TWI780929B

TWI780929B - 具高、低扭矩的扳手

Info

Publication number: TWI780929B
Application number: TW110135755A
Authority: TW
Inventors: 吳逸民
Original assignee: 瞬豐實業股份有限公司
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2022-10-11
Also published as: TW202313262A

Abstract

一種扳手，包括：一個中空的手把；一個高扭矩操作件樞接該手把的一端；一個低扭矩操作件樞接該手把的另端；以及，一個彈性件配置在手把內部分別對高扭矩操作件與低扭矩操作件施予一個作用力，該高扭矩操作件到彈性件的力臂大於彈性件到低扭矩操作件的力臂。如此，本案採用單一彈性件搭配不同力臂的設計，使扳手擁有高、低不同的扭矩，既能打破傳統式窠臼的限制，又能快速組裝。

Description

具高、低扭矩的扳手

本發明涉及手工具的領域，尤指一種扳手，具備高、低二扭矩。

已知的扳手種類繁多，如開口扳手、棘輪扳手、梅花扳手、活動扳手或套筒扳手等。所述的扳手具備一個頭構件，該頭構件視需要設計為固定的二個顎、環體內側是連續的齒、固定顎配合滑動顎或內側為多角槽的圓筒等，用來擰緊或鬆開一個工件，如螺帽、螺絲或螺栓。所述的扳手配備一個警示結構，提醒一名使用者注意扭矩，避免工件發生崩牙的弊端。

已知的警示結構種類繁多，譬如指針式、聲響式、碼表式以及數位式警示結構。其中，指針式警示結構以固定的一根針配合轉動的另根針，通過轉動的針來辨別扳手的扭矩值。聲響式警示結構有一個輪座，該輪座一端接觸一個壓縮彈簧，另端樞接一個聲輪，該聲輪滾動接觸一根圓棒，該頭構件含著圓棒，以撞擊聲直接反應工件的一個反作用力，預警扳手的扭矩達到預設值，具體內容得參考美國第3,140,623號專利案。碼表式警示結構則在扳手添加一個碼表，該碼表的一根指針指向整排刻度之一，判讀扳手的扭矩值。至於數位式警示結構則是近期問世的技術，在一個螢幕列出數位式阿拉伯數字，直接讀取扭矩值。

可是，這些扳手陷入一個誤區，亦即手工具的從業人員或是設計者，認為扭矩的力量源自單一彈簧或彈性件。想要擁有高、低不同的扭矩，必須依賴二條以上的彈簧或彈性件。

鑒於此，本案發明人提供新的扳手，主要目的在於：採用單一彈性件，搭配不同力臂的設計，打破傳統式窠臼的限制，使扳手擁有高、低不同的扭矩。

源於上述目的之達成，本發明的扳手，包括：一個中空的手把；一個高扭矩操作件樞接該手把的一端；一個低扭矩操作件樞接該手把的另端；以及，一個彈性件配置在手把內部分別對高扭矩操作件與低扭矩操作件施予一個作用力，該高扭矩操作件到彈性件的力臂大於彈性件到低扭矩操作件的力臂。

其中，該高扭矩操作件有一個樞接該手把的臂，該臂一端伸出手把，另端深入手把；一個聲座在手把內部往復運動，該聲座一端接收彈性件的力，另端藉由二片併排的板連到臂深入手把的部位。該臂深入手把處形成一個扁平部，其與聲座的一個扁平部樞接併排的二片板。該扁平部旁邊是一根穿過臂而可調節的柱，該柱對著手把的洞口被一個塞體堵住。另外，該聲座隔著一個墊塊間接接觸彈性件的一端。

再者，該低扭矩操作件有一個樞接該手把的臂，該臂一端伸出手把，另端深入手把並含著一根圓棒；一個輪座在手把內部往復運動，該輪座一端接收彈性件的力，另端安裝一個聲輪滾動接觸圓棒。該輪座配置二個珠體，該珠體滾動接觸聲輪和手把的內部。該圓棒旁邊是一根穿過臂而可調節的柱，該柱對著手把的洞口被一個塞體堵住。

