TWI627027B - 具有一棘輪機構之扳手 - Google Patents

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TWI627027B
TWI627027B TW106107194A TW106107194A TWI627027B TW I627027 B TWI627027 B TW I627027B TW 106107194 A TW106107194 A TW 106107194A TW 106107194 A TW106107194 A TW 106107194A TW I627027 B TWI627027 B TW I627027B
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強 克里斯多夫 赫力士
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史坦利百工Ｍｅａ公司
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Abstract

本發明係關於一種棘輪扳手，其包括：一棘輪頭，其具有含一中心軸線之一圓柱形內孔；一手柄；一起子構件(26)，其具有保持於該圓柱形內孔內以用於圍繞該中心軸線旋轉之一旋轉軸線(W-W)；及一鋸齒狀棘輪棘爪(42)；一圓柱形筆直棘輪齒陣列，其係圍繞該圓柱形內孔或該起子構件之一者配置；及一棘爪凹槽(36)，其經配置以支撐該棘爪。該棘爪可與該棘輪齒嚙合，以將該手柄在一第一方向上之旋轉傳輸至圍繞該旋轉軸線之該起子構件，或自該棘輪齒脫嚙，以使該手柄在一第二方向上之旋轉自該起子構件解除耦合。用於該凹槽中之該棘爪之支撐表面(37a、37b、46、48、50)經塑形以適應該中心軸線與該旋轉軸線之間的發散偏移。

Description

具有一棘輪機構之扳手
本發明係關於具有一棘輪機構之扳手。特定言之，本發明係關於用於一棘輪機構之一棘爪。
具有一棘輪機構之一扳手通常包括一頭，一手柄自該頭延伸。該頭由一內圓柱形內孔形成。該內孔容置一同軸定位的起子構件，其相對於頭圍繞一共同軸線自由旋轉。該起子構件軸向保持至本體。與一插座或類似配件工具接合之一起子主軸自該起子構件延伸。
起子元件可經調適以接納一鋸齒狀棘爪。該鋸齒狀棘爪之相對端可替代地根據針對該棘爪所選擇之操作位置與配置於內孔之內圓柱形面周圍之齒嚙合。由手柄施加至頭之扭矩在一個旋轉方向(例如一順時針方向)上傳輸至起子構件，而在逆時針旋轉方向上，該棘爪及內孔齒可在彼此上方滑動而不與彼此嚙合。該棘爪可由一切換元件固持於其操作位置中。替代地，該切換元件可將該棘爪移動至一操作位置，其中由手柄施加至頭之扭矩在逆時針方向上傳輸至起子構件，而在順時針旋轉方向上，該棘爪及該內孔齒可在彼此上方滑動而不與彼此嚙合。
具有類似棘輪機構之扳手有利地節省努力且已使用多年。美國專利公開案第3,677,102號揭示一種此扳手。雖然此扳手可適用於高扭矩應用中， 但由常規使用引起之扭轉可致使其內部組件之未對準，且隨著時間推移，可導致過早磨損。
美國專利公開案第2006/0027049號承認此等潛在缺點。其揭示一種包括一棘輪機構之扳手，其中頭由一內圓柱形平滑內孔形成。該內孔容置呈在其外圓周上具有齒及與一螺母、螺栓或螺釘接合之一內輪廓之一環之形式之一同軸定位起子構件。該起子構件相對於頭圍繞一共同軸線自由旋轉。該起子構件軸向保持至本體。
