WO2018059607A1 - 一种正空反转向机构 - Google Patents

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蒋步斌
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南通天茂机械制造有限公司
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    • B25B13/005—Cross wrenches

Definitions

  • the present invention relates to a ratchet mechanism, and more particularly to a positive air reversal mechanism.
  • Patent Document 1 Patent Application Publication No. CN 102019595 A;
  • Patent Document 2 JP-A-2004-345011;
  • the pawl driving rod is sequentially provided with a first pawl working section, a common working section and a second pawl working section in the longitudinal direction thereof.
  • the first pawl working section has a first inclined surface on the first side with an angle between the longitudinal direction of the pawl driving rod,
  • the first pawl has a first guiding portion that cooperates with the first pawl driving surface, and a first spring limit, and a first return spring is disposed between the first spring limit and the pawl seat;
  • the second pawl has a second guiding portion that cooperates with the second pawl driving surface, and a second spring limit; and a second return spring is disposed between the second spring limit and the pawl seat.
  • first one-way ratchet inner ring gear cooperates with the first pawl
  • second one-way ratchet inner ring gear and the second pawl cooperate, the first and second pawls move direction and corresponding
  • the working angle of the one-to-two one-way ratchet inner ring gear groove is 0-5°, and the non-working surface angle is 50-60°.
  • the working faces of the first pawl and the second pawl are located on one side of the movable portion, and the non-working face is located on one side of the fixed portion.
  • the first pawl and the second pawl are driven by the action of the eccentric drive mechanism such that one of the first and second pawls is embedded in the corresponding first one-way ratchet ring gear or the second one-way
  • the other of the slots of the ratchet inner ring gear is separated from the tooth groove of the corresponding first one-way ratchet inner ring gear or the second one-way ratchet inner ring gear, or the first and second pawls are simultaneously separated from the first and second one-way ratchets.
  • the tooth groove of the inner ring gear changes the torque transmission direction between the double ratchet sleeve and the pawl seat, thereby realizing three working states: positive rotation and reverse idle rotation, reverse rotation and forward idle rotation, both positive and negative directions. Idle.
  • the eccentricity is driven by the rotation of the tool handle.
  • the wheel rotates, and then cooperates with the elastic pressing member to operate the pawl driving rod, so that the first and second pawls are embedded or disengaged from the slots of the first and second one-way ratchet inner ring gears, thereby realizing the switching of the working state without passing through another Set the conversion component to proceed.
  • the tool handle can be rotationally positioned in three positions, because in one of the first and third positions, one of the first and second pawls is fitted into the cogging of the corresponding one-way ratchet ring gear The other is disengaged from the tooth groove corresponding to the one-way ratchet inner ring gear.
  • the tool handle is required to drive the pawl seat for torque transmission; and in this position, the length of the tool handle is just perpendicular to the axis of the double ratchet sleeve.
  • the orientation makes the tool handle in the most labor-saving position, further enhancing the convenience of the institution.
  • the double ratchet wheel sleeve adopts the first one-way ratchet inner ring gear and the second one-way
  • the ratchet inner ring gear makes the first and second pawls for controlling the rotation direction of the double ratchet sleeve adopt a built-in installation manner, which can effectively reduce the overall size of the positive air reverse direction mechanism of the present invention, and the structure is more compact.
  • the pawl drive lever of the eccentric drive mechanism adopts a segmented wedge-shaped configuration, which cooperates with the guide portion of the pawl, and combines the return spring to realize the first and second pawls along the axis perpendicular to the double ratchet sleeve The direction is moved; because of the three working states, the first and second pawls are in the front limit or the rear limit position, and there is no intermediate position working state, therefore, the working position is clear and accurate.
  • the elastic deformation force of the first and second return springs causes the first and second pawls to be inserted into the slots of the first and second one-way ratchet inner ring gears, and the pawl drive rod and the first
  • the guiding portions of the two pawls cooperate to disengage the first and second pawls from the slots of the first and second one-way ratchet ring gears, so as to prevent the double ratchet sleeves from being too tightly engaged with the first and second pawls in the mechanism to be inseparable. The situation ensures the reliability of the organization.
  • the angle range defined by the present invention is such that the first and second pawls are defined when the moving direction of the first and second pawls is selected to correspond to the first and second one-way ratchet inner ring gear slots.
  • the pawl seat is in the form of a combination of the fixed seat and the movable seat, so that the first pawl, the second pawl, and the first return spring and the second return spring can be conveniently mounted to the pawl seat. At the same time, it is also convenient for the processing of the pawl seat.
  • the drive rod guide hole for accommodating and guiding the pawl drive lever is disposed at the center of the pawl seat, and is easy to process and beautiful.
  • Figure 3 is a front elevational view of the first embodiment of the positive reversal mechanism of the present invention.
  • Figure 4 is a side elevational view of the first embodiment of the positive reversal mechanism of the present invention.
  • Figure 6 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 4.
  • Figure 7 is a cross-sectional view taken along line B-B of Figure 6.
  • Figure 8 is a cross-sectional view taken along line C-C of Figure 6.
  • Figure 10 is a schematic view showing the structure of the pawl seat of the first embodiment of the positive air reversal mechanism of the present invention.
  • Figure 16 is a structural view showing the second connection form between the pawl seat, the eccentric drive mechanism and the tool handle in the first embodiment of the positive air reversing mechanism of the present invention.
  • Figure 18 is a structural view showing a fourth connection form between the pawl holder, the eccentric drive mechanism and the tool handle in the first embodiment of the positive air reversing mechanism of the present invention.
