手挤压动力旋转工具的制作方法
【专利摘要】一种手动动力旋转工具包括对尺寸、驱动方向输入、驱动速度、装配、强度以及成本的改进。手柄被高安装在外壳中，以提供竖直地紧凑的工具。选择器开关从外壳外部控制螺旋棘轮机构，以便更好地包围该机构，并提供改进的对选择操作的入口。在外部选择器开关的情况下，为了有的效操作棘轮机构利用横向移动的选择器杆。螺旋棘轮齿轮构造成用于压铸制造。各种部件是整体接结构，并且被设计成用于简化的装配。
【专利说明】手挤压动力旋转工具
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]该非临时申请要求2012年11月13日提交的美国临时申请N0.61/725，983的优先权的权益，美国临时申请N0.61/725，983的内容被并入本文以供参考。
【技术领域】
[0003]本发明的手动挤压工具涉及棘轮动作类型的装置。具体地，本发明提供对高速手动棘轮工具的改进。
【背景技术】
[0004]高速手动工具用于比较高速的驱动，同时操作者保持对施加于被驱动元件上的轴向力、扭矩、和转向速率的直接控制。与之相比，装有马达的驱动器为施加到被驱动元件上的旋转速度和扭矩提供不理想的控制。操作者控制开关，开关又控制马达，马达最终向被驱动元件提供动力。因此，使用者几乎不能对被驱动元件上发生的事件进行直接控制。在许多情况下，使用者的这种“感觉”的缺乏引起被驱动元件和/或其周围的损坏，尤其是在中和轻负载应用的情况下。
[0005]正如在本发明人的美国专利号4，524，650和4，739，838中所公开的，挤压工具在可变扭矩基础上用于将挤压运动转变为旋转运动，并用来将旋转运动传递给被拧紧或松开的螺钉、螺栓、或其他紧固件。该工具包含拉杆和变力传递杠杆，拉杆和变力传递杠杆与挤压手柄一起工作，从而提供移动支点，以便当挤压手柄被挤压时，在行程的开始处产生最大扭矩和最小速度，并在行程的其余部分实现最大速度和最小扭矩。然而，这些现有设计不紧凑，需要许多部件，具有有限的失效扭矩，并且不必要地高成本生产。另外，改变旋转方向所需的动作不够高效，需要将手指插入到工具的内部。
[0006]其他手动旋转工具使用齿轮放大以将挤压动作转变为旋转动作。然而，此类设计需要复杂的结构来提供棘轮动作和相反的方向，并且具有限的强度。
【发明内容】
[0007]本发明涉及紧凑、低成本以及坚固的旋转工具。在优选的实施例中，该工具包括外壳，其容纳在前端处具有紧配合的可旋转的轴。手柄被枢转地连接于外壳并且优选但不一定从外壳向下延伸。优选地，中间的弧形杠杆将手柄连接至滑动的棘轮机构。在示例性的实施例中，该机构沿着轴滑动，并通过螺旋棘轮系统将滑动运动转换为旋转的轴运动。按压或挤压该手柄因此引起该紧配合旋转。
[0008]通过提高的手柄安装来减小竖直高度，借此手柄铰接在轴心线处或在轴心线上方，并且优选在滑动的棘轮机构上方具有连接手柄两侧的桥接件。手柄优选优选为嵌入枢转支柱中的单件零件。
[0009]该棘轮机构利用选择器杆的横向円锁运动来提供长棘轮齿哨合。横向动作还用于外面安装的选择器开关，因此这种开关能够使选择器杆沿这个横向方向移动。[0010]该开关连接至外壳，而该机构通常与该开关分开地移动。开关对应于希望的轴旋转方向在所选位置之间切换(toggle)。如图所示，在工具的静止位置开关连接至机构的选择器杆。当机构在驱动行程中向后移动时，开关与机构间隔开并脱离连接。以这种方式，开关在外壳上能够保持在相同位置，用于该机构的任何操作位置。
[0011]在优选的实施例中，在机构不连接于开关时该开关可以移动。例如，在机构处在行程的后部位置并且开关通常安装在外壳前端的情况下，该开关可以被移动，虽然这不能立即影响该机构的状态。当机构向前返回至其静止位置，其在新的开关位置与该开关接合。开关保持静止，并压在选择器上，从而通过凸轮动作改变方向。
[0012]根据以上描述，通过以固定的方式将开关安装到外壳上间接地改变该机构方向。因此，外壳中不需要为了直接接近而暴露该机构的开口。希望的是，开关包括或包含接合机构的选择器杆或等同结构的细长结构。例如，开关可以沿着轴的长度向外或向内延伸至外壳，以便为机构的所有位置提供连续的或近似于连续的接合。在这些示例中的任一个中，开关保持对机构的间接连接，因此该机构不必为了接近该机构的目的被直接暴露在外壳的的外部。
[0013]正如在详细描述中所描述的，为了容易装配和降低成本各种部件包括简化的结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是处在静止位置的优选实施例旋转工具的侧视图，其中右半外壳被去掉以露出内部零件。
[0015]图2是处在后部操作位置的图1的旋转工具。
[0016]图3是复位弹簧的立体图。
