TWI548490B - Ratchet device - Google Patents

Description

棘輪裝置

本發明是有關於一種手工具，特別是指一種棘輪裝置。

參閱圖1(TW證書號M342913號專利案)，現有一種棘輪裝置，包含一固定座1、一對安裝在該固定座1的卡掣件2、一呈U形且安裝在該固定座1的彈性元件3、一套設在該定位座1的換向環件4及一套設在該定位座1且位於該換向環件4一側的棘輪件5。該固定座1具有一供容置該彈性元件3的U形槽101及二分別設於該U形槽101兩側且供容置該等卡掣件2的容置槽102，該換向環件4具有一內環面401及一對由該內環面401凹設且分別對應於該等卡掣件2的定位槽402，該棘輪件5具有多數齒部501。且當該換向環件4位於一中檔位置，且該等卡掣件2分別受到該彈性元件3二自由端301的彈力作用，會分別嵌套在該換向環件4的定位槽402中，也會分別與該棘輪件5的齒部501產生嚙合，轉動該定位座1時，就能雙向聯動該棘輪件5產生轉動。

當該換向環件4朝其中一方向轉動，且使其中 一個卡掣件2受到該內環面401的壓制而與齒部501脫離嚙合，另一個卡掣件2仍然嵌套在對應的定位槽402中，且仍保持在與所對應的齒部501嚙合的狀態，轉動該定位座1時，僅能單向聯動該棘輪件5產生轉動，反向則空轉。

雖然這種棘輪裝置應用於手工具時，可達到雙向聯動或單向操作、反向空轉之操作目的，但是實際操作時仍有下列缺失：

一、因該等卡掣件2都只能與該棘輪件5的齒部501產生單齒嚙合，嚙合力顯然較為不足。

二、在進行單向連動操作時，操作力由該固定座1傳遞至該卡掣件2時，會使得單一卡掣件2與單一齒部501之間產生的作用力大，該等卡掣件2與該等齒部501的磨耗也較大，導致有使用壽命較短的缺失。

三、在進行換向操作時，操作者轉動該換向環件4，且使該等定位槽402沿環向產生位移，同時掣動該等卡掣件2時，操作施力必須完全抵抗該彈性元件3之自由端301的回釋彈力，所以操作之施力要較大、較費力。

因此，本發明之目的，即在提供一種可承受較大作用力、減少磨耗、可延長使用壽命且操作省力之棘輪裝置。

於是本發明之棘輪裝置，包含一本體、一棘輪單元及一切換單元。該本體沿一軸線延伸，並具有一圍繞 該軸線的周面、至少一由該周面凹設的滑槽、至少一沿環向設置在該滑槽其中一側且與滑槽相連通的第一插槽及至少一沿環向設置在該滑槽另一側且與滑槽相連通的第二插槽，該棘輪單元具有一套設在該本體的棘輪件、至少一插設在該第一插槽中的第一掣子、至少一插設在該第二插槽中的第二掣子及一對分別安裝在該第一、二插槽內部的彈性件，該棘輪件具有一套設在該本體的套接端部及一相反於該套接端部的工作端部，該套接端部具有一圍繞該軸線且與該周面相對的內環面及多數沿該內環面設置的棘齒，該第一掣子具有一趨近於該滑槽的第一卡掣端部、一相反於該第一卡掣端部的第一導引端部及多數可與該等棘齒互相嚙合的第一嚙齒，且該第一卡掣端部具有一相鄰於該等滑槽的第一內側緣、一沿環向與該第一內側緣相反的第一外側緣及一設於該第一內側緣內側的第一導斜面，該等第一嚙齒設於該第一外側緣與該第一導斜面之間，該第二掣子具有一趨近於該滑槽的第二卡掣端部、一相反於該第二卡掣端部的第二導引端部及多數可與該等棘齒互相嚙合的第二嚙齒，且該第二卡掣端部具有一相鄰於該等滑槽的第二內側緣、一沿環向與該第二內側緣相反的第二外側緣及一設於該第二內側緣內側的第二導斜面，該等彈性件分別提供該第一、二掣子恆保持朝該等棘齒移動的趨勢，該切換單元套設在該本體外部，並具有一可圍繞該軸線轉動地套設在該滑槽中的撥件及一與該撥件連結的切換件，操作該切換件可帶動該撥件沿該滑槽滑動且分別相對於該第一 掣子或第二掣子產生掣壓。

