TWI656922B - 用於一動力工具的保持及釋放機構 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種手動致動式保持及釋放機構，用於搭配一盲螺紋式鉚釘固定工具使用。該機構具有擁有一內部螺絲螺紋之一帽蓋(44)，該內部螺絲螺紋將一驅動螺絲(26)不可移動地保持至一心軸(34)，使得該心軸(34)之軸向或旋轉移動導致該驅動螺絲(26)之伴隨移動。該帽蓋(44)經由形成於該帽蓋(44)上之一系列鋸齒(48)與一可手動致動桿(50)協作，該等鋸齒(48)之各者為該桿(50)之一閂鎖點。該桿(50)與該等鋸齒(48)嚙合或解除嚙合的移動指定該帽蓋(44)是否鎖定於位置中。

Description

用於一動力工具的保持及釋放機構

本發明係關於用於一種用於一動力工具的保持及釋放機構以及包含此一保持及釋放機構之一動力工具，且與用於產業緊固環境中使用之液壓氣動盲螺紋插入件放置工具中之此等機構具有(儘管非窮舉性)特定相關性。

已知用於放置及固定盲螺紋插入件鉚釘之液壓氣動工具。該等工具採用一液壓氣動(其意謂壓縮氣態流體(諸如空氣)與壓縮液態流體(諸如油)之一組合)系統，此係由於針對該工具必須達成之不同任務通常需要不同壓力，以便固定一盲螺紋插入件或鉚釘。舉例而言，在待固定於一工件(諸如一金屬薄片)中之鉚釘係必須既i)在插入至工件中之前藉由該工具固持及又ii)翻轉或變形以永久保持於該工件中之一者之情況下，則通常實現i)及ii)之各者所需之力可係不同的。力差使採用用於為任務i)及ii)之各者提供動力之不同構件之動力工具成為必需。

在EP 0,999,906-A中展示來自先前技術之此一動力工具之一實例。所採用工具(一鉚釘槍)在插入前使用壓縮空氣來將其之外部螺紋驅動螺絲旋轉至一相應內部螺紋盲鉚釘柄中且接著將鉚釘固定在一工件中。實現此程序之起始部分(所謂將鉚釘「旋壓」至工具之驅動螺 絲上)所需之力相對弱，此係由於尚不需要鉚釘之結構變形。針對鉚釘所需僅係盡可能快速且有效地安裝至鉚釘槍之驅動螺絲上。此係必要的，由於在一製造環境中，需要針對產生線效率最小化使該槍備妥以將該鉚釘固定於一工件中所需之時間。一旦該鉚釘已經旋壓至驅動螺絲上，則其備妥以插入至形成於一工件中之一洞中且翻轉或變形。此變形程序需要比起始旋壓力相對更大之一力。針對此變形，在該工具內採用一油箱來驅動一液壓柱塞以便使鉚釘軸向變形，使得其接著永久安裝於工件內。此軸向鉚釘變形本身已知，且故將不在本文中進一步描述。

EP 0,999,906-A揭示一種鉚釘槍，而非安裝設備(諸如一落地安裝式機器)之一靜態工件，此係由於既可手動固持又可手動操作鉚釘槍。此手動操作傾向於發生在使用自動機器係分散且昂貴的產業製造環境中或在需要操作者之手工靈巧之情況中。然而，鉚釘槍之手動使用為其自身帶來問題。一個此問題係一操作者傾向於掉落鉚釘槍，而可能損傷驅動螺絲。損傷可包含彎曲驅動螺絲使之位置不正或刮擦其外部螺紋。在任一情況中，對驅動螺絲螺紋之損傷可阻止鉚釘旋壓至驅動螺絲上。此外，若驅動螺絲之螺紋變得磨損或損傷同時該工具正將鉚釘固定於工件中，則操作者可無法自固定鉚釘移除驅動螺絲，此程序一般稱為「旋離」且涉及在與當發生旋壓時相反方向旋轉之驅動螺絲。在完成固定程序後，旋離程序僅自鉚釘內移除驅動螺絲。

