CN109414805A - 动力直驱式棘轮/扳手工具 - Google Patents

Abstract

一种动力直驱式棘轮/扳手工具，其让使用者以高的效率在狭小的空间有效地锁紧或松弛扣件，且其包含：一个工具外壳、一个扣件接合单元、一个正齿轮、一支驱动轴杆、及多个驱动销。工具外壳作为本发明的一构造组件并包括：一个棘轮头、一支管状握把、及一个齿轮安装孔。棘轮头连接于管状握把的末端。齿轮安装孔侧穿过棘轮头并包围正齿轮及扣件接合单元。驱动轴杆可旋转地安装于管状握把之内。多个驱动销链接于驱动轴杆的一个基部并围绕在驱动轴杆的一个旋转轴周围。至少任意一个驱动销机械地连接于正齿轮以传递扭力。

Description

动力直驱式棘轮/扳手工具

本申请是要求了于2016年04月27日申请的美国专利62/328,102为优先权。

技术领域

本发明是关于动力工具、棘轮、和扳手。本发明尤其是关于一种动力直驱式棘轮/扳手工具，其可让使用者加速锁紧或松弛一外部对象的过程，例如：螺丝、螺杆、螺帽、或其他类似的扣件，特别是通道或空间受限制而难于操作的外部对象。

背景技术

习知的板手类工具提供使用者可以施加大量扭矩于扣件的机械利益。在扭矩仍然不足以锁紧或松弛扣件时，使用者就要藉助动力扳手工具。动力扳手工具需要藉助外力驱动，例如像空气压力。动力驱动工具可以明显地增加锁紧和放松扣件的扭力。动力气动工具的缺点之一就是它的尺寸大小。由于技术上及机械上的需要，动力驱动工具的体积会比较大而较难操作，尤其是在空间狭小的区域。因此就有需要提供一种动力驱动工具，其具有动力驱动工具的优点而没有动力气动工具体积大的缺点。

发明内容

本发明的目的是在提供一种动力直驱式棘轮/扳手工具以加速扭转、旋转、或放松对象的过程，例如：螺丝、螺杆、螺帽等，尤其是通道或空间受限制的对象。本发明使用独特的驱动系统将扭力传达于扣件并可降低整个工具的体积。

本发明之动力直驱式棘轮/扳手工具包含：一个工具外壳；一个扣件接合单元；一个正齿轮；一个驱动轴杆；及多个驱动销。工具外壳包括：一个棘轮头、一个管状握把、及一个齿轮安装孔。棘轮头包围并且支持正齿轮及扣件接合单元。齿轮安装孔侧穿过棘轮头，用于容纳正齿轮及扣件接合单元。正齿轮将扭力从驱动轴杆传送到扣件接合单元，扣件接合单元再将扭力传送到一外部对象。

在本发明的一个实施例，动力直驱式棘轮/扳手还包含：一个回弹机构；及一个齿状离合器型联结器，该驱动轴杆包括：一支前轴杆及一支后轴杆。后轴杆可旋转地且可滑动地安装于管状握把之内。齿状离合器型联结器系机械性地连接于前轴杆及后轴杆之间。回弹机构可操作地连接于后轴杆及管状握把之间，用于推送后轴杆到前轴杆。在特定的条件下，亦即传过驱动轴杆的扭力值在某些范围时，藉由齿状离合器型联结器，使后轴杆可以与前轴杆结合，或自前轴杆脱离。齿状离合器型联结器具有两种状态：一连接状态及一脱离状态。在连接状态，后轴杆机械性的连接于前轴杆，于是扭力就可以在后轴杆及前轴杆之间传递。在脱离状态，后轴杆可以相对于前轴杆旋转，于是扭力就不会自后轴杆传到前轴杆。

在本发明的一个实施例，动力直驱式棘轮/扳手工具还包含：一个附装单元及一个附装孔。附装单元连接于驱动轴杆的终端；附装孔从相对于驱动轴杆的方向穿入附装单元。附装孔容纳外部动力装置，使外部动力装置可以转动驱动轴杆，并进而转动扣件接合单元。

在本发明的一个实施例，每一个驱动销包括：一个固定端、一个牙体、及一个自由端；牙体从固定端朝自由端渐细。

底下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明之目的、技术内容及其所达成的功效。

附图说明

图1是本发明的一立体图。

图2是本发明的一立体分解图。

图3是本发明的一剖面图。

图4是图3以圆圈标示之区域的局部放大图。

具体实施方式

首先要特别说明的是：本说明书所使用的图示仅是用于说明本发明的某些实施例，本发明的范围并不受该些图示的限制。

本发明是一种动力工具的附属装置，特别是一种用外部动力工具驱动的直驱式棘轮/扳手工具，其可让使用者加速锁紧或松弛扣件的过程，例如：螺丝、螺杆、螺帽、及其他类似的扣件，尤其是在难于到达的位置或处于狭小的空间的扣件。本发明可使用各种不同的外部动力工具驱动，其包括但不限于电动工具和气动工具。

