具有彈性承力環的夾頭的製作方法
2023-04-23 04:17:06
專利名稱：具有彈性承力環的夾頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋轉工具夾緊裝置，特別是一種具有彈性承力環的夾頭。這種彈性承力環能夠保持滾動體，並對夾頭的夾緊工作狀態起到預緊防松的作用，從而提高夾緊工作的可靠性。
背景技術：
傳統的旋轉工具夾緊裝置用來夾緊各種旋轉工具，例如鑽頭、鉸刀、絲錐等。這些旋轉工具又稱夾頭。典型的夾頭，例如鑽夾頭，包括機體、多個(例如，三個)夾爪、螺母、外套等，有時還包括後套。另外，有些夾頭還包括軸承和軸承墊，用於減小摩擦。外套和軸承墊分別與機體緊配合。三個夾爪分別安裝在機體中的三個相互等分的斜孔內。螺母設置在機體的螺母槽內，並與夾爪的螺紋配合形成螺紋傳動機構。外套套設在螺母(有些情況下螺母上還套設有螺母套)上。外套上具有鍵，螺母上具有與鍵相對應的鍵槽，以使外套可通過鍵與螺母套(螺母)相連接。
在使用中，可手動旋轉外套，外套進而驅動螺母套和/或螺母，然後螺母驅動夾爪在機體的斜孔內前後移動，從而使三個夾爪張開或閉合，以實現鬆開或夾緊工具。
以上結構由於夾爪與螺母之間的螺紋在工作負荷下產生很大的接觸應力，使其相對滑動的摩擦力很大，因而通過螺母與夾爪之間的螺紋傳動產生的夾緊工具柄的夾持力不易足夠大，這就使得在負荷大和有震動的工況下，夾爪夾不牢工具柄。
中國實用新型專利No.02255628.1(公告號CN2582790Y)披露了一種自鎖式鑽夾頭，如圖28所示，其包括機體1』、螺母11』、夾爪3』、外套4』、後蓋2』、螺母套18』和滾動體12』，三個夾爪3』分別安裝在機體1』中的三個等分的斜孔內，螺母螺紋與安裝在機體斜孔中的夾爪3』上的夾爪螺紋形成螺紋傳動，外套4』與機體1』固定連接。其特徵是，滾動體12』與機體1』的止推臺104』之間安裝有碟形彈簧99』。當夾緊工具柄時，碟形彈簧99』與機體的止推臺104』的止推面之間的間隙消失，滾動體12』所受的軸向壓力直接通過碟形彈簧99'傳遞到止推臺上。碟形彈簧99』通過變形產生了較大的彈性力，因而可以防止在振動和衝擊狀態下由夾爪3』對工具槽內的夾緊力波動過大而造成工具柄鬆脫。
上述夾頭中的碟形彈簧雖然能夠起到一定防鬆脫作用，但其並不能起到保持滾動體的作用，並且其預緊防松作用也有待進一步提高。
實用新型內容本實用新型的目的在於針對現有技術存在的不足，提供一種至少部分解決上述技術問題的具有承力環的夾頭。
為解決上述技術問題，根據本實用新型的一個方面，提供了一種一種夾頭，包括機體、螺母、夾爪和控制外套，所述機體上具有朝向前方的止推面，所述螺母套設在所述機體上，並且其後端面與所述機體的止推面相對，所述機體的止推面與所述螺母的後端面之間設有滾動體，所述控制外套驅動所述螺母沿夾緊夾爪的第一方向和鬆開所述夾爪的第二方向轉動，其特徵在於，所述機體的止推面與所述螺母的後端之間還設有承力環，所述承力環具有滾道部、外擋壁和內擋壁，所述滾道部、外擋壁與所述內擋壁之間限定形成環形凹部，所述滾動體設置在所述凹部內。
優選地，所述滾道部與所述機體的止推面接觸，所述外擋壁和內擋壁從所述滾道部向下延伸。
優選地，所述承力環的滾道部在由內向外的徑向方向上向下傾斜。
優選地，所述承力環的滾道部與機體止推面成角度α，其中，0°＜α＜45°。
優選地，所述螺母的承力面與機體止推面之間成角度β，其中，0°≤β＜45°。
優選地，所述夾頭還包括反向止動裝置。
其中，所述反向止動裝置套裝在所述機體上，並隨所述螺母同步轉動，其上具有至少一個彈性止動爪，所述止動爪呈片狀，當沿鬆開夾爪的第二方向轉動所述外套，使所述夾爪後退到預定位置時，所述止動爪止擋所述夾爪的側表面。
其中，所述反向止動裝置為止動套，所述止動套的後端具有頂部，所述止動爪一端為連接部，與所述頂部連接，另一端為止動部，沿所述第二方向延伸並向前傾斜，並且，所述止動爪通過所述連接部與所述止動套形成一體。
其中，所述止動套固定套裝在所述螺母上。
優選地，所述夾頭還包括單向離合裝置。
其中，所述單向離合裝置包括棘齒件；設置在所述機體上，其周緣設置有多個棘齒；棘爪座，可旋轉地套設在所述棘齒件外部；棘爪件，可樞轉地設置在所述棘爪座上，具有棘爪，所述棘爪通過偏壓在所述棘齒件上而與所述棘齒接合，其中控制外套，可旋轉地套設在所述棘爪座上，其上連接有一體的或單獨的控制件，所述控制件上設置有控制部，用於與所述棘爪件接合，從而當沿第一方向旋轉所述控制外套至第一位置時，所述棘爪與所述棘齒接合，當沿第二方向旋轉所述控制外套到第二位置時，所述棘爪與所述棘齒脫開。
