專利名稱：卡盤的制作方法
背景技術：
本申請是1993年8月1日申請的、現正審理中的專利申請No.08/106,063的部分繼續申請。
本發明一般涉及用于鉆床或電動或氣動驅動器的卡盤，特別涉及可用手動或驅動電動機的驅動收緊或松開的無鑰式卡盤。
手動和電動或氣動工具驅動器是眾所周知的。雖然這類驅動器中最常用的工具是麻花鉆，但工具也可以是螺絲刀、螺母驅動器、牙鉆、裝好的磨石和其它切割或研磨工具。由于這些工具可以有各種直徑的軸或該軸的橫截面可以為多邊形，因此，該裝置通常裝有可在很大范圍內調節的卡盤。
現有技術中有各式各樣的卡盤。在最簡單的卡盤中，三個沿圓周互相間距約120°的卡爪限制在一裝到驅動軸上的主體中的成角度設置的通道中，且構造成當該主體在一個方向上相對一與卡爪嚙合的受限制的螺母轉動時迫使卡爪夾緊工具的圓柱形軸，而在相反方向上轉動時卡爪松開該軸。這種卡盤若用手轉動，則可以不用鑰匙。這種卡盤的一個例子公開在也轉讓給本受讓人的題為“非沖擊式無鑰卡盤”的美國專利No.5,125,673中，其全部的公開內容作為參考材料包括在本發明中。
盡管諸如美國專利No.5,125,673提出的無鑰卡盤很管用，但還是希望有各種結構的卡盤以便應用于各種場合。在卡盤的各種應用場合中，現今用滾珠軸承來減小由螺母對主體的軸向推力而造成的螺母與主體間的摩擦。這些滾珠軸承有時裝有隔圈并有分開的頂部和底部擋圈。有時若主體或螺母的硬度足夠大，則分別用作底部或頂部擋圈。希望有一種無鑰卡盤，它的部件數少、制造或裝配成本低。此外，希望把卡盤構造成卡盤工作時徑向以及軸向推力最小。而且希望有一種卡盤，其中用一鼻件使前部套筒定位，而該鼻件既有定位功能，又有美觀作用。
發明簡述本發明既要滿足上述考慮，又要滿足現有結構和方法。
因此，本發明的目的是提供一種改進的卡盤。
本發明的另一個目的是提供一種工作時徑向和軸向應力最小的卡盤。
本發明的另一個目的是提供一種其需要裝配的部件的數量最小的無鑰卡盤。
本發明的另一個目的是提供一種具有一改進的鼻件的卡盤，該鼻件既有裝飾作用，又能使前部套筒定位。
本發明的又一個目的是提供一種把整件式螺母保持在一卡盤主體上的改進的裝置。
為了實現上述和其它目的，提供了一種用于具有一可轉動驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，該卡盤包括，一般為圓柱形的主體件，該主體件有一鼻部和一尾部。尾部中有一與驅動器的驅動軸配合的軸向孔，鼻部中有一軸向孔以及若干與該軸向孔相通并相交的成角度設置的通道。卡盤還包括若干可在各成角度設置通道中滑動的卡爪，每一個卡爪的一邊有一夾緊面，其相反一邊有螺紋。卡盤還包括一可轉動地裝在主體上并與卡爪的螺紋嚙合的螺母以及一固定在主體件上的軸承止推圈。卡盤還包括一位于螺母與止推圈之間的自足的抗摩擦軸承組件以及一與螺母驅動嚙合并套在主體件鼻部上的一般為圓柱形的前部套筒，從而當相對主體件轉動前部套筒件時，就可移動各卡爪。
為了實現上述和其它目的，還提供一種用于具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，該卡盤包括一由一鼻部和一尾部構成的一般為圓柱形的主體，該尾部中有一與驅動器的驅動軸相配的軸向孔，該鼻部中有一軸向孔以及若干與該軸向孔相通相交的成角度設置的通道。卡盤還包括若干可在各成角度設置通道中滑動的卡爪，每一個卡爪的一邊有一夾緊面，而相反一邊有螺紋。卡盤還包括一可轉動地裝到該主體上并與卡爪上螺紋嚙合的螺母以及一套在主體件鼻部上而與該螺母驅動嚙合的一般為圓柱形的前部套筒件。該卡盤還包括一可裝到主體鼻部上的防銹鼻件，該鼻件使前部套筒件與螺母保持驅動嚙合，從而當相對主體件轉動所述前部套筒件時，就可移動各卡爪。
為實現上述和其它目的，還提供了一種用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，該卡盤包括一由一鼻部和一尾部構成的一般為圓柱形的主體件。該尾部可與驅動器的驅動軸配合，該鼻部中有一軸向孔以及若干成角度設置的與所述軸向孔相通相交的通道。該卡盤還包括若干可在成角度設置通道中滑動的卡爪，每一個卡爪的一邊有一夾緊面。該卡盤還包括一可轉動地裝在主休件上并與卡爪上的螺紋嚙合的螺母。該卡盤還包括一裝到主體上把該螺母保持在該主體上的螺母定位件，該螺母定位件包括一截頭圓錐形部。該卡盤還包括一套在主體件鼻部上而與螺母驅動嚙合的一般為圓柱形的前部套筒件，從而當相對主體件轉動該前部套筒件時，就可移動卡爪。在一優選實施例中，該螺母定位件還包括一壓接到主體件上的圓柱形部。
