TWI742552B

TWI742552B - 電動工具之換向結構

Info

Publication number: TWI742552B
Application number: TW109106945A
Authority: TW
Inventors: 鐘福祥; 陳洪昉; 洪士偉; 陳威廷
Original assignee: 朝程工業股份有限公司
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2021-10-11
Also published as: TW202134012A

Abstract

本發明關於一種換向結構，包含有；一換向裝置，具有一電磁單元；該電磁單元可因電磁作用而做一位移變化；該電磁單元的位移連動一電動工具之控制單元進行工作方向切換的動作。

Description

電動工具之換向結構

本發明係與電動工具有關，特別是指一種透過磁場的變化，可產生電動換向效果之電動工具之換向結構。

棘輪扳手為常用的手持工具，為了要能夠在狹小的角度進行施力操作，會在內部使用棘輪結構，如圖1所示，習知之一種換向棘輪扳手，其主要就是以改變棘輪的轉動方向，來使該換向棘輪扳手更換施力操作方向，其棘輪結構10包含有；一棘輪11、一卡掣齒12、一控制件13所構成，該棘輪11環周設置有卡齒，該卡掣齒12可以相對嚙合於該棘輪11之外表面，透過不同方向的嚙合，而可以使該棘輪11產生不同方向的轉動，以旋轉工件；該控制件13彈性抵接於該卡掣齒12上，並可驅動該卡掣齒12產生方向變換之作用，透過該控制件13來進行換向的動作，另外，請參照圖2所示，其係為另外一種的驅動方式，其卡掣齒12係設置於棘輪11之外側，其控制件13則相對設於該棘輪11內部，透過切換控制件13的方向來調整該棘輪11作動的方向。

習知使用知棘輪結構，不論是手動棘輪扳手或電動棘輪扳手，均需要操作者藉由手部轉動該控制件13之方向來切換該棘輪11的作動方向。

然而，該控制件13在切換的過程中，使用者皆需要使用手部來操作該控制件13進行換向的動作，進行換向動作時，需要先將工具由操作位置取出，如果在比較狹小或是難以深入的工作區域，取出工具進行換向後再置入，需要耗費相當的時間，導致其操作上產生不便。再者，因為控制件13需要經由手部切換，所以該控制件13有部分結構會外露，長時間使用容易有異物或是粉塵的侵入，導致內部結構磨耗。

本發明之主要目的係提供一種電磁換向結構，其可透過電磁單元的磁場變化，而產生電動切換電動工具作動方向的作用。

本發明之次要目的係在於使用一連動件由外部換向裝置驅動該驅動單元的換向，使該電動工具的驅動裝置不需要修改內部結構。

為達上述目的，本發明提供一種電動工具之換向結構，包含有：一驅動裝置，具有一控制單元；該控制單元可變化位置以改變該驅動裝置之旋轉作動方向；一換向裝置，具有一電磁單元及一換向件；該電磁單元與該換向件相結合；該電磁單元可改變磁場而驅動該換向件位移；一連動件，一端設於該控制單元上，另端則與該換向件相連；該換向件的位移變化帶動該連動件連動該控制單元。

較佳地，該換向裝置之電磁單元係包含有一固定磁性件及一可動磁性件；該固定磁性件之位置為固定，該固定磁性件與該可動磁性件的磁場位置係相對設置；該換向件與該可動磁性件相連接，該換向件以及該可動磁性件可相對該固定磁性件轉動，使該換向件產生一角度位移的變化。

為達上述目的，本發明提供另一種電動工具之換向結構，包含有：一驅動裝置，具有一控制單元；該控制單元可變化位置以改變該驅動裝置之旋轉作動方向；一換向裝置，具有一電磁單元；該電磁單元可改變磁場而產生位移，該電池單元與該控制單元連接而可帶動該控制單元的位置。

較佳地，該電磁單元係為一馬達，該馬達具有一軸心，該軸心係接設有一換向件。

較佳地，該連動件係為一轉盤，該轉盤固設於該換向件上，該轉盤非軸心位置設置有一偏心桿；該控制單元係偏心連接有該偏心桿。

較佳地，該電磁單元係為一馬達，該馬達具有一軸心，該軸心係連接該控制單元。

本發明所提供之電動工具之換向結構，透過該換向裝置的電磁單元的電磁場變化產生一控制單元來切換該驅動裝置進行換向的效果，而可不需要使用手動來切換，除了便於操作之外，該連接件的設置可使該換向裝置由外部來驅動該控制單元，不需對驅動裝置的內部結構進行修改，增加適用性。

