TW202045317A - 棘輪工具的帶槽的傳動器 - Google Patents

Abstract

一種具有傳動突耳的工具，該傳動突耳具有形成在傳動突耳上的凹槽，以在內部部件失效之前促使傳動突耳失效。凹槽具有預定的直徑，並且形成在傳動突耳或棘輪正方形上，以在工具的任何內部部件失效之前，例如在棘輪扳手中的齒輪失效和/或棘爪失效之前，由於扭轉韌性斷裂而導致傳動突耳失效。

Description

棘輪工具的帶槽的傳動器

本發明一般地涉及扭矩施加工具。更具體地，本發明涉及用於扭矩施加工具的傳動頭部，該傳動頭部具有帶有凹槽的傳動突耳。

扭矩施加工具，例如棘輪工具，是用於向工件施加扭矩的常用手動工具。這些工具可以是例如棘輪工具或加長型轉向扳杆（breaker bar）的形式。棘輪工具例如允許使用者在第一旋轉方向上旋轉工具，以施加第一扭矩應用，並允許使用者在與第一旋轉方向相反的第二旋轉方向上使工具鬆脫。在第二旋轉方向上的使工具鬆脫的動作不會在工件上施加反向扭矩，因為當工具在第一旋轉方向上旋轉時，棘爪機構與齒輪接合，而當工具在第二旋轉方向上旋轉時，棘爪機構圍繞齒輪鬆脫。

緊湊型頭部的扭矩施加工具在四分之一英寸（1/4”）的棘輪上的小型棘輪機構（例如八分之三英寸（3/8”）正方形）上使用了超大尺寸的突耳，以提供對於更大尺寸的套筒/緊固件的改進的接入。通常，正方形斷裂是棘輪的優選失效模式，但是使用更大的突耳會將失效模式切換到棘輪的內部機構。例如，當內部機構（例如棘爪或齒輪）意外滑動時，緊湊型頭部的棘輪會失效，這會突然發生，在失效之前不會給用戶反饋。

本發明廣泛地涉及一種具有傳動突耳的工具，該傳動突耳具有形成在傳動突耳上的凹槽，以在內部（齒輪或棘爪）失效之前控制傳動突耳失效。凹槽具有預定的直徑，並且形成在傳動突耳或棘輪正方形上，以在工具的任何內部機構失效（例如齒輪失效和/或棘爪失效）之前，由於扭轉韌性斷裂而導致傳動突耳失效。

在一個實施例中，本發明寬泛地涉及一種包括內部部件的工具。該工具包括傳動突耳和形成在傳動突耳上的凹槽，該凹槽具有預定的直徑，該預定的直徑適於在內部部件失效之前促使傳動突耳失效。

在另一個實施例中，本發明寬泛地涉及一種工具，該工具具有：手柄；棘輪頭部，其從手柄延伸出，並且包括內部部件；以及傳動突耳，其從棘輪頭部延伸出，並且適於接合工件。該傳動突耳包括：第一端部，其靠近棘輪頭部；第二端部，其遠離棘輪頭部；以及凹槽，其形成在第一端部和第二端部之間的傳動突耳上。凹槽具有預定的直徑，該預定直徑適於在內部部件失效之前促使傳動突耳的失效。

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本發明的優選實施例應作如下理解，即本公開被認為是本發明的原理性示例，並且不旨在將本發明的廣泛方面限制於所示實施例。如本文中所用，術語「本發明」不旨在限制本發明的申請專利範圍，而是僅為了解釋的目的而用於討論本發明的示例性實施例。

本發明寬泛地涉及一種扭矩施加工具，例如棘輪工具，該扭矩施加工具具有手柄和從手柄延伸出的棘輪頭部，該棘輪頭部可包括具有傳動齒輪的腔體，該傳動齒輪具有周向地佈置的齒輪齒和適於選擇性地接合齒輪齒的一個或多個棘爪。該工具包括傳動突耳，該傳動突耳適於容納並連接到套筒和接合工件的其它緊固件。傳動頭部包括形成在傳動突耳上的具有預定的直徑的凹槽。凹槽的直徑是預定的，以在內部機構（包括齒輪和/或棘爪）失效或以其它方式損壞工具之前，通過扭轉韌性斷裂使傳動突耳失效。

這些改進的結果是，由於傳動突耳的韌性扭轉，可以向工具的使用者提供反饋，以在突然斷裂發生之前警告使用者該工具將要失效。這實質上減少了工具的內部（齒輪或棘爪）結構的損壞和/或失效。

