夹持机构及动力工具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于棱柱状工作头的夹持机构，其具有中心轴线并设有容纳工作头的腔体，所述腔体的内壁上分布有平行于中心轴线的若干个夹持凸棱；所述夹持凸棱的横截面的朝向中心轴线的轮廓线为圆弧线；所述圆弧线的半径为R，所述圆弧线的圆心与中心轴线的距离为H，所述R与所述H和R的差的比值的范围在0.625～1.25之间。本实用新型还公开了一种具有上述夹持机构的动力工具。本实用新型的夹持机构可以有效防止工作头在夹持机构旋转时的晃动和跳动。
【专利说明】夹持机构及动力工具
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种夹持机构，尤其涉及一种棱柱状工作头的夹持机构。
【背景技术】
[0002]在现有的枪钻类动力工具中，一般夹持机构的内腔形状与工作头外形一致的。例如在电动螺丝刀中，工作头一般采用标准的螺丝批头，即外形为正六方棱柱、横截面为正六方形的螺丝批头；故与之配合的夹持机构的内腔也为正六方形。
[0003]当工作头插入夹持机构与之装配时，由于夹持机构的内腔形状与工作头的外形一致，从而可以多角度地将工作头在夹持机构中轴向锁定。但是其弊端是，当工作头从机壳外部插入夹持机构中时，特别是将工作头从机壳内的工作头存储机构中推送并穿过夹持机构时；上述的夹持机构，由于工作头外形和夹持机构的内腔形状一致，两者之间的空间很小，从而造成上述两种操作比较困难。
[0004]目前还有一种夹持机构，如图1所示，其具有收容孔11’，收容孔的内壁上具有间隔分布的六个角棱，六个角棱的角尖向内。当工作头9’嵌入夹持机构4’的收容孔41’中，工作头9’靠近棱角的棱面部分与角棱的一个面相抵；且工作头和收容孔41’之间具有一定的空间43’，从而工作头9’很容易穿过夹持机构4’伸出机壳外，或从外部插入夹持机构4’中。但是当工作头绕其中线轴线旋转一定角度，即工作头9’位于图1中虚线所示的位置，此时工作头9’并不与收容孔41’相抵，工作头9’处于自由状态；上述现象会造当工作头9’高速旋转时，工作头9’在夹持机构4’的收容孔41’内晃动和跳动均比较大。
实用新型内容
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种防止工作头晃动和跳动的夹持机构。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于棱柱状工作头的夹持机构，所述夹持机构具有中心轴线，所述夹持机构设有容纳工作头的腔体，所述腔体的内壁上分布有平行于中心轴线的若干个夹持凸棱；所述夹持凸棱的横截面的朝向中心轴线的轮廓线为圆弧线；
[0007]所述圆弧线的半径为R，所述圆弧线的圆心与中心轴线的距离为H，所述R与所述H和R的差的比值的范围在0.625?1.25之间。
[0008]优选地，所述夹持凸棱的个数为6。
[0009]优选地，所述圆弧线的弧度为0.7?1.2。
[0010]优选地，所述腔体的内壁还包括连接相邻两个夹持凸棱的连接面。
[0011]优选地,所述连接面为平面。
[0012]优选地，所述连接面为弧面，所述弧面的凹面朝向中心轴线。
[0013]优选地,所述弧面为圆弧面。
[0014]优选地，所述弧面与相邻的两个夹持凸棱均外切。[0015]本实用新型还提供了一种动力工具，其包括:
[0016]机壳；
[0017]马达，设置在机壳内，并输出旋转动力；
[0018]夹持机构，在马达的驱动下旋转；
[0019]所述夹持机构为本实用新型所提供的夹持机构。
[0020]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型的夹持机构可以有效防止工作头在夹持机构旋转时的晃动和跳动。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是一现有技术中工作头与夹持机构配合的截面示意图。
[0022]图2是本实用新型夹持机构一优选实施例与工作头的装配立体示意图。
[0023]图3是本实用新型夹持机构一优选实施例与工作头的装配剖视示意图。
[0024]图4是本实用新型夹持机构一优选实施例的横截面示意图。
