡形的后部以大致恒定的斜度，从所述止动面朝向所述螺母的螺纹部分延伸。

11.如权利要求10所述的夹具，其特征在于，所述斜坡形后部相对于垂直所述螺母轴线的平面至少以1度的角度设置。

12.如权利要求10所述的夹具，其特征在于，所述斜坡形后部相对于垂直所述螺母轴线的平面以2度至5度之间的角度设置。

13.一种用于手动或具有驱动轴的动力驱动器的夹具，所述夹具包括：

一大体为圆筒形的机体，所述机体具有前段和后段，所述后段适于与所述驱动器的驱动轴相配，所述前段具有形成于其内的轴向孔，和多个成角度设置的贯穿其内的通道，并且这些通道在所述前段与该轴向孔相交；

多个卡爪，所述卡爪相对于所述通道轴线滑动地设置在每一所述成角度设置的通道内，从而所述通道禁止所述卡爪相对于所述机体绕机体轴线运动，每一所述卡爪具有形成在其一个侧面的卡爪表面，和形成在其相对侧面的螺纹；

一环形螺母，其绕所述机体设置，并且具有与所述卡爪螺纹啮合的螺纹部分，从而所述螺母沿闭合方向绕所述机体的转动，致动所述卡爪到闭合位置，在该闭合位置，所述卡爪相对于所述机体将工具轴向和转动地夹持，而所述螺母沿松开方向、即与所述闭合方向相反的方向的转动，致动所述卡爪到松开位置，在松开位置所述卡爪不这样夹持工具；和

一安放在所述机体上方的大体为圆筒形的套筒，从而所述套筒可相对于所述机体转动，所述套筒与所述螺母可操作地连接，因此所述套筒的转动能带动所述螺母转动；

其特征在于，所述螺母包括至少一个转动止动件，当所述卡爪到达一预定位置，同时被所述螺母沿所述松开方向的转动致动时，该转动止动件沿相对于所述机体的轴线的转动方向抵靠所述卡爪，以阻止所述螺母在所述松开方向进一步的转动。

14.如权利要求13所述的夹具，其特征在于，所述至少一个止动件包括一止动面，其相对所述机体于所述螺母的螺纹部分前轴向延伸。

15.如权利要求14所述的夹具，其特征在于，当所述卡爪可操作地设置在其相应通道内时，每一所述卡爪包括相对所述机体于卡爪螺纹前的台肩，所述台肩相对于所述相应通道轴线径向延伸于所述卡爪螺纹外。

16.如权利要求13所述的夹具，其特征在于，所述通道等角度地绕所述机体设置，并且其中所述螺母包括多个所述止动件，这些止动件的数目等于所述通道的数目，且等角度地绕所述螺母设置。

17.如权利要求16所述的夹具，其特征在于，所述机体包括三个所述通道。

18.如权利要求14所述的夹具，其特征在于，所述至少一个止动件包括一斜坡形的后部，其相对于所述松开方向，从所述止动面朝向所述螺母的螺纹部分向后延伸。

19.如权利要求18所述的夹具，其特征在于，所述斜坡形的后部以大致恒定的斜度，从所述止动面朝向所述螺母的螺纹部分延伸。

20.如权利要求19所述的夹具，其特征在于，所述斜坡形的后部相对于垂直所述螺母轴线的平面至少以1度的角度设置。

21.一种用于手动或具有驱动轴的动力驱动器的夹具，所述夹具包括：

一大体为圆筒形的机体，所述机体具有前段和后段，所述后段适于与驱动器的驱动轴相配，而所述前段具有形成于其内的轴向孔，和多个成角度设置的贯穿其内的通道，并且这些通道在所述前段内与所述轴向孔相交；

多个卡爪，所述卡爪相对于所述通道轴线滑动地设置在每一所述成角度设置的通道内，从而所述通道禁止所述卡爪相对于所述机体绕机体轴线运动，每一所述卡爪具有：

形成在其一侧面的卡爪表面和形成在其相对侧面的螺纹；和

当所述卡爪可操作地设置在其相应的所述通道内时，一相对于所述机体于所述卡爪螺纹前的台肩；

所述台肩相对于所述相应通道的轴线径向延伸于所述卡爪螺纹部分外；

一环形螺母，其绕所述机体设置，并且具有与所述卡爪螺纹啮合的螺纹部分，从而所述螺母沿闭合方向绕所述机体的转动，致动所述卡爪到闭合位置，在该闭合位置，所述卡爪相对于所述机体将工具轴向和转动地夹持，而所述螺母沿松开方向、即与所述闭合方向相反的方向的转动，致动所述卡爪到松开位置，在松开位置所述卡爪不这样夹持工具；和

一安放在所述机体上方的大体为圆筒形的套筒，从而所述套筒可相对于所述机体转动，所述套筒与所述螺母可操作地连接，因此所述套筒的转动能带动所述螺母转动；

其特征在于，所述螺母包括至少一个转动止动件，其具有相对于所述机体轴向延伸于所述螺母的螺纹部分前的止动面，并且相对于所述通道轴线径向设置于所述卡爪的螺纹部分外，同时径向位于所述卡爪台肩的最外范围内，从而当所述螺母沿所述松开方向转动时，所述卡爪台肩的转动的前边缘抵靠所述止动面，此时所述卡爪已到达所述预定位置。

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