TWI572452B - 用於棘輪機構的彈性元件保持裝置 - Google Patents

Description

用於棘輪機構的彈性元件保持裝置

本發明一般屬於彈性元件保持機構。更特別地，本發明是用於棘輪類裝置，比如扳手，中的棘爪彈簧的保持機構。

棘輪工具，比如棘輪扳手，通常包括棘爪和棘輪機構，該棘輪機構允許扳手驅動在一個方向的相對旋轉，同時防止該驅動在相反方向的相對旋轉，以向工件施加扭矩。這些棘爪機構包括彈性偏壓棘爪，該彈性偏壓棘爪具有齒，該齒配對地接合驅動齒輪的輪齒以防止相對旋轉運動。該彈性偏壓通過彈性元件(例如，彈簧)提供，使該棘爪和驅動齒輪之間的接合有效地防止旋轉運動，從而向工件施加扭矩。

例如，當齒輪工具跌落時，或當齒輪工具施加大量的扭矩時，常規的彈性元件失效或鬆開。通常，由於該彈簧與卡箍彈簧的連接較弱，因此在使用時，彈簧從卡箍彈簧滑脫，從而發生失效。

本發明廣泛地包括這樣的結構：使彈性元件保持在合適位置以抑制該彈性元件從該棘輪工具的卡箍彈簧移開，或從該卡箍彈簧的指定 部分移開。例如，該彈性元件可以通過插入在卡箍彈簧上的管，或在卡箍彈簧自身的彎曲部或彎曲部的組合，保持在卡箍彈簧的一部分上。

本發明的實施例提供一種用於彈性元件的卡箍的屏障，使得彈性元件被限制從卡箍彈簧的指定區域移至(可能導致失效的)其它區域。這通過降低彈性元件失效的可能性創建更可靠的棘輪工具，並且在失效前通過允許該工具施加較大的負載提高棘輪工具的性能。

100‧‧‧工具

105‧‧‧把手

110‧‧‧頭部

115‧‧‧棘爪機構

120‧‧‧棘爪

125‧‧‧驅動齒輪

127‧‧‧彈性元件

130‧‧‧卡箍彈簧

135‧‧‧彎曲部

140‧‧‧延伸部

145‧‧‧凹口

150‧‧‧卡箍

155‧‧‧管

200‧‧‧工具

230‧‧‧卡箍彈簧

235‧‧‧保持部

240‧‧‧延伸部

255‧‧‧第一折疊部

260‧‧‧第二折疊部

300‧‧‧工具

330‧‧‧卡箍彈簧

335‧‧‧保持部

340‧‧‧延伸部

355‧‧‧第一折疊部

360‧‧‧第一部分

365‧‧‧第二折疊部

370‧‧‧第二部分

375‧‧‧周向部分

為了便於理解本發明，在此描述帶附圖的實施例，包括優選實施例，結合下面的說明，將會更好地理解和領會本發明、其結構和操作，以及其許多優點。

圖1為根據本發明的實施例的工具的部分剖視圖；圖2為根據本發明的另一實施例的工具的部分剖視圖；圖3為根據本發明的另一實施例的工具的部分剖視圖；圖4為沿圖3的線A-A剖開的側剖視圖。

本發明能夠有多種不同形式的實施方式，需要理解的是，附圖所示的和以下詳細描述的本發明的實施例，包括優選實施例，僅作為本發明原理的範例，而不是將本發明的範圍限制為任何特定實施例所述。在此使用的術語「本發明」不是限制本發明的範圍，而是僅為瞭解釋的目的 用於論述本發明的典型實施例。

在實施例中，本發明廣泛地包括保持機構，該保持機構限制包括棘輪機構的棘輪工具(比如棘輪扳手)的彈性元件從工具的卡箍彈簧滑落，或從卡箍彈簧的指定位置滑離。例如，該保持機構可以為插在該卡箍彈簧上的管，或在卡箍彈簧自身中的彎曲部或彎曲部的組合。已經確定，本發明的實施例限制彈性元件從其指定區域移至卡箍彈簧的其它區域(可能導致工具失效)。因此，該工具更可靠並且能夠限制彈性元件失效。