[0025]图5是本实用新型夹持机构一优选实施例的横截面示意图。
[0026]图6是本实用新 型夹持机构一优选实施例与工作头的装配的横截面示意图。
[0027]图7是本实用新型动力工具一优选实施例的剖视示意图。
[0028]图8是本实用新型动力工具一优选实施例的爆炸示意图。
[0029]其中，
[0030]1.机壳2.电机3.传动机构
[0031]4.夹持机构6.电池7.按钮开关
[0032]9.工作头IL手柄13.前壳
[0033]15.导向槽21.电机轴22.齿轮箱
[0034]30.小齿轮机构 31.行星齿轮减速机构40.套筒
[0035]51.连接轴50.固定块52.存储夹
[0036]53.滑盖221.隔板223.齿轮箱盖板
[0037]225.拱形件301.第一齿轮302.第二齿轮
[0038]303.第三齿轮 431.中心轴线433.腔体
[0039]435.夹持凸棱 437.连接面511.磁铁
[0040]521.工作头收容仓531.导轨
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图与优选实施例对本实用新型作进一步说明。
[0042]在本实用新型的夹持机构的优选实施方式中，夹持机构为旋转类工具的夹持机构。本实用新型中棱柱状工作头的外形，可以是三方棱柱、四方棱柱、五方棱柱、六方棱柱、亦或其它多面棱柱。本实用新型优选以六方棱柱为例进行具体说明。
[0043]参见图2，夹持机构4具有中心轴线431，夹持机构4可以围绕其中心轴线431旋转，并驱动工作头9也围绕中心轴线431旋转。夹持机构4设有容纳工作头9的腔体433，在腔体433的内壁上分布有夹持凸棱435。
[0044]夹持凸棱435的个数与工作头9的棱面个数相同。本优选实施方式中，工作头9为标准的六方棱柱，即具有六个棱面，故夹持凸棱435的个数也为六个。当然，在其它实施方式中，若工作头9为非标准的，例如三方棱柱，即具有三个棱面，则夹持凸棱435的个数为三个。
[0045]参见图3至图6，夹持凸棱435的横截面的朝向中心轴线的轮廓线为圆弧线。横截面是指平行物体的底面，垂直于物体轴线的截面。具体到本实用新型中，横截面即垂直于夹持机构4中心轴线431的截面。
[0046]夹持凸棱435可以看做圆弧线沿平行于中心轴线431的轨迹平移所形成，即圆弧线所形成的圆柱的侧面的一部分。
[0047]所述圆弧线的半径为R，所述圆弧线的圆心与中心轴线的距离为H，所述R与所述H和R的差的比值的范围在0.625?1.25之间，即R: (H-R)的比值范围在0.625?1.25。
[0048]其中，H与R的差即圆弧线距离中心轴线的最近的距离，也即工作头的内切圆的半径。
[0049]更加优选地，所述圆弧线的弧度范围在0.7?1.2。这样可以使夹持凸棱更好地夹持工作头。
[0050]为了便于夹持机构的制造，本实用新型的腔体433的内壁还包括连接相邻两个夹持凸棱435的连接面437。连接面为两个夹持凸棱之间的一个过渡面，并不与工作头相夹持或相接触。
[0051]当然，相邻的两个夹持凸棱435也可以直接相连，中间没有连接面437。
[0052]本实用新型优选包括连接面437。在夹持机构4中连接面437的个数与夹持凸棱435的个数相同。
[0053]连接面437可以是平面或者弧面。
[0054]在一优选实施方式下，本实用新型的连接面437为平面。图4为连接面为平面的夹持机构与工作头配合的横截面示意图。从图4可以看出，连接面的横截面的轮廓线为直线段。
[0055]在另一优选实施方式下，本实用新型的连接面437为弧面，所述弧面凹面朝向中心轴线431，即弧面向夹持机构4外侧方向凸。
[0056]连接面437可以是各种平滑弧面，即连接面的横截面的轮廓线为弧线，弧线可以为椭圆弧线、圆弧线、抛物线弧线、双曲线弧线、渐变线弧线、螺旋线弧线等。连接面同样可以看作由第二弧线沿平行于中心轴线431的轨迹平移所形成的。
[0057]本实用新型优选连接面为圆弧面。图5为连接面为圆弧面的夹持机构与工作头配合的横截面示意图。从图5可以看出，可以看到连接面的轮廓线也为一条圆弧线。
[0058]本实用新型优选所述连接面所在的弧面与相邻的两个夹持凸棱所在的弧面均外切。这样夹持机构的内腔平滑，更容易加工。
