专利名称：夹紧装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及动力工具领域，更具体地是涉及将切削、抛光、或磨削零件固定在动力工具的主轴上的夹紧装置。
背景技术：
诸如切断锯、圆锯、斜切锯、角磨床、旋臂锯、台锯等使用切削、抛光或磨削零件的动力工具对工件执行预期的操作。零件通常包括具有用于磨削或抛光或切削表面的大体圆形的盘，其可包括在工件上执行预期操作的多个齿。零件典型的包括中心孔，通过中心孔零件被夹紧在电机输出轴或动力工具的主轴上。
因为包括多个部件和工具，安装或移除零件的过程可能非常困难且花费时间。典型地是零件放置在动力工具的主轴上，零件的内表面抵靠设置在动力工具主轴上的凸缘。然后第二凸缘抵靠零件的外表面，且紧固螺栓通过形成在零件和凸缘上的孔旋进入主轴的螺纹孔中。此后主轴保持固定(例如，通过与电机轴啮合的销或使用特殊设计的工具)并且用扳手在螺纹孔中扳紧紧固螺栓，在凸缘之间夹紧零件。
因此，长久以来需要提供一种夹紧装置，其允许零件快速的被安装和被移除而不需要使用诸如扳手的额外的工具。
发明内容
由此，本发明涉及一种在动力工具的主轴上夹持零件(accessory)的夹紧装置。在示例性的实施例中，夹紧装置包括将施加在夹紧装置上的扭矩(torque)传递给零件的行星齿轮系，其中行星齿轮系增加了传递到零件上的扭矩，这样传递到零件上的扭矩大于施加在夹紧装置上的扭矩。也可包括可延伸的杆或把手以增加由使用者施加在夹紧装置上的扭矩值。也可采用离合系统以防止使用者过度紧固夹紧装置。
本发明应用的其他范围通过后面给出的详细描述将变得明显。可以理解的是同时显示了本发明的优选实施例的这些详细的描述和具体的实施例，仅作为说明的目的且不是对本发明的范围进行限定。
本发明的众多优点通过参考附图可被本领域技术人员更好的理解，其中图1是显示应用根据本发明原理的零件夹紧装置的动力工具实施例的等距图；图2是显示根据本发明原理的零件夹紧装置的部件的分解等距图；图3是图2所示零件夹紧装置的侧面剖视图；图4是根据本发明原理的第二零件夹紧装置的部件的分解等距图；图5是图4所示零件夹紧装置的侧面剖视图；图5A是图5所示夹紧装置的零件详尽部分的局部剖视图。
具体实施例方式
参考图1，显示了应用根据本发明的夹紧装置100的示例性的动力工具10。在该实施例中为圆锯的动力工具10，优选地包括具有零件16可安装在其上的主轴14的电机装置12。在该实施例中，显示了一锯片，然而，其可容易地适用于现有技术中已知的任一合适的动力工具的零件。主轴14优选地设置有零件16的内表面20可邻接的凸缘18。在另一个优选实施例中，替代凸缘18可以提供垫圈来支承零件16的内表面。当零件夹紧装置100旋入形成在主轴14内的螺纹孔22中时，也可优选地提供主轴锁定机构以保持主轴14的固定(例如，通过啮合在电机轴或类似物上的销)。优选地是，零件夹紧装置100增大了使用者通过手可能施加在零件16上的扭矩，以提供给零件足够的轴向或夹紧力，用以将零件16适当地固定在主轴14上。零件夹紧装置100由此可使零件16固定在动力工具10的主轴14上，而不需要现有的夹紧装置一般所需的诸如扳手的附加工具。优选地，零件夹紧装置100良好的对称且具有最小的突出表面。