參考圖1，工具100的實施例包括把手105，該把手105可以由用戶握持，並且連接至頭部110，頭部110適於向工件，比如螺栓或螺母，施加扭矩。該頭部110可以包括棘爪機構115，該棘爪機構115具有棘爪120，棘爪120選擇性地配對地接合該驅動齒輪125，以大致允許該驅動齒輪125在第一旋轉方向上旋轉，從而允許在第一旋轉方向的棘輪作用，並大致防止該驅動齒輪在相反的第二旋轉方向上旋轉，從而在第二旋轉方向向工件傳遞扭矩。該棘爪120可以被彈性偏壓，以通過彈性元件127配對地接合驅動齒輪125，並且該彈性元件127可以通過卡箍彈簧130連接至該驅動齒輪125。該卡箍彈簧130可以包括彎曲部135和延伸部140，該延伸部140從彎曲部135向凹口延伸，或延伸至凹口中。該彈性元件127可以包括卡箍150，該卡箍150連接至卡箍彈簧130，在延伸部140處，或卡箍彈簧130的任何其它部分。限位器或管155可以連接至卡箍彈簧130在延伸部140處，或任何其它部分，並且適於限制該卡箍150滑動至或滑行至卡箍彈簧130的一部分(增加失效或棘爪120相對於驅動齒輪125的不想要的運動的可能性)。

該把手105可以是允許用戶握持工具100的任何結構。該把手105可以形成隆起，具有紋理，縮進，或可以包括單獨的柄，該柄可以幫助用戶握持工具100。如圖所示，該把手105的形狀不需要為棒狀，而是可以為球體，矩形棱柱，或任何其它形狀，並且可以是中空的、實心的，或用另外的材料填充。

該頭部110可以是能夠向工件施加任何動作，或能夠連接至向工件施加動作的任何附件(例如，適於連接至插座以向螺栓和螺母施加扭矩的驅動突耳)的任何結構。如圖所示，該頭部110包括內腔以容納工具100的內部部件，並且連接至把手105。

該棘爪機構115可以是能夠允許該驅動齒輪125在第一方向的旋轉運動，並且大致防止該驅動齒輪125在與第一方向相反的第二方向的旋轉運動的任何機構。該棘爪機構115為工具100的不同內部部件(例如棘爪120、彈性元件127、卡箍彈簧130，和彎曲部135)的組合，但部件的任何組合或任何單一的部件可以充當該棘爪機構115。

在一些實施例中，該棘爪機構115還可以包括換向桿，該換向桿適於選擇想向工件施加扭矩的方向。例如，該換向桿可以具有第一位置和第二位置，該第一位置對應第一扭轉方向，該第二位置對應與第一扭轉方向相反的第二扭轉方向。當換向桿在第一位置時，該棘爪機構115適於允許該驅動齒輪125在第一方向的旋轉運動，並且大致防止該驅動齒輪125在第二方向的旋轉運動。相反地，當該換向桿在第二位置時，該棘爪機構115適於允許該驅動齒輪125在第二方向的旋轉運動，並大致防止該驅動齒輪125在第一方向的旋轉運動。

該棘爪120可以是能夠配對地接合該驅動齒輪125並且選擇性地允許或防止該驅動齒輪125在第一和第二驅動方向的旋轉運動的任何結構。如圖所示，該棘爪120包括齒，該齒配對地接合周向地設置在該驅動齒輪125上的齒，以大致允許驅動齒輪125在第一方向旋轉並且防止該驅動齒輪125在與第一方向相反的第二方向旋轉。但是，該棘爪120不需要包括任何齒，並且可以通過摩擦力、電力、磁力，或任何其它力接合該驅動齒輪125，以防止或允許該驅動齒輪125旋轉。同樣，該棘爪120可以選擇性地執行，從而取決於用戶的需求，允許或防止該驅動齒輪125在第一和第二旋轉方向中的任何一個旋轉。例如，當驅動工件以將工件插入工作區域時，使用者可以選擇施加第一構造的棘爪120以防止驅動齒輪125在第一旋轉方向旋轉，或者，當從工作區域移除工件時，可以選擇施加第二構造的棘爪120以防止驅動齒輪125在第二旋轉方向旋轉。當該驅動齒輪125選擇性地抵抗但不大致或完全地防止旋轉時，該棘爪120還可以具有中間構造，並且如此，該棘爪120不需要限制為兩種旋轉構造。

