TW202245997A - 用於可轉位馬達化棘輪工具的內部雙棘爪機構 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種用於可轉位工具的棘爪機構，其適於選擇性地將工具的軛架的旋轉運動沿第一旋轉方向和第二旋轉方向中的一者傳遞到工具的驅動凸起部。棘爪機構包括：棘爪托架；第一棘爪和第二棘爪，其可樞轉地聯接到棘爪托架；以及選擇器開關，其可旋轉地聯接到棘爪托架並且適於選擇性地定位第一棘爪和第二棘爪，以將軛架的旋轉運動沿第一旋轉方向和第二旋轉方向中的一者傳遞到驅動凸起部。

Description

用於可轉位馬達化棘輪工具的內部雙棘爪機構

本發明總體上涉及可轉位手持工具，更具體地，本發明涉及用於可轉位棘輪工具的內部雙棘爪機構。

動力手持工具（例如馬達化棘輪扳手和傳動器）通常用於汽車、工業和家庭應用中，以安裝和去除螺紋緊固件，並且向工件（例如螺紋緊固件）施加扭矩和/或角位移。動力手持工具（例如無繩動力棘輪和傳動器）通常包括容納在殼體中的電動馬達、以及其它部件（例如開關、發光二極體（Light Emitting Diode，LED）和電池）。殼體可以是掀蓋式殼體，其通常包括兩個或更多個殼體部，這些殼體部通過緊固件（例如螺釘或鉚釘）聯接在一起，以協同形成殼體。

動力手持工具（例如馬達化棘輪扳手和傳動器）包括由馬達驅動的棘輪式頭部。然而，該頭部通常相對於工具主體固定。頭部的固定性質可能使得難以到達位於狹小的或其它難以接近的位置的緊固件和其它工件。

為了更好地接近位於狹小或其它難以接近的位置的工件，常規的動力工具利用可相對於工具的殼體樞轉的可轉位棘輪頭。這些常規的工具具有單內部棘爪或單外部棘爪棘輪機構。然而，這些棘爪棘輪機構具有相對低的扭矩施加能力和疲勞強度。這種低的極限扭矩輸出使得具有這些類型的棘輪機構的動力工具難以以高的預置扭矩擰緊和鬆開工件。

其它常規的動力工具具有外部雙棘爪機構。然而，由於由棘爪齒衝擊棘輪齒輪齒引起的有限衝擊能量，這些棘爪棘輪機構也具有相對低的扭矩輸出，這使得具有這些類型的棘輪機構的動力工具難以以高預置扭矩擰緊和鬆開工件。而且，棘輪頭被擴大，以容納外部雙棘爪機構所需的所有部件。

本發明廣泛地涉及一種用於可轉位棘輪工具（例如馬達化棘輪式工具）的內部雙棘爪機構。與常規可轉位工具中的棘爪機構相比，本發明的內部雙棘爪機構的極限扭矩和疲勞強度得到了提高。具體地，本發明的棘爪機構的極限扭矩輸出大約是常規的單內部棘爪機構的極限扭矩輸出的兩倍。而且，與利用常規的單內部棘爪機構的棘輪相比，利用本發明的棘爪機構的棘輪頭的尺寸略微增大，因此顯著地小於容納雙棘爪外部棘爪機構的棘輪頭。

在一實施例中，本發明廣泛地涉及一種具有第一殼體部的工具。該工具廣泛地包括：棘輪殼體部，其可樞轉地聯接到第一殼體部；軛架（yoke），其可旋轉地佈置在棘輪殼體部中；棘爪機構，其佈置在棘輪殼體部中並且適於選擇性地將軛架的旋轉運動沿第一旋轉方向和第二旋轉方向中的一者傳遞到驅動凸起部。棘爪機構包括：棘爪托架，其可旋轉地佈置在棘輪殼體部中；第一棘爪和第二棘爪，其可樞轉地聯接到棘爪托架；以及選擇器開關，其可旋轉地聯接到棘爪托架並且適於選擇性地定位第一棘爪和第二棘爪，以將軛架的旋轉運動沿第一旋轉方向和第二旋轉方向中的一者傳遞到驅動凸起部。

