专利名称：枢转装置及使用该枢转装置的旋转接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转接头，尤其是涉及一种具有枢转装置的旋转接头。
在气动工具、气体管路或其它众多的领域中，一构件与另一构件相互以公母接合的方式组合在一起是常见的情形，通常一构件的公接合段插入另一构件的母接合段后，会以插梢件插入、穿结的方式来使两构件不会分离，如要使两构件依公母接合的方式结合后仍可以在同一轴线上相对旋转的话，则以插梢件穿结的方式显然不可行，这时候则将具有轴承作用的滚珠考虑进去，以广泛用于气动工具的旋转接头。
参阅
图1，其揭示了一种“低阻抗防漏旋转接头”的断面结构，这种习用旋转接头主要由管节件10、密封环11、系列滚珠12、及插塞件13所构成，管节件10一端设有外螺纹以螺接于气动工具，而插塞件13一端形成管接端以插套于风源的快速接头，由于插塞件13(一构件)与管节件10(另一构件)之间设有系列滚珠12，使得两者可360度地相对转动且不会分离，如此，气动工具于使用时将可不受管路(送风管)的妨碍而有利于操作。
前述的习用旋转接头装置，组装时是先将密封环11放入管节件10内，之后将插塞件13的公接合端插入管节件10的母接合端内，再将系列滚珠12由预设于管节件10上的孔洞101倒入，然后再将孔洞101以封盖102密封，通过系列滚珠12而使插塞件13与管节件10无法分离且可相互转动，这样的设计，固然可达到结构简化的目的，但是，它的适用范围却受到很大的限制。举例而言，当它固设于锤击式气动工具的进气端时，就很容易发生问题，这是因为锤击式气动工具于工作时，其内部活塞将随着进气、排气的频繁交替而反复梭动，而每一次的进气、排气，都会使其内部风压随之变化，因此，当风压瞬间变大时会使管节件10与插塞件13产生对拉现象(此时会发生撞击)而呈现拉紧状，当风压瞬间变小时将使管节件10与插塞件13相对靠拢(此时也会发生撞击)而呈现松弛状，如此，一紧一松地变换，将使得管节件10与插塞件13频繁地对撞而产生频繁的振动，受此振动现象的影响，容易使封盖102退脱于孔洞101，进而导致杂物侵入或滚珠脱离的情形，而使得整个旋转接头的使用寿命缩短，因此，这种旋转接头仅较适用于诸如风枪之类的工具，因为这种工具通常只在送风、断风的瞬间才会使接头内部的风压发生变化。
为了改善上述封盖102因振动而退脱的问题，申请人提出了诸如台湾公告第235705号专利案所揭示的旋转接头，如图2所示，这种旋转接头首先提出了以铆接的方式来组合管节件20与插塞件21，虽因其未使用上述的封盖102而可确实改善上述的问题点，然而，为了使管节件20的铆合端21易于冲压铆弯以包住系列滚珠23，致使管节件20不能使用高硬度材料或进行热处理，换言之，管节件20的铆合端21并不是很坚硬，在长期的转动之下，该铆合处容易受到系列滚珠22磨损而导致漏气，为此，申请人随后又追加提出了台湾公告第266751号专利案，如图3所示，该专利案除了具备台湾公告第235705号专利案的结构外，还增设了一个具有高硬度的环圈30，以作为系列滚珠的轴承，由此来防止铆合端的磨损，以提高其使用寿命。
然而，图2、3所示的旋转接头虽然有优点，但仍然无法长期使用于锤击式气动工具，因为这种工具会使旋转接头内部风压频繁地急速变化，这种风压的频繁变动将使管节件与插塞件沿轴线发生剧烈的相对碰撞，而长期碰撞的结果将使管节件的铆合端渐渐还原而由曲转直，最后导致管节件与插塞件分离而使得整个旋转接头形同解体，因此，它仍然仅较适用于非锤击式的气动工具(风枪、喷漆枪)。
