TWI671163B - 慣性轉動裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種慣性轉動裝置，包含有：一中心件，具有一軸向；一嚙接部位，設於該中心件之周面；一慣性件，具有一貫穿的套設孔；一嚙合部位，設於該套設孔之孔壁；該慣性件係以該套設孔套設於該中心件上，並可沿著該中心件之軸向於一嚙合位置及一解除位置之間之位移；該慣性件位於該嚙合位置時，該嚙接部位係與該嚙合部位結合，使該慣性件與該中心件可同步轉動；該慣性件位於該解除位置時，該嚙接部位係與該嚙合部位脫離，使該慣性件與該中心件非同步轉動。藉此，將該慣性件切換於該嚙合位置或該解除位置，即可改變該慣性轉動裝置的轉矩大小。

Description

慣性轉動裝置
本發明係關於一種傳動裝置，詳而言之，係指一種提供轉動慣量之慣性轉動裝置。
手持的動力工具，例如氣動扳手或電動扳手，欲旋動螺栓、螺帽等螺接元件時，常會配合套筒來轉動螺接元件。為了提高動力工具及套筒旋緊或旋鬆螺接元件的扭矩，目前常見的技術手段為在套筒的外周製成一外徑較大的部位，形成一慣性部位，俾藉由該外徑較大的慣性部位形成轉動慣量，以產生較大的扭矩。
上述具有慣性部位之套筒雖能產生較大的扭矩，然而，某些場合之螺接元件並不需要以較大的扭矩來旋緊，反而用一般的套筒來操作。遇到此種情況時，作業人員在轉動不同鎖緊需求的螺接元件時，便需反覆地變換一般套筒及具有慣性部位的套筒，此種反覆更換套筒在作業上便顯得耗時與不便，甚至在某些狀況下，更換套筒並不方便。如何解決更換不同扭矩的套筒之缺失，為本發明所欲解決之課題。
本發明之目的旨於提供一種慣性轉動裝置，該慣性轉動裝置具有一慣性部位，提供慣性矩（轉動慣量）。該慣性轉動裝置之慣性部位可提供或不提供轉矩（扭矩），使該慣性轉動裝置可因應不同的扭矩需求。
本發明之另一目的在於提供一種慣性轉動裝置，透過簡單的操作即可改變該慣性轉動裝置的轉矩（扭矩）。
本發明所提供之一種慣性轉動裝置，包含有： 一中心件，具有一軸向以及二端；一嚙接部位，設於該中心件之周面，該中心件得以其軸向為中心而轉動； 一慣性件，係一環狀體，具有一貫穿的套設孔；一嚙合部位，設於該套設孔之孔壁；該慣性件係以該套設孔套設於該中心件上，並可沿著該中心件之軸向於一嚙合位置及一解除位置之間之位移；該慣性件位於該嚙合位置時，該嚙接部位係與該嚙合部位結合，使該慣性件與該中心件可同步轉動；該慣性件位於該解除位置時，該嚙接部位係與該嚙合部位脫離，使該慣性件與該中心件非同步轉動。 藉此，當該慣性件與該中心件相結合時，可使該慣性件的轉動慣量施加於該中心件，使該慣性轉動裝置具有較大的扭矩(轉矩)；當該慣性件未與該中心件相結合時，該慣性轉動裝置具有較小的扭矩(轉矩)。將該慣性件切換於該嚙合位置或該解除位置，即可改變該慣性轉動裝置的扭矩大小，操作方便，且不需更換不同的轉動裝置。
較佳地，該慣性轉動裝置另包含有：一定位組件，設於該慣性件及該中心件之間，使該慣性件定位於該嚙合位置或該釋放位置。
較佳地，另包含有：一環狀的內環，可轉動地設於該慣性件與該中心件之間。
較佳地，另包含有：一滾動組件，設於該內環及該慣性件之間，當該慣性件及該內環相對轉動時，該滾動組件可減少該二者之間的轉動摩擦。
請參閱第一、二圖，係本發明第一較佳實施例所提供之慣性轉動裝置10(下文會簡稱為轉動裝置)，其包含有：一中心件20及一慣性件40，本發明之技術手段係使該中心件20與慣性件40具有離合之結合關係，俾該二者20、40可處於第三圖所示之結合狀態，或變換至第五圖所示之未結合的狀態，並可於第三圖及第五圖之狀態間變換。
