CN102773507B - 夹头 - Google Patents

Abstract

一种夹头，用于收容并夹持外部***的工作头，包括：主轴，具有收容工作头的沿轴向延伸的内腔，所述主轴上设有与所述内腔径向连通的收容槽；锁紧件，收容于所述的收容槽中并且能够沿着主轴径向运动；护套，套设于主轴外部，所述护套能够在锁紧工作头的第一位置和释放锁紧件以释放工作头的第二位置之间运动；偏压件，设于主轴和护套之间用于给护套提供回复至所述第一位置的偏压力；所述主轴上沿轴向设有与所述内腔和所述收容槽连通的长槽，所述夹头还包括在所述护套运动至第二位置时保持所述锁紧件处于释放工作头位置的限位件，所述限位件部分收容在所述长槽内并能够沿着长槽运动。本发明的夹头可快速夹紧和释放工作头，而且结构简单，易于操作。

Description

夹头

技术领域

本发明涉及一种夹头，尤其是一种用于锤、钻、螺丝批、冲击扳手等动力工具上的具有快速夹紧及释放工作头功能的夹头。

背景技术

传统的夹头，具有夹头主轴，夹头主轴上设有收容工作头的轴向孔，夹头主轴的径向设有收容槽，用于安装锁紧件，夹头主轴外套设有护套以及施加轴向弹性力于护套的弹性件，安装工作头时需要一手操作护套然后另一手***工作头，更换工作头时也需要一手操作护套然后另一手取出工作头。这样安装和拆卸工作头都需要双手操作，使用起来很不方便。

美国专利US6457916公开了一种夹头，包括一个具有在纵长方向延伸的纵长孔的夹头中心轴，该纵长孔具有开口端和封闭端，一径向延伸的工作头锁紧球收容孔与纵长孔贯穿，锁紧球可在纵长孔外的释放的第一位置以及部分收容在纵长孔内的锁紧的第二位置之间移动，一梭件可滑动的设置在纵长孔内，梭件一端与压缩弹簧接触，另一端和工作头接触，梭件沿纵长方向的两部分的横截面具有不同的尺寸，梭件可在纵长方向上释放的第一位置以及锁紧的第二位置之间移动，一压缩弹簧压迫梭件使其远离纵长孔的封闭端，一梭件锁紧球设置在径向贯穿纵长孔的梭件锁紧球收容孔内，梭件锁紧球在梭件锁紧球收容孔内的两个位置之间移动，即梭件锁紧球与梭件纵长方向延伸的第一部分接触的释放的第一位置和梭件锁紧球与梭件纵长方向延伸的第二部分接触的锁紧的第二位置。

上述夹头虽然可以实现单手操作快换工作头，但是由于其结构复杂，成本较高，不适合批量生产制造。

为此，现有技术实有必要进一步改进。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单易于操作的可快速夹紧和释放工作头的夹头。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种夹头，用于收容并夹持外部***的工作头，包括：主轴，具有收容工作头的沿轴向延伸的内腔，所述主轴上设有与所述内腔径向连通的收容槽；锁紧件，收容于所述的收容槽中并且能够沿着主轴径向运动；护套，套设于主轴外部,所述护套能够在锁紧工作头的第一位置和释放锁紧件以释放工作头的第二位置之间运动；偏压件，设于主轴和护套之间用于给护套提供回复至所述第一位置的偏压力；所述主轴上沿轴向设有与所述内腔和所述收容槽连通的长槽，所述夹头还包括在所述护套运动至第二位置时保持所述锁紧件处于释放工作头位置的限位件,所述限位件部分收容在所述长槽内并能够沿着长槽运动。

本发明的有益效果是：本发明的夹头在安装工作头的时候，锁紧件沿主轴的径向运动以锁紧工作头,即工作头安装后可被自动锁紧；在拆卸工作头的时候，操作护套后工作头在弹出装置的作用下自动弹出，这样无论是安装或者拆卸工作头都只需要单手操作，而且本发明采用较少的零件实现单手操作夹头的功能，故结构简单。

