CN1853834A - 速换钻头夹持装置 - Google Patents

Abstract

公开了用于在工件中形成孔并且使紧固件插入工件中的方法和设备。一个实施例总体上涉及用于形成孔并且使紧固件插入工件中的钻头夹持装置。该实施例包括刀具、六角形夹持构件、适配器六角形构件、双夹头构件、夹头保持罩和钻头。钻头能够进入工件钻孔，于是，钻头、夹头保持罩、双夹头构件和适配器六角形构件可以从六角形夹持构件中移走，从而允许刀具将紧固件用力插入工件中。

Description

速换钻头夹持装置

相关申请的交叉引用

本申请涉及并且要求2005年4月8日提交的序列号为60/669,443的美国临时申请的权益和优先权，该美国临时申请的整个主题在此引入作为参考。

本发明的契约起源

不适用。

技术领域

实施例总体上涉及用于形成孔并且使紧固件插入工件中的方法和设备，更具体地说，涉及用于形成孔并且使紧固件插入工件中的钻头夹持装置。

背景技术

例如在木器加工中，在工件中钻孔或者开口是众所周知的加工过程。基本上，刀具插入旋转驱动工具(例如钻或电动螺丝刀)中。一旦施加旋转力，钻头就在工件中钻孔。然后钻头移走并且刀具插入旋转驱动工具中(即，刀具“换出”钻头)。然后紧固件(例如螺钉)置于孔中，并且刀具被用于在工件中用力地插入紧固件并且固定紧固件。如果需要为紧固件钻埋头孔以便使紧固件的头部或顶部大体上与工件表面齐平的话，该步骤就会变得略微耗费更多时间，在该操作中，钻头可以用钻埋头孔的工具换出。钻埋头孔的工具被用于扩大至少一部分孔。然后刀具换出钻埋头孔的工具，刀具被用于将紧固件用力插入并且固定在工件中，以便使紧固件的头部大体上与工件表面齐平。

应当理解，仅仅使用一个旋转驱动工具来进行简单的钻孔并且插入紧固件会使简单的任务变成一项重复并且耗时的任务。对于需要很多紧固件的较大工件而言这点尤为正确。一种已知的解决方案是使用组合的钻头和埋头钻。虽然这消除了任务中的一个步骤，但是它不会影响操作，因为大多数时间被耗费在钻孔和插入紧固件上。另一种解决方案是针对钻头、埋头钻和刀具使用单独的旋转刀具装置，但是每个旋转刀具装置都需要等待操作者来选择。很明显，这样会使耗费较高(购买众多刀具装置)并且任务繁重(需要对两个或更多的各个旋转刀具装置充电或者提供动力)。本发明实施例的目标就是克服与上述有关的问题。

发明内容

实施例总体上涉及用于形成孔并且使紧固件插入工件中的方法和设备。一个实施例涉及速换钻头夹持装置，该速换钻头夹持装置包括刀具、六角形夹持构件、适配器六角形构件、双夹头构件、夹头保持罩和钻头。六角形夹持构件具有设置用于接收旋转驱动工具所提供的旋转力的第一和第二端。六角形夹持构件限定有至少第一和第二内部凹槽，用于可取下地接收刀具的第一端和第一中部。适配器六角形构件具有第一和第二端，并且限定有内部凹槽，用于可取下地接收刀具的第二端和第二中部。适配器六角形构件的第一端具有构造为用于可取下地插入六角形夹持构件的第二内部凹槽中的外壁，适配器六角形构件的第二端具有置于它的外壁上的螺纹。

该实施例还包括具有第一和第二端的双夹头构件，第一端构造为可分离地接收刀具的第二端和第二中部。双夹头构件、刀具的第二端和第二中部、适配器六角形构件的第一端协作地构造为，当双夹头构件第一端用力插入适配器六角形构件的第二端并且刀具的第二端和第二中部用力插入适配器六角形构件的第一端时，它们可以使旋转运动从刀具传递给双夹头构件。夹头保持罩具有带螺纹的内壁，与适配器六角形构件第二端带螺纹的外壁相对应，以便夹头保持罩可旋转地连接到适配器六角形构件的第二端。

该实施例的钻头具有可取下地插入双夹头构件第二端中的固定端。钻头的固定端、双夹头构件的第二端和夹头保持罩的内部协作地构造为，当钻头的固定端和双夹头构件的第二端用力插入夹头保持罩的内部时，它们可以将双夹头构件的旋转运动传递给钻头。钻头能够进入工件钻孔，于是，钻头、夹头保持罩、双夹头构件和适配器六角形构件从六角形夹持构件中移走，从而允许刀具经由钻头在工件中钻出的孔将紧固件用力地插入工件。

另外一个实施例涉及速换钻头夹持装置，该速换钻头夹持装置包括柄、刀具、六角形夹持构件、适配器六角形构件、双夹头构件、夹头保持罩和钻头。柄具有第一和第二端，第一端构造为用于旋转插入旋转驱动工具中。六角形夹持构件具有第一和第二端，第一端连接到柄的第二端，其中六角形夹持构件限定有嵌套的第一、第二和第三内部凹槽。