[0017]图4是包括右半外壳的图1的旋转工具的顶后左侧视图。
[0018]图5是图1的旋转工具的顶视图。
[0019]图6是图5的视图，其中左外壳被去掉并且虚线示出一些零件。
[0020]图7是图6的视图，具有选择的右方向和处在图2的后部位置的机构。
[0021]图8是选择器开关的顶右侧立体图。
[0022]图9是图8的开关的底右视立体图。
[0023]图10是开关偏置弹簧的顶前视立体图。
[0024]图11是棘轮机构的顶右前视立体图。
[0025]图12是图11的机构，其中盖被去掉。
[0026]图13是图12的机构，其中选择器杆被去掉。
[0027]图14是图13的机构，其中闩锁和前轴承被去掉的。
[0028]图15是包括局部剖视图的机构的右侧视图。
[0029]图15a是图15的机构的局部剖视图，其中闩锁与齿轮啮合。
[0030]图15b是图15a的视图，其中闩锁与齿轮分开。
[0031]图16是机构盖的前右侧立体图。
[0032]图17是闩锁的立体图。
[0033]图18a是方向选择杆的顶视立体图。[0034]图18b是图18a的杆的顶视图。
[0035]图18c是图18a的杆的前视图。
[0036]图19是棘轮齿轮的侧视图。
[0037]图20是沿图19的齿轮的线20-20截取的剖视图。
[0038]图21是图19的齿轮的端视图。
[0039]图21a是图21的详细视图。
[0040]图22是图19的齿轮的立体图。
[0041]图23是沿图1的线23-23截取的剖视图。
[0042]图24是手柄的右前视立体图。
[0043]图25是图24的手柄的右后视立体图。
[0044]图26是下连杆的后视立体图。
[0045]图27是弧形杠杆的侧视图。
[0046]图28是图27的杠杆的后视图。
[0047]图29a至29c以后立体图的形式示出用于将下连杆装配到弧形杠杆的优选步骤。
[0048]图29a示出在装配之前靠近弧形杠杆设置的下连杆。
[0049]图29b示出在中间装配位置的下连杆。
[0050]图29c示出在正常操作位置的下杠杆和连杆。
[0051]图30是旋转工具的右侧视图。
[0052]图30a是沿图30的线30a、b_30a、b截取的剖视图，示出驱动头保持器。
[0053]图30b示出部分地从保持器释放的图30a的驱动头。
[0054]图31a至31d是头保持器闩锁的立体图。
[0055]图32是示出驱动头保持器的内部视图的旋转工具的局部剖切视图。
【具体实施方式】
[0056]本发明涉及一种手动操作的高速棘轮工具。附图示出了这种工具的优选实施例。在图1和2中，外壳或等同引用的壳体10包括细长的上部。该上部内是细长的螺旋形切口轴50。螺旋轴50可以通过机器切削、压铸、锻造、冲压等生产。驱动末端51连接于轴50的前部。在轴50是压铸成型末端51的情况下可以在同一个模具型腔中与轴50整体形成。虽然末端51优选具有六边形截面的凹座(未示出)，但可以使用与驱动头配合的其它结构。前轴承54和后轴承53将轴50可旋转地保持在外壳10内。尽管某些视图可以另外相对于该页面进行讨论，但是在本公开中左和右的引用是相对于图5至图7的顶视图。
[0057]在图11-22中详述的驱动装置或机构100沿轴50滑动。虽然可以使用将直线运动转换为旋转运动的其它结构，例如，齿轮或凸轮系统，但是优选的驱动机构是螺旋棘轮型。按压手柄20引起机构100朝向图2的位置向后移动。更一般地说，机构100沿驱动方向移动，从而引起轴50沿着所选方向旋转。复位弹簧90将机构偏置为沿着返回方向朝着图1的位置向前返回。其它几何形状(未示出)可以具有向前的机构驱动方向以及向后的返回。
[0058]在优选的实施例中，弧形杠杆30 (图1、2、27)是机构100与手柄20之间的中间连接件。该相互作用允许通过“移动的支点”改变机构上的杠杆作用。即，在靠近图1的位置的前部位置中，弧形杠杆30靠近上支点230连接至手柄20。在后部位置中，例如在图2的位置中，支点移动至处在或靠近下支点231。在上支点230的情况下，手柄20的比较大的运动产生机构100的很小的运动。因此，手柄行程以高杠杆作用并且因此以作用在驱动末端51上的高扭矩开始。在行程的末尾，下支点231起作用，并且手柄20的小运动产生机构100的比较大的运动。这对应于行程的高速部分。在移动的支点的情况下，手动力提供高破坏扭矩和高速驱动。移动的支点还确保了使用者的手握力的人机工程学应用。即，人的握力随着其部分地打开或闭合的手而改变，并且本发明工具需要对应于由使用者的打开或闭合的手紧握位置能够施加的杠杆作用和力的大力到小力。
[0059]另外，优选的螺旋棘轮机构100提供简单的棘轮操作。在这种操作模式下，使用者以传统的棘轮型运动使整个工具主体转动。第三操作模式提供实际上只被机构强度限制的最闻扭矩能力。