請參閱圖3、4及5所示，係本發明一較佳實施例所提供之電動工具20，包含有；

一殼體30，其內部具有一容置空間31；

一動力源40，請參閱圖4，設置於該容置空間31內，包含有一馬達41及一齒輪組42；該馬達41可驅動該齒輪組42動作，該齒輪組42為一減速齒輪組，可提供一轉速變化的作用，該齒輪組42之前端並設置有一偏心軸421；

一驅動裝置50，請參閱圖4及5，設置於該容置空間31內，一端樞設有一工作頭51在該殼體30上，該工作頭51之環周係環設有棘齒511；一控制單元，其係包含有一擺動件52、一控制件53及二帶動件；該擺動件52，其一端樞設於該殼體30上，另一端凹設有一承槽521，該承槽521內係容設有該偏心軸421，該偏心軸421偏心轉動時，會帶動該擺動件52擺動；該控制件53，樞設於該擺動件52內，其設置有一頂持部531及二導引部532，該二導引部532係設於該頂持部531之兩側；該控制件53於該殼體30之外側端並偏心凸設有一連接桿533，該連接桿533的位置會隨著該控制件53切換方向而有不同位置；該工作頭51與該擺動件52之間並設置有該二帶動件，本實施例中，該二帶動件係為二擺動臂54組成，其亦可為齒圈或是卡掣齒等可與該擺動件52連接並可與該工作頭51相嚙接，使該工作頭51可以受該帶動件的帶動而產生預定方向旋轉的構件所構成，並不侷限；該二帶動件可受該擺動件52之帶動，且該控制件53可以控制該二帶動件與該工作頭51相接觸的位置，進而可控制該工作頭51之轉動方向，該二擺動臂54靠近中央位置係樞設於該擺動件52上，而可隨該擺動件52偏擺，該二擺動臂54一端與該工作頭51以一齒部541嚙接有該棘齒511；一彈性元件542，其兩末端係彈性設置該二擺動臂54上，使該二擺動臂54可受彈力作用而壓抵於該工作頭51；該二擺動臂54之另一端與該控制件53相接觸；該控制件53之頂持部531與其中一該擺動臂54相接時，該擺動臂54與工作頭51相接端會被推離工作頭51，而另一該擺動臂54則會與該導引部532相接觸，使該擺動臂54可以接觸該工作頭51，當該擺動件52作動時，與該工作頭51相接觸之擺動臂54即會撥動該工作頭51往同一方向旋轉作動；上述之動力源40及驅動裝置50之架構係為習知之可換向之電動工具之架構，該技術領域中相關或類似的驅動的方式皆可以施用於本發明中，並不特別限制其結構；

一換向裝置60，請參閱圖4及5，具有一外殼61、一電磁單元及一換向件64；該外殼61，其係固設於該電動工具20靠近動力源40位置，與該驅動裝置50的工作頭51可保持一定距離，而可避免工作頭51部分增加過大的體積，該外殼61內設置有一弧形定位槽611，該外殼61也可直接設置於該殼體30位置，並不限制該外殼61之架構；該電磁單元包含有一固定磁性件62及一可動磁性件63，該固定磁性件62為一電磁鐵所構成，其具有兩個相鄰的線圈621及三個磁極622，兩側的磁極622的磁場會與中央磁極622的磁場不同，也就是說，當外側磁極622的磁場為N極時，中央的磁極622的磁場為S極；而當外側的磁極622的磁場為S極時，中央的磁極的磁場就會轉變為N極；該可動磁性件63係為一永久磁鐵，一端為N極一端為S極，並相對於該固定磁性件62設置；實施上，該固定磁性件62也可以為一永久磁鐵，相對該可動磁性件63可為一電磁鐵所構成；該換向件64與該電磁單元之可動磁性件63結合，該換向件64並樞設於該外殼61內，使該換向件64可相對於該外殼61及該固定磁性件62轉動，而該可動磁性件63會隨該固定磁性件62的電磁鐵的磁場變化而變化位置，進而可以帶動該換向件64進行旋轉，產生角度位移變化，該換向件64側邊凸設有一定位銷641，該定位銷641係滑設於該外殼61之弧形定位槽611內，使該換向件64轉動的角度可以受到限制，另外，該電磁單元也可以使用一馬達來進行驅動，該換向件64則為馬達的軸心。

