专利名称：增力自锁钻夹头及其自锁机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻夹头，本实用新型还涉及一种用于钻夹头的自锁机构。
背景技术：
现有的钻夹头，通常由钻体、夹爪、螺母、轴承和外套组成，钻体与动力源的传动轴 联接，三个夹爪分别安装在钻体上三个均布的斜孔内，夹爪上有螺纹并与螺母形成螺纹传 动，当转动与螺母联接的外套时，可使夹爪沿斜孔相对钻体移动，从而夹紧或松开工具柄。在以上结构的钻夹头中，由于夹爪与螺母之间的螺纹在工作负荷下产生很大的接 触应力，使其相对滑动的摩擦力很大，因而通过螺母与夹爪之间的螺纹传动产生的夹紧工 具柄的加持力不易足够大，这就使得在负荷大和有震动的工况下，夹爪夹不牢工具柄，存在 松动的隐患。为了改善钻夹头的夹紧性能，防止在工作过程中夹爪松脱，已知有多个棘轮棘爪 自锁机构，以防止夹爪松脱。美国专利US5，829，761公开了一种钻夹头，其具有自锁机构(locking system), 该自锁机构的基本构件为弹簧钢构件(aspring-steel entrainment element)，该弹簧钢 构件末端形成的棘爪，其可与沿钻体外圆周排列的棘齿啮合，如此，弹簧钢构件只能相对钻 体单项转动，从而形成自锁。美国专利US6，390，481公开了一种钻夹头，包括夹头体、多个夹爪、驱动多个夹 爪的套、以及轴承(bearing element)，其中该轴承的第一滚道(frist face)限定了一棘 轮(ratchet)、第二滚道(second face)限定了与棘轮可相互啮合的棘爪(pawl)。棘爪和 棘轮相互啮合即可形成自锁。然而，本实用新型人发现，在上述钻夹头中，采用公知的棘轮棘爪自锁机构会给钻 夹头的整体设计带来麻烦，这些麻烦包括但不限于应用公知的棘轮棘爪自锁机构会使钻 夹头的结构设计不合理或者不能应用于钻夹头的设计中。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种应用于钻夹头的新的自锁机构，本实用新型的目的 还在于提供一种具有该自锁机构的钻夹头。为此，一方面，本实用新型提供了一种自锁机构，用于钻夹头中，其包括离合齿 套，固定连接钻夹头的夹头体，其形成齿；椭圆变形环，具有基本圆形的第一形态和基本椭 圆形的第二形态，其中，其中，椭圆变形环的侧壁上具有齿，该齿在椭圆变形环处于第二形 态时与离合齿套的齿相啮合；以及控制套，用于控制椭圆变形环在第一形态和第二形态之 间转换。在本实用新型中，椭圆变形环上的齿既可以形成于外侧壁以形成外齿，也可以形 成于内侧壁而构成内齿。优选地，上述椭圆变形环具有用于挤压椭圆变型环侧壁的控制部，椭圆变形环的侧壁上具有接纳控制套的控制部的复位槽。优选地，上述自锁机构还包括限位结构，用于限定椭圆变形环和控制套之间的相 对转角。优选地，上述限位结构为设置于椭圆变形环上的定位部。优选地，上述限位结构为钻夹头的外套的内壁上设置的槽侧壁，其中，椭圆变形环 的键限位于槽侧壁之中。优选地，上述控制套上设置有使椭圆变形环保持于第一形态的突起。另一方面，本实用新型提供了一种钻夹头，其包括夹头体，其中具有多个沿圆周 等分的斜孔；多个夹爪，可滑动地设置在夹头体的斜孔内，其后端具有螺纹；分体螺母，可 旋转地设置在夹头体的外部，并与夹爪螺纹接合；螺母套，紧套在分体螺母的外部；外套， 可旋转地套设在夹头体的外部，其外表面形成握持部，向螺母套提供旋转驱动力；以及上述 的自锁机构，其中，自锁机构的椭圆变形环与螺母套或者螺母套的增力机构同步转动。优选地，上述椭圆变形环固定连接至钻夹头的螺母套。或者，上述椭圆变形环与钻 夹头的螺母套一体形成。优选地，上述椭圆变形环同步转动地连接至钻夹头的螺母套的下端。优选地，上述螺母套的本体下端具有径向向内延伸的钩键和开设有键槽的延伸壁 部；椭圆变形环的环体上开设有钩键定位槽和向外延伸的键；其中，螺母套的钩键与椭圆 变形环的钩键定位槽配合，椭圆变形环的键与螺母套的键槽配合。更优选地，上述椭圆变形 环的环体的钩键定位槽的下方为去除材料区。优选地，上述增力机构为杠杆增力机构。