用于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的卡盤(pán)組件的制作方法
【專利說(shuō)明】用于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的卡盤(pán)組件
[0001]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2014年4月28日提交的共同未決美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/985285，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合至此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)工具，更具體地涉及用于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的卡盤(pán)組件。
【背景技術(shù)】
[0004]具有旋轉(zhuǎn)輸出的電動(dòng)工具(即，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)工具)通常包括具有多個(gè)鉗爪的卡盤(pán)組件，所述鉗爪可調(diào)節(jié)以?shī)A緊并固定工具元件(例如，鉆頭)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]在一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供一種用于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的卡盤(pán)組件?？ūP(pán)組件包括:能夠繞軸線旋轉(zhuǎn)的卡盤(pán)本體；多個(gè)鉗爪，所述多個(gè)鉗爪由所述卡盤(pán)本體支撐，以使鉗爪在允許刀頭(tool bit)插入到所述卡盤(pán)本體中的收縮位置和夾緊所述刀頭的延伸位置之間相對(duì)于所述卡盤(pán)本體運(yùn)動(dòng)；多個(gè)夾緊螺母，所述多個(gè)夾緊螺母圍繞所述卡盤(pán)本體并具有能夠分別與各個(gè)鉗爪上的相應(yīng)螺紋嚙合的內(nèi)螺紋；收緊套筒，該收緊套筒圍繞所述卡盤(pán)本體并與所述卡盤(pán)本體螺紋嚙合，以與所述卡盤(pán)本體進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)；以及楔子，該楔子限定在所述收緊套筒上，響應(yīng)于所述收緊套筒沿著收緊方向相對(duì)于所述卡盤(pán)本體的旋轉(zhuǎn)，所述楔子與所述夾緊螺母選擇性嚙合以使所述夾緊螺母向內(nèi)移動(dòng)，以使得所述夾緊螺母和所述鉗爪上的螺紋分別地嚙合。
[0006]在另一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供一種操作用于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的卡盤(pán)組件的方法。該方法包括:將刀頭插入到卡盤(pán)本體的中心孔中，所述中心孔限定旋轉(zhuǎn)軸線；在將所述刀頭插入到所述卡盤(pán)本體內(nèi)的中心孔中的過(guò)程中，將帶有所述刀頭的多個(gè)鉗爪從延伸位置移動(dòng)到收縮位置；在將所述刀頭插入到所述中心孔中之后，利用彈簧使所述鉗爪從所述收縮位置向所述延伸位置移動(dòng)；使收緊套筒圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線沿著收緊方向旋轉(zhuǎn)，從而使所述收緊套筒相對(duì)于所述卡盤(pán)本體進(jìn)行軸向移動(dòng)；響應(yīng)于所述收緊套筒上限定的楔子和多個(gè)夾緊螺母之間的嚙合，所述多個(gè)夾緊螺母沿著徑向方向向內(nèi)移動(dòng)，以使得所述夾緊螺母和所述鉗爪上的螺紋分別嚙合；以及，響應(yīng)于所述收緊套筒沿著所述收緊方向的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，向帶有所述鉗爪的所述刀頭上施加夾緊力。
[0007]通過(guò)下面的詳細(xì)描述和附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本實(shí)用新型的其他特征和方面。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的包括卡盤(pán)組件的電動(dòng)工具的前端組件的透視圖。
[0009]圖2是圖1所示前端組件的橫截面圖。
[0010]圖3是圖1所示卡盤(pán)組件的爆炸圖。
[0011]圖4是圖1所示卡盤(pán)組件的楔子的橫截面圖。
[0012]圖5是圖1所示前端組件的橫截面圖，顯示了正被插入到卡盤(pán)組件中的刀頭。
