棘轮扳手的制作方法
【专利摘要】一棘轮扳手，其具有一头部与一安排于头部的转向装置，这个转向装置由一方向钮、一扭矩弹簧及一卡掣爪组成。其中，方向钮有一多边段与一陷入多边段内部的纵向槽。扭矩弹簧有至少一圈的线圈，线圈介于一隐藏段与一外露段之间，令隐藏段连同线圈一起置入多边段的纵向槽而使隐藏段维持不动状态，在外露段到线圈之间形成一活动段。卡掣爪前面成形一个以上的卡掣齿，并在卡掣齿顶面成形一容纳外露段和局部活动段的横向槽，能够将方向钮动态即时反应至卡掣齿，让棘轮扳手顺利执行转向作业。
【专利说明】棘轮扳手
【技术领域】
[0001]本发明涉及手工具的领域，特别是指一种决定单向空转、反向驱使工件同步作动的转向装置，以及安装此转向装置的棘轮扳手。
【背景技术】
[0002]美国公告第1，957，462号专利案，揭露棘轮扳手有一支持杆，支持杆两端各自连接一供握持的把手与一扁的中空壳形头部，头部里面形成两个彼此相通的圆形容纳部。
[0003]一置入第一容纳部的转轮，其圆周面突出若干连续的齿，并在转轮中央成形一角柱，角柱局部露出头部外面而可插入工件(如套筒或接杆等)充当支点，允许使用者操作把手带动支持杆连同头部一起旋转，执行锁紧或旋松作业。
[0004]一转向装置包括:一置入第二容纳部的卡掣爪与一封住第二容纳部开口的方向钮，方向钮底面延伸一轴杆，轴杆与卡掣爪具备同向作动关系，得以操作方向钮来决定卡掣爪偏摆方向。
[0005]卡掣爪面对转轮一面界定为前面，并将卡掣爪朝向把手一面视为背面。在卡掣爪前面左、右侧分别有一齿形卡掣组，其中的一卡掣组因应卡掣爪偏摆方向而与转轮周围的齿保持啮接关系，决定角柱单向空转、反向驱使工件同步作动。在卡掣爪背面中央形成一隆起部，隆起部两旁各有一凹部，其中的一凹部因应卡掣爪偏摆方向而与一弹性组件相抵，确保转向装置维持一定方位为常态。
[0006]这款棘轮扳手的缺点相当明显，就是角柱仅适用在低扭矩的锁紧或旋松作业范围。一旦高扭矩通过角柱传递至工件，工件的反作用力同样会经过角柱输出至转轮，形成转轮周围的齿与卡掣组跳脱现象，造成卡掣爪反推弹性组件的弊端。
[0007]接着看到中国台湾公告第289994号专利案，披露高扭矩式棘轮扳手的头部，会在二容纳部之间成形一第三容纳部，用以容纳半月形卡掣爪。在卡掣爪前面安排多个连续的卡掣齿，卡掣爪背面形成一曲面，在曲面与卡掣齿之间是一贯穿卡掣爪的长形孔。
[0008]这款高扭矩式棘轮扳手的转向装置中，方向钮底面成形一落入第二容纳部的轴座，轴座有一开口面对卡掣爪的簧槽，允许一压缩弹簧置入簧槽里面。压缩弹簧一端与簧槽深处相抵，其另一端外露于轴座而形成一横向段及一纵向段，横向段沿着压缩弹簧轴心方向延伸，其置入一凹陷于方向钮底面的水平槽里面，限制压缩弹簧不得任意转动，纵向段相对横向段呈弯曲状，能够插入长形孔形成连带关系，利于方向钮驱使卡掣爪偏向移动至紧邻第三容纳部的单边位置，改善前述棘轮扳手输出扭矩弱小的缺点。
[0009]但是，压缩弹簧是绕成数圈的金属线材，其直径小于长形孔两端孔壁之间隔距离，以至于纵向段无法将方向钮偏摆运动即时反应到卡掣爪，延迟棘轮扳手关于转向作业的执行。
[0010]因此，如何让棘轮扳手即时反应且顺利地执行转向作业，就成为本发明亟待解决的课题。
【发明内容】
