TWI613045B - 棘輪扳手和棘爪機構 - Google Patents

Description

棘輪扳手和棘爪機構

本發明屬於一種棘爪機構。具體地，本發明是關於一種棘爪機構，其能夠減少由於過度壓縮導致的棘爪彈簧損壞的風險。

棘爪機構是棘輪扳手的普通元件。棘爪機構可包括棘爪，該棘爪抓緊驅動齒輪，以選擇性地允許驅動齒輪在第一轉動方向上旋轉，但大致地防止了該驅動齒輪在與第一轉動方向相反的第二轉動方向上的相對旋轉，以對工件施加力矩。類似地，該棘爪可選擇性地設置為允許在第二轉動方向上的旋轉，同時大致防止該驅動齒輪在第一轉動方向上的相對旋轉，以對工件在相反方向上施加力矩。該棘爪機構可包括一對棘爪。使得棘輪扳手的用戶可利用一個轉向桿來選擇兩個轉動方向的其中之一，並通過在選擇的方向上轉動該棘輪扳手來插入或拆卸工件。例如，參考圖4和5，該棘爪機構400可包括通過棘爪彈簧406分開的第一棘爪402和第二棘爪404。該第一棘爪402和第二棘爪404可分別地包括第一柱408和第二柱410，它們可通過轉向桿(未圖示)被抓緊。該第一棘爪402和第二棘爪404還可分別地包括第一內表面412和第二內表面414。

許多的時候，當工件被拆掉時，工件到達其與更早的拆卸過程相比時需要更少力矩的點，並從工作表面「掙脫」。例如，當螺栓最初從 螺母或接納螺紋處鬆弛時，必須施加一定量的力矩來先鬆開螺栓。一旦該螺栓和螺母最初地鬆開時，一般繼續拆卸螺栓所需的力矩較小。在這種情況下，施加於工件的力矩的量快速的下降，且第一棘爪402可從驅動齒輪處脫離，並撞擊到第二棘爪404(反之亦然)。當發生這種情況時，第一內表面412可朝著第二內表面414推動，並基本將棘爪彈簧406壓縮至損壞彈簧的點。有時，第一棘爪402朝著第二棘爪404的移動可使得棘爪彈簧406「變固體」，或者過度壓縮到棘爪彈簧406觸碰到線圈以及額外的壓縮力不會壓縮棘爪彈簧406的點。過度壓縮可損壞棘爪彈簧406，減少棘輪扳手的耐用性，並限制在棘輪扳手使用壽命中的性能。

本發明廣義地屬於一種棘爪機構，其防止或減少了棘爪彈簧過度壓縮的可能性。該棘爪機構可包括減震器，其設置於接近該第一和第二棘爪的內表面處，使得該減震器在棘爪相互接觸的時候間隔該內表面，以此減少施加於棘爪彈簧的壓縮量。該棘爪彈簧還可插入棘爪中的腔內，防止棘爪彈簧的額外壓縮，並減少棘爪彈簧被過度壓縮的可能性。

例如，本發明包含棘爪機構，該棘爪機構包括具有第一齒的第一棘爪，該第一棘爪還包括接近該第一齒的第一側，與該第一側相反的第二側，以及連接該第一和第二側的第三側。該機構還可包括具有第二齒的第二棘爪，該第二棘爪還包括接近該第一齒的第一側，與該第一側相反的第二側，與連接該第一和第二側的第三側。棘爪彈簧可將該第一和第二棘爪分開。該第一棘爪包括第一減震器，其接近該第一棘爪的第二側，並 從該第一棘爪的第三側延伸，以創建在第一棘爪內的第一凹入部。

本發明還公開了一種工具，該工具包括驅動齒輪，該驅動齒輪適於將力矩施加於工件；轉向桿，該轉向桿適於選擇驅動齒輪的旋轉驅動方向，以及棘爪機構，該棘爪機構適於與驅動齒輪接合，以實現由轉向桿選擇驅動方向。該棘爪機構可包括第一棘爪，該第一棘爪具有第一齒以及還包括接近於該第一齒的第一側，與該第一側相反的第二側，以及連接該第一側和第二側的第三側。該機構還包括第二棘爪，該第二棘爪具有第二齒以及還包括接近於該第一齒的第一側，與該第一側相反的第二側，以連接該第一側和第二側的第三側。該棘爪彈簧可將該第一和第二棘爪分來。該第一棘爪包括第一減震器，該第一減震器設置於接近該第一棘爪的第二側處，並從該第一棘爪的第三側處延伸，以創建在第一棘爪內的凹入部。

