TW201831283A

TW201831283A - 穿透式電動棘輪扳手及其使用方法

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Publication number: TW201831283A
Application number: TW106105389A
Authority: TW
Inventors: 胡厚飛
Original assignee: 胡厚飛
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-09-01
Also published as: TWI661909B; US20180236641A1; EP3363594A1; AU2017202773B1; JP2018130820A; CA2964087A1; CA2964087C; JP6660912B2; EP3363594B1; US10800013B2; ES2938265T3

Abstract

本發明穿透式電動棘輪扳手包括有本體、可轉動地設置於本體的驅動裝置、連接驅動裝置的掣動裝置、提供扭力的動力裝置、設置於驅動裝置與動力裝置之間的傳動裝置以及離合裝置，驅動裝置包括抵靠於本體的驅動件，驅動件包括貫穿驅動件並能夠連接固定件的非圓形孔、與掣動裝置連接的環齒部以及與傳動裝置連接的端齒部，傳動裝置傳遞扭力而帶動驅動件，當驅動件驅動固定件的過程所受阻力小於所供扭力時，驅動件持續地驅動固定件，當驅動件驅動固定件遭遇阻力大於動力裝置所供扭力時，能夠另以人力扳動本體而帶動驅動件，迫使固定件通過該位置。

Description

穿透式電動棘輪扳手及其使用方法

本發明主要係揭示一種電動棘輪扳手，尤指一種穿透式電動棘輪扳手。

請參照美國專利號第5595095號專利案Ratcheting socket wrench with intermeshing gears」，其揭露一種穿透式棘輪扳手，該換向棘輪扳手包括長柄（shank）、穿透的中空套筒(hollow sleeve)、彈簧裝置（spring means）、蓋板（cover plate）與握柄（handle），中空套筒可轉動地設置於長柄的凹圓孔（recessed round bore），彈簧裝置設置於凹圓孔與中空套筒之間，蓋板設置於長柄前端以覆蓋並擋住彈簧裝置，握柄設置於長柄後端以供握持。由上述專利的圖3可以得知，螺栓(bolt)的延長螺紋部能夠容易地穿過中空套筒的十二邊多角孔（twelve-sided polygonal opening）。

使用者必須握持握柄並且往復地左右擺動才能使中空套筒單向地轉動而驅動螺栓的延長螺紋部上的六角螺帽(hex nut)，因此以上述的手動扳手往復地來回扳動螺帽將會耗費使用者許多的時間。

因此，為了改良習知手動扳手必須往復地來回扳動螺帽的費時缺點，電動扳手因而被創造，一般的電動扳手更包括馬達以及適於受到馬達轉動的傳動桿，利用馬達轉動傳動桿，並使傳動桿快速地帶動上述的中空套筒而驅動螺栓。

然而，扳手在使用時不免會遭遇阻力過大的施工環境，例如於建築工地的環境中，常見有長螺桿的施工環境。由於建築工地係暴露於室外，使得長螺桿常有生鏽的問題發生，使用者必須特別地用力扳動扳手，因此習知的手動扳手對於使用者而言不僅費時而且費力。

而對於習知電動扳手來說，由於長螺桿因生鏽而產生的阻力區域導致馬達扭力不足以驅動傳動桿與中空套筒轉動，中空套筒無法驅動螺帽越過長螺桿上的阻力區域，此時傳動桿一端仍被馬達轉動，而傳動桿的另一端無法轉動中空套筒，導致傳動桿持續地被扭轉而變形，或是中空套筒與傳動桿之間因傳動桿被扭轉而互相分離。因此習知的電動扳手遭遇大於馬達提供扭力的施工環境時是毫無用武之地的，不僅容易損壞電動扳手的內部結構，更有可能因馬達線圈燒毀而發生危險。

有鑑於上述習知結構之缺失，本發明人乃發明出一種穿透式電動棘輪扳手，其係可克服上述習知結構之所有缺點。

本發明穿透式電動棘輪扳手及其使用方法所欲解決的問題在於，習知手動扳手往復地來回扳動螺帽將會耗費使用者許多的時間，而習知電動扳手遭遇大於馬達提供扭力的施工環境時無法順暢地驅動螺栓轉動。

本發明穿透式電動棘輪扳手及其使用方法的主要目的在於，提供一種穿透式電動棘輪扳手，其包括有一個本體、一個驅動裝置、一個掣動裝置、一個動力裝置、一個傳動裝置以及一個離合裝置，該本體具有一個第一端與相反於該第一端的一個第二端，該本體於該第一端具有一個第一抵靠面，該驅動裝置包括可轉動地設置於該本體第一端的一個驅動件，該驅動件具有一個中徑段，該驅動件包括貫穿該驅動件並能夠連接固定件的一個非圓形孔、設置於該中徑段的一個環齒部以及一個端齒部，該掣動裝置設置於該本體的第一端並連接該驅動件的環齒部，該動力裝置設置於該本體的第二端並適於提供扭力，該傳動裝置設置於該驅動裝置與該動力裝置之間，該傳動裝置可轉動地設置於該本體並連接該驅動件的端齒部，該傳動裝置適於傳遞該動力裝置所供扭力而帶動該驅動件相對於該本體第一端轉動，該離合裝置設置於該驅動裝置與該動力裝置之間，該離合裝置能夠於連動狀態與脫離狀態之間變換；當該驅動裝置的驅動件驅動固定件的過程中所受阻力小於該動力裝置所供扭力時，該離合裝置位於連動狀態，該動力裝置轉動該傳動裝置，該傳動裝置帶動該驅動件相對於該本體第一端轉動，使得該驅動件持續地驅動固定件；當該驅動裝置的驅動件驅動固定件的過程中遭遇一個位置之阻力大於該動力裝置所供扭力時，該離合裝置位於脫離狀態，該傳動裝置無法傳遞該動力裝置所供扭力至該驅動件，此時能夠以人力提供大於該位置之阻力的扭力扳動該本體的第二端而帶動該驅動件，迫使固定件被該驅動件驅動而通過該位置，該離合裝置由脫離狀態變換至連動狀態。