將瞭解，針對製造程序之效率，在鉚釘已固定於工件後，旋離操作應盡可能快速，使得鉚釘槍之操作者移至需要旋壓至驅動螺絲且固定於一工件中之下一鉚釘。若驅動螺絲之螺紋存在損傷，可妨礙驅動螺絲自固定鉚釘之快速旋離。

為迎合處理受損傷驅動螺絲或經剝離驅動螺絲螺紋，舉例而 言，先前技術鉚釘槍(諸如在EP 0,999,906-A中揭示之鉚釘槍)提供改變驅動螺絲之可能性。

可存在改變驅動螺絲之需要之另一原因可係當一不同直徑螺紋鉚釘需要安裝於一工件中且內部鉚釘螺紋之不同直徑需要鉚釘槍驅動螺絲之外部螺紋之直徑相應改變之時。技術中已知此等鉚釘槍，且在圖1中示意性展示針對其等之保持機構之一實例。在圖1中，繪示Avdel® 74201鉚釘槍之一部分。可見，一螺紋帽蓋2連同一塑膠或橡膠O型環6一起旋合至一心軸4中，O型環6提供帽蓋2與心軸4之間的一干涉配合以提供制止振動鬆弛之預置扭矩。為改變驅動螺絲，使用兩個扳手(一個扳手應用於帽蓋2之平坦區3及一個扳手應用於心軸4之平坦區5)以便鬆開帽蓋2及心軸4且接著再收緊兩者通常係必要的。此不僅花費時間，而且需要可供使用之正確扳手。

若在再收緊時，未施加正確扭矩，則帽蓋2可隨時間自心軸4解旋合。此可意謂損失旋轉驅動且因此妨礙旋壓、旋離或兩者。

因此，本發明之一目的係藉由提供一可手動致動保持及釋放機構而至少緩和上述問題，該機構可比迄今可能更快速利用且不傾向於隨時間鬆弛。因此，在一第一態樣中，本發明提供用於一動力工具之一保持及釋放機構，其包括：一安裝部件，該安裝部件攜載形成於其上之一第一外部螺紋，且該安裝部件包含一第一耦合構件；一驅動螺絲，該驅動螺絲攜載形成於其上之一第二外部螺紋，且該驅動螺絲包含一第二耦合構件，該第二耦合構件經配置用於與該安裝部件之該第一耦合構件選擇性嚙合；一可釋放鎖定部件，其經配置以選擇性耦合至安裝部件及驅動螺絲兩者以用於將驅動螺絲不可移動地保持至安裝部件，及；一可手動致動之掣子，其具有鎖定位置及一釋放位置，其中在 鎖定位置中，掣子抑制可釋放鎖定構件以阻止安裝部件自驅動螺絲解耦合，且在釋放位置中，掣子容許安裝部件自驅動螺絲解耦合。

因此，根據本發明之第一態樣，一掣子之提供確保在機構使用期間，安裝部件之第一耦合構件與驅動螺絲之第二耦合構件不可能變成解耦合的。此外，由於掣子係可手動致動的，故機構之操作者不需要採用工具(諸如扳手或類似物)來操作該機構。此意謂提供比先前技術中之機構更快速使用之一機構。

較佳地，該掣子被偏置朝向鎖定位置。此意謂，該掣子之預設位置將安裝部件鎖定至驅動螺絲而阻止不需要的解耦合。

另外，可經由一壓縮彈簧偏置該掣子。

在一較佳實施例中，可釋放鎖定部件攜載一第三內部螺紋以與安裝部件之第一外部螺紋嵌合。此使可釋放鎖定部件能夠適宜耦合至安裝部件。

有利地，可釋放鎖定部件具有使用一波形結構形成之其之一部分，當該掣子處於鎖定位置時，該波形結構與該掣子協作以阻止可釋放鎖定構件與該掣子之間的相對移動。此藉由由使用者判定之任何選擇位置中之該掣子促進可釋放鎖定構件之保持。

