CN1358608A - 可迅速更换的卡具 - Google Patents

Abstract

一种卡具,包括通常为筒形的基体,该筒形的基体具有一个头部和一个尾部。尾部适于随着驱动轴进行转动,在头部中形成有轴向孔。一个驱动器可轴向移动地布置在基体周围。通常为筒形的套筒可转动地围绕基体安装。一个卡子安装在基体中且与轴向孔相关联,并与驱动器可操作地相关联。驱动器和套筒相关联,这样在卡具的第一状态中,套筒相对于基体在闭合方向中的转动使卡子朝着轴向孔的轴线运动,在卡具的第二状态中,驱动器相对于套筒和基体进行轴向往复运动。

Description

可迅速更换的卡具

                       技术领域

本发明一般涉及一种钻具或电动或气动驱动器所用的卡具。更具体地说，本发明涉及一种可通过手工紧固或松开的一种无键型卡具。

                       背景技术

手动和电动或气动工具驱动器是已知的。虽然螺纹钻是这种驱动器所用的最普通的工具，但所述的工具还包括螺丝起子、螺帽起子、圆头挫、安装的磨石工具及其他切割或研磨工具。由于所述的工具可具有直径不同的柄或具有多边形截面，因此，所用的装置通常带有一个可在较宽范围内调节的卡具。卡具可通过螺纹孔或锥形孔连接到驱动器上，也可与钻具的驱动轴整体形成。

现有技术中已研制了多种不同的卡具。在一种形式的卡具中，在圆周上以约120度的角度相互分离的三个爪，是通过在一个基体中按一定角度布置的通道来限制的，该基体连接到驱动轴上。这样构造的卡具使得卡具基体相对于受限制的螺帽在一个方向转动，从而迫使所述爪与工具柄保持或脱离夹持关系。这种卡具如果可通过手工旋拧而紧固或松开，它就可以是无键式的。

在另一种形式的卡具中，一个螺帽可围绕卡具基体轴向移动布置，这样，螺帽相对于卡具基体的轴向运动使卡爪在卡具基体中的通道中运动。螺帽在外圆周表面上限定的螺纹与在套筒的内圆周面上限定的螺纹相配合。套筒相对于卡具基体的转动使螺帽轴向运动，以在通道中驱动卡爪来夹持及松开工具。

无键式卡具的不同构造在现有技术中是公知的，且适于不同的应用。

                        发明内容

本发明考虑并研究了上述的构思及现有技术中的其他构造和方法。因此，本发明的一个目的是提供一种手工或动力驱动器所用的改进的卡具。

本发明的这个目的及其他目的通过具有可转动驱动轴的手工或动力驱动器所用的卡具来达到的。该卡具包括通常为筒形的基体，该筒形的基体具有一个头部和一个尾部。所述尾部适于随着驱动轴进行转动，而在头部中形成有一个轴向孔。一个驱动器轴向可移动地布置在基体周围。一个通常为筒形的套筒可转动地围绕基体设置。一个卡子安装在基体中，该卡子与轴向孔相关联且与驱动器可操作地相关联。驱动器与套筒和基体相关联，这样，在卡具的第一个状态中，套筒相对于基体在闭合方向中的转动使卡子朝着轴向孔的轴线运动，这样，在卡具的第二个状态中，套筒不相对于基体进行转动，驱动器相对于套筒和基体进行轴向往复运动。

