TW202140213A - 內聯棘輪機構 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種用於電動手持工具的內聯棘輪機構，其包括驅動體、棘輪軸、棘輪爪、換向軸環，以及適於促使換向軸環將棘輪爪與棘輪軸的棘輪齒接合或脫離的換向開關。

Description

內聯棘輪機構

本發明是有關於一種用於向工件施加扭矩的電動手持工具，且特別是有關於一種電動手持工具的內聯棘輪機構（inline ratcheting mechanism）。

諸如電動棘輪扳手和驅動器的動力手持工具通常用於汽車、工業和家庭應用中，以安裝和移除螺紋緊固件，並向諸如螺紋緊固件的工件施加扭矩和/或角度位移。例如，諸如動力棘輪和驅動器的電動手持工具通常包含容納在殼體中的電動機，還有諸如開關、發光二極體（LED）和可移除的電池的其它構件。

動力棘輪通常用於接近在狹窄或難以到達的空間（例如，汽車發動機艙）中的諸如緊固件、螺母等的工件。動力棘輪通常包含由電動機驅動的擺動型頭部，以致動機械棘輪機構，由此將扭矩傳遞至工具的驅動單元並最終傳遞至工件。當需要或期望時，機械棘輪機構還允許動力棘輪作為常規棘輪來手動操作。機械棘輪機構還包含換向機構，該換向機構包含桿或開關，通常位於棘輪的頭部或頭部附近，並適於被致動以選擇方向來驅動工件。然而，設置在棘輪頭中的換向機構需要大的工具頭部，該工具頭部可能難以放入狹窄的空間中以接近工件。此外，設置在棘輪頭上的桿或開關增加了工具可能卡在使用者無法致動換向機構的位置中的可能性。

本發明寬泛地涉及用於電動手持工具（諸如棘輪式工具）的內聯棘輪機構。內聯棘輪機構可設置成靠近使用者操作工具的位置，諸如手柄或抓握部分。該位置還允許將換向機構（諸如桿或開關）設置成靠近使用者抓握工具的位置（諸如手柄或抓握部分），這減少了工具卡在使用者無法致動換向機構的位置中的可能性。因此，公開了一種緊湊的棘輪頭，這是因為棘輪機構和/或換向機構不再必須設置在棘輪頭中。

特別地，本發明寬泛地包括一種工具，該工具包含殼體組件和聯接至該殼體組件的驅動器組件。驅動器組件包含：突出部，其適於驅動工件；驅動體，其聯接至驅動體蓋；棘輪軸，其設置在驅動體中並且包含棘輪齒；第一棘輪爪和第二棘輪爪，其適於沿著棘輪軸軸向地移動以選擇性地接合棘輪齒，由此選擇旋轉驅動方向；以及換向軸環，其適於經由換向開關選擇性地定位於第一位置和第二位置中的任一者，以促使第一棘輪爪和所述第二棘輪爪沿著棘輪軸軸向地移動。當換向軸環定位於第一位置時，第一棘輪爪接合棘輪齒，而第二棘輪爪脫離棘輪齒，由此選擇第一旋轉驅動方向，以及當換向軸環定位於第二位置時，第一棘輪爪脫離棘輪齒，而第二棘輪爪接合棘輪齒，由此選擇第二旋轉驅動方向。

在另一個實施例中，本發明可以進一步寬泛地包括一種電動手持工具的棘輪機構，該棘輪機構包含：驅動體蓋；驅動體，其聯接至驅動體蓋；棘輪軸，其設置在驅動體中並且包含棘輪齒；第一棘輪爪和第二棘輪爪，其適於沿著棘輪軸軸向地移動；換向軸環，其適於軸向地移動第一棘輪爪和第二棘輪爪以選擇性地接合棘輪齒；以及換向開關，其適於將換向軸環選擇性地定位於第一位置和第二位置中的任一者。當換向軸環定位於第一位置時，第一棘輪爪接合棘輪齒，而第二棘輪爪脫離棘輪齒，由此選擇第一旋轉驅動方向，以及當換向軸環定位於第二位置時，第一棘輪爪脫離棘輪齒，而第二棘輪爪接合棘輪齒，由此選擇第二旋轉驅動方向。

儘管本發明可以採用許多不同形式的實施例，但是在附圖中示出了本發明的實施例（包含優選的實施例），並且本文中將對它們進行詳細描述，但應理解本公開應被視為本發明原理的示例，並且不意在將本發明的寬泛方面限制為本文中所示的任何一個或多個實施例。如本文中所用，術語“本發明”不意在限制所要求保護的發明的範圍，而是僅出於說明性目的而用於討論本發明的示例性實施例。

