TWI701107B - 電動棘輪扳手 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種電動棘輪扳手，其係一種整合有斷電系統、機械式離合系統及轉矩減速機構之電動棘輪扳手，能在有效提升電動棘輪扳手扭矩力的同時，保護馬達運作機制，避免其燒毀及毀損，且機械式離合系統得供傳動桿與馬達為常態分離狀態，此時使用棘輪反向跳脫動作時，不會同步連動馬達，使傳動桿呈現空轉狀態，藉以減輕回轉操作時的干涉力，且能避免反向回饋力道減損馬達壽命。

Description

電動棘輪扳手

本發明係關於一種電動棘輪扳手，詳而言之係一種整合有斷電系統、機械式離合系統及轉矩減速機構之電動棘輪扳手，能在有效提升電動棘輪扳手扭矩力的同時，保護馬達運作機制，避免其燒毀及毀損。

按，棘輪扳手係一種常用以鎖緊或鬆開螺栓或螺帽的手工具，除傳統的手動者外，亦有以氣動或電動驅動者，讓棘輪扳手能更快速地旋緊或鬆開螺栓或螺帽，並能提供螺栓或螺帽更良好的緊密接合程度。現有棘輪扳手可分為手動及電動二種，手動棘輪扳手使用時速度慢，但其扭力較大，因此，其優點是在鬆開螺栓之初，或者是旋緊螺栓最後，可以提供較大扭力，以利操作鬆開/旋緊螺栓(或螺帽)，惟，其缺點是，手動棘輪扳手之旋轉範圍大，旋轉速度慢，由鬆開螺栓以後，至完全拆解螺栓的時間較久；欲旋緊螺栓時，開始旋動螺栓至旋緊的時間亦較長，因此，具有操作費時之缺失。

但由於習用之電動棘輪板手於實際操作時，於最後旋緊或一開始鬆開螺栓或螺帽時扭力值最大，負載電流亦最大，若握持不緊，板手本體會因扭力太大而誤傷人體，有安全上的顧慮；但若握持太緊，則馬達易因負載電流過大而燒毀，縮短其使用壽命。

有鑑於習用電動棘輪扳手本發明人乃藉由多年從事相關產業的開發經驗，針對現有電動棘輪扳手所面臨的問題深入探討，並積極尋求解決之道，經過長期努力之研究與發展，終於成功的創作出一種新世代之電動棘輪扳手，此種電動棘輪扳手最大特點係在於整合有斷電系統、機械式離合系統及轉矩減速機構，能在有效提升電動棘輪扳手扭矩力的同時，保護馬達運作機制，避免其燒毀或毀損。

本發明係關於一種電動棘輪扳手，其係一種整合有斷電系統、機械式離合系統及轉矩減速機構之電動棘輪扳手，能在有效提升電動棘輪扳手扭矩力的同時，保護馬達運作機制，避免其燒毀及毀損。

為達到前述創作目的，本發明「電動棘輪扳手」係包括有一扳手主體、一減速傳動機構及一電控模組，該扳手主體係具有內部彼此連通之工作頭段及桿身段，該扳手主體於工作頭段內部係設有一棘輪頭，該棘輪頭係具有一伸出於工作頭段之接桿，該棘輪頭於工作頭段內部係具有一第一棘輪環；該減速傳動機構係包括有一減速齒輪及一傳動桿，該減速齒輪係樞設於工作頭段內部，且該減速齒輪係具有一與第一棘輪環嚙合之大齒輪，及一與傳動桿嚙合之小齒輪，該傳動桿係延伸設置於桿身段內部，該傳動桿兩端分別具有一第一齒輪及一第二齒輪，該第一齒輪係與小齒輪嚙合；該扳手主體於桿身段一側係樞設有一得以彈性握壓做為控制之啟動握柄，該啟動握柄內側係與桿身段內部連通，該扳手主體於啟動握柄內側係設置有一與啟動握柄同步樞動之馬達，該馬達係具有一得選擇與第二齒輪嚙合之離合齒輪；該電控模組係設置於扳手主體內部，該電控模組係包括有一電池及一電源供應端，該電源供應端係設置於桿身段內部並與馬達呈現為選擇性觸發導電之對應關係，且該電控模組係內建有扭矩過載偵測器；如此，當按壓啟動握柄時，該第二齒輪與離合齒輪即以機械動作方式嚙合，且馬達亦同步與電源供應端觸發導電，使馬達獲得驅動的電力，即可以傳動桿經過減速齒輪帶動棘輪頭旋轉，以達到電動驅動套筒鎖設之作業需求，且當扭矩過載偵測器感測到馬達因螺絲鎖緊至過載警戒值時，電控模組則會阻斷電池對電源供應端之電源供應。