本發明穿透式電動棘輪扳手及其使用方法的主要目的在於，提供一種穿透式電動棘輪扳手的使用方法，其包括：

提供該穿透式電動棘輪扳手，該穿透式電動棘輪扳手包括一個本體、一個驅動裝置、一個掣動裝置、一個動力裝置、一個傳動裝置以及一個離合裝置，該本體具有一個第一端與相反於該第一端的一個第二端，該本體於該第一端具有一個第一抵靠面，該驅動裝置包括可轉動地設置於該本體第一端的一個驅動件，該驅動件具有抵靠於該第一抵靠面的一個大徑段以及連接於該大徑段的一個中徑段，該驅動件包括貫穿該驅動件並能夠連接固定件的一個非圓形孔、設置於該中徑段的一個環齒部以及一個端齒部，該掣動裝置設置於該本體的第一端並連接該驅動件的環齒部，該動力裝置設置於該本體的第二端並適於提供扭力，該傳動裝置設置於該驅動裝置與該動力裝置之間，該傳動裝置可轉動地設置於該本體並連接該驅動件的端齒部，該傳動裝置適於傳遞該動力裝置所供扭力而帶動該驅動件相對於該本體第一端轉動，該離合裝置設置於該驅動裝置與該動力裝置之間，該離合裝置能夠於連動狀態與脫離狀態之間變換；

啟動該動力裝置以帶動該離合裝置與該傳動裝置，該傳動裝置帶動該驅動裝置而驅動該固定件；

當該驅動裝置驅動固定件的過程中所受阻力小於該動力裝置所供扭力時，該離合裝置位於連動狀態，該動力裝置轉動該離合裝置與該傳動裝置，該驅動裝置受到該傳動裝置帶動而驅動固定件；

當該驅動裝置驅動固定件的過程中遭遇一個位置之阻力大於3牛頓-米時，該離合裝置位於脫離狀態，該傳動裝置無法傳遞該動力裝置所供扭力至該驅動裝置，此時以人力提供大於3牛頓-米的扭力扳動該本體而帶動該驅動裝置，迫使該固定件被該驅動裝置驅動而克服阻力並通過該位置，該離合裝置由脫離狀態再次變換至連動狀態。

其他目的、優點和本發明之新穎性將從以下詳細的描述與相關的附圖更加明顯。

有關本發明所採用之技術、手段及其功效，茲舉兩個實施例並配合圖式詳述如後，此僅供說明之用，在專利申請上並不受此種結構之限制。

請參照圖1、圖1A、圖1B、圖2、圖2A-2C，本發明穿透式電動棘輪扳手第一實施例包括一個本體10、沿一個驅動軸D可轉動地設置於本體10的一個驅動裝置20、設置於本體10並連接驅動裝置20的掣動裝置30、適於提供扭力的一個動力裝置40、沿一個轉動軸R可轉動地設置於驅動裝置20與動力裝置40之間的一個傳動裝置50以及設置於驅動裝置20與動力裝置40之間的一個離合裝置60。

本體10具有一個第一端101與相反於第一端101的一個第二端102。本體10包括設置於第一端101的一個驅動孔11、設置於第一端101並連通驅動孔11的一個容置室12、連通驅動孔11的一個傳動孔13、設置於第二端102並連通傳動孔13的一個容置槽14以及設置於第一端101並連通容置室12的一個通孔15。

本體10於第一端101具有一個第一抵靠面111以及相反於第一抵靠面111的一個第二抵靠面112，驅動孔11沿驅動軸D具有一個頂端1101與相反於頂端1101的一個底端1102，頂端1101鄰近於第一抵靠面111，底端1102鄰近於第二抵靠面112，驅動孔11的內孔面沿平行於驅動軸D的方向具有連接第一抵靠面111的一個倒錐段1103以及連接倒錐段1103的一個平直段1104，倒錐段1103由頂端1101朝平直段1104逐漸內縮直至與平直段1104連接，使得倒錐段1103與平直段1104之間形成介於170度至180度之間的一個夾角，該夾角能夠介於177度至180度之間。

驅動孔11更包括形成於平直段1104並鄰近於底端1102的一個支撐部113，支撐部113由平直段1104沿驅動軸D的徑向往驅動軸D延伸，第二抵靠面112形成於支撐部113的端面。本體10更能夠包括由第一抵靠面111沿平行驅動軸D的方向延伸形成的一個第一抵靠部114以及由第二抵靠面112沿平行驅動軸D的方向延伸形成的一個第二抵靠部115，第一抵靠面111與第一抵靠部114之間以及第二抵靠面112與第二抵靠部115之間分別形成一個環狀抵靠槽。

容置室12鄰近於驅動孔11的頂端1101，傳動孔13鄰近於驅動孔11的底端1102，且容置室12的延伸方向與傳動孔13的延伸方向互相平行。容置室12能夠為半月形槽，傳動孔13能夠為長形圓孔。容置槽14適於容置動力裝置40，通孔15適於容置掣動裝置30，且通孔15的延伸方向平行驅動軸D並貫穿本體10的第一端101。本體10更包括可拆卸地設置於第二端102的一個蓋件16，蓋件16適於封閉容置槽14而防止動力裝置40脫離本體10。

驅動裝置20包括沿驅動軸D可轉動地設置於驅動孔11的一個驅動件21、設置於驅動件21的一個卡掣單元22以及設置於非圓形孔211內的一個定位件23。驅動件21沿驅動軸D具有抵靠於第一抵靠面111的一個大徑段2101、連接於大徑段2101的一個中徑段2102以及連接中徑段2102的一個小徑段2103，中徑段2102沿驅動軸D的相反兩端分別連接大徑段2101與小徑段2103，大徑段2101的一個第一外徑D1大於中徑段2102的一個第二外徑D2，中徑段2102的第二外徑D2大於小徑段2103的一個第三外徑D3，大徑段2101沿驅動軸D徑向所取的一個第一厚度T1大於中徑段2102沿驅動軸D徑向所取的一個第二厚度T2，中徑段2102的第二厚度T2大於小徑段2103沿驅動軸D徑向所取的一個第三厚度T3。

