CN113635250A - 内联棘轮机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电动手持工具的内联棘轮机构，其包括驱动体、棘轮轴、棘轮爪、换向轴环，以及适于促使换向轴环将棘轮爪与棘轮轴的棘轮齿接合或脱离的换向开关。

Description

内联棘轮机构
技术领域
本发明大体上涉及用于向工件施加扭矩的电动手持工具。更具体地，本发明涉及电动手持工具的内联棘轮机构(inline ratcheting mechanism)。
背景技术
诸如电动棘轮扳手和驱动器的动力手持工具通常用于汽车、工业和家庭应用中，以安装和移除螺纹紧固件，并向诸如螺纹紧固件的工件施加扭矩和/或角度位移。例如，诸如动力棘轮和驱动器的电动手持工具通常包含容纳在壳体中的电动机，还有诸如开关、发光二极管(LED)和可移除的电池的其它构件。
动力棘轮通常用于接近在狭窄或难以到达的空间(例如，汽车发动机舱)中的诸如紧固件、螺母等的工件。动力棘轮通常包含由电动机驱动的摆动型头部，以致动机械棘轮机构，由此将扭矩传递至工具的驱动单元并最终传递至工件。当需要或期望时，机械棘轮机构还允许动力棘轮作为常规棘轮来手动操作。机械棘轮机构还包含换向机构，该换向机构包含杆或开关，通常位于棘轮的头部或头部附近，并适于被致动以选择方向来驱动工件。然而，设置在棘轮头中的换向机构需要大的工具头部，该工具头部可能难以放入狭窄的空间中以接近工件。此外，设置在棘轮头上的杆或开关增加了工具可能卡在使用者无法致动换向机构的位置中的可能性。
发明内容
本发明宽泛地涉及用于电动手持工具(诸如棘轮式工具)的内联棘轮机构。内联棘轮机构可设置成靠近使用者操作工具的位置，诸如手柄或抓握部分。该位置还允许将换向机构(诸如杆或开关)设置成靠近使用者抓握工具的位置(诸如手柄或抓握部分)，这减少了工具卡在使用者无法致动换向机构的位置中的可能性。因此，公开了一种紧凑的棘轮头，这是因为棘轮机构和/或换向机构不再必须设置在棘轮头中。
特别地，本发明宽泛地包括一种工具，该工具包含壳体组件和联接至该壳体组件的驱动器组件。驱动器组件包含：突出部，其适于驱动工件；驱动体，其联接至驱动体盖；棘轮轴，其设置在驱动体中并且包含棘轮齿；第一棘轮爪和第二棘轮爪，其适于沿着棘轮轴轴向地移动以选择性地接合棘轮齿，由此选择旋转驱动方向；以及换向轴环，其适于经由换向开关选择性地定位于第一位置和第二位置中的任一者，以促使第一棘轮爪和所述第二棘轮爪沿着棘轮轴轴向地移动。当换向轴环定位于第一位置时，第一棘轮爪接合棘轮齿，而第二棘轮爪脱离棘轮齿，由此选择第一旋转驱动方向，以及当换向轴环定位于第二位置时，第一棘轮爪脱离棘轮齿，而第二棘轮爪接合棘轮齿，由此选择第二旋转驱动方向。
在另一个实施例中，本发明可以进一步宽泛地包括一种电动手持工具的棘轮机构，该棘轮机构包含：驱动体盖；驱动体，其联接至驱动体盖；棘轮轴，其设置在驱动体中并且包含棘轮齿；第一棘轮爪和第二棘轮爪，其适于沿着棘轮轴轴向地移动；换向轴环，其适于轴向地移动第一棘轮爪和第二棘轮爪以选择性地接合棘轮齿；以及换向开关，其适于将换向轴环选择性地定位于第一位置和第二位置中的任一者。当换向轴环定位于第一位置时，第一棘轮爪接合棘轮齿，而第二棘轮爪脱离棘轮齿，由此选择第一旋转驱动方向，以及当换向轴环定位于第二位置时，第一棘轮爪脱离棘轮齿，而第二棘轮爪接合棘轮齿，由此选择第二旋转驱动方向。
附图说明
为了促进对所要保护的主题的理解，在附图中示出了其实施例，当结合以下描述考虑时，通过对其实施例的检视，应能容易理解和认识到所要保护的主题，它的构造和操作，以及它许多优点。
图1是根据本发明的实施例的具有棘轮机构的工具的前部的局部剖开的侧面视图。
图2是根据本发明的实施例的棘轮机构的局部剖开的透视图。
图3是图2的棘轮机构的局部剖开的侧面视图。
图4是图2的棘轮机构的局部剖开的分解透视图。
