TWI415717B

TWI415717B - 開口式棘輪扳手

Info

Publication number: TWI415717B
Application number: TW99143848A
Authority: TW
Inventors: L Stanton John
Original assignee: Dess Ind Co Ltd
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2013-11-21
Also published as: TW201223712A

Description

開口式棘輪扳手

本發明係有關於一種開口式棘輪扳手。

依既有技術可知，固定工件(諸如六角形螺帽、六角形螺栓及液壓管線的六角形接頭)，常須加以扭轉以達組接的緊固，例如固定工件隨著螺紋構件轉動緊固或放鬆；而常用可以扳動固定元件扭轉的手工具，大致上有二種形態，分別為棘輪扳手及開口式新月型扳手；棘輪扳手一般均係將封口式頭座完全包容套置在固定工件頂端或底端(視固定工件方向而定)扳動；而開口式扳手是以頭座所設開口由固定工件側邊插置扳動。

依既有技術可知，棘輪扳手在無法將扳手由側邊插置扳動的狹小空間中特別好用，而開口式扳手在較大空間中特別好用，因為其可由固定工件側邊插置扳動。

因此如何能夠提供一種可應付任何空間皆適使用的開口式棘輪扳手，實有其必要，此為本發明研創之動機所在。

依據本發明所述及的開口式棘輪扳手，包括一將扳手開啟以接受固定工件的扳手頭座；扳手頭座包括有一第一夾爪、第二夾爪及安裝在第二夾爪上的活動扳片；該第一夾爪，設有可接受固定工件的第一推動面；該第二夾爪，面對開口設有一弧形內側表面；該活動扳片，內側設有可接受固定工件的第二推動面及第三推動面，外側設有能以第二夾爪所設弧形內側表面貼合的弧形外表面，活動扳片係安裝在第二夾爪的支撐龍骨上，以其弧形外表面沿著第二夾爪的弧形內側表面滑動。

開口呈部份封閉的扳手頭座，其第一夾爪及活動扳片間有一入口可接受固定工件；第二夾爪的弧形內側表面與活動扳片的弧形外表面的弧度相同；第二夾爪另包括有一由弧形內側表面向開口延伸的支撐龍骨；活動扳片則包括一近端及一末端，而活動扳片另包括有近端處以開放空間區隔分開而末端相接的扳片構件；第二夾爪的支撐龍骨係置於活動扳片的扳片構件的開放空間內；支撐龍骨包括有一弧形導溝，而扳手頭座更包括有一應固定在扳片構件上以穿過穿孔將活動扳片安裝在第二夾爪上的插銷；弧形導溝的長度足以讓插銷隨著弧形導溝移動；弧形導溝的方向經適當設定俾使插銷移動，使活動扳片以弧形外表面沿著第二夾爪的弧形內側表面滑動時，不使弧形外表面與弧形內側表面相互貼觸；插銷在弧形導溝內移動時，並不與支撐龍骨相互貼觸；而活動扳片的近端扳片構件則包括一穿孔，而扳手頭座則包括一應附加在支撐龍骨的插銷，以插銷穿過扳片構件上的穿孔；而活動扳片的近端扳片構件所設穿孔的尺寸均較插銷為大；扳手頭座另包括一設置在第一推動面與第二推動面的彈簧，使第一夾爪與活動扳片可設定出六點角端形態扳手；另扳手頭座的第一推動面與第二推動面上分別設有凹口，使第一夾爪與活動扳片可設定出十二點角端形態扳手；第一夾爪相對於第二夾爪呈靜止狀。

依據本發明內容述及的開口式棘輪扳手成型方法，該方法包括一扳手頭座，該扳手頭座包括一封住部份開口的第一夾爪及第二夾爪，而第二夾爪則包括一面對開口的弧形內側表面；並將一活動扳片安裝在第二夾爪上，同時活動扳片可沿著第二夾爪活動；安裝活動扳片包括活動扳片以弧形外表面貼合在第二夾爪的弧形內側表面，活動扳片能以弧形外表面沿著第二夾爪的弧形內側表面滑動；安裝活動扳片更可包括隨活動扳片附加在扳手頭座上的一只彈簧；安裝活動扳片更可包括將一插銷固定在活動扳片上俾使插銷穿過第二夾爪內的弧形導溝，而該插銷係在弧形導溝內移動。

