TW201336630A

TW201336630A - 換向棘輪扳手

Info

Publication number: TW201336630A
Application number: TW101107128A
Authority: TW
Inventors: zong-xian Shen
Original assignee: Apex Tool Hk Ltd
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2013-09-16
Also published as: BR102013005217A2; US20130228049A1; EP2633953A1

Abstract

本發明提供一種棘輪扳手，包含：一頭部，該頭部界定一第一隔室及該第一隔室下方的一空間，該空間與該第一隔室連通；一驅動頭，包含一環狀驅動齒部，該環狀驅動齒部容置於該第一隔室中；一第一掣子及一第二掣子，分別具有用以嚙合該環狀驅動齒的複數個棘齒，該等掣子係疊置以容置於該空間中；其中該第一掣子與第二掣子藉由該扳手之一方向撥鈕可同時在該空間的第一側及第二側之間橫向移動；其中當該第一掣子與該二掣子位於該空間的第一側時，該扳手可沿一第一方向空轉回拉，當該第一掣子與該二掣子位於該空間的第二側時，該扳手可沿一第二方向空轉回拉；其中該第一掣子之棘齒與該第二掣子之棘齒具有齒差，使該第一掣子與該第二掣子僅有一者嚙合該環狀驅動齒部，且另一者抵靠該環狀驅動齒部；其中當該扳手空轉回拉時，該第一掣子之棘齒與該第二掣子之棘齒交替嚙合該環狀驅動齒部。

Description

換向棘輪扳手

本發明係有關於一種換向棘輪扳手，特別是關於一種可縮減空轉所需迴轉角度的換向棘輪扳手。

在手工具的技術領域中，棘輪扳手(ratchet wrench)為使用者帶來了極大的便利。棘輪扳手能在操作受限的空間中，提供使用者在不需將扳手脫離緊固件的狀態下提供空轉回拉的功能，以增進作業效率。棘輪扳手發展至今已是相當成熟的技術，故亦發展出可換向的棘輪扳手。此等可換向棘輪扳手通常藉由在扳手上的一撥掣件，來調整扳手的空轉回拉方向，因而此種扳手在不翻轉面向的狀況下，可以同時提供兩種旋轉方向，對於使用者來說更加便利。棘輪扳手此一技術領域中已有為數不少的專利發表，屬於擁擠的技術領域(crowded art)。例如，台灣發明公告第I350231號揭露一避免崩齒的可換向棘動扳手，美國專利公告第US6918323B2號專利提供一種改良棘爪的可換向棘輪扳手等等。

然而，現今可換向棘輪扳手仍有其缺點。例如，在極為受限的操作空間下，扳手空轉回拉的角度亦極為有限，如此造成扳手掣子在空轉回拉時能跳過的棘齒數較少，使得使用者必須增加旋轉緊固件/空轉回拉的次數方能完成工作，造成工作效率低落。另外，由於習知的棘輪扳手在使用者瞬間的大力操作時，仍有棘齒與掣子無法同時配合旋轉且維持相對位置關係，致使棘齒與掣子瞬間相對滑移鬆脫致扳手損壞，甚至因而造成工作危險的情況。有鑑於此，實有必要提供一能在極為有限操作空間中增進工作效率，且同時能夠確保棘齒與掣子之相對位置關係在任何使用狀態下皆能保持不變的棘輪扳手。