所结合的附图构成了说明书内容的一部分，附图和描述的内容一起阐明了本发明的一个或多个实施例，以便解释本发明的原理。

                        附图说明

参考附图，在下面的内容中，将对本发明披露的完整且可实现的技术内容，包括对本领域的普通技术人员来说为最佳的实施方式进行描述。

图1为根据本发明的一个实施例构造的卡具的部分剖视平面图；

图2为图1中显示的卡具的分解视图；

图3为沿图1中标示为4-4的箭头方向对驱动器和卡子所做的部分剖面透视图；

图4A为对图1中的套筒沿标示为4-4的箭头方向所做的剖视图；

图4B为对图1中的驱动器部分沿标示为4-4的箭头方向所做的剖视图；

图4C为对图1中的驱动器和套筒部分沿标示为4-4的箭头方向所做的剖视图；

图4D为对图1中的驱动器和套筒部分沿标示为4-4的箭头方向所做的剖视图。

在本发明说明书和附图中重复应用的标示符号是指本发明中的相同或相似的特征或元件。

                      具体实施方式

详细参考本发明的优选实施例，在附图中显示了一个或多个例子。所提供的每个例子均用于解释本发明而不是限制本发明。实际上，应认识到：在不脱离本发明的范围或精神实质的的情况下，本领域的技术人员可对本发明进行变更和改变。例如，作为一个实施例的一部分所图示或描述的特征，可被应用到另一个实施例上以产生其他实施例。因此，应认识到本发明覆盖了附加的权利要求书及其等同物的范围内的这些变更和变化。

参考图1和图2所示的一个优选实施例，卡具10包括一个基体20、驱动器30、套筒60及包括多个爪70的一个工具卡子。基体20较长且通常为圆筒形，它包括一个头部或前部22和一个尾部或后部24。在头部22中形成有一个轴向孔26，该轴向孔26稍微大于设计的卡具所容纳的最大工具柄。在尾部24中形成有一个螺纹孔28，该螺纹孔具有标准尺寸，以与动力或手动驱动器(未显示)的驱动轴相配合并一起转动。孔26和28可在基体20的中间区域27处相连。基体20包括多个用于接收爪的通道29。通道29相对于卡具轴线31以一定的角度布置，且交汇于卡具体前的一个公共点处。上面所描述及图示的螺纹孔28可利用一个具有标准尺寸的锥形孔来替代，以与锥形的驱动轴相配合并一起转动。此外，所述基体可与驱动轴整体形成。

驱动器30可轴向移动地围绕基体20布置。在所图示的实施例中，驱动器30包括通过销子36而紧固在一起的一个前部分32和一个后部分34。但是，应认识到：所述前部分32和后部分34可通过任何适当的方法保持在一起，且可整体构成。

另外，参考图3，前部分32具有在驱动器30的外圆周表面上形成的螺纹38。螺纹38是由多个螺纹凸起38A-I形成的，而所述的多个螺纹凸起38A-I由多个间隙40分隔开。在图示的优选实施例中采用了9个间隙。就如将在下文中详细描述的那样，每个间隙40限定了不同的角宽度，而每个螺纹凸起38A-I约为1/16英寸宽。这样，如图3及图4B-4D所示，驱动器螺纹38由多个相间隔开的螺纹凸起38A-I形成。在一个优选实施例中，每个螺纹凸起38A-I均限定了约为5度的角宽度。

如图3和4B所示，驱动器前部分32限定了一个孔41，卡具体20可穿过该孔41。通常具有矩形截面形状的多个槽42从孔41径向向外延伸入前部分32中。优选的情况为：利用3个槽42且每个槽42与相邻的槽以约120度的弧度相分离。就如将在下文中进一步描述的那样，驱动器槽42与卡子一起使卡具在其开启和闭合位置之间移动。

如图3所示，一个环形凸缘盘48从驱动器后部分34的前部向内径向延伸，确定了一个用于接收卡具基体的孔49。后部分34背部的支架50形成一个轴向延伸环形槽52，以接收前套筒60的后部分64(见图1)。支架50的外圆周表面具有一个夹持表面54，该夹持表面54包括纵向的肋以利于使用者进行夹持。就如下面将要进一步描述的那样，驱动器30与卡子和基体20相关联，这样，驱动器就可转动地安装到基体上。

前套筒60通常为圆筒状且包括一个前部分62和一个后部分64。在前部分62上确定的一个径向向内延伸的环形凸起部分63，容纳在基体头部22中。前套筒60在其后部分64的内圆周面上还确定了螺纹66。就如将在下文中要进一步详细描述的那样，螺纹66包括多个周向上相间隔的间隙68A-I，当卡具处于其第二状态时(参见图4C)，所述的间隙68A-I就与凸起38A-I相对准。

