薄型扳手的制作方法

专利名称：薄型扳手的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及多种手工工具，并且更具体地，涉及被配置为允许操作安装在有 限上部空间或者有限转动空间区域内的紧固件的工具。
背景技术：
在多种工业中，紧固件的限制操作(access)是普遍的问题。在航空工业中，由于 更严格的工程需要以及与航空结构相关的更小的空间限制，紧固件的限制操作的问题而会 更加显著。此外，与其他工业相比，在航空工业中会使用相对较大量的紧固件。例如，在单 个飞行器上可以使用成百上千的紧固件。较大百分比的这种紧固件可以安装在操作有限制 的区域中。例如，很多飞行器包括联接到表层工件上的多个加强杆或者纵梁，以便增加该表 层工件的刚性。这种纵梁可以包括带有垂直板的基底，该垂直板从基底向上延伸并具有从 该垂直板向外延伸的横向凸缘。该横向凸缘可以沿一排紧固件延伸，这些紧固件将该纵梁 的基底紧固到该表层工件上。不幸地是，当使用常规工具例如常规套筒扳手时，该横向凸缘 可以阻止对该紧固件的垂直操作。在该紧固件与该横向凸缘之间的有限空间量也可以限制 使用常规的手工工具，例如常规套筒扳手或者开口扳手，对紧固件的操作。有限空间内的某些安装可以限制使用常规工具转动此类紧固件已用于安装或者 移除的能力。例如，位于紧固件安装的相对侧的结构可以将紧固件转动局限于总量的部分， 该总量是从螺栓柱完全地脱离螺母必所要的量。限制的转动量可要求从紧固件安装并移除 传统扳手的重复周期，这是由于在每个周期螺母可被旋转的限制的角度。如可以被理解的， 使用常规手工工具时有限的转动角度会增加需要完成紧固件安装的时间量。为努力改进对这种紧固件安装的操作或者减小要完成这种紧固件安装所需的时 间量，技术人员可以试图改良商业上可供使用的工具来适应具体的安装。虽然这种工具在 操作特定的紧固件中可以是有效的，但是这种改良的工具可以由工作在特别场所的个别技 术人员保留并且可以因此对于工作在相同设备的其他场所中的技术人员是不可供使用的。 在此方面，这种改良工具的存在的意识可以被限制于个别的技术人员以及该技术人员的组 内成员中。虽然这些工具可以被改良以提高对带有限制上部空间的紧固件的操作，但是对常 规工具的其他限制可以呈现对某些安装的更多挑战。例如，在常规手工工具中普遍使用的 棘齿机构具有一些缺点，这些缺点可以降低移除或者安装带有限制转动空间的紧固件的能 力。更确切地，常规的棘齿扳手典型地包括棘齿以及棘爪布置，其中，枢转棘爪接合形成在 棘轮上的多个齿。这种棘齿以及棘爪安排限制了扳手到单一驱动方向的转动(例如，用于 松弛或者拧紧螺母或者螺栓)并且在不需要从该工具上移除该紧固件的情况下，允许该扳 手在相反方向自由转动。不幸地是，常规棘齿以及棘爪布置显示一定量的回差，其中，该棘齿必须在驱动方 向中该棘齿的再次接合之前在相反的方向被转动最小角度量。对于转动操作被限制的紧固件安装，过大的回差在移除或者安装紧固件中可以最小化常规棘齿以及棘爪扳手的有效 性。虽然，带有减小回差的这些扳手在商业上是可供使用的，但是所提供的这种扳手典型地 具有增加的厚度，这种增加的厚度限制了这种扳手在上部操作被限制的安装的使用。如可看到的，在本领域中存在这样一种扳手的需要，该扳手便于操作到安装在有 限空间内的紧固件上。更确切地，在本领域中存在这样一种扳手的需要，该扳手对在带有有 限上部空间和/或有限转动空间的位置中紧固件的安装提供方便的操作。此外，在本领域 中存在这样一种扳手的需要，该扳手减小或者消除了回差，以便于在具有有限转动空间的 紧固件安装的这种扳手的有效性。最后，在本领域中存在这样一种扳手的需要，该扳手具有 以上说明的特性同时该扳手在结构上是简单的并且在成本上是低廉的。

发明内容