优选地，上述杠杆增力机构包括驱动件，设置在螺母套的上端，其具有至少一齿 槽；承力件，设置在螺母套的下端，其具有至少一齿槽以及与螺母套上的定位槽相接合的离 合控制部；以及杠杆，其上端的施力端与驱动件的齿槽啮合，其下端的支点端与承力件的齿 槽啮合，其中部的受力部可转动地装配在螺母套的驱动部，其中，承力件的离合控制部在脱 开定位槽时与离合齿套的内齿相啮合，驱动件的键与椭圆变形环的键接合在一起并且位于 外套的槽侧壁、之间。优选地，上述椭圆变形环包括通过若干联结部联接在一起的上环部和下环部，其 中，上环部上形成键，下环部的外圆周上具有复位槽、与啮合齿套相啮合的外齿、以及用于 对控制套的控制部进行限位的定位部。另外，本实用新型还提供了一种钻夹头，其包括夹头体，其中具有多个沿圆周等 分的斜孔；多个夹爪，可滑动地设置在夹头体的斜孔内，其后端具有螺纹；分体螺母，可旋 转地设置在夹头体的外部，并与夹爪螺纹接合；螺母套，紧套在分体螺母的外部；联接套， 可转动地安装于夹头体的联接孔中，与动力机具的驱动轴联接；上述的自锁机构，其中，自 锁机构的离合齿套的外表面形成握持部，控制套具有位于离合齿套和联接套之间的握持 部；以及中间套，其与联接套同步转动，并且与椭圆变形环的后部固定联接。优选地，上述自锁钻夹头还包括摩擦环，可转动地安装在分体螺母的轴承和夹头 体的承力台之间。优选地，上述椭圆变形环上设有与摩擦环的齿槽相啮合的驱动爪，摩擦环具有用 于限定椭圆变形环的驱动键、的转动角度的键侧壁。[0026]根据本实用新型的自锁机构可以用于多种结构的钻夹头中，其为钻夹头的自锁机 构的设计提供了 一种全新的思路。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优 点。下面将参照图，对本实用新型的其它的目的、特征和效果作进一步详细的说明。
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本实用新型的附图示出了本实用新型的 优选实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。图中图1示出了根据本实用新型第一实施例的增力自锁钻夹头的主剖视图；图2示出了图1所示增力自锁钻夹头处于松开状态的K-K向剖视图，其中，拆去了 螺母套、杠杆、承力件和外套；图3示出了图1所示增力自锁钻夹头处理夹紧装置的F-F向剖视图，其中，拆去了 杠杆；图4示出了图1所述增力自锁钻夹头处理夹紧状态的K-K向剖视图，其中，拆去了 螺母套、杠杆、承力件和外套；图5示出了图1所示增力自锁钻夹头处理松开状态的E-E向剖视图；图6示出了图1所示增力自锁钻夹头处理夹紧状态的E-E向剖视图；图7示出了图1所示增力自锁钻夹头的右向各局部剖视图；图8a示出了图1所示增力自锁钻夹头中的承力件3”的主剖视图和F向局部剖视 图；图8b示出了图8a所示承力件3”的俯视图；图9示出了根据本实用新型第二实施例的自锁钻夹头的主剖视图；图10示出了图9所示自锁钻夹头处于松开状态的N-N向剖视图；图11示出了图9所示自锁钻夹头处于夹紧状态的N-N向剖视图；图12a示出了图9所示自锁钻夹头的第一种椭圆变形环的展开图；图12b示出了图9所示自锁钻夹头的第二种椭圆变形环的展开图；图13示出了图9所示自锁钻夹头处于松开状态的M-M向剖视图；图14示出了图9所示自锁钻夹头处于夹紧状态的M-M向剖视图；图15示出了根据本实用新型第三实施例的自锁钻夹头的主剖视图；图16示出了图15所示自锁钻夹头处于松开状态的T-T向剖视图；图17示出了图15所示自锁钻夹头处于夹紧状态的R-R向剖视图；图18示出了根据本实用新型第四实施例的自锁钻夹头的主剖视图；图19示出了图18所示自锁钻夹头的U-U向剖视图；图20示出了图18所示自锁钻夹头处于松开状态的V-V向剖视图；图21示出了图18所示自锁钻夹头处于松开状态的W-W向剖视图；图22示出了图18所示自锁钻夹头处于夹紧状态的W-W向剖视图；图23示出了根据本实用新型第五实施例的自锁钻夹头的主剖视图；图24示出了根据本实用新型第六实施例的自锁钻夹头处于松开状态的剖视图， 其中，示出了自锁机构的变型实施例；[0055]图25示出了图24所示自锁钻夹头处于夹紧状态的剖视图；图26示出了根据本实用新型第七实施例的自锁钻夹头的螺母套的立体结构示意 图；图27示出了根据本实用新型第七实施例的自锁钻夹头的椭圆变形环的立体结构 示意图；图28示出了根据本实用新型第七实施例的自锁钻夹头的椭圆变形环和螺母套的 装配示意图；图29示出了根据本实用新型第七实施例的自锁钻夹头处于夹紧状态的剖视图；图30示出了根据本实用新型第八实施例的自锁钻夹头的椭圆变形环的立体结构 示意图；图31示出了根据本实用新型第八实施例的自锁钻夹头的椭圆变形环和螺母套的 装配示意图；以及图32示出了根据本实用新型第八实施例的自锁钻夹头处于夹紧状态的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利 要求限定和覆盖的多种不同方式实施。