优选的，所述护套能够在所述第一位置和第二位置之间沿所述主轴轴向运动，当所述护套运动至第二位置时，所述限位件与所述收容槽的内壁抵触。

优选的，所述护套能够在所述第一位置和第二位置之间沿所述主轴轴向运动，当所述护套运动至第二位置时，所述限位件与所述锁紧件抵触。

优选的，所述夹头还包括抵压所述限位件朝向保持所述锁紧件处于释放工作头位置运动的弹出装置，所述弹出装置安装在所述内腔中。

优选的，所述弹出装置包括轴向抵压所述限位件的弹簧。

优选的，所述长槽贯穿所述主轴的壁，所述长槽的宽度小于收容槽的宽度。

进一步的，所述限位件包括沿主轴径向设有凸翼的第一部分以及与所述弹出装置抵接第二部分，所述凸翼收容在所述长槽内并沿着长槽轴向运动，所述第一部分与第二部分可拆卸的连接在一起。

通过将限位件设置为两个部分，可方便装配，而且能够保证限位件的运动可靠。

优选的，所述长槽沿主轴径向的深度小于同一方向上主轴的壁厚。

优选的，所述限位件上设有收容在所述长槽内并能够与所述锁紧件抵触的凸翼，所述凸翼与所述锁紧件的抵触面为弧面。

通过将凸翼上与锁紧件的抵触面设置为弧面，可以增强限位件的结构强度，从而增长使用寿命。

优选的，所述限位件上设有收容在所述长槽内并能够与所述锁紧件抵触的凸翼，所述凸翼与所述锁紧件的抵触面到主轴中心线的距离大于同一方向上所述内腔内壁到主轴中心线的距离。

优选的，所述护套的内圆周面设有锁紧工作头时与锁紧件接触的压紧面以及释放工作头时与锁紧件接触的释放面，所述压紧面的内径小于所述释放面的内径。

优选的，所述压紧面为斜面。

进一步的，所述斜面相对于主轴中心线的倾斜角度在3度到45度之间。

本发明通过设置倾斜的压紧面从而可锁紧不同类型的工作头。

优选的，所述护套运动至所述第二位置时，所述锁紧件底部到主轴中心线的距离大于同一方向上所述内腔内壁距离主轴中心线的距离。

本发明通过设置锁紧件释放工作头时其底部距离主轴中心线的距离，从而即使在锁紧柄部无凹槽的工作头时操作者也可以很容易判断工作头是否锁紧，使用更加方便。

附图说明

下面结合附图及本发明的优选实施例作进一步详细说明。

图1是本发明第一实施方式中的夹头的剖视图，其中工作头处于释放状态。

图2是图1中夹头的立体分解图。

图3是图1中夹头安装无凹槽工作头时的剖视图。

图4是图3中a部分的放大图。

图5是本发明另一种实施方式的夹头的示意图。

图6是图5中沿A-A线的夹头的剖视图。

图7是图5中限位件的立体图。

图8是图1中夹头安装工作头过程中的示意图。

图9是图1中夹头锁紧工作头时的示意图。

其中，相关元件对应编号如下：

10.夹头      2.主轴          3.护套

4.锁紧件     5.第一弹簧      6.限位件

7.弹出装置   9.有凹槽工作头  9a.无凹槽工作头

21.内腔      22.收容槽       23.长槽

24.第一挡圈  25.第二挡圈     28.输入部

31.压紧面    32.释放面       35.端盖

61.第一部分  62.第二部分     63.第二弹簧

91.柄部      92.凹槽         211.开口端

212.封闭端   611.抵触面      612.凸翼

615.磁铁

具体实施方式

参照图1和图2，本发明公开了一种快速夹紧及释放工作头9的夹头10，夹头10可安装在锤、钻、螺丝批、冲击扳手等动力工具上。在本发明的优选实施例中，夹头10包括主轴2，套设在主轴2外的护套3，锁紧工作头9的锁紧件4，安装在护套3和主轴之间的偏压件，以及安装在主轴2上的限位件6。其中主轴2的输入部28连接驱动轴（图未示）从而带动主轴进行旋转或者冲击运动。夹头能够夹持不同的工作头，从而动力工具实现不同的功能，如在实现冲击扳手功能时夹持紧固头，在实现螺丝批功能时夹持螺丝刀头等。