[0060]弧形杠杆30在杠杆枢轴32处被枢转地连接至机构100组件。弧形杠杆的下端连接至下连杆60。如图所示，杠杆枢轴32稍微在轴50的轴线之下。手柄20在轴50上方的位置在手柄枢轴25处枢转地连接至外壳10。在杠杆枢轴32和手柄枢轴25基本竖直地分开(图1)的情况下，它们能够在水平地接近，如在图23中最清楚地所见。如果手柄枢轴竖直地靠近杠杆枢轴，例如在轴心线之下，那么外壳必须加宽以容纳对齐的结构。如在该优选实施例中示出的，该结构能够是非常紧凑的。
[0061]例如在图1中的枢轴62处，下连杆60提供连接以容纳机构100与外壳10的底部之间的距离变化。它构造成消除从手柄20作用在弧形杠杆30的竖直力。当机构沿轴滑动时，这避免机构100与轴50之间的过分的摩擦；具体说，力主要保持向后的指向。例如，手柄20在图2中的支点231处向上推动弧形杠杆30。这里，由于枢轴31使连杆60向后偏置，对应于弧形杠杆30的枢轴31下连杆60在连杆枢轴65处向下推动弧形杠杆30。以其相似的相对比例示出的优选的几何形状在轴50处提供有效的力消除。
[0062]为了将下连杆60装配到弧形杠杆30，而不需要另外的紧固件或零件。图26以及29a至29c示出了下连杆60和其到弧形杠杆30的装配。下连杆60包括连接于弧形杠杆30的前枢轴65和连接于外壳10的后枢轴62。前枢轴65的前面是肋68。如图所不，肋68同中心地围绕前枢轴65，尽管该肋可以形成其他形状。肋68将连杆60锁定于弧形杠杆30。在图29a中，连杆60处在靠近弧形杠杆30的预装配位置中。在凹座31，同中心的肋33向内延伸(图28)。最初在与其最终位置相反的方向上安装下连杆60。朝着弧形杠杆30移动该连杆直至枢轴65的柱(post)处在枢轴31的凹座中(图29b)。然后连杆60大约旋转至其正常位置(图29c)，其中肋33在枢轴31将连杆保持在位、倚靠着连杆肋68。肋68的后表面可滑动地接触肋33的前表面，以便通过其正常范围的运动将连杆锁定在合适的位置中。
[0063]下连杆60被描述为具有薄的中部，如在图26和29a中所见。可选地，其可以具有进入并离开图1的页面的横向延伸的肋(未示出)。这样的肋将沿着下连杆60的底部纵向而行，并填满外壳底部处的开口。该开口见于图23中，靠近并在枢轴31之下。在这种情况下，图1的外壳10将被缩短为与这个下连杆肋一致。因而得到的结构将为在图1的静止位置中的工具提供光滑的闭合底端，其中下连杆60对外壳10的底端形成任选的装饰性的盖。
[0064]对于本发明旋转工具的任何几何形状，优选的是避免手柄20在整个行程期间的大的角度变化，这种大的角度变化能够将不必要的摩擦与阻力引入到系统中。因此，枢轴位置与握紧区域应当尽可能间隔开。以这种方式，在上支点230处给定的线性(向后)运动应当需要手柄的最少量的角度变化。实现这种间距的一种方式是使手柄与对应的外壳部分根据需要向下延伸。然而，提供竖直地紧凑的工具也是优选的。因此，本发明的一个优选特征是手柄结构提供手柄在外壳中的闻安装。具体说，该闻安装意指手柄枢轴25位于轴50的轴线之上。如在图1和2中所见，手柄枢轴25几乎完全位于轴50之上，而弧形杠杆枢轴32优选在手柄枢轴25之下并且在轴50的下方。在高安装的情况下，比较长的手柄因此从外壳10向下最少地延伸。如上所述，把手的顶部提供手柄运动的实际量，并且因此提供远离手柄枢轴25的杠杆作用。在这种布置中，握紧区域的上端极为邻近或靠近外壳上部的底部。
[0065]根据上述的示例性结构，在轴50的旋转轴线上面有三个水平对齐的元件。如在图23中所见，机构100的圆柱体110在紧靠轴50的上方和旁边延伸。手柄侧壁23是在轴50之外的下一“层”。最后的最外层是外壳10。在机构100的第二层轴向往复运动时，最内“层”轴50旋转。第三层手柄侧壁23可枢转地往复运动。外层外壳10相对于内层是静止的。如在图1和2中所见，包括圆柱体110的机构100可以具有从手柄枢轴25基本向前延伸的静止位置(图1)。图2的后部位置可以具有手柄枢轴在很大程度上或完全向后的机构。所公开的优选实施例结构因此以非常紧凑的装配形式提供所描述的运动。
[0066]在图23至25中，示例性手柄枢轴25是从手柄结构延伸的支柱。这些支柱与对应的外壳10的枢轴凹座配合。这些枢轴可以代之以是手柄中的凹座或其它合适的特征。手柄侧壁23围绕机构100，并且优选配合在驱动机构与外壳10内侧之间。因此对于紧凑的工具来说，这些侧壁23优选应当尽可能薄。但是为了保持枢轴25处的刚性结构，手柄优选包括连接侧壁23的桥接件24。桥接件24提供压缩的连接或支撑，以便当手柄20被挤压时防止侧壁23向内偏转。通过侧壁23或等同物，手柄20因此围绕轴50和机构100直到并优选通过轴心线，并且还优选直到或通过轴50的顶部。手柄20还可以从上面通过桥接件24围绕这些结构。在操作的行程中，当提供桥接件24时，机构100基本或完全移动通过或经过侧壁23的周围的手柄结构。这见于图1和2中。在图1中，机构100在手柄20的上部之间并且在手柄20的上部之下向前延伸，因此机构100与轴50在上部手柄内有效地同轴。在图2中，机构100已经向后移动，并且与这些手柄结构向后间隔开。