另外或替代地，安裝部件、驅動螺絲及可釋放鎖定部件皆圍繞一驅動軸同軸且同心配置。此一配置容許一精巧機構其自身促進將鉚釘插入至工件中。

有利地，在鎖定位置與釋放位置之間軸向移動該掣子。此外，可圍繞驅動軸旋轉該掣子以便自鎖定位置移向其釋放位置，或反之亦然。

根據本發明之一第二態樣，提供包含在第一態樣中陳述之一機構之一動力工具。

2‧‧‧螺紋帽蓋

3‧‧‧平坦區

4‧‧‧心軸

5‧‧‧平坦區

6‧‧‧O型環

10‧‧‧驅動螺絲

12‧‧‧驅動鑽頭

13‧‧‧配接器套筒

14‧‧‧動力工具

16‧‧‧通氣口

18‧‧‧調整旋鈕

22‧‧‧底層套筒

24‧‧‧觸發器開關

26‧‧‧驅動螺絲

28‧‧‧前緣尖端

30‧‧‧前緣件

34‧‧‧心軸

36‧‧‧驅動鑽頭

38‧‧‧第一外部螺紋

40‧‧‧六邊形凹部

42‧‧‧六邊形凹部

44‧‧‧帽蓋

46‧‧‧配接器套筒

48‧‧‧波形結構/齒

50‧‧‧桿

52‧‧‧切口

54‧‧‧凹穴

56‧‧‧壓縮彈簧

A-A‧‧‧軸

圖1展示採用一已知保持機構之一先前技術鉚釘槍之部分之一橫截面圖；圖2展示根據本發明採用一新穎保持及釋放機構之一鉚釘固定動力工具之一側視圖；圖3展示根據本發明之一新穎保持及釋放機構之一示意橫截面圖；圖4展示圖3之保持及釋放機構之一示意側視圖；圖5展示根據本發明之一動力工具鉚釘槍驅動螺絲之一俯視圖；圖6展示處於一拆卸狀態之圖5之動力工具鉚釘槍之一側視圖；圖7展示具有在原位之可釋放鎖定部件之圖5及圖6之動力工具鉚釘槍之一細節側視圖；圖8展示本發明之掣子之一細節圖；圖9展示具有在心軸內之驅動鑽頭之該工具之一正面透視圖；及圖10展示工具自正面之一端視圖，其中驅動鑽頭自心軸移動。

現將僅藉由實例且參考隨附圖式描述本發明。

參考圖1，可見展示上文描述之全部帽蓋2、心軸4及鎖定O型環6。該操作者將需要使用扳手來移除或替換驅動螺絲10，如上文討論。一驅動鑽頭12位於心軸4與驅動螺絲10之間，且用於將旋轉驅動扭矩自心軸4賦予驅動螺絲10。若對於不同直徑鉚釘需要不同直徑驅動螺絲10，舉例而言，則採用一配接器套筒13。然而，當操作者使用扳手經由平坦區3及5自心軸4解旋合帽蓋時，可發生問題。舉例而言，若帽蓋未完全螺旋回至其鎖定位置(朝向圖之右側)，則其可在工具之進一步使用期間自心軸4之螺紋解旋合。若此將發生，則將損失旋轉驅動，由於驅動鑽頭12可自驅動螺絲10或心軸4端解除嚙合。

替代地，若O型環6未正確地位於心軸4中之其環形凹部中，則帽 蓋2可隨時間解旋合。相同效應可隨著O型環其自身之退化而發生，O型環通常由腈橡膠或尼龍製成。

現參考圖2，描述採用本發明之保持及釋放機構之一動力工具。鉚釘槍係在此實例中藉由壓縮空氣以一已知方式驅動之一鉚釘槍14，壓縮空氣經由通氣口16進入工具14。儘管工具14係一液壓氣動工具，如上文已描述，但藉由此壓縮空氣為其之液壓油及壓縮氣體操作提供動力。工具14用於將一螺紋插入件鉚釘(或鉚釘(在此實例中，一所謂「盲」螺紋插入件))插入至一工件(諸如一積層片或諸積層片)中之一預形成洞中。將鉚釘放置於工件中之洞中之目的係用作用於後續附接至工件之一永久螺紋固定件。此等插入件之實例係一金屬圍柵上之安裝位置，軌道可經貼附至該金屬圍柵。自該圖(及亦自圖5)可見，工具14具有一保護性前緣件30，其可與其之主體嚙合以便保護底層保護及釋放機構使之免受不經意損傷。為清晰起見自所有其他圖式省略前緣件30且由於其自身並不形成本發明之部分。前緣件30亦用來攜載歸因於固定一鉚釘之反作用力。

