专利名称：一种棘轮扳手的扭力输出机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及手工具的技术领域，更具体的说涉及一种棘轮扳手的扭力输出机 构。
背景技术：
早期的棘轮扳手，是在一施力单元的端部成型一头，头外露出一插入件。在头 内安装一棘轮传动机构和一选向装置，此棘轮传动机构会传动插入件旋转，且旋转方向 由选向装置来决定，使插入件产生单向卡掣作用。如此一来，只要让多边形的插入件插 入一套筒中，并在一螺锁用途的工件上面套住套筒，即能利用施力单元的来回摆动，达 到锁紧或旋松工件的效能。众所周知，只有锁紧或旋松的剎那间，需要扳手对工件施予最大的扭力值；其 余时间，即使以手指也能扭转呈松动状的工件。但是，施力单元的摆动，因习惯而有角 度范围的限制，远比自转性的扭动速率还慢。更何况，来回摆动期间的插入件、套筒等 平稳度不易维持，松动的工件会造成扳手晃动的缺点。针对上述弊端，手工具业者研发一种输出大、小扭力值的棘轮扳手。具体可以 参考 EP0486710、US4545267、US5105688、US6070499、W08803999、W09207692 及中 国台湾公告第494828号等专利案可知，此类棘轮扳手的主要构造，是将一转轴置入施力 单元的内部，此转轴深入头的端部，固设一啮接棘轮传动机构的齿轮，并在转轴另端结 合一握持单元。除了松紧工件的瞬间，需要棘轮扳手输出最大扭力以外，其余时间，只 要单向扭转握持单元，即可传输动力至棘轮传动机构，使露出头外的插入件旋转，并以 较小的扭力驱动工件旋转。但是，这些专利案的构造，却不适用灵活摆动的头，如何让具备摆动的头的扳 手，也能输出大、小两种扭力值，就成为本发明需克服的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种棘轮扳手的扭力输出机构，以解决现有技术中对于 具摆动的头的扳手，不能输出大、小两种扭力的问题。为了达成上述目的，本发明的解决方案是一种棘轮扳手的扭力输出机构，包括一施力单元，在两端之一分叉有二支撑臂，另端连接一可转动的握持单元；一传动系统，埋设于两支撑臂之一的内部，包含一 主动轮，接收握持单元的动 力而转动；若干从动轮，彼此啮接并传递主动轮的动力；一枢纽单元，与其中之一从动 轮相连；一中空状的头，联结于两支撑臂之间而能摆动，在内部安装一非圆形的插入 件、一离合机构和一选向装置；该离合机构接收枢纽单元的动力，以驱动插入件旋转； 该选向装置决定插入件单向卡掣作用。
进一步，该扭力输出机构还包括有一支撑轴，设置在另个支撑臂，配合枢纽单 元共同支撑住头及其内部的选向装置；该枢纽单元一端具有一输入柱，结合有从动轮和 一定位于支撑臂的闭塞件，且枢纽单元在另端成型有一输出部和若干环绕输出部外围的 齿，该齿与离合机构具备啮接关系。
再进一步，该离合机构包括一位于选向装置下方的动力轮，在中间部位贯穿 一第一致动孔，其孔形与插入件相符而能彼此套合在一起；该动力轮一面环绕一正齿 列，啮接于输出部周围的齿，且另面的边缘与若干分隔块相抵，并环绕有一第一顺向齿 列；这些分隔块成型于头的内面，相邻二分隔块之间形成一道轨槽；一具备弹性的离合 轮，其一面环绕一第二顺向齿列，另面环绕一第一逆向齿列，维持啮接第一顺向齿列的 关系，并在离合轮外围设有多个滑动凸块，每一滑动凸块置入相对的轨槽中；一底板， 封住头的开口而能转动，其中间部位贯穿一第二致动孔，其孔形与插入件相符而能彼此 套合在一起，并在底板一面环绕一第二逆向齿列。