CN103781578B - 自动调整夹头 - Google Patents

Abstract

一种夹头，包括沿着纵向轴线延伸的夹头主体，所述夹头主体包括多个槽，每个槽相对于所述纵向轴线成斜角设置。多个夹持件，每个夹持件包括第一衔接部、夹持件端、以及驱动端。每个夹持件设置在所述多个槽的每个槽中，并在闭合位置和打开位置之间运动。偏压件，连接到所述多个夹持件并将所述多个夹持件朝向所述闭合位置偏压，以及转动组件，选择地与所述多个夹持件衔接，以使当衔接时，所述多个夹持件在所述转动组件的旋转带动下运动。

Description

自动调整夹头

相关申请

本申请要求申请号为No.61/472,057，申请日为2011年4月5日的同时待审的美国临时专利申请的优先权，在此引入其全部内容作为参考。本申请也要求申请号为No.61/509,779，申请日为2011年7月20日的同时待审的美国临时专利申请的优先权，在此引入其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于钻头或其他工具使用的自动调整夹头。更具体地，本发明涉及一种夹头，该夹头能够根据插入到所述夹头中的工具的尺寸自动地调整。

背景技术

现有技术中的夹头常用于钻头或其他工具的装夹拆卸，但通常结构粗笨，操作不便，如何做到能够适于不同尺寸的工具的快捷装夹及方便使用成为亟需改进的方向。

发明内容

在一种实施方式中，本发明提供一种夹头，该夹头能够在闭合或最小打开位置和最大打开位置之间调整，而不用旋转所述夹头。所述夹头包括多个螺纹夹持件和螺纹转动组件，该螺纹转动组件与所述夹持件选择地衔接。当所述夹持件和所述转动组件脱离时，所述夹持件在最小打开位置和最大打开位置之间自由地运动。当所述夹持件和所述转动组件衔接时，所述转动组件必须旋转以紧固所述夹持件。

在一种结构中，本发明提供一种用于电动工具的夹头。所述夹头包括沿着纵向轴线延伸的夹头主体，所述夹头主体包括多个槽，每个槽相对于所述纵向轴线成斜角设置。多个夹持件，每个夹持件包括第一衔接部、夹持件端、以及驱动端。每个夹持件设置在所述多个槽的每个槽中，并在闭合位置和打开位置之间运动。偏压件，连接到所述多个夹持件并将所述多个夹持件朝向所述闭合位置偏压，以及转动组件，选择地与所述多个夹持件衔接，以使当衔接时，所述多个夹持件在所述转动组件的旋转带动下运动。

在其他结构中，本发明提供一种用于电动工具的夹头。所述夹头包括沿着纵向轴线延伸的夹头主体，所述夹头主体包括多个槽，每个槽相对于所述纵向轴线成斜角设置；多个夹持件，每个夹持件包括第一衔接部、夹持件端、以及驱动端，每个夹持件设置在所述多个槽的每个槽中，并在闭合位置和打开位置之间运动。偏压件，连接到所述多个夹持件并将所述多个夹持件朝向所述闭合位置偏压；以及转动组件，连接到所述夹头主体，并包括第二衔接部，所述转动组件相对于所述夹头主体在脱离位置、衔接位置、以及紧固位置之间转动，其中，当所述转动组件处于所述脱离位置时，所述第一衔接部和所述第二衔接部脱离，以使所述多个夹持件沿着所述纵向轴线运动到所述转动组件之外，以及其中，当所述转动组件处于所述衔接位置时，所述第一衔接部和所述第二衔接部衔接，以使所述多个夹持件响应于所述转动组件的旋转而沿着所述轴线运动，以及其中，所述转动组件从所述衔接位置到所述紧固位置的旋转将带动所述多个夹持件朝向所述闭合位置运动。

