TWI637821B - Inertial rotation fastening device - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種具慣性的旋轉緊固裝置，具有：一可受驅轉的主體；一環狀的嚙接部，設於該主體的周面；一慣性件；一嚙孔，軸向地設於該慣性件；該慣性件之該嚙孔得與該主體之嚙接部嚙接或分離；一扣槽，設於該嚙接部之周面或該嚙孔之孔壁；一嵌槽，設於該嚙孔之孔壁或該嚙接部之周面；以及一彈性扣件，係嵌扣於該扣槽及該嵌槽。該慣性件可與該主體結合或分離，使用時，可選擇將不同質量的慣性件裝設於該主體，藉以改變該旋轉緊固裝置之轉動慣量及旋轉力矩。

Description

慣性旋轉緊固裝置
本發明係關於一種旋緊或旋鬆緊固件之裝置，詳而言之，係指一種具有旋轉慣性之旋轉緊固裝置。
按，緊固件，例如螺栓、螺帽等螺接元件，係用以連接物體，並廣泛地使用於各種領域。為了講求操作效率，以動力工具（例如氣動扳手）配合一旋轉裝置來驅轉螺接元件係為常見的操作方式，所述的旋轉裝置例如常見的套筒。而為了提高動力工具及套筒旋緊或旋鬆螺接元件的能力，現行技藝係於套筒的外周面設置一外徑較大的慣性件，如美國專利公開號第US2012/0255749A1號「ROTARY IMPACT DEVICE」專利案所示，俾藉由該慣性件的轉動慣量來提高套筒的旋轉力矩，進而增加動力工具與套筒驅轉螺接元件的作用力。
上述美國專利前案之於套筒上設置一體式的慣性件之設計確實能提高轉動螺接元件的旋轉扭力，惟，經使用發現仍有不理想之處。蓋，不同場合、不同物品之螺接元件的尺寸並不相同，習知套筒的慣性件與套筒係一體製成，無法更換，亦即，一體式的慣性件對該套筒所提供的轉動慣量及旋轉力矩係固定，無法適用於各種尺寸的螺接元件，當其使用於較小尺寸的螺接元件時，其旋轉力矩對於小尺寸的螺接元件係過大，造成過度鎖緊螺件，甚至螺件造成破壞。反之，當其使用於較大尺寸的螺接元件時，其旋轉力矩便可能不足，無法確實鎖緊螺件。
本發明旨於解決上述缺失，其主要目的在於提供一種具旋轉慣性的旋轉緊固裝置，其具有可變換該旋轉緊固裝置之轉動慣量之設計。
本發明之另一目的在於提供一種慣性旋轉緊固裝置，可更換該旋轉緊固裝置之慣性件。
本發明所提供之一種慣性旋轉緊固裝置，包含有： 一主體，可以其軸向為中心而轉動；一連動端及一驅動端，分別設於該主體的二端；該連動端係用以與一動力工具連接；該驅動端係用以驅轉一緊固件； 一環狀的嚙接部，設於該主體的周面； 一慣性件；一嚙孔，軸向地設於該慣性件；該慣性件之該嚙孔得與該主體之嚙接部嚙接或分離； 一環狀扣槽，設於該嚙接部之周面或該嚙孔之孔壁，該扣槽係為開口寬而內部窄之構形； 一環狀嵌槽，設於該嚙孔之孔壁或該嚙接部之周面；以及 一彈性扣件，係呈環狀，其周緣並嵌扣於該扣槽及該嵌槽。
藉此，該慣性件可分離地與該主體結合，可選擇將不同質量的慣性件裝設於該主體，俾可改變該旋轉緊固裝置之轉動慣量及旋轉力矩。
該扣槽係具有一靠近該連動端之後槽壁以及一靠近該驅動端之前槽壁，較佳地，該前槽壁之阻抗力係大於該後槽壁，使該扣件不易由該前槽壁脫出該扣槽，俾有效地將該慣性件拘束於該主體上。
較佳地，嚙接部係以多數第一嚙齒與該嚙孔之多數第二嚙齒相嚙接，且相鄰之第一嚙齒與第二嚙齒之齒腹係為點接觸而非面接觸。
請參閱第一、二圖，係本發明一較佳實施例所提供之慣性旋轉緊固裝置10，用以驅轉一緊固件(例如螺接元件)，其包含有：一主體20、一慣性件40及一彈性扣件50。
該主體20具有一中心軸C，其被驅轉時係以該中心軸C為中心而轉動，該主體20之構形係以該中心軸C為基準呈對稱之構形。一連動端22及一驅動端24，分別設於該主體20的二端，該連動端22設一多角形(例如四角形)接孔23，以連接於一動力工具之驅動軸。一多角形(例如六角形或十二角形)套孔25，設於該驅動端24，以套接一螺接元件。