如此，本發明採用單一彈性件搭配不同力臂的設計，使扳手擁有高、低不同的扭矩，既能打破傳統式窠臼的限制，又能快速組裝。

為使本發明之目的、特徵和優點，淺顯易懂，茲舉一個或以上較佳的實施例，配合所附的圖式詳細說明如下。

接下來，結合附圖，描述本案的實施例。附圖中，用相同的標號表示相同或近似的結構或單元。可預知的是，所述的實施例僅為本案部分的範例，不是全部的實施例。基於所述的範例能夠推演獲得其他的實施例，或視需要更改、變化的構造，均屬本案保護的範圍。

在以下描述中，方向用語如「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「內」、「外」與「側面」，只是參照附圖的方向。方向用語的使用，是為了更好的、更清楚的描述且理解本案，不明示或暗示所述的裝置或元件必須具備特定的方位、構造和操作，故不能理解為對本案技術內容的限制。

除非特定且明確的規範和限定，在以下描述中，「安裝」、「相連」、「連接」或「設在…上」應做廣義理解，例如固定連接、拆卸式連接、一體連接、機械連接、直接地相連、間接地相連或是兩個元件內部的連接。對屬於本案領域的技術人員而言，憑藉普通知識或經驗能夠理解上述術語在各個實施例，甚至於本案具體的含義。

除非另有說明，在以下描述中，「多個」表示兩個或兩個以上。

如第1、3圖所示，一把扳手10具備一個手把11，該手把11的一端樞接一個高扭矩操作件20，另端樞接一個低扭矩操作件40。

在本實施例，該手把11用一個握持部12包住一個管14。採用成型技術，該握持部12結合管14外部凹（或凸）的結構不會相互轉動。該管14比握持部12長，其二端超出握持部12，每端往外延伸二個凸耳15。該手把11還有二個塞體13，每個塞體13堵住握持部12依半徑方向出入管14的洞口（請參閱第4圖）。

此處所稱樞接的構造，泛指二個軸組16，所述的軸組16由一根銷161結合一個封閉頭162組成。二個軸組16之一連接凸耳15與高扭矩操作件20，另個軸組16連接凸耳15與低扭矩操作件40。卸下封閉頭162後，該銷161抽離凸耳15，使高扭矩操作件20（或低扭矩操作件40）離開手把11。

如第2、4圖所示，當高扭矩操作件20離開手把11後，從管14內能取出一根柱35、二根銷33、二個扣環34、二片板32、一個聲座30與一個墊塊36。

其中，所述的高扭矩操作件20有一個臂21，該臂21的一端形成一個環體22，另端形成一個扁平部26。該環體22內側是一個咬合面23，該咬合面23由多個齒連接而成。該扁平部26旁邊是一個貫穿臂21的孔25。如此，所述的高扭矩操作件20宛如梅花扳手的頭構件一樣。

如第6圖所示，在扳手10的第二實施例中，該臂21的外露端銜接一個棘輪頭構件27，使高扭矩操作件20具備棘輪扳手的功能。某些實施例中，該高扭矩操作件20可以是開口扳手、活動扳手或套筒扳手，該臂21的外露端連到相應的頭構件輪廓。

另外，該高扭矩操作件20側面的空白處刻畫一個扭矩值24，所述的扭矩值24標示30牛頓（N），代表高扭矩操作件20輸出扭矩的最大值。某些實施例中，一個記號取代扭矩值實施在環體22，該記號可以是向上的箭頭，或是外文，譬如High。