虽然上面揭示的各种旋转接头并不足以长期运用于锤击式气动工具，但是，它不但被大量应用于风枪、喷漆枪，还被大量使用于管路连接结构，例如台湾公告第389292号的可防止水龙头内管扭形回位的结构专利案，显然完全沿用了图1所揭示的习用结构，可见，上面所揭示的各种旋转接头所显示出来的枢转构造，确实可运用于不同的领域，既使其较不适用于锤击式气动工具。
上面所揭示的图2和图3所显示的设计，虽有其优点而被沿用至今，但是，它的结构并不如其它如图1所示的旋转接头精简，组装上也较为费事，这些都将导致生产成本的增加，另外，它们均不适用于锤击式气动工具的问题，也需要改善。
另外，图1至图3的设计，均可将一构件与另一构件以公母接合的方式组合，且都必须利用到滚珠，在图1中，滚珠是在两构件组合后由预留的孔洞填入，而图2、3中，滚珠则是在组合时一起组装起来，相较而言，图1的组装方式看起来是较麻烦一点，但实际上，因为图2、3结构较为复杂，所以，两者组装速度其实是差不多的，另外，它们各有其缺点，而且都可能在气动工具的应用范围中，使两构件相对分离，这是亟需解决的问题。
本发明的目的在于提供一种结构简化、成本低、组装容易快速且坚固耐用、适合长期运用于锤击式气动工具的枢转装置及使用该枢转装置的旋转接头。
为实现上述目的，本发明提供了一种枢转装置，包括有第一构件和第二构件，于第一构件上设一内部为中空的母接合段，另于第二构件上设一恰可插入第一构件上母接合段内的公接合段，其特征在于沿母接合段内部壁面至少凹设一滚珠卡槽，并于该公接合段上至少凹设一滚珠容槽，该滚珠容槽及滚珠卡槽各具有一定的深度，且该滚珠容槽内至少设有一弹性垫体，而滚珠是压贴于该弹性垫体并凸出于滚珠容槽；当公接合段施力插入至母接合段内时，滚珠受母接合段壁面压迫而完全缩入滚珠容槽内并压缩弹性垫体，待滚珠插入至滚珠卡槽处，滚珠即由弹性垫体作用而一部份弹入滚珠卡槽内，以使第一构件与第二构可相对自由转动地结合。
所述的枢转装置，其特征在于该滚珠容槽及滚珠卡槽分别为环状。
所述的枢转装置，其特征在于该母接合段相对于公接合段的端面环设一斜向内部的斜导面。
所述的枢转装置，其特征在于该滚珠卡槽为方形凹槽、或是恰可包住且大于半个滚珠面的弧形凹槽。
所述的枢转装置，其特征在于该滚珠容槽的一侧槽面为垂直槽面、另一侧较靠近公接合段插入端的槽面具有一段向外斜且位于槽口处的斜槽面，而底侧槽面则为水平槽面。
所述的枢转装置，其特征在于该滚珠容槽的底侧槽面由一段定位斜面及一段水平槽面所构成，而所述的弹性垫体则设于该水平槽面处之段并受该定位斜面限制。
所述的枢转装置，其特征在于该弹性垫体为一种具有一定直径及弹性的、用以套设于滚珠容槽底侧水平槽面的O形环。
所述的枢转装置，其特征在于该弹性垫体为一种具有一定直径及弹性的中空扁环状的弹性体，且该弹性体外缘设有若干向内凹的弧形槽。
本发明还提供了一种使用枢转装置的旋转接头，其至少包括可至工具的第一构件、可结合于风管接头的第二构件、排布于该第一构件与第二构件的周围接面的系列滚珠、以及设于该第一构件与第二构件插合处的密封垫圈，且该第一构件内部为中空管道，及该第一构件相对于第二构件处还形成一母接合段，该母接合段内部形成一较大的插合槽，而所述的第二构件的内部也为中空管道，且该第二构件相对于第一构件处还形成一用以插入第一构件的插合槽内的公接合段，其特征在于该母接合段内部插合槽的槽壁一定位置处，沿壁面环设一道滚珠卡槽；又所述的公接合段相对于滚珠卡槽处，还凹设有一道环绕的滚珠容槽，且该滚珠容槽内套设有一呈环形的弹性垫体。
所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该弹性垫体为一种具有一定直径及弹性的、用以套设于滚珠容槽底侧水平槽面的O形环。
所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该弹性垫体为一种具有一定直径及弹性的中空扁环状的弹性体，且该弹性体外缘设有若干向内凹的弧形槽。