驅動件21包括沿驅動軸D貫穿驅動件21並能夠連接固定件F的一個非圓形孔211、環設於中徑段2102外周面的一個環齒部212、設置於中徑段2102端面並面對支撐部113的一個端齒部213、設置於大徑段2101的一個抵靠面214、設置於小徑段2103外周面的一個卡掣槽215以及設置於非圓形孔211內孔面的一個定位槽216。

非圓形孔211沿驅動軸D的相反兩端分別適於直接地或間接地驅動固定件F。如圖2B與圖2C所示，固定件F能夠為螺帽並螺設於螺桿S，非圓形孔211通過穿透式套筒90而間接地連接固定件F，如圖3所示，固定件F能夠為螺帽並連接於螺桿S，非圓形孔211直接地連接固定件F。

環齒部212沿中徑段2102的圓周方向環設於中徑段2102外周面並連接掣動裝置30，端齒部213沿中徑段2102的圓周方向並垂直於驅動軸D形成於中徑段2102端面且連接傳動裝置50，端齒部213大體上位於驅動件21沿驅動軸D軸向的中間處。

特別的是，端齒部213能夠以沖壓成型的方式一體地形成於中徑段2102的端面，於加工驅動件21時，沖床的上沖頭能夠經過小徑段2103而在中徑段2102的端面上加工形成端齒部213，藉由中徑段2102與小徑段2103尺寸的差異，上沖頭在加工過程完全不會受到小徑段2103阻礙而順暢地沖壓中徑段2102的端面，不僅簡化加工步驟，達成加工方便的效果，更能有效地縮減加工成本，同時端齒部213一體地形成於中徑段2102的端面也能夠保持驅動件21整體的結構強度，增加電動棘輪扳手所能承受的扭矩以及使用壽命。

抵靠面214設置於大徑段2101並抵靠於第一抵靠面111，大徑段2101更能夠設置於第一抵靠面111與第一抵靠部114之間形成的環狀抵靠槽。

藉由大徑段2101的第一厚度T1大於中徑段2102的第二厚度T2以及小徑段2103的第三厚度T3，組裝人員能夠輕易地將驅動件21組裝並可轉動地定位於驅動孔11內。此外，在驅動件21組裝於驅動孔11內符合ASME、ISO、DIN或是JIS等國家標準的前提之下，利用驅動孔11內孔面的倒錐段1103以及平直段1104的設置，最大限度地增加第一抵靠面111的面積，使得第一抵靠面111與抵靠面214之間的接觸面積大於一般僅設置有平直段1104的驅動孔11，藉此提昇本體10的驅動孔11與驅動裝置20的驅動件21之間的結構強度。

當使用者扳動本體10而使掣動裝置30施加作用力至驅動件21的環齒部212時，藉由中徑段2102的第二厚度T2大於小徑段2103的第三厚度T3，且環齒部212環設於中徑段2102外周面，利用第二厚度T2的結構去承受來自掣動裝置30的作用力，藉此提昇驅動裝置20的驅動件21的結構強度。

卡掣槽215由小徑段2103外周面沿驅動軸D的徑向往驅動軸D的方向延伸，卡掣單元22設置於卡掣槽215並抵頂第二抵靠面112。

定位槽216沿驅動軸D設置於非圓形孔211內孔面中間的高度位置並沿驅動軸D的徑向往遠離驅動軸D的方向延伸。

卡掣單元22更能夠設置於第二抵靠面112與第二抵靠部115之間形成的環狀抵靠槽。卡掣單元22能夠包括設置於卡掣槽215的一個扣件221與受到扣件221抵頂的一個墊片222，墊片222設置於扣件221與第二抵靠面112之間，扣件221具有兩個以上螺旋狀繞置的環圈而適於提供墊片222一個彈性作用力，使得墊片222持續施加作用力抵頂第二抵靠面112，避免驅動件21沿驅動軸D於驅動孔11內縱向移動，此外，由於扣件221具有兩個以上螺旋狀繞置的環圈，因此環圈並不會與墊片222完全地面接觸，避免驅動件21相對於驅動孔11轉動時受到太大的阻力。

定位件23能夠由金屬線製成並繞置於定位槽216，定位件23能夠連接或是止擋工具，如工具接頭、起子頭、套筒等，使非圓形孔211的相反兩端都能夠分別適於連接或止擋工具。以下配合圖式說明定位件23的使用方式，但實際上使用並不僅限於以下列舉之使用方式。

如圖2B所示，穿透式套筒90外表面具有複數個刻槽91，而穿透式套筒90內具有軸向連通的多角孔92以及貫穿孔93，固定件F卡掣於多角孔92內並螺設於螺桿S，且螺桿S穿過穿透式套筒90的多角孔92與貫穿孔93。穿透式套筒90能夠自驅動孔11的底端1102進入非圓形孔211下方，使得穿透式套筒90的刻槽91與定位件23互相卡掣，螺桿S穿出非圓形孔211的相反兩端，固定件F透過穿透式套筒90間接地與非圓形孔211互相連接。

如圖2C所示，穿透式套筒90也能夠自驅動孔11的頂端1101進入非圓形孔211上方，使得穿透式套筒90的刻槽91與定位件23互相卡掣，螺桿S穿出非圓形孔211的相反兩端，固定件F透過穿透式套筒90間接地與非圓形孔211互相連接。