在另一种结构中，本发明提供一种在夹头中衔接工具的方法。所述方法包括将多个夹持件移动设置到夹头主体内，所述夹持件在闭合位置和打开位置之间可移动；将转动组件从所述多个夹持件脱离；响应于所述转动组件与所述多个夹持件脱离，将所述夹持件移动到所述闭合位置。所述方法还包括将所述夹持件朝向所述打开位置推动直到所述工具能够设置在所述夹持件中，将所述夹持件朝向所述闭合位置偏压，以使所述夹持件将所述工具轻微地保持在所需位置上，以及旋转所述转动组件，以将所述转动组件与所述多个夹持件衔接。所述方法还包括进一步旋转所述转动组件，以驱动所述夹持件朝向所述闭合位置运动，以将所述工具稳固地保持在所述所需位置，以及将所述转动组件保持在所述位置，以将所述多个夹持件保持在所述所需位置。

本发明的其他方面根据详细的说明书和附图将变得明显。

附图说明

图1表示自动调整夹头处于第一位置的剖视图；

图2表示图1的所述夹头处于第二位置的剖视图；

图3表示底盖的立体图；

图4表示夹头主体的立体图；

图5表示图4的夹头主体的侧视图；

图6表示图4的夹头主体的沿通过其纵向轴线的平面剖开的剖视图；

图7表示导向套的立体图；

图8表示夹持件的立体图；

图9表示套筒的立体图；

图10表示套管的立体图；

图11表示开口环的立体图；以及

图12表示自动调整夹头处于第一位置的另一剖视图。

具体实施方式

在详细说明本发明的任何实施方式之前，需要理解的是，本发明并不限于在以下说明书中解释或以下附图中图示的详细结构和部件设置的应用。本发明能够具有其他实施方式，并能够以多种方式实施或实现。

图1和2图示了一种自动调整夹头10，该自动调整夹头10能够快速接收具有不同直径的多种不同工具。夹头10包括底盖15、夹头主体20、滑动组件25、以及转动组件30。图3图示的底盖15包括杯状件，杯状件在其最底面40上形成有孔35。孔35带有螺纹以接收夹头主体20，以将底盖15稳固地连接到夹头主体20。

图4-6图示了夹头主体20，夹头主体20包括轴部45、套管部50、以及前端部55。轴部45沿着纵向轴线60延伸并包括外螺纹65，外螺纹65设置为与底盖15的螺纹孔35以螺纹连接，以将底盖15连接于夹头主体20。套管部50和前端部55共同在其之间限定有槽70。槽70包括锥形面75，锥形面75在套管部50和前端部55之间以锥形方式延伸为一部分。

在图示的结构中，三个夹持件孔80延伸穿过套管部50并伸入到前端部55中。每个孔80与邻近的两个孔80大约间隔120°，并相对于纵向轴线60大约成15°夹角。本领域技术人员能够领悟的是，如果需要，可以使用更多的孔80或更少的孔80。另外，如果需要，可以使用不同的间隔角度以及相对于纵向轴线60的不同夹角。

图6图示了夹头主体20的内部结构，夹头主体20的内部结构包括螺纹孔85和从螺纹孔85延伸的中心孔90。螺纹孔85包括螺纹，该螺纹被制作并被设置为将夹头10连接到电动工具或其他设备以使用。如图6所示，三个夹持件孔80延伸穿过套管部50并伸入到前端部55中的中心孔90。

参考图1和2，滑动组件25包括导向套95、三个夹持件(jaw)100、三个夹持件销(jaw pin)105、以及偏压件110。如图2所示，偏压件110包括压缩弹簧，该压缩弹性设置在导向套95和底盖15之间，并设置为偏压导向套95，使导向套95远离底盖15。应当注意的是，本发明被描述为包括三个夹持件100和三个夹持件销105。但是，其他结构可使用更少的夹持件100或更多的夹持件100，从而需要更少的或更多的夹持件销105。因此，本发明应当不限于仅使用三个夹持件100的结构。

图7显示的导向套95包括圆柱部115和设置在该圆柱部115一端的颈圈120。孔125延伸穿过圆柱部115，并被制作为允许导向套95沿着夹头体20的轴部45滑动。项圈部120围绕圆柱部115的一端延伸并具有与偏压件110衔接的表面。三个孔127径向向内延伸到项圈120中，并被制作为接收夹持件销105。

