CN101125373B - 锁紧夹头 - Google Patents

Abstract

一种夹头包括大致圆柱形的主体以及多个相对主体可移动地设置、并与主体的轴向孔连通的夹爪。大致圆柱形的套管围绕主体转动地安装并与夹爪操作地连通，从而套管沿闭合方向的转动使夹爪朝轴向孔的轴线移动，套管沿开启方向的转动使夹爪朝离开轴线移动。轴承具有邻近主体的第一轴承圈、邻近套管的第二轴承圈、以及设置在第一轴承圈和第二轴承圈之间的至少一个轴承元件。第一轴承圈和第二轴承圈其中之一确定棘轮；第一轴承圈和第二轴承圈中的另一个确定朝向棘轮偏置的棘爪。棘轮和棘爪被构造成当棘爪啮合棘轮时棘轮和棘爪阻止第二轴承圈沿开启方向相对第一轴承圈转动。大致圆柱形的套管可在第一和第二轴向位置之间移动，第一轴向位置用来使套管相对主体转动固定，第二轴向位置允许套管相对主体自由转动。

Description

锁紧夹头

技术领域

本发明一般地涉及用于钻头、或用于电动或气动的动力驱动器的夹头。更具体地，本发明涉及可以通过手动或者通过驱动器电机的致动而夹紧或松开的无键式夹头。 

背景技术

手动和电动或气动的工具驱动器是广为公知的。尽管麻花钻是这类驱动器中最一般的工具，但这类工具还可以包括螺钉驱动器、螺母驱动器、小圆锯、安装的磨石、以及其它切削或研磨工具。由于这些工具的柄部可能具有不同的直径，或者具有多边形的横截面，因而该装置通常设有一个能够在很宽范围内可进行调整的夹头。该夹头可以通过螺纹孔或锥形孔连接到驱动器上。 

现有技术中已经研发了各种的夹头。在一种倾斜夹爪的夹头中，夹头主体包括三个相互间大约成120°间隔设置的通道。这些通道被构造成使得它们的中心线相交于夹头轴线上位于夹头前方的一点。这些通道容纳着三个夹爪，夹爪在通道中可以滑动，以便夹住大致沿着夹头中心轴线移动的、圆柱形或多边形的工具柄。夹头还包括一螺母，它可以围绕着夹头的中心轴线转动并且与夹爪上的螺纹相啮合，从而螺母的转动就使夹爪在通道中沿某一方向运动。夹头主体连接于驱动工具的驱动轴上，并且被构造成使得夹头主体相对于螺母沿一个方向的转动就驱使夹爪进入到夹紧工具柄的状态；而沿相反方向的转动则松开前述的夹紧状态。如果是手动转动该夹头可以是无键式的。这种夹头的多个示例公开在美国专利US5,125,673和US5,193,824中，它们所公开的全部内容在此引作参考。现有技术中已知有各种结构的无键式夹头并且适用于各种应用场合。 

发明内容 

本发明认识到并且解决现有技术的结构和方法中所考虑的上述问题以及其它问题。 

本发明的实施例包括一种用于具有可转动驱动轴的手动驱动器或动力驱动器的夹头，该夹头包括：大致圆柱形的、具有前部和后部的主体。后部被构造成与驱动轴一起转动，而前部具有成形在前部中的轴向孔。多个夹爪相对于主体可移动地设置，并且与轴向孔连通。大致圆柱形的套管围绕着主体转动地安装，并与夹爪操作地连通，从而套管沿着闭合方向的转动使夹爪朝着轴向孔的轴线移动，而套管沿着开启方向的转动使夹爪朝着离开轴线移动。套管还可以在第一轴向位置和第二轴向位置之间滑动。轴承具有邻近主体的第一轴承圈、邻近套管的第二轴承圈、以及设置在第一轴承圈和第二轴承圈之间的至少一个轴承元件。第一轴承圈和第二轴承圈其中之一确定棘轮；第一轴承圈和第二轴承圈其中的另一个确定朝向棘轮偏置的棘爪。棘轮和棘爪被构造成当棘爪与棘轮相啮合时，棘轮和棘爪阻止第二轴承圈沿开启方向相对于第一轴承圈转动。 

