TWI491473B - 自動換檔之換向機構 - Google Patents

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TWI491473B TW102137551A TW102137551A TWI491473B TW I491473 B TWI491473 B TW I491473B TW 102137551 A TW102137551 A TW 102137551A TW 102137551 A TW102137551 A TW 102137551A TW I491473 B TWI491473 B TW I491473B
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Description

自動換檔之換向機構
本申請案大體上係關於棘輪機構。更特定言之,本申請案係關於在棘輪傳動軸之方向改變時自動致動一棘輪之一回動桿之一機構。
棘輪用以將轉矩施加至一扣件,諸如一螺栓。棘輪可在(例如)一順時針方向上施加轉矩以將扣件傳動至一工件中。在此實例中,一棘爪機構接合在順時針方向上旋轉時之棘輪齒輪,但不接合在逆時針方向上旋轉時之棘輪齒輪。因此,在施加轉矩之後,一使用者可在不鬆開扣件之情況下藉由在逆時針方向上旋轉棘輪而重定位棘輪。為換向傳動方向,使用者可在施加逆時針轉矩之情況下致動一回動桿且鬆開扣件。
動力棘輪藉由提供將轉矩供應給一工件之一動力構件而改良習知手動棘輪。例如,使用者可向下推動一觸發器以在一第一徑向方向上施加轉矩,或向上推動觸發器以在一第二徑向方向上施加轉矩。類似於手持式棘輪,習知動力棘輪仍需要使用者用手致動一回動桿以切換棘爪機構之傳動方向及隨後施加轉矩。
本申請案揭示一種在使用者換向經調適以將轉矩施加至一工件之一馬達之徑向方向時自動致動一棘輪機構之一回動桿之結構。自動調擋機構包含具有與馬達傳動軸一起旋轉之一蝸桿齒輪的一傳動軸。 一圓盤經提供在蝸桿齒輪上且沿著蝸桿齒輪軸向移動。圓盤之軸向移動可藉由拉動或推動回動桿而致動一棘輪機構之一回動桿。亦提供一無效運動機構,使得在馬達改變方向時,可最初將自馬達之轉矩施加至自動調擋機構,而非扣件。
特定言之,本申請案揭示一種工具,該工具包含:一棘爪機構,其經調適以接合一棘輪齒輪以實質上容許棘輪齒輪在一第一傳動方向上之旋轉且實質上削弱棘輪齒輪在一損害方向上之旋轉;一回動桿,其耦合至棘爪機構且經調適以控制棘輪齒輪之傳動方向;及一自動調擋機構,其包含:一第一傳動軸,其在一軸向方向上延伸且在一徑向方向上旋轉;一蝸桿齒輪,其耦合至第一傳動軸且具有齒輪螺紋;一圓盤,其具有可與齒輪螺紋協同接合之圓盤螺紋;及一橫桿,其耦合至圓盤及回動桿,其中圓盤可在蝸桿齒輪旋轉之後沿著第一傳動軸軸向移動以調擋回動桿。
本申請案亦揭示一種經調適以控制一棘輪之一傳動方向之一自動調擋之換向機構且包含:一第一傳動軸,其在一軸向方向上延伸且經調適以在一徑向方向上旋轉;一蝸桿齒輪,其耦合至第一傳動軸且具有齒輪螺紋;一圓盤,其具有可與齒輪螺紋協同接合之圓盤螺紋且經調適以在蝸桿齒輪旋轉之後沿著第一傳動軸軸向移動;及一橫桿,其耦合至圓盤及回動桿。
亦揭示一種將轉矩施加至一棘輪頭之方法,該方法包含:在一第一傳動軸處接收轉矩,該第一傳動軸在一軸向方向上延伸且經調適以在一徑向方向上旋轉;將一轉矩傳輸至一自動調擋之換向機構;用自動調擋之換向機構使一橫桿基於傳輸至自動調擋之換向機構之轉矩而軸向移動;及用橫桿致動一回動桿。