主轴2具有沿其轴向延伸的内六角形的内腔21，用于收容外部***的工作头9，内腔21具有开口端211以及封闭端212，主轴2上设有径向贯穿主轴2的收容槽22，收容槽22与内腔21连通，也可以说收容槽22有两个，相对于主轴轴线对称设置。当然收容槽可以只设置一个，贯穿主轴的壁与内腔连通即可，但是对称设置两个是为了在安装工作头时更加可靠及受力均匀，在不同的使用情形下可设置为三个或更多，也可以不对称设置从而满足不同的需要。

锁紧件4为球状件或者柱状件，锁紧件4安装在收容槽22内并可部分伸入到内腔21中，收容槽22为圆孔状，其直径与锁紧件的直径大致相当，为了防止使用不当时锁紧件4落入内腔内而导致夹头失效，可将收容槽22设置成具有一定的锥度，或者在收容槽22临近内腔的底部设置台阶，这样收容槽22底部的直径小于锁紧件4的直径，从而锁紧件4不会落入内腔21中。锁紧件4可在收容槽22中沿着主轴2径向运动。本发明中的锁紧件4优选为钢球，因为钢球的体积小，使得整个夹头的结构更加紧凑。

主轴2外套设有护套3，护套3临近输入部28的一端安装有端盖35，端盖35与护套3通过螺纹、卡销或者紧配的方式连接在一起，从而护套3和端盖35可一起在主轴2上沿轴向运动。护套3与锁紧件4接触的内圆周面沿着主轴2轴向分别为压紧面31和释放面32，压紧面31的内径小于释放面32的内径，压紧面31用于压紧锁紧件4使其部分伸入到内腔21内卡在工作头9的凹槽92内或者压紧工作头9的柄部从而锁紧工作头9。释放面32用于释放锁紧件4使其可沿主轴2径向运动从而位于内腔21外。端盖35以及护套临近主轴2开放端211的一端的内径与主轴的外径大致相当，这样在护套3和端盖35相对于主轴2轴向运动时可防止灰尘、杂物等进入夹头10内部而导致夹头失效。主轴2上临近输入部28的位置卡设有第一挡圈24，限制端盖35和护套3向主轴2的输入端28运动。当然也可以在主轴2上临近输入部28端设一台阶，来限制护套3的运动，或者无需设置任何止挡装置，因为无论是锁紧工作头或者释放工作头，护套3都需要和锁紧件4接触，这样锁紧件4就限制了护套3的轴向运动。

护套3和主轴2之间套设有第一弹簧5，第一弹簧5位于护套3和端盖35之间，其中主轴2上位于护套3内的位置轴向固定有第二挡圈25，第二挡圈25可通过嵌入主轴2上的环形槽的方式相对于主轴2轴向固定，也可以通过紧配或者通过销或者螺纹固定等方式相对于主轴2轴向固定。这样第一弹簧5的一端抵触在端盖35上，另一端抵触在第二挡圈25上，从而护套3在第一弹簧的5作用下一直有向输入部28运动的趋势，即第一弹簧5给护套3提供回复至锁紧工作头位置的偏压力,而沿着内腔21开口端211到封闭端212的方向，护套3的内圆周面的内径是递增的，故锁紧件4一直处于被压迫的状态。

内腔21中安装有弹出装置7，弹出装置7为轴向作用于限位件的第二弹簧63，限位件6可在内腔21内沿轴向运动并在第二弹簧63的作用下一直有向内腔21的开口端211运动的趋势。限位件6具有靠近开口端211的第一部分61，以及远离开口端211的第二部分62，其中第一部分61沿主轴2径向设有凸翼612，内腔21内沿轴向设有与收容槽22和内腔21都流体连通的长槽23，长槽23贯穿主轴2的壁，且长槽23的宽度小于收容槽22的直径，这样防止锁紧件4沿着主轴2的轴向运动。凸翼612收容在长槽23内并可在长槽23内轴向运动。第二部分62可与第一部分61一体式设置，也可通过螺纹、紧配等连接方式固定在一起，第二弹簧63的一端套设在第二部分62的***并抵触在第一部分61上，另一端抵触在内腔21的封闭端212。当然，第二部分62也可以设置为筒状，第二弹簧63的一端可部分收容在第二部分内。在本实施方式中，第一部分61与第二部分62可拆卸的连接在一起，这样在安装的时候可将第一部分61通过长槽23安装到内腔21内，第二部分62可对第一部分61的运动进行导向，以防止只设置第一部分61时限位件的运动倾斜。

