TW201900350A - 扭矩施加工具的慣性套筒接合器 - Google Patents

Abstract

一種套筒接合器，其提高了從扭矩施加工具到由套筒接合的常規緊固件的衝擊扭力的傳遞。套筒接合器包括主體，該主體具有適於可拆卸地聯接到工具的陰端，和適於可拆卸地聯接到常規套筒的陽端。肋條在陽端和陰端之間從主體向外地伸展。肋條將品質環聯接到主體，從而為套筒接合器提供增加的轉動慣量。

Description

扭矩施加工具的慣性套筒接合器

一種套筒接合器，其與扭矩施加工具一起使用，該套筒接合器增加了由工具傳遞到緊固件的頭部的扭矩。

扭矩是旋轉力，表示物體的角動量的變化率。在國際單位制(SI)中，扭矩以牛頓-米(N．m)為單位測量，角動量以牛頓-米-秒(N．m．s)為單位測量。角動量與物體的轉動慣量和物體的角速度的乘積成正比。除非受到外部扭矩的作用，否則系統的角動量保持恒定。由於扭矩的施加而引起的角動量的變化稱為角衝量(也是以N．m．s為單位)。例如，通過施加「x」N．m的扭矩一秒鐘，相當於施加「x」N．m．s的角衝量，可以將沒有在旋轉的物體加速到具有「x」N．m．s角動量的旋轉。

「高扭矩」施加工具突然將大的峰值扭矩施加到輸出軸上，導致旋轉力近乎瞬間從零跳躍到大的值。隨著時間的推移，每次扭矩的施加都會在圖形上顯示為「尖峰」，從無扭矩跳躍到大的峰值，然後返回到無扭矩。由於該工具具有轉動慣量，因此相對於在力被長時間連續地維持的情況下使用者需要提供的阻力，這種力的快速尖峰降低了用戶握持該工具所需的努力。

兩種常見類型的高扭矩施加工具是衝擊式驅動器和脈衝扭矩工具。衝擊式驅動器(通常稱為衝擊槍)被設計為通過將能量儲存在旋轉品質體(例如錘)中來傳遞高扭矩輸出，該旋轉品質體被衝擊，以將旋轉品質體快速地連接到輸出軸(例如砧座)。在傳遞衝擊力後，錘再次從砧座上自由旋轉。脈衝扭矩工具使用油或其他液壓流體，通過離合器將動能從錘傳遞到砧座，以產生扭矩。通過對錘重複施加衝擊扭矩，衝擊式驅動器和脈衝扭矩工產生隨著時間的一系列衝擊力-脈衝，在每次力的尖峰之間扭矩回落到零。

本發明廣泛地包括一種套筒接合器，該套筒接合器包括：圓柱形主體；陽傳動凸起部，其適於聯接到普通扭矩施加延伸部(例如，套筒)，該陽傳動凸起部從圓柱形主體的第一端延伸；和陰插孔連接器，其位於與第一端相對的圓柱形主體的第二端，該陰插孔連接器適於聯接到普通扭矩施加凸起部(例如，衝擊槍凸起部)。肋條從圓柱形主體向外伸展。實心環通過肋條固定地聯接到圓柱形主體，該實心環具有大於圓柱形主體外徑的內徑。圍繞圓柱形主體的周向有多個開口，在每對相鄰的肋條之間有一個開口。

套筒接合器也可以佈置在套件中，該套件包括不同尺寸的傳統套筒，以接合具有不同頭部尺寸的緊固件。套筒接合器也可以佈置在系統中。作為系統，扭矩工具的驅動軸可拆卸地聯接到套筒接合器的陰插孔。扭矩工具將旋轉力施加到驅動軸以產生扭矩。套筒(例如，傳統六角形套筒)可拆卸地聯接到套筒接合器的陽傳動凸起部。套筒接合緊固件，以將扭矩從 扭矩工具傳遞到緊固件。

100‧‧‧接合器

102‧‧‧主體

104‧‧‧環

106‧‧‧凸起部

108‧‧‧套筒保持鎖定球

110‧‧‧插孔

112‧‧‧肋條

114‧‧‧開口

120‧‧‧中心軸線

992‧‧‧套筒

994‧‧‧衝擊槍

996‧‧‧驅動軸

為了便於理解尋求保護的主題，在附圖中示出了其實施例，通過審閱在附圖中示出的實施例，並結合以下描述考慮尋求保護的主題，其構造和操作以及許多優點應該很容易被理解和領會。

