TWI722892B - 磁性換向之滾子扳手 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種磁性換向之滾子扳手，具有：一本體、一驅動件、一換向鈕、複數滾子、至少一平衡磁性件及至少一磁性定位構件；該驅動件、該等滾子及該換向鈕係裝設於該本體的頭部的容室中；各該磁性定位構件設有一第一磁性及一第二磁性件分別位於該驅動件與該換向鈕上，且該第一磁性件與第二磁性件相鄰面為同磁極，使該第一磁性件與第二磁性件間可保持預定距離輔助該換向鈕定位；該換向鈕可帶動該等滾子位移，使該等滾子與該驅動件之各個邊的一卡掣面接觸。各該平衡磁性件，位於與各該磁性定位構件的相反方向，提供一平衡磁吸之作用。

Description

磁性換向之滾子扳手

本發明係與扳手有關，詳而言之，係指一種透過磁性力來形成換向及定位之磁性換向之滾子扳手。

圖1顯示一種習知的可換向的滾子扳手10，其頭部11之圓形容室12內裝設一驅動件14，請配合參閱圖2，該驅動件14具有六個邊15，每一個邊15的中央具有一凹入152，該凹入152使每個邊15的二側分別形成一卡掣面151。六個滾子16，分別裝設於該六個邊15及該容室12的周壁13之間。一換向鈕17，裝設於該頭部11頂端，其底面凸設有六個牆171並於該六個牆171之間形成六個限位槽172；該六個滾子17分別被限制於該六個限位槽172中，如圖2所示。該換向鈕17可被轉動並被三組磁性定位構件18定位在二個位置。請參閱圖1及圖3，該三磁性定位構件18分別裝設於該換向鈕17底面與驅動件14之頂面，所述的磁性定位構件18相鄰近的面為相同磁極。

以一方向轉動該換向鈕17時由第一位置切換至至第二位置時，如圖3所示，轉動至第一位置及第二位置中間時，該三組磁性定位構件18會相互靠近，接近時因為彼此間的磁極為相同，所以會產生一磁性排斥力，使該驅動件14與換向鈕17之間會形成一個相互排斥的推動力，越過該等磁性定位構件18之後，則會推動該換向鈕17會往第二位置切換，推動至二相鄰之磁性定位構件18間不再具有磁性排斥力為止，並促使各該滾子16與各該邊15一側的卡掣面151(例如左側的卡掣面)接觸；以另一方向轉動換向鈕17時，可將該換向鈕17由第二位置切換至第一位置，並移動該等滾子1移動至各該邊15的另一側，使各該滾子17與另一側的卡掣面151(例如右側的卡掣面)接觸；各該磁性定位構件18靠近時，也會產生一磁性排斥力將該換向鈕17往第一位置推動。藉由將換向鈕17切換於第一位置或第二位置，使滾子扳手具有換向功能。

習知的滾子扳手10之換向作用具有操作之方便性，然而，經發明人研究發現，該習知結構在操作時，其三組磁性定位構件18具有無法有效操作的缺失，其原因在於，使用多組的磁性定位構件18，其所產生的磁性排斥力過大，在轉動換向的過程中，要切換至另一位置時不容易克服其磁性排斥力，使得該換向鈕17會受到磁性排斥力的作用而退回到切換前的位置。

