TWI816021B - 具有鎖定裝置的夾頭 - Google Patents

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Abstract

一種夾頭，包括：基體(1)，具有中心軸線(12)；外殼(2)，軸向固定但可於基體(1)外側繞中心軸線(12)旋轉，外殼(2)具有複數個內部引導件(15)和可沿該些內部引導件(15)移動的複數個顎夾(3)；裝配機構，連結外殼(2)的旋轉與顎夾(3)的移動；及鎖定裝置，包括由外部調節套(14)操作的棘輪機構。該棘輪機構包括：齒圈(5)，固定於基體(1)；棘爪(6)，繞著平行於中心軸線(12)的樞軸銷(9)，固定到樞軸式安裝在外殼(2)上的槓桿(10)；及彈性元件(28)，促使棘爪(6)嚙合齒圈(5)。調節套(14)係可旋轉的，且可搭配凸輪(8)軸向移動。

Description

具有鎖定裝置的夾頭
本發明涉及一種具有鎖定裝置的夾頭，其可由使用者手動操作，以將夾頭的顎夾鎖定於夾住的位置中，無論旋轉方向為何都能避免顎夾鬆脫。
無鍵式夾頭通常包括：基體，具有中心軸線，且可連動的以與驅動軸一起旋轉；外殼，軸向固定，但可於基體外側繞該中心軸線旋轉，且外殼具有通向軸向開口的複數個內部引導件；複數個顎夾，可沿內部引導件移動；以及裝配機構，連結外殼的旋轉與顎夾的移動，使得外殼相對於基體的旋轉在鎖定方向上將顎夾朝中心軸線移動，而外殼相對於基體的旋轉在相反的鬆脫方向上將顎夾遠離中心軸線移動。
可選地，這類夾頭包含鎖定裝置，該鎖定裝置包括棘輪機構，該棘輪機構被配置以阻擋該外殼相對於該基體在鬆脫方向上的旋轉，但在該棘輪機構啟用時，則允許在鎖定方向上的相對旋轉，在該棘輪機構停用時，則允許該外殼與該基體之間在鬆脫方向和鎖定方向上的相對旋轉。
文獻US 2006208435 A1揭露了上述這類夾頭，該類夾頭包含用於操作棘輪機構的外部調節套。棘輪機構包括：齒圈，固定於基體；棘爪，繞著平行於中心軸線的樞軸銷樞軸式安裝在外殼上；以及彈性元件，促使棘爪嚙合齒圈。齒圈包括複數個齒，在垂直於中心軸線的方向上突出。調節套軸向固定，但可於外殼外側繞中心軸線旋轉，外殼介於角度鎖定位置與鬆脫位置之間，且具有內表面，其與固定於棘爪的槓桿交互作用，在調節套位於角度鬆脫位置時，對棘爪施力以脫離齒圈，或在調節套位於角度鎖定位置時，提供空間讓彈性元件移動棘爪以嚙合齒圈。
文獻WO 2017051232 A1揭露了一種夾頭，包括鎖定裝置和棘輪機構，該棘輪機構包括：齒圈，固定於外殼；棘輪圈，由佈置的板金製成，使得可以軸向滑動而不會進行相對於基體的旋轉，並且具有彈性棘爪；彈性元件，佈置在壓縮狀態下，並介於棘輪圈與齒圈之間。齒圈包括複數個齒，在平行於中心軸線方向突出。鎖定裝置進一步包括調節套，可搭配凸輪以旋轉和軸向滑動方式連動至基體。凸輪被配置以在調節套於鎖定方向上相對於基體旋轉時，將調節套移動至軸向鎖定位置，並在調節套於相反的鬆脫方向上相對於基體旋轉時，將調節套移動至軸向鬆脫位置。調節套地表面可在調節套位於軸向鎖定位置時，軸向促使彈性棘爪嚙合齒圈，且在調節套位於軸向鬆脫位置時，可讓彈性元件移動彈性棘爪以脫離齒圈。