在所显示的实施例中，卡子包括多个可滑动地容纳在通道29中的爪70。参考图3，每个爪包括一个工具结合爪面72和一个爪端74。每个爪端74通常具有矩形截面，其容纳在各个驱动器槽42中，每个爪端74还限定了一个径向向内延伸的爪槽76。每个爪槽76向后延伸且超过驱动器前部分32的轴向面向后的表面。一根夹紧弹簧78布置在每个爪槽76中，以相对于驱动器30轴向夹持爪70。每个爪端74包括一对台肩部分77，台肩部分77邻靠驱动器30的一个前表面。这样，夹紧弹簧78和台肩77就将爪70与驱动器对准并将其保持在通道29中。但是，本领域的技术人员应认识到：本发明也考虑了其他适当的爪和结构。例如，可将T形或半圆形的爪端安装在驱动器中限定的具有相应形状的径向向内的孔中。应认识到：卡具轴线和具有相应形状的驱动器孔的方向之间的角度可变化，以容纳特殊类型的爪和结构。例如，在所显示的优选实施例中，爪台肩77与卡具轴线31相垂直。

所显示的实施例中的卡子包括3个爪，所述的卡子可包括任何其他夹持及松开工具的方法。例如，所显示的实施例的爪和通道可由一个容纳夹头的较宽轴向孔来取代，该夹头用以夹持工具。驱动器相对于基体和夹头的轴向向前或向后运动，使驱动器的内表面靠在夹头的外表面上来夹持工具。但是，应认识到：这种布置可能涉及到应用不同的螺距。在美国专利US5,324,050中披露了在这种布置中利用这种夹头的一个例子，该发明已转让给本受让人，且该专利的全部内容在此均作为参考。

参考图1，一个通常为圆筒形的止动装置100，通过一个六角螺栓102轴向而可转动地安装在基体尾部24上，止动装置100的安装也可用其他适当的方法，如开口环、螺纹、加桩、弯折、压配合等等。止动装置100的轴向向前及径向向内的表面限定了一个轴向延伸的环形槽104，以接收螺旋弹簧106。螺旋弹簧106邻靠在驱动器环形凸缘48的轴向向后的表面上，以向卡具的前端偏压驱动器30。

基体前部22包括一个第一凸缘108及由第一凸缘108轴向向后限定的第二凸缘110。前套筒凸起部分63为基体前部22的轴向向前的第一凸缘108所接收。端头120与基体前部22及轴向向前的凸起部分63进行压配合。一条波纹簧122布置在端头120和凸起部分63之间。轴承组件124围绕第二凸缘110和凸起63之间的基体前部22布置。

现在参考图4A-4D，每个驱动器螺纹间隙40A-I，是由最接近的且具有相应字母数字标识的驱动器螺纹凸起38A-I按顺时针确定的。例如，间隙40A是由螺纹凸起38A顺时针确定的。如图4C所示，凸起38A-I与间隙68A-I相对准。这样，卡具就处于第二种状态，驱动器30相对于前套筒60进行轴向往复运动。但是，如图4D所示，前套筒60和驱动器30之间的相对转动，使驱动器螺纹38与前套筒螺纹66相配合，这样，卡具就处于其第一种状态，驱动器30通过通道29中的爪70可转动地与基体保持相关联。当前套筒转动时，波纹簧122可使前套筒60在轴向上进行足够的移动，使驱动器螺纹38与前套筒螺纹66相对准。此外，前套筒60相对于驱动器30的转动，使驱动器相对于卡具基体进行轴向移动，从而驱动通道29中的爪70来夹持或松开工具。

