TW201302392A - 雙向離合器 - Google Patents

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Abstract

一種雙向離合器,包含一第一元件、一第二元件、數個卡掣件及一切換單元,通過每一卡掣件之圓心與一第一端緣的一法線,與通過該卡掣件之圓心與一第二端緣的一基準線之間的夾角,大於160°且小於180°,在該第一、二元件之間的數個滾動空間之一深部的深度與每一卡掣件的外徑比值大於1且小於1.1。藉此,在連動該第一、二元件時可防止該等卡掣件產生打滑,且作動角度小、操作空間限制小。

Description

雙向離合器
本發明是有關於一種離合結構,特別是指一種雙向離合器。
雙向離合器之應用相當廣泛,舉凡須要單向或雙向聯動的物件都會應用,例如自行車後輪轂、手工具...等,就以手工具而言,又以棘輪式扳手應用最廣泛,例如證書號數M395549、M399781、I340066等專利案,都是在一工具本體內部安裝一具有數個棘齒之棘輪及至少一掣爪塊,利用該掣爪塊所設的卡齒與該棘輪的棘齒咬合,以及該掣爪塊的換向操作,即可達到正向聯動、反向空轉以及可換向聯動之目的。
上述的棘輪扳手結構雖然相當普遍可見,但實際上仍有下列問題:
一、該棘輪的棘齒數量愈少,作動角度就愈大,操作速度慢、操作空間的限制也愈大。
二、該棘輪的棘齒數量若增加,則因齒深小,則咬合力較不足,扭力過載時容易造成崩齒,且容易造成操作者受傷及物的破壞。
三、反向空轉時之掣爪塊在該棘輪的棘齒上產生跳脫,會發出噠噠的噪音。
另外,亦有另一種無齒式棘輪扳手(例如證書號數M246111、M243302等專利案),是在一工具本體與一驅動桿之間形成數個具有深、淺端的滑動空間,且在該等滑動空間中均設有一個滾柱,各滾柱與該工具本體一內環面、該驅動桿一受掣面所形成的一夾角若較小,則操作時較容易造成打滑,且該工具本體之內環面與該驅動桿之受掣面之間的最大深度與各滾柱之外徑的比值若愈大,則作動角度就愈大,操作速度慢、操作空間的限制也較大,該等專利案分別具有上述的問題,實有待改善。
因此,本發明之目的,即在提供一種操作時可防止打滑且操作速度快、操作空間限制小之雙向離合器。
於是,本發明之雙向離合器,包含一第一元件、一第二元件、數個卡掣件及一切換單元。該第一元件具有一圍繞一軸線且可界定一內孔的內環面,該第二元件安裝在該內孔中,並具有數個對應該內環面的受掣面,該等受掣面與該內環面之間各形成一滾動空間,該等滾動空間各具有一深部及分別位於該深部兩側的一第一淺部、一第二淺部,該深部具有一最大深度,且由該深部朝該第一、二淺部延伸時之深度逐漸縮小,該等卡掣件分別套設在該等滾動空間中,並各具有一內切於該內環面的第一端緣及一卡掣在所對應之受掣面的第二端緣,該切換單元可使該等卡掣件在一第一位置與一第二位置之間切換,該等卡掣件在第一位置時是位於該深部與該第一淺部之間,該等卡掣件在第二位置時是位於該深部與該第二淺部之間,其中,通過每一卡掣件之圓心與該第一端緣的一法線,與通過該卡掣件之圓心與該第二端緣的一基準線之間的夾角,大於160°且小於180°,各滾動空間之深部的深度與每一卡掣件的外徑比值大於1且小於1.1。
本發明之功效:利用該法線與該基準線之間的夾角大於160°且小於180°之作用,在操作時可防止該等卡掣件打滑,且利用各滾動空間之深部的深度與每一卡掣件的外徑比值大於1且小於1.1之作用,則操作速度快、操作空間限制小,且無崩齒的危險。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中,將可清楚的呈現。
如圖1、圖2及圖3所示,本發明雙向離合器之較佳實施例,適用於棘輪扳手,並包含一第一元件10、一第二元件20、數個卡掣件30及一切換單元40。
該第一元件10具有一頭部11及一連結在該頭部11一側的握柄12,該頭部11具有一圍繞一軸線L且可界定一內孔13的內環面14。
該第二元件20安裝在該內孔13中且呈階級桿狀,並具有一驅動段21、一沿該軸線L設於該驅動段21一側的出力段22、一沿該軸線L設於該驅動段21另一側的延伸段23、一銜接在該驅動段21與該延伸段23之間的端面24及數個由該端面24凹設的凹孔25,該驅動段21具有數個對應該內環面14的受掣面211及數個間隔設置在該等受掣面211之間的導弧面212,該等導弧面212趨近於該內環面14,本實施例之受掣面211數量為3個,每兩個受掣面211之間的夾角為60°,該等導弧面212的數量也為3個,該出力段22為四角柱狀。該等受掣面211與該內環面14之間各形成一滾動空間26,該等滾動空間26各具有一個深部261及分別位於該深部261兩側的一第一淺部262、一第二淺部263,該深部261具有一最大深度D,且由該深部261朝該第一、二淺部262、263延伸時之深度逐漸縮小,該第一淺部262與該第二淺部263具有對稱的形狀。
該等卡掣件30呈滾柱狀,且分別套設在該等滾動空間26中,並各具有一內切於該內環面14的第一端緣31及一卡掣在所對應之受掣面211的第二端緣32(配合參圖5)。