本發明之功效：利用該第一掣子的該等第一嚙齒同時與多數個齒部嚙合，或該第二掣子的該等第二嚙齒同時與多數個齒部嚙合，所以可以承受較大作用力，進而減少磨耗、延長使用壽命，且利用該切換單元之撥件分別相對於該第一掣子或第二掣子產生掣壓，操作較為省力。

100‧‧‧握柄

200‧‧‧起子頭

10‧‧‧本體

L‧‧‧軸線

11‧‧‧周面

12‧‧‧滑槽

121‧‧‧第一限位部

122‧‧‧第二限位部

13‧‧‧第一插槽

131‧‧‧第一外側段

132‧‧‧第一內側段

133‧‧‧第一限位面

14‧‧‧第二插槽

141‧‧‧第二外側段

142‧‧‧第二內側段

143‧‧‧第二限位面

20‧‧‧棘輪單元

21‧‧‧棘輪件

211‧‧‧套接端部

212‧‧‧工作端部

213‧‧‧內環面

214‧‧‧棘齒

22‧‧‧彈性件

23‧‧‧第一掣子

231‧‧‧第一卡掣端部

232‧‧‧第一導引端部

233‧‧‧第一肩面

234‧‧‧第一嚙齒

235‧‧‧第一內側緣

236‧‧‧第一外側緣

237‧‧‧第一導斜面

24‧‧‧第二掣子

241‧‧‧第二卡掣端部

242‧‧‧第二導引端部

243‧‧‧第二肩面

244‧‧‧第二嚙齒

245‧‧‧第二內側緣

246‧‧‧第二外側緣

247‧‧‧第二導斜面

30‧‧‧切換單元

31‧‧‧撥件

313‧‧‧第一壓掣面

314‧‧‧第二壓掣面

32‧‧‧切換件

321‧‧‧內側面

40‧‧‧定位單元

41‧‧‧彈簧

42‧‧‧鋼珠

43‧‧‧中間凹孔

44‧‧‧第一凹孔

45‧‧‧第二凹孔

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是現有一種棘輪裝置的立體分解圖；圖2是一立體分解圖，說明本發明棘輪裝置的一較佳實施例；圖3是本發明上述較佳實施例之一平面組合圖；圖4是沿圖3中之線Ⅳ-Ⅳ的一剖面圖，說明一本體與一切換單元的組合狀態；圖5是沿圖3中之線V-V的一剖面圖，說明該本體與一棘輪單元的組合狀態；圖6是類似於圖4的一個操作示意圖，說明操作該切換單元朝一第一方向轉動；圖7是類似於圖5的一個操作示意圖，說明該切換單元的一撥件掣壓一第一掣子且使該本體能單向連動該棘輪單元；圖8是類似於圖4的另一個操作示意圖，說明操作該切換單元朝一第二方向轉動；及 圖9是類似於圖5的另一個操作示意圖，說明該切換單元的撥件掣壓一第二掣子且使該本體能換向連動該棘輪單元。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2與圖3，本發明棘輪裝置之一較佳實施例，可配合一握柄100及一起子頭200進行螺絲之操作，該棘輪裝置包含一本體10、一棘輪單元20、一切換單元30及一定位單元40。

該本體10固接於該握柄100，概呈階級圓柱狀且沿一軸線L延伸，並具有一圍繞該軸線L的周面11、一對由該周面11凹設的滑槽12、一對沿環向分別設置在該等滑槽12其中一側且與該等滑槽12相連通的第一插槽13及一對沿環向分別設置在該等滑槽12另一側且與滑槽12相連通的第二插槽14。該等滑槽12分隔180度。該等第一插槽13分隔180度，該等第二插槽14也分隔180度，且其中一個第一插槽13與其中一個第二插槽14相連通，另一個第一插槽13也與另一個第二插槽14相連通。

