专利名称：具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手持动力工具，该工具包括用于驱动工具的工作心轴以及用于将工作元件夹持到所述工作心轴端部的紧固元件，还包括一用于使所述紧固元件可在释放位置及夹紧位置之间移动的移动装置，在释放位置处，紧固元件通过与移动装置脱离而可以从工作心轴上拆除，反之，在夹紧位置处，紧固元件通过移动装置锁合及弹性元件协同作用而支靠工作心轴端部使工作元件牢靠夹持。
背景技术：
从US006569001B2公知一种具有快速夹紧装置的手持动力工具，该手持工具为角向磨光机，角向磨光机在其中安装有中空的工作心轴，中空心轴中安装有可沿心轴轴向在夹紧位置及释放位置之间移动的夹紧装置，该夹紧装置包括一中部设有螺纹销的夹紧法兰，该夹紧法兰用于与中空心轴端部的相对法兰配合从而使工作元件夹紧在两者之间，在中空心轴中还设置一与螺纹销配合的推力构件，在夹紧位置时，螺纹销旋进推力构件的螺纹内并在弹簧力作用下保持在该夹紧位置，在释放位置时，推力构件推动螺纹销从而带动夹紧法兰克服弹簧力作用而与所夹持的工作元件表面脱离，由于此时夹紧法兰和被夹持工作元件之间相对转动时不存在摩擦力了，所以无需借助附件就可以手动地将夹紧法兰的螺纹销旋出推力构件，可方便地更换工作元件。尽管这种夹紧装置无需辅助工具就能基本上将工作元件夹紧到手持工具的工作心轴上，但这种夹紧装置仅适用于夹紧被转动驱动的工作元件，如果工作元件由振动装置进行驱动，以使工作元件沿工作心轴的纵向轴线前后摆动，则这导致在转动的两个方向上产生较大的突变转矩并具有极大的冲击，不可能通过公知的夹紧装置来确保将工作元件充分牢固的夹紧。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种手持动力工具，该手持动力工具通过简单而可靠的方式将工作元件紧固到工作心轴上，而无需使用诸如扳手等的辅助工具，并且能够实现较强的夹紧力，即使在例如通过振动驱动器驱动的工具中出现的冲击情况下，该夹紧力也足以确保可靠而牢固地将工作元件夹紧。为解决以上技术问题，本发明采用以下的技术方案一种具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，包括一用于驱动工作元件的工作心轴，所述工作心轴具有一个工作端部；一用于将所述工作元件紧固在所述工作端部的紧固件，所述的紧固件包括一个可插入所述工作心轴内的夹紧轴；一用于使得紧固件在释放位置和夹紧位置之间移动的移动组件，在该释放位置中，所述的紧固件可从所述的工作心轴上拆下，而在夹紧位置中，所述的紧固件通过一夹紧力夹靠在所述的工作心轴的工作端部；
一个锁紧组件，该锁紧组件容纳在所述的工作心轴中，该锁紧组件用于在所述的夹紧位置中锁紧所述的夹紧轴，使得该夹紧轴不能被取出，和用于在所述的释放位置中松开所述的夹紧轴，使得该夹紧轴可从所述的工作心轴中取出；其中，所述锁紧组件包括可沿所述工作心轴的纵向轴线Y方向浮动的夹紧构件， 所述夹紧构件上设置有第二齿部分，所述夹紧轴上设置与第二齿部分匹配的第一齿部分， 所述第二齿部分及第一齿部分均具有沿周向延伸的齿，使得在所述夹紧位置中，第二齿部分和第一齿部分啮合，在所述释放位置中，所述第二齿部分与所述的第一齿部分脱啮。所述夹紧构件上作用有沿轴线Y方向施力的第一弹性元件。所述第一弹性元件对所述夹紧构件施加力的方向为紧固件插入工作心轴的方向。根据本发明，在夹紧构件和夹紧轴上设置周向延伸的齿部分，并且通过第二齿部分与第一齿部分相对旋转一角度后而选择地实现啮合及脱啮，从而实现紧固件的拆除及固定，结构简单并能可靠的将工作元件紧固到工作心轴上，而无需使用诸如扳手等的辅助工具，同时，夹紧构件可以浮动，以便来调整夹紧构件和夹紧轴的齿的位置对应关系，这样会大大减小磨损。为使所述紧固件在释放位置及夹紧位置之间移动并且带动所述第二齿部分相对匹配的第一齿部分旋转一角度，本发明的一种优选的实施例为所述移动组件包含一推力构件，所述推力构件上端不可相对转动地连接有一端面凸轮，所述端面凸轮的上端面设置有高位和低位，所述高位与所述低位之间圆滑过渡。进一步地，所述端面凸轮上方设置有挡位销，所述高位和所述低位可选择地与所述挡位销抵接。