該本體經調適以接納一鋸齒狀棘爪。該鋸齒狀棘爪之一端可在該棘爪處於其操作位置中時與鋸齒狀起子構件嚙合。由手柄施加至頭之扭矩在如自其上側觀察之一順時針方向上傳輸至起子構件，而在逆時針旋轉方向上，該棘爪及內孔齒可在彼此上方滑動而不彼此嚙合。該棘爪由一彈簧元件朝向其操作位置偏置。該棘輪機構之操作可藉由將該頭翻轉從而該起子構件之下側係螺母、螺栓或螺釘之最上部而反轉。
該齒非在一軸向方向上自該起子構件之頂部直線延伸至底部。取而代之者係，該起子構件之外圓周係凹面的，且其齒依一向內曲線軸向延伸於環形起子構件之頂部與底部之間。該起子構件齒曲線向外朝向其頂部邊緣及其底部邊緣。棘爪齒依一對應凸面形狀形成，使得該棘爪齒在一軸向方向上依一向外曲線延伸於該棘爪之頂部與底部之間以與該起子構件齒嚙合。
由凹面起子構件齒界定之弧之半徑等於或略大於由凸面棘爪齒界定之弧之半徑。此容許在起子構件與棘爪齒對準中之製造容限之效應、及在高扭矩負載下起子構件相對於扳手本體之扭轉變形之效應。製造弧形齒可能比製造直齒更複雜。此額外複雜性可增加成本。
根據本發明之一第一態樣，提供一種棘輪扳手，其包括：一環形棘輪頭，其具有含一中心軸線之一圓柱形內孔；一手柄，其耦合至該棘輪頭以與其一起移動；一起子構件，其具有保持於該圓柱形內孔內以用於圍繞該中心軸線旋轉之一旋轉軸線；及一鋸齒狀棘輪棘爪；一圓柱形筆直棘輪齒陣列，其圍繞該圓柱形內孔或該起子構件之一者且平行於其之該軸配置；及一棘爪凹槽，其經配置以支撐該棘爪以進行以下操作之一者：與該棘輪齒嚙合接合，以將該手柄圍繞該中心軸線在一第一方向上之旋轉傳輸至圍繞該旋轉軸線之該起子構件；或自該棘輪齒脫嚙，以使該手柄圍繞該中心軸線在與該第一方向相反之一第二方向上之旋轉自該起子構件解除耦合，其中用於該凹槽中之該棘爪之支撐表面經塑形以適應該中心軸線與該旋轉軸線之間之發散偏移。該支撐表面可係弧形形狀，或具有一實質上弧形輪廓，此對於模製、機械加工或燒結製程係相對常見的。有利地，其容許使用直棘爪及棘輪齒，同時亦容許該棘爪與該起子構件之間之一定程度之相對移動。此可補償該起子構件之任何幾何製造不準確性及/或傾斜移動，此容許起子構件之任何幾何製造不準確性及/或傾斜移動，此可致使該起子構件之旋轉軸線與該棘輪頭之中心軸線之間之未對準。一方面，此可減少棘輪齒與棘爪齒之間之介面處之磨損，且另一方面，此可減少棘爪與棘爪凹槽之間之介面處之磨損，同時維持棘輪扳手之令人滿意之棘輪操作。
該棘爪可包括用於與該棘輪齒嚙合接合之至少一個筆直棘爪齒。較佳地，該棘爪包括用於與該棘輪齒嚙合接合之一筆直棘爪齒陣列。該複數個棘爪齒增強與該棘輪齒之接合。較佳地，該棘爪齒陣列界定一弧，其具有實質上與該圓柱形筆直棘輪齒陣列相同之半徑。該棘爪齒陣列與該棘輪齒 之間之類似性進一步增強該齒之間之接合。
較佳地，用於該棘爪之支撐表面包括該棘爪或該凹槽之一者上之平面表面及該棘爪或該凹槽之另一者上之實質上圓頂表面。較佳地，該凹槽包括一平面凹槽背部及經配置以實質上正交於該凹槽背部之一平面凹槽底座。此等係可共同或各自幫助減少製造成本之常規形狀。
較佳地，該起子構件包括該凹槽。該凹槽可作為其製程之部件經模製或機械加工至該起子構件中。
較佳地，該棘爪包括該實質上圓頂表面。該圓頂表面可作為其製程之部件經模製或機械加工至該棘爪上。較佳地，該圓頂表面包括至少一個至少部分凸面棘爪表面，其經配置以適應該棘爪與該凹槽之間之傾斜。
較佳地，該至少一個至少部分棘爪表面包括具有部分平面頰板之一部分凸面後棘爪表面，其經配置以穩定該棘爪與該棘輪齒之間在垂直於該旋轉軸線之一平面中之嚙合接合。該等後棘爪頰板之該平面輪廓可依積極促使該棘爪與該棘輪齒之間之嚙合接合之一方式接觸該平面凹槽。該後棘爪表面之該非平面部分係凸面的。