图8图示了一个夹持件100。每个夹持件100包括沿着夹持件轴线135延伸的主体130，并包括设置在主体130一端的衔接面140和靠近设置在另一端的销孔145。销孔145的尺寸制作为接收夹持件销105，以使夹持件100能够沿着夹持件销105自由滑动。衔接面140相对于夹持件轴线135成夹角设置，该夹角的角度与夹持件孔80相对于纵向轴线60的夹角角度相等。因此，图示的结构中，衔接面140相对于夹持件轴线135大约成15°角。这种设置能够确保衔接面140在全部位置保持基本平行于纵向轴线60。导向面150形成在衔接面140的对面，导向面150的轮廓与夹头主体20的中心孔90衔接，以引导夹持件100沿着纵向轴线60运动。凹入面155从导向面150延伸到夹持件100的第二端，并包括螺纹部160。

转动组件30包括开口环165、套管170、以及套筒175，开口环165、套管170、以及套筒175围绕纵向轴线60一起转动。图9显示的套筒175包括第一圆柱壁180和更小直径的第二圆柱壁185，第一圆柱壁180和第二圆柱壁185共同形成空心管状件。更小直径的圆柱壁185的大小被设置为装配到底盖15中，并与底盖15衔接，使得套筒175相对于底盖15转动，但不相对于底盖15沿着纵向轴线60移动。在其他实施方式中，底盖15和套筒175相互固定地连接，使得两个部件围绕纵向轴线60同时转动。

如图10所示，套管170包括圆柱形外壁190，圆柱形外壁190的大小被设置为装配到套筒175的第一圆柱壁180中，以将套筒175和套管170连接以转动。套管170还包括内表面195，内表面195的大小和形状被设置为阻挡开口环165径向运动并将开口环165保持在其工作位置。在一些结构中，套管170包括两个或多个沿着与纵向轴线60平行的轴线延伸的键部件(未显示)。

转到图11，开口环165显示为单个的整体组件。但是，开口环165优选地成形为两个相同的或相似的半环，两个半环合到一起时形成完整的开口环165。开口环165包括两个圆柱壁部200，两个圆柱壁部200被缺口205隔开并从第二圆柱部210延伸。在一些结构中，两个或多个键槽215形成在圆柱壁部200上。锥形孔限定了第二圆柱部210的内表面220。内表面220成角度设置，使得当沿着纵向轴线60和夹持件轴线135被剖开时，内表面220基本平行于夹持件孔80。内表面220包括螺纹，该螺纹设置为与三个夹持件100的螺纹啮合。另外，第二圆柱部210包括三个夹持件凹槽225，夹持件凹槽225从内表面220径向向外延伸并且大小被设置为容纳夹持件100。

装配夹头10时，夹持件100设置在夹头主体20的夹持件孔80中。导向套95滑到夹头主体20上，夹持件销105滑动穿过每个夹持件100上的销孔145并伸入到各自的导向套孔127中。开口环165的两半设置在夹头主体20的套管部50和前端部55之间的槽70中。套管170随后滑过夹头主体20的前端部55并就位，以使套管170的内表面195与开口环165保持在一起。在包括套管170上的键部件的结构中，所述键部件与开口环165上的键槽215匹配，以固定地将套管170和开口环165连接在一起以转动。套筒175随后连接到套管170，偏压件110定位，使得偏压件110的一端与导向套95衔接。底盖15随后螺纹连接到夹头主体20，以将偏压件110压紧并完成夹头10的装配。

