专利名称：自定心钻机刀头夹盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及夹盘，更特别涉及自定心夹盘，该夹盘具有配置成在用户激 活啮合的机构时啮合钻机刀头的才几构。
背景技术：
手持工具驱动器是公知的。尽管钻机是与这种驱动器一起使用的最通用 的工具，所述工具还是包括螺丝刀、螺母驱动器、凿刀(burr)、安装的磨石 以及其他切割或者磨削工具。由于这些工具具有不同直径的柄或者可能具有 多边形截面，所以该装置通常提供有夹盘，其可以在相对宽泛的范围内调节。 所述夹盘可以通过螺紋孔或者锥形孔连接到所述驱动器。
在本领域已经研制了许多夹盘。传统上，夹盘具有三个彼此圓周隔开约 120的夹头，这些夹头被连接到驱动轴的主体上成角度设置的通道所约束。 夹盘配置成使得所述主体沿着一个方向相对于受约束的螺母旋转将迫使夹 头与工具柄形成夹持关系或者离开这种夹持关系。这种夹盘可以不用钥匙， 如果其能从完全打开位置到夹头元件彼此接触的位置通过手动旋转而拧紧 或者放松的话。
不幸的是，当夹头处于它们基本上完全缩回的位置时，小于固定直径的 刀头可能不恰当地插入到夹头元件之间。在这些条件下，当夹头拧紧时，刀 头可能啮合，使得其不与驱动机构轴向对齐。因此，传统上，使用者被迫将 刀头拿在一只手里，以手动将刀头定心在轴向孔内。
发明内容
为克服现有技术中的不足，公开了用于手动或者动力驱动器的夹盘，该 夹盘具有壳体以及从其延伸的可旋转的驱动轴。所述夹盘包括通常圆柱形主 体构件，其具有机头部分和尾部部分。尾部部分配置成与驱动轴匹配，使得
所述主体与驱动轴一起旋转。机头部分具有形成于其内的轴向孔；和多个成 角度设置的贯穿该部分并且与所述轴向孔相交的通道。多个夹头的每一个滑 动定位在其中一个环状设置的通道内。每个夹头具有形成在主体一侧的夹头 表面；和形成于其相对侧的螺紋。至少一个可变形的定心构件靠近所述夹头 设置在机头部分里。所述定心构件限定贯穿通道，其配置成接收刀头，所述 刀头具有小于预定直径的驱动轴。
在另一种实施例中，设置了夹盘，其包括通常圓柱形的主体构件，该构 件具有机头部分和尾部部分。尾部部分配置成与驱动轴匹配，使得主体与驱 动轴一起旋转。机头部分具有形成于其内的轴向孔；和多个夹头，这些夹头 滑动定位成啮合轴向孔内的刀头。每个夹头具有形成于其上的刀头啮合夹头 表面。多个定心构件靠近所述夹头设置。定心构件从第一位置到第二位置变 形，在所述第一位置，所述构件限定贯穿通道，其配置成接收工具刀头，该 刀头的驱动轴小于预定直径。所述定心构件进一步配置成轴向孔中一旦插入 直径大于预定直径的刀头，就变形到第二位置。
本发明教导进一步的适用区域从以下提供的详细说明中变得明显。应该 理解，详细说明和具体示例，虽然表示优选实施例，但是仅旨在说明的目的， 而不是限制本发明教导的范围。
从详细说明和附图中将更为全面地理解本发明公开内容，其中
图1是根据本发明公开内容的第一实施例的教导的夹盘机构的分解视
图2表示图1所示夹盘的夹头元件；
图3和4表示与图1所示导轨类似的夹头导轨的侧视图和顶视图5和6表示图1所示定心构件的侧视图和顶视图7和8表示图1所示定心构件组件的透^L图和顶^L图9表示插有小刀头的图1所示的夹盘的截面图IO表示插有大刀头的图l所示夹盘的截面图11表示根据本发明公开内容教导的推动式夹盘的分解视图12a-12b表示图11所示的夹头调节件；
图13是图11所示的夹盘壳体；和
图14和15表示图11所示夹盘的端部正视图和截面图。
具体实施例方式
优选实施例的以下说明在本质上仅仅是示例性的，不以任何方向限制本 发明、其应用和使用。
图1表示了根据公开第一实施例的教导的夹盘机构20的分解视图。夹 盘20包括圓柱形主体22，带有锥形端部23,该端部限定刀头接受通孔24; 夹头组件26;驱动插座组件(未示出)。与通孔24相交的是所述夹头组件 26的刀头啮合夹头元件32。如以下进一步说明的那样，定心构件25配置成 将小直径的刀头定心，且配置成在插入较大直径的刀头时，在夹盘20内从 第一位置向第二位置变形。
夹头驱动组件可以用钥匙手动驱动，或者可以如共同转让的、Gehret等 于2005年2月18日提交的题为"Non-Slip Reverse Device for Impacting-Type Chuck"的美国临时专利申请所述的那样自动驱动，该临时专利申请通过？ 1用 方式包含在这里。当夹头元件32沿着第一方向旋转时，这些机构引起夹头 元件32 —起移动，而当所述夹头组件沿着第二方向相对于固定的插座旋转 时，导致所述夹头元件解脱。