[0011]有鉴于此，本发明人深入探讨【背景技术】的问题，凭借多年从事相关产业的研发与制造的经验，积极寻求解决之道，终于成功地开发出一种转向装置，能够安装在高扭矩式棘轮扳手，以改善现有产品的问题。
[0012]本发明目的之一在于:采用新的转向装置，取得即时反应效能，让棘轮扳手能够顺利执行转向作业。
[0013]缘于上述目的的达成，本发明所提供的转向装置包括:
[0014]一头部；
[0015]一转轮，该转轮置入头部而能自转运动却不能离开头部；
[0016]一转向装置，包括:
[0017]一方向钮，位于头部外，该方向钮具有一多边段与一陷入多边段内部的纵向槽；
[0018]一扭矩弹簧，扭矩弹簧具有至少一圈的线圈，线圈介于一隐藏段与一外露段之间，令隐藏段连同线圈一起置入多边段的纵向槽而使隐藏段维持不动状态，在外露段到线圈之间形成一活动段 '及
[0019]一卡掣爪，安装于头部内，该卡掣爪具有一用以容纳扭矩弹簧的该外露段和局部该活动段的横向槽，使卡掣爪与转轮维持啮接关系。
[0020]所述的棘轮扳手，其中，该头部具有一收容卡掣爪的第二容纳部，第二容纳部介于一第一容纳部与一第三容纳部之间且彼此相通，允许多边段及方向钮局部组装在第三容纳部而能转动，复以扭矩弹簧的活动段对卡掣爪提供朝向第一容纳部位移的作用力。
[0021]本发明还提供一种棘轮扳手，其包括:
[0022]一中空壳形头部，头部具有一第二容纳部，第二容纳部介于一第一容纳部与一第三容纳部之间且彼此相通，该第三容纳部包括一直通第二容纳部的上凹部、一下凹部及一使该上凹部和下凹部保持连通的缩径部；
[0023]一转轮，置入头部第一容纳部而能自转运动却不能离开头部，转轮下方设置一露出头部的角柱，并在转轮圆周面突出多个连续的齿；
[0024]一转向装置，包括:
[0025]一方向钮，具有一深入上凹部的矩形多边段，在多边段角落沿对角线凹陷一纵向槽，凭借一突出多边段下方的铆合部，通过缩径部却不能离开，以至于方向钮相对头部灵活转动；
[0026]一扭矩弹簧，扭矩弹簧两端之间有至少一圈的线圈，自线圈到扭矩弹簧一端顺着半径的垂直方向延伸一活动段，活动段末梢弯曲一外露段，从线圈到扭矩弹簧另一端沿着半径方向弯曲一隐藏段，隐藏段与线圈共同置入多边段的纵向槽中，使隐藏段维持不动状态；及
[0027]—卡掣爪，卡掣爪置入第二容纳部内，卡掣爪前面成形至少一个卡掣齿，卡掣爪顶面成形一容纳该外露段和该活动段的横向槽，以扭矩弹簧的作用力驱使卡掣爪朝向第一容纳部位移，使卡掣齿与转轮对应的齿保持啮接咬合关系。
[0028]所述的棘轮扳手，其中，该方向钮有一圆盘与一成形于圆盘外围的尾杆，圆盘位于多边段上方且露出头部外面，自圆盘顶面到多边段成形一通往纵向槽的指示孔，指示孔内容纳扭矩弹簧的隐藏段。[0029]所述的棘轮扳手，其中，还包括一呈三角造型的指示牌，指示牌填补指示孔位于圆盘顶面且形状对称的开口，该指示牌一角能够辨识活动段与外露段的方位。
[0030]所述的棘轮扳手，其中，该指示牌底面突出一根深入指示孔的杆。
[0031]所述的棘轮扳手，其中，该横向槽包括一容纳该外露段的浅沟与一深度自浅沟往卡掣爪背面递增而能收藏该活动段的深渠。
[0032]所述的棘轮扳手，其中，该深渠两侧宽度，以紧邻浅沟处最窄，愈靠近卡掣爪背面愈宽。
[0033]所述的棘轮扳手，其中，该卡掣爪背面具有类似于第二容纳部围墙的曲度，并在卡掣爪背面中央成形一扩大多边段与扭矩弹簧活动范围的凹部。