圖1是套筒接合器的實施例的陽端的透視圖；圖2是套筒接合器的實施例的陰端的透視圖；圖3是套筒接合器的實施例的第一側視圖；圖4是套筒接合器的實施例的第二側視圖；圖5是套筒接合器的實施例的第三側視圖；圖6是套筒接合器的實施例的第四側視圖；圖7是面向陽端的套筒接合器的實施例的俯視平面圖；圖8是面向陰端的套筒接合器的實施例的仰視平面圖；圖9示出了配置在典型衝擊槍和典型套筒之間的套筒接合器的實施例。

雖然本發明容許多種不同形式的實施例，但是在附圖中示出並且將在本文中詳細描述的包括優選實施例的本發明的實施例應作如下理解，本說明書公開的內容被認為是本發明的原理性的示例，並且不旨在將本發明的廣泛方面限制於一個或者多個所示或所公開的實施例。如本文所使 用的，術語「本發明」不旨在限制本發明的申請專利範圍範圍，而是僅為了解釋的目的而用於討論本發明的示例性實施。

當使用高扭矩工具移除緊固件(例如，曲柄螺栓、凸緣螺母或者其他緊固件)時，通過施加和增大從錘到緊固件的衝擊方式中的移除扭矩可能是有利的。這可以通過增加工具的輸出軸(例如砧座)上的轉動慣量來完成。系統的轉動慣量是一種附加屬性，該附加屬性基於圍繞同一軸線旋轉的所有物體的轉動慣量之和。

在實施例中，本發明廣泛地包括套筒接合器，該套筒接合器包括：圓柱形主體；陽傳動凸起部，其從該圓柱形主體的第一端向外地延伸；和陰插孔連接器，其位於與第一端相對的該圓柱形主體的第二端。根據待移除的緊固件的頭部的尺寸和/或形狀，陽傳動凸起部的尺寸和形狀通常被設定為允許不同尺寸的常規套筒能夠選擇性地聯接到套筒接合器。因此，可聯接到不同尺寸和/或形狀的套筒的適應性使得套筒接合器能夠用於移除各種尺寸和形狀的緊固件。

套筒接合器還包括肋條，該肋條從圓柱形主體向外伸展。實心環品質體通過肋條與圓柱形主體固定地連接，該實心環品質體具有大於圓柱形主體外徑的內徑。該實心環提供了額外的品質，並增加了通過工具施加的轉動慣量和衝擊力，以幫助移除緊固件。

參考圖1至圖8，接合器100聯接到常規扭矩施加工具(例如衝擊槍)的驅動端和常規連接器(例如，套筒)，該常規連接器用於接合緊固件的頭部。接合器100具有：凸起部106，其從以公知的方式從聯接到連接器的一端延伸；和陰連接器(插孔110)，其位於以公知的方式容納扭 矩工具的陽-傳動輸出軸的另一端。凸起部106和插孔110均圍繞中心軸線120軸對稱。當聯接到扭矩施加工具的驅動軸和套筒上時，接合器100、凸起部106和連接器圍繞共有的中心軸線120旋轉，由此由於增加的品質使得接合器100的轉動慣量和凸起部106以及連接器的轉動慣量結合。結果，接合器100增加了傳遞到由連接器接合的緊固件的頭部的衝擊扭力，因此便於插入和/或移除緊固件。

接合器包括主體102，該主體102圍繞中心軸線120大致上軸對稱，並且連接到環104。如圖所示，主體102大致上為圓柱形；然而，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，主體可具有其他的幾何形狀。相對於中心軸線120，環104的內徑和外徑都大於圓柱形主體102的外徑。較大直徑的環104大致上是實心品質體，並且通過肋條112剛性地連接到圓柱形主體102。相對於中心軸線120，肋條112從主體102向外伸展，並且圍繞主體102對稱地佈置。在穿越凸起部106和插孔110之間的主體102的平面中，環104和肋條112由大致正交於中心軸線120的平面橫切。

在一個實施例中，在圍繞主體102的周向上，在每對相鄰肋條112之間，佈置有穿過形成環104的板/盤的開口(即，孔洞)114。每個開口114的內邊緣是圓柱形主體102，每個開口114的外邊緣是環104，並且每個開口114的側邊緣是相應的肋條112。通過將環104的品質遠離中心軸線120向外地佈置，產生了離心力，利用由於該離心力而增加的慣性衝擊力，相對於在旋轉盤為實心時達到相同的轉動慣量的衝擊力所需的品質，開口114減小了接合器100的總品質。