更进一步，该选向装置包括一选向盘，封住头的开口而能转动，在中间部位 陷入一承载槽，且槽底贯穿有一圆孔，并在紧邻圆孔处竖立至少一抵制片，该抵制片具 有一斜边，使深入圆孔的插入件容纳在承载槽中；一位于选向盘下方的作动件，在壁面 凹陷有二形状与抵制片相符的契合槽，且背对契合槽的壁面凸伸若干脚片，这些脚片穿 过设置在动力轮的限制槽而可推动离合轮；一基座，被支撑轴和枢纽单元支撑在头的内 部，在基座的中间部位贯穿一内孔，容许选向盘的抵制片及作动件置入孔中。更进一步，该抵制片接触作动件或契合槽的壁面，具有凹凸配合的形状。采用上述结构后，本发明让具备摆动的头的扳手，也能输出大、小两种扭力 值，其通过转动握持单元，进而经过传动系统带动离合机构，该离合机构又进一步带动 插入件，该插入件对工件施予小扭力，同时也可以直接通过扳手本身的转动来实现大扭 力的输出。
图1是组合立体图，表现本发明扳手的一较佳实施例的具体形状；图2是剖视图，表现图1中沿I-I线剖开的内部结构的联结关系；图3是剖视图，局部放大图2的头；图4是立体剖视图，表现单一头的外壳部位；图5是分解立体图，表现装配在头里面的各组件具体形状；图6是组装立体图，表现图5中各组件组装后与传动系统的联结关系；图7是剖视图，表现图1沿II-II线剖开的内部结构的联结关系；图8是局部剖视立体图，表现头内各组件在未选向时的联结关系；图9是局部剖视立体图，表现头内各组件在选向后的联结关系。扳手100握持单元 10 转轴 11传动系统 12 主动轮 13从动轮 14 枢纽单元 15输入柱 16 闭塞件 161
输出部17齿18凸部19施力单元20支撑臂 21贯孔22容纳室 23支撑轴24杆身25凸部26头30孔洞31分隔块 32轨槽33凹部34插入件40珠体41按钮42环框 43通孔44压缩弹簧45轴杆46缺口 47选向装置50选向盘 51承载槽52圆孔53抵制片54斜边55作动件56契合槽 57脚片58基座60内孔61平面62小孔63离合机构70 环片71簧圈72弹性件73扣环74动力轮80正齿列81第一顺向齿列82第一致动孔 83限制槽84 离合轮85径向环86滑动凸块 87第一逆向齿列88第二顺向齿列89底板90第二致动孔 91第二逆向齿列9具体实施例方式为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。图1显示一扳手100，包括一握持单元10、一施力单元20和一头30。该握持 单元10组装于施力单元20的端部且可扭动旋转；该施力单元20另端呈分叉状而形成有 二支撑臂21，并在两支撑臂21之间枢接着头30且能予以摆动；该头30呈扁圆形体，两 面之一突出一插入件40，另面安装有一按钮42和一选向装置50。随着按钮42的按压动 作，让一珠体41凸出于四方柱形插入件40的壁面，或使珠体41沉入插入件40中。该 选向装置50可被拨转，控制插入件40执行单向卡掣作用。
该扳手100的内部构造，可以从图2及图3中得到初步了解。如图所示，在握 持单元10及施力单元20里面安装一转轴11、一传动系统12及一支撑轴24。该转轴11 的局部被握持单元10包覆，二者结合为一体而能一起作动；转轴11露出握持单元10的 部分深入一贯孔22中，此贯孔22位于施力单元20的内部，与一设置在支撑臂21的容纳 室23相通。该传动系统12埋设在容纳室23中，包括一主动轮13、若干从动轮14和一枢纽 单元15。