本发明进一步有利的结构为所述锁紧组件还包括用于支撑所述夹紧构件的支撑座，所述夹紧构件不可周向转动地安装在所述支撑座中，所述支承座上端不可转动地与所述推力构件的下端套装；由于夹紧构件上设置有齿部分，为制造及装配便利，所述夹紧构件优选两个半环状部分安装在支撑座内。本发明还包括弹性元件，所述弹性元件作用在所述支撑座与工作端部的内台阶面之间，用于将所述紧固件朝向所述夹紧位置沿轴向方向偏压而夹靠所述的工作端部；能够实现较强的夹紧力，即使在例如通过振动驱动器驱动的工具中出现的冲击情况下，该夹紧力也足以确保可靠而牢固地将工作元件夹紧。为使所述紧固件在释放位置及夹紧位置之间移动并且带动所述第二齿部分相对匹配的第一齿部分旋转一角度，本发明的另一种优选的实施例为所述推力构件上端作用有一偏心构件。并且，所述推力构件外不可周向转动地套设有一可绕工作心轴的轴线Y旋转的转块，所述转块与所述偏心构件相连。本发明进一步改进结构为所述转块上设置有用于转动限位的突起，同时，所述转块的侧面设置有凹槽，凹槽内可选择地嵌入用于增强操作手感的钢珠，钢珠的相对所述凹槽的另一侧设置弹簧；实现操作的准确定位及增强操作手感。为避免在释放位置时，夹紧轴从机器中掉落，本发明进一步的改进结构是在夹紧轴上作用有阻尼元件或弹性元件，该阻尼元件优选橡胶垫圈。
图1为本发明的一种实施方式的剖视图，其中，本手持动力工具的快速夹紧装置处于夹紧工作元件状态；图2为图1中的操作柄旋转90°后使得本手持动力工具的快速夹紧装置处于松开工作元件时的剖视图；图3为本发明的紧固件结构示意图；图4为本发明的夹紧构件结构示意图；图5为本发明的推力构件结构示意图；图6为用于安装夹紧构件的支撑座的结构示意图；图7为本发明的端面凸轮的结构示意图；图8为本发明的另一种实施方式的局部剖视图；图9为图8中转块的结构示意图；图IOa是推力构件与锁紧组件的装配关系的爆炸图；图IOb是推力构件与锁紧组件的装配关系的另一个视角的爆炸具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明。
具体实施方式
一如图1所示，为本发明的手持动力工具在其工作头部分安装有工作元件快速夹紧装置的示意图，手持动力工具10具有工作心轴11，工作心轴11的两端靠轴承5、8支撑在机壳上，手持动力工具10还具有关于工作心轴11的纵向轴线Y以较小枢转角和较高频率的振动方式驱动工作元件12的振动驱动装置，该振动驱动装置通过摆动支架7过盈压入工作心轴11外圆周面上，使工作心轴11可周向摆动来进行工作，这种具有振动驱动装置的手持动力工具用于进行多种专门类型的工作，包括用振动驱动刀片来切割机动车辆的窗格、用振动驱动的锯齿状刀片进行锯切、磨削以及许多其它种类的工作。与转动工作心轴相比，在振动驱动工作心轴时产生沿振动的两个方向并具有极大推动力的较大突变转矩，需要非常大的夹持力和坚固的机构来确保在所有的工作条件下将工作元件保持在工作心轴上，这些要求在根据本发明的利用专门夹紧装置的手持动力工具中得以满足，在该夹紧装置中还能快速夹紧及释放工作元件，而无需用辅助工具。本发明的夹紧装置包括一用于将工作元件12紧固在工作心轴11的工作端部的紧固件13，结合图3，紧固件13包括夹持工作元件的法兰31及插入空心的工作心轴11内部的夹紧轴32，该夹紧轴32通过铣扁制造与工作心轴11不可相对转动的配合，在夹紧轴32的上端部设置有用于与容纳在工作心轴11中的锁紧组件的夹紧构件15成形锁定的第一齿部分33，该齿可构造成具有均勻节距的凹槽轮廓，当然还可以选择具有可变节距和可变顶角的凹槽轮廓，并且齿周向延伸但并不是沿整个圆周而是分段的，优选分成对称的两段，在该两段齿之间为通过铣扁制造的平面部分34，该平面部分34没有齿分布在上面。结合图4，为用于锁定及松开紧固件的夹紧轴32的夹紧构件15的结构示意图，该夹紧构件15上以同样的方式设置有与夹紧轴的第一齿部分33配合的第二齿部分41，在齿的两侧同样为没有齿分布于其上的平面区42，上述周向延伸并分段设置的齿的端面设有方便第一齿部分33和第二齿部分41旋转啮合的倒角331、411。