  • Figure 24 is a schematic view showing the structure of an eccentric wheel and a tool handle in a second embodiment of the positive air reversing mechanism of the present invention.
  • Figure 25 is a schematic view showing the structure of a pawl driving lever in the second embodiment of the positive air reversing mechanism of the present invention.
  • the double ratchet sleeves 1 are distributed in the axial direction with a first one-way ratchet inner ring gear 11 and a second one-way ratchet inner ring gear 12, the first one-way ratchet inner ring gear
  • One of the ring 11 and the second one-way ratchet inner ring gear 12 is a positive one-way ratchet inner ring gear, and the other is an anti-one-way ratchet inner ring gear.
  • a pawl seat 2 as shown in Fig. 10, the pawl seat 2 is divided into an upper region 2a and a lower region 2b in the axial direction of the double ratchet sleeve:
  • the pawl drive lever 33 adopts a segmented wedge configuration, and the pawl drive lever is sequentially provided with a first pawl working section 331 and a common working section 332 in the longitudinal direction thereof, and the second pawl works.
  • Paragraph 333
  • the second pawl 22 has a second guiding portion 221 that cooperates with the second pawl driving surface, and a second spring limit 222; at the second spring limit 222 and the pawl seat 2 A second return spring 24 is provided therebetween.
  • the eccentric wheel 31 is directly formed with the tool handle 4 in an integral structure, and the eccentric wheel 31 has an eccentric axle connecting hole 311 which is inserted into the center of the eccentric wheel 31 so that the non-cylindrical section 322 passes between the eccentric wheel 31 and the eccentric wheel shaft 32.
  • the torque transmission is achieved, and the portion of the eccentric shaft 32 embedded in one of the connecting plates is a cylindrical segment 321 and the portion embedded in the other connecting plate is a non-cylindrical segment 322, since the non-cylindrical segment 322 is cut by a cylindrical shaft.