接合器100的凸起部106可以包括套筒保持鎖定球108，該 套筒保持鎖定球108以公知的方式接合套筒中的鎖定裝置，以將套筒可拆卸地聯接到接合器100。插孔110的一個或多個側壁可以包括鎖定裝置，該鎖定裝置以公知的方式將接合器100可拆卸地固定到包括在扭矩工具的驅動軸中的保持鎖定球。

參考圖9，接合器100的一個實施例可以被可拆卸地聯接在衝擊槍994和套筒992之間。接合器100的插孔110容納衝擊槍994的驅動軸996的陽驅動器。接合器100的凸起部106以公知的方式插入套筒992的插孔中。隨著驅動軸996、接合器100和套筒992圍繞中心軸線120旋轉，環104增加了傳遞到聯接到套筒992的緊固件的頭部(未圖示)的扭矩。

接合器100可以被可拆卸地聯接到各種不同的傳統套筒，這些傳統套筒包括設計成接合具有不同頭部尺寸的緊固件的不同套筒。例如，套筒可以是SAE或公制內六角套筒，每個套筒具有不同的六邊形橫截面尺寸，適於接合緊固件的不同尺寸的頭部。

應該理解，儘管為了說明的目的在圖9中示出了衝擊槍994，但是接合器100可以安裝在任何類型的扭矩施加工具上。在一個實施例中，為了進一步增加轉動慣量，第一接合器100可以被可拆卸地聯接到第二接合器100(例如，第一接合器的凸起部與第二接合器的連接器接合)，組合的第一接合器和第二接合器結合在一起產生了增加的品質以增加衝擊慣性力，並且可拆卸地聯接在扭矩工具和套筒之間。

在一個實施例中，圓柱形主體102、肋條112和環104可以是由金屬(例如，鋼或合金鋼)構成的整體式結構。在另一個實施例中，為了進一步增加相對於接合器100的整體品質的轉動慣量，環104的一部分 或者全部可以包括比主體102的密度更高的材料。例如，至少環104的外周可以包括鎢合金，而主體102和肋條112可以包括鉻-釩鋼。環104可以是更高密度結構和更低密度結構的複合結構。例如，環104的較大直徑、較高密度的部分可以結合至或者聯接至環104的較小直徑、較低密度的部分的外周，而肋條112固定地聯接到較低密度的部分。

正如通常用於聯接至常規套筒(例如，SAE和公制內六角套筒)的凸起部那樣，凸起部106可以具有常規的正方形橫截面，每個側表面為二分之一英寸、八分之三英寸或四分之一英寸。插孔110的側壁具相當的尺寸，以容納常規的高扭矩工具的陽軸(通常為二分之一英寸或八分之三英寸)。凸起部106和插孔110的橫截面側尺寸可以是相當的/大致相同的(例如，二分之一英寸陽驅動器和二分之一英寸陰插孔，其中陰插孔稍大一些，以容納插入的相同尺寸的陽驅動器)，或者可以是不同的(例如，八分之三英寸的陽驅動器和二分之一英寸的陰性套筒)。由於扭矩通過接合器100的插孔側施加，所以優選地，插孔110具有與凸起部106的尺寸相當的或比凸起部106的尺寸更大的尺寸。

如所描述的，凸起部106和插孔110各自具有正方形橫截面的配置。然而，可以使用任何凸起部/插孔橫截面形狀，例如用於凸起部106和插孔110中的一者或兩者的多邊形(例如，六邊形)或星形(例如，TorxR)配置。類似地，凸起部/插孔可以具有適於接合扭矩工具的套筒/驅動軸的任何尺寸。

上面討論的具體實例是說明性的。它們被選擇用來解釋本發明的原理和應用，並不旨在窮舉本發明。在動力扭矩工具領域中的普通技術 人員應該認識到，例如，本文所述的部件可以與其他部件互換，例如在接合器100和套筒992之間可拆卸地聯接的萬向接頭，或者在套筒992和緊固件之間的可拆卸地聯接的六角-螺絲刀刀頭。

除非另有特別說明，如在本發明中所使用的，術語「一個」可以包括一個或多個項。此外，除非另有特別說明，短語「基於」旨在表示「至少部分地基於」。

如本文所使用的，術語「聯接」及其功能等同物不是要必須限於兩個或更多部件的直接機械連接。相反，術語「聯接」及其功能等同物意在表示兩個或更多物體、特徵、工件和/或環境元素之間的任何直接或間接的機械、電氣或化學的連接。在一些實例中，「聯接」也意為一個物體與另一物體集成。