弹出装置7也并不局限于以上的结构形式，即弹出装置7也可以是两个沿内腔21轴向同极相对设置的磁性件，例如磁铁，磁铁在同极相斥的作用下也可以沿着内腔21的轴向运动，限位件6的第二部分62与内腔21的封闭端212可以设置为同极相对的磁性件，这样也可以保证限位件6一直具有向内腔21的开口端211运动的趋势。

限位件6的凸翼612能够与锁紧件4抵触，从而在夹头10未安装工作头9的时候保持锁紧件4与护套3的释放面32接触以处于释放工作头的位置，而且锁紧件4也可以限制限位件6的轴向运动。在本实施方式中，凸翼612与锁紧件4的抵触面611为弧面，这样可与锁紧件4的形状贴合，而且弧形过渡也能够增加限位件6的强度。抵触面611也可以设置成斜面，或者通过两个呈角度设置的面分别与锁紧件4径向和轴向两个方向相抵触。因为锁紧件4为球状的，故凸翼612与锁紧件4的抵触可以是面接触或者点接触，无论凸翼612与锁紧件4如何抵触，其抵触面611或者说抵触面611上的每一点到主轴中心线的距离大于同一方向上所述内腔内壁到主轴中心线的距离，这样无论安装柄部是否带有凹槽的工作头，锁紧件4都会有一个径向运动的落差，从而安装工作头会比较省力和容易，而且因为这个落差的存在，护套3会因为锁紧件4的径向运动而轴向运动，操作者可以根据护套3的运动可以准确的判断工作头已经锁紧。当然，限位件6被限制轴向运动也可以通过其他方式来实现，如限位件6抵触在收容槽22的内壁上，即收容槽22的内壁限制了限位件6的轴向运动。在本实施方式中，限位件6形成为叉状，凸翼612即为叉状的两条叉臂。通过这样的设置可以减少耗材，从而减轻夹头10的重量。限位件6沿主轴2径向的中部设置有磁铁615，这样在拆卸工作头9时磁铁615吸住工作头9的柄部防止工作头9被弹出内腔21外。

工作头9具有柄部91，工作头9上靠近柄部91的地方设有凹槽92，锁紧件4部分穿过收容槽22卡在凹槽92内即可锁紧工作头9。在常用的工作头9中，还有柄部91没有设置凹槽的的工作头，本发明的夹头10即可以夹持柄部设有凹槽92的工作头9，也可以夹持柄部没有设置径向凹槽的工作头。参见图3和图4，在本实施方式中，压紧面31为斜面，方便锁紧不同类型的工作头，这样护套3在第一弹簧5的作用下锁紧工作头时会通过压紧面31给予锁紧件4一个向下的分力F1,在该F1分力的作用下护套3压紧并锁定无凹槽的工作头。众所周知，压紧面31相对于主轴2轴向的角度A越小，在锁紧工作头时能够给予工作头的分力F1就越大，但是角度A如果过于小，那么在制造精度、装配公差等的影响下可能达不到锁定无凹槽的工作头的效果，而角度A如果过于大，则锁紧无凹槽工作头的力度就不够，所以压紧面31相对于主轴2中心线的倾斜角度A最好在3°到45°之间，这样能够保证可靠的锁定无凹槽的工作头。当然也可以根据工作头9凹槽的深度将压紧面31设置为台阶面，不同的台阶锁紧不同的工作头。

继续参见图1，在本发明的夹头未安装工作头时，限位件6上的凸翼612限制锁紧件4的径向运动，凸翼612与锁紧件4抵触面611到主轴中心线的距离H大于同一方向上内腔21内壁距离主轴中心线的距离h，这样锁紧件4在锁紧无凹槽的工作头时也会在一定范围内径向运动，从而护套3在第一弹簧5的作用下轴向运动并通过压紧面31压紧锁紧件4进而压紧工作头9，操作者可以根据护套的运动正确的判断工作头9是否锁定。