  • the eccentric axle 32 can be smoothly supported in the double connecting plate structure of the pawl seat 2 and rotated. Rotating the tool handle 4 directly drives the eccentric 31 to rotate about the axis of the eccentric shaft 32.

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Abstract

一种正空反转向机构，包括一双棘轮套（1），该双棘轮套在其轴线方向上分布有正单向棘轮内齿圈和反单向棘轮内齿圈；一棘爪座（2），该棘爪座上安装有可沿垂直于双棘轮套轴线的方向上移动的第一棘爪（21）和第二棘爪（22）；一用于驱动第一、二棘爪动作的偏心驱动机构（3），偏心驱动机构中的偏心轮轴（32）的轴线垂直于双棘轮套的轴线；一用于带动棘爪座旋转的工具手柄（4），所述工具手柄与偏心驱动机构中的偏心轮（31）或偏心轮轴（32）连接固定实现工具手柄与偏心轮的联动。此正空反转向机构既能够实现多种状态工况需求，又能够直接通过手柄实现扭矩传递和状态切换。

Description

一种正空反转向机构 技术领域
本发明涉及一种棘轮机构，特别涉及一种正空反转向机构。
背景技术
作为紧固工具的棘轮扳手，在手柄的端部连接旋转体，旋转体的圆周侧设置棘轮，选择性地使正、反一对卡止爪中的一个卡止爪与棘轮配合，来使旋转体直接或间接带动紧固件向正转方向或者反转方向旋转；利用与卡止爪连接的转换组件进行正反旋转方向的切换(例如专利文献1、2)。
专利文献1：专利申请公布号CN 102019595 A；
专利文献2：JP特开2004-345011号公报；
在所述现有技术中，存在如下一些缺陷：
(1)在手柄带动旋转体转动中，主要有两种状态，其一，手柄在正向旋转时传递扭矩给旋转体，在反向旋转时旋转体相对手柄打滑；其二，手柄在反向旋转时传递扭矩给旋转体，在正向旋转时旋转体相对手柄打滑，形成手柄空转；这两种状态中，无法同时切断在正、反方向上手柄与旋转体之间的扭矩传递，而在某些工况上，则需要第三种状态，因此，在适用多种工况时，还存在一定的局限性；
当然，转换组件在控制正、反卡止爪移动至某一特定位置时，有可能存在正、反卡止爪同时脱离棘轮的情况，但是其并非是其切换操作的本来目的，该特定位置也无法进行准确的定位，不具有正常的工作状态；
(2)均需要由一个转换组件来控制正、反一对卡止爪中的一个来与棘轮配合实现正反旋转方向的切换，切换时存在一定的不便性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种正空反转向机构，既能够实现多种状态工况需求，又能够直接通过手柄实现扭矩传递和状态切换。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种正空反转向机构，其创新点在于：包括
一双棘轮套，该双棘轮套在其轴线方向上分布有第一单向棘轮内齿圈和第二单向棘轮内齿圈，所述第一单向棘轮内齿圈和第二单向棘轮内齿圈中的一个为正单向棘轮内齿圈，另一个为反单向棘轮内齿圈；
一棘爪座，该棘爪座在双棘轮套轴线方向上分为上部区域和下部区域，所述棘爪座的上部区域可旋转的安装在双棘轮套内，使得棘爪座可绕双棘轮套轴线旋转，并在双棘轮套轴线方向上被定位限制；所述棘爪座的上部区域安装有可沿垂直于双棘轮套轴线的方向上移动 的第一棘爪和第二棘爪，所述第一棘爪、第二棘爪可分别移动嵌入或脱离第一单向棘轮内齿圈、第二单向棘轮内齿圈的齿槽；所述棘爪座上具有自上部区域延伸至下部区域的驱动杆导向孔，该驱动杆导向孔的轴线平行于双棘轮套的轴线；
一用于驱动第一、二棘爪动作的偏心驱动机构，包括偏心轮、偏心轮轴、棘爪驱动杆和弹性压紧件，所述偏心轮通过偏心轮轴可旋转的安装在棘爪座的下部区域，偏心轮轴的轴线垂直于双棘轮套的轴线；所述棘爪驱动杆被限制于棘爪座内部的驱动杆导向孔内，并在平行于双棘轮套轴线的方向上可移动，棘爪驱动杆在位于棘爪座上部区域中的部分与第一、二棘爪接触，棘爪驱动杆在位于棘爪座下部区域中的一端通过弹性压紧件紧贴在偏心轮表面；
一用于带动棘爪座旋转的工具手柄，所述工具手柄与偏心轮或偏心轮轴连接固定实现工具手柄与偏心轮的联动；
所述工具手柄通过偏心轮转动带动棘爪驱动杆沿平行于双棘轮套轴线的方向移动，进而由棘爪驱动杆驱动第一棘爪和第二棘爪沿垂直于双棘轮套轴线的方向上移动嵌入或脱离正单向棘轮内齿圈、反单向棘轮内齿圈的齿槽；
其中，工具手柄能够被转动定位至第一位置、第二位置和第三位置，
在第一位置中，必然同时发生以下条件：
(a)工具手柄的长度方向垂直于双棘轮套的轴线方向；
(b)第一棘爪嵌入第一单向棘轮内齿圈的齿槽，第二棘爪脱离 第二单向棘轮内齿圈的齿槽；
在第二位置中，必然同时发生以下条件：
(c)工具手柄的长度方向平行于双棘轮套的轴线方向；
(d)第一棘爪、第二棘爪分别脱离对应第一单向棘轮内齿圈的齿槽、第二单向棘轮内齿圈的齿槽；
在第三位置中，必然同时发生以下条件：
(e)工具手柄的长度方向垂直于双棘轮套的轴线方向；
