TWI604151B - Universal joint structure - Google Patents

Description

萬向接頭結構

本發明尤指其提一種可確保母座及工具套件之耐用性，並可使工具套件平順的擺轉作動，以提升掣動扭力及轉向順暢度之萬向接頭結構。

按，為了因應驅動工具(如氣動工具、扳手工具、起子握柄等)於不同場合搭配不同型態的操作工具(如套筒、起子頭等)使用，工具轉接頭即被廣泛的應用，為了使工具轉接頭可更廣泛應用於不易操作之空間，工具轉接頭即有萬向調整的設計。

請參閱第1圖所示，係為習知之萬向接頭，其主要包含有母座10、工具套件11、插銷12及套環13；該母座10之下端係設有可供套接驅動工具之套合部101，上端則設有容置部102，該容置部102內裝設有彈簧103，且於外部開設有相對且貫通至該容置部102之二穿孔104；該工具套件11之一端設有可置入母座10之容置部102內的球頭111，另端則設有可供套接套筒工具之驅動部112，另該球頭111於對應母座10之二穿孔103處開設有外大內小之穿槽113，並以一插銷12穿伸母座10之二穿孔104及工具套件11之穿槽113，而使工具套件11之球頭111限位於母座10之容置部102內，該工具套件11之球頭111即可沿著插銷12樞轉，使工具套件11可於第一方向進行擺轉，而工具套件11之穿槽113則提供球頭111沿著插銷12於第二方向樞轉之擺轉空間，使工 具套件11之球頭111可於第二方向進行擺轉，並藉由該球頭111於第一、二方向之擺轉補償，使工具套件11可作萬向之轉向作動；另於母座10之外部再套置固定套環13，以供定位插銷12；而於進行拆裝作業時，該工具套件11係利用球頭111裝設於母座10之容置部102內，其雖使母座10與工具套件11可平順轉向作動，然而，當該母座10藉由該插銷12卡掣傳動工具套件11旋轉時，由於當母座10之掣動扭力同時施加於插銷12二端，極易造成該插銷12斷裂損壞，進而降低萬向接頭的掣動扭力。

請參閱第2、3、4圖所示，其係為台灣公告的M357344號『二段式工具接頭』專利案，該工具接頭20包含有作業頭21、支撐桿22及限位結構，該作業頭21之一端係可連接驅動工具，另端則設有容置槽211，並於該容置槽211之側壁設有複數個具凸弧接觸面之凸緣212，該支撐桿22之一端設有可置入作業頭21之容置槽211內的多角球形頭221，該多角球形頭221具有分別與該容置槽211之各凸緣212的凸弧接觸面接觸之複數個側邊，該支撐桿22之另端則設有供套接其他工具之驅動部222，另於該作業頭21之容置槽211內設有一可為C型扣23之限位結構，以限位該支撐桿22之多角球形頭221，而於進行拆裝作業時，其係以該作業頭21之各凸緣212的凸弧接觸面卡掣該支撐桿22之多角球形頭221，而卡掣傳動支撐桿22旋轉，並可利用該支撐桿22之多角球形頭221為樞點作萬向之轉向作動，以便進行拆裝作業；惟，該工具接頭20於使用上仍有如下之缺弊：

1．該作業頭21係利用各凸緣212卡掣支撐桿22之多角球形頭221，以卡掣傳動支撐桿22旋轉，由於該作業頭21 之各凸緣212的凸出厚度係受到支撐桿22之多角球形頭221各側邊的限制，使該作業頭21之各凸緣212僅能以微小的凸出厚度T與該支撐桿22之多角球形頭221相互卡掣，其不僅降低掣動的扭力值，且於使用一段時間後，該支撐桿22之多角球形頭221極易使該作業頭21之各凸緣212產生刮損圓化的情況，而使得該作業頭21之各凸緣212無法卡掣傳動支撐桿22之多角球形頭221，進而降低使用壽命。