间隙40A从凸起38A的中间至凸起38B的中间确定了约20度的角宽度。在图中所显示的实施例中，按着顺时针而由每个随后的间隙所限定的角宽度以约5度的大小增大。这样，间隙40B就约为25度，间隙40C就约为30度，间隙40D就约为35度，间隙40E就约为40度，间隙40F约为45度，间隙40G约为50度，间隙40H约为55度，间隙40I约为60度。然后，从每个凸起的中线至其相邻凸起38A-I的中线再次对每个间隙进行测量。这种定位可使凸起38A-I与间隙68A-1只在套筒60相对驱动器30的一个转动位置处相对准。在该第二种状态下，驱动器30可相对于套筒60和基体20进行轴向运动，而不在套筒和基体之间进行转动。

如上所述，每个驱动器螺纹凸起38的宽度均约为1/16英寸。因此，每个套筒间隙68A-I稍微大于1/16英寸，当卡具处于图4C所示的第二种状态时，这样就可使套筒相对于驱动器进行轴向移动。因此，当卡具处于第二种状态时，在相邻的间隙68A-I之间的螺纹66的每个部分，稍微小于其相对的间隙40A-I的无螺纹部分的角宽度。

为将卡具结合到工具(未显示)上，操纵者首先转动套筒60直至间隙68A-I与相应的凸起38A-I相对准。在这种状态下，操纵者和弹簧106推动驱动器，从而向前推动爪直至爪结合到工具上。在这方面，操纵者可通过在闭合方向上相对于基体转动前套筒60，这样，螺纹66和螺纹38之间的相互作用向前驱动驱动器和爪，从而进一步将爪固定到工具上。特别参考图4D，当套筒转动而脱离第二状态时，两个凸起38中最大的一个可与任何间隙68相对准，直至套筒围绕基体转动一整圈而回复至第二状态。在所显示的实施例中，螺纹38和螺纹66限定了一个32螺距的螺纹结构，在爪初步闭合之后，需要旋拧不到一整圈就能将爪紧固到工具上。但是，应认识到：根据不同的因素如卡具的尺寸、螺纹的设计及弹簧106的压力而可采用不同的结构。

为打开卡具以便拆除或更换工具，操纵者就在与闭合方向相反的开启方向上转动前套筒60，直至驱动器螺纹凸起38A-I对准在套筒间隙68A-I中。然后，操纵者克服弹簧106的作用力向后拉驱动器30，释放爪和工具之间的卡紧状态。在套筒和基体之间可布置一个止动部件(未显示)，这样，操纵者只有通过在开启方向转动前套筒，才能将套筒转动至卡具的第二状态。

上面已描述了本发明的一个或多个优选实施例，应认识到：本发明的任何及所有的等同物均包含在本发明的范围和精神实质之内。上面只以例子的形式描述了实施例，但不是对本发明进行限制。例如，应认识到：本发明也考虑了螺纹间隙和凸起的其他角度结构。因此，本领域的普通技术人员应理解，由于可对本发明进行变更，所以，本发明并不仅限于上述实施例。因此，任何及所有的这种变更均包含在本发明中，且落入附加的权利要求书中及等同物的范围内。

Claims (28)

1、一种用于具有可转动驱动轴的手工或动力驱动器的卡具，该卡具包括：

一通常为筒形的基体，该筒形的基体具有一个头部和一个尾部，所述尾部适于随着驱动轴进行转动，在所述头部中形成有一个轴向孔；

一可轴向移动的驱动器围绕基体布置；

一通常为筒形的套筒可转动地围绕基体安装；以及

一卡子安装在所述基体中，所述卡子与所述轴向孔相关联，且与所述驱动器操作地相关联；

其中，所述套筒和驱动器彼此相对构造而成，这样，在所述卡具的第一状态中，套筒相对于基体在闭合方向中的转动，使所述卡子朝着所述轴向孔的轴线运动，在卡具的第二状态中，所述驱动器相对于套筒和基体进行轴向往复运动，在所述套筒和驱动器之间不进行相对转动。