該切換單元40可使該等卡掣件30在一第一位置(如圖2所示)與一第二位置(如圖6所示)之間切換,各卡掣件30在第一位置時是位於該深部261與該第一淺部261之間,各卡掣件30在第二位置時是位於該深部261與該第二淺部263之間。該切換單元40具有一環套件41及數個卡定組42,該環套件41藉該等卡定組42可相對於該第二元件20產生定位,並具有一圍繞該軸線L且可界定出一軸孔411的環壁412及一連結於該環壁412的封板413,該環壁412具有數個連通該內孔13與該軸孔411且可分別供該等卡掣件30嵌套的貫穿部414,該封板413具有三對對應於該等凹孔25的定位孔組415及一供該延伸段23穿出的圓孔418,每一對定位孔組415各具有一第一定位孔416及一第二定位孔417,該等卡定組42各具有一分別安裝在該等凹孔25中的彈簧421及一受該彈簧421頂持的卡珠422,該等卡掣件30在第一位置時,該等卡珠422嵌卡在所對應之第一定位孔416中,該等卡掣件30在第二位置時,該等卡珠422嵌卡在所對應之第二定位孔417中。且通過每一卡掣件30之圓心O與該第一端緣31的一法線L1,與通過該卡掣件30之圓心O與該第二端緣32的一基準線L2之間的夾角θ,大於160°且小於180°,本實施例的夾角θ約為169度,各滾動空間26之深部261的深度D與每一卡掣件30的外徑比值大於1且小於1.1,本實施例之深部261與各卡掣件30的外徑比值為1.04。
如圖2、圖3、圖4及圖5所示,當整體組合後,且操作該第二元件20帶動該等卡定組42的卡珠422嵌卡在所對應之第一定位孔416時,該等卡掣件30分別卡掣在該內環面14與該等受掣面211之間,且分別位於第一位置時,當操作該第一元件10的握柄12朝圖2的逆時針方向轉動時,利用該內環面14掣動該等卡掣件30,且藉該等卡掣件30使得該第一元件10聯動該第二元件20,即可自該出力段22達到出力目的。相反地,操作該第一元件10的握柄12朝圖2的順時針方向轉動時,該第一元件10只會空轉。
再如圖6所示,當操作者壓制該封板413,且使該封板413相對於該第一元件10定位,並轉動該第二元件20時,該第二元件20會帶動該等卡定組42的卡珠422嵌卡在所對應之第二定位孔417,該等卡掣件30分別位於第二位置時,操作該第一元件10的握柄12朝圖6的順時針方向轉動,可使該第一元件10聯動該第二元件20。相反地,操作該第一元件10的握柄12朝圖6的逆時針方向轉動時,該第一元件10只會空轉。
因此,本發明利用該法線L1與該基準線L2之間具有較大之夾角θ的作用,可使該等卡掣件30與該內環面14、該等受掣面211的卡掣效果佳、可防止打滑,且隨使用時間的增加,也不會降低卡掣效果,相當耐用。另外,利用該等滾動空間26之深部261的深度D與每一卡掣件30的外徑比值為1.04之作用,則使得該等卡掣件30被該第一元件10掣動隨即聯動該第二元件20,所以操作速度快、操作空間限制小,也無崩齒的危險。
且利用間隔設置在該等受掣面211之間的該等導弧面212,則使該第二元件20組配在該第一元件10的內孔13中時,利用該等導弧面212趨近於該內環面14的作用,可使該第二元件20相對於該第一元件10產生較佳的定位性,且可達到輔助支撐的目的。
尤有甚者,本發明利用該第一元件10、該等卡掣件30與該第二元件20的組合結構,在操作時無聲響。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10...第一元件
11...頭部
12...握柄
13...內孔
14...內環面
L...軸線
20...第二元件
21...驅動段
211...受掣面
212...導弧面
22...出力段
23...延伸段
24...端面
25...凹孔
26...滾動空間
261...深部
262...第一淺部
263...第二淺部
30...卡掣件
31...第一端緣
32...第二端緣
40...切換單元
41...環套件
411...軸孔
412...環壁
413...封板
414...貫穿部
415...定位孔組
416...第一定位孔
417...第二定位孔
418...圓孔
42...卡定組
421...彈簧
422...卡珠
O...圓心
L1...法線
L2...基準線
θ...夾角
D...深度
圖1是一立體分解圖,說明本發明雙向離合器的一較佳實施例;
圖2是本發明上述較佳實施例之一俯視組合剖面圖,說明數個卡掣件位於一第一位置;
圖3是沿圖2中之線Ⅲ-Ⅲ的一剖面圖;
圖4是沿圖2中之線Ⅳ-Ⅳ的一剖面圖;
圖5是圖2的局部放大示意圖;及
圖6是本發明上述較佳實施例之一切換示意圖,說明該等卡掣件位於一第二位置。
10...第一元件
11...頭部
12...握柄
13...內孔
14...內環面
L...軸線
20...第二元件
21...驅動段
211...受掣面
212...導弧面
22...出力段
23...延伸段
24...端面
25...凹孔
30...卡掣件
40...切換單元
41...環套件
412...環壁
413...封板
414...貫穿部
418...圓孔
42...卡定組
421...彈簧
422...卡珠