上文记录的关于有限操作紧固件安装的需要通过本发明被明确地解决，本发明提 供了可以用于转动例如紧固件(如螺母、螺栓等)工件的扳手并且其中该扳手配备有大致 薄型(10W profile)或者减小的厚度以便允许对具有限制上部空间的紧固件安装的操作。 此外，该扳手特别适合于通过驱动机构提供在具有限制转动空间的紧固件安装中的改进效 果，该驱动机构具有不可逆转或者单向滚柱离合器，以最小化或者消除在该扳手中的回差。该扳手可以包括总体上延伸的本体，该本体具有工具端以及手柄端。该本体可以 包括头部部分以及手柄部分。驱动机构可以被容纳于形成在该头部部分中的腔室内。该驱 动机构可以包括离合齿轮以及驱动齿轮。该驱动齿轮可以适合于接合用于关于其转动的工 件(例如紧固件)。虽然该工件被配置为紧固件(例如螺母或者螺栓)，但是该工件可以被 配置为任何紧固件或者非紧固件配置并且不限于常规的紧固件(例如螺母或者螺栓)。该驱动齿轮可以包括被配置为接合该离合齿轮的离合齿轮齿的驱动齿轮齿。该离 合齿轮可以被支承在该单向滚柱离合器上。该单向滚柱离合器可以包括关于内滚道同轴间 隔设置的外滚道，其中使用了插入该内滚道与外滚道之间的多个轴承元件。这些轴承元件 可以被配置为滚珠轴承、滚针轴承或者任何其他适当的轴承元件安排或者其组合。该滚柱 离合器被配置从而该外滚道可以在单一方向上相对于该内滚道转动，同时防止关于其在相 反方向上的转动。有利的是，通过把该滚柱离合器结合到该驱动机构中，该扳手可以被提供为与常 规棘轮扳手相比大致减小的厚度的薄型配置。此外，结合该滚柱离合器到该驱动机构中，提 供了具有大致最小或者基本上零回差的棘轮扳手。在实施例中，该驱动齿轮以及该离合齿 轮可以被安装到或者被容纳在该扳手的本体中。例如，该扳手可以包括上壳体以及下壳体， 这些壳体共同地形成用于容纳该驱动机构的腔室。该上壳体可以被配置为从该下壳体上是 可移除的并且，在此方面，可以包括互锁机构和/或多个可接合到壳体孔(形成在该下壳体 中)中的壳体紧固件。然而，该本体可以被提供为多种可替代的配置来容纳该驱动机构。所发明的实施例在技术上的益处包括增加了对特定紧固件安装的操作性，在该特 定紧固件安装中，上部空间和/或转动空间被限制。紧固件安装增加的操作性部分地由于 与常规扳手相比该扳手减小的整体厚度。例如，虽然该扳手可以为任何厚度，但该扳手可以 被提供为0. 19英寸或者更小的厚度。通过增加到紧固件安装的操作性，在安装和/或移除 这种紧固件的循环时间可以被减小。此外，如在本发明的该薄型扳手可以减小工具配置的
5数量，该工具配置的数量另外可以在制造或者维修设施为给定的应用或者位置而被保持。 在此方面，该薄型扳手可以通过提供允许操作到紧固件安装的较宽范围的工具来减小生产 时间。有利的是，该薄型扳手可以包括互锁机构，该互锁机构用于以这样方式机械地联接该 上壳体以及下壳体当转动紧固件(例如在拧紧或者扭转过程中)时，减小了响应于由该扳 手引发的弯矩力的该扳手的挠性。可以在本发明的多种实施例中独立地实现已经讨论的特征、作用以及优点或者在 其他实施例中组合，其更多细节可参见以下的说明以及附图。


本发明的这些以及其他特征在参见附图时将变得更加明显，其中，相同编号在整 个过程中指代相同的部分并且其中图1是扳手的透视说明图，该扳手具有头部部分以及手柄部分，把手部分可以可 枢转地附接到该手柄部分上；图2是相似于在图1中所展示的该扳手的透视说明图并且进一步展示了具有把手 本体的该把手部分，把手本体沿该把手部分的把手轴是轴向可加长的；图3是该扳手的分解透视图，说明了该驱动机构包括驱动齿轮以及离合齿轮，这 些齿轮被容纳在头部部分处的下壳体以及上壳体中；图4是该上壳体在相对于图3所示的上壳体的方向垂直地倒转的方向的该上壳体 的透视说明图并且进一步说明了形成在上壳体上用于联接上壳体到下壳体的互锁机构；图5是沿图3的线5-5的该头部部分的平面图并且展示了该驱动齿轮到该离合齿 轮上的互相连接性并且进一步展示了被可转动地支承在不可逆转的滚柱离合器上的该离 合齿轮；图6是沿图2的线6-6的该头部部分的截面说明图并且展示了被容纳于形成在该 头部部分中的腔室内的驱动齿轮以及离合齿轮；图7是沿图6的线7-7的放大截面说明图并且展示了该滚柱离合器具有内滚道以 及外滚道并且包括多个轴承元件；图8是接合到该内层和/或外滚道中的圆锥表面的放大说明图，从而关于它的相 对转动被限制在单一方向中；图9是在具有有限上部操作的紧固件安装的该扳手的透视说明图；图10是沿图9的线10-10的该扳手以及紧固件安装的侧视说明图并且进一步说 明了该紧固件安装的有限上部操作。