[0013]圖6是圖1所示前端組件的橫截面圖，顯示了完全插入到卡盤(pán)組件中的刀頭。
[0014]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式的卡盤(pán)組件的橫截面圖。
[0015]圖8是圖7所示卡盤(pán)組件的前視圖。
[0016]圖9是圖7所示卡盤(pán)組件的楔子的透視圖。
[0017]圖10是圖9所示楔子的橫截面圖。
[0018]圖11是圖7所示卡盤(pán)組件的另一個(gè)橫截面圖。
[0019]圖12是圖7所示卡盤(pán)組件的另一個(gè)橫截面圖。
[0020]圖13是圖7所示卡盤(pán)組件的收緊套筒的橫截面圖。
[0021]圖14是根據(jù)本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式的包括卡盤(pán)組件的電動(dòng)工具的前端組件的透視圖。
[0022]圖15是圖14所示卡盤(pán)組件的爆炸前視圖。
[0023]圖16是圖14所示卡盤(pán)組件的爆炸后視圖。
[0024]圖17是圖14所示卡盤(pán)組件的側(cè)視圖，其中有些部分被移除，顯示了位于收縮位置的鉗爪，并以虛位顯示了位于延伸位置的鉗爪。
[0025]圖18是沿著圖14中的線18-18的橫截面圖，其中卡盤(pán)組件呈現(xiàn)解鎖結(jié)構(gòu)，鉗爪位于延伸位置。
[0026]圖19是沿著圖18中的線19-19的橫截面圖，顯示了從鉗爪脫離，位于展開(kāi)位置的夾緊螺母。
[0027]圖20是圖14所示卡盤(pán)組件的側(cè)視圖，其中有些部分被移除，顯示了呈現(xiàn)鎖定結(jié)構(gòu)的卡盤(pán)組件，刀頭固定在鉗爪之間。
[0028]圖21是沿著圖14中的線18-18的橫截面圖，其中卡盤(pán)組件呈現(xiàn)鎖定結(jié)構(gòu)，刀頭固定在鉗爪之間。
[0029]圖22是沿著圖21中的線22-22的橫截面圖，其中夾緊螺母位于收縮位置并與所述鉗爪嚙合。
[0030]圖23A至23C是卡盤(pán)組件的放大橫截面圖，顯示了正從解鎖結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)到鎖定結(jié)構(gòu)的一系列卡盤(pán)組件。
[0031]在詳細(xì)解釋本實(shí)用新型的任何實(shí)施方式之前，需要理解的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用不局限于在下面描述，或者在附圖中顯示的組件的構(gòu)造和設(shè)置的細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)其它實(shí)施方式，并能夠以不同方式實(shí)踐或?qū)崿F(xiàn)。此外，需要理解的是，在此使用的措辭和術(shù)語(yǔ)目的是為了進(jìn)行描述，不應(yīng)理解為限制性的。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1顯示了與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)工具(例如，沖擊鉆，未顯示)一起使用的前端組件10。前端組件10包括外殼14，支撐在外殼14內(nèi)并可以圍繞中心軸線22旋轉(zhuǎn)的軸18 (圖2)，以及用于選擇性接收并保持刀頭28的卡盤(pán)組件26(圖5和6)。軸18連接至傳動(dòng)裝置(未顯示)的輸出30，該傳動(dòng)裝置為例如多速行星齒輪變速箱，并從旋轉(zhuǎn)電動(dòng)工具的電動(dòng)馬達(dá)(未顯示)接收轉(zhuǎn)矩。在所示實(shí)施方式中，可調(diào)節(jié)離合器機(jī)構(gòu)34(圖1和2)選擇性地限制可以從傳動(dòng)裝置傳送到軸18的轉(zhuǎn)矩的量。
[0033]參考圖2，前端組件10還包括固定在外殼14內(nèi)的固定棘輪38和以多種不同方式(例如，通過(guò)使用干涉配合，焊接等)中的一種與軸18共同旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)棘輪42。當(dāng)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)工件在-例如-沖擊鉆作業(yè)(hammer-drilling operat1n)中使用時(shí)，響應(yīng)于軸18抵抗彈簧(未顯示)的偏置力向后移動(dòng)，棘輪38，42能夠嚙合。棘輪38，42中的每一個(gè)都包括齒46，齒46能夠響應(yīng)于棘輪38，42之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而相對(duì)彼此嚙合和滑動(dòng)。當(dāng)可旋轉(zhuǎn)棘輪42上的齒46在固定棘輪38的齒46上滑動(dòng)時(shí)，齒46的輪廓使軸18往復(fù)運(yùn)動(dòng)(即，“錘擊”)，從而促進(jìn)鉆孔作業(yè)。在一些實(shí)施方式中，軸18可能不往復(fù)，可以省略棘輪38，42。替代地，可以使用其他使軸18往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