通过这种结构设置，很容易理解，当紧固件13在夹紧位置中(图1)，第一齿部分33和第二齿部分41啮合，使得夹紧轴32不能被取出，当第一齿部分33相对第二齿部分41旋转一角度后可与第二齿部分41脱啮，使得夹紧轴32可从的工作心轴11中取出，从而紧固件13在释放位置中(参见图2)。如图4、10a、IOb所示， 为制造及安装便利，本夹紧构件15被构造成两个半环状部分，两个半环部分之间通过销轴 45过盈压配到设于对接端面47的孔48内而固连对接在一起，结合图6，并通过铣扁的平面 44、51相对支撑座16不可周向转动的被包容在支承座16内，夹紧构件15和支撑座16共同组成锁紧组件，二者一同动作。为能够确保较强的夹紧力，即使在例如通过振动驱动器驱动的工具中出现的冲击情况下，该夹紧力也足以确保可靠而牢固地将工作元件夹紧。本发明在支撑座16底端与工作心轴11的内台阶面17之间还安装有第二弹性元件9，用于将紧固件13朝向夹紧位置沿纵向轴线Y方向偏压而夹靠工作心轴11的端部；为克服第二弹性元件9弹力，使其具有可靠的回弹量，在支撑座16相对弹性元件9的上端设置有移动组件，该移动组件包括推力构件6，结合图5及图6，推力构件6下端和支撑座16上端套装，并通过铣扁的推力构件上扁位51'和支撑座上扁位51配合，扁位51'、51之间存在一小间隙103，能够中断由工作心轴11的摆动而传递的振动，并且，在推力构件6上端不可相对转动地连接有一端面凸轮4， 结合图7，该端面凸轮4的上端面设置有高位22和低位21，高位22与低位21之间圆滑过渡，端面凸轮4上方设置有挡位销3，挡位销3固定连接于工具体上，端面凸轮4通过操作柄 1可转动，从而使得高位22和低位21可选择地与挡位销3抵接，端面凸轮4下端面还设有用于转动限位的凸台24，操作柄1具有柄轴2，柄轴2和端面凸轮4通过一铣扁面23不可相对转动地连接。在弹性元件9和支撑座16之间还设置了一个垫片101和推力轴承102， 其作用是将弹性元件9与支撑座16间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，摩擦力减小，旋转操作柄1时更加省力。对比图1及图2介绍本发明的工作原理，图1为夹紧工作元件状态，此时，挡位销 3抵在端面凸轮4的上端面的低位21，在第二弹性元件9的作用下，锁紧组件及移动组件有向上提升的趋势，因紧固件13的夹紧轴32与锁紧组件的夹紧构件15啮合，所以紧固件13 也有压向工作心轴11的力，从而使工作元件12被牢靠地夹持在工作心轴11的工作端部与紧固件13的法兰31之间。图2为释放工作元件的状态，将操作柄1旋转90°，这时柄轴2 会带动端面凸轮4、推力构件6和锁紧组件一同旋转90°，这使得夹紧轴32与夹紧构件15 脱离啮合；同时，端面凸轮4在旋转时会使得挡位销3滑到端面凸轮的上端面的高位22，因挡位销3是固定的，所以端面凸轮4有向下移的位移，这时推力构件6、锁紧组件和夹紧轴 32都会下移，使得紧固件13的法兰31上端面与工作元件12接触处出现间隙18，这时紧固件13可先取下，然后再拿下工作元件12，至此释放过程结束。为避免在上述释放过程中，夹紧轴32会在重力作用下直接从机器中掉落，在夹紧轴32外套设一阻尼元件52，该阻尼元件52优选橡胶圈，此时，夹紧轴32不会从机器中自动掉落，需要手去拔。其原理是橡胶圈的内孔直径略小于夹紧轴的直径，因橡胶圈是弹性的， 所以夹紧轴能插入橡胶圈孔内，且橡胶圈对夹紧轴施加了阻尼。橡胶圈是阻尼元件，也可以用簧片等其他结构来代替。结合图IOa及图10b，本发明的夹紧构件15还被设置成可沿工作心轴11的纵向轴线Y浮动，具体是在夹紧构件15底面上钻有容纳第一弹性元件43的孔46，第一弹性元
7件43优选弹簧，该弹簧装于孔46内，弹簧的上端抵在孔46的顶端，弹簧的下端抵在支撑座 16的内端面上。当推力构件6及夹紧构件15装配到支撑座16的容腔52内后，因为支撑座16和推力构件6所围成的部分高度大于夹紧构件15的高度，所以夹紧构件15可以在该容腔52内浮动。其作用在于，当夹紧构件15和夹紧轴32的齿没有正好处于齿对槽的情况时，夹紧构件15浮动以便来调整夹紧构件15和夹紧轴32的齿的位置对应关系，这样会大大减小磨损。
具体实施方式