[0059]下面介绍本实用新型的夹持机构的工作原理。以标准批头(工作头为六方棱柱)的电动螺丝刀的夹持机构为例说明。
[0060]参照图3、图6所示，当工作头9插入夹持机构4的腔体433中，工作头9的棱面与夹持机构4的夹持凸棱435的圆弧面相切，即为线接触，其接触线为圆弧线和棱面的切点前后延伸形成的直线，该直线平行于中心轴线431。工作头9的棱角位于相邻两个夹持凸棱435之间的位置，即腔体433中靠近连接面437的位置。[0061]并且本实用新型的圆弧面的半径和工作头的大小具有一定的关系，工作头绕其中心轴线可以在一个较小的角度内旋转，并且在旋转过程中，工作头的棱面和夹持凸棱的圆弧面始终保持相切。如图6所示，工作头9位于图6中实线所示的位置，工作头9均与各个夹持凸棱435相切。当工作头9位于图6中虚线所示的位置，可以看出工作头9仍与各个夹持凸棱保持相切。由于工作头的棱面和夹持凸棱的圆弧面始终保持相切，从而有效防止工作头在夹持机构旋转时的晃动和跳动。
[0062]本实用新型还公开了一种动力工具，其包括:
[0063]机壳；
[0064]马达，设置在机壳内，并输出旋转动力；
[0065]夹持机构，在马达的驱动下旋转；
[0066]所述夹持机构为本实用新型所提供的夹持机构。
[0067]在本实用新型动力工具的优选实施方式中，动力工具为动力螺丝刀，根据动力源的不同可分为气动螺丝刀、液动螺丝刀和电动螺丝刀，电动螺丝刀里也有直流和交流之分，本实用新型优选以直流电动螺丝刀为例进行具体说明。
[0068]参照图7到图8所示,该直流电动螺丝刀包括机壳1、马达2、电池6、传动机构3、连接轴51、工作头支撑机构和夹持机构4。机壳I由左右对称的两个半壳体通过螺钉(未图示)合拢组装而成，其具有水平部分和与水平部分呈钝角设置的手柄11部分，本实用新型优选的角度在100度到130度之间，这样握持手柄11操作时会比较舒适。在手柄11部分的上部设有按钮开关7，电池6固定在手柄11部分的后部，传动机构3部分固定收容在机壳I的水平部分内。作为优选的实施方式，该电池6可以是锂离子电池。需要说明的是，这儿所说的锂离子电池是基于锂离子脱出嵌入反应的可充电电池的总称，依据正极材料的不同，其可构成许多体系，如“锂锰”电池，“锂铁”电池等。在本实施方式中，锂离子电池为一节额定电压为3.6V (伏)的锂离子电池。当然，电池6也可以是镍镉、镍氢等本领域技术人员熟知的电池类型。
[0069]传动机构3由后向前(以图面的右侧为后)包括由马达2驱动的行星齿轮减速机构31和小齿轮机构30，其中小齿轮机构30与连接轴51相连，并通过连接轴51将马达2的旋转运动传递给夹持机构4。其中工作头支撑机构用于储藏不同的工作头，这里的工作头主要指电动螺丝刀常用的十字螺丝批头、一字螺丝批头、钻头等，通过操作连接轴轴向移动穿过工作头支撑机构或者离开工作头支撑机构，就可以在电动螺丝刀拧紧或松开不同的螺钉时快速更换不同的工作头。根据以上电动螺丝刀的组成，电动螺丝刀可依次由后向前(以图面的右侧为后)分成设置马达的马达部D，设置传动机构3的传动部C，设置工作头支撑机构的存储部B以及设置夹持机构的输出部A。
[0070]本实用新型优选实施方式中的马达为电机2，电机2具有自电机壳体向前延伸出的电机轴21。电机2固定在机壳I中，一齿轮箱22固定在机壳I内并位于电机2的前部，齿轮箱22用于收容行星齿轮减速机构31和小齿轮机构30，通过在行星齿轮减速机构31和小齿轮机构30之间设置隔板221将二者隔开，而齿轮箱22和工作头支撑机构之间设置齿轮箱盖板223，这样可将传动机构3与工作头支撑机构隔开，即传动机构3和工作头支撑机构是相互独立的。小齿轮机构30包括与行星齿轮减速机构31可传递扭矩连接的第一齿轮301，与连接轴51连接的第三齿轮303以及与第一齿轮301和第三齿轮303啮合的第二齿轮302，第二齿轮302将第一齿轮301的旋转传递给第三齿轮303，每个齿轮的两端通过轴套进行支撑。隔板221的中部设有供第一齿轮301的轴穿过的孔，隔板221的端面设有用于安装轴套的凹槽，支撑小齿轮机构30的后轴套固定在隔板221上，前轴套固定在齿轮箱盖板223上，齿轮箱盖板223与齿轮箱22可通过螺钉、卡扣等固定相连，如此，即可以把小齿轮机构30与行星齿轮减速机构31分开，同时又可以将两者封闭，防止灰尘、粉末等进入传动机构3内部，也能够防止润滑油的泄漏。