專利名稱：工具夾盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于與動力鉆床、動力錘等連接的工具夾盤，以夾持如鉆頭和錘頭之類的工具，尤其涉及不用夾盤扳手就可手動收緊的工具夾盤。
具有用夾盤扳手可轉(zhuǎn)動以使夾盤卡爪伸出和縮回的轉(zhuǎn)動環(huán)的常用工具夾盤包括笨重的扳手操作、小心地存放夾盤扳手和其他的麻煩事，為了克服這些缺點，已研制了一種工具夾盤，它具有不需要使用夾盤扳手就可手動轉(zhuǎn)動以收緊夾盤卡爪的轉(zhuǎn)動環(huán)，和用于防止夾盤卡爪在工作時松開的鎖緊裝置。
但用具有這種鎖緊裝置的工具夾盤，如果不對夾盤卡爪施加足夠的夾緊力，工具將空轉(zhuǎn)，這不利于有效的操作。
為了得到大的夾緊力，通過合適的減速機構(gòu)減少轉(zhuǎn)動環(huán)的轉(zhuǎn)動可以增加扭矩，但即使在夾盤卡爪沒有夾緊插入的工具時，由于夾盤卡爪在降低的速度下滑動，所以仍會產(chǎn)生夾盤不能快速操作的問題。
本發(fā)明的主要目的是提供一種工具夾盤，它包括設(shè)置在夾盤體和夾盤卡爪之間、通過螺旋進給可滑動的鎖緊裝置，鎖緊裝置由當夾盤卡爪夾住工具時產(chǎn)生的反作用力壓靠且鎖緊在夾盤體上，和設(shè)置在鎖緊裝置和可轉(zhuǎn)動地安裝在夾盤體上的操縱環(huán)之間的扭矩放大裝置，扭矩放大裝置減少操縱環(huán)的轉(zhuǎn)動，以對螺紋環(huán)輸出放大的扭矩，當鎖緊裝置鎖緊在夾盤體上時，螺紋環(huán)螺旋進給夾盤卡爪，由此夾盤卡爪可快速滑動，直到夾盤卡爪與插入到位的工具接觸為止，以實現(xiàn)快速夾緊動作。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種工具夾盤，其中當夾盤卡爪接觸和夾持工具時，操縱環(huán)的轉(zhuǎn)動提供自動增加的扭矩，由此使夾盤卡爪隨增加的扭矩而滑動，用于在大的夾緊力下夾持工具。
本發(fā)明的其他目的將從下面最佳實施例的描述中可以看到。
附圖顯示本發(fā)明的實施例，其中

圖1是工具夾盤第一實施例的縱剖視圖;
圖2是扭矩放大裝置的部件分解透視圖;
圖3是顯示滾槽的示意圖;
圖4是工具夾盤第二實施例的縱剖視圖;
圖5是沿圖4中線“Ⅰ-Ⅰ”的剖視圖，顯示一操縱狀態(tài);
圖6是沿圖4中線“Ⅱ-Ⅱ”的剖視圖，顯示一操縱狀態(tài);
圖7是工具夾盤第三實施例的縱剖視圖;
圖8是沿圖7中線“Ⅲ-Ⅲ”的剖視圖;
圖9是工具夾盤第四實施例的縱剖視圖;
圖10是操縱環(huán)的縱剖視圖;
圖11是操縱環(huán)的側(cè)視圖;
圖12是工具夾盤第五實施例的縱剖視圖;
圖13是扭矩放大裝置處于非操作位置的放大的局部縱剖視圖;
圖14是扭矩放大裝置處于操作位置的放大的局部縱剖視圖;
圖15是工具夾盤第六實施例的放大的局部縱剖視圖。
(第一實施例)本發(fā)明的第一實施例將參照附圖詳細描述如下。
圖1至3顯示工具夾盤的第一實施例，該工具夾盤用于夾持如鉆頭或錘頭之類的動力鉆床或動力錘。
參見圖1和2，工具夾盤10包括可滑動地且同心地安裝在夾盤體11前端的三個夾盤卡爪12，夾盤卡爪12的各個前端是傾斜的由此向夾盤體11的軸線集中。
尤其是，夾盤卡爪12僅可滑動地安裝在滑槽13中，滑槽13分別形成在夾盤體11上且向其軸線傾斜。每個卡爪12在其圓周上制有局部陽螺紋14，用排列設(shè)置的螺旋的螺線形成一個連續(xù)的整體。各個局部陽螺紋14與制在螺紋環(huán)15上的陰螺紋16相嚙合，當螺紋環(huán)15以相反方向轉(zhuǎn)動時，夾盤卡爪12同時滑進和滑出，以夾緊和放松工具。
扭矩放大裝置17沿螺紋環(huán)15的周向安裝，操縱環(huán)18沿扭矩放大裝置17的周向安裝。當操縱環(huán)18向前或向后，即以夾緊或放松工具A的方向轉(zhuǎn)動時，扭矩通過扭矩放大裝置17傳給螺紋環(huán)15。
扭矩放大裝置17的結(jié)構(gòu)如下所述。
裝置17包括三個環(huán)形部件，即壓配且固定在螺紋環(huán)15上的輸出環(huán)20，可相對轉(zhuǎn)動地支承在操縱環(huán)18上且偏移一個預(yù)定的偏心值e的輸入環(huán)21和通過錐形圓周面移動，并與夾盤體11的后部位置成相壓接觸的鎖緊環(huán)22，這些環(huán)形部件與夾盤體11同軸設(shè)置。
輸入環(huán)21在與鎖緊環(huán)22相對的表面上具有一個弓弧形截面的內(nèi)擺線滾槽23，鎖緊環(huán)22在與輸入環(huán)21相對的表面上具有一個弓弧形截面的外擺線滾槽24。多個滾珠25設(shè)置在這些滾槽23和24之間，并沿槽23和24滾動。
也如圖3中所示的，滾槽23和24的擺幅與輸入環(huán)21的偏心距e相對應(yīng)，輸入環(huán)21有10個波紋，而鎖緊環(huán)22有12個波紋，設(shè)置在它們之間的滾珠25的數(shù)量為11個或更少。
當由于偏心值e產(chǎn)生的公轉(zhuǎn)施加給具有滾槽23和24的輸入環(huán)21時，滾珠25沿滾槽23和24滾動，以使輸入環(huán)21轉(zhuǎn)動。由于轉(zhuǎn)動相對于公轉(zhuǎn)大幅度地降低，因此輸入環(huán)21的轉(zhuǎn)動導致輸出放大的扭矩。
