专利名称：用于动力工具刀头的快速联结机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将工作刀头配装到动力工具上的联结机构，更具体来讲，本发明涉及如何将例如凿形刀头等的刀头连接到气动冲击工具上的内容。
迄今为止，在诸如气锤等类似的气动冲击工具上一般都设置了用于装卡工作刀头的快速联结机构，常见的快速联结装置一般采用一种带有弹簧偏置球的连接器，其中的球在径向方向上被弹簧偏置到刀杆上的接纳孔中，并和刀杆上的一个瓣叶部位或法兰件相嵌合。在刀头的插入过程中，刀头上的瓣叶或法兰件将嵌突到偏置球的后面，然后和偏置球相卡合而实现刀头的弹性装卡定位。这种连接器依赖于弹簧偏置球来产生限位作用，而偏置球和刀头的瓣叶只是保持线接触。因而刀头在工作过程中会逐渐悄悄地地从连接器上松脱下来。此外，这种连接机构通常适于安装在动力工具的前端，并几乎贯穿工具的整个长度。
在其它现有类型的动力工具中，是通过采用一种卡键式连接器来实现刀头等物体在工具上的快速联结的，在这种连接器上设置了一个键槽，该键槽可接纳刀杆上的连接键部分，在刀头插入后，可以通过将连接键转位错开键槽来对刀头进行卡位。但是，迄今为止，这样的转动式卡锁连接机构的设计都是非常专业化的、有时还往往是非常复杂的。
本发明总的目的是设计一种用于动力工具的改进型快速联结机构，这种快速联结机构不但具有另外一些结构和功能上的优点，还克服了现有的那些机构所存在的不足之处。
本发明一个很重要的特征在于所提出的这种快速联结机构在刀头的固位性方面有了改进。
本发明的另一个特征在于提供了所提出的那种快速联结机构，该机构没有笨拙地贯穿动力工具的整个长度，因而便于使用在小型机具上。
本发明的另一个特征在于提供了一个所提出的那种快速联结机构，其尤其适用于安装在气动冲击工具上，并经联结机构形成了流体的一条排气通道。
本发明的另一个特征在于提供了一个所提出的那种快速联结机构，其不需要使用者把持机具壳体的那支手再执行其它任何的操作。
本发明另一个特征在于设置了一个所提出的那种快速联结机构，其结构简单、制造经济。
通过设计一种用于动力工具的快速联结机构，本发明上述这些、以及其它一些方面的要求就得以实现，该快速联结机构包括在动力机具的壳体端壁上设置一个通孔，通孔具有多个第一瓣叶；在具有一条纵长轴线的刀头杆上设置多个第二瓣叶；这样，在各个所述第二瓣叶在轴向方向上分别对正所述第一瓣叶的第一转位状态时，所述的刀杆可以在轴向上插进所述的通孔或从所述通孔中撤出；所述的刀杆在所述通孔中捅入到一个插入位时，所述的第二瓣叶位于所述端壁的内侧；且当所述的第二瓣叶位于所述插入位时，一个偏置机构发生作用，用弹力驱使所述瓣叶和所述刀杆转向第二转位状态，从而处于锁止状态，在第二转位状态下，所述第二瓣叶和所述第一瓣叶在轴向上相互错开，所述第二瓣叶还抵靠在所述的端壁上来阻止所述刀杆从所述的壳体中脱出。
本发明其它方面的特征可通过设计一个所描述的这类快速联结机构来实现，在这种快速联结机构中，是在一个端帽上形成端壁的，其中的端帽固定在机体的端部上。
本发明另外的特征可通过设计一种上述的快速联结机构来实现，在这种快速联结机构中，偏置机构包括分别布置在端帽径向孔中的几组偏置组件，该快速联结机构还采用了一个端帽顶罩，其不但可以对偏置组件进行固位，而且还通过该连接关系实现自身的安装。
本发明所包含的那些新特征、以及那种由多个部件构成的组合体将在下文参照附图详细地进行描述，并特别在所附的权利要求书中限定出，可以理解在不超越本发明核心思路、且不牺牲本发明任何优点的条件下，还可以对本发明的细节结构作多种形式的改动。