具体实施例方式现参考这些附图，其中这些附图仅为说明本发明优选以及不同实施例的目的而并 非为限制相同物的目的，在图1至图3中所示出的是薄型扳手10，用于带有在减小上部操作 性和/或减小转动操作性的紧固件160安装。广义上讲，扳手10包括延长本体12以及结 合到本体12中的驱动机构80。驱动机构80可以被支承在不可逆转的、单向方向的滚柱离 合器90上。有利的是，单向方向滚柱离合器90提供了具有最小回差或者基本上零回差的 棘齿机构。
具体地参考图1以及图2，在实施例中，扳手10的本体12可以具有多个对置端， 这些端包括工具端14以及手柄端16并且包括头部部分18以及手柄部分20。驱动机构80 可以大致容纳在头部部分18内或者安装到其上。手柄部分20可以具有大致较高的长宽比 的大致延长的配置，其中手柄部分20的长度可以大致大于它的宽度。同样地，该宽度可以 大致大于扳手10的厚度，虽然手柄部分20可以被提供为具有任何相关长度、宽度以及厚度 尺寸的任何配置。如在图1至图3中看到的，本体12可以包括下壳体34以及上壳体32，该上壳体可 以可移除地固定到下壳体34上，例如通过如在以下以更多细节说明的一个或者多于一个 壳体紧固件36和/或互锁机构40。上壳体32以及下壳体34可以形成头部部分18的至少 部分。这些壳体紧固件36可以被螺纹地接合到对应数量的紧固件孔38上。这些壳体紧固 件36可以可选择地配置为埋头紧固件(countersunk fastener) 160，以便提供本体12的大 致齐平的上表面并且保持扳手10的大致薄型配置。虽然上壳体32被示出为通过这些壳体 紧固件36和/或互锁机构40被机械地固定到下壳体34上，但是上壳体32可以通过可替 代的紧固装置被固定到下壳体34上。例如，上壳体32可以通过机械部件或者非机械方式 被固定到上壳体34上，该机械部件结合到对应的上壳体32以及下壳体34中。如以上所显 示的，上壳体32以及下壳体34的至少之一可以包括一个或者多于一个互锁机构40以在工 具端40处机械地联接或者固定上壳体32以及下壳体34，这将在下文以更多细节说明的。本体12可以包括手柄部分20，该手柄部分在实施例中，可以包括安装到固定部分 22上的可移动部分24，如在图1和图2中所示。在此方面，本体12可以延伸到增加的长度， 其中可移动部分24可以相对于固定部分22是轴向可延伸的。朝向这端，固定部分22可以 包括导轨26或者其他适当的部件以接合在可移动部分24中的配对部件，例如在图3中展 示的凹槽28。然而，可移动部分24相对于固定部分22的可延伸能力可以通过把任何数量 的可替代机构结合到可移动部分24和/或固定部分22中而变得更为方便。在扳手10的实施例中，轨道26以及凹槽28或者功能相当物被优选地定尺寸以及 配置，用来对于本体12提供对抗弯曲力的足够的强度以及阻力，所述弯曲力在工件158，例 如紧固件160，的扭转或者转动过程中引发。轨道26可以形成在横截面中，以保持与凹槽 28的接合。例如，轨道26以及凹槽28可以均包括多个向内角度的侧壁或者其他部件，从而 无论固定部分22以及可移动部分24的相对轴向位置，固定部分22以及可移动部分24被 彼此接触地保持。应该注意的是，虽然扳手10被展示为具有本体12，该本体包括可移动部 分24以及固定部分22，但是扳手10可以被提供为本体12是不可延伸的配置。例如，下壳 体34可以被形成为从工具端14到手柄端16延伸的固定长度的结构。仍参考图1至图3，本体12的手柄端16可以可选地包括把手部分120，该把手部分 可以经由枢转销128被可枢转地安装到手柄端20上。把手部分120可以被配置为沿其轴 向长度是可延伸的，以便增加把手部分120的长度并且增加扳手10的力臂。把手部分120 的可延伸性还可以改进了到紧固件160安装上的操作性，其中，把手部分120可以通过技术 人员在紧固件160的移除或者安装过程中被枢转以避免与结构的干预或者便于扳手10的 操作。在此方面，把手部分120可以包括多个锁销130，这些锁销通过对应的接合机构例如 销或者滚球132被配置为可接合的，该销或者滚球可以通过偏置机构134例如弹簧偏置到 这些锁销130的其中之一中。可选择地，把手部分120可以借助一组螺栓或者其他部件以所希望的角度放方向被固定，其中该组螺栓或者其他部件可以接合这些锁销130。