自動切換換向機構的製作方法
2023-11-11 00:36:07
自動切換換向機構的製作方法
【專利摘要】一種用於在馬達發生徑向變向時，自動驅動棘輪機構換向杆的機構。該自動切換機構包括與馬達聯轉的蝸輪，以及與蝸輪銜接，隨蝸輪轉動而側向移動的圓盤。該圓盤的軸向移動可以通過拉動或推動棘輪機構的換向杆來將其驅動。可用空轉機構來吸收扭矩的最初部分，以便令該自動切換機構在向緊固件施加扭矩前完成自身操作。
【專利說明】自動切換換向機構
【技術領域】
[0001]本申請主要涉及棘輪機構。更具體地，本申請涉及一種在棘輪傳動軸改變時自動驅動棘輪換向杆的機構。
[0002]【背景技術】
棘輪用於向緊固件，比如螺栓，施加扭矩。例如，棘輪可以沿順時針方向施加扭矩，以將緊固件推進工件中。在該實施例中，棘爪機構在棘輪齒輪沿順時針方向轉動時與其嚙合，但在該棘輪齒輪沿逆時針方向轉動時不與其嚙合。因此，施加扭矩後，使用者可通過逆時針方向旋轉棘輪使其復位，而不會鬆動緊固件。為了逆轉運轉方向，使用者可驅動換向杆，並且利用逆時針方向的扭矩來鬆開緊固件。
[0003]動力棘輪與傳統手動棘輪相比，進步之處在於提供了向工件提供扭矩的動力設備。例如，使用者可以朝下推動扳機以在第一徑向方向上施加扭矩，或朝上推動扳機以在第二徑向方向上施加扭矩。與手持棘輪相似，傳統的動力棘輪仍需要使用者手動驅動換向杆來切換棘爪機構的運轉方向，隨後施加扭矩。
[0004]
【發明內容】
本申請公開一種結構，在使用者逆轉適於對工件施加扭矩的馬達的徑向方向時，該結構能自動驅動棘輪機構的換向杆。該自動換向機構包括傳動軸，該傳動軸具有隨馬達傳動軸轉動的蝸輪。所述蝸輪上具有圓盤，並且該圓盤隨蝸輪軸向運動，圓盤的軸向運動能通過拉動或推動棘輪機構的換向杆使其驅動。還提供一種空轉機構，以便在馬達改變方向時，可以將來自馬達的扭矩首先施加於自動換向機構，而非緊固件。
[0005]具體地，本申請公開一種工具，包括棘爪機構、換向杆，和自動換向機構；所述棘爪機構適於嚙合棘輪齒輪，從而充分允許棘輪齒輪在第一運轉方向上轉動以及充分削弱該棘輪齒輪在受阻方向上受阻轉動，所述換向杆與棘爪機構連接，並且適於控制棘輪齒輪的運轉方向；所述自動換向裝置包括第一傳動軸、蝸輪、圓盤以及臂，所述自動換向機構包括沿軸向方向延伸並且在徑向方向可轉動的第一傳動軸，所述蝸輪與第一傳動軸連接，且具有齒輪螺紋，所述圓盤具有能與齒輪螺紋對應嚙合的圓盤螺紋，所述臂與圓盤和換向杆連接，其中該圓盤能沿第一傳動軸做軸向運動，以隨蝸輪轉動轉變換向杆。
[0006]本申請還公開了一種自動切換換向機構，該自動切換換向機構適於控制棘輪的運轉方向，並包括沿軸向方向延伸及適於在徑向方向上轉動的第一傳動軸，與第一傳動軸連接且具有齒輪螺紋的蝸輪，具有能與齒輪螺紋對應嚙合的螺紋且適於隨蝸輪的轉動沿第一傳動軸軸向運動的圓盤，以及與所述圓盤和換向杆連接的臂。
[0007]本發明還提供了一種向棘輪頭施加扭矩的方法，包括在沿軸向方向延伸並適於在徑向方向上轉動的第一傳動軸接受扭矩，將扭矩傳遞到自動切換換向機構，通過該自動切換換向機構，基於傳遞至該自動切換換向機構的扭矩，引發臂的軸向運動，並以此臂驅動換向杆。
【專利附圖】
【附圖說明】[0008]出於對需要保護的主題增進理解的目的，附圖中對其實施例進行了描繪；參考附圖並結合以下說明，理當易於理解和領會需要保護的主題、其構造、操作及諸多優點。
[0009]圖1是根據本申請的一個實施例的一種工具的側視圖。
[0010]圖2是根據本申請的一個實施例，沿圖1的線2-2剖開的、在前進方向上驅動的自動換向機構的剖視圖。
[0011]圖3是根據本申請的一個實施例，沿圖1的線2-2剖開的、在換向方向上驅動的自動換向機構的剖視圖。
[0012]圖4是根據本申請的一個實施例的自動換向機構的分解圖。
[0013]應當知曉，以下描述中所含的注釋以及所論及的材料、規格和公差，僅為建議，使得本領域技術人員能在不超出本申請的範圍內加以改進。
【具體實施方式】