[0067]可选地，可以通过将该支柱枢转地保持到外壳10的内壁上可以防止侧壁23向内偏转。例如，螺钉、立柱、铆钉、销、卡环或等同结构(未示出)可以防止支柱脱离其枢轴安装。在通常被暴露在外面的情况下，这种紧固件可以从外壳外部安装。另外，可以通过支柱中的底切凹口来保持支柱，支柱中的底切凹口与外壳枢轴凹座(未示出)的肋相配合。这些保持特征可以代替桥接件24或对桥接件24起补充的作用。
[0068]在图11至22中示出了优选的驱动或棘轮机构100的特征。圆柱体110 (图14)形成芯结构。其可以是压铸材料、烧结、机加工、锻造、焊接的金属板，或者其它类似工艺或增强的塑料或玻璃纤维。其不必是精确的圆柱形。圆柱体前轴承103配合在圆柱体110的前部，而轴50 (图15a)相对于滑动的、直线地平移的圆柱体旋转。圆柱体110内优选为两个棘轮齿轮80。该齿轮80通常具有中空的圆柱体形状，并且包括具有内螺旋形肋85的外棘轮齿82。肋85与对应的轴50的切削凹槽相配合，轴50的切削凹槽与每个齿轮80的方向相反。因此，哨合一个齿轮为轴50提供第一旋转方向，而哨合另一齿轮提供第二旋转方向。同时接合两个齿将提供非旋转状态。[0069]外齿82提供齿轮啮合。闩锁130 (图17)选择性地啮合或锁定齿82，以防止齿轮沿一个方向的旋转。优选有两个闩锁130 (图13)，每一个防止沿棘轮齿轮80和轴50的相应的顺时针或逆时针方向的旋转。两个闩锁130的同时激活(未示出)能沿任一方向提供给非旋转状态。图15a示出后齿轮80与闩锁130啮合的示例。闩锁130围绕圆柱体110的枢转轴线或边105枢转或倾斜(也参见图14)。闩锁130优选在边105处是平直的，其中如图15a和15b所示，圆柱体110被倒角以允许闩锁130的自由运动。平直的闩锁130能实现该区域中的竖直紧凑的特征。枢转轴线或边105沿圆柱体110的长度伸长。优选的是使枢转轴线105与齿轮啮合尽可能远地间隔开。这个间距可以被称为闩锁枢轴臂长度。如图15a所示，该闩锁枢轴臂长度是从边105到闩锁边132的距离。闩锁边132面向闩锁130的开口，并且基本通过圆柱体110和轴50的中心线，到达图15a视图中的右侧。在大枢轴臂长度的情况下，当闩锁130沿齿轮齿向上以及向下行进时具有最小的闩锁130的角度变化。在对齿轮齿82的可预测的啮合以及闩锁安装圆柱体110上(图15a、15b)的情况下，这确保闩锁130对其靠近边105的枢轴安装被很好地控制。为了安装闩锁130，凹口或边131邻接对应的圆柱体110的薄片112 (图13、17)。当齿轮在图15a中朝着图15b的齿轮位置逆时针自由旋转时，闩锁130的凹口 131轻轻地压在薄片112上，以通过其摆动类型的运动将闩锁保持器其横向位置。优选地，凹口 131以及薄片112关于图15a中的水平方向与边105紧密地对齐，以便在薄片112处防止来自竖直闩锁运动的过分的滑动。长枢轴臂长度也减少来自闩锁130的角运动的滑动。这些特征减少闩锁动作的摩擦。在图15b中，在闩锁边缘132闩锁130正好即将与齿轮齿82啮合。
[0070]在该优选的实施例中，齿轮80 (图22)包括与低成本压铸生产方法相适应的结构。典型地，这些零件通常用青铜通过一系列复杂的机械加工步骤(包括车床车削和拉削)制造。与之相比，与传统知识不同，本发明的优选实施例齿轮包括描述模具分开区域的分型线88和88a (图19至22)。分型线88a围绕齿轮80的外周延伸，其中齿82被拔模为离开这条线。为了形成内螺旋形的肋85，分型线88使两个模芯分开。优选地，分型线88 (图20)至少偏离齿轮80的圆柱体轴线为约三度，虽然也可以使用更小的拔模斜度。如图所示，能够通过模具的直拉产生所述芯，而不是通过用肋85的螺旋线扭动的回缩，虽然如果需要，可以使用扭动回缩。除了分型线88处的表面之外，模芯表面86也可以拔模。因此，在图21中，分型线88和表面86从拉动方向上完全可见一还参见图21a的详细视图，在该视图中没有隐藏的根切。如在图15b中所见，肩部81提供用于闩锁130的连接结构135的间隙。
