CN106061683A - 工具头驱动工具和与其一起使用的装置 - Google Patents

Abstract

教示了一种用于工具头驱动工具的部件，该部件具有中间室、工具头储存室、中央杆以及柔性臂，其中，中央室可伸缩地容纳在外部室中，工具头储存室形成在中间室中并且围绕中央孔并且能够绕中央孔旋转，当中间室可伸缩地缩回至外部室内时，中央杆能够沿轴向移动通过中间孔，柔性臂包括磁性端部，磁性端部能够移动成与中央孔轴向对准和不轴向对准。中间室从外部室可伸缩地伸出使柔性臂的磁性端部定位成与储存在工具头储存室中的工具头的后端磁性地连接，并且部件可伸缩地缩回使柔性臂和被磁性连接的工具头沿径向向内移动至中央孔内，并且其中，部件进一步可伸缩地缩回将工具头轴向推动通过部件并且从部件推出。还教示了一种用于与工具头驱动单元一起使用的锁定端头。

Description

工具头驱动工具和与其一起使用的装置

技术领域

本发明涉及用于螺丝刀或钻具的部件，其使得能够容易地更换工具头。

背景技术

早已知晓，电动和手动的钻具和螺丝刀是这样的工具：其用于钻孔和驱动螺钉进入任何数量的结构。

尽管一些手动的螺丝刀甚至钻具配有单个一体的螺丝披头或钻头，常常更优选的是螺丝刀或钻具能够适应任何数量的工具头，从而允许钻出不同大小的孔，或驱动不同大小或类型的螺钉。工具头通常存储在外部工具头储存库中，可以从外部工具头储存库选择需要的工具头并将该工具头加载至螺丝刀或钻具卡头。替代性地，许多螺丝刀包括呈中空驱动器手柄形式的工具头储存库，该中空驱动器手柄具有用于储存工具头的多个室。可以从手柄端选择和取出工具头，然后将工具头加载至螺丝刀的卡头端。

需要先从外部或一体的工具头库取出工具头然后加载工具头常常导致工具头的丢失和额外的时间。

一些现有技术的钻具和螺丝刀已经这样设计：其中，工具头可以储存在与工具一体的室中，并且其中，可以选择工具头并且接着将该工具头推动通过所述室并从卡头推出，在卡头处，工具头被锁定，或者以其它方式防止工具头旋转到卡头内或从卡头滑脱。

然而，在大多数这种情况下，工具头储存室与工具的中央室和卡头未对准。在这种情况下，通过下述方式来选择工具头：使工具头储存室旋转直到所需工具头与通向中央室的开口对准为止，然后将工具头推动通过开口进入所述室并且从卡头推出。这种布置与枪筒所涉及的子弹室不同。

US 7,086,314教示了一种具有工具头储存室的工具，该工具头储存室能绕工具的有带槽的孔的芯旋转。该工具包括杠杆臂和顶端有磁体的推杆，杠杆臂可枢转地联接至芯以从室中磁性吸引所需工具头，顶端有磁体的推杆用以推动工具头通过轴以从卡头突出。磁性杠杆臂与工具头只有有限的接触区域，并且因而，能够被磁性吸引并且拉引至芯中的工具头的大小受到限制。

因此，在本领域中存在以下需求和兴趣：研发允许快速更换工具头的、内部设计简单的改进型钻具和螺丝刀组件。

发明内容

教示了一种用于工具头驱动工具的部件。该部件包括：可伸缩地容纳在外部室中的中间室，中间室和外部室围绕中央孔；形成在中间室中的工具头储存室，其围绕中央孔并且能够绕中央孔旋转，并且工具头储存室包括一个或更多个工具头储存隔室；中央杆，其延伸通过外部室并且从外部室伸出，在中间室可伸缩地缩回至外部室中时，所述中央杆能够沿轴向移动通过中央孔；柔性臂，其包括能够移动成与中央孔轴向对准和不轴向对准的磁性端部。中间室可伸缩地从外部室伸出使柔性臂的磁性端部定位成与储存在工具头储存室中的工具头的后端磁性地连接，并且部件的可伸缩式缩回使柔性臂与磁性端部和被磁性连接的工具头一起径向向内移动至中央孔中，并且其中，部件进一步可伸缩地缩回使中央杆、柔性臂、磁性端部和工具头被轴向推动通过中央孔直到工具头从部件伸出为止。

