专利名称：扳手的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种拧紧回转紧固件如螺母和螺栓或用于机床的夹具上螺母的工具，特别是涉及到一种易于附着到紧固件上的扳手。
在过去，各种紧固件如当围绕其轴线旋转时就被拧紧的螺母和螺栓是公知的。通常，紧固件外表面的边缘形成棱柱形，比如六角形。扳手或其它工具包括一个适应紧固件形状的开口端，这样能附着到紧固件上以抓紧紧固件的外表边缘，通过旋转工具，就能拧紧紧固件。
上述机械也可用于拧紧夹具或切削工具夹持器上的螺母，也就是，紧固螺母的外表面是滚花的，并且形成凹槽或接合槽以接收扳手。
然而，将扳手放到螺母的边缘或是螺母的接合槽上是又费时又困难。此外，由于在紧固件上必须形成凹槽和沟槽，或者是紧固件必须形成一种边缘形状，使得螺母的制造工艺变得复杂了。
此外，使扳手与螺母边缘或凹槽相连的扳手的相应角度受到很大限制，以致如果围绕着螺母的空间不够大时，扳手将不能连接到螺母上。
因此，本发明的目的在于提供一种扳手，它能够容易地附着到紧固件上，能够使紧固件容易制造，并且甚至当围绕着紧固件的区域内没有足够的空间时，也能够容易地拧紧紧固件。
为了实现上述目的，本发明的特点在于通过紧固件围绕其轴线旋转将紧固件拧紧到另一构件上的扳手，其中，扳手包括一个附着到紧固件外表面上的内表面，以及位于扳手内表面上的楔紧件，通过在至少一个方向上旋转扳手体，楔紧件被楔固在紧固件外表面和上述内表面之间。
将楔紧件固定就位的夹持机构也可位于内表面上，夹持机构限定了一放松区和一楔紧区以使楔紧件保持就位。在扳手体沿一方向旋转将楔紧件放在楔紧区时，楔紧件能够楔固在紧固件外表面和楔紧区的壁之间。楔紧件可成形为在相反方向旋转扳手时能转换到放松区。
此外，楔紧区可依次地形成在围绕着楔紧件的放松区的两侧，所以，在任一方向旋转扳手时，楔紧件从放松区移至任一楔紧区，在此，楔紧件楔固在紧固件外表面和楔紧区壁之间。
按照本发明，通过在至少一个方向上旋转扳手，楔紧件楔固在紧固件外表面和扳手的内表面之间，从而扳手和紧固件处于同一方向以通过扳手能使紧固件朝着同一方向旋转。因此，在紧固件的外表面上提供能接收扳手的边缘并不是必需的，紧固件能够形成圆柱形的。结果是，由于不必在紧固件的外表面上提供边缘等，将扳手附着到紧固件上不再费时或困难了，而且使紧固件的制造也变得容易了。
图1示出了适用本发明的夹具的局部剖视图;
图2是按照本发明第一实施例的扳手的正视图;
图3是扳手附着到要拧紧的夹具上时的局部剖开的侧视图;
图4是沿图3中Ⅳ-Ⅳ线剖的剖视图;
图5是扳手附着到旋转管之前楔紧机构的放大视图;
图6是扳手附着到旋转管时楔紧机构的放大视图;
图7是楔紧件楔固在楔紧区壁和旋转管外表面之间时楔紧机构的放大视图;
图8是扳手附着到要放松的夹具上时的侧视图;
图9示出了本发明第二实施例中关键零件的剖面图;
图10示出了本发明第三实施例的局部剖开的平面图;
图11是沿图10中Ⅺ-Ⅺ线剖开的剖视图;
图12是处于图9所示同样位置上的第三实施例的断面图;
图13是用在第三实施例中弹簧的立体图;
图14是本发明第四实施例的断面图;
图15是沿图14中XV-XV线剖开的断面图;
图16是沿图15中XVI-XVI线剖开的剖视图;
图17是按照本发明第五实施例的扳手和螺母以及螺栓的侧视图。