再者，由於磁性構件的單價高，使用三組的磁性定位構件18增加扳手之材料及加工的成本。

本發明旨於解決上揭缺失，其主要目的在於提供一種磁性換向之滾子扳手，使滾子扳手能輕易地產生換向操作及定位。

本發明之另一目的在於提供一種磁性換向之滾子扳手，可減少磁性構件的使用數量及降低成本。

本發明所提供之一種滾子扳手，包含有： 一本體，具有一頭部；一圓形的容室，設於該頭部中，該容室中央定義有一軸心； 一驅動件，具有多個邊，各該邊具有一中央區以及位於該中央區二側的二卡掣面；該驅動件係裝設於該頭部之容室中，並可於該容室內以軸心為軸轉動； 一換向鈕，裝設於該頭部，該換向鈕可於一第一位置及一第二位置之間轉動； 複數滾子，分別設置於該容室內；該換向鈕可帶動該等滾子位移； 至少一磁性定位構件，有一第一磁性件及一第二磁性件；該第一磁性件位於該驅動件上，該第二磁性件位於該換向鈕上，該第一磁性件與該第二磁性件相鄰面具有相同磁性而產生一相斥作用力，使該換向鈕受磁性排斥力作用而定位於該第一位置或第二位置； 至少一平衡磁性件，設於該驅動件或該換向鈕上，並與該磁性定位構件設於該軸心之相反側。

較佳地，各該平衡磁性件之磁性力係大於各該第一磁性件或各該第二磁性件的磁性力

藉由上述結構，該換向鈕與驅動件之間以數量較少的磁性定位構件作為輔助換向的構件，可降低換向動作時克服磁性排斥力的力量，並且，透過各該平衡磁性件來平衡該磁性定位構件所產生的磁吸作用力；另外，可降低使用磁性件的數量，以降低製造成本。

請參閱圖4至圖6，係本發明一較佳實施例所提供之滾子扳手20，包含有：一本體30、一驅動件40、複數滾子50、一換向鈕60、一平衡磁性件70及一磁性定位構件，該磁性定位構件包含有一第一磁性件46及一第二磁性件66。

該本體30具有相連接之一頭部31及一桿身36，該頭部位於該桿身的前端。該頭部31之頂面向內凹設一圓形的容室32；且頭部31之底面係透空，例如設一通孔34，該容室32之中心定義有一軸心C。

請配合參閱圖7，該驅動件40為一正多邊形之構件，例如正四邊形、正五邊形、正六邊形、正八邊形等，具有多個邊。本說明書所揭之較佳實施例以驅動件40為正六邊形的構件為例，具有六個邊41。該驅動件40的每個邊41具有一中央區42，其為一平面；每個邊41於中央區42二側各設一卡掣面44，各卡掣面44具有一與中央區42連接之內側441，以及一遠離中央區42的外側442。該驅動件40係裝設於該頭部31之容室32中，如圖6及圖8所示，並可於該容室32內以軸心C為軸轉動。此外，該驅動件40係用以結合並驅轉螺帽或螺栓等螺接元件，或結合套筒。該驅動件40的中心可設一多角形套孔，以套接螺接元件；本實施例之驅動件40之底面具有一插柱45，自該通孔34凸伸出該頭部31，該驅動件40之中心會與該本體之軸心C相重合，使該插柱42以該軸心C為中心轉動；該驅動件40之頂面，為一第一面；該磁性定位構件之該第一磁性件46，位於該驅動件40之頂面，也就是第一面上，該第一磁性件46於表面形成有一N極的極性，也可以為S極的極性，並不限制，該第一磁性件46具有一磁吸面積A1，且與該軸心C間會有一個徑向間距L1。

前述的滾子50的數量相同於驅動件40的邊41的數量，因此，有六個滾子50裝設於該圓形容室32中，並分別位於該六個邊41及該容室32的周壁33之間。

該換向鈕60係裝設於該頭部31的頂面，並封閉該容室32頂面的開口。該換向鈕60呈圓盤狀，其中心會與該本體30之軸心C相重合，使該換向鈕60會以該軸心C為中心轉動，其底面環周等間隔設有等數於滾子50數量的牆，即六個牆62，並具有六個限位槽64，形成於該六個牆62之間。該六個牆62等間隔地排列呈圓形；該六個滾子50分別容置於該六個限位槽62中，分別被各限位槽62所定位，如圖8所示。該換向鈕60之底面，為一第二面，該驅動件40之第一面與該換向鈕60之第二面係為相對設置；換向鈕60之底面，也就是第二面，該磁性定位構件之該第二磁性件66位於該第二面上，該第二磁性件66於表面形成有與第一磁性件46相同的極性，也就是同為N極，設置上亦可同為S極，該第二磁性件66具有一磁吸面積A2，且與該軸心C間會有一個徑向間距L2；該第一磁性件46的磁吸面積A1與該第二磁性件的磁吸面積A2為相同，且該第一磁性件46與軸心C的徑向間距L1與該第二磁性件66與軸心C的徑向間距L2之距離也相同，該換向鈕60可於該第一位置與第二位置間被轉動，且該第一磁性件46與第二磁性件66會在該換向鈕60轉動至該第一位置與該第二位置之間的位置相接近，使該第一磁性件46與第二磁性件66之間因為相同磁極靠近而產生磁性排斥力，而使該換向鈕60可以被推動往第一位置或第二位置定位。