该实施例可以包括具有第一和第二端的适配器六角形构件，其中第一端限定有内部截头圆锥凹槽，第二端包括六角形内壁和带螺纹的外壁。双夹头构件具有相对的第一和第二端，并且多个抓取臂整体地连接到每个端，其中双夹头构件限定有置于相对的端之间的六角形中部。夹头保持罩具有构造为柱形的第一内部凹槽，它具有与适配器六角形构件第二端的带螺纹的外壁相对应的带螺纹的内壁，以便夹头保持罩可旋转地连接到适配器六角形构件的第二端。夹头保持罩还限定有构造为截头圆锥形的第二内部凹槽，凹槽邻近第一内部凹槽从而提供了穿过夹头保持罩的孔。

该实施例的钻头具有可取下地插入双夹头构件的第二端中的固定端。钻头的固定端、双夹头构件的第二端和夹头保持罩的内部协作地构造为，当钻头的固定端和双夹头构件的第二端用力插入夹头保持罩的内部时，它们可以将双夹头构件的旋转运动传递给钻头。钻头能够进入工件钻孔，一旦双夹头构件被压入适配器六角形构件中，双夹头构件的第一端就用力夹紧刀具，从而使刀具置于六角形夹持构件的第三凹槽内。刀具和钻头是可交换的，从而允许刀具将紧固件经由钻头在工件中钻出的孔用力插入工件中。

一个或多个实施例包括具有六边形构形的六角形夹持构件的第一和第二内部凹槽。六角形夹持构件的第二内部凹槽可以包括与刀具的第一中部配合的构形，以便旋转运动可以从六角形夹持构件传递给刀具。

至少一个实施例包括构造为与刀具的中部配合的适配器六角形构件的内部凹槽，以便旋转运动可以从刀具传递给适配器六角形构件。例如，适配器六角形构件的内部凹槽可以具有六边形构形。

其它实施例包括具有内部凹槽和具有六边形构形的外周的双夹头构件第一端，其中内部凹槽和外周纵向延伸至双夹头构件的中部。双夹头构件的第一端的外圆周可以构造为用于紧密地插入适配器六角形构件的内部凹槽中，以便双夹头构件的内部凹槽构造为紧密地接收刀具的第二端和第二中部。旋转运动从刀具传递给双夹头构件第一端。另外，在该实施例中，双夹头构件的内壁可以接合刀具的末端，使得在刀具用力置于双夹头构件的内部凹槽中时可以保持刀具的位置，并且使内壁垂直于双夹头构件的纵轴。

其它实施例包括双夹头构件的第二端，第二端具有多个从双夹头构件的中部伸出的抓取臂。抓取臂可以包括外部弓形壁，其尺寸设计得使之可以提供圆柱形外周从而促进插入夹头保持罩，并且包括配合起来夹紧钻头的内部弓形壁，以便旋转运动可以从双夹头构件第一端传递给钻头。内部弓形壁具有大体上等于钻头径向尺寸的径向尺寸。抓取臂可以平行于双夹头构件的纵轴延伸。另外，抓取臂的弓形内壁可以包括与抓取臂的弓形外壁形成锐角的倾斜部，从而促进钻头的固定端插入双夹头构件的第二端，并且还包括直立部，直立部平行于抓取臂的弓形外壁延伸从而促进钻头固定端的夹紧以便使旋转运动从双夹头构件传递给钻头。

该实施例还包括限定有截头圆锥形内部凹槽的夹头保持罩内部。夹头保持罩包括构造为柱形的外部，外部具有带螺纹的圆柱形内壁以便促进夹头保持罩旋转连接到适配器六角形构件的第二端的带螺纹的外壁上。

在一个或多个实施例中，夹头保持罩旋转连接到适配器六角形构件上，这样，就可以用力地促使抓取臂的内部弓形壁与钻头的固定端适当地接合，从而促使旋转运动传递给钻头的固定端。在双夹头构件的第二端置于夹头保持罩的内部凹槽内并且钻头的固定端置于双夹头构件的第二端内部之后，抓取臂的弓形内壁被有力地推动挤向钻头的固定端。当穿过工件钻孔之后，适配器六角形构件、双夹头构件、夹头保持罩和钻头与六角形夹持构件和刀具可以分开，从而允许刀具使紧固件有力地通过孔插入并且进入支撑工件的结构中。

其它实施例包括与前面所提供的相类似的速换钻头夹持装置，其特征在于，至少一部分夹头保持罩具有六角形外壁，该外壁构造为能够可取下地紧密容纳在六角形夹持构件的第一内部凹槽中。至少一部分夹头保持罩可以包括钻埋头孔的装置(例如包括截头圆锥部)，该装置具有至少一个凸出物，突出物具有相对的第一和第二端，第一端连接至夹头保持罩并且第二端由此向外延伸。此外，钻埋头孔的装置可以包括在钻埋头孔的装置外壁中形成的至少一个排屑槽。