較佳地，該至少一個棘爪表面包括該後棘爪表面與該至少一個筆直棘爪齒中間之一凸面下棘爪表面。較佳地，該至少一個棘爪表面包括在與該下棘爪表面相對之該棘爪之一側上之一凸面上棘爪表面。該凸面下棘爪表面、該凸面上棘爪表面及/或該後棘爪表面之該等非平面部分促成適應該中心軸線與該旋轉軸線之間之發散偏移。
該棘輪扳手可係一可逆棘輪扳手，其包括耦合至該棘爪之一手動可操作切換構件以針對該棘爪在以下定向之間選擇定向之：一第一定向，其中該棘爪經配置以在該手柄圍繞該中心軸線在該第一方向上旋轉時與該棘輪 齒嚙合以藉此將第一方向旋轉傳輸至該起子構件，且其中該棘爪經配置以在該手柄圍繞該中心軸線在該第二方向上旋轉時越過該棘輪齒以藉此使該起子構件自該手柄之第二方向旋轉脫嚙；及一第二定向，其中該棘爪經配置以在該手柄圍繞該中心軸線在該第二方向上旋轉時與該棘輪齒嚙合以藉此將第二方向旋轉傳輸至該起子構件，且其中該棘爪經配置以在該手柄圍繞該中心軸線在該第一方向上旋轉時越過該棘輪齒以藉此使該起子構件自該手柄之第一方向旋轉脫嚙。
較佳地，該內孔係由經配置於該切換構件與該頭之間之一密封件密封。該密封件改良對灰塵進入圓柱形內孔中之抵抗，否則此將隨著時間推移而削弱效能。然而，該密封件中之彈性可容許該起子構件與該頭之間的相對移動。有利地，適應該中心軸線與該旋轉軸線之間之發散偏移的能力可容許使用密封件而不會削弱棘輪扳手之令人滿意的棘輪操作。
較佳地，該切換構件係可釋放地保持在該棘爪之第一或第二定向中。這可避免該棘爪之第一或第二定向的意外取消選擇。
較佳地，該起子構件包括用於連接至一配件工具之一起子主軸。替代地，該起子構件可係經塑形以環繞一螺母或螺栓頭之一閉合環。
10‧‧‧棘輪扳手
12‧‧‧軸件
14‧‧‧手柄
16‧‧‧棘輪頭
18‧‧‧內孔
19‧‧‧空腔
20‧‧‧棘輪齒
22‧‧‧端面
24‧‧‧端面
26‧‧‧起子構件
28‧‧‧起子主軸
29‧‧‧掣止球
30‧‧‧環形肩狀物
34‧‧‧上面
36‧‧‧棘爪凹槽
37a‧‧‧凹槽背部/支撐表面
37b‧‧‧凹槽底座/支撐表面
38‧‧‧銷凹槽
40‧‧‧盲內孔
42‧‧‧棘爪
44‧‧‧棘爪齒
46‧‧‧後棘爪表面/支撐表面
46a‧‧‧棘爪頰板
46b‧‧‧棘爪頰板
46c‧‧‧棘爪頰板
46d‧‧‧棘爪頰板
46'‧‧‧點
48‧‧‧上棘爪表面/支撐表面
48'‧‧‧點
50‧‧‧下棘爪表面/支撐表面
50'‧‧‧點
52‧‧‧切換構件
54‧‧‧穿孔
56‧‧‧凹槽
58‧‧‧肋狀物
60‧‧‧銷
62‧‧‧螺釘
64‧‧‧埋頭
68‧‧‧密封件
70‧‧‧突出物
72‧‧‧凹口
74‧‧‧棘爪面
76‧‧‧棘爪面
α‧‧‧傾斜角
β‧‧‧傾斜角
C‧‧‧中心
CW‧‧‧順時針方向
CCW‧‧‧逆時針方向
R46'‧‧‧半徑
R48'‧‧‧半徑
R50'‧‧‧半徑
PP‧‧‧平面
PP'‧‧‧平面
BC‧‧‧底部隅角
TC‧‧‧頂部隅角
HPP‧‧‧平面
VPP‧‧‧平面
X-X‧‧‧水平軸線
Y-Y‧‧‧垂直軸線
Z-Z‧‧‧第三軸線
U-U‧‧‧縱向軸線
V-V‧‧‧中心軸線
W-W‧‧‧中心旋轉軸線