根据本实用新型的自锁机构优选应用于钻夹头中，现以具有该自锁机构的钻夹头 为例进行说明。第一实施例图1至图8b示出了根据本实用新型第一实施例的增力自锁钻夹头。其各部件的 装配关系描述如下如图1所示，三个夹爪13装于夹头体11的三个与基轴线成一夹角的三个斜孔中； 2片分体螺母12拼装于夹头体11上并与三个夹爪的螺纹相啮合，分体螺母外用螺母套2过
盈装配成一体。后盖18固定安装在夹头体11的后端，外套8经卡簧14和垫圈9轴向定位在夹头 体上。离合齿套10固定装配在夹头体11的前端。驱动件5可转动的套装于夹头体11上，承力件3”和轴套7也可转动的套装于夹 头体11上。如图1和图2所示，椭圆变形环09套装在控制套08与螺母套02之间，控制套08 的控制部083位于椭圆变形环09的复位槽093中。如图4所示，控制套08和椭圆变形环 09相对转动一角度Q，控制套08的控制部083抵压在椭圆变形环09的外壁上，使椭圆变型 环由原来的圆形变型为椭圆形，位于椭圆形长轴侧的齿091与离合齿套10上的齿101啮合。如图1和图3所示，椭圆变形环09上的键092插装在驱动件5的两个键54之间， 并与驱动件5同步相对外套8转动Q角，其中，驱动件5的键54和椭圆变形环09的键092 在外套槽侧壁801和802之间运动。如图5所示，承力件3”的离合控制部33与螺母套2的定位槽23啮合。如图6所 示，当承力件3”与螺母套2相对转动时，承力件3”的离合控制部33脱开与螺母套2的定位槽23的啮合，并在螺母套2外壁的抵压作用下与离合齿套10的离合齿101啮合。如图1和图7所示，杠杆6上端的施力端62与驱动件5的齿槽53啮合，其下端的 支点端63与承力件3”的齿槽32啮合，其中部的受力部61可转动的装配在螺母套的驱动 部21。控制套08套装在外套内壁，其上的键082与外套的槽82插接，使控制套08与外套 8同步转动。图8a和图8b示出了承力件3”，该承力套3”的下端具有齿槽32，上端设有控制部 33。下面图1至图8b对本实施例的增力自锁钻夹头的工作过程进行说明。夹紧工具柄过程如下在夹爪没有夹住工具柄处于不受力状态时，螺母是处于可自由转动状态，此时承 力件3的离合控制部33与螺母套的定位槽23靠弹性力而啮合在一起(如图5所示)，使承 力件3与螺母套2同步转动，杠杆6的受力部与螺母套的驱动部21联接，而支点端63又与 承力件的齿槽32啮合(如图7所示)，所以此状态下，杠杆6和螺母套2、承力件3同步自 由转动，杠杆6不转动。同时，在上述状态下控制套的控制部083位于椭圆变形环的复位槽093中(如图2 所示)，使控制套08和椭圆变形环09同步转动，而控制套的键082与外套的槽82插接(如 图1和图7所示)，椭圆变形环的键092插接在驱动件的两键54之间，所以这种状态下转动 外套8时，控制套08、椭圆变形环09和驱动件5与外套8同步转动。由于杠杆6的施力端62与驱动件的齿槽53啮合，所以在上述状态下(夹爪没夹住 工具柄时)，一转动外套，控制套、椭圆变形环、驱动件、杠杆、承力环、螺母套和螺母都同时 绕夹头体轴线转动，而夹爪螺纹与螺母螺纹啮合，因而螺母的转动转变为夹爪的前后移动。增力夹紧和锁紧防松过程如下转动外套当夹爪夹住工具柄时，所有可绕夹头体轴线转动的部件都受到阻力。欲 夹紧工具柄，需加力继续转动外套。①当转动力矩增加到某一值时，首先控制部083的复位槽093滑出，转过Q角，同 时外套槽侧壁802与键54接触(如图3所示)，控制部083压迫椭圆变形环发生椭圆变形， 由原来半径为D的圆变成长轴为D1、短轴为dl的椭圆形，椭圆变形环上分布的齿091有一 部分与离合齿套的齿101啮合(如图4所示)。②继续加力转动外套，槽侧壁802推动键54带动驱动件5同方向转动。