附图说明

通过阅读下列附图中显示的实施例的详细说明，可以最好地理解具有上述和其它目的以及优点的实施例，图中：

图1显示了依照本发明一个实施例的速换钻头夹持装置的分解透视图；

图2显示了依照本发明一个实施例的图1中的速换钻头夹持装置装配后的透视图；

图3显示了依照本发明一个实施例的图1中的速换钻头夹持装置的局部分解透视图；

图4显示了依照本发明的另一个实施例的图1中的速换钻头夹持装置的剖面正视图；

图5显示了依照本发明一个实施例的图1中的速换钻头夹持装置的分解剖面正视图；

图6显示了依照本发明另一个实施例的速换钻头夹持装置的局部分解透视图；

图7显示了依照本发明一个实施例的图6中的速换钻头夹持装置的分解剖面正视图；

图8显示了依照本发明一个实施例的图7中的夹头保持罩和钻头的放大图；

图9显示了依照本发明另一个实施例的速换钻头夹持装置的夹头保持罩和钻头的放大图；

图10显示了依照本发明另一个实施例的速换钻头夹持装置的夹头保持罩和钻头的放大图；

图11显示了依照本发明另一个实施例的速换钻头夹持装置的夹头保持罩和钻头的放大图；

图12显示了依照本发明另一个实施例的速换钻头夹持装置的夹头保持罩和钻头的放大图；和

图13显示了依照本发明另一个实施例的速换钻头夹持装置的夹头保持罩和钻头的放大图。

具体实施方式

实施例总体上涉及用于形成孔并且使紧固件插入工件的方法和设备，更具体地说，涉及用于通过埋头钻形成孔并且使紧固件插入工件的钻头夹持装置。

现在参见图1-5，图中显示了依照一个实施例的速换钻头夹持装置，总体上由数字10表示。装置10由具有适当硬度的一种或多种材料(例如钢)制造而成，并且在至少一个实施例中，装置10包括至少一个柄12、刀具16、六角形夹持构件18、适配器六角形构件32、双夹头构件52和夹头保持罩58。

如图1-3所示，柄12包括第一端14和第二端22，其中第一端14构造为用于可松脱地插入到旋转驱动工具(未画出)中。旋转驱动工具(例如钻或电螺丝刀)又会构造为至少向柄12提供旋转力。

六角形夹持构件18具有第一端20和第二端24，第一端20配套地接收柄12的第二端22。六角形夹持构件18的第二端24包括并且限定有嵌套的第一内部凹槽26，用于可取下地接收刀具16。

在至少一个实施例中，刀具16包括第一端28、第一中部30、第二中部40和第二端38。六角形夹持构件18中嵌套的第一内部凹槽26构造成可取下地接收刀具16的至少第一端28和第一中部30。

适配器六角形构件32包括至少第一端34和第二端46。第一端34包括并且限定有内部凹槽36，该内部凹槽36构造为用于可取下地至少接收刀具16的第二端38和第二中部40。适配器六角形构件32的第一端34具有外壁42，该外壁42构造为用于可取下地插入到限定在六角形夹持构件18中的内部凹槽44中。适配器六角形构件32的第二端46包括布置在外壁50上的螺纹48上。

应当指出，虽然附图显示了六角形夹持构件18、适配器六角形构件32和夹头保持罩56，所有都具有具体的非圆形横截面几何形状，但是本发明并不限于这些几何形状。适当的非圆形几何形状包括多边形，例如正方形、六角形、八边形等等以及不具有拐角的椭圆形横截面。前面提到的元件18、32、56的圆形横截面也是适当的。

装置10还包括具有第一端54和第二端64的双夹头构件52。第一端54构造成可分离地接收刀具16的至少第二端38和第二中部40。在至少一个实施例中，双夹头构件52、第二端38、第二中部40和适配器六角形构件32的第一端34协作地构造为，当双夹头52的第一端54可分离地用力插入适配器六角形构件18的第二端24中时，并且刀具16的第二端38和第二中部40可分离地用力插入适配器六角形构件32的第一端34中时，使至少刀具16的旋转运动传递给双夹头52双夹头52。另外，夹头保持罩56至少具有带螺纹的内壁58，内壁与适配器六角形构件32的螺纹48对应，以便夹头保持罩56可分离地旋转连接适配器六角形构件32的第二端46。夹头保持罩56的外表面98构造成可以例如通过手或扳手来加强抓取。在一种情形下，表面96进行了滚花以便提供摩擦增强作用。在后面的情形下，设置了多边形横截面。

虽然显示并且讨论了带螺纹的内壁58，其中该螺纹48用于可分离地旋转连接夹头保持罩56和适配器六角形构件32，但是其它用于可分离地连接夹头保持罩56和适配器六角形构件32的装置也是可以的。例如，这种装置可以包括凸耳、棘爪固定装置、紧定螺钉等等。

在至少一个实施例中，装置10构造成使用总体由数字60表示的钻头。钻头60显示出具有可取下地插入双夹头构件52的第二端64中的固定端62。钻头60的固定端62、双夹头构件52的第二端64和夹头保持罩56的内部66协作地构造为，当钻头60的固定端62和双夹头构件52的第二端64可分离地用力插入夹头保持罩56的内部66中时，将至少双夹头构件52的旋转运动传递给钻头60。一旦施加旋转力，钻头60就能够向工件里钻孔，于是钻头60、夹头保持罩56、双夹头构件52和适配器六角形构件32就从六角形夹持构件18上移走。然后刀具16可以用来用力地将紧固件通过钻头60钻出的孔插入工件中。

在至少一个实施例中，当取其正交视图时，柄12具有六边形构形，并且它的纵向尺寸可以促使柄12的第一端14插入旋转驱动工具中。这使六角形夹持构件18的第一端20置于与旋转驱动工具相距一段通常的距离的位置上。如所示的那样，柄12的第一端12包括至少一个凹槽68，用于接收旋转驱动工具的棘爪固定装置并且在旋转驱动工具内部可取下地固定柄12。