2．該作業頭21之各凸緣212的凸弧接觸面係接觸於該支撐桿22之多角球形頭221各側邊，因此，當作業頭21與支撐桿22轉向作動時，該作業頭21之各凸緣212的凸弧接觸面將直接與該支撐桿22之多角球形頭221各側邊相互摩擦，而使得作業頭21與支撐桿22無法順暢的轉向作動。

有鑑於此，本發明人遂以其多年從事相關行業的研發與製作經驗，針對目前所面臨之問題深入研究，經過長期努力之研究與試作，終究研創出一種萬向接頭結構，以有效改善先前技術之缺點，此即為本發明之設計宗旨。

本發明之目的一，係提供一種萬向接頭結構，其主要包括有母座及工具套件，該母座之一端係設有套合部，另端則設有容置部，並於該容置部之內環面上開設有至少二為軸向延伸之卡槽，該工具套件之一端係設有可置入母座之容置部內的球頭，另端則設有驅動部，另該球頭於對應母座之各卡槽處分別開設有容槽，以分別裝設與母座之各卡槽相互卡掣傳動之珠體，使該各珠體可隨著工具套件之球頭的樞轉作動而分別於母座之各卡槽內滾動位移；藉此，利用母座之卡槽與工具套件之珠體的卡掣傳動方式，其不僅 可增加相互卡掣的厚度，並可防止工具套件之珠體刮損圓化母座之卡槽，進而達到提升掣動扭力以及確保母座及工具套件使用壽命之實用效益。

本發明之目的二，係提供一種萬向接頭結構，其係於母座之容置部的內環面上開設有至少二為軸向延伸之卡槽，該工具套件之一端則設有可置入母座之容置部內的球頭，該球頭並於對應母座之各卡槽處分別開設有容槽，以分別裝設與母座之各卡槽相互卡掣傳動之珠體，使該各珠體可隨著工具套件之球頭的樞轉作動而分別於母座之各卡槽內滾動位移，而利用工具套件之珠體與母座之卡槽的滾動接觸方式，即可使工具套件平順的擺轉作動，進而達到提升轉向順暢度之實用效益。

