TWI726430B - 電動換向之棘輪工具 - Google Patents

Abstract

本發明係一種電動換向之棘輪工具，包含有：一頭部，具有一容室；一棘輪機構，設於容室中，具有一轉動件及一卡掣件；該轉動件可轉動，該卡掣件可位移並控制該轉動件之轉動方向；一換向裝置，具有一換向件及一第二磁性件；該換向件具有一第一磁性件，該換向件係可位移的頂持該卡掣件；該第二磁性件與該第一磁性件相對；該第一磁性件與第二磁性件之一為永久磁鐵，另一為電磁鐵；透過該電磁鐵改變磁性方向，使該第一磁性件受到磁性相吸或相斥作用的變化而改變位置，使該換向件可相對變化頂持該卡掣件之位置。

Description

電動換向之棘輪工具

本發明係與一種手持工具有關，特別是指一種可透過電磁鐵的磁場變化產生換向之電動換向之棘輪工具。

棘輪扳手為常用的手持工具，為了要能夠在狹小的角度進行施力操作，會在內部使用棘輪結構，如圖1所示，棘輪單向轉動在使用時會朝向單一個方向轉動，另而另一個方向會形成卡固，朝該卡固方向轉動時，及可對該卡固方向施力，而習知之一種換向棘輪扳手，其主要就是以改變棘輪的轉動方向，來使該換向棘輪扳手更換施力操作方向，其棘輪結構10包含有；一棘輪11、一卡掣齒12、一換向鈕13所構成，該棘齒11環周設置有卡齒，該卡掣齒12可以相對嚙合於該棘輪11之外表面，透過不同方向的嚙合，而可以使該棘輪11產生不同方向的施力；該換向鈕13彈性底接於該卡掣齒12上，並可驅動該卡掣齒12產生一方向變換之作用，透過該換向鈕13來進行換向的動作。

習知使用知棘輪結構，不論是手動棘輪扳手或電動棘輪扳手，均需要操作者藉由手部轉動換向鈕13之方向來切換該卡掣齒12的位置，而可改變棘輪的轉動方向。

然而，該換向鈕13在切換的過程中，使用者皆需要使用手部來操作該換向鈕13進行換向的動作，如果在比較狹小或是難以深入的工作區域，取出工具進行換向後再置入，需要耗費相當的時間，導致其操作上產生不便。再者，因為換向鈕13需要經由手部切換，所以該換向鈕13有部分結構會外露，長時間使用容易有異物或是粉塵的侵入，導致內部結構磨耗。另外，為了要操作方便，該換向鈕13會有一定的高度，導致工具的頭部的高度相對增加，使其在使用上會受到限制。

本發明主要目的係提供一種可透過電磁鐵的磁場變化產生換向之電動換向之棘輪工具。

為達上述目的，本發明提供一種電動換向之棘輪工具，包含有： 一頭部，設置有一容室； 一棘輪機構，設於該容室中，具有一轉動件及一卡掣件，該轉動件以一中心軸轉動；該卡掣件可於該容室內位移，且該卡掣件單向卡掣該轉動件，使該轉動件於該容室內單向轉動 一換向裝置，設置於該頭部之容室內，具有一換向件及一第二磁性件；該換向件具有一頂持部及一第一磁性件，該頂持部可移動的頂持該卡掣件；該第二磁性件與該第一磁性件相對；該第一磁性件與第二磁性件之一為永久磁鐵，另一為電磁鐵；該電磁鐵可改變磁性，使該第一磁性件受到磁性作用相吸或相斥的變化而改變該頂持部之位置，使該頂持部可改變該卡掣件之位置，而使該卡掣件可相對變化該轉動件之施力方向。

較佳地，該第一磁性件係為一永久磁鐵；第二磁性件係為一電磁鐵，該電磁鐵係包含至少一線圈及一鐵芯，所述之線圈係纏繞於該鐵芯上。

較佳地，該永久磁鐵具單一極性，該電磁鐵之鐵芯上具有二相異極性。

較佳地，該永久磁鐵具有至少二相異極性，該電磁鐵之上具有至少三個磁極，且兩相鄰位置之磁極為相反。

本發明所提供之電動換向之棘輪工具，其透過電磁鐵改變磁性方向可以變換該換向件頂持該卡掣件的位置，使該卡掣件可變化卡掣位置，來改變該轉動件之轉動方向。該第一磁性件與第二磁性件間的磁極位置固定，每次磁性變化都可以維持恆定的位置，換向效果佳。