本發明提供一種具有鎖定裝置的夾頭，包括：一基體，具有一中心軸線，且可連動以與一驅動軸一起旋轉；一外殼，軸向固定，但可於基體外側繞該中心軸線旋轉，且該外殼具有通向一軸向開口的複數個內部引導件；複數個顎夾，可沿該些內部引導件移動；一裝配機構，連結該外殼的旋轉和該些顎夾的移動，使得該外殼相對於該基體在鎖定方向上的旋轉將該些顎夾朝該中心軸線移動，而該外殼相對於該基體在相反的鬆脫方向上的旋轉將該些顎夾遠離該中心軸線；以及一鎖定裝置，包括一棘輪機構和用於操作該棘輪機構的一外部調節套。
該棘輪機構包括：一齒圈，固定於基體；一棘爪，繞著平行於該中心軸線的一樞軸銷，樞軸式安裝在該外殼上；以及一彈性元件，促使該棘爪嚙合該齒圈。該調節套可在一鬆脫位置和一鎖定位置之間繞著該中心軸線移動。在該鬆脫位置中，該調節套的一內表面與固定於該棘爪的一槓桿嚙合，從而透過該彈性元件所施加的力移動該棘爪，以脫離該齒圈。在該鎖定位置，該調節套不會與嚙合該槓桿，且允許該彈性元件移動該棘爪以與該齒圈嚙合。
該棘輪機構被配置以阻擋該外殼相對於該基體在鬆脫方向上旋轉，但當該調節套在該鎖定位置時，允許在鎖定方向上相對旋轉，而當該調節 套在該鬆脫位置時，允許該外殼與該基體之間在鬆脫方向和鎖定方向上的相對旋轉。
該調節套具有可搭配一凸輪以旋轉和滑動方式連動至該基體的一近端。該凸輪被配置以在該調節套在鎖定方向相對於基體旋轉時，將該調節套移動至一軸向鎖定位置，且在該調節套於相反的鬆脫方向上相對於該基體旋轉時，將該調節套移動至一軸向鬆脫位置。
該調節套還具有一懸臂式遠端，其覆蓋該棘輪機構。該懸臂式遠端具一內部環形突出和一內部環形凹槽。較佳地，該調節套的懸臂式遠端的該內部環形凹槽位於與該內部環形突出相鄰。
該內部環形突出的內徑在該棘爪嚙合該齒圈時會干涉該槓桿，因此該內部環形突出與固定到該棘爪的該槓桿嚙合，從而在該調節套位於該軸向鬆脫位置時，透過該彈性元件所施加的力移動該棘爪以脫離該齒圈。該內部環形凹槽的內徑在該棘爪嚙合該齒圈時不會干涉該槓桿，因此在該調節套位於該鎖定位置時，該內部環形凹槽提供足夠的空間，以允許透過該彈性元件所施加的力移動該槓桿，以將該棘爪與該齒圈嚙合。
在一個實施例中，該槓桿具有用於與該內部環形突出交互作用的一斜切邊，以在該調節套從該鎖定位置移動至該鬆脫位置時，促進相互嚙合。在另一個替代實施例中，該內部環形突出具有用於和該槓桿交互作用的一斜切邊，以在該調節套從該鎖定位置移動至該鬆脫位置時，促進相互嚙合。在又一個替代實施例中，該槓桿和該內部環形突出各自具有用於彼此交互作用的斜切邊，以在該調節套從該鎖定位置移動至該鬆脫位置時，促進相互嚙合。
較佳地，該齒圈包括複數個齒，在垂直於該中心軸線的方向上突出。舉例來說，該齒圈的齒均佈置在一軸向方向上，且具有平行於該中心軸線的峰部和谷部。然而，針對該齒圈的齒，亦設想了其他配置。在任何情況下，該棘爪都會根據該齒圈的配置來配置。
在一個實施例中，該彈性元件為在壓縮狀態下佈置的一螺旋彈簧，該螺旋彈簧位於形成在該外殼中的一閥座與固定到該棘爪的該槓桿之間。
在一較佳實施例中，該凸輪為如引證文件WO 2017051232 A1中所述者，且包括：形成在一鎖環中的一凸輪凹槽，該鎖環佈置在該基體外側，並固定於該調節套的近端內側；以及一銷子，安裝在形成於該基體內的一孔中，並插入該凸輪凹槽中。
本發明的夾頭的鎖定裝置可憑藉其具體特徵，將該調節套相對於該基體的軸向移動轉換為繞著垂直於中心軸線的一樞軸銷的該棘爪的旋轉移動。藉由此結構，本發明的夾頭的鎖定裝置更比起其他類似的夾頭更為可靠，且使用更少的組件。
1:基體
2:外殼
3:顎夾
4:推動器
5:齒圈
6:棘爪
7:鎖環
8:凸輪
9:樞軸銷