继续参见图1，显示了使用根据本发明的零件夹紧装置200的示例性的动力工具50。在该实施例中动力工具50为切割锯，优选地包括具有零件56可安装在其上的主轴54(位于护罩53下方)的电机装置52。在该示例性的实施例中，显示了一切割轮，然而，其可容易地适用于现有技术中已知的任一合适的动力工具的零件中。主轴54优选地具有零件56的内表面可邻接的凸缘58(同样位于护罩53下方)。在另一优选实施例中，替代凸缘58，可以提供垫圈来支承零件56的内表面。当零件夹紧装置200旋入形成在主轴54内的螺纹孔62(同样位于护罩53下方)中时，也可优选地提供主轴锁定机构以保持主轴54的固定(例如，通过啮合在电机轴或类似物上的销)。优选地是，零件夹紧装置200增大了使用者通过手可能施加在零件56上的扭矩，以提供给零件足够的轴向或夹紧力来完全将零件56适当地固定在主轴54上。零件夹紧装置200由此使零件56固定在动力工具50的主轴54上，而不需要通常现有的夹紧装置所需的诸如扳手的附加工具。
图1至5A显示了根据本发明优选实施例的零件夹紧装置100和200。在每个实施例中，零件夹紧装置100和200优选地使用了行星齿轮系102，用以增大在动力工具10和50上的主轴14和54上夹紧零件16和56的扭矩，如图1所示。优选地是，零件夹紧装置100和200适用于任一共用在诸如切断锯、手持圆锯、角磨床、旋臂锯、台锯等的动力工具上的零件中。这些零件通常包括具有用于在工件上执行操作的切断、抛光或磨削表面和中心孔的盘，通过该中心孔零件夹紧在动力工具主轴上。在图1所示的优选实施例中，显示的零件16包括具有绕行星盘32布置的多个切割齿30类型的圆锯片28。该锯片28是可与零件夹紧装置100一起使用的零件类型的例子。在另一个图1所示的优选实施例中，显示的零件56包括具有绕行星盘72布置的切削面70的类型的切削盘68。该切削盘68是可与零件夹紧装置200一起使用的零件类型的另一个例子。然而，本领域技术人员将理解本发明并不局限于使用任何特殊的零件，并且适于与本发明一起使用的零件可以根据通过动力工具执行的操作或切割而采用广泛不同的设计。
在图2和3中所示的优选实施例中，零件夹紧装置100优选地包括与零件16啮合以保持零件16抵靠凸缘18的垫圈104和旋入形成在主轴14上的螺纹孔22用于夹持垫圈104抵靠零件16的夹紧装置。在一个优选实施例中，垫圈104包括表面纹理。行星齿轮系102容纳在夹紧装置106内将施加在夹紧装置106的扭矩传递给垫圈104，增大了传递给垫圈104的扭矩，由此，传递给垫圈104的扭矩大于使用者施加在夹紧装置106上的扭矩。
夹紧装置106优选地包括本体108、位于本体108内的螺栓装置110、包括容纳在本体108内的多个行星齿轮112和太阳齿轮114的行星齿轮装置102(图中显示的实施例中提供三个行星齿轮)以及盖118。在优选实施例中，本体108的外表面包括凹槽或通道120，其形状形成为通过插入盖118中孔124内的销122在本体108和盖118之间提供啮合，由此销122滑入通道120内且将盖118保持在本体108上，同时允许盖118相对本体108旋转。然而，本领域技术人员可理解盖118可通过其他方式固定在本体108上而没有脱离本发明的精神和范围。但是，使用的固定方法通常不应对盖118在本体108上的旋转造成不适当的干涉，尽管为了阻止盖118不期望的运动而可要求一些诸如摩擦干涉等的干涉。
螺栓装置110优选地安置在本体108内且包括具有螺纹126的主轴螺栓124。主轴螺栓124优选地贯穿形成在本体108的底部130上的孔128，用于将刀片夹紧装置100联结到动力工具(例如，图1所示动力工具10)的主轴14上。行星齿轮系102将施加在盖118上的扭矩传递给螺栓装置110，用于将主轴螺栓124旋进入形成在主轴14内的螺纹孔22，增大传递给螺栓装置110的扭矩，由此传递给主轴螺栓124的扭矩大于施加在盖118上的扭矩。