一般已知此工具14之使用，故不會在本文中描述此之廣泛操作，此係由於熟習此項技術者已知該操作方式。工具14可藉由衝程長度或壓力而調整鉚釘之固定。若期望藉由衝程長度而調整鉚釘之固定，則底層套筒22係一調整旋鈕，用以控制翻轉操作停止處之衝程。若期望藉由壓力而調整鉚釘之固定，則藉由操作者設定調整旋鈕18來控制用於當鉚釘經固定於工件中時用於翻轉鉚釘之構件之力。藉由觸發器開關24支配工具14之致動。

工具14之操作係一四階段程序。第一階段係旋壓程序。在將軸向負載施加至驅動螺絲26上(通常藉由操作者將鉚釘推動至驅動螺絲26上而實現)時，驅動螺絲26在工具14之氣動元件之影響下以一方向旋轉，使得驅動螺絲26之外螺紋使其自身插入至操作者固持之一螺紋 鉚釘(未展示)之一對應內螺紋中。操作者通常將鉚釘固持於一隻手中，且將其遞送給固持於其等之另一隻手中之工具14之驅動螺絲26。旋壓程序係快速的，但係一低扭矩操作(以便不成為對操作者之一危險)。

針對程序之第二階段，隨著驅動螺絲26完全插入鉚釘內，任何已知類型之一扭矩偵測器感測到旋壓程序在何時完成。替代地，當鉚釘接觸驅動螺絲前緣尖端28時，感測驅動螺絲上之軸向端壓力達成相同目的。

程序之第三階段可在旋壓停止後開始。在鉚釘經嚙合於驅動螺絲26上且毗鄰前緣尖端28的情況下，操作者將鉚釘插入穿過工件中之洞且在操作者之手指致動觸發器開關24的情況下，工具14之液壓系統用來軸向向內拉動驅動螺絲26朝向工具14之主體。在圖2中，此意謂將驅動螺絲移動向左側。由於驅動螺絲26之外螺紋仍在鉚釘之嵌合內螺紋內且與之嚙合，此軸向移動造成鉚釘之翻轉或壓縮變形。接著，此固定翻轉鉚釘以將其永久鎖定於工件之洞中。

程序之最後、第四階段(其實際上對於一觀察者可係於第三階段無法區分的)係首先使工具14之液壓系統操作一回行衝程，使得驅動螺絲26軸向移動回其初始位置，且接著轉至氣動系統，使得藉由氣動系統替換驅動螺絲26之軸向移動以再次旋轉驅動螺絲26，然而在此階段其旋轉處於與旋壓之方向相反之一方向，使得發生旋離。此意謂驅動螺絲26自固定鉚釘將其自身解旋合。同時發生回行衝程及旋離。接著可重複該循環。

現亦參考圖3至圖10，可見，與圖1之先前技術一樣，一安裝部件(在此實例中為一心軸34)可經由一中間部件(在此實例中為驅動鑽頭36)旋轉耦合(即，以提供至其之一扭矩力)至一驅動螺絲26。心軸34攜載一第一外部螺絲螺紋38。驅動螺絲26攜載一第二外部螺絲螺紋，其 係用於與待藉由工具14固定之一鉚釘之一對應內部螺絲螺紋嚙合。

驅動螺絲26亦攜載一第二耦合構件，在此實例中為形成於其之一端面之一六邊形凹部40且其與驅動鑽頭36之一個端嚙合。驅動鑽頭36之另一端經由其之一第一耦合構件(在此實例中為六邊形凹部42(見圖10)，其經形成於心軸34之前端面中)與心軸34嚙合。

鑽頭36位於心軸34之六邊形凹部42與驅動螺絲26之六邊形凹部40之間。以此方式，驅動螺絲26經由其六邊形凹部40可經由驅動鑽頭36與心軸34選擇性嚙合。因此，藉由心軸34或驅動螺絲26施加之旋轉扭矩將經由驅動鑽頭36傳輸至驅動螺絲26或心軸34之另一者。