请参照图1及图2。本发明包含：一个工具外壳1、一支驱动轴杆12、一个正齿轮9、多个驱动销17、及一个扣件接合单元6。工具外壳1作为本发明的一构造组件并包括：一个棘轮头2、一支管状握把3、及一个齿轮安装孔5。棘轮头2是一个圆筒状的构造，其包围并且支持正齿轮9及扣件接合单元6。类似于传统的扳手设计，棘轮头2连接于管状握把3末端。齿轮安装孔5侧穿过棘轮头2，用于容纳正齿轮9及扣件接合单元6。齿轮安装孔5与管状握把3的一管腔4相交且垂直于管状握把3。正齿轮9将扭力从驱动轴杆12传送到扣件接合单元6，扣件接合单元6再将扭力传送到一外部对象，例如：螺丝、螺杆、螺帽、或其他类似的扣件。于是，正齿轮9就可旋转地安装于齿轮安装孔5。正齿轮9包括一第一面10。扣件接合单元6作为一个本发明的接口组件，物理性地接触一外部对象并把扭力传递到外部对象。扣件接合单元6邻近于正齿轮9并相对于棘轮头2。扣件接合单元6链接于正齿轮9的第一面10。

驱动轴杆12及多个驱动销17将外部动力工具的扭力及转动传递到正齿轮9。驱动轴杆12是一个圆柱形的构造，其系以高强度的材料制成，例如钢铁。请参照图2及图3。驱动轴杆12同心地并可旋转地安装于管状握把3之内。在一较佳实施例，驱动轴杆12是以多个轴承可旋转地安装于管状握把3之内。不同于习知技术使用异心齿轮，本发明使用多个驱动销17接触正齿轮9以顺畅地传递扭力。由于与使用多个驱动销17，工具外壳1及本发明的整个尺寸可以大幅度地降低而成为一个细长的构造。为了有效的传递扭力，正齿轮9的一个旋转轴11垂直于驱动轴杆12的一个旋转轴15。在其他实施例，正齿轮9的旋转轴11是以一个钝角或锐角相对于驱动轴杆12的旋转轴15。为安装不同角度的正齿轮9的旋转轴11，正齿轮9可采用不同的齿轮设计。多个驱动销17辐射状地分布于驱动轴杆12的旋转轴15周围，且每一个驱动销17垂直地链接于驱动轴杆12的一个基部16，其中驱动轴杆12的基部16邻近于棘轮头2。多个驱动销17就在正齿轮9近旁。为了要传递扭力，多个驱动销17中的至少任意一个驱动销17机械的连接于正齿轮9，其中任意一个驱动销17可以是多个驱动销17中的任何一个。正齿轮9配合多个驱动销17可以产生较习知异心齿轮驱动的工具更大的扭力。

经由连续的局部啮合，多个驱动销17可以将扭力传送到正齿轮9。局部啮合是指：多个驱动销17的一部份在一点与正齿轮9啮合。为达成局部啮合，正齿轮9与多个驱动销17的相对位置必须特别地安排，正齿轮9的第一面10要与驱动轴杆12的旋转轴15重叠。于是，任意一个啮合于正齿轮9的驱动销17都会以相同的侧向速度行走。换言之，此一任意驱动销17是位于驱动轴杆12的下半部且在旋转轴15之下。如此可以确保：无论大小如何，从此一任意驱动销17传递到正齿轮9的侧向力永远都在同一个方向。如此可以防止正齿轮9死锁并保证有最大的扭力从驱动轴杆12传递到正齿轮9。

请参照图4。每一个驱动销17包括：一固定端18、一牙体19、及一自由端20。固定端18连接于基部16。为确保每一个驱动销17与正齿轮9的轮齿的滑顺接触，牙体19从固定端18朝自由端20渐细。牙体19的渐细特征是考虑到以下的事实：多个驱动销17是绕着驱动轴杆12的旋转轴15旋转，而驱动轴杆12的旋转轴15是垂直于正齿轮9的旋转轴11。在一较佳实施例，多个驱动销17包括三个驱动销17等距离地分布于驱动轴杆12的旋转轴15的周围，如图2所示。在一较佳实施例，每一个驱动销17是被截去头部的圆锥形。截去头部的圆锥形与正齿轮9的轮齿互补。