在优选实施例中，动力工具10可包括主轴锁定机构(未示出)，当使用者压下时，该机构与形成在动力工具10的电机输出驱动轴或主轴14上的孔啮合，以锁定主轴14在恰当位置。当盖118被使用者旋转以紧固或释放夹紧装置100时阻止主轴14转动，由此夹紧零件16抵靠主轴14的凸缘18或从凸缘18上释放零件。
如图2和3所示，在优选实施例中，安置本体108的底部130的外表面132抵靠垫圈104的纹理表面134固定。垫圈104的纹理表面134优选地包括多个脊136，其接收在形成于本体108的底部130的外表面内的键140之间的相应的槽138，由此当夹紧装置100紧固抵靠零件16时将垫圈104和本体108联锁。因此，垫圈104抵靠零件16的安置优选地通过形成在垫圈104上的脊136与形成在本体108上的槽138之间的相互作用而固定本体108。
在优选实施例中，行星齿轮系102进一步优选地包括形成在本体108的内侧表面144上的齿环142。行星齿轮系102的行星齿轮112绕着齿环142内的太阳齿轮114轨道旋转。在优选实施例中，如图2和3所示，螺栓装置110包括支架146，支架146包括多个圆周间隔的销148(显示了三个销148)，行星齿轮112在销148上旋转，同时太阳齿轮114固定附着在离合器盘150上。
离合器盘150优选地包括多个偏置臂152，其配置和尺寸形成为定位在位于多个啮合元件156之间的凹槽154中。当盖118被使用者旋转，偏置臂152邻接啮合元件156的倾斜表面158。这样导致离合器盘150旋转，转动太阳轮114，然后转动行星齿轮112和旋转支架146，依次旋转主轴螺栓124以将主轴螺栓124旋进入主轴14内。
在优选实施例中，行星齿轮112的齿轮齿啮合在太阳轮114的齿轮齿和齿环142的齿轮齿之间。优选地是，行星齿轮112旋转地连接到销148上，由此行星齿轮112在使用者旋转盖122时旋转同时沿太阳齿轮114和齿环142之间的轨道运动。行星齿轮112旋转且沿轨道运行，导致螺栓装置110以与盖118相同的方向旋转，尽管是以较慢的速率旋转。在这种方式下，旋在主轴14上的主轴螺栓124当盖118旋转时旋转，在垫圈104和主轴凸缘18之间压缩零件16，由此将零件16固定在主轴14上。另外，当盖118在相反的方向旋转，螺栓装置110同样在相反的方向旋转，从主轴上松开主轴螺栓124和零件16，由此零件16可从主轴14上释放。
优选地是，行星齿轮112、太阳轮114和齿环142的齿轮齿的尺寸和齿距选择为与盖118、行星齿轮112和本体齿环142的各个直径相对应，以提供所要求的扭矩增大。然而，本领域技术人员应理解本发明不需要局限于这里公开的具体配置。例如，可预料在没有脱离本发明的精神和范围下可以提供行星齿轮的附加层。
本发明的行星设计与传统的手动紧固主轴螺栓相比的优势在于能提供更大的扭矩，因为通过手动紧固盖118施加在主轴螺栓124上的扭矩可被增大为由使用者的手通常施加的扭矩的数倍。本领域技术人员将理解本发明的扭矩放大系数依赖于部件的尺寸、部件选择的节距直径等。在传统的诸如动力工具10的动力工具的情况下，例如，可选择部件用于使具有通常体力的人能够充分地手动紧固零件夹紧装置100来提供用于夹持零件16抵靠主轴14的凸缘1 8的适当的轴向力。这是所要求的，因为在不使用手动工具，诸如扳手或类似物以提供所需的附加机械效益的情况下，人手通常不能施加用于充分夹紧传统的六角形头类型刀片夹紧装置所需的扭矩。