100‧‧‧工具

102‧‧‧棘爪機構

104‧‧‧第一棘爪

104a‧‧‧第一側

104b‧‧‧第二側

104c‧‧‧側表面

106‧‧‧第二棘爪

106a‧‧‧第一側

106b‧‧‧第二側

106c‧‧‧側表面

108‧‧‧棘爪彈簧

110‧‧‧第一柱

112‧‧‧第二柱

114‧‧‧轉向桿

116‧‧‧第一谷

118‧‧‧第二谷

120‧‧‧第一齒

122‧‧‧第二齒

124‧‧‧驅動齒輪

126‧‧‧接納部分

128‧‧‧頭部

130‧‧‧把手

132‧‧‧減震器

134‧‧‧腔

136‧‧‧凹入部

400‧‧‧棘爪機構

402‧‧‧第一棘爪

404‧‧‧第二棘爪

406‧‧‧棘爪彈簧

408‧‧‧第一柱

410‧‧‧第二柱

412‧‧‧第一內表面

414‧‧‧第二內表面

為了促進對本發明所要保護的主題的理解，現附有一些結合的附圖實施例，當與以下說明相結合時，本發明所要保護的主題，其結構和操作以及許多的優點都易於理解和明白。

圖1為根據本發明實施例的棘輪扳手的俯視圖；圖2為根據本發明實施例的棘爪機構的俯視圖；圖3為圖2所示的棘爪機構的前透視圖；圖4為根據本發明實施例的現有技術棘爪機構的俯視圖；以及圖5是圖4中現有技術的棘爪機構的前透視圖。

雖然本發明容許很多不同形式的實施例，如附圖所示，並在此詳細說明了一些，但是本發明所公開的內容應當作為本發明原理的例證，而並非作為限制本發明的廣義方面。如在此所述，術語「本發明」並非用於限制所要保護的發明的範圍，並相反地，該術語用於討論僅用於解釋目的的本發明的示例性實施例。

本發明廣義地包括棘爪機構，該棘爪機構防止或減少了棘爪彈簧處於過度壓縮的幾率。例如，該棘爪機構可包括相互反向的第一和第二棘爪。減震器可位於接近第一和第二棘爪的內表面，並當該棘爪相互接觸時使該內表面隔開。該隔開限制了施加至棘爪彈簧的壓縮量，並減少了處於過度壓縮的棘爪彈簧的幾率。該棘爪機構還可包括該彈簧可插入的腔，還防止了棘爪彈簧的額外壓縮，並減少了棘爪彈簧處於過度壓縮的可能性。

參考附圖1，本發明可合併到工具100中，例如棘輪扳手。該工具100可包括棘爪機構102，該棘爪機構具有第一棘爪104和第二棘爪106，它們通過棘爪彈簧108分開。該第一棘爪104可包括背對棘爪齒的第一側104a，以及與該接近於棘爪齒的第一側104a相反的第二側104b。類似地，該第二棘爪106可包括背對該棘爪齒的第一側106a，以及與接近棘爪齒的該第一側106a相反的第二側106b。該第一棘爪104和第二棘爪106還可分別地包括側表面104c，106c，它們相互面對並通過棘爪彈簧108而分開。

該第一棘爪104和第二棘爪106可分別包括第一柱110和第 二柱112，它們可與轉向桿114相接合。例如，第一棘爪104和第二棘爪106可分別包括第一谷116和第二谷118，其允許了轉向桿114的間隙，以將第一柱110和第二柱112接合，並選擇工具100的驅動方向。該第一棘爪104和第二棘爪106可分別包括第一齒120和第二齒122，它們與工具100的驅動齒輪124接合。例如，該轉向桿114選擇性地與第一柱110和第二柱112接合，以將第一棘爪104和第二棘爪106旋轉到與驅動齒輪124進行接合。用戶可隨後轉動工具100並引起驅動齒輪124以理想的旋轉方向來施加力矩至工件。例如，該驅動齒輪124可通過與管套或其它附件的接合的結構來與接納部分126連接，這正如本領域所知曉的。上述元件可位於頭部128，並可與工具100的把手130連接。