前述扳手主體係包括有一棘輪切換件及一彈性裝置，該棘輪頭係包括有一與第一棘輪環同軸心之第二棘輪環，該棘輪切換件係樞設於工作頭段內部，且該棘輪切換件係具有以樞擺方式選擇與第二棘輪環嚙合 之順向定位齒及逆向定位齒，該彈性裝置係設置於工作頭段內部，該棘輪切換件係具有一供彈性裝置選擇彈抵於兩側邊面之凸緣，該棘輪切換件係具有一外露於工作頭段之切換桿，該電控模組係包括有一設置於工作頭段內部之轉向切換觸發器，該轉向切換觸發器係與馬達電性連結，並於觸發後得改變馬達轉向，該棘輪切換件係設有一得透過樞擺控制轉向切換觸發器之觸發桿。

前述減速齒輪之大齒輪及小齒輪為同軸設置，該小齒輪及第一齒輪互為垂直向嚙合之傘型齒輪。

由前述創作內容可知，本發明「電動棘輪扳手」最大特點係在於整合有斷電系統、機械式離合系統及轉矩減速機構，能在有效提升電動棘輪扳手扭矩力的同時，保護馬達運作機制，避免其燒毀或毀損。

1:扳手主體

11:工作頭段

12:桿身段

13:棘輪頭

131:接桿

132:第一棘輪環

133:第二棘輪環

14:啟動握柄

15:馬達

151:離合齒輪

16:棘輪切換件

161:順向定位齒

162:逆向定位齒

163:凸緣

164:切換桿

165:觸發桿

17:彈性裝置

2:減速機構

21:減速齒輪

211:大齒輪

212:小齒輪

22:傳動桿

221:第一齒輪

222:第二齒輪

3:電控模組

31:電池

32:電源供應端

33:轉向切換觸發器

第一圖係本發明電動棘輪扳手之外觀立體示意圖。

第二圖係本發明電動棘輪扳手之立體分解示意圖。

第三圖係本發明桿身段局部剖視，以顯示啟動握柄未受按壓狀態之實施示意圖。

第四圖係本發明桿身段局部剖視，以顯示啟動握柄受按壓狀態之實施示意圖。

第五圖係本發明工作頭段局部剖視，以顯示順向定位齒嚙合於第二棘輪環狀態之實施示意圖。

第六圖係本發明工作頭段局部剖視，以顯示逆向定位齒嚙合於第二棘輪環狀態之實施示意圖。

本發明係關於一種電動棘輪扳手，其係一種整合有斷電系統、機械式離合系統及轉矩減速機構之電動棘輪扳手，能在有效提升電動棘輪扳手扭矩力的同時，保護馬達運作機制，避免其燒毀及毀損，請參閱第一圖至第六圖所示，本發明「電動棘輪扳手」係包括有一扳手主體1、一減速傳動機構2及一電控模組3； 該扳手主體1係具有內部彼此連通之工作頭段11及桿身段12，該扳手主體1於工作頭段11內部係設有一棘輪頭13，該棘輪頭13係具有一伸出於工作頭段11之接桿131，該棘輪頭13於工作頭段11內部係具有一第一棘輪環132；該減速傳動機構2係包括有一減速齒輪21及一傳動桿22，該減速齒輪21係樞設於工作頭段11內部，且該減速齒輪21係具有一與第一棘輪環132嚙合之大齒輪211，及一與傳動桿22嚙合之小齒輪212，該傳動桿22係延伸設置於桿身段12內部，該傳動桿22兩端分別具有一第一齒輪221及一第二齒輪222，該第一齒輪221係與小齒輪212嚙合；該扳手主體1於桿身段12一側係樞設有一得以彈性握壓做為控制之啟動握柄14，該啟動握柄14內側係與桿身段12內部連通，該扳手主體1於啟動握柄14