此时，螺 母和螺母套因夹爪夹住工具柄而不能转动，所以驱动件5推动杠杆6使之绕螺母套的定位 部21转动，其结果是杠杆的支点部推动承力件3向与外套相反方向开始转动，迫使离合控 制部33从定位槽23中滑出(如图5和图6所示)，离合控制部33的爪尖与离合齿套的齿 101啮合在一起，即在此状态下，承力件与离合齿套夹头体固定在一起，无相对转动。这时再继续加力转动外套，则驱动件5带动杠杆6绕支点端63 (与承力件3啮合， 承力件3此时与夹头体无相对转动)转动，由受力部61通过驱动部21带动螺母套2和螺 母12绕夹头体轴线稍微转动，并驱动夹爪加力夹紧工具柄。以上受力传动过程中①螺母和夹爪的螺纹传动产生了增力作用，②杠杆L > 1，驱 动件施加于杠杆的施力端的力，转化到推动螺母转动的力矩是一个杠杆增力过程，这样，施 加于外套上的力矩经过以上过程，被增力施加于夹住工具柄。[0086]同时，由于椭圆变形环的齿091与离合齿套的齿101啮合，使与椭圆变形环通过键 092和键54相连的驱动件5相对离合齿套10不能反向转动，从而杠杆、螺母套、螺母也相对 离合齿套(和夹头体)不能相对转动，这样齿091与齿101的啮合，在振动工况下，起到了 防止螺母受振动而反向转动的锁紧防松作用。松开工具柄过程如下反向转动外套8，带动控制套08同步转动，直到控制部083转到复位槽093位置， 在弹性力作用下，控制部083进入复位槽093中(如图2所示)，齿091也与齿101脱开啮 合，而外套槽侧壁801此时也与键54接触。继续转动外套8，则槽侧壁801通过键54推动驱动件5转动，推动杠杆6绕支点 端63转动，并带动螺母反向转动，直到螺母套的定位槽23转动承力件的离合控制部33对 应位置，在弹性力作用下，控制部33进入定位槽23中，其爪尖也与齿101脱开啮合，再继续 反向转动外套时，控制件5、杠杆6、承力件3、螺母套2和螺母12同步转动，直到夹爪完全松 开工具柄。通过以上描述可以看出，在本实施例中，自锁机构由控制套08、椭圆变形环09和 离合齿套10构成。椭圆变形环为关键部件，该椭圆变形环09的正常形态(第一形态)为圆形，工作 形态(第二形态)为椭圆形，在长轴端设置有外齿091，用于与啮合齿套10的内齿101啮 合。控制套08，用于控制椭圆变形环的形态变化，在本实施例中，其通过控制部083来实现， 与之相配的，椭圆变形环09的与外齿间隔90度的外周上形成复位槽093。其中，控制部083在初始位置时位于复位槽093中，当控制套相对椭圆变形环09 转动时，控制部083则脱离复位槽093，抵压在椭圆变形环09的外壁上，使椭圆变型环09变 形呈椭圆形，这样可实现椭圆变形环长轴上的齿091与啮合齿套的内齿101啮合。如此，通 过选择内齿和外齿的形状，可限定椭圆变形环相对夹头体11单向转动或不转动，从而形成 想要的自锁机构。第二实施例图9至图14示出了根据本实用新型第二实施例的自锁钻夹头。本实施例与第一 实施例的区别去掉了杠杆6、驱动件5和承力件3”。下面结合参照图9至图14对本实施例的自锁钻夹头的各部件的装配关系进行描 述。如图9至图14所示，螺母套有键202，控制套08的键082装配于外套的槽侧壁801 和802之间的槽中，控制套08与外套同步转动；螺母套的键202和椭圆变形环的键092位 于外套槽侧壁802、801之间，并可相对外套转动Q角。如图10和图13所示，在外套可自由转动、夹爪自由移动状态下，控制套的控制部 083位于椭圆变形环的复位槽093中，而键092和键202依次靠向外套槽侧壁801。图12a和图12b示出了椭圆变形环的展开图。椭圆变形环09的联结部096将使 椭圆变形环09的上环部09a和下环部09b两部分联结起来。在图12a中，联接部096沿周 向延伸，在图12b中，联接部096沿轴向延伸。下面对本实施例的自锁钻夹头的工作过程进行说明。夹紧钻柄过程如下[0101]当正向转动外套、夹爪接触钻柄后，继续转动外套时，与外套同步转动的控制套的 控制部083从椭圆变形环的复位槽093中脱出转动Q角，滑动到定位部095的位置，位于该 椭圆形长轴的齿091与离合齿套的内齿101也进入啮合状态，而外套的侧壁802与椭圆变 形环的键092接触。再继续转动外套，则外套的侧壁802推动键092，使椭圆变形环09、螺母套2和丝 母12绕夹头体轴线转动，驱动夹爪加力夹紧钻柄。