与说明书相结合、并且作为说明书一部分的附图表示了本发明夹头的一个或多个实施例，这些附图与说明书一起用来解释本发明的原理。 

附图说明

本发明包括其最佳实施例的、针对本领域普通技术人员的完整和可行的公开内容，更具体地呈现在参照附图的下文说明书中，其中： 

图1A是本发明夹头的局部剖面的纵向视图，示出了该夹头处于锁定位置； 

图1B是图1A所示夹头的局部剖面的纵向视图，示出了该夹头处于未锁定位置； 

图2是图1A所示夹头的分解透视图； 

图3是图1A所示夹头中的轴承和螺母的分解透视图； 

图4A是图1A所示夹头中的前套管的局部透视图； 

图4B是图1A所示夹头中的轴承和套管的局部透视图； 

图4C是图1A所示夹头中的轴承和套管的局部透视图； 

图5是图1A所示夹头中的夹爪的透视图； 

图6是图1A所示夹头中的后套管的局部剖面的分解透视图； 

图7是图1A所示夹头中的后套管的剖面的透视图； 

图8是图1A所示夹头的纵向剖面图； 

图9A是图1A所示夹头的一替换实施例的局部剖面图；和 

图9B是图1A所示夹头的一替换实施例的局部剖面图。 

在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本发明中相同的或相似的特征或元件。 

具体实施方式

下面将对本发明现有的优选实施例进行详细描述，本发明的多个实施例表示在附图中，所提供的每个实施例是为了说明本发明，而并非限制本发明。事实上，对于本领域的技术人员显而易见的是：在不背离本发明的精神和范围可以对本发明进行各种的改型和变化。例如，作为某个实施例的一部分而所示或所述的多个特征，可以应用于另一个实施例中以产生出再一个的实施例。因此意旨是本发明包括了本公开内容范围内的这些改型和变化。 

参照图1A，1B和图2，本发明的夹头10的一实施例包括：主体14，螺母16，前套管18，后套管20，前端件22，以及多个夹爪24。主体14是大致圆柱形并且包括鼻部或称前部26和尾部或称后部28。前部26具有垂直于主体14的纵向中心轴线32的前面30和位于前部26的前端的锥面34。前部确定轴向孔36(图1A和图1B)，其尺寸略大于设计夹头时所容纳的最大工具柄的尺寸。轴向孔38也成形在尾部28中，并且具有标准的尺寸以便与手动驱动器或动力驱动器的(未示出的)驱动轴相配合。两个孔36，38可以在主体14的中部区域40相连通(图1A和图1B)。尽管所示的孔38具有螺纹，但该孔也可以替换为具有标准尺寸的锥孔，以便与锥形的驱动轴相配合。另外，主体14可以与驱动器的驱动轴制成整体。 

主体14确定了用来容纳三个夹爪的三个通道42。每个夹爪与相邻的夹爪相互间隔大约120°的弧度。通道42和夹爪24的轴线相对于夹头的纵向中心轴线32成一角度，因而每个通道的中心轴线(未示出)穿过轴向孔36，并且在夹头主体前方的一公共点处交汇于纵向中心轴线32。每个夹爪24具有工具接合面44，其设置成这样的角度，即当夹爪24插入到它们各自的通道42中时，每个工具接合面44大致平行于夹头体14的纵向中心轴线32对准。成形在每个夹爪24的相反表面上即成形在外表面上的螺纹46可以被构造成任何适当的类 型和节矩。如图5所示，每个夹爪24可以成形有一个压配合在工具接合面中的碳化物插入件45。 

主体14包括位于主体前部26和后部28中间的推力环48。主体14还包括位于推力环48的轴向后方的齿环49。推力环48和齿环49都可以是主体的一体元件。然而应当理解，推力环48和齿环49可以是刚性地连接于主体14上的单独的元件。推力环48包括多个围绕其圆周成形的用于夹爪的引导通道50，以允许夹爪24穿过其中而缩回。推力环还包括突缘部分52以容纳下文将要描述的轴承组件。突缘部分52最清楚地表示在图8中。齿环49也确定了多个夹爪引导通道51，其允许夹爪24穿过其中而缩回。另外，齿环49确定了多个从齿环的外周面径向向外延伸的齿轮齿53。 

前端件22保持住螺母16阻止它向前轴向运动。在前端件22的向后端有适于夹爪24在夹头中前进和后退的截锥部54。在一优选实施例中，前端件22压配合在主体的前部26上，然而应当理解，在夹头中也可以省略该前端件22，以便于以其它方式将螺母轴向固定到主体上。例如，螺母可以是保持在形成于主体外周上的一个圆周槽中的两件式的剖分螺母。前端件22最好由金属或金属合金构成，并且前端件20可以涂覆着有色金属的涂层，以防止生锈和改善其外观。可以采用任何适当的涂覆方法，例如包括阳极氧化，镀铬，粉末喷涂，以及镀锌或镀镍。 

前套管18具有截锥形的前部55，大致为圆柱形的后部56，介于前部和后部之间的阶梯面58，以及一个后表面57。后部56确定了多个轴向延伸的凹槽60(图2)，它们从后部56的外表面向内延伸。前端件的环形凸肩62固定前套管阻止其沿轴向向前的运动。 

如图2，6，7清楚所示，后套管20锁定地容纳齿套64和后板66。后套管20具有前表面68以及后表面70。后套管20还确定多个从后套管的内周面径向向内延伸的凸台72。在每一凸台之间，后套管20确定多个径向向内凸起的、位于后套管的后表面70附近的锁舌74。此外，后套管20确定定位环76，它从后套管的内表面径向向内延伸，并且位于后套管的前表面和后表面之间。此外，后套管20的外周面上可以开槽或者滚花，以便于操作者用手握住外套管。 

