TWI540280B - 樞轉結構、彈性密封圈及運用該樞轉結構的旋轉接頭與風槍 - Google Patents

Description

樞轉結構、彈性密封圈及運用該樞轉結構的旋轉接頭與風槍

本發明係關於一種樞轉結構、彈性密封圈及具有該樞轉結構的旋轉接頭及風槍，特別是一種可藉由該樞轉結構做360度旋轉，並且藉由該彈性密封圈而具有良好的密封效果的旋轉接頭及運用該旋轉接頭的風槍。

在申請人先前所申請之台灣第465700及510469號等專利案中。其中特別提到該旋轉接頭具有一母接合段及位於該母接合段內部之一公接合段，以及在該公接合段上的滾珠容槽內設置一彈性墊體，藉由該彈性墊體達到以沖壓的方式將一系列的滾珠組裝於該滾珠容槽內，以使該公、母接合段能藉該些滾珠而具有可順暢相對轉動之能力。其中，該510469號專利案所揭露的彈性墊體係具有斷面大致為方形的一環圈及位於該環圈外緣用以分別對應接收該些滾珠的多個環形槽。此一特殊構形之彈性墊體由申請人獨家專用多年。

此外，該510469號專利案還揭露了一O形環設置於該公接合段的前段外壁及該母接合段的內壁之 間，以達到氣密的效果，避免氣體從該公接合段與該母接合段的接合處漏洩出去。然而，在該母接合段及公接合段相對轉動的情形下，上述這種O型環係容易隨著該公接合段的轉動而轉動，如此一來，係會破壞該O型環的氣密效果，使氣體從該O型環與該母接合段的內壁之間洩漏的機率大為提高。

在先前技術中提及的習知旋轉接頭，因其O形環會隨著該公接合段而轉動，難以達到有效阻斷氣體外洩之目標。此外，經申請人長期使用、觀察及研究發現，該習知旋轉接頭的滾珠容槽中的彈性墊體，其環圈部份的橫斷面係為方形，其佔據該滾珠容槽太多空間，以致於該滾珠容槽沒有足夠的空間來收納該彈性墊體在組裝滾珠過程所產生之形變量，從而導致該彈性墊體於組裝滾珠過程可能會被滾珠擠破、甚至擠斷，造成該公接合段與該母接合段之間的轉動不順、甚至卡死的情形發生。

本發明之主要目的在於提供一種新的樞轉結構，其能解決上述習知彈性墊體的環圈部份佔據上述滾珠容槽太多空間所衍生的問題。更詳而言之，該樞轉結構係主要包括一母接合件、一公接合件及 位於該母接合件及該公接合件之間的一軸承組件。 該母接合件的內壁具有一環溝，該公接合件的外周壁具有對應該母接合件之環溝的另一環溝。該軸承組件用於阻止該公接合件相對於該母接合件軸向移動，該軸承組件包括一彈性墊圈及複數個滾珠。該彈性墊圈位於該公接合件的環溝內，且具有一環圈及多個從該環圈外緣向外延伸的凸體，每兩個凸體之間分別形成一弧形槽。該些滾珠係一對一地位在該彈性墊圈的該些弧形槽中，且每一顆滾珠都是一部份位於該母接合件的環溝內，一部份位於該公接合件的環溝內。重點在於，本發明之樞轉結構可藉由將該環圈斷面為圓形之特徵，使該滾珠容槽能在容積未增的情況下擁有更多的空間來收納該彈性墊體在組裝滾珠過程所產生之形變量，從而解決先前技術的上述問題。

本發明之另一目的再於提供一種氣密性良好之旋轉接頭及具備該旋轉接頭之風槍。更詳而言之，該旋轉接頭除了具有上述之該母接合件、該公接合件及該軸承組件之外，還具有一種新的彈性密封圈。詳而言之，該母接合件包括一本體，且該本體具有貫穿其內部的一通道。該公接合件具有一前段、一後段及貫穿該前、後段的一通道。該公接合 件的前段係藉由該軸承組件樞設於該母接合件的本體內，且該公接合件的通道與該母接合件的通道係為前後相通的。該彈性密封圈係設於該母接合件的本體內，且該公接合件的前段具有一延伸部穿過該彈性密封圈。該旋轉接頭的特徵在於，該母接合件更包括內部為中空的一筒體及延伸自該本體之內壁的一環凸塊，該筒體係位於該本體之通道內，且具有垂直該通道之徑向的一平面，該筒體之平面面對該環凸塊的一平面，且該筒體之平面與該環凸塊之平面之間係間隔有一段距離。以及，該彈性密封圈包括一第一環圈及一第二環圈，該第二環圈係延伸自該第一環圈之其中一側的周緣，且其內徑與外徑係分別對應大於該第一環圈的內徑與外徑。其中，該第一環圈的內環面係為一圓弧面，使該第一環圈以線貼面接觸的方式抵靠於該公接合件的延伸部的外周壁。該第二環圈係位於該筒體與該環凸塊之間。該第二環圈具有呈柱面的一外環面，使該第二環圈以面貼面接觸的方式貼靠於該母接合件的該通道之內壁，且該第二環圈具有與其外環面相垂直且呈徑向的一第一側面及一第二側面，使該第二環圈分別以面貼面接觸的方式貼靠於該筒體的平面及該環凸塊的平面。