[0034]当方向钮露出头部的部位受力偏摆时，扭矩弹簧的线圈受限于多边段纵向槽壁面，能够将方向钮摆幅通过外露段与活动段即时反应至横向槽壁面，连带卡掣爪随着方向钮同向移动至紧邻第二容纳部的单边位置而能顺利执行转向作业，有效地解决现有技术关于延迟的弊端。
[0035]以下，基于附图详述相关实施例的目的、构造及特征，相信本发明采用的技术、手段及功效，当可由之得一深入而具体的了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是本发明安装有转向装置的棘轮扳手一较佳实施例局部立体图；
[0037]图2是剖开棘轮扳手头部并将转向装置分解的立体图；
[0038]图3是转向装置组合在棘轮扳手头部的剖视平面图；
[0039]图4是转向装置分解后的立体图；
[0040]图5、图6是棘轮扳手操作转向装置的动作图。
[0041 ] 附图标记说明:10-棘轮扳手；11-支持杆；12-传动轴；13-小齿轮；14-压缩弹簧；15_钢珠；20_头部；21_第一容纳部；22_第二容纳部；23_轴孔；24_第三容纳部；25-上凹部；26_下凹部；27_缩径部；28_斜槽；30_转轮；31_角柱；32_连接段；33_齿盘；34-齿；35-扣件；36_圆孔；37_按压组件；38_球体；40_转向装置；41_方向钮；42_圆盘；43-圆形段；44_尾杆；45_多边段；46_铆合部；47_纵向槽；48_指不孔；50_扭矩弹簧；51-线圈；52_活动段；53_外露段；54_隐藏段；60_卡掣爪；61_卡掣组；62_卡掣齿；63_前面；64_侧边；65_背面；66_凹部；67_横向槽；68_浅沟；69_深渠；70_指示牌；72_细杆。
【具体实施方式】
[0042]请参阅图1，阐明棘轮扳手10的具体构造。这款棘轮扳手10具有一根支持杆11，支持杆11 一端与扁的头部20相连，头部20呈中空壳型而具有上、下贯穿的第一容纳部21，足以容纳转轮30相对头部20自转运动，转轮30下方具有四方形角柱31，其露出头部20而能局部插入工件(如套筒或接杆等)充当支点。
[0043]这款棘轮扳手10还有把手(附图未绘)，其连接在支持杆11另一端而利于使用者握紧操作，能够带动支持杆11连同头部20绕着工件偏摆或旋转，以转向装置40决定角柱31沿顺、逆时钟方向的一输出扭矩，顺利执行锁紧或旋松作业。
[0044]前述支持杆11为管体设计，允许一根传动轴12如图2般将一部分深藏于支持杆11里面。该传动轴12剩余部分的端部成形一小齿轮13，能够通过一成形于头部20的轴孔23而局部露出第一容纳部21。
[0045]在图2中，该头部20的第一容纳部21为圆形阶级孔，其小直径孔段位于头部20下方而与轴孔23相通，足以容纳一非圆的连接段32相对头部20自转运动。在第一容纳部21中直径孔段容纳一齿盘33，该齿盘33呈环体设计，其内径形状对称于连接段32轮廓，能够套在连接段32外部致生同步作动效果，同时啮接咬合前述小齿轮13。至于第一容纳部21的大直径孔段则位于头部20上方，不仅容纳圆周面环列多个连续的齿34的转轮30且不会跌落中直径孔段，还能与同样成形于头部20里面的半圆形第二容纳部22及第三容纳部24彼此相通，并在第二、第三容纳部22、24安装有决定转轮30单向空转、反向随着头部20同向转动的转向装置40。