現將參考附隨圖式來描述本發明之一實施例，其中：圖1展示一可逆棘輪扳手之一分解透視圖；圖2展示穿過圖1之棘輪扳手之一棘輪頭之一垂直橫截面圖；圖3展示穿過正交於圖2之垂直橫截面圖之棘輪頭之一垂直橫截面圖；圖4展示穿過圖3之棘輪頭中之一密封件之一橫截面圖的細節IV；圖5展示圖2之棘輪頭內部之一透視圖； 圖6A展示經配置以傳輸順時針旋轉之圖2之棘輪頭之內部之一俯視圖；圖6B展示經配置以傳輸逆時針旋轉之圖2之棘輪頭之內部之一俯視圖；圖7展示起子構件及圖2之棘輪頭及棘輪棘爪之一側視圖；圖8展示圖7之棘輪棘爪之一棘爪齒陣列之一透視圖；圖9展示圖7之棘輪棘爪之後棘爪表面之一透視圖；圖10展示棘爪齒陣列之一前視圖；圖11展示棘輪棘爪之一端棘爪面之一端視圖；圖12係具有所指示之後棘爪表面之部分之角度之棘輪棘爪之一俯視圖；圖13係具有所指示之尺寸之棘輪棘爪之一側視圖；及圖14係具有所指示之尺寸之棘輪棘爪之一前視圖。
下文描述中所使用之術語「後」、「前」、「上」、「下」、「頂部」及「底部」意欲意謂如圖1至圖14中所展示般。
參考圖1至圖7，展示根據本發明之特徵構造且體現本發明之特徵一可逆棘輪扳手10。棘輪扳手10包括一長形金屬軸件12，其在其一個端處具有一手柄14、在其另一相對端處具有一環形棘輪頭16。軸件12具有一縱向軸線U-U。
手柄14包括一長形塑膠或橡膠套筒，其環繞軸件12以由扳手10之一使用者抓握。
棘輪頭16與軸件12整合。棘輪頭16具有一中心軸線V-V，其與縱向軸 線U-U重合。在本實施例中，中心軸線V-V係垂直於縱向軸線U-U。替代地，中心軸線V-V可相對於縱向軸線U-U傾斜略小於90度，以使手柄14能遠離一工作表面傾斜且容許一使用者更佳接達工作表面。
穿過棘輪頭16形成與中心軸線V-V同軸之一放大圓柱形內孔18。內孔18界定其中之一大致圓柱形空腔19。內孔18之內面上形成圍繞中心軸線V-V依等角間隔間隔開之一圓柱形棘輪齒20陣列。棘輪齒20在棘輪頭16之相對平面環形端面22、24之間之一直線上延伸。環形端面22、24兩者係實質上垂直於中心軸線V-V。
包括在其一個下端處與起子構件26整合之一方形起子主軸28之一起子構件26在內孔18中保持同軸，以相對於棘輪頭16圍繞中心軸線V-V旋轉，且起子構件26軸向突出以與如(例如)一插座之一互補起子配件工具(圖中未展示)接合。起子構件26及其起子主軸28具有一中心旋轉軸線W-W，其中在正常工作條件中，中心旋轉軸線W-W係與起子構件26經配置於其中之棘輪頭16的中心軸線V-V同軸。起子主軸28之一個側配備有一可回縮掣止球29，其經偏置以自起子主軸28突出一小段距離，以依熟練之受訊者亦熟知之一方式與一起子工具可移除接合。
起子構件26包括一徑向向外延伸環形肩狀物30，其具有大於圓形內孔18之一外徑，使得環形肩狀物30面向棘輪頭16之下端面24，且可抵靠下端面24滑動。環形肩狀物30與起子構件26之旋轉軸線W-W同軸。
起子構件26包括一上面34，其與起子構件26整合且被定位在與起子主軸28相對之其另一軸向上端處。起子構件26經設定尺寸使得在環形肩狀物30面向棘輪頭16之環形下端面24時，上面34自環形上端面22軸向向內安置。
在起子構件26之上面34中形成一棘爪凹槽36，其沿著起子構件26之一個側朝向環形肩狀物30向下部分延伸。棘爪凹槽36包括平行於起子構件26之中心軸線W-W之一平面凹槽背部37a，及垂直於起子構件26之旋轉軸線W-W之一平面凹槽底座37b。
在起子構件36之上面34中、與棘爪凹槽36相對之旋轉軸線W-W之一側上，形成一較淺銷凹槽38。在起子構件26之上面34上、棘爪凹槽36與銷凹槽38中間，亦形成一螺紋式盲內孔40。盲內孔40實質上與起子構件26之旋轉軸線W-W同軸。