其中，所述控制部或所述棘爪件中至少之一具有第一表面，所述第一表面可與所述控制部或所述棘爪件中的另一個相接觸，使所述棘爪件向所述控制部施加朝向所述第二方向的力。
其中，所述棘爪件為彈性件，其上具有第一突起和所述第一表面，所述第一表面位於所述第一突起的朝向所述第二方向的第二方向側，並構成所述第一突起的側部。
其中，所述棘爪件包括棘爪臂，其遠端形成所述棘爪；安裝控制臂，其上設置有所述第一突起和第一表面；樞轉部，連接所述棘爪臂和所述安裝控制臂，並使所述棘爪件相對其樞轉軸線徑向定位。
其中，所述棘爪座與所述傳動絲母之間設置有行星傳動機構，所述行星傳動機構包括外齒圈，與所述機體固定連接；內齒圈，與所述棘爪座固定連接；行星架，可旋轉地套設在所述機體上，並與所述傳動絲母相連接，其上設有行星輪軸；行星輪，可旋轉地安裝在所述行星輪軸上，位於所述外齒圈與所述內齒圈之間，並同時與所述內齒圈和外齒圈結合。
其中，所述外齒圈與所述棘齒件形成一體。
其中，所述內齒圈與所述棘爪座形成一體。
其中，所述控制外套的前端沿周向向內延伸形成定位鍵和連接槽，並且所述連接槽的底部形成凸緣；所述控制件在所述控制外套的前端，形成前罩，所述前罩沿周緣向後延伸形成相應的定位槽和連接鍵，並且所述連接鍵的外表面形成凹槽；所述凸緣與凹槽相配合，將所述控制外套與所述前罩連接在一起。
其中，所述控制部上還具有第二控制部，其沿所述第二方向延伸形成彈性臂，所述彈性臂上具有突起，所述棘爪座上具有鬆開定位凹槽和夾緊定位凹槽，所述突起在鬆開位置和夾緊位置分別與鬆開定位凹槽和夾緊定位凹槽配合，所述彈性臂的自由端形成施力部，以與所述棘爪件接合，幫助所述棘爪件從所述棘齒脫開。
本實用新型具有如下有益效果承力環上形成環形凹部，方便了滾動體在本體上的裝配，同時內擋壁可防止滾動體滾入夾爪所在的斜孔內，外擋壁可防止滾動體滾離螺母臺面。這種承力環能夠很好地保持滾動體。
機體的材料因要考慮可加工性只能選用硬度較低的材料，機體止推臺在受到滾動體的較大壓力作用時會產生局塑性變形，因而影響鑽夾頭的性能。而採用本實用新型的技術，當承力環的滾道部與機體止推面接觸時，滾道部將止推面與滾動體隔開。由於承力環可以方便地用高硬度材料製成，因而避免了出現以上的問題；彈性承力環在滾動體的較大壓力作用下而產生的彈性變形，能對鑽夾頭工作狀態下震動衝擊栽荷起到有效的緩衝作用，提高鑽夾頭對震動衝擊栽荷的承受能力，因而，可以對夾頭的夾緊工作狀態起到預緊防松的作用，從而提高夾緊工作的可靠性。
本實用新型的上述和其它的目的、特點通過下文結合附圖對優選實施例進行的描述而變得更加清楚。其中相同的結構部件使用相同的標號，並且為清楚起見，在有些圖中某些零件被省略。其中圖1所示為根據本實用新型的主視局部剖視結構示意圖；圖2所示為承力環的仰視圖；圖3所示為承力環的主視剖視圖；圖4所示為螺母的主視剖視圖；圖5所示為根據本實用新型的具有反向止動裝置的夾頭在止動狀態下的立體圖，其中為簡潔起見，部分結構未示出。
圖6所示為根據本實用新型的具有反向止動裝置和單向離合裝置的夾頭的主視局部剖視圖；圖7所示為圖6中的夾頭沿D-D剖面的剖視圖，其中單向離合裝置處於脫開狀態；圖8所示為圖6中的夾頭沿D-D剖面的剖視圖，其中所述單向離合裝置處於接合狀態；圖9和10所示分別為控制外套的主視局部剖視圖和俯視圖；
圖11和12所示分別為前罩的主視剖視圖和俯視圖，圖13所示為圖11中沿C-C位置的放大剖視圖；圖14所示為承託環13的主視剖視圖；圖15是環形座的沿圖16中E-E剖面截取的主視剖視圖；圖16是該環形座的仰視圖；圖17是棘爪件的結構示意圖；圖18所示為圖7和8中示出的助脫開彈性件的結構示意圖；圖19示出了環形套8的主視剖視圖；圖20所示為行星架的主視剖視圖；圖21所示為螺母的主視剖視圖；圖22所示為根據本實用新型的具有另一種單向離合裝置的夾頭的沿圖6中的D-D位置的剖視結構示意圖，其中單向離合裝置處於接合狀態；圖23所示為圖25中所示的夾頭沿圖6中的D-D位置的剖視結構示意圖，其中單向離合裝置處於脫開狀態；圖24是圖22中的環形座的沿圖25中U-U剖面截取的主視剖視圖；圖25是該環形座的仰視圖；