齿套64具有前表面78，后表面79，内周面80，以及外周面81(图2和图6)。齿套64确定多个齿82，它们从齿套64的内周面径向向内凸出，并且位于齿套前表面78附近。此外，齿套的外周面81确定多个径向向内延伸的通道84，类 似于前套管18上的凹槽60，它们的尺寸设定为用来容纳后套管的凸台72。在每一凹槽之间，齿套64确定位于齿套后表面79附近的槽85和缝口86。如图6所示，槽85和缝口86彼此邻近并且沿夹头纵向中心轴线32对齐，因此每个槽85位于齿套后表面79附近，以及每个缝口86位于离齿套后表面79的远端。 

在夹头10的组装时，齿套64插入到后套管20中。齿套的通道84和后套管的凸台72形成无转动的互锁连接。齿套64插入到后套管20中，直到齿套的前表面78与后套管的定位环76相接合，以及后套管的锁舌74固定地卡入到它们各自的齿套缝口86中。一旦齿套完全插入到后套管20中，后板66就插入到齿套64的后表面79附近的齿套58中。后板66确定多个翼片88，它们各自滑动地容纳在齿套的各个槽85中。当齿套完全插入时，每个翼片88由齿套的缝口86锁定地容纳。当完全组装好后，后套管20、齿套64以及后板66形成了一个整体的组件。 

如图1A，1B，2，8所示，主体后部28确定位于齿环90附近的前掣子槽90，位于前掣子槽和齿环之间的突缘87，以及位于前掣子槽90后面的后掣子槽92。后板66确定中心孔94，其尺寸适于滑动地容纳主体的后部28。此外，中心孔94确定前部89和掣子球环96，掣子球环的尺寸适于可释放地啮合到前掣子槽或者后掣子槽中。通过这种方式，后板66以及因此连同齿套管64和后套管20，就可在一个如图1A，图8所示的后轴向位置以及如图1B所示的前轴向位置之间滑动；在后轴向位置掣子球环96与后掣子槽92相啮合，而在前轴向位置孔的前部89啮合突缘87并且掣子球环96啮合前掣子槽90。 

图9A和图9B示出了以可释放地啮合主体后部前后掣子槽90，92的多个替换装置。参见图9A，图中示出了C形环91a啮合后掣子槽92。如图所示，后板66包括容纳着C形环91a的环形槽93a。当使用者将后套管20从其后方位置推向前方位置时，掣子槽90使得C形环张开，并且使得后套管20和后板66向前滑动。当后套管和后板到达前方位置时，C形环抵达前掣子槽90。C形环91a收缩到前掣子槽中并且后套管可释放地保持在前方位置上。现在参见图9B，图中表示了掣子球91b啮合后掣子槽92，后掣子槽的形状能够可释放地容纳该掣子球91b。后板66包括其中插装着掣子球和偏压元件95的掣子孔93b。插头97用来封闭掣子孔并且提供一表面，当偏压元件95驱使掣子球与掣子槽90或掣子槽92相啮合时抵靠该表面。当使用者将后套管20从其后方位置推向前方位置时，后掣子槽92的前缘与掣子球91b之间的接触就压缩了偏 压元件95，并且使得后套管20和后板66能够向前滑动。当后套管和后板到达前方位置时，偏压元件95伸展，并且驱使掣子球与前掣子槽相啮合，于是后套管就可释放地保持在前方位置上。 

如图1A所示，当后套管20从前方位置滑动到后方位置，齿套的齿82与齿环的齿53相啮合。当后套管20位于其后方位置时，齿套的齿82与齿环的齿53之间的啮合将后套管20转动固定于夹头主体14上。后套管20滑动回到其前方位置使得齿套管的齿与齿环的齿脱离啮合，从而使得前后套管能够相对于夹头主体14自由地转动。如同下面将要详细描述的，齿套的齿82与齿环的齿53之间的锁定啮合防止了夹爪24对于工具柄的意外的进一步夹紧或松开。 

参见图2，前套管18有助于后套管20在前后位置之间的滑动。前套管的凹槽60的尺寸适合于滑动地容纳后套管的凸台72。凸台72和凹槽60形成了前后套管之间滑动的、然而又是互锁的啮合。因此，当后套管20转动时，所述凸台和凹槽之间的互锁连接造成前套管18与后套管20一体地转动。因此，当后套管位于其前方位置时，后套管和前套管两者成一体地相对于夹头主体14自由转动。然而，当后套管20置于其后方位置时，齿套管的齿82和齿环的齿53之间的锁定啮合使得前后套管相对于夹头主体转动固定。与上述实施例相反，本发明夹头的一个替换实施例可以设置成当后套管20置于其前方位置时，齿套管的齿82和齿环的齿53锁定啮合；而当后套管20置于其后方位置时，齿脱离啮合。 

前套管和后套管可以是模制的，或者由结构塑料制成例如聚碳酸酯；或者是加有填充物的聚丙烯，例如加有玻璃填充物的聚丙烯；或者是结构塑料的混合物。其它的组成材料，例如填充有聚合物的石墨在某些场合下也是适用的。如同本领域的技术人员能够理解的，制造本发明夹头的材料取决于该夹头的最终用途。 