棘爪凹槽36上支撐一棘爪42。在棘爪42之一前側形成一弧形棘爪齒陣列44，其面向圓柱形內孔18之棘輪齒20，且經設定尺寸以與棘輪齒20嚙合接合。至棘爪齒44之棘爪42的相對後側上形成一後表面46，其具有凸面部分，且經設定尺寸以與棘爪凹槽36之凹槽背部37a滑動接合。
棘爪齒44在棘爪42之平滑、略凸面上表面48與平滑、略凸面下表面50之間之一直線上延伸，棘爪後表面46亦如此。這下文中更詳細地描述。
棘輪扳手10包括大致呈具有一穿孔54之一圓盤形狀之一切換帽52。在切換帽52之一下面上，面向棘輪頭16之上端面22形成一環形凹槽56。穿孔54及環形凹槽56與旋轉軸線W-W同軸。一操作肋狀物58自切換帽52之一上表面突出，以由棘輪扳手10之一使用者操縱。一銷60自切換帽52之下面突出且與穿孔54徑向向外間隔開，銷60較佳地與切換帽52整合。切換帽52定位於起子構件26上。銷60經接納於起子構件26之銷凹槽38中。穿孔54與盲內孔40軸向對準。
具有一埋頭64之一螺釘62依旋轉方式接納於穿孔54中，且與盲內孔40螺紋接合。螺釘62使反轉帽52與起子構件26配合。安座於反轉帽52之環形 凹槽56中之環形密封件68緩衝切換帽52與起子構件26之間之棘輪頭16。環形密封件68由一合適可撓性且彈性材料形成，以在軸向方向上施加密封力以密封空腔19中之潤滑劑，及防止灰塵進入同時不會施加太多旋轉阻力至經組裝部件上。放大埋頭64使棘輪扳手10之部件保持於一經組裝條件。
一突出物70自切換帽52之下面突出且處於與銷60直徑相對之穿孔54之一側上，突出物70彈性耦合至切換帽52以與其一起旋轉。突出物70經接納於棘爪42之上棘爪表面48中之一凹口72中。突出物70經配置以經由棘爪凹口72將切換帽52之旋轉耦合至棘爪42。
切換帽52可相對於起子構件26依一順時針方向CW或一逆時針方向CCW圍繞旋轉軸線W-W且根據銷60在銷凹槽38之界限內之移動旋轉一短距離。
在切換帽52由一使用者操縱以依一順時針逆方向CCW圍繞旋轉軸線W-W移動時，棘爪42因為突出物70與棘爪凹口72之間之接合沿著棘爪凹槽36與切換帽52一起滑動。在本文，棘爪42經安置，其中手柄14依一順時針方向CW圍繞中心軸線V-V之旋轉將易於將棘爪42楔入於內孔18與凹槽背部37a之間之一底部隅角BC中(如自圖6A中上方所觀察)。突出物70朝向底部隅角BC推進棘爪42，此促使棘輪齒20與棘爪齒44嚙合。經嚙合齒20、44將手柄14之旋轉傳輸至起子構件26之順時針方向CW中，且藉由連接，傳輸至耦合至起子主軸28之一配件工具。在手柄14依一逆時針方向CCW之一回程中，棘輪齒20將易於遠離底部隅角BC移動棘爪齒44及棘爪42。突出物70中之自然彈性容許棘爪齒44不與棘輪齒20嚙合且越過棘輪齒20。手柄14依逆時針方向CCW之旋轉使起子構件26解除耦合以在起子主軸28與耦合至其之配件工具保持固定時致使空動。切換帽52由一彈簧加載掣止件(圖 中未展示)保持於「拉緊位置」中。
切換帽52可由一使用者操縱以依一順時針方向CW圍繞中心軸線V-V移動，以反轉棘輪扳手10之操作。棘爪42因為突出物70與棘爪凹口72之間之接合沿著棘爪凹槽36與切換帽52一起自底部隅角BC滑動。在本文，棘爪42經安置，其中手柄14依一逆時針方向CCW圍繞中心軸線V-V之旋轉將易於使棘爪42楔入於內孔19與凹槽背部37a之間之一頂部隅角TC中(自圖6B中上方所觀察)。此外，突出物70朝向頂部隅角TC推進棘爪42，此促使棘輪齒20與棘爪齒44嚙合。經嚙合齒20、44將手柄14之旋轉傳輸至起子構件26之逆時針方向CCW中，且藉由連接，傳輸至耦合至起子主軸28之一配件工具。在手柄14依一順時針方向CW之一回程中，棘輪齒20將易於遠離頂部隅角TC移動棘爪齒44及棘爪42。突出物70之自然彈性容許棘爪齒44不與棘輪齒20嚙合且越過棘輪齒20。手柄14依順時針方向CW之旋轉使起子構件26解除耦合，以在起子主軸28及耦合至其之配件工具保持固定時致使空動。切換帽52由彈簧加載掣止件(圖中未展示)保持於「放鬆位置」中。