下面，通过固定机加工工具如钻头夹持器也就是夹具的例子来说明本发明的第一实施例。在图1中，序号10总的表示夹具体。夹具体10要装到机加工中心或其它主轴头(未示出)，它包括锥形地朝向基端也就是朝向图1的左边的锥柄部12，紧依着锥柄部12所形成的夹具安置法兰部14以及作为夹具一部分从法兰部14伸向顶端部的夹具管16。夹具管16包括一个接收机加工工具的直柄部或夹头的内表面18，以及锥形地朝向顶端部的外表面20。能在夹具管16外表面20上旋转的是作为紧固件的圆柱形旋转管或紧固螺母22。旋转管22具有一个与夹具管16的外表面20相对应的锥形地朝向顶端部的内表面24。围绕着旋转圆柱体22的基部，圆形止件25在它的径向略微朝着向外方向伸出以防止下述的扳手从旋转管22上脱落。
在旋转管22和夹具管16之间具有由保持件28夹持的多个能旋转的针状滚柱26。通过旋转旋转管22，针状滚柱26旋转，同时围绕着夹具管16的外表面20的一螺旋线回转，从而夹具管16能抓紧工具。序号30表示密封件，而序号32表示止环，两构件均用于防止针状滚柱26脱开。旋转管22的外表面23是光滑的，与传统的夹具旋转管相反，外表面23不需要提供接收传统扳手的滚花或任何凹槽。
图2示出了用于转动旋转管22以将夹具管16紧固到机加工工具上的扳手34。扳手34具有一个主体部分39和均匀地分布在主体39上的一对手柄36，主体39具有一扳手开口40，它的横断面是圆形的，并且其内径略微大于旋转管22的外径从而能插入旋转管22。在扳手开口40的内表面38上具有楔紧机构。
见图4，楔紧机构包括多个彼此之间相距某个距离地位于内表面38圆周上的圆柱形楔紧件44、容纳各个楔紧件44的凹槽42、将每个楔紧件44偏压向图4中逆时针方向的螺旋弹簧46。每个凹槽42用以接纳圆柱形楔紧件44，从扳手开口40的内表面38凹进去，以预定的长度顺轴线延伸(也就是，方向垂直于图4的纸面)。凹槽42被成形用以限定具有较深凹槽的放松区和与放松区相邻的比放松区41具有较浅凹槽的楔紧区。放松区41的容积足以使楔紧件自由滚动，而放松区41的深度做得略微小于楔紧件44的直径，从而楔紧件44一部分从内表面38朝向中心突出。楔紧区43的深度较浅，所以楔紧件44楔固在楔紧区和旋转管22外表面23之间。弹簧46存放在弹簧室47中，并朝向逆时针方向也就是从放松区41朝向楔紧区43地偏置楔紧件44，并且在正常情况下扳手没有附着到旋转管22上，楔紧件44位于楔紧区43，如图5所示。在与弹簧室47相对的凹槽端形成一突出部48，借助于突出部48和弹簧46的偏置力，防止楔紧件44的脱落。
现在说明实施例的动作。首先，扳手开口40围绕着夹具体10的旋转管22的外表面放置，如图3所示。此时楔紧件44与旋转管22相接触，并且旋转管22克服弹簧46的偏置力将楔紧件44从楔紧区43推向放松区41，也就是从图5所示状态到达图6所示状态。由于放松区41放松地夹持着楔紧件44，所以楔紧件44并不楔固在旋转管22和内壁之间。因此，在将扳手开口40放到旋转管22上时，尽管楔紧件44的外表面与旋转管22的外表面23相接触，楔紧件并不影响放置动作本身，并且能平稳地将扳手开口40附着到旋转管22上。旋转管22具有一个光滑的圆柱形，这样不需要按照旋转管22的形状来定位扳手34。
当扳手34在图6中顺时针方向，也就是图3中箭头所示方向旋转时，通过楔紧件44与凹槽42放松区41内表面和旋转管22外表面23的接触以及在弹簧46偏置力作用下，楔紧件44转动并且相对地沿逆时针方向偏移。当楔紧件44相对地沿逆时针方向偏移时，楔紧件44被置于楔紧区43，并且楔紧件44楔固在楔紧区壁和旋转管22外表面23之间，从而在同一方向上扳手和旋转管被锁在一起。因此，当扳手在同一方向上进一步转动时，旋转管22同楔紧件44顺时针旋转。通过这种旋转，旋转管22朝着夹具体的基端部分移动，从而夹具管16的内表面收缩，所以机加工工具如钻头或端面铣刀能紧紧地夹紧在夹具管16内。
