TWI714436B - 開口扳手的不對稱結構 - Google Patents

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本發明為一種開口扳手的不對稱結構，主要在扳手的朝向開口的施力面設置為弧面者，而扳手朝向開口的受力面則設置為平面者，當扳手開口套設螺帽時，螺帽其中一面靠抵受力面，另一面則與施力面弧面上的施力點接觸，當轉動扳手時，力矩的作用力能夠只透過與螺帽接觸的施力點傳遞，進而防止力矩的作用力被分散的效果。

Description

開口扳手的不對稱結構
本發明為係關於手工具中開口扳手的技術領域，特別係指一種開口扳手的不對稱結構。
請參閱圖1，目前扳手的技術領域中，最常見的為此種公制之開口扳手，此種開口扳手的一端具有工作頭，而工作頭上設有一開口，該開口供以套設於螺帽上，並讓使用者能夠搬動握把，該開口固定螺帽，而握把的長度即為一力臂，當使用者搬動握把並對其施予一作用力時，扳手開口處對螺帽的施力即為：作用力×力臂。
圖1為一般開口扳手的開口10處之局部放大側視圖，該開口10內主要又分為相互面對且平行的一施力面11及一受力面12，以及銜接施力面11及受力面12的二固定面13，使開口10處的壁面依序為一個該施力面11、二個該固定面13、一個該受力面12，每一個面之間夾有60度內角14，使施力面11、固定面13、受力面12共同形成的開口10能夠套設固定六角螺帽，當六角螺帽固定於開口處並轉動扳手時，施力面11是主要將轉矩之作用力施加於螺帽上之一面，而受力面12則供以讓螺帽靠抵固定；值得注意的是，每次將六角螺帽固定於開口10時，六角螺帽的尖角對應並緊迫卡合於每一個對應的內角14處，每次轉動 螺帽時，螺帽較脆弱的尖角因為過於貼附於開口10的內角14處，當施力面11、固定面13、受力面12傳遞力量至螺帽的尖角處時，容易造成尖角處的崩裂。
因此，為克服前述易造成尖角崩裂的問題，故有一種防止崩裂的開口扳手產生，請參閱圖2，為防止崩裂之開口扳手的局部放大側視圖，此種開口扳手在施力面21、固定面22、受力面23的連接處分別開設有一防崩內槽24，藉此，當螺帽套設於開口扳手內時，螺帽的尖角處會分別位於對應防崩內槽24的位置，當轉動此種防止崩裂的開口扳手時，施力面21、固定面22、受力面23不會直接靠抵於螺帽，亦不會直接對螺帽的尖角處施力，進而能夠防止螺帽的尖角處崩裂。
前述的兩種扳手實為開口扳手技術領域中最常見的二種類型，然而，前述兩種開口扳手的施力面21與受力面23都是相互平行，當開口處套設螺帽時，螺帽相對的兩個平行面會完全貼附於施力面21及受力面23，而扳手在每次轉動時，力矩主要從施力面21傳遞至螺帽，由於施力面21大面積地接觸螺帽，其力矩係垂直施力面21並傳遞至螺帽上，導致作用力被大面積地分散於施力面21每一個與螺帽接觸的位置上。
有鑑於此，確有必要提供一種全新的技術方案，以解決前述提出之缺陷。
本發明之目的在於，解決作用力會被開口扳手的施力面分散的問題。
為達成前述目的，本發明為一種開口扳手的不對稱結構，包含： 一握把；一工作頭，設於該握把上，該工作頭上設有開放的一開口，以及朝向該開口的一受力面、一施力面及二圓角面，該受力面為朝向該開口之一平面，該開口供以套設一螺帽，該螺帽的轉矩中心於該開口內定義出一軸心，該軸心朝向該受力面延伸定義出與該受力面垂直的一橫軸線，該施力面朝向該軸心凸出，且該軸心沿著該橫軸線延伸至該施力面定義一施力點，該二圓角面分別連接該施力面的兩端，該二內圓角連接至該施力面的位置分別定義一切點，該施力點與該切點在該橫軸線的延伸方向上具有一施力距離。
