專利名稱：帶有夾爪刀片回轉(zhuǎn)制動裝置的卡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及與鉆頭或其它電動或氣動驅(qū)動裝置一起使用的卡頭，更具體地說，本發(fā)明涉及一種無鍵型的能通過手動可緊固或松脫的卡頭。
手動和電動或氣動工具驅(qū)動裝置在本技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的。麻花鉆就是使用此類驅(qū)動裝置的最為普通的刀具。然而，這些刀具也可以是螺絲刀、螺母驅(qū)動裝置、礪石、砂輪和其它切割或磨削刀具。因為各種刀具柄的直徑或多邊形的橫截面是可以變化的，所以鉆頭或類似器具通常配備能在相當(dāng)寬的范圍調(diào)節(jié)的卡頭，用以安置各種規(guī)格的刀具。該卡頭可通過螺紋或錐形孔或其他任何適用的機構(gòu)與驅(qū)動裝置相連接。
人們已研制了各種類型的卡頭，其中夾緊機構(gòu)，如多個夾爪，是通過本體部件和環(huán)形螺母之間的相對回轉(zhuǎn)來致動的。例如，在斜爪式卡頭中，本體部件包括三個彼此隔開大約為120°配置的通道。道通的中心線在沿卡頭軸線朝卡頭本體的某一點相交，夾爪由通道約束并在通道內(nèi)可移動，以夾緊大致沿卡頭中心線軸向配置的圓柱形的刀具柄。螺母圍繞卡頭軸線回轉(zhuǎn)，并與夾爪上的螺紋相嚙合，致使螺母的回轉(zhuǎn)使夾爪在通道內(nèi)的各個方向移動。本體和螺母的結(jié)構(gòu)能使螺母在一個方向(閉合方向)相對本體回轉(zhuǎn)時，迫使夾爪將刀具柄夾緊，而在相反方向(打開方向)回轉(zhuǎn)時，將刀具柄松脫。這類卡頭如果靠手動回轉(zhuǎn)，它可以是無鍵的。此類卡頭的一個實例在美國專利NO5,125,673中公開了，該專利已轉(zhuǎn)讓給本受托人，它被用作本申請的參考資料。無鍵卡頭的各種結(jié)構(gòu)在本技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的，而且對于各種應(yīng)用而言是合乎要求的。
在具有多個由螺母和本體之間的相對回轉(zhuǎn)來驅(qū)動夾爪的卡頭中，夾爪有一個在夾爪上切割的螺紋部分，在該螺紋部分的前緣一般有一平表面。在先有技術(shù)的卡頭中，當(dāng)螺母沿打開方向回轉(zhuǎn)，使夾爪驅(qū)動到其完全退回的位置(即夾爪的刀具嚙合部分，接近于相對卡頭軸的徑向最向外位置)時，夾爪的平表面螺紋呈純摩擦接合的方式靠貼在對置的螺母平表面上。螺母的進一步回轉(zhuǎn)增加二個對置表面之間的摩擦力，直到沿打開方向的進一步回轉(zhuǎn)停止為止。然而，該摩擦力也阻止螺母在閉合方向的連續(xù)回轉(zhuǎn)，因此如果卡頭閉合而夾住刀具，一般來說，操作者就必須克服這些摩擦力。如果夾爪在打開方向過度地扭轉(zhuǎn)，這些摩擦力可能相當(dāng)大，其中相反的摩擦力是相當(dāng)大的。在某些情況下，在完全返回位置夾爪實際上受到摩擦。
本發(fā)明考慮和著手解決先有技術(shù)結(jié)構(gòu)和方法中的前述問題。
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種改進的卡頭。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種具有回轉(zhuǎn)制動機構(gòu)以防止夾爪和螺母粘合的卡頭。
本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點在下面的說明中加以陳述，或者可以從說明中顯見看出，或可從本發(fā)明實地應(yīng)用中認識到。
