弹性夹具 【发明背景】
本发明一般涉及一种用于钻头或者电动或气动驱动器的夹具。本发明特别涉及一种无键式夹具，它能够通过手动或者驱动马达作用而夹紧或者放松。
手动或者电动或气动工具驱动器是公知的。尽管麻花钻是采用这种驱动器的最公知工具，但是这种工具还可以包括螺钉驱动器、螺母驱动器、砺石、磨石和其它切割或者磨削工具。由于这种工具可带有不同直径的柄或者这些工具柄的截面形状是多边形的，所以设备中通常带有可以在较宽范围内调整的夹具。这种夹具可以通过螺纹或者锥孔安装到驱动器上。
已有技术中已开发了多种夹具。在一种最简单的夹具中，有三个沿圆周相互间隔大约120度的夹爪，所述夹爪被限制在成角度设置的通道中，所述通道位于安装到驱动轴上的主体内，当主体沿某一方向相对于与夹爪啮合的约束螺母转动时，它迫使夹爪夹住工具的圆柱柄。沿相反的方向旋转则进行释放。如果用手进行转动，则这种夹具可以是不带键的。这种夹具的一个例子已经在转让给本受让人、名称为“非冲击式无键夹具”的美国专利第5,125,673号中公开，该专利所公开的全部内容均作为参考文献包括在本文中。
尽管成功研制了上述美国专利第5,125,673号所述的无键夹具，但是仍希望有更多种的无键夹具以适应更多的应用场合。当然，也希望有一种元件更少/或制造费用更低的无键夹具出现。
在用于将冲击钻中的钻头固定的传统夹具中，使用工具时的振动会使夹爪松驰其对工具轴的夹持力。对于工件以及工具的操作来说，这都是不期望的因素。
发明目地
本发明发现并解决了已有技术的结构和方法中存在的上述以及其它问题。
因此，本发明的目的是提供一种改进的夹具，其中，使用时的振动不会导致夹爪放松其对工具轴的夹持。
本发明的另一个目的是提供一种改进的无键夹具。
本发明的另一个目的是提供一种无键夹具，它能够允许在操作中更有效地将螺母紧固到夹爪上。
本发明的另一个目的是提供一种无键夹具，它具有最少数目的必须装配的元件。
本发明的另一个目的是提供一种无键夹具，它改进了用于限制螺母轴向移动、使之不超过预定位置的机构。
这些目的以及其它目的将通过提供这样的夹具来实现，即该夹具用于具有旋转驱动轴的手动或者电动驱动器，该夹具包括一个大致为圆柱形的主体元件，它具有一个前部和一个尾部。所述尾部内具有一个轴向孔，以便与驱动器的驱动轴相配，前部内具有一个轴向孔，其中有多个成角度设置的通道，并交插入轴向孔。该夹具还包括多个夹爪，它们可滑动地位于每个成角度设置的通道内，每一夹爪的一侧均具有夹爪面，另一侧具有螺纹。该夹具还包括一个相对于主体元件可转动地安装着的螺母，该螺母与夹爪上的螺纹相啮合。主体元件可通过轴承装置相对于螺母转动，所述轴承装置设置在螺母和主体元件之间。轴承装置可包括一个整装式防摩擦的轴承装置，它设置在靠近主体元件的推力接收部分上。
螺母定位器元件通过限制螺母超过预定位置的轴向移动而将螺母固定在主体上。螺母定位器元件包括一个截锥部分，并通过主要保持机构和附加保持机构固定在主体上。适宜的主要保持机构包括将螺母定位器元件压装到主体上。适宜的附加保持机构包括至少一个成型于主体中的槽，和至少一个成型于螺母定位器元件上并容纳在槽中的棘爪。
该夹具还包括一个大致为圆柱形的套管元件，该元件与螺母驱动啮合，并覆盖主体元件的前部，因此，当套管元件相对于主体元件转动时，夹爪将移动。
该夹具还包括一个弹性元件，它相对于螺母可选择地转动。该弹性元件可通过至少多个压痕之一与套管元件啮合，所述压痕在套管元件的内表面上构成。弹性元件可具有至少一个臂，该臂向着套管元件偏压，并具有至少一个凸耳，所述凸耳与套管元件的压痕之一啮合。当凸耳与压痕啮合时，会产生约束力矩以防止弹性元件和套管(螺母可操作地与套管相连)之间发生相对运动。弹性元件可设置在螺母和主体元件的推力接收部分之间，使得向后的轴向推力锁紧弹性元件，因此当螺母转动而以期望的方式夹紧环绕工具轴的夹爪时，弹性元件不会相对于主体元件转动。当这种情况发生时，凸耳在套管元件的相邻压痕之间移动的同时，螺母的进一步拧紧会使得套管元件相对于弹性元件转动。