100‧‧‧工具
101‧‧‧棘爪機構
102‧‧‧棘輪齒輪
105‧‧‧棘輪頭
110‧‧‧回動桿
112‧‧‧開關構件
115‧‧‧自動調擋機構
120a‧‧‧第一傳動軸
120b‧‧‧第二傳動軸
125‧‧‧蝸桿齒輪
130‧‧‧圓盤
135‧‧‧導軌
140‧‧‧彈簧
145‧‧‧橫桿
150‧‧‧無效運動機構
155‧‧‧第一齒輪
155a‧‧‧開口
155b‧‧‧凹槽
160‧‧‧第二齒輪
160a‧‧‧肋條
160b‧‧‧凹槽
165‧‧‧第三齒輪
165a‧‧‧肋條
170‧‧‧基底
175‧‧‧接收齒輪
180‧‧‧旋鈕
為促進理解所欲保護之標的之目的,在隨附圖式中圖解說明其 實施例,在結合下文描述考量時,自實施例之一審視,應易於瞭解及理解所欲保護之標的、其建構及操作及許多其優點。
圖1係根據本申請案之一實施例之一工具之一側視圖。
圖2係根據本申請案之一實施例之在向前方向上致動之一自動調擋機構之一橫截面視圖。
圖3係根據本申請案之一實施例之在相反方向上致動之一自動調擋機構之一橫截面視圖。
圖4係根據本申請案之一實施例之自動調擋機構之一分解圖。
應瞭解包含於下文描述中之見解及其中論述之材料、尺寸及容許度僅係建議,使得熟悉此項技術者將能夠在本申請案之範疇內修正建議。
儘管本發明容許有許多不同形式之實施例,然而在理解本發明將被視為本發明之原理之一例證且不意欲將本發明之廣義態樣限於所圖解說明實施例之情況下,在圖式中展示且將在本文中詳細描述本發明之一或多個實施例。
本申請案揭示一種在可操作耦合至棘輪機構之一馬達傳動軸之徑向方向改變時自動致動一棘輪機構之回動桿之裝置。自動調擋機構包含與傳動軸一起旋轉之一蝸桿齒輪及與蝸桿齒輪之旋轉一起側向移動之安裝在蝸桿齒輪上之一圓盤。圓盤可包含藉由拉動或推動回動桿而致動一換向機構之一橫桿。在一實施例中,亦提供一無效運動機構,使得在馬達改變徑向方向時可將自馬達之轉矩最初施加至自動調擋機構而非工具之一傳動頭。
參考圖1,展示根據本申請案之一工具100。在一實施例中,工具100可係一動力棘輪工具,諸如一電池供電套筒扳手或螺絲起子。或者,工具100可係包含一棘輪機構之手動或動力工具之任何其他形 式。工具100可包含一棘爪機構101,其可與一棘輪齒輪102協同接合以容許棘輪齒輪在一第一傳動方向上旋轉且實質上削弱棘輪齒輪在與第一傳動方向相對之一第二方向上旋轉。
現參考圖2及圖3,展示根據本申請案之一實施例之工具100之一些內置組件。圖2圖解說明在一第一傳動方向上致動之工具100,且圖3圖解說明在與第一傳動方向相對之一第二傳動方向上致動之工具100。圖4圖解說明在圖2及圖3中所示之內置組件之一分解圖。
如所示,工具100可包含具有一回動桿110之一棘輪頭105及耦合至用於控制工具100之傳動方向之棘輪頭之開關構件112。藉由在工具100之馬達改變其徑向方向時切換回動桿110之一自動調擋機構115而操縱回動桿110及開關構件112。回動桿110可經可操作耦合至棘爪機構101且經調適以控制棘輪齒輪102之徑向傳動方向。自動調擋機構115可包含共同將轉矩自馬達傳輸至棘輪頭105之一第一傳動軸120a及一第二傳動軸120b。第一傳動軸120a及第二傳動軸120b二者可在一軸向方向上延伸且在一徑向方向上旋轉。第一傳動軸120a可包含一蝸桿齒輪125,其上之一圓盤130在第一傳動軸120a旋轉時軸向調擋。例如,圓盤130可沿著藉由彈簧140而在棘輪頭105之方向上偏壓之導軌135而軸向移動。