根據(jù)本發(fā)明的目的和效果，提供的卡頭是與具有回轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的手動或動力驅(qū)動裝置(如便攜式電動鉆和類似物)一起使用的。該卡頭按包括螺紋連接、錐孔等常規(guī)方式裝配到驅(qū)動軸上，卡頭的本體部件具有前部和尾部，在前部內(nèi)的軸向孔中安置刀具，而多個成角度配置的通道與軸向孔相交?？^的夾緊機構(gòu)將卡頭中的刀具夾緊，該夾緊機構(gòu)最好包括多個在成角度配置的通道內(nèi)安置的可滑動的夾爪。每個夾爪在其一個側(cè)面有一刀具嚙合面，而在其對置側(cè)面有螺紋。以回轉(zhuǎn)方式安裝在本體部件上的螺母，在其內(nèi)圓周表面上制有與夾爪上的螺紋嚙合的螺紋。套筒部件是與螺紋成驅(qū)動回轉(zhuǎn)嚙合而配置的，當(dāng)套筒相對本體部件回轉(zhuǎn)時，夾爪也就因此而回轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的卡頭還包括一個安置在螺母和夾爪之間的回轉(zhuǎn)制動機構(gòu)或裝置，當(dāng)夾爪到達通道內(nèi)的預(yù)定位置時，該位置一般與夾爪完全打開的位置相對應(yīng)，防止了螺母沿打開方向的進一步回轉(zhuǎn)。這種回轉(zhuǎn)制動機構(gòu)包括一個限定螺母螺紋端部的徑向伸延的表面。在所有夾爪處于其完全打開即縮回的位置時，該徑向伸延表面同夾爪中的一個夾爪的側(cè)表面相接觸，與徑向伸延表面接觸的夾爪側(cè)表面，可以是限定夾爪螺紋端部或夾爪體刀具嚙合面起點的一個側(cè)表面。
在本發(fā)明的一個最佳實例中，夾爪的側(cè)表面是一個圓周表面，該圓周表面在螺紋和對置的刀具嚙合面之間伸延。
螺母上的徑向伸延表面最好有一個限定螺母螺紋末端部的徑向壁，該徑向壁也可以相對于螺母回轉(zhuǎn)軸呈切線伸延。
在最佳實施例中，夾爪的側(cè)表面包括曲形的圓周表面。在該實施例中，夾爪的徑向伸延表面可包括具有相應(yīng)形狀的曲形表面。
本發(fā)明的其它目的、特性和范圍將在下面更為詳細的予以討論。


圖1是本發(fā)明最佳實施例的卡頭縱向局部截面圖；圖2是沿圖1所示線的局部截面圖；圖3是沿圖2所示線的另一個局部截面圖；圖4是沿圖3所示線的螺母部分的截面圖；圖5是本發(fā)明的回轉(zhuǎn)制動機構(gòu)的透視圖。
現(xiàn)在，對本發(fā)明最佳實施例作出詳細地說明，在附圖中介紹了最佳實施例的一個或多個實施例。給出的每個實施例是作為對本發(fā)明的說明，而并不意味著對本發(fā)明的限制。事實上，對本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍條件下，能對本發(fā)明作出修改和變型。例如，作為一個實施例部分所敘述的特征，可在另一實施例上采用而產(chǎn)生又一個實施例。因此，其意圖在于，本發(fā)明應(yīng)包括在權(quán)利要求范圍及其等同物范圍內(nèi)的修改和變型。
參照圖1，本發(fā)明的最佳實施例以傾斜夾爪卡頭的形式予以說明。然而，應(yīng)該理解，這里的說明僅僅以對本發(fā)明的解釋方式給出，本發(fā)明對任何合適的卡頭均是適用的，這些卡頭中的夾緊機構(gòu)，例如夾爪，是通過卡頭本體內(nèi)的螺母相對回轉(zhuǎn)來致動的。
卡頭10包括一個套筒部件36、一個本體部件12和一個夾緊機構(gòu)50。在說明的實施例中，夾緊機構(gòu)50包括多個夾爪22。本體12的形狀一般為圓柱形，并有一前端或前部14和一尾端或后部16。在前部14內(nèi)有一軸向孔18，該軸向孔18的尺寸略大于最大的卡頭所能接納刀具的刀具柄。后部16內(nèi)有一具有標準尺寸的螺紋孔52，以便與動力或手動的驅(qū)動裝置的驅(qū)動軸相配合，例如具有主軸的動力鉆頭?？?4和46在本體12的中心區(qū)域相通。盡管在該圖中示出了螺紋孔52，但這樣的孔可用具有標準尺寸的錐形孔置換，以便使之能與錐形驅(qū)動軸或與任何適合的連接機構(gòu)相配合。在本技術(shù)領(lǐng)域中，將卡頭與驅(qū)動軸或主軸相連接的不同的方法和裝置是眾所周知的，因此任何一種這樣的方法均在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)。