夹具的主体元件还进一步包括啮合部分，该部分的构成和设置可选择地与弹性元件的一部分相啮合。弹性元件还包括可选择地与主体元件的滚花部分啮合的一个夹爪元件。套管元件可包括一个棘爪部分，其构成使得夹爪元件能够与主体元件的滚花部分啮合，因此有更大的约束力矩作用，从而防止弹性元件和主体元件之间发生相对转动。通过将轴承装置设置在螺母和弹簧元件之间，弹性元件可相对于螺母转动设置。
本发明的上述以及其它目的、特征和有关方面将在下文详细讨论。
附图简要说明
说明书的下述部分，包括最佳实施例，将参考附图向本领域的普通技术人员详细并尽可能地公开本发明，其中：
图1是本发明实施例的夹具的局部正视图；
图2是图1和图4之一中或者两图中所示的夹具主体和其它相关部件的立体装配图；
图3是沿图1中箭头3、3的方向剖开的截面图；
图4是本发明最佳实施例所述的夹具的局部正视图；
图5是图4所示最佳实施例的具体细节的局部正视图；
图6是图5和图7所示的本发明另一替换实施例的局部剖开立体图；
图7是图5和图6所示的本发明另一替换实施例中具体细节的局部剖开立体图。
本说明书和附图中重复使用的参考序号表示的是本发明实施例中相同或者相似的部件或元件。详述最佳实施例
对于本领域的普通技术人员来说，应该理解到下面的讨论仅用于对实施例进行说明，并不是限定本发明的较宽的范围，这种较宽的范围可以在实施例构成中得以体现。1995年8月11日申请的序列号为08/514,515的专利申请，作为参考文献包括在本文中。说明书和附图中相同的序号表示相同的元件。另外，不同实施例中相对比的元件以相差100的数字表示。
图4和图5表示了本发明夹具装置的最佳实施例。而图1-3表示了本发明所述夹具的另一些替换实施例。图中，依照具体的实施例，本发明的夹具装置通常表示为序号10、110。
参考附图1和4，它们分别表示了本发明所述的夹具10、110。每一夹具10、110均包括一个套管元件12、112，一个任选的后部套管元件14、114，一个主体元件16、116和多个夹爪18、118。
如图1和4所示，套管元件12、112适于松弛地装配在夹具10、110的主体元件16、116上。套管元件12、112的外圆周面可以经过滚花或者带有纵向肋或其它凸出物，以使操作者能够牢牢地抓住它。以类似地方式，如果采用后部套管元件14、114，它的外圆周面也可经滚花或者带有肋。当省略了后部套管元件14、114时，套管元件12、112可以延伸到主体16、116的尾部末端(下面将描述)。当驱动器上带有锁轴器等，或者当驱动器用于夹紧或放松夹爪时，特别适宜采用这种单一套管的形式。
套管12、112和后部套管14、114可以用聚碳酸盐等工程塑料、玻璃填充聚丙烯等聚丙烯或者工程塑料混合物等制成。在某些场合，诸如石墨填充的聚合物等化合物也是适合的。本领域的技术人员应该理解到，制造本发明的夹具的材料取决于夹具的最终用途，上述说明仅仅是示例而已。
参见图1和4，主体元件16、116通常是圆柱形的，包括一个前部或者向前的部分20、120，和一个尾部或者向后的部分22、122。如图1和4所示，在主体16、116的前部20、120上制有轴向孔24、124。轴向孔24、124比该夹具欲容纳的最大工具柄部略大一些。如图1和4所示，套管元件12、112适于松弛地装配到前部20、120上。