当扳手34要从旋转管22上取下时，通过逆时针方向转动扳手34，使楔紧件44相对地顺时针方向偏移并被置于凹槽42的放松区41中。由于放松区41是深槽，正如上述，楔紧件44的外表面并没有楔固在楔紧区43壁和旋转管22的外表面23之间，这样扳手34很容易地从旋转管22上取下。
在这个实施例中，当扳手34在顺时针方向旋转时，楔紧件44楔固在凹槽42和旋转管22之间，而当扳手34按逆时针方向旋转时，由于楔紧件44并没有楔固在凹槽42和旋转管22之间，扳手松脱。因此靠重复少量向前和向后转动，就能紧固旋转管。
当机加工工具要从夹具管16上取下时，扳手34反向地也就是与将机加工工具夹紧在夹具管16上相反的一侧附着到旋转管22上，如图8所示，并且逆时针方向即沿图8箭头所示方向转动扳手34。从而，在楔紧件44作用下，以上述同样方式，旋转管22逆时针旋转，并且旋转管22在图1中左手方向移动。夹具管16的内表面返回扩大，从而机加工工具能从夹具管16上取下。
按照这个实施例，扳手34能够容易地附着到旋转管22上而扳手34不需适应旋转管22的形状。此外，按照这个实施例，旋转管22的外表面不需要搭锁扳手的滚花或凹槽，这样，旋转管可做成具有光滑表面的圆柱形。因此，易于制造旋转管22，能防止在旋转管22转动期间兜风噪音，特别是，在夹具体的高速旋转期间能保持转动平衡。
尽管在这个实施例中，用来转动扳手的一对手柄36对称于主体39，但是成对手柄并不需要做的完全一样，而手柄的数目可以是一个或三个，只要能旋转旋转管22即可。在这个实施例中，虽然楔紧件44做成圆柱形，本发明并不局限于这个实施例中楔紧件的形状，楔紧件可以是任何形状，例如球形，只要它旋转即可。此外，在这个实施例中虽然旋转管(紧固件)形成圆形而并不滚花，然而本发明并不局限于这个实施例的形状，如果需要，旋转管可以是不规则的。在这个实施例中虽然弹簧采用螺旋弹簧46，然而本发明并不局限于这个实施例中的弹簧，例如，也可使用板簧。
图9示出了本发明的第二个实施例。它与第一实施例的不同在于保持件58(它的内侧是圆形的)固定到扳手34的内表面上，而楔紧件44存放在多个成形在保持件58上的存储槽64中，并且用板簧46′代替螺旋弹簧。
保持件58做成圆形，它靠向外突出部59而固定到扳手的内表面上，突出部59与在扳手内表面38部分上形成的凹槽61相接合。扳簧46′做成弓形，它的中心区朝向楔紧件44突出把楔紧件偏压向楔紧区。
正如上述，保持件58夹持楔紧件，所以楔紧件可移动，放松区41和楔紧区43用相对浅的、在扳手内表面上做出的凹槽42来成形，这样与第一实施例的相比，扳手的内表面容易制造，在第一实施例中，两个区域只能用夹持楔紧件的扳手的内表面形成。
图10到图12示出了本发明的第三实施例。它与上述第二实施例不同的是保持件58并不固定到扳手上，这样整个保持件58能沿着扳手34的圆周滚动以使楔紧件从放松区移到楔紧区;还有就是偏置机构位于保持件上而不是位于每个楔紧件上，所以每个楔紧件从放松区偏向楔紧区。在这个实施例中，与第一实施例中所用相同的零件采用相同的序号，在此省略对其说明。
在这个实施例中的扳手34主要包括扳手体35，位于扳手体35内表面上的圆柱形保持件58，在圆周方向偏置保持件58的弹簧60，以及夹持弹簧60和保持件58的盖件62。