本體12內(nèi)構(gòu)成的通道20是為安設(shè)夾爪22的。如采用三個夾爪22，每個夾爪是與相鄰夾爪隔開大約120°的弧度。通道20的軸線54與相應(yīng)的卡頭軸線56形成角度，并在卡頭本體12前的某一共同點處與卡頭軸線相交。每個夾爪22的一個表面上的刀具嚙合面，即部分24，一般平行于卡頭軸線56，每個夾爪22對面即外表面上有螺紋28，螺紋28帶有任何合適的螺矩。
本體部件12包括一止推環(huán)部件58，在實施例中，該止推環(huán)部件58可與本體12構(gòu)成一體。在一替換實施例中，止推環(huán)58可以是與本體部件12分離的部件。
卡頭10還可有一個軸承組件60，例如在圖1中所示的是墊圈和用隔離罩分隔開的滾子。
卡頭10還包括一個環(huán)形螺母30。螺母30可以是用來與夾爪22上的螺紋28呈螺紋嚙合的螺紋32的單體螺母。螺母30圍繞本體12安置，且與夾爪22呈螺紋嚙合，致使當(dāng)螺母相對于本體12回轉(zhuǎn)時，夾爪將在其相應(yīng)的通道20內(nèi)向前或返回。
套筒36的外圓周表面可以滾花，或配置縱向肋或任何其它結(jié)構(gòu)，以使使用者能可靠地抓緊該套筒。套筒36可用結(jié)構(gòu)塑料制成，如聚碳酸酯，充填聚丙烯，如充填玻璃的尼龍，或者用結(jié)構(gòu)塑性材料的混合物來制造。正如本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的那樣，制造套筒36的材料將取決于卡頭的最終使用，而上面的討論僅僅是以實例方式給出的。
在圖1所示的實施例中，套筒36是通過前部件62相對本體12軸向固定的，前部件62壓配在本體12的前部14上。螺母30通過定位環(huán)64保持就位。定位環(huán)64是壓在前部14上的環(huán)形錐，并與螺母30嚙合。在套筒36中限定的驅(qū)動銷66被安置在槽68中(圖2和3)，以便將套筒36回轉(zhuǎn)地固定到螺母30上。
然而，應(yīng)該理解，可以采用各種方法將套筒36可回轉(zhuǎn)地固定到螺母30上。例如，螺母30可壓配裝到套筒36中，或可以與套筒36直接共同模制成型。用于將套筒和螺母回轉(zhuǎn)固定的任何方法都在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)。
因為套筒36是回轉(zhuǎn)地固定到螺母30上，所以套筒36相對本體12的回轉(zhuǎn)，也使螺母30相對于本體回轉(zhuǎn)。螺母30的回轉(zhuǎn)因螺母螺紋32和夾爪螺母28的嚙合，而使夾爪22在通道20內(nèi)沿軸向移動。夾爪22軸向移動方向取決于套筒36和螺母30相對于本體12的回轉(zhuǎn)方向。如果刀具，如鉆頭，插裝在孔18中，套筒和螺母可沿閉合方向圍繞卡頭軸線56回轉(zhuǎn)，使夾爪22移到圖1點劃線所示的閉合位置，其中夾爪22的刀具嚙合表面24與刀具呈夾緊嚙合。沿相反的即打開的方向圍繞軸線56的回轉(zhuǎn)，使夾爪沿軸向向后脫離閉合位置到如圖1實線所示的打開位置。
本發(fā)明的卡頭10包括一個回轉(zhuǎn)制動機構(gòu)或裝置，它通常象圖1示出的元件38那樣。當(dāng)夾爪22移動到如圖1所示的打開即完全返回位置時，如果不用回轉(zhuǎn)制動機構(gòu)或裝置38，夾爪22和螺母30會有摩擦粘合的趨勢。具體參照圖2至圖5，回轉(zhuǎn)制動機構(gòu)38包括有一徑向伸延表面或壁40，它基本上限定螺母螺紋32的端部。例如，參照圖2和3，徑向伸延表面40相對于卡頭軸線56徑向向內(nèi)伸延，并限定螺母30最后螺紋48的端部。該徑向伸延表面40的平面由圖5所示線43示出。通常光滑或平面表面41限定在螺母30內(nèi)圓周內(nèi)的徑向伸延表面40附近。