該平衡磁性件70，本實施例中，其係設置於該驅動件40之頂面，也就是第一面的位置，其亦可設置於該換向鈕60之底面，該平衡磁性件70與該第二磁性件66係位於於該軸心C之相反兩側，也就是說，該平衡磁性件70與同一平面上之該第二磁性件66間之夾角在150°~210°之間，本實施例中，兩者的夾角為180°。該 平衡磁性件70之極性為N極，其亦可為S極，並不限制，其主要的作用為磁吸該換向鈕60，該平衡磁性件70的磁吸面積為A3，該平衡磁性件70與軸心C間具有徑向距離L3，本實施例中，該平衡磁性件70的磁吸面積A3係大於該第一磁性件46的磁吸面積A1及該第二磁性件66的磁吸面積A2，使該平衡磁性件70的磁性力可以大於該磁性定位構件的第一磁性件46及第二磁性件66的磁性力，另外，該平衡磁性件70也可以使用單位磁性力較大的磁性件構成，在相同的磁吸面積下，可以產生較強大的磁吸力量；該平衡磁性件70與軸心C之徑向距離L3係與該第一磁性件46與軸心C之徑向距離L1及第二磁性件66與軸心之徑向距離L2相當。

以下說明該滾子扳手20的使用狀態，該換向鈕60可帶動該等滾子50位移及定位於一第一位置或一第二位置，俾切換該滾子扳手20於不同的操作方向。以圖4及6的方向為準，逆時針方向轉動該換向鈕60時，可將換向鈕60切換至第一位置，並將該等滾子50位移至圖8所示的第一位置，使各滾子50接觸所對應的邊41的左側的卡掣面44a；順時針方向轉動換向鈕60時，則將換向鈕60切換至第二位置，並將該等滾子50移動至圖9(A)所示的第二位置，使各滾子50接觸所對應的邊41的右側的卡掣面44b。為方便辨識所述的第一位置及第二位置，本說明書以標號44a表示位於左側的卡掣面、及以標號44b表示位於右側的卡掣面。當統稱卡掣面時，則以標號44表示。

圖10顯示該換向鈕60及該等滾子50係切換至該第一位置，此時，各滾子50接觸所對應的邊41的左側的卡掣面44a；該第二磁性件66係位於該第一磁性件46之左側，使換向鈕60定位於第一位置，進而由換向鈕60的限位槽62將該等滾子50限制於該第一位置。

於該卡掣面44a的外側442，卡掣面44a與該容室32的周壁33間之間隙漸小，於卡掣面44a的內側441，卡掣面44a與周壁33間的間隙漸大。當滾子50位於第一位置時，順時針方向扳轉扳手20時，該等滾子50往卡掣面44a間隙小的方向(即往外側442的方向)移動，因此，各滾子50、該卡掣面44a及該容室32的周壁33係相互卡掣，該扳手20可驅使該驅動件40順時針轉動，進而順時針轉動螺件。反之，逆時針轉動該扳手20時，滾子50將往間隙大的方向移動，滾子50、該卡掣面44a及容室32的周壁33之間無法相互卡掣，扳手便無法帶動驅動件40轉動。藉由此種離合效果，該扳手20可單向(順時針方向)轉動螺件。