如图1和2所示，主体16的尾部22上制有螺纹孔26。螺纹孔26(126)可以在主体元件16，116的中部区域28，128与轴向孔24(124)相通。螺纹孔26是标准尺寸的，以便与电动或手动驱动器(未表示)的驱动轴相配合。尽管图中表示了螺纹孔26，但是该孔也可以用与锥形驱动轴相配合的、具有标准尺寸的锥形孔所代替。同样，螺纹孔或者锥形孔也可用于图4中的实施例。
如图1和4所示，主体16、116上制有独立通道30、130，以便能够可滑动地容纳每一个夹爪18、118。本发明提供了多个夹爪18、118和对应的通道30、130。当采用了三个夹爪18、118时，每个夹爪18、118都距离相邻的夹爪大约120度的弧度。如图2所示，通道30和夹爪18的纵轴与夹具10的中央纵轴11成一角度，但是与夹具纵轴11相交于夹具主体16前的公共点上。如图1和4所示，每个夹爪18、118均具有工具啮合面32、132，该面通常平行于夹具主体16、116的中央纵轴11。每个夹爪18、118的外表面具有螺纹34、134，它们与工具啮合面32、132相反。对于本领域的技术人员来说，在本发明的范围内，任何适当形式的螺纹34、134和节距均可采用。
如图1和4所示，主体元件16、116包括推力环元件36、136，它构成了主体16、116的推力接收部分36、136。在最佳实施例中，推力环元件36、136与主体元件16、116制成一体。尽管不是最佳形式，但推力环元件36、136也可以是与主体元件分离的元件。如图2和4所示，推力环元件36、136包括一个凸出部分38、138。如图2和4所示，该凸出部分适于与整装式防摩擦轴承装置42、142的盖或者外圈啮合，下面会详细讨论。如图1和4所示，推力环元件36、136包括一个与通道30和130对齐的夹爪引导通道40、140，以使夹爪18、118能够通过导引通道40、140移动(收缩或者伸出)。对于多个通道30、130和夹爪18和118中的每一个来说，都提供有单独的导引通道40、140。
参见图1和4，主体元件16、116的尾部22、122包括一个后圆柱部分44、144，其上带有滚花表面46、146，用于安放可选择的后部套管14、114，如果要求使之按压在其上。主体16、116还包括从后部圆柱部分44、144延伸到推力环36、136区域的第一锥形部分48、148。
如图2所示，第一中央圆柱部分51从推力环36处延伸到第二中央圆柱部分52，该部分52的直径小于第一中央圆柱部分51的直径。前面的圆柱部分53从第二中央圆柱部分52的一端延伸到倾斜的前部56。图4的最佳实施例具有相似的构造，图中很容易看到前面的圆柱部分153和倾斜的前部156。
如图1和4所示，前部56、156适于接收压配在其上的前端元件58、158。因为当夹具装配好后，前端元件58、158是暴露在外面的，所以前端元件58、158的另一个作用是形成了前部56、156的富有美感的盖。在一个实施例中，前端元件58、158可镀有非铁的金属涂层，以防锈并改进其外观。这种合适涂层的例子包括锌或镍，但是，很明显也可以采用其它合适的涂层。镀有防锈涂层的前端元件58、158的优点是提供了富有美感的外观，而不必为了防锈而去涂覆整个主体元件16、116。
如图1和4所示，本发明还包括相对于主体元件16、116可旋转地安装的螺母60、160，它在夹爪18、118上与螺纹34、134啮合。螺母60、160包括用于与夹爪18、118上的螺纹34、134相配的螺纹62、162，因此，当螺母60、160相对于主体16、116转动时，夹爪18、118将在特定的方向上沿通道30的纵轴31(仅在图2中表示了)前进或者缩回。通道30的轴线31在主体元件16的纵轴11上具有方向分量。