由圖2B與圖2C可以得知，非圓形孔211的相反兩端都能夠藉由定位件23的設置而分別能夠連接工具。

掣動裝置30設置於本體10的第一端101，掣動裝置30包括可轉動地設置於通孔15的一個撥鈕31、可滑動地設置於容置室12的一個棘齒塊32以及設置於撥鈕31與棘齒塊32之間的一個頂掣組33，棘齒塊32與驅動件21的環齒部212互相嚙合，頂掣組33包括一個頂掣件331與一個彈簧332，頂掣件331頂掣棘齒塊32，彈簧332設置於頂掣件331與撥鈕31之間並適於提供頂掣件331一個彈性作用力，撥鈕31適於以人力撥動並相對通孔15轉動於一個第一位置或是相反於第一位置的一個第二位置之間變換而偏擺頂掣組33，使棘齒塊32相對容置室12滑動而控制棘齒塊32與環齒部212之間的嚙合關係，藉此以人力達成驅動裝置20的換向功能。

動力裝置40設置於本體10的容置槽14並適於選擇性地提供兩相反方向扭力，動力裝置40包括一個馬達41以及電連接馬達41的一個電源42，馬達41包括一個轉軸件411，轉軸件411適於藉由電源42所供電力驅動而繞轉動軸R轉動。馬達41能夠為雙向馬達而適於選擇性地提供兩相反方向扭力，且動力裝置40更包括一個開關43，開關43能夠控制馬達41的啟動以及正、逆轉功能，使得轉軸件411能夠選擇性地順時針或逆時針沿轉動軸R轉動，藉此以電力達成驅動裝置20的換向功能。

由於馬達41為雙向馬達，因此掣動裝置30的撥鈕31位於第一位置時，必須對應切換馬達41至正轉功能；相反地，當掣動裝置30的撥鈕31位於第二位置時，必須對應切換馬達41至逆轉功能。藉由這樣的設計，僅需設置一個端齒部213即可達成驅動件21的正、逆轉功能。

傳動裝置50適於傳遞動力裝置40的馬達41所供扭力而帶動驅動件21沿驅動軸D相對於驅動孔11轉動，傳動裝置50包括沿轉動軸R可轉動地設置於傳動孔13的一個傳動桿51、與端齒部213連接的一個齒輪部52以及環設於傳動桿51的一個鋼珠單元53，傳動桿51沿轉動軸R具有一個驅動端511與相反於驅動端511的一個傳動端512，傳動桿51包括設置於驅動端511的一個環槽513，齒輪部52設置於傳動桿51的驅動端511並與驅動件21的端齒部213嚙合，藉由驅動件21的端齒部213設置於中徑段2102的端面，且藉由端齒部213大體上位於驅動件21沿驅動軸D軸向的中間處，且傳動桿51大體上通過本體10的中間處，使得非圓形孔211任一端（即上方或下方）銜接並驅動固定件F時，傳動裝置50都能夠均勻傳遞馬達41所供扭力至驅動件21。齒輪部52能夠一體地形成於傳動桿51的驅動端511，鋼珠單元53包括沿傳動桿51的圓周方向設置於環槽513的數個鋼珠，鋼珠單元53適於降低傳動桿51與傳動孔13之間的摩擦力。

藉由撥動掣動裝置30的撥鈕31而能夠控制棘齒塊32與環齒部212之間的嚙合關係，故能夠以人力達成驅動裝置20的換向功能，或是能夠藉由動力裝置40的馬達41為雙向馬達而適於選擇性地提供兩相反方向扭力，故也能夠以電力達成驅動裝置20的換向功能。使用者能夠在需要較大扭力的工作環境下，不啟動動力裝置40而完全以人力操作提供扭力，當需要快速轉動驅動件21驅動固定件F的工作環境時，能夠啟動動力裝置40並帶動傳動裝置50，使得驅動件21的端齒部213受到設置於傳動桿51的齒輪部52帶動而快速驅動固定件F。

離合裝置60包括一個主動件61、一個從動件62，一個彈性組63與一個珠體64。主動件61設置於馬達41的轉軸件411，主動件61具有一個第一齒部611與沿轉動軸R設置的一個第一容孔612，第一容孔612具有一個孔底，從動件62沿轉動軸R可移動地設置於傳動桿51的傳動端512，從動件62具有一個第二齒部621與沿轉動軸R設置貫穿從動件62相反兩端的一個第二容孔622。第二容孔622的截面形狀能夠對應於傳動端512的截面形狀，且相異於第一容孔612的截面形狀。第一齒部611與第二齒部621分別具有相互對應的複數個齒，第二齒部621的複數齒能夠沿轉動軸R可脫離地連接第一齒部611的複數齒而使離合裝置60能夠於連動狀態與脫離狀態之間變換。彈性組63包括一個彈性件631與兩個墊圈632，彈性件631位於兩墊圈632之間，兩墊圈632分別抵靠傳動桿51的傳動端512與從動件62。傳動桿51的傳動端512沿轉動軸R依序穿設彈性組63與從動件62的第二容孔622並連接於主動件61的第一容孔612，彈性組63的彈性件631的彈性回復力施壓從動件62而設定一個預設扭力值，預設扭力值大小與彈性件631的彈性回復力成正比。預設扭力值能夠小於或等於3牛頓-米，預設扭力值也能夠小於或等於0.5牛頓-米。珠體64設置於傳動桿51的傳動端512與第一容孔612的孔底之間，珠體64適於降低傳動桿51與第一容孔612之間的摩擦力，當驅動裝置20的驅動件21驅動固定件F的過程中遭遇一個位置之阻力大於動力裝置40的馬達41所供扭力或是大於彈性組63所設定之預設扭力值時，離合裝置60的主動件61與從動件62位於脫離狀態，從動件62沿轉動軸R相對於傳動桿51的傳動端512移動而抵靠彈性組63，導致彈性組63的彈性件631重複地彈性變形。

請參照圖3，使用者能夠以驅動裝置20的驅動件21直接地連接固定件F，固定件F能夠穿過驅動件21的非圓形孔211，因此非圓形孔211沿驅動軸D的相反兩端都分別能夠驅動固定件F，接著使用者能夠預先撥動掣動裝置30的撥鈕31而確立棘齒塊32與驅動件21的環齒部212之間的嚙合關係，使用者利用動力裝置40的開關43啟動馬達41，並依照棘齒塊32與驅動件21的環齒部212之間的嚙合關係控制馬達41的正、逆轉方向，藉由馬達41的轉軸件411沿轉動軸R帶動離合裝置60的主動件61與從動件62、傳動裝置50的傳動桿51與齒輪部52，並藉由齒輪部52嚙合驅動件21的端齒部213而帶動驅動件21沿驅動軸D轉動並快速地驅動固定件F。