参见图2和图3，螺母16具有与爪螺纹46相匹配的螺纹100。螺母16围绕着主体设置并且与夹爪螺纹相啮合，于是当螺母相对于主体14转动时，夹爪根据螺母16的转动方向而前进或缩回。螺母16具有轴向前面17，其确定凹槽102，凹槽分别容纳着从前套管18的内表面延伸出来的驱动凸台104(图2，以及图4A-4C)。驱动凸台的倾斜宽度小于凹槽的宽度，因而导致了螺母和前套管之间小范围的相对转动，例如6°～10°。 

螺母16还确定多个围绕着螺母外周面的平槽106。平槽106分别容纳从轴承组件112的内圈110向前伸出的翼片108(图3)。翼片108与平槽106之间的啮合将所述内圈转动地固定到螺母上，尽管还应当理解，这两个元件之间可以有轻微的转动间隙。 

内圈110容纳多个支承元件，在本实施例中就是多个支承滚珠114，这些滚珠位于内圈和外圈116之间，而外圈116则座落在推力环的突缘52上(图1A和图1B)。外圈116通过多个被容纳在推力环的突缘52上的相应的槽(未示出)中的翼片118而转动地固定在主体14上。在本发明的一个替换实施例中，外圈116可以相对于推力环自由地转动，并且因此可以免去翼片118和相应的槽。在这一实施例中，外圈116可以相对于主体转动，直到夹爪锁合在工具柄上，在这种情况下，来自螺母的向后的作用力通过轴承使得外圈116和推力环之间产生摩擦力，这样就使外圈保持着在主体上的转动位置。 

内圈110和外圈116都被适当地成形以使多个滚珠114定位，并且防止滚珠在工作时在夹头中偏移。除了定位滚珠之外，外圈116还包括围绕着外圈内周面设置的、由多个锯齿形的齿122所形成的棘轮环117。如前所述，内圈110确定多个与螺母16相啮合的翼片108(图2)。如图3所示，第一棘爪124从每个翼片108的一侧伸出。每个第一棘爪124装备有选择性地与外圈116上的锯齿形齿122相啮合的末端126。第一棘爪124从内圈110径向向外地偏置，并在安装时必须将其径向向内压缩，以使末端126与齿122正确地啮合。第一棘爪124的径向向外地偏置迫使每个棘爪的末端126朝向外圈的棘轮环117的锯形齿。 

尤其参见图3，每个齿122具有第一侧面121和第二侧面123，其中，第一侧面121具有接近于90°的斜面，第二侧面123具有大致垂直于第一侧面121的斜面。第一棘爪124是可偏转的并且通常被设置成其末端126位于与齿的第二侧面的斜面相对准的位置。于是，当内圈110相对于外圈116沿着使夹爪闭合的方向128转动时，第一棘爪的末端126重复地在齿122上滑动，当每个末端126落入抵靠每个连续齿的第二侧面123上时发出嗒嗒的声音。然而，第一棘爪124和齿的这种结构将阻止内环沿着相反方向也就是夹爪的开启方向130的转动。沿着方向130对内圈所施加的旋转力将迫使末端126进入齿第一侧面121的陡峭斜面。由于每个末端126的前缘都大致垂直于齿的第一侧面121，棘爪末端126与齿第一侧面121之间的啮合不会造成第一棘爪径向向内偏转， 从而内圈110可相对于外圈116沿着方向130转动。因此，当第一棘爪的末端126与棘轮齿122相啮合时，棘轮齿仅允许内圈沿着夹爪的闭合方向128转动，而阻止内圈沿着夹爪的开启方向130的转动。 

可偏转的第二棘爪132从每个翼片108与第一棘爪124相反地延伸。与第一棘爪124相类似，每个第二棘爪132也径向向外地偏置。然而，与第一棘爪不同，第二棘爪不与外圈的棘轮环相啮合。棘爪124，132在它们的末端分别包括翼片134，136。参见图4A，前套管18的内周面确定了第一凹槽138和第二凹槽140。如下面将要更详细地描述的，在夹头工作时，根据套管相对于螺母的转动位置，每个翼片136被容纳在其中一个凹槽中。前套管18还确定第三凹槽142和凸轮表面144。同样是根据套管的转动位置，每个翼片134被容纳在凸轮表面144或第三凹槽142中。 

图4C表示了当前套管18相对于螺母(图2)处于两个位置中的第一位置(解除锁定)时，两个棘爪124，132的位置；而图4B表示了当套管相对于螺母处于第二位置(锁定)时的那些元件。为了便于表示，这两个附图中都省略了螺母。如图4B所示，每个驱动凸台104都设置成抵靠或邻近于它所容纳其中的凹槽102(图3)的侧面140。前套管的每个第二凹槽142容纳第一棘爪124的翼片134。因此，每个第一棘爪124的末端126与棘轮齿122相啮合，内圈110只能相对于外圈116沿着夹爪的闭合方向128转动。 