在另一實施例中，本發明廣泛地涉及一種用於可轉位工具的棘爪機構，其適於選擇性地將工具的軛架的旋轉運動沿第一旋轉方向和第二旋轉方向中的一者傳遞到工具的驅動凸起部。棘爪機構包括：棘爪托架；第一棘爪和第二棘爪，其可樞轉地聯接到棘爪托架；以及選擇器開關，其可旋轉地聯接到棘爪托架並且適於選擇性地定位第一棘爪和第二棘爪，以將軛架的旋轉運動沿第一旋轉方向和第二旋轉方向中的一者傳遞到驅動凸起部。

儘管本發明容許有許多不同形式的實施例，但是在附圖中示出了並且將在本文中詳細描述本發明的實施例，包括優選實施例，應當理解，本發明應當被認為是本發明的原理的範例，並且不旨在將本發明的廣泛方面限制於所例示的實施例。如本文所用的，術語“本發明”不旨在限制所要求保護的發明的範圍，而是僅為了解釋的目的而用於討論本發明的示例性實施例的術語。

本發明廣泛地涉及一種用於可轉位棘輪工具（例如馬達化棘輪式工具）的內部雙棘爪機構。與可轉位工具的常規棘爪機構相比，本發明的內部雙棘爪機構的極限扭矩輸出和疲勞強度得到了提高並且更大。具體地，本發明的棘爪機構的極限扭矩輸出大約是常規的單內部棘爪機構的極限扭矩輸出的兩倍。而且，與利用常規的單內部棘爪機構的棘輪相比，利用本發明的棘爪機構的棘輪頭的尺寸略微增大，並且仍然小於容納雙棘爪外部棘爪機構的棘輪頭。

參考圖1至圖8，一種可轉位工具100（例如，無繩棘輪式工具）包括工具殼體102，其具有棘輪殼體部104、第一殼體部106、第二殼體部108、和馬達殼體部110。如本文所討論的，可轉位工具100是棘輪式扳手。然而，本發明不限於此，並且工具100可以是任何類型的掌上型工具，包括但不限於電動或氣動工具，例如電鑽、刳刨機、衝擊扳手、棘輪扳手、螺絲傳動器或其它動力工具。

棘輪殼體部104圍封/容納棘爪機構112，該棘爪機構112以下述方式將扭矩從工具100的馬達傳遞到驅動凸起部114。驅動凸起部114適於經由聯接到驅動凸起部114（例如雙向棘輪方形或六邊形驅動器）的適配器、鑽頭、或套筒來將扭矩施加到工件（例如緊固件）。如圖例示的，驅動凸起部114是“陽”連接器，其設計為裝配到或配套地接合陰配對件。然而，驅動凸起部114可以替代性地包括“陰”連接器，其設計為配套地接合陽配對件。驅動凸起部114也可結構化成直接接合工件而不需要聯接到適配器、鑽頭或套筒。驅動凸起部114的旋轉方向可以以下述方式通過選擇器開關116的旋轉而選擇為第一旋轉方向或第二旋轉方向（例如順時針或逆時針）。

棘輪殼體部104和第一殼體部106例如經由殼體樞軸銷118可樞轉地彼此聯接。殼體樞軸銷118可以是銷、鉚釘、螺紋緊固件或其它合適的緊固件，其提供棘輪殼體部104與第一殼體部106之間的可樞轉聯接。如圖3例示的，可樞轉聯接允許棘輪殼體部104相對於樞軸銷118的縱向軸線樞轉，該縱向軸線大致垂直於工具100的縱向軸線，從而允許棘輪殼體部104相對於第一殼體部106、第二殼體部108和馬達殼體部110樞轉。

第一殼體部106包括第一臂118和第二臂120，其適於接收殼體樞軸銷118，從而可樞轉地聯接棘輪殼體部104和第一殼體部106。在一實施例中，第一殼體部106螺紋地聯接到第二殼體部108。在另一實施例中，第一殼體部106和第二殼體部是單個一體殼體。