在該實施例中，由于輸入環(huán)21的滾槽23有10個波紋，而鎖緊環(huán)22的滾槽24有12個，波紋數(shù)量的差值是2，因此減速比是2/10波紋等于1/5。
更大的減速比可以通過增加波紋數(shù)量來達到，例如，輸入環(huán)21有40個波紋，波紋數(shù)量的差值是2，2/40波紋＝1/20，輸出更大的放大扭矩。
為了將輸入環(huán)21的轉(zhuǎn)動傳遞給輸出環(huán)20，多個滾珠26設(shè)置在其相對的表面之間。
尤其是，輸入環(huán)21上制有容納滾珠26的凹入部(圖中未畫出)，而輸出環(huán)20上制有相對的凹入部27，輸出環(huán)20的凹入部27的尺寸(環(huán)形的)使?jié)L珠26能按同樣的偏心距e移動，這樣盡管輸入環(huán)21偏心轉(zhuǎn)動，但動力也可以傳遞。
為了將鎖緊環(huán)22固定在夾盤體11上，鎖緊環(huán)22上同心地制有向后發(fā)散的錐形壓接觸面28，而夾盤體11上制有相應(yīng)的壓接觸面29，當鎖緊環(huán)22由螺紋環(huán)15的后退(夾盤卡爪12的反作用)推動時，這些表面互相移動成壓接觸，由此鎖緊環(huán)22固定在夾盤體11上。
鎖緊環(huán)22的環(huán)形后端上制有齒30，彈性環(huán)33設(shè)置在鎖緊環(huán)22的后端，彈性環(huán)33上制有多個彈性元件32，彈性元件32具有與齒30彈性嚙合的棘爪31。彈性環(huán)33上還制有用于壓配在制于控制環(huán)18的內(nèi)壁上的槽35中的固定凸臺34，由此彈性環(huán)33可定位且不會轉(zhuǎn)動。
彈性元件32至少有三個作用，一個作用是提供一個推動力，使上述壓接觸面28和29分開;第二個作用是與鎖緊對22相嚙合，使鎖緊環(huán)22隨操縱環(huán)18轉(zhuǎn)動，否則當鎖緊環(huán)22與夾盤體11脫離壓接觸時鎖緊環(huán)22可自由轉(zhuǎn)動，第三個作用是鎖緊作用，以固定即使鎖緊環(huán)22壓向夾盤體11時由于反作用可能松開的鎖緊環(huán)22。
蓋36安裝在操縱環(huán)18的后端，而且在壓配在夾盤體11的后端位置上。
在該實施例中，彈性環(huán)33固定在操縱環(huán)18上，但也可以固定在夾盤體11上。
螺紋環(huán)15由二個部件組成，在二個部件裝在夾盤體11上后，通過壓配輸出環(huán)20而將二個部件剛性地互相連接，互相連接可以通過任何其他裝置，如通過在二個部件上制出螺紋用螺紋緊固在一起來達到，或通過帶有防止分開的E形環(huán)的花鍵嚙合來達到。
在圖1和2中，標號37表示設(shè)置在輸入環(huán)21上用于使操縱環(huán)18平滑轉(zhuǎn)動的軸承。
結(jié)構(gòu)如上所述的工具夾盤10的操作方法將在下面描述。
假設(shè)夾盤卡爪12張開，準備夾持工具A，工具A放在位置上，操縱環(huán)18以夾緊方向轉(zhuǎn)動，使夾盤卡爪12夾住工具A。
由于在該環(huán)轉(zhuǎn)動操作的起始階段，夾盤卡爪12不承受由于夾緊工具A而產(chǎn)生的載荷，所以扭矩放大裝置17的鎖緊環(huán)22相對于夾盤體11處于自由狀態(tài)。而且，由于鎖緊環(huán)22受彈性元件32的約束，所以輸出環(huán)20、輸入環(huán)21和鎖緊環(huán)22互相連接成一體且一起轉(zhuǎn)動。結(jié)果，操縱環(huán)18的轉(zhuǎn)動直接使螺紋環(huán)15等速轉(zhuǎn)動，這樣提供使夾盤卡爪12伸出的快速的螺旋進給。
當卡爪12接觸且開始夾緊工具A時，載荷作用在夾盤卡爪12上，該載荷使螺紋環(huán)15產(chǎn)生一個后退，并通過輸出環(huán)20和輸入環(huán)21向后推壓鎖緊環(huán)22。
結(jié)果，鎖緊環(huán)22和夾盤體11的壓接觸面28和29互相移動進入壓接觸狀態(tài)，彈性元件32受到該壓接觸而彎曲，產(chǎn)生滑動。然后鎖緊環(huán)22固定在夾盤體11上，使扭矩放大裝置17處于可操作狀態(tài)。
同時，操縱環(huán)18的轉(zhuǎn)動使?jié)L珠25沿滾槽23和24滾動，致使輸入環(huán)21轉(zhuǎn)動。輸入環(huán)21的轉(zhuǎn)動將把由于輸入減小而產(chǎn)生的大扭矩傳遞給輸出環(huán)20，以轉(zhuǎn)動螺紋環(huán)15，用于伸出夾盤卡爪12且使其用大扭矩夾住工具A。
在實施如上所述的夾盤卡爪12夾持工具A的操作中，例如可以是錘頭的工具A根據(jù)操作的特性以相反方向旋轉(zhuǎn)。
如果該操作包含以擰緊夾盤卡爪12的方向作用在操縱環(huán)18、扭矩放大裝置17和螺紋環(huán)15上的工具A向前轉(zhuǎn)動，那末向后的轉(zhuǎn)動以放松夾盤卡爪12的方向作用在這些部件18、17和15上。即使隨作用于放松夾盤卡爪12的方向上的轉(zhuǎn)動的逆轉(zhuǎn)產(chǎn)生反作用，由于鎖緊環(huán)22受彈性元件32的約束，使操縱環(huán)18、扭矩放大裝置17和螺紋環(huán)15與夾盤體11成剛性連接，所以實際上不會產(chǎn)生松動。