在一較佳實施例中，該施力面為直徑25.3cm的一第一虛構圓所構成之弳度，而各該圓角面則是為直徑1.87cm的一第二虛構圓所構成之弳度。
在一較佳實施例中，該施力面與相連接的二個該圓角面連接之位置所定義的切點，係在該第一虛構圓與二個該第二虛構圓相切的位置，而所定義的切點沿著該橫軸線延伸並定義出二切線，以及所特指的該第二虛構圓之圓心沿著該橫軸線延伸並定義一軸線，該切線與該軸線相平行且不相交，且各該切線是位於該二軸線之間。
在一較佳實施例中，該工作頭另具有朝向該開口的一卡制面，該卡制面連接其中一個該圓角面，使特指的該圓角面位於該卡制面及該施力面之間，該軸心有垂直該橫軸線的一縱軸線，該縱軸線與該橫軸線的焦點為該軸心，而該卡制面沿著該橫軸線的延伸方向距離該縱軸線之間有一第一距離，位於該卡制面及該施力面之間的圓角面之切點，所指該切點沿著該橫軸線的延伸方向距離該縱軸線之間有一第二距離，該第一距離小於該第二距離。
在一較佳實施例中，該施力面上設有複數個咬合齒，而該施力點位於該施力面與該橫軸線相交之位置。
在一較佳實施例中，該施力面上設有複數個咬合齒，各該咬合齒的端點依序形成該施力面的弧面，而該施力點位於與該橫軸線相交之位置。
在一較佳實施例中，該軸心在該橫軸線上延伸至該受力面或該施力點的距離相等，該二切點分別連接至該軸心為二徑線，該二徑線之間夾持一徑角，該徑角為10至60度。
在一較佳實施例中，該徑角在20度到45度之間。
本發明藉由將扳手的施力面設為一弧面，藉此讓施力面與螺帽之間僅由施力點接觸，讓力矩的作用力能夠僅透過施力點傳送至螺帽，使作用力不致分散，而能讓使用者更容易轉動螺帽。
更佳的是，由於該第一距離小於該第二距離，因此當轉動扳手，而螺帽在該開口內些微偏轉時，螺帽的尖角能夠對應於其一個該圓角，而圓角面卡制即將脫出的該螺帽，進而達成防止螺帽脫出開口的效果。
習知
10:開口
11:施力面
12:受力面
13:固定面
14:內角
21:施力面
22:固定面
23:受力面
24:防崩內槽
本發明
31:握把
32:工作頭
321:開口
322:受力面
323:施力面
3231:施力點
3232:咬合齒
324:圓角面
325:固定面
326:卡制面
P1:軸心
P2:切點
L1:徑線
L2:切線
L3:軸線
L4:第一距離
L5:第二距離
C1:第一虛構圓
C2:第二虛構圓
C2P:圓心
C3:第三虛構圓
T:施力距離
X:橫軸線
Y:縱軸線
θ:徑角
圖1為習知開口扳手的局部放大側視圖；圖2為習知防崩角開口扳手的局部放大側視圖；圖3為本發明於第一實施例中之立體圖；圖4顯示工作頭上各弳度所形成之虛擬圓示意圖；圖5為工作頭的局部放大側視圖；圖6為施力面的局部放大側視圖；圖7為工作頭內套設螺帽之使用狀態示意圖；圖8為本發明於第二實施例中之局部放大側視圖； 圖9為本發明於第三實施例中之局部放大側視圖。
請參閱圖3至圖6，本發明為一種開口321扳手的不對稱結構，主要由銜接的一握把31及一工作頭32組成，而該工作頭32組設於該握把31的其中一端，其中：該工作頭32上設有開放的一開口321，以及朝向該開口321的一受力面322、一施力面323、四圓角面324及二固定面325，該受力面322為朝向該開口321之一平面，該開口321供以套設一螺帽，當該螺帽位於該開口321內時，該螺帽的轉矩中心於該開口321內定義出一軸心P1，該軸心P1朝向該受力面322延伸定義出與該受力面322垂直的一橫軸線X，該施力面323為朝向該軸心P1凸出的一弧面，且該軸心P1沿著該橫軸線X延伸至該施力面323定義一施力點3231，該軸心P1在該橫軸線X上延伸至該受力面322或該施力點3231的距離相等，該二圓角面324分別連接該施力面323的兩端，使該施力面323位於該二圓角面324之間，該二內圓角連接至該施力面323的位置分別定義一切點P2，該施力點3231與該切點P2在該橫軸線X的延伸方向上具有一施力距離T，該二切點P2分別連接至該軸心P1為二徑線L1，該二徑線L1之間夾持一徑角θ，該徑角θ為10至60度。在較佳實施例中，該徑角在20度到45度之間時，能夠讓該施力面323的弧面更弧凸，而讓施力點3231與螺帽的接觸效果更好，更佳地傳遞轉矩作用力。