以此方 式，把手部分120可以被枢转到把手部分120相对本体12的多个不同角度方向的其中之一中。例如，如在图1至图3中所示出的，把手部分120相对于本体12大致垂直。然而， 如在图10中示出的，把手部分120可以朝向为大致与本体12同平面，以便增加可以实施在 扳手10的工具端14处的杠杆量。应该注意的是，虽然扳手10在这些附图中被展示为具有 把手部分120，该把手部分通过接合形成在其基底内的锁销130定位在不同的方向，但是不 同的可替代机构可以结合到扳手10中以便于把手部分120的角度定位。例如，本体12可 以包括一组配合的固定装置，该配合固定装置形成在手柄端16以及把手部分120的内层侧 面上，以便在所希望的方向锁止把手部分120。可替代地，扳手10可以包括螺母与螺栓的组 合，该组合作用为枢转销128并且该组合可以与形成在把手部分120与手柄部分16之间的 界面处的多个表面特征(未显示)协作。在这样安排中，该螺母以及螺栓的的拧紧导致把 手部分120到手柄部分20的接合，以保持把手部分120的所希望的方向。在实施例中，把手部分120可以从扳手10处被省略，从而扳手10包括从工具端14 延伸到手柄端16的本体12。本体12可以以任何长度以及任何形状被提供并且不限于在这 些附图中展示的线性或者大致平面或者直线的配置。例如，本体12可以包括朝向任何方向 的一个或者多于一个弯曲并且这些弯曲可以被剪裁用于特定应用或者用于带有特定固件 160的安装。此外，考虑到本体12可以在手柄端16结合人体工程学形状，以便于通过操作 人员抓握以及操作扳手10。仍然参考图1至图3，把手部分120可以包括把手本体126，该把手本体如在图2中 所示出的，可以沿把手轴124轴向地延伸。轴向可延伸的把手本体126可以改进扳手10对 于于不同应用中的适应性。例如，通过相对本体12的以大致垂直方向定位的把手部分120， 沿把手轴124轴向延伸的把手本体126可以有效地增加扳手10的力臂。相对于把手轴124 的把手本体126的轴向力矩可以通过如在图1至图3中所展示的最初致动闩锁30或者通 过其他适当的机构变得更为方便。闩锁30可以被配置为在沿把手轴124的位置处锁止把手本体126的位置。例如， 致动闩锁30可以解锁把手本体126，以允许把手本体126沿把手轴124的运动。以相似的 方式，闩锁30可以被提供在扳手10的手柄部分20上，以便于锁止以及解锁相对于固定部 分22的可移动部分24，来允许本体20的轴向延伸。然而，在这些附图中示出的这些闩锁 30是多种不同机构的任一代表，通过该代表可移动部分24以及把手本体126可以相对于固 定部分22以及把手轴124的对应之一被锁止或者解锁。仍然参考图1至图3，把手部分120可以可选择地包括形成在把手本体126的自由 端内的驱动开口 136，以便于方形驱动工具，例如常规棘齿驱动，的接合，从而增加可以施加 到工件158或者紧固件160上的杠杆量。在此方面，把手本体126可以可选择地包括一个 或者多于一个表面特征，例如在图1至图3中展示的形成在把手本体126的对置侧上的多 于一个平面122。通过在把手本体126的对置侧上提供的这些平面122，开口扳手、月牙扳 手或者其他适当的工具可以用来接合把手部分120，以便增加可以施加到紧固件160上的 扭矩。把手本体126可以以任何配置被提供并且优选地，被优选地形成为稳定地或者方便 地由使用者抓握以及操纵的尺寸以及形状。例如，把手本体126可以具有带有大约0.5英寸头大约1. 5英寸的直径的大致圆柱状的形状，虽然把手本体126可以以任何尺寸、形状以 及配置形成。参考图3至图4，在图4中示出的是在图3中所示出的相对于该方向的垂直倒转的 方向中的上壳体32。如可以看到的，上壳体32可以包括一个或者多于一个壳体凹陷52，这 些壳体凹陷被配置为包含或者容纳离合齿轮60以及驱动齿轮70。离合齿轮60在离合齿轮 轴线62上是可转动的。驱动齿轮70在驱动齿轮轴线72上是可转动的。在实施例中，提供 在上壳体32中的壳体凹陷52以及下壳体34可以共同地形成了腔室50，该腔室被定尺寸以 及配置为容纳驱动齿轮70以及离合齿轮60。每个壳体凹陷52可以形成为部分圆柱状的孔 或者或者以任何适当的形状来提供离合齿轮60以及驱动齿轮70的转动空隙。