六角形夹持构件18的第一端20整体地连接到柄12的第二端22。在所示实施例中，六角形夹持构件18包括构造为柱形的外壁，它的纵向和径向尺寸设计成便于包含第一和第二内部凹槽26和44。在该实施例中，第一凹槽26构造为六角形并且尺寸设计成能够可取下地紧密接收刀具16的相应的第一端28和第一中部30。第二凹槽44构造为六角形并且尺寸设计成能够可取下地紧密接收适配器六角形构件32相应的第一端34的六角形周边。

在操作时，刀具16是从具有相等的纵向和横向尺寸的多个刀具中预先选取的，刀具大体上包括类似的构造为六角形的第一和第二中部30和40。应当理解，刀具16的第一和第二端28和38的构形和功能可以变动。如所示的那样，刀具16的第一端28和第一中部30紧密地插入六角形夹持构件18的第一内部凹槽26中。刀具16的第二端38和第二中部40紧密地插入到适配器六角形构件32的构造为六角形的第一端34中的内部凹槽中。然而，应当理解，反之也可以发生，第一端28和第一中部30紧密地插入第一内部凹槽36中，同时刀具16的第二端38和第二中部40紧密地插入内部凹槽26中。

适配器六角形构件32的尺寸设计成，当适配器六角形构件32的第一端34接合六角形夹持构件18的第二端24时，插入的刀具16的第一端28置于六角形夹持构件中的第一内部凹槽26的端壁70附近。刀具16的第二端38置于适配器六角形构件32的第二端72附近。刀具16经过第一端34中构造为六角形的第一内部凹槽沿轴向在适配器六角形构件32中居中。

构造为六角形的第二内部凹槽74限定在适配器六角形构件32的第二端46中。在至少一个实施例中，第二内部凹槽74与第一内部凹槽38轴向对齐并且连接，从而在适配器六角形构件32内部设置了刀具16插入所经过的孔。第二内部凹槽74具有相对大于第一内部凹槽36的横向尺寸，从而在内部“突出部”76。当第一端54紧密地插入适配器六角形构件32的第二端46时，内部突出部76最后接合双夹头构件52的构造为六角形的第一端54的第一端78。内部突出部76防止双夹头构件52继续插入适配器六角形构件32。

如图所示，双夹头构件52包括大体上垂直于双夹头构件52的纵轴且置于中心的内壁80。内壁80最终接合刀具16的第二端38。在刀具16和适配器六角形构件32插入六角形夹持构件18中并且双夹头构件52的第一端54已经紧密地插入适配器六角形构件32的第二端46中之后，该接合使刀具16的轴向定位保持在六角形夹持构件18内部。

在至少一个实施例中，双夹头构件52的第二端64包括多个从双夹头构件52的中部84伸出的抓取臂82。抓取臂82包括具有圆柱形外周以便促进夹头保持罩56的插入的弓形外壁86。抓取臂82平行于双夹头构件52的纵轴延伸。抓取臂82还包括配合起来夹紧钻头60的固定端62的弓形内壁88，以便双夹头构件52第一端54的旋转运动可以传递给钻头60。在至少一个实施例中，内弓形壁88具有大体上与钻头60的径向尺寸相等的径向尺寸。

如图所示，抓取臂82的内弓形壁88包括与抓取臂82的外弓形壁86形成锐角的倾斜部90。内弓形壁88还包括大体上平行于抓取臂82的外弓形壁86延伸的直立部92。至少倾斜部90和直立部92会促进钻头60的固定端62的夹紧，从而使双夹头构件52的旋转运动传递给钻头60。

在至少一个实施例中，当取夹头保持罩56的侧面剖视图时(如图5最佳显示的那样)，夹头保持罩56的内部66包括构造为截头圆锥的内部凹槽94。夹头保持罩56包括构造为柱形的外部96，外部具有带螺纹的圆柱形内壁以便促进夹头保持罩56旋转连接到适配器六角形构件32的第二端46的带螺纹的外壁50上。夹头保持罩56旋转连接到适配器六角形构件32上，这样就可以用力地促使抓取臂82的内部弓形壁88与钻头60的固定端62适当地接合，从而促使旋转运动从柄12传递到钻头60。在双夹头构件52的第二端64置于夹头保持罩56的内部凹槽94内部并且钻头60的固定端62置于双夹头构件32的第二端64内部之后，抓取臂82的内弓形壁88被有力地推动挤向钻头60的固定端62。夹头保持罩56的外部96具有滚花外表面，从而促进操作装置10的人将保持罩56在适配器六角形构件32上夹紧和旋转。

在操作中，人选择最适合在工件上钻凹槽或通孔的钻头60。所选钻头60应该与所选紧固件的尺寸相对应，该紧固件将用力插入工件中或者穿透工件。然后选取刀具16，使驱动端能够适当地接合所选紧固件的头部以便刀具16的旋转运动能够传递给紧固件。然后拆卸装置10。刀具16插入六角形夹持构件18内部的第一内部凹槽26中，这样，所选的刀具16的驱动端就向外伸出超过六角形夹持构件18的第二端24。然后适配器六角形构件32插入六角形夹持构件18的第二内部凹槽44中，以便所选钻头16的端大体上与适配器六角形构件32的第二端72齐平。然后双夹头构件52的第一端54插入适配器六角形构件32的第二端46中直到双夹头构件52第一端54的端78接合适配器六角形构件32的内部突出部76为止。