本發明之一目的在提供一能在有限操作空間中增進工作效率的棘輪扳手。

本發明之另一目的在提供一能確保棘齒與掣子之相對位置關係在任何使用狀態下不變動的棘輪扳手。

根據本發明之一態樣，本發明提供一種棘輪扳手，包含：一頭部，該頭部界定一第一隔室及該第一隔室下方的一空間，該空間與該第一隔室連通；一驅動頭，包含一環狀驅動齒部，該環狀驅動齒部容置於該第一隔室中；一第一掣子及一第二掣子，分別具有用以嚙合該環狀驅動齒的複數個棘齒，該等掣子係疊置以容置於該空間中；其中該第一掣子與第二掣子藉由該扳手之一方向撥鈕可同時在該空間的第一側及第二側之間橫向移動；其中當該第一掣子與該二掣子位於該空間的第一側時，該扳手可沿一第一方向空轉回拉，當該第一掣子與該二掣子位於該空間的第二側時，該扳手可沿一第二方向空轉回拉；其中該第一掣子之棘齒與該第二掣子之棘齒具有齒差，使該第一掣子與該第二掣子僅有一者嚙合該環狀驅動齒部，且另一者抵靠該環狀驅動齒部；其中當該扳手空轉回拉時，該第一掣子之棘齒與該第二掣子之棘齒交替嚙合該環狀驅動齒部。

根據本發明之另一態樣，本發明提供之棘輪扳手之該空間進一步包含容置該方向撥鈕的一第二隔室，該方向撥鈕進一包含一第一抵頂桿及一第二抵頂桿，該等抵頂桿之一端分別藉由一第一彈性件及第二彈性件容置於該方向撥鈕的一凹槽中，該等抵頂桿之另一端分別抵頂該第一掣子及該第二掣子。又該第二隔室之內壁具有一盲孔，一第三抵頂桿藉由一第三彈性件插置於該盲孔中，該第三抵頂桿彈性地抵頂該方向撥鈕之一後表面。

本發明將進一步參考附圖來說明，其中該等附圖係概要第顯示依照本發明之較佳實施例。應了解，本發明在任何方面皆為侷限於較佳實施例。

圖1顯示本發明之換向棘輪扳手1之零件爆炸圖，其中棘輪扳手1具有一握柄10，及連接於握柄10之一端的頭部12。為便於了解頭部12之結構，圖1中所示之頭部12係為部分斷面圖。頭部12之一表面121上界定貫穿頭部12的一第一隔室125及一第二隔室127。第一隔室125與第二隔室127藉由一中間部分129(見圖5a)彼此連通，故該第二隔室127與中間部分129可共同形成一位於該第一隔室125下方的一空間。第一隔室125、第二隔室127及中間部分129在頭部12相對於表面121的表面123(見圖5a)中形成可容置零件的一凹穴。

第一隔室125係用以容置一驅動頭總成20，驅動頭總成20包含一壓桿22及驅動頭24。驅動頭具有一環狀驅動齒部242及自該環狀驅動齒部242突伸之一驅動端244，驅動頭24沿軸向形成一通孔246，通孔246可由下而上依序容置一彈性件224、一鋼珠222及該壓桿22。驅動端244之一表面上沿徑向形成與通孔246連通的一穿孔248，用以容置一鋼珠250，且穿孔248經構形以使得鋼珠250至多僅能有部分外露於該穿孔248所在的表面之外。藉此，當壓桿22處於一未下壓位置時，彈性件224抵頂鋼珠222，使其位於該通孔246中與位於穿孔248中之鋼珠250齊平之位置，此時鋼珠222迫使鋼珠250抵緊穿孔248於驅動端248之表面開口而部分外露，且此時外力無法將鋼珠250朝向穿孔248內壓入。而當壓桿22向下壓到達一下壓位置時，壓桿22及鋼珠222壓縮彈性件224，致使鋼珠222離開在通孔246與穿孔248齊平之位置，此時鋼珠250可因外力縮入穿孔248中，且受壓桿22的阻礙而不至於完全掉入通孔246中，而僅有部分位於通孔246中。藉此，操作人員可藉由按壓壓桿22，而將驅動頭總成20套入習知的套筒中，隨後釋放壓桿22使鋼珠250卡掣習知套筒結構中的相應凹穴，以利於進行一緊固件的鎖固或鬆脫作業。

當然，驅動頭24的驅動端244並非必須是圖1中所示的型態，驅動端244可以是內六角起子型式、梅花起子形式等等所有適於旋固/旋鬆現有緊固件的工具頭型式。又或者驅動頭24可以不具有突伸於頭部12外的驅動端，與壓桿22、鋼珠224等構件，而改以將環狀驅動齒242內部(即通孔246)形成一驅動孔，該驅動孔可以呈現梅花扳手型式等等所有適於旋固/旋鬆現有緊固件的扳手驅動孔型式。