另外，设置三个齿轮只是为了使工具的内部空间更加紧凑，从而不影响外部的美观。当然，也可以根据需要设置成两个齿轮，一个与行星齿轮减速机构31相连，另一个与连接轴51相连。另外，传动机构3并不局限于以上所述的形式，传动机构3可以只包括行星齿轮减速机构31,或者只包括小齿轮机构30,或者其他的旋转运动传递机构，如棘轮机构、涡轮机构等等。其中行星齿轮减速机构31具有三级减速系统，电机轴21延伸与行星齿轮减速机构31啮合，行星齿轮减速机构31将旋转运动传递给小齿轮机构30，小齿轮机构30带动连接轴51旋转，连接轴51再驱动夹持机构旋转。这样电机2运行时，通过行星齿轮减速机构31、小齿轮机构30，最终由夹持机构4输出。由此可以看出，本实施方式中的传动链为电机-传动机构-连接轴-夹持机构，即连接轴作为传动链的一部分。另外，减速机构由三级行星减速和两级平行轴减速系统构成来获得所想要的输出转速，在其他实施方式中，视所需要输出的转速，减速机构可以只包括二级行星减速系统，或者其他减速系统。
[0071]机壳I上可滑动的连接有滑盖53，滑盖53能够带动连接轴51轴向移动。滑盖53的边缘设有导轨531，相应的机壳I上设有导向槽15，滑盖53通过其导轨531安装在导向槽15内可相对于机壳I沿轴向滑动。当然，也可以是滑盖53上设置导向槽，机壳I上设置导轨的方式使得滑盖移动。
[0072]连接轴51为六方轴，连接轴51上轴向固定的设有一固定块50，连接轴51的后端可转动的抵在固定块50上，滑盖53可通过与固定块50相连的方式带动连接轴51移动。当然，滑盖53带动连接轴51移动的方式还有很多，如可以在连接轴51上设置环绕其外周一周的环槽，滑盖53通过一销钉或者钢丝环伸入到环槽中与连接轴51相连，这样既不影响连接轴51的旋转，也不影响滑盖53带动连接轴51的移动。连接轴51的前端设有磁铁511，用于吸附工作头9，当选择好工作头9时，可操作滑盖53带动连接轴51穿过工作头支撑机构，工作头9被连接轴51上的磁铁511吸附，并在连接轴51的推动下离开工作头支撑机构，进入夹持机构4。
[0073]机壳I包括连接在其前端的前壳13，工作头支撑机构的一部分收容在前壳13内，另一部分被滑盖53覆盖随着滑盖53的移动而露出。本实用新型优选的工作头支撑机构为圆筒状的存储夹52，方便旋转，同时占用空间小，当然也可以设置成方形的、三角形的、条状的，支架状的等等。在电动螺丝刀工作的时候，滑盖53与前壳13抵接，这样可以把存储夹52与连接轴51都封闭起来。齿轮箱盖板223上对应连接轴51的位置设有供连接轴51穿过的孔，齿轮箱22上围绕连接轴51轴线延伸有拱形件225，拱形件225可以与齿轮箱22 —体设置，也可分开设置，通过设置拱形件225可以将连接轴51部分封闭起来，在电动螺丝刀进行更换工作头的9时候，即滑盖53移动到最后端的位置也不会把连接轴51裸露出来，这样可防止灰尘、粉末等进入工具的内部。而且，齿轮箱盖板223延伸到拱形件225的端面，从而沿轴向将传动机构3整体封闭在一起。在工作过程中，滑盖53可以将存储夹52封闭起来，从而防止灰尘进入，在需要更换工作头时，移开滑盖53即可露出存储夹52，方便选择不同的工作头，这样就需要滑盖53具有一定的长度，在滑盖53移动到与前壳13抵接的工作位置时，滑盖53与存储部B和传动部C轴向重叠，在滑盖53移动到可更换工作头的位置时，滑盖53与马达部D轴向重叠，并与传动部C部分轴向重叠。当然，滑盖53移动的方式还有很多，比如滑盖53可旋转的安装于机壳I上，在覆盖存储夹52和露出存储夹52的两个位置间旋转；或者类似于移门的方式，可以打开或者闭合；或者是枢转的连接于机壳I的方式等等，都可以实现工作时将存储夹52封闭，需要更换工作头时将存储夹52露出。