所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该滚珠容槽及滚珠卡槽分别为环状。
所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该母接合段相对于公接合段的端面环设一斜向内部的斜导面。
所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该滚珠卡槽为方形凹槽、或是恰可包住且大于半个滚珠面的弧形凹槽。
所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该滚珠容槽的一侧槽面为垂直槽面、另一侧较靠近公接合段插入端的槽面具有一段向外斜且位于槽口处的斜槽面，而底侧槽面则为水平槽面。
所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该滚珠容槽的底侧槽面由一段定位斜面及一段水平槽面所构成，而所述的弹性垫体则设于该水平槽面处之段且受该定位斜面限制。
所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该密封垫圈为一O形环，且所述的母接合段内部插合槽的槽底，是沿插合槽周壁而向下延伸形成第一斜面段，而接续该第一斜面段处，也再沿插合槽周壁而向下延伸形成一平直段，而接续该垂直段处，还再沿插合槽周壁而向下延伸形成一第二斜面段，而所述的公接合段相对于母接合段之端，还凸伸形成一小段的接管段，且该接管段的底部形成一内凹的、供所述的密封垫圈套置的弧面。
所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该插合槽的槽口缘内侧形成一小段平直段，而接续该平直段处并沿插合槽周壁向下延伸形成一斜向内部的斜导面。
采用了上述技术方案后，本发明中，是于第一构件的母接合段内凹设一滚珠卡槽，及于第二构件的公接合段凹设一滚珠容槽，另还于滚珠容槽内套设一弹性垫体，当系列滚珠排入滚珠容槽并施压组装第一构件与第二构件时，滚珠在公接合段插入母接合段的过程中先受压缩入滚珠容槽并压缩弹性垫体，待滑至滚珠卡槽处时，滚珠始由弹性垫体弹入滚珠卡槽，由此精简的构造，而可将第一构件与第二构件快速接合并使两者可顺畅地相对自由转动且不脱离。本发明可广泛运用于构件与构件之间的连接，尤其是需相对自由转动的两个构件间的连接，例如，对气动工具常用的旋转接头。因此，利用本发明的枢转装置的旋转接头，确实可以极为精简的结构而达到快速组装的目的，而且因其并非采用铆合式设计，且其第一、二构件均可分别采用高硬度材料或进行热处理，以使其如滚珠般地坚硬而得避免长期转动下的磨损，另外，由于无需使用封盖密封滚珠的方式，因此也不会有封盖因长期振动而退脱的问题，所以利用本发明的枢转装置的好处，不仅在于结构精简、组装容易(快速)、使生产成本能够大幅度降低，而且坚固耐用，更重要的是，将使利用它的旋转接头也适合长期运用干锤击式的气动工具。
下面，结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细的描述。
图1是第一种习用旋转接头的剖面示意图。
图2是第二种习用旋转接头的剖面示意图。
图3是第三种习用旋转接头的剖面示意图。
图4是本发明较佳实施例的立体分解图。
图5是本发明较佳实施例的剖面示意图。
图6A、图6B是本发明较佳实施例的组装过程的剖面示意图。
图7是本发明较佳实施例的第二构件受力或因碰撞而后冲的剖面示意图。
图8是本发明另一较佳实施例的立体分解图。
图9是本发明另一较佳实施例的剖面示意图。
图10本发明被利用于吊勾装置的示意图。