內側係設置有一與啟動握柄14同步樞動之馬達15，該馬達15係具有一得選擇與第二齒輪222嚙合之離合齒輪151；該電控模組3係設置於扳手主體1內部，該電控模組3係包括有一電池31及一電源供應端32，該電池31係得依設計需求選擇設置於桿身段12內部，該電源供應端32係設置於桿身段12內部並與馬達15呈現為選擇性觸發導電之對應關係，且該電控模組3係內建有扭矩過載偵測器；如此，當按壓啟動握柄14時，該馬達15受啟動握柄14帶動而同步向桿身段12內側一方樞擺，該第二齒輪222與離合齒輪151即以機械動作方式嚙合(如第三圖及第四圖所示)，且馬達15亦同步與電源供應端32觸發導電，使馬達15獲得驅動的電力，即可以傳動桿22經過減速齒輪21帶動棘輪頭13旋轉，以達到電動驅動套筒鎖設之作業需求，且當扭矩過載偵測器感測到馬達15因螺絲鎖緊至過載警戒值時，電控模組3則會阻斷電池31對電源供應端32之電源供應，藉以達到保護馬達的效益，避免因持續高壓過載而產生燒毀的情形。

進一步而言，該扳手主體1係包括有一棘輪切換件16及一彈性裝置17，該棘輪頭13係包括有一與第一棘輪環132同軸心之第二棘輪環133，該棘輪切換件16係樞設於工作頭段11內部，且該棘輪切換件16係具有以樞擺方式選擇與第二棘輪環133嚙合之順向定位齒161及逆向定位 齒162，該彈性裝置17係設置於工作頭段11內部，彈性裝置17得為鋼珠及彈簧的集合結構，該棘輪切換件16係具有一供彈性裝置17選擇彈抵於兩側邊面之凸緣163，該棘輪切換件16係具有一外露於工作頭段11之切換桿164，該電控模組3係包括有一設置於工作頭段11內部之轉向切換觸發器33，該轉向切換觸發器33係與馬達15電性連結，並於觸發後得改變馬達15轉向，該棘輪切換件16係設有一得透過樞擺控制轉向切換觸發器33之觸發桿165；如此，轉動切換桿164，得控制彈性裝置17選擇彈抵於凸緣163其中一側邊，藉此選擇控制順向定位齒161或逆向定位齒162與第二棘輪環133產生彈性嚙合效果(如第五圖及第六圖所示)，亦同時以觸發或非觸發方式控制轉向切換觸發器33，藉由轉向切換觸發器33得控制馬達15轉向，使其在執行電動驅動的方向時得符合棘輪頭13當前是選擇與順向定位齒161或逆向定位齒162定位之狀態。

進一步而言，該減速齒輪21之大齒輪211及小齒輪212為同軸設置，該小齒輪212及第一齒輪221互為垂直向嚙合之傘型齒輪；透過，小齒輪212及第一齒輪221之對應關係，得將水平向轉矩轉換為垂直向轉矩，以利電動棘輪扳手內部機構的配置。

由前述創作內容可知，本發明「電動棘輪扳手」應用於螺件之鎖設或拆卸作業時，得透過馬達快速驅動特性迅速完成鎖設作業；此外本發明更具有下列特點；

1.本發明電動棘輪扳手係整合有扭矩過載偵測器，能及時有效的偵測馬達運作狀態，以過載即斷電方法做為保護馬達運作機制，避免其燒毀或毀損。

2.本發明傳動桿係與馬達呈現機械式離合關係，因此，當不是透過馬達驅動棘輪頭時，傳動桿與馬達為分離狀態，此時使用棘輪反向跳脫動作時，不會同步連動馬達，使傳動桿呈現空轉狀態，藉以減輕回轉操作時的干涉力，且能避免反向回饋力道減損馬達壽命。