在使用中，偏压件110向上偏压滑动组件25，使得夹持件100处于其闭合或最小尺寸位置(闭合位置)，如图2所示。为了插入钻头或其他工具，使用者首先通过套管170和套筒175将转动组件30转动到自由运动位置。在该位置，开口环165的凹槽225与夹持件100配合，使得夹持件100的螺纹与开口环165的螺纹脱离。由于该螺纹脱离，夹持件100向下运动(也就是，朝向打开位置)的唯一阻力由偏压件110提供。因此，使用者向下推动夹持件100，使得夹持件100自由打开并接收被插入的工具。一旦所述工具插入，偏压件110向上轻微地偏压夹持件100，中心孔90引导夹持件100轻微向内以轻微抓握所述工具。使用者随后旋转转动组件30以转动开口环165。随着开口环165转动，开口环165的锥形螺纹与夹持件100的螺纹啮合。螺纹节距设置为使得转动组件30的进一步转动驱使夹持件100向上和向内(也就是，朝向闭合位置)运动，以将所述工具牢固地定位。因此，使用者只需很小地旋转转动组件30，就能够快速地将工具插入到夹头10中。移出工具时，使用者仅需在相反的方向上将转动组件30旋转到自由移动位置，以使开口环165的螺纹与夹持件100的螺纹脱离。使用者随后仅将所述工具从夹头10中取出。当所述工具移出后，偏压件110将夹持件100偏压到其闭合或最小尺寸位置。

图12图示了另一种自动调整夹头10a，该自动调整夹头10a与图1的自动调整夹头10类似。自动调整夹头10a包括多个销105，每个销105与夹持件100a和导向套95a配合。与图1中销105垂直于导向套95、95a的运动方向定位不同的是，图12中的销105定位使得销105几乎垂直于该销配合的夹持件100a。这样的设置能够确保夹持件100a在运动过程中并不向销105施加不均匀的负载，因为在自动调整过程中，这样的负载能够导致约束或阻挡。

Claims (20)

1.一种用于电动工具的夹头，所述夹头包括：

夹头主体，沿着纵向轴线延伸，所述夹头主体包括多个槽，每个槽相对于所述纵向轴线成斜角设置；

多个夹持件，每个夹持件包括第一衔接部、夹持件端、以及驱动端，每个夹持件设置在所述多个槽的每个槽中，并在闭合位置和打开位置之间运动；

偏压件，连接到所述多个夹持件并将所述多个夹持件朝向所述闭合位置偏压；以及

转动组件，该转动组件能够在衔接位置和自由运动位置之间旋转，其中，当处于所述衔接位置，所述转动组件与所述多个夹持件衔接，所述多个夹持件在所述转动组件的旋转带动下运动，并且其中，当所述转动组件处于所述自由运动位置时，所述多个夹持件从所述转动组件脱离且沿着所述纵向轴线相对于所述转动组件自由运动。

2.根据权利要求1所述的夹头，其中，所述转动组件包括第二衔接部，该第二衔接部选择地与所述多个夹持件的每个夹持件衔接。

3.根据权利要求2所述的夹头，其中，所述第一衔接部包括形成每个所述夹持件上的螺纹。

4.根据权利要求3所述的夹头，其中，所述第二衔接部包括适于与所述夹持件的所述螺纹啮合的螺纹。

5.根据权利要求1所述的夹头，其中，所述夹头主体包括多个夹持件接收面，所述多个夹持件的每个夹持件包括与每个所述夹持件接收面配合的导向面，以引导所述夹持件沿着相对于所述纵向轴线倾斜的夹持件轴线运动。

6.一种用于电动工具的夹头，所述夹头包括：

夹头主体，沿着纵向轴线延伸，所述夹头主体包括多个槽，每个槽相对于所述纵向轴线成斜角设置；

多个夹持件，每个夹持件包括第一衔接部、夹持件端、以及驱动端，每个夹持件设置在所述多个槽的每个槽中，并在闭合位置和打开位置之间运动；

偏压件，连接到所述多个夹持件并将所述多个夹持件朝向所述闭合位置偏压；

转动组件，该转动组件选择地与所述多个夹持件衔接，以使当衔接时，所述多个夹持件在所述转动组件的旋转带动下运动；

导向套，该导向套连接到所述多个夹持件的每个夹持件并沿着所述纵向轴线轴向运动，响应于所述导向套的运动，所述多个夹持件的每个夹持件沿着相对于所述纵向轴线倾斜的夹持件轴线运动。

7.根据权利要求6所述的夹头，还包括多个销，每个销固定地连接于所述导向套，并移动地连接于所述多个夹持件的每个夹持件，以使所述夹持件在所述闭合位置和所述打开位置之间运动时，所述夹持件沿着所述销运动。