图5是图2的棘轮机构的局部剖开的分解侧视图。
具体实施方式
尽管本发明可以采用许多不同形式的实施例，但是在附图中示出了本发明的实施例(包含优选的实施例)，并且本文中将对它们进行详细描述，但应理解本公开应被视为本发明原理的示例，并且不旨在将本发明的宽泛方面限制为本文中所示的任何一个或多个实施例。如本文中所用，术语“本发明”不旨在限制所要求保护的发明的范围，而是仅出于说明性目的而用于讨论本发明的示例性实施例。
本发明宽泛地包括诸如电动棘轮工具的电动手持工具，其中棘轮机构设置成靠近使用者抓握和/或操作工具的位置。这允许使用紧凑的棘轮头，并减少工具卡在使用者无法使机构换向的位置中的可能性。棘轮机构包含例如驱动体、驱动体盖、棘轮轴、第一棘轮爪和第二棘轮爪、第一换向环和第二换向环、换向轴环、第一偏置部件和第二偏置部件、保持环，以及换向开关。
参照图1至图5，诸如电动棘轮工具的工具100包含适于由使用者握持的壳体组件102。驱动器组件104联接到壳体组件102。壳体组件102包含手柄部分106，使用者可以抓握该手柄部分106以操作工具100。壳体组件102可以由联接在一起的两个或更多个蛤壳部分组装而成。多个蛤壳部分可以例如通过使用诸如螺钉或铆钉的紧固件而联接在一起，被胶合在一起，或被焊接在一起。例如，壳体组件102包围马达108、开关110、电源(未图示)和诸如发光二极管(LED)的状态指示器(未图示)中的一者或多者。
马达108可以是例如经由开关110电联接至电源的电动机。电源可以是外部的(例如，墙上的电源插座)或内部的(例如，电池)。开关110可适于开启和关闭马达108和/或改变马达108的输出的旋转方向。开关110可以包含采用按钮致动器或其它类型的致动器来致动或操作开关110的致动机构。可选地，开关110可以是拨动致动器、触敏致动器、滑动致动器，或其它合适的致动器或装置。
例如，驱动器组件104包括适于接合工具件(例如，套筒或钻头)的突出部112，突出部112适于接合和驱动诸如螺纹紧固件或螺母的工件。突出部112经由棘轮机构200可操作地联接至马达108并由马达120驱动。例如，可将由诸如橡胶或其它弹性体的可压缩材料制成的诸如钢波纹垫圈或O形圈的可压缩部件(未图示)设置在壳体组件102与驱动器组件104之间，以例如吸收尺寸公差，提供有助于紧密配合和对准驱动齿轮的压力，和/或提供密封件以防止内部构件的水突起的污染。
在一实施例中，棘轮机构200设置在驱动器组件104中并邻近壳体组件102。在另一实施例中，棘轮机构200设置在壳体组件102中。棘轮机构包含驱动体202、驱动体盖204、棘轮轴206、第一棘轮爪和第二棘轮爪208、第一换向环和第二换向环210、换向轴环212、第一偏置部件和第二偏置部件214(例如，弹簧)、保持环216，以及换向开关218。
换向开关218联接到第一换向环和第二换向环210，它们分别抵接换向轴环212的两侧面。因此，能够致动换向开关218以促使换向环210沿着棘轮轴206轴向地移动换向轴环212，以将换向轴环212选择性地定位于第一位置和第二位置中的任一者。另外，换向开关218还可以可操作地联接(例如，电联接或机械联接)至马达108，以控制并促使马达的输出选择性地沿第一方向和第二方向中的任一者旋转，例如，沿顺时针方向和逆时针方向中的任一者旋转，由此选择工具的第一旋转驱动方向和第二旋转驱动方向中的任一者。
在一实施例中，为了沿着第一旋转驱动方向驱动突出部112，可操作地选择马达以沿第一方向旋转，并且换向轴环212设置于第一位置。同样地，为了沿着第二旋转驱动方向驱动突出部112，可操作地选择马达108以沿第二方向旋转，并且换向轴环212设置于第二位置。