請參閱圖2至3所示，係本發明一較佳實施例所提供之棘輪工具20，具有一頭部21, 該頭部21內設有一可轉動的棘輪機構以及一可控制該棘輪機構轉動方向的電動換向裝置50（下文將簡稱為換向裝置）。本發明所提供之電動換向之棘輪工具可為電動棘輪扳手或手動(非動力)棘輪扳手，所述的電動棘輪扳手或手動棘輪扳手係具有電能，例如所述的扳手裝設有電池並由電池提供電能，並可透過一個操作動作，例如按壓一按鍵，而提供電能予該電動換向裝置。圖2所示之棘輪工具20為一棘輪扳手，其本體設有一換向鈕22，按壓該換向鈕22便可以電能啟動該換向裝置50，改變該棘輪機構的轉動方向。所述之棘輪扳手之其他構造非本發明之創作標的，故不予贅述。本說明書所述之前、後、左、右、順時針或逆時針轉動方向係以圖式之方向為準，惟非予以限制，謹先陳明。

該頭部21之內部設置有一容室211。

該棘輪機構係裝設於該容室211中，具有一轉動件30及一卡掣件40；

該轉動件30於本實施例中該係為一棘輪32，其沿著一中心軸轉動，該棘輪32樞設於該容室211內，該棘輪32之外環周環設有一棘齒部321，中心軸位置設有一工作部322，例如一凸柱或一多角孔供與工件或套筒接合使用；

一卡掣件40，其前端設置有一卡齒部41卡設於該棘齒部321，後端則設置有一換向部42；

一換向裝置50，設置於該頭部21之容室211內，具有一換向件60及一第二磁性件70，該換向件60樞設於該容室內211，並可產生轉動；該換向件60前端具有一彈性之頂持部61及後端具有一第一磁性件62；該頂持部61可彈性頂持該卡掣件40之換向部42內，該換向件60轉動時可改變頂持部61位置，使該頂持部61可彈性頂持不同位置之換向部42，使該卡掣件40之卡齒部41以不同方向嚙接該棘輪32之棘齒部321；該第一磁性件62係為一永久磁鐵，設於該換向件60之周面具有一N極及S極；該第二磁性件70與該第一磁性件62相對設置，該第二磁性件70固設於該換向件60之後側；該第二磁性件70一為電磁鐵，其具有一鐵芯71及二線圈72；該二線圈72係相鄰的纏繞於該鐵芯71上，其係分別與該扳手的電池相連接，並按下換向鈕22導電後該二線圈72具有相反的磁極方向，該鐵芯71並於該二線圈72之兩側及中央分別凸設有一磁極部711，該等磁極部711係設置靠近該第一磁性件62之位置，當該二線圈72導通時，兩側之磁極部711極性相同，中央磁極部711之極性與兩側相反。

使用時，該棘輪工具20係透過該棘輪32的工作部322對於工件或是套筒(圖未示)進行旋轉施力，而該棘輪32的單向轉動方向係透過該卡掣件40的位置來進行改變，要使用時，按壓該換向鈕22使線圈72通電，如圖4所示，起始在第一位置時，該二線圈72之激磁作用係使第二磁性件70的左、右邊之磁極部711為S極，位於該二線圈72中央之磁極部711為N極，激磁狀態下，該第一磁性件62的N極會被左側之磁極部711的S極所吸引，而該第一磁性件62之S極會被中央之磁極部711之N極所吸引，利用磁性之吸引及相斥作用，驅動該換向件60順時針方向轉動，使該頂持部61會向右邊移動，而彈性卡掣於該換向部42之右邊，並推動該卡掣件40向右側位移，該卡掣件40右半部的卡齒部41會嚙固有該棘輪32之棘齒部321；要進行換向動作時，請參閱圖5所示，按壓該換向鈕22，使其能對供給該二線圈72之激磁電流進行換向，該二線圈72之磁性因而產生換向，使該左、右兩側之磁極部711轉換為N極，而中央位置的磁極部711變成S極，因為原本與該第一磁性件62之N極相磁吸之左側磁極部711由S極轉換成N極，而原本與該第一磁性件62之S極相磁吸之中央磁極部711由N極轉成S極，使該第一磁性件62會與原位置之第二磁性件70產生磁性相斥之作用，使得該換向件60會產生一逆時針方向的轉動，使該第一磁性件62之N極會被第二磁性件70之鐵芯71中央位置的S極之磁極部711磁吸，而該第一磁性件62之S極會被該第二磁性件70之鐵芯71之右側位置的N極磁極部711磁吸，該換向件60整個會產生有一逆時針方向的轉動，使該頂持部61會向左邊移動，而彈性卡掣至該換向部42之左邊，該卡掣件40左半部的卡齒部41會嚙固有該棘輪32之棘齒部321，使該棘輪32變換施力方向。