在本发明实施例中，盖118进一步包括延伸杆160，用来为在主轴14上旋紧零件夹紧装置100提供附加机械效益。在图1至3所示实施例中，延伸杆160通过凹槽和导轨装置162可滑动的容纳在盖118内，且包括适于被使用者推动将延伸杆160从盖118中伸出的凸起部分。在这种方式中，杆可用于提供紧固和释放零件夹紧装置100的附加机械效益，同时当零件16被旋转时仍提供夹紧零件16抵靠主轴14的平衡装置。尽管延伸杆160在该实施例中进行了描述，本领域技术人员应理解在没有脱离本发明的精神和范围下可以提供一些其它配置来帮助盖118的旋转。例如，延伸杆160可使用枢轴脱离盖118，或从盖118向外旋转，或可围绕盖118外部布置的凹口或脊，用于提供抵抗通过操作者手指施加的紧固或松开力的摩擦力。
根据本发明示例性的实施例，为了在动力工具10的主轴14上安装零件16，零件16首先抵靠凸缘18放置在主轴14上。然后垫圈104抵靠零件16放置在主轴14上且脊或键136朝向外远离零件。夹紧装置112的主轴螺栓124其次旋入主轴14的螺纹孔22中且夹紧装置112转动直到主轴螺栓124手动紧固。当夹紧装置112的转动本体108前进抵靠垫圈104且垫圈104的键136和140和本体108啮合，夹紧装置112的本体108停止旋转。然后动力工具的主轴锁(未示出)啮合以阻止主轴14的旋转。其次，可延伸杆160手动伸出并用于旋转盖118，围绕主轴螺栓124的中轴线驱动盖118。当盖118旋转，盖118上的扭矩通过啮合元件156的倾斜表面158和偏置臂152传递给离合器盘150和行星齿轮系102。行星齿轮系102增大了施加在杆160上的扭矩，导致主轴螺栓124的螺纹向前进入形成在主轴14内的螺纹孔22中，并且强制本体108抵靠垫圈104，垫圈104依次强制抵靠零件16将零件16夹紧在垫圈104和主轴16的凸缘18之间。当施加的扭矩达到某一预置程度，偏置臂152偏转远离啮合元件156的倾斜表面158，将盖118与夹紧装置的剩余部分脱离，允许盖118相对离合器盘150旋转，有效地停止从盖传递扭矩到夹紧装置的其余部分。该离合限制了扭矩到预设定值，以阻止零件夹紧装置100的过度紧固并产生棘轮噪音向使用者提供夹紧装置已经完全紧固的能听见的反馈。在夹紧装置100被紧固后，延伸杆160滑回入盖118中。在另一个优选实施例中，一旦使用者结束紧固零件夹紧装置100，杆160可弹性偏置以自动缩回入盖118中。通过相反的这一过程可以完成移除零件夹紧装置100来替换零件16。
转至图3-5A，图中显示了零件夹紧装置200的第二优选实施例。相同的部件采用了与在图1和2相同的附图标记且将不再进行讨论。此外，第二优选实施例的附连和移除过程类似于第一优选实施例的过程。
在该优选实施例中，盖118优选地包括沿着表面凹槽204从盖118中延伸的固定把手202，以帮助使用者旋转夹紧装置200。同样优选地包括磨损环220来帮助一起夹持夹紧装置200。
此外，零件夹紧装置200优选地包括装载系统，该系统提供轴向装载力以保持行星齿轮系统102在整个零件夹紧装置200旋转期间、在紧固和松开期间保持啮合。在优选实施例中，装载系统包括偏置元件210和具有凸轮轮廓224的偏置臂152，以啮合盖118上的至少两个啮合元件156。