为了便于对本发明进行理解，在本文的附图中表示了一个最佳实施例，通过结合下文的描述来观察该实施例视图，本发明的结构、工作原理以及其它许多优点就变得容易理解和领会了。
图1是一个动力工具和一个刀头的立体图，在它们上设置了一个根据本发明设计的快速联结机构，图中的刀头和工具是分离的；图2是从图1所示工具的左端部对其所作的放大的端部视图，图中以剖面图形式表示的刀柄已连接在工具上；图3沿图2中的3-3线所作的局部剖视图；图4是基本沿图3中的4-4线所作的剖视图；图5是图1所示工具的端帽的前视图；图6是沿图5中的6-6线所作的剖视图；图7是大体上沿图5中的7-7线所作的剖视图；图8是对图5中的端帽所作的后视立体图，图中表示出了一个固位球；以及图9是对图1所示工具刀头的刀杆上一个部分的局部放大立体图。
参见图1，图中表示了一个动力工具，其总体上用数字标号10来指代，图中的工具属于那种使用可更换刀头的气动冲击工具，其中的可更换刀头例如为一个凿形刀头50，刀头通过一个根据本发明设计的快速联结机构25连接到工具上。再参见图2-4，图中的动力工具10为一个气动工具，其壳体11包括一个纵长的圆柱形内体12(见图3)和一个端帽30。壳体11还包括一个套在内体12外部的圆柱形套筒13，并在套筒的外表面上裹了一层最好是由适当的弹性材料制成的缓冲抓持鞘套14。工具10在壳体11的后端部设置有一个空气接头15，用于连接到一个诸如压缩空气等动力气源上，空气接头15上设置了一个手动操作闸柄16，所有这些布置在现有技术中都是已知的。工具10采用了一个标准的气动冲击马达(图中未示出)，其包括一个在动作腔18内往复运动的击锤17，如现有技术中公知的那样，由击锤17对刀头50进行连续撞击。内机体12的一端是一个带有外螺纹的管颈部分20，并在环状端面21上开有一个与动作腔18相通的轴向通孔19，用该通孔19来接纳对应的刀头，这一方面将在下文作更为全面的描述。在壳体11中还布置了一个排气孔22，其位于管颈部分20的前端。
虽然为了便于描述而在本文采用了一个气动冲击工具10作为示例，但可以理解，本发明快速联结机构25的基本原理也同样适用于其它类型的机具。
快速联结机构25包括分别位于端帽30和刀头50上的两个协作部分。再参见图5-8，端帽30是一个大体为帽状的元件，它的侧壁31大体上为圆柱形，其朝向前方的部分31a的壁相对较厚(见图4和图7)，而朝向后方、且带有内螺纹的部分31b的壁较薄，由其中的内螺纹和内机体12上的螺纹管颈20实现螺纹连接，从图3中可清楚地看出这一点。31a部分和31b部分在一个环肩31c处连接在一起。侧壁31在其前端和端壁32连为一体，在端壁32的中心开了一个通孔33。在通孔33的边上形成了四个基本等间距布置的弧形瓣叶34，它们的形状和尺寸都相同，每个瓣叶的形状都大体上是弧形的。在侧壁31的内表面上、紧邻着环肩31c的后方形成了一个环状的沟槽或通道35，该环槽35和四个等间距布置、且贯通端壁32的排气孔36相通，各个排气孔36和对应的缺口瓣叶34分别错开45度角。在环状沟槽35的前方，还等间距地设置了四个贯通侧壁31的径向孔37，它们的径向中心轴线和缺口瓣叶34的径向轴心线在工具10的轴线方向上是对齐的。径向孔37的内端通入到紧邻端壁32内侧的一个环腔38中，环腔38的半径基本等于从工具10的中心轴线到缺口瓣叶34顶点间的径向距离。
端帽30上带有一个偏置机构，其包括四组分别布置在四个径向孔37中的偏置组件40。具体参见图2-4，每个偏置组件40都包括一根螺旋压缩弹簧41和一个掣锁球42，该掣锁球42在紧邻对应缺口瓣叶34顶点的后方部位突入到环腔38内。可以理解如现有技术中已知的那样，径向孔37的内端应被敲击出一个环状的唇缘部分(图中为未示出)，来将掣锁球42限位在对应的径向孔37中。