參考圖1和圖2A至圖2D，示出了工具100，例如棘輪工具。工具100可包括手柄110和連接至手柄110並從手柄110延伸出的棘輪頭部120。棘輪頭部120從手柄110延伸出，並且可以包括腔體（未圖示），以容納內部棘輪部件，該內部棘輪部件包括：齒輪，其具有周向地佈置的齒輪齒；以及一個或多個棘爪，其適於選擇性地接合齒輪齒。

例如，棘輪頭部120包括棘輪機構，該棘輪機構包括一個或多個棘爪（未圖示）和具有齒輪齒的齒輪130。棘爪和齒輪齒之間的相互作用允許使用者在第一旋轉方向上旋轉工具100，在該第一旋轉方向上，棘爪與齒輪齒接合，以施加扭矩。棘爪和齒輪齒之間的相互作用允許使用者在與第一旋轉方向相反的第二旋轉方向上旋轉工具100，當工具100在第二旋轉方向上旋轉時，在第二旋轉方向上，棘爪脫離齒輪齒並且圍繞齒輪130鬆脫或者滑動。

齒輪130可以與傳動突耳140一體地形成，該傳動突耳140適於接合並連接至套筒或接合工件的其它緊固件。例如，傳動突耳140可包括定位機構150，該定位機構150用於保持多個可互換的扳手套筒中所選擇的一個扳手套筒。定位機構150可以是設置在傳動突耳140上的向外偏壓的球。球可以通過例如彈簧的偏壓構件被向外偏壓。

如圖所示，傳動突耳140具有基本正方形的橫截面形狀。然而，傳動突耳140可具有任何期望的橫截面形狀，例如三角形、五邊形、六邊形或所期望的任何其它幾何形狀。

傳動突耳140包括具有預定的直徑D的凹槽160。傳動突耳140包括：第一端部170，其靠近工具100的棘輪頭部120；和第二端部180，其遠離工具100的棘輪頭部120。凹槽160形成在第一端部170和第二端部180之間的傳動突耳140上，並且靠近第一端部170。凹槽160形成為在工具100的其它部件，例如棘輪機構（一個或多個棘爪和/或齒輪130），失效之前，促使傳動突耳140失效。

參考圖2A，預定的直徑D包括整個凹槽160上的最小直徑。直徑D的決定是為了促使傳動突耳140失效，而不是促使棘輪機構失效，例如齒輪失效或棘爪失效。為此，直徑D是根據圓柱體的扭轉破壞和/或根據針對工具100的設計的極矩來決定的。極慣性矩（polar moment of inertia），也稱為截面二次極矩（second polar moment of area），是用於描述橫截面不變且沒有明顯翹曲或離面變形的圓柱物體（或圓柱物體的區段）對扭轉變形（撓曲）的抗性的量。

在一方面，直徑D是在與傳動突耳相同的載荷下發生扭轉失效的圓柱體的直徑，工具或工具的棘輪機構是針對該載荷而設計的。表示直徑D的另一種方式是，直徑D是具有與傳動突耳的正方形截面相同的截面二次極矩的圓形的直徑，棘輪機構是針對該截面二次極矩而設計的。

例如，對於具有長度為x的邊的傳動突耳140，二次極矩J_正方形 為：

J_正方形 =

對於直徑為D的圓形，二次極矩J_圓形 為：

J_圓形 =

因此，對於等效的極矩：

J_圓形 = J_正方形

D = 1.1415x

例如，傳動突耳140可以是1/4英寸的工具100上的3/8英寸的正方形。在該示例中，凹槽160可具有大約0.285英寸的直徑D。傳動突耳140可以具有大約0.369英寸的長度L1（從凹槽160的中心到第二端部180測量得到的），以及大約0.183英寸的長度L2（從凹槽160的中心到定位機構150的中心測量得到的）。在該示例中，凹槽160具有大約0.031的曲率的半徑R，並且提供大約30度的角度α1和大約15度的角度α2。

雖然凹槽160被示出並描述為具有圓形橫截面，但是凹槽可以具有其它橫截面形狀，其它形狀的等效直徑用於決定適當的失效點。例如，參考圖3，齒輪130’可以與傳動突耳140’一體地形成，該傳動突耳140’適於接合並連接至套筒或接合工件的其它緊固件。例如，傳動突耳140’可包括定位機構，該定位機構用於保持多個可互換的扳手套筒中所選擇的一個扳手套筒。定位機構可以是設置在傳動突耳140’上的向外偏壓的球。