當放松工具A時，操縱環(huán)18只需以放松方向轉(zhuǎn)動即可。
由于扭矩放大裝置17在轉(zhuǎn)動起始階段處于操作狀態(tài)，所以夾盤卡爪12在大扭矩下放松。當進一步放松夾盤卡爪12，以消除螺紋環(huán)15的后退時，彈性元件32推回鎖緊環(huán)22，從而鎖緊環(huán)22和夾盤體11的壓接觸面28和29移動脫離壓接觸。螺紋環(huán)15以與操縱環(huán)18同樣的速度快速轉(zhuǎn)動，使夾盤卡爪12以放松方向快速移動。
根據(jù)該實施例，工具A用由扭矩放大裝置17放大的夾緊力夾持，這樣用與使用盤扳手的情況等同的方法剛性夾持工具A。
而且，扭矩放大裝置17包括三個環(huán)，即輸出環(huán)20、輸入環(huán)21和鎖緊環(huán)22，該結(jié)構(gòu)是緊湊的，且能夠方便地與夾盤卡爪12連鎖。盡管結(jié)構(gòu)簡單，但能傳遞大的扭矩。
由彈性元件32提供的加力嚙合有效地防止操縱環(huán)18和夾盤卡爪12由在工作時產(chǎn)生的振動而引起的松動，這促進用增加的剛性來夾緊工具A。
除了防松作用外，彈性元件32具有嚙合操縱環(huán)18使其成剛性連接的作用、將操縱環(huán)18固定在夾盤體11上的作用和當從夾盤卡爪12上移去工具A時使夾盤體11和夾盤卡爪12脫離相互壓接觸的作用。這個實現(xiàn)這些作用的簡單部件能夠通過減少部件的數(shù)量而使結(jié)構(gòu)更緊湊。
在前述的第一實施例中，輸入環(huán)21的輸出通過輸出環(huán)20傳遞給螺紋環(huán)15。另外，輸出可以通過操作連接輸入環(huán)21和螺紋環(huán)15，且能夠吸收輸入環(huán)21的偏心轉(zhuǎn)動的齒輪聯(lián)接器來實現(xiàn)。
而且，在第一實施例中，夾盤卡爪12通過沿其周向地配置的螺紋環(huán)15的作用實現(xiàn)進給，扭矩放大裝置17適用于由設(shè)置在夾盤卡爪的后端的且由螺紋進給驅(qū)動的套管推動和拉動的夾盤卡爪的型式。
(第二實施例)圖4至6顯示工具夾盤的第二實施例。在圖4中，工具夾盤40包括可滑動地安裝在夾盤41上的三個夾盤卡爪42，夾盤卡爪42通過螺紋環(huán)43的相對轉(zhuǎn)動可以伸出和縮回，如圖1所示的第一實施例一樣，這里略去這種布置的詳細描述。
螺紋環(huán)43由通過在其圓周上壓配套管44而剛性連接的二個部件所組成。
夾盤體41支承可轉(zhuǎn)動地安裝在其中間圓周位置上的管形操縱環(huán)45，筒形蓋46安裝且固定在夾盤體41的近末端的周緣上。
扭矩放大裝置47設(shè)置在螺紋環(huán)43和操縱環(huán)45之間的動力傳遞通路內(nèi)，用于將操縱環(huán)45的扭矩傳遞給螺紋環(huán)43。
扭矩放大裝置47包括可轉(zhuǎn)動地安裝在操縱環(huán)45內(nèi)的輸入/輸出環(huán)48和可轉(zhuǎn)動地安裝在夾盤體42上的鎖緊環(huán)49。
輸入/輸出環(huán)48具有通過滾針軸承50安裝在管形操縱部分51的外圓周表面上的前內(nèi)壁，管形操縱部分51同心地形成在操縱環(huán)45上。
也如圖5所示的，管形操縱部分51的外圓周面圍繞相對于夾盤體41的軸B偏移量c的軸C形成。
輸入/輸出環(huán)48具有一個通過齒輪聯(lián)接器52與螺紋環(huán)43的后端的外周成驅(qū)動嚙合的中間內(nèi)壁。
尤其是，該齒輪聯(lián)接器52與在輸入/輸出環(huán)48的中間內(nèi)壁上形成的齒輪53和在螺紋環(huán)43的后端上的外周上形成的齒輪54松地嚙合，以允許數(shù)量為e的偏心值。
而且，輸入/輸出環(huán)48具有制有齒輪55的后內(nèi)壁，如圖6所示，齒輪55與在鎖緊環(huán)49上周向地形成的齒輪56嚙合。
這些齒輪55和56制成用于產(chǎn)生擺線運動的擺線齒輪。當操縱環(huán)45轉(zhuǎn)動以通過管形操縱部分51的偏心距使輸入/輸出環(huán)48旋轉(zhuǎn)時，在輸入/輸出環(huán)48上形成的齒輪55和在鎖緊環(huán)49上形成的齒輪56之間齒數(shù)的差異導致相應(yīng)于多余齒數(shù)的輸入/輸出環(huán)48的轉(zhuǎn)動，結(jié)果，輸入/輸出環(huán)48的轉(zhuǎn)動大大減少，輸入/輸出環(huán)48的轉(zhuǎn)動提供放大的扭矩輸出。
例如，鎖緊環(huán)49的齒輪56有66齒，輸入/輸出環(huán)48的齒輪55有68齒，齒的差值是2，減速比為2/66齒＝1/33，這樣相比于一個輸入值得到1/33的減速比，由此輸入/輸出環(huán)48提供大的放大扭矩輸出。
適量的止推滾珠安裝在螺旋環(huán)43和鎖緊環(huán)49的相對面之間，用于產(chǎn)生滾動。
鎖緊環(huán)49具有制有向后發(fā)散的錐形壓接觸面58的內(nèi)周壁，而夾盤體41具有制有與接面58相對的，且相應(yīng)向后發(fā)散的錐形壓接觸面59的中間外周壁。