圖26所示為一種不同結構的前罩沿圖6中的D-D位置截取的主視剖視圖；圖27為該前罩的俯視圖；圖28所示為現有技術中的一種夾頭的立體分解圖。
具體實施方式
本實用新型的夾持結構可用來夾持以旋轉運動產生主要功效的有柄類工具，如鑽頭、絲錐、鉸刀等等，為便於敘述，在此說明書中統稱工具柄。
以下結合附圖對本實用新型做進一步的描述。
在描述中，相對於夾持結構本身，以工具柄所在方向為「前」，動力源驅動軸所在的方向為「後」。在結合附圖進行說明時，「前」通常也稱為「下」，「後」通常也稱為「後」。另有特別說明或者明顯不能按照該說明來理解的情況除外。
參見圖1，所示為根據本實用新型的夾頭的主視剖視結構示意圖。
該夾頭包括位於中心的機體1，該機體具有縱向中心軸線，其後端通過螺紋孔或錐孔與動力源的傳動軸連接，其前端形成夾持工具柄的容置空間。機體1中具有多個圍繞機體中心軸線均勻分布的斜孔103。機體1的外表面上還具有止推臺104，其上具有朝向下方的止推面。
多個夾爪3安裝在機體1的斜孔103內，夾爪的後端具有不完整的外螺紋302，前端具有夾持部304，用於夾持工具柄。
機體1的後端固定設置有後蓋2，該後蓋2通過緊配合的方式進行連接。當然，其也可以通過孔和緊固件，或者通過鍵而與機體後端連接。後蓋2的周緣向前延伸，形成握持部。
在後蓋2的前端設有控制外套4，其可旋轉地套設在所述機體1的外部。控制外套4內部安裝有螺母11，其與控制外套4緊配合安裝。參見圖4，螺母11內部設有與夾爪3上不完整螺紋302相配合的內螺紋112，上端為承力面117。
在機體1的止推面(即止推臺104的前表面)與螺母的後端承力面117之間還設有承力環99。該承力環99具有滾道部992、外擋壁993和內擋壁991，所述滾道部992、外擋壁993與所述內擋壁991之間限定形成環形凹部，所述滾動體12設置在所述凹部內。
內擋壁991和外擋壁993將滾動體12約束在承力環99的彈性滾道內，這樣，彈性承力環99與滾動體12共同組成一個減摩裝置。
作為一種優選的安裝方式，使承力環99的滾道部992位於上部而與機體1的止推面接觸，因而外擋壁993和內擋壁991從所述滾道部992向下延伸，使環形凹部朝向下方。滾動體12位於承力環99與螺母11的承力面之間。這時，內擋壁991可防止滾動體12滾入夾爪1所在的斜孔103內，外擋壁993可防止滾動體12向外側滾離螺母臺面。
為進一步起到預緊防松的作用，承力環99的滾道部992在由內向外的徑向方向上向下傾斜。優選地，承力環99的滾道部992與機體止推面成角度α，其中，0°＜α＜45°，例如30°。圖1和4中所示為機體止推面呈水平的情況，因而承力環99的滾道部992與水平面成角度α。
在夾緊工作狀態下，螺母承力面117通過滾動體12和彈性承力滾道992將壓力傳遞到機體止推臺104，在螺母承力面117通過滾動體12傳遞的壓力作用下，承力環99的α角隨施加的壓力大小而產生變化，使承力環99產生彈性變形。該彈性變形的彈性恢復力對夾緊工作狀態起到預緊防松的作用，從而提高夾緊工作狀態的可靠性。
優選地，螺母11的承力面117與機體止推面之間成角度β，其中，0°≤β＜45°，例如30°。圖1和4中所示為機體止推面呈水平的情況，因而螺母11的承力面117與水平面成角度β。
在角度β為銳角的情況下，當夾緊工作時，滾動體12在承力環99的凹部中沿滾道992滾動時可以沿徑向向外移動，從而增加承力環99的彈性變形量，進一步加強預緊防松效果。
參見圖5所示，本實用新型的夾頭還可進一步包括反向止動裝置。
如圖5，所述反向止動裝置為止動套18，其套設在所述機體上，並固定套裝在螺母11上，隨所述螺母同步轉動。止動套18的後端具有頂部，頂部上具有至少一個一體形成的彈性止動爪181，所述止動爪181呈片狀，一端為連接部，與頂部連接，另一端為止動部182。該止動部182沿鬆開夾爪的第二方向延伸並向前傾斜，當沿第二方向轉動所述外套4，使夾爪3後退到預定位置時，止動爪181的止動部182止擋夾爪的側表面31。如此，防止在夾爪向後驅動到接近極限位置時夾爪的螺紋終止端平面與螺母的螺紋端面摩擦接合和並相互貼靠，從而能夠可靠地完成反向止動作用，防止了夾爪與螺母間的摩擦和卡死現象。
參見圖6到21，所示為根據本實用新型的另一夾頭。其不但具有前述的反向止動裝置，還具有單向離合裝置。