在端帽30上设置了一个基本上也是帽状结构的顶罩45，在其基本为圆柱形的侧壁46的内表面上等间距地布置了四个凹坑47，用于分别接纳压缩弹簧41的外端，这一点可从图3和图4中清楚地看出。顶罩45的端壁48上也制出了一个更大的贯通的瓣叶形窗孔49，从此窗孔49可露出端帽30上的开孔33，其瓣叶部位还可露出排气孔36。可以理解弹簧41和凹坑47的配合关系不但可以将弹簧41定位在端帽的孔37中，同时还可以将顶罩45固定在端帽30上。但是，也可以采用其它装置来固定顶罩45。
再参见图9，图中刀头50是一个凿形刀头，当然无须说明本发明的原理也同样适用于其它类型的刀头。刀头50具有一根纵长的圆柱刀杆51，在其工作端上安装了一个冲击凿刃52。在刀杆51两端头的中间部位设置了一个径向向外突起的瓣叶状凸肩或法兰件53，该法兰件的外周面上形成了四个等间距角的瓣叶55，这四个瓣叶用凹谷56分隔开。每个瓣叶55和凹谷56在形状上都是一段圆弧，因而凸肩53的轮廓是一条连续的曲线。最好凸肩53在凹谷56最深点处的半径近似等于刀杆51上其余部分处的半径。每个瓣叶55的前面57和背面58都基本为平面(见图3)，这两个面所在的平面都基本垂直于刀杆51的纵长轴线，最好还在背面58的径向外端形成倒角部分59。
在组装时，偏置组件40被插入到端帽30的径向孔37中，然后将顶罩45卡装在端帽30上。然后再将端帽30旋接到动力工具内机体12的管颈20上，就形成了图3所示的全部组装完成后的状态，在此状态下，侧壁31的后端面顶在套筒13的前端面上；环肩31c抵在管颈20的端面21上。在该组装完成状态，工具10的排气道22和端帽30中的环槽/环道35相通，使得空气可经端帽30上的排气孔36向前排出。
为了将刀头50安装在壳体11上，刀杆51的后端部经顶罩45上的窗孔49、端帽30上的通孔33插入到管颈部分20的轴向孔19中，为了达到完全的插入，刀头50上的各个瓣叶55必须和端帽开孔33的瓣叶34分别对齐。对此，就可以理解为何要求瓣叶55无论是在尺寸上还是在形状上都要和瓣叶34基本相同。在刀头瓣叶55的背面58进入到端帽30的环腔38中时，在倒角59处背面58和掣锁球42相接触，使得瓣叶55可向上顶起掣锁球42，将球42克服弹簧41的作用力压入到径向孔37中。刀头插入的深度取决于瓣叶55和机体管颈20的端面21在什么位置发生接触。
在完全插入状态，刀头的瓣叶状凸肩53完全位于端帽的环腔38中。在这一点上，可以理解环腔38的轴向深度最好能略大于瓣叶状凸肩53的轴向厚度，这样可使得刀头50在工作中可发生轻微的轴向移动。由于瓣叶55的形状是圆弧线，所以其实际上在瓣叶55的顶点处和限位球42只是具有点接触。这是一种非稳定状态，弹簧41作用在掣锁球42上的力将驱使其从瓣叶55的一侧或另一侧向下(向心)运动，从而使刀头50发生轻微的转动，而使瓣叶移动到不再与端帽上的缺口瓣叶34相对齐的位置，进入一个锁止态，这方面的内容可清楚地从图2和图4中看出。在该锁止状态，刀头瓣叶55被卡截在端帽30的端壁32之后，从而有效地将刀头50锁止在该位置上。弹簧41的弹力将防止刀头50在无意中从该状态退回到插入位置。
如果需要拆下刀头50时，需要将刀头轴向向外拉、同时逆弹簧偏置球42的作用进行转动。当刀头上的瓣叶55又和端帽上的缺口瓣叶34轴向对齐时，刀头上的瓣叶55就可从开孔33中穿出，使刀头可拆卸下来。
从上面的描述可看出，本文设计了一种改进的快速联结机构，其结构简单、经济，并在减小了组件尺寸的同时，将刀头有效地锁止在动力工具上。