當擰緊螺紋環(huán)43以夾緊工具A，引起夾盤卡爪42產(chǎn)生一個后退致使螺紋環(huán)43縮進時，這些壓接觸面58和59移動進入相互壓接觸的狀態(tài)，由此鎖緊環(huán)49被固定在夾盤體41上。
彈性環(huán)60安裝在操縱環(huán)45的周向內(nèi)壁中，與鎖緊環(huán)49的后端相對，彈性環(huán)60包括繞其內(nèi)周位置形成的，且與鎖緊環(huán)49的末端上的齒面嚙合的彈性元件61，用這種方式，操縱環(huán)45和鎖緊環(huán)49互相剛性連接，且鎖緊環(huán)49和夾盤體41在一個使壓接觸面58和59分離的方向上被加力。
保持環(huán)63通過彈性環(huán)60的向后壓配而固定，以將彈性環(huán)夾持在位置上且不會轉(zhuǎn)動。
根據(jù)第二實施例構(gòu)成的工具夾盤40夾緊和放松的方法下面將描述。
當工具A由三個夾盤卡爪42夾緊時，操縱環(huán)以夾緊方向D(在圖5和6中用實線箭頭表示)轉(zhuǎn)動，以夾緊工具A，而蓋46被鎖緊而不轉(zhuǎn)動。
由于在該轉(zhuǎn)動操作的起始階段，夾盤卡爪42沒有夾緊工具A所引起的載荷，因此形成的扭矩放大裝置47一部分的鎖緊環(huán)49可相對于夾盤體41轉(zhuǎn)動。而且，由于鎖緊環(huán)49通過彈性元件61與操縱環(huán)45連接，所以，操縱環(huán)45、輸入/輸出環(huán)48和鎖緊環(huán)49一起轉(zhuǎn)動。結(jié)果，操縱環(huán)45的轉(zhuǎn)動直接引起螺紋環(huán)43的等速轉(zhuǎn)動，為快速伸出夾盤卡爪42以夾緊工具A提供快速的螺旋進給。
其次，當卡爪42接觸且開始夾緊工具A時，載荷作用在夾盤卡爪42上，然后由于夾緊產(chǎn)生的一個后退致使螺紋環(huán)43縮進，并通過止推滾珠向后推壓鎖緊環(huán)49。結(jié)果，鎖緊環(huán)49和夾盤體41的壓接觸面58和59移動進入相互壓接觸狀態(tài)。彈性元件62受到該壓接觸而彎曲，產(chǎn)生滑動。然后鎖緊環(huán)49被固定在夾盤體41上，使扭矩放大機構(gòu)47處于可操作狀態(tài)，以產(chǎn)生減速作用。
同時，操縱環(huán)45的轉(zhuǎn)動使管形操縱部分51將輸入/輸出環(huán)48旋轉(zhuǎn)偏心值的數(shù)量，根據(jù)在輸入/輸出環(huán)48上形成的齒輪55和在鎖緊環(huán)49上形成的齒輪56之間的齒數(shù)差異，使輸入/輸出環(huán)48產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動由于輸入減小而輸出大扭矩，以轉(zhuǎn)動螺紋環(huán)43和螺旋進給夾盤卡爪42，這樣使其用大扭矩夾緊工具A。
在實施如上所述的夾盤卡爪42夾持工具A的操作中，與鎖緊環(huán)49嚙合的彈性元件61用來阻止由于在放松夾盤卡爪42的方向上轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的松動。
當放松工具A時，操縱環(huán)45只需以放松方向E(在圖5和6中用虛線箭頭表示)轉(zhuǎn)動即可。
當夾盤卡爪42縮回以消除由于夾緊而產(chǎn)生，且作用在螺紋環(huán)42上的一個后退時，鎖緊環(huán)49被彈性元件61的推動力所推進，所以，鎖緊環(huán)49和夾盤體41的壓接觸面58和59移動脫離壓接觸狀態(tài)。然后消除扭矩放大裝置47的減速作用，由此操縱環(huán)45、輸入/輸出環(huán)48和鎖緊環(huán)49一起轉(zhuǎn)動，螺紋環(huán)43以與操縱環(huán)45同樣的速度轉(zhuǎn)動，在放松方向上快速螺旋進給夾盤卡爪42。結(jié)果，夾盤卡爪42互相快速移開，放松工具A。
當工具A夾持時，扭矩通過上述的扭矩放大裝置47受到減速和放大，這樣，得到比操縱環(huán)45直接傳遞給與各個夾盤卡爪42相嚙合的螺紋環(huán)43的扭矩更大的扭矩。通過在夾緊方向上簡單轉(zhuǎn)動操縱環(huán)45，工具A就可以剛性地夾緊且定位。
而且，在進行轉(zhuǎn)動操作直到工具A夾緊在其位置上和在進行放松以后的轉(zhuǎn)動操作時，操縱桿45、輸入/輸出環(huán)48和鎖緊環(huán)49以相反的方向一起轉(zhuǎn)動。夾盤卡爪42通過螺紋環(huán)43一起快速螺旋進給和縮回，以夾緊和放松工具A。這樣，該結(jié)構(gòu)具有良好的可操作性。
下面的結(jié)構(gòu)可以用來代替第二實施例的管形操縱部分51。
操縱環(huán)45可以具有相對于夾盤體41的軸B偏移數(shù)量e的內(nèi)周壁，輸入/輸出環(huán)48松裝在該偏心內(nèi)壁上，輸入/輸出環(huán)48沿操縱環(huán)45的偏心內(nèi)壁轉(zhuǎn)動。
這種結(jié)構(gòu)下面將作為第三實施例進行描述，著重于扭矩放大裝置。
(第三實施例)圖7和8顯示工具夾盤的第三實施例，該工具夾盤的基本結(jié)構(gòu)與第二實施例相同，而且同樣的部件標有同樣的標號，這里將不作詳細描述。