齿091与齿101的啮合起到锁紧防松作用。松开钻柄过程如下若要松开钻柄，则反向转动外套并带动控制套08 —起，先相对椭圆变形环09和螺 母套2反向转回Q角，使控制部083退回到复位槽093内，而齿091在椭圆变形环09的弹 性力和突起081的作用下，也与离合齿套的齿101脱开，外套的侧壁801与驱动键202接触 上。再转动外套和控制套，则螺母套2和椭圆变形环09随之转动而使夹爪松开钻柄。通过以上描述可以看出，在本实施例中的自锁机构与第一实施例中的自锁机构不 同之处在于，在本实施例中，椭圆变形环09由外套8的侧壁801、802驱动。控制套08上设 有突起081，有助于使变形后的椭圆变形环恢复成圆形，以使齿爪091与离合齿套10的齿 101彻底脱开啮合。另外，本实施例中的椭圆变形环09由上下两部分通过联接部096连接。第三实施例图15至图17示出了根据本实用新型第三实施例的自锁钻夹头。本实施例与第二实施例的区别在于将第二实施例的螺母套2和椭圆变形环09制 成一体的椭圆变形环09”，即椭圆变形环09”的后部(螺母套功能)将分体丝母12紧固成 一体，从而将分体丝母12在夹头体上定位，前部制有复位槽093、定位部095和齿091。第四实施例图18至图22示出了根据本实用新型第四实施例的自锁钻夹头。下面结合图18 至图22对各部件之间的装配关系进行描述。钻夹头通过联接套04的螺孔(或锥孔)是与动力机具的驱动轴联接，联接套的轴 045可转动的安装在夹头体的联接孔111中。中间套05与椭圆变形环后部固定联接并与椭圆变形环09”和螺母12同步转动， 中间套的卡接部051和驱动键052分别与联接套的卡接槽041和驱动槽042联接，从而使 中间套05与联接套04轴向联接在一起，并同步转动。椭圆变形套09”和螺母12也一起同 步转动。摩擦环07可转动的安装在轴承16和夹头体承力台112之间。插孔102和046是 为便于省力松开工具柄而设置的。下面对本实施例的自锁钻夹头的工作过程进行说明。夹紧工具柄过程如下工作时，先手持离合齿套10”和联接套04并正向相对转动，带动螺母12相对夹头 体转动，并驱动夹爪13夹住工具柄；再反向转动控制套的握持部084，使控制部083从复位 槽093 (如图21所示)中滑出，转到定位部095位置(如图22所示)，齿091也与齿101进 入啮合状态。在此状态下，螺母、椭圆变形套不能反向转动，即螺母相对夹头体和夹爪处于不能反向转动的锁紧状态来防止所夹持的工具因振动而松脱。此时用动力机具进行钻孔等作业 时，动力机具对联接套及螺母的正向驱动力矩与钻孔作业对工具柄、夹爪的反向力矩形成 对工具柄夹紧的力矩，使夹爪牢牢的夹住工具柄。松开工具柄过程如下若欲松开工具柄，先正向转动握持部084，使控制部083从图22所示位置转动图 21所示的原始位置，解除锁紧状态，再相对反向转动离合器套10”和联接套04、即可松开。摩擦环07是用于防止在上述作业过程中产生过大的对工具柄的夹紧力，过大的 夹紧力造成作业后不易松开工具柄。设置摩擦环07的工作原理如下在驱动夹紧力不超过某一限值时，动力机具从联 接套04经中间套传递到椭圆变形套09的正向驱动夹紧的力矩，经驱动爪099驱动摩擦环 07与螺母12同步转动(滚动轴承16没有滚动)。当夹爪对工具柄的夹紧力逐渐增大时，螺母通过轴承16对摩擦环07的压力也逐 渐增大，摩擦环07与承力台112之间的摩擦阻力也逐渐增大，增大到一定值时，驱动爪099 克服自身的较小的弹性力而从齿槽073中滑出，则椭圆变形套连同驱动爪099，驱动键097、 098及螺母一同转动(这时滚动轴承16发生滚动)，直到转过a角驱动键098与摩擦环的 键侧壁072接触。由于上述状态是夹爪夹住工具柄后，螺母又相对夹爪转过a角，产生的夹紧力及 摩擦环07与承力台112之间的摩擦力大大增加，这时若要继续增大夹爪对工具柄的夹紧 力，除要克服螺母与夹爪螺纹的摩擦阻力，椭圆变形套的驱动键098还要推动受到很大摩 擦阻力的摩擦环07转动，也就是说动力机具施加的驱动力矩，有很大一部分通过驱动键 098和摩擦环07直接作用于夹头体，只有少部分用于驱动螺母继续增大夹紧力，所以夹爪 对工具柄的夹紧力达到某一值后就难于再提高了。