本發明寬泛地包括諸如電動棘輪工具的電動手持工具，其中棘輪機構設置成靠近使用者抓握和/或操作工具的位置。這允許使用緊湊的棘輪頭，並減少工具卡在使用者無法使機構換向的位置中的可能性。棘輪機構包含例如驅動體、驅動體蓋、棘輪軸、第一棘輪爪和第二棘輪爪、第一換向環和第二換向環、換向軸環、第一偏置部件和第二偏置部件、保持環，以及換向開關。

參照圖1至圖5，諸如電動棘輪工具的工具100包含適於由使用者握持的殼體組件102。驅動器組件104聯接到殼體組件102。殼體組件102包含手柄部分106，使用者可以抓握該手柄部分106以操作工具100。殼體組件102可以由聯接在一起的兩個或更多個蛤殼部分組裝而成。多個蛤殼部分可以例如通過使用諸如螺釘或鉚釘的緊固件而聯接在一起，被膠合在一起，或被焊接在一起。例如，殼體組件102包圍馬達108、開關110、電源（未圖示）和諸如發光二極體（LED）的狀態指示器（未圖示）中的一者或多者。

馬達108可以是例如經由開關110電聯接至電源的電動機。電源可以是外部的（例如，牆上的電源插座）或內部的（例如，電池）。開關110可適於開啟和關閉馬達108和/或改變馬達108的輸出的旋轉方向。開關110可以包含採用按鈕致動器或其它類型的致動器來致動或操作開關110的致動機構。可選地，開關110可以是撥動致動器、觸敏致動器、滑動致動器，或其它合適的致動器或裝置。

例如，驅動器組件104包括適於接合工具件（例如，套筒或鑽頭）的突出部112，突出部112適於接合和驅動諸如螺紋緊固件或螺母的工件。突出部112經由棘輪機構200可操作地聯接至馬達108並由馬達120驅動。例如，可將由諸如橡膠或其它彈性體的可壓縮材料製成的諸如鋼波紋墊圈或O形圈的可壓縮部件（未圖示）設置在殼體組件102與驅動器組件104之間，以例如吸收尺寸公差，提供有助於緊密配合和對準驅動齒輪的壓力，和/或提供密封件以防止內部構件的水突起的污染。

在一實施例中，棘輪機構200設置在驅動器組件104中並鄰近殼體組件102。在另一實施例中，棘輪機構200設置在殼體組件102中。棘輪機構包含驅動體202、驅動體蓋204、棘輪軸206、第一棘輪爪和第二棘輪爪208、第一換向環和第二換向環210、換向軸環212、第一偏置部件和第二偏置部件214（例如，彈簧）、保持環216，以及換向開關218。

換向開關218聯接到第一換向環和第二換向環210，它們分別抵接換向軸環212的兩側面。因此，能夠致動換向開關218以促使換向環210沿著棘輪軸206軸向地移動換向軸環212，以將換向軸環212選擇性地定位於第一位置和第二位置中的任一者。另外，換向開關218還可以可操作地聯接（例如，電聯接或機械聯接）至馬達108，以控制並促使馬達的輸出選擇性地沿第一方向和第二方向中的任一者旋轉，例如，沿順時針方向和逆時針方向中的任一者旋轉，由此選擇工具的第一旋轉驅動方向和第二旋轉驅動方向中的任一者。

在一實施例中，為了沿著第一旋轉驅動方向驅動突出部112，可操作地選擇馬達以沿第一方向旋轉，並且換向軸環212設置於第一位置。同樣地，為了沿著第二旋轉驅動方向驅動突出部112，可操作地選擇馬達108以沿第二方向旋轉，並且換向軸環212設置於第二位置。

當換向軸環212移動到第一位置時，換向軸環212促使第二棘輪爪208脫離棘輪軸206的棘輪齒220並壓縮第二偏置部件214。然後，第一棘輪爪208經由來自第一偏置部件214的偏置力來接合棘輪軸206的棘輪齒220。當換向軸環212設置於第二位置時，換向軸環212促使第一棘輪爪208脫離棘輪齒220並壓縮第一偏置部件214。然後，第二棘輪爪208經由來自第二偏置部件214的偏置力來接合棘輪軸206的棘輪齒220。