教示了一种用于与工具头驱动单元一起使用的锁定端头。该锁定端头包括：内锁定套筒，其限定出用于容纳工具头的内孔；外锁定套筒，其以滑动方式被接纳在内锁定套筒上；以及一个或更多个轴承，其设置在内锁定套筒的内表面上，用于夹持工具头。外锁定套筒能够沿着内锁定套筒从闭合位置滑动至打开位置，在闭合位置中，一个或更多个轴承变紧以夹持工具头，在打开位置中，一个或更多个轴承放松而释放对工具头的夹持。

附图说明

现在将参照附图对本发明进行更详细地说明，在附图中：

图1是本发明的部件处于打开位置时的截面图；

图2是本发明的部件处于工具头接合位置时的截面图；

图3是本发明的部件处于闭合位置时的截面图；

图4是以闭合位置示出的锁定端头的放大截面图，在闭合位置中，工具头锁定在锁定端头中；

图5是以打开位置示出的锁定端头的放大截面图，在打开位置中，工具头锁定在锁定端头中；

图6是本发明的磁性端部的一个实施方式的侧视图；以及

图7是本发明的磁性端部的一个实施方式的立体图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于螺丝刀或钻具的嵌入物或内部部件。该部件容置螺丝披头或钻头，螺丝披头或钻头可以在无需单独取出并加载至工具开口的情况下更换。工具头的更换可以借助于安装在螺丝刀或钻具中的该部件执行。

该部件以可旋转的方式容纳在螺丝刀或钻具中。更优选地，部件的旋转通过位于旋转的部件与固定的外部钻具本体之间的一系列球轴承来提供。当该部件处于打开位置时，其可以自由地移动或旋转。当该部件移动至闭合位置时，除非启用钻具，否则该部件被锁定以防旋转。

在本发明的上下文中，使用术语钻具来总体地描述用于钻孔或驱动螺钉或其他紧固件的任何手动或电动工具。为了本发明的目的，术语钻具意在涵括可以操作标准紧固件工具头的任何这样的装置。本发明的工具头根据用途可以是钻头或螺丝披头。本发明的部件工具可以与任意种大小或形状的这样的工具头一起使用。更优选地，工具头为2”工具头。还可以适用更短和更长的工具头。

本发明的部件在图1至图3中以不同位置示出。参照这些附图，部件2包括中间室6，中间室6的第一端可伸缩地容纳在外部室4的第二端内。当中间室6从外部室14伸出时，中间室6可旋转。当中间室6被推入外部室时，中间室6锁定以防独立旋转。可以采用任何数量的已知手段来防止中间室与外部室4之间的相对旋转，包括在外部室4的内表面上和中间室6的外表面上的相互作用以防止相对旋转的互补轮廓。这样的轮廓可以包括但不限于互补的肋和槽、脊部和谷部、或互补的多小面形表面。

内部室10位于中间室6与外部室4的内侧。内部室不与中间室一起旋转并且与外部室4在旋转方面锁定在一起。

中央杆8从内部室10延伸穿过部件2的中央孔24至外部室4，并且从外部室4的第一端伸出，并且在旋转方面锁定至外部室4的第一端。当接合有工具头时，如图3中所示的位置，中央杆8的从外部室4的第一端伸出的部分能够连接至钻具或其他驱动装置以使中央杆8旋转并且因而使得外部室4、内部室10和中间室6旋转。

锁定端头18从中间室6的第二端延伸以容纳工具头20。锁定端头18可以容纳工具头20，该工具头20被推动穿过中间室6、或者被手动地或以其他方式加载至锁定端头18的第一端22。

中间室6包括在周向上围绕部件2的内部室10和中央孔24的工具头储存室26。工具头储存室26包括用于容置一个或更多个工具头20的一个或更多个空间。中间室6的旋转使工具头储存室26绕中央孔24旋转以选择所需的工具头20。中央孔24中的纵向槽28允许所需的工具头20从工具头储存室26进入中央孔24。

中间室6的第二端优选地包括倾斜轮廓16，其有助于将工具头20导引至部件2的径向中心并且从锁定端头18伸出。

内部室10还包括柔性臂50，柔性臂50固定至外部室4、优选地在柔性壁50的第一端52处固定至外部室4，然而，其他附接点也是可以的并且也被本发明的范围所涵括。柔性臂50还包括与工具头储存室26的纵向槽28对准的磁性端部54。磁性端部54可以通过本领域已知的任何适合的手段连接至柔性臂50，并且可以与柔性臂50成一体或不成一体。磁性端部54与柔性臂50的连接可以是刚性连接、半柔性连接、柔性连接或可枢转连接。