要再進行換向動作時，按壓該換向鈕22將激磁電流方向再次變換方向，使該第二磁性件70之線圈產生不同之磁性方向，則該第一磁性件62會再次因為同性相斥、異性相吸的作用而產生反向旋轉，使該換向件60往順時針方向轉動，該頂持部61亦往順時針方向轉動，使該頂持部61轉換方向彈性頂持於該卡掣件40之換向部42右邊，使該卡掣件40右半部之卡齒部41嚙固於該棘輪32之棘齒部321上，進而改變該棘輪32之轉動方向。

該第二磁性件70之鐵芯70之磁極部711之位置固定，所以該換向件60之第一磁性件62受到磁吸作用的位置都是固定，使該換向件60轉動的角度為固定，使該卡掣件40每次與該棘輪32嚙接的角度為固定，可以確實進行換向的動作。

請配合參閱圖6及7所示，為本發明所提供之第二較佳實施例之棘輪工具20，其主要結構係與第一較佳實施例同，相同構件沿用同標號，容不贅述，其中：

該第一磁性件62僅具有單一磁極，如本實施例中，係為N極，該第二磁性件70之鐵芯71上僅具有一線圈72，該鐵芯71兩端分別設置有一磁極部711，透過單一磁極的相吸或相斥，也可使該換向件60產生轉向的動作。

請配合參閱圖8及9所示，為本發明所提供之第三較佳實施例之棘輪工具20，其主要結構係與第一較佳實施例同，相同構件沿用同標號，容不贅述，其中：

該頭部21，其容室211內環設有棘齒部212，該容室211內樞設有該轉動件30，其係為一工作頭33，該工作頭33上設置有一工作部可與工件或套筒(圖未示)連接，該工作頭33之前側分別凹設有一嵌槽332及一弧槽333，該卡掣件40係樞設於該容室211內，可以轉動，其卡齒部41係可嚙固該容室211內環周之棘齒部212；該換向裝置50之換向件60及第二磁性件70係分別設置於該嵌槽332與該弧槽333內，該換向件60並可於該嵌槽332內轉動，透過該第二磁性件70的線圈72受到電池通電後，產生磁性方向的變化，而可使該換向件60產生旋轉變化方向的動作，進而驅使該卡掣件40可產生不同方向的嚙固效果。另外，該頭部21係樞設於一框架80上，透過一動力偏心裝置81偏轉驅動，該動力偏心裝置81可以電力或是流體壓力作為驅動源，並不侷限，使該頭部21可於該框架80上小角度的擺動，透過該動力偏心裝置81持續偏轉驅動而持續帶動該頭部21可以於該框架80上進行左右小角度擺動，使樞設於該頭部21內之轉動件30可以進行小角度的轉動施力作業，該換向件60轉動時，帶動該卡掣件40向左或向右偏移，使該卡掣件40以左側或右側之卡齒部41嚙合於該容室211之棘齒部212上，而可控制該工作頭33之轉動方向。

請配合參閱圖10所示，為本發明所提供之第四較佳實施例之棘輪工具20，其主要結構係與第三較佳實施例同，相同構件沿用同標號，容不贅述，其中：

其中，該第二磁性件70係固設於該工作頭33上，而該換向件60係略凸出於該嵌槽332，使該第一磁性件62位於該工作頭33之上方，而可與該第二磁性件70相互作用；使該第二磁性件70可方便安裝及調整磁吸位置。

本發明所提供之電動換向之棘輪工具，期透過該第一磁性件與該第二磁性件間之磁性變化，而可改變該換向件之位置，進而可調整該棘輪機構之轉動方向。相較於習知之需要透過手部扳動來調整方向，本發明之換向件可以直接透過操控電磁之磁性變化來進行換向動作，可使容室內部之機構與外界隔絕，保持內部清潔。並且，換向時不需將頭部自操作位置取出，可縮減換向的時間。

上揭實施例僅係說明本發明之技術手段而非限制，舉凡由本發明之等效修改，均應視為本發明之保護範圍。本發明之棘輪工具於此領域中首創之結構，並具實用功效之增進，依法提出申請。

10:棘輪結構

11:棘輪

12:卡掣齒

13:換向鈕

20:棘輪工具

21:頭部

211:容室

212:棘齒部

22:換向鈕

30:轉動件

32:棘輪

321:棘齒部

322   工作部 33    工作頭              332   嵌槽             333   弧槽 40    卡掣件              41    卡齒部          42    換向部 50    換向裝置 60    換向件              61    頂持部          62 第一磁性件70      第二磁性件         71    鐵芯             711   磁極部 72    線圈 80    框架                81    動力偏心裝置