該驅動齒輪125可以是能夠向工件施加扭矩或其它工具式操作的任何結構。如圖所示，該驅動齒輪125為齒輪扳手接納部，該齒輪扳手接納部能夠接納附件，比如插座或插座的延伸件。但是，該驅動齒輪125可以為鑽夾頭、錘，或能夠接納任何物件和/或能夠向工件或工作區域施加工具操作的任何其它區域。

該彈性元件127可以是能夠向棘爪120施加偏壓力，從而使棘爪120向該驅動齒輪125偏壓並且接合該驅動齒輪125的任何結構。如圖所示，該彈性元件127為螺旋彈簧，但該彈性元件可以為片簧、扭簧或雙 扭簧、拉簧，壓縮彈簧，錐形彈簧，或僅僅為抵著棘爪120彈性地偏壓的物件。進一步地，該彈性元件127根本不必是彈簧，甚至不必是彈性偏壓物件，並且可以為向棘爪120施加電力、磁力、機械力，或任何其它類型的力以朝驅動齒輪125偏壓棘爪120的任何物件。該彈性元件127可以以任何方式連接至棘爪120和卡箍彈簧130，或根本不連接至棘爪120或卡箍彈簧130。

該卡箍彈簧130可以是能夠接合該驅動齒輪125的結構或圍繞該驅動齒輪125的結構。如圖所示，該卡箍彈簧130圍繞該驅動齒輪125在環繞方位延伸，但該卡箍彈簧並不限於此。如圖所示，該卡箍彈簧130包括彎曲部135，該彎曲部135引向延伸部140，該延伸部140進入或穿過凹口145。該延伸部140可以進入頭部110中，或連接至凹口內或外的頭部110，或可以位於凹口145中，或者可以設置在凹口145的外部，或可以以任何其它構造執行。

該管155可以是限制或幫助限制卡箍150從優選方位滑動至或滑行至傾向於失效的方位。例如，所示的管155為圓柱體，其插入在該卡箍150和該彎曲部135之間的延伸部140上。因此，該管155限制該彈性元件127的卡箍150從該延伸部140朝該驅動齒輪125滑動或滑行，因為當該卡箍150在延伸部140上從其優選方位遷移時，該彈性元件127更可能失效或不恰當地工作。因此，由於該彈性元件127可以更好地固定在其優選方位內，該工具100更堅固且更可靠，並且可以承受跌落或施加高扭矩應用。

參考圖2，該圖展示了本發明的另外的實施例，相同的元件 由相同的附圖標記識別。例如，該工具200包括把手105、頭部110、棘爪機構115、彈性元件127、卡箍彈簧230，和凹口145，其中該棘爪機構115具有接合驅動齒輪125的棘爪120。該工具200還包括一結構以防止卡箍150由延伸部240朝驅動齒輪125穿過(在該情況更可能發生失效或不良的性能)。該工具200包括保持部235，該保持部235使卡箍150保持在延伸部240上的合適位置或在另外的優選方位。如圖1所示，該保持部235可以包括對靠近彎曲部135的卡箍彈簧230的修正。具體地，該保持部235可以包括第一折疊部255和第二折疊部260，第一折疊部255和第二折疊部260有效地阻擋卡箍150從該延伸部240朝卡箍彈簧230的其它區域(例如，靠近驅動齒輪的區域)移動。該第一折疊部255和第二折疊部260通過使卡箍150需要圍繞卡箍彈簧230且以難以導引的蜿蜒方式行進附加長度，從而提供了屏障。在實踐中，該卡箍150不太可能接收所需的力和方向以行進該附加長度並且穿過蜿蜒的保持部235，使得保持部235成為限制該卡箍150的運動的有效措施。

