CN1148278C - 棘轮扳手 - Google Patents

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CN1148278C
CN1148278C CNB001086545A CN00108654A CN1148278C CN 1148278 C CN1148278 C CN 1148278C CN B001086545 A CNB001086545 A CN B001086545A CN 00108654 A CN00108654 A CN 00108654A CN 1148278 C CN1148278 C CN 1148278C
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神谷正
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    • B25B21/004Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose of the ratchet type

Abstract

提供一种既能防止发生超程、同时又能防止非意愿反转切换的棘轮扳手。它通过弹簧(58)经推杆(56)对翼件(44)施力,在弹簧(58)的轴方向的内部空间中装入弹性件(66)。能加强对翼件(44)的爪(46)与摇动体(26)的内齿轮(30)的啮合保持方向的顶压力。在翼件(44)上作用有使爪(46)与内齿轮(30)脱开的力的情况下能防止发生超程。并由于向切换件(52)的柄(36)的保持力增加,故能防止发生非意愿的反转切换。

Description

棘轮扳手
技术领域
本发明涉及在汽车及产业机械等的装配或拆卸时用于对螺旋或螺母进行紧固或松开作业的棘轮扳手的改进。
背景技术
以往,对螺栓或螺母等可靠而迅速地进行紧固或松开一向采用电动或手动棘轮扳手。现有的棘轮扳手如美国专利第55378999号所示,现根据图12至图19说明其主要部分的结构。
如图12所示,在壳体10内具有马达12、对该马达12的转速进行变化的现有技术的运动变换装置14、通过该运动变换装置14进行旋转运动和往复滑动运动的曲轴16。
如图13所示,在上述曲轴16的前端一体形成有与其轴中心偏心并与其轴中心并行的芯18,在该芯18上滑动自如地安装有具有插通孔20的轴衬22。如图12和14所示,在壳体10的前端一体形成有一对筒状保持部24,在该一对筒状保持部24之间具有如图13所示的摇动体26。在该摇动体26的中央形成孔28,在该孔28的内壁形成有内齿轮30。摇动体26的前端具有一对腕部32,并在该一对腕部32之间形成空间部34。上述轴衬22被转动自如且不脱开地嵌合在该空间部34内。
如图15所示,用于使螺栓等间歇转动的柄36由圆柱状的基部38、与该基部38一体形成的立方体状的卡合部40构成。该柄36的基部38的圆周部位被插入上述摇动体26的孔28中。将安装有柄36的摇动体26保持在如图12和14所示的壳体10的一对筒状保持部24之间。随着曲轴16的转动,摇动体26以保持在壳体10中的状态以其孔28的中心轴为中心摇动。
柄36在圆柱状的基部38的内部具有以销42为中心摇动自如的两个翼件44。在各翼件44的左右两端分别形成有多个爪46。在圆柱状的基部38的轴中心形成有孔48,并在该孔48的内部嵌合有一体形成切换旋钮50的圆柱状的切换件52(图16)。切换件52被安装成能相对于柄36在一定角度范围内转动。
如图16及图17所示,在切换件52中相对于轴向垂直方向且在轴方向不同高度位置上总共形成2个孔,并在相互成180度的相对侧位置形成这些孔54的开口部。在各孔54的内部具有一端闭锁的筒状的推杆56,以及在各推杆56的筒状内部用于将各推杆56从孔54的内部向外部顶压方向施力的弹簧58。如图1 7所示,推杆56的闭锁部位在弹簧58的弹力而从孔54向外部突出,且推杆56的闭锁部位与翼件44接触并顶压翼件44状。