圖2為圖1之部分放大圖，其中方向撥鈕30包括頂部撥桿32、中柱34及底板36。方向撥鈕30係容置於第二隔室127中，且頂部撥桿、中柱34及底板36可以是一體成型。方向撥鈕30藉由撥動頂部撥桿32，可在如圖6a與6b所示的第一位置與第二位置間移動，以定義扳手之第一空轉方向及第二空轉方向。中柱34於面對第一隔室125之前側係相對於底板36內縮，使底板34前側上方具有一內縮之空間342，前側內縮之中柱34更具有一凹槽344(見圖4b)，上下疊置之兩抵頂桿384在彈性件382分別插入該等抵頂桿384之後方容槽386後，再插入容置於凹槽344中，藉此彈性件382在未壓縮狀態下抵住凹槽344之底壁，而抵頂桿突伸於凹槽344之外。中柱34之後側界定一後表面346，其可為相應於第二隔室127之壁面曲線之弧面。又第二隔室127靠近握柄10之一側的內側壁面上形成有一盲孔131，一抵頂桿133後方容槽135插入一彈性件137後，抵頂桿133插置於盲孔131中，藉此彈性件138在未壓縮狀態下抵住盲孔131之底壁，而抵頂桿133突伸於盲孔131之外。在方向撥鈕30安裝至第二隔室127中時，需將抵頂桿133下壓，以使得方向撥鈕30之中柱34之後表面346抵靠抵頂桿133，而在安裝之後抵頂桿133得以藉由彈性件137的彈力在任何時候皆頂靠後表面346並施加一抵靠力。

圖3a及圖3b分別繪示掣子40之立體結構圖及仰視圖。如圖所示，掣子40具有複數個棘齒412，其大致朝兩側延伸而呈現可定義一半徑的弧狀，棘齒412可以連續佈滿掣子40的一側，亦可僅佈設於該側之部分長度上。掣子40在相對於複數個棘齒412之另一側形成一凹座414，凹座414之中央可以僅略微突出以形成一脊部402，並以脊部402為軸線而大致成兩側對稱。凹座414自脊部402開始向兩側延伸，並依序界定滑動面404與抵頂面406，隨後形成角部410。掣子40的兩外側緣形成抵靠面408，而底部則具有一缺口部416。

圖3c及圖3d分別繪示掣子42之立體結構圖及仰視圖。如圖所示，掣子42具有複數個棘齒432，其大致朝兩側延伸而呈現可定義一半徑的弧狀，棘齒432可以連續佈滿掣子42的一側，亦可僅佈設於該側之部分長度上。掣子42在相對於複數個棘齒432之另一側形成一凹座434，凹座434之中央係略微突出以形成一脊部422，並以脊部422為軸線而大致成兩側對稱。凹座434自脊部422開始向兩側延伸，並依序界定滑動面424與抵頂面426，隨後形成角部430。掣子42的兩外側緣形成抵靠面428。

掣子40之凹座414之輪廓與掣子42之凹座434之輪廓可大致相同。然而，掣子40之棘齒412之配置係與掣子42之棘齒432具有齒差。例如，掣子40之棘齒412在通過脊部402的中軸a上係為齒峰，而掣子42之棘齒432在通過脊部422的中軸b上係為齒谷，故兩者之棘齒配置具有半個齒距差。另外，掣子40與掣子42兩者棘齒延伸的長度可以相同，亦可以不同。換言之，兩者的棘齒數目不必然一定為相同的數目，抑或掣子40與掣子42自中軸向兩側弧狀延伸的長度不同。