[0014]本發明能以多種不同形式實施，附圖展示且在此詳細描述了一個或多個本發明實施例，但本公布應當被理解為僅為本發明原理的一個範例，而不應將本發明的廣泛方面限制在所述實施例之內。
[0015]本申請公開了一種裝置，當馬達傳動軸可操作地連接至棘輪機構的徑向方向改變時，該裝置自動驅動該棘輪機構的換向杆。該自動換向機構包括隨傳動軸轉動的蝸輪，以及安裝在蝸輪上、隨蝸輪轉動而側向移動的圓盤。該圓盤可以包括臂，該臂通過拉動或推動換向杆來驅動換向機構。在一個實施例中，還提供了空轉機構，以便在馬達改變徑向方向時，將來自馬達的扭矩首先施加給自動換向機構，而非該工具的驅動頭。
[0016]參見圖1，所示為根據本申請的工具100。在一個實施例中，工具100可以是動力棘輪工具，例如電池供電的套筒扳手或螺絲刀。可選地，工具100可以是包括棘輪機構的其它任何形式的手動或動力工具。工具100可以包括棘爪機構101，該棘爪機構101與棘輪齒輪102對應嚙合，以允許該棘輪齒輪在第一運轉方向上轉動，並充分削弱該棘輪齒輪在與第一運轉方向相反的第二方向上轉動。
[0017]現在參見圖2和圖3，所示為根據本申請的一個實施例的工具100的一些部分內部組件。圖2展示了在第一運轉方向上驅動的工具100，而圖3展示了在與第一方向相反的第二方向上驅動的工具100。圖4展示了圖2和圖3中所示的內部組件的分解圖。
[0018]如圖所示，工具100可以包括棘輪頭105和轉換元件112，棘輪頭105具有換向杆110，轉換元件112與棘輪頭105相連以控制工具100的運轉方向。換向杆110和轉換構件112由自動換向機構115操縱，在工具100的馬達改變其徑向方向時，該自動換向機構切換換向杆110。換向杆110可以與棘爪機構101可操作地連接，並適於控制棘輪齒輪102的徑向運轉方向。自動換向機構115可以包括第一傳動軸120a和第二傳動軸120b,兩者共同將扭矩從馬達傳至棘輪頭105。第一傳動軸120a和第二傳動軸120b兩者都可以沿軸向方向延伸並在徑向方向轉動。第一傳動軸120a可以包含蝸輪125，當第一傳動軸120a轉動時，在該渦輪上的圓盤130軸向轉變。例如，圓盤130可以沿欄杆135作軸向運動，彈簧140在棘輪頭105的方向偏壓所述欄杆135。
[0019]為便於圓盤130的軸向運動，圓盤130可以包括與蝸輪125的外部螺紋對應嚙合的內部螺紋。在一個實施例中，蝸輪125在軸向方向基本固定，但可在徑向方向運動，且圓盤130在徑向方向基本固定，但可在軸向方向沿欄杆135運動。此外，彈簧140適於提供對圓盤130的軸向偏壓，從而當圓盤130沿蝸輪125軸向運動時，有助於蝸輪125的螺紋嚙合圓盤130的螺紋。因此，當蝸輪125轉動時，蝸輪125的螺紋與圓盤130的螺紋對應嚙合，並使圓盤130沿蝸輪125軸向運動。臂145可以與圓盤130和換向杆110連接，以在馬達方向改變時，將圓盤130的軸向運動轉移至換向杆110，從而改變工具100的運轉方向。
[0020]在一個實施例中，馬達的徑向方向可被蝸輪125轉化為圓盤130的軸向運動，並且當馬達方向改變時，圓盤130可以軸向轉變，拉動或推動緊抵換向杆110的臂145，從而自動轉變換向杆110的運轉方向。因此，使用者在操作工具100時，無需手動驅動換向杆110。相反，使用者可以使自動換向機構115將改變的馬達的徑向方向傳達至換向杆110，以令換向杆110自動切換到預期的徑向運轉方向。
[0021]在一個實施例中，工具100可以包括空轉機構150，以當馬達徑向方向改變時，吸收最初施加的扭矩，而不是將該扭矩轉移至棘輪頭105。若無空轉機構150，棘輪頭105將首先在錯誤的運轉方向上轉動，直至自動換向機構115驅動換向杆110將其轉變至預期的徑向運轉方向。因此，空轉機構150允許自動換向機構115在大量扭矩施加於棘輪頭105之前按常規發展，並將換向杆110轉變至預期的運轉方向。