螺母60、160最好构造成单件螺母，但是，也可将其构造成两个或者多个部分，这些部分可连接在一起或者仅仅同心设置。
根据本发明，螺母与套管通过以下述方式相连，即当套管转动时，螺母将随之转动，并象上面所述的那样移动夹爪。将螺母与套管连接的一种最佳方式可如图4实施例中所示，即将套管112按压在螺母160上。在图2所示的将螺母与套管连接的另一替换实施例中，螺母60可包括用于与套管12上的驱动肋相配的驱动槽66。如图1所示，套管12可包括一个围绕主体元件16上前部设置的环形凸出部分13。在这一替换实施例中，前端元件58的尺寸制成适于压装在前部20的倾斜前部56上，以将套管元件12定位在夹具10上，并与螺母60驱动地啮合。应该理解到，前端元件58也可以通过咬合配合、螺纹或者类似方式固定到主体16上。另外，在图1所示的替换实施例中，也可采用压环、配合、螺纹或者类似方式将套管12保持定位，套管12也可通过其它方式固定到螺母60上。但是，在每一实施例中，螺母60、160都以下述方式与套管12、112相连，即当套管12、112转动时，螺母60、160将与之一起转动，并且以上述方式移动夹爪18、118。
应该理解到，后部套管元件14、114固定到主体元件16、116上，而套管元件12、112可操作地与螺母60、160相连，并相对于主体元件16、116转动。因为夹爪18、118上的螺纹34、134和螺母60、160上的螺纹62、162之间的相互作用，前后套管元件12、112和14、114的相对移动，使得夹爪18、118根据相对运动的方向而前进或者后退。
如图1和4所示，螺母定位器元件69、169这样构成和设置，即与主体元件16、116的前部圆柱部分53、153协作，使螺母60、160沿轴向向着主体元件16、116的前部20、120移动。由此螺母定位器元件69、169限制了螺母60、160的轴向移动，使之不超过预定的位置。如图2和5所示，螺母定位器69、169通常带有圆柱形部分，该部分与截面为圆锥形的截锥部分相连。如图1和4所示，螺母定位器元件69、169的圆柱形部分最好压装在主体元件16、116的前部圆柱部分53、153上，这种压装配合形成了将螺母定位器元件69、169固定在主体元件16、116上的主要保持机构。
在最佳实施例中，还提供了附加保持机构，用于进一步将螺母定位器元件169固定在主体116上。如图4和5所示，该附加保持机构可包括至少一个成型于主体元件116的前部圆柱部分153上的槽150。如图5所示，螺母定位器元件169的圆柱形部分上的一部分覆盖每个槽150，这部分卷缩而形成容纳在槽150中的棘爪154，从而将螺母定位器元件169辅助安装到主体元件116上。如图5所示，可以提供多个槽150和棘爪154，将它们绕主体元件116和螺母定位器元件169分别以对称和重合的方式设置。
在图6所示的另一种替换实施例中，附加保持机构包括设置在槽157中的定位器环155，所述槽环绕主体元件116。定位器环155防止螺母定位器169的圆柱形部分的自由端沿轴向移动。
在图7所示的另一种替换实施例中，附加保持机构包括至少一个并最好是多个立柱或者销167，销167设置在螺母定位器元件169的圆柱部分内并穿过它，又进入主体元件116的前部圆柱部分153。每一个立柱或者销167均防止了螺母定位器169沿轴向移动，并环绕着螺母定位器169和主体元件116的前部圆柱部分153设置。