然后所选钻头60插入双夹头构件52的第二端64直到钻头60的固定端62接合双夹头构件52中的内壁80为止。然后夹头保持罩56可旋转地固定至适配器六角形构件32第二端46带螺纹的外壁50，直到在夹头保持罩56拧紧时截头圆锥形的内部凹槽94的壁与抓取臂82接合，从而使双夹头构件52的抓取臂82被用力推动与钻头60的固定端82进行适当的接合时为止，从而重新组装速换钻头夹持装置10。然后柄12的第一端14插入旋转驱动工具中，直到柄12的凹槽68由例如旋转驱动工具中的棘爪机构接合时为止。钻头60定位成穿入工件预定的深度，于是，适配器六角形构件32迅速地与六角形夹持构件18分离，这样就暴露出固定在六角形夹持构件18中的刀具16并且允许刀具16接合所选的紧固件并且将紧固件插入通过钻头60在工件中形成的凹槽中或穿过孔。

现在参见图6、7和8，显示了速换钻头夹持装置的可选实施例，并且该装置总体上由数字100表示。图6-8显示了图5的速换钻头夹持装置的另一个实施例。更具体地讲，在图5、6、7和8中，刀具16和钻头60是同一个部件。图5中的六角形夹持构件18、适配器六角形构件32、双夹头构件52和夹头保持罩56在图6-8所示的实施例中已经经过了修改并且表示数字分别为18a、32a、52a和56a。

在该实施例中，六角形夹持构件18a包括扩大的径向尺寸，它使三个嵌套的轴向排列的凹槽102、104和106置于六角形夹持构件18a的中心。第一凹槽102具有最大的径向尺寸并且包括构造为六角形的内壁108，内壁108大小设计成相应地紧密接合夹头保持罩56a的六边形外壁110。第二凹槽104具有比第一凹槽102相对较小的径向尺寸。第二凹槽104包括构造为六角形的内壁112，它的尺寸设计成相应地紧密接合适配器六角形构件32a的六角形外壁114。第三凹槽106包括圆柱形内壁116，它具有比第二凹槽104相对更小的径向尺寸。第三凹槽106的直径大小可以促进刀具16或者钻头60可取下地插入其中。在该实施例中，柄12整体连接至六角形夹持构件18a已经修改成可以允许第三凹槽106沿纵向更长，这样，当刀具16需要将紧固件插入工件或者从工件抽出时，就可以促进钻头60沿纵向完全插入六角形夹持构件18a。

该实施例的适配器六角形构件32a包括在图6和7中通过数字42显示的“缩短”的纵向尺寸，它不与修改后的适配器六角形构件32a的任何部分接合。适配器六角形构件32a还包括与第二内部凹槽74“连接”或配合的截头圆锥凹槽118，从而提供了穿过经修改的适配器六角形构件32a的孔。

双夹头构件52a包括抓取臂120。在至少一个实施例中，抓取臂120具有同双夹头构件52的臂82相同的构形和数量。臂120固定至双夹头构件52a的六角形中部122的第一端78。

夹头保持罩56a在很多方面与图1-5所示的夹头保持罩56类似。然而，在该实施例中，初始夹头保持罩56的至少一部分滚花外部96包括夹头保持罩56a的六角形外壁110(如图6中最佳显示的那样)。然而，期望有至少一个实施例，其中，整个夹头保持罩56a包括六角形外壁110。

在操作中，可选的速换钻头夹持装置100装配成使钻头60暴露出来穿透工件。最初，钻头60插入到抓取臂82之间并且刀具16插入到抓取臂120之间。钻头60经过第一端124插入夹头保持罩56a中，直到抓取臂82接合用于形成夹头保持罩56a的内部凹槽94的壁为止，刀具16插入适配器六角形构件32a的第二内部凹槽74中，直到抓取臂120接合用于形成适配器六角形构件32a的凹槽118的壁为止。然后适配器六角形构件32a和夹头保持罩56a经由螺纹固定在一起，从而迫使抓取臂82与钻头60接合。这迫使抓取臂与刀具16接合，直到钻头60、夹头保持罩56a、双夹头构件52a、适配器六角形构件32a和刀具16紧紧地连接在一起时为止。在各个构件装配好之后，钻头60和刀具16伸出超过夹头保持罩56a和适配器六角形构件32a的各自的端部，从而允许钻头60接合工件并且刀具16接合紧固件。

为了使用钻头60，使适配器六角形构件32a的第二端46插入六角形夹持构件18a的第二凹槽104中，这样，六角形夹持构件18a就能够可取下地接收如上详述的装配后的构件，从而使刀具16进入第三凹槽106中。柄12旋转六角形夹持构件18a从而向钻头60施加旋转运动，该六角形夹持构件18a使适配器六角形构件32a旋转，适配器六角形构件32a使双夹头构件52a旋转，双夹头构件52a使钻头60旋转。

为了使用刀具16，六角形夹持构件18a就与上面详述的固定在一起的构件分离，从而暴露出刀具16。然后装配后的构件“翻转”，以便钻头60插入六角形夹持构件18a的第三凹槽106，并且夹头保持罩58a的六角形外壁110紧密并且适当地接合第一凹槽102的六角形内壁108，从而相对于紧固件固定刀具16的暴露位置。柄12旋转六角形夹持构件18a从而向刀具16施加旋转运动，该六角形夹持构件18a使夹头保持罩56a旋转，夹头保持罩56a使双夹头构件52a旋转，双夹头构件52a使适配器六角形构件32a旋转，适配器六角形构件32a使刀具16旋转。