順時針方向旋轉該換向鈕60至第二位置時，該換向鈕60係帶動該等滾子50位移至第二位置，如圖9(A)所示，使各滾子50與每個邊41的右側的卡掣面44b接觸，當該換向鈕60移動至該第一位置移動及該第二位置之間，該換向鈕60之第二磁性件66會與該驅動件40之第一磁性件46相靠近，因為該第一磁性件46與該第二磁性件66之間的磁極為相同，所以該第一磁性件46與該第二磁性件66之間接近時會產生磁性排斥力，當該換向鈕60之第二磁性件66由該第一位置轉動至越過該第一磁性件46的位置之後，該第一磁性件46與該第二磁性件66之磁性排斥力會將該換向鈕60推向第二位置，並且因為該第一磁性件46與該第二磁性件66之間相互排斥，所以該換向鈕60的位置不會再往第一位置移動。此時，該第一磁性件46的磁性會吸附住該換向鈕60之底面，而該第二磁性件66的磁性會吸附住該驅動件40之頂面，形成磁性定位；為了要使該驅動件40可以平衡設置，該平衡磁性件70也會在另一側產生磁吸作用，使其能磁吸該換向鈕60，使該驅動件40於軸心兩側可以受到平均的磁吸作用，而不會傾斜，並且，因為該平衡磁性件70之磁吸面積A3大於該第一磁性件46之磁吸面積A1及第二磁性件之磁吸面積A2，所以兩側之磁吸作用力相當。

當滾子50定位於圖11之第二位置時，逆時針方向扳轉扳手20，該等滾子50將往卡掣面44b的間隙小的方向(即往外側442的方向)移動，因此，各滾子50、卡掣面44b及該容室32的周壁33係相互卡掣，該扳手20可驅使該驅動件40逆時針轉動。反之，順時針轉動該扳手20時，滾子50往間隙大的方向移動，滾子50、卡掣面44b及容室32的周壁33之間無法相互卡掣，扳手便無法帶動驅動件40轉動。藉此，該扳手20可單向(逆時針方向)轉動螺件。

相同的，請參閱圖9(B)，當該換向鈕60要由該第二位置切換至第一位置時，當該換向鈕60移動至該第一位置移動及該第二位置之間，該換向鈕60之第二磁性件66會與該驅動件40之第一磁性件46相靠近，當該換向鈕60之第二磁性件66由該第二位置轉動至越過該第一磁性件46的位置後，該第一磁性件46與該第二磁性件66之磁性排斥力會將該換向鈕60推向第一位置，並且因為該第一磁性件46與該第二磁性件66之間相互排斥，所以該換向鈕60的位置不會再往第二位置移動。此時，該第一磁性件46的磁性會吸附住該換向鈕60之底面，而該第二磁性件66的磁性會吸附住該驅動件40之頂面，形成磁性定位；該平衡磁性件70也會在另一側產生磁吸作用，使其能磁吸該換向鈕60。

請參閱圖12所示，其係為本發明第二較佳實施例，其主要結構係與前一實施例相同，相同結構以相同符號表示，不另贅述，其中：

該平衡磁性件70之磁吸面積A3係與該第一磁性件46之磁吸面積A1或該第二磁性件66之磁吸面積A2相同，單位磁性力也相同，使所有的磁性件其可以通用，而該平衡磁性件70為了要產生一較強的磁吸效果，該平衡磁性件70與軸心C之徑向距離L3係大於該第一磁性件46與軸心C之徑向距離L1及該第二磁性件66與軸心C之徑向距離L2，使該平衡磁性件70磁吸時可以產生較大的力臂，而可與該第一磁性件46與該第二磁性件66之間形成平衡。

請參閱圖13及14所示，其係為本發明第三較佳實施例，其主要結構係與前一實施例同，相同結構以相同符號表示，不另贅述，其中：

該滾子扳手20內於該驅動件40與該換向鈕60之間設置有一磁性定位構件，而於該軸心C之相對側則設置有二個平衡磁性件70，該二平衡磁性件70設置於同一平面，皆設置在第一面，也就是該驅動件40之頂面上，避免該二平衡磁性件70之間因距離變化而產生磁性排斥力，使該第一磁性件46與該第二磁性件66之磁吸位置的軸心相對側設置有二平衡磁性件，使軸心之兩邊皆設有兩磁性件，使其磁吸受力更加平均。