现在参见图4C，当前套管18相对于外圈116沿着夹爪的开启方向130转动时，如箭头107所示，每个翼片136移出它所在的第二凹槽140并且进入其第一凹槽138中。如箭头109所示，每个翼片134移出它所在的第三凹槽142并且升起到凸轮表面144上。如箭头113所示，这样径向向内推动每个可偏转的第一棘爪124，因而其末端126与棘轮齿122脱离啮合。于是内圈110相对于外圈116自由地转动。 

如同下面所详细描述的，当前套管18沿着夹爪的开启方向130相对于外圈116转动时，从而内圈从图4B所示的位置移动到图4C所示的位置，驱动凸台104在螺母16(图3)的凹槽102中移动，从而每个驱动凸台与其相应凹槽102的另一侧面148(图3)相接合，或者邻近侧面148立刻定位。 

在工作时，只有当后套管20处于前方位置，从而如图1B所示齿套管的齿82与齿环的齿53脱离啮合时，才能够发生夹爪24的开启或闭合。齿82与齿53的脱离啮合允许前套管18和后套管20相对于夹头主体14自由地转动，并且如 下所述允许螺母驱使诸夹爪24前进或者缩回。参见图2，3，4B和4C，当夹头处于完全开启和完全闭合之间的状态时，螺母的凹槽102容纳前套管的驱动凸台104，从而驱动凸台邻近凹槽的侧面148。参见图4C，内圈110相对于前套管18设置，因此翼片134，136分别由凸轮表面144和第一凹槽138容纳。在这种安排下，前套管18处于相对于螺母16的第一位置，也就是非锁定位置。在这种状态下，翼片136和第一凹槽138将内圈110转动地固定在前套管18上。由于内圈110通过翼片108和平槽106而转动固定在螺母16上，操作者转动前后套管18，20也就转动了轴承内圈110，因而依次就转动地驱动了螺母，夹爪24相应地开启或闭合。如果操作者沿着闭合方向128(图4C)转动前后套管，直到夹爪夹紧在工具柄上(未示出)，前后套管的进一步的转动将迫使螺母16轴向向后，从而将螺母推动抵靠内圈110、支承元件114、外圈116、以及推力环48。由螺母16所施加的轴向向后的作用力将螺母和内圈110摩擦锁定在主体14上，并且内圈和螺母相对于主体将受到转动地约束。当操作者继续沿夹紧方向128(图4C)转动前套管18时，夹爪24将进一步围绕工具柄夹紧，并且螺母16将停止转动。 

现在参见图4C，由操作者所施加的沿着夹爪闭合方向的任何附加扭矩将迫使轴承内圈的翼片136移出其相应的第一凹槽138而进入到第二凹槽140中，使得前套管18能够相对于螺母和轴承内圈110转动。参见图2，前套管18的转动将前套管的驱动凸台104在其成形于螺母16上的相应凹槽102中移动。凸台104转动而离开凹槽侧面148朝向凹槽的另一侧面146。与此同时，凸轮表面144转动而离开翼片134，从而翼片134被释放而进入到第三凹槽142中，因此如图4B所示允许第一棘爪124的末端126与棘轮齿122相啮合。在这方面，内圈110和螺母16两者都转动地锁定在外圈116和主体14上，从而螺母沿着夹爪开启方向130的转动被阻止。前套管的第三凹槽142与内圈棘爪翼片134之间的啮合将棘爪的末端126带入与外圈棘轮齿122的锁定啮合。由于外圈116的翼片118与成形在主体推力环突缘52(图1A，图1B，图8)上的槽(未示出)之间的啮合，阻止了外圈116相对于主体14的转动。因此，棘爪末端126和棘轮齿122之间的啮合防止了内圈110沿着棘爪开启方向130的转动。内圈110和螺母16之间的锁定啮合保证了当内圈110沿着夹爪开启方向的转动被阻止时，螺母的相应转动也被阻止。通过这种方式，防止了夹爪在使用过程中的意外地开启。 

然而，在锁定位置，内圈110以及因此还有螺母16仍然可以相对于外圈116和主体14沿着夹爪闭合方向128转动。在这种转动期间，前套管18通过两种机构驱动螺母。首先，前套管的驱动凸台104与螺母凹槽的侧面146(图2，3)之间的接触驱使螺母沿着方向128转动。其次，内圈的棘爪翼片134，136与前套管凹槽142，140之间的啮合，将驱使内圈110随同前套管18一起转动。由螺母的平槽106(图2和图3)所啮合的内圈翼片108也驱使螺母沿着闭合方向128转动。以这种方式，夹爪24继续如上所述进行闭合。当夹爪处于完全夹紧的状态时，棘爪的末端126将越过棘轮环的齿122，产生出哒哒的声音以提醒操作者夹头已经充分地夹紧。 

参见图1A，一旦操作者确信夹爪已经充分地围绕工具柄夹紧，操作者可以将后套管20滑动到轴向向后的位置。后套管20移向轴向向后的位置带动齿套的齿82与齿环的齿53进入啮合，齿82，53之间的啮合防止前套管18和后套管20相对于主体14的转动。这样，前后套管以及螺母将进一步相对于主体转动地锁定，因而减小了夹爪在工作中任何松开的机会。 