又一方面則說明一種開口式棘輪扳手裝置，在第一夾爪與第二夾爪上安裝一個活動扳片，使第一夾爪與活動扳片間形成有一個可供固定工件套置的開口；活動扳片於鎖定位置能以弧形外表面貼合在第二夾爪的弧形內側表面上滑動；活動扳片的弧形外表面在第二夾爪的弧形內側表面上滑動並將活動扳片推離鎖定狀態，並將開口處加寬以套置固定工件；套妥固定工件後，活動扳片的弧形外表面沿著第二夾爪的弧形內側表面滑動，使活動扳片回復為鎖定狀態以抓住固定工件。

再一方面則說明一種將固定工件置入由一開口式棘輪扳手的第一夾爪及第二夾爪所安裝活動扳片形成的開口裝置；固定工件至少表面接合第一夾爪的推動面，以及一表面接合活動扳片的推動面；活動扳片有一弧形外表面貼合第二夾爪的弧形內側表面；此裝置另包括有套置固定工件轉向的驅動方向方式；固定工件與活動扳片在第一夾爪與第二夾爪上均呈靜止狀態；該裝置亦包括將固定工件沿棘輪操作方向轉入的動作；固定工件在第一位置與活動扳片上均呈靜止狀態。

又一方面則說明包括一只第一靜止式夾爪，一只安裝在第二靜止式夾爪上的活動扳片，一只將活動扳片固定在第二靜止式夾爪上以將動力由活動扳片傳送至第二靜止式夾爪而不將動力穿過插銷的開口式棘輪扳手；第一靜止式夾爪與活動扳片的部份表面均環繞一開口以接受開口式棘輪扳手中的固定工件。

以下配合圖式舉一較佳實施例，對本發明說明如下：首先請參看第一圖所示，該開口式棘輪扳手1包括有延伸式把手6及設具開口3的頭座2，頭座2可套設固定工件5扳動，該頭座2的開口3係位在把手6縱軸直線y的前端，此一套設固定工件5的方式有時被稱作側邊套設扳動，該所稱的固定工件5實則可為一只六角形螺栓頭或一只六角形螺帽。該扳手1套設妥當在固定工件5側邊，即使頭座2的推動面13、15、17其中只有一個或多個推動面接觸固定工件5的一個或多個側面，使用者可在X-y軸水平扳動把手6透過推動面13、15、17於固定工件5的側面施以適當力量或扭力，使固定工件5可繞著中心點19(或CW中心點)軸轉，即操作把手向後扳動(預備施力的逆時針R方向歸零)及向前扳動(施力的順時針D方向驅動)，以此持序往覆扳動，便可操作固定工件5達成緊固目的。

請參看第一圖、第二圖及第三圖A-C所示，其中開口式棘輪扳手1的構造如下：頭座2包括一對與把手6相連的靜止式第一夾爪4及第二夾爪8，在這個成型方法中，靜止式第一夾爪4與靜止式第二夾爪8及把手6為一體成型，第一夾爪4包括一面對開口3的第一推動面13，第二夾爪8則支撐著設有第二推動面15及第三推動面17的活動扳片14；該第一推動面13、第二推動面15及第三推動面17可為平面(如第一圖所示者)或設具凹口40、42(如第二圖及第三圖A-C所示者)。

請再參看第一圖，其中固定工件5已完全套置在扳手1開口3中，第一、第二及第三推動面13、15、17可在開口3處界定出一個二百七十度(虛線51所示)套置固定工件5的範圍，其中第二、第三推動面15、17之間形成有一百二十度的角端31；此時扳手1可將六角形固定工件5置於標準位置或以六度做為旋轉位置，此一將固定工件5與各推動面13、15、17套置的方式，一般者稱其為六角端套置形態；即第一、第二推動面13、15界定出的尺寸足以與固定工件5各側面接合；第一、第二推動面13、15更進一步的設有凹口40、42，使之分割有13a、15b上切割面及13b、15a下切割面；把手6轉入驅動方向D時，扭力即透過上切割面13a、15b及第三推動面17被傳送予固定工件5；把手6轉入棘輪轉動方向R時，固定工件5仍保持靜止狀態，而扳動扭力則可透過下切割面13b、15a而由活動扳片14離開。