一環狀的嚙接部26，設於該主體20的周面，本實施例之該嚙接部係設有多數第一嚙齒27；等間隔地環設於該主體20的周面。一環狀扣槽28，設於該嚙接部26，與該等第一嚙齒27相交。請參閱第四圖，係顯示該扣槽28之剖面，該扣槽28為開口寬而內部窄之構形，形成二個傾斜的槽壁，分別為一臨近該連動端22之後槽壁29，以及一臨近該驅動端24之前槽壁30，其中，該前槽壁30的 斜率較大而後槽壁29的斜率較小，亦即，該後槽壁29的斜傾角度較平緩，而該前槽壁30較陡。
該慣性件40係一環狀體，例如呈圓盤狀或圓筒狀，其質量中心係位於該慣性件的中央；該慣性件係為質量對稱之構形，不以圖式所示的圓盤狀或圓筒狀為限，且其外徑大於該主體的外徑。一嚙孔42，係軸向地及貫穿地設於該慣性件40；多數第二嚙齒44，等間隔地設於該嚙孔42周壁。一環狀嵌槽46，設於該嚙孔42之孔壁，與該第二等嚙齒44相交。該慣性件40之嚙孔42可與該主體20的嚙接部26嚙接，該等第一嚙齒27與第二嚙齒44係相互嚙接，如第五圖所示，亦可分離，使慣性件40得與該主體分開。
此外，請參閱第六圖，各該第一嚙齒27及各該第二嚙齒44係為相同齒形為佳，於本實施例，其係為方形齒，且第一嚙齒27與第二嚙齒44的齒厚T1、T2並不相同，或是，第一嚙齒27與第二嚙齒44的齒腹271、441的斜率並不相同，藉此，當第一、第二嚙齒27、44嚙接時，其相鄰之第一嚙齒與第二嚙齒之齒腹271、441係呈點接觸，而非面接觸。
該彈性扣件50呈環形，於本實施例係為C形扣，具有可開合的彈性。該扣件50係嵌設於該嵌槽46中。常態時，當該慣性件40嚙接於該主體20，該扣件50之外周緣係嵌入該嵌槽46，而扣件50之內周緣則嵌入該扣槽28，亦即，該扣件50係同時結合該嵌槽46及扣槽28。
該慣性件40可由該主體20的任一端套接該主體，以使嚙孔42與嚙接部26嚙接。套接過程中，該扣件50係彈性外張並移入該慣性件40之嵌槽46內，俟該嵌槽46與扣槽28對正時，該扣件50將彈性閉合，其內周緣係扣入該扣槽28，使得慣性件40與主體20結合定位，不易分離。
請參閱第七圖，本發明得以一主體20配合多個具有不同質量的慣性件40使用，所述的多個不同質量的慣性件係具相同尺寸之嚙孔42，以配合該主體20的嚙接部26。因此，操作者可依待驅轉的螺接元件的尺寸及所需的旋轉扭力，選用適當質量的慣性件裝設於該主體，使該裝置10得以改變轉動慣量及旋轉力矩。
欲旋緊螺接元件時，請參閱第八圖，該慣性旋轉緊固裝置10之連動端22係與一動力工具(例如氣動扳手)60之傳動軸(未示)連接，而其驅動端24之套孔25則套接一螺接元件65，該動力工具60連動該慣性旋轉緊固裝置10順時針方向旋轉時，可將該螺接元件65旋緊；動力工具60帶動該慣性旋轉緊固裝置10逆時針方向轉動時，則可將螺接元件65旋鬆。該慣性件40旋轉時的轉動慣量係使該慣性旋轉緊固裝置10形成一以其中心軸C為中心的切線衝擊力，可產生較大的瞬時扭力，以增加旋緊或旋鬆螺接元件的效果。
請參閱第九圖，當慣性旋轉緊固裝置10順時針方向旋轉時，依右手定律，該慣性件40係形成一個往驅動端24、往待連接物方向位移的動量，如符號F所示，慣性件40的轉速愈快、質量愈大，該動量F便愈大。於本發明之設計中，該扣槽28之前槽壁30之斜率 較大、傾斜角度較大，故具有較高的阻擋力以抵抗慣性件40的動量F，以防止慣性件40往驅動端24的方向脫出主體20，及避免慣性件撞及待連接物。
欲使該扣槽28之前槽壁30具有較高的阻抗力，除了使其具有較大的傾斜角度外，亦可以增加前槽壁之磨擦力的方式達成，使扣件50不易由前槽壁30滑出扣槽28，俾將慣性件40拘束於該主體20上。
此外，第一嚙齒27與第二嚙齒44之齒腹271、441採點接觸之設計，可防止該二嚙齒27、44卡死、咬死的情形。