如图4、5所示，其揭示了一种利用本发明枢转装置的旋转接头，其至少包括可螺接至工具的第一构件40、可插套结合于风管快速接头的第二构件50、排布于该第一构件40与第二构件50周围接面的滚珠A、以及设于该第一构件40与第二构件50插合处的密封垫圈B，且该第一构件内部40为中空管道，以及其相对于第二构件50处还形成一母接合段41，该母接合段41内部还形成一较大的插合槽42，至于所述的第二构件50的内部也为中空管道，且其相对于第一构件40处还形成一公接合段51，用以插入第一构件40的插合槽42内；其中所述的母接合段41内部插合槽42的开口侧设有斜向内部的斜导面421，且还于插合槽42的槽壁适当处，沿壁面环设一道滚珠卡槽422；又所述的公接合段51相对于滚珠卡槽422处，还凹设有一道环绕的滚珠容槽52，且该滚珠容槽52内还套设有一呈环形的弹性垫体53(例如，适当直径及弹性的O形环)，以及该滚珠容槽52的一侧槽面为垂直槽面521、另一侧较靠近公接合段51插入端的槽面具有一段向外斜且位于槽口处的斜槽面522，而底侧槽面则由一段定位斜面523及一段水平槽面524所构成。
参阅图6B，于组装旋转接头时，是首先将密封垫圈B置入第一构件40的母接合段41，并使其母接合段41朝上安置妥当，然后将第二构件50的公接合段51的端头略插入于插合槽42，此时排入若干滚珠A，然后再下压该第二构件50而使其连带滚珠A深入插合槽42，并使滚珠A卡入插合槽42上的滚珠卡槽422内(如图5所示)，用以完成第一构件40与第二构50的枢接。
于此需进一步说明的是，在公接合段51受压而深入插槽42时，首先由斜导面421顺势迫压系列滚珠A而使其完全缩入滚珠容槽52并压缩弹性垫体53，如图6A所示(请注意滚珠与滚珠之间并非紧靠而仍有足够的空间吸纳弹性垫体的压缩变形量)，随着第二构件50的继续受压下移，各滚珠A跟着下移，待下移至滚珠卡槽422处，由弹性垫体53的回复力，各滚珠A将被弹入滚珠卡槽422内，如图5所示。
当气动工具于运作时所产生的风压变化反映至第一、二构件时，第一、二构件将沿轴线前后碰撞，当第二构件每一次后冲时(参见图7所示)，滚珠容槽的斜槽面522将斜压滚珠A，使得滚珠挤向并紧贴于滚珠卡槽的凹弧形槽底，这使得滚珠可确实卡定于滚珠卡槽而完全无缩入滚珠容槽的可能，如此，既使用力将第一、二构件相对施力，也无法将之分离，另一方面由于第一、二构件完全可以经热处理以提高其坚硬度，并不易因前后的碰撞而使其滚珠容槽或滚珠卡槽发生变形。
需附带说明的是，所述的弹性垫体53是套设在该水平槽面524之段，为使其能发生最大的压缩量及最大的弹复力，它最好被限制在该位置，因此，另外再设一定位斜面523以限制之，使其不易任意滑离该水平槽面524之段，又该定位斜面523还有补强该处结构的作用。
再者，继续参阅图8、9，这是利用本发明的另一种旋转接头，其主要是由可螺接至工具的第一构件60、可插套结合于风管快速接头的第二构件70、排布于该第一构件60与第二构件70的周围接面的滚珠C、以及设于该第一构件60与第二构件70的插合处的密封垫圈D，且该第一构件内部60为中空管道，以及其相对于第二构件70处还形成一母接合段61，该母接合段61内部还形成一较大的插合槽62，至于所述的第二构件70的内部也为中空管道，且其相对于第一构件60处还形成一公接合段71，用以插入第一构件60的插合槽62内；其中所述的母接合段61内部插合槽62的槽底，是沿其周壁而向下延伸形成第一斜面段621，而接续该第一斜面段621处，也再沿其周壁而向下延伸形成一平直段622，而接续该平直段622处，再沿其周壁而向下延伸形成一第二斜面段623，由该平直段622与第二斜面段623所构成的空间是供密封垫圈D(为-O形环)安置，另外，该插合槽62的槽口缘内侧形成一小段平直段624，而接续该平直段624处并沿其周壁向下延伸形成一斜向内部的斜导面625，而在该导导面625下方槽壁适当处，还沿壁面环设一道滚珠卡槽626。