松开时，椭圆变形套的键098、097和驱动爪099向松开方向转动，摩擦环07先不 动，滚动轴承16先相对摩擦环07转动，由于滚动摩擦阻力远小于滑动摩擦阻力，所以用较 小的力就可以反向转过a角，使键097与键侧壁071接触。因为已反向转过a角，摩擦环07 与承力台112之间的正压力和摩擦力大大减小，此时只需较小的力就可以再继续转动椭圆 变形套、摩擦环和螺母套，直到夹爪松开工具柄。本领域技术人员可以理解，本实施例中的椭圆变形套与前面所述的椭圆变形环所 起的基本作用相同，因需握持而成套状。第五实施例图23示出了根据本实用新型第五实施例的自锁钻夹头。本实施例与第二实施例 的区别在于钻夹头的后套兼作离合齿套10，其内圆周上形成有齿101，以与椭圆变形环09 的长轴端的齿091受控制地啮合。第六实施例图24和图25示出了根据本实用新型第六实施例的自锁钻夹头，其中示出了自锁 机构的变型实施例。如图24和图25所示，椭圆变形环09的内周壁上具有内齿091，离合齿套10位于 椭圆变形环09的内侧，具有外齿101，当椭圆变形环由正圆形变化成椭圆形时，椭圆变形环 的内齿091与离合齿套10的外齿啮合。[0131]控制套08的控制部083位于椭圆变形环09和离合齿套10之间的间隙中，用于控 制椭圆变形环在正圆形和椭圆形之间变化。椭圆变形环09上设有供控制套08的控制部083定位于其中(如图24所示)的复 位槽093。当控制套08相对椭圆变形环09转动一个角度时，控制部083脱开定位槽093， 抵压椭圆变形环的侧壁使其变型呈椭圆形，如此，椭圆变形环的齿091则可与离合齿套10 的外齿相啮合而实现自锁。第七实施例图26至图29示出了根据本实用新型第七实施例的自锁钻夹头，本实施例是第二 实施例的变型实施例。图26示出了螺母套2，其具有呈套状的本体201，该本体201的顶端具有突出于本 体201延伸的多个键202，该本体201下端具有径向向内延伸的钩键206和开设有键槽205 的延伸壁部203，延伸壁部203之间为空槽204。图27示出了椭圆变形环09’，其环体中开设有钩键定位槽094、复位槽093、向外延 伸的定位部095和多个齿091。图28示出了椭圆变形环09’装配于螺母套2下端。其中，椭圆变形环09’通过向 外延伸的键092”和钩键定位槽094分别与螺母套2的键槽205和钩键206联接，以使椭圆 变形环09’与螺母套2联接在一起并同步转动。结合参照图29和第二实施例中的图9至图14，其中，螺母套2的键202位于外套 的槽侧壁801和802中，螺母套2可相对外套转动Q角。在外套可自由转动、夹爪自由移动状态下，控制套的控制部083位于椭圆变形环 的复位槽093中，而键202靠向外套槽侧壁801。夹紧钻柄过程如下当正向转动外套、夹爪接触钻柄后，继续转动外套时，与外套同步转动的控制套的 控制部083从椭圆变形环的复位槽093中脱出转动Q角，滑动到定位部095的位置，位于该 椭圆形长轴的齿091与离合齿套的内齿101也进入啮合状态，而外套的侧壁802与螺母套 2的键202接触。再继续转动外套，则外套的侧壁802推动螺母套2的键202，使椭圆变形环09’、螺 母套2和丝母12绕夹头体轴线转动，驱动夹爪加力夹紧钻柄。齿091与齿101的啮合起到 锁紧防松作用。松开钻柄过程如下若要松开钻柄，则反向转动外套并带动控制套08 —起，先相对椭圆变形环09’和 螺母套2反向转回Q角，使控制部083退回到复位槽093内，而齿091在椭圆变形环09’的 弹性力和突起081的作用下，也与离合齿套的齿101脱开，外套的侧壁801与螺母套2的键 202接触上。再转动外套和控制套，则螺母套2和椭圆变形环09随之转动而使夹爪松开钻柄。通过以上描述可以看出，与第二实施例相比，椭圆变形环09’直接连接在螺母套2 的下端，螺母套2与外套驱动配合；在夹紧钻柄时由螺母套带动其转动，在松开钻柄时带动 螺母套转动，如此，钻夹头的结构得到了简化，同时椭圆变形环在钻夹头轴线方向的尺寸减 小了，如此，在使用同样材质的情况下，椭圆变形环09’的结构强度增加了，进而钻夹头的可靠性得到了进一步提高。第八实施例图30至图32示出了根据本实用新型第八实施例的自锁钻夹头。与第七实施例的 钻夹头相比，椭圆变形环09’的结构得到了进一步简化。图30示出了结构简化的椭圆变形环09’，其环体的钩键定位槽094下方的材料被 去除了，形成了去除材料区，仅保留了一个或两个齿091，如此，椭圆变形09’有更好的柔性 并且更易于制造。