上述描述和附圖中闡述的事項僅作為說明而不是限制。雖然已經示出和描述了特定的實施例，但是對於本領域技術人員顯而易見的是，可以在不脫離發明人的貢獻的更廣泛的方面的情況下進行改變和修改。當以基於現有技術以適當視角來看待時，所尋求的保護的實際範圍力爭在後面的申請專利範圍中定義。

Claims (21)

1. 一種套筒接合器，其包括主體，其具有相對的第一端和第二端；凸起部，其從該第一端向外延伸；陰插孔連接器，其設置在該第二端；以及環品質體，其聯接到該主體並且具有大於該主體的外徑的內徑。
2. 如請求項1所述的套筒接合器，其中，還包括肋條，該肋條在該第一端和該第二端之間從該主體向外地伸展，並且將該環品質體聯接到該主體。
3. 如請求項2所述的套筒接合器，其中，還包括設置在每對相鄰肋條之間的對應開口。
4. 如請求項1所述的套筒接合器，其中，該凸起部和該陰插孔連接器均具有大致正方形的橫截面。
5. 如請求項1所述的套筒接合器，其中，該凸起部和該陰插孔連接器分別具有不同的橫截面尺寸。
6. 如請求項2所述的套筒接合器，其中，該主體、該肋條和該環是整體式結構。
7. 如請求項1所述的套筒接合器，其中，該環包括比該主體密度更高的材料。
8. 一種套件，其包括：套筒接合器，其包括：主體，其具有相對的第一端和第二端；凸起部，其從該第一端延伸；陰插孔連接器，其設置在該第二端，其中該陰插孔連接器適於聯接到扭 矩施加工具的驅動軸；和環，其聯接到該主體，並且具有大於該主體的外徑的內徑；以及第一套筒，其具有第一套筒端和第二套筒端，該第一套筒端適於可拆卸地聯接到該凸起部，該第二套筒端適於接合具有第一頭部尺寸的第一緊固件的頭部。
9. 如請求項8所述的套件，其中，該套筒接合器還包括肋條，該肋條在該第一端和該第二端之間從該主體向外地伸展，並且將該環品質體聯接到該主體。
10. 如請求項9所述的套件，其中，該套筒接合器還包括設置在每對相鄰肋條之間的對應開口。
11. 如請求項8所述的套件，其中，還包括第二套筒，該第二套筒適於可拆卸地聯接到該凸起部，並且適於接合第二緊固件，該第二緊固件具有不同於該第一頭部尺寸的第二頭部尺寸。
12. 如請求項8所述的套件，其中，該凸起部和該陰插孔連接器均具有大致正方形的橫截面。
13. 如請求項8所述的套件，其中，該凸起部和該陰插孔連接器具有不同的橫截面尺寸。
14. 如請求項9所述的套件，其中，該主體、該肋條和該環是整體式結構。
15. 如請求項8所述的套件，其中，該環包括比該主體密度更高的材料。
16. 一種系統，其包括：扭矩工具，其具有驅動軸，並且適於將旋轉力施加到該驅動軸，以產生扭矩；套筒接合器，其具有：主體，其具有相對的第一端和第二端； 凸起部，其從該第一端延伸；陰插孔連接器，其設置在該第二端，其中該陰插孔連接器適於可拆卸地聯接到該扭矩工具的該驅動軸；和環，其聯接到該主體，並且具有大於該主體的外徑的內徑；以及第一套筒，其具有第一套筒端和第二套筒端，該第一套筒端適於可拆卸地聯接到該凸起部，該第二套筒端適於接合具有第一頭部尺寸的第一緊固件的頭部。
17. 如請求項16所述的系統，其中，該套筒接合器還包括肋條，該肋條在該第一端和該第二端之間從該主體向外地伸展，並且將該環品質體聯接到該主體。
18. 如請求項17所述的系統，其中，該套筒接合器還包括設置在每對相鄰肋條之間的對應開口。
19. 如請求項16所述的系統，其中，該扭矩動力工具是衝擊式驅動器或脈衝工具，並且包括錘和砧座，其中該驅動軸包括該砧座並且接收來自該錘的扭矩。
20. 如請求項17所述的系統，其中，該主體、該肋條和該環是整體式結構。
21. 如請求項16所述的系統，其中，該環包括比該主體密度更高的材料。