在与柄36的基部38的孔48嵌合的状态下通过转动切换件52的切换旋钮50将切换件52沿正反方向例如作约90度旋转,并分别在约90度正反旋转的位置处将切换件52保持在稳定状态(图18及图19的状态)。在图18及图19的状态,通过推杆56和弹簧58将各翼件44顶压成各翼件44的左右任一侧的爪46与上述摇动体26的内齿轮30啮合。在图18的状态下,推杆56以销42为中心顶压摇动的翼件44的一侧。通过转动切换旋钮50从图18的状态切换成图19的状态,推杆56顶压翼件44的部位从翼件44的一侧移动到另一侧。通过由该切换旋钮50的切换,与摇动体26的内齿轮30啮合的各翼件44的爪46从一侧移动到另一侧,而进行紧固方向的转动与松开方向的转动的切换。
各翼件44设定为在各翼件44的爪46与摇动体26的内齿轮30啮合的状态下一旦使摇动体26沿一个方向(保持啮合的方向)转动,则各翼件44的爪46与摇动体26的内齿轮30啮合、同时又与摇动体26一起移动。另一方面,一旦使摇动体26沿相反方向转动,则各翼件44的爪46与摇动体26的内齿轮30接触打滑而不再啮合,各翼件44不与摇动体26一起移动。
即,在图18的状态下,使摇动体26沿A方向转动即为紧固操作,使摇动体26沿B方向转动则为用于储备进行下次紧固的力的进给动作。如此反复紧固操作和进给动作而进行紧固。另外,一旦从图18的状态切换成图19的状态,则使摇动体26沿C方向转动成为松开操作,而使摇动体26沿D方向转动成为进给动作。
如图12及图14所示,柄36的卡合部40一般为立方体形状,其卡合部40由壳体10的前端一方的筒状支持部24相对于壳体14的长度方向成直角方向突出。在该柄36的卡合部40上装卸自如地安装有用于在棘轮扳手与螺栓等之间传递间歇旋转运动的插口60。该插口60为圆筒状,在其一方的端面处设有用于与上述柄36的卡合部40嵌合的四边形截面的第一孔62,在其另一方的端面处设有用于与未图示的螺栓嵌合的六边形截面的第二孔64。在使用棘轮扳手的情况下,系将插口60装在柄36的卡合部40与用于进行紧固操作或松开操作的螺栓之间。
以下说明以上结构的棘轮扳手的动作。
首先,一旦图12所示的马达12转动,即通过现有的运动变换装置14使曲轴16作旋转运动。一旦该曲轴16作旋转运动,该曲轴16的芯部18即以曲轴16的轴中心为中心使轴衬22作行星圆周运动。由于轴衬22的运动,使摇动体26以柄36的圆柱状的基部38的中心轴为中心摇动。
在该摇动体26向一个方向摇动时,安装在柄36上的翼件44的突出侧的爪46与摇动体26的内齿轮30啮合并使柄36旋转而将螺栓等紧固(图18的A方向)。其后,在该摇动体26向相反方向摇动时,突出侧的爪46不与摇动体26的内齿轮30啮合,摇动体26只作摇动而柄36并不旋转(图18的B方向)。其后,摇动体26再次向前一方向摇动时,再次将螺栓等紧固。即,在该棘轮扳手中,仅在摇动体26向一个方向摇动时间歇地将螺栓等紧固。
在采用2个翼件44的棘轮扳手中,在摇动体26的摇动较慢时,翼件44的爪46沿摇动体26的内齿轮30运动,但一旦为提高作业效率而高速摇动时,翼件44即以销42为中心振动而在翼件44上产生由摇动速度变动引起的所谓共振现象,如图20所示,系与摇动体26的内齿轮30啮合的翼件44的爪46与内齿轮30暂时性地发生较大脱开(超程:overshooting)的现象。一旦发生这种超程现象,则回到翼件44啮合较迟,翼件44两方的爪46不与内齿轮30啮合而不进行紧固。
一旦发生超程现象,即存在这种情况:与啮合爪46相对侧的爪46与内齿轮30啮合而成为如图21所示的“八”字形啮合状态。摇动体36在如图21所示状态与摇动体26进行同样的摇动,从而产生完全不能进行紧固旋转的不适当情况。
在进行高速旋转的场合,翼件44与弹簧58产生振动并存在使该振动增幅的点(将该点称为共振点)。虽然该共振点随翼件44的质量及弹簧58的强度而不同,但在高速旋转时其共振点必定存在。因而产生如图20或图21所示那样的不适当情况。
在棘轮扳手中,切换件52系被可旋转地安装在柄36上,且切换件52与柄36一起转动。一旦柄36进行紧固转动并在紧固后立即停止转动,装在柄36上的1切换件52因惯性力进一步转动。此时,弹簧58的反作用力变小,在切换件52不被弹簧58顶压的场合,切换件52反转,并存在所谓对紧固操作与松开操作进行切换的不适当情况。为防止该切换件52的这种非意愿的反转切换,最好增强弹簧58的弹簧力。