[0071]优选地，齿轮80由包括锌的压铸金属合金制造或包括包含锌的压铸金属合金，其中高铝锌合金是更优选的。例如，该合金可以优选地由大约8%至27%之间的铝组成，该范围包括在所述范围之间以及所述范围的外部界限的所有量。可以使用其它压铸材料，包括铜合金，诸如青铜。另外，齿轮80可以通过烧结金属工艺生产。所示的拔模分型线有益于所有这些简化的工艺。
[0072]当轴50被偏置为在图15a中顺时针旋转时，齿轮齿82压在闩锁边132上使齿轮80不能沿该方向旋转。这是闩锁130的锁定状态，因为闩锁边133抵靠在圆柱体110的壁107上(图15a)。机构组件100被迫沿轴50滑动，进入到图15a的页面内，后齿轮80的螺旋形肋轴85驱使轴顺时针旋转。取决于螺旋形肋的取向，对轴的旋转偏置或者是顺时针的或者是逆时针的。前齿轮80具有螺旋形肋轴85’，同时后齿轮80具有螺旋肋轴85 (图15b、15a)。因此，可逆旋转工具通常具有两个相反的内螺旋齿轮，但更少或更多是可预期的。
[0073]圆柱体盖120从顶部封闭机构100 (图11和16)。在传统设计中，该盖绕在圆柱体包围。这种盖生产成本高且不易安装。与之相比，优选实施例盖120从顶部卡接到圆柱体110上。钩或接片123和124与对应的凹座或肋IOOa和IOOb卡接配合。薄片121向下延伸到接近闩锁130。薄片121与枢轴边105紧密地横向对齐，以便在组件中将闩锁130固定在其向下的位置，同时允许闩锁通过其全部的角运动自由枢转。
[0074]使用者横向滑动或移动方向选择器杆40 (图18a_18c)控制闩锁130的位置和动作。图12和15a示出了被移动到左侧位置的方向选择器杆40，正如在前面关于图5至7所说明的。这是朝向图12中的页面的顶部，并且正如图15a和15b的后视剖视图的页面上所看见的，朝着右侧。优选地，选择器杆40由模塑弹性材料制成或包括模塑弹性材料，诸如缩醛塑料或类似的聚合物。可以使用其它弹性材料或部件，例如，金属片簧或钢线弹簧元件。所述杆优选是一单件部件。臂41从中间结构伸出(图18a)。优选地，臂41是对称的细长特征，并且包括锥形部分，横截面积离开连接位置逐渐减小。正如所构造的，臂41优选是弹性的并且能够控制闩锁130的动作。臂41可以是单独的结构，诸如金属弹簧。
[0075]在图15a的视图中，臂41将闩锁130压向枢轴边105的右侧(相对于页面)。这对应于之前关于图5-7所说明的左侧位置。因此，臂41的弹性向下偏置闩锁边缘132，以与齿82啮合。在图15b中，杆40已经从工具的边105移向附图中的左侧，其右侧位置如在上面说明的。闩锁130围绕边105枢转，以便移动闩锁边缘132与齿82啮合以及脱离啮合，使得齿轮80沿任一方向自由旋转。由于存在两个相对的臂41，选择器杆40不会由于从其被施加的偏置力相对于图15中的选择器杆的视图摆动脱离所在位置。臂41选择性地提供为保持闩锁啮合的弹性偏置力和为保持闩锁分开的力。
[0076]选择器杆40的中心部分可选地包括细长的通道或肋46或者等同结构，由此选择器杆在在圆柱体Iio的横向构件106上被引导或滑动。如在图18b中所见，通道46是细长的，以跨越其为由臂41横跨的长度的大部分的距离。例如，其为所示长度的一半以上。以这种方式，选择器杆40可在横向构件106上平稳地滑动，而不会扭转或受任何外部施加力的制约。优选地，通道46沿着横向构件106的大部分延伸
[0077]横向构件106还为圆柱体110的结构提供增加的强度。当扭矩施加于齿轮80时，闩锁130趋于伸展圆柱体110的壁。系统的扭矩能力的限制可以是这种变形的结果。为了提供坚固的结构，横向构件106将圆柱体110的每一侧的联系在一起，从而通过齿轮80的前端和横向构件106上的后端防止这种变形。横向构件106的下方是可选垫圈87,其使两个齿轮80分开(图15)。垫圈87从圆柱体110的前端安装，并且通常完全围绕轴50。其可以由低摩擦材料制成，诸如缩醛等。
[0078]盖120包括棘爪128或等同结构，以便为选择器杆40保持选定的位置。来自弹性臂41的偏置将凸起48压入到棘爪内。因此，选择器杆40克服小的力咬合在其横向位置中或要不然可释放地保持其横向位置。
[0079]选择器杆40上的一个这种力可以是施加于柱44的力(图ll、15、18a)。柱44或等同结构从机构100向上延伸，或要不然可从机构100是可以接近的(图11)。横向移动柱44，如在图6中所见侧向地移动柱44，为轴50的旋转选择希望的方向。在传统的螺旋棘轮设计中，沿着图6的页面向上向下的纵向运动选择该方向。然而，侧向运动适合于提供可选的、外面暴露的选择器开关70 (图8、9)。选择器杆40与由它其操作的部件，例如闩锁130一起可以被称为方向选择器。等同结构也被包括在方向选择器的描述中。因此，方向选择器是可操的，以在机构100线性或滑动运动时确定轴50的旋转方向。另外，图6示出当其被保持在使用者手中时可被使用者看见的工具。因此，图6中选择器开关70的向左或向右的侧向运动或位置(不是向上或向下的纵向运动或位置)通过视觉提示来帮助使用者记住那个方向(顺时针或逆时针)被锁定而无需手动检查。