該夾頭包括位於中心的機體1，該機體具有縱向中心軸線，其後端通過螺紋孔或錐孔與動力源的傳動軸連接，其前端形成夾持工具柄的容置空間。在容置空間101的內部具有沉孔102，以容納將機體連接在傳動軸上的螺釘的螺釘頭。機體1中具有多個圍繞機體中心軸線均勻分布的斜孔103。機體1的外表面上還具有止推臺104。
多個夾爪3安裝在機體1的斜孔103內，夾爪的後端具有不完整的外螺紋302，前端具有夾持部304，該夾持部304近似多稜形，用於夾持工具柄。
機體1的後端固定設置有後蓋2，該後蓋2既可以通過孔和緊固件，也可以通過鍵與機體後端連接，或者也可以通過緊配合的方式進行連接。後蓋2的周緣向前延伸，形成第一握持部。
在後蓋2的前端設有控制外套4，其可旋轉地套設在所述機體1的外部。參見圖9和10，所示分別為控制外套4的主視局部剖視圖和俯視圖。控制外套4中部形成通孔401，外表面形成第二握持部，其上具有便於握持的網紋。控制外套的下端沿徑向向內延伸形成凸緣403，在部分凸緣403位置繼續向內延伸形成連接鍵404，連接鍵之間形成連接槽402。優選地，連接鍵404沿周向的兩側形成朝向上方的折彎部405。
在控制外套4的前端固定連接一前罩5，其位於機體1的前方。圖11為前罩5的主視剖視圖，圖12為前罩5的俯視圖，圖13是圖9中沿C-C位置的放大剖視圖。參見圖9-11，前罩5為盤形件，其罩體510的底部為平面，中間設有用於穿過工具柄的通孔501，周圍部分為錐面，其周緣多處局部向上延伸，形成與所述控制外套4上的連接槽相對應配合的連接鍵502，相應地，連接鍵502之間形成連接槽504。其中兩個連接鍵向上延伸較長距離，形成控制部506，控制部506上形成有向外側突出的突肋507。各連接鍵的外表面形成環形凹槽503。該環形凹槽503與控制外套4上的凸緣403相配合，將使前罩5相對控制外套4沿軸向固定，同時，前罩5的連接鍵502和連接槽504分別與控制外套4的連接槽402和連接鍵404相配合，使前罩5相對控制外套4沿周向固定，從而，將前罩5固定連接到控制外套4上。前罩5的內側上端還設有止口508，用於與一承託環13配合。控制外套4前端的定位鍵404向內延伸超過所述止口508，並沿軸向與所述止口的端面距有適當的間距，從而在所述止口內設置承託環13。圖14所示為承託環13的主視剖視圖。該承託環包括通孔131、凸緣132和承託部133。該承託環沿軸向相對控制外套4和前罩5不能移動。該前罩5用作控制單向離合裝置的脫開與接合的控制件，後文將進行詳細描述。
控制外套4的內側安裝有環形座6，環形座6的外表面具有與控制外套4的內表面相匹配的輪廓。圖15是環形座6的沿圖16中E-E剖面截取的主視剖視圖，圖16是環形座6的仰視圖。參見圖15和16，環形座6包括位於下部的棘爪座部61和位於上部的內齒圈部62，並且其中心部位具有通孔601。在棘爪座61的內壁上形成有棘爪安裝凹部613，用於容納安裝棘爪件71。該棘爪安裝凹部613的輪廓與棘爪件71的輪廓基本相對應。該棘爪安裝凹部613的上端具有從棘爪座部61內壁向內側延伸形成的與該棘爪安裝凹部613相對應的平面延伸部612。從平面延伸部612向下延伸形成長方體形的定位凸柱618。棘爪安裝凹部613中還具有控制凹部614，其用於容納前罩5上的控制部506，同時，通過前罩5上的控制部506的轉動而推動該控制凹部614的沿周向的兩端，從而可以驅動該環形座6沿第一方向(夾緊方向，即圖7、8中的逆時針方向)或第二方向(鬆開方向，即圖7、8中的順時針方向)轉動。為安裝棘爪件71的樞轉部716，棘爪座部61上還設有徑向開口的具有圓形內壁的樞孔615，所述樞孔的圓形內壁沿周向延伸超過180度，並且其外周緣相配合，從而將樞轉部716可樞轉地定位在該樞孔615中。
可選擇地，可以在樞孔615中設置銷柱孔616，其中安裝有銷柱63，使棘爪件71圍繞銷柱63樞轉。
優選地，樞孔的圓形內壁沿周向延伸的角度範圍在200度到300度。
棘爪件71為一彈性金屬片，當然，其也可以是其它彈性件，例如彈簧鋼絲。圖17所示為棘爪件71的結構示意圖，該棘爪件71包括棘爪臂714、安裝控制臂715和樞轉部716。棘爪臂714的遠端為自由端，形成棘爪711。安裝控制臂715上設置有位於中部的第一突起712和第一斜面713以及位於遠端的定位部718。其中第一斜面713位於朝向鬆開方向(第二方向，即圖7、8中的逆時針方向)的一側，並構成第一突起712的側部。定位部718用於從一端定位安裝該棘爪件71，該定位部718彎折形成與環形座6上的定位凸柱618相匹配的長方形輪廓，並套設在定位凸柱618上。樞轉部716連接棘爪臂714和安裝控制臂715，並從另一端使該棘爪件71相對其樞轉軸線徑向定位安裝。