操作環(huán)45具有圍繞相對于夾盤體41的軸B偏移數(shù)量e的軸C形成的內(nèi)周壁，扭矩放大裝置47的輸入/輸出環(huán)48通過多個滾珠71可轉(zhuǎn)動地安裝在操縱環(huán)48的同心內(nèi)周壁70上。當轉(zhuǎn)動操縱環(huán)45時，輸入/輸出環(huán)48沿該偏心內(nèi)周壁70旋轉(zhuǎn)。
套管72周向地壓配在螺紋環(huán)43上，齒輪聯(lián)合器52包括在輸入/輸出環(huán)48的前端的內(nèi)壁上形成的齒輪53和在套管54的外周緣上形成的齒輪54。
而且，輸入/輸出環(huán)48具有制有與圓周地在鎖緊環(huán)49上形成的齒輪56相嚙合的齒輪55的后內(nèi)壁，這些齒輪55和56制成擺線齒輪，這些齒輪55和56的齒數(shù)與第二實施例中的一樣地選擇。
當轉(zhuǎn)動操作環(huán)45時，扭矩放大裝置47使工具A如第二實施例中一樣地被夾緊。
在該轉(zhuǎn)動操作的起始階段，當夾盤卡爪42還沒有夾緊工具A時，操縱環(huán)45、輸入/輸出環(huán)48和鎖緊環(huán)49一起轉(zhuǎn)動，以與操縱環(huán)45同樣的速度轉(zhuǎn)動螺紋環(huán)43，如第二實施例所述的一樣。由螺紋環(huán)43產(chǎn)生的快速螺旋進給使夾盤卡爪42相互一起快速向前移動，以夾緊工具A。
其次，當夾盤卡爪42接觸且開始夾緊工具A時，載荷作用在螺紋環(huán)43上，然后由于夾緊而產(chǎn)生的一個后退致使螺紋環(huán)43縮進并通過止推滾珠向后推壓鎖緊桿49。結(jié)果，鎖緊桿49和夾盤體41的壓接觸面58和59移動進入相互壓接觸狀態(tài)。彈性元件62受到該壓接觸而彎曲，產(chǎn)生滑動。然后鎖緊環(huán)49被固定在夾盤體41上，使扭矩放大機構(gòu)47處于可操作狀態(tài)，以產(chǎn)生減速作用。
同時，操縱環(huán)45的轉(zhuǎn)動使偏心內(nèi)壁70將輸入/輸出環(huán)48旋轉(zhuǎn)偏心值的數(shù)量，根據(jù)在輸入/輸出環(huán)48上形成的齒輪55和在鎖緊環(huán)49上形成的齒輪56之間的齒數(shù)差異，使輸入/輸出環(huán)48產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動由于輸入減小而輸出大扭矩，以通過齒輪聯(lián)接器52轉(zhuǎn)動螺紋環(huán)43和螺旋進給夾盤卡爪42，這樣使其用大扭矩夾緊工具A。
當放松工具A時，操縱環(huán)45只需以放松方向E(在圖8中用虛線箭頭表示)轉(zhuǎn)動即可，如在第二實施例中所述的一樣，這里不作詳細的描述。
從上述結(jié)構(gòu)的第三實施例中得到的作用和優(yōu)點與第二實施例中的相同。
(第四實施例)圖9、10和11顯示工具夾盤的第四實施例，該第四實施例涉及第三實施例中的輸入/輸出環(huán)48的軸承的另一例子。扭矩放大裝置和其他的基本結(jié)構(gòu)與第三實施例一樣，而且同樣的部件標有同樣的標號，這里將不作詳細描述。
如第三實施例一樣，操縱環(huán)45具有相對于夾盤體41的軸偏移的內(nèi)周壁，扭矩放大裝置47的輸入/輸出環(huán)48可轉(zhuǎn)動地安裝在操縱環(huán)48的同心內(nèi)周壁70上。當轉(zhuǎn)動操縱環(huán)45時，輸入/輸出環(huán)48沿該偏心內(nèi)周壁70旋轉(zhuǎn)。
如上可轉(zhuǎn)動的輸入/輸出環(huán)48由多個滾針軸承74支承，這些滾針軸承74僅沿局部圓周范圍設(shè)置。
同時，鎖緊環(huán)49的擺線齒輪56，當其與輸入/輸出環(huán)48的擺線齒輪55局部嚙合時，公轉(zhuǎn)且自轉(zhuǎn)，該嚙合發(fā)生在操縱環(huán)45能及的一定范圍內(nèi)。由夾緊工具A而產(chǎn)生的載荷引起僅作用于上述嚙合范圍內(nèi)的徑向壓力。
這樣，滾針軸承74沿齒輪55和56互相嚙合且施加載荷的操縱環(huán)45的局部圓周上設(shè)置。
滾針軸承74具有略向鎖緊環(huán)49凸出的端部，鎖緊環(huán)49上制有周向延伸且與滾針軸承74的凸出部相對的安裝槽75。該安裝槽75接納滾針軸承74的凸出部，以便允許由滾針軸承74的轉(zhuǎn)動(相對于鎖緊環(huán)49的運動)所引起的運動。
由夾緊工具A產(chǎn)生的載荷作用在滾針軸承74上，且對滾針軸承74施加徑向壓力，如上所述的那樣。因此，如果操縱環(huán)45用合成樹脂制成，壓力將使操縱環(huán)45局部擴張和變形。由于滾針軸承74端部在壓力下能舒適地安裝在安裝槽75中而不會向外張開，從而抑制了操縱環(huán)45的這種向外變形。
當操縱環(huán)45向外張開時，這將充滿其外周緣和蓋46之間的間隙，有效地防止灰塵和其他雜質(zhì)通過間隙進入。
如上所述的那樣，當施加力以徑向地張開滾針軸承74時，該載荷施加于操縱環(huán)45的內(nèi)部位置。結(jié)果，在操縱環(huán)45上產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，對其外部產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。