棘輪軸206通過保持環216保持在驅動體202中，並且在一端可操作地聯接至馬達108的輸出。第一棘輪爪和第二棘輪爪208具有花鍵型幾何形狀，該花鍵型幾何形狀對應於驅動體202的花鍵內表面，由此允許第一棘輪爪和第二棘輪爪208沿著棘輪軸206在軸向方向上移動。因此，當棘輪軸206的棘輪齒220接合到第一棘輪爪和第二棘輪爪208中的任一者時，棘輪軸206選擇性地聯接至驅動體202。

驅動體202聯接到驅動體蓋204。驅動體蓋204是棘輪機構200的輸出，並且可以聯接到軸114，軸114在第一旋轉驅動方向和第二旋轉驅動方向（例如，順時針方向和逆時針方向）中的任一者上驅動突出部112。當第一棘輪爪208與棘輪軸206的棘輪齒220接合（即，換向軸環212設置於第一位置），並且馬達108的輸出沿第一方向旋轉時，突出部112在第一旋轉驅動方向上被驅動，並且當在第二方向上被旋轉時滑動（即，鬆脫），由此在第一旋轉方向上向接合的工件施加扭矩。當第二棘輪爪208與棘輪軸206的棘輪齒220接合（即，換向軸環212設置於第二位置），並且馬達108的輸出沿第二方向旋轉時，突出部112在第二旋轉驅動方向上被驅動，並且當在第一方向上被旋轉時滑動（即，鬆脫），由此在第二旋轉方向上向接合的緊固件施加扭矩。

如上所討論的，按照電動棘輪工具描述了本發明的各方面。然而，應當理解，本發明的各方面可以被植入到其它手持工具或用具中。例如但不限於，手持工具可以是棘輪扳手、開口扳手、螺絲驅動器、螺母驅動器或能夠向工件施加扭矩的任何其它工具。

如本文中所使用的，術語「聯接」或「可通訊地聯接」可以表示兩方之間的任何物理、電氣、磁性或其它連接，無論是直接的還是間接的。術語“聯接”不限於兩個實體之間的固定直接聯接。

在前面的描述和附圖中闡述的內容僅是出於說明的目的而提供，而不是作為限制。儘管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，在不脫離發明人的貢獻的更寬泛方面的情況下，可以進行改變和修改。當基於現有技術以其適當的角度來看時，所尋求的保護的實際範圍意在由所附申請專利範圍來限定。

100:工具 102:殼體組件 104:驅動器組件 106:手柄部分 108:馬達 110:開關 112:突出部 114:軸 200:棘輪機構 202:驅動體 204:驅動體蓋 206:棘輪軸 208:(第一/第二)棘輪爪 210:(第一/第二)換向環 212:換向軸環 214:(第一/第二)偏置部件 216:保持環 218:換向開關 220:棘輪齒

圖1是根據本發明的實施例的具有棘輪機構的工具的前部的局部剖開的側面視圖。 圖2是根據本發明的實施例的棘輪機構的局部剖開的透視圖。 圖3是圖2的棘輪機構的局部剖開的側面視圖。 圖4是圖2的棘輪機構的局部剖開的分解透視圖。 圖5是圖2的棘輪機構的局部剖開的分解側視圖。

100:工具

102:殼體組件

104:驅動器組件

106:手柄部分

108:馬達

110:開關

112:突出部

114:軸

200:棘輪機構

202:驅動體

204:驅動體蓋

206:棘輪軸

208:(第一/第二)棘輪爪

210:(第一/第二)換向環

212:換向軸環

216:保持環

218:換向開關

Claims (18)