在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，該棘爪彈簧108可為任何彈性部件。在一個實施例中，該棘爪彈簧108為線圈彈簧，但棘爪彈簧108可為彈簧片，扭曲或雙扭曲彈簧，拉伸彈簧，壓縮彈簧，錐形彈簧，或僅為以一種或另一種方式彈性偏壓的物體。此外，該棘爪彈簧108完全不需要為彈簧，或甚至彈性偏壓物體，而是可為任何引起第一棘爪104和第二棘爪106相互遠離偏壓的物體。棘爪彈簧108的其它實施例，包括完全沒有棘爪彈簧108，可在不偏離本發明的精神和領域的情況下進行實施。

參考圖2和3，棘爪機構102可包括減震器132和腔134，該腔設置於第一棘爪104或第二棘爪106的中的一個或兩個內。儘管圖2和3展示了僅在第二棘爪106中的減震器132和腔134，但是應該理解棘爪104，106可包括各自的減震器132和腔134，以防止或減少棘爪彈簧108 過度壓縮的幾率。

如圖所示，該減震器132可內部地相對於第二棘爪106的側表面106c延伸至第二棘爪106處。這創建了第二棘爪106中的凹入部136，且類似的凹入部可存在於第一棘爪104中。當工具100在使用時，減震器132可與第一棘爪104內的對應減震器接觸，且在第一和第二棘爪中的凹入部可創建空間，其用於棘爪彈簧108移動，而不會引起棘爪彈簧108的過度壓縮。將圖4中的傳統棘爪機構400與圖1-3中的本發明的棘爪機構相比，該傳統棘爪機構400沒有包括這種凹入部136，並相應地在第一棘爪402和第二棘爪404朝著彼此移動時對棘爪彈簧406施加更直接的壓縮力。然而，本發明的棘爪機構102允許了棘爪彈簧108進入凹入部136的移動，以避免了直接的壓縮力，並減少了該棘爪彈簧108處於多度壓縮的幾率。

儘管僅在棘爪104,106的第一側104a，106a處展示，該減震器132可位於凹入部134的整個週邊附近，以進一步防止棘爪彈簧108的過度壓縮。一般地，每個棘爪104,106朝向彼此地轉動，使得棘爪104,106的第一側104a，106a相互接觸，而不是使第二側104b，106b接觸。然而，在不偏離本發明精神和範圍的前提下，該棘爪機構102可以包括位於任何位置的減震器132，例如在第二側104b，106b處。

該棘爪機構102還可包括腔134，其設置於棘爪104,106之內。該腔134可接納棘爪彈簧108，並進一步防止或減少棘爪彈簧108過度壓縮的可能性。例如，該腔134可允許具有更大彈力的更長棘爪彈簧108，從而在受到過度壓縮之前很久時，當兩個側表面104c，106c相互接觸時，棘爪彈簧108的壓縮結束。在一個實施例中，該腔134從側表面104c，106c 延伸至棘爪104,106內部的點處，超過柱110,112。

在此所使用的，術語「連接」及其功能性的等同物並非必要地限制為兩個或更多元件的直接機械連接。相反地，術語「連接」及其功能性等同物旨在說明兩個或更多物體，特徵，工件以及/或環境因素的任何直接或非直接的機械，電氣或化學連接。在一些實施例中，「連接」還旨在說明與一個物體與另一個物體成為一體。

上述說明和附圖中所闡明的主題僅通過示例而並非作為限制來提供。同時，已展示並描述了特定的實施例，本領域的技術人員將明白在不偏離本發明的廣泛方面的情況下可進行改變和修改。當以基於現有技術的合適的方面來看時，所要保護的實際範圍通過以下的申請專利範圍來限定。