在图4-7所示的最佳实施例中，螺母定位器169的圆锥形部分终接于自由端，该自由端形成径向发散的裙部163，它为螺母160提供了轴向挡块，所述螺母160具有明显沿轴向延伸的部分164(图4)，部分164带有与螺母定位器169的裙部163啮合的自由端。在图1和2所示的替换实施例中，不带裙部的自由端形成了螺母60的轴向挡块，这样在轴向上更加紧凑。
根据本发明，还提供有一个弹性元件。如图1和4所示，弹性元件80、180设置在主体元件16、116的周围。弹性元件80与弹性元件180的构造和操作方式基本相同。如图2所示，弹性元件80的圆环部分83的内表面形成了一个中央开口81，开口81使得弹性元件80能够设置在主体元件16的周围。如图1和4所示，弹性元件80、180的圆环部分83、183的构成和设置可抵靠在推力环36、136的凸出部分38、138上。如图2所示，开口81的直径足够大，使其不会阻碍夹爪18穿过主体元件16的推力环36中的导引通道40运动。
如图1和3所示，弹性元件80包括至少一个弹性地偏压向套管12上的臂82，其末端带有至少一个与套管元件12接触的凸耳84。如图2和3所示，多个压痕85设置在靠近套管元件12后部边缘的内表面上，以接合并容纳设置在弹性元件80的臂82自由端的对应凸耳84。如图2和3所示，弹性元件80具有多个臂82和相应的凸耳84，图3表示了四个凸耳84，它们圆周并对称地环绕设置在弹性元件80的外圆周上。
每一个臂82均向着开口81的中心沿径向(以一般感觉来说)向内弹性弯折，由此沿与该径向向内的方向相反的方向，远离开口81而径向(与一般感觉相反)向外受到偏压力。在这种方式下，臂82的凸耳84偏压进压痕85中，这种构造使得套管12和弹性元件80之间的圆周力(力矩)需要克服压痕85和对应其中的凸耳84之间的接触力。这样，压痕85和对应凸耳84之间的接触力形成了约束力矩。这种接触在使用者通过转动套管元件12而手动移动螺母60的过程中不会滑动，套管元件12、螺母60和弹性元件80一起转动而不会相对转动。这样做也使螺母160、套管元件112和弹性元件180的操作关系具有特点。
当螺母60转动时(在图3所示的箭头59的方向)，夹爪18增大了对工具轴施加的向前夹持力，对应的轴向力也增大，并通过夹爪18向后传递给螺母60。这一向后的轴向力通过螺母60、160传递给主体元件16、116，特别是主体元件16、116的推力环36、136的凸出部分38、138。另外，如图1和4所示，弹性元件80、180设置在螺母60、160和主体元件16、116的推力接收部分36、136之间。这样，来自螺母60、160的轴向力，通过弹性元件80、180的圆环部分83、183，向后传递给主体元件16、116的推力环36、136的凸出部分38、138。因此，这一向后的轴向力产生了夹持弹性元件80、180上圆环部分83、183的夹紧力，所述弹性元件80、180，位于主体元件16、116的推力环36、136的凸出部分38、138，和轴承装置42、142的外圈或者罩(将在下文描述)之间。在这种方式下，弹性元件80、180锁定到主体元件16、116，并可选择地设置成相对于主体元件16、116不转动。
弹性元件80、180对主体元件16、116的夹持作用，会在主体元件16、116的推力环36、136的凸出部分38、138，和弹性元件80、180的圆环部分83、183之间产生摩擦力，所述力沿(图3所示的箭头49)圆周方向传递，该方向与使用者为了拧紧夹具而手动施加给套管12和螺母60的方向(图3中箭头59的方向)相反。因此，最终的摩擦力阻止了弹性元件80、180相对于主体元件16、116的推力环36、136的圆周运动。这样，当夹爪18以期望的方式绕工具轴夹紧时，产生的摩擦力防止了弹性元件80、180相对于主体元件16、116继续转动。