根據圖1，掣子42係疊置在掣子40之上方，並安裝至第一隔室125中的驅動頭總成20之驅動頭24之環狀驅動齒部242，以及第二隔室127中的方向撥鈕30之中柱34之間。換言之，安裝完成的掣子40及42係位於連通該第一隔室125及第二隔室127的中間部分129中。圖4a與4b為掣子安裝後與驅動頭總成20及方向撥鈕30的結構示意圖。如圖所示，掣子40及42疊置安裝至扳手頭部後，凹座414及434分別頂壓方向撥鈕30之抵頂桿384，並壓縮彈性件382。因此，彈性件382可施加彈力至抵頂桿384，致使抵頂桿384將凹座414及434朝第一隔室125的方向抵頂(可參看圖5a)，使掣子40及42抵靠環狀驅動齒部242。此時，由於棘齒412與432具有齒差的緣故，掣子40及42的棘齒412及432之一者將嚙合環狀驅動齒部242，另一者將抵頂環狀驅動齒部242而不與之嚙合。在圖4a與圖4b所顯示的狀態中，掣子40的棘齒412嚙合環狀驅動齒部242，而掣子42的棘齒432則抵頂環狀驅動齒部242，並不與之嚙合。當然，亦可以是掣子42的棘齒432則嚙合環狀驅動齒部242，掣子40的棘齒412抵頂環狀驅動齒部242(如圖5b)。換言之，本發明的扳手在同一時間點上，掣子40與42的棘齒僅有其中一者會嚙合環狀驅動齒部242。值得注意的是，掣子40的缺口部416在掣子安裝後恰可對應於方向撥鈕30的底板36，以避免方向撥鈕30在第一位置及第二位置之間移動時，底板36與與掣子40產生干涉。

掣子40及42安裝至扳手頭部12後，扳手1之結構主體已大致完成。此時可以具有一開口501的封板50封蓋扳手頭部12之第一隔室125、第二隔室127及中間部分129在頭部12相對於表面121的表面123中形成之凹穴，並使驅動頭總成20的驅動端244穿過開口501外露。一箍環52係進一步安裝在封板50上並抵靠第一隔室125的側壁頂緣，以固定封板50。為減少驅動頭242與頭部12與封板50的表面摩擦，亦可以在驅動頭242的上表面與下表面分別置放O形環503與505。

由於掣子40與42具有齒差的緣故，本發明所揭示的棘輪扳手1可具有縮減迴轉角度的功效。圖5a及5b分別為掣子40及掣子42嚙合驅動頭24之環狀驅動齒部242的結構示意圖。在圖5a中，方向撥鈕30係位於第一位置，彈性件382施加彈力頂推抵頂桿384，使其頂靠掣子40之凹座414一側之抵頂面406，進而使位於同側之掣子40之頂靠面408迫緊頂靠於中間部分129的一側壁1291上，此時掣子40的棘齒412嚙合環狀驅動齒部242。又另一彈性件382施加彈力於另一抵頂桿384，使其頂推掣子42之凹座434之一側的抵頂面426，進而使位於同側之掣子42之頂靠面428同樣迫緊頂靠於中間部分129的側壁1291上。然而因掣子42之棘齒與掣子40之棘齒具有齒差之故，掣子42之棘齒432不嚙合環狀驅動齒部242，且掣子42與掣子40略為錯開。

圖5a所示的棘輪扳手1沿順時針方向旋轉時，因掣子40的頂靠面408抵靠側壁1291，因此棘齒412持續嚙合環狀驅動齒部242，而帶動驅動端與緊固件之旋轉。反之，當棘輪扳手1沿逆時針方向旋轉時，環狀驅動齒部242朝抵頂桿384的方向頂推掣子40及42，使掣子40及42反向回壓抵頂桿384及彈性件382，而達成棘輪扳手1空轉回拉。