為了將心軸34、驅動鑽頭36及驅動螺絲26快速對抗其等之間的任何相對移動(不管其係軸向或旋轉相對移動)而固持於適當位置，使用一可釋放鎖定部件(在此實例中為帽蓋44)。帽蓋44具有經配置以與心軸34之外部螺絲螺紋38選擇性耦合之一內螺絲螺紋。當帽蓋44經螺合至心軸34上(如可自圖3最清晰可見)時，其囊封驅動鑽頭36且亦囊封一配接器套筒46，該配接器套筒與在圖1中引用之配接器套筒具有相同用途。因此，以此方式，心軸34、驅動鑽頭36、套筒配接器46及驅動螺絲26經固持在一起作為一單一單元，使得藉由工具14賦予心軸34之任何移動亦直接影響驅動鑽頭36、配接器套筒46及驅動螺絲26。因此，心軸34經由驅動鑽頭36驅動地耦合至驅動螺絲26。此處引用之移動包含軸向以及旋轉移動。藉由將驅動螺絲26固持至心軸34作為一單一單元之帽蓋44而使工具14賦予至心軸34之任何移動傳輸至驅動螺絲26。熟習此項技術者將瞭解，經由驅動螺絲26、帽蓋44、配接器套筒46及心軸34傳輸軸向/固定負載。

然而，如上文討論，存在當工具14之操作者需要改變驅動螺絲26、驅動鑽頭36或配接器套筒46之任一者或多者時之情況。此藉由根據本發明之一純手動程序簡單且快速達成。

自圖7及圖8最清晰可見，以一似波形方式形成帽蓋44之近端面。在展示之實例中，該波形具有複數個齒48之一似正弦波，然而，可採用任何週期重複(如可觀察圍繞帽蓋44之周邊行進，其中波形之波峰及波谷軸向延伸)形式，諸如方形齒、鋸齒、堡狀部、齒狀部、壓痕或類似物。僅有的限制因數為波形結構必須提供可用作閂鎖之波峰及波谷，如將在下文描述。

一可手動致動之掣子(本文為可移動桿50)與正弦波形之齒48協作。桿50在心軸34內沿直徑延伸且跨過心軸34且在兩個側上超越其周邊，使得桿50之末端凸出心軸之外表面。此使一操作者能夠手動抓握且致動桿50，如將描述。桿50(在此實例中由金屬形成)既可沿心軸軸A-A軸向移動又可圍繞此軸旋轉移動。

為容許桿50之此移動，心軸34經形成具有展現一大體J型之切口52之一區。切口52經形成具有沿A-A軸向延伸之一第一主腿部52a以容許桿50沿其軸向移動。切口52亦經形成具有一第二次腿部52b，其一般垂直於主腿部52a，使得桿50當滑動至腿部52a及52b之交叉點時能夠圍繞軸A-A旋轉。

當桿50沿腿部52b圍繞軸A-A旋轉時，其能夠對抗一壓縮彈簧56之力而固持於形成於切口52中之一小凹穴54內，使得桿50經鎖定於此位置中，直至操作者對抗桿施加足夠軸向力來克服彈簧56力以反轉此鎖定程序且容許桿佔據沿腿部52a之位置以用於在彈簧56之力下返回至如在圖中展示之初始位置之時。

自圖8最佳可見，凹穴54沿A-A儘可能軸向延伸至圖之右側以容許桿52沿腿部52b旋轉。此係使得當桿對抗彈簧56之力沿腿部52a軸向滑動且接著旋轉至腿部52b中時，在藉由操作者釋放桿50時，彈簧56之力作用於桿50上以將其朝向圖之右側軸向推動回，使得桿50經固持於凹穴54內且無法意外地返回，直至操作者主動施加對抗彈簧偏置力 之足夠軸向力以自凹穴54釋放桿50，將其旋轉回至腿部52a中且接著將其釋放。此提供一偏離中間閂鎖機構使得桿50具有兩個重設位置。第一位置係在圖中展示之位置(其中桿50沿A-A至右側)，此為鎖定位置。另一位置係桿50在凹穴54中，此為釋放或未鎖定位置。