下面参照图5到图7介绍本发明的第二具体实施例。

第二具体实施例中与第一具体实施例相同的结构，此处不再赘述。与第一具体实施例不同的是主轴2上沿纵长方向设有与收容槽22和内腔21都连通的长槽23a，长槽23a设置在内腔21内，长槽23a没有贯穿主轴2的壁，即长槽23a沿主轴2径向的深度小于主轴2的壁厚，最好是壁厚的1/3左右，这样不会影响主轴的结构强度。限位件6的第一部分61和第二部分62一体设置，其中第一部分61形成为套筒状，第二部分62形成为柱状。凸翼612沿主轴2径向延伸并收容在长槽23a中，凸翼612与锁紧件4抵触的抵触面611设置为两个呈角度设置的面，即凸翼612与锁紧件4为点接触，无论是点接触或者是面接触，只要能够保证凸翼612与锁紧件4的抵触使锁紧件5保持在释放工作头的位置就能够实现工作头的快速夹紧和释放。

在第二实施例中，限位件6被限制轴向运动也可以通过限位件6抵触在收容槽22的壁上来实现，如将主轴设置为两个部分，一部分设置通孔，两个部分紧配后形成内腔，这样长槽就可以沿着内腔的封闭端向开口端延伸，止于收容槽即可，这样收容槽的壁的底部到主轴中心线的距离小于凸翼到主轴中心线的距离，限位件6就可以通过凸翼卡在收容槽22的壁上而被限制轴向运动。

当需要安装或者拆卸工作头9时，可以单手操作来实现。下面将详细说明安装和拆卸工作头9的过程。

继续参照图1，夹头10在未安装工作头9时，限位件6上的凸翼612限制锁紧件4的径向运动，限位件6受第二弹簧63的弹性作用有向内腔21外运动的趋势，限位件6上的凸翼612卡在锁紧件4上，故锁紧件4限制限位件6轴向运动，锁紧件4与护套3的释放面32接触，第一弹簧5处于被压缩的状态。

参照图9，工作头9***内腔21内，工作头9的柄部91与限位件6的第一部分61接触并推动限位件6轴向运动压缩第二弹簧63使之蓄能，限位件上60的凸翼612脱离锁紧件4，锁紧件4的径向运动空间被释放，即锁紧件4径向运动与工作头9的柄部91接触并随着工作头的移动越过工作头9的柄部91，径向落入工作头9柄部91的凹槽92内，护套3随着锁紧件4径向运动在第一弹簧5的作用下轴向运动，护套3上的压紧面31与锁紧件4接触并压紧锁紧件4从而锁定工作头9。

此时，护套3在第一弹簧5的作用下持续压紧锁紧件4，工作头9被锁紧，工作头9的柄部91抵触在限位件6上，作用于限位件6上的第二弹簧63处于压缩状态。这样就完成了工作头9在夹头10内的快速安装，即只要将工作头9***内腔21，无需操作护套3，夹头10可自动锁紧工作头9，整个安装过程单手操作即可完成。

拆卸工作头9的时候，沿图示箭头方向作用力于护套3上，护套3克服第一弹簧5的弹力轴向运动，护套3通过端盖35卡在第一挡圈24上被轴向限位，锁紧件4脱离压紧面31径向运动至释放面32的位置，限位件6在第二弹簧63的作用力下沿轴向向内腔21的开口端211运动，从而推动工作头9的柄部91也向内腔21的开口端211运动，使得锁紧件4与工作头9上的凹槽92脱开，限位件6在第二弹簧63的作用力下继续运动至凸翼612与锁紧件4接触，限位件6上的凸翼612将锁紧件4支撑在与护套3的释放面32接触的位置，而限位件6上的凸翼612被锁紧件4卡住，从而限位件6的轴向运动被限制，工作头9被锁紧件4释放，工作头9可以很容易的取出，此时又回到图1中未安装工作头9时的状态。这样就完成了工作头9从夹头10中的快速拆卸，即只要操作护套3，工作头9就可以被自动弹出，整个拆卸过程单手操作即可完成。

参照图3，在安装和拆卸无凹槽的工作头时，操作过程与上述安装和拆卸有凹槽的工作头时相同，因为本发明的夹头10中护套3的锁紧面为斜面，锁紧件4在锁紧工作头9时会压紧工作头9；而在拆卸工作头时，锁紧件4会径向运动并脱离工作头9。而且安装和拆卸无凹槽的工作头也是单手操作即可完成的，即安装无凹槽的工作头时护套3轴向运动，工作头被自动锁紧；轴向作用力与护套，工作头可被自动弹出。