此外，該環凸塊還具有一內環面，面對該公接合件的延伸部之外周壁，該彈性密封圈的第一環圈的外環面貼靠於該環塊之內環面。

該母接合件的本體與筒體係可選擇一體成型的。或者是該母接合件的本體及筒體分別以金屬材質及橡膠材質所製成。此外，若該母接合件的本體與筒體非為一體成型的情況下，該筒體之平面更佳係設有一凸環體，該凸環體的外環面係面對該母接合件之本體的內壁，且該彈性密封圈的第二環圈之內環面係貼靠於該凸環體之外環面。

較佳地，該母接合件係可為一圓柱體，其外壁具有一螺紋段。該母接合件亦可為一多角形的柱體，例如：一六角柱體。

相較於先前技術，由於本發明之旋轉接頭的該彈性密封圈，其第二環圈係位於該母接合件的筒體及該環凸塊之間，且該第一側面及該第二側面分別緊貼於該筒體的平面及該環凸塊的平面，使得該彈性密封圈不會隨著該公接合件的轉動而轉動，而可避免影響該彈性密封圈的密封效果，進而可達到良好的密封效果，降低氣體洩漏的機率。

至於本發明的其它發明內容與更詳細的技術及功能說明，將揭露於隨後的說明。

第一圖之立體分解圖係顯示本發明之運用一樞轉結構的一旋轉接頭1的第一較佳實施例。該樞轉結構包括一母接合件2、一公接合件4及位於該母接合件2及該公接合件4之間的一軸承組件6。該旋轉接頭1係包括上述之樞轉結構及設置在該母接合件2內部的一彈性密封圈8。詳而言之，該母接合件2包括一本體20，該本體20貫穿其內部的一通道200，在本實施例中，該母接合件2係為一多角形的柱體，例如六角形的柱體。該公接合件4較佳是金屬製，其具有一前段41、一後段42及貫穿該前、後段41、42的一通道40。

請配合第一、二圖，該公接合件4的前段41係位於該母接合件2的本體20內，且該母接合件2的本體20之通道200與該公接合件4的通道40係前後相通。其中，該母接合件2的本體20之內壁具有一環溝220，該公接合件4的前段41外周壁對應該母接合件2的環溝220處係具有對應的另一環溝410。

該軸承組件6係設於該公接合件41的環溝410及該母接合件2的環溝220所共同界定的空間內， 且包括一彈性墊圈63及複數個滾珠65，用以將該公接合件4的前段41樞接於該母接合件2內，並阻止該公接合件4相對於該母接合件2軸向移動。其中，該彈性墊圈63較佳是橡膠製，其套設於該公接合件4的環溝410內，且具有斷面為圓形的之一環圈630及多個從該環圈630的外緣向外延伸的凸體631，每兩個凸體631之間分別形成一弧形槽632。 該些滾珠65，例如：鋼珠，係設於該母接合件2的環溝220與該公接合件4的環溝410所共同界定的空間內，並一對一地對應位於該彈性墊圈63的該些弧形槽632中，每一滾珠65都是一部份位於該公接合件4的環溝410，一部份位於該母接合件2的環溝220。藉此，該公接合件4的前段41係被卡於該母接合件2內，使得該公接合件4無法被從該母接合件2內抽離，且該母接合件2與該公接合件4係可相對轉動。

值得注意的是，如第三圖所示，本發明之該彈性墊圈63的環圈630之斷面係為圓形的。相較於習知彈性墊體9之斷面為方形的環圈部份(如圖中虛線方框所示)，本發明之環圈630跟習知彈性墊體9的環圈部份都具有相同的高度H，從而能夠在高度方向提供相同的彈性變形及復原之力，然而，本發 明之環圈630在該公接合件4的環溝410中所佔據的空間明顯少於習知彈性墊體9的環圈部份，這表示該公接合件4的環溝410具備足夠的容間來收納該彈性墊圈63在組裝滾珠65過程所產生之形變量，從而可解決先前技術中所提及的問題點。

請再參閱第一及二圖，該彈性密封圈8係設置在該母接合件2的本體20內，且該公接合件4的前段41具有一延伸部412穿過設於該母接合件2的本體20內的該彈性密封圈8。特別的是，該彈性密封圈8包括連成一體之一第一環圈81及一第二環圈84。該第二環圈84係延伸自該第一環圈81之其中一側的周緣，該第二環圈84的內徑及外徑係分別對應大於該第一環圈81的內徑及外徑。