这些壳体凹 陷52可以以邻接于彼此的关系被定位。每个壳体凹陷52可以通过环绕壳体凹陷52周长 延伸并且限制腔室50的壁而被限制。在此方面，如在图1至图6中所示的，上壳体32以及下壳体34的大致相等厚度是 说明扳手10的实施例的并且并非构造为限制用于容纳离合齿轮60以及驱动齿轮70的上 壳体32以及下壳体34的可替代的配置、形状以及尺寸(例如，厚度)。例如，下壳体34可 以形成与上壳体32的厚度相比更大的厚度，从而下壳体34可以容纳驱动齿轮70以及离合 齿轮60的大部分。在这样实施例中，上壳体32可以大致被配置为盘，该盘可以是缺乏壳体 凹陷52的并且该盘可以仅包括驱动齿轮孔46以及离合齿轮孔48。在这样盘的配置中，上 壳体32可以起装置用来关闭下壳体34用来包含或者容纳驱动齿轮70以及离合齿轮60的 作用。参见图3至图6，在实施例中，本体12的头部部分18可以在如以上提到的上壳体 32以及下壳体34的至少之一中包括互锁机构40。互锁机构40可以在工具端14处被配置 为机械地将上壳体32以及下壳体34连接在一起，以增加扳手10的刚度以及硬度。此外， 与常规棘齿扳手相比较，当扭转紧固件160或者其他工件158配置时，互锁机构40可以提 供了响应于在本体12中引发的弯曲力矩的扳手10的挠性或者弯曲性的改进的阻力。例如，在实施例中，互锁机构40可以包括锁止键42，该锁止键可以形成在上壳体 32中(如在图4中所示出的)用于接合锁止桥43以及锁止凹陷44，该锁止桥以及锁止凹 陷形成在下壳体34中(如在图3中最好的看出)。在图3以及图5至图6所示出的实施例 中，锁止桥43可以延伸穿过在下壳体34的壁内的间隙。可替代地，该锁止键42可以形成 在下壳体34中，其中锁止凹陷44以及锁止桥43被形成在上壳体32中。在此方面，应该注 意的是，互锁机构40可以以多种不同尺寸、形状以及配置而被形成并且并非限于具有锁止 键42、锁止桥43以及锁止凹陷44的配置(如在附图中展示的)。例如，锁止桥43可以被 配置为从下壳体34的壁处侧向向外延伸的唇缘(未示出)，以接合上壳体32的锁止键42。 锁止桥42的这样配置可以提供了由锁止键42强加其上的垂直负载的增强的阻力。此外， 这样配置可以提供了扳手10的本体12的增加的扭转刚度以及弯曲力矩阻力。互锁机构40可以如所示出的位于工具端14处，虽然考虑到互锁机构40可以位于 沿上壳体32以及下壳体34之间界面的任何位置并且不限于被定位于工具端14处。互锁 机构40在本体12的工具端14处的位置可以通过装置便于扳手10的组装与维修，通过该 装置上壳体32可以被可移除地接合到下壳体34上。例如，在图4和图6中最好的看出的， 锁止键42可以在自由凸缘处被倒角，以当上壳体32被组装到下壳体34上时，便于锁止键42与锁止凹陷44与锁止桥43的接合。此外，如在图6中所示出的，锁止键42可以与在锁 止键42与上壳体32的交点处的切口或者半径形成(如在图6中所示的)，以便于在上壳 体32以及下壳体34的组装过程中言语锁止键42到锁止凹陷44中的接合。锁止键42被 优选地定尺寸以及配置，以在锁止凹陷44内提供相对的滑动配合用来防止上壳体32在工 具端14处相对于下壳体34的轴向、横向和/或扭转运动。在紧固件160的拧紧或者扭转 过程中，在锁止键42、锁止桥43以及锁止凹陷44之间的相对滑动可以防止上壳体32相对 于下壳体34的横向运动。进一步在此方面，锁止键42被优选地以厚度提供，该厚度是锁止凹陷44的高度是 互补的，从而防止或者最小化了上壳体32相对于下壳体34的轴向运动。同样地，锁止键42 被优选地定尺寸以保持与锁止凹槽44的相对侧的接触接合，从而防止或者最小化了上壳 体32相对于下壳体34的横向或者侧面对测量的运动。例如，锁止键42与锁止凹槽44可 以如在图5中所示出的形成为逐渐变细的形状，以在它们之间提供滑动配合。以此方式，上 壳体32可以通过互锁机构40和/或这些壳体紧固件36被严格地固定到下壳体34上，这 些壳体紧固件可以任何位置处沿上壳体32以及下壳体34延伸到对应数量的紧固件孔38 之中。在实施例中，上壳体32可以从工具端14到手柄端16沿本体12的全长延伸并且 不限于被定位在本体12的工具端处。