請參看第二圖及第三圖A-C，其中第一推動面13經設置凹口40使之分割呈兩個部份切割面13a、13b及第二推動面15亦經設置凹口42使之分割呈兩個部份切割面15a、15b，即第一夾爪4與活動扳片14在標準位置套置六角形固定工件5時，可藉凹口40、42分割的切割面13a、13b、15a、15b形成有三十度旋轉位置；該第一推動面13是包括凹口40分割的切割面13a、13b，而凹口40是包括有與角端31相對的上、下斜割面40a、40b；即凹口40的上、下斜割面40a、40b能與切割面13a、13b銜接形成有固定工件5相接的一百二十度角度銜接面；或另亦可使用其它角度。其中第二推動面15經設置凹口42使之分割呈兩個部份上、下切割面15a、15b，凹口42是包括有與角端31相遇的上、下斜割面42a、42b，即凹口42的上、下斜割面42a、42b能與上、下切割面15a、15b及第三推動面17銜接形成有與固定工件5相接的一百二十度角度銜接面，或另亦可使用其它角度。當扳手1以標準位置套置固定工件5，以及把手6轉入驅動方向D時，透過上切割面13a、15b與第二推動面15對固定工件5施加扭力；當扳手1以標準位置套置固定工件5，以及把手6轉入棘輪轉動方向R時，固定工件5仍呈靜止，可對下切割面13b、15a施加壓力，便能脫離第一夾爪4的第一推動面13與活動扳片14的第二推動面15；而第三推動面17係設置在面對開口3的外伸構件28內面。

扳手1以一百三十度旋轉位置套置固定工件5，而把手6轉入驅動方向D時，扭力即透過下斜割面40a、上斜割面42a被傳送至固定工件5；扳手1以三十度旋轉位置套置固定工件5，而把手6轉入棘輪轉動方向R時，固定工件5仍呈靜止，可對下斜割面42b施加壓力，便能脫離第一夾爪4的第一推動面13及活動扳片14的第二推動面15；請再參看第二圖及第三圖A及B，其中活動扳片14在第二夾爪8的龍骨16上滑動；活動扳片14的弧形外表面18則使活動扳片14與第二夾爪8外側構件23上的弧形內側表面27貼合；弧形外表面18則可沿著弧形內側表面27滑動而不脫離；部份施作中，第二夾爪8的外側構件23厚度可與第一夾爪4相同；龍骨16則在第二夾爪8的弧形內側表面27與第一夾爪4間延伸，例如由外伸構件29處；龍骨16的厚度t約略為外側構件23厚度w的三分之一，且係位在寬度w的中心點處；弧形內側表面27則被龍骨16分成二部份，每一部份的寬度均約略為外側構件23厚度w的三分之一；部份施作中，第二夾爪較第一夾爪4為大且弧度更大；第二夾爪8亦可由把手6處較第一夾爪4更突出。

活動扳片14的組裝形態方式使其可被置於第二夾爪8上，活動扳片14可為弧形或腎形及長形；活動扳片14包裝一固態末端33及一槽溝式近端35(第三圖B及C所示)，且其厚度q實際上與第二夾爪8的厚度w相同；槽溝式近端35則包括由開放空間45分隔的兩扳片構件35a、35b。

在第二夾爪8上組裝妥當後，活動扳片14上的扳片構件35a、35b即位在龍骨16二側，且龍骨16位在其開放空間45中；活動扳片14的弧形外表面18以及第二夾爪8的弧形內側表面27均有相同弧度，且共同對中於活動扳片14的中心點39(CMP39)；該中心點(CMP39)係偏離套置固定工件5(CW19)的中心點(第一圖所示)；活動扳片14移動時，其弧形外表面18沿著弧形內側表面27仍可保持貼合狀態；第二夾爪8可透過龍骨16防止活動扳片14在固定工件5套置及操作其間由第一夾爪4處移開；CWP39由CW19偏離動作中，活動扳片14向下朝把手6移動；並於棘輪扳轉動期間遠離CW19。