尽管上文是对本发明的具体实施例进行了表示和描述，但对本领域技术人员来说显而易见的是在不超越本发明广义范围的条件下，可对此进行改动和变型。因此，所附的权利要求书的目的在于覆盖所有这些落入本发明核心思路和范围内的改动和变型。在前面的描述和附图中所提出的示例只是用来进行描述，而不作为限定。本发明真正的保护范围应当由下面的权利要求书来限定，对各个权利要求内涵的恰当理解应当是建立在现有技术的基础上。
权利要求
1．一种用于动力工具的快速联结机构，包括在动力工具的壳体端壁上设置一个通孔，通孔具有多个第一瓣叶；在具有一条纵长轴线的刀头杆上设置多个第二瓣叶，使得在各个所述第二瓣叶在轴向方向上分别对正所述第一瓣叶的第一转位状态时，所述的刀杆可以在轴向上插进所述的通孔或从所述通孔中撤出；所述的刀杆在所述通孔中容接到一个插入位时，所述的第二瓣叶位于所述端壁的内侧；以及当所述的第二瓣叶位于所述插入位时，一个偏置机构发生作用，用弹力驱使所述瓣叶和所述刀杆转向第二转位状态，从而处于锁止状态，在第二转位状态下，所述第二瓣叶和所述第一瓣叶在轴向上相互错开，所述第二瓣叶还抵靠在所述的端壁上来阻止所述刀杆从所述的壳体中脱出。
2．根据权利要求1所述的快速联结机构，其特征在于其中的通孔具有四个第一瓣叶，而刀杆上具有四个第二瓣叶。
3．根据权利要求1所述的快速联结机构，其特征在于其中的每个瓣叶都是圆弧形状。
4．根据权利要求3所述的快速联结机构，其特征在于其中所述的偏置机构包括多个弹簧偏置球，其具体数目等于所述第二瓣叶的个数。
5．根据权利要求4所述的快速联结机构，其特征在于在所述的工具壳体上设置了多个径向孔，所述的弹簧偏置球分别布置在这些径向孔中。
6．根据权利要求4所述的快速联结机构，其特征在于每个所述瓣叶的背面都具有倒角，以便于与对应的所述偏置球进行凸面配合。
7．根据权利要求1所述的快速联结机构，其特征在于其中所述的动力工具是一个气动机具，且在所述的端壁上设置了多个排气孔。
8．根据权利要求1所述的快速联结机构，其特征在于所述的刀头是一个凿形钻。
9．根据权利要求8所述的快速联结机构，其特征在于在所述端壁的内侧所述壳体包括一个腔，该腔的轴向深度略大于所述第二瓣叶的轴向厚度，以使得所述的刀杆在其锁止状态仍能实现有限的轴向活动。
10．一种用于动力工具的快速联结机构，包括在动力工具纵长机体的端面上设置一个轴向孔；在工具机体上安装一个端帽，该端帽的端壁和机体的所述端面在轴向上分离开，而共同围成了一个腔，在所述端壁上设置了一个通孔，通孔具有多个第一瓣叶；在刀头杆上设置多个第二瓣叶，使得在所述第二瓣叶对正所述第一瓣叶的第一转位状态时，所述刀杆可以在轴向上插进所述轴向孔或从所述轴向孔中撤出；所述的刀杆在所述轴向孔中容接到一个插入位时，所述的第二瓣叶位于所述环腔中；以及当所述的第二瓣叶位于所述环腔中时，一个偏置机构发生作用，用弹力驱使所述瓣叶和所述刀杆转向第二转位状态，从而处于锁止状态，在第二转位状态下，所述第二瓣叶和所述第一瓣叶在轴向上相互错开，所述第二瓣叶还抵靠在所述的端壁上来阻止所述刀杆从所述的壳体中脱出。
11．根据权利要求10所述的快速联结机构，其特征在于其中所述端帽与所述的工具机体螺纹连接。
12．根据权利要求10所述的快速联结机构，其特征在于其中所述的偏置机构由所述的端帽支承。
13．根据权利要求12所述的快速联结机构，其特征在于其中所述的端帽包括多个与所述腔相通的径向孔，所述的偏置机构包括多个分别布置在所述径向孔中的偏置组件。
14．根据权利要求13所述的快速联结机构，其特征在于其中每个所述的偏置球组件都包括一个突入到所述环腔中的掣锁球和一个偏压弹簧，弹簧将球推向环腔。