当换向轴环212移动到第一位置时，换向轴环212促使第二棘轮爪208脱离棘轮轴206的棘轮齿220并压缩第二偏置部件214。然后，第一棘轮爪208经由来自第一偏置部件214的偏置力来接合棘轮轴206的棘轮齿220。当换向轴环212设置于第二位置时，换向轴环212促使第一棘轮爪208脱离棘轮齿220并压缩第一偏置部件214。然后，第二棘轮爪208经由来自第二偏置部件214的偏置力来接合棘轮轴206的棘轮齿220。
棘轮轴206通过保持环216保持在驱动体202中，并且在一端可操作地联接至马达108的输出。第一棘轮爪和第二棘轮爪208具有花键型几何形状，该花键型几何形状对应于驱动体202的花键内表面，由此允许第一棘轮爪和第二棘轮爪208沿着棘轮轴206在轴向方向上移动。因此，当棘轮轴206的棘轮齿220接合到第一棘轮爪和第二棘轮爪208中的任一者时，棘轮轴206选择性地联接至驱动体202。
驱动体202联接到驱动体盖204。驱动体盖204是棘轮机构200的输出，并且可以联接到轴114，轴114在第一旋转驱动方向和第二旋转驱动方向(例如，顺时针方向和逆时针方向)中的任一者上驱动突出部112。当第一棘轮爪208与棘轮轴206的棘轮齿220接合(即，换向轴环212设置于第一位置)，并且马达108的输出沿第一方向旋转时，突出部112在第一旋转驱动方向上被驱动，并且当在第二方向上被旋转时滑动(即，松脱)，由此在第一旋转方向上向接合的工件施加扭矩。当第二棘轮爪208与棘轮轴206的棘轮齿220接合(即，换向轴环212设置于第二位置)，并且马达108的输出沿第二方向旋转时，突出部112在第二旋转驱动方向上被驱动，并且当在第一方向上被旋转时滑动(即，松脱)，由此在第二旋转方向上向接合的紧固件施加扭矩。
如上所讨论的，按照电动棘轮工具描述了本发明的各方面。然而，应当理解，本发明的各方面可以被植入到其它手持工具或用具中。例如但不限于，手持工具可以是棘轮扳手、开口扳手、螺丝驱动器、螺母驱动器或能够向工件施加扭矩的任何其它工具。
如本文中所使用的，术语“联接”或“可通信地联接”可以表示两方之间的任何物理、电气、磁性或其它连接，无论是直接的还是间接的。术语“联接”不限于两个实体之间的固定直接联接。
在前面的描述和附图中阐述的内容仅是出于说明的目的而提供，而不是作为限制。尽管已经示出和描述了特定的实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离发明人的贡献的更宽泛方面的情况下，可以进行改变和修改。当基于现有技术以其适当的角度来看时，所寻求的保护的实际范围旨在由所附权利要求书来限定。

Claims (18)

1.一种工具，包括：
驱动器组件，其包括：
突出部，其适于驱动工件；
驱动体，其联接至驱动体盖；
棘轮轴，其设置在所述驱动体中并且包括棘轮齿；
第一棘轮爪和第二棘轮爪，其适于沿着所述棘轮轴轴向地移动并选择性地接合所述棘轮齿；以及
换向轴环，其适于经由换向开关选择性地定位于第一位置和第二位置中的任一者，由此促使所述第一棘轮爪和所述第二棘轮爪沿着所述棘轮轴轴向地移动，
其中当所述换向轴环设置于所述第一位置时，所述第一棘轮爪接合所述棘轮齿，而所述第二棘轮爪脱离所述棘轮齿，以及当所述换向轴环设置于所述第二位置时，所述第一棘轮爪脱离所述棘轮齿，而所述第二棘轮爪接合所述棘轮齿。
2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，还包括马达、开关和状态指示器中的一者或多者。
3.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具是电动棘轮工具。
4.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，还包括壳体组件，所述驱动器组件联接至所述壳体组件，并且所述壳体组件包括蛤壳式壳体，所述蛤壳式壳体具有第一蛤壳部分，所述第一蛤壳部分联接至第二蛤壳部分。
5.根据权利要求4所述的工具，其特征在于，还包括马达，所述马达联接至所述棘轮轴并且被封闭在所述蛤壳式壳体内。