[0046]图中的第三容纳部24，包括一从头部20顶面直通第二容纳部22的上凹部25、一由头部20底面交错通过轴孔23的下凹部26，以及一穿透第二容纳部22与轴孔23之间墙壁而使上、下凹部25、26保持连通的缩径部27。在毗邻上凹部25壁面凹陷一斜槽28，槽内容纳一压缩弹簧14，此压缩弹簧14顶住斜槽28深处壁面，供应一钢珠15触及转向装置40所需的弹性作用力。
[0047]如图3所示，前述连接段32介于转轮30与角柱31之间，三者结合为一体而能在头部20的第一容纳部21里面同向转动。因为连接段32镶嵌一抵住头部20底面的扣件35，再加上另个嵌入第一容纳部21大直径孔段壁面的扣件35致生口径缩减作用，限制转轮30连同连接段32与角柱31无法经由大直径孔段离开头部20。
[0048]回到图2，自转轮30顶面中央到角柱31底面成形一圆孔36，孔内安排一受力下压且能弹性归位的按压组件37，控制一埋入角柱31的球体38在一暴露位置与一遮蔽位置之间来回移动。
[0049]此处所称暴露位置，是指球体38高于角柱31表面以上位置，亦即球体38局部露出角柱31外面，对于套在角柱31的工件致生卡掣作用。
[0050]此处所称遮蔽位置，是指球体38低于角柱31表面以下位置，亦即球体38深藏在角柱31里面，利于工件自角柱31卸下。
[0051]前述转向装置40如图2、图4所示，是由方向钮41、扭矩弹簧50与卡掣爪60所组成。
[0052]其中，该方向钮41有一圆盘42，圆盘42下方形成一直径略小的圆形段43，以圆形段43进入第三容纳部24的上凹部25，直到圆盘42底面触及头部20表面为止，令方向钮41成形于圆盘42外围一尾杆44露出头部20外部。在圆形段43底面延伸一定长度的矩形多边段45，多边段45对角距离小于圆形段43直径，却大于缩径部27直径，可随圆形段43一起深入上凹部25里面。利用冲压设备或器材通过下凹部26对多边段45下方突出一通过缩径部27的铆合部46执行外扩成形作业，足以让扩张的铆合部46受阻于缩径部27周围壁面(如图3)，限制方向钮41不能抽离第三容纳部24，却能以受力的尾杆44控制多边段45相对头部20偏摆一定角度。
[0053]图中的扭矩弹簧50是根金属线材,其中间部位形成至少一圈的线圈51,自线圈51到线材一端顺着半径的垂直方向延伸一定长度的活动段52,在活动段52末梢弯曲一截外露段53，外露段53与活动段52间的夹角小于180°。该线圈51到线材另一端沿着半径方向弯曲一定长度的隐藏段54，隐藏段54与线圈51共同置入一沿着对角线陷入多边段45角落的纵向槽47，以至于隐藏段54插入一自圆盘42顶面经过圆形段43轴心到多边段45纵向槽47的指示孔48。
[0054]因为指示孔48通往纵向槽47的口径比隐藏段54直径稍大，所以隐藏段54受限于指示孔48壁面而维持不动状态，支持活动段52和外露段53超出纵向槽47开口。另外，一呈三角造型的指示牌70底面沿法线(即垂直底面方向)突出一根细杆72，细杆72深入指示孔48中，令指示牌70填补指示孔48位于圆盘42顶面且形状对称的开口，透过指示牌70对齐纵向槽47开口的一角，引导使用者辨识扭矩弹簧50活动段52与外露段53在第二容纳部22的方位。