10:槓桿
11:斜切邊
12:中心軸線/中心縱向軸線
13:銷子
14:外部調節套
15:內部引導件
16:螺紋聯結器
17:螺紋聯結器
18:軸向通孔
20:引導體
21:前裝配套筒
22:後套筒
26:內部環形突出
27:內部環形凹槽
28:彈性元件
29:斜切邊
30:孔
31:閥座
參考附圖從以下的說明的描述及無限制性的示例實施例將更完全地理解本發明，其中：
圖1為根據本發明一實施例之具有鎖定裝置的夾頭的側視圖，顯示處於軸向鬆脫位置的控制環；
圖2為沿圖1之II-II平面所截取的剖面圖，顯示處於軸向鬆脫位置的控制環以及處於停用狀態下的棘輪機構；
圖3為夾頭的局部剖面的立體圖，顯示處於軸向鬆脫位置的控制環以及處於停用狀態下的棘輪機構；
圖4為夾頭的側視圖，顯示處於軸向鎖定位置的控制環；
圖5為沿圖4之V-V平面所截取的剖面圖，顯示處於軸向鎖定位置的控制環以及處於啟用狀態下的棘輪機構；以及
圖6為夾頭的局部剖面的立體圖，顯示處於軸向鎖定位置的控制環以及處於啟用狀態下的棘輪機構；
請參考圖式，根據本發明實施例之具有鎖定裝置的夾頭包括具有中心縱向軸線12的基體1。該基體被配置成與驅動軸(圖未顯示)連動以一起旋轉。該驅動軸可用於例如機器、電動工具或手動工具，而且能在任一方向上旋轉。
外殼2耦合於基體1外側，使得外殼2可以同軸旋轉，但不能相對於基體1軸向移動。外殼2包括前裝配套筒21和後套筒22，透過螺紋聯結器16彼 此固定連接。外殼2進一步包括引導體20，引導體20放置在前裝配套筒21中，並透過螺紋聯結器17與後套筒22固定連接。引導體20具有複數個內部引導件15，朝軸向開口在漸縮方向上傾斜。複數個顎夾3可沿內部引導件15移動。外殼2可搭配滾動元件25相對於基體1旋轉，滾動元件25佈置在後套筒22與基體1之間。滾動元件25被配置以主要承受軸向負載。
該夾頭包括裝配機構，連結外殼2的移動和顎夾3的移動，以將顎夾3裝配至具有不同直徑的各種鑽頭。在此示例性實施例中，該裝配機構為無鍵式自鎖機構，包括透過螺紋聯結器(圖未顯示)耦合於基體1的推動器4。該推動器進一步被耦合，使得其能軸向滑動，但不能相對於外殼2同軸旋轉。介於外殼2與基體1之間的相對旋轉會轉變成推動器4的軸向位移。顎夾3連結於推動器4，使得該些顎夾能透過推動器沿引導件15前後移動。
外殼2與推動器4一起相對於基體1在鎖定方向上的旋轉可將顎夾3朝中心縱向軸線12移動，並移出前裝配套筒21。外殼2和推動器4一起相對於基體1在相反的鬆脫方向上的旋轉可讓顎夾3遠離中心縱向軸線12，並移入前裝配套筒21中。
較佳地，基體1具有軸向通孔18，而推動器4具有對應的軸向通孔，並與基體1的軸向通孔18相通。這允許顎夾3得以夾住沿該夾頭完整長度插入的桿。
請注意，上述裝配機構的具體特徵並非本發明的一部份，而且本發明具有鎖定裝置的夾頭可包括具有不同配置的裝配機構。
為預防顎夾3的握把在驅動軸於鬆脫方向上旋轉該夾頭時鬆脫，該夾頭包括鎖定裝置，該鎖定裝置包含棘輪機構、以及用於操作該棘輪機構的外部調節套14。
該棘輪機構包括：齒圈5，固定於基體1；棘爪6，繞著平行於中心軸線12的樞軸銷9，固定到樞軸式安裝在外殼2上的槓桿10；以及彈性元件28，促使棘爪6嚙合齒圈5。樞軸銷9較佳位於槓桿10與棘爪6之間。在所示實施例中，彈性元件28為在壓縮狀態下佈置的螺旋彈簧，該螺旋彈簧位於形成在外殼2中的閥座31與固定於棘爪6的槓桿10之間。