现在参见图1B，操作者可以开启夹爪，首先通过将后套管20向前滑动到其非锁定位置。一旦后套管位于轴向向前的位置，齿轮套管的齿82与齿环的齿53脱离啮合，操作者可以沿着开启方向130(图4A-4C)转动前套管18和后套管20。如图4B中清楚所示，前套管18通过翼片134，136分别在凹槽142，140中的啮合处将这个开启扭矩传递给内圈110。因为内圈棘爪的末端126啮合外圈116的棘轮齿122，而外圈又转动地固定于主体上，因而内圈不能够随着套管转动。于是，当沿着开启方向130对前套管18施加充分的扭矩时，前套管相对于内圈和螺母转动。这种转动驱使翼片134跨到凸轮面144上，因而使第一棘爪的末端126与棘轮齿122脱离啮合。翼片136从第二凹槽140移动到第一凹槽138中，并且驱动凸台104从螺母凹槽102的侧面146移至侧面148。因此，套管移动到如图4c所示的相对于螺母的其第一转动位置，并且内圈和螺母能相对于外圈和夹头主体14沿开启方向130自由转动。因此，套管18沿着开启方向的进一步转动将移动夹爪离开夹头的纵向中心轴线32，从而开启夹头。 

棘爪和棘轮可以由任何适当的结构构成。此外，夹头可以各种结构来实现，从而具有棘轮结构的轴承可设置在套管、例如螺母或其它适当的结构、与夹头主体之间。例如，夹头可以包括：主体、相对于主体转动地设置并且 可轴向移动的螺母、以及与螺母相啮合的外套管，从而套管的转动也使螺母相对于主体转动。夹爪可以由主体容纳在通道中，并且螺母与棘爪相啮合，从而螺母的转动驱动夹爪移向或离开夹头的轴线。在这种结构中，可以允许外套管相对于第二套管转动过有限的角位移。包含如上所述棘轮结构的轴承可以设置在第二套管和夹头主体之间。根据夹头的结构棘爪和棘轮可以适当地相互转换。 

尽管前面描述了本发明的一个或多个优选实施例，但应当理解，本发明任何的以及所有的等同实施方式都包含在本发明的构思和范围内。因此，所示的实施例仅用来举例而不意味着对本发明的限制。应当理解，不同的一个或多个实施例的特征可以全部地或部分地相互替换。因此，旨在表明，任何的和所有的这些实施方式当它们属于所附的权利要求书的记载范围或等同范围时，这些实施方式都包括在本发明的范围内。 

Claims (21)