[0022]如圖4所示，扭矩從第一傳動軸120a經由空轉機構150傳至第二傳動軸。在一個實施例中，空轉機構150包括第一齒輪155，第二齒輪160和第三齒輪165，各齒輪皆安放於基座170內。第一齒輪155可以包括開口 155a和槽孔155b，第二齒輪160可以包括肋條160a和槽孔160b，第三齒輪165可以包括肋條165a和接合部165b。第二齒輪160的肋條160a可在第一齒輪155的槽孔155b中轉動，第三齒輪165的肋條165a可在第二齒輪160的槽孔160b中轉動。當然，如上所述的肋條和槽孔也可互換位置關係，而不會超越本申請的原理和範圍。例如，第一齒輪155可以包含肋條，第二齒輪160可以包含對應槽孔來令第一齒輪155的肋條可在其中轉動，以將扭矩從第一齒輪155傳至第二齒輪160。
[0023]第一齒輪155可與第一傳動軸120a的一端相連接，並通過第一傳動軸120a從馬達處接受扭矩。如圖所示，第一傳動軸120a可以包括接收齒輪175，與第一齒輪155上具有對應形狀的開口 155a互補結合，來將扭矩施加給空轉機構150。在一個實施例中，只有在第一齒輪155的槽孔155a接觸到第二齒輪160的肋條160b時，第一齒輪155才將扭矩傳遞給第二齒輪160。類似地，只有在第二齒輪160的槽孔160b接觸到第三齒輪165的肋條165a時，第二齒輪160才將扭矩傳遞給第三齒輪165。然後，第三齒輪165可以通過與緊抵第二傳動軸120b旋鈕180的接合部165b相嚙合，將扭矩傳遞給第二傳動軸120b，
在一個實施例中，空轉機構150有效地延遲了扭矩從馬達到棘輪頭105的傳遞，從而令自動切換機構115得以在馬達徑向換向時完成自身操作，驅動換向杆110。自動切換機構115的動力來自馬達的扭矩，因此空轉機構150可以在自動切換機構115驅動換向杆110時，吸收任何可能施加給棘輪頭105的扭矩。因此，空轉機構150保證了換向杆110運轉時，馬達扭矩能施加給自動切換機構115，而非棘輪頭105。
[0024]如上所述，工具100可以包括馬達，來向工具100的各種組件、乃至最終的緊固件或工件，例如螺栓或螺釘，提供扭矩。在此描述的實施例可以包含或連接任何適宜的電壓或電流電源，例如電池、交流發電機、燃料電池以及諸如此類，來提供任何適宜的電流和/或電壓，例如約12伏特、約42伏特，諸如此類。在此描述的實施例還可以與任何想用的系統或引擎聯用。所述系統或引擎可以包括利用化石燃料的配件，例如汽油、天然氣、丙烷以及諸如此類，或利用電力的配件，例如電池、磁發電機、燃料電池、太陽能電池以及諸如此類，或利用風能的配件，或上述配件的混合或組合。所述系統或引擎可被合併在其他系統裡，例如汽車、卡車、小艇、輪船、摩託車、發電機、飛機以及諸如此類。雖然馬達在一些實施例中是有用的，但馬達本身並非本發明的必要組成部分。
[0025]上文及附圖所描述的情形，僅意在闡述而非限制本發明。即使在此展示和描述了具體的實施例，但對本領域技術人員來說，顯而易見，還可以對其進行變換和修改，而不會超越 申請人:所提供的各種方面。下面將以權利要求來限定實際要求的保護範圍，對這些權利要求應基於現有技術予以恰當的理解。
【權利要求】
1.一種用於向工件施加扭矩的工具，包括: 棘輪，適於在第一或第二旋轉驅動方向上向工件傳遞扭矩，其中第一旋轉驅動方向與第二旋轉驅動方向為反向； 棘爪機構，該棘爪機構適於與所述棘輪嚙合，以選擇性地允許所述棘輪在第一旋轉驅動方向上旋轉並基本阻止所述棘輪在第二旋轉驅動方向上旋轉，以及選擇性地允許所述棘輪在第二旋轉驅動方向上旋轉並基本阻止所述棘輪在第一旋轉驅動方向上旋轉； 換向杆，該換向杆與所述棘爪機構可操作地連接，適於切換，以便為所述棘輪選擇性地選擇第一或第二旋轉驅動方向；以及 自動切換機構，包括:第一傳動軸，其沿軸向延伸，且能夠沿徑向轉動；蝸輪，其與所述第一傳動軸相連接，且具有齒輪螺紋；圓盤，其具有能與齒輪螺紋相互嚙合的螺紋；以及臂，其與所述圓盤和所述換向杆連接；其中，所述圓盤能夠沿第一驅動軸軸向移動，以隨著蝸輪的旋轉切換所述換向杆。