可選擇地，如果環形座6的棘爪座部61上沒有設置定位凸柱618，而是設置有定位凹孔或槽，則該定位部718可以形成一朝向上方的與定位凹孔或槽具有相應形狀的凸緣，同樣起到定位作用。
優選地，該樞轉部716為彎折形成的圓環結構，其彎折角度大於180度小於360度。然而，在其它情況下，例如所述棘爪件為彈簧鋼絲製成的情況下，該樞轉部716也可以彎折成大於等360度的圓環結構，以經過相交點分別連接所述棘爪臂714和安裝控制臂715。
優選地，如圖7所示，在棘爪件71下方沿縱向方向並排安裝一個助脫開彈性件72，用於在前罩5上的控制部506的控制下與棘爪件71配合動作，以幫助棘爪件71進行脫開和接合，後文將進行詳細描述。圖18所示為助脫開彈性件72的結構示意圖，如圖所示，該助脫開彈性件72包括位於一端的施壓部721、位於中部的第二突起722和第二斜面723，以及位於另一端的遠端定位部729，在遠端定位部729和第二斜面723之間還包括安裝部728。第二斜面723位於所述第二突起722的朝向鬆開方向(第二方向，即圖7、8中的逆時針方向)的第二方向側，並構成第二突起722的側部。可以知道，根據本實用新型的原理，即使沒有安裝助脫開彈性件72，由於棘爪件71上的第一斜面713可以對控制部施加沿第二方向的力(分力)，因而仍然能實現本實用新型的目的。
可選擇地，如果安裝部728能夠起到足夠的安裝定位作用，也可不設置遠端定位部728。
如圖所示，上述斜面(如第一斜面713)為平面。可選擇地，該平面也可以代之以弧面，可以實現同樣的效果。
參見圖6，在機體1上與環形座6相對的位置固定套設有環形套8。圖19示出了環形套8的主視剖視圖。參見圖19，環形套8中心部位具有通孔801，該環形套包括位於下部的棘齒件部81和位於上部的外齒圈部82，以及位於二者之間的過渡部83。棘齒件部81的外表面形成有沿圓周均勻分布的多個棘齒812。外齒圈部82的外表面形成有沿圓周均勻分布的多個齒822。在安裝狀態下，環形套8的棘齒件部81和外齒圈部82分別與環形座6的棘爪座部61和內齒圈部62相對，並且其過渡部83的外表面可以與環形座6的通孔601的內表面相配合。
可選擇地，也可以分別形成單獨的棘齒件和外齒圈，分別固定套設在機體1外表面上。這樣也可以起到類似的效果。或者，可選擇地，可以使棘齒件部81和/或外齒圈部82與機體形成一體。
繼續參見圖6，在環形套8的外齒圈部82與環形座6的內齒圈部62之間的容納空間上方設有行星架9。圖20所示為該行星架的主視剖視圖。結合參見圖20，該行星架9中心部位具有通孔901。行星架9的本體91上設有沿圓周均布的三個安裝孔911，其中配合安裝有行星輪軸92。行星輪軸92向下延伸，其上裝設行星輪93。該行星輪93位於環形套8的外齒圈部82與環形座6的內齒圈部62之間的容納空間內，其外表面上具有沿圓周分布的齒，並分別與環形套8的外齒圈部82與環形座6的內齒圈部62上的齒同時嚙合。這樣，當環形套8與環形座6相對轉動時，行星輪將圍繞中心軸線放置，帶動行星架本體91旋轉。行星架本體91的下端外表面形成有止口912，其與環形座6的內齒圈部62的上邊緣相配合。行星架本體91的上端向上延伸形成凸鍵914。
行星架本體91的上端連接螺母11。圖21所示為螺母11的主視剖視圖。從圖中可以看到，螺母11的下端設有與行星架本體91的上端的凸鍵914相配合的凹槽，以將螺母11和行星架9連接起來。可選擇地，也可以在行星架本體91上形成凹槽，而在螺母11上形成相配合的凸鍵。
螺母11的中心部位具有通孔111。通孔內表面具有錐面部，沿該錐面部形成有內螺紋112，其與夾爪3上的外螺紋相嚙合，從而當該螺母11旋轉時，驅使夾爪3沿機體1中的斜孔103前後滑動，以夾緊或鬆開位於夾爪3間的工具柄。螺母11的上端與機體1的止推臺104接觸，以支撐螺母11並使其沿軸向定位。優選地，螺母11上端具有止口116，以在其與止推臺104之間裝設軸承12，減小操作時的摩擦阻力。
當然，螺母11行星架9之間也可以其它常見的連接結構進行連接。
以下結合圖6-8，描述本實用新型第一實施例的工作原理。