請參閱第二、三圖，該中心件20為一般的套筒的構形，呈圓柱狀，具有一軸向C，使用時以其軸向C為中心而轉動。該中心件20具有二端，分別為一第一端21與一第二端22，其第一端21為從動端，具有一多角形孔211，並受動力工具所驅動，而第二端22為驅動端，亦具有一多角形孔221，用以驅動螺栓或螺帽之類的螺接元件。該中心件20之形式不以本實施例所示為限。
一呈環狀構形的嚙接部位，設於該中心件20的周面，本較佳實施例所示之該嚙接部位為多個嚙接齒30所形成，該等嚙接齒30係保持間隔地環設於該中心件的周面。
該慣性件40係一環狀體，其外徑大於該中心件20之外徑，並形成有一貫穿慣性件40二端的套設孔42。一呈環狀構形的嚙合部位，設於該套設孔42之孔壁，本較佳實施例所示之嚙合部位為多個嚙合齒50所形成，該等嚙合齒50係保持間隔地環設於該套設孔42之孔壁。該慣性件40之套設孔42之孔壁更設一環室45。
該慣性件40係藉由該套設孔42套設於該中心件20上，如第一圖所示，且可沿著該中心件之軸向C於一嚙合位置及一解除位置之間之位移。請參閱第三圖，當該慣性件40位移至該嚙合位置時，慣性件40之嚙合部位(即該等嚙合齒50)係與該中心件20的嚙接部位(即該等嚙接齒30)嚙接，使得中心件轉動時係帶動慣性件同步轉動。當該慣性件40位移至該解除位置時，如第五圖所示，慣性件40之嚙合齒50(即嚙合部位)係與該中心件20的嚙接齒30(即嚙接部位)分離，脫離嚙接關係，中心件20與慣性件40便形成可相對運動的狀態，亦即，中心件20轉動時，不會帶動慣性件40一起轉動。
請參閱第四圖，嚙接齒30與嚙合齒50相嚙接時，各嚙接齒30係位於二個相鄰的嚙合齒50之間的一個第二溝槽52中；而各嚙合齒50係位於二個相鄰的嚙接齒30之間的一個第一溝槽32中。
為使慣性件確實地定位於嚙合位置或解除位置，本發明之慣性轉動裝置係包含有一定位組件60為佳。請參閱第三及五圖，該定位組件60於本較佳實施例中包括一或一個以上具有彈性的第一定位構件61、第二定位構件62以及一或一個以上的第一定位槽64、及第二定位槽66，本實施例設有二個定位構件及二個定位槽，該第二定位構件62、第一定位構件61分別設於該中心件20的周面以及該慣性件40的內周面；該第二定位槽66、第一定位槽64於本實施例為環形槽，亦分別設於該慣性件40之內周面以及該中心件20的周面，當慣性件位移至該嚙合位置時，該第一定位構件61係彈性嚙接第一定位槽64；當慣性件位於該解除位置時，係由第二定位構件62彈性嚙接第二定位槽66。該第一定位構件61於本 實施例為一C形扣，設置於該慣性件40內周面之嵌槽44中；該第一定位槽64設於該中心件20之周面；該第二定位構件62於本實施例由至少一個定位珠621及一彈性元件622所形成，本實施例提供二個定位珠621及二彈性元件622，每一定位珠621及每一彈性元件622係成為一組，並裝設於該中心件20周面所設之一孔24中；該第二定位槽66係設於該慣性件40之內周面。當第一定位構件61彈性結合於第一定位槽64時，如第三圖所示，該慣性件40係彈性定位於該嚙合位置；當第二定位構件62彈性結合於第二定位槽66時，如第五圖，該慣性件便彈性定位於該解除位置。可理解的是，第一定位槽及第一定位構件之設置位置可互換，亦即，第一定位構件可設於該中心件之周面，而第一定位槽可設於慣性件之內周面，同理，該第二定位構件及第二定位槽之位置亦可互換，如此，仍可達成相同的定位效果。