同样地，下壳体34可以形成为上壳体32的大致的镜 像，该镜像从工具端14到手柄端16沿本体12的长度延伸。在此方面，可以被理解的是，本 体12可以以多种适合于容纳驱动齿轮70以及离合齿轮60的可替代配置被提供。不管该 具体的安排，本体12可以被配置为容纳驱动齿轮70与离合齿轮60，从而驱动齿轮齿78 (环 绕驱动齿轮70的驱动齿轮体74延伸的)被保持为与离合齿轮齿66 (环绕离合齿轮60的 离合齿轮体64延伸的)相互啮合连接。仍参考图3至图5，对于驱动齿轮70的转动支承可以通过这些驱动齿轮孔46的协 作变得更为方便，这些驱动齿轮孔延伸穿过本体12的头部部分18。在实施例中，下壳体34 可以包括相对于壳体凹陷52同轴形成的驱动齿轮孔46。同样的，如在图4中所示出的，驱 动齿轮孔46可以也形成在上壳体32中并且可以与形成在下壳体34中的这些驱动齿轮孔 46同轴地对准。驱动齿轮70可以包括上驱动齿轮凸缘以及下驱动齿轮凸缘76，这些凸缘 从驱动齿轮体74轴向向上以及向下地延伸。这些驱动齿轮凸缘76可以被定尺寸以及配置 为互补于这些驱动齿轮孔46。在上壳体32以及下壳体34中的这些驱动齿轮孔46可以被 定尺寸以及配置，以提供与驱动齿轮70的上和下驱动齿轮凸缘76外圆周的转动配合。可 选择地，上壳体32以及下壳体34的至少之一可以在驱动齿轮孔46中包括套管或者轴承， 用来转动地支承上和下驱动齿轮凸缘76。如在图3中最好的看到的，驱动齿轮70可以包括被定尺寸以及配置为接合工件 158的驱动元件82。如在早前提到的，工件158可以包括用于转动需要的螺母162、螺栓头 或者任何其他紧固件160或者非紧固件配置。如在图9和图10中所示的，扳手10被展示 为实施到紧固件160的螺母162上。在此方面，驱动齿轮70的驱动元件82被形成或者成 型为接合工件158。更确切地，驱动元件82可以包括多个表面特征，例如用于接合工件158 的一个或者多于一个表面或者侧面。在图3中所示出的实施例中，驱动元件82的这些平面 84可以形成六角形状，用来接合在图9至图10中所示出的螺母162的对应六角形状。然而，驱动元件82可以以多种可替代配置中的任何而被配置，例如，并非限定的，以具有多个 齿或者凹槽用来接合六角形状的12点的配置或者双六角形螺栓头、螺母162或者其他工件 158配置的形式。仍参考图3至图5，本体12可以进一步包括形成在上壳体32以及下壳体34中用 于转动地支承驱动离合齿轮60的一个或者多于一个离合齿轮孔48。如在早前提到的，离合 齿轮60包括具有离合齿轮齿66的离合齿轮体64，这些离合齿轮齿围绕离合齿轮体64的周 长等角地形成。离合齿轮齿66被配置为互补于驱动齿轮齿78，从而这些齿的互相啮合最小 化或者消除了驱动齿轮70以及离合齿轮60之间的回差。离合齿轮60可以被转动地支承 在单向方向、不可逆转的滚柱离合器90上，该滚柱离合器通过离合器轴104被固定在头部 部分18内。如在图3和图4中最好的看到的，离合器轴104可以延伸穿过或者接合到形成 在上壳体32以及下壳体34中的离合齿轮孔48。参考图5至体图8，滚柱离合器90可以被配置为包括外滚道94的滚柱组件，该外 滚道通过多个轴承元件100(例如滚针轴承)转动地联接到内滚道92上。如在图7至图8 中所示出的，外滚道94相对于内滚道92同轴地安装。外滚道94以及内滚道92可以形成径 向间隙。滚柱离合器90可以在该径向间隙内包括多个轴承元件100 (例如滚针轴承102)， 用来保持外滚道94以及内滚道92的相对径向位置。离合齿轮60被优选地固定地安装到 外滚道94上。内滚道92被优选地固定地或不可移动地安装到离合器轴104上。滚柱离合 器90被安排，从而外滚道94在相对于内滚道92的单一方向中转动。以此方式，滚柱离合 器90起用于扳手10的棘齿机构的作用，该棘齿机构带有将在以下以更多细节说明的基本 上为零的回差。参考图6，离合器轴104被示出为延伸穿过本体12，并且更具体地，穿过形成在下 壳体34以及上壳体32中的离合齿轮孔48。离合器轴104可以被配置为用于支承离合齿 轮60的任何数量的不同配置。例如，离合器轴104可以被形成为单一轴元件或者多部分安 排，来便于驱动机构80的组装以及维修。