2、根据权利要求1所述的卡具，其中所述卡子具有多个爪。

3、根据权利要求2所述的卡具，其中所述基体头部包括在其中形成的多个按角度布置且与所述轴向孔相交汇的通道，其中每个所述通道均可滑动地接收一个单独的爪。

4、根据权利要求1所述的卡具，其中所述套筒包括在其内圆周面上形成的螺纹，以及所述驱动器包括一个螺帽，在螺帽的外圆周表面上形成有螺纹，在所述卡具的第一状态下，螺帽上的螺纹与所述套筒螺纹进行驱动配合，这样，所述套筒相对于基体和驱动器的转动就使卡子移向或远离所述轴向孔，在所述卡具的第二状态下，所述驱动器螺纹与套筒螺纹相分离，使所述驱动器相对于套筒和基体进行轴向运动。

5、根据权利要求1所述的卡具，其中在所述第二状态下，所述驱动器朝着基体的头部偏置。

6、根据权利要求5所述的卡具，其中包括：一止动装置围绕基体布置且轴向安装在所述基体尾部上；以及一第一弹簧布置在所述止动装置和驱动器之间，其中所述第一弹簧朝着基体头部偏压驱动器。

7、根据权利要求6所述的卡具，其中所述第一弹簧为一螺旋弹簧。

8、根据权利要求1所述的卡具，其中所述卡子安装在所述基体头部中。

9、根据权利要求1所述的卡具，其中所述驱动器包括一个与其相关联的后套筒，这样，所述后套筒相对于所述基体的轴向向后移动，使所述卡子朝着所述卡具的开启状态移动。

10、根据权利要求9所述的卡具，其中所述后套筒轴向可旋转地安装到所述驱动器上。

11、根据权利要求4所述的卡具，其中所述驱动器限定了多个在所述驱动器螺纹中形成和构造的轴向排列的间隙，这样，所述驱动器螺纹包括多个相间隔的螺纹凸起，其中所述套筒限定了多个在所述套筒螺纹中形成的轴向排列的间隙，其中当卡具处于第二状态时，所述套筒间隙和所述驱动器螺纹凸起相对准。

12、根据权利要求1所述的卡具，其中所述驱动器限定了9个螺纹凸起，所述套筒限定了9个螺纹间隙。

13、根据权利要求1所述的卡具，其中所述套筒间隙的宽度约为1/16英寸。

14、根据权利要求1所述的卡具，其中所述每个驱动器螺纹凸起的宽度约为1/16英寸。

15、根据权利要求1所述的卡具，其中每个所述驱动器间隙限定的角宽度不相等。

16、根据权利要求12所述的卡具，其中在相邻的一对所述螺纹凸起之间限定的角距离至少为20度，但不大于60度，这样，只是在所述套筒相对于驱动器的一个转动位置中，所述卡具才确定了第二状态。

17、根据权利要求1所述的卡具，其中包括布置在所述套筒和所述基体之间的一第二弹簧，所述第二弹簧在轴向向后的方向上相对于所述基体偏压所述套筒。

18、根据权利要求11所述的卡具，其中在卡具的第二状态中，所述驱动器可相对于套筒进行轴向运动，在所述驱动器和套筒之间不进行相对转动，其中只有在所述驱动器相对于所述套筒的一个转动位置中，所述卡具才处于所述第二状态。

19、一种用于具有可转动驱动轴的手工或动力驱动器的卡具，该卡具包括：

一通常为筒形的基体，该筒形的基体具有一个头部和一个尾部，所述尾部适于随着驱动轴进行转动，在所述头部中形成有一个轴向孔及多个按一定角度布置的通道，所述通道交汇于所述轴向孔中的一个公共点处；

一可轴向移动的驱动器围绕基体布置，所述驱动器具有一个前部分和一个后部分，所述前部分包括一螺帽，该螺帽在所述驱动器前部分的外圆周表面上确定了间隔性的螺纹凸起；

一通常为筒形的套筒可转动地围绕基体布置，所述套筒在其内圆周面上限定一螺纹，所述螺纹包括有多个间隔布置的间隙；以及

多个爪与所述驱动器进行驱动配合，在一个所述通道中均可滑动地接收一个爪，

其中在卡具的第一状态中，所述驱动器与所述基体和套筒相关联，这样，套筒相对于基体在闭合方向中的转动，使所述爪朝着所述轴向孔的轴线运动，在卡具的第二状态中，所述驱动器凸起与套筒间隙相对准，这样，所述驱动器就可相对于套筒和基体进行轴向往复运动。