(f)第二棘爪嵌入第二单向棘轮内齿圈的齿槽，第一棘爪脱离第一单向棘轮内齿圈的齿槽。
进一步地，所述偏心驱动机构中，限定棘爪驱动杆的长度方向平行于双棘轮套的轴线，限定棘爪驱动杆在长度方向的两侧面为第一侧面和第二侧面；
棘爪驱动杆在其长度方向依次设有第一棘爪工作段、公用工作段，第二棘爪工作段，
第一棘爪工作段在第一侧面具有一个与棘爪驱动杆长度方向之间存在夹角的第一倾斜面，
第二棘爪工作段在第二侧面具有一个与第一倾斜面平行的第二倾斜面，且第一倾斜面和第二倾斜面在棘爪驱动杆的长度方向上反向设置；
公用工作段在第一、二侧面分别具有一个与棘爪驱动杆长度方向平行的第一平行面、第二平行面，且第一侧面的第一平行面与第一倾斜面紧邻设置形成第一棘爪驱动面，第二侧面的第二平行面与第二倾 斜面紧邻设置形成第二棘爪驱动面；
所述第一棘爪具有一个与第一棘爪驱动面配合的第一导向部，以及一个第一弹簧限位，在第一弹簧限位与棘爪座之间设置第一复位弹簧；
所述第二棘爪具有一个与第二棘爪驱动面配合的第二导向部，以及一个第二弹簧限位；在第二弹簧限位与棘爪座之间设置第二复位弹簧。
进一步地，所述第一棘爪通过第一复位弹簧的弹性形变力嵌入第一单向棘轮内齿圈的齿槽，第二棘爪通过第二复位弹簧的弹性形变力嵌入第二单向棘轮内齿圈的齿槽；所述第一棘爪和第二棘爪均通过棘爪驱动杆驱动脱离第一单向棘轮内齿圈和第二单向棘轮内齿圈的齿槽。
进一步地，所述第一单向棘轮内齿圈与第一棘爪配合中，以及第二单向棘轮内齿圈与第二棘爪配合中，第一、二棘爪的移动方向与对应第一、二单向棘轮内齿圈齿槽的工作面夹角为0～5°，非工作面夹角为50～60°。
进一步地，所述的棘爪座采用分体式结构，棘爪座的上部区域采用固定部分和活动部分，固定部分与棘爪座的下部区域作为一个整体加工而成。
进一步地，在分体式棘爪座的结构中，第一棘爪、第二棘爪的工作面位于活动部分一侧，非工作面位于固定部分一侧。
进一步地，所述驱动杆导向孔的轴线位于棘爪座的中心，且与双 棘轮套的轴线重合。
本发明的优点在于：
(1)本发明中，利用偏心驱动机构的动作驱动第一棘爪、第二棘爪动作，使得第一、二棘爪中的一个嵌入相应第一单向棘轮内齿圈或第二单向棘轮内齿圈的齿槽内，另一个脱离相应第一单向棘轮内齿圈或第二单向棘轮内齿圈的齿槽，或者第一、二棘爪同时脱离第一、二单向棘轮内齿圈的齿槽，改变双棘轮套与棘爪座之间的扭矩传递方向，进而实现三种工作状态：正向转动与反向空转，反向转动与正向空转，正、反向均空转。
(2)由于本发明中，工具手柄与偏心驱动机构的偏心轮或偏心轮轴连接实现联动，需要改变双棘轮套与棘爪座之间扭矩传递方式或方向时，通过工具手柄的转动，带动偏心轮转动，继而与弹性压紧件配合操动棘爪驱动杆，使得第一、二棘爪嵌入或脱离第一、二单向棘轮内齿圈的齿槽，实现工作状态的切换，无需通过另外设置的转换组件来进行。
(3)本发明中，工具手柄能够被转动定位到三个位置中，由于在其中第一、三位置中，第一、二棘爪中的一个嵌入对应单向棘轮内齿圈的齿槽时，另一个脱离对应单向棘轮内齿圈的齿槽，该状态下，需要工具手柄来驱动棘爪座进行扭矩传递；而该位置中，工具手柄的长度方向又刚好垂直于双棘轮套的轴线方向，使得工具手柄处于最省力的位置，进一步提升了本机构的便利性。
(4)本发明中，双棘轮套采用第一单向棘轮内齿圈和第二单向 棘轮内齿圈，使得控制双棘轮套旋转方向的第一、二棘爪采用内置式安装方式，能够有效降低本发明正空反转向机构的整体尺寸，结构更加紧凑。
(5)本发明中，偏心驱动机构的棘爪驱动杆采用分段式楔形构造，其与棘爪的导向部配合，并结合复位弹簧来实现第一、二棘爪沿垂直于双棘轮套轴线方向移动的；其由于三种工作状态中，第一、二棘爪处于前限位或后限位，不存在中间位置工作状态，因此，工作位置清晰、准确。
而作为优选的实施方案，由第一、二复位弹簧的弹性形变力使得第一、二棘爪嵌入第一、二单向棘轮内齿圈的齿槽内，由棘爪驱动杆与第一、二棘爪的导向部配合使得第一、二棘爪脱离第一、二单向棘轮内齿圈的齿槽，避免机构中双棘轮套与第一、二棘爪的配合过紧造成无法脱离的情况，确保机构的可靠性。
(6)本发明中，在选择第一、二棘爪的移动方向与对应第一、二单向棘轮内齿圈齿槽的夹角时，本发明限定的角度范围使得第一、二棘爪嵌入或脱离第一、二单向棘轮内齿圈齿槽时，更加顺畅，不易出现卡滞、卡死现象。
(7)本发明中，棘爪座采用固定座与活动座结合的形式，能够让第一棘爪、第二棘爪及第一复位弹簧、第二复位弹簧能够方便地安装到棘爪座上，同时，也便于棘爪座的加工制造。
(8)本发明中，用于容纳并导向棘爪驱动杆的驱动杆导向孔设置在棘爪座的中心，加工方便，且美观。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明中正空反转向机构第一实施例的外形图。
图2为本发明的正空反转向机构第一实施例爆炸示意图。
图3为本发明中正空反转向机构第一实施例的正视图。
图4为本发明中正空反转向机构第一实施例的侧视图。
图5为本发明中正空反转向机构第一实施例的俯视图。
图6为图4中沿A-A线剖视图。
图7为图6中沿B-B线剖视图。
图8为图6中沿C-C线剖视图。