另一方面，如第二圖所示，該母接合件2更包括內部為中空之一筒體215及延伸自該本體20內壁227的一環凸塊228。在本實施例中，該母接合件2的本體20與筒體215係為非一體成型的，例如：該本體20為金屬材質所製成，該筒體215為橡膠材質所製成，但並不以此為限。

更詳而言之，該筒體215係緊緊塞置於該本體20的通道200內，且具有垂直該通道200的一平面216，面對該環凸塊228的一平面229，且該筒體215 的平面216與該環凸塊228的平面229之間係間隔有一段距離。該筒體215的平面216上較佳還形成有一凸環體218，該凸環體218的外環面219係面對該本體20的內壁227。此外‘該環凸塊228還具有一內環面230，面對該公接合件4的延伸部412的外周壁。

相對地，該彈性密封圈8的第一環圈81的內徑係略小於該公接合件4的延伸部412的外徑，使得該第一環圈81其呈圓弧面之內環面810以線貼面接觸的方式貼靠於該公接合件4的延伸部412的外周壁，以及該第一環圈81的外環面811貼靠於該環凸塊228的內環面230。至於該彈性密封圈8的第二環圈84，其外徑係略大於該母接合件2的內徑，且該第二環圈84具有呈柱面的一外環面843，以面貼面接觸的方式貼靠於該母接合件2的該通道200之內壁，該第二環圈84並藉由該母接合件2的筒體215將其緊壓在該母接合件2的環凸塊228上，所以，該第二環圈84與其外環面843相垂直的一第一側面845及一第二側面847係分別以面貼面接觸的方式緊貼靠於該筒體215的平面216及該環凸塊228的平面229，且該第二環圈84的內環面840係貼靠於該筒體215的凸環體218的外環面219。

藉由上述的構造，設於該母接合件2的本體20內的該彈性密封圈8的第二環圈84係被緊壓於該筒體215及該環凸塊228之間，而使得該彈性密封圈8固定在該母接合件2的內部，而不會隨著該公接合件4的轉動而轉動，相較先前技術，該彈性密封圈8係能有效地降低氣體外漏的機率。

第四、五圖係顯示本發明之具有旋轉接頭1的第一較佳實施例的一風槍3的示意圖，該風槍3係具有一連接部30及一連接件32，該連接部30的端面係界定有一容槽300，該旋轉接頭1的母接合件2係設於該連接部30的容槽300內。該連接件32係當作一鉚釘使用，其受衝壓而穿過該連接部30上的一穿孔305，並伸入位於該容槽300內的該母接合件2之外壁上的一淺槽29，達到將該旋轉接頭1固定於該連接部30內之目的。如此，該風槍3即可藉由該旋轉接頭1的公接合件4而連接到一風管快速接頭(圖中未示)。其中，由於該筒體215為橡膠製且略凸出於該本體20，因此，依前述而完成該風槍3與該旋轉接頭1之組裝後，該筒體215原本凸出的部份會被該風槍3的容槽300的內壁壓向該本體20內，如此，該筒體215原本凸出的該部份即在該風槍3與該旋轉接頭1之間的介面上起到密封效 果，以阻止氣體外洩。

第六圖係顯示本發明之旋轉接頭的一第二較佳實施例。該第二較佳實施例的旋轉接頭10係與上述該第一較佳實施例的旋轉接頭1具有相同的公接合件4、軸承組件6及彈性密封圈8。而該旋轉接頭10係包括一母接合件2A，該母接合件2A具有一本體20A。特別注意的是，該本體20A係包括該第一較佳實施例中的母接合件2的本體20及筒體215，但沒有該筒體215上的凸環體218，換言之，該母接合件2A的本體20A在本實施例中係為一體成形的(包括該第一實施例中的本體20及筒體215)。此外，該彈性密封圈8之第二環圈84的該第一側面845係貼靠於該母接合件2A的本體20A內的一平面216A，且該第二環圈84的內環面840係與該公接合件4的前段41之延伸部412間隔有一段距離。除此之外，該母接合件2A係與該第一實施例的母接合件2同樣具有該環凸塊228，且該環凸塊228上對應之表面亦相同於該第一實施例地貼合於該彈性密封圈8的第一及第二環圈81、84上對應的表面。

參閱第七及八圖，係顯示本發明之該旋轉接頭的母接合件2、2A係為一六角柱體(亦可為一圓柱體或其它形狀)，其外壁具有一螺紋段，用以螺合於 其他元件(例如：風槍)。

第九圖顯示上述第八圖之本發明之該旋轉接頭的彈性密封圈8亦可以反方向安裝，且在高壓的環境下可達到良好的密封效果，以阻止氣體外洩。

無論如何，任何人都可以從上述例子的說明獲得足夠教導，並據而了解本發明內容確實不同於先前技術，且具有產業上之利用性，及足具進步性。是本發明確已符合專利要件，爰依法提出申請。