6.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述驱动器组件还包括联接至所述换向开关的换向环，其中当所述换向开关被致动时，所述换向环促使所述换向轴环沿着所述棘轮轴轴向地移动，以将所述换向轴环选择性地设置在所述第一位置和所述第二位置中的任一者中。
7.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述驱动器组件还包括第一偏置部件和第二偏置部件，
当所述换向轴环设置于所述第一位置时，所述换向轴环接合所述第二棘轮爪，所述第二棘轮爪压缩所述第二偏置部件，并且所述第一偏置部件促使所述第一棘轮爪接合所述棘轮齿，以及
当所述换向轴环设置于所述第二位置时，所述换向轴环接合所述第一棘轮爪，所述第一棘轮爪压缩所述第一偏置部件，并且所述第二偏置部件促使所述第二棘轮爪接合所述棘轮齿。
8.根据权利要求7所述的工具，其特征在于，所述第一偏置部件和所述第二偏置部件是弹簧。
9.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述棘轮轴通过保持环来保持在所述驱动体中。
10.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述第一棘轮爪和所述第二棘轮爪中的每一者具有花键几何形状，所述花键几何形状匹配地对应于设置在所述驱动体的内表面上的花键。
11.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，还包括联接至所述驱动体盖以在第一方向和第二方向上选择性地驱动所述突出部的轴。
12.一种用于电动手持工具的棘轮机构，包括：
驱动体盖；
驱动体，其联接至所述驱动体盖；
棘轮轴，其设置在所述驱动体中并且包括棘轮齿；
第一棘轮爪和第二棘轮爪，其适于沿着所述棘轮轴轴向地移动；
换向轴环，其适于轴向地移动所述第一棘轮爪和所述第二棘轮爪以选择性地接合所述棘轮齿；以及
换向开关，其适于将所述换向轴环选择性地设置于第一位置和第二位置中的任一者，
其中当所述换向轴环设置于所述第一位置时，所述第一棘轮爪接合所述棘轮齿，而所述第二棘轮爪脱离所述棘轮齿，以及当所述换向轴环设置于所述第二位置时，所述第一棘轮爪脱离所述棘轮齿，而所述第二棘轮爪接合所述棘轮齿。
13.根据权利要求12所述的棘轮机构，其特征在于，所述棘轮机构设置在所述电动手持工具的壳体组件中。
14.根据权利要求12所述的棘轮机构，其特征在于，所述棘轮机构设置在所述电动手持工具的驱动组件中。
15.根据权利要求12所述的棘轮机构，其特征在于，还包括联接至所述换向开关的换向环，其中当所述换向开关被致动时，所述换向环促使所述换向轴环沿着所述棘轮轴轴向地移动，以将所述换向轴环选择性地设置于所述第一位置和所述第二位置中的任一者。
16.根据权利要求12所述的棘轮机构，其特征在于，还包括第一偏置部件和第二偏置部件，
当所述换向轴环设置于所述第一位置时，所述换向轴环接合所述第二棘轮爪，所述第二棘轮爪压缩所述第二偏置部件，并且所述第一偏置部件对所述第一棘轮爪施加偏置力，以促使所述第一棘轮爪接合所述棘轮齿，以及
当所述换向轴环设置于所述第二位置时，所述换向轴环接合所述第一棘轮爪，所述第一棘轮爪压缩所述第一偏置部件，并且所述第二偏置部件对所述第二棘轮爪施加偏置力，以促使所述第二棘轮爪接合所述棘轮齿。
17.根据权利要求12所述的棘轮机构，其特征在于，还包括保持环，所述保持环适于将所述棘轮轴保持在所述驱动体中。
18.根据权利要求12所述的棘轮机构，其特征在于，所述第一棘轮爪和所述第二棘轮爪中的每一者具有花键几何形状，所述花键几何形状匹配地对应于设置在所述驱动体的内表面上的花键。
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