图9为本发明中正空反转向机构第一实施例的双棘轮套结构示意图。
图10为本发明中正空反转向机构第一实施例的棘爪座结构示意图。
图11为本发明中正空反转向机构第一实施例的棘爪驱动杆结构示意图。
图12为本发明中正空反转向机构第一实施例的棘爪驱动杆正视图。
图13为本发明中正空反转向机构第一实施例的第一棘爪与第一复位弹簧结构示意图。
图14为本发明中正空反转向机构第一实施例的第二棘爪与第二 复位弹簧结构示意图。
图15为本发明正空反转向机构第一实施例中偏心轮轴示意图。
图16为本发明正空反转向机构第一实施例中棘爪座、偏心驱动机构和工具手柄之间的第二种连接形式结构图。
图17为本发明正空反转向机构第一实施例中棘爪座、偏心驱动机构和工具手柄之间的第三种连接形式结构图。
图18为本发明正空反转向机构第一实施例中棘爪座、偏心驱动机构和工具手柄之间的第四种连接形式结构图。
图19为本发明正空反转向机构第二实施例的主视图。
图20为图19中沿D-D线剖视图。
图21为图19中沿E-E线剖视图。
图22为本发明正空反转向机构第二实施例中棘爪座、偏心驱动机构和工具手柄之间的连接形式结构图。
图23为本发明正空反转向机构第二实施例中偏心轮轴结构示意图。
图24为本发明正空反转向机构第二实施例中偏心轮与工具手柄结构示意图。
图25为本发明正空反转向机构第二实施例中棘爪驱动杆结构示意图。
图26为基于本发明正空反转向机构第一实施例的汽车维护套筒扳手的结构示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
图1～8示出了本实施例的正空反转向机构的结构，其包括：双棘轮套1、棘爪座2、偏心驱动机构3、工具手柄4。
一双棘轮套1，如图9所示，该双棘轮套1在其轴线方向上分布有第一单向棘轮内齿圈11和第二单向棘轮内齿圈12，第一单向棘轮内齿圈11和第二单向棘轮内齿圈12中的一个为正单向棘轮内齿圈，另一个为反单向棘轮内齿圈。
本实施例中，第一单向棘轮内齿圈11和第二单向棘轮内齿圈12采用台阶状结构，即第一单向棘轮内齿圈11和第二单向棘轮内齿圈12的直径不同，其有利于将第一单向棘轮内齿圈11和第二单向棘轮内齿圈12直接整体加工成型在双棘轮套1上，同时，整体成型的双棘轮套可尽量降低其结构体积，便于制造小型的正空反转向机构。
一棘爪座2，如图10所示，该棘爪座2在双棘轮套轴线方向上分为上部区域2a和下部区域2b：
棘爪座上部区域2a外圆周面加工出一外环形卡簧槽23，在双棘轮套1的内壁加工出对应的内环形卡簧槽13，棘爪座上部区域2a嵌入至双棘轮套1中，并通过一嵌入所述外环形卡簧槽23、内环形卡簧槽13的卡簧5，将棘爪座2的上部区域2a可旋转的安装在双棘轮套1内，使得棘爪座2可绕双棘轮套1轴线旋转，并在双棘轮套1轴 线方向上被定位限制。
棘爪座2的上部区域2a安装有第一棘爪21和第二棘爪22，第一棘爪21和第二棘爪22在棘爪座上部区域2a被安装到双棘轮套1内后刚好能够与第一单向棘轮内齿圈11和第二单向棘轮内齿圈12，同时，第一棘爪21和第二棘爪22在棘爪座上部区域2a中被限制在垂直于双棘轮套1轴线的方向上可移动。进而，当第一棘爪21或第二棘爪22被外力驱动移动时，其端部可被推入至相应的第一单向棘轮内齿圈11或第二单向棘轮内齿圈12的齿槽内，继而对棘爪座2与双棘轮套1的相对转动方向进行限制。
为使得棘爪、棘轮配合过程中更加顺畅，避免卡滞现象，第一单向棘轮内齿圈11与第一棘爪21配合中，以及第二单向棘轮内齿圈12与第二棘爪22配合中，第一、二棘爪的移动方向与对应第一、二单向棘轮内齿圈齿槽的工作面夹角为0～5°，非工作面夹角为50～60°。
这里的工作面和非工作面具体是指：棘爪(即第一棘爪或第二棘爪)在与双棘轮套配合过程中，棘爪带动双棘轮套转动时，棘爪与双棘轮套的棘齿接触面为工作面；棘爪与双棘轮套之间相对滑动时，棘爪与双棘轮套的棘齿接触面为非工作面。
对于棘爪座2的下部区域2b，其用于安装驱动转向机构的主体结构。
关于驱动转向机构，本实施例采用偏心驱动机构3，该偏心驱动机构3包括偏心轮31、偏心轮轴32、棘爪驱动杆33和弹性压紧件 34，偏心轮31通过偏心轮轴32可旋转的安装在棘爪座2的下部区域，偏心轮轴32的轴线垂直于双棘轮套1的轴线。棘爪驱动杆33被限制于棘爪座2内部，棘爪座2上具有一个平行于双棘轮套1轴线的导向孔27，棘爪驱动杆33安装在该导向孔27内，使得棘爪驱动杆33在平行于双棘轮套1轴线的方向上可移动，棘爪驱动杆33在位于棘爪座上部区域2a中的部分与第一、二棘爪接触，棘爪驱动杆33在位于棘爪座下部区域2b中的一端通过弹性压紧件34紧贴在偏心轮31表面。
弹性压紧件34在将棘爪驱动杆33压紧在偏心轮31表面时，弹性压紧件34选择设置在棘爪驱动杆33的长轴方向上远离偏心轮31的一端，其内置于棘爪座2顶部的压紧件安装孔28内，并通过封头35限位固定。
选择该方式一方面便于弹性压紧件34的更换、维护，另一方面，在加工棘爪座2时，用于容纳棘爪驱动杆的空腔以及用于放置弹性压紧件34的压紧件安装孔28公用一个孔来实现，便于加工。
作为本实施例更具体的实施方式：