同樣地，在圖5b中，方向撥鈕30亦位於第一位置，彈性件382施加彈力頂推抵頂桿384，使其頂靠掣子42之凹座434一側之抵頂面426，進而使位於同側之掣子42之頂靠面428迫緊頂靠於中間部分129的一側壁1291上，此時掣子42的棘齒432嚙合環狀驅動齒部242。又另一彈性件382施加彈力於另一抵頂桿384，使其頂推掣子40之一側凹座414之抵頂面406，進而使位於同側之掣子40之頂靠面408同樣迫緊頂靠於中間部分129的側壁1291上。然而因掣子40之棘齒與掣子42之棘齒具有齒差之故，掣子40之棘齒412不嚙合環狀驅動齒部242，且掣子40與掣子42略為錯開。

圖5b所示的棘輪扳手1沿順時針方向旋轉時，因掣子42的頂靠面428抵靠側壁1291，因此棘齒432持續嚙合環狀驅動齒部242，而帶動緊固件之旋轉。反之，當棘輪扳手1沿逆時針方向旋轉時，環狀驅動齒部242朝抵頂桿384的方向頂推掣子40及42，使掣子40及42反向回壓抵頂桿384及彈性件382，而達成棘輪扳手1空轉回拉。

值得注意的是，在本發明中的掣子40之棘齒與掣子42之棘齒的齒差可為半個齒距。因此，當圖5a中的棘輪扳手空轉回拉半個齒距時，掣子40的棘齒412脫離環狀驅動齒部242而不再嚙合之，此時由於掣子40及42的棘齒具有半個齒距差，故掣子42的棘齒432嚙合環狀驅動齒部242，而成為圖5b所示的狀態，此時藉由掣子42可繼續旋轉緊固件。換言之，在扳手空轉回拉的過程中，每相隔半個齒距掣子40與掣子42便交替嚙合環狀驅動齒部242。此一結構的優勢在於，相較於只有單一掣子的換向棘輪扳手，本發明的換向棘輪扳手可有效節省空轉回拉的角度。詳言之，只有單一掣子的棘輪扳手在空轉回拉時，必須拉滿一個齒距的角度才能使掣子跳動嚙合至環狀驅動齒部的下一齒，而本發明之棘輪扳手僅需回拉半個齒距的角度即可使掣子跳動嚙合至環狀驅動齒部的下一齒。例如，當環狀驅動齒部的共有60齒時，單一掣子的棘輪扳手必須回拉6°才能跳過環狀驅動齒部的一齒，而本發明之扳手僅需回拉3°便能跳過環狀驅動齒部的一齒。因此，本發明之結構其效果等同單一掣子扳手結構下，環狀驅動齒部具有120齒之效果。本發明之扳手回拉嚙合環狀驅動齒部所需角度是單一掣子結構的二分之一，故可有效增進操作效率。另外本發明之結構因可節省空轉回拉之行程，故在扳手操作空間狹窄時特別利於使用。

圖6a及6b分別為本發明方向撥鈕30位於第一位置及第二位置的扳手結構示意圖。在圖6a中，在第一位置的方向撥鈕30將掣子40與42推抵至中間部分129與第二隔室127所形成的空間的第一側，而棘輪扳手1可繞順時針方向旋轉而藉由掣子40或42傳遞力矩以旋轉緊固件，並且可以逆時針旋轉達成空轉回拉。若欲改變扳手1的操作方向，只要將方向撥桿38撥動到如圖6b所示的第二位置，即可使棘輪扳手1之頭部12內的掣子40及42橫向移動到圖6b中所示的位置(即位在相對於中間部分129與第二隔室127所形成的空間的第一側之一第二側)，使扳手1可繞逆時針方向旋轉而藉由掣子40或42傳遞力矩以旋轉緊固件，並且可以順時針旋轉達成空轉回拉。詳言之，當方向撥鈕30位於第一位置時，抵頂桿384分別頂推掣子40的抵頂面406及掣子42的抵頂面426，使掣子40一側的頂靠面408及掣子42同側的頂靠面428頂靠頭部12之中間部分129的內壁1291(為便於繪示及了解，掣子42的抵頂面426及頂靠面428不標註於圖6a中)。此時掣子40及掣子42相對於內壁1291的角部410及430位於中柱34之內縮空間342中。當方向撥鈕30由第一位置撥動到第二位置時，抵頂桿384分別自掣子40及掣子42一側的抵頂面406及426，沿著凹座414及434的壁緣滑動經過滑動面404及424、脊部402及422，再經過掣子40及掣子42相對側之滑動面404及424而到達相對側之抵頂面406及426(如圖6b所示)。在抵頂桿384沿著掣子之凹座的滑動過程中，掣子40及42同時從圖6a所示的位置在中間部分129中，沿著環狀驅動齒部242側向滑動位移至如圖6b所示的位置，最終使掣子40及42另一側的頂靠面408及428頂靠中間部分129相對於內壁1291的內壁1292，而完成棘輪扳手1的換向動作。在圖6b中，掣子40及42相對於內壁1292的角部410及430位於中柱34之內縮空間342中。由於掣子40及42的脊部402及422，係分別在凹座414及434的中央略微突伸，因此抵頂桿384在滑動至脊部402及422時，方向撥鈕30的撥動阻力略大，而可獲得一明確的換向手感。另外，在方向撥鈕30的移動過程中，掣子40之棘齒412與掣子42之棘齒432的移位仍持續嚙合或抵頂驅動頭20的環狀驅動齒部，故不會有滑脫的狀況發生。