图9显示了速换钻头夹持装置的另一个实施例，总体上由数字200表示。更具体地讲，图8所示的刀具16和钻头60与图5、6、7所示的相同。六角形夹持构件18a、适配器六角形构件32a和双夹头构件52a与上面关于图6-8讨论的相同。图5的夹头保持罩56在该实施例中已经修改并且由数字56b表示。

在该实施例中，六角形夹持构件18a包括扩大的径向尺寸，它使三个嵌套的轴向排列凹槽102、104和106置于六角形夹持构件18a的中心。夹头保持罩56b在很多方面与图6-8所示的夹头保持罩56a类似，它包括六角形外壁110，它构造为如前面所提供的那样紧密并且适当地与六角形内壁108接合。该实施例包括构造为具有钻埋头孔功能的钻埋头孔装置。在该实施例中，钻埋头孔装置包括截头圆锥部或头部126，该头部126邻近与夹头保持罩56b的第一端124相对的第二端128。在至少一个实施例中，至少截头圆锥部126构造为能够执行钻埋头孔的功能，即，截头圆锥部126被用于扩大孔的至少一部分来形成埋头孔，这样插入紧固件的头部大体上与工件表面齐平。

在至少一个实施例中，截头圆锥部126具有相对的第一端130和第二端132，并且外壁136限定在其中。第一端130邻近夹头保持罩56b的第二端128并与之连接。在至少一个实施例中，截头圆锥部126形成具有预定的倾角α，倾角α相对于邻近第一端130的平面134和外壁136来限定。在至少一个实施例中，倾角α限定在45和140度之间(例如82度)。

在操作中，速换钻头夹持装置200装配成使钻头60暴露出来以便穿入工件，如前面所提供的一样。最初，钻头60插入到抓取臂82之间并且刀具16插入到抓取臂120之间。钻头60经由第一端124插入夹头保持罩56b中，刀具16插入适配器六角形构件32a的第二内部凹槽74中，直到抓取臂120接合形成凹槽118的壁为止。然后适配器六角形构件32a和夹头保持罩56b通过螺纹固定在一起，从而迫使抓取臂82与钻头60接合并且迫使抓取臂120与刀具16接合直到钻头60、夹头保持罩56b、双夹头构件52a、适配器六角形构件32a和刀具16紧紧地连接在一起时为止。

为了使用钻头60，使适配器六角形构件32a的第二端46插入六角形夹持构件18a的第二凹槽104中，这样，六角形夹持构件18a就能够可取下地接收如上详述的装配后的构件，从而使刀具16进入第三凹槽106中。柄12使六角形夹持构件18a旋转从而向钻头60施加旋转运动，六角形夹持构件18a使适配器六角形构件32a旋转，适配器六角形构件32a使双夹头构件52a旋转，双夹头构件52a使钻头60和截头圆锥部126旋转，同时在工件内部形成孔和埋头孔。

为了利用刀具16，六角形夹持构件18a就与上面详述的固定在一起的构件分离，从而暴露出刀具16。然后装配构件“翻转”，以便钻头60插入六角形夹持构件18a的第三凹槽106，并且夹头保持罩56b的六角形外壁110紧密并且适当地接合六角形内壁108。

图10显示了速换钻头夹持装置的另外一个实施例，总体上由数字300表示。更具体地讲，图10所示的刀具16和钻头60与图1-9所示的相同。六角形夹持构件19a、适配器六角形构件32a和双夹头构件52a与图6-9所示的相同。图1-5的夹头保持罩56在该实施例中已经修改并且由数字56c表示。

夹头保持罩56c在很多方面与图9所示的夹头保持罩56b类似，它包括六角形外壁110，它构造为如前面所提供的那样紧密并且适当地与六角形内壁108和截头圆锥部126接合。在至少一个实施例中，截头圆锥部126包括限定在外壁136中的排屑槽138，其中排屑槽138在工件内部形成埋头孔。应当理解，虽然仅仅显示了一个排屑槽138，但是绕着截头圆锥部126间隔开的一个或多个排屑槽138(例如等距离或者不等距离间隔)也是可以的。另外，虽然显示了排屑槽138，但是用于形成埋头孔的其它装置，例如包括在外壁136中形成的锯齿也是可以的。

在操作中，速换钻头夹持装置300装配成使钻头60暴露出来以便穿入工件，如前面关于实施例200所提供的一样。钻头60和刀具16通过与前面所述相类似的方式来使用。

图11显示了速换钻头夹持装置的另一个实施例，总体上由数字400表示。更具体地讲，图11所示的刀具16和钻头60与图1-10所示的相同。六角形夹持构件18a、适配器六角形构件82a和双夹头构件52a与图6-10所示的相同。图1-5的夹头保持罩56在该实施例中已经修改并且由数字56d表示。

夹头保持罩56d在很多方面都与图9所示的夹头保持罩56b类似。在至少一个实施例中，截头圆锥部126包括具有相对的第一端142和第二端144的凸出物140。在所示实施例中，第一端142邻近截头圆锥部126的第一端130并且与之连接或者接合，第二端144远离第一端142向外朝向第二端132延伸。在至少一个实施例中，第二端144构造为倾斜的切割表面，用于执行钻埋头孔的功能。应当理解，凸出物140从截头圆锥部126笔直地向外延伸，凸出物朝向所述截头圆锥部126向内延伸也是可以的。还应当理解，至少在该实施例中，至少第一凹槽102的尺寸可以容纳凸出物140同时紧密地接合夹头保持罩56d。