20、根据权利要求19所述的卡具，包括：一止动装置围绕基体布置且轴向安装在所述基体尾部上；以及一第一弹簧布置在所述止动装置和所述驱动器后部分之间，其中所述第一弹簧朝着基体头部偏压驱动器。

21、根据权利要求19所述的卡具，其中所述驱动器后部分包括一个后套筒，该后套筒与驱动器相关联且可转动地安装到所述基体上，其中所述后套筒的轴向向后运动使所述卡具朝其开启位置移动。

22、根据权利要求19所述的卡具，其中所述驱动器前部分包括多个在相邻的所述螺纹凸起之间限定的轴向排列的间隙。

23、根据权利要求19所述的卡具，其中所述驱动器限定了至少三个螺纹凸起，所述套筒限定了至少三个螺纹间隙。

24、根据权利要求19所述的卡具，其中包括围绕所述套筒和所述基体之间的基体头部布置的一第二弹簧。

25、根据权利要求19所述的卡具，其中所述套筒和驱动器的构成，使得只有在所述套筒相对于驱动器的一个转动位置中，驱动器凸起和套筒间隙才相互对准。

26、根据权利要求19所述的卡具，其中在每个所述相邻的螺纹凸起之间限定的角距离至少为10度，但不大于90度。

27、根据权利要求19所述的卡具，其中每个所述间隔的螺帽凸起均限定了一个相等的宽度，其中每个所述间隔的套筒间隙均限定了一个相等的宽度，其中只有在所述驱动器相对于所述套筒的一个转动位置中，所述螺帽凸起和套筒间隙才相互对准。

28、一种用于具有可转动驱动轴的手工或动力驱动器的卡具，该卡具包括：

一通常为筒形的基体，该筒形的基体具有一个头部和一个尾部，所述尾部适于随着驱动轴进行转动，在所述头部中形成有一个轴向孔，且包括多个形成于所述头部中按一定角度布置的通道，所述通道交汇于所述轴向孔中的一个公共点处，所述头部包括一个轴向面向前的凸缘部分；

一驱动器可轴向移动地布置在基体周围且可转动地安装到所述基体上，所述驱动器具有一个前部分和一个后部分，所述后部分具有一个后套筒，在后套筒的外圆周面上具有一个夹持表面，所述前部分具有一个螺帽，其中该螺帽在其外圆周表面上限定了至少5个间隔均匀的螺纹凸起；

一通常为筒形的前套筒可转动地围绕基体布置，所述前套筒在其内圆周面上限定了一螺纹，该套筒螺纹包括有至少5个间隔均匀的间隙，所述前套筒在其外圆周表面上限定了一个夹持表面；

多个爪与所述驱动器进行驱动配合，在每个所述通道中均可滑动地接收一个爪；

一止动装置轴向安装到所述基体尾部上；

一螺旋弹簧围绕所述止动装置和所述前套筒之间的基体布置；

一端头轴向安装在所述基体头部上；

一轴承组件布置在所述凸缘部分和所述前套筒之间；

一波状弹簧布置在所述端头和所述前套筒之间；

其中在卡具的第一状态中，所述驱动器与所述基体和套筒相关联，这样，套筒相对于基体在闭合方向上的转动，使所述卡子朝着所述轴向孔的轴线运动，在卡具的第二状态中，所述驱动器凸起与所述套筒间隙相对准，这样，所述驱动器就可相对于套筒和基体进行轴向往复运动，

其中在卡具的第二状态中，所述具有螺纹的螺帽凸起与所述套筒间隙相对准，这样，所述后套筒在轴向向后的方向上相对于所述基体的运动，使所述爪径向远离所述轴向孔的轴线朝卡具的开启状态运动，其中只有在所述驱动器相对于所述套筒的一个转动位置时，所述卡具才处于所述第二状态。

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