下面詳述本發明的其它目的、特征和方方面面。
下面結合附圖向熟悉本技術領域的人士詳述本發明及其最佳實施方式，附圖中圖1為本發明一實施例的卡盤的局部剖視的縱向視圖；圖2為圖1所示卡盤的分解圖；圖3為本發明另一實施例的局部剖視的縱向視圖；圖4為圖3所示卡盤的分解圖。
在本說明書和各附圖中，本發明的相同或相似特征和部件用同一標號表示。對較佳實施例的詳細描述應向熟悉本技術領域的人士指出，本說明書是說明例示性實施例而并不是對本發明的更寬方面作出限制，這些更寬方面體現在例示性結構中。
圖1和圖2示出本發明的一卡盤10。卡盤10包括一前部套筒件12、一可有可無的后部套筒件14、一主體件16和卡爪18。主體件16一般為圓柱形，包括一鼻部或前部20和一尾部或后部22。主體件16的鼻部20中有一軸向孔24。軸向孔24比該卡盤設計用來插入的工具的最大軸稍大。主體16的尾部22中有一與手動或機動驅動器(未畫出)的驅動軸相配的標準大小的螺紋孔26。孔24、26可與主體件16的中部28相通。盡管圖中示出一螺紋孔26，但此孔可代之以一與錐形驅動軸相配的標準大小的錐形孔。
主體件16中有供各卡爪18插入的通道30。最好使用三個卡爪18，各卡爪18之間相隔約120°的弧度。通道30和卡爪18的軸線與卡盤軸線斜交但與卡盤軸線相交在卡盤主體16前方同一點處。每一卡爪18有一一般與卡盤主體16的軸線平行的工具嚙合面32以及在其相反表面或外表面上的螺紋34。熟悉本技術領域的人士雖然可看出，在本發明范圍內，可使用任何合適類型和螺距的螺紋34。
如圖1和圖2所示，主體件16包括一止推圈件36，在一優選實施例中，它與主體件制成一體。止推圈件36包括一止推面38。止推面38包括一供下文欲詳述的一自足的抗摩擦軸承組件42的內擋圈抵靠其上的弧形座面40。止推圈件36的圓周上有若干卡爪通道30供卡爪18從中抽出。
主體件16包括一后部圓筒部44，其上有滾花表面46，以便可有可無的后部套筒14需要時壓接其上。主體16還包括一從后部圓筒部44伸展到止推圈36的第一錐體部48。第二錐體部50從止推面38處伸展到前部圓筒部52。前部圓筒部52的直徑大于第二錐體部50小端的直徑，從而在主體16的鼻部20和尾部22的中間形成第一環形凹槽54。主體16還包括一直徑縮小的鼻部56，以便插入一鼻件58，這在下文詳述。
本發明還包括一螺母60，在一優選實施例中，它為一對開螺母，其上有與卡爪18上的螺紋34配合的螺紋62，從而當所述螺母相對所述主體轉動時，所述卡爪前移或后退，螺母60可裝一定位圈64，從而該定位圈64裝配好后與螺母60保持在一起。在所示實施例中，由于前部圓筒部52直徑大，因此使用對開螺母。螺母60上有與前部套筒12上的驅動肋68配合的驅動槽66，從而當前部筒套12轉動時，螺母60隨之轉動而如上所述移動卡爪18。
一自足的軸承組件42可放在止推圈36與螺母60的一表面70之間。自足的軸承組件42包括一內擋圈72、一外擋圈74和保持在其間的軸承件76。在一優選實施例中，軸承件76為滾珠軸承。自足的軸承組件42可有一罩78套住內擋圈和外擋圈72、74而使該軸承組件成為一自足部件。內擋圈72上有一弧形面，其尺寸與形狀與止推圈36的止推面38上的弧形座面40相配。這一相配關系在卡盤工作時有助于對齊并使軸向和徑向應力最小。在一優選實施例中，自足的軸承組件42為一徑向止推軸承。
使用自足的軸承組件有若干優點。由于無需處置各滾珠軸承和隔圈，因此裝配大大簡化。此外，主體和螺母無需象把主體或螺母用作擋圈的現有軸承裝置所必需的那樣具有很大硬度或密度，因此材料的選用范圍大并因此制造成本下降。
前部套筒件12松套在卡盤10的鼻部20上。前部套筒12的驅動肋68與螺母60的馬區動槽66嚙合，從而前部套筒12與螺母60運轉地連接，即當轉動前部套筒12時，螺母60隨之轉動。前部套筒12包括一可抵靠在前部圓筒部52的內部表面和鼻部56上的環形凸緣部79。鼻件58的尺寸做成可壓接到鼻部56上而把前部套筒12固持在卡盤10上。應該看到，鼻件58也可用扣接或螺紋連接等等。鼻件58在所述卡盤裝配好后露出在外，因此最好涂上一層有色金屬防銹并使其外觀顯得漂亮。在一優選實施例中，該涂層可為鋅或鎳，但應指出，也可使用任何合適的涂層。