请参照图2。在本发明的一个实施例，扣件接合单元6作用类似于扳手槽，且包括：一扭力传递部7及一扣件容纳孔8。这个实施例是设计来应用于螺丝、螺杆、螺帽、及其他类似的扣件，所以需要一个容纳孔8来与扣件接合。扭力传递部7是一个圆柱形的突出物，其将扭力从正齿轮9传递到一个外部对象。扭力传递部7同心地连接于正齿轮9且相对于棘轮头2。扭力经由扣件容纳孔8施加于外部对象。扣件容纳孔8与外部对象的形状互补，且穿过扭力传递部7及正齿轮9的侧面。如图2所示，扣件容纳孔8被做成六角形状以连接于一般六角形的螺杆和螺帽。一般而言，扣件容纳孔8的大小、形状、及深度可以变化以容纳各种不同的扣件。扣件容纳孔8被安排与正齿轮9的旋转轴11共线，以将扭力有效地从正齿轮9传递到一个外部对象。请参照图3。扭力传递部7自基部16侧移，以提供多个驱动销17间隙。

在本发明的其他实施例，扣件接合单元6类似于一个钻头，而扣件容纳孔8则用一个驱动头取代。此一驱动头链接于扭力传递部7，而驱动头的中心轴则与正齿轮9的旋转轴11共线。这个实施例是设计来应用于具有开沟槽头部的螺丝及其他类似的扣件。驱动头的截面形状可以变化以驱动各种不同的扣件。

类似于传统的工具，本发明是藉由一个附装单元23及一个附装孔24附加于一个外部的动力装置。附装单元23是一个圆柱形的突出物，安装在相对于多个驱动销17的位置，横跨驱动轴杆12的截面，并且连接于驱动轴杆12的终端。附装孔24容纳外部动力装置，使外部动力装置可以转动驱动轴杆12，并进而转动扣件接合单元6。附装孔24从相对于驱动轴杆12的方向穿入附装单元23。为了与本发明的驱动系列平衡，附装孔24被安排与驱动轴杆12的旋转轴15共线。附装孔24的形状、宽度、高度、及深度可以变化，以便与各种外部动力装置兼容。在本发明的一较佳实施例，附装孔24是一个四方形，具有4分之1吋或8分之3吋的宽度，此乃是由于该些宽度是市面上连接头最普遍的尺寸。在本发明的其他实施例，附装单元23的外部形状可作为外部动力装置的链接组件。例如，附装单元23的外部形状可以是一个六角形。

在一实施例，本发明使用一个煞车型的机构以限制之施加于外部对象的扭力，如此便可防止外部对象被过度的扭紧及防止扣件接合单元6脱离外部对象的头部。此一煞车型机构包括：一回弹机构25及一齿状离合器型联结器27。在此一实施例，驱动轴杆12包括：一前轴杆13及一后轴杆14。前轴杆13邻近于棘轮头2，且可旋转地安装于管状握把3之内。后轴杆14接受来自外部动力源的扭力并将扭力传递到前轴杆13。后轴杆14邻近于前轴杆13且相对于棘轮头2。后轴杆14可旋转地且可滑动地安装于管状握把3之内。后轴杆14可滑动地安装于管状握把3之内是为了：在特定的条件下，亦即传过驱动轴杆12的扭力值在某些范围时，藉由齿状离合器型联结器27，使后轴杆14可以与前轴杆13结合，或自前轴杆13脱离。齿状离合器型联结器27系机械性地连接于前轴杆13及后轴杆14之间。齿状离合器型联结器27具有两种状态：一连接状态及一脱离状态。在连接状态，后轴杆14机械性的连接于前轴杆13，于是扭力就可以在后轴杆14及前轴杆13之间传递。在脱离状态，后轴杆14可以相对于前轴杆13旋转，于是扭力就不会自后轴杆14传到前轴杆13。

回弹机构25连续施加力量于后轴杆14，推送后轴杆14往前轴杆13移动，而迫使齿状离合器型联结器27进入连接状态。回弹机构25可操作地连接于后轴杆14及管状握把3之间，用于推送后轴杆14到前轴杆13。于是，齿状离合器型联结器27预设为连接状态，只有在后轴杆14及前轴杆13之间的扭力差到达一个定值时，才会进入脱离状态。当后轴杆14及前轴杆13之间的扭力差到达一个定值时，齿状离合器型联结器27滑动，而后轴杆14及前轴杆13相对移动。如此可以保证：会伤害外部对象的高扭力不会施加于外部对象。

在本发明的一实施例，回弹机构25包含一个压缩弹簧26。压缩弹簧26在管状握把3之内同心地围绕后轴杆14。压缩弹簧26的一个第一端28连接于后轴杆14且接近于前轴杆13。压缩弹簧26的一个第二端29连接于管状握把3的末端且相对于棘轮头2。于是，压缩弹簧26施加轴向力于后轴杆14，以推送后轴杆14往前轴杆13移动，而使齿状离合器型联结器27处于连接状态。