此外，本發明之第一較佳實施例更具有一環狀的內環70，其內徑大於該中心件20之外徑，而外徑係小於該慣性件40之內徑，該內環70以可轉動且不會脫離地之方式裝設於該慣性件40之環室45中(例如以一扣件扣住內環及慣性件)，進而使內環可與該慣性件本身相對旋轉。藉此，該內環70裝設於該中心件與該慣性件之間，可與該慣性件40一起於中心件的軸向位移，並可與該慣性件相對轉動。該內環70的內周面亦形成慣性件40的內周面；該第二定位槽66係設於該內環70之內周面，進而形成所述的定義：第二定位槽設置於慣性件的內周面。一滾動組件80，包括一環狀的 基座82以及若干滾動元件，例如滾珠84，該等滾珠84係間隔地裝設於該基座82上。該滾動組件80係設於該環室45中(例如圖式所示，設於環室45之底壁，惟不以此為限)，位於慣性件40與內環70之間，並接觸於該慣性件40之壁面及該內環70之壁面，藉由該等滾珠84可降低該內環70轉動時之摩擦力。
本發明使用時係配合動力工具使用，將該慣性轉動裝置之第一端21連接一動力工具，而第二端22則連接於一螺接元件，即可用於旋緊或旋鬆螺接元件。欲以較大的扭矩轉動螺接元件時，使用者係將該慣性件40往中心件20的第二端(驅動端)22推動，使第一定位構件61彈性嚙接第一定位槽64，如第三圖所示，如此，該慣性件40係定位於嚙接位置，與中心件20相互嚙接。當中心件轉動時，慣性件40係與中心件一起轉動，慣性件之轉動慣量係施加於該中心件，使該轉動裝置10以較大的扭矩轉動螺接元件。
反之，欲以使該轉動裝置10以較低的扭矩轉動螺接元件時，使用者將該慣性件40往中心件20的第一端21推動，令第一定位構件61脫出第一定位槽64，並使第二定位構件62彈性嚙接第二定位槽66，如第五圖所示，如此，該慣性件40係定位於該解除位置，其嚙合齒50並未與中心件的嚙接齒30嚙接，當中心件20轉動時，慣性件40不會與中心件同步轉動，此時，該轉動裝置10主要以中心件20之扭矩轉動螺接元件。於第五圖之解除位置下，該中心件20轉動時並不會帶動慣性件40轉動，該滾動組件80之滾珠84可降低中心件20與慣性件40之間的摩擦力。於第五圖之解除位置時，該慣性件之內周（亦即該內環之內周）受第二定位構件62之定位珠621支撐。
第六圖係本發明之慣性轉動裝置10’之第二較佳實施例，為便於瞭解，相同元件使用相同元件符號，且不贅述。第六圖概同於第三圖，顯示中心件20與慣性件40處於嚙合狀態，如此，中心件與慣性件可一起轉動，使該慣性轉動裝置10’具有較大的轉動慣量。此時，第一定位構件61與第一定位槽64結合，使慣性件定位於結合位置。將慣性件40往中心件20的第一端21移動，可使第一定位構件61與第一定位槽64脫離，轉而由第二定位構件62與第二定位槽66結合，該中心件20與慣性件40便脫離嚙合狀態。本實施例並未設置第一較佳實施例之內環，該第二定位槽66直接設置於慣性件40的內周面。
本發明之慣性轉動裝置10可輕易地切換該慣性件40之位置，操作方便。使用本發明時，只須將慣性件定位於嚙合位置，即可以較大的扭矩轉動螺接元件時；反之，將慣性件定位於釋放位置時，便以一般的、較小的扭矩轉動螺接元件。在變換扭矩時，只需在中心件的軸向上推動慣性件位移，不需更換該慣性轉動裝置，有效解決習知技術中須更換套筒之不便與缺失。
須說明的是，實施上，可以一定位構件配合二個定位槽、或以二定位構件配合一定位槽之方式，令該慣性件可定位於該嚙合位置與該解除位置，所述之定位構件與定位槽係分別設於慣性件之內周面與中心件的周面，例如，一定位構件配合二定位槽時，將該定位構件設於慣性件之內周面，而將該二定位槽設於中心件之周面；反之亦然。
前揭實施例僅係說明本發明之技術特徵而非限制，舉凡與本發明等效之結構設計，均應屬本發明所涵蓋之範圍。本發明所提供之慣性轉動裝置為本技術領域所首創之構造，並具進步性功效，爰依法提出申請。
10、10’‧‧‧慣性轉動裝置
20‧‧‧中心件
21‧‧‧第一端
211‧‧‧多角形孔
22‧‧‧第二端
221‧‧‧多角形孔
24‧‧‧孔
30‧‧‧嚙接齒
40‧‧‧慣性件