在工作中，螺母30在打開方向回轉(zhuǎn)時，而夾爪22則在通道20內(nèi)呈螺旋式返回。當(dāng)夾爪22到達其完全返回位置時，徑向伸延表面40將與一個夾爪22的側(cè)表面42相接觸。側(cè)表面42一般從刀具嚙合面24延伸到夾爪螺紋28的起點。在圖5中可具體看到，側(cè)表面42可有一個徑向部分，如圖5所示，這是由于夾爪22通常是機加工成半圓形部分。關(guān)于這一點，徑向伸延表面40可以有互補的形狀，以便以齊平方式基本上接觸到側(cè)表面42。因此，應(yīng)該理解，側(cè)表面42必須徑向伸延到所需要的程度，以接觸在螺母30的螺紋32中限定的徑向伸延表面40。為此，在刀具嚙合表面24的起點46，將側(cè)表面42限定為夾爪柄的一部分是相當(dāng)簡單的。其唯一要求是，側(cè)表面42至少伸延到徑向伸延表面40。側(cè)表面42將在接觸表面40前，沿?zé)o螺紋或平面表面41回轉(zhuǎn)地移動。因此，平面表面41至少有相同的徑向深度，或者離軸線56，即螺母螺紋32的根部，有相同的距離。
在所示的實施例中，徑向伸延表面40構(gòu)成一壁面，它限定夾爪螺紋32的最后螺紋48。然而，應(yīng)該理解，只要使夾爪一旦到達其完全返回位置，就與夾爪22側(cè)表面42相接觸，徑向伸延表面40可具有任何形狀或尺寸。例如，表面40可以是球、銷子或插件等等。唯一要求在于表面40從螺紋32徑向伸延以嚙合夾爪22的側(cè)表面，防止螺母30相對所有夾爪的進一步回轉(zhuǎn)。在這方面應(yīng)該理解，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)制動裝置僅僅在單個夾爪上與徑向伸延表面40相接觸。采用這種方式，無需對每個夾爪都制動。只要夾爪保持其螺紋對準，并與螺母30嚙合即可，相同夾爪22應(yīng)在所有時間接觸徑向伸延表面40。在這方面，最好具體規(guī)定其中一個夾爪22來決定或限定側(cè)表面，以確保與徑向伸延表面40基本齊平并無粘合地接觸。例如，可以在其中一個夾爪上限定一個平直非徑向側(cè)表面42，以便接觸一個基本上徑向平直的壁面40。在這方面可作出多種變型。
本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍條件下，可對本發(fā)明作出各種修改和變型。例如，可以構(gòu)成任何形式的回轉(zhuǎn)制動裝置，使之從螺母螺紋端部徑向伸出，在夾爪到達其完全返回位置情況下，與其中一個夾爪相接觸。本發(fā)明意圖覆蓋所附權(quán)利要求的構(gòu)思和范圍及其等同物范圍內(nèi)的修改和變型。
權(quán)利要求
1．一種與具有回轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的手動或動力驅(qū)動裝置一起使用的卡頭，所述卡頭包括一個具有前部和后部的本體部件，所述的前部具有其內(nèi)形成的一軸向孔，以及多個成角度配置的通道，該通道穿過并相交所述的軸向孔；在所述成角度配置的通道內(nèi)可滑動地安置的多個夾爪，每個夾爪在其一側(cè)有一刀具嚙合面，在其對面的外表面有螺紋；一個可回轉(zhuǎn)地安裝在所述本體部件上的螺母，所述螺母在其內(nèi)圓周表面上帶有螺紋，與所述夾爪上的螺紋嚙合；一個與所述螺母呈驅(qū)動回轉(zhuǎn)嚙合的套筒部件，因此當(dāng)所述套筒相對所述本體部件回轉(zhuǎn)時，所述夾爪將由此而移動；和一個安置在所述螺母和所述夾爪之間的回轉(zhuǎn)制動裝置，其中在所述夾爪到達所述通道內(nèi)的某個預(yù)定位置時，防止所述螺母沿打開方向的進一步回轉(zhuǎn)，所述的制動裝置包括一個限定所述螺母螺紋端部的徑向伸延表面，所述徑向伸延表面接觸所述夾爪中的一個夾爪的側(cè)表面。