在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，該第一折疊部255和第二折疊部260可以在任何方向延伸，可以實施任何數量的折疊部。該保持部235的目的僅在於修正卡箍彈簧130自身，而非提供次級物件以使卡箍150保持在合適位置，但可以實施附加物件以結合保持部235執行該特徵。另外，如圖所示，該保持部235可以在用於附加的阻擋設置的第一折疊部255和第二折疊部260的交點處接觸，但這樣的結構不是必須的。

參考圖3和4，該圖展示了本發明的另外的實施例，並且相同的元件以相同的附圖標記展示。例如，該工具300包括把手105、頭部110、 棘爪機構115、彈性元件127、卡箍彈簧330和凹口145，其中該棘爪機構具有接合驅動齒輪125的棘爪120。如圖所示，該工具300包括保持部335，該保持部335可以為對卡箍彈簧330自身的修正，而非連接至卡箍彈簧的單獨物件，如管155。如圖4所示，在實施例中，保持部335可以包括第一折疊部355，該第一折疊部355允許保持部335具有第一部分360，該第一部分360在相對於驅動齒輪125的大致軸向方向延伸。術語「大致軸向」並非意圖將第一部分360的方向限制為絕對筆直或軸向構造，而是意圖展示第一部分360不是完全在繞驅動齒輪125的徑向方向上延伸，例如，在一些實施例中，卡箍彈簧330的其它部分可以延伸。

該保持部335還可以包括第二折疊部365，該第二折疊部365從第一部分360朝第二部分370延伸，使得第二部分370可以與第一部分360成一定角度延伸。與圖2的保持部235相同，該保持部335可設計成對卡箍彈簧330自身的修正，從而限制該卡箍150行進至有問題的構造，在該有問題的構造中，更可能發生失效或不良的性能。如圖4所示，該卡箍彈簧330可以包括延伸部340，該延伸部340可以連接至彈性元件127並且在部分圍繞卡箍彈簧330的周向方向延伸。接著，該保持部335的第二部分370可以朝卡箍彈簧330的周向部分375延伸，該周向部分375在圍繞或部分圍繞驅動齒輪125的周向路徑上延續。在一些實施例中，如圖所示，該周向部分375可以沿驅動齒輪125的軸心周向地延伸，並且可以與延伸部340對準，但是，偏離該設置的結構也在本發明的範圍內。

在此論述的各種實施例的棘爪120允許驅動齒輪125在一個旋轉方向旋轉，並且大致防止該驅動齒輪125在與第一方向相反的第二方 向旋轉。術語「大致」意為說明普通技術人員會意識到，沒有棘爪可以完全防止驅動齒輪旋轉，並且在某一時刻會發生失效和滑動。類似地，普通技術人員會意識到，驅動齒輪可能遇到摩擦或其它這樣的旋轉阻力，並且棘爪不能完全防止任何這樣的阻力以便完全允許該驅動齒輪旋轉。因此，在此使用的術語「大致」用於說明這樣的不可避免的現實。

在此公開的工具100、200和300可以為棘輪扳手。但是，該工具100、200和300可以為任何工具或物件，比如棘輪扳手、衝擊扳手、電鑽、扭矩扳手，或任何其它工具。

在此使用的術語「連接」不是必然限定為直接的物理連接，而是可以包括直接或間接的機械、電力、磁場或其它類型的連接。

上述說明以及附圖僅為示例，並非限制本發明。雖然展示和/或描述了具體的實施例，對於本領域技術人員來說，在不偏離本申請的廣泛面的情況下可做出修改和改善。基於現有技術，以恰當的觀點來看，本發明的實際保護範圍限定在以下申請專利範圍中。

100‧‧‧工具

105‧‧‧把手

110‧‧‧頭部

115‧‧‧棘爪機構

120‧‧‧棘爪

125‧‧‧驅動齒輪

127‧‧‧彈性元件

130‧‧‧卡箍彈簧

135‧‧‧彎曲部

140‧‧‧延伸部

145‧‧‧凹口

150‧‧‧卡箍

155‧‧‧管

Claims (19)