1.一种用于具有可转动驱动轴的手动驱动器或动力驱动器的夹头，该夹头包括：

(a)大致圆柱形的主体，其具有：

纵向中心轴线，

前部，以及

后部，

该后部被构造成与驱动轴转动，该前部具有成形在前部中的轴向孔；

(b)相对于主体可移动地设置并与轴向孔连通的多个夹爪；

(c)围绕主体可转动地安装并与夹爪驱动啮合的螺母，从而螺母沿闭合方向的转动使夹爪朝着纵向中心轴线移动，螺母沿开启方向的转动使夹爪离开纵向中心轴线移动；

(d)轴承，其具有：

邻近主体并确定棘轮环的第一轴承圈，

邻近螺母并确定至少一个朝向棘轮环偏置的棘爪的第二轴承圈，以及

设置在第一轴承圈和第二轴承圈之间的至少一个轴承元件，

其中，棘轮环和至少一个棘爪被构造成当至少一个棘爪啮合棘轮环时，棘轮环和至少一个棘爪阻止第二轴承圈沿开启方向相对于第一轴承圈转动；以及

(e)围绕主体可转动地安装并与棘爪驱动啮合的套管，

其中，套管相对于棘爪在第一转动位置和第二转动位置之间转动，

其中，套管包括前套管和后套管，以及

其中，后套管能够相对于所述主体在第一轴向位置和第二轴向位置之间滑动。

2.如权利要求1所述的夹头，

其中，主体还具有确定多个径向向外延伸的齿的齿环，

其中，前套管与棘爪驱动啮合，并且相对于螺母和棘爪在第一转动位置和第二转动位置之间转动，

后套管确定多个径向向内延伸的齿，

后套管转动地装配在前套管上，以及

其中，当后套管定位于第二轴向位置时，齿环齿与后套管齿相互锁定地啮合，从而使前和后套管相对于主体转动地固定。

3.如权利要求1所述的夹头，

其中，前套管确定内表面，该内表面进一步确定相对于至少一个棘爪设置的至少一个凸轮表面，从而当前套管处在第一转动位置时，凸轮表面使棘爪与棘轮环脱离啮合，以及

其中，当前套管处在第二转动位置时，凸轮表面释放棘爪以便啮合棘轮环。

4.如权利要求1所述的夹头，其中，螺母确定形成在螺母上的螺纹，该螺纹啮合形成在夹爪上的相应的螺纹，这样螺母围绕主体的转动使夹爪朝向或离开纵向中心轴线移动。

5.如权利要求1所述的夹头，

其中，螺母确定形成在螺母上的螺纹，该螺纹啮合形成在夹爪上的相应的螺纹，这样螺母围绕主体的转动使夹爪朝向或离开纵向中心轴线移动，

其中，棘爪是可偏转的，以及

其中，棘爪和棘轮环被构造成当棘爪啮合棘轮环时，棘爪和棘轮环允许第二轴承圈沿闭合方向相对于第一轴承圈转动，但阻止第二轴承圈沿开启方向相对于第一轴承圈转动。

6.如权利要求1所述的夹头，

其中，前套管与螺母处于操作地连通，从而前套管转动地驱动螺母，但可相对于螺母和棘爪在第一转动位置和第二转动位置之间转动，

其中，前套管确定相对于棘爪设置的凸轮表面，从而当前套管处在第一转动位置时，凸轮表面使棘爪与棘轮脱离啮合，

其中，当前套管处在第二转动位置时，凸轮表面释放棘爪以便啮合棘轮，

其中，后套管转动地装在前套管上，以及

其中，当后套管定位在第二轴向位置时，后套管使前套管转动地固定在主体上。

7.一种用于具有可转动驱动轴的手动驱动器或动力驱动器的夹头，该夹头包括：

(a)大致圆柱形的主体，其具有：

纵向中心轴线，

前部，具有成形在该前部中的轴向孔，以及

被构造成与驱动轴转动的后部；

(b)相对于主体可移动地设置并与轴向孔连通的多个夹爪；

(c)围绕主体可转动地安装并与夹爪操作地连通的套管，从而套管沿闭合方向的转动使夹爪朝着主体的纵向中心轴线移动，套管沿开启方向的转动使夹爪离开纵向中心轴线移动，

其中，套管包括前套管和后套管，以及

其中，后套管能够相对于所述主体在第一轴向位置和第二轴向位置之间滑动；以及

(d)轴承，其具有：

邻近主体并确定棘轮环的第一轴承圈，

邻近套管并确定至少一个朝向棘轮环偏置的棘爪的第二轴承圈，以及

设置在第一轴承圈和第二轴承圈之间的至少一个轴承元件，

其中，棘轮环和至少一个棘爪被构造成当至少一个棘爪啮合棘轮环时，棘轮环和至少一个棘爪阻止第二轴承圈沿开启方向相对于第一轴承圈转动。

8.如权利要求7所述的夹头，还包括螺母，

其中，前套管与螺母处于操作地连通，从而前套管转动地驱动螺母，但可相对于螺母在第一转动位置和第二转动位置之间转动；其中，前套管确定内表面，该内表面进一步确定相对于至少一个棘爪设置的至少一个凸轮表面，从而当前套管处在第一转动位置时，至少一个凸轮表面使至少一个棘爪与棘轮环脱离啮合，当前套管处在第二转动位置时，前套管释放至少一个棘爪以便啮合棘轮环，

其中，后套管转动地装配在前套管上，以及

其中，当后套管定位在第二轴向位置时，后套管相对于主体转动地固定前套管。

9.如权利要求7所述的夹头，其中，第一轴承圈相对于主体转动地装配。

10.如权利要求7所述的夹头，其中，第一轴承圈包括多个从该轴承圈径向延伸的翼片，每个翼片被成形在主体中的相应的槽容纳。

11.如权利要求7所述的夹头，还包括螺母，其中，第二轴承圈转动地装配在螺母上。

12.如权利要求7所述的夹头，还包括螺母，其中，第二轴承圈包括多个从该轴承圈延伸的凹槽，每个凹槽被成形在螺母中的相应的槽容纳。

13.如权利要求7所述的夹头，还包括螺母，其中，前套管与螺母处于操作地连通，从而前套管转动地驱动螺母，但可相对于螺母在第一转动位置和第二转动位置之间转动；其中，前套管通过第二轴承圈转动地驱动螺母。

14.如权利要求7所述的夹头，该夹头还包括螺母，

其中，前套管与螺母处于操作地连通，从而前套管转动地驱动螺母，但可相对于螺母在第一转动位置和第二转动位置之间转动，

其中，第二轴承圈包括至少一个可偏转的第一棘爪和至少一个可偏转的第二棘爪，

其中，第二棘爪朝向前套管的内周面偏置，以及

其中，内周面确定相对于第二棘爪设置的第一凹槽和第二凹槽，从而当前套管处于第一转动位置时，第二棘爪被第一凹槽容纳，当前套管处于第二转动位置时，第二棘爪被第二凹槽容纳。

15.如权利要求14所述的夹头，其中，前套管的内周面确定至少一个凸轮表面和至少一个第三凹槽，该第三凹槽邻近至少一个凸轮表面的相应的一个并相对于至少一个第一棘爪设置，从而当前套管处于第一转动位置时，至少一个第一棘爪啮合至少一个凸轮表面，当前套管处于第二转动位置时，至少一个第一棘爪被至少一个第三凹槽容纳。