值得注意的是，由於本發明之扳手頭部12之第二隔室127靠近握柄10之一側的內側壁面上的抵頂桿133藉由彈性件138的彈力，在任何時候皆頂靠方向撥鈕30之中柱34的後表面346並施加一抵靠力，可保證方向撥鈕30的抵頂桿384將掣子40及42嚙合或抵靠驅動頭24之環狀驅動齒部242，而不會在靜止時或操作時滑脫。因此，本發明之結構可避免習知棘輪扳手在長時間使用後、換向時或瞬間大力操作時棘輪與環狀驅動齒部的嚙合或抵頂之滑脫，故可避免棘輪扳手損壞的可能性，進而增進操作的安全性。

本發明之具體實施例係說明如上，惟本領域之技藝者當可在不脫離本發明之精神下，對本發明做任何的修改及潤飾，然此等修改及潤飾當仍屬本發明所界定之範圍。

1．．．棘輪扳手

10．．．握柄

12．．．頭部

20．．．驅動頭總成

22．．．壓桿

24．．．驅動頭

30．．．方向撥鈕

32．．．撥桿

34．．．中柱

36．．．底板

40．．．掣子

42．．．掣子

50．．．封板

52．．．箍環

121．．．表面

123．．．表面

125．．．第一隔室

127．．．第二隔室

129．．．中間部分

131．．．盲孔

133．．．抵頂桿

135．．．容槽

137．．．彈性件

222．．．鋼珠

224．．．彈性件

242．．．環狀驅動齒部

244．．．驅動端

246．．．通孔

248．．．穿孔

250．．．鋼珠

342．．．空間

344．．．凹槽

346．．．後表面

382．．．彈性件

384．．．抵頂桿

386．．．容槽

402．．．脊部

404．．．滑動面

406．．．抵頂面

408．．．抵靠面

410．．．角部

412．．．棘齒

414．．．凹座

416．．．缺口部

422．．．脊部

424．．．滑動面

426．．．抵頂面

428．．．抵靠面

430．．．角部

432．．．棘齒

434．．．凹座

501．．．開口

503．．．O形環

505．．．O形環

1291．．．內壁

1292．．．內壁

a．．．中軸

b．．．中軸

圖1為根據本發明之換向棘輪扳手之零件爆炸圖；

圖2為圖1之部分放大圖；

圖3a及圖3b分別繪示掣子40之立體結構圖及仰視圖；

圖3c及圖3d分別繪示掣子42之立體結構圖及仰視圖；

圖4a與4b為掣子安裝後與驅動頭總成20及方向撥鈕30的結構示意圖；

圖5a及5b為掣子嚙合驅動頭之環狀驅動齒部的結構示意圖；

圖6a及6b分別為本發明方向撥鈕位於第一位置及第二位置的扳手結構示意圖。