習知部份：

10‧‧‧母座

101‧‧‧套合部

102‧‧‧容置部

103‧‧‧彈簧

104‧‧‧穿孔

11‧‧‧工具套件

111‧‧‧球頭

112‧‧‧驅動部

113‧‧‧穿槽

12‧‧‧插銷

13‧‧‧套環

20‧‧‧工具接頭

21‧‧‧作業頭

211‧‧‧容置槽

212‧‧‧凸緣

22‧‧‧支撐桿

221‧‧‧多角球形頭

222‧‧‧驅動部

23‧‧‧C型扣

T‧‧‧凸出厚度

本發明部份：

30‧‧‧母座

301‧‧‧套合部

302‧‧‧容置部

303‧‧‧卡槽

304‧‧‧彈性件

305‧‧‧環槽

31‧‧‧工具套件

311‧‧‧球頭

312‧‧‧驅動部

313‧‧‧容槽

314‧‧‧珠體

32‧‧‧限位元件

40‧‧‧驅動工具

50‧‧‧套筒

60‧‧‧母座

601‧‧‧套合部

602‧‧‧容置部

603‧‧‧卡槽

604‧‧‧彈性件

605‧‧‧環槽

61‧‧‧工具套件

611‧‧‧球頭

612‧‧‧驅動部

613‧‧‧容槽

614‧‧‧珠體

62‧‧‧限位元件

第1圖：習知萬向接頭之使用示意圖。

第2圖：係台灣公告的M357344號專利案之零件分解示意圖。

第3圖：係台灣公告的M357344號專利案之使用示意圖。

第4圖：係台灣公告的M357344號專利案之局部剖面示意圖。

第5圖：本發明第一實施例之零件分解示意圖。

第6圖：本發明第一實施例之組合外觀示意圖。

第7圖：本發明第一實施例之組合剖面示意圖。

第8圖：係第7圖之A-A剖面示意圖。

第9圖：本發明第一實施例作第一方向擺轉作動之示意圖。

第10圖：本發明第一實施例作第二方向擺轉作動之示意圖。

第11圖：本發明第一實施例之使用示意圖。

第12圖：本發明第二實施例之零件分解示意圖。

第13圖：本發明第二實施例之組合外觀示意圖。

第14圖：本發明第二實施例之組合剖面示意圖。

第15圖：係第14圖之B-B剖面示意圖。

第16圖：本發明第二實施例作萬向角度擺轉作動之示意圖。

第17圖：本發明第二實施例之使用示意圖。

為使 貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉較佳實施例並配合圖式，詳述如后：請參閱第5~8圖所示，本發明第一實施例之萬向接頭結構係包括有母座30、工具套件31及限位元件32；該母座30係於一端設有套合部301，以供套接氣動工具、扳手工具等驅動工具，於本實施例中，該母座30之套合部301係為一四角孔；於該母座30之另端設有容置部302，並於該容置部302之內環面設有至少二為軸向延伸之卡槽303，於本實施例中，該母座30係於容置部202之內環面的相對向位置佈設有二個為軸向延伸且呈凹弧狀之卡槽303，該容置部202內並裝設有一可為彈簧之彈性件304；該工具套件31之一端係設有球頭311，該球頭311係可置入母座30之容置部302內，並使母座30之容置部302內的彈性件304可往外頂推該工具套件31之球頭311，於該工具套件31之另端則設有驅動部312，於本實施例中，該工具套件31之驅動部312係為一四角柱，以供裝配套筒等操作工具；另該工具套件31之球頭311係於對應母座30之各卡槽303處分別開設有相對向設置之容槽313，以分別裝設呈圓球狀之珠體314，並使該珠體314與母座30之各卡槽303相互卡掣傳動，以及使該各珠體314可隨著工具套件31的擺轉作動而分別於母座30之各卡槽303內滾動位移，於本實施例中，該工具套件31之球頭311的各容槽313係對 應各珠體314形狀而呈內凹球面狀，以分別套合各珠體314之一側球面，並使各珠體314之另一側球面分別凸伸於母座30之各卡槽303內，而與母座30之各卡槽303相互卡掣傳動；另於母座30之容置部302內裝設限位元件32，使該工具套件31之球頭311限位於母座30之容置部302內，於本實施例中，該母座30之容置部302的內環面係於對應工具套件31之球頭311內側球面處開設有環槽305，以供裝設可為C型扣環之限位元件32，當彈性件304往外頂推該工具套件31之球頭311時，以該限位元件32擋止該球頭311上之各珠體314，而使該工具套件31之球頭311限位於母座30之容置部302內。

請再參閱第7圖所示，本發明第一實施例係利用工具套件31之球頭311上的各珠體314分別凸伸於母座30之各卡槽303內，以分別與母座30之各卡槽303相互卡掣傳動，而可增加相互卡掣的厚度，且由於該各珠體314係呈圓球狀，而以呈凹弧狀之各卡槽303與各珠體314之球面相互接觸卡掣，因此，當母座30之各卡槽303的掣動扭力施加於各珠體314上時，其不僅可大幅增加掣動扭力，並可防止各珠體314刮損圓化母座30之各卡槽303，以確保母座30及工具套件31之耐用性，進而可提升掣動扭力及使用壽命。

請參閱第9圖所示，本發明第一實施例工具套件31之球頭311係可易於母座30之容置部302內樞轉，當工具套件31之球頭311以二珠體314為軸心作第一方向的擺轉作動時，其係利用二珠體314與母座30之二卡槽303的滾動接觸方式，而有效降低與各卡槽303的摩擦力，即可使工具套件31平順的作第一方向的擺轉作動，進而提升擺轉的順暢度。