图12显示了速换钻头夹持装置的另一个实施例，总体上由数字500表示。更具体地讲，图12所示的刀具16和钻头60与图1-11所示的相同。六角形夹持构件111a、适配器六角形构件32a和双夹头构件52a与上面关于图6-11所讨论的相同。图1-5的夹头保持罩56在该实施例中也已经修改并且由56e表示。

夹头保持罩56e在很多方面都与图11所示的夹头保持罩56d类似。在至少一个实施例中，截头圆锥部126包括多个绕着截头圆锥部126间隔开的凸出物140(例如等间距或者不等间距)。如图所示，每个凸出物140(图中显示了两个)具有相对的第一端142和第二端144，其中第二端144可以包括例如倾斜的切削边缘。应当理解第一凹槽102的尺寸也可以容纳多个凸出物同时紧密地接合夹头保持罩56d。

图13显示了速换钻头夹持装置的另一个实施例，总体上由数字600表示。更具体地讲，图13所示的刀具16和钻头60与图1-12中所示的相同。六角形夹持构件112a、适配器六角形构件32a和双夹头构件52a与图6-12所示的相同。图1-5的夹头保持罩56在该实施例中已经修改并且由数字56f表示。

夹头保持罩56f在很多方面都与图11所示的夹头保持罩56d类似。在该实施例中，截头圆锥部126包括如前所述的具有相对的第一端142和第二端144的凸出物140。然而，在该实施例中凸出物140包括限定在表面148中的至少一个排屑槽146。凸出物140和排屑槽146构造成如前所提供的那样形成埋头孔。应当理解，虽然显示出排屑槽148邻近第二端142，但是排屑槽148也可以在凸出物140上的任何位置处形成。

在操作中，速换钻头夹持装置300、400和500构造成使钻头60暴露出从而穿入工件并且形成埋头孔，与前面所提供的一样。利用实施例300、400和500的钻头60和刀具16来形成孔并且固定紧固件与此前所描述的类似。

虽然已经参照特定实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，可以在不脱离本发明的范围之内进行各种变化并且进行等效替换。另外，可以不脱离本发明的范围进行很多改进来适应本发明示教的特定情况或者材料。因此，本发明旨在不限于所公开的特定实施例，但是本发明却包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。

Claims (27)

1.一种速换钻头夹持装置，包括：

刀具；

六角形夹持构件，它具有第一和第二端，并且构造为接收旋转驱动工具提供的旋转力，所述六角形夹持构件限定有至少第一和第二内部凹槽，用于可取下地接收所述刀具的第一端和第一中部；

适配器六角形构件，它具有第一和第二端，所述适配器六角形构件限定有用于可取下地接收所述刀具的第二端和第二中部的内部凹槽，所述适配器六角形构件的所述第一端具有构造为用于可取下地插入所述六角形夹持构件的所述第二内部凹槽中的外壁，所述适配器六角形构件的所述第二端具有置于它的外壁上的螺纹；

双夹头构件，它具有第一和第二端，所述第一端构造为可分离地接收所述刀具的所述第二端和第二中部，所述双夹头构件、所述刀具的所述第二端和第二中部以及所述适配器六角形构件的所述第一端协作地构造为，当所述双夹头构件的所述第一端用力插入所述适配器六角形构件的所述第二端中，并且所述刀具的所述第二端和所述第二中部用力插入所述适配器六角形构件的所述第一端中时，它们使旋转运动从所述刀具传递给所述双夹头构件；

夹头保持罩，它具有带螺纹的内壁，内壁与所述适配器六角形构件的所述第二端的带螺纹的外壁相对应，以便所述夹头保持罩可旋转地连接到所述适配器六角形构件的所述第二端上；以及

钻头，它具有可取下地插入所述双夹头构件的所述第二端中的固定端，所述钻头的所述固定端、所述双夹头构件的所述第二端和所述夹头保持罩内部协作地构造为，当所述钻头的所述固定端和所述双夹头构件的所述第二端用力插入所述夹头保持罩的内部中时，它们可以使旋转运动从所述双夹头构件传递给所述钻头，从而所述钻头能够进入工件钻孔，于是，所述钻头、所述夹头保持罩、所述双夹头构件和所述适配器六角形构件从所述六角形夹持构件上移走，从而允许所述刀具通过由钻头钻入工件的所述孔将紧固件用力插入工件中。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述六角形夹持构件的所述第一和第二内部凹槽具有六边形构形。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述六角形夹持构件的所述第二内部凹槽包括与所述刀具的第一中部配合的构形，以便旋转运动可以从所述六角形夹持构件传递给所述刀具。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述适配器六角形构件的所述内部凹槽构造成与所述刀具的所述第二中部配合，以便旋转运动可以从刀具传递给所述适配器六角形构件。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述适配器六角形构件的所述内部凹槽具有六边形构形。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双夹头构件的所述第一端包括内部凹槽和具有六边形构形的外周，所述内部凹槽和所述外周纵向延伸至所述双夹头构件的中部。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述双夹头构件的所述第一端的所述外周构造为用于紧密地插入所述适配器六角形构件的所述内部凹槽中，以便所述双夹头构件的所述内部凹槽构造成紧密地接收所述刀具的所述第二端和所述第二中部，从而旋转运动从所述刀具传递给所述双夹头构件的所述第一端。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述双夹头构件的内壁接合所述刀具的末端，当所述刀具被用力地置于所述双夹头构件的所述内部凹槽内时，保持所述刀具的位置，并且所述内壁垂直于所述双夹头构件的纵轴。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双夹头构件的所述第二端包括多个从所述双夹头构件中部伸出的抓取臂。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述抓取臂包括：