二 如图8所示，实施方式二与实施方式一所不同的地方主要在于移动组件部分，实施方式一中在移动组件的推力构件6上作用有端面凸轮4，而在实施方式二中，由偏心构件 61作用在推力构件6上，偏心构件61通过相对转轴63的短径挤压面64和长径挤压面62 可选择地与推力构件6抵接，从而带动推力构件6的轴向移动。结合图9，偏心构件61与一可相对工作心轴11的纵向轴线Y转动的转块65相连，穿过偏心构件61的转轴63同时还穿过转块65上凸耳孔63'，结合图5及图9可知，转块65的腰形孔70内插入推力构件6的上端腰轴70'不可相对转动地连接，为实现操作的准确定位及增强操作手感，本发明在转块65上设置有用于转动限位的突起66，转块65的侧面设置有凹槽69，当转块65旋转时， 该凹槽69内可选择地嵌入钢珠67，钢珠67的相对凹槽69的另一侧设置弹簧68。实施方式二中的其它部分都与实施方式一相同。该方式中，操作柄1带动偏心构件61绕转轴63旋转，在夹紧状态时，短径挤压面 64与推力构件6的上端对应，并且，此时，夹紧轴32与夹紧构件15啮合；如果想拆除工作元件，需将操作柄1带动偏心构件61绕转轴63旋转到长径挤压面62与推力构件6抵接的位置，并且还需要带动转块65、推力构件6及锁紧组件绕工作心轴11的纵向轴线Y旋转 90°，此时，夹紧轴32和夹紧构件15脱啮，从而可以释放紧固件13及拆除工作元件12。本发明为在夹装工作元件12时避免用手辅助而使工作元件初步固定到工作心轴 11的工作端，在工作心轴11上设置有用于可以吸住工作元件12的磁铁。
权利要求
1.一种具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，包括一用于驱动工作元件(12)的工作心轴(11)，所述工作心轴(11)具有一个工作端部；一用于将所述工作元件(12)紧固在所述工作端部的紧固件(13)，所述的紧固件(13) 包括一个可插入所述工作心轴(11)内的夹紧轴(32)；一用于使得紧固件(1 在释放位置和夹紧位置之间移动的移动组件，在该释放位置中，所述的紧固件(1 可从所述的工作心轴(11)上拆下，而在夹紧位置中，所述的紧固件 (13)通过一夹紧力夹靠在所述的工作心轴(11)的工作端部；一锁紧组件，该锁紧组件容纳在所述的工作心轴(11)中，该锁紧组件用于在所述的夹紧位置中锁紧所述的夹紧轴(32)，使得该夹紧轴(3 不能被取出，和用于在所述的释放位置中松开所述的夹紧轴(32)，使得该夹紧轴(3 可从所述的工作心轴(11)中取出；其特征在于，所述锁紧组件包括可沿所述工作心轴(11)的纵向轴线Y方向浮动的夹紧构件(15)，所述夹紧构件(1 上设置有第二齿部分(41)，所述夹紧轴(3 上设置与第二齿部分Gl)匹配的第一齿部分(33)，所述第二齿部分及第一齿部分(3 均具有沿周向延伸的齿，使得在所述夹紧位置中，第二齿部分Gl)和第一齿部分(3 啮合，在所述释放位置中，所述第二齿部分Gl)与所述的第一齿部分(3 脱啮。
2.根据权利要求1所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于， 所述夹紧构件(15)上作用有沿轴线Y方向施力的第一弹性元件03)。
3.根据权利要求2所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于， 所述第一弹性元件^幻对所述夹紧构件(1 施加力的方向为紧固件(1 插入工作心轴 (11)的方向。
4.根据权利要求1至3任一项所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具， 其特征在于，所述移动组件包含一推力构件(6)，所述推力构件(6)上端不可相对转动地连接有一端面凸轮G)，所述端面凸轮的上端面设置有高位0 和低位(21)，所述高位 (22)与所述低位之间圆滑过渡。
5.根据权利要求4所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于， 所述端面凸轮(4)上方设置有挡位销(3)，所述高位0 和所述低位可选择地与所述挡位销(3)抵接。
6.根据权利要求4所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于， 所述锁紧组件还包括用于支撑所述夹紧构件(1 的支撑座(16)，所述支承座(16)上端与所述推力构件(6)的下端套装。