第二殼體部108圍封/容納曲軸150，該曲軸150適於以公知的方式將棘爪機構112可操作地聯接到馬達。第二殼體部108適於使用附接特徵聯接到馬達殼體110，該附接特徵包括例如切口124和/或通道126。在一實施例中，附接特徵在第二殼體部108螺紋聯接到第一殼體部106之後機加工到第二殼體部108中，以確保棘輪殼體部104相對於馬達殼體部110適當地定向。在一實施例中，第二殼體部108是具有不同長度和/或構造以容納具有不同長度的曲軸的多個可互換的第二殼體部中的一者。在一實施例中，第二殼體部108是機加工件，從而允許以與鑄件相比更低的成本和複雜性製造不同的長度和構造，這是因為不必製造或使用多個模具。

殼體蓋板128經由例如緊固件130（例如鉚釘、螺釘等）聯接到第一殼體部106和第二殼體部108。殼體蓋板128限制污染物滲入第一殼體部106和第二殼體部108的內部並潛在地損壞其中容納的部件。

在一實施例中，棘輪殼體104通過鎖止機構相對於第一殼體部106和第二殼體部108選擇性地定位。在該實施例中，棘輪殼體104包括凹口132，其適於選擇性地接合佈置在第一殼體部106中的一個或多個鎖止部134，例如鎖止銷或鎖止球。（一個或多個）鎖止部134經由偏置構件136（例如彈簧）朝向凹口132偏置。

例如，馬達殼體部110圍封或容納電動或氣動馬達、開關元件、具有用於配置和設置工具的按鈕的顯示器、一個或多個狀態指示器（例如發光二極體）、以及用於操作工具的其他部件中的一者或多者。馬達殼體部110還可包括帶紋理的或滾花的把手，以在使用期間改善使用者對工具100的抓握。在一實施例中，馬達殼體部110包括以掀蓋型方式聯接在一起的第一馬達殼體部和第二馬達殼體部。在一實施例中，馬達殼體部110包括塑膠或金屬。

馬達（未示出）適於經由曲軸150可操作地接合棘爪機構112，以向驅動凸起部114提供扭矩。在一實施例中，馬達可以是無刷或刷式電動馬達、氣動馬達、或者任何其它合適的馬達。動力源（未示出）可以與工具100相關聯，以向工具100提供動力以供操作（例如電力、液壓或氣動），以操作馬達。在一實施例中，動力源可容納在馬達殼體部110的與棘輪殼體部104相對的端部、馬達殼體部110的中間部分、或工具100/馬達殼體部110的任何其它部分中。動力源還可以是外部部件，其不被工具100容納，而是通過例如有線或無線裝置可操作地聯接到工具100。在一實施例中，動力源是可拆卸且可再充電的電池，該電池適於佈置在馬達殼體部110的端部中並且以公知的方式電聯接到工具100的對應端子。

在一實施例中，工具100包括觸發器138，其可以由使用者致動，以使工具100操作。例如，使用者可以向內壓下觸發器138，以選擇性地從動力源汲取動力，並且使馬達操作並沿所期望的旋轉方向向驅動凸起部114提供扭矩。在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以實施任何合適的觸發器138或開關。例如，觸發器138還可被偏置，使得觸發器138可相對於工具100向內壓下，以使工具100操作，並且釋放觸發器138使觸發器138相對於工具100向外移動，以經由觸發器138的偏置性質停止工具100的操作。觸發器132和開關機構也可以是變速型機構。在這方面，觸發器138被壓下得越遠，觸發器138的致動或壓下導致馬達以越快的速度操作。

軛架140可旋轉地佈置在棘輪殼體部104中。軛架140包括佈置在軛架140的內周上的輪齒142。軛架還包括凹部144，其適於經由第一驅動構件146和第二驅動構件148可操作地聯接到曲軸150，如下所述。

第一驅動構件146例如通過第一襯套152可旋轉地聯接到軛架140的凹部144，並且可滑動地聯接到殼體樞軸銷118。第二驅動構件148也可滑動地聯接到殼體樞軸銷118，並且包括兩個臂，其佈置在第一驅動構件的任一側上，使得第一驅動構件146和第二驅動構件148同時沿著殼體樞軸銷118移動。第二驅動構件148還經由第二襯套154可旋轉地聯接到曲軸150。因此，由馬達的操作引起的曲軸150的旋轉運動驅動第一驅動構件146和第二驅動構件148沿著殼體樞軸銷118進行往復線性運動。第一驅動構件148的往復線性運動被傳遞到軛架140，使得軛架140在棘輪殼體部104中來回重複地旋轉。軛架140的旋轉運動經由棘爪機構112沿第一旋轉方向和第二旋轉方向中的一者傳遞至驅動凸起部114，如下所述。