[0055]前述卡掣爪60为半月形块体，置入第二容纳部22而能自由活动，具有两卡掣组61与一横向槽67,每个卡掣组61由三个连续的卡掣齿62构成,各卡掣齿62成形于卡掣爪60前面63毗邻侧边64的部位。至于横向槽67则成形于卡掣爪60顶面介于前面63与背面65之间部位，其区分一陷入卡掣爪60中央而能容纳外露段53的浅沟68以及一深度自浅沟68往背面65递增足以收藏局部活动段52的深渠69，深渠69倾斜的底面接收线圈51传递至活动段52的作用力，推动卡掣齿62啮合转轮30对应的齿34为常态(如图3)。至于深渠69两侧宽度，以紧邻浅沟68处最窄，愈靠近背面65愈宽，避免活动段52过度弯曲变形。
[0056]另外，卡掣爪60在曲度类似于第二容纳部22围墙的背面65中央成形一凹部66，对在第二、第三容纳部22、24运动的多边段45与扭矩弹簧50提供更大的活动范围，让卡掣爪60能够更灵活地在第二容纳部22两边来回移动。
[0057]接下来，具体陈述转向装置的使用情况。在图5中，尾杆44受力沿着顺时钟方向偏摆，驱使方向钮41相对头部20同向转动，连带多边段45在第三容纳部24里面自转运动，并在线圈51受到纵向槽47壁面拘束的条件下，将方向钮41转动角度(或尾杆44摆动幅度)即时反应至扭矩弹簧50，通过活动段52与外露段53对横向槽67壁面的牵制作用，连带卡掣爪60移到第二容纳部22位于图面上方的单边位置。
[0058]该活动段52在深渠69摆幅，大于外露段53在浅沟68的运动幅度，使活动段52与外露段53衔接处略为弯曲致生回复原状的作用力，支撑卡掣爪60安排在前面63两卡掣组61全部的卡掣齿62与转轮30周围的齿34维持啮合关系。这项回复力小于压缩弹簧14支持钢珠15触及多边段45外表的推力，以至于方向钮41连同尾杆44保持偏摆方位，不会任意改变。
[0059]如此，棘轮扳手10的把手遵循图5实线箭头而绕着充当支点的工件(如套筒或接杆等)旋转期间，透过第二容纳部22壁面与卡掣爪60背面65的接触关系，将棘轮扳手10的动能传递至相互啮合的齿34与卡掣齿62，驱使转轮30带动工件(如套筒或接杆等)随着头部20同向转动。
[0060]相反地，棘轮扳手10以把手遵循图5虚线箭头旋转期间，齿34与卡掣齿62啮合关系不再生效，中断棘轮扳手10的动能输出，以至于转轮30在第一容纳部21里面形成不作功的空转现象。
[0061]最后看到图6，尾杆44受力沿着逆时钟方向偏摆，驱使方向钮41带动多边段45在第三容纳部24里面回转一定角度。扭矩弹簧50以活动段52与外露段53牵制横向槽67壁面，连带卡掣爪60移到第二容纳部22位于图面下方的单边位置。[0062]当棘轮扳手10遵循图6实线箭头旋转时，其动能传递至相互啮合的齿34与卡掣齿62，以转轮30带动工件(如套筒或接杆等)随着头部20同向转动。
[0063]当棘轮扳手10遵循图6虚线箭头旋转时，会中断棘轮扳手10的动能输出，令转轮30在第一容纳部21里面维持空转状态。
[0064]因此，这款转向装置40改善先前技术的缺点，能够将方向钮41的动态即时反应至卡掣爪60，让棘轮扳手10顺利执行转向作业。
[0065]上述实施例仅为说明本发明，非为限制本发明。熟习此技艺者从上述实施例衍生的各种变化、修改与应用均在本发明的范畴内。