从图2中看出，夹头元件32由通常圆柱主体30限定，其具有刀头啮合 表面34和螺紋驱动表面36。夹头元件32穿过主体22内限定的导轨38滑动 定位，且配置成相交以啮合刀头。靠近刀头啮合表面的是一对凹陷的切口 52。 当夹头元件32走到一起来啮合刀头时，从分开的夹头元件32靠近切口 52 形成定心构件接受空间。
从图3和4看出，夹头导轨23是圓锥形构件，其具有限定在其内的多 个定心构件槽31。所述定心构件槽31具有宽度37,其相应于定心构件25 的梁或者尾部构件60的宽度；和限定的承载表面33,其为梁构件60提供固 定表面，从而在插入大的刀头过程中围绕其旋转。另外形成在夹头导轨23 内的是多个夹头槽27，这些槽配置成允许带刀头的夹头元件32通过和啮合。 定心构件25围绕多个限定在圆锥端部23的定心构件槽31径向设置。
从图7和8中可以看出，定心构件25限定了贯穿通道56,该通道配置 成接受小的刀头76，该刀头具有驱动轴，其直径小于预定直径。该贯穿通道 56与夹盘20的轴向通道轴向对齐。从图5和6中最清楚地看出，每个定心 构件25可选地形成有梁或者尾部构件60和三角形的头部或者端件62。三角 形的端件62相对于梁构件60折叠或者弯折。端件62相对于梁构件60优选 弯折成约90。端件62进一步沿着横向轴线折叠，以形成"V"形表面。三 个端件62的第一末梢位置靠近彼此，以形成通孔56。从图7和和8中可以 看出，梁构件60可选地与圆柱形或者圆形构件64耦合或者整体形成，以形 成定心组件66。定心组件66可选地定位在塑料夹头导轨68上方(见图3 和4)。
图9表示图l所示插有小刀头76的夹盘20的截面图。当小刀头76插 入到贯穿通道56的时候，定心构件25引导该小刀头进入夹头路径(从夹头 側部之间的区域离开)。当夹头元件32(未示出)合拢时，刀头76被迫向夹 头行程的中心。当夹头元件闭合到刀头76上的时候，定心构件25被迫向上 进入更为狭窄的夹头元件32中的切口 52所形成的空间内。
如图10所示，较大的刀头78传统上不需要定心，因为它们不会不恰当 地安置在夹头之间。当较大的刀头78插入到轴向孔中的时候，定心构件25 向下折叠到夹盘的主体内，进入夹头和盖子之间的释放空间内，因此它们不 会被刀头78或者夹头元件32损坏。在第二位置，定心构件25配置成发生 变形以形成较大的刀头接受孔。在这方面，定心构件25可以变形到夹盘机 构20内，并且可以在刀头圆形表面与三角形端件62啮合时变形。
图11表示使用了根据本发明教导的定心构件25的推动式夹盘80的分 解视图。推动式夹盘80具有夹盘壳体82、夹盘保持件84、多个夹头元件86、 夹头调节件88和夹盘外壳91。推动式夹盘80通过推动夹头元件88抵靠夹 头保持件84上的承载表面从而一起移动夹头元件86来起作用。
图12a-12b表示图11所示的夹头调节件88。夹头调节件88限定J形槽 卯，其啮合夹头元件86上的开槽凸缘(见图15)。夹头调节件88具有螺紋 外表面92，其与夹盘壳体82 (件图14)的内螺紋表面94相交。夹头元件 86可旋转耦合，还轴向固定到夹头调节件88。图13表示图ll所示的夹盘 壳体82的截面图。夹盘壳体82被相对于夹头调节件88驱动，以驱动螺纹
表面92来迫使夹头86到一起。
图14和15表示图11所示的夹盘的端视图和截面图。所示的是耦合到 夹头调节件88的夹头元件86。另外所示的是多个定心构件25，，这些定心 构件架设(stake)在夹盘外壳91或者夹盘保持件84的端部。从图16可以 看出，这些定心构件25，定位在刀头啮合夹头元件86之间。如上所述，定心 构件25，形成小刀头接受贯穿通道98。当插入较大直径的刀头时，定心构件 25，进一步变形到夹盘80内，进入到由夹头元件86内的凹口 82形成的空间 内。