鼻件58用來使前部套筒件12在卡盤10上定位而與螺母60驅動嚙合。此外，鼻件58還可為鼻部56提供一外觀漂亮的蓋，從而無需在整個主體件16上涂以有色金屬材料即可有漂亮的外觀。需要時，可省去后部套筒件14而前部套筒件12一直伸展到主體16的尾部。這一方案可用在驅動器上設有心軸鎖定件之類或用驅動器收緊或松開卡爪之時。
前部套筒件12的圓周面可滾花或設置縱向肋條或其它突起以供操作員抓牢。同樣，若使用后部套筒件14，則其圓周面可按需要滾花或設置肋條。前部和后部套筒可用結構塑料制造，諸如聚碳酸酯、比方說玻璃填充聚丙烯等填充聚丙烯或各種結構塑料的混合物。在某些環境中也可使用比方說石墨填充聚合物之類的合成材料。熟悉本技術領域的人士不難看出，用來制造本發明卡盤的材料取決于卡盤的最終用途，上面只是舉例而已。
可以看到，后部套筒件14固定在主體件16上，而前部套筒件12與螺母60運轉地相聯而可相對主體件16轉動地連接其上。由卡爪18上的螺紋34與螺母60上的螺紋62的相互作用而造成的前部和后部套筒件12和14的相對轉動視該轉動的方向的不同而使卡爪18前移或后移。
圖3和圖4示出本發明另一實施例的卡盤110。卡盤110包括一前部套筒件112、一可有可無的后部套筒件114、一主體件116和卡爪118。主體件116一般為圓柱形，包括一鼻部或前部120和一尾部或后部122。主體件116的鼻部120中有一軸向孔124。軸向孔124比卡盤設計用來插入的工具的最大軸稍大。主體件116的尾部122中有一與手動或機動驅動器(未畫出)的驅動軸相配的標準大小的螺紋孔126。孔124、126可在主體件116的中部128處相通。盡管示出一螺紋孔126，但這一螺紋孔也可代之以與錐形驅動軸相配的標準大小的錐形孔。
主體件116中有供各卡爪118插入的通道130。最好使用三個卡爪118，各卡爪118之間相隔約120°弧度。通道130和卡爪118的軸線與卡盤軸線斜交并與卡盤軸線相交在卡盤主體116前方的同一點處。每一卡爪118包括一般與卡盤主體116的軸線平行的工具嚙合面132和其相反表面或外表面上的螺紋134。熟悉本技術領域的人士容易看出，可使用任何合適類型和螺距的螺紋134。
如圖3和圖4所示，主體件116包括一止推圈件136，在一優選實施例中，該止推圈件與主體件制成一體。止推圈件136的圓周上有若干導徑150供卡爪118從中抽出。止推圈件136上可有一供上述實施例中所述一自足軸承組件抵靠其上的弧形座面。
主體件116包括一后部圓筒部144，其表面146滾花，從而可供可有可無的后套筒114壓接其上。
本發明還包括一螺母160，在一優選實施例中，它為一整件式螺母，其上有與卡爪118上螺紋134配合的螺紋162，從而當所述螺母相對所述主體轉動時，所述卡爪就前移或后移。如圖4所示，螺母160上有與前部套筒112上的驅動肋168合的驅動槽166，從而當轉動前部套筒112時，螺母160隨之轉動而如上所述移動卡爪118。
一自足的軸承組件142可放在止推圈136與螺母160的一表面170之間。自足的軸承組件142包括一內擋圈172、一外擋圈174和保持在其間的各軸承件176。在一優選實施例中，軸承件176為滾珠軸承。自足的軸承組件142還可有一套住內擋圈和外擋圈172、174的罩178而使該軸承組件成為一自足部件。內擋圈172上可有一尺寸和形狀與比說方上述實施例所示止推圈176的止推面上的弧形座面相配的弧形成。這種配合關系在卡盤工作時有助于對齊并使軸向和徑向摩擦最小。在一優選實施例中，自足的軸承組件142為一徑向止推軸承。應該看到，本發明中可使用任何類型軸承結構，包括普通軸承面。
從圖3和圖4中還可看到，一螺母定位件總的表示為143。螺母定位件143包括一般為圓柱形的第一部分145和截頭圓錐形的第二部分147。大致為圓柱形的部分145壓套到鼻部或前部120的一部位上而使一部位149抵靠螺母160而防止螺母160在軸向上前移超過一定量。這一一定量決定于螺母固持件壓套到主體件上時所在的該部位。應該看到，螺母定位件143可壓套到主體的鼻部上，但按照本發明也可用任何其它合適方式緊固其上。螺母件160上有一凸緣151，螺母定位件143在螺母160與螺母定位件143接觸時以其部位149抵靠在凸緣151上。