為促進圓盤130之軸向移動,圓盤130可包含協同接合蝸桿齒輪125之外螺紋之內螺紋。在一實施例中,蝸桿齒輪125實質上固定在軸向方向上,但可在徑向方向上移動,且圓盤130實質上固定在徑向方向上,但可沿著導軌135在軸向方向上移動。彈簧140亦可經調適以提供抵於圓盤130之一軸向偏壓以在圓盤130沿著蝸桿齒輪125軸向移動時幫助蝸桿齒輪125之螺紋接合圓盤130之螺紋。因此,在蝸桿齒輪125旋轉時,蝸桿齒輪125之螺紋協同接合圓盤130之螺紋且使圓盤130沿著蝸桿齒輪125軸向移動。一橫桿145可耦合至圓盤130及回動桿110 以在馬達方向改變時將圓盤130之軸向移動傳送至回動桿110以改變工具100之傳動方向。
在一實施例中,可藉由蝸桿齒輪125將馬達之徑向方向平移至圓盤130之一軸向移動,且圓盤130可在馬達方向改變時軸向調擋以抵於回動桿110拉動或推動橫桿145以自動調擋回動桿110之傳動方向。因此,一使用者在操作工具100期間不需要用手致動回動桿110。實情係,使用者可容許自動調擋機構115將馬達之已改變徑向方向傳達至回動桿110以將回動桿110自動調擋至期望徑向傳動方向。
在一實施例中,工具100可包含一無效運動機構150,其在馬達徑向方向改變時吸收轉矩之最初施加而非將此轉矩傳送至棘輪頭105。在無無效運動機構150之情況下,棘輪頭105將首先在錯誤傳動方向上旋轉直到自動調擋機構115致動回動桿110以將其調擋至期望徑向傳動方向。因此,無效運動機構150容許自動調擋機構115在大量轉矩被施加至棘輪頭105之前正常運行且將回動桿110調擋至期望傳動方向。
如圖4中所示,轉矩經由無效運動機構150自第一傳動軸120a傳輸至第二傳動軸120b。在一實施例中,無效運動機構150包含一第一齒輪155、一第二齒輪160及一第三齒輪165,各佈置於一基底170內。第一齒輪155可包含一開口155a及一凹槽155b,第二齒輪160可包含一肋條160a及一凹槽160b,且第三齒輪165可具有一肋條165a及一接收部165b。第二齒輪160之肋條160a可在第一齒輪155之凹槽155b內旋轉,且第三齒輪165之肋條165a可在第二齒輪160之凹槽160b內旋轉。當然,上述肋條與凹槽之關係可在不脫離本申請案之精神及範疇之情況下相反。例如,第一齒輪155可包含一肋條且第二齒輪160可包含第一齒輪155之肋條可在其內旋轉之一對應凹槽以將轉矩自第一齒輪155傳送至第二齒輪160。
第一齒輪155可耦合至第一傳動軸120a之一端且經由第一傳動軸120a自馬達接收轉矩。如所示,第一傳動軸120a可包含與第一齒輪155之一對應形狀開口155a匹配地耦合以將轉矩供應至無效運動機構150之一接收齒輪175。在一實施例中,第一齒輪155直到第一齒輪之凹槽155b觸及第二齒輪160之肋條160a才將轉矩傳送至第二齒輪160。類似地,第二齒輪160直到第二齒輪160之凹槽160b觸及第三齒輪165之肋條165a才將轉矩傳送至第三齒輪165。接著,第三齒輪165可藉由抵於第二傳動軸120b之一旋鈕180接合接收部165b而將轉矩傳送至第二傳動軸120b。