1. 一種工具，包括： 驅動器組件，其包括： 突出部，其適於驅動工件； 驅動體，其聯接至驅動體蓋； 棘輪軸，其設置在所述驅動體中並且包括棘輪齒； 第一棘輪爪和第二棘輪爪，其適於沿著所述棘輪軸軸向地移動並選擇性地接合所述棘輪齒；以及 換向軸環，其適於經由換向開關選擇性地定位於第一位置和第二位置中的任一者，由此促使所述第一棘輪爪和所述第二棘輪爪沿著所述棘輪軸軸向地移動， 其中當所述換向軸環設置於所述第一位置時，所述第一棘輪爪接合所述棘輪齒，而所述第二棘輪爪脫離所述棘輪齒，以及當所述換向軸環設置於所述第二位置時，所述第一棘輪爪脫離所述棘輪齒，而所述第二棘輪爪接合所述棘輪齒。
2. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，還包括馬達、開關和狀態指示器中的一者或多者。
3. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述工具是電動棘輪工具。
4. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，還包括殼體組件，所述驅動器組件聯接至所述殼體組件，並且所述殼體組件包括蛤殼式殼體，所述蛤殼式殼體具有第一蛤殼部分，所述第一蛤殼部分聯接至第二蛤殼部分。
5. 如請求項4所述的工具，其特徵在於，還包括馬達，所述馬達聯接至所述棘輪軸並且被封閉在所述蛤殼式殼體內。
6. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述驅動器組件還包括聯接至所述換向開關的換向環，其中當所述換向開關被致動時，所述換向環促使所述換向軸環沿著所述棘輪軸軸向地移動，以將所述換向軸環選擇性地設置在所述第一位置和所述第二位置中的任一者中。
7. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述驅動器組件還包括第一偏置部件和第二偏置部件， 當所述換向軸環設置於所述第一位置時，所述換向軸環接合所述第二棘輪爪，所述第二棘輪爪壓縮所述第二偏置部件，並且所述第一偏置部件促使所述第一棘輪爪接合所述棘輪齒，以及 當所述換向軸環設置於所述第二位置時，所述換向軸環接合所述第一棘輪爪，所述第一棘輪爪壓縮所述第一偏置部件，並且所述第二偏置部件促使所述第二棘輪爪接合所述棘輪齒。
8. 如請求項7所述的工具，其特徵在於，所述第一偏置部件和所述第二偏置部件是彈簧。
9. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述棘輪軸通過保持環來保持在所述驅動體中。
10. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，所述第一棘輪爪和所述第二棘輪爪中的每一者具有花鍵幾何形狀，所述花鍵幾何形狀匹配地對應於設置在所述驅動體的內表面上的花鍵。
11. 如請求項1所述的工具，其特徵在於，還包括聯接至所述驅動體蓋以在第一方向和第二方向上選擇性地驅動所述突出部的軸。
12. 一種用於電動手持工具的棘輪機構，包括： 驅動體蓋； 驅動體，其聯接至所述驅動體蓋； 棘輪軸，其設置在所述驅動體中並且包括棘輪齒； 第一棘輪爪和第二棘輪爪，其適於沿著所述棘輪軸軸向地移動； 換向軸環，其適於軸向地移動所述第一棘輪爪和所述第二棘輪爪以選擇性地接合所述棘輪齒；以及 換向開關，其適於將所述換向軸環選擇性地設置於第一位置和第二位置中的任一者， 其中當所述換向軸環設置於所述第一位置時，所述第一棘輪爪接合所述棘輪齒，而所述第二棘輪爪脫離所述棘輪齒，以及當所述換向軸環設置於所述第二位置時，所述第一棘輪爪脫離所述棘輪齒，而所述第二棘輪爪接合所述棘輪齒。
13. 如請求項12所述的棘輪機構，其特徵在於，所述棘輪機構設置在所述電動手持工具的殼體組件中。
14. 如請求項12所述的棘輪機構，其特徵在於，所述棘輪機構設置在所述電動手持工具的驅動組件中。
15. 如請求項12所述的棘輪機構，其特徵在於，還包括聯接至所述換向開關的換向環，其中當所述換向開關被致動時，所述換向環促使所述換向軸環沿著所述棘輪軸軸向地移動，以將所述換向軸環選擇性地設置於所述第一位置和所述第二位置中的任一者。
16. 如請求項12所述的棘輪機構，其特徵在於，還包括第一偏置部件和第二偏置部件， 當所述換向軸環設置於所述第一位置時，所述換向軸環接合所述第二棘輪爪，所述第二棘輪爪壓縮所述第二偏置部件，並且所述第一偏置部件對所述第一棘輪爪施加偏置力，以促使所述第一棘輪爪接合所述棘輪齒，以及 當所述換向軸環設置於所述第二位置時，所述換向軸環接合所述第一棘輪爪，所述第一棘輪爪壓縮所述第一偏置部件，並且所述第二偏置部件對所述第二棘輪爪施加偏置力，以促使所述第二棘輪爪接合所述棘輪齒。
17. 如請求項12所述的棘輪機構，其特徵在於，還包括保持環，所述保持環適於將所述棘輪軸保持在所述驅動體中。
18. 如請求項12所述的棘輪機構，其特徵在於，所述第一棘輪爪和所述第二棘輪爪中的每一者具有花鍵幾何形狀，所述花鍵幾何形狀匹配地對應於設置在所述驅動體的內表面上的花鍵。

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