配合參閱圖4及圖5，該等滑槽12各具有一對應於該等第一插槽13的第一限位部121及一對應於該等第二插槽14的第二限位部122。

配合參閱圖5，該等第一插槽13呈L形，各具有一相鄰於該等滑槽12的第一外側段131、一連通於該第 一外側段131的第一內側段132及一設置在該第一外側段131與該第一內側段132銜接處的第一限位面133，該等第二插槽14呈L形，各具有一相鄰於該滑槽12的第二外側段141、一連通於該第二外側段141的第二內側段142及一設置在該第二外側段141與該第二內側段142銜接處的第二限位面143。該第一、二外側段131、141及該第一、二內側段132、142均呈圓弧狀。

該棘輪單元20具有一套設在該本體10的棘輪件21、一對分別插設在該等第一插槽13中的第一掣子23、一對分別插設在該等第二插槽14中的第二掣子24及兩個分別安裝在該等第一、二插槽13、14內部的彈性件22。

該棘輪件21具有一套設在該本體10的套接端部211及一相反於該套接端部211且可供插接該起子頭200的工作端部212，該套接端部211具有一圍繞該軸線L且與該周面11相對的內環面213及多數沿該內環面213設置的棘齒214。

配合參閱圖5，該等第一掣子23均呈L形，並各具有一趨近於該等滑槽12且對應於該等第一外側段131的第一卡掣端部231、一相反於該第一卡掣端部231且伸設在該等第一內側段132的第一導引端部232、一設於該第一卡掣端部231與該第一導引端部232銜接處且相對於該等第一限位面133的第一肩面233及多數設於該第一卡掣端部231端面且可與該等棘齒214互相嚙合的第一嚙齒234 ，該第一卡掣端部231具有一相鄰於該等滑槽12的第一內側緣235、一沿環向與該第一內側緣235相反的第一外側緣236及一設於該第一內側緣236內側的第一導斜面237，該等第一嚙齒234設於該第一外側緣236與該第一導斜面237之間。且該第一卡掣端部231與該第一外側段131之間，以及該第一導引端部232與該第一內側段132之間也均以圓弧面配合。

該等第二掣子24均呈L形，並各具有一趨近於該等滑槽12且對應於該等第二外側段141的第二卡掣端部241、一相反於該第二卡掣端部241且伸設在該等第二內側段142的第二導引端部242、一設於該第二卡掣端部241與該第二導引端部242銜接處且相對於該等第二限位面143的第二肩面243及多數設於該第二卡掣端部241端面且可與該等棘齒214互相嚙合的第二嚙齒244，該第二卡掣端部241具有一相鄰於該等滑槽12的第二內側緣245、一沿環向與該第二內側緣245相反的第二外側緣246及一設於該第二內側緣246內側的第二導斜面247，該等第二嚙齒244設於該第二外側緣246與該第二導斜面247之間。且該第二卡掣端部241與該第二外側段141之間，以及該第二導引端部242與該第二內側段142之間也均以圓弧面配合。

該等彈性件22分別彈抵在該等第一掣子23的第一導引端部232與所對應之第二掣子24的第二導引端部242之間，且其彈力提供該等第一、二掣子23、24恆保持 朝該等棘齒214移動的趨勢。

該切換單元30套設在該本體10外部，並具有二可圍繞該軸線L轉動且分別套設在該等滑槽12中的撥件31及一與該等撥件31連結的切換件32，該切換件32呈中空環圈狀且可轉動地套設在該本體10外部，並具有一相對於該周面11的內側面321，該等撥件31分隔180度，分別自該內側面321凸出且沿該軸線L朝外延伸，並各具有一對應於該等第一掣子23的第一壓掣面313及一對應於該等第二掣子24的第二壓掣面314，該第一壓掣面313呈斜面狀且可相對於該第一導斜面237產生靠抵或遠離，該第二壓掣面314呈斜面狀且可相對於該第二導斜面247產生靠抵或遠離，該等滑槽12的第一限位部121可供該第一壓掣面313抵止定位，該等第二限位部122可供該第二壓掣面314抵止定位。