偏心驱动机构3中，采用棘爪驱动杆33与弹性复位件结合来实现第一棘爪21、第二棘爪22的动作。即：由棘爪驱动杆33驱动第一棘爪21、第二棘爪22在垂直于双棘轮套轴线方向中的一个单方向上有移动，由弹性复位件驱动第一棘爪21、第二棘爪22在垂直于双棘轮套1轴线方向中的另一个单方向上移动。
具体方案如下：
限定棘爪驱动杆33的长度方向平行于双棘轮套1的轴线，限定棘爪驱动杆33在长度方向的两侧面为第一侧面和第二侧面；
如图11和12所示，将棘爪驱动杆33采用分段式楔形构造，棘爪驱动杆在其长度方向依次设有第一棘爪工作段331、公用工作段332，第二棘爪工作段333，
第一棘爪工作段331在第一侧面具有一个与棘爪驱动杆33长度方向之间存在夹角的第一倾斜面3311，
第二棘爪工作段333在第二侧面具有一个与第一倾斜面3311平行的第二倾斜面3331，且第一倾斜面3311和第二倾斜面3331在棘爪驱动杆33的长度方向上反向设置；
公用工作段332在第一、二侧面分别具有一个与棘爪驱动杆33长度方向平行的第一平行面3312、第二平行面3332，且第一侧面的第一平行面3312与第一倾斜面3311紧邻设置形成第一棘爪驱动面，第二侧面的第二平行面3332与第二倾斜面3331紧邻设置形成第二棘爪驱动面。
如图13所示，第一棘爪21具有一个与第一棘爪驱动面配合的第一导向部211，以及一个第一弹簧限位212，在第一弹簧限位212与棘爪座2之间设置第一复位弹簧23；
如图14所示，第二棘爪22具有一个与第二棘爪驱动面配合的第二导向部221，以及一个第二弹簧限位222；在第二弹簧限位222与棘爪座2之间设置第二复位弹簧24。
在采用棘爪驱动杆33与弹性复位件分别作为驱动第一棘爪21、 第二棘爪22嵌入或脱离第一单向棘轮内齿圈11、第二单向棘轮内齿圈12的动力时，最好是选择用弹性复位件的弹性形变力将第一棘爪21、第二棘爪22推入第一单向棘轮内齿圈11和第二单向棘轮内齿圈12，而利用棘爪驱动杆使得第一棘爪21、第二棘爪22反向脱离第一单向棘轮内齿圈11和第二单向棘轮内齿圈12。
理由是：可避免机构中双棘轮套与第一、二棘爪的配合过紧造成无法脱离的情况，确保机构的可靠性。
为了让第一棘爪21、第二棘爪22及第一复位弹簧23、第二复位弹簧24能够方便地安装到棘爪座2上，同时，便于棘爪座2的加工制造，进而将棘爪座2采用固定座25与活动座26结合的形式(参见图10和图7)。棘爪座2的上部区域2a采用固定部分和活动部分，固定部分与棘爪座2的下部区域2b作为一个整体加工而成，活动部分则直接通过双棘轮套的内圈限位并紧贴在固定部分一侧。
在采用分体式棘爪座的结构中：
如图7所示，该图中第一棘爪21、第二棘爪22的工作面位于固定部分一侧，非工作面位于活动部分一侧。当棘爪带动双棘轮套转动时，棘爪所受到的反作用力由活动部分支承。
本实施例的正空反转向机构工作时，需要通过工具手柄4来带动棘爪座2转动，同时，又需要由工具手柄4通过偏心驱动机构3来改变双棘轮套1与棘爪座2之间扭矩传递方式或方向。
本实施例中，将工具手柄4设置成与偏心轮31或偏心轮轴32连接固定，进而来实现工具手柄4与偏心驱动机构3的联动；以便工具 手柄4通过偏心轮31转动带动棘爪驱动杆33沿平行于双棘轮套1轴线的方向移动，进而由棘爪驱动杆33驱动第一棘爪21和第二棘爪22沿垂直于双棘轮套1轴线的方向上移动嵌入或脱离正单向棘轮内齿圈、反单向棘轮内齿圈的齿槽。
其中，工具手柄4在转动时容易被定位至第一位置、第二位置和第三位置，
在第一位置中，必然同时发生以下条件：
(a)工具手柄4的长度方向垂直于双棘轮套1的轴线方向；
(b)第一棘爪21嵌入第一单向棘轮内齿圈11的齿槽，第二棘爪22脱离第二单向棘轮内齿圈12的齿槽；
在第二位置中，必然同时发生以下条件：
(c)工具手柄4的长度方向平行于双棘轮套1的轴线方向；
(d)第一棘爪21、第二棘爪22分别脱离对应第一单向棘轮内齿圈11的齿槽、第二单向棘轮内齿圈12的齿槽；
在第三位置中，必然同时发生以下条件：
(e)工具手柄4的长度方向垂直于双棘轮套1的轴线方向；
(f)第二棘爪22嵌入第二单向棘轮内齿圈12的齿槽，第一棘爪21脱离第一单向棘轮内齿圈11的齿槽。
其中，工具手柄4被转动定位至第一位置和第三位置时，工具手柄4的长度方向又刚好垂直于双棘轮套1的轴线方向，使得工具手柄4处于最省力的位置，进一步提升了本机构的便利性。
本实施例关于棘爪座2、偏心驱动机构3和工具手柄4之间的连 接形式：
在图2示出的第一种方式中，偏心轮31直接与工具手柄4制成一体式结构，棘爪座2的下部区域2b采用双连接板结构，其具有两个用于支承轴的连接板29，连接板29上开轴孔291，偏心轮31通过偏心轮轴32可转动的安装在两连接板29之间形成的间隙中,并与棘爪驱动杆33对应。
该方式中，如图15所示，偏心轮轴32采用台阶状结构，其由一圆柱轴体在其自身轴线上切去一段而成，使得偏心轮轴32在长度方向依次为圆柱段321和非圆柱段322，非圆柱段322的横截面为由圆弧与弦构成的平面图形；