請參照圖3A與圖3B，當驅動裝置20的驅動件21驅動固定件F的過程中所受阻力小於動力裝置40的馬達41所供扭力或是小於彈性組63的彈性性631設定之預設扭力值時，離合裝置60的主動件61與從動件62位於連動狀態，從動件62的第二齒部621嚙合主動件61的第一齒部611，動力裝置40的馬達41轉軸件411轉動離合裝置60的主動件61與從動件62，從動件62帶動傳動裝置50的傳動桿51與齒輪件52沿轉動軸R相對傳動孔13轉動，驅動件21的端齒部213受到齒輪件52帶動而使驅動件21沿驅動軸D轉動且持續並快速地驅動固定件F，進而達到省時省力之功效。

請繼續參照圖3C，當使用者使用驅動裝置20驅動固定件F的過程中遭遇一個位置之阻力大於動力裝置40的馬達41所供扭力或是大於彈性件631所設定之預設扭力值時，例如圖3中螺桿S的螺紋部生鏽，而使固定件F卡在螺紋部之生鏽處（即前述阻力大於動力裝置40的馬達41所供扭力或是大於彈性件631所設定之預設扭力值的位置），使固定件F無法通過螺桿S上生鏽之位置（即阻力大之位置），離合裝置60的主動件61與從動件62位於脫離狀態，此時馬達41仍在運行中，從動件62沿轉動軸R相對於傳動桿51的傳動端512移動，導致從動件62的第二齒部621沿轉動軸R與主動件61的第一齒部611產生重覆連接及分離的半離合現象，由於從動件62的第二齒部621與主動件61的第一齒部611之齒型配合，此時從動件62能夠沿轉動軸R往復地相對於傳動桿51的傳動端512移動，使得從動件62抵靠彈性件631與墊圈632，導致彈性件631重複地彈性變形，傳動裝置50無法傳遞動力裝置40的馬達41所供扭力至傳動裝置50，而使傳動裝置50無法帶動驅動裝置20轉動。此時使用者能夠聽見從動件62與主動件61之間因半離合現象而相互撞擊產生的咑咑聲響，使用者能夠握持本體10的第二端102並以驅動軸D為軸心用人力提供大於位置阻力的扭力或預設扭力值（3牛頓-米）而扳動本體10，利用棘齒塊32與環齒部212之間的嚙合關係而帶動驅動件21轉動，迫使固定件F被轉動而通過位置。從動件62在彈性件631的彈性回復力作用下再次連接主動件61並停止相對於傳動桿51的傳動端512移動，使離合裝置60由脫離狀態變換至連動狀態而能夠再次持續並快速地驅動固定件F，藉此克服驅動裝置20驅動固定件F的過程中遭遇位置之阻力大於動力裝置40的馬達41所供扭力時，傳動裝置50無法驅動驅動裝置20的缺點。同時藉由預設扭力值的設置，有效地避免動力裝置40運轉時遭遇過大阻力而導致動力裝置40與傳動裝置50的損壞。

請參照圖4與圖5，本發明穿透式電動棘輪扳手第二實施例之結構大致與第一實施例相同，其差異在於，卡掣單元22包括設置於卡掣槽215的一個扣件221、受到扣件221抵頂的一個墊片222以及受到墊片222抵頂的鋼珠組223，扣件221具有兩個以上的環圈而適於提供墊片222一個彈性作用力，墊片222抵頂鋼珠組223，鋼珠組223抵頂第二抵靠面112，避免驅動件21沿驅動軸D相對於驅動孔11縱向移動。鋼珠組223包括設置於墊片222與第二抵靠面112之間的數個鋼珠，鋼珠組223能夠降低墊片222與第二抵靠面112之間的摩擦力，使得驅動件21能夠順暢地在驅動孔11內沿驅動軸D轉動，並且藉由扣件221的設置位置以及鋼珠組223設置於墊片222與第二抵靠面112之間，讓驅動件21設置於驅動孔11內後能夠消除驅動件21與驅動孔11之間的縱向餘隙，讓驅動件21更無法沿驅動軸D而相對於驅動孔11縱向移動，同時又可以維持驅動件21相對於驅動孔11轉動時的流暢度，避免轉動時產生過大的阻力。

就以上說明可以歸納出本發明穿透式電動棘輪扳手具有以下優點：

1、藉由驅動件21沿驅動軸D具有抵靠於第一抵靠面111的一個大徑段2101、連接於大徑段2101的一個中徑段2102以及連接中徑段2102的一個小徑段2103，環設於中徑段2102外周面的環齒部212以及設置於中徑段2102的端齒部213，掣動裝置30的棘齒塊32與環齒部212嚙合，傳動裝置50的齒輪部52與端齒部213嚙合，因此驅動件21的上半部大體上與掣動裝置30連接而能夠達成人力換向功能，驅動件21的下半部大體上與傳動裝置50連接而能夠達成電動驅動以及藉由雙向馬達41達成電動換向功能，而藉由端齒部213大體上位於驅動件21沿驅動軸D軸向的中間處，且傳動桿51大體上通過本體10的中間處，使得非圓形孔211任一端（即上方或下方）銜接並驅動固定件F時，傳動裝置50都能夠均勻傳遞馬達41所供扭力至驅動件21。