在上述实施例，前轴杆13及后轴杆14分别藉由一个第一轴承21及一个第二轴承22可旋转地安装于管状握把3之内。第一轴承21在管状握把3之内同心地安装在前轴杆13的周围，且邻近于驱动轴杆12的基部16。于是，前轴杆13就藉由第一轴承21可旋转地安装于管状握把3之内，并可相对于管状握把3自由地旋转。相似地，第二轴承22在管状握把3之内同心地安装在后轴杆14的周围，且位于前轴杆13及回弹机构25之间。于是，后轴杆14就藉由第二轴承22可旋转地安装于管状握把3之内，并可相对于管状握把3自由地旋转。

本发明已藉由实施例说明于上，然而应当理解的是：该些实施例行仅系用于例示本发明，而非用于限制本发明之范围。任何不偏离本发明之精神的修改或变化仍将包括于本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种动力直驱式棘轮/扳手工具，其包含：

一工具外壳；

一扣件接合单元；

一正齿轮；

一支驱动轴杆；及

多个驱动销，其中

该工具外壳包括：一棘轮头、一支管状握把、及一齿轮安装孔；

该棘轮头连接于该管状握把的末端；

该齿轮安装孔侧穿过该棘轮头，且与该管状握把的一管腔相交；

该齿轮安装孔垂直于该管状握把；

该正齿轮可旋转地安装于该齿轮安装孔内；

该扣件接合单元邻近于该正齿轮并相对于该棘轮头；

该驱动轴杆同心地并可旋转地安装于该管状握把之内；

该多个驱动销辐射状的分布于该驱动轴杆的一个旋转轴周围；

每一个该驱动销垂直地链接于该驱动轴杆的一个基部；

该多个驱动销中的至少任意一个驱动销机械地连接于该正齿轮。

2.如权利要求1所述的动力直驱式棘轮/扳手工具，其还包含：

一回弹机构；及

一齿状离合器型联结器，其中

该驱动轴杆包括：一支前轴杆及一支后轴杆；

该前轴杆邻近于该棘轮头；

该前轴杆可旋转地安装于该管状握把之内；

该后轴杆邻近于该前轴杆且相对于该棘轮头；

该后轴杆可旋转地且可滑动地安装于该管状握把之内；

该齿状离合器型联结器系机械性地连接于该前轴杆及该后轴杆之间；

该回弹机构可操作地连接于该后轴杆及该管状握把之间，用于推送该后轴杆到该前轴杆。

3.如权利要求2所述的动力直驱式棘轮/扳手工具，其中

该回弹机构包含一个压缩弹簧；

该压缩弹簧在该管状握把之内同心地围绕该后轴杆；

该压缩弹簧的一个第一端连接于该后轴杆且接近于该前轴杆；

该压缩弹簧的一个第二端连接于该管状握把的末端且相对于该棘轮头。

4.如权利要求2所述的动力直驱式棘轮/扳手工具，其还包含：

一个第一轴承；及

一个第二轴承，其中

该第一轴承在该管状握把之内同心地安装在该前轴杆的周围；

该第一轴承邻近于该基部；

该前轴杆藉由该第一轴承可旋转地安装于该管状握把之内；

该第二轴承在该管状握把之内同心地安装在该后轴杆的周围；

该第二轴承位于该前轴杆及该回弹机构之间；

该后轴杆藉由该第二轴承可旋转地安装于该管状握把之内。

5.如权利要求1所述的动力直驱式棘轮/扳手工具，其还包含：

一个附装单元；及

一个附装孔，其中

该附装单元安装在相对于该多个驱动销的位置，并横跨该驱动轴杆的截面；

该附装单元连接于该驱动轴杆的终端；

附该装孔从相对于该驱动轴杆的方向穿入该附装单元；

该附装孔与该驱动轴杆的该旋转轴共线。

6.如权利要求1所述的动力直驱式棘轮/扳手工具，其中

该正齿轮包括一个第一面；

该扣件接合单元链接于该第一面；

该第一面与该驱动轴杆的该旋转轴重叠。

7.如权利要求1所述的动力直驱式棘轮/扳手工具，其中该正齿轮的一个旋转轴垂直于该驱动轴杆的该旋转轴。

8.如权利要求1所述的动力直驱式棘轮/扳手工具，其中

该扣件接合单元包括：一个扭力传递部及一个扣件容纳孔；

该扭力传递部同心地连接于该正齿轮且相对于该棘轮头；

该扭力传递部自该基部侧移；

该扣件容纳孔穿过该扭力传递部及该正齿轮的侧面；

该扣件容纳孔与该正齿轮的一个旋转轴共线。

9.如权利要求1所述的动力直驱式棘轮/扳手工具，其中

每一个该驱动销包括：一个固定端、一个牙体、及一个自由端；

该固定端连接于该基部；

该牙体从该固定端朝该自由端渐细。

10.如权利要求1所述的动力直驱式棘轮/扳手工具，其中每一个该驱动销是被截去头部的圆锥形。