a)弓形外壁，设计成提供圆柱形外周从而促进插入所述夹头保持罩中；和

b)弓形内壁，它配合夹紧所述钻头以便旋转运动从所述双夹头构件的所述第一端传递给所述钻头，所述弓形内壁的径向尺寸大体上等于所述钻头的径向尺寸。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述抓取臂平行于所述双夹头构件的纵轴延伸。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述抓取臂的所述弓形内壁包括：

a)倾斜部，与所述抓取臂的所述弓形外壁形成锐角，从而促进所述钻头的所述固定端插入所述双夹头构件的所述第二端；和

b)直立部，它平行于所述抓取臂的所述弓形外壁延伸，从而促进夹紧所述钻头的所述固定端，以便使旋转运动从所述双夹头构件传递给所述钻头。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，当取所述夹头保持罩的侧面剖视图时，所述夹头保持罩的所述内部限定有截头圆锥形的内部凹槽。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述夹头保持罩包括柱形外部，外部具有带螺纹的圆柱形内壁，从而促进所述夹头保持罩旋转连接至所述适配器六角形构件的所述第二端的所述带螺纹的外壁。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述夹头保持罩和所述适配器六角形构件的旋转连接用力推动所述抓取臂的所述弓形内壁与所述钻头的所述固定端适合的接合，从而促进旋转运动传递给所述钻头的所述固定端，在所述双夹头构件的所述第二端置于所述夹头保持罩的所述内部凹槽中并且所述钻头的所述固定端置于所述双夹头构件的所述第二端中之后，所述弓形内壁的所述有力的推动迫使所述抓取臂挤压所述钻头的所述固定端。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，当穿过工件钻孔之后，所述适配器六角形构件、双夹头构件、夹头保持罩和钻头与六角形夹持构件和刀具可以分开，从而允许所述刀具使紧固件有力地通过所述孔插入并且进入支撑所述工件的结构中。

17.如权利要求2所述的装置，其特征在于，至少一部分所述夹头保持罩具有六角形外壁，外壁构造为可取下地紧密容纳在所述六角形夹持构件内部的所述第一内部凹槽中。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，至少一部分所述夹头保持罩包括钻埋头孔的装置。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述埋头孔包括截头圆锥部。

20.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述钻埋头孔的装置包括至少一个具有相对的第一和第二端的凸出物，所述第一端连接至所述夹头保持罩并且所述第二端由此向外延伸。

21.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述钻埋头孔的装置包括至少一个在所述钻埋头孔的装置的外壁中形成的排屑槽。

22.一种速换钻头夹持装置，包括：

柄，它具有第一和第二端，所述第一端构造为用于旋转地插入旋转驱动工具中；

刀具；

六角形夹持构件，它具有第一和第二端，所述第一端连接到所述柄的所述第二端，所述六角形夹持构件限定有嵌套的第一、第二和第三内部凹槽；

适配器六角形构件，它具有第一和第二端，其中所述第一端限定有内部截头圆锥凹槽，所述第二端包括六角形内壁和带螺纹的外壁；

双夹头构件，它具有相对的第一和第二端，并且多个抓取臂整体地连接到每个所述端部，所述双夹头构件限定有置于相对的端之间的六角形中部；

夹头保持罩，它具有柱形的第一内部凹槽，凹槽具有带螺纹的内壁，内壁与所述适配器六角形构件的所述第二端的带螺纹的外壁对应，以便所述夹头保持罩可旋转地连接到所述适配器六角形构件的所述第二端上，所述夹头保持罩限定有截头圆锥形的置于所述第一内部凹槽邻近的第二内部凹槽，从而提供了穿过所述夹头保持罩的孔；

钻头，它具有可取下地插入所述双夹头构件的第二端中的固定端，所述钻头的所述固定端、所述双夹头构件的第二端和所述夹头保持罩内部协作地构造为，当所述钻头的所述固定端和所述双夹头构件的第二端用力插入所述夹头保持罩的内部中时，它们可以使旋转运动从所述双夹头构件传递给所述钻头，从而所述钻头能够进入工件钻孔，一旦所述双夹头构件被挤入所述适配器六角形构件中将所述刀具置于所述六角形夹持构件的所述第三凹槽中，所述双夹头构件的所述第一端就用力夹紧所述刀具，于是，所述刀具和所述钻头可以交换，从而允许所述刀具用力将紧固件通过由所述钻头在工件中钻出的孔插入工件中。

23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，至少一部分所述夹头保持罩具有六角形外壁，外壁构造为可取下地紧密容纳在所述六角形夹持构件内部的所述第一内部凹槽中。

24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，至少一部分所述夹头保持罩包括钻埋头孔的装置。

25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述埋头孔包括邻近所述钻头的所述固定端的截头圆锥部。

26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述钻埋头孔的装置包括至少一个由所述夹头保持罩向外延伸的凸出物。

27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述钻埋头孔的装置包括至少一个在所述钻埋头孔的装置的外壁中形成的排屑槽。

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