[0074]存储夹52可旋转的支撑在齿轮箱盖板223和夹持机构4之间，存储夹52上沿其圆周方向均匀分布有多个工作头收容仓521，也就是说工作头具有多个收容空间，并且多个收容空间沿着存储夹52的旋转轴线并列设置。工作头收容仓521沿存储夹52轴向一部分封闭，一部分外圆周敞开，这样方便操作者选择工作头9时能够从敞开的部分很容易看到工作头9头部的形状，从而快速选择需要的工作头9。当然，本领域技术人员很容易想到，工作头收容仓521也可以是全封闭的，只需在对应的位置进行标识，或者直接将存储夹52做成透明的，都可以方便识别。另外，可以在存储夹52和齿轮箱盖板223之间进行弹性定位，即在存储夹52面对齿轮箱盖板223的端面上对应工作头9的位置设置定位槽，定位槽与收容仓521对应，齿轮箱盖板223上设置受弹簧抵压的钢帽，或者弹片，那么，存储夹52每转过一个工作头9钢帽或者弹片都会发出落入定位槽的提示声音，从而操作者选择工作头9时能避免存储夹52旋转的角度与连接轴51错开。
[0075]夹持机构4通过一轴套40支撑在前壳13的轴向开孔131内，轴套40给夹持机构4提供径向支撑，当然也可以通过轴承实现夹持机构4的径向支撑。本实用新型的连接轴51也为六方形，第三齿轮303内设有六方孔，用于与连接轴51配接并将旋转动力传递给连接轴51,这样连接轴51插入夹持机构4能够带动夹持机构4旋转,进而通过夹持机构4带动工作头9旋转，这样可以使用标准的工作头9，而且无需在连接轴51上开设收容工作头9的孔，避免连接轴51直径过大增加整机的重量和体积。这样，直接带动工作头9旋转的为夹持机构，缩短了扭矩传输的距离，从而工具的使用更加可靠。以上所述的为连接轴通过夹持机构间接带动工作头旋转的方式，但是，本领域技术人员很容易想到其他的传输方式来替代，比如连接轴直接带动工作头旋转，即连接轴直接与工作头以可传递扭矩的方式连接，或者夹持机构由齿轮直接驱动，而连接轴仅用于推出工作头和带动工作头回到存储夹。
[0076]工作头9在连接轴51的带动下进入夹持机构4时，如果工作头9的六方外型与夹持机构4内夹持凸棱的角度错开，则工作头9就会被卡住而不能够进入夹持机构4，这样会给操作者带来很大的不便。为了防止这种情况发生，本实用新型在夹持机构4上设置了弹性抵压装置，在工作头9进入夹持机构的过程中通过弹性抵压装置对工作头9和夹持机构的相对位置进行调整从而使工作头9顺利的进入夹持机构。
[0077]上述对各元件的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构或形状，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换。如马达可以用汽油机或柴油机等来替代电机；工作头可以是截面为任意的规则的多边形；此外，上述实施方式中，连接轴与工作头存储夹之间的相对轴向移动也可以是连接轴固定，而工作头存储夹既能够轴向运动也可以旋转，而连接轴也可以是和电机轴同轴设置等等。
【权利要求】
1.一种用于棱柱状工作头的夹持机构，其特征在于:所述夹持机构具有中心轴线，所述夹持机构设有容纳工作头的腔体，所述腔体的内壁上分布有平行于中心轴线的若干个夹持凸棱；所述夹持凸棱的横截面的朝向中心轴线的轮廓线为圆弧线； 所述圆弧线的半径为R，所述圆弧线的圆心与中心轴线的距离为H，所述R与所述H和R的差的比值的范围在0.625?1.25之间。
2.根据权利要求1所述的夹持机构，其特征在于:所述夹持凸棱的个数为6。
3.根据权利要求1所述的夹持机构，其特征在于:所述圆弧线的弧度范围在0.7?1.2。
4.根据权利要求1所述的夹持机构，其特征在于:所述腔体的内壁还包括连接相邻两个夹持凸棱的连接面。
5.根据权利要求4所述的夹持机构，其特征在于:所述连接面为平面。
6.根据权利要求4所述的夹持机构，其特征在于:所述连接面为弧面，所述弧面的凹面朝向中心轴线。
7.根据权利要求6所述的夹持机构，其特征在于:所述弧面为圆弧面。
8.根据权利要求6所述的夹持机构，其特征在于:所述弧面与相邻的两个夹持凸棱均外切。
9.一种动力工具，包括: 机壳; 马达，设置在机壳内，并输出旋转动力； 夹持机构，在马达的驱动下旋转； 其特征在于: 所述夹持机构为权利要求1-8任一项所述的夹持机构。
【文档编号】B25F5/00GK203738749SQ201420111442
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】张伟, 汪方勇, 徐刚 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司