前部套筒件112可松套在卡盤110的鼻部120上。前部套筒112的驅動肋168與螺母160的驅動槽166嚙合而使前部套筒112與螺母160運轉地連接，即當轉動前部套筒112時螺母160也隨之轉動。一鼻件158的尺寸做成可壓套到主體件116的前部120的前端上而把前部套筒112保持在卡盤110上。應該看到，鼻件158也可用扣接、螺紋連接等緊固其上。鼻件158在卡盤裝配好后露出在外，因此最好涂以一有色金屬涂層防銹并使其外觀漂亮。在一優選實施例中，該涂層可以是鋅或鎳，但應看到，也可使用任何合適涂層。
鼻件158用來使前部套筒件112在卡盤110上定位而與螺母160驅動嚙合。此外，鼻件158還可用來為鼻部156提供一外觀漂亮的蓋，從而無需在整個主體件116上涂上有色金屬材料即可顯得漂漂亮亮。需要時可省略后部套筒件114而前部套筒件112一直伸展到主體116的尾部。這一方案可用于驅動器上有一心軸鎖定件或用驅動器夾緊或松開各卡爪之時。
還應看到，也可使用扣環或任何其它裝置代替鼻件158而使前部套筒112定位。
前部套筒件112的圓周面可滾花或可設置縱向肋條或其它突起以供操作員抓牢。同樣，若使用后部套筒件114，其圓周面可滾花或設置肋條。前部和后部套筒可用結構塑料制造，諸如聚碳酸酯、比方說玻璃填充聚丙烯之類的填充聚丙烯或各種結構塑料的混合物。在某些環境中也可使用其它合成材料，例如石墨填充聚合物。熟悉本技術領域的人士不難看出，用來制造本發明卡盤的材料決定于卡盤的最終用途，上面只是舉例而已。
不難看出，后部套筒件114固定在主體件116上，而前部套筒件112與螺母160運轉地連接而可相對主體件116轉動地連接其上。由卡爪118上螺紋134與螺母160上螺紋162間的相互作用而造成的前部與后部套筒件112與114的相對轉動視該相對轉動的方向不同而使卡爪118前移或后移。
盡管上述說明針對一無鑰卡盤，但應看到，本發明原理可同樣用于有鑰卡盤，這在本發明范圍之內。
熟悉本技術領域的人士在由后附權利要求特別規定的本發明精神和范圍內可對本發明作出上述和其它修正和改動。此外還應看到，不同實施例的方方面面可全部或部分地互換。而且，熟悉本技術領域的人士不難看出，上述說明只是舉例而已，而并不是對后附權利要求進一步說明的本發明有所限制。
權利要求
1.一種用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，所述卡盤包括a)一具有一鼻部和一尾部的一般為圓柱形的主體件，所述尾部可與所述驅動器的所述驅動軸配合，所述鼻部中有一軸向孔以及若干與所述軸向孔相通并相交的成角度設置的通道；b)若干可在所述成角度設置通道中滑動的卡爪，每一所述卡爪的一邊有一夾緊面；c)一可轉動地裝在所述主體件上而與所述卡爪上的所述螺紋嚙合的螺母；d)一裝在所述主體件上而把所述螺母保持在所述主體上的螺母定位件，所述螺母定位件包括一截頭圓錐形部；以及e)一與所述螺母驅動嚙合并套在所述主體件的所述鼻部上的一般為圓柱形的前部套筒件，從而當相對所述主體件轉動所述前部套筒件時，就可移動所述卡爪。
2.按權利要求1所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，所述卡盤還包括一固定在所述主體上的軸承止推圈。
3.按權利要求2所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，進一步包括一鄰接所述止推圈放置的軸承件。
4.按權利要求3所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，所述軸承件為一自足的抗摩擦軸承組件。
5.按權利要求4所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，所述自足的軸承組件包括一內擋圈、一外擋圈以及保持在其間的軸承件，所述軸承組件進一步包括至少部分地套住所述內擋圈和外擋圈而使所述軸承組件成為自足部件的一罩。
6.按權利要求1所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，所述螺母定位件還包括一圓柱形部。