為了消除扭轉(zhuǎn)，滾針軸承76設(shè)置在操縱環(huán)45外部的內(nèi)周壁上，以與滾針軸承74相對，這些滾針軸承76防止操縱環(huán)45產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。
滾針軸承74和76數(shù)量可以較少，通過把滾針軸承74的凸出部夾持在鎖緊環(huán)49的安裝槽74中，由工具夾緊載荷產(chǎn)生的操縱環(huán)45的變形可得以消除。
上述的軸承結(jié)構(gòu)也可以用于圖1所示的第一實施例中的工具夾盤中。
在圖9中，彈性環(huán)60包括形成傾斜的法蘭盤形且在多個位置上固定多個滾珠77的彈簧部件。這些滾珠77與在鎖緊環(huán)49的整個圓周上延伸的齒面62相嚙合，且對其施加彈簧載荷。
這樣形成的彈性環(huán)60具有與第三實施例同樣的作用和優(yōu)點。
在圖11中，凹入部78用于鎖定彈性環(huán)60，彈性環(huán)60上制有與這些凹入部相嚙合的凸出部(圖中未畫出)。
(第五實施例)圖12、13和14顯示工具夾盤的第五實施例。在圖12中，工具夾盤100包括可滑動地安裝在夾盤體101中的三個夾盤卡爪102，通過螺紋環(huán)103的相對轉(zhuǎn)動，夾盤卡爪102可伸出和縮回，如圖1中所示的第一實施例一樣。這里略去這種布置的詳細描述。
螺紋環(huán)103由通過圓周上壓配套管104而剛性連接的二個部件組成。
截面為U形的蓋105固定在夾盤體101的近端部的外圓周上，夾盤體101支承可轉(zhuǎn)動地安裝在其中間圓周位置上的管形操縱環(huán)106，操縱環(huán)106具有可相對轉(zhuǎn)動地安裝在蓋105近端部的內(nèi)周內(nèi)的開口端外圓周。
扭矩放大裝置107設(shè)置在操縱環(huán)106和螺紋環(huán)103之間，用于將操縱環(huán)106的扭矩傳遞給螺紋環(huán)103。
扭矩放大機構(gòu)107包括與操縱環(huán)106連結(jié)的輸入環(huán)108、固定在螺紋環(huán)103上的輸出護圈112和鎖緊環(huán)115。
輸入環(huán)108可轉(zhuǎn)動地安裝在螺紋環(huán)103的中間外圓周上，多個金屬滾珠109設(shè)置在輸入環(huán)108和套管104的相對面之間。輸入環(huán)108包括在其外圓周上的多個凸出部110，用于與制在操縱環(huán)106內(nèi)壁上的多個槽111相嚙合。用這種方式，輸入環(huán)108能夠與操縱環(huán)106連結(jié)且略能作軸向移動。
輸出護圈112固定在螺紋環(huán)103的近端部外周上，輸出護圈112包括周向設(shè)置在其上的16個等間距位置上的滾珠保持架113，每個滾珠保持架113夾持一個金屬滾珠114。
鎖緊環(huán)115可轉(zhuǎn)動地支承在固定在螺紋環(huán)103上的輸出護圈112和制有夾盤體101的中間圓周上的階梯部分之間。通過放置在蓋105近端部的盤簧116，對鎖緊環(huán)115恒定地施加壓力，使其與固定在螺紋環(huán)103上的輸出護圈112的滾珠114相接觸。
盤簧116壓在固定在蓋105近端部的內(nèi)壁上的彈簧擋塊117和加壓板118之間，多個金屬滾珠119設(shè)置在鎖緊環(huán)115和加壓板118的相對面之間。
這樣，盤簧116恒定地對加壓板118、滾珠119、鎖緊環(huán)115、由輸出護圈112夾持的滾珠114、輸入環(huán)108、滾珠109、套管104和軸向靠在操縱環(huán)106前端的內(nèi)周壁上的螺紋環(huán)103加壓。
如圖13所示，片簧121被固定在操縱環(huán)106的內(nèi)壁上且與鎖緊環(huán)115的外周相對。當鎖緊環(huán)115被允許以相反方向轉(zhuǎn)動時，在片簧121上形成的凸出部122與在鎖緊環(huán)115的外周上形成的齒面123嚙合，以使鎖緊環(huán)115與操縱環(huán)106相同的方向轉(zhuǎn)動。當鎖緊環(huán)115被鎖緊不轉(zhuǎn)動時，該嚙合中止，以僅允許操縱環(huán)106轉(zhuǎn)動。
片簧121的凸出部122和齒面123之間的嚙合布置與圖3所示的第一實施例中的齒面30和彈性元件32之間的布置是相同的，且達到同樣的作用。然而，片簧121不用于將鎖緊環(huán)115與階梯部分120分離，第五實施例靠盤簧116實現(xiàn)該作用。
鎖緊環(huán)115包括制在其內(nèi)周的壓接觸面124，用于與階梯部分120壓接觸。該壓接觸面124可以是錐形的。
根據(jù)第五實施例構(gòu)成的工具夾盤100操作夾緊工具A的方法下面將描述。
首先，工具A通過張開的夾盤卡爪102插入夾盤體101內(nèi)，然后，以工具夾緊的方向相對于夾盤體101轉(zhuǎn)動操縱環(huán)106。