請參閱圖15及16所示，其係為本發明第四較佳實施例，其主要結構係與前一實施例同，相同結構以相同符號表示，不另贅述，其中：

該滾子扳手20內於該驅動件40與該換向鈕60之間設置有二磁性定位構件，而於該軸心C之相對側則設置有一個平衡磁性件70，使該二第一磁性件46與該二第二磁性件66之磁吸位置可以平均分布，並透過另一側設置之平衡磁性件70來平衡整體受力，同時，該平衡磁性件70與該二第一磁性件46係設置於相同的平面，第一面上，該平衡磁性件70與該二第一磁性件46之夾角概為相同，也就是該平衡磁性件70與該二第一磁性件46之間的磁吸力可以平均分布，使其受力更加平均。

本發明的滾子扳手20具有下列功效，可改進習知構造之缺失，首先，本發明使用至少一組磁性定位構件，也就是二顆磁性件即可做為換向使用，較習知需使用三組磁性定位構件，也就是六顆磁性件之結構，可以降低因磁性排斥力，避免換向動作進行時因為磁性排斥力過大而無法換向。

再者，本發明之扳手使用較少的磁性件(至少一組磁性定位構件以及至少一平衡磁性件)便能提供該扳手之換向操作及換向後之定位，減少磁性件的使用數量，製造及加工成本較習知扳使用六顆磁性件之成本降低，並且，平衡磁性件部會產生磁性排斥力，可降低換向進行時的磁性定位構件產生的排斥作用力，避免因排斥力過大而無法換向。

上揭實施例僅係說明本發明之技術特徵而非限制，舉凡依據本發明所為之簡單修改或等效實施，均應視為本發明保護的範圍。

20:滾子扳手 30:本體 31:頭部 32:容室 33:周壁 34:通孔 36:桿身 40:驅動件 41:邊 42:中央區 44(44a、44b):卡掣面 441:內側 442:外側 45:插柱 46:第一磁性件 50:滾子 60:換向鈕 62:牆 64:限位槽 66:第二磁性件 70:平衡磁性件 A1:磁吸面積 A2:磁吸面積 A3:磁吸面積 L1:徑向距離 L2:徑向距離 L3:徑向距離 C:軸心

本發明之目的、特徵以功效，可由下列較佳實施例與圖式之說明獲得理解： 圖1係習知一種滾子扳手之分解立體圖。 圖2係圖1之組合剖面圖。 圖3係圖2之扳手的縱向剖面圖。 圖4係本發明一較佳實施例之滾子扳手之立體圖。 圖5係圖4之滾子扳手之分解立體圖。 圖6係圖4之6-6剖線之剖面圖。 圖7係驅動件之頂視圖。 圖8係換向鈕之底視圖。 圖9(A)係圖4之9-9剖面之剖面圖，並顯示該換向鈕往第二位置移動。 圖9(B)係圖4之9-9剖面之剖面圖，並顯示該換向鈕往第一位置移動。 圖10為圖4之組合剖面圖，顯示該滾子工具在第一位置時，順時針轉動的動作示意圖。 圖11概同於圖10，顯示該滾子工具在第二位置時，逆時針轉動的動作示意圖。 圖12為本發明第二較佳實施例之剖面組合圖，顯示該平衡磁性件與軸心之徑向距離大於該磁性定位構件與軸心之徑向距離。 圖13為本發明第三較佳實施例之組合剖面圖，顯示有一磁性定位構件以及二平衡磁性件，滾子工具在第一位置時，順時針轉動的動作示意圖。 圖14概同於圖13，顯示滾子工具在第二位置時，順時針轉動的動作示意圖。 圖15為本發明第四較佳實施例之組合剖面圖，顯示有二磁性定位構件以及一平衡磁性件，滾子工具在第一位置時，順時針轉動的動作示意圖。 圖16概同於圖15，顯示滾子工具在第二位置時，順時針轉動的動作示意圖。