本发明的柔性臂可以由已知能够提供弹性变形的材料构成，包括但不限于金属、合金、塑料和复合材料。更优选地，柔性臂由通常分类为形状记忆材料、记忆材料或智能材料的材料构成。也就是说，本发明的柔性臂50优选地具有以下性质：其可以较大程度地弯曲或变形，而释放后仍回到其初始形状。

参照图1，为了加载工具头20，中间室6可伸缩地从外部室4伸出，从而允许中间室6独立于外部室4和内部室10而旋转。通过使中间室6旋转从而使工具头储存室26绕中央孔24旋转直到所需工具头20与槽28对准为止来完成工具头选择。

优选地，本发明的部件2包括使用者识别和选择选中的工具头20所用的装置。在一个实施方式中，中间室6可以由允许在视觉上识别工具头储存室26内的工具头的透明或半透明的材料制成。在另一实施方式中，可以使用听觉、视觉或触觉手段来确定所需工具头20与槽28的对准。例如，可以在中间室6中结合有止动装置(detent)，其在每次工具头储存空间与槽28对准时提供触觉或听觉上的“咔哒(click)”或“啪嗒(snap)”。本领域技术人员应当充分理解的是可以使用任何数量的装置来识别所需工具头或确认所述工具头20与槽28的对准。

在另一优选实施方式中，中间室6可以是本发明的可移除件，从而允许将不同的中间室——每个中间室具有其自身的带有一个或更多个工具头的工具头储存室——加载至钻具部件2以提供与本发明一起使用的不同工具头。

柔性臂50的磁性端部54与工具头储存室26对准。优选地，柔性臂50将磁性端部54朝向工具头储存室26沿径向向外偏置而非朝向中央孔24向内偏置。无论何时释放施加至柔性臂50的任何变形，柔性臂50的形状记忆特性都会使柔性臂50回到优选位置。在最优选的实施方式中，柔性臂50相对于中央孔以7°角偏置。

当所需工具头与槽28对准时，柔性臂50的磁性端部54变得被磁性吸引至工具头20的近端并且从而抓住工具头20。在另一优选实施方式中，如图6和图7中所示，磁性端部54可以可选地包括突出部，突出部66可以用于在磁性端部54提供的磁性接合之外进一步机械接合工具头20。

中间室6然后可以缩回至外套筒4中。这种缩回的第一阶段在图2中示出，图2图示了本发明的部件2的接合位置。在接合位置中，中间室6的至少一部分和内部室10缩回至外部室4中。在内部室10中优选地形成有倾斜轮廓56，并且内部室10缩回到外部室4内使得柔性臂50沿着轮廓56行进，从而克服柔性臂50的偏置趋势并且使得柔性臂50、连同柔性臂50的磁性端部54以及磁性地吸引至磁性端部54的工具头20一起沿径向向内移动成与中央孔24对准。由此，工具头20被拉动穿过槽28并且进入中央孔24。在磁性端部20上的可选突出部66可以优选地用于协助接合工具头20并引导工具头20穿过中央孔24。

中间室6和内部10的缩回还迫使中央杆8沿朝向锁定端头18的方向轴向行进。为了容纳轴向上前进的中央杆8和柔性臂50，在中央杆8中优选地形成有容纳柔性臂50的轴向凹槽58。尽管凹槽58是最优选的实施方式，然而本领域技术人员应当充分理解的是，可以提供任何数量的装置来在中央孔24中容纳中央杆8和柔性臂50，包括中央杆8或柔性臂50或者两者的任何数量的形状和构型。

当中间室6缩回至外部室4中时，中央杆8的抵靠磁性端头54的端部继续沿轴向行进至中央孔24中，从而在工具头20磁性联接至磁性端部54的情况下推动柔性臂50通过中央孔24。以这种方式，中央杆8有利地促进将工具头20推动至锁定端头18，同时还减小柔性臂50——其本质上较柔软并且易于在轴向推动力下弯曲——所经受的轴向力。

部件2在图3中以其完全接合位置示出，其中，工具头20已经被推动通过中央孔24并且从锁定端头18伸出，工具头20从锁定端头18突出。

在使用中，中央杆8连接至钻具或类似的驱动装置。由驱动装置提供动力的旋转力传递至中央杆8。中央杆8在旋转方面固定至外部室4，而外部室4又在旋转方面固定至内部室10和中间室6。中间室6进一步在旋转方面固定至锁定端头18，锁定端头18在旋转方面固定至工具头20，从而用于将旋转力从驱动装置传递至工具头20并且根据需要实现钻孔或紧固。