2、藉由撥動掣動裝置30的撥鈕31而能夠控制棘齒塊32與環齒部212之間的嚙合關係，故能夠以人力達成驅動裝置20的換向功能，或是能夠藉由動力裝置40的馬達41為雙向馬達而適於選擇性地提供兩相反方向扭力，故也能夠以電力達成驅動裝置20的換向功能。使用者能夠在需要較大扭力的工作環境下，不啟動動力裝置40而完全以人力操作，當需要快速轉動驅動件21驅動固定件F的工作環境時，能夠啟動動力裝置40並帶動傳動裝置50，使得驅動件21的端齒部213受到設置於傳動桿51的齒輪部52帶動而快速驅動固定件F，因此本發明穿透式電動棘輪扳手能夠對應工作環境需求而選擇以人力或電力達成換向功能以及人力或電力達成驅動功能。

3、藉由設置於動力裝置40與傳動裝置50之間的離合裝置60，當驅動裝置20驅動固定件F的過程中遭遇一個位置之阻力大於動力裝置40的馬達41所供扭力或是大於彈性件631所設定之預設扭力值時，離合裝置60位於脫離狀態，從動件62沿轉動軸R相對於傳動桿51的傳動端512移動，導致從動件62的第二齒部621沿轉動軸R與主動件61的第一齒部611產生重覆連接及分離的半離合現象，使用者能夠握持本體10的第二端102並以驅動軸D為軸心用人力提供大於位置阻力的扭力或預設扭力值而扳動本體10，迫使固定件F被轉動而通過位置，藉此克服驅動裝置20驅動固定件F的過程中遭遇位置之阻力大於動力裝置40的馬達41所供扭力時，傳動裝置50無法驅動驅動裝置20的缺點。

4、藉由彈性件631的彈性回復力施壓從動件62而設定一個預設扭力值，當驅動裝置20驅動固定件F的過程中遭遇一個位置之阻力大於預設扭力值時，離合裝置60位於脫離狀態，藉由預設扭力值的設置，能夠有效地避免動力裝置40運轉時遭遇過大阻力而導致動力裝置40與傳動裝置50的損壞。

5、扣件221具有兩個以上螺旋狀繞置的環圈而適於提供墊片222一個彈性作用力，使得墊片222持續施加作用力抵頂第二抵靠面112，避免驅動件21沿驅動軸D於驅動孔11內縱向移動，此外，由於扣件221具有兩個以上螺旋狀繞置的環圈，因此環圈並不會與墊片222完全地面接觸，避免驅動件21相對於驅動孔11轉動時受到太大的阻力。

6、定位件23能夠由金屬線製成並繞置於定位槽216，定位件23能夠連接或是止擋工具，如工具接頭、起子頭等，使非圓形孔211的相反兩端都能夠分別適於連接或止擋工具。

惟上述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，故舉凡數值之變更或等效元件之置換，或依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範疇。

10‧‧‧本體

101‧‧‧第一端

102‧‧‧第二端

11‧‧‧驅動孔

1101‧‧‧頂端

1102‧‧‧底端

1103‧‧‧倒錐段

1104‧‧‧平直段

111‧‧‧第一抵靠面

112‧‧‧第二抵靠面

113‧‧‧支撐部

114‧‧‧第一抵靠部

115‧‧‧第二抵靠部

12‧‧‧容置室

13‧‧‧傳動孔

14‧‧‧容置槽

15‧‧‧通孔

16‧‧‧蓋件

20‧‧‧驅動裝置

21‧‧‧驅動件

2101‧‧‧大徑段

2102‧‧‧中徑段

2103‧‧‧小徑段

211‧‧‧非圓形孔

212‧‧‧環齒部

213‧‧‧端齒部

214‧‧‧抵靠面

215‧‧‧卡掣槽

216‧‧‧定位槽

22‧‧‧卡掣單元

221‧‧‧扣件

222‧‧‧墊片

223‧‧‧鋼珠組

23‧‧‧定位件

30‧‧‧掣動裝置

31‧‧‧撥鈕

32‧‧‧棘齒塊

33‧‧‧頂掣組

331‧‧‧頂掣件

332‧‧‧彈簧

40‧‧‧動力裝置

41‧‧‧馬達

411‧‧‧轉軸件

42‧‧‧電源

43‧‧‧開關

50‧‧‧傳動裝置

51‧‧‧傳動桿

511‧‧‧驅動端

512‧‧‧傳動端

513‧‧‧環槽

52‧‧‧齒輪部

53‧‧‧鋼珠單元

60‧‧‧離合裝置

61‧‧‧主動件

611‧‧‧第一齒部

612‧‧‧第一容孔

62‧‧‧從動件

621‧‧‧第二齒部

622‧‧‧第二容孔

63‧‧‧彈性組

631‧‧‧彈性件

632‧‧‧墊圈

64‧‧‧珠體

D‧‧‧驅動軸

R‧‧‧轉動軸

D1‧‧‧第一外徑

D2‧‧‧第二外徑

D3‧‧‧第三外徑

T1‧‧‧第一厚度

T2‧‧‧第二厚度

T3‧‧‧第三厚度

F‧‧‧固定件

S‧‧‧螺桿

90‧‧‧穿透式套筒

91‧‧‧刻槽

92‧‧‧多角孔

93‧‧‧貫穿孔

圖1：為本發明穿透式電動棘輪扳手第一實施例的立體分解圖。圖1A：為沿圖1中1A-1A線所取之剖視圖。圖1B：為沿圖1中1B-1B線所取之剖視圖。圖2：為本發明穿透式電動棘輪扳手第一實施例的剖視圖。圖2A：為圖2中鍊線圈圍處之放大圖。圖2B：為本發明穿透式電動棘輪扳手第一實施例的使用示意圖，表示穿透式套筒自驅動孔的底端進入非圓形孔並連接定位件。圖2C：為本發明穿透式電動棘輪扳手第一實施例的另一使用示意圖，表示穿透式套筒自驅動孔的頂端進入非圓形孔並連接定位件。圖3：為圖2之延續，表示驅動裝置連接固定件。圖3A：為本發明穿透式電動棘輪扳手第一實施例的剖視圖，表示驅動裝置驅動固定件。圖3B：為異於圖3A視角的剖視圖，表示傳動裝置傳遞動力裝置所供扭力而帶動該驅動裝置驅動固定件。圖3C：為圖3A之延續，表示以人力扳動本體而帶動驅動裝置驅動固定件。圖4：為本發明穿透式電動棘輪扳手第二實施例的立體分解圖。圖5：為本發明穿透式電動棘輪扳手第二實施例的局部放大剖視圖。