20:滾子扳手

30:本體

31:頭部

32:容室

33:周壁

40:驅動件

41:邊

42:中央區

44:卡掣面

45:插柱

46:第一磁性件

50:滾子

60:換向鈕

62:牆

64:限位槽

66:第二磁性件

70:平衡磁性件

C:軸心

Claims (11)

1. 一種磁性換向之滾子扳手，包含有： 一本體，具有相連接之一頭部及一桿身；一圓形的容室，設於該頭部中，該容室係具有周壁，該容室中央定義有一軸心； 一驅動件，為正多邊形之構形，具有多個邊，各該邊具有一中央區以及位於該中央區二側的二卡掣面，各該卡掣面具有一臨近該中央區的內側，以及一遠離該中央區的外側；該驅動件係裝設於該頭部之容室中，並可於該容室內以軸心為軸轉動； 一換向鈕，裝設於該頭部，該換向鈕可於一第一位置及一第二位置之間轉動； 等數於該等邊的滾子；該等滾子係位於該本體容室之周壁與該驅動件之間，該換向鈕可帶動該等滾子位移，該換向鈕位於該第一位置時，各該滾子係與各該邊一側的一卡掣面及該容室的周壁接觸；該換向鈕位於該第二位置時，各該滾子係與各該邊另一側的另一卡掣面及該容室的周壁接觸； 至少一磁性定位構件，各該磁性定位構件分別包含有一第一磁性件及一第二磁性件；各該第一磁性件係位於該驅動件上，各該第二磁性件係位於該換向鈕上，各該第一磁性件與各該第二磁性件之相鄰面為同磁性；各該第一磁性件與各該第二磁性件之間會產生一磁性排斥力，使該換向鈕在切換位置時會受磁性排斥力作用而定位於該第一位置或該第二位置； 至少一平衡磁性件，位於該驅動件或該換向鈕上，並與各該磁性定位構件設於該軸心之相反側。
2. 如請求項1所述之滾子扳手，其中：其係包含有一該磁性定位構件及一該平衡磁性件，該平衡磁性件與位於同一平面之第一磁性件或第二磁性件間之夾角為150∘~210∘。
3. 如請求項1所述之滾子扳手，其中：其係具有二磁性定位構件，及一平衡磁性件；該平衡磁性件係與位於同一平面之該二第一磁性件或該二第二磁性件之夾角概為相等。
4. 如請求項1所述之滾子扳手，其中：其係具有一磁性定位構件，及二平衡磁性件，該二平衡磁性件係同時位於該驅動件或該換向件上。
5. 如請求項1至4任一項所述之滾子扳手，其中：該平衡磁性件係設於該驅動件上。
6. 如請求項1至4任一項所述之滾子扳手，其中：該平衡磁性件係設於該換向鈕上。
7. 如請求項1至4任一項所述之滾子扳手，其中：該平衡磁性件之磁性力係大於該第一磁性件或該第二磁性件的磁性力。
8. 如請求項7所述之滾子扳手，其中：各該平衡磁性件之磁吸面積係大於各該第一磁性件或各該第二磁性件之磁吸面積。
9. 如請求項7所述之滾子扳手，其中：各該平衡磁性件之單位磁性力係大於各該第一磁性件或各該第二磁性之單位磁性力。
10. 如請求項1至4所述之滾子扳手，其中：各該平衡磁性件與軸心徑向距離係大於各該第一磁性件或各該第二磁性件與軸心之徑向距離。
11. 如請求項1至4任一項所述之滾子扳手，其中：該驅動件朝向該換向鈕之一側為一第一面，各該第一磁性件係設於該第一面；該換向鈕朝向該驅動件之一側為一第二面，各該第二磁性件與設於該第二面；該第一面與第二面形成相對之面；各該平衡磁性件皆位於該第一面或第二面。

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