該定位單元40具有一安裝於該本體10的彈簧41、一受該彈簧41頂持且可凸出於該周面11的鋼珠42、一凹設於該內側面321的中間凹孔43、一沿環向設於該中間凹孔43一側的第一凹孔44及一沿環向設於該中間凹孔43另一側的第二凹孔45。

如圖3、圖4及圖5所示，本發明之棘輪裝置整體組合後，且操作該切換件32轉動，使得該定位單元40的鋼珠42嵌套於該中間凹孔43的狀態時，該切換件32相對於該本體10產生定位，該等撥件31都與該等第一限位部121、該等第二限位部122產生一間隔距離而未接觸，此 時，該等第一掣子23與該等第二掣子24分別受該等彈性件22頂持，該等第一、二嚙齒234、244分別與該等棘齒214互相嚙合，則操作者施力並轉動該握柄100時，可透過該本體10、該等第一掣子23及該等第二掣子24，進而帶動該棘輪件21及該起子頭200產生雙向聯動。

再如圖3、圖6及圖7所示，當操作該切換件32相對於該本體10朝一第一方向I(即圖6的逆時針方向)轉動，且使該鋼珠42嵌套於該第一凹孔44時，該切換件32相對於該本體10產生定位，該等撥件31沿該等滑槽12滑動後，可使得該等第一壓掣面313分別抵靠定位在該等第一限位部121上，且該等撥件31也同時對該等第一掣子23產生掣壓，利用該等第一壓掣面313與該等第一導斜面237的配合而產生導引作用，可使該等第一掣子23的第一卡掣端部231朝該等第一插槽13內部沉伸，並利用該等第一肩面233靠抵在該等第一限位面133而產生定位，此時，該等第二掣子24的該等第二嚙齒244仍然與該等棘齒214保持嚙合，當操作者施力並帶動該本體10、該等第二掣子24朝圖7的順時針方向轉動時(如圖7之空心箭頭所示)，可單向聯動該棘輪件21，反向則空轉。

又如圖8及圖9所示，當操作該切換件32相對於該本體10朝一相反於該第一方向I的第二方向Ⅱ轉動，且使該鋼珠42嵌套於該第二凹孔45時，該切換件32相對於該本體10產生定位，該等撥件31沿該等滑槽12滑動後可使得該等第二壓掣面314分別抵靠定位在該等第二限位 部122上，且該等撥件31也同時對該等第二掣子24產生掣壓，利用該等第二壓掣面314與該等第二導斜面247的配合而產生導引作用，可使該等第二掣子24的第二卡掣端部241朝該等第二插槽14內部沉伸，並利用該等第二肩面243靠抵在該等第二限位面143而產生定位，此時，該等第一掣子23的該等第一嚙齒234仍然與該等棘齒214保持嚙合，當操作者施力並帶動該本體10、該等第二掣子24朝圖9的逆時針方向轉動時(如圖9之空心箭頭所示)，可單向聯動該棘輪件21，反向則空轉。

在換向操作時，利用該第一、二卡掣端部231、241與該第一、二外側段131、141之間，以及該第一、二導引端部232、242與該第一、二內側段132、142之間均以圓弧面互相配合，可使得該等第一、二掣子23、24相對於該等第一、二插槽13、14產生滑動的動作相當順暢。

因此，本發明之棘輪裝置不僅可達到雙向聯動或單向操作、反向空轉之操作目的，且相較於現有之棘輪裝置具有下列優點：

一、該等第一、二掣子23、24的第一、二卡掣端部231、241都具有複數個第一、二嚙齒234、244，所以該等第一、二掣子23、24與該棘輪件21的棘齒214產生多齒嚙合，具有較大之嚙合力。