在夾盤卡爪102移動進入與工具A接觸之前的轉(zhuǎn)動操作期間，僅有很小的阻力施加在螺紋環(huán)103上，而且扭矩放大裝置107的鎖緊環(huán)115相對于夾盤體101成自由狀態(tài)。而且，由于鎖緊環(huán)115通過片簧121與操縱環(huán)106連接，所以操縱環(huán)106、輸入環(huán)108、輸出護圈112的滾珠114和鎖緊環(huán)115一起轉(zhuǎn)動。以與操縱環(huán)106同樣速度轉(zhuǎn)動的螺紋環(huán)103提供快速的螺旋進給，以快速伸出夾盤卡爪102，夾緊工具A。
其次，如圖14所示，當卡爪102接觸且開始夾緊工具A時，載荷作用在夾盤卡爪102上，由此產(chǎn)生一個夾盤卡爪102的后退。然后，該后退使螺紋環(huán)103軸向縮回，通過套管104和滾珠109軸向縮回輸入環(huán)108、輸出護圈112夾持的滾珠114和已軸向受壓的扭矩放大機構(gòu)107的鎖緊環(huán)115。結(jié)果，鎖緊環(huán)115的壓接觸面124移動與夾盤體101的階梯部分120進入壓接觸狀態(tài)，且鎖緊鎖緊環(huán)115不使其轉(zhuǎn)動的片簧121會打滑。
當鎖緊環(huán)115被鎖住不轉(zhuǎn)動時，輸出護圈112的滾珠114用作空轉(zhuǎn)輪，隨輸入環(huán)108的轉(zhuǎn)動沿鎖緊環(huán)115的相對面滾動，這種滾動減少了輸出護圈112的轉(zhuǎn)動，從而減少操縱環(huán)106的轉(zhuǎn)動，致使螺紋環(huán)103在高扭矩下轉(zhuǎn)動，由此使夾盤卡爪102牢固地夾緊工具A。
在進行夾緊工具的操作中，具有鎖緊嚙合作用的片簧121用于止制由于工具夾盤100的相反轉(zhuǎn)動的反作用而產(chǎn)生的松動。它與前面的實施例中的情況是一樣的。
當放松工具A，以放松方向相對于夾盤體101轉(zhuǎn)動操縱環(huán)106，在轉(zhuǎn)動操作的起始階段，由于扭矩放大裝置107的鎖緊環(huán)115鎖住不會轉(zhuǎn)動，所以產(chǎn)生瞬時高扭矩，這促使螺紋環(huán)103朝放松方向轉(zhuǎn)動。
一旦放松，轉(zhuǎn)動阻力將減小，盤簧116使鎖緊環(huán)115脫離壓接觸狀態(tài)，鎖緊環(huán)115通過片簧121與操縱環(huán)106相連。然后，操縱環(huán)106和扭矩放大裝置107一起轉(zhuǎn)動，操縱環(huán)106的轉(zhuǎn)動使螺紋環(huán)103以同樣的速度轉(zhuǎn)動，由此夾盤卡爪102快速相互滑離，放松工具A。
當如上所述夾持工具A時，通過作為扭矩放大裝置107一部分的且傳遞給輸出護圈112的轉(zhuǎn)動滾珠114減少操縱環(huán)106的轉(zhuǎn)動，這樣，得到比用于轉(zhuǎn)動操縱環(huán)106的扭矩更大的扭矩，將工具A牢固的夾緊。
而且，在進行轉(zhuǎn)動操作直至夾緊工具A和放松后轉(zhuǎn)動操作期間，載荷的阻力較小，操縱環(huán)106和扭矩放大裝置107的各個部件通過片簧121的作用在相反方向上一起動。夾盤卡爪102通過螺紋環(huán)103快速相互進給和收縮，以夾緊和放松工具A。這樣，這種結(jié)構(gòu)具有良好的可操作性。
為了操作方便，夾盤體101和操縱環(huán)106之間的相對轉(zhuǎn)動可以由與夾盤體101連接的動力鉆床或動力錘的相反轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)。
這也可應(yīng)用于其他實施例。
在第五實施例中，扭矩放大裝置107包括可轉(zhuǎn)動的滾珠114，以減少輸出護圈112的轉(zhuǎn)動，這些滾珠114可以用齒輪代替。
這種結(jié)構(gòu)將作為第六實施例在下面進行描述。
(第六實施例)圖15顯示工具夾盤的第六實施例。該工具夾盤的基本結(jié)構(gòu)與第五實施例相同，而且同樣部件標有同樣的標號，這里將不作詳細描述。
如圖所示，扭矩放大裝置107包括多個設(shè)置在螺紋環(huán)103和固定在其上的輸出護圈112之間的斜齒輪125，斜齒輪125分別在與輸入環(huán)108上形成的齒輪126和在鎖緊環(huán)115上形成的齒面127相嚙合。
用這種結(jié)構(gòu)，當鎖緊環(huán)115由與階梯部分120的壓接觸鎖住不會轉(zhuǎn)動時，輸入環(huán)108的轉(zhuǎn)動使斜齒輪125轉(zhuǎn)動和滾動，傳遞給輸出護圈112的該滾動將減少操縱環(huán)106的轉(zhuǎn)動。這樣，斜齒輪125產(chǎn)生與第五實施例的滾珠114同樣的作用，而且該結(jié)構(gòu)如第四實施例一樣提供高扭矩。
權(quán)利要求