该主动轮13锁固于深入贯孔22的转轴11端部，使握持单元10与施力单元20 联结在一起而可自转或扳动。这些装配在容纳室23的从动轮14及主动轮13具备啮接关 系，可将握持单元10的扭力输出至末尾的从动轮14。该枢纽单元15呈杆状而穿入支撑 臂21中，两端之一沿着轴向延伸一较小直径的输入柱16，并与末尾的从动轮14和一闭塞 件161结合在一起。此外，该枢纽单元15另端成型一输出部17和一凸部19，该输出部 17外围环绕若干齿18，深入头30内而与一位于选向装置50下方的离合机构70具备啮接 关系。其中，该闭塞件161呈环形而镶嵌在容纳室23开口，配合支撑臂21维持枢纽单 元15的平衡。该闭塞件161由轴承予以实施较佳，利于枢纽单元15转动。该支撑轴24为阶梯状的圆柱体，以较大直径部位螺接于另一支撑臂21，并视较 小直径部位为一杆身25而深入头30内，且杆身25端面延伸有一凸部26。两凸部19、 26位于头30内且彼此相对，共同支撑着选向装置50。接着，从图4 了解到中空环形体的头30具有二孔洞31、若干分隔块32与一凹部 34。两孔洞31彼此相对地贯穿于头30的壁面，供支撑轴24与枢纽单元15穿过对应的 孔洞31，可支持头30在两支撑臂21之间作灵活的摆动。这些分隔块32成型于头30的 内面下方，且相邻二分隔块32之间形成一道轨槽33。该凹部34是陷入头30开口处的环 形槽，紧邻着前述分隔块32。为了进一步说明头30里面的组装情况，下面配合图4至图7进行详细的阐述。先从插入件40来看，其顶端的周围成型一圈环框43，并在中间位置贯穿一通孔 44，该通孔44穿过插入件40的整个柱身而呈阶层状，容许一压缩弹簧45留置于通孔44 的中段位置。前述按钮42呈扁圆造型而置入环框43中，且中心区域沿着轴向延伸一轴 杆46。该轴杆46为阶段状的圆棒，穿过插入件40的通孔44以及孔内的压缩弹簧45， 并在杆身对应珠体41的位置凹陷一缺口 47。随着按钮42的按压动作，以轴杆46较大直 径部位挤压着弹簧45，同时轴杆46的缺口 47会让珠体41下沉。施予按钮42的外力消 失后，轴杆46会迅速弹起，且缺口 47周遭壁面可推动珠体41往外凸出。支撑插入件40的选向装置50，包括一选向盘51、一作动件56及一基座60。该 选向盘51呈环片状而横放在头30的开口上方，在内环部位陷入一承载槽52，且槽底贯 穿有一圆孔53，供插入件40深入圆孔53而让环框43容纳在承载槽52中。该选向盘51 紧邻圆孔53处朝下竖立着二对称的抵制片54，各抵制片54成型有一斜边55。该作动件 56呈环片状而位于选向盘51下方，其面对抵制片54的壁面凹陷有二契合槽57，各契合 槽57形状与对应的抵制片54彼此相合，且背对契合槽57的壁面凸伸四脚片58。至于基 座60，如图所示概呈矩形体，在中间部位贯穿有一内孔61，容许选向盘51的抵制片54 及作动件56置入孔中。该基座60外围成型有二平行的平面62，各平面62具有一贯穿至 内孔61的小孔63，让对应的凸部19、26插进孔内，支撑基座60悬挂于头30里面。特别是，抵制片54接触作动件56或契合槽57的壁面，可以成型凹凸配合的形状，帮助抵 制片54取得短暂的定位效果，具体如图8和图9所示。接着分析选向装置50下方的离合机构70，主要包括一动力轮80、一离合轮85 及一底板90。该动力轮80是环齿轮而可置入头30内，其一面在边缘环绕一圈由若干齿 块构成的正齿列81，另面环绕一圈由若干齿块构成的第一顺向齿列82，且边缘抵住分隔 块32顶面，使正齿列81与输出部17周围的齿18具备啮接关系。