在用于固定冲击钻钻头的传统夹具中，使用工具时所产生的振动会在减小阻力的方向上使套管元件产生放松的力矩，该方向是使夹具的夹持力松弛的方向。因此，由于套管和螺母一起转动，所以这一放松力矩会使夹爪18松弛(即释放)其绕工具轴的夹持作用。但是，根据本发明所述的夹具，能控制弹性元件80的弹性臂82产生的拉力，和凸耳84相对压痕85的结构，所以能够产生抵抗这种释放力矩的约束力矩。这样，在套管12、112相对于弹性元件80、180(并相对于通过前述向后作用的轴向力固定到弹簧元件80、180的主体元件16、116)转动之前，由振动所产生的作用于套管元件12、112上的释放力矩的值，必须超过约束力矩的值，所述约束力矩防止弹性元件80、180相对于套管元件12、112转动。这一约束力矩的期望值最好能达到防止所述振动的值，因为所述振动会使套管元件12、112(和与之连接的螺母60、160)在相对于主体元件16、116松弛夹具的方向上转动。这确保了在用于冲击钻或者产生振动的其它场合下，当工具振动时，夹爪18、118不会减小所期望的绕工具轴的夹持力。
当施加给套管元件12、112的力矩超过约束力矩时，套管元件12、112和与之相连的螺母60、160可以选择性地相对于弹性元件80、180转动，所述弹性元件借助于夹持力相对于主体元件16、116固定而不能旋转，夹持力来自于向后施加的轴向推力，该推力将弹性元件80、180的圆环部分83、183抵靠在主体元件16、116的推力接收部分36、136上。
如图1和2所示，主体元件16的外表面包括一个啮合部分，该部分制成棘轮部分17的形式。在图4所示的实施例中提供有类似地棘轮部分，但是在图中没有见到。这一棘轮部分17具有圆柱形表面，该表面上带有多个齿37(图3)，以形成带凸起或者隆起部分的表面。如图1所示，这些凸起或者隆起部分17的设置，使其能可选择地与弹性元件80的一部分啮合。
根据本发明另一夹具，弹性元件还带有棘爪元件。如图2和3所示，棘爪元件88设置在弹性臂82的自由端，并在相对于夹具10的中央轴线11的径向上偏压向套管元件12。如图1和3所示，棘爪元件88靠近由主体元件16的棘轮部分17构成的啮合部分。如下所述，棘爪元件88的构成和设置，使其可选择地与齿37啮合，齿37形成了主体元件16的棘轮部分17的凸起或者隆起表面。
如图2和3所示，压痕85靠近环绕着前部套管元件12的内部圆周部分的尖峰65。另外，至少一个棘爪部分15形成在前部套管元件12的内表面上。如图2和3所示，棘爪部分15由前部套管元件12的内圆周上的非凹槽部分形成。在形成棘爪部分15的无凹槽部分没有相邻的压痕85和尖峰65。前部套管112也制成类似的结构。
如图3所示，当主体元件16静止并且套管12在箭头59所示的方向上转动时，在夹具10作用下，夹爪18夹紧工具柄。这样，套管12的夹具夹紧方向如箭头59所示。如上所述，当套管12、112在夹紧方向上(图3中的箭头59)转动时，轴向力使弹性元件80、180始终锁紧在主体元件16、116上，并由此停止相对于主体元件16、116的转动。一旦弹性元件80、180停止相对于主体元件16、116的转动，套管12、112在夹紧方向上的继续转动(图3中的箭头59)，使凸耳84之一移出压痕85，并经过设置在压痕附近的尖峰65。棘爪部分15构成图3所示的那样，它与凸耳84之一以下述方式啮合，即使得棘爪元件88沿径向远离套管元件12。从中央轴线11到棘爪部分15的半径，小于从中央轴线11到压痕85的半径。