16.如权利要求7所述的夹头，还包括螺母，

其中，前套管与螺母处于操作地连通，从而前套管转动地驱动螺母，但可相对于螺母在第一转动位置和第二转动位置之间转动，

其中，前套管的内周面确定至少一个凸轮表面和至少一个邻近凸轮表面设置的凹槽，从而当前套管处于第一转动位置时，至少一个第一棘爪啮合至少一个凸轮表面，当前套管处于第二转动位置时，第一棘爪被至少一个凹槽容纳。

17.如权利要求7所述的夹头，还包括螺母，

其中，前套管与螺母处于操作地连通，从而前套管转动地驱动螺母，但可相对于螺母在第一转动位置和第二转动位置之间转动，后套管转动地装配在前套管上，

其中，主体还具有确定多个径向向外突出的齿的齿环，

其中，后套管确定多个径向向内突出的齿，以及

其中，当后套管置于第二轴向位置时，后套管齿锁定地啮合齿环齿，齿环齿与后套管齿之间的锁定啮合相对于主体倾斜地固定前套管和后套管。

18.一种用于具有可转动驱动轴的手动驱动器或动力驱动器的夹头，该夹头包括：

(a)大致圆柱形的主体，其具有：

纵向中心轴线，

前部，后部，

齿环，以及

多个穿通形成的通道，

该后部被构造成与驱动轴转动，该前部具有形成在该前部中的轴向孔，并且所述通道与所述轴向孔相交；

(b)多个可移动地设置在所述通道中的夹爪；

(c)围绕主体可转动地安装的大致圆柱形的前套管；

(d)围绕主体可转动地安装的大致圆柱形的后套管；

(e)围绕主体可转动地安装并与夹爪驱动啮合的螺母，从而螺母沿闭合方向的转动使夹爪朝着主体的纵向中心轴线移动，螺母沿开启方向的转动使夹爪离开纵向中心轴线移动；以及

(f)轴承，其具有：

转动地装配在主体上并确定棘轮环的第一轴承圈，

第二轴承圈，转动地装配在螺母上并确定至少一个朝棘轮环偏置的可偏转的第一棘爪，以及

多个设置在第一轴承圈和第二轴承圈之间的轴承元件，

其中，棘轮环和至少一个第一棘爪被构造成当至少一个第一棘爪啮合棘轮环时，棘轮环和至少一个第一棘爪阻止第二轴承圈沿开启方向相对于第一轴承圈转动，但允许第二轴承圈沿闭合方向相对于第一轴承圈转动，

其中，前套管与螺母处于操作地连通，从而该套管转动地驱动螺母，但可相对于螺母在第一转动位置和第二转动位置之间转动，

其中，前套管确定相对于至少一个第一棘爪设置的至少一个凸轮表面，从而当前套管处在第一转动位置时，至少一个凸轮表面使至少一个第一棘爪与棘轮环脱离啮合，当前套管处在第二转动位置时，至少一个凸轮表面释放至少一个第一棘爪以便啮合棘轮，

其中，主体的齿环确定多个径向向外延伸的齿，

其中，后套管确定多个径向向内延伸的齿，后套管转动地固定在前套管上，而且后套管能够相对于所述主体在第一轴向位置和第二轴向位置之间滑动，以及

其中，当后套管置于第二轴向位置时，后套管齿啮合齿环齿，后套管齿与齿环齿之间的啮合相对于主体倾斜地固定前和后套管。

19.如权利要求18所述的夹头，

其中，第一轴承圈包括至少一个可偏转的第二棘爪，

其中，至少一个第二棘爪朝向前套管的内周面偏置，以及其中内周面确定相对于第一轴承圈设置的至少一个第一凹槽和至少一个第二凹槽，从而当前套管处于第一转动位置时，至少一个第二棘爪被至少一个第一凹槽容纳，当前套管处于第二转动位置时，至少一个第二棘爪被至少一个第二凹槽容纳。

20.一种用于具有可转动驱动轴的手动驱动器或动力驱动器的夹头，该夹头包括：

(a)大致圆柱形的主体，其具有：

纵向中心轴线，

前部，以及

后部，

该后部被构造成与驱动轴转动，该前部具有成形在前部中的轴向孔；

(b)相对于主体可移动地设置并与轴向孔连通的多个夹爪；

(c)围绕主体可转动地安装并与夹爪驱动啮合的螺母，从而螺母沿闭合方向的转动使夹爪朝着纵向中心轴线移动，螺母沿开启方向的转动使夹爪离开纵向中心轴线移动；以及

(d)围绕主体可转动地安装并与螺母驱动啮合的套管，

其中，套管可相对于螺母在第一转动位置和第二转动位置之间转动；在第一转动位置螺母可相对于主体转动，在第二转动位置螺母在开启方向可转动地装配在主体上，

其中，套管包括前套管和后套管，以及

其中，前后套管相互之间可转动地装配，后套管能够相对于所述主体在第一轴向位置和第二轴向位置之间滑动。

21.如权利要求20所述的夹头，

其中，主体还具有确定多个径向向外延伸的齿的齿环，

其中，后套管确定多个径向向内延伸的齿，以及

其中，当后套管定位在第二轴向位置时，齿环齿与后套管齿相互锁定地啮合，致使相对于主体可转动地固定前和后套管。

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