如圖6所示，將一工具柄插入該機體1的工具柄的容置空間內，並使控制外套14相對於裝配在機體1上的後蓋2沿夾緊方向(第一方向，即圖7、8中所示的逆時針方向)轉動。
控制外套4的連接鍵404通過與前罩5上的連接槽504配合而沿第一方向驅動前罩5。前罩5上的控制部506相應沿第一方向轉動。控制部506向上延伸到環形座6的棘爪座部61與環形套8的棘齒件部81之間，並沿周向位於棘爪安裝凹部613中的控制凹部614內。棘爪件71和助脫開彈性件72安裝在棘爪安裝凹部613內。控制部506位於棘爪件71的安裝定位臂，同時也位於助脫開彈性件72與棘爪安裝凹部613內表面之間。由於沿第一方向轉動控制外套4，控制部與助脫開彈性件72上的第二斜面723接觸，推動環形座6、行星架9、螺母11沿第一方向旋轉，驅動夾爪3前移。
在圖7所示狀態下，夾持結構處於鬆開狀態，這時，控制部506處於控制凹部613中左端位置(鬆開位置)，並且不向棘爪件71和助脫開彈性件72上的第一和第二斜面723和713施力，這時棘爪件71和助脫開彈性件72不發生變形，其上的棘爪711和施壓部721分別處於沿徑向的外側位置，並保持自由狀態，棘爪711與環形套8上的棘齒座部81上的棘齒812保持脫開。
當夾爪3接觸到工具柄之後，繼續沿第一方向轉動控制外套4。這時，控制部在控制凹部613中從左端向右端沿控制凹部613內壁滑動。逐漸增加對第二斜面723和第一斜面713的壓力，最終壓下第二突起722和第一突起712，使棘爪件71和助脫開彈性件72發生變形，使棘爪711沿徑向棘齒件部81運動，並與其上的棘齒812接合。繼續轉動控制外套4，使控制部506的前端在控制凹部613內向右滑動到圖8所示的狀態。
如圖8所示，這時，控制部506處於控制凹部613中的右端位置(夾緊位置)，使控制部506的右端接觸到控制凹部613的右端。同時，控制部506上的凸肋507越過了第二突起722，助脫開彈性件72恢復到原始狀態，這樣，第二突起722便位於控制部506的左側，將控制部506保持在夾緊位置。這時，由於棘爪711與棘812的單向嚙合，使得棘爪件71安裝在其上的環形座6不能沿第二方向運動，實現防松鎖定。但是這時，通過沿第一方向旋轉控制外套4，環形座6可以繼續沿第一方向旋轉，從而棘爪711可以沿第一方向在棘齒812的齒頂上滑動，進一步夾緊工具柄。
當欲鬆開工具柄時，沿第二方向旋轉控制外套4。前罩5上的控制部506將在環形座6上的控制凹部613中從右端位置(夾緊位置)移向左端位置。從圖7和8可以看到，在從右端移動到左端的過程中，控制部506上的凸肋507及控制部506的右端將分別滑過棘爪件71和助脫開彈性件72上的第一斜面713和第二斜面723，由於棘爪件71和助脫開彈性件72的彈性變形有恢復原始狀態的趨勢，所以該兩個斜面會對控制部506產生一個作用力，其沿圓周方向的分力將促使控制部506沿第二方向運動。從圖7和8可以看到，當控制部506沿第二斜面723滑動時，其與第一斜面713已經完全脫離，因此，在棘爪件71的內在彈性力的作用下可以保證棘爪711順利從棘齒812上脫開。同時，棘爪711不會在棘齒154的齒頂上滑動，能夠有效地避免「擦齒」現象。
圖22-27所示為根據本實用新型的具有另一種單向離合裝置的夾頭的結構示意圖，其主視圖與圖6所示結構相同，不再另外示出。
控制外套4的內側安裝有環形座6，環形座6的外表面具有與控制外套4的內表面相匹配的輪廓。圖24是環形座6的沿圖25中U-U剖面截取的主視剖視圖，該環形座與圖15和圖16中的環形座6相似，包括位於下部的棘爪座部66和位於上部的內齒圈部62。在棘爪座66的內壁上形成有棘爪安裝凹部663，用於容納安裝棘爪件71。棘爪安裝凹部663中還具有控制凹部664，其用於容納前罩5上的控制部506。與棘爪安裝凹部663相連還具有沿棘爪座部66內表面布置的助脫開凹部665，其與棘爪安裝凹部663相連通，並且具有鬆開定位凹槽662和夾緊定位凹槽663。兩個定位凹槽均為弧形。
前罩5上具有彼此間隔布置的控制部506和第二控制部509。從圖22和23中可以看出，控制部506的一側具有突起，用於與棘爪件71上的突起712接合。第二控制部509上沿周向方向延伸形成彈性臂，彈性臂的中部具有突起如沿縱向的凸肋512，以及施力部513。該彈性臂可以起到助脫開作用。凸肋512具有弧形表面。