偏心轮31直接与工具手柄4制成一体式结构，偏心轮31中心开有刚好可容非圆柱段嵌入的偏心轮轴连接孔311，这样，偏心轮31与偏心轮轴32之间通过非圆柱段322实现扭矩传递，而偏心轮轴32在嵌入其中一个连接板中的部分为圆柱段321，在嵌入另一个连接板中的部分为非圆柱段322，由于该非圆柱段322由圆柱轴体切去一段而成，因而偏心轮轴32能够顺利的支承在棘爪座2的双连接板结构中并转动。转动工具手柄4即可直接驱动偏心轮31绕偏心轮轴32的轴线转动。
在图16示出的第二种方式中，在偏心轮轴32的中部加工出偏心轮型面，使得偏心轮31与偏心轮轴32作为一个整体结构。
棘爪座2的下部区域2b采用双连接板结构，其具有两个轴内侧连接板29，轴内侧连接板上开轴孔291；工具手柄4采用具有两个轴 外侧连接板41的Y型结构，轴外侧连接板41同样开有轴孔411；
偏心轮轴32通过两个轴内侧连接板29可转动的设置在棘爪座2的下部区域2b，偏心轮31则位于两轴内侧连接板29之间的间隙内并与棘爪驱动杆33对应，偏心轮轴32的两端则嵌入轴外侧连接板41的轴孔411内，并与轴外侧连接板41连接固定，进而通过工具手柄4带动偏心轮轴32、偏心轮31绕偏心轮轴32的轴线转动。
在图17示出的第三种方式中，该方式与第一种方式基本相同，不同之处在于：偏心轮31与工具手柄4采用的是分体式结构，工具手柄4采用具有两个轴外侧连接板41的Y型结构，偏心轮轴32的两端沿轴向伸出棘爪座2的连接板19后与工具手柄4连接。通过与工具手柄4连接固定的偏心轮轴32来驱动偏心轮31转动。
在图18示出的第四种方式中，工具手柄4为Y形结构，其两个顶端设置成具有偏心轮外轮廓的结构，即将工具手柄4与偏心轮31制成一个整体，在偏心轮31上开偏心轮轴32安装孔312；棘爪座2的下部区域2b采用单连接板210结构，该单连接板210具有一个容偏心轮轴32穿过的轴孔；工具手柄4顶端的两偏心轮31设置于单连接板210的两侧，并通过偏心轮轴32将工具手柄4可转动的安装在棘爪座2上；此外，工具手柄4顶端两偏心轮31中的一个是与棘爪驱动杆33对应的，由工具手柄4绕偏心轮轴32转动直接带动偏心轮31转动。
实施例2
图19～21示出了本实施例的正空反转向机构的结构，包括双棘 轮套1’、棘爪座2’、偏心驱动机构3’和工具手柄4’，与实施例1相比，改变棘爪座2’上自上部区域延伸至下部区域的驱动杆导向孔27’的位置、偏心驱动机构3’中偏心轮31’、偏心轮轴32’及棘爪驱动杆33’的结构。
如图20所示，本实施例驱动杆导向孔的驱动杆导向孔27’的轴线位于棘爪座的中心，且与双棘轮套1’的轴线重合；这样设计，加工方便，且美观。
本实施例中，在采用分体式棘爪座的结构中，如图21所示，该图中第一棘爪21’、第二棘爪22’的工作面位于活动部分一侧，非工作面位于固定部分一侧。当棘爪带动双棘轮套转动时，棘爪所受到的反作用力由固定部分支承。因而，采用图21中的结构形式，棘爪的支承结构更加稳定可靠。此外，为了棘爪与双棘轮套能够更加稳定地啮合，棘爪的棘爪齿可以设为多个。
此外，本实施例关于棘爪座2’、偏心驱动机构3’和工具手柄4’之间的连接形式：如图22所示，偏心轮31’直接与工具手柄4’制成一体式结构，棘爪座2’的下部区域采用双连接板结构，其具有两个用于支承轴的连接板29’，连接板29’上开轴孔291’，偏心轮31’通过偏心轮轴32’可转动的安装在两连接板29’之间形成的间隙中,并与棘爪驱动杆33’对应。
该方式中，如图23所示，偏心轮轴32’采用台阶状结构，其包括直径不同并相接的两段圆柱，且第一段圆柱的径向开有一自上而下的容纳孔321’，该容纳孔321’可容纳一连接轴35’，第一段圆柱的外 端面的中心开有一凹槽322’；如图24所示，偏心轮31’与工具手柄4’为一体式结构，且偏心轮31’中心开有刚好可容圆柱偏心轮轴的连接孔311’，且沿偏心轮31’周向等间距分布有第一定位坑312’、第二定位坑313’和定位孔314’，第一定位坑312’设置在工具手柄4’轴线的延长线上，第二定位坑313’和定位孔314’分别与第一定位坑312’垂直设置，且第二定位坑313’和定位孔314’均位于棘爪驱动杆33’轴线的延长线上；在第二定位坑313’和定位孔314’之间的偏心轮31’内腔中设有容纳连接轴35’的容纳腔，且连接轴35’与定位孔314’配合形成第三定位坑；这样的连接，进一步加强偏心轮31’与偏心轮轴32’之间的连接，进而转动工具手柄4’即可直接驱动偏心轮31’绕偏心轮轴32’的轴线转动。
为了与该结构的偏心轮31’配合，本实施例被限制于棘爪座2’内部的驱动杆导向孔27’内的棘爪驱动杆33’，如图25所示，其下端加工出一个突出的球状结构，这种结构，可使棘爪驱动杆33’与偏心轮31’上的定位坑312’更好的配合，同时也使得本实施例中弹性压紧件34’在将棘爪驱动杆33’压紧在偏心轮31’表面时，弹性压紧件34’选择设置在棘爪驱动杆33’的长轴方向上靠近偏心轮31’的一端。
应用例