使用者可繼續執行一放鬆操作。替代地，使用者可操縱切換帽52以使其依一順時針方向CW移動，以執行一拉緊操作。
棘輪扳手10之各種移動部件處之環形密封件68的存在改良對灰塵進入圓柱形內孔18中的抵抗，否則此將隨著時間推移削弱效能。然而，環形密封件68可在切換帽52與棘輪頭16之環形上端面22之間及起子構件26之環形肩狀物30與棘輪頭16之下端面24之間引入額外游隙，其中不存在金屬與金屬接觸。在使用中，當手柄14轉動且扭矩經傳輸至經耦合至起子主軸28之一配件工具時，起子構件26可相對於棘輪頭16傾斜。此可致使起子構件26之中心軸線W-W與棘輪頭16之中心軸線V-V之間之一發散偏移。
參考圖8至圖14，棘爪42係一三維固體金屬本體，其具有三個相互正交軸線：一水平軸線X-X、一垂直軸線Y-Y及一第三軸線Z-Z，此三者在棘爪42之中心C處彼此相交。垂直軸線Y-Y橫穿上棘爪表面48及下棘爪表面50，且平行於棘爪齒44。水平軸線X-X跨越棘爪42之主要尺寸，且其橫穿端棘爪面74、76。第三軸線Z-Z橫穿棘爪齒44及後棘爪表面46，且與水平軸線X-X共面。棘爪42具有包括Y-Y軸線及Z-Z軸線之一垂直對稱棘爪平面VPP。端棘爪面74、76係平面的，且平行於垂直棘爪平面VPP及棘爪齒44。 棘爪42具有包括X-X軸線及Z-Z軸線之一水平對稱棘爪平面HPP。
如上所述，後棘爪表面46具有相對於包括水平X-X軸線及垂直Y-Y軸線之一棘爪平面PP的凸面部分。後棘爪表面46包括經配置於垂直棘爪平面VPP之相對側上之一對中心後棘爪頰板46a、46b。後棘爪面46包括一對外後棘爪頰板46c、46d，一者係配置於中心後棘爪頰板46a、46b之各者外。
特定言之，參考圖12，在水平棘爪平面HPP中，中心後棘爪頰板46a、46b及外後棘爪頰板46c、46d皆具有一平坦輪廓，其相對於平行於棘爪平面PP之一前棘爪平面PP'傾斜。各中心後棘爪頰板46a、46b之平坦輪廓相對於前棘爪平面PP'朝向棘爪齒44傾斜1.9度之一中心傾斜角α。各外後棘爪頰板46c、46d之平坦輪廓相對於前棘爪平面PP'朝向棘爪齒44傾斜15.5度之一外傾斜角β(自一各自鄰近中心後棘爪頰板46a、46b開始)。因而，在水平棘爪平面HPP中，後棘爪表面46包括延伸於棘爪端面74、76之間之一凸面平坦輪廓陣列。
特定言之，參考圖13及圖14，中心後棘爪頰板46a、46b及外後棘爪頰板46c、46d相對於垂直棘爪平面VPP係凸面的。中心後棘爪頰板46a、46b及外後棘爪頰板46c、46d之凸部之一半徑R46'根據棘輪扳手10之大小變 動。在具有四分之一英吋或四分之三英吋之起子主軸28之一棘輪扳手的情況中，例如，凸部之半徑R46'係自軸線Z-Z上之一點46'量測之大約50mm。 在具有二分之一英吋之起子主軸28之一棘輪扳手的情況中，例如，凸部之半徑R46'係自軸線Z-Z上之一點46'量測之大約60mm。因而，在垂直棘爪平面VPP中，後棘爪表面46包括延伸於上棘爪面48與下棘爪面50之間之一凸面輪廓。