[0080]任选地，选择器杆40或等同结构可以围绕圆柱体110旋转。例如，连接至闩锁的部件可以围绕圆柱体的外部可旋转地滑动或移动。圆柱体本身可以旋转，以便选择性地致动或脱离闩锁。
[0081]选择器开关70可枢转地或可移动地安装在外壳10上。它提供一接口，从而提供到该机构的外部入口，并将使用者的动作从工具外部传递给该机构。这优于传统的旋转工具设计，在传统的旋转工具设计中，使用者必须直接进入工具的内部以操作方向选择器，这种可得到的入口仅在某些机构位置中。在示例性实施例中，选择器开关70保持在外壳10的主要固定位置，仅在所选位置之间移动至所需程度。压在肋73上(图5)容易操作它，其中对于机构100的所有位置，肋73暴露在外面，即使仅仅为了机构够的某些滑动位置当选择器开关70优选连接至机构时，肋73也暴露在外面。
[0082]如图1和6所示，选择器杆40在选择器开关70的下方，并且能接触选择开关70。选择肋74a和74b选择性地接触和/或移动选择器杆40的柱44。优选地，柱44以所示方式限制或按压，以便切换选择器开关70，还以在或靠近朝前的机构位置切换选择杆40。在图6中，左侧位置被选择。向右移动开关70因此引起选择器杆40向右滑动。在图7中，机构100向后，并且与选择器开关70间隔开，其中选择器开关70移动至右侧位置。关于各自的左右位置描述了选择器开关和选择器杆。这是关于所描述的在顶部具有开关的实施例。如果相应的部件以不同的旋转位置安装在壳体或外壳10上，例如在一侧上，于是左和右可以被认为与关于轴50的旋转方向有关。
[0083]选择器开关70在如图7中的后部机构位置(参见与开关70间隔开的柱44的位置)通常与方向选择器杆40脱离接触。然而，即使不存在对机构100直接影响，通常也能够改变开关70的位置。例如，在机构100已经移动到后部位置之后，开关70可能已经移动到右侦U。如图所示，方向选择器杆40通常临时保持在左侧位置。在这种情况下，当机构返回至接近其前部静止位置时，选择器开关70将作用于机构100。升起的选择器肋74a和74b充当引导装置，从而在机构100移动到图7中的前部位置时产生向右偏置并移动选择器杆40的凸轮动作。在图7中，选择器柱44将接触选择器肋74b，并沿选择器肋74b滑动直至柱和选择杆40已经移动至对应的右侧位置。类似地，在图6中，如果机构100上的杆40在右侧位置从后部接近(未示出)，选择器开关70将倚着肋74a将方向选择器杆40移动至左侧位置。选择器肋74a和74b是细长的并且是成角度的，以便在选择器杆40的柱44从后部接近时提供小力、渐变的凸轮动作。细长的肋通常还允许机构位置靠近的直接致动，但不必在最前部的位置，因为对于这些位置，柱44能够保持接触。
[0084]因此，使用者在任何时间能够操作开关70以选择驱动方向。或者工具刚一复位到其静止位置，或在工具复位到其静止位置之后将发生实际的方向变化。可选地，选择器开关70或等同结构可以设置在旋转工具上的其他位置。例如，其可以朝着工具的后部安装，或安装在工具的一侧。在另外的选择中，开关70或等同结构可以相对于外壳10在外侧、内侧或两侧沿着旋转工具的长度伸长。在细长的内开关部分的情况下，例如，肋74a和74b可以是细长的，以便对于结构的所有位置保持对机构的直接连接。在这个实施例中，开关可以从工具的不同位置接近，并且对于机构100的任何或大多数位置可以立即作用在方向选择器杆40或等同结构上，因为选择器开关提供到内部部件的外部连接。
[0085]选择开关70优选包括枢转柱或等同结构72，以便与外壳10中对应的凹座或等同结构配合(图8、9)。凸舌72a将柱72锁定在竖直位置中。开关弹簧71在光滑区域71a压在凸轮70a的任一侧上，以便提供偏置，将选择开关70保持在所选位置(图6、10)。该偏置借助于在上面描述的对方向选择杆40的棘爪偏置而起作用，以便在两个可移动的选择器元件上保持所选位置。开关70优选由低摩擦材料制成，诸如乙缩醛。为开关弹簧71选择的钢丝弹簧允许靠着凸轮70a的大运动，使得开关能够以改变中心位置的最小趋势在完全移动的稳定位置之间切换。任选地，弹性棘爪可被结合到该结构的开关。可选地，弹性棘爪可被结合到开关的结构中。