1、10‧‧‧旋轉接頭

2、2A‧‧‧母接合件

200‧‧‧通道

20、20A‧‧‧本體

205、205A‧‧‧螺紋段

215‧‧‧筒體

216、216A‧‧‧平面

218‧‧‧凸環體

219‧‧‧外環面

220‧‧‧環溝

227‧‧‧內壁

228‧‧‧環凸塊

229‧‧‧平面

230‧‧‧內環面

29‧‧‧淺槽

3‧‧‧風槍

30‧‧‧連接部

300‧‧‧容槽

32‧‧‧連接件

305‧‧‧穿孔

4‧‧‧公接合件

40‧‧‧通道

41‧‧‧前段

410‧‧‧環溝

412‧‧‧延伸部

42‧‧‧後段

6‧‧‧軸承組件

63‧‧‧彈性墊圈

630‧‧‧環圈

631‧‧‧凸體

632‧‧‧弧形槽

65‧‧‧滾珠

8‧‧‧彈性密封圈

81‧‧‧第一環圈

810‧‧‧內環面

811‧‧‧外環面

84‧‧‧第二環圈

840‧‧‧內環面

843‧‧‧外環面

845‧‧‧第一側面

847‧‧‧第二側面

9‧‧‧彈性墊體

92‧‧‧公接合段

920‧‧‧滾珠容槽

第一圖，為本發明之運用一樞轉結構的旋轉接頭之第一較佳實施例的立體分解圖。

第二圖，為該第一較佳實施例之組合剖面圖。

第三圖，為該第一較佳實施例之彈性墊圈設於一公接合件的環槽內的部分放大剖面圖。

第四圖，係顯示該第一較佳實施運用在一風槍。

第五圖，為第四圖之風槍組合後的部分側視圖的部分剖面圖。

第六圖，為本發明之旋轉接頭的第二較佳實施例之組合剖面圖。

第七及八圖，係顯示該第一及第二較佳實施例的母接合件之外壁分別具有一螺紋段。

第九圖，係顯示第八圖中的彈性密封圈以反方向安裝的組合剖面圖。

1‧‧‧旋轉接頭

2‧‧‧母接合件

200‧‧‧通道

20‧‧‧本體

215‧‧‧筒體

216‧‧‧平面

218‧‧‧凸環體

220‧‧‧環溝

4‧‧‧公接合件

40‧‧‧通道

41‧‧‧前段

410‧‧‧環溝

42‧‧‧後段

6‧‧‧軸承組件

63‧‧‧彈性墊圈

630‧‧‧環圈

631‧‧‧凸體

632‧‧‧弧形槽

65‧‧‧滾珠

8‧‧‧彈性密封圈

81‧‧‧第一環圈

84‧‧‧第二環圈

Claims (9)

1. 一種旋轉接頭，包括：一母接合件，具有一本體，該本體具有貫穿其內部的一通道，及垂直該通道的一徑向平面；一公接合件，具有一前段、一後段及貫穿該前、後段之內部的一通道，該公接合件之前段係設於該母接合件的本體內，且具有一延伸部；該公接合件的通道與該母接合件的本體之通道相通；一軸承組件，位於該母接合件的本體內，用以將該公接合件的前段樞接於該母接合件的本體內，並阻止該公接合件相對於該母接合件軸向移動；及一彈性密封圈，設置在該母接合件的本體內且環套在該公接合件的前段的延伸部外；其特徵在於：該彈性密封圈包括一第一實心環圈及一第二實心環圈，該第二實心環圈係延伸自該第一實心環圈之其中一側的周緣，且其內徑與外徑係分別對應大於該第一實心環圈的內徑與外徑；其中，該公接合件的前段之延伸部係穿過該彈性密封圈；該第一實心環圈的內環面係為一圓弧面，而使該第一實心環圈以線貼面接觸的方式抵靠於該公接合件的延伸部的一外周壁；該第二實心環圈係具有呈柱面的 一外環面，使該第二實心環圈以面貼面接觸的方式貼靠於該母接合件的通道之內壁，該第二實心環圈更具有與其外環面相垂直的一徑向平面，使該第二實心環圈以面貼面接觸的方式貼靠於該母接合件的本體的該徑向平面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉接頭，其中該母接合件更包括內部為中空的一筒體及延伸自該本體之內壁的一環凸塊，該筒體係位於該本體之通道內，且具有一平面，面對該環凸塊的一平面，且該筒體之平面與該環凸塊之平面之間係間隔有一段距離；及該環凸