又所述的公接合段71相对于滚珠卡槽626处，还凹设有一道环绕的滚珠容槽72，且该滚珠容槽72内套设有一呈环形的弹性垫体73，以及该滚珠容槽72的一侧槽面为垂直槽面721、另一侧较靠近公接合段71插入端的槽面具有一段向外斜且位于槽口处的斜槽面722，而底侧槽面则由一段定位斜面723及一段水平槽面724所构成，其中，所述的弹性垫体73为一呈中空扁环状的弹性体，且其外缘设有若干向内凹的弧形槽731，每个弧形槽731均相对供一个滚珠C陷入约二分之一珠体，另外，在该公接合段71相对于母接合段61端，还凸伸形成一小段的接管段711，且该接管段711的底部还形成一内凹的弧面712，用以供上述密封垫圈D套置于弧面712。
上述的旋转接头，其第一构件60与第二构件70的组合方式，大致上与图4、5所揭示的相同，且组合时可利用第一槽件60槽口缘内侧的平直段624来限制所投入的滚珠C，以免滚珠C在组装的过程中掉落，另外，所述的密封垫圈D则在该接合段71插入至定位时，刚好被夹在平直段622与第二斜面段623所构成的空间与接管段711之间，而可得到良好的气密效果；再者，值得一提的是弹性垫体73的每一弧形槽731，可相对导入并定位、隔开每一个滚珠C，使得滚珠C可以平均分布在滚槽容槽及滚珠卡槽所构成的槽道内，由此使第一、第二构件之间的转动更为顺畅。
上述两例是以运用在气动工具及气体管路的旋转接头来说明的，所以它需要设置供气体流动的管道及密封垫圈等相关机构，如果不要求气密的话，则该密封垫圈是可以不用设置的，如果不是用来供气体流体流动之用，则也不要穿设管道；另外，必须再次强调的是，本发明所提出的是一种创新设计的枢转装置，至于利用该装置的物品，例如，图10所示的吊勾装置，则利用了本发明而使其吊索不会随着吊勾所勾挂的物体而旋转，另外，申请人另案申请的多向旋转接头也是本发明的一种应用例子。
权利要求
1.一种枢转装置，包括有第一构件和第二构件，于第一构件上设一内部为中空的母接合段，另于第二构件上设一恰可插入第一构件上母接合段内的公接合段，其特征在于沿母接合段内部壁面至少凹设一滚珠卡槽，并于该公接合段上至少凹设一滚珠容槽，该滚珠容槽及滚珠卡槽各具有一定的深度，且该滚珠容槽内至少设有一弹性垫体，而滚珠是压贴于该弹性垫体并凸出于滚珠容槽；当公接合段施力插入至母接合段内时，滚珠受母接合段壁面压迫而完全缩入滚珠容槽内并压缩弹性垫体，待滚珠插入至滚珠卡槽处，滚珠即由弹性垫体作用而一部份弹入滚珠卡槽内，以使第一构件与第二构可相对自由转动地结合。
2.如权利要求1所述的枢转装置，其特征在于该滚珠容槽及滚珠卡槽分别为环状。
3.如权利要求1所述的枢转装置，其特征在于该母接合段相对于公接合段的端面环设一斜向内部的斜导面。
4.如权利要求1所述的枢转装置，其特征在于该滚珠卡槽为方形凹槽、或是恰可包住且大于半个滚珠面的弧形凹槽。
5.如权利要求1所述的枢转装置，其特征在于该滚珠容槽的一侧槽面为垂直槽面、另一侧较靠近公接合段插入端的槽面具有一段向外斜且位于槽口处的斜槽面，而底侧槽面则为水平槽面。
6.如权利要求5所述的枢转装置，其特征在于该滚珠容槽的底侧槽面由一段定位斜面及一段水平槽面所构成，而所述的弹性垫体则设于该水平槽面处之段并受该定位斜面限制。
7.如权利要求1所述的枢转装置，其特征在于该弹性垫体为一种具有一定直径及弹性的、用以套设于滚珠容槽底侧水平槽面的O形环。
8.如权利要求1或7所述的枢转装置，其特征在于该弹性垫体为一种具有一定直径及弹性的中空扁环状的弹性体，且该弹性体外缘设有若干向内凹的弧形槽。