請參閱第10圖所示，本發明第一實施例當工具套件31之球頭311以二珠體314沿著二卡槽303作第二方向的擺轉作動時，相同的可利用二珠體314與母座30之二卡槽303的滾動接觸方式，而有效降低與各卡槽303的摩擦力，而使工具套件31平順的作第二方向的擺轉作動，進而提升擺轉的順暢度。

請參閱第11圖所示，本發明第一實施例於使用時，其係於母座30之套合部301套接一驅動工具40，該工具套件31之驅動部312則套接一套筒50；由於該二珠體314係於母座30之卡槽303內滾動位移，使工具套件31可易於擺轉作動，且當驅動工具40驅動轉動母座30轉動時，該母座30即利用二卡槽303卡掣傳動工具套件31之二珠體314，使工具套件31轉動，進而以工具套件31之驅動部312帶動套筒50旋轉，即可利於狹小的空間內進行拆裝作業。

本發明第二實施例與第一實施例之差異僅在於卡槽與珠體配置的數量。請參閱第12~15圖所示，本發明第二實施例之萬向接頭結構係包括有母座60、工具套件61及限位元件62；該母座60係於一端設有套合部601，以供套接氣動工具、扳手工具等驅動工具，於本實施例中，該母座60之套合部601係為一四角孔；於該母座60之另端設有容置部602，並於該容置部602之內環面設有六個為軸向延伸之卡槽603，於本實施例中，該母座60係於容置部602之內環面等分佈設有六個為軸向延伸且呈凹弧狀之卡槽603，該容置部602內並裝設有一可為彈簧之彈性件604；該工具套件61之一端係設有球頭611，該球頭611係可置入母座60之容置部602內，並使母座60之容置部602內的彈性件604可往外頂推該工具套件61之球頭611，於該工具套件61之另端則設有驅動部612，於 本實施例中，該工具套件61之驅動部612係為一四角柱，以供裝配套筒等操作工具；另該工具套件61之球頭611係於對應母座60之卡槽603處分別開設有等分設置之六個容槽613，以分別裝設六個呈圓球狀之珠體614，並使該六個珠體614與母座60之各卡槽603相互卡掣傳動，為了使六個珠體614在球頭611擺轉作動時，可分別於卡槽603內橫向移動，而不會產生彼此干涉的問題，該母座60之各卡槽603係較大於珠體614的外徑，以提供各珠體614擺轉作動所需的橫移間隙，而使該各珠體614可隨著工具套件61的擺轉作動而分別於母座60之各卡槽603內滾動位移，於本實施例中，該工具套件61之球頭611的各容槽613係對應各珠體614形狀而呈內凹球面狀，以分別套合各珠體614之一側球面，並使各珠體614之另一側球面分別凸伸於母座60之各卡槽603內，而與母座60之各卡槽603相互卡掣傳動；另於母座60之容置部602內裝設限位元件62，使該工具套件61之球頭611限位於母座60之容置部602內，於本實施例中，該母座60之容置部602的內環面係於對應工具套件61之球頭611內側球面處開設有環槽605，以供裝設可為C型扣環之限位元件62，當彈性件604往外頂推該工具套件61之球頭611時，以該限位元件62擋止該球頭611上之各珠體614，而使該工具套件61之球頭611限位於母座60之容置部602內。

請再參閱第14圖所示，本發明第二實施例相同的利用工具套件61之球頭611上的各珠體614分別凸伸於母座60之各卡槽603內，以分別與母座60之各卡槽603相互卡掣傳動，而可增加相互卡掣的厚度，且由於該各珠體614係呈圓球狀，而以呈凹弧狀之各卡槽603與各珠體614之球面相互接觸 卡掣，因此，當母座60之各卡槽603的掣動扭力施加於各珠體614上時，其不僅可大幅增加掣動扭力，並可防止各珠體614刮損圓化母座60之各卡槽603，以確保母座60及工具套件61之耐用性，進而可提升掣動扭力及使用壽命。