通过以上描述可以看出，本实用新型自锁机构可以用于多种结构的钻夹头中，其 为钻夹头的自锁机构的设计提供了 一种全新的思路。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。附图标记说明2—螺母套 201—螺母套本体202—键203—延伸壁部204—空槽205—键槽206—钩键21—驱动部 23—定位槽24—下环部3”一承力件 32—齿槽33—离合控制部4—锁环45—键47—棘爪04-联接套042—驱动槽046—插孔05—中间套052—驱动建53—齿槽6—杠杆62—施力端7—轴套07------摩擦环073------齿槽8—夕卜套82—槽08—控制套
44—棘齿 46-定位部
041-卡接槽
045—轴
051-卡接部 5-驱动件 54—键 61—受力部 63-支点端 72-滚珠
071、072-----键侧壁
801、802—槽侧壁
081-突起 083-控制部0178]084—握持部0179]09、09，、09”一椭圆变形环091-~齿0180]092—键093-_复位槽0181]092”一键094--钩键定位0182]095—定位部096-_联结部0183]097、098-----驱动键099-_驱动爪0184]9—垫圈0185]10、10”一离合齿套101--离合齿0186]102—插孔11—夹头体0187]111-联接孔(轴孔、螺纹孔或锥孔)0188]112—承力台12—螺母0189]13—夹爪14—卡簧0190]15—轴承垫16—轴承0191]18—后盖。
1权利要求一种自锁机构，用于钻夹头中，其特征在于，包括离合齿套(10、10”)，固定连接至所述钻夹头的夹头体(11)，其形成齿(101)；椭圆变形环(09、09”)，具有基本圆形的第一形态和基本椭圆形的第二形态，其中，所述椭圆变形环(09、09”)的侧壁上具有齿(091)，所述齿(091)在所述椭圆变形环(09、09”)处于所述第二形态时与所述离合齿套(10、10”)的齿(101)相啮合；以及控制套(08)，用于控制所述椭圆变形环(09、09”)在所述第一形态和第二形态之间转换。
2.根据权利要求1所述的自锁机构，其特征在于，所述控制套(08)上具有用于挤压所述椭圆变型环(09、09”)侧壁的控制部(083)； 所述椭圆变形环(09、09”)的侧壁上具有接纳所述控制套(08)的控制部(083)的复位 槽(093)。
3.根据权利要求1所述的自锁机构，其特征在于，还包括限位结构，用于限定所述椭圆变形环(09、09”)和所述控制套(08)之间的相对转角。
4.根据权利要求2所述的自锁机构，其特征在于，所述限位结构为设置于所述椭圆变形环(09、09”)上的定位部(095)。
5.根据权利要求2所述的自锁机构，其特征在于，所述限位结构为所述钻夹头的外套(8)的内壁上设置的槽侧壁(801、802)，其中，所述 椭圆变形环(09,09")的键(092)限位于所述槽侧壁(801,802)之中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的自锁机构，其特征在于，所述控制套(08)上设置有用于使所述椭圆变形环(09)保持于所述第一形态的突起 (081)。
7.一种钻夹头，包括夹头体(11)，其中具有多个沿圆周等分的斜孔；多个夹爪(13)，可滑动地设置在所述夹头体(11)的斜孔内，其后端具有螺纹； 分体螺母(12)，可旋转地设置在所述夹头体(11)的外部，并与所述夹爪(13)螺纹接合；螺母套(2)，紧套在所述分体螺母(12)的外部，外套(8)，可旋转地套设在所述夹头体(11)的外部，其外表面形成握持部，向所述螺母 套(2)提供旋转驱动力，其特征在于，还包括根据权利要求1至6中任一项所述的自锁机构，其中，所述自锁机 构的椭圆变形环(09,09")与所述螺母套或者所述螺母套的增力机构同步转动。
8.根据权利要求7所述的钻夹头，其特征在于，所述椭圆变形环(09)固定连接至所述钻夹头的螺母套(2)。
9.根据权利要求7所述的钻夹头，其特征在于，所述椭圆变形环(09’ )同步转动地连接至所述钻夹头的螺母套(2)的下端。