15．根据权利要求14所述的快速联结机构，其特征在于其中所述瓣叶的外周形状都是弧线形的，其内侧表面上进行倒角处理，以便于和对应的顶球相配接。
16．根据权利要求10所述的快速联结机构，其特征在于其中的动力工具是气动的，在工具的机体中设置了一个排气道，所述的端帽内形成了一个与所述排气道相通的环状排气槽，且在所述的端壁上形成了多个贯通的排气孔并与所述的排气道相连通。
17．一种用于动力工具上的快速联结机构，包括在动力工具纵长机体的端面上设置一个轴向孔；在工具机体上安装一个端帽，该端帽的端壁和机体的所述端面在轴向上隔开一定距离，共同围成了一个环腔；所述侧壁在其圆周方向上间隔地形成了多个径向孔，这些孔与所述的环腔相通，所述的端壁形成了一个带有多个第一瓣叶的通孔，通孔通向所述的环腔；在刀头杆上设置多个第二瓣叶，使得在所述第二瓣叶对正所述第一瓣叶的第一转位状态时，所述刀杆可以在轴向上插进所述轴向孔或从所述轴向孔中撤出；所述的刀杆在所述轴向孔中容接到一个插入位时，所述的第二瓣叶位于所述环腔中；在所述的径向孔中分别设置了多组偏置组件，这些组件突入到所述的环腔中，当所述的第二瓣叶位于所述环腔中时，这些偏置组件发生作用，用弹力驱使所述第二瓣叶转向第二转位状态，从而处于锁止状态，在第二转位状态下，所述第二瓣叶和所述第一瓣叶在轴向上相互错开，所述第二瓣叶还抵靠在所述的端壁上来阻止所述刀杆从所述的壳体中脱出；以及所述端帽上的一个顶罩盖住所述的径向孔，用于将所述的偏置组件固定在此位置。
18．根据权利要求17所述的快速联结机构，其特征在于其中动力工具是气动的，在工具的机体中设置了一个排气道，所述的端帽内形成了一个与所述排气道相通的环状排气槽，且在所述的端壁上形成了多个贯通的排气孔并与所述的排气道相连通。
19．根据权利要求18所述的快速联结机构，其特征在于所述顶罩的端壁部分上开有一个窗孔，其尺寸和形状被设计得可露出所述的通孔和所述的排气孔。
20．根据权利要求18所述的快速联结机构，其特征在于所述的刀头是一个凿形钻。
21．根据权利要求20所述的快速联结机构，其特征在于所述环腔的轴向深度略大于所述第二瓣叶的轴向厚度，以使得所述的刀头在其锁止状态仍能实现有限的轴向活动。
22．根据权利要求17所述的快速联结机构，其特征在于所述顶罩上具有多个凹坑，这些凹坑在径向方向上分别对齐所述的径向孔，并分别容纳了各个所述的偏置组件，来将该顶罩固定在该位置。
全文摘要
一种气动冲击工具(10),在其机体(12)上设置了一个安装刀头的轴向孔(19)。在工具机体(12)的端部旋装了一个端帽(30),其端壁(32)和机体的一个端面(21)之间隔开一定距离,从而围成一个环腔(38),在孔腔开孔(33)的边缘是瓣叶形的,来接纳一个具有类似瓣叶形状的刀杆(51)。弹簧偏置球(42)从端帽(30)中的径向孔(37)突入到环腔(38)中,与刀杆上的瓣叶(55)相接触,并将它们推向一个不和缺口瓣叶(34)相对齐的转位,来防止发生松脱。环腔(38)的尺寸被设计了一个微小的轴向间隙以使得瓣叶(55)可在轴向上移动。在端帽(30)的顶罩(45)上设置了凹坑,来接纳偏置弹簧(41),其同时实现了弹簧(41)和顶罩(45)的固定。端帽(30)具有一个环道(35)和工具机体(12)中的排气道(22)相通,并在端壁(32)上设置了四个排气口(36)。
文档编号B25D17/08GK1300244SQ99806040
公开日2001年6月20日 申请日期1999年11月12日 优先权日1999年2月12日
发明者罗伯特·L·哈特曼 申请人:斯耐普昂工具公司