9.一种使用枢转装置的旋转接头，其至少包括可至工具的第一构件、可结合于风管接头的第二构件、排布于该第一构件与第二构件的周围接面的系列滚珠、以及设于该第一构件与第二构件插合处的密封垫圈，且该第一构件内部为中空管道，及该第一构件相对于第二构件处还形成一母接合段，该母接合段内部形成一较大的插合槽，而所述的第二构件的内部也为中空管道，且该第二构件相对于第一构件处还形成一用以插入第一构件的插合槽内的公接合段，其特征在于该母接合段内部插合槽的槽壁一定位置处，沿壁面环设一道滚珠卡槽；又所述的公接合段相对于滚珠卡槽处，还凹设有一道环绕的滚珠容槽，且该滚珠容槽内套设有一呈环形的弹性垫体。
10.如权利要求9所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该弹性垫体为一种具有一定直径及弹性的、用以套设于滚珠容槽底侧水平槽面的O形环。
11.如权利要求9所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该弹性垫体为一种具有一定直径及弹性的中空扁环状的弹性体，且该弹性体外缘设有若干向内凹的弧形槽。
12.如权利要求9所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该滚珠容槽及滚珠卡槽分别为环状。
13.如权利要求9所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该母接合段相对于公接合段的端面环设一斜向内部的斜导面。
14.如权利要求9或12所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该滚珠卡槽为方形凹槽、或是恰可包住且大于半个滚珠面的弧形凹槽。
15.如权利要求9或12所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该滚珠容槽的一侧槽面为垂直槽面、另一侧较靠近公接合段插入端的槽面具有一段向外斜且位于槽口处的斜槽面，而底侧槽面则为水平槽面。
16.如权利要求15所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该滚珠容槽的底侧槽面由一段定位斜面及一段水平槽面所构成，而所述的弹性垫体则设于该水平槽面处之段且受该定位斜面限制。
17.如权利要求9所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该密封垫圈为一O形环，且所述的母接合段内部插合槽的槽底，是沿插合槽周壁而向下延伸形成第一斜面段，而接续该第一斜面段处，也再沿插合槽周壁而向下延伸形成一平直段，而接续该垂直段处，还再沿插合槽周壁而向下延伸形成一第二斜面段，而所述的公接合段相对于母接合段之端，还凸伸形成一小段的接管段，且该接管段的底部形成一内凹的、供所述的密封垫圈套置的弧面。
18.如权利要求9或17所述的使用枢转装置的旋转接头，其特征在于该插合槽的槽口缘内侧形成一小段平直段，而接续该平直段处并沿插合槽周壁向下延伸形成一斜向内部的斜导面。
全文摘要
一种枢转装置及使用该枢转装置的旋转接头,于枢转装置的第一构件上设一母接合段,另于第二构件上设一公接合段,沿母接合段内部壁面至少凹设一滚珠卡槽,该公接合段上至少凹设一滚珠容槽,该滚珠容槽内至少设有一弹性垫体;当公接合段施力插入至母接合段内时,滚珠可完全缩入滚珠容槽内并压缩弹性垫体,待滚珠插入至滚珠卡槽处时,则由弹性垫体作用而可一部分弹入滚珠卡槽内,如此使第一构件与第二构结合并可相对自由顺畅地转动。
文档编号F16L27/00GK1351238SQ0013031
公开日2002年5月29日 申请日期2000年10月30日 优先权日2000年10月30日
发明者林郭祥, 江淑玲 申请人:林郭祥