Claims

一種穿透式電動棘輪扳手，其包括有：一個本體，其具有一個第一端與相反於該第一端的一個第二端，該本體於該第一端具有一個第一抵靠面；一個驅動裝置，其包括可轉動地設置於該本體第一端的一個驅動件，該驅動件具有一個中徑段，該驅動件包括貫穿該驅動件並能夠連接固定件的一個非圓形孔、設置於該中徑段的一個環齒部以及一個端齒部；一個掣動裝置，其設置於該本體的第一端並連接該驅動件的環齒部；一個動力裝置，其設置於該本體的第二端並適於提供扭力；一個傳動裝置，其設置於該驅動裝置與該動力裝置之間，該傳動裝置可轉動地設置於該本體並連接該驅動件的端齒部，該傳動裝置適於傳遞該動力裝置所供扭力而帶動該驅動件相對於該本體第一端轉動；以及一個離合裝置，其設置於該驅動裝置與該動力裝置之間，該離合裝置能夠於連動狀態與脫離狀態之間變換；當該驅動裝置的驅動件驅動固定件的過程中所受阻力小於該動力裝置所供扭力時，該離合裝置位於連動狀態，該動力裝置轉動該傳動裝置，該傳動裝置帶動該驅動件相對於該本體第一端轉動，使得該驅動件持續地驅動固定件；當該驅動裝置的驅動件驅動固定件的過程中遭遇一個位置之阻力大於該動力裝置所供扭力時，該離合裝置位於脫離狀態，該傳動裝置無法傳遞該動力裝置所供扭力至該驅動件，此時能夠以人力提供大於該位置之阻力的扭力扳動該本體的第二端而帶動該驅動件，迫使固定件被該驅動件驅動而通過該位置，該離合裝置由脫離狀態變換至連動狀態。
如請求項1所述的穿透式電動棘輪扳手，其中該本體包括設置於該第一端並穿透該第一抵靠面的一個驅動孔，該驅動件可轉動地設置於該驅動孔，驅動件具有抵靠於該第一抵靠面的一個大徑段，該大徑段連接該中徑段，該環齒部沿該中徑段的圓周方向一體地形成於該中徑段的外周面，該端齒部沿該中徑段的圓周方向以沖壓成型的方式一體地形成於該中徑段的端面，該驅動件包括設置於該大徑段的一個抵靠面，該抵靠面抵靠於該第一抵靠面。
如請求項2所述的穿透式電動棘輪扳手，其中該驅動孔沿一個驅動軸具有一個頂端與相反於該頂端的一個底端，該頂端鄰近於該第一抵靠面，該驅動孔的內孔面包括連接該第一抵靠面的一個倒錐段以及連接該倒錐段的一個平直段，該倒錐段由該頂端朝該平直段逐漸內縮，該倒錐段與該平直段之間形成介於170度至180度之間的一個夾角。
如請求項3所述的穿透式電動棘輪扳手，其中該本體於該第一端具有相反於該第一抵靠面的一個第二抵靠面，該驅動孔包括形成於該平直段並鄰近於該底端的一個支撐部，該支撐部由該平直段沿該驅動軸的徑向往該驅動軸延伸，該第二抵靠面形成於該支撐部的端面，該驅動件具有連接該中徑段的一個小徑段，該中徑段的相反兩端分別連接該大徑段與該小徑段，該驅動件包括設置於該小徑段外周面的一個卡掣槽，該卡掣槽由該小徑段外周面沿該驅動軸的徑向往該驅動軸的方向延伸，驅動裝置更包括設置於該卡掣槽的一個卡掣單元，該卡掣單元設置於該卡掣槽並抵頂該第二抵靠面。
如請求項4所述的穿透式電動棘輪扳手，其中該卡掣單元包括設置於該卡掣槽的一個扣件與受到該扣件抵頂的一個墊片，該墊片設置於該扣件與該支撐部之間，該扣件具有兩個以上的環圈而適於提供該墊片一個彈性作用力，該墊片抵頂該第二抵靠面，避免該驅動件沿該驅動軸相對於該驅動孔縱向移動。
如請求項4所述的穿透式電動棘輪扳手，其中該卡掣單元包括設置於該卡掣槽的一個扣件、受到該扣件抵頂的一個墊片以及受到該墊片抵頂的鋼珠組，該鋼珠組包括設置於該墊片與該第二抵靠面之間的數個鋼珠，該鋼珠組適於降低該墊片與該支撐部之間的摩擦力，該扣件具有兩個以上的環圈而適於提供該墊片一個彈性作用力，該墊片抵頂該鋼珠組，該鋼珠組抵頂該第二抵靠面，避免該驅動件沿該驅動軸相對於該驅動孔縱向移動。
如請求項5或6所述的穿透式電動棘輪扳手，其中該本體包括設置於該第一端並連通該驅動孔的一個容置室以及連通於該容置室的一個通孔，該掣動裝置包括可轉動地設置於該通孔的一個撥鈕、可滑動地設置於該容置室的一個棘齒塊以及設置於該撥鈕與棘齒塊之間的一個頂掣組，該棘齒塊與該驅動件的環齒部互相嚙合，該頂掣組包括一個頂掣件與一個彈簧，該頂掣件頂掣該棘齒塊，該彈簧設置於該頂掣件與該撥鈕之間並適於提供該頂掣件一個彈性作用力，該撥鈕適於偏擺該頂掣組而控制該棘齒塊與該環齒部之間的嚙合關係而達成該驅動裝置的換向功能。