偏置元件210优选地是锥形垫圈并通过提供抵靠本体108的向下的偏置力和抵靠螺栓装置110的向上的偏置力而提供轴向装载。当使用者旋转零件夹紧装置200以安装装置200或移除装置200时，轴向装载系统通过在偏置元件210和本体108之间制造阻止本体108旋转的摩擦力来阻止盖118与本体108旋转。通过阻止盖118和本体108一起旋转，行星齿轮系102仍然保持啮合。在另一优选实施例中，偏置元件210可为弹性垫圈、扁平垫圈、波状垫圈或复合垫圈，且偏置元件210可以放入零件夹紧装置200内的其它位置。
此外，在优选实施例中，在安装过程中，当零件夹紧装置200紧固以至于它邻接零件16时，继续紧固零件夹紧装置200将导致偏置元件210的压缩。随着偏置元件210的完全压缩，它将不再提供轴向载荷或摩擦力，然而，邻靠本体108的零件16将提供必需的摩擦力，以阻止本体108同盖118一起旋转。
凸轮剖面224配置和尺寸形成为使得偏置臂152经常通过制造轴向装载的啮合部件156而轻微地偏转。该轴向载荷传递给本体108，当使用者旋转零件夹紧装置200以安装装置200或移除装置200，帮助阻止本体108和盖118一起旋转。再有，通过阻止盖118和本体108一起旋转，行星齿轮系102仍然保持啮合。
可以相信通过前面的描述可以理解本发明和它的许多附加优点，在没有脱离本发明的范围和精神或没有牺牲它所有的材料优势的情况下，很明显可做出很多在形状、构造和部件的配置上的变形，这里描述的形式仅仅作为示例性的实施例。
权利要求
1.一种在动力工具主轴上夹持零件的零件夹紧装置，包括用于啮合零件以在主轴上保持零件的垫圈；和用于旋入主轴以夹紧垫圈抵靠零件的夹紧装置，该装置包括将施加在装置上的扭矩传递给垫圈的行星齿轮系，并包括限制施加在装置上的扭矩传递给垫圈的离合器系统，其中，行星齿轮装置增大传递给垫圈的扭矩，由此传递给垫圈的扭矩大于施加在夹紧装置上的扭矩，和其中，离合器系统限制传递给垫圈的扭矩到一预定值，以防止夹紧装置和零件在主轴上的过度紧固。
2.如权利要求1所述的零件夹紧装置，进一步包括从夹紧装置延伸的杆，用于增加施加给夹紧装置的扭矩值。
3.如权利要求1所述的零件夹紧装置，其中，所述夹紧装置包括本体；具有太阳齿轮的离合器盘；位于本体内的螺栓装置，该螺栓装置包括从螺栓本体延伸的用于旋入主轴的螺栓，以及支承至少一个行星齿轮的支架；至少一个与太阳齿轮和本体啮合的行星齿轮；结合到本体的盖，该盖啮合离合器盘用以驱动离合器盘和太阳齿轮，其中，太阳齿轮旋转至少一个行星齿轮，用以旋转支架和转动螺栓装置。
4.如权利要求3所述的零件夹紧装置，其中，所述盖进一步包括至少一个啮合元件。
5.如权利要求4所述的零件夹紧装置，其中，所述离合器盘进一步包括至少一个偏置臂，其配置和尺寸形成为啮合至少一个啮合元件。
6.如权利要求5所述的零件夹紧装置，其中，当施加给盖的扭矩超过预定值时所述至少一个偏置臂脱离至少一个啮合元件。
7.如权利要求3所述的零件夹紧装置，其中，所述本体包括带键的底部表面，且垫圈包括用于啮合壳体的带键的底部表面的纹理上表面。
8.如权利要求3所述的零件夹紧装置，其中，所述本体进一步包括用于啮合至少一个行星齿轮的齿环。
9.具有零件的动力工具，包括电机；由电机旋转用于支承零件的主轴；和在主轴上用于夹持零件的零件夹紧装置，该零件夹紧装置包括用于啮合零件以在主轴上保持零件的垫圈；和用于旋入主轴以夹紧垫圈抵靠零件的夹紧装置，该装置包括将施加在装置上的扭矩传递给垫圈的行星齿轮系，并包括限制施加在装置上的扭矩传递给垫圈的离合器系统，其中，行星齿轮系增大传递给垫圈的扭矩，由此传递给垫圈的扭矩大于施加在夹紧装置上的扭矩，和其中，离合器系统限制传递给垫圈的扭矩到一预定值，以防止夹紧装置和零件在主轴上的过度紧固。