3.本發明於棘輪頭與傳動桿之間係配置有一減速齒輪做為傳遞媒介，能有效強化馬達傳遞至棘輪頭之扭矩力，使電動棘輪扳手得驅動較高扭力需求之鎖設作業。

4.本發明係設有一控制馬達驅動方向之轉向切換觸發器，使馬達可操作 棘輪頭為順向或逆向的旋轉，藉此達到套筒做為鎖設作業或拆卸作業時，均能以電動方式驅動之。

由上列所述者僅為用以解釋本發明創作之較佳實施例，並非企圖具以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之創作精神下所做有關本發明創作之任何修飾或變更者，為其他可據以實施之態樣且具有相同效果者，皆仍應包括在本發明創作意圖保護之範疇內。

綜上所述，本發明創作之「電動棘輪扳手」，於結構設計及使用實用性上，確實符合實用性，且所揭露之結構創作，亦是具有前所未有之創新構造，所以其具有「新穎性」應無疑慮，又本發明創作可較之習用結構更具功效之增進，因此亦具有「進步性」，其完全符合我國專利法有關發明專利申請之規定，故，爰依法向 鈞局提出專利申請，懇請 鈞局能早日賜予本案專利權，至感德便。

1:扳手主體

11:工作頭段

12:桿身段

13:棘輪頭

131:接桿

14:啟動握柄

164:切換桿

Claims (3)

1. 一種電動棘輪扳手，係包括有一扳手主體、一減速傳動機構及一電控模組，其中；該扳手主體係具有內部彼此連通之工作頭段及桿身段，該扳手主體於工作頭段內部係設有一棘輪頭，該棘輪頭係具有一伸出於工作頭段之接桿，該棘輪頭於工作頭段內部係具有一第一棘輪環；該減速傳動機構係包括有一減速齒輪及一傳動桿，該減速齒輪係樞設於工作頭段內部，且該減速齒輪係具有一與第一棘輪環嚙合之大齒輪，及一與傳動桿嚙合之小齒輪，該傳動桿係延伸設置於桿身段內部，該傳動桿兩端分別具有一第一齒輪及一第二齒輪，該第一齒輪係與小齒輪嚙合；該扳手主體於桿身段一側係樞設有一得以彈性握壓做為控制之啟動握柄，該啟動握柄內側係與桿身段內部連通，該扳手主體於啟動握柄內側係設置有一與啟動握柄同步樞動之馬達，該馬達係具有一得選擇與第二齒輪嚙合之離合齒輪；該電控模組係設置於扳手主體內部，該電控模組係包括有一電池及一電源供應端，該電源供應端係設置於桿身段內部並與馬達呈現為選擇性觸發導電之對應關係，且該電控模組係內建有扭矩過載偵測器。
2. 根據申請專利範圍第1項之電動棘輪扳手，其中該扳手主體係包括有一棘輪切換件及一彈性裝置，該棘輪頭係包括有一與第一棘輪環同軸心之第二棘輪環，該棘輪切換件係 樞設於工作頭段內部，且該棘輪切換件係具有以樞擺方式選擇與第二棘輪環嚙合之順向定位齒及逆向定位齒，該彈性裝置係設置於工作頭段內部，該棘輪切換件係具有一供彈性裝置選擇彈抵於兩側邊面之凸緣，該棘輪切換件係具有一外露於工作頭段之切換桿，該電控模組係包括有一設置於工作頭段內部之轉向切換觸發器，該轉向切換觸發器係與馬達電性連結，並於觸發後得改變馬達轉向，該棘輪切換件係設有一得透過樞擺控制轉向切換觸發器之觸發桿。
3. 根據申請專利範圍第1項之電動棘輪扳手，其中該減速齒輪之大齒輪及小齒輪為同軸設置，該小齒輪及第一齒輪互為垂直向嚙合之傘型齒輪。

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