一連動件70，請參閱圖4，本實施例中為一連桿所構成，其亦可為齒輪、曲柄或滑塊等不同的構件所構成，只要能夠傳遞位置變化的結構，都可以作為連動件，該連動件70兩端分別設置有一穿孔71，該二穿孔71分別套接於該控制件53的連接桿533以及該換向件64的定位銷641上，連接的方式也不限制，只要可使該連動件70分別連接有該控制件53及該換向件64，並且可產生相對的位置變化，使得該連動件70可以連動該換向件64及該控制件53，也就是說，當該換向件64因為該可動磁性件63產生角度位移變化時，該控制件53也會產生相對應的角度位移變化，該控制件53轉動時，其頂持部531與導引部532之位置也會相對產生角度位移的變化，進而可與不同的擺動臂54接觸，以控制不同的擺動臂54與工作頭51接觸。

該電動工具20操作時，可以先啟動該動力源40，使該馬達41可以帶動該齒輪組42轉動，並且帶動該偏心軸421進行偏轉；該偏心軸421可於該擺動件52的承槽521內偏心擺動，進而使該擺動件52產生以軸點為中心朝兩端偏擺，該擺動件52擺動時，會帶動與該工作頭51相接觸之該擺動臂54持續撥動該工作頭51，使該工作頭51持續往同一方向轉動，而可以持續往同一方向作動。

圖6至圖9顯示本發明切換該電動工具之轉動方向之狀態。請參閱圖6及7，該固定磁性件62的三磁極622的磁場分別為SNS，該可動磁性件63的磁場N及S會分別被外側的S及中央的N所吸引；此時，該換向件64會帶動該連動件70下拉，該連動件70則帶動該控制件53向下，使該頂持部531會往靠近連動件70方向移動，並且由遠離連動件70的擺動臂54與該工作頭51相嚙接。

要進行旋轉動作切換時，請參閱圖8及圖9所示，切換該固定磁性件62的線圈621電流方向，使該固定磁性件62的三磁極622的磁場變成NSN，該可動磁性件63的磁場N會被該固定磁性件62外側的磁極的N磁場所排斥，並且，往中央的轉換成S磁場的磁極靠近；此時，該換向件64會產生一角度的位移，使該換向件64可帶動該連動件70往上位移，而該連動件70向上的位移也會使該控制件53形成一角度位移，該控制件53位移時，該頂持部531會轉向另一方向的擺動臂54，使受該頂持部531頂持的該擺動臂54相對遠離該工作頭51；而原本受該頂持部531頂持的擺動臂54則會與該導引部532相接觸；同時，該彈性元件542的彈性力會將該擺動臂54往該工作頭51方向推動，使該擺動臂54可以接觸該工作頭51，使該工作頭51由另一擺動臂54驅動，而使該工作頭51可以產生相反方向的轉動作動。

要再次進行切換方向時，只需要再改變該線圈的電流方向，使該固定磁性件62的三磁極622的磁場分別為SNS，該可動磁性件63的磁場N及S會分別被外側的S及中央的N所吸引；此時，該換向件64會帶動該連動件70下拉，該連動件70則帶動該控制件53向下，使該頂持部531會往靠近連動件70方向移動，並且由遠離連動件70的擺動臂54與該工作頭51相嚙接，並且，該換向件64的定位銷641會受該外殼61的弧形定位槽611所現制位移的方向，使該換向件64移動的位置可以受到限制，而可以使該換向件64的移動位置可以確保，使該連動件70之移動位置固定，而使該控制件53轉動的角度也可以確保，而可使換向的操作確實，不會超出切換位置或造成誤動作。

請配合參閱圖10至12所示，其係為本發明第二較佳實施例，其主要結構係與前一實施例同，相同之處採用相同標號，不另贅述，其中：

該換向裝置60的電磁單元於本實施例中係為一馬達65所構成，如步進馬達，該電磁單元亦可使用第一較佳實施例之結構，並不限制，該馬達65設有一轉動的軸心651，該軸心651上係固接有一連動件70，該連動件70係為一轉盤72，該轉盤72上設置有一偏心桿721，該偏心桿721係偏心連接有該控制件53；該馬達65會驅動該軸心651旋轉預定的角度，使該連動件70的轉盤72也會跟著轉動，同時，該轉盤72上的偏心桿721也會產生角度位移，該偏心桿721轉動時會相對帶動該控制件53產生角度位移，而使該控制件53可以產生換向作用。