7.根据权利要求6所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于， 还包括第二弹性元件(9)，所述弹性元件(9))设置在所述支承座(16)与所述工作端部的内台阶面(17)之间。
8.根据权利要求1所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于 所述夹紧轴(32)上作用有阻尼元件(52)或弹性元件。
9.根据权利要求8所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于 所述阻尼元件(5 为橡胶垫圈。
10.根据权利要求1所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于， 所述齿在周向上分段设置。
11.根据权利要求10所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于，所述齿的端面设有方便第一齿部分(3 和第二齿部分Gl)旋转啮合的倒角(331、 411)。
12.根据权利要求1所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于， 所述移动组件包含一推力构件(6)，所述推力构件(6)上端抵接有一偏心构件(61)。
13.根据权利要求12所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于，所述推力构件(6)外不可周向转动的套设有一转块(65)，所述转块(6 与所述偏心构件(61)相连。
14.根据权利要求13所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于，所述转块(65)上设置有用于转动限位的突起(66)。
15.根据权利要求13所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于，所述转块的侧面设置有凹槽(69)，凹槽(69)内可选择地嵌入用于增强操作手感的钢珠 (67)，钢珠(67)的相对所述凹槽的另一侧设置弹簧(68)。
16.根据权利要求12所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于，所述锁紧组件还包括用于支撑所述夹紧构件(15)的支撑座(16)，所述夹紧构件(15)不可周向转动地安装在所述支撑座(16)中，所述支承座(16)上端与所述推力构件(6)的下端套装。
17.根据权利要求16所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于，还包括第二弹性元件(9)，所述第二弹性元件(9)作用在所述支承座(16)与所述工作端部的内台阶面(17)之间。
18.根据上述任一项权利要求所述的具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，其特征在于，所述工作心轴(11)上设置有用于吸住所述工作元件(12)的磁铁。
全文摘要
本发明提供一种具有工作元件快速夹紧装置的手持动力工具，包括一根用于驱动工作元件的工作心轴，一个用于将工作元件紧固在工作心轴端部的紧固件，该紧固件包括一个伸入到工作心轴内的夹紧轴，一个用于使得紧固件在释放位置和夹紧位置之间移动的移动组件，一个锁紧组件，其中，锁紧组件包括一可浮动夹紧构件，在夹紧构件和夹紧轴上设置周向延伸但并不是沿整个圆周而是分段的相互匹配的齿部分，并且，通过齿部分的相对旋转而选择地实现啮合及脱啮，在夹紧位置中，齿部分啮合，在所述释放位置中，齿部分脱啮。该手持动力工具通过简单而可靠的方式将工作元件紧固到工作心轴上，而无需使用诸如扳手等的辅助工具，并且能够实现较强的夹紧力。
文档编号B25F1/00GK102416615SQ20101050509
公开日2012年4月18日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者周红陶 申请人:南京德朔实业有限公司