在动力轮80中间部位 贯穿一第一致动孔83，该第一致动孔83形状与插入件40的非圆形段相符，且孔壁凹陷有 数量等同于脚片58的限制槽84，各限制槽84供对应的脚片58插入，让作动件56能顺着 基座60的内孔61壁面滑动。该离合轮85也是环齿轮，可置入头30内，其内环壁面成型一径向环86，而外环 壁面依等分设有多个滑动凸块87，并在朝向动力轮80—面环绕一圈由若干齿块构成的第 一逆向齿列88，另面则环绕一圈由若干齿块构成的第二顺向齿列89。该径向环86与插 入件40无接触关系，其表面放置一簧圈72，得以支撑一环片71持续保有接触脚片58的 状态。各滑动凸块87置入对应的轨槽33中，使该分隔块32恰好位于两滑动凸块87之 间，足以引导离合轮85顺着轨槽33方向作动。该底板90形状与头30的凹部34相符，其中心区域贯穿有一第二致动孔91，且 朝向离 合轮85的一面环绕一圈由若干齿块构成的第二逆向齿列92。该第二致动孔91形 状与插入件40的非圆形段相符，使底板90与插入件40相套，利用一嵌入插入件40的扣 环74，将底板90紧靠着头30的凹部34。在底板90和离合轮85之间夹有一弹性件73， 致使离合轮85的第一逆向齿列88与第一顺向齿列82维持在啮接关系。配合图1至图5以及图8、图9来看，扳手100欲锁紧工件时，可以先施予较小 扭力值转动工件，然后以较大扭力值锁紧工件。输出小扭力值扭转握持单元10，驱使转轴11端部的主动轮13带动整个传 动系统12转动。动力经由枢纽单元15的齿18传递至啮接关系的正齿列81，导致动力轮 80以第一致动孔83的孔壁驱使插入件40旋转。由于第一顺向齿列82啮接第一逆向齿 列88的缘故，所以，动力轮80只能依图面顺时钟方向转动且发出齿块连续弹碰的「喀」 声，同时，插入件40驱使工件往下持续深入一段距离。输出大扭力值握紧握持单元10，让整个传动系统12连同动力轮80维持在 不动的状态，再加上滑动凸块87受到分隔块32的转向拘束力影响，使离合轮85的第一 逆向齿列88抵住动力轮80不能逆转等缘故，导致握持单元10往顺时钟方向扳动时，连 同施力单元20的两支撑臂21带动头30 —起同向作动，令插入件40施予较大的扭力而锁 紧工件。相反地，先施予较大扭力旋松工件，即能以较小扭力值轻松的转动工件；前提 是，必须选择插入件40的旋转方向。选择旋转方向随着选向盘51的拨转，抵制片54的斜边55会推移契合槽57 的壁面，使作动件56顺着基座60内孔61移动一段距离。由于抵制片54有足够的长度， 故脚片58在限制槽84的拘束下，会推动环片71挤压簧圈72而对径向环86施力，使离 合轮85往底板90方向移动，直到第二顺向齿列89啮接第二逆向齿列92为止。输出大扭力值握紧握持单元10，让整个传动系统12、动力轮80乃至于插入件40等维持在不动的状态，再加上 滑动凸块87受到分隔块32的转向拘束力影响，使离 合轮85抵住动力轮80不能逆转等缘故，导致握持单元10往逆时钟方向扳动时，连同施 力单元20的两支撑臂21带动头30 —起同向作动，令插入件40施予较大的扭力而旋松工 件。输出小扭力值接下来，只要扭转握持单元10，经由转轴11传递动力至传动 系统12，让动力轮80的第一致动孔83驱动插入件40旋转。由于底板90受到离合轮85 限制只能逆时钟转动的缘故，所以，动力轮80只能依图面逆时钟方向转动且发出齿块连 续弹碰的「喀」声，同时，插入件40驱使工件往上持续旋转一段距离。上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普 通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