在一實施例中,無效運動機構150有效地延遲轉矩自馬達傳輸至棘輪頭105之任何實質應用,使得在馬達徑向方向改變時自動調擋機構115可正常運行且致動回動桿110。自動調擋機構115係藉由自馬達之轉矩而產生動力,因此無效運動機構150可吸收在自動調擋機構115致動回動桿110時將被施加至棘輪頭105之任何轉矩。因此,無效運動機構150確保在致動回動桿110時馬達轉矩被施加至自動調擋機構115而非棘輪頭105。
如上文論述,工具100可包含將轉矩提供給工具100之各種組件及最終一扣件或工件(諸如(例如)一螺栓或螺釘)之一馬達。本文中描述之實施例可包含提供任何適當電流及/或電壓(諸如約12伏、約42伏及諸如此類)之任何適當電壓或電流源(諸如一電池、一交流發電機、一燃料電池及類似物)或可搭配任何適當電壓或電流源而利用。本文中描述之實施例亦可搭配任何所要系統或發動機而使用。該等系統或發動機可包括利用化石燃料(諸如汽油、天然氣、丙烷及類似物)、電力(諸如藉由一電池、磁發電機、燃料電池、太陽能電池及類似物而產生)、風力及其等之混合或組合。該等系統或發動機可被併入至其他系統(諸如一汽車、一卡車、一船艇或船艦、一摩托車、一發電 機、一飛機及類似物)中。儘管可用於一些實施例中,然而一馬達並非本發明之一主要組件。
藉由僅圖解說明且不作為一限制而提供前文描述及隨附圖式中闡述之標的。儘管已展示並描述特定實施例,然而熟悉此項技術者應明白在不脫離申請者貢獻之廣義態樣之情況下可作出改變及修改。所欲保護之實際範疇意欲在以下申請專利範圍(在從其基於先前技術的適當觀點觀看時)中界定。
105‧‧‧棘輪頭
110‧‧‧回動桿
115‧‧‧自動調擋機構
120a‧‧‧第一傳動軸
120b‧‧‧第二傳動軸
125‧‧‧蝸桿齒輪
130‧‧‧圓盤
135‧‧‧導軌
140‧‧‧彈簧
145‧‧‧橫桿
150‧‧‧無效運動機構
155‧‧‧第一齒輪
160‧‧‧第二齒輪
165‧‧‧第三齒輪
170‧‧‧基底

Claims (20)

  1. 一種經調適以將一轉矩施加至一工件之工具,其包括:一棘輪齒輪,其經調適以在相對之第一及第二旋轉傳動方向之任一者上將該轉矩傳輸至該工件;一棘爪機構,其經調適以接合該棘輪齒輪以選擇性地容許該棘輪齒輪在該第一旋轉傳動方向上旋轉且實質上阻止該棘輪齒輪在該第二旋轉傳動方向上旋轉,及選擇性地容許該棘輪齒輪在該第二旋轉傳動方向上旋轉且實質上阻止該棘輪齒輪在該第一旋轉傳動方向上旋轉;一回動桿,其可操作耦合至該棘爪機構且經調適以選擇性地選擇該第一旋轉傳動方向及該第二旋轉傳動方向之任一者;及一自動調擋機構,其包含:一可旋轉第一傳動軸,其在一軸向方向上延伸;一蝸桿齒輪,其耦合至該第一傳動軸且具有齒輪螺紋;一圓盤,其具有可與該等齒輪螺紋協同接合之圓盤螺紋;及一橫桿,其耦合至該圓盤及該回動桿,其中該圓盤可在該蝸桿齒輪一經旋轉之後即沿著該第一傳動軸軸向移動以調擋該回動桿。
  2. 如請求項1之工具,其進一步包括一導軌,該圓盤在該蝸桿齒輪一經旋轉之後即沿著該導軌軸向移動。
  3. 如請求項2之工具,其進一步包括一彈簧,該彈簧鄰接該圓盤且經調適以在該軸向方向上偏壓該圓盤。