在所示實施例中，齒圈5包括複數個齒，在垂直於中心軸線12的方向上突出。更具體而言，在所示實施例中，齒圈5包括具有平行於中心軸線12的峰部和谷部的複數個齒。
調節套14具有可搭配凸輪8以旋轉和滑動方式連動至基體1的近端和懸臂式遠端，該懸臂式遠端覆蓋棘輪機構。凸輪8包括凸輪凹槽和銷子13。該凸輪凹槽形成所佈置的鎖環7中，因此其可以在基體1外側滑動和旋轉，並固定於調節套14的近端內側。銷子13安裝在形成在基體1內的孔30中，並插入該凸輪凹槽中。凸輪8的凸輪凹槽被配置以在調節套14於鎖定方向上相對於基體1旋轉時，將調節套14移動至一軸向鎖定位置(圖1至圖3)，並在調節套14於相反的鬆脫方向上相對於基體1旋轉時，將調節套14移動至一軸向鬆脫位置(圖4至圖6)。
調節套14的懸臂式遠端具內部環形突出26和內部環形凹槽27。內部環形凹槽27較佳位於與內部環形突出26相鄰。內部環形突出26的內徑在棘爪6與齒圈5嚙合時會干涉槓桿10。內部環形凹槽27的內徑在棘爪6與齒圈5嚙合時不會干涉槓桿10。
結果，內部環形突出26在調節套14位於軸向鬆脫位置時，會嚙合固定於棘爪6的槓桿10，從而透過彈性元件28所施加的力移動棘爪6以脫離齒圈5，而在調節套14位於鎖定位置時，內部環形凹槽27提供足夠的空間，允許透過彈性元件28所施加的力移動槓桿10，以將棘爪6與齒圈5嚙合。
棘輪機構被配置以阻擋外殼2相對於基體1在鬆脫方向上旋轉，但當調節套14在鎖定位置時，允許在鎖定方向上相對旋轉，而當調節套14在鬆脫位置時，允許外殼2與基體1之間在鬆脫方向和鎖定方向上相對旋轉。
在所示實施例中，固定於棘爪6的槓桿10和調節套14的懸臂式遠端的內部環形突出26各自具有用於彼此交互作用的斜切邊11和29，以在調節套14從鎖定位置移動至鬆脫位置時，促進相互嚙合。在一個替代實施例中(圖未顯示)，僅槓桿10具有用於與內部環形突出26交互作用的斜切邊11，以在調節套14從鎖定位置移動至鬆脫位置時，促進相互嚙合。在另一個替代實施例中(圖未顯示)，僅內部環形突出26具有用於與槓桿10交互作用的斜切邊29，以在調節套14從鎖定位置移動至鬆脫位置時，促進相互嚙合。
本發明的範疇由所附的請求項定義。
1:基體
2:外殼
3:顎夾
4:推動器
5:齒圈
7:鎖環
8:凸輪
9:樞軸銷
10:槓桿
11:斜切邊
12:中心軸線/中心縱向軸線
13:銷子
14:外部調節套
15:內部引導件
16:螺紋聯結器
17:螺紋聯結器
18:軸向通孔
20:引導體
21:前裝配套筒
22:後套筒
26:內部環形突出
27:內部環形凹槽
28:彈性元件
29:斜切邊
30:孔
31:閥座

Claims (9)

  1. 一種夾頭，具有一鎖定裝置，包括：一基體(1)，具有一中心軸線(12)，且可連動的以與驅動軸一起旋轉；一外殼(2)，軸向固定但可於該基體(1)外側繞著該中心軸線(12)旋轉，該外殼(2)具有通向一軸向開口的複數個內部引導件(15)；複數個顎夾(3)，可沿該些內部引導件(15)移動；一裝配機構，連結該外殼(2)相對於該基體(1)的旋轉和該些顎夾(3)的移動；以及一鎖定裝置，包括一棘輪機構和一外部調節套(14)，該調節套(14)用於操作該棘輪機構；其中，該棘輪機構包括：一齒圈(5)，固定於該基體(1)；一棘爪(6)，繞著平行於該中心軸線(12)的一樞軸銷(9)，固定到樞軸式安裝在該外殼(2)上的一槓桿(10)；以及一彈性元件(