[0034]可以設(shè)置模式選擇器50，例如模式選擇環(huán)來(lái)選擇性地防止棘輪38，42嚙合和使軸18進(jìn)行錘擊動(dòng)作。模式選擇器50還能夠選擇性地啟動(dòng)或停止離合器機(jī)構(gòu)34。在圖示的實(shí)施方式中，模式選擇器50能夠在與驅(qū)動(dòng)模式、鉆孔模式和沖擊鉆孔模式相對(duì)應(yīng)的多個(gè)位置之間旋轉(zhuǎn)。在其他實(shí)施方式中，模式選擇器50可以是控制桿，按鈕，轉(zhuǎn)盤(pán)或任何其他機(jī)構(gòu)。
[0035]參考圖3，卡盤(pán)組件26包括與軸18連接以與其共同旋轉(zhuǎn)的卡盤(pán)本體54，設(shè)置在卡盤(pán)本體54內(nèi)的推桿58，以及多個(gè)鉗爪62，每個(gè)鉗爪62具有前部部分或尖端64以及從尖端64向后延伸的傾斜外表面65。在所示實(shí)施方式中，卡盤(pán)組件26包括三個(gè)鉗爪62，但是，卡盤(pán)組件26可以包括任意數(shù)量的鉗爪62?？ūP(pán)本體54包括槽66，各個(gè)鉗爪62分別容納在槽66中。每個(gè)槽66的方向設(shè)置為相對(duì)于中心軸線22具有傾斜角。
[0036]參考圖2，推桿58的柄70可滑動(dòng)地設(shè)置在軸18的軸向孔74內(nèi)。各個(gè)鉗爪62的后部部分78鍵接到推桿58的前端部分82，從而使得鉗爪62與推桿58連接以與其一起進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)和共同旋轉(zhuǎn)，但是鉗爪62能夠相對(duì)于推桿58徑向移動(dòng)。在推桿58的前端部分82和軸18之間設(shè)置偏置構(gòu)件或盤(pán)簧86，以沿著箭頭A的方向使推桿58 (以及鉗爪62)向前偏移。相應(yīng)地，如圖2所示，當(dāng)鉗爪62之間沒(méi)有刀頭28時(shí)，彈簧86將鉗爪62保持在延伸位置。在所示實(shí)施方式中，盤(pán)簧86的后端容納在軸18中形成的環(huán)形槽90內(nèi)，從而穩(wěn)定彈費(fèi)86的端部。
[0037]卡盤(pán)組件26還包括圍繞卡盤(pán)本體54的收緊套筒94和設(shè)置在收緊套筒94和鉗爪62之間的楔子98 (圖2和3)。楔子98具有可以與鉗爪62的外表面65嚙合的截頭圓錐內(nèi)表面102，和可以與收緊套筒94的相應(yīng)截頭圓錐內(nèi)部夾緊表面110嚙合的截頭圓錐外表面106。楔子98的內(nèi)表面102限定第一夾角Θ 1，楔子98的外表面106限定比第一夾角Θ1小的第二夾角Θ 2 (圖4)。如圖下面更詳細(xì)地描述的那樣，該幾何結(jié)構(gòu)使卡盤(pán)組件26能夠在維持相對(duì)緊湊的尺寸的同時(shí)在刀頭28上施加相對(duì)大的夾緊力。
[0038]收緊套筒94具有與卡盤(pán)組件54的外螺紋118嚙合的內(nèi)螺紋114(圖2)。相應(yīng)地，收緊套筒94沿著第一方向或收緊方向相對(duì)于卡盤(pán)本體54的旋轉(zhuǎn)以使得收緊套筒94在箭頭B方向上沿著卡盤(pán)本體54軸向移動(dòng)，從而通過(guò)楔子98對(duì)鉗爪62施加夾緊力。相反，收緊套筒94沿著第二方向或放松方向相對(duì)于卡盤(pán)本體54的旋轉(zhuǎn)以使得收緊套筒94在箭頭A方向上沿著卡盤(pán)本體54軸向移動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，螺紋114，118的螺距可以是大約4毫米到大約12毫米之間。在所示實(shí)施方式中，螺紋的螺距為大約8毫米，由此，收緊套筒94相對(duì)于卡盤(pán)本體54的四分之一轉(zhuǎn)動(dòng)(即90度旋轉(zhuǎn))以使得收緊套筒94沿著卡盤(pán)本體54平移2暈米。
[0039]參考圖2和圖4，楔子98將套筒94的軸向移動(dòng)所產(chǎn)生的軸向力分解為由每個(gè)鉗爪62施加在刀頭28上的法向力或夾緊力。一般而言，夾角Θ1和Θ 2越小，施加在刀頭28上的夾緊力越大。但是，楔子98還控制當(dāng)夾爪62和推桿58如圖2所示從收縮位置向延伸位置移動(dòng)時(shí)鉗爪62在軸線22上會(huì)聚的速度。相對(duì)較陡的角度Θ I能夠用于更短且更加緊湊的卡盤(pán)組件26。換句話說(shuō)，第一夾角Θ I越大，鉗爪62完全延伸或收縮所需的軸向距離就越小。因此，可能需要在施加的夾緊力和卡盤(pán)組件26的長(zhǎng)度之間折中。
[0040]在所示實(shí)施方式中，第一夾角Θ I為大約40度，第二夾角Θ 2為大約18度