除與第二推動面15接合外，活動扳片14另包括一靠近固態末端33的外伸構件28，以便第二推動面15與第三推動面17銜接；第三推動面17係與y軸呈一百二十度角方式朝開口3伸出；外伸構件28的長度無法使其過度伸入開口3；活動扳片14及外伸構件28的活動可將扳手1由側邊套置固定工件5；外伸構件28另與第三推動面17的交角處可使扳手1與固定工件5完全貼合。

活動扳片14係以扳片構件35a、35b位在龍骨16兩側，再以插銷10穿置其穿孔37a、37b被固定在活動扳片14上，以插銷10在龍骨16的弧形導溝12內移動；弧形導溝12具有上弧形面12a、下弧形面12b，上、下弧形面12a、12b、均共同位在CMP19中心點與活動扳片14的弧形外表面18及第二夾爪8的弧形內側表面27對中；該弧形導溝12較插銷10為大，故可在上、下弧形面12a、12b內由近端12c向末端12d移動，且不觸及弧形導溝12的任何表面；活動扳片14可經操縱隨著插銷10移動而環繞CMP39移動。

與第一夾爪4及活動扳片14的諸推動面均以適當距離互相隔開以確定中央開口3可以套置固定工件5；第一夾爪4及活動扳片14可套置固定工件5的開口3在棘輪轉動時，保持不變；即棘輪轉動時，扳手1無須自固定工件5中退出，即可繞行固定工件5的CW19轉動。

請參看第四圖中的彈簧24，其中的螺旋彈簧24位在把手6末端的扳手頭座2上；彈簧24遠端41位在扳手頭座2的鑽孔26中被抓住，並以塞子32固定；彈簧24的另一端與插銷10接合，並以插銷10上的F力將活動扳片14推向開口3；彈簧24伸入弧形導溝12並與暴露在扳片構件35a、35b(第三圖C所示)之間開放空間45中的插銷10接合；扳片構件35a、35b可加以設定尺寸，使其長度可蓋住弧形導溝12以防止彈簧24及插銷10脫離。

活動扳片14遭受外力(非扳手1原有施力)時，彈簧力F將插銷10推至弧形導溝12末端12d處停止，扳手1即完成鎖定而不與固定工件5套合；固定工件5位在第一夾爪4及活動扳片14之間時，插銷10即被推離弧形導溝12末端12d；部份施作中，弧形導溝12的尺寸及彈簧24的特性，諸如彈性張力系數，均在操作固定工件5期間已被選定，而插銷10實際並未與弧形導溝12的諸端與面12a、12b、12c、12d接觸；因移動或轉動固定工件5所產生的實際扭力完未經過插銷10被送至第一夾爪4、第二夾爪8；插銷10係用以固定活動扳片14並防止其由扳手1的頭座2掉落；實際上所有施力及扭力均係透過活動扳片14的弧形外表面18以及第二夾爪8的弧形內側表面27傳遞。

扳手1可由固定工件5的側邊套置，起初固定工件5的一端有一較頭座2開口3(p)為大的寬度S；使用者可施力將活動扳片14抵住彈簧力F將固定工件5向前推向開口3；例如活動扳片14及插銷10可繞行CMP39向下推以套置固定工件5進入開口3空間；待彈簧24提供張力抵住插銷10，使活動扳片14回復鎖定狀態便能抓住已安裝妥當的固定工件5。

請參看第五圖及第六圖，其中顯示的是扳手1驅動及棘輪轉動時的狀況；使用者可以持續沿驅動方向D(順時針方向，第五圖所示)往覆扳動把手6，以及沿棘輪轉動方向R(逆時針方向，第六圖所示)而不將扳手1由固定工件5退出的方式驅動固定工件5；沿驅動方向D扳動時，固定工件5呈靜止狀態而活動扳片14則朝扳手把手6滑動。