图26示出了基于实施例1正空反转向机构的汽车维护套筒扳手，包括四个呈十字形排列的正空反转向机构6，所述的四个正空反转向机构6共用一偏心轮7以及一与偏心轮7连接的工具手柄8。各正空反转向机构6中的双棘轮套上具有不同规格的套筒或者具有用于安 装不同规格套筒的快速连接结构。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

  1. 一种正空反转向机构，其特征在于：包括
    一双棘轮套，该双棘轮套在其轴线方向上分布有第一单向棘轮内齿圈和第二单向棘轮内齿圈，所述第一单向棘轮内齿圈和第二单向棘轮内齿圈中的一个为正单向棘轮内齿圈，另一个为反单向棘轮内齿圈；
    一棘爪座，该棘爪座在双棘轮套轴线方向上分为上部区域和下部区域，所述棘爪座的上部区域可旋转的安装在双棘轮套内，使得棘爪座可绕双棘轮套轴线旋转，并在双棘轮套轴线方向上被定位限制；所述棘爪座的上部区域安装有可沿垂直于双棘轮套轴线的方向上移动的第一棘爪和第二棘爪，所述第一棘爪、第二棘爪可分别移动嵌入或脱离第一单向棘轮内齿圈、第二单向棘轮内齿圈的齿槽；所述棘爪座上具有自上部区域延伸至下部区域的驱动杆导向孔，该驱动杆导向孔的轴线平行于双棘轮套的轴线；
    一用于驱动第一、二棘爪动作的偏心驱动机构，包括偏心轮、偏心轮轴、棘爪驱动杆和弹性压紧件，所述偏心轮通过偏心轮轴可旋转的安装在棘爪座的下部区域，偏心轮轴的轴线垂直于双棘轮套的轴线；所述棘爪驱动杆被限制于棘爪座内部的驱动杆导向孔内，并在平行于双棘轮套轴线的方向上可移动，棘爪驱动杆在位于棘爪座上部区域中的部分与第一、二棘爪接触，棘爪驱动杆在位于棘爪座下部区域中的一端通过弹性压紧件紧贴在偏心轮表面；
    一用于带动棘爪座旋转的工具手柄，所述工具手柄与偏心轮或偏心轮轴连接固定实现工具手柄与偏心轮的联动；
    所述工具手柄通过偏心轮转动带动棘爪驱动杆沿平行于双棘轮套轴线的方向移动，进而由棘爪驱动杆驱动第一棘爪和第二棘爪沿垂直于双棘轮套轴线的方向上移动嵌入或脱离正单向棘轮内齿圈、反单向棘轮内齿圈的齿槽；
    其中，工具手柄能够被转动定位至第一位置、第二位置和第三位置，
    在第一位置中，必然同时发生以下条件：
    (a)工具手柄的长度方向垂直于双棘轮套的轴线方向；
    (b)第一棘爪嵌入第一单向棘轮内齿圈的齿槽，第二棘爪脱离第二单向棘轮内齿圈的齿槽；
    在第二位置中，必然同时发生以下条件：
    (c)工具手柄的长度方向平行于双棘轮套的轴线方向；
    (d)第一棘爪、第二棘爪分别脱离对应第一单向棘轮内齿圈的齿槽、第二单向棘轮内齿圈的齿槽；
    在第三位置中，必然同时发生以下条件：
    (e)工具手柄的长度方向垂直于双棘轮套的轴线方向；
    (f)第二棘爪嵌入第二单向棘轮内齿圈的齿槽，第一棘爪脱离第一单向棘轮内齿圈的齿槽。
  2. 根据权利要求1所述的正空反转向机构，其特征在于：所述偏心驱动机构中，限定棘爪驱动杆的长度方向平行于双棘轮套的轴线，限定 棘爪驱动杆在长度方向的两侧面为第一侧面和第二侧面；
    棘爪驱动杆在其长度方向依次设有第一棘爪工作段、公用工作段，第二棘爪工作段，
    第一棘爪工作段在第一侧面具有一个与棘爪驱动杆长度方向之间存在夹角的第一倾斜面，
    第二棘爪工作段在第二侧面具有一个与第一倾斜面平行的第二倾斜面，且第一倾斜面和第二倾斜面在棘爪驱动杆的长度方向上反向设置；
    公用工作段在第一、二侧面分别具有一个与棘爪驱动杆长度方向平行的第一平行面、第二平行面，且第一侧面的第一平行面与第一倾斜面紧邻设置形成第一棘爪驱动面，第二侧面的第二平行面与第二倾斜面紧邻设置形成第二棘爪驱动面；
    所述第一棘爪具有一个与第一棘爪驱动面配合的第一导向部，以及一个第一弹簧限位，在第一弹簧限位与棘爪座之间设置第一复位弹簧；
    所述第二棘爪具有一个与第二棘爪驱动面配合的第二导向部，以及一个第二弹簧限位；在第二弹簧限位与棘爪座之间设置第二复位弹簧。
  3. 根据权利要求2所述的正空反转向机构，其特征在于：所述第一棘爪通过第一复位弹簧的弹性形变力嵌入第一单向棘轮内齿圈的齿槽，第二棘爪通过第二复位弹簧的弹性形变力嵌入第二单向棘轮内齿圈的齿槽；所述第一棘爪和第二棘爪均通过棘爪驱动杆驱动脱离第一单 向棘轮内齿圈和第二单向棘轮内齿圈的齿槽。
  4. 根据权利要求1所述的正空反转向机构，其特征在于：所述第一单向棘轮内齿圈与第一棘爪配合中，以及第二单向棘轮内齿圈与第二棘爪配合中，第一、二棘爪的移动方向与对应第一、二单向棘轮内齿圈齿槽的工作面夹角为0～5°，非工作面夹角为50～60°。
  5. 根据权利要求1所述的正空反转向机构，其特征在于：所述的棘爪座采用分体式结构，棘爪座的上部区域采用固定部分和活动部分，固定部分与棘爪座的下部区域作为一个整体加工而成。
  6. 根据权利要求5所述的正空反转向机构，其特征在于：在分体式棘爪座的结构中，第一棘爪、第二棘爪的工作面位于活动部分一侧，非工作面位于固定部分一侧。
  7. 根据权利要求1所述的正空反转向机构，其特征在于：所述驱动杆导向孔的轴线位于棘爪座的中心，且与双棘轮套的轴线重合。
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