請參閱圖13，其係為本發明提供之第三較佳實施例，其主要結構係與第二較佳實施例相同，相同之處以相同標號表示，不再贅述，其中：

該換向裝置60的電磁單元的馬達65的軸心651係直接連接於該控制件53的軸心位置，當該馬達65驅動該軸心651轉動時，該軸心651會轉動該控制件53，而使其產生旋轉換向的動作，如果使用該第一較佳實施例的電磁單元，即直接將該可動磁性件63與該控制件53相連接，透過該可動磁性件63的位置變化來直接驅動該控制件53。

本發明之電動工具，其換向時可透過電磁單元的磁場變化而進行換向的動作，與習知之手動換向結構相比，其換向動作可以不需要將該電動工具取下後再進行，並且，換向動作相當明確，可確保其動作確實，另外，該換向裝置設置於該動力原位置處，並透過一連動件進行換向動作。

上揭實施例僅係說明本發明之技術手段而非限制，舉凡由本發明之等效修改，均應視為本發明之保護範圍。本發明之電動工具於此領域中首創之結構，並具實用功效之增進，依法提出申請。

10 棘輪結構 11 棘輪 12 卡掣齒 13 控制件 20 電動工具 30 殼體 31 容置空間 40 動力源 41 馬達 42 齒輪組 421 偏心軸 50 驅動裝置 51 工作頭 511 棘齒 52 擺動件 521 承槽 53 控制件 531 頂持部 532 導引部 533 連接桿 54 擺動臂 541 齒部 542 彈性元件 60 換向裝置 61 外殼 611 弧形定位槽 62 固定磁性件 621 線圈 622 磁極 63 可動磁性件 64 換向件 641 定位銷 65 馬達 651 軸心 70 連動件 71 穿孔 72 轉盤 721 偏心桿

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，以下茲舉三較佳實施例，並配合圖式詳細說明於後，其中：圖1為習知之電動工具之立體外觀圖。圖2為另一習知之電動工具之立體分解圖。圖3為本發明較佳實施例之電動工具立體外觀圖。圖4為圖3之電動工具之內部構件立體分解圖。圖5為圖3中5-5剖線之電動工具之剖視圖。圖6為換向裝置之第一方向的動作示意圖。圖7為圖6的局部放大圖。圖8為換向裝置之第二方向的動作示意圖。圖9為圖8的局部放大圖。圖10為本發明第二較佳實施例之電磁單元與控制件之立體分解圖。圖11為換向裝置之第一方向的動作示意圖。圖12為換向單元之第二方向的動作示意圖。圖13本發明第三較佳實施例之電磁單元與控制件之立體分解圖。

40 動力源 41 馬達 42 齒輪組 421 偏心軸 50 驅動裝置 51 工作頭 511 棘齒 52 擺動件 521 承槽 53 控制件 533 連接桿 54 擺動臂 541 齒部 60 換向裝置 61 外殼 611 弧形定位槽 62 固定磁性件 621 線圈 622 磁極 63 可動磁性件 64 換向件 641 定位銷 70 連動件 71 穿孔