100‧‧‧工具

102‧‧‧棘爪機構

104‧‧‧第一棘爪

104a‧‧‧第一側

104b‧‧‧第二側

104c‧‧‧側表面

106‧‧‧第二棘爪

106a‧‧‧第一側

106b‧‧‧第二側

106c‧‧‧側表面

108‧‧‧棘爪彈簧

110‧‧‧第一柱

112‧‧‧第二柱

114‧‧‧轉向桿

116‧‧‧第一谷

118‧‧‧第二谷

120‧‧‧第一齒

122‧‧‧第二齒

124‧‧‧驅動齒輪

126‧‧‧接納部分

128‧‧‧頭部

130‧‧‧把手

Claims (11)

1. 一種棘爪機構，包括：第一棘爪和第二棘爪，該第一和第二棘爪中的每個棘爪均具有彼此相對的第一側和第二側、以及位於該第一側和第二側之間的第三側，每個第一側均具有第一齒，且每個第三側均具有向內延伸至各自相應的第一和第二棘爪內的腔；棘爪彈簧，該棘爪彈簧設置於該第一棘爪和第二棘爪之間；以及第一減震器，該第一減震器設置於接近該第一棘爪的第三側的第一棘爪處，且從該第一棘爪的第三側處向內延伸，以創建處於第一棘爪之內的第一凹入部，該第一凹入部靠近該第一棘爪的該腔，其中該第一凹入部的第一凹入部橫截面寬度大於該第一棘爪的腔的腔橫截面寬度，並且其中該棘爪彈簧與該第一減震器間隔開。
2. 如請求項1所述的棘爪機構，還包括第二減震器，該第二減震器設置於接近該第二棘爪的第三側的第二棘爪處，並從該第二棘爪的第三側處向內延伸，以創建在該第二棘爪之內的第二凹入部。
3. 如請求項1所述的棘爪機構，其中，該棘爪彈簧與該第一和第二棘爪中的每一個棘爪的腔接合。
4. 如請求項1所述的棘爪機構，其中，該第一棘爪還包括第一柱，以及腔，該腔從該第一棘爪的第三側處延伸超過該第一柱。
5. 如請求項1所述的棘爪機構，其中，該第一減震器在該第一棘爪的該第三側的周圍延伸。
6. 一種用於工具的棘爪機構，該工具具有驅動齒輪，該驅動齒輪適於對工 件施加力矩，以及轉向桿，該轉向桿適於接合該棘爪機構，以選擇該驅動齒輪的旋轉驅動方向，該棘爪機構包括：第一棘爪和第二棘爪，該第一和第二棘爪中的每一個棘爪均具有彼此相對的第一側和第二側、以及位於該第一側和第二側之間的第三側，每個第一側均具有第一齒，且每個第三側均具有向內延伸至各自相應的第一和第二棘爪內的腔；棘爪彈簧，該棘爪彈簧設置在第一棘爪和第二棘爪之間且將該第一棘爪和第二棘爪分開；以及第一減震器，該第一減震器設置於接近該第一棘爪的第三側的第一棘爪處，並從該第一棘爪的第三側處向內延伸，以創建在該第一棘爪之內的第一凹入部，該第一凹入部靠近該第一棘爪的該腔，其中該第一凹入部的第一凹入部橫截面寬度大於該第一棘爪的該腔的腔橫截面寬度，並且其中該棘爪彈簧與該第一減震器間隔開。
7. 如請求項6所述的棘爪機構，其中，該第二棘爪包括第二減震器，該第二減震器設置于接近於該第二棘爪的第三側處，從該第二棘爪的第三側處向內延伸，以創建在該第二棘爪之內的第二凹入部。
8. 如請求項6所述的棘爪機構，其中，該棘爪彈簧與該第一和第二棘爪中的每一個棘爪的腔接合。
9. 如請求項6所述的棘爪機構，其中，該第一棘爪還包括第一柱，以及腔，該腔從該第一棘爪的第三側處延伸超過該第一柱。
10. 如請求項6所述的棘爪機構，其中，該第一減震器在該第一棘爪的該第三側的周圍延伸。
11. 如請求項9所述的棘爪機構，其中，該轉向桿與該第一柱接合，以選擇該驅動方向。