從第2〜4圖來看，該臂21在兩個凸耳15之間，該銷161穿過凸耳15和臂21，再結合封閉頭162成為軸組16，支持環體22露出管14，使扁平部26深入管14中。該柱35是具備外螺紋的柱狀物或桿狀物，該柱35鎖入扁平部26旁邊的孔25。兩個扣環34卡住相應的銷33，其中之一銷33穿過板32與扁平部26，另根銷33通過板32與聲座30的一個扁平部31，致使這些板32併排在相向的扁平部26、31兩旁。另外，該聲座30隔著墊塊36間接接觸管14內的一個彈性件17。

當低扭矩操作件40離開手把11後，除了所述的彈性件17以外，還能從管14內能取出另根柱56、一根圓棒57、一個聲輪53、一根軸52、一個輪座50和二個珠體55。

其中，所述的低扭矩操作件40也有臂41，該臂41一端是另個環體42，另端形成一個缺口46。該環體42內側也是咬合面43。該缺口46旁邊是貫穿臂41的另個孔45，該孔45的軸心方向交錯於缺口46的延伸方向。如此，該低扭矩操作件40也像梅花扳手的頭構件一樣。

如第6圖所示，在扳手10的第二實施例中，該臂41的外露端銜接另個棘輪頭構件47，使低扭矩操作件40具備棘輪扳手的功能。某些實施例中，該高扭矩操作件20可以是開口扳手、活動扳手或套筒扳手，該臂41的外露端連到相應的頭構件輪廓。

另外，該低扭矩操作件40側面的空白處刻畫扭矩值44，所述的扭矩值44為15牛頓（N），表示低扭矩操作件40輸出扭矩的最大值。某些實施例中，以其他的記號取代扭矩值實施在環體42，該記號可以是朝下的箭頭，或是外文，譬如Low。

該彈性件17是一個壓縮彈簧，該壓縮彈簧一端頂著輪座50，另端抵制墊塊36。該輪座50的另端形成一個組裝室51，並在輪座50圍成組裝室51的壁貫穿二個孔54。該軸52穿過聲輪53以及輪座50圍成組裝室51的壁，使聲輪53的圓周面滾動接觸兩個珠體55與圓棒57。每個珠體55通過孔54滾動地接觸管14的內側。當臂41在兩個凸耳15之間，另個軸組16穿過凸耳15與臂41，使缺口46含著圓棒57一起深入管14，並支撐環體42露出管14外。另根柱56也是具備外螺紋的柱狀物或桿狀物，該柱56鎖入臂41的孔45。

該扳手10擰緊（或鬆開）一個工件，透過兩個操作件之一來實現。所述的工件是一個螺帽、螺絲或螺栓。該螺帽具備一段內螺紋，其外部擁有多邊形的輪廓。該螺絲或螺栓具備一段外螺紋與一個頭部，該頭部擁有多個邊或角。在內、外二螺紋的引導下，通常順時鐘方向代表擰緊動作，逆時鐘方向代表鬆開動作。

假設，該扳手10的擰緊工件（未繪製），選擇低扭矩操作件40執行。當咬合面43接受對邊距離相符的螺帽或頭部，該環體42在工件的外部。該彈性件17推動輪座50，使聲輪53透過圓棒57阻止臂41相對管14轉動。在手把11接收一個作用力時，該臂41隨著管14同向轉動，故管14帶動環體42驅動螺帽（或頭部）相應的角，對工件施予一個扭矩或扭力。同時，該工件的一個反作用力經由環體42傳遞至臂41，該臂41撐著圓棒57抗衡聲輪53傳遞彈性件17的作用力。

在第5圖中，當反作用力大於彈性件17的力，該臂41繞著軸組16擺動地衝撞管14產生撞擊聲，警示擰緊工件的扭矩達到低扭矩操作件40的預設值。此刻，該臂41對輪座50施予水平方向的推力，使圓棒57在聲輪53外表的曲面移動，卻未越過死點（Dead Point）。該聲輪53將圓棒57的力傳遞至珠體55，使珠體55在管14的內側滾動，讓輪座50在管14內位移，同時擠壓彈性件17產生形變。因此，該彈性件17相當於15牛頓（N）的力，充當扳手10擰緊工件的扭矩。