在现有技术的棘轮扳手中,为要抑制超程现象,无论弹簧58的弹簧力是否强大,将限制器设置成不使翼件44位于不适当位置即可。为要防止非意愿的反转切换,弹簧58的弹簧力大一些即可。但是,对于现状的小弹簧58,却无法把弹簧58的弹簧力增强到现状以上。另外,虽然也可将限制器设置成不使翼件44移动到不适当的位置上,但无法保证设置其限制器的空间。
本发明有鉴于此,其目的在于提供一种既能防止超程、同时又能防止非意愿反转切换的棘轮扳手。
本发明内容
为实现上述目的,本发明的棘轮扳手包括:壳体,具有摇动自如地安装在该壳体中的内齿轮的摇动体,包含有在左右两侧具有与其内齿轮啮合的爪的翼件的柄,能对该柄中以一定角度范围转动的切换件,形成于该切换件中的孔,位于该孔内的推杆,位于该孔内并用于经上述推杆使上述翼件的爪沿与上述内齿轮接触方向顶压上述翼件的弹簧,其特点是,在上述孔的内部具有用于抵抗上述推杆向上述孔内部侧移动的弹性件。
如上所述,本发明的棘轮扳手系在具有对推杆进行顶压用的弹簧的孔内设有用于抵抗向推杆孔内的移动力的橡胶等弹性件的棘轮扳手。其结果是,即使超程方向的力作用在翼件上,或高速旋转时翼件与弹簧的振动为增幅频率,通过弹性件与弹簧的合计反作用力和作为压缩比率小的弹性件的限制器的作用,能阻止正在啮合的翼件的爪大幅度脱离内齿轮,从而防止发生超程。
另外,在本发明中由于能通过弹簧和弹性件来增加向切换件的柄的保持力,故能防止发生切换件的非意愿的反转切换。
附图简单说明图1为本发明棘轮扳手的主要部分剖面图。
图2为主要部分的放大剖面图。
图3为表示本发明棘轮扳手的另一实施形态的剖面图。
图4为表示本发明棘轮扳手的另一实施形态的剖面图。
图5为表示本发明棘轮扳手的另一实施形态的剖面图。
图6为表示本发明棘轮扳手的另一实施形态的剖面图。
图7为表示本发明棘轮扳手的另一实施形态的剖面图。
图8为表示本发明棘轮扳手的另一实施形态的剖面图。
图9为表示本发明棘轮扳手的另一实施形态的剖面图。
图10为表示本发明棘轮扳手的另一实施形态的剖面图。
图11为表示本发明棘轮扳手的另一实施形态的剖面图。
图12为以往棘轮扳手的主视图。
图13为表示图12中使用的曲轴与摇动体的连接关系的分解立体图。
图14为表示在图12的棘轮扳手中安装有轴衬的状态的立体图。
图15为表示图12中使用的柄的立体图。
图16为图12的棘轮扳手的主要部分剖面图。
图17为图16的主要部分的放大剖面图。
图18为表示图12的棘轮扳手中摇动体与翼件的一方的良好啮合状态的剖面图。
图19为表示图12的棘轮扳手中摇动体与翼件的另一方的良好啮合状态的剖面图。
图20为表示图12的棘轮扳手中摇动体与翼件的啮合脱开状态的剖面图。
图21为表示图12的棘轮扳手中摇动体与翼件的不适当啮合状态的剖面图。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的第一实施形态。
图1为本发明棘轮扳手的主要部分剖面图,图2为图1主要部分的放大剖面图。在图1及图2中凡与图12至图19同一标号均表示同一构件。在本发明中,在切换件52中相对于轴向为垂直方向且在轴向不同高度位置上总共形成2个孔54,这些孔54的开口部形成于相互朝向180度相对侧的位置处。各孔54的内部均为一端闭锁,并具有推杆56和在各推杆56的筒状内部用于将推杆56从孔54的内部向外部顶压方向施力的弹簧58。如图1和图2所示,推杆56的闭锁部位设定为由弹簧58施力而从孔54向外部突出,且其外表面与翼件44接触并顶压翼件44。上述结构与现有技术相同。
在本发明中,在孔54的内部具有用于抵抗向推杆56的孔54内部移动的、橡胶等具有弹性的弹性件。在图1和图2中,在弹簧58的轴方向的内部空间装有实心杆状的弹性件66。
在通常状态中,最好是使弹性件66的一端与一端闭锁的筒状推杆56的闭锁端接触,并使另一端与切换件52接触。在将弹性件66装入弹簧58的轴向内部空间的状态下,在弹性件66上施加压缩力或者不施加压缩力都行。另外,虽然如前所述是使弹性件66的一端与推杆56的闭锁端接触,而使另一端与切换件52接触,但也可在通常状态下使推杆56的任一端都不接触。