权利要求
1.一种棘轮扳手的扭力输出机构，其特征在于，包括一施力单元，在两端之一分叉有二支撑臂，另端连接一可转动的握持单元； 一传动系统，埋设于两支撑臂之一的内部，包含一主动轮，接收握持单元的动力而 转动；若干从动轮，彼此啮接并传递主动轮的动力；一枢纽单元，与其中之一从动轮相 连；一中空状的头，联结于两支撑臂之间而能摆动，在内部安装一非圆形的插入件、一 离合机构和一选向装置；该离合机构接收枢纽单元的动力，以驱动插入件旋转；该选向 装置决定插入件单向卡掣作用。
2.如权利要求1所述的一种棘轮扳手的扭力输出机构，其特征在于，该扭力输出机 构还包括有一支撑轴，设置在另个支撑臂，配合枢纽单元共同支撑住头及其内部的选向 装置；该枢纽单元一端具有一输入柱，结合有从动轮和一定位于支撑臂的闭塞件，且枢 纽单元在另端成型有一输出部和若干环绕输出部外围的齿，该齿与离合机构具备啮接关 系。
3.如权利要求2所述的一种棘轮扳手的扭力输出机构，其特征在于，该离合机构包括一位于选向装置下方的动力轮，在中间部位贯穿一第一致动孔，其孔形与插入件相 符而能彼此套合在一起；该动力轮一面环绕一正齿列，啮接于输出部周围的齿，且另面 的边缘与若干分隔块相抵，并环绕有一第一顺向齿列；这些分隔块成型于头的内面，相 邻二分隔块之间形成一道轨槽；一具备弹性的离合轮，其一面环绕一第二顺向齿列，另面环绕一第一逆向齿列，维 持啮接第一顺向齿列的关系，并在离合轮外围设有多个滑动凸块，每一滑动凸块置入相 对的轨槽中；一底板，封住头的开口而能转动，其中间部位贯穿一第二致动孔，其孔形与插入件 相符而能彼此套合在一起，并在底板一面环绕一第二逆向齿列。
4.如权利要求3所述的一种棘轮扳手的扭力输出机构，其特征在于，该选向装置包括一选向盘，封住头的开口而能转动，在中间部位陷入一承载槽，且槽底贯穿有一圆 孔，并在紧邻圆孔处竖立至少一抵制片，该抵制片具有一斜边，使深入圆孔的插入件容 纳在承载槽中；一位于选向盘下方的作动件，在壁面凹陷有二形状与抵制片相符的契合槽，且背对 契合槽的壁面凸伸若干脚片，这些脚片穿过设置在动力轮的限制槽而可推动离合轮；一基座，被支撑轴和枢纽单元支撑在头的内部，在基座的中间部位贯穿一内孔，容 许选向盘的抵制片及作动件置入孔中。
5.如权利要求4所述的一种棘轮扳手的扭力输出机构，其特征在于，该抵制片接触作 动件或契合槽的壁面，具有凹凸配合的形状。
全文摘要
本发明公开一种棘轮扳手的扭力输出机构，包括一施力单元，在两端之一分叉有二支撑臂，另端连接一可转动的握持单元；一传动系统，埋设于两支撑臂之一的内部，包含一主动轮，接收握持单元的动力而转动；若干从动轮，彼此啮接并传递主动轮的动力；一枢纽单元，与其中之一从动轮相连；一中空状的头，联结于两支撑臂之间而能摆动，在内部安装一非圆形的插入件、一离合机构和一选向装置；该离合机构接收枢纽单元的动力，以驱动插入件旋转；该选向装置决定插入件单向卡掣作用。本发明针对可让具备摆动的头的扳手，也能输出大、小两种扭力值。
文档编号B25B23/00GK102019603SQ200910175540
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者林大森 申请人:景祥凯工业股份有限公司