【权利要求】
1.一种棘轮扳手，其特征在于，包括: 一头部; 一转轮，该转轮置入头部而能自转运动却不能离开头部； 一转向装置，包括: 一方向钮，位于头部外，该方向钮具有一多边段与一陷入多边段内部的纵向槽； 一扭矩弹簧，扭矩弹簧具有至少一圈的线圈，线圈介于一隐藏段与一外露段之间，令隐藏段连同线圈一起置入多边段的纵向槽而使隐藏段维持不动状态，在外露段到线圈之间形成一活动段；及 一卡掣爪，安装于头部内，该卡掣爪具有一用以容纳扭矩弹簧的该外露段和局部该活动段的横向槽，使卡掣爪与转轮维持啮接关系。
2.如权利要求1所述的棘轮扳手，其特征在于，该头部具有一收容卡掣爪的第二容纳部，第二容纳部介于一第一容纳部与一第三容纳部之间且彼此相通，允许多边段及方向钮局部组装在第三容纳部而能转动，复以扭矩弹簧的活动段对卡掣爪提供朝向第一容纳部位移的作用力。
3.—种棘轮扳手，其特征在于，包括: 一中空壳形头部，头部具有一第二容纳部，第二容纳部介于一第一容纳部与一第三容纳部之间且彼此相通，该第三容纳部包括一直通第二容纳部的上凹部、一下凹部及一使该上凹部和下凹部保持连通的缩径部； 一转轮，置入头部第一容纳部而能自转运动却不能离开头部，转轮下方设置一露出头部的角柱，并在转轮圆周面突出多个连续的齿； 一转向装置，包括: 一方向钮，具有一深入上凹部的矩形多边段，在多边段角落沿对角线凹陷一纵向槽，凭借一突出多边段下方的铆合部，通过缩径部却不能离开，以至于方向钮相对头部灵活转动； 一扭矩弹簧，扭矩弹簧两端之间有至少一圈的线圈，自线圈到扭矩弹簧一端顺着半径的垂直方向延伸一活动段，活动段末梢弯曲一外露段，从线圈到扭矩弹簧另一端沿着半径方向弯曲一隐藏段，隐藏段与线圈共同置入多边段的纵向槽中，使隐藏段维持不动状态；及 一卡掣爪，卡掣爪置入第二容纳部内，卡掣爪前面成形至少一个卡掣齿，卡掣爪顶面成形一容纳该外露段和该活动段的横向槽，以扭矩弹簧的作用力驱使卡掣爪朝向第一容纳部位移，使卡掣齿与转轮对应的齿保持啮接咬合关系。
4.如权利要求3所述的棘轮扳手，其特征在于，该方向钮有一圆盘与一成形于圆盘外围的尾杆，圆盘位于多边段上方且露出头部外面，自圆盘顶面到多边段成形一通往纵向槽的指示孔，指示孔内容纳扭矩弹簧的隐藏段。
5.如权利要求4所述的棘轮扳手，其特征在于，还包括一呈三角造型的指示牌，指示牌填补指示孔位于圆盘顶面且形状对称的开口，该指示牌一角能够辨识活动段与外露段的方位。
6.如权利要求5所述的棘轮扳手，其特征在于，该指示牌底面突出一根深入指示孔的杆。
7.如权利要求3至6中任一项所述的棘轮扳手,其特征在于,该横向槽包括一容纳该外露段的浅沟与一深度自浅沟往卡掣爪背面递增而能收藏该活动段的深渠。
8.如权利要求7所述的棘轮扳手，其特征在于，该深渠两侧宽度，以紧邻浅沟处最窄，愈靠近卡掣爪背面愈宽。
9.如权利要求 8所述的棘轮扳手，其特征在于，该卡掣爪背面具有类似于第二容纳部围墙的曲度，并在卡掣爪背面中央成形一扩大多边段与扭矩弹簧活动范围的凹部。
【文档编号】B25B13/46GK103962993SQ201310048194
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年2月6日 优先权日:2013年2月6日
【发明者】林大森 申请人:景祥凯工业股份有限公司