[0086]优选存在开口或至少存在在开关70处从外壳10的外部到内部的进入路径，以允许开关的切换运动，并且允许开关将外部动作传递到工具内部。优选地，在开关70的位置或区域处，机构100和轴50从外壳10的外部基本不可见。开关或相关结构优选覆盖、占据该开口或路径或要不然存在开口或路径。在可选实施例中，靠近开关70或要不然如果希望或者需要，机构可以从外部至少部分地可见。机构100优选被外壳10围绕或封闭到达足够的程度，握住工具的使用者通常不能并且不需要与该移动机构接触。在这些实施例的任何一个中，开关70或等同结构将工具外部的选择动作连接至机构100的随后的动作。在这种连接下，通过提供使用者可以直接操纵的易暴露的物体，开关70方便选择择动作。因此，通过基本上封闭移动部件，这有助于维持内部零件的清洁和使卡住或摩擦的潜在原因最小化的无碎屑环境。
[0087]复位弹簧90 (图3)提供偏置以将机构100移动至前部静止位置。弹簧90优选为盘绕的钢丝弹簧，并且包括弯曲部分95，以与弧形杠杆30中的狭槽35配合(见图23、28、29a)。平直的杆弹簧可以用来代替盘绕的钢丝弹簧，或除了盘绕的钢丝弹簧还可以使用平直的杆弹簧。复位弹簧90并未在图23中剖视，以便更好地示出整个弹簧结构。弹簧90被横向地保持在狭槽中，并且在狭槽35正上方的弧形杠杆30的凹座中绕弯曲腿95枢转。不需要紧固件或另外的装配步骤使弹簧90与弧形杠杆30配合。弯曲腿93与弹簧90的后部处的外壳10中的大体圆形的腔枢转地配合。
[0088]本发明的优选实施例旋转工具可以可选地包括驱动头保持器，以便存储额外的这类工具或驱动头。图30、30a、30b示出配合在外壳10的凹槽16内的工具或驱动头113。凹座16设置成允许机构100在后部位置中经过。头闩锁61的凸舌67与后面的肋18(图32)卡接配合，从而将头闩锁保持到外壳上。头闩锁61围绕外壳10中的柱66枢转，从而正常地将驱动头113保持在凹座中。见于柱66上的卡接特征69允许头闩锁很容易地装配到外壳上。偏置臂63将头闩锁保持在图30a的上部中，因此头113被部分或可选更完全地限制头的该头的头闩锁61的顶部保持在适当位置。使用者在凸舌64处压下，从克服臂63的偏置向下移动头闩锁。在图31c和图32中，臂63被相应地偏转。凹座16内可以有推顶臂14(图32)。臂14偏置额外的驱动头113，从而靠着边16a旋转离开凹座16，所述边见于图30。在这个示例性实施例中，单个部件，即整体模塑的头闩锁61为工具提供可释放地保持额外驱动头113所需的所有功能。可选地，偏置臂或其他元件可以是单独的部件，诸如金属弹簧部件。
[0089]尽管已经示出并描述了本发明的特定形式，但应认识到，在不违背本发明的精神和范围的情况下可以进行各种更改。可预期到，来自一个实施例的元件和结构可以与来自另一实施例的元件和结构结合，或来自一个实施例的元件和结构可以被来自另一实施例的元件和结构代替。
【权利要求】
1.一种手动动力旋转工具,其包括主体和从所述主体延伸的手柄，所述旋转工具包含: 轴，其沿着所述主体的长度可旋转地安装在所述主体内，所述轴包括轴心线；可滑动的棘轮机构，其被配合到所述轴上，其中沿着所述轴的长度移动所述机构选择性引起所述轴旋转，所述机构被所述主体基本包围，所述机构沿着所述轴包括第一位置和第二位置； 可操作的所述机构的方向选择器，在所述机构的运动时确定所述轴的旋转方向，所述方向选择器在所述主体内与所述机构一起移动； 所述手柄相对于所述主体能够移动，所述手柄连接于所述机构，其中移动所述手柄引起所述机构从所述第一位置朝着所述第二位置移动； 选择器开关，其安装在所述主体上，并且在所述主体上被暴露在外面，所述开关可在所述主体上的至少两个开关位置之间移动，当所述机构在所述主体内移动时，所述开关在所述两个开关位置的一个位置中在所述主体上正常地保持静止；并且 在所述机构的所述第一位置所述选择器开关连接于所述方向选择器，其中移动所述选择器开关引起所述方向选择器移动至对应的位置，由此所述选择器开关在所述方向选择器将所述开关上的外部动作传递至所述工具内部。
2.根据权利要求1所述的旋转工具，其中，在所述第二机构位置，所述选择器开关与所述方向选择器脱开。
3.根据权利要求2 所述的旋转工具，其中在所述第一机构位置所述机构邻近所述选择器开关并在所述选择器开关的下方，并且在所述第二机构位置所述机构在所述选择器开关的后面。
4.根据权利要求1所述的旋转工具，其中所述机构和轴在所述壳体的区域处从所述主体的外面基本都是不可见的，所述主体包括所述选择器开关。
5.根据权利要求2所述的旋转工具，其中当所述机构处在所述第二位置时，所述选择器开关在相应的位置之间能够移动，并且当所述开关被这样移动时，所述选择器开关不会立即引起所述方向选择器移动，在所述机构朝向所述第一位置的随后运动时，所述选择器开关将迫使所述方向选择器移动至对应的位置。
6.根据权利要求1所述的旋转工具，其中所述方向选择器包括选择器杆，其可在左右位置之间横向移动至所述轴心线，并且所述选择器开关压在所述选择器杆上，以移动所述杆。