請再參看第五圖，其中固定工件5位於扳手1開口3內；使用者沿驅動方向D(順時針方向)扳動扳手1時，靜止式第一夾爪4、第二夾爪8接受使用者所操作的扭力沿驅動方向D轉動；第二夾爪8接受使用者所操作的扭力沿驅動方向D轉動；第一夾爪4則將扭力直接經過其上切割面13a及固定工件5的側面傳遞至固定工件5上俾沿驅動方向D扳動工件；在第一夾爪4對面的第二夾爪8則將弧形內側表面27的扳動扭力傳遞至活動扳片14的弧形外表面18；活動扳片14的上切割面15b及第三推動面17則將扭力傳遞至固定工件5俾沿驅動方向D扳轉固定工件5；即扳轉扳手乃足使活動扳片14沿驅動方向D相反方向移動；此一催促動作則可以將弧形外表面18與第二夾爪8的弧形內側表面27的貼合加以避免；活動扳片14仍呈鎖定狀態並對第一夾爪4、第二夾爪8呈靜止狀態；來自第一夾爪4及活動扳片14的扭力則沿驅動方向D扳動工件。

請再參看第三圖及第五圖所示，在十二點角端套置形態的扳手1中固定工件5呈三十度旋轉狀態，其扭力得透過第一夾爪4的第一推動面13凹口40的下斜割面40a及活動扳片14第二推動面15的凹口42的上斜割面42a傳送至固定工件5。

請參看第六圖，其中扳手1係沿棘輪轉動方向R(逆時針方向)扳轉；固定工件5的各側表面在活動扳片14的下切割面15a上施力；此力可將活動扳片14推向彈簧24(如第四圖所示)；插銷10向下朝弧形導溝12近端12c滑動，活動扳片14則向下沿第二夾爪8的弧形內側表面27滑動；靜止式第一夾爪4及活動扳片14間的開口3寬度加大俾使扳手1可繞行固定工件5作棘輪轉動。

十二點角端形態的扳手與固定工件5呈三十度旋轉位置，扳手1在棘輪轉動位置時，固定工件5各側表面透過活動扳片14第二推動面15的凹口42的下斜割面42b向活動扳片14施力。

把手6先沿著棘輪轉動方向R扳轉，插銷10則透過弧形導溝12沿第二夾爪8的弧形內側表面27朝近端12c及活動扳片14的弧形外表面18滑動；活動扳片14由鎖定狀態(第五圖所示)向解鎖狀態移動；因此把手6沿著棘輪轉動方向R旋轉時，活動扳片14則沿著靜止式第一夾爪4、第二夾爪8做弧狀滑動；活動扳片14的弧狀滑動則受制於插銷10及自身弧形外表面18在第二夾爪8的弧形內側表面27上移動。

CMP39的位置與弧形導溝12以及弧形外表面18與弧形內側表面27的方向均經挑選俾使活動扳片14可對固定工件5做向下及向外移動的動作；扳手1可在棘輪轉動時繞行固定工件5，唯仍保持足夠空隙，以免固定工件5六角形角端撞及第一、第二推動面13、15；活動扳片14的第二、三推動面15、17及第一夾爪4的第一推動面13，則在固定工件5各側表面滑動，使固定工件5呈靜止狀態。

在第一圖所示的六點角端套置形態的扳手，把手6扳轉動作中約有六十度須靠第一夾爪4及活動扳片14繞行六角形固定工件5的一角端49來完成；由於固定工件5各角端均通過平直第二推動面15再進入鄰接角端31，彈簧24對活動扳片14所施加的彈簧力促使活動扳片14回覆到第五圖所示位置；其他圖示的十二點角端形態扳手，固定工件5各角端移入鄰接角端31及或活動扳片14前僅須作三十度旋轉即可。

驅動D及棘輪轉動方向R可以透過在y軸上將把手6轉動一百八十度的方式做改變，故在俯視圖中，第一夾爪4位在固定工件5右側；在此方式中，驅動方向D係逆時針方向而棘輪轉動方向R為順時針方向。