當桿50處於未鎖定位置時，操作者自由地旋合或解旋合帽蓋44，此係由於桿50並不位於齒48之任一者之凹部內。當桿50處於鎖定位置時，操作者無法旋合或解旋合帽蓋44，此係由於桿50栓住在齒48之兩者內(桿50之各側位於齒48之一各自凹部內)。因此，當帽蓋44完全旋合至心軸34上且桿50處於其鎖定位置中(此係其正常偏置位置)時，桿將驅動螺絲26不可移動地保持至心軸34，直至操作者對抗彈簧56之力將桿50軸向抽至其未鎖定位置之時，此容許解旋合帽蓋44且改變驅動螺絲或驅動鑽頭或配接器套筒46。

熟習此項技術者將瞭解，一壓縮彈簧56並非可用來偏置桿50之唯一構件。可採用用於施加一力至桿之其他構件，諸如彈性材料塊(諸如橡膠)或磁體。所需要的僅係永久施加一個軸向方向上之一偏置力至桿50。

自圖可見，心軸34、帽蓋44及驅動螺絲26皆軸向對準且與彼此共軸。此配置提供一精巧機構。

本發明之機構提供一簡單且快速構件使其之操作者能夠手動釋放帽蓋44且無需任何工具，諸如扳手或類似物。一旦鎖定，機構將帽蓋44不可移動地保持於適當位置，從而將機構之所有組件部分剛性耦合在一起，直至操作者手動釋放桿50且從而再次釋放帽蓋44之時。

Claims (9)

1. 一種用於一動力工具(14)的保持及釋放機構，其包括：一安裝部件(34)，該安裝部件包含一第一耦合構件(42)；一驅動螺絲(26)，該驅動螺絲攜載形成於其上之一第二外部螺絲螺紋，且該驅動螺絲包含一第二耦合構件(40)，該第二耦合構件經配置用於與該安裝部件之該第一耦合構件選擇性嚙合；一可釋放鎖定部件(44)，其經配置以選擇性耦合至安裝部件及驅動螺絲兩者以用於將該驅動螺絲不可移動地保持至安裝部件，及；一可手動致動之掣子(50)，其具有鎖定位置及一釋放位置，其中在該鎖定位置中，該掣子抑制該可釋放鎖定部件以阻止該安裝部件自該驅動螺絲解耦合，且在該釋放位置中，該掣子容許該安裝部件自該驅動螺絲解耦合，其特徵在於該安裝部件攜載形成於其上之一第一外部螺絲螺紋(38)，且該可釋放鎖定部件攜載一第三內部螺絲螺紋以與該安裝部件之該第一外部螺絲螺紋嵌合，其中該安裝部件、該驅動螺絲及該可釋放鎖定部件皆圍繞一驅動軸(A-A)共軸且同心地配置，且其中該掣子在該鎖定位置與該釋放位置之間軸向移動，並且該掣子亦圍繞該驅動軸旋轉以便自其鎖定位置移動朝向其釋放位置，或反之亦然。
2. 如請求項1之用於一動力工具的保持及釋放機構，其中該掣子經偏置朝向該鎖定位置。
3. 如請求項2之用於一動力工具的保持及釋放機構，其中該掣子經由一壓縮彈簧(56)偏置。
4. 如請求項1-3中任一項之用於一動力工具的保持及釋放機構，其中該可釋放鎖定部件具有使用一波形結構(48)形成之其之一部分，當該掣子處於該鎖定位置時，該波形結構與該掣子協作以阻止該可釋放鎖定部件與該掣子之間的相對移動。
5. 如請求項1-3中任一項之用於一動力工具的保持及釋放機構，其中該安裝部件之該第一耦合構件經由一中間部件與該驅動螺絲之該第二耦合構件選擇性嚙合。
6. 如請求項5之用於一動力工具的保持及釋放機構，其中該中間部件經配置以傳輸該安裝部件與該驅動螺絲之間的扭矩。
7. 如請求項5之用於一動力工具的保持及釋放機構，其中該中間部件係一驅動鑽頭。
8. 如請求項1-3中任一項之用於一動力工具的保持及釋放機構，其中該安裝部件(34)係為一心軸，該心軸形成有展現一大體J型之切口(52)之一區，而且其中該可手動致動掣子(50)係為延伸進入該切口(52)內的一桿。
9. 一種動力工具，包含如請求項1-8中任一項之一保持及釋放機構。