10.根据权利要求7所述的钻夹头，其特征在于，所述螺母套(2)的本体(201)下端具有径向向内延伸的钩键(206)和开设有键槽 (205)的延伸壁部(203)；所述椭圆变形环(09’ )的环体上开设有钩键定位槽(094)和向外延伸的键(092”)； 其中，所述螺母套(2)的钩键(206)与所述椭圆变形环(09’ )的钩键定位槽(094)配 合，所述椭圆变形环(09’ )的键(092”)与所述螺母套(2)的键槽(205)配合。
11.根据权利要求7所述的钻夹头，其特征在于，所述椭圆变形环(09’ )的环体的钩键定位槽(094)的下方为去除材料区。
12.根据权利要求7所述的钻夹头，其特征在于，所述椭圆变形环(09)与所述钻夹头的螺母套(2) —体形成。
13.根据权利要求7所述的钻夹头，其特征在于， 所述增力机构为杠杆增力机构。
14.根据权利要求13所述的钻夹头，其特征在于，所述杠杆增力机构包括 驱动件(5)，设置在所述螺母套(2)的上端，其具有至少一齿槽(53)；承力件(3”)，设置在所述螺母套(2)的下端，其具有至少一齿槽(32)以及与所述螺母 套(2)上的定位槽(23)相接合的离合控制部(33)；以及杠杆(6)，其上端的施力端(62)与所述驱动件(5)的齿槽(53)啮合，其下端的支点端 (63)与所述承力件(3”)的齿槽(32)啮合，其中部的受力部(61)可转动地装配在所述螺 母套的驱动部(21)，其中，所述承力件(3”)的离合控制部(33)在脱开所述定位槽(23)时与所述离合齿套 (10)的内齿(101)相啮合，所述驱动件(5)的键(54)与所述椭圆变形环(09)的键(092)接合在一起并且位于所 述外套(8)的槽侧壁(801、802)之间。
15.根据权利要求7所述的钻夹头，其特征在于，所述椭圆变形环(09)包括通过若干联结部(096)联接在一起的上环部(09a)和下环 部(09b)，其中所述上环部(09a)上形成所述键(092)，所述下环部(096)的外圆周上具有所述复位 槽(093)、与所述啮合齿套(10)相啮合的外齿(091)、以及用于对所述控制套(08)的控制 部(083)进行限位的定位部(095)。
16.一种钻夹头，其特征在于，夹头体(11)，其中具有多个沿圆周等分的斜孔；多个夹爪(13)，可滑动地设置在所述夹头体(11)的斜孔内，其后端具有螺纹； 分体螺母(12)，可旋转地设置在所述夹头体(11)的外部，并与所述夹爪(13)螺纹接合；螺母套(2)，紧套在所述分体螺母(12)的外部； 其特征在于，还包括联接套(04)，可转动地安装于所述夹头体(11)的联接孔(111)中，与动力机具的驱动 轴联接；根据权利要求1至6中任一项所述的自锁机构，其中，所述自锁机构的离合齿套(10”) 的外表面形成握持部，所述控制套(08)具有位于所述离合齿套(10”)和联接套(04)之间 的握持部(84)；以及中间套(05)，其与所述联接套(04)同步转动，并且与所述椭圆变形环(09”)的后部固定联接。
17.根据权利要求16所述的钻夹头，其特征在于，还包括摩擦环(07)，可转动地安装在所述分体螺母(12)的轴承(16)和所述夹头体(11)的承 力台(112)之间。
18.根据权利要求17所述的钻夹头，其特征在于，所述椭圆变形环(09”)上设有与摩擦环(07)的齿槽(073)相啮合的驱动爪(099)， 所述摩擦环(07)具有用于限定所述椭圆变形环(09”)的驱动键(097、098)的转动角 度的键侧壁(071、072)。
专利摘要本实用新型公开了一种自锁机构，用于钻夹头中，其包括离合齿套，固定连接钻夹头的夹头体，其形成齿；椭圆变形环，具有基本圆形的第一形态和基本椭圆形的第二形态，其中，其中，椭圆变形环的侧壁上具有齿，该齿在椭圆变形环处于第二形态时与离合齿套的齿相啮合；以及控制套，用于控制椭圆变形环在第一形态和第二形态之间转换。本实用新型还公开了一种具有本自锁机构的增力自锁钻夹头。根据本实用新型的自锁机构可以用于多种结构的钻夹头中，其为钻夹头的自锁机构的设计提供了一种全新的思路。
文档编号B23B31/12GK201677051SQ20102000047
公开日2010年12月22日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者周泽信, 李桂杰 申请人:山东威达机械股份有限公司