2.根據權利要求1所述的工具，其特徵在於，進一步包括欄杆，所述圓盤隨著所述蝸輪的旋轉沿欄杆作軸向移動。
3.根據權利要求2所述的工具，其特徵在於，進一步包括與所述圓盤相抵的彈簧，所述彈簧適於沿軸向偏置所述圓盤。
4.根據權利要求1 所述的工具，其特徵在於，進一步包括空轉機構，所述空轉機構包 括: 第一齒輪，與所述第一傳動軸相連，用於接收所述第一傳動軸傳來的扭矩； 第二齒輪，與所述第一齒輪相連，用於在所述第一齒輪轉過預定角度之後，接收從所述第一齒輪傳來的扭矩；以及 第二傳動軸，與所述第二齒輪銜接，用於接收從所述第二齒輪傳來的所述扭矩。
5.根據權利要求4所述的工具，其特徵在於，所述第一和第二齒輪之中的一個具有齒輪槽，且所述第一和第二齒輪之中的另一個具有齒輪肋條，所述肋條可在所述齒輪槽中轉動。
6.根據權利要求4所述的工具，其特徵在於，所述第一傳動軸包括接收齒輪，且所述第一齒輪包括接納所述接收齒輪的第一齒輪開口。
7.根據權利要求1所述的工具，其特徵在於，所述圓盤在徑向上相對於所述第一傳動軸基本固定。
8.根據權利要求1所述的工具，其特徵在於，所述第一傳動軸在軸向上相對於所述圓盤基本固定。
9.一種用於控制棘輪運轉方向的自動切換換向機構，所述自動切換換向機構包括: 第一傳動軸，其沿軸向延伸，並能夠沿徑向轉動； 蝸輪，其與所述第一傳動軸相連，且具有齒輪螺紋； 圓盤，其具有可與所述齒輪螺紋相互嚙合的螺紋，且適於隨著所述蝸輪的轉動沿所述第一傳動軸作軸向移動；以及 與所述圓盤和換向杆相連接的臂。
10.根據權利要求9所述的自動切換換向機構，其特徵在於，進一步包括欄杆，所述圓盤隨所述蝸輪的轉動沿所述欄杆作軸向移動。
11.根據權利要求10所述的自動切換換向機構，其特徵在於，進一步包括與所述圓盤相抵的彈簧，該彈簧適於在軸向方向上偏置所述圓盤。
12.根據權利要求9所述的自動切換換向機構，其特徵在於，進一步包括空轉機構，所述空轉機構包括: 第一齒輪，其與第一傳動軸連接，用於從所述第一傳動軸接收扭矩； 第二齒輪，其與所述第一齒輪連接，用於在第一齒輪轉過預定角度後，接收第一齒輪傳來的扭矩；以及 第二傳動軸，其與所述第二齒輪銜接，用於從第二齒輪接收所述扭矩。
13.根據權利要求12所述的自動切換換向機構，其特徵在於，所述第一和第二齒輪之中的一個具有齒輪槽，而第一和第二齒輪之中的另外一個具有齒輪肋條，所述齒輪肋條能在所述齒輪槽中轉動。
14.根據權利要求12所述的自動切換換向機構，其特徵在於，所述第一傳動軸具有接收齒輪，且所述第一齒輪具有用於接納所述接收齒輪的第一齒輪開口。
15.根據權利要求9所述的自動切換換向機構，其特徵在於，所述圓盤在徑向上相對於所述第一傳動軸基本固定。
16.根據權利要求9所述的自動切換換向機構，其特徵在於，所述第一傳動軸在軸向上相對於所述圓盤基本固定。
17.一種用於向棘輪頭施加扭矩的方法，包括: 從第一傳動軸接收所述·扭矩，所述第一傳動軸沿軸向延伸且能夠沿徑向旋轉； 將所述扭矩傳遞給自動切換換向機構； 通過所述自動切換換向機構，利用傳至所述自動切換換向機構上的所述扭矩，引發臂的軸向移動；以及 通過所述臂驅動換向杆。
18.根據權利要求17所述方法，其特徵在於，進一步包括: 將所述扭矩的第一部分傳遞給空轉機構以及將所述扭矩的第二部分傳遞給所述自動切換換向機構。
19.根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，進一步包括將所述扭矩先傳遞給所述空轉機構，再傳遞給棘輪頭。
20.根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，進一步包括將所述扭矩施加給緊固件。
【文檔編號】F16H27/00GK103817641SQ201310463254
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年10月8日 優先權日:2012年10月17日
【發明者】丹尼爾·普薩泰裡 申請人:施耐寶公司