1.一種工具夾盤，它具有同心地安裝在夾盤的前端以可相互朝前和背離滑動的多個夾盤卡爪，和一個圓周地安裝在夾盤體上可以相向轉(zhuǎn)動以轉(zhuǎn)動用于朝前和背離螺旋進給夾盤卡爪的螺紋環(huán)的操縱環(huán)，所述工具夾盤包括設(shè)置在所述夾盤體和所述夾盤卡爪之間的鎖緊裝置，當所述夾盤卡爪夾緊一工具時，通過其產(chǎn)生的反作用力壓靠且鎖緊在所述夾盤體上，且在消除反作用力后可放松；和設(shè)置在所述鎖緊裝置和所述操縱環(huán)之間的扭矩放大裝置，當所述鎖緊裝置被鎖緊在所述夾盤體上時，減少所述操縱環(huán)的轉(zhuǎn)動以將放大的扭矩輸給所述螺紋環(huán)，且當所述鎖緊裝置脫離所述夾盤體時，將所述操縱環(huán)的轉(zhuǎn)動傳遞給所述螺紋環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述扭矩放大裝置包括一個偏心地松裝在所述操縱環(huán)內(nèi)且與所述螺紋環(huán)連接的輸入環(huán)，所述輸入環(huán)和可鎖緊在所述夾盤體上的所述鎖緊裝置與所述夾盤體同軸地設(shè)置，所述輸入環(huán)和所述鎖緊裝置具有制有不同數(shù)量波紋的擺線滾槽的互相相對的表面，和安裝在所述滾槽之間的滾珠。
3.如權(quán)利要求1所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述扭矩放大裝置包括一個固定在所述螺紋環(huán)上的輸出環(huán)，和一個可相對轉(zhuǎn)動且偏心地支承在所述操縱環(huán)內(nèi)的輸入環(huán)，所述輸出環(huán)、所述輸入環(huán)和所述鎖緊裝置與所述夾盤體同軸地設(shè)置，所述輸入環(huán)和所述鎖緊裝置具有制有不同數(shù)量波紋的擺線滾槽的互相相對的表面、安裝在所述滾槽之間的滾珠、和安裝在所述輸入環(huán)和所述輸出環(huán)之間的動力傳遞滾珠。
4.如權(quán)利要求1所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述扭矩放大裝置包括一個偏心地松裝在所述操縱環(huán)內(nèi)且與所述螺紋環(huán)連接的輸入/輸出環(huán)，所述輸入/輸出環(huán)和可鎖緊在所述夾盤體上的所述鎖緊裝置具有制有不同齒數(shù)的擺線齒輪且互相嚙合的相對的內(nèi)表面和外表面。
5.如權(quán)利要求4所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述操縱環(huán)包括一相對于所述夾盤體的軸偏心地在其中間內(nèi)壁上形成的管形操縱部分，通過圓周地設(shè)置在所述管形操縱部分上的一軸承可轉(zhuǎn)動地支承所述輸入/輸出環(huán)。
6.如權(quán)利要求4所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述控制環(huán)包括相對于所述夾盤體的軸偏心地形成的內(nèi)壁，用于可轉(zhuǎn)動地支承所述輸入/輸出環(huán)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述扭矩放大裝置包括一個固定在所述操縱環(huán)上的輸入環(huán)，一個設(shè)置在所述輸入環(huán)和可鎖緊在所述夾盤體上的所述鎖緊裝置之間且固定在所述螺紋環(huán)上的輸出護圈，所述輸入環(huán)和所述輸出護圈與所述夾盤體同軸地設(shè)置，和由所述輸出護圈夾持可隨所述輸入環(huán)和所述鎖緊裝置之間的相對移動而可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動裝置包括滾珠。
9.如權(quán)利要求7所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動裝置包括斜齒輪，制有與所述斜齒輪相嚙合的齒面的所述輸入環(huán)和所述鎖緊裝置。
10.如權(quán)利要求1至4、7和9中任一所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述鎖緊裝置包括制在一鎖緊環(huán)和所述夾盤體上且互相相對的壓接觸表面。
11.如權(quán)利要求1至4、7和9中任一所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述鎖緊裝置包括制在一鎖緊環(huán)和所述夾盤體上且互相相對的錐形壓接觸表面。
12.如權(quán)利要求10或11所述的一種工具夾盤，其特征在于，所述鎖緊環(huán)制有環(huán)繞其后端面的齒面，所述齒面與固定在所述操縱環(huán)上的彈性元件相嚙合。
全文摘要
一種工具夾盤包括設(shè)置在夾盤體和由螺旋進給的夾盤卡爪之間的鎖緊裝置。當夾盤卡爪夾緊工具時，鎖緊裝置由產(chǎn)生的反作用力壓靠和鎖緊在夾盤體上。工具夾盤還包括設(shè)置在鎖緊裝置和可轉(zhuǎn)動地安裝在夾盤體上的操縱環(huán)之間的扭矩放大裝置，當鎖緊裝置鎖緊在夾盤體上時，將放大的扭矩輸給螺旋進給夾盤卡爪的螺紋環(huán)。夾盤卡爪可快速滑動直至夾盤卡爪夾緊工具，以實現(xiàn)快速夾緊動作。當夾盤卡爪接觸且夾持工具時，用大的夾緊力夾持工具。
文檔編號B23B31/12GK1051003SQ9010859
公開日1991年5月1日 申請日期1990年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月19日
發(fā)明者中村大治朗 申請人:苔爾塔株式會社