本發明所提供之旋轉緊固裝置係可更換慣性件，以因應待驅轉之緊固件(螺接元件)之大小及緊固要求，而變換其轉動慣量及旋轉扭力，解決習知的旋轉緊固裝置之轉動慣量一成不變的缺失。
可理解的是，該扣槽28與該嵌槽46可對換，亦即，將該扣槽28設於慣性件40的嚙孔42的孔壁，與該等第二嚙齒44相交，而該嵌槽46則設於該主體20之嚙接部26，與該等第一嚙齒27相交；該扣件50係扣接於該扣槽28及該嵌槽46，如此，亦可達成相同效果。
上揭實施例僅係說明本發明而非限制，舉凡由本發明之等效實施、修改，均應視為本發明之保護範圍。本發明係同類物品首創之結構，並具進步性功效之增進，誠合於發明專利要件。
10‧‧‧慣性旋轉緊固裝置
20‧‧‧主體
22‧‧‧連動端
23‧‧‧接孔
24‧‧‧驅動端
25‧‧‧套孔
26‧‧‧嚙接部
27‧‧‧第一嚙齒
271‧‧‧齒腹
28‧‧‧扣槽
29‧‧‧後槽壁
30‧‧‧前槽壁
C‧‧‧中心軸
40‧‧‧慣性件
42‧‧‧嚙孔
44‧‧‧第二嚙齒
441‧‧‧齒腹
46‧‧‧嵌槽
50‧‧‧彈性扣件
60‧‧‧動力工具
65‧‧‧螺接元件
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之目的、特徵以及所達成之功效，以下茲舉本發明一較佳實施例，並配合圖示詳細說明於后： 第一圖係本發明一較佳實施例之旋轉緊固裝置之立體圖。 第二圖係第一圖之分解立體圖。 第三圖係第一圖之3-3剖線之剖面圖。 第四圖之第三圖之局部放大圖。 第五圖係第三圖之5-5剖線之剖面圖。 第六圖係第五圖之局部放大圖。
第七圖顯示該旋轉緊固裝置之主體可配合不同質量的慣性件。
第八圖顯示該旋轉緊固裝置及一動力工具驅轉一螺接元件之側視圖。
第九圖係顯示該旋轉緊固裝置轉動時之作動關係。

Claims (8)

  1. 一種慣性旋轉緊固裝置，包含有： 一主體，具有一軸向，可以該軸向為中心而轉動；一連動端及一驅動端，分別設於該主體的二端； 一環狀的嚙接部，設於該主體的周面；一環狀扣槽，設於該嚙接部上，該扣槽係為開口寬而內部窄之構形； 一慣性件；一嚙孔，係軸向地設於該慣性件；一環狀嵌槽，設於該嚙孔之孔壁；該慣性件之該嚙孔得與該主體之嚙接部嚙接或分離；以及 一彈性扣件，係呈環狀，其周緣並嵌扣於該扣槽及該嵌槽。
  2. 一種慣性旋轉緊固裝置，包含有： 一主體，具有一軸向，可以該軸向為中心而轉動；一連動端及一驅動端，分別設於該主體的二端； 一環狀的嚙接部，設於該主體的周面；一環狀嵌槽，設於該嚙接部上； 一慣性件；一嚙孔，係軸向地設於該慣性件；一環狀扣槽，設於該嚙孔之孔壁，該扣槽係為開口寬而內部窄之構形；該慣性件之該嚙孔得與該主體之嚙接部嚙接或分離；以及 一彈性扣件，係呈環狀，其周緣並嵌扣於該扣槽及該嵌槽。
  3. 如請求項1或2所述之慣性旋轉緊固裝置，其中：該扣槽係形成二個傾斜的槽壁，分別為一臨近該連動端之後槽壁，以及一臨近該驅動端之前槽壁，該前槽壁較該後槽壁具有較大的阻抗力。
  4. 如請求項3所述之慣性旋轉緊固裝置，其中：該前槽壁係較該後槽壁傾斜。
  5. 如請求項3所述之慣性旋轉緊固裝置，其中：該前槽壁較該後槽壁具有較大的摩擦力。
  6. 如請求項1或2所述之慣性旋轉緊固裝置，其中：該嚙接部具有多數第一嚙齒，等間隔地環設於該主體的周面；該嚙孔具有多數第二嚙齒，等間隔地設於該嚙孔周壁；該嚙接部與該嚙孔係以該等第一嚙齒與第二嚙齒嚙接。
  7. 如請求項6所述之慣性旋轉緊固裝置，其中：各相鄰之第一嚙齒與第二嚙齒之齒腹係為點接觸。
  8. 如請求項7所述慣性旋轉緊固裝置，其中：各該第一嚙齒及第二嚙齒係為方形齒，且該第一嚙齒與該第二嚙齒的齒腹的斜率並不相同。
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