10.如权利要求9所述的动力工具，进一步包括从夹紧装置延伸的杆，用于增加施加给夹紧装置的扭矩值。
11.如权利要求9所述的零件夹紧装置，其中，所述夹紧装置包括本体；具有太阳齿轮的离合器盘；位于本体内的螺栓装置，该螺栓装置包括从螺栓本体延伸用于旋入主轴的螺栓，和支承至少一个行星齿轮的支架；至少一个与太阳齿轮和本体啮合的行星齿轮；结合到本体的盖，该盖啮合离合器盘用以驱动离合器盘和太阳齿轮，其中，太阳齿轮旋转至少一个行星齿轮，用以旋转支架和转动螺栓装置。
12.如权利要求11所述的零件夹紧装置，其中，所述盖进一步包括至少一个啮合元件。
13.如权利要求12所述的零件夹紧装置，其中，所述离合器盘进一步包括至少一个偏置臂，其配置和尺寸形成为啮合至少一个啮合元件。
14.如权利要求13所述的零件夹紧装置，其中，当施加给盖的扭矩超过预定值时所述至少一个偏置臂脱离至少一个啮合元件。
15.如权利要求9所述的零件夹紧装置，其中，所述本体包括带键的底部表面，且垫圈包括用于啮合壳体的带键的底部表面的纹理上表面。
16.如权利要求9所述的零件夹紧装置，其中，所述本体进一步包括用于啮合至少一个行星齿轮的齿环。
17.一种在动力工具的主轴上夹持零件的零件夹紧装置，包括用于旋入主轴以在主轴上夹紧零件的夹紧装置，该装置包括将施加在装置上的扭矩传递给零件的行星齿轮系，并包括限制施加在装置上的扭矩传递给零件的离合器系统，其中，行星齿轮系增大传递给零件的扭矩，由此传递给零件的扭矩大于施加在夹紧装置上的扭矩，和其中，离合器系统限制传递给零件的扭矩到一预定值，以防止夹紧装置和零件在主轴上的过度紧固。
18.如权利要求17所述的零件夹紧装置，其中，所述夹紧装置包括本体；齿环；用于给夹紧装置提供轴向载荷的偏置元件；具有太阳齿轮的离合器盘；位于本体内的螺栓装置，该螺栓装置包括从螺栓本体延伸用于旋入主轴的螺栓，和支承至少一个行星齿轮的支架；至少一个与太阳齿轮和本体啮合的行星齿轮；结合到本体的盖，该盖啮合离合器盘用以驱动离合器盘和太阳齿轮，其中，太阳齿轮旋转至少一个行星齿轮，用以旋转支架和转动螺栓装置。
19.如权利要求18所述的零件夹紧装置，其中，所述盖进一步包括表面凹槽和用于增加施加在夹紧装置上的扭矩值的从盖中延伸的手柄。
20.如权利要求18所述的零件夹紧装置，其中，所述盖进一步包括至少一个啮合元件。
21.如权利要求19所述的零件夹紧装置，其中，所述离合器盘进一步包括至少一个偏置臂，其配置和尺寸形成为啮合至少一个啮合元件。
22.如权利要求21所述的零件夹紧装置，其中，所述至少一个偏置臂包括用于向夹紧装置提供轴向载荷的凸轮轮廓。
23.如权利要求20所述的零件夹紧装置，其中，当施加给盖的扭矩超过预定值时所述至少一个偏置臂脱离至少一个啮合元件。
24.如权利要求18所述的零件夹紧装置，其中，所述本体进一步包括用于啮合至少一个行星齿轮的齿环。
全文摘要
一种在动力工具的主轴上夹持零件的夹紧装置。夹紧装置优选地包括将施加在夹紧装置上的扭矩传递给零件的行星齿轮系，其中行星齿轮系增大传递给零件的扭矩，由此传递给零件的扭矩大于施加在夹紧装置上的扭矩。可延伸的杆或把手也包括在内，用以增加由使用者施加在夹紧装置上的扭矩值。也使用离合器系统以防止使用者过度紧固夹紧装置。
文档编号B24B45/00GK101092021SQ20071013629
公开日2007年12月26日 申请日期2007年5月22日 优先权日2006年5月22日
发明者小理查德·C·尼克尔斯, 菲利普·T·米勒, 格雷格·L·谢迪 申请人:布莱克和戴克公司