當要夾緊工具柄時，沿第一方向旋轉控制外套4。前罩5上的控制部506沿第一方向在控制凹部664內前進，並壓迫棘爪件71，使其自由端(棘爪臂)的棘爪與位於中心的棘齒件部82(參見圖6和19)上的棘齒嚙合。同時，第二控制部509上的彈性臂從鬆開定位凹槽662向夾緊定位凹槽661運動，在兩個凹槽之間發生彈性變形而大致沿徑向向內移動，從而不影響棘爪與棘齒的嚙合。當控制部506到達控制凹部664的夾緊端後，通過與夾緊端部的牴觸而推動環形座6，從而進行夾緊過程。這時，第二控制部509上的彈性臂的凸肋定位於夾緊定位凹槽中，使控制部506上的突起5061保持壓迫棘爪件71上的突起，保持棘爪向棘齒偏壓，並且在夾緊後確保棘爪一直與棘齒的嚙合。
當要鬆開工具柄時，沿第二方向旋轉控制外套4，使前罩5沿第二方向旋轉，前罩5的第二控制部509上沿第一方向延伸設置的彈性臂的凸肋512運動到位於環形座6上的鬆開定位凹槽662和夾緊定位凹槽663之間而產生彈性變形。此時控制部506處於壓迫棘爪件71的突起712的位置。在繼續轉動至控制部506要脫開棘爪件71的控制臂的突起的末端邊緣時，第二控制部509的彈性臂上的凸肋512也處於環形座6的鬆開定位凹槽662邊緣處。稍微繼續轉動一點(或受到輕微擾動)時，則在彈性臂凸肋512所受到的彈性反作用力和棘爪件71的突起的末端邊緣對控制部506的彈性力共同作用下，控制件5會繼續轉動，使凸肋512滑入凹槽662，控制部506也脫開對棘爪件71的控制臂凸起的壓迫，同時，彈性臂自由端部，即施力部513隨著彈性臂彈性變形的恢復，將棘爪件71的棘爪臂頂起頂起，使棘爪與棘齒完全脫開。
雖然定位凹槽662和663與凸肋均為弧形表面，但可以知道，其它表面，如斜面也可以實現同樣的實用新型目的。
儘管為了描述的目的，公開了本實用新型的優選實施例，本領域的技術人員將理解本實用新型可以有各種更改和變化。例如，在本實用新型的各實施例中，每種夾持結構均包含了對置的兩組單向離合裝置，但在具體實施時也可以只布置一組單向離合裝置或超過兩組單向離合裝置。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種具有彈性承力環的夾頭，包括機體、螺母、夾爪和控制外套，所述機體上具有朝向前方的止推面，所述螺母套設在所述機體上，並且其後端面與所述機體的止推面相對，所述機體的止推面與所述螺母的後端面之間設有滾動體，所述控制外套驅動所述螺母沿夾緊夾爪的第一方向和鬆開所述夾爪的第二方向轉動，其特徵在於，所述機體的止推面與所述螺母的後端之間還設有承力環，所述承力環具有滾道部、外擋壁和內擋壁，所述滾道部、外擋壁與所述內擋壁之間限定形成環形凹部，所述滾動體設置在所述凹部內。
2.根據權利要求1所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述滾道部與所述機體的止推面接觸，所述外擋壁和內擋壁從所述滾道部向下延伸。
3.根據權利要求2所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述承力環的滾道部在由內向外的徑向方向上向下傾斜。
4.根據權利要求2所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述承力環的滾道部與機體止推面成角度α，其中，0°＜α＜45°。
5.根據權利要求2所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述螺母的承力面與機體止推面之間成角度β，其中，0°≤β＜45°。
6.根據以上任一權利要求所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，還包括反向止動裝置。
7.根據權利要求6所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述反向止動裝置套裝在所述機體上，並隨所述螺母同步轉動，其上具有至少一個彈性止動爪，所述止動爪呈片狀，當沿第二方向轉動所述外套，使所述夾爪後退到預定位置時，所述止動爪止擋所述夾爪的側表面。
8.根據權利要求7所述的具有彈性承力環的夾頭，其中，所述反向止動裝置為止動套，所述止動套的後端具有頂部，所述止動爪一端為連接部，與所述頂部連接，另一端為止動部，沿所述第二方向延伸並向前傾斜，並且，所述止動爪通過所述連接部與所述止動套形成一體。