更具体地说，可旋转的保持件58以圆周方向地位于扳手体35的内表面38上，其上用以存放楔紧件44的多个存放槽64以相互之间具有预定距离地位于保持件58的圆周上，所以由于楔紧件44存放在凹槽中，楔紧件44可旋转但不能在相应凹槽64内移动。在这个实施例中，借助将楔紧件44保持在保持件58内的结构，多个楔紧件44在圆周方向上与保持件58一同移动。在这个实施例中，放松区41和楔紧区43也可由凹槽42成形在扳手体的内表面38上。为了易于制造的目的，本实施例中的每个凹槽42被制成能将放松区41限定在中间，而楔紧区43在两个相对侧。序号63表示止动件，以阻止楔紧件44和保持件58沿顺时针方向移向楔紧区之一，所以在逆时针方向扳手34的旋转并不使楔紧件位于楔紧区把旋转管与扳手锁住。
见图13，弹簧60制成几乎是圆形的，而在其两端上提供小突件66、68。小突件之一66连到在保持件58的顶表面上形成的接合槽(未示出)，而另一小突件68连到在盖件62上形成的接合槽(未示出)。因此，保持件58总是偏置的，所以楔紧件44从放松区41移到楔紧区43。
按照第三个实施例，借助于使用一弹簧，楔紧件44可从放松区41偏向楔紧区43，从而减少构件数量并简化装配。
图14示出了本发明的第四个实施例。在这个实施例中，与上述第一实施例相反，楔紧区43连续地设置在放松区41的圆周方向的两侧上，见图16。从其内壁凹下的中凹槽68位于放松区41的壁上，而沿着中凹槽68提供一个圆柱体66，所以圆柱体可从凹槽42中出现和消失。在板簧46′的作用下，圆柱体66总是偏向主体39的中心，并且在扳手附着到旋转管22之前，在正常情况下，圆柱体从中凹槽68中伸入凹槽42内。因此，见图16，借助于实心楔紧件44，在扳手附着到旋转管之前，由于受到圆柱体66的推力作用，楔紧件44被置于楔紧区43的左或右任一边上。在楔紧件44的两端上具有凸起部62，并被附着到凹槽42的两侧以防止楔紧件44从凹槽42上脱开，也就是位于左和右侧附着凹槽64，如图15所示。
现在说明这个实施例的操作。当扳手开口40附着到旋转管22上时，楔紧件44同旋转管22接触，并在旋转管22作用下，如图16虚线所示，楔紧件44离开楔紧区43被推向放松区41，引起圆柱体66克服弹簧46′的偏置力向后移动。因此，扳手开口40可平稳地附着到旋转管20上，不需要专门配置的扳手34配入特定形状的旋转管22中。
见图16实线所示，当扳手34顺时针旋转时，楔紧件44滚向位于逆时针方向上的楔紧区43，并在圆柱体66的突伸力作用下，推入楔紧区，楔固在楔紧区43壁和旋转管22外表面之间，从而扳手与旋转管成为一体。因此，当扳手在同一方向进一步旋转时，靠楔紧件44，旋转管22顺时针方向旋转，于是机加工工具如钻头就被紧固。
当在逆时针方向上略微地旋转扳手34把扳手34从旋转管22上取下时，楔紧件44在相应的顺时针方向移动并存放在凹槽42的放松区41。通过这种操作，扳手34能容易地从旋转管22上取下，正如在先实施例的描述一样。
与第一实施例不同，当机加工工具要从夹具管16上取下时，扳手34可附着到旋转管22上而不用考虑当时将机加工工具固定到夹具管16上的扳手侧。当将扳手附着到旋转管后扳手在逆时针方向旋转时，楔紧件44移到位于放松区相应顺时针方向侧的楔紧区43，并楔固在楔紧区43壁和旋转管22的外表面23之间，从而扳手与旋转管成为一体。因此，通过在逆时针方向进一步旋转扳手34，借助于扳手34旋转管22逆时针旋转，所以机加工工具如钻头就可从夹具上取下。按照这个实施例，可以把固定机加工工具的一侧用作将机加工工具取下的扳手侧而无须将其变换。