28)，促使該棘爪(6)嚙合該齒圈(5)；該調節套(14)可繞著一鬆脫位置與一鎖定位置之間的該中心軸線(12)移動，在該鬆脫位置中，該調節套(14)的一內表面嚙合該槓桿(10)，從而透過該彈性元件(28)所施加的力移動該棘爪(6)以脫離該齒圈(5)，在該鎖定位置中，該調節套(14)未嚙合該槓桿(10)；以及該棘輪機構被配置以阻擋該外殼(2)相對於該基體(1)往鬆脫方向旋轉，但當該調節套(14)在該鎖定位置時，允許往鎖定方向上相對旋轉，而當該調節套(14)在該鬆脫位置時，允許該外殼(2)與該基體(1)之間在該鬆脫方向和該鎖定方向上相對旋轉，其特徵在於：該調節套(14)具有一近端，可搭配一凸輪(8)以旋轉和軸向滑動方式連接至該基體(1)，該凸輪(8)被配置以在該調節套(14)於鎖定方向上相對於該基體(1)旋轉時，將該調節套(14)移動至一軸向鎖定位置，並在該調節套(14)於相反的該鬆脫方向上相對於該基體(1)旋轉時，將該調節套(14)移動至一軸向鬆脫位置；該調節套(14)還具有一懸臂式遠端，其覆蓋該棘輪機構； 該調節套(14)的該懸臂式遠端具有一內部環形突出(26)和一內部環形凹槽(27)；該內部環形突出(26)的內徑在該棘爪(6)與該齒圈(5)嚙合時會干涉該槓桿(10)，從而該內部環形突出(26)嚙合該槓桿(10)，而在該調節套(14)位於該軸向鬆脫位置時，透過該彈性元件(28)所施加的力移動該棘爪(6)以脫離該齒圈(5)；以及該內部環形凹槽(27)的內徑在該棘爪(6)與該齒圈(5)嚙合時不會干涉該槓桿(10)，從而該內部環形凹槽(27)提供足夠的空間，以允許透過該彈性元件(28)所施加的力移動該槓桿(10)，以在該調節套(14)位於該鎖定位置時，將該棘爪(6)與該齒圈(5)嚙合。
  2. 如請求項1之夾頭，其中，該槓桿(10)具有用於與該內部環形突出(26)交互作用的一斜切邊(11)，以在該調節套(14)從該鎖定位置移動至該鬆脫位置時，促進相互嚙合。
  3. 如請求項1之夾頭，其中，該內部環形突出(26)具有用於與該槓桿(10)交互作用的一斜切邊(29)，以在該調節套(14)從該鎖定位置移動至該鬆脫位置時，促進相互嚙合。
  4. 如請求項1之夾頭，其中，該槓桿(10)和該內部環形突出(26)各自具有用於彼此交互作用的斜切邊(11,29)，以在該調節套(14)從該鎖定位置移動至該鬆脫位置時，促進相互嚙合。
  5. 如請求項1之夾頭，其中，該齒圈(5)包括複數個齒，在垂直於該中心軸線(12)方向上突出。
  6. 如請求項5之夾頭，其中，該齒圈(5)包括複數個齒，該些齒具有平行於該中心軸線(12)的峰部和谷部。
  7. 如請求項1之夾頭，其中，該調節套(14)的該懸臂式遠端的該內部環形凹槽(27)位於與該內部環形突出(26)相鄰。
  8. 如請求項1之夾頭，其中，該彈性元件(28)為在壓縮狀態下佈置的一螺旋彈簧，該螺旋彈簧位於形成在該外殼(2)中的一閥座(31)與固定到該棘爪(6)的該槓桿(10)之間。
  9. 如請求項1之夾頭，其中，該凸輪(8)包括：形成在一鎖環(7)中的一凸輪凹槽，該鎖環(7)佈置在該基體(1)外側，並固定到該調節套(14)的近端內側；以及一銷子(13)，安裝在形成在該基體(1)內的一孔(30)中，並插入該凸輪凹槽中。
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