9.根據權利要求6所述的具有彈性承力環的夾頭，其中，所述止動套固定套裝在所述螺母上。
10.根據權利要求1至5中任一項所述的具有彈性承力環的夾頭，其中，還包括單向離合裝置。
11.根據權利要求10所述的具有彈性承力環的夾頭，其中，所述單向離合裝置包括棘齒件；設置在所述機體上，其周緣設置有多個棘齒；棘爪座，可旋轉地套設在所述棘齒件外部；棘爪件，可樞轉地設置在所述棘爪座上，具有棘爪，所述棘爪通過偏壓在所述棘齒件上而與所述棘齒接合，其中，所述控制外套可旋轉地套設在所述棘爪座上，其上連接有一體的或單獨的控制件，所述控制件上設置有控制部，用於與所述棘爪件接合，從而當沿第一方向旋轉所述控制外套至第一位置時，所述棘爪與所述棘齒接合，當沿第二方向旋轉所述控制外套到第二位置時，所述棘爪與所述棘齒脫開。
12.根據權利要求11所述的具有彈性承力環的夾頭，其中，所述控制部或所述棘爪件中至少之一具有第一表面，所述第一表面可與所述控制部或所述棘爪件中的另一個相接觸，使所述棘爪件向所述控制部施加朝向所述第二方向的力。
13.根據權利要求11所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述棘爪件為彈性件，其上具有第一突起和所述第一表面，所述第一表面位於所述第一突起的朝向所述第二方向的第二方向側，並構成所述第一突起的側部。
14.根據權利要求13所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述棘爪件包括棘爪臂，其遠端形成所述棘爪；安裝控制臂，其上設置有所述第一突起和第一表面；樞轉部，連接所述棘爪臂和所述安裝控制臂，並使所述棘爪件相對其樞轉軸線徑向定位。
15.根據權利要求11所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述棘爪座與所述傳動絲母之間設置有行星傳動機構，所述行星傳動機構包括外齒圈，與所述機體固定連接；內齒圈，與所述棘爪座固定連接；行星架，可旋轉地套設在所述機體上，並與所述傳動絲母相連接，其上設有行星輪軸；行星輪，可旋轉地安裝在所述行星輪軸上，位於所述外齒圈與所述內齒圈之間，並同時與所述內齒圈和外齒圈結合。
16.根據權利要求15所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述外齒圈與所述棘齒件形成一體。
17.根據權利要求15所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述內齒圈與所述棘爪座形成一體。
18.根據權利要求15所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述控制外套的前端沿周向向內延伸形成定位鍵和連接槽，並且所述連接槽的底部形成凸緣；所述控制件在所述控制外套的前端，形成前罩，所述前罩沿周緣向後延伸形成相應的定位槽和連接鍵，並且所述連接鍵的外表面形成凹槽；所述凸緣與凹槽相配合，將所述控制外套與所述前罩連接在一起。
19.根據權利要求12所述的具有彈性承力環的夾頭，其特徵在於，所述控制件上還具有第二控制部，其沿所述第二方向延伸形成彈性臂，所述彈性臂上具有突起，所述棘爪座上具有鬆開定位凹槽和夾緊定位凹槽，所述突起在鬆開位置和夾緊位置分別與鬆開定位凹槽和夾緊定位凹槽配合，所述彈性臂的自由端形成施力部，以與所述棘爪件接合，幫助所述棘爪件從所述棘齒脫開。
專利摘要本實用新型披露了一種夾頭，包括機體、螺母、夾爪和控制外套，機體上具有朝向前方的止推面，螺母套設在機體上，並且其後端面與機體的止推面相對，機體的止推面與螺母的後端面之間設有滾動體，控制外套驅動螺母沿夾緊夾爪的第一方向和鬆開夾爪的第二方向轉動，機體的止推面與螺母的後端之間還設有承力環，承力環具有滾道部、外擋壁和內擋壁，滾道部、外擋壁與內擋壁之間限定形成環形凹部，滾動體設置在凹部內。優選地，滾道部與機體的止推面接觸，外擋壁和內擋壁從滾道部向下延伸。承力環的滾道部與機體止推面成銳角。螺母的承力面與機體止推面之間呈銳角。本實用新型不但能夠有效保持滾動體，還可以起到預緊防松的作用。
文檔編號B23B31/107GK2877928SQ200520129988
公開日2007年3月14日 申請日期2005年10月20日 優先權日2005年10月20日
發明者譚興達 申請人:山東威達機械股份有限公司