上棘爪面48與下棘爪面50相對於棘爪平面PP及垂直棘爪平面VPP係凸面的。上棘爪面48之凸部之一半徑R48'根據棘輪扳手10之大小變動。在具有四分之一英吋或四分之三英吋之起子主軸28之一棘輪扳手之情況中，例如，上棘爪面48之凸部之半徑R48'係自垂直軸線Y-Y上之一點48'量測之大約71.2mm。在具有二分之一英吋之起子主軸28之一棘輪扳手之情況中，例如，上棘爪面48之凸部之半徑R48'係自點48'量測之大約143.5mm。 同樣地，下棘爪面50之凸部的半徑R50'根據棘輪扳手10的大小變動。在具有四分之一英吋或四分之三英吋之起子主軸28之一棘輪扳手之情況中，例如，下棘爪面50之凸部之半徑R50'係自垂直軸線Y-Y上之一點50'量測之大約71.2mm。在具有二分之一英吋之起子主軸28之一棘輪扳手之情況中，例如，下棘爪面50之凸部之半徑R50'係自點50'量測之大約143.5mm。對於一給定大小之棘輪扳手10，半徑R48'、R50'係實質上相同，此係因為除在上棘爪面48中存在銷凹槽38外，棘爪42圍繞水平棘爪平面HPP係對稱的。
返回至圖6A，當棘爪42被楔入於底部隅角BC中時，外後棘爪頰板46d接觸棘爪凹槽37，其中棘爪平面PP相對於凹槽背部37a傾斜外傾斜角β。外後棘爪頰板46d之平坦輪廓(在水平平面HPP中)在順時針旋轉方向CW上協助棘爪齒44與棘輪齒20之間的穩定性，而外後棘爪頰板46d之凸部(在垂直 平面VPP中)可容許起子構件26之一小傾斜移動量，從而致使棘輪頭16之其旋轉軸線W-W與中心軸線V-V之間的未對準。
同樣地，且返回至圖6B，當棘爪42楔入於頂部隅角TC中時，外後棘爪頰板46c接觸棘爪凹槽37，其中棘爪平面PP相對於凹槽背部37a傾斜外傾斜角β。外後棘爪頰板46c之平坦輪廓(在水平平面HPP中)在逆時針旋轉方向CCW上協助棘爪齒44與棘輪齒20之間之穩定性，而外後棘爪頰板46d之凸部(在垂直平面VPP中)可容許起子構件26之一小傾斜移動量，從而致使棘輪頭16之其旋轉軸線W-W與中心軸線V-V之間之未對準。
返回至圖2及圖7，在垂直方向上由至少部分凸面後棘爪表面46及平面凹槽背部37a，且在水平方向上由凸面下棘爪表面50與平面凹槽底座37b界定介面於棘爪42與棘爪凹槽36之間之支撐表面。如上所述，棘爪表面46、50之凸部容許棘爪42與起子構件26之間之某些程度之相對移動，而棘爪齒44可保持與棘輪齒20平行。此容許起子構件26之任何幾何製造不準確性及/或傾斜移動，此可致使棘輪頭16之其旋轉軸線W-W與中心軸線V-V之間之未對準。一方面，此減少棘輪齒20與棘爪齒44之間之介面處之磨損，且另一方面，此減少棘爪42與棘爪凹槽36之間之介面處之磨損，同時維持棘輪扳手10之令人滿意之棘輪操作。

Claims (16)

  1. 一種棘輪扳手(10)，其包括：一環形棘輪頭(16)，其具有含一中心軸線(V-V)之一圓柱形內孔(18)；一手柄(14)，其經耦合至該棘輪頭(16)以與其一起移動；一起子構件(26)，其具有保持於該圓柱形內孔內以用於圍繞該中心軸線(V-V)旋轉之一旋轉軸線(W-W)；一鋸齒狀棘輪棘爪(42)；一圓柱形筆直棘輪齒(20)陣列，其係圍繞該圓柱形內孔或該起子構件之一者且平行於其之該軸(V-V、W-W)配置；及一棘爪凹槽(36)，其經配置以支撐該棘爪以進行以下操作之一者：與該棘輪齒嚙合接合，以將該手柄圍繞該中心軸線(V-V)在一第一方向上之旋轉傳輸至圍繞該旋轉軸線(W-W)之該起子構件；或自該棘輪齒脫嚙，以使該手柄圍繞該中心軸線(V-V)在與該第一方向相反之一第二方向上之旋轉自該起子構件解除耦合，其特徵在於用於將該棘爪(42)支撐於該凹槽(36)的支撐表面(37a、37b、46、48、50)經塑形以適應該中心軸線(V-V)與該旋轉軸線(W-W)之間的發散偏移。