如在图6中所示出的，离合器轴104可以包括自 锁轴柱106，该轴柱可以螺纹地可接合到轴插孔108上。轴插孔108可以具有外层直径，该 外层直径互补于内滚道92的内层直径形成。离合器轴104的外直径可以被配置为提供带有内滚道92的内层直径的干涉配合， 以便以防止滚柱离合器90相对于离合器轴104的轴向运动的方式，来固定地和/或不可转 动地固定滚柱离合器90到离合器轴104上。离合器轴104可以以埋头安排被提供，其中， 轴柱106以及轴插孔108可以均包括用于接合埋头离合齿轮孔48的埋头的头部，该埋头离 合齿轮孔形成在下壳体34以及上壳体32的对应中。然而，离合器轴104可以以任何适合 于相对离合器轴104不可转动地并且轴向固定滚柱离合器90的配置而被提供。同样地，离 合器轴104被优选地以方式安装，从而防止了关于相对本体12的转动。例如，离合器轴104 可以被定尺寸，来提供在离合器齿轮孔48 (形成在上壳体32和/或下壳体34中)内的干 涉配合或者压力配合。在此方面，轴插孔108可以被定尺寸用来在下壳体34中于离合齿轮 孔48形成干涉配合。然而，多种可替代方案可以结合于该扳手中，以固定地(例如，不可转 动地)固定离合器轴104到本体12上。参见图7至图8，所示出的是滚柱离合器90的放大截面说明图，该说明图展示了外 滚道94相对于内滚道92的配置。在此方面，外滚道94被配置为相对于内滚道92在单一方向上转动。由于外滚道94以及内滚道92的配置，外滚道94在相反方向上的转动被防止。 更确切地，如在图7中所示出的，外滚道94可以配备有逐渐变细的表面96或者任何其他适 当的配置，该配置将外滚道94的转动限制在相对内滚道92的单一方向中。如在图8中可 以看到的，逐渐变细表面96可以形成在轴承元件100的每个位置中。虽然外滚道94可以 在逆时针方向上自由地转动，但是在外滚道94中的逐渐变细表面96起楔形的作用，该轴承 元件100可以被接合到该楔形中并且防止外滚道94相对内滚道92的顺时针转动。应该注意的是，在图7和图8中展示的滚柱离合器90的具体安排是说明关于其的 实施例的并且并非被构造为限制提供外滚道94相对于内滚道92单向转动的可替代配置或 者安排。例如，逐渐变细表面96可以形成在内滚道92上，其中外滚道94具有大致圆柱状 的形状。同样地，滚柱离合器90可以包括人造橡胶或者聚合的元件，该元件安装有在内滚 道92与外滚道94之间的径向间隙，并且该元件可以被配置为至少部分地接合一个或者多 于一个轴承元件100，以防止外滚道94相对于内滚道92的转动。此外，轴承元件100可以 以多种配置或者这些配置的组合而被配置，包括但不限于，滚柱轴承、滚珠轴承和/或在图 5至图8中展示的延长的、圆柱状-形状的滚针轴承102。在操作中并且参考图1至图10，扳手10可以被接合到工件158上，例如在图9和 图10中展示的紧固件160，以允许在所希望的方向上的转动。例如，如在图9中所示出的， 扳手10可以被接合到螺母162以及垫圈164上，它们被安装在螺纹轴上，该螺纹轴是在工 作件150中的紧固件160安装的柱。在实施例中，工作件150可以包括表面工件，该表面工 件具有安装其上的纵梁。该纵梁可以包括具有板154并且具有凸缘156的基底152，该板从 那里垂直地向上延伸并且该凸缘从板154处横向向外地延伸。如在图10中可以看到的，在 使用常规套筒或者常规开口或者梅花扳手时，横向向外延伸的凸缘156可以限制了用于接 合紧固件160的螺母162安装的上部空间。在此方面，扳手10提供了薄型工具，该薄型工 具便于扳手10的驱动元件与紧固件160安装的螺母162的接合。扳手10的本体12可以是以在图1中展示的方式轴向可延伸的，用来增加施加在 驱动元件82上的杠杆臂或者力臂。同样地，把手部分120可以在所希望的角度相对本体12 朝向，以便于操作者对扳手10的操纵，例如当转动扳手10时避免结构或者增加杠杆。这些 形成在把手部分120的锁销130可以便于固定把手部分120相对于本体12的朝向。当扭矩被施加在工件158上，例如在图9至图10中展示的螺母162，单向方向的滚 柱离合器90通过限制外滚道94在方向上相对于内滚道92的转动提供了阻力。