如請求項7所述的穿透式電動棘輪扳手，其中該本體包括連通該驅動孔的一個傳動孔以及設置於該第二端並連通該傳動孔的一個容置槽，該動力裝置設置於該容置槽並包括一個馬達以及電連接該馬達的一個電源，該馬達包括一個轉軸件，該轉軸件適於藉由該電源所供電力驅動而轉動，該傳動裝置包括沿一個轉動軸可轉動地設置於該傳動孔的一個傳動桿與一個齒輪部，該傳動桿具有一個驅動端與相反於該驅動端的一個傳動端，該齒輪部設置於該傳動桿的驅動端並與該驅動件的端齒部嚙合，該傳動桿包括設置於該驅動端的一個環槽，該傳動裝置更包括接觸該傳動孔內孔面的一個鋼珠單元，該鋼珠單元包括設置於該環槽的數個鋼珠，該鋼珠單元適於降低該傳動桿與該傳動孔之間的摩擦力。
如請求項8所述的穿透式電動棘輪扳手，該離合裝置包括一個主動件與一個從動件，該主動件設置於該馬達的轉軸件，該從動件沿該轉動軸可移動地設置於該傳動桿的傳動端，該主動件具有一個第一齒部，該從動件具有一個第二齒部，該第一齒部與該第二齒部分別具有複數個齒，該第二齒部的複數齒能夠沿該轉動軸可脫離地連接該第一齒部的複數齒而使該離合裝置能夠於連動狀態與脫離狀態之間變換；當該驅動裝置的驅動件驅動固定件的過程中所受阻力小於該動力裝置的馬達所供扭力時，該離合裝置的主動件與從動件位於連動狀態，該主動件的第一齒部連接該從動件的第二齒部，該馬達轉動該主動件，該主動件帶動該從動件與該傳動桿，該齒輪部帶動該驅動件沿該驅動軸轉動而驅動固定件；當該驅動裝置的驅動件驅動固定件的過程中遭遇一個位置之阻力大於3牛頓-米時，該離合裝置的主動件與從動件位於脫離狀態，該從動件沿該轉動軸相對於該傳動桿的傳動端移動，該從動件的第二齒部沿該轉動軸與該主動件的第一齒部產生重覆連接及分離的半離合現象，以致該傳動裝置的傳動桿與齒輪部無法傳遞該馬達所供扭力至該驅動件，此時能夠以人力提供大於該位置阻力的扭力扳動該本體的第二端而帶動該驅動件，迫使固定件被該驅動件驅動而通過該位置，該離合裝置的主動件與從動件由脫離狀態再次變換至連動狀態。
如請求項9所述的穿透式電動棘輪扳手，其中該主動件沿該轉動軸設置一個第一容孔，該第一容孔具有一個孔底，該從動件沿該轉動軸設置貫穿該從動件相反兩端的一個第二容孔，該離合裝置更包括一個彈性組與一個珠體，該傳動桿的傳動端沿該轉動軸依序穿設該彈性組與該從動件的第二容孔並連接於該主動件的第一容孔，該彈性組的彈性回復力施壓該從動件而設定一個預設扭力值，該珠體設置於該傳動桿的傳動端與該第一容孔的孔底之間，該珠體適於降低該傳動桿與該第一容孔之間的摩擦力，當該驅動裝置的驅動件驅動固定件的過程中遭遇該位置之阻力大於該動力裝置的馬達所供扭力或是大於該彈性組所設定之預設扭力值時，該離合裝置的主動件與從動件位於脫離狀態，該從動件沿該轉動軸相對於該傳動桿的傳動端移動而抵靠該彈性組，導致該彈性組重複地彈性變形。
一種工具組合，其包括如請求項1至6中任一項所述的穿透式電動棘輪扳手以及一個穿透式套筒，該驅動件包括設置於該非圓形孔內孔面的一個定位槽，該驅動裝置包括設置於該定位槽的一個定位件，該定位件連接該穿透式套筒的至少兩刻槽。
如請求項11所述的工具組合，其中該定位槽設置於該非圓形孔內孔面中間的高度位置，該定位件由金屬線製成並繞置於該定位槽。
一種穿透式電動棘輪扳手的使用方法，其包括：提供該穿透式電動棘輪扳手，該穿透式電動棘輪扳手包括一個本體、一個驅動裝置、一個掣動裝置、一個動力裝置、一個傳動裝置以及一個離合裝置，該本體具有一個第一端與相反於該第一端的一個第二端，該本體於該第一端具有一個第一抵靠面，該驅動裝置包括可轉動地設置於該本體第一端的一個驅動件，該驅動件具有一個中徑段，該驅動件包括貫穿該驅動件並能夠連接固定件的一個非圓形孔、設置於該中徑段的一個環齒部以及一個端齒部，該掣動裝置設置於該本體的第一端並連接該驅動件的環齒部，該動力裝置設置於該本體的第二端並適於提供扭力，該傳動裝置設置於該驅動裝置與該動力裝置之間，該傳動裝置可轉動地設置於該本體並連接該驅動件的端齒部，該傳動裝置適於傳遞該動力裝置所供扭力而帶動該驅動件相對於該本體第一端轉動，該離合裝置設置於該驅動裝置與該動力裝置之間，該離合裝置能夠於連動狀態與脫離狀態之間變換；啟動該動力裝置以帶動該離合裝置與該傳動裝置，該傳動裝置帶動該驅動裝置而驅動該固定件；當該驅動裝置驅動固定件的過程中所受阻力小於該動力裝置所供扭力時，該離合裝置位於連動狀態，該動力裝置轉動該離合裝置與該傳動裝置，該驅動裝置受到該傳動裝置帶動而驅動固定件；當該驅動裝置驅動固定件的過程中遭遇一個位置之阻力大於3牛頓-米時，該離合裝置位於脫離狀態，該傳動裝置無法傳遞該動力裝置所供扭力至該驅動裝置，此時以人力提供大於3牛頓-米的扭力扳動該本體而帶動該驅動裝置，迫使該固定件被該驅動裝置驅動而克服阻力並通過該位置，該離合裝置由脫離狀態再次變換至連動狀態。