扳手1中的組件可一體製造與組裝；適用於扳手1組件的材料包括工具鋼、硬化鋼或其它材料；各式組件中的靜止式第一夾爪4、第二夾爪8及活動扳片14均可以相同或不同的材料製作；扳手1可依標準及公制式開口式扳手規格放大或縮小；部份施作中，扳手靜止式第一夾爪4、第二夾爪8可接受不同尺寸的活動扳片14以配合不同尺寸的開口3；適當尺寸的活動扳片14可以用扳手夾爪選用並組裝以配合特別尺寸及形狀的固定工件5，而無須另使用不同的扳手。

以下專利申請範圍中尚可包括其他的實施例：諸如，扳手可具一較多或較少組件的長形扳；活動扳片及靜止式夾爪可為其它形狀；弧形導溝及插銷可反向安裝，俾將插銷設定在龍骨上，而弧形導溝則設定在活動扳片近端處。

諸如，扳手把手無須與夾爪成一線或與其同在一平面上；諸如，把手可以與夾爪平面保持一尖銳角度方式偏離夾爪或遠離夾爪平面；扳手把手及夾爪可由不同零件製成並以插銷接合；調整插銷可將把手就扳手頭座平面向上或下方進行樞接；扳手把手可以為弧形或其他形狀。

諸如，扳手可附一以方形孔崁入的縮短把手以安置扭力扳手，例如撬腳設計。

諸如，扳手可在扳手把手二端附一扳手頭座；各扳手頭座可附一第一及第二夾爪及一安裝在第二夾爪上的活動扳片；第一夾爪及活動扳片則包括設定接受固定工件用的各式表面；扳手把手一端的扳手頭座可包括一不同尺寸或形狀開口，此開口包括在扳手把手另一端的扳手頭端內，或二只不同開口可接受不同尺寸或形狀的開口。

諸如，與螺旋彈簧不同的是，一只扁平彈簧或其他類型的彈簧可與插銷接合，並撑控活動扳片的移動；彈簧可以其他方式固定在扳手把手或扳手頭座上。

1．．．扳手

10．．．插銷

12．．．弧形導溝

12a．．．上弧形面

12b．．．下弧形面

12c．．．近端

12d．．．末端

13．．．第一推動面

13a．．．上切割面

13b．．．下切割面

14．．．活動扳片

15．．．第二推動面

15a．．．下切割面

15b．．．上切割面

16．．．龍骨

17．．．第三推動面

18．．．弧形外表面

19．．．CW中心點

2．．．頭座

23．．．外側構件

24．．．彈簧

26．．．鑽孔

27．．．弧形內側表面

28．．．外伸構件

29．．．外伸構件

3．．．開口

31．．．角端

32．．．塞子

33．．．固態末端

35．．．槽溝式近端

35a．．．扳片構件

35b．．．扳片構件

37a．．．穿孔

37b．．．穿孔

39．．．CMP中心點

4．．．第一夾爪

40．．．凹口

42．．．凹口

40a．．．下斜割面

42a．．．上斜割面

40b．．．上斜割面

42b．．．下斜割面

41．．．彈簧遠端

45．．．開放空間

49．．．角端

5．．．固定工件

51．．．二百七十度套置範圍

6．．．把手

8．．．第二夾爪

第一圖、為本發明開口式棘輪扳手套置固定工件的俯視圖。

第二圖、為本發明開口式棘輪扳手的組裝外觀圖。

第三圖A、為本發明開口式棘輪扳手的扳手頭座外觀圖。

第三圖B、為本發明開口式棘輪扳手的活動扳片外觀圖。

第三圖C、為本發明開口式棘輪扳手的活動扳片後視圖。

第四圖、為本發明開口式棘輪扳手組裝彈簧與活動扳片的關係圖。

第五圖、為本發明開口式棘輪扳手操作驅動固定工件之示意圖。

第六圖、為本發明開口式棘輪扳手操作棘輪轉動之示意圖。