由于采用上述结构,一旦向翼件44作用超程方向的力,则由翼件44对推杆56加以顶压而使弹性件66和弹簧58压缩。由于在弹性件66和弹簧58中产生对于压缩的反作用力,通过该反作用力来阻止翼件44的爪46大幅度脱离内齿轮30,从而能防止发生超程。
另外,如将弹性件66的材料设定为压缩比率较弹簧58小,则弹性件66起着对翼件44的限制器的作用并阻止翼件44的爪46大幅度脱离内齿轮30,从而能防止发生超程。
还有,虽然在高速旋转时会出现使翼件44和弹簧58的振动增幅的频率,但由于此时弹性件66起着对翼件44的限制器或减振器的作用,故即使在高速旋转时也能防止发生超程。
并且,在高速旋转时,弹性件66相对于翼件46作快速运动,即使是由具有弹性的材料制成的弹性件66,也会按照其顶压速度对翼件46产生更大的反力。因此,由于高速旋转时弹性件66起着限制器或减振器的作用,故即使在高速旋转时也能防止发生超程。
另外,一旦顶压推杆56,则由于被压缩的弹性件66与弹簧58接触,弹性件66能吸收推杆56及弹簧58的振动并抑制共振现象,还能通过抑制共振现象防止发生超程。
并且,切换件52通过由作为弹性材料的橡胶等制成的弹性件66而使对于柄36的切换件52的保持力增加,故能防止切换件52发生非意愿的反转切换。
另外,在本发明的实施形态中,虽然是对于在柄36上具有2个翼件44的情况加以说明的,但也能适用于翼件44为1个的情况。
以下根据图3说明本发明的棘轮扳手的第二实施形态。
该实施形态与图1和图2同样,在沿弹簧58的中心轴的空间中具有弹性件。在推杆68中,在与弹簧58对面的相对面70上形成向孔54的内部突出的突出销72。在弹簧58的内部空间中具有筒状的弹性件74,并使突出销72嵌合在该筒状的弹性件74的内侧。在该推杆68中,相对面70的大小做成为能与弹簧58的一端和弹性件74的一端一起接触。
在这种结构中,一旦超程方向的力作用在翼件44上,即通过推杆68使筒状的弹性件74与弹簧58一起压缩,通过这些弹性件74与弹簧58的反作用力来阻止翼件44的爪46大幅度脱离内齿轮30,从而能防止发生超程。
以下根据图4说明本发明的棘轮扳手的第三实施形态。在该实施形态中,系在弹簧58的外侧具有筒状的弹性件的棘轮扳手。
该实施形态中系采用图1和图2所示的一端闭锁的筒状的推杆56。在该推杆56的筒状的内部空间中装有弹簧58的一端和筒状的弹性件76的一端。筒状的弹性件76配置在弹簧58的外侧。
在这种结构中,一旦超程方向的力作用在翼件44上,即通过推杆56使筒状的弹性件76与弹簧58一起压缩,通过这些弹性件76与弹簧58的反作用力来阻止翼件44的爪46大幅度脱离内齿轮30,从而能防止发生超程。
以下根据图5说明本发明的棘轮扳手的第四实施形态。在该实施形态中,系在弹簧58的外侧具有筒状的弹性件的棘轮扳手。
该实施形态中系采用图1和图2所示的一端闭锁的筒状的推杆56。在该推杆56的筒状的内部空间中装有弹簧58的一端。在孔54内沿推杆56的筒状部77的延长线上、在弹簧58的外侧具有筒状的弹性件78。该筒状的弹性件78的内径和外径最好与推杆56的筒状部的内径和外径大致相同,但并不只限于此。
在这种结构中,一旦超程方向的力作用在翼件44上,即通过推杆56使筒状的弹性件78与弹簧58一起压缩,通过这些弹性件78与弹簧58的反作用力来阻止翼件44的爪46大幅度脱离内齿轮30,从而能防止发生超程。
另外,在图5中虽然是表示通常情况下推杆56与筒状的弹性件78分开的状态,但也可以是通常情况下接触的状态。
图6中示出图5的变形例。图6虽然为使推杆56与筒状的弹性件80接触状态,但在推杆56与筒状的弹性件80的接触面中,系在推杆56的筒状部77的自由前端形成台阶部82,在弹性件80侧形成与推杆56的台阶部82相互配合的台阶部。推杆56的台阶部82虽然表示为内侧比外侧长的形状,但台阶部也可为外侧比内侧长的形状。
图7也是图5的变形例。在图7中与图6一样,在在推杆56的筒状部77的自由前端形成台阶部82。筒状的弹性件84设定成与从推杆56的台阶部82的位置沿轴向伸长突出的内侧突出部85的外侧嵌合。该弹性件84的厚度约为图5中弹性件78或图6中弹性件80的厚度的一半。