棘爪機構112可旋轉地佈置在棘輪殼體部104中。棘爪機構112包括選擇器開關116、棘爪托架156以及第一棘爪158和第二棘爪160。棘爪機構112將軛架140的旋轉運動沿選定的第一旋轉方向和第二旋轉方向中的一者傳遞至驅動凸起部114。

選擇器開關116可旋轉地聯接到棘爪托架156，並且適於選擇性地定位第一棘爪158和第二棘爪160，以將軛架140的旋轉運動沿第一旋轉方向和第二旋轉方向中的任一者傳遞到驅動凸起部114。選擇器開關116可以是杆或旋鈕。選擇器開關116包括第一選擇器開關孔口162和第二選擇器開關孔口164以及分別接收在第一選擇器開關孔口162和第二選擇器開關孔口164中的第一向外偏置構件166和第二向外偏置構件168。第一向外偏置構件166和第二向外偏置構件168使用例如彈簧分別朝向第一棘爪158和第二棘爪160偏置。在一實施例中，選擇器開關116具有潤滑脂配件186，其適於允許將潤滑脂施加到棘爪機構部件以便繼續維護和使用。

棘爪托架156可旋轉地佈置在棘輪殼體部104中。在一實施例中，棘爪托架156與驅動凸起部114成一體。然而，本發明不限於此，並且棘爪托架156和驅動凸起部114可以是聯接在一起的單獨部件。棘爪托架156包括棘爪定位構件孔口170，其適於相應地接收可滑動地佈置在其中的棘爪定位構件172。在一實施例中，棘爪定位構件172是銷。棘爪托架156還包括適於相應地接收樞軸構件176的樞軸構件孔口174。在一實施例中，樞軸構件176是銷。

第一棘爪158經由樞軸構件176中的一個來可樞轉地聯接到棘爪托架156。第一棘爪158包括第一齒178和第二齒180，其適於基於選擇器開關116的選定位置選擇性地接合軛架的輪齒142。例如，當選擇器開關116佈置在選擇第一旋轉方向（例如，順時針方向）的位置時，第一齒178接合輪齒142。類似地，當選擇器開關116佈置在選擇第二旋轉方向（例如，逆時針方向）的位置時，第二齒180接合輪齒142。

第二棘爪162經由樞軸構件176中的另一個來可樞轉地聯接到棘爪托架156。第二棘爪162包括第一齒182和第二齒184，其適於基於選擇器開關116的位置選擇性地接合軛架的輪齒142。例如，當選擇器開關116佈置在選擇第一旋轉方向（例如，順時針方向）的位置時，第一齒182接合輪齒142。類似地，當選擇器開關116佈置在選擇第二旋轉方向（例如，逆時針方向）的位置時，第二齒184接合輪齒142。在一實施例中，第一棘爪158和第二棘爪160大致相同。第一棘爪158和第二棘爪160適於經由棘爪定位構件176圍繞相應的樞軸構件172大致同時樞轉。

如圖7例示的，當選擇器開關116移動到選擇第一旋轉方向（例如順時針方向）的位置時，第一向外偏置構件166和第二向外偏置構件168分別接合第一棘爪158和第二棘爪160，以使第一棘爪158和第二棘爪160圍繞相應的樞軸構件170樞轉，使得第一棘爪158的第一齒178和第二棘爪160的第一齒182接合軛架140的輪齒142。

如圖8例示的，當選擇器開關116移動到選擇第二旋轉方向（例如逆時針方向）的位置時，第一向外偏置構件166和第二向外偏置構件168分別接合第一棘爪158和第二棘爪160，以使第一棘爪158和第二棘爪160圍繞相應的樞軸構件170樞轉，使得第一棘爪158的第二齒180和第二棘爪160的第二齒184接合軛架140的輪齒142。