請參閱第16圖所示，本發明第二實施例除了相同於第9、10圖所示可作第一方向及第二方向的擺轉作動外，由於在母座60之內環面佈設有六個卡槽603，以及於球頭611上設有六個對應之珠體614，且六個卡槽603提供珠體614消除干涉所需的橫移間隙，因此工具套件61即可在母座60之容置部602內作萬向角度之擺轉作動，且利用各珠體614與母座60之各卡槽603的滾動接觸方式，而有效降低與各卡槽603的摩擦力，即可使工具套件61平順的作萬向角度的擺轉作動，進而提升擺轉的順暢度。

請參閱第17圖所示，本發明第二實施例於使用時，其係於母座60之套合部601套接一驅動工具40，該工具套件61之驅動部612則套接一套筒50；由於該各珠體614係於母座60之各卡槽603內滾動位移，使工具套件61可易於擺轉作動，且當驅動工具40驅動轉動母座60轉動時，該母座60即利用各卡槽603卡掣傳動工具套件61之各珠體614，使工具套件61轉動，進而以工具套件61之驅動部612帶動套筒50旋轉，即可利於狹小的空間內進行拆裝作業。

據此，本發明實為一深具實用性及進步性之設計，然未見有相同之產品及刊物公開，從而允符發明專利申請要件，爰依法提出申請。

30‧‧‧母座

301‧‧‧套合部

302‧‧‧容置部

303‧‧‧卡槽

304‧‧‧彈性件

305‧‧‧環槽

31‧‧‧工具套件

311‧‧‧球頭

312‧‧‧驅動部

313‧‧‧容槽

314‧‧‧珠體

32‧‧‧限位元件

Claims (8)

1. 一種萬向轉接頭結構，其係包含有：母座：係於一端設有套合部，另端則設有容置部，並於該容置部之內環面設有至少二為軸向延伸且呈凹弧狀之卡槽；工具套件：係於一端設有置入該母座之容置部內的球頭，另端則設有驅動部，該球頭係於對應該母座之各卡槽處分別設有容槽，以分別裝設與該母座之各卡槽相互卡掣傳動之珠體，並使該各珠體於該母座之各卡槽內擺轉作動，該各容槽係對應該各珠體形狀而呈內凹球面狀，以分別套合該各珠體之一側球面；限位元件：係裝設於該母座之容置部，使該工具套件之球頭限位於該母座之容置部內。
2. 依申請專利範圍第1項所述之萬向轉接頭結構，其中，該母座之套合部係為一四角孔。
3. 依申請專利範圍第1項所述之萬向轉接頭結構，其中，該母座之容置部內部係裝設有彈性件，以頂推該工具套件之球頭。
4. 依申請專利範圍第1項所述之萬向轉接頭結構，其中，該母座係於該容置部之內環面的相對向位置佈設有二個卡槽，該工具套件之球頭則於對應該母座之二個卡槽處裝設有二個珠體。
5. 依申請專利範圍第1項所述之萬向轉接頭結構，其中，該母座係於該容置部之內環面等分佈設有六個卡槽，該工具套件之球頭則於對應該母座之六個卡槽處裝設有六個珠體。
6. 依申請專利範圍第5項所述之萬向轉接頭結構，其中，該母座之六個卡槽係較大於該六個珠體的外徑，以提供該六個珠體擺轉作動所需的橫移間隙。
7. 依申請專利範圍第1項所述之萬向轉接頭結構，其中，該母座之容置部的內環面係於對應該工具套件之球頭內側球面處開設有環槽，以供裝設該限位元件，並以該限位元件擋止該球頭上之各珠體，使該工具套件之球頭限位於該母座之容置部內。
8. 依申請專利範圍第7項所述之萬向轉接頭結構，其中，該限位元件係為一C型扣環。