請參閱圖4及圖5，該施力面323為直徑25.3cm的一第一虛構圓C1所構成之弳度(另有稱為弧度)，而各該圓角面324則是為直徑1.87cm的一第二虛構圓C2所構成之弳度；特別的是，連接該施力面323的二個該圓角面324之第二虛構圓C2分別具有一圓心C2P，自前述所特指的二個該第二虛構圓C2的圓心C2P 延伸至該軸心P1即為六角螺帽之其中之一個切分角，因此，由特指的二個該第二虛構圓C2的圓心C2P延伸至該軸心P1之間的夾角為60度。
請參閱圖5，該施力面323與相連接的二個該圓角面324連接之位置所定義的切點P2，係在該第一虛構圓C1與二個該第二虛構圓C2相切的位置，而所定義的切點P2沿著該橫軸線X延伸並定義出二切線L2，以及所特指的該第二虛構圓C2之圓心C2P沿著該橫軸線X延伸並定義一軸線L3，該切線L2與該軸線L3相平行且不相交，且各該切線L2是位於該二軸線L3之間，使該切點P2所切分之切分角，略小於六角螺帽之切分角。
再者，請參閱圖5，該開口321內由該圓角面324、該施力面323、該圓角面324、該固定面325、該圓角面324、該固定面325、該圓角面324、該受力面322的順序排列，而每一個該圓角面324所定義之第二虛構圓C2之圓心C2P延伸至該軸心P1，相鄰的二個圓角面324之間所夾角度為60度，恰為一個螺帽的切分角；而該二固定面325則分別是由直徑12cm的一第三虛構圓C3所構成之弳度。
請參閱圖5，該工作頭32另具有朝向該開口321的一卡制面326，該卡制面326連接其中一個該圓角面324，使特指的該圓角面324位於該卡制面326及該施力面323之間，該軸心P1延伸至其中一個該圓角面324的圓心C2P並定義出垂直該橫軸線X的一縱軸線Y，該縱軸線Y與該橫軸線X的焦點恰為該軸心P1，而該卡制面326沿著該橫軸線X的延伸方向距離該縱軸線Y之間有一第一距離L4，位於該卡制面326及該施力面323之間的圓角面324之切點P2，所指該切點P2沿著該橫軸線X的延伸方向延伸至該縱軸線Y為一第二距離L5，該第一距離L4小於該第二距離L5，從圖5中可以了解，由於該卡制面326在該橫軸線X的延伸方 向上更接近該縱軸線Y，因此，當螺帽卡固於該開口321內並轉動扳手時，螺帽對應於特指的該圓角面324能夠防止其脫出開口321。
請參閱圖9，在第二實施例中，該施力面323上設有複數個咬合齒3232，而該施力點3231位於與該橫軸線X相交之位置，藉由在該施力面323上設置各該咬合齒3232，當該螺帽在該開口321內轉動時，能夠藉由其他的咬合齒3232穩固螺帽，進而防止該螺帽滑牙。
請參閱圖8，在第三實施例中，該施力面323上設有複數個咬合齒3232，各該咬合齒3232的端點依序形成該施力面323的弧面，而該施力點3231位於與該橫軸線X相交之位置。
以上為本發明於一較佳實施例中之結構組態及其連接關係，本發明所能達成之功效如下所述：請參閱圖9，一般將螺帽套設於該開口321內時，該螺帽對應的兩邊之其中一邊靠抵於施力面323，另一邊則靠抵於受力面322，當使用者轉動扳手，作用力從扳手的該施力面323對螺帽施力，由於施力面323僅有該施力點3231與螺帽接觸，因此作用力僅從該施力點3231傳遞至螺帽，使作用力集中於施力點3231並施加給螺帽，進而讓作用力集中，使螺帽更容易被轉動。