  4. 如請求項1之工具,其進一步包括一無效運動機構,其包含:一第一齒輪,其耦合至該第一傳動軸且經調適以自該第一傳 動軸接收該轉矩;一第二齒輪,其耦合至該第一齒輪且經調適以在該第一齒輪旋轉一第一預定角度之後自該第一齒輪接收該轉矩;一第三齒輪,其耦合至該第二齒輪且經調適以在該第二齒輪旋轉一第二預定角度之後自該第二齒輪接收該轉矩;及一第二傳動軸,其耦合至該第三齒輪且經調適以自該第三齒輪接收該轉矩。
  5. 如請求項4之工具,其中該第一齒輪及該第二齒輪之一者包含一齒輪凹槽,且該第一齒輪及該第二齒輪之另一者包含經調適以在該齒輪凹槽內旋轉之一齒輪肋條。
  6. 如請求項4之工具,其中該第一傳動軸包含一接收齒輪,且該第一齒輪包含經調適以接收該接收齒輪之一第一齒輪開口。
  7. 如請求項1之工具,其中該圓盤相對於該第一傳動軸實質上非旋轉地配置。
  8. 如請求項1之工具,其中該第一傳動軸相對於該圓盤實質上非旋轉地配置。
  9. 一種經調適以控制一棘輪之一傳動方向之自動調擋之換向機構,該自動調擋之換向機構包括:一可旋轉第一傳動軸,其在一軸向方向上延伸;一蝸桿齒輪,其耦合至該第一傳動軸且具有齒輪螺紋;一圓盤,其具有可與該等齒輪螺紋協同接合之圓盤螺紋且經調適以在該蝸桿齒輪一經旋轉之後即沿著該第一傳動軸軸向移動;及一橫桿,其耦合至該圓盤及該棘輪之一回動桿。
  10. 如請求項9之自動調擋之換向機構,其進一步包括一導軌,該圓盤在該蝸桿齒輪一經旋轉之後即沿著該導軌軸向移動。
  11. 如請求項10之自動調擋之換向機構,其進一步包括一彈簧,該彈簧鄰接該圓盤且經調適以在該軸向方向上偏壓該圓盤。
  12. 如請求項9之自動調擋之換向機構,其進一步包括一無效運動機構,其包含:一第一齒輪,其耦合至該第一傳動軸且經調適以自該第一傳動軸接收一轉矩;一第二齒輪,其耦合至該第一齒輪且經調適以在該第一齒輪旋轉一第一預定角度之後自該第一齒輪接收該轉矩;一第三齒輪,其耦合至該第二齒輪且經調適以在該第二齒輪旋轉一第二預定角度之後自該第二齒輪接收該轉矩;及一第二傳動軸,其耦合至該第三齒輪且經調適以自該第三齒輪接收該轉矩。
  13. 如請求項12之自動調擋之換向機構,其中該第一齒輪及該第二齒輪之一者包含一齒輪凹槽,且該第一齒輪及該第二齒輪之另一者包含經調適以在該齒輪凹槽內旋轉之一齒輪肋條。
  14. 如請求項12之自動調擋之換向機構,其中該第一傳動軸包含一接收齒輪,且該第一齒輪包含經調適以接收該接收齒輪之一第一齒輪開口。
  15. 如請求項9之自動調擋之換向機構,其中該圓盤相對於該第一傳動軸實質上非旋轉地配置。
  16. 如請求項9之自動調擋之換向機構,其中該第一傳動軸相對於該圓盤實質上非旋轉地配置。
  17. 一種將一轉矩施加至一棘輪頭之方法,其包括:在一第一傳動軸處接收該轉矩,該第一傳動軸在一軸向方向上延伸且經調適以在一旋轉方向上旋轉;將該轉矩傳輸至一自動調擋之換向機構; 使用該自動調擋之換向機構使一橫桿基於傳輸至該自動調擋之換向機構之該轉矩而軸向移動;及用該橫桿致動一回動桿。
  18. 如請求項17之方法,其進一步包括:將該轉矩之一第一部分傳輸至一無效運動機構,且將該轉矩之一第二部分傳輸至該自動調擋之換向機構。
  19. 如請求項17之方法,其進一步包括:在將該轉矩傳輸至該無效運動機構之後將該轉矩傳輸至一棘輪頭。
  20. 如請求項17之方法,其進一步包括:將該轉矩施加至一扣件。
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