这种阻力 可以通过在内滚道92以及外滚道94中的几何尺寸或者使用任何其他适当的结合于内层和 /或外滚道92、94(例如在图7中所示出的逐渐变细表面96)中的结构来实现。内滚道92 以方式被优选地固定地安装到离合器轴104上，该方式为阻止内滚道92相对于本体12的 转动。滚柱离合器90被优选地定尺寸以及配置，以提供到预定或者预测扭矩水平的足够的 阻力。例如，滚柱离合器90可以以相对大的直径被提供，以便增加扳手10的扭矩能力。滚 柱离合器90可以包括在内层以及外滚道92、94之间的滚针轴承，以便提供与滚球轴承相比 与内层以及外层92、94增加的表面区域接触。离合齿轮60还可以以相对于驱动齿轮70的 更大直径被提供。如可以被理解的，离合齿轮60、驱动齿轮70以及滚柱离合器90的尺寸可 以取决于负载情况而被选择。本发明的额外的改良以及改进可以对于那些本领域的普通技术人员是明显的。因
12此，说明的以及展示的部件的具体组合是旨在仅代表本发明的某些实施例并且并非旨在作 为本发明的精神以及范围内的可替代实施例或者装置的限制。
权利要求
一种用于转动工件的扳手，包含具有头部部分的本体；以及安装到所述头部部分的驱动机构，该驱动机构包括驱动齿轮，所述驱动齿轮具有用于接合所述工件的驱动元件；以及离合齿轮，所述离合齿轮被操作地联接到所述驱动齿轮并且通过单向滚柱离合器被转动地支承。
2.如权利要求1所述的扳手，其中所述滚柱离合器包括相对于彼此在单一方向上可转动的同轴的内滚道以及外滚道。
3.如权利要求2所述的扳手，其中 所述内滚道被固定地安装在离合器轴上。
4.如权利要求2所述的扳手，其中所述离合齿轮被固定地安装在所述外滚道上。
5.如权利要求3所述的扳手，其中所述离合器轴包括可接合于轴插孔的轴柱。
6.如权利要求1所述的扳手，其中所述头部部分包括在所述头部部分内形成的驱动齿轮孔；所述驱动齿轮包括一个齿轮体，所述齿轮体具有上凸缘和下凸缘中的至少一个，所述 凸缘从所述齿轮体轴向地延伸并且被转动地支承在所述驱动齿轮孔内。
7.如权利要求1所述的扳手，其中所述本体包括在所述头部部分的至少一部分处形成的下壳体以及上壳体； 所述头部部分包括用于互锁所述上壳体以及所述下壳体的互锁机构。
8.一种用于转动工件的薄型扳手，包含本体，所述本体具有工具端和手柄端并且包括头部部分以及手柄部分；以及 驱动机构，所述驱动机构被容纳在该头部部分中的腔室内并且包括 驱动齿轮，所述驱动齿轮具有驱动大齿并且包括用于接合所述工件的驱动元件；以及 离合齿轮，所述离合齿轮具有离合大齿，所述离合大齿被配置为与所述驱动大齿互相 啮合，所述离合齿轮被转动地支承在不可逆转的滚柱离合器上。
9.如权利要求8所述的扳手，其中所述滚柱离合器包括相对于彼此在单一方向上可转动的同轴的内滚道以及外滚道； 所述离合齿轮被固定地安装于所述外滚道； 所述内滚道被固定地安装于离合器轴。
10.如权利要求9所述的扳手，其中所述离合器轴包括可接合于轴插孔的轴柱。
11.如权利要求8所述的扳手，其中所述头部部分包括在所述头部部分内形成的驱动齿轮孔；所述驱动齿轮包括一个齿轮体，所述齿轮体具有上凸缘和下凸缘中的至少一个，所述 凸缘从所述齿轮体轴向地延伸并且被转动地支承在所述驱动齿轮孔内。
12.如权利要求8所述的扳手，其中所述驱动元件被配置为接合所述工件的至少一侧。
13.如权利要求8所述的扳手，其中所述本体包括在所述头部部分的至少一部分处形成的下壳体以及上壳体； 所述头部部分包括用于互锁所述上壳体以及所述下壳体的互锁机构。
14.如权利要求13所述的扳手，其中所述腔室由至少一个壳体凹槽限定，所述壳体凹槽形成在所述上壳体以及所述下壳体
全文摘要
用于转动工件的一种扳手，其包括一个延长的本体，该延长具有一个头部部分。该扳手可以包括安装到该头部部分的驱动机构。该驱动机构可以包括驱动齿轮以及离合齿轮。该驱动齿轮可以包括用于接合该工件的驱动元件。该离合齿轮可以被操作地联接到该驱动齿轮并且可以通过单向滚柱离合器被转动地支承。
文档编号B25B13/46GK101885167SQ20101018099
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月17日 优先权日2009年5月15日
发明者J·C·科拉弗特, P·D·源 申请人:波音公司