如本文所用的，術語“聯接”及其功能等同物並不旨在必須限於兩個或更多部件的直接機械聯接。相反，術語“聯接”及其功能等同物旨在意指兩個或更多個物體、特徵、工件和/或環境物質之間的任何直接或間接的機械、電氣或化學連接。在一些示例中，“聯接”還旨在意指一個物體與另一物體成一體。如本文所用的，術語“一”或“一個”可以包括一個或多個項，除非另有具體說明。

在上述說明書和附圖中闡述的內容僅作為例示而不是作為限制來提供。儘管已經示出和描述了特定實施例，但是對於本領域技術人員而言將顯而易見的是，在不脫離發明人貢獻的更廣泛方面的情況下可以進行改變和修改。當基於現有技術以適當的觀點來看時，所尋求保護的實際範圍旨在由所附申請專利範圍限定。

100:可轉位工具/工具 102:工具殼體 104:棘輪殼體部 106:第一殼體部 108:第二殼體部 110:馬達殼體部 112:棘爪機構 114:驅動凸起部 116:選擇器開關 118:殼體樞軸銷/樞軸銷/第一臂 120:第二臂 124:切口 126:通道 128:殼體蓋板 130:緊固件 132:凹口 134:鎖止部 136:偏置構件 138:觸發器 140:軛架 142:輪齒 144:凹部 146:第一驅動構件 148:第二驅動構件 150:曲軸 152:第一襯套 154:第二襯套 156:棘爪托架 158:第一棘爪 160:第二棘爪 162:第一選擇器開關孔口 164:第二選擇器開關孔口 166:第一向外偏置構件 168:第二向外偏置構件 170:棘爪定位構件孔口 172:棘爪定位構件 174:樞軸構件孔口 176:樞軸構件 178:第一齒 180:第二齒 182:第一齒 184:第二齒 186:潤滑脂配件

為了便於理解尋求保護的主題，在附圖中例示了其實施例，當結合以下描述考慮時，從對其實施例的檢查中，尋求保護的主題、其構造和操作及其許多優點應當容易理解和領會。 圖1是結合了本發明實施例的示例性棘輪工具的透視側視圖。 圖2是根據本發明實施例的圖1的棘輪工具的棘輪殼體以及第一殼體部和第二殼體部的側面透視圖。 圖3是根據本發明實施例的相對於圖1的棘輪工具的第一殼體部和第二殼體部樞轉的棘輪殼體的側面透視圖。 圖4是根據本發明實施例的圖2的棘輪工具的棘輪以及第一殼體部和第二殼體部的側面透視分解拆卸圖。 圖5是根據本發明實施例的圖1的棘輪工具的棘爪機構的側面透視分解拆卸圖。 圖6是根據本發明實施例的圖1的棘輪工具的棘爪機構的另一側面透視分解拆卸圖。 圖7是根據本發明實施例的選擇第一旋轉驅動方向的圖1的棘輪工具的棘爪機構的詳細頂視圖。 圖8是根據本發明實施例的選擇第二旋轉驅動方向的圖1的棘輪工具的棘爪機構的詳細頂視圖。

100:可轉位工具/工具

102:工具殼體

104:棘輪殼體部

106:第一殼體部

108:第二殼體部

110:馬達殼體部

112:棘爪機構

114:驅動凸起部

116:選擇器開關

118:殼體樞軸銷/樞軸銷/第一臂

120:第二臂

138:偏置構件

Claims (20)