本发明并不局限于以上所述的实施方式，本发明优选的在拆卸工作头时给护套施加沿轴向向内腔开口端运动的力，当然也可以通过改变护套的设置方式使得拆卸工作头时给护套施加沿轴向向内腔封闭端运动的力，同时将压紧面和释放面的内径设置为从内腔开口端到封闭端递减，这样也可以实现本发明夹头单手操作、快速安装和拆卸的功能。另外，本发明中的护套是轴向运动的，也可以通过在主轴和护套之间设置扭簧使得护套沿圆周方向运动以锁紧或释放工作头。本发明中的主轴是一体设置的，也可以将输入部与主轴分开设置，只要二者可传递扭矩的连接在一起即可。本发明中的内腔是内六角形的，也可以根据不同的工作头的柄部的形状设置成四方形、三角形等等。

本发明所提供的夹头，只需要单手操作就可以完成工作头的快速安装以及拆卸，操作非常方便，而且本发明只用了较少的零件实现了夹头的单手操作，从而使得夹头的结构更加简单，并且还能够夹持不同规格的工作头，有利于在产业上推广应用。

Claims (13)

1.一种夹头，用于收容并夹持外部***的工作头，包括：

主轴，具有收容工作头的沿轴向延伸的内腔，所述主轴上设有与所述内腔径向连通的收容槽；

锁紧件，收容于所述的收容槽中并且能够沿着主轴径向运动；

护套，套设于主轴外部，所述护套能够在锁紧工作头的第一位置和释放锁紧件以释放工作头的第二位置之间运动；

偏压件，设于主轴和护套之间用于给护套提供回复至所述第一位置的偏压力；

其特征在于：所述主轴上沿轴向设有与所述内腔和所述收容槽连通的长槽，所述夹头还包括在所述护套运动至第二位置时保持所述锁紧件处于释放工作头位置的限位件，所述限位件部分收容在所述长槽内并能够沿着长槽运动。

2.如权利要求1所述的夹头，其特征在于：所述护套能够在所述第一位置和第二位置之间沿所述主轴轴向运动，当所述护套运动至第二位置时，所述限位件与所述收容槽的内壁抵触。

3.如权利要求1所述的夹头，其特征在于：所述护套能够在所述第一位置和第二位置之间沿所述主轴轴向运动，当所述护套运动至第二位置时，所述限位件与所述锁紧件抵触。

4.如权利要求1所述的夹头，其特征在于：所述夹头还包括抵压所述限位件朝向保持所述锁紧件处于释放工作头位置运动的弹出装置，所述弹出装置安装在所述内腔中。

5.如权利要求4所述的夹头，其特征在于：所述弹出装置包括轴向抵压所述限位件的弹簧。

6.如权利要求4所述的夹头，其特征在于：所述长槽贯穿所述主轴的壁，所述长槽的宽度小于收容槽的宽度。

7.如权利要求6所述的夹头，其特征在于：所述限位件包括沿主轴径向设有凸翼的第一部分以及与所述弹出装置抵接的第二部分，所述凸翼收容在所述长槽内并沿着长槽轴向运动，所述第一部分与第二部分可拆卸的连接在一起。

8.如权利要求2所述的夹头，其特征在于：所述长槽沿主轴径向的深度小于同一方向上主轴的壁厚。

9.如权利要求1所述的夹头，其特征在于：所述限位件上设有收容在所述长槽内并能够与所述锁紧件抵触的凸翼，所述凸翼与所述锁紧件的抵触面为弧面。

10.如权利要求1所述的夹头，其特征在于：所述限位件上设有收容在所述长槽内并能够与所述锁紧件抵触的凸翼，所述凸翼与所述锁紧件的抵触面到主轴中心线的距离大于同一方向上所述内腔内壁到主轴中心线的距离。

11.如权利要求1所述的夹头，其特征在于：所述护套的内圆周面设有锁紧工作头时与锁紧件接触的压紧面以及释放工作头时与锁紧件接触的释放面，所述压紧面的内径小于所述释放面的内径。

12.如权利要求11所述的夹头，其特征在于：所述压紧面为斜面。

13.如权利要求12所述的夹头，其特征在于：所述斜面相对于主轴中心线的倾斜角度在3度到45度之间。