在这些实施例中，夹具的旋转管或紧固螺母已作为紧固件的一个例子加以说明了。然而，本发明并不局限于这些实施例，它可用于例如将螺母54与螺栓56紧固的情况，正如图17所示的第五实施例，螺母54和螺栓56的头部具有光滑圆周而无任何能勾住扳手的边缘等。扳手34的结构与第一实施例的相同，这样将不重复说明扳手。正如第三实施例，由于螺母54的外表面没有勾住扳手的边缘，所以易于制造螺母54，并且由于扳手并不需要适合螺母的形状，将扳手34附着到螺母54上也并不困难。此外，由于在这个实施例中螺母没有边缘、不存在头部边缘的磨损，这样防止了螺母的不可使用。
本发明提供的扳手能够容易地附着到紧固件上，并且它能够使得紧固件的制造简单容易，甚至当围绕着紧固件具有障碍时，也能提供能易于紧固的扳手。
权利要求
1.一种靠紧固件围绕其轴线旋转从而将紧固件拧紧到另一构件上的扳手，包括附着到所述紧固件外表面上的内表面；以及位于所述内表面上的楔紧件，通过在至少一个方向上旋转所述扳手，楔紧件楔固在紧固件外表面和所述内表面之间。
2.按照权利要求1所述的扳手，其中，夹持所述楔紧件的夹持机构位于所述内表面上，该夹持机构限定了以保持楔紧件的放松区和楔紧区，通过在至少一个方向上旋转扳手，楔紧件从放松区移至楔紧区以楔固在紧固件外表面和所述楔紧区壁之间。
3.按照权利要求2所述的扳手，其中，放松区的深度深于楔紧区的深度。
4.按照权利要求2所述的扳手，其中，通过与所述至少一方向相反方向上旋转扳手，所述楔紧件偏移到放松区。
5.按照权利要求2所述的扳手，其中，所提供的楔紧区在圆周方向上连续地位于所述放松区的两侧上，并且通过扳手体在所述一个方向或相反方向上旋转，楔紧件从放松区偏移到楔紧区的任一侧以楔固在紧固件外表面和所述楔紧区壁之间。
6.按照权利要求2所述的扳手，其中，楔紧件是圆柱形。
7.按照权利要求2所述的扳手，其中，楔紧件是球形。
8.按照权利要求2所述的扳手，其中，夹持机构包括一位于扳手内表面上的保持件，它夹持楔紧件从而楔紧件可在圆周方向偏移预定范围，并且，在扳手体内表面上形成一凹槽，由其确定所述放松区和楔紧区的深度。
9.按照权利要求8所述的扳手，其中，保持件固定到扳手体的内表面上，并且它具有允许楔紧件在放松区和楔紧区之间移动的空腔。
10.按照权利要求8所述的扳手，其中，被安装在保持件能在扳手体内表面的圆周方向上移动一个预定范围，并且它具有将楔紧件保持在预定位置上的空腔。
11.按照权利要求9所述的扳手，进一步包括一个直接将所述楔紧件从放松区偏置到楔紧区的偏置机构。
12.按照权利要求10所述的扳手，进一步包括一个偏置保持件的偏置机构，以将楔紧件从放松区偏到楔紧区。
13.按照权利要求2所述的扳手，其中，以圆周方向在扳手内表面上提供有相互等距的多个所述楔紧件。
全文摘要
使紧固件围绕其轴线旋转以将紧固件拧紧到另一构件上的扳手，该扳手包括一个附着到紧固件外表面上的内表面。在内表面上提供有凹槽用以存放楔紧件，并且凹槽具有连续地形成放松区和楔紧区的结构形式。楔紧件被成型为当扳手体在一个方向上旋转时能楔固在紧固件的外表面和楔紧区壁之间，以将楔紧件放置在楔紧区，从而关于有关方向、扳手和紧固件成为一体，能够在相应方向上通过扳手旋转紧固件。
文档编号B25B13/50GK1100682SQ9410887
公开日1995年3月29日 申请日期1994年7月8日 优先权日1993年7月8日
发明者松原正行, 北村泰彦 申请人:大昭和精机株式会社