显然在图7中,从台阶部82的位置沿轴向伸长突出的突出部85表示为内侧比外侧长的形状,但推杆56的突出部85也可为外侧比内侧长的形状。在这种情况下,筒状的弹性件84设定成与推杆56的突出部85的内侧嵌合。
以下根据图8说明本发明的棘轮扳手的第五实施形态。在该实施形态中,系在弹簧58的外侧具有筒状的弹性件的棘轮扳手。该实施形态中采用具有图3所示的突出销72的推杆68。并使弹簧58一端的内部空间与突出销72的外侧嵌合。在该弹簧58的外侧具有筒状的弹性件86。并可使弹簧58的一端和弹性件86的一端与推杆56的相对面70接触。
在这种结构中,一旦超程方向的力作用在翼件44上,即使筒状的弹性件86与弹簧58一起压缩,通过这些弹性件86与弹簧58的反作用力来阻止翼件44的爪46大幅度脱离内齿轮30,从而能防止发生超程。
以下根据图9说明本发明的棘轮扳手的第六实施形态。图9表示将弹簧58容置于内部状态的实心弹性件88。即通过模制形成内装有弹簧56的弹性件88。在这种情况下,推杆可以是图1或图4所示的一端闭锁的筒状的推杆56,也可以是图3或图6所示的具有相对面70的推杆68。
在这种结构中,能通过弹簧58与弹性件86的反作用力来阻止翼件44的爪46大幅度脱离内齿轮30,从而防止发生超程。
也可采用图10所示那样的内部模制有弹簧58的中空弹性件90代替图9的结构。另外,还可采用如图11所示的、在弹簧58的外侧模制有筒状弹性件92那样的结构。

Claims (14)

1.一种棘轮扳手,包括:壳体,具有摇动自如地安装在所述壳体中的内齿轮的摇动体,包含有在左右两侧具有与所述内齿轮啮合的爪的翼件的柄,能对所述柄以一定角度范围转动的切换件,形成于所述切换件中的孔,位于所述孔内的推杆,位于所述孔内并用于经所述推杆使所述翼件的爪沿与所述内齿轮接触的方向顶压所述翼件的弹簧,其特征在于,在所述孔的内部具有用于抵抗所述推杆向所述孔内部侧移动的弹性件。
2.如权利要求1所述的棘轮扳手,其特征在于,在沿所述弹簧的中心轴的空间中具有所述弹性件。
3.如权利要求2所述的棘轮扳手,其特征在于,所述推杆为一端闭锁的筒状,在所述推杆的筒状的内部空间中装有所述弹簧的一端,所述弹性件为杆状。
4.如权利要求2所述的棘轮扳手,其特征在于,在所述推杆中具有与所述弹簧及所述弹性件面对的相对面,在所述相对面上形成突出销,将所述弹性件作为筒状,使所述突出销嵌合在所述筒状的弹性件的内部空间中。
5.如权利要求1所述的棘轮扳手,其特征在于,在所述弹簧的外侧具有筒状弹性件。
6.如权利要求5所述的棘轮扳手,其特征在于,所述推杆为一端闭锁的筒状,在所述推杆的筒状的内部空间中装有所述弹簧的一端和所述筒状弹性件的一端。
7.如权利要求5所述的棘轮扳手,其特征在于,所述推杆为一端闭锁的筒状,在所述推杆的筒状的内部空间中装有所述弹簧的一端,在所述推杆的筒状部的自由前端侧将所述筒状弹性件与所述筒状部沿同轴方向配置。
8.如权利要求7所述的棘轮扳手,其特征在于,在所述推杆的筒状部的自由端形成台阶部,在所述筒状弹性件上形成与所述筒状部的台阶部嵌合的台阶部。
9.如权利要求7所述的棘轮扳手,其特征在于,在所述推杆的筒状部的自由端形成筒状台阶部,使所述弹性件在所述筒状部的台阶部内与沿长度方向突出的突出部的外侧面或内侧面嵌合。
10.如权利要求5所述的棘轮扳手,其特征在于,在所述推杆中形成与所述弹簧及所述筒状弹性件面对的相对面,在所述相对面的中央形成突出销,并使所述突出销与所述弹簧的内部空间嵌合。
11.如权利要求1所述的棘轮扳手,其特征在于,所述弹性件为将所述弹簧模制在内部的实心筒状。
12.如权利要求1所述的棘轮扳手,其特征在于,所述弹性件为将所述弹簧模制在内部的中空筒状。
13.如权利要求1所述的棘轮扳手,其特征在于,所述弹性件为模制成罩覆所述弹簧的外侧的筒状。
14.如权利要求1至13中任一项所述的棘轮扳手,其特征在于,所述弹性件系由橡胶制成。
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