Claims (7)

  1. 一種雙向離合器,包含:一第一元件,具有一圍繞一軸線且可界定一內孔的內環面;一第二元件,安裝在該內孔中,並具有數個對應該內環面的受掣面,該等受掣面與該內環面之間各形成一滾動空間,該等滾動空間各具有一深部及分別位於該深部兩側的一第一淺部、一第二淺部,該深部具有一最大深度,且由該深部朝該第一、二淺部延伸時之深度逐漸縮小;數個卡掣件,分別套設在該等滾動空間中,並各具有一內切於該內環面的第一端緣及一卡掣在所對應之受掣面的第二端緣;及一切換單元,可使該等卡掣件在一第一位置與一第二位置之間切換,該等卡掣件在第一位置時是位於該深部與該第一淺部之間,該等卡掣件在第二位置時是位於該深部與該第二淺部之間;其中,通過每一卡掣件之圓心與該第一端緣的一法線,與通過該卡掣件之圓心與該第二端緣的一基準線之間的夾角,大於160°且小於180°,各滾動空間之深部的深度與每一卡掣件的外徑比值大於1且小於1.1。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之雙向離合器,其中,該第二元件的受掣面數量為3個,每兩個受掣面之間的夾角為60°。
  3. 根據申請專利範圍第1項或第2項所述之雙向離合器,其中,該第二元件還具有數個間隔設置在該等受掣面之間的導弧面,該等導弧面趨近於該內環面。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述之雙向離合器,該第二元件還具有一端面及數個由該端面凹設的凹孔,該切換單元具有一環套件及數個卡定組,該環套件可相對於該第二元件產生定位,並具有一圍繞該軸線且可界定出一軸孔的環壁及一連結於該環壁的封板,該環壁具有數個連通該內孔與該軸孔且可分別供該等卡掣件嵌套的貫穿部,該封板具有三對對應於該等凹孔的定位孔組,每一對定位孔組各具有一第一定位孔及一第二定位孔,該等卡定組各具有一分別安裝在該等凹孔中的彈簧及一受該彈簧頂持的卡珠,該等卡掣件在第一位置時,該等卡珠嵌卡在所對應之第一定位孔中,該等卡掣件在第二位置時,該等卡珠嵌卡在所對應之第二定位孔中。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述之雙向離合器,其中,該等卡掣件為滾柱。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述之雙向離合器,其中,該等滾動空間的第一淺部與第二淺部具有對稱的形狀。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述之雙向離合器,其中,該第二元件還具有一驅動段、一沿該軸線設於該驅動段一側的出力段、一沿該軸線設於該驅動段另一側的延伸段,該端面銜接在該驅動段與該延伸段之間,該等受掣面與該等導弧面設於該驅動段,該切換單元的環套件的封板具有一供該延伸段穿出的圓孔。
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