Claims

一種電動工具之換向結構，包含有：一驅動裝置，其包含有一工作頭及一控制單元，該控制單元具有一控制件，其可產生一位置的變化而可控制該工作頭進行不同方向的旋轉作動；一換向裝置，具有一電磁單元及一換向件；該電磁單元會因為電磁作用而變化位置，而可帶動該換向件位移；一連動件，一端設於該控制件上，另端則與該換向件相連；該換向件的位移變化帶動該連動件，該連動件會連動該控制件產生位置的變化。
如請求項1所述之換向結構，其中：該換向裝置之電磁單元係包含有一固定磁性件及一可動磁性件；該固定磁性件之位置為固定，該固定磁性件與該可動磁性件的磁場位置係相對設置；該換向件與該可動磁性件相連接，該換向件以及該可動磁性件可相對該固定磁性件移動，使該換向件產生一位移的變化。
如請求項2所述之換向結構，其中：該固定磁性件係為一永久磁鐵；該可動磁性件係為一電磁鐵。
如請求項2所述之換向結構，其中：該固定磁性件係為一電磁鐵；該可動磁性件係為一永久磁鐵。
如請求項2所述之換向結構，其中：更包含有一外殼，該換向裝置之電磁單元及換向件設置於該外殼內；該固定磁性件係固設於該外殼內，該換向件係樞設於該外殼內。
如請求項5所述之換向結構，其中：該換向件具有一定位銷；該外殼上設有一弧形定位槽；該定位銷可於該定位槽內位移；該連動件係為一連桿，該連動件之一端設於該定位銷上。
如請求項6所述之換向結構，其中：該控制件具有一連接桿，該連動件之一端設於該連接桿上。
如請求項1所述之換向結構，其中：該電磁單元為一馬達，該換向件為一軸心；該馬達可驅動該軸心轉動。
如請求項1所述之換向結構，其中：該連動件係為一轉盤，該轉盤固設於該換向件上，該轉盤非軸心位置設置有一偏心桿；該控制件係偏心連接有該偏心桿。
如請求項1所述之換向結構，其中：該控制單元更包含有至少一帶動件；各該帶動件會受該控制件的作動而帶動該工作頭往不同方向旋轉作動。
如請求項10所述之換向結構，其中：更包含有一動力源，該動力源係具有一偏心軸；該控制單元更包含有一擺動件，其一端為軸固，另一端凹設有一承槽；該承槽內係容設有該偏心軸，該偏心軸偏心轉動時，會帶動該擺動件以軸固位置為軸擺動，該擺動件會帶動各該帶動件作動，使各該帶動件可以帶動該工作頭。
如請求項11所述之換向結構，其中：該控制件具有一頂持部及二導引部，該二導引部係設於該頂持部之兩側；各該帶動件係為二擺動臂，該二擺動臂靠近中央位置係樞設於該擺動件上，而可隨該擺動件偏擺；該二擺動臂之另一端與該控制件相接觸；該二擺動臂與工作頭相接觸端設有齒部，該工作頭環周設有棘齒；使該擺動臂可以該齒部與該工作頭之棘齒相嚙接；該二擺動臂上並設置有一彈性元件，使該二擺動臂可受彈力作用而壓抵於該工作頭。
一種電動工具之換向結構，包含有：一驅動裝置，其包含有一工作頭及一控制單元，該控制單元具有一控制件，其可產生一位置的變化而可控制該工作頭進行不同方向的旋轉作動；一換向裝置，具有一電磁單元；該電磁單元會因為電磁作用而變化位置；該電磁單元並與該控制件連接，而可連動該控制件產生位置的變化。
如請求項13所述之換向結構，其中：換向裝置該電磁單元係為一馬達，該馬達具有一軸心，該軸心可以受磁場變化而轉動，該軸心與該控制件相連。
如請求項14所述之換向結構，其中：該馬達之軸心係與該控制件的中心相連接。
如請求項13所述之換向結構，其中：該換向裝置之電磁單元係包含有一固定磁性件及一可動磁性件；該固定磁性件之位置為固定，該固定磁性件與該可動磁性件的磁場位置係相對設置；該可動磁性件可相對該固定磁性件移動，使該可動磁性件產生一位移的變化；該可動磁性件與該控制件相連接，而可連動該控制件。
如請求項16所述之換向結構，其中：該固定磁性件係為一永久磁鐵；該可動磁性件係為一電磁鐵。
如請求項16所述之換向結構，其中：該固定磁性件係為一電磁鐵；該可動磁性件係為一永久磁鐵。
如請求項13所述之換向結構，其中：該控制單元更包含有至少一帶動件；各該帶動件會受該控制件的作動而帶動該工作頭往不同方向旋轉作動。
如請求項19所述之換向結構，其中：更包含有一動力源，該動力源係具有一偏心軸；該控制單元更包含有一擺動件，其一端為軸固，另一端凹設有一承槽；該承槽內係容設有該偏心軸，該偏心軸偏心轉動時，會帶動該擺動件以軸固位置為軸擺動，該擺動件會帶動各該帶動件作動，使各該帶動件可以帶動該工作頭。
如請求項20所述之換向結構，其中：該控制件具有一頂持部及二導引部，該二導引部係設於該頂持部之兩側；各該帶動件係為二擺動臂，該二擺動臂靠近中央位置係樞設於該擺動件上，而可隨該擺動件偏擺；該二擺動臂之另一端與該控制件相接觸；該二擺動臂與工作頭相接觸端設有齒部，該工作頭環周設有棘齒；使該擺動臂可以該齒部與該工作頭之棘齒相嚙接；該二擺動臂上並設置有一彈性元件，使該二擺動臂可受彈力作用而壓抵於該工作頭。