7.根据权利要求6所述的旋转工具，其中所述机构包括圆柱形的机构外壳，所述轴在所述机构外壳内并沿着所述机构外壳的长度延伸，棘轮齿轮在所述机构外壳内围绕所述轴，弹性臂自所述选择器杆延伸，闩锁可枢转地安装于所述机构外壳，并且所述弹性臂选择性地枢转所述闩锁，以啮合并分开所述齿轮。
8.根据权利要求7所述的旋转工具，其中所述闩锁可围绕与所述轴心线平行的轴线枢转。
9.根据权利要求8所述的旋转工具，其中所述闩锁通过大的枢轴臂长度啮合所述齿轮的齿，其中所述齿啮合从所述闩锁枢转轴线跨过所述轴心线。
10.根据权利要求6所述的旋转工具，其中所述选择器开关可枢转地安装于所述外壳，并且可在左右位置之间能够移动。
11.根据权利要求1所述的旋转工具，其中所述主体包括从所述主体外部到所述机构的进入路径，并且所述开关占据所述路径的开口，以提供到所述机构的外部入口。
12.—种手动动力旋转工具,其包括主体和从所述主体延伸的手柄,所述旋转工具其包含: 轴，其沿着所述主体的长度可旋转地安装在所述主体内的轴心线上； 螺旋棘轮机构，其配合到所述轴上，并且被所述主体基本包围，其中沿着所述轴的长度在驱动方向上移动所述机构引起所述轴旋转，所述机构沿着所述轴包括第一位置和第二位置； 可操作的所述机构的方向选择器，当所述机构沿所述驱动方向运动时确定所述轴的旋转方向，所述方向选择器在所述主主体内与所述机构一起移动； 所述手柄在所述主体上能够移动，所述手柄连接于所述机构，其中移动所述手柄引起所述机构从所述第一位置朝着所述第二位置移动； 从所述主体外部到所述机构的进入路径，安装于所述壳体的选择器开关，其中所述开关占据所述路径的开口，所述开关在所述主体上被暴露在外面，并且在所述壳体上的至少两个开关位置之间能够移动，当所述机构和所述方向选择器在所述壳体内沿所述驱动方向移动时，所述开关在所述两个开关位置的一个位置中在所述壳体上正常地保持静止；并且 在所述机构的所述第一位置所述选择器开关连接于所述方向选择器，其中移动所述选择器开关引起所述方向选择器移动至对应的位置，由此所述选择器开关在所述方向选择器处将所述开关上的外部动作传递至所述工具内部。
13.根据权利要求12所述的旋转工具，其中所述机构的所述第二位置包括，所述方向选择器与所述选择器开关间隔开并且与所述选择器开关脱离接触。
14.根据权利要求13所述的旋转工具，其中在所述第一机构位置所述机构邻近所述选择器开关并在所述选择器开关的下方，并且在所述第二机构位置所述机构在所述选择器开关的后面。
15.根据权利要求12所述的旋转工具，其中当所述机构处在所述第二位置时，所述选择器开关在相应的位置之间能够移动，并且当所述开关被这样移动时，所述选择器开关将不会立即引起所述方向选择器移动，在所述机构朝着所述第一位置的随后运动时，所述选择器开关将迫使所述方向选择器移动至对应的位置。
16.根据权利要求15所述的旋转工具，其中所述开关的选择器肋在所述方向选择器上提供凸轮动作，以便在所述机构沿所述返回方向移动时移动所述方向选择器。
17.根据权利要求12所述的旋转工具，其中所述选择器开关可枢转地安装于所述外壳上，并且在左右位置之间能够移动。
18.根据权利要求12所述的旋转工具，其中所述方向选择器的选择器杆可滑动地安装在所述机构上，并且能够横向移动至所述轴心线。
19.根据权利要求17所述的旋转工具，其中所述开关被弹性地偏置以在充分移动的稳定位置之间切换。
20.一种手动动力旋转工具，包括: 具有长度的细长主体；手柄，其在上手柄部被枢接于所述主体； 具有轴心线的轴，其沿着所述主体的长度可旋转地安装在所述主体内； 棘轮装置，其沿所述轴能够反向地平移，并且被所述主体基本上包围，其中所述棘轮装置包括至少两个齿轮和至少两个对应的闩锁，所述闩锁交替地与所述齿轮啮合并分开，以控制所述轴的顺时针和逆时针自由旋转； 方向选择器杆，其安装在所述棘轮装置上，所述方向选择器杆沿着基本垂直于所述轴心线的路径平移，所述方向选择器杆选择性地致动所述至少两个闩锁中的一个； 弧形杠杆，其具有交替地接合所述手柄的所述上部的第一支点和第二支点，并且枢接于所述棘轮装置，其中挤压所述手柄使所述棘轮装置平移； 复位弹簧，其设置在所述主体中，并且被偏置到所述手柄和所述弧形杠杆中的至少一个；以及 选择器开关，其设置在所述主体的外部上，并且选择性地连接于所述方向选择器杆，以便沿着基本垂直于所述轴心线的路径平移所述方向选择器杆，其中所述选择器开关包括凸轮装置，当所述方向选择器杆被接合时以及当所述方向选择器进入接合时，所述凸轮装置使所述方向选择 器杆平移。
【文档编号】B25B23/16GK103802059SQ201310571274
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】J·S·马克思 申请人:工具公司