二、在進行單向連動操作時，操作力由該本體10傳遞至該等第一掣子23或第二掣子24時，作用力可以平均分佈在第一、二嚙齒234、244與該棘輪件21的棘齒214 之間，所以每一個第一、二嚙齒234、244與所對應的棘齒214之間產生的作用力較小，該等第一、二掣子23、24與該等棘齒214的磨耗也較小，可延長使用壽命。

三、在進行換向操作，且操作者轉動該切換件32時，利用該等撥件31在該等滑槽12中滑動，且使該等第一、二壓掣面313、314與該等第一、二導斜面237、247的配合而產生的導引作用，只需利用作用力之一部分分力抵抗該等彈性件22的回彈力，就能達到掣壓該等第一掣子23或第二掣子24，操作施力較小、較省力。

值得一提的是，本發明上述較佳實施例的彈性件22以兩個為例，但實際上也可採用4個，亦即，對應每一個第一掣子23及每一個第二掣子24處都設有一個彈性件22，且該等第一、二插槽13、14的第一、二內側段132、142也彼此不連通，促使該等彈性件22分別彈抵在該等第一掣子23的第一導引端部232與該本體10之間，以及分別彈抵在該等第二掣子24的第二導引端部242與該本體10之間，則也可達到與上述實施例相同的目的及功效(圖未示)。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧握柄

200‧‧‧起子頭

10‧‧‧本體

L‧‧‧軸線

11‧‧‧周面

12‧‧‧滑槽

121‧‧‧第一限位部

122‧‧‧第二限位部

13‧‧‧第一插槽

14‧‧‧第二插槽

20‧‧‧棘輪單元

21‧‧‧棘輪件

211‧‧‧套接端部

212‧‧‧工作端部

213‧‧‧內環面

214‧‧‧棘齒

22‧‧‧彈性件

23‧‧‧第一掣子

234‧‧‧第一嚙齒

237‧‧‧第一導斜面

24‧‧‧第二掣子

244‧‧‧第二嚙齒

247‧‧‧第二導斜面

30‧‧‧切換單元

31‧‧‧撥件

313‧‧‧第一壓掣面

314‧‧‧第二壓掣面

32‧‧‧切換件

321‧‧‧內側面

40‧‧‧定位單元

41‧‧‧彈簧

42‧‧‧鋼珠

Claims (8)