1. 一種棘輪工具，其具有適於向工件施加扭矩的頭部，和設置在該頭部中的驅動齒輪和棘爪，其中該棘爪適於配對地接合該驅動齒輪以允許該驅動齒輪在第一旋轉方向上相對於該頭部旋轉，並且防止該驅動齒輪在第二旋轉方向上相對於該頭部旋轉，從而向工件施加扭矩，該工具包括：卡箍彈簧，其設置在該驅動齒輪上，並至少部分地圍繞該驅動齒輪延伸；彈性元件，其連接該至卡箍彈簧並適於將該棘爪偏壓為與該驅動齒輪配對地接合；以及限位器，其設置在該卡箍彈簧上，並適於限制該彈性元件在朝該驅動齒輪的方向上滑動。
2. 如請求項1所述的棘輪工具，其中，該彈性元件包括卡箍，該卡箍連接至該卡箍彈簧。
3. 如請求項1所述的棘輪工具，其中，該卡箍彈簧包括彎曲部和延伸部，該延伸部從該彎曲部延伸，並且該限位器設置在該延伸部上。
4. 如請求項3所述的棘輪工具，其中，該頭部包括凹口，並且該延伸部延伸至該凹口中。
5. 如請求項3所述的棘輪工具，其中，該限位器設置在介於該彈性元件和該彎曲部之間的該卡箍彈簧上。
6. 如請求項1所述的棘輪工具，其中，該限位器為圓柱體，並設置在介於該彈性元件和驅動齒輪之間的該卡箍彈簧上。
7. 如請求項1所述的棘輪工具，其中，該工具為棘輪扳手。
8. 一種棘輪工具，包括： 頭部，該頭部適於向工件施加扭矩；驅動齒輪，該驅動齒輪設置在該頭部；棘爪，該棘爪設置在頭部並且適於接合該驅動齒輪，以允許該驅動齒輪在第一旋轉方向上相對於該頭部旋轉，並且防止該驅動齒輪在相反的第二旋轉方向上相對於該頭部旋轉，從而向該工件施加扭矩；卡箍彈簧，該卡箍彈簧設置在該驅動齒輪上，並且至少部分地圍繞該驅動齒輪延伸，該卡箍彈簧包括保持部；以及彈性元件，該彈性元件設置在該頭部並且連接至該卡箍彈簧，該彈性元件適於將該棘爪偏壓為與該驅動齒輪配對地接合；其中，該保持部適於限制該彈性元件在朝該驅動齒輪的方向上滑動。
9. 如請求項8所述的棘輪工具，其中，該彈性元件包括卡箍，該卡箍連接至該卡箍彈簧。
10. 如請求項8所述的棘輪工具，其中，該保持部包括第一和第二折疊部，並且該卡箍彈簧包括從該第二折疊部延伸的延伸部。
11. 如請求項10所述的棘輪工具，其中，該保持部設置在該彈性元件和該驅動齒輪之間。
12. 如請求項10所述的棘輪工具，其中，該頭部包括凹口，並且該延伸部延伸至該凹口中。
13. 如請求項8所述的棘輪工具，其中，該保持部包括第一折疊部，該第一折疊部形成第一部分，該第一部分在相對於該驅動齒輪的大致軸向方向上延伸。
14. 如請求項13所述的棘輪工具，其中，該保持部包括第二折疊部，該第 二折疊部從該第一部分延伸並且形成第二部分，該第二部分以相對於該第一部分成一定角度地延伸。
15. 如請求項14所述的棘輪工具，其中，該保持部設置在該彈性元件和該驅動齒輪之間。
16. 如請求項14所述的棘輪工具，其中，該卡箍彈簧包括周向部分，該周向部分從該第二部分延伸並且在至少部分地圍繞該驅動齒輪的周向路徑上延續。
17. 如請求項10所述的棘輪工具，其中，該卡箍彈簧包括延伸部，並且該頭部包括凹口，該延伸部延伸至該凹口中。
18. 如請求項17所述的棘輪工具，其中，該彈性元件連接至該延伸部。
19. 如請求項8所述的棘輪工具，其中，該棘爪包括齒，該齒適於配對地接合該驅動齒輪。