回頭看到第4圖，鬆開手把11的力，讓扳手10不再繼續擰緊工件。失去臂41的抗衡，該彈性件17釋放力量並推動輪座50回到原位，以聲輪53反推圓棒57讓臂41歸位，帶動柱56衝撞管14再次發出撞擊聲，警示低扭矩操作件40回到起始狀態。

若選擇高扭矩操作件20擰緊工件（未繪製）。當咬合面23接受對邊距離相符的螺帽或頭部，該環體22在工件的外部。該彈性件17透過墊塊36推動聲座30，以板32阻止臂21相對管14轉動。該手把11受力帶動管14同步轉動，所述的臂21連帶環體22驅動工件相應的角施予扭矩（或扭力）。

從第5圖不難理解，該工件的反作用力經由環體22傳至臂21。當反作用力大於彈性件17的力，該臂21繞著軸組16擺動地衝撞管14產生撞擊聲，警示擰緊工件的扭矩達到高扭矩操作件20的預設值。同時，該臂21通過板32對聲輪30施予水平方向的推力，該聲座30順著管14的軸心方向位移，透過墊塊36間接壓縮彈性件17產生形變。因此，該彈性件17相當於30牛頓（N）的力，充當扳手10擰緊工件的扭矩。

回頭看到第4圖，鬆開手把11的力，讓扳手10不再繼續擰緊工件。失去臂21的抗衡，該彈性件17釋放力量並推動墊塊36與聲座30回到原位，該板32反推臂21歸位，帶動柱35衝撞管14再次發出撞擊聲，警示高扭矩操作件20回到起始狀態。

在槓桿原理方面，力矩=力臂×作用力。以軸組16為支點，界定咬合面23、43到支點的距離為（抗）力臂，乘以工件的反作用力得到一個（抗）力矩。將支點到彈性件17的距離視為（施）力臂，乘以彈性件17的力得到另個（施）力矩。若（施）力矩等於（抗）力矩，那麼（抗）力臂比（施）力臂短，使彈性件17的力小於工件的反作用力。

其中，該高扭矩操作件20與低扭矩操作件40的（抗）力臂大致相等。因為板32及∕或墊塊36會增加臂21到彈性件17的距離，使高扭矩操作件20的（施）力臂比低扭矩操作件40的（施）力臂長，所以高扭矩操作件20的扭矩大於低扭矩操作件40的扭矩。

在彈性疲乏方面，卸下塞體13，把一個手工具（譬如螺絲起子）伸入管14，轉動柱35、56調節臂21、41相對管14轉動的角度，從而改變彈性件17輸出力量的強、弱，使高扭矩操作件20或低扭矩操作件40回復原先的預設值。

在不背離本案廣義的概念下，熟習此項技術者能理解，並對上開的實施例進行改變。因此，本案不限於說明書揭示的特定實施例，舉凡根據本案精神與技術範疇所為的修改，均應為申請專利範圍界定的文字內容所涵蓋和保護。

10:扳手

11:手把

12:握持部

13:塞體

14:管

15:凸耳

16:軸組

17:彈性件

20:高扭矩操作件

21、41:臂

22、42:環體

23、43:咬合面

24、44:扭矩值

25、45、54:孔

26、31:扁平部

27、47:棘輪頭構件

30:聲座

32:板

33、161:銷

34:扣環

35、56:柱

36:墊塊

40:低扭矩操作件

46:缺口

50:輪座

51:組裝室

52:軸

53:聲輪

55:珠體

57:圓棒

162:封閉頭

第1圖繪製本發明扳手第一實施例的立體圖。第2圖是扳手的分解圖。第3圖是扳手的組合剖視圖。第4圖描繪扳手另個角度的組合剖視圖。第5圖表現扳手扭矩到達預設值的動作。第6圖顯示本發明扳手第二實施例的立體圖。