7.按權利要求6所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，所述圓柱形部壓套到所述主體件上。
8.按權利要求1所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，所述螺母的周邊上有一凸緣部，所述螺母定位件的所述截頭圓錐形部的一部分的尺寸做成抵靠所述螺母的所述凸緣部而防止所述螺母沿軸向向前移動。
9.按權利要求1所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，所述螺母為整件式螺母。
10.按權利要求1所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，進一步包括一固定在所述主體件的所述尾部上的后部套筒件。
11.按權利要求1所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，所述螺母上有供前部套筒件上的驅動肋嵌入的驅動槽。
12.按權利要求11所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，所述卡盤構成所述前部套筒件上的所述驅動肋與所述螺母上的所述驅動槽轉動嚙合而非軸向嚙合。
13.按權利要求1所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，用一防銹鼻件把所述前部套筒件保持在所述主體件上而與所述螺母轉動嚙合。
14.一種用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，所述卡盤包括a)一具有一鼻部和一尾部的一般為圓柱形的主體件，所述尾部可與所述驅動器的所述驅動軸配合，所述鼻部中有一軸向孔以及若干與所述軸向孔相通并相交的成角度設置的通道；b)若干可在所述成角度設置的通道中滑動的卡爪，每一所述卡爪的一邊有一夾緊面；c)一可轉動地裝到所述主體件上并與所述卡爪上的所述螺紋嚙合的整件式螺母；d)一在所述主體件上防止所述螺母沿軸向移向所述主體件的尾部的止推圈；e)一裝在所述螺母與所述止推圈之間的自足的軸承組件；f)一裝在所述主體上，防止所述螺母移向主體件的鼻部的螺母定位件，所述螺母定位件包壓括套到所述主體上、大體為圓柱形的第一部和抵靠所述螺母的截頭圓錐形第二部；以及g)一與所述螺母驅動嚙合并套在所述主體件的所述鼻部上的一般為圓柱形的前部套筒件，從而當相對所述主體件轉動所述前部套筒件時，就可移動所述卡爪。
15.按權利要求14所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，所述前部套筒上有驅動肋，而所述螺母上有驅動肋插入部，所述驅動肋插入部在所述螺母圓周上界定一插座供所述螺母定位件的所述截頭錐形部插入。
16.按權利要求14所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，進一步包括一裝到所述主體件的尾部上的后部套筒。
17.按權利要求14所述的用于一具有一可轉動的驅動軸的手動或機動驅動器的卡盤，其中，用一防銹鼻件把所述前部套筒件保持在所述主體件上。
18.一種使一卡爪驅動螺母在一卡盤上定位的螺母定位件，所述螺母定位件包括大致為圓柱形的軸向伸展第一部和沿軸向伸展的截頭圓錐形部，所述第一部可套在卡盤主體的一部位上而所述第二部可抵靠所述螺母而防止所述螺母在所述主體件上沿軸向朝所述螺母定位件移動。
全文摘要
用于一手動或機動驅動器的卡盤，包括一可轉動地裝在卡盤主體上而與卡盤卡爪的螺紋嚙合的螺母。該卡盤包括一位于該螺母和一止推圈之間的自足的抗摩擦軸承組件以及一與該螺母驅動嚙合并套在該卡盤主體的一鼻部上的一般為圓柱形的前部套筒件，從而當相對該主體件軸動該前部套筒件時，就可移動卡爪。該卡盤還包括一裝飾性防銹鼻件以及一改進的螺母定位件。
文檔編號B23B31/12GK1134679SQ9519083
公開日1996年10月30日 申請日期1995年6月26日 優先權日1994年8月12日
發明者克里斯托弗·B·巴頓, 斯蒂芬·W·斯特迪斯 申請人:動力工具支持架公司