1. 一種棘輪裝置，包含：一本體，沿一軸線延伸，並具有一圍繞該軸線的周面、至少一由該周面凹設的滑槽、至少一沿環向設置在該滑槽其中一側且與滑槽相連通的第一插槽及至少一沿環向設置在該滑槽另一側且與滑槽相連通的第二插槽；一棘輪單元，具有一套設在該本體的棘輪件、至少一插設在該第一插槽中的第一掣子、至少一插設在該第二插槽中的第二掣子及一對分別安裝在該第一、二插槽內部的彈性件，該棘輪件具有一套設在該本體的套接端部及一相反於該套接端部的工作端部，該套接端部具有一圍繞該軸線且與該周面相對的內環面及多數沿該內環面設置的棘齒，該第一掣子具有一趨近於該滑槽的第一卡掣端部、一相反於該第一卡掣端部的第一導引端部.及多數可與該等棘齒互相嚙合的第一嚙齒，且該第一卡掣端部具有一相鄰於該等滑槽的第一內側緣、一沿環向與該第一內側緣相反的第一外側緣及一設於該第一內側緣內側的第一導斜面，該等第一嚙齒設於該第一外側緣與該第一導斜面之間，該第二掣子具有一趨近於該滑槽的第二卡掣端部、一相反於該第二卡掣端部的第二導引端部及多數可與該等棘齒互相嚙合的第二嚙齒，且該第二卡掣端部具有一相鄰於該等滑槽的第二內側緣、一沿環向與該第二內側緣相反的第二外側緣及一設於該 第二內側緣內側的第二導斜面，該等彈性件分別提供該第一、二掣子恆保持朝該等棘齒移動的趨勢；及一切換單元，套設在該本體外部，並具有一可圍繞該軸線轉動地套設在該滑槽中的撥件及一與該撥件連結的切換件，操作該切換件可帶動該撥件沿該滑槽滑動且分別相對於該第一掣子或第二掣子產生掣壓。
2. 如請求項1所述的棘輪裝置，其中，該切換單元的撥件具有一對應於該第一掣子的第一壓掣面及一對應於該第二掣子的第二壓掣面，該第一壓掣面呈斜面狀且可相對於該第一導斜面產生靠抵或遠離，該第二壓掣面呈斜面狀且可相對於該第二導斜面產生靠抵或遠離。
3. 如請求項2所述的棘輪裝置，其中，該切換單元的切換件呈中空環圈狀且可轉動地套設在該本體外部，並具有一相對於該周面的內側面，該棘輪裝置還包含有一定位單元，該定位單元具有一安裝於該本體的彈簧、一受該彈簧頂持且可凸出於該周面的鋼珠、一凹設於該內側面的中間凹孔、一沿環向設於該中間凹孔一側的第一凹孔及一沿環向設於該中間凹孔另一側的第二凹孔，操作該切換件轉動，且使該鋼珠嵌套於該中間凹孔時，該撥件位於該滑槽中間，且該第一、二掣子分別受該等彈性件頂持，該等第一、二嚙齒分別與該等棘齒互相嚙合，操作該切換件朝一第一方向轉動，且使該鋼珠嵌套於該第一凹孔時，該撥件對該第一掣子產生掣壓，且該第二掣子的該等第二嚙齒與該等棘齒互相嚙合，操作該切換件 朝一相反於該第一方向的第二方向轉動，且使該鋼珠嵌套於該第二凹孔時，該撥件對該第二掣子產生掣壓，且該第一掣子的該等第一嚙齒與該等棘齒互相嚙合。
4. 如請求項3所述的棘輪裝置，其中，該本體的滑槽數量有兩個，且分隔180度，該本體的第一插槽數量有兩個，且分隔180度，該本體的第二插槽數量有兩個，且分隔180度，該切換單元的撥件數量有兩個，且分隔180度。
5. 如請求項4所述的棘輪裝置，其中，該本體的其中一個第一插槽與其中一個第二插槽相連通，另一個第一插槽也與另一個第二插槽相連通，該彈性件的數量有兩個，分別彈抵在一個第一掣子與一個第二掣子之間。
6. 如請求項5所述的棘輪裝置，其中，該本體的該等第一插槽呈L形，各具有一相鄰於該滑槽且對應於第一卡掣端部的第一外側段、一連通於該第一外側段且對應於第一導引端部的第一內側段及一設置在該第一外側段與該第一內側段銜接處的第一限位面，該等第二插槽呈L形，各具有一相鄰於該滑槽且對應於第二卡掣端部的第二外側段、一連通於該第二外側段且對應於第二導引端部的第二內側段及一設置在該第二外側段與該第二內側段銜接處的第二限位面，該等第一掣子也呈L形，還各包含一設於該第一卡掣端部與該第一導引端部銜接處且相對於該等第一限位面的第一肩面，該等第二掣子也呈L形，還各包含一設於該第二卡掣端部與該第二導 引端部銜接處且相對於該等第二限位面的第二肩面。
7. 如請求項6所述的棘輪裝置，其中，該本體的第一、二外側段及該第一、二內側段均呈圓弧狀，且該等第一掣子的第一卡掣端部與該等第一外側段之間，以及該等第一導引端部與該等第一內側段之間也均以圓弧面配合，該等第二掣子的第二卡掣端部與該等第二外側段之間，以及該等第二導引端部與該等第二內側段之間也均以圓弧面配合。
8. 如請求項2所述的棘輪裝置，其中，該本體的滑槽具有一對應於該第一插槽且可供該第一壓掣面抵止定位的第一限位部及一對應於該第二插槽且可供該第二壓掣面抵止定位的第二限位部。