2．如權(quán)利要求1所述的卡頭，其中，所述夾爪的所述側(cè)表面確定所述夾爪螺紋的端部。
3．如權(quán)利要求2所述的卡頭，其中，所述夾爪的所述側(cè)表面，在所述螺紋和所述刀具嚙合面的起點之間伸延。
4．如權(quán)利要求1所述的卡頭，其中，所述徑向伸延表面包括一確定最后螺母螺紋端部的壁面。
5．如權(quán)利要求1所述的卡頭，其中，所述徑向伸延表面還相對于所述螺母的回轉(zhuǎn)軸線或切線伸延。
6．如權(quán)利要求1所述的卡頭，其中，所述夾爪的所述側(cè)表面包括曲面，所述徑向伸延表面包括與所述夾爪的所述表面互補的曲面。
7．一種與具有驅(qū)動主軸的手動或動力驅(qū)動裝置一起使用的卡頭，所述卡頭包括一個一般為圓柱形的本體，所述本體有前部和后部，所述前部適于與所述驅(qū)動裝置的所述驅(qū)動軸相匹配；一個夾緊機構(gòu)，其可致動到閉合位置，其中所述夾緊機構(gòu)軸向并可回轉(zhuǎn)地相對所述本體夾持刀具，也可到達打開位置，其中所述夾緊機構(gòu)松開夾持在其中的所述刀具；一個環(huán)形螺母，其圍繞所述本體配置，并具有與所述夾緊機構(gòu)螺紋嚙合的螺紋，致使所述圍繞所述本體回轉(zhuǎn)的螺母沿閉合方向致動所述夾緊機構(gòu)到所述閉合位置，而所述螺母的回轉(zhuǎn)沿打開方向致動所述夾緊機構(gòu)到所述的打開位置；和一個設(shè)置在所述螺母和所述夾緊機構(gòu)之間的回轉(zhuǎn)制動裝置，所述回轉(zhuǎn)制動裝置包括一個限定在所述螺母螺紋中的徑向表面，所述螺母螺紋在所述徑向表面接觸所述夾緊機構(gòu)時防止所述螺母在打開方向進一步回轉(zhuǎn)。
8．如權(quán)利要求7所述的卡頭，其中，所述回轉(zhuǎn)制動裝置包括限定所述螺母螺紋端部的徑向壁面。
9．如權(quán)利要求8所述的卡頭，其中，所述徑向壁面限定在所述螺母螺紋內(nèi)，在所述螺母螺紋以外無軸向伸延。
10．如權(quán)利要求7所述的卡頭，還包括一個裝設(shè)在所述本體上方并相對所述本體回轉(zhuǎn)的套筒部件，所述套筒與所述螺母可回轉(zhuǎn)地嚙合，使所述套筒相對所述本體的回轉(zhuǎn)將所述螺母相對所述本體回轉(zhuǎn)。
11．如權(quán)利要求7所述的卡頭，其中，所述本體的前部具有一形成在其內(nèi)的軸向孔，以及多個成角度配置的通道，在所述前部相交所述孔。
12．如權(quán)利要求11所述的卡頭，其中，所述夾緊機構(gòu)包括多個夾爪，所述夾爪配置在每個所述通道內(nèi)，每個所述夾爪的一個側(cè)面上具有徑向向內(nèi)配置的夾爪面，而在其對置側(cè)面上制有夾爪螺紋。
13．如權(quán)利要求12所述的卡頭，其中，所述回轉(zhuǎn)制動裝置接觸單個所述夾爪。
14．如權(quán)利要求13所述的卡頭，其中，所述夾爪具有通常的曲面，曲面在所述夾爪螺紋和所述夾爪面之間延伸，所述回轉(zhuǎn)制動裝置接觸所述夾爪的所述曲面，所述回轉(zhuǎn)制動裝置具有大致與所述夾爪的曲面相匹配的互補曲面。
全文摘要
一種與手動或動力驅(qū)動裝置一起使用的卡頭。該卡頭的本體部件有成角度配置的通道。多個夾爪可滑動地安裝在該通道內(nèi),夾爪夾持插裝在本體部件內(nèi)的刀具柄,螺母回轉(zhuǎn)地安裝在本體部件上,在其內(nèi)圓周有與夾爪螺紋嚙合的螺母螺紋。套筒部件與螺母呈驅(qū)動回轉(zhuǎn)式嚙合?；剞D(zhuǎn)制動裝置安置在螺母和夾爪之間,在夾爪到達通道內(nèi)的某一預(yù)定位置時,防止螺母沿打開方向進一步的回轉(zhuǎn)。
文檔編號B23B31/12GK1224646SQ9910128
公開日1999年8月4日 申請日期1999年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月30日
發(fā)明者凱文·C·邁爾斯, 克里斯托弗·B·巴頓, 威廉·H·奧爾特曼 申請人:動力工具霍德爾斯公司