傳動突耳140’包括凹槽160’，該凹槽160’形成在第一端部與第二端部之間並且靠近第一端部。凹槽160’可具有基本上正方形的橫截面形狀，並且仍形成為在工具的棘輪機構（一個或多個棘爪和/或齒輪）失效之前促使傳動突耳140’失效。

儘管凹槽被描述為實施在棘輪扳手的傳動突耳上，但是本領域技術人員應當理解，本發明不必局限於此，而是可以應用於多種棘輪機構和其它工具施加工具。例如，該凹槽可以實施在如下工具的傳動突耳或傳動端上：螺絲刀類型的工具、電動棘輪扳手、衝擊扳手、加長型轉向扳杆以及具有傳動端和期望免遭突然失效的內部部件的任何其它工具。

如本文中所用，術語「連接」及其功能等同物不旨在一定限於兩個或更多個部件的直接的機械的連接。相反，術語「連接」及其功能等同物旨在表示兩個或多個物體、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。在一些示例中，「連接」也意味著一個物體與另一物體是一體的。

在前文的描述和附圖中闡述的內容僅作為說明而不是作為限制。雖然已經示出和描述了特定實施例，但是對於本領域技術人員來說顯而易見的是，在不脫離發明人的貢獻的更寬泛的方面的情況下，可以進行改變和修改。當以基於現有技術的適當視角來看待時，所尋求的保護的實際範圍旨在在所附的申請專利範圍中限定。

100:工具 110:手柄 120:棘輪頭部 130、130’:齒輪 140、140’:傳動突耳 150:定位機構 160、160’:凹槽 170、170’:第一端部 180、180’:第二端部 D:直徑 L1、L2:長度 α1、α2:角度 R:半徑

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，當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是結合本發明的實施例的工具的側視圖。 圖2A是結合本發明的實施例的工具的傳動突耳的第一側視圖。 圖2B是圖2A的傳動突耳的端部視圖。 圖2C是圖2A的傳動突耳的第二側視圖。 圖2D是圖2A的傳動突耳的透視側視圖。 圖3是結合本發明的實施例的另一個傳動突耳的側視圖。

100:工具

110:手柄

120:棘輪頭部

140:傳動突耳

160:凹槽

170:第一端部

180:第二端部

Claims (13)

1. 一種工具，包括內部部件，所述工具包括： 傳動突耳；以及 形成在所述傳動突耳上的凹槽，所述凹槽具有預定的直徑，所述預定的直徑適於在所述內部部件失效之前促使所述傳動突耳失效。
2. 如請求項1所述的工具，其中所述預定的直徑是整個所述凹槽上的最小直徑。
3. 如請求項1所述的工具，其中所述預定的直徑是在與所述傳動突耳相同的載荷下發生扭轉失效的圓柱體的直徑。
4. 如請求項1所述的工具，其中所述預定的直徑是具有與所述傳動突耳的正方形截面相同的截面二次極矩的圓形的直徑。
5. 如請求項4所述的工具，其中所述傳動突耳具有長度為x的邊，二次極矩為x⁴ /6。
6. 如請求項4所述的工具，其中所述圓形的直徑為D，二次極矩為πD⁴ /32。
7. 一種工具，包括： 手柄； 棘輪頭部，其從所述手柄延伸出，並且包括內部部件；以及 傳動突耳，其從所述棘輪頭部延伸出，並且適於接合工件，所述傳動突耳包括： 第一端部，其靠近所述棘輪頭部； 第二端部，其遠離所述棘輪頭部；以及 凹槽，其形成在所述第一端部和所述第二端部之間的所述傳動突耳上，其中所述凹槽具有預定的直徑，所述預定的直徑適於在所述內部部件失效之前促使所述傳動突耳失效。
8. 如請求項7所述的工具，其中所述內部部件是齒輪和棘爪中的一者或多者。
9. 如請求項7所述的工具，其中所述預定的直徑是整個所述凹槽上的最小直徑。
10. 如請求項7所述的工具，其中所述預定的直徑是在與所述傳動突耳相同的載荷下發生扭轉失效的圓柱體的直徑。
11. 如請求項7所述的工具，其中所述預定的直徑是具有與所述傳動突耳的正方形截面相同的截面二次極矩的圓形的直徑。
12. 如請求項11所述的工具，其中所述傳動突耳具有長度為x的邊，二次極矩為x⁴ /6。
13. 如請求項11所述的工具，其中所述圓形的直徑為D，二次極矩為πD⁴ /32。

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