可以通过逆向进行上述方法使工具头20从锁定端头18缩回并且回到其在工具头储存室26中的空间内。即，中间室6从外部室4伸出，从而使中央杆8、柔性臂50、磁性端部54和工具头20通过中央孔24缩回。当柔性臂50移动回到轮廓56上时，柔性臂50的形状记忆趋势使得柔性臂50回到其初始位置。仍磁性地联接至工具头20的磁性端部54使工具头20从中央孔24移动通过槽28回到工具头20在工具头储存室26中的空间内。

图4和图5中更详细地示出了锁定端头18。锁定端头18优选地包括用于防止工具头在锁定端头18内旋转或从锁定端头18脱出的锁定装置。锁定机构优选地包括内锁定套筒48，该内锁定套筒48具有供工具头20穿过的内孔，并且更优选地具有形成在内锁定套筒48的外表面上的一个或更多个凹口60。外锁定套筒62以滑动方式被接纳在内锁定套筒48上，并且更优选地包括形成在外锁定套筒62的内表面上的一个或更多个突出部64。外锁定套筒62从图4中所示的闭合位置移动至图5中所示的打开位置。在闭合位置中，外锁定套筒62邻近中间室6，进而使锁定端头18中的一个或更多个轴承(未示出)收紧从而夹紧工具头20。在打开位置中，外锁定套筒62被拉离中间室6，进而松开围绕工具头20的上述那些轴承，从而允许工具头从工具头储存室26加载至锁定端头18，或允许工具头缩回到工具头储存室26中。

在更优选的实施方式中，锁定端头18包括一个或更多个偏置装置，优选但不限于这样的弹簧：其将外锁定套筒62偏置到闭合位置从而有利地确保锁定端头18默认处于夹持工具头20的位置。为克服这种偏置，外锁定套筒62更优选地被拉离中间室6，并且还能够绕内锁定套筒48旋转直到一个或更多个突出部64容纳在一个或更多个凹口60中为止，从而将锁定端头18保持在打开位置以进行工具头的加载和卸载。

还能够从除了工具头储存室26之外的来源将工具头加载至锁定端头18。工具头20还可以加载至锁定端头18的第一端22，在这种情况下，同样的锁定装置配合以保持工具头20免于掉出。这种加载方法有利地允许本部件2还与除了储存在部件2中的工具头20之外的各种工具头20一起使用。

因而，本发明可以在锁定端头18中容纳比工具头储存室26中所能容纳的工具头大得多的工具头。优选地，工具头储存室26容纳的工具头20最大为2”大小，然而，可以将范围为2”至4”大小的工具头从外侧***锁定端头18中。

本发明的工具头储存室26可以有利地由使用者清空和填充，以为部件2装载所需类型和大小的工具头库。为清空工具头储存室26中的空间，使用者如上所述那样简单地通过锁定端头18加载工具头20，并且将工具头20从锁定端头18的端部22拉出以清空锁定储存室26。然后可以将新的工具头20从端部22***锁定端头18并且部件2可以伸出至其打开位置以将工具头20拉回至工具头储存室26中。

在前述说明中，已经借助于本发明的具体实施方式对本发明进行了描述，然而显然可以在不脱离本发明较广的范围的情况下对本发明进行各种修改和改变。

Claims (27)

1.一种用于工具头驱动工具的部件，所述部件包括：

a.中间室，所述中间室可伸缩地容纳在外部室中，所述中间室和所述外部室围绕中央孔；

b.形成在所述中间室中的工具头储存室，所述工具头储存室围绕所述中央孔并且能够绕所述中央孔旋转，并且所述工具头储存室包括一个或更多个工具头储存隔室；

c.中央杆，所述中央杆延伸通过所述外部室并且从所述外部室伸出，在所述中间室可伸缩地缩回至所述外部室内时，所述中央杆能够沿轴向移动通过所述中央孔；以及

d.柔性臂，所述柔性臂包括磁性端部，所述磁性端部能够移动成与所述中央孔轴向对准和不轴向对准；

其中，所述中间室从所述外部室可伸缩地伸出会使得所述柔性臂的所述磁性端部定位成与储存在所述工具头储存室中的工具头的后端磁性地连接，并且所述部件可伸缩地缩回会使所述柔性臂与所述磁性端部和被磁性连接的工具头一起沿径向向内移动至所述中央孔内，并且其中，所述部件进一步可伸缩地缩回会使所述中央杆、所述柔性臂、所述磁性端部和所述工具头被轴向推动通过所述中央孔直到所述工具头从所述部件伸出为止。