1. 一種具有第一殼體部的工具，包括： 棘輪殼體部，其可樞轉地聯接到所述第一殼體部； 軛架，其可旋轉地佈置在所述棘輪殼體部中； 棘爪機構，其佈置在所述棘輪殼體部中並且適於選擇性地將所述軛架的旋轉運動沿第一旋轉方向和第二旋轉方向中的任一者傳遞到驅動凸起部，其中，所述棘爪機構包括： 棘爪托架，其可旋轉地佈置在所述棘輪殼體部中； 第一棘爪和第二棘爪，其可樞轉地聯接到所述棘爪托架；以及 選擇器開關，其可旋轉地聯接到所述棘爪托架並且適於選擇性地定位所述第一棘爪和所述第二棘爪，以將所述軛架的旋轉運動沿所述第一旋轉方向和所述第二旋轉方向中的一者傳遞到所述驅動凸起部。
2. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述棘輪殼體部包括凹口，其適於選擇性地接合佈置在所述第一殼體部中的鎖止部，以相對於所述第一殼體部選擇性地定位所述棘輪殼體部，其中，所述鎖止部通過偏置構件朝向所述棘輪殼體部偏置。
3. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，還包括第二殼體部，其螺紋聯接到所述第一殼體部。
4. 如請求項3所述的工具，其特徵在於，還包括馬達殼體部，其中，所述第二殼體部包括佈置在第二端處並且聯接到所述馬達殼體部的切口和通道中的一者或多者。
5. 如請求項4所述的工具，其特徵在於，所述馬達殼體部包括以掀蓋型方式聯接在一起的第一馬達殼體部和第二馬達殼體部。
6. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述軛架包括佈置在所述軛架的內周上的輪齒，並且其中，所述第一棘爪和所述第二棘爪分別包括棘爪齒，其適於基於所述選擇器開關的選定位置選擇性地接合所述輪齒。
7. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述第一棘爪和所述第二棘爪通過由所述棘爪托架接收的相應的樞軸構件可樞轉地聯接到所述棘爪托架。
8. 如請求項7所述的工具，其特徵在於，棘爪定位構件可滑動地佈置在所述棘爪托架中，並且適於使所述第一棘爪和所述第二棘爪圍繞相應的樞軸構件大致同時樞轉。
9. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述選擇器開關包括第一向外偏置構件和第二向外偏置構件，其適於分別接合所述第一棘爪和所述第二棘爪，以選擇性地定位所述第一棘爪和所述第二棘爪，從而將所述軛架的旋轉運動沿所述第一旋轉方向和所述第二旋轉方向中的一者傳遞到所述驅動凸起部。
10. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述棘爪托架與所述驅動凸起部成一體。
11. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述棘爪托架聯接到所述驅動凸起部。
12. 一種用於可轉位工具的棘爪機構，其適於選擇性地將所述工具的軛架的旋轉運動沿第一旋轉方向和第二旋轉方向中的一者傳遞到所述工具的驅動凸起部，所述棘爪機構包括： 棘爪托架； 第一棘爪和第二棘爪，其可樞轉地聯接到所述棘爪托架；以及 選擇器開關，其可旋轉地聯接到所述棘爪托架並且適於選擇性地定位所述第一棘爪和所述第二棘爪，以將所述軛架的旋轉運動沿所述第一旋轉方向和所述第二旋轉方向中的一者傳遞到所述驅動凸起部。
13. 如請求項12所述的棘爪機構，其特徵在於，所述棘爪托架與所述驅動凸起部成一體。
14. 如請求項12所述的棘爪機構，其特徵在於，所述第一棘爪和所述第二棘爪通過由所述棘爪托架接收的相應的樞軸構件可樞轉地聯接到所述棘爪托架。
15. 如請求項14所述的棘爪機構，其特徵在於，棘爪定位構件可滑動地佈置在所述棘爪托架中，並且適於使所述第一棘爪和所述第二棘爪圍繞相應的樞軸構件大致同時樞轉。
16. 如請求項12所述的棘爪機構，其特徵在於，所述選擇器開關包括第一向外偏置構件和第二向外偏置構件，其適於分別接合所述第一棘爪和所述第二棘爪，以選擇性地定位所述第一棘爪和所述第二棘爪，從而將所述軛架的旋轉運動沿所述第一旋轉方向和所述第二旋轉方向中的一者傳遞到所述驅動凸起部。
17. 如請求項12所述的棘爪機構，其特徵在於，所述第一棘爪和所述第二棘爪大致相同。
18. 如請求項12所述的棘爪機構，其特徵在於，所述棘爪托架聯接到所述驅動凸起部。
19. 如請求項12所述的棘爪機構，其特徵在於，所述選擇器開關具有潤滑脂配件。
20. 如請求項12所述的棘爪機構，其特徵在於，所述第一棘爪和所述第二棘爪分別包括棘爪齒，其適於基於所述選擇器開關的選定位置選擇性地接合佈置在所述軛架的內周上的輪齒。

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