更佳的是，當螺帽套設於開口321內時，螺帽的其中一個尖角對應於位於該卡制面326及該施力面323之間的圓角面324，由於卡制面326沿著該橫軸線X的延伸方向更接近該縱軸線Y，當螺帽在開口321內些微偏轉而欲脫出時，螺帽的尖角會卡制於卡制面326與圓角面324之間，進而防止螺帽脫出開口321。
本發明藉由將扳手的施力面323設為一弧面，藉此讓施力面323與螺帽之間僅由施力點3231接觸，讓力矩的作用力能夠僅透過施力點3231傳送至螺帽，使作用力不致分散，而能讓使用者更容易轉動螺帽。
更佳的是，由於該第一距離L4小於該第二距離L5，因此當轉動扳手，而螺帽在該開口321內些微偏轉時，螺帽的尖角能夠對應於其一個該圓角，而圓角面324卡制即將脫出的該螺帽，進而達成防止螺帽脫出開口321的效果。
32:工作頭
321:開口
323:施力面
3231:施力點
P1:軸心
P2:切點
L1:徑線
C1:第一虛構圓
C2:第二虛構圓
C2P:圓心
C3:第三虛構圓
X:橫軸線
Y:縱軸線
θ:徑角

Claims (8)

  1. 一種開口扳手的不對稱結構，包含： 一握把； 一工作頭，設於該握把上，該工作頭上設有開放的一開口，以及朝向該開口的一受力面、一施力面及二圓角面，該受力面為朝向該開口之一平面，該開口供以套設一螺帽，該螺帽的轉矩中心於該開口內定義出一軸心，該軸心朝向該受力面延伸定義出與該受力面垂直的一橫軸線，該施力面朝向該軸心凸出，且該軸心沿著該橫軸線延伸至該施力面定義一施力點，該二圓角面分別連接該施力面的兩端，該二內圓角連接至該施力面的位置分別定義一切點，該施力點與該切點在該橫軸線的延伸方向上具有一施力距離。
  2. 如請求項1所述之開口扳手的不對稱結構，其中，該施力面為直徑25.3cm的一第一虛構圓所構成之弳度，而各該圓角面則是為直徑1.87cm的一第二虛構圓所構成之弳度。
  3. 如請求項2所述之開口扳手的不對稱結構，其中，該施力面與相連接的二個該圓角面連接之位置所定義的切點，係在該第一虛構圓與二個該第二虛構圓相切的位置，而所定義的切點沿著該橫軸線延伸並定義出二切線，以及所特指的該第二虛構圓之圓心沿著該橫軸線延伸並定義一軸線，該切線與該軸線相平行且不相交，且各該切線是位於該二軸線之間。
  4. 如請求項1所述之開口扳手的不對稱結構，其中，該工作頭另具有朝向該開口的一卡制面，該卡制面連接其中一個該圓角面，使特指的該圓角面位於該卡制面及該施力面之間，該軸心有垂直該橫軸線的一縱軸線，該縱軸線與該橫軸線的焦點為該軸心，而該卡制面沿著該橫軸線的延伸方向距離該縱軸線之間有一第一距離，位於該卡制面及該施力面之間的圓角面之切點，所指該切點沿著該橫軸線的延伸方向距離該縱軸線之間有一第二距離，該第一距離小於該第二距離。
  5. 如請求項1所述之開口扳手的不對稱結構，其中，該施力面上設有複數個咬合齒，而該施力點位於該施力面與該橫軸線相交之位置。
  6. 如請求項1所述之開口扳手的不對稱結構，其中，該施力面上設有複數個咬合齒，各該咬合齒的端點依序形成該施力面的弧面，而該施力點位於與該橫軸線相交之位置。
  7. 如請求項1所述之開口扳手的不對稱結構，其中，該軸心在該橫軸線上延伸至該受力面或該施力點的距離相等，該二切點分別連接至該軸心為二徑線，該二徑線之間夾持一徑角，該徑角為10至60度。
  8. 如請求項7所述之開口扳手的不對稱結構，其中，該徑角在20度到45度之間。
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