  2. 如請求項1之棘輪扳手(10)，其中該棘爪(42)包括用於與該棘輪齒(20)嚙合接合之至少一個筆直棘爪齒(44)。
  3. 如請求項1或2中任一項之棘輪扳手(10)，其中該棘爪(42)包括用於與 該棘輪齒(20)嚙合接合之一筆直棘爪齒陣列(44)。
  4. 如請求項3之棘輪扳手(10)，其中該棘爪齒陣列(44)界定一弧，其具有實質上與該圓柱形筆直棘輪齒(20)陣列相同之半徑。
  5. 如請求項2之棘輪扳手(10)，其中用於該棘爪(42)之支撐表面包括該棘爪(42)或該凹槽(36)之一者上之平面表面，及該棘爪或該凹槽之另一者上之實質上圓頂表面。
  6. 如請求項5之棘輪扳手(10)，其中該凹槽(36)包括一平面凹槽背部(37a)，及經配置以實質上正交於該凹槽背部之一平面凹槽底座(37b)。
  7. 如請求項5之棘輪扳手(10)，其中起子構件(26)包括該凹槽(36)。
  8. 如請求項5之棘輪扳手(10)，其中該棘爪(42)包括該實質上圓頂表面(46、48、50)。
  9. 如請求項8之棘輪扳手(10)，其中該圓頂表面包括至少一個至少部分凸面棘爪表面(46、48、50)，其經配置以適應該棘爪(42)與該凹槽(36)之間之傾斜。
  10. 如請求項9之棘輪扳手(10)，其中該至少一個至少部分凸面棘爪表面包括具有部分平面頰板(46c、46d)之一部分凸面後棘爪表面(46)，其經配置 以穩定該棘爪(42)與該棘輪齒(20)之間在垂直於該旋轉軸線(W-W)之一平面(HPP)中的嚙合接合。
  11. 如請求項10之棘輪扳手(10)，其中該至少一個棘爪表面包括該後棘爪表面(46)與該至少一個筆直棘爪齒(44)中間之一凸面下棘爪表面(50)。
  12. 如請求項11之棘輪扳手(10)，其中該至少一個棘爪表面包括在與該下棘爪表面(50)相對之該棘爪(42)之一側上之一凸面上棘爪表面(48)。
  13. 如請求項1或2中任一項之棘輪扳手(10)，其中該棘輪扳手係一可逆棘輪扳手(10)，其包括經耦合至該棘爪(42)之一手動可操作切換構件(52)，以針對該棘爪在以下定向之間選擇定向：一第一定向，其中該棘爪經配置以在該手柄圍繞該中心軸線(V-V)於該第一方向上旋轉時與該棘輪齒(20)嚙合，以藉此將第一方向旋轉傳輸至該起子構件，且其中該棘爪經配置以在該手柄圍繞該中心軸線(V-V)在該第二方向上旋轉時越過該棘輪齒(20)，以藉此使該起子構件自該手柄之第二方向旋轉脫嚙；及一第二定向，其中該棘爪經配置以在該手柄圍繞該中心軸線(V-V)於該第二方向上旋轉時與該棘輪齒(20)嚙合，以藉此將第二方向旋轉傳輸至該起子構件，且其中該棘爪經配置以在該手柄圍繞該中心軸線(V-V)在該第一方向上旋轉時越過該棘輪齒(20)，以藉此使該起子構件自該手柄之第一方向旋轉脫嚙。
  14. 如請求項13之棘輪扳手(10)，其中該內孔(18)係由經配置於該切換構件(52)與該頭(16)之間之一密封件(68)密封。
  15. 如請求項13之棘輪扳手(10)，其中該切換構件(52)經可釋放地保持於該棘爪(42)之該第一定向或該第二定向之任一者中。
  16. 如請求項1或2之棘輪扳手(10)，其中該起子構件(26)包括用於連接至一配件工具之一起子主軸(28)。
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