2.根据权利要求1所述的部件，其中，所述中间室从所述外部室可伸缩地抽出使所述中央杆、所述柔性臂、所述磁性端部和所述工具头通过所述中央孔沿轴向缩回，并且使柔性臂和被磁性连接的工具头从所述中央孔沿径向向外移动至所述工具头储存室的隔室中。

3.根据权利要求1所述的部件，其中，所述柔性臂被偏置装置朝向所述工具头储存室沿径向向外地偏置。

4.根据权利要求3所述的部件，其中，所述偏置装置包括由形状记忆材料形成的柔性臂。

5.根据权利要求3所述的部件，还包括邻近所述柔性臂形成的倾斜轮廓，并且其中，所述柔性臂通过所述中央孔的轴向行进会沿着所述倾斜轮廓导引所述柔性臂，以克服所述柔性臂的径向向外偏置并且沿径向向内枢转至所述中央室。

6.根据权利要求1所述的部件，其中，所述中央杆包括容纳所述柔性臂以允许所述中央杆和所述柔性臂进入所述中央孔并且在所述中央孔内在径向上居中的装置。

7.根据权利要求6所述的部件，其中，所述中央杆包括形成在所述中央杆中以容纳所述柔性臂的轴向凹槽。

8.根据权利要求1所述的部件，其中，当所述中间室从所述外部室伸出时，所述中间室能够旋转。

9.根据权利要求8所述的部件，其中，所述中间室的旋转起到以下作用：将储存在所述工具头储存室的隔室中的选定工具头与所述柔性臂对准。

10.根据权利要求9所述的部件，其中，所述中间室包括用于识别工具头的识别装置。

11.根据权利要求10所述的部件，其中，所述识别装置包括透明的中间室。

12.根据权利要求10所述的部件，其中，所述识别装置包括形成在所述工具头储存室与所述中间室之间的止动装置。

13.根据权利要求1所述的部件，其中，所述中间室能够从所述部件移除。

14.根据权利要求1所述的部件，其中，所述钻具部件以可旋转的方式容纳在一种或多种工具头驱动工具中。

15.根据权利要求14所述的部件，其中，所述部件借助于位于所述部件与所述工具头驱动工具之间的一个或更多个球轴承以可旋转的方式被容纳。

16.根据权利要求1所述的部件，还包括附接至所述中间室的锁定端头，当所述中间室缩回至所述外部室内时，所述工具头从所述锁定端头伸出。

17.根据权利要求16所述的部件，其中，所述中间室包括通向所述锁定端头的渐缩轮廓。

18.根据权利要求16所述的部件，其中，所述锁定端头包括用于夹持所述工具头的锁定装置。

19.根据权利要求16所述的部件，其中，所述工具头能够从所述锁定端头移除。

20.根据权利要求16所述的部件，其中，所述工具头能够***所述锁定端头内。

21.根据权利要求1所述的部件，还包括位于所述磁性端部上的、机械地接合所述工具头的突出部。

22.一种用于与工具头驱动单元一起使用的锁定端头，所述锁定端头包括：

a.内锁定套筒，所述内锁定套筒限定用于容纳工具头的内孔；

b.外锁定套筒，所述外锁定套筒以滑动方式被接纳在所述内锁定套筒上；以及

c.一个或更多个轴承，所述一个或更多个轴承设置在所述内锁定套筒的内表面上，用于夹持所述工具头，

其中，所述外锁定套筒能够沿着所述内锁定套筒从闭合位置滑动至打开位置，在所述闭合位置中，所述一个或更多个轴承收紧以夹持所述工具头，在所述打开位置中，所述一个或更多个轴承松开以释放对所述工具头的夹持。

23.根据权利要求21所述的锁定端头，还包括用以将所述外锁定套筒朝向夹持所述工具头的所述闭合位置偏置的一个或更多个偏置装置。

24.根据权利要求22所述的锁定端头，其中，所述偏置装置包括弹簧。

25.根据权利要求22所述的锁定端头，其中，所述外锁定套筒包括形成在所述外锁定套筒的内表面上的一个或更多个突出部，并且所述内锁定套筒包括形成在所述内锁定套筒的外表面上的一个或更多个凹口，并且其中，在所述打开位置，所述外锁定套筒能够绕所述内锁定套筒旋转，使得所述一个或更多个突出部容纳在所述一个或更多个凹口中，从而克服偏置力并且将所述锁定端头保持在所述打开位置，以进行工具头的加载和卸载。

26.根据权利要求23所述的锁定端头，其中，所述工具头能够从所述工具头驱动器工具的内部加载至所述锁定端头。

27.根据权利要求24所述的锁定端头，其中，所述工具头能够从所述工具头驱动单元的外部加载至所述锁定端头。