為使  貴審查委員能進一步瞭解本發明之目的、特徵以及所達成之功效，以下茲舉四較佳實施例，並配合圖式詳細說明於後，其中： 圖1為習知一種棘輪扳手之換向結構之剖面圖。 圖2為本發明一較佳實施例棘輪工具之立體外觀圖。 圖3為圖1之棘輪工具局部剖面圖。 圖4為棘輪工具之第一方向磁吸動作示意圖。 圖5為棘輪工具之第二方向磁吸動作示意圖。 圖6為本發明第二較佳實施例之棘輪工具之局部剖面圖。 圖7為本發明第二較佳實施例之棘輪工具之另一磁吸動作方向之動作示意圖。 圖8為本發明第三較佳實施例之棘輪工具之局部剖面圖。 圖9為本發明第三較佳實施例之棘輪工具與圖8相反方向之轉動示意圖。 圖10為本發明第四較佳實施例之棘輪工具之側視剖面圖。

20    棘輪工具           21    頭部             211   容室 30    轉動件              32    棘輪             321   棘齒部 322   工作部 40    卡掣件              41    卡齒部          42    換向部 421   凹槽 50    換向裝置 60    換向件              61    頂持部           62 第一磁性件70      第二磁性件         71    鐵芯             711   磁極部 72    線圈

Claims (10)

1. 一種電動換向之棘輪工具，包含有： 一頭部，設置有一容室； 一棘輪機構，設於該容室中，具有一轉動件及一卡掣件，該轉動件以一中心軸轉動；該卡掣件可於該容室內位移，且該卡掣件單向卡掣該轉動件，使該轉動件單向轉動； 一換向裝置，設置於該頭部之容室內，具有一換向件及一第二磁性件；該換向件可於該容室中位移，一頂持部及一第一磁性件，設於該換向件，該頂持部係頂持該卡掣件；該第二磁性件與該第一磁性件相對；該第一磁性件與第二磁性件之一為永久磁鐵，另一為電磁鐵；該電磁鐵可改變磁性，與該永久磁鐵間產生一磁性相斥或相吸的變化，而可驅動該換向件位移，該換向件的頂持部並會帶動該卡掣件位移至不同位置，而可改變該轉動件之轉動方向。
2. 如請求項1所述之棘輪工具，其中：該第一磁性件係為一永久磁鐵；第二磁性件係為一電磁鐵，該電磁鐵係包含至少一線圈及一鐵芯，所述之線圈係纏繞於該鐵芯上。
3. 如請求項2所述之棘輪工具，其中：該鐵芯於所述之線圈兩側分別凸設有磁極部，該磁極部係設於靠近該永久磁鐵側。
4. 如請求項1至3任一項所述之棘輪工具，其中：該永久磁鐵具單一極性，該電磁鐵具有二相異極性。
5. 如請求項1至3任一項所述之棘輪工具，其中：該永久磁鐵具有至少二相異極性，該電磁鐵上有具有至少三磁極，相鄰之二磁極為相異的極性。
6. 如請求項1所述之棘輪工具，其中：該轉動件係為一棘輪，其外環周環設有一棘齒部，該棘輪之中央並設有一工作部；該卡掣件與該棘齒部相對面設置有至少一卡齒部，使其可嚙接該棘齒部；該卡掣件係設置於該轉動件與該換向裝置之間。
7. 如請求項1所述之棘輪工具，其中：該頭部之容室側壁環設有一棘齒部，該轉動件係為一工作頭設於該容室內，該工作頭上並設置有一工作部，該卡掣件樞設於該容室，該卡掣件面對該棘齒部之一側設置有至少一卡齒部，使其能嚙接該棘齒部；該換向裝置係設於該轉動件內。
8. 如請求項7所述之棘輪工具，其中：該工作頭於靠近該卡掣件側凹設有一嵌槽，使該換向件能樞設於該嵌槽內，並且該頂持部係面對該卡掣件，該第一磁性件係面對於該工作頭；該第二磁性件係固設於該工作頭上與該第一磁性件相對。
9. 如請求項8所述之棘輪工具，其中：該工作頭上凹設有一弧槽，該弧槽係靠近該嵌槽周側；該第二磁性件係固設於該弧槽內。
10. 如請求項1所述之棘輪工具，其中；該頭部係接設有一動力偏心裝置，該動力偏心裝置可以帶動該頭部進行擺動。

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