8.根据权利要求7所述的夹头，其中，每个所述销限定有纵向销轴线，并且每个所述纵向销轴线基本垂直于所述纵向轴线。

9.根据权利要求7所述的夹头，其中，每个所述销限定有纵向销轴线，并且每个所述纵向销轴线基本垂直于所述销连接的所述夹持件的所述夹持件轴线。

10.一种用于电动工具的夹头，所述夹头包括：

夹头主体，沿着纵向轴线延伸，所述夹头主体包括多个槽，每个槽相对于所述纵向轴线成斜角设置；

多个夹持件，每个夹持件包括第一衔接部、夹持件端、以及驱动端，每个夹持件设置在所述多个槽的每个槽中，并在闭合位置和打开位置之间运动；

偏压件，连接到所述多个夹持件并将所述多个夹持件朝向所述闭合位置偏压；以及

转动组件，连接到所述夹头主体，并包括第二衔接部，所述转动组件相对于所述夹头主体在脱离位置、衔接位置、以及紧固位置之间转动，其中，当所述转动组件处于所述脱离位置时，所述第一衔接部和所述第二衔接部脱离，以使所述多个夹持件沿着所述纵向轴线运动到所述转动组件之外，以及其中，当所述转动组件处于所述衔接位置时，所述第一衔接部和所述第二衔接部衔接，以使所述多个夹持件响应于所述转动组件的旋转而沿着所述纵向轴线运动，以及其中，所述转动组件从所述衔接位置到所述紧固位置的旋转将带动所述多个夹持件朝向所述闭合位置运动。

11.根据权利要求10所述的夹头，其中，所述第一衔接部包括形成在每个所述夹持件的表面上的螺纹。

12.根据权利要求11所述的夹头，其中，所述第二衔接部包括适于与所述夹持件的所述螺纹啮合的螺纹。

13.根据权利要求10所述的夹头，还包括导向套，该导向套连接到所述多个夹持件的每个夹持件并沿着所述纵向轴线轴向运动，响应于所述导向套的运动，所述多个夹持件的每个夹持件沿着相对于所述纵向轴线倾斜的夹持件轴线运动。

14.根据权利要求13所述的夹头，还包括多个销，每个销固定地连接于所述导向套，并移动地连接于所述多个夹持件的每个夹持件，以使所述夹持件在所述闭合位置和所述打开位置之间运动时，所述夹持件沿着所述销运动。

15.根据权利要求14所述的夹头，其中，每个所述销限定有纵向销轴线，并且每个所述纵向销轴线基本垂直于所述纵向轴线。

16.根据权利要求14所述的夹头，其中，每个所述销限定有纵向销轴线，并且每个所述纵向销轴线基本垂直于所述销连接的所述夹持件的所述夹持件轴线。

17.根据权利要求10所述的夹头，其中，所述夹头主体包括多个夹持件接收面，所述多个夹持件的每个夹持件包括与每个所述夹持件接收面配合的导向面，以引导所述夹持件沿着相对于所述纵向轴线倾斜的夹持件轴线运动。

18.一种将工具衔接到夹头中的方法，所述方法包括：

将多个夹持件移动设置到夹头主体内，所述夹持件在闭合位置和打开位置之间可移动；

将转动组件从所述多个夹持件脱离；

响应于所述转动组件与所述多个夹持件脱离，将所述夹持件移动到所述闭合位置；

将所述夹持件朝向所述打开位置推动直到所述工具能够设置在所述夹持件中；

将所述夹持件朝向所述闭合位置偏压，以使所述夹持件将所述工具轻微地保持在所需位置上；

旋转所述转动组件，以将所述转动组件与所述多个夹持件衔接；

进一步旋转所述转动组件至另一旋转位置，以驱动所述夹持件朝向所述闭合位置运动，以将所述工具稳固地保持在所述所需位置；以及

将所述转动组件保持在所述另一旋转位置，以将所述多个夹持件保持在所述所需位置。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括将所述转动组件旋转到脱离位置，以释放并移出所述工具。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述进一步旋转所述转动组件的步骤包括将所述转动组件的螺纹与每个所述夹持件的螺纹啮合。