42‧‧‧套設孔
44‧‧‧嵌槽
45‧‧‧環室
50‧‧‧嚙合齒
60‧‧‧定位組件
61‧‧‧第一定位構件
62‧‧‧第二定位構件
621‧‧‧珠
622‧‧‧彈性元件
64‧‧‧第一定位槽
66‧‧‧第二定位槽
70‧‧‧內環
80‧‧‧滾動組件
82‧‧‧基座
84‧‧‧滾珠
C‧‧‧軸向
為能進一步瞭解本發明之目的、特徵以及所達成之功效，以下茲舉本發明二較佳實施例，並配合圖示詳細說明於后： 第一圖係本發明第一較佳實施例之慣性轉動裝置之立體圖。 第二圖係第一圖之分解立體圖。 第三圖之第一圖之3-3剖線之剖面圖，並顯示中心件與慣性件處於嚙合之狀態。 第四圖係第三圖之4-4剖線之剖面圖。 第五圖概同於第三圖，顯示中心件及慣性件呈未嚙合之狀態。 第六圖係本發明第二較佳實施例之慣性轉動裝置之縱向剖面圖。

Claims (10)

  1. 一種慣性轉動裝置，包含有： 一中心件，具有一軸向以及二端；一嚙接部位，設於該中心件之周面，該中心件得以其軸向為中心而轉動； 一慣性件，係一環狀體，具有一貫穿的套設孔；一嚙合部位，設於該套設孔之孔壁；該慣性件係以該套設孔套設於該中心件上，並可沿著該中心件之軸向於一嚙合位置及一解除位置之間之位移；該慣性件位於該嚙合位置時，該嚙接部位係與該嚙合部位結合，使該慣性件與該中心件可同步轉動；該慣性件位於該解除位置時，該嚙接部位係與該嚙合部位脫離，使該慣性件與該中心件非同步轉動。
  2. 如請求項1所述之慣性轉動裝置，其中：該嚙接部位係呈環狀構形，設於該中心件之周面；該嚙合部位亦呈環狀構形，設於該套設孔之孔壁。
  3. 如請求項2所述之慣性轉動裝置，其中：該嚙接部位係為多數嚙接齒，環設於該中心件之周面；該嚙合部位為多數嚙合齒，環設於該套設孔之孔壁。
  4. 如請求項1至3任一項所述之慣性轉動裝置，另包含有：一定位組件，設於該中心件及該慣性件之間，使該慣性件定位於該嚙合位置或該釋放位置。
  5. 如請求項4所述之慣性轉動裝置，其中：該定位組件具有一或一個以上的定位構件以及一或一個以上的定位槽，分別設於該中心件之周面及該慣性件之內周面；該慣性件位於該嚙合位置或該解除位置時，以所述之定位構件與所述的定位槽結合。
  6. 如請求項1至3任一項所述之慣性轉動裝置，另包含有：一環狀的內環，可轉動地設於該慣性件與該中心件之間。
  7. 如請求項6所述之慣性轉動裝置，其中：該慣性件之內周面設有一環室；該內環係設於該環室中，並可與該慣性件相對轉動。
  8. 如請求項7所述之慣性轉動裝置，另包含有：一滾動組件，具有複數滾動元件，該滾動組件設於該環室中，位於該內環及該慣性件之間。
  9. 如請求項4所述之慣性轉動裝置，其中：該定位組件具有：一第一定位構件、一第二定位構件、一第一定位槽以及一第二定位槽，其中：該第一定位構件係設於該慣性件之內周面，該第一定位槽設於該中心件之周面；該第二定位構件設於該中心件之周面，該第二定位槽設於該慣性件之內周面；該慣性件位於該嚙合位置時，第一定位構件係彈性結合該第一定位槽；該慣性件位於該解除位置時，該第二定位構件係彈性結合該第二定位槽。
  10. 如請求項6所述之慣性轉動裝置，另包含有：一定位組件，具有：一第一定位構件、一第二定位構件、一第一定位槽以及一第二定位槽，該第一定位構件係設於該慣性件之內周面，該第一定位槽設於該中心件之周面；該第二定位構件設於該中心件之周面，該第二定位槽設於該內環之內周面；該慣性件位於該嚙合位置時，第一定位構件係彈性結合該第一定位槽；該慣性件位於該解除位置時，該第二定位構件係彈性結合該第二定位槽。
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