当凸耳84之一移过尖峰65后，棘爪元件88可以位于棘轮部分17的相邻齿37之间，也可以不这样。这种啮合方式是否发生要取决于很多因素。这些因素包括：从中央轴线11到棘爪部分15的半径，是否小于从中央轴线11到尖峰65的半径。当凸耳84位于压痕85中时，棘爪元件88的自由端和齿37之间的距离，在套管12相对于主体16进行转动期间，也是决定棘爪元件88的自由端是否接触齿37的因素。
但是，套管元件12的继续转动，始终使凸耳84与棘爪部分15啮合，这使得臂82向着夹具10的中央轴线11沿径向(以一般的感觉)向内弹性弯折，并迫使棘爪元件88位于棘轮部分17上相邻的隆起部分或者齿37之间。当棘爪元件88以这种方式定位时，弹性元件80进一步锁紧主体元件16和套管元件12。弹性元件80和套管12之间的非转动状态，以及弹性元件80和主体元件16之间的非转动状态如图3所示，其中棘爪元件88被迫位于相邻的齿37之间，并限制了主体元件16和弹性元件80之间的相对运动。这种非转动的状态始终持续，直到由操作者在图3中序号49所示的释放箭头方向上、在套管元件12和主体元件16之间施加预定的释放力矩时为止。
在这种方式下，棘爪元件88的构成和设置，使得当夹具的夹爪如期望地夹住工具柄时，弹性元件80限制了其相对于螺母60和主体元件16的转动，并且在螺母60相对于主体元件16转动之前，操作者必须在图3所示的松弛方向上施加预定的释放力矩。这样，棘爪元件88和棘轮部分17之间的啮合作用，就形成了附加在由夹持力形成的约束力矩之上的附加的约束力矩，所示夹持力由轴承42、142(下述)和主体元件16、116之间的轴向推力形成。只要这种啮合(棘爪元件88/齿37和凸耳84/压痕85)不滑动，即不克服约束力矩，那么套管元件12、螺母60和弹性元件80将不相互转动，或者相对于主体元件16转动。这样，棘爪元件88、凸耳84和棘轮部分17，使得圆周力(力矩)必须克服棘轮部分17和棘爪元件88之间、凸耳84和压痕85之间、棘爪部分15和凸耳84之间的啮合力。
如上所述，弹性元件80相对于螺母60可转动地设置。这可以通过以下方式实现，即在螺母和弹性元件之间设置轴承装置。如图1和4所示，设置在螺母60和弹性元件80之间的轴承装置包括一个整装式轴承装置，一般以序号42(图2和图4)表示。如图1所示，整装式轴承装置42包括保持在内圈72和外圈74之间的轴承元件76。在最佳实施例中，轴承元件76是球轴承。整装式轴承装置42还可以包括一个环绕内圈和外圈72、74的罩78，用于保持该轴承装置形成一个整装元件。
如图1所示，内圈72包括一个弧面73，该面的尺寸和结构，使其与形成一部分螺母60的、对应的向后面对的弧形支座面61(图2)相配合。螺母60用于支撑内圈72，并不象一些已知装置那样与主体16摩擦接触。这种配合关系有利于对正，并减小了操作夹具时的轴向和径向应力，同时也减小了或者消除了螺母16和主体60之间的摩擦接触或者磨损。另外，这种关系有利于在夹紧时保持螺母对中，因此使夹具形成更持久的夹持力，并减小了失效的几率。这种设置还使每一个夹爪保持最佳的螺纹啮合，从而进一步提高了效率，并且减小了夹爪和螺母螺纹内的应力。在最佳实施例中，整装式轴承装置42是径向推力轴承。
当对于无键夹具实施上述发明时，应该理解到本发明的原理同样适于带键的夹具，这些属于本发明的范围之内。
对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，对本发明可以做出上述以及其它改进或者变形，这些改进将在所附的权利要求中加以陈述。应该理解到，各个不同实施例的全部或部分可以交叉采用。另外，本领域的普通技术人员应该认识到，上述说明仅是示例性的，并不是对所附权利要求中进一步描述的本发明的限制。