定心构件25和25，优选由这样的材料形成这样的配置，使得从第一位置 向第二位置移动构件25和25，通过弹性变形所述材料来完成。在这方面，所 述材料优选是超弹性材料并且最特别是镍钛金属材料，其由镍-钛形成。展 现出超弹性的镍钛合金是包含约50% (重量)的镍和50% (重量)的钛的合 金。在这种合金中观察到的超弹性由完全可逆的8%级别的大弹性变形的形 式来表征。但是，不像类似钢的"普通"合金，应力并不与加载时的应变成 比例，且在应力-应变曲线上获得了特征平坦部分。由于应力诱导的超弹性， 所以大弹性应变是可能的，因此在加载时发生相变，该相变起始于曲线平坦 部分的开始处，而当"正常"应力-应变特性在曲线平坦部分结束位置继续 的时候相变结束。这使得该合金对于定心构件25和25，非常有用，因为在卸 载时，在应变变化较大(有定心构件的返回距离)时只观察到较小的应力变 化。可以预见，定心构件可以由其他高弹性材料制成，并且可以采取其他配 置，这些配置允许定心构件25和25，的材料在大刀头插入到所述轴向孔的时 候完全弹性变形。
公开内容的说明本质上仅仅是示例性的，因此不背离本发明精神的变形 应该在所教导的范围内。例如，可以预见定心构件可以配置成接收一定范围 的刀头直径。而且，可以预见各种超弹性和弹性材料可以用来形成定心垫， 所述材料允许在塑形变形前发生较大的应变。这种变形不能认为是从所教导 的精神和范围的背离。
权利要求
1.一种夹盘组件，包括夹头组件，其具有一个或者多个夹头元件，所述一个或者多个夹头元件可以在非加紧位置和加紧位置之间移动；驱动机构，其与所述夹头组件耦合，用于在所述非加紧位置和加紧位置之间移动所述一个或者多个夹头元件；和定心机构，其用来在非加紧位置将工具定心在所述夹头组件内，所述定心机构包括至少一个工具啮合定心构件，所述工具啮合定心构件包括头部和尾部，所述头部与所述尾部连续且所述头部相对于所述尾部成角度，所述头部适配成啮合所述工具。
2. 如权利要求1所述的夹盘组件，其特征在于，所述头部进一步整体 为V形。
3. 如权利要求1所述的夹盘组件，其特征在于，所述头部相对于所述 尾部成约卯。的角度。
4. 如权利要求1所述的夹盘组件，其特征在于，所述尾部连接到基部。
5. 如权利要求4所述的夹盘组件，其特征在于，所述基部包括圆形部分。
6. 如权利要求4所述的夹盘组件，其特征在于，所述尾部相对于所述 基部成角度。
7. 如权利要求1所述的夹盘组件，其特征在于，所述一个或者多个夹 头元件包括切口 ，所述切口用来接收所述定心头部的一部分。
8. 如权利要求1所述的夹盘组件，其特征在于，所述定心机构包括多 个工具啮合构件。
9. 一种与夹盘组合的钻机，包括 钻机和与所述钻机耦合的夹盘； 所述夹盘包括夹头组件，其具有一个或者多个夹头元件，所述一个或者多个 夹头元件可以在非加紧位置和加紧位置之间移动；驱动机构，其与所述夹头组件耦合，用于在所述非加紧位置和 加紧位置之间移动所述一个或者多个夹头元件；和定心机构，其用来在非加紧位置将工具定心在所述夹头组件内， 所述定心机构包括至少一个工具啮合定心构件，所述工具啮合定心 构件包括头部和尾部，所述头部与所述尾部连续且所述头部相对于 所述尾部成角度，所述头部适配成啮合所述工具。
10. 如权利要求9所述组合，其特征在于，所述头部进一步整体为V形。
11. 如权利要求9所述组合，其特征在于，所述头部相对于所述尾部成 约90°的角度。
12. 如权利要求9所述组合，其特征在于，所述尾部连接到基部。
13. 如权利要求12所述组合，其特征在于，所述基部包括圆形部分。
14. 如权利要求12所述组合，其特征在于，所述尾部相对于所述基部 成角度。
15. 如权利要求9所述组合，其特征在于，所述一个或者多个夹头元件 包括切口，所述切口用来接收所述定心头部的一部分。
16. 如权利要求9所述组合，其特征在于，所述定心机构包括多个工具 啮合构件。
17. 如权利要求1所述的夹头组件，其特征在于， 一空间存在于相邻的 夹头元件之间，用于接收所述定心机构的所述定心构件。
全文摘要
一种夹盘具有通常圆柱形主体构件，该构件具有机头部分和尾部部分。所述尾部部分配置成与驱动轴匹配，使得所述主体与驱动轴一起旋转。机头部分具有形成于其内的轴向孔和滑动定位以你和所述轴向孔内的刀头的多个夹头。每个夹头具有形成于其上的刀头啮合夹头表面。一个或者多个定心构件靠近所述夹头设置。所述构件从第一位置变形，在所述第一位置，所述构件限定贯穿通道，该通道配置成接收刀头，所述刀头的驱动轴直径小于预定直径。所述构件进一步配置成当所述轴向孔内插入刀头时可以变形到第二位置，所述刀头的直径大于预定直径。
文档编号B23B31/12GK101184570SQ200680005352
公开日2008年5月21日 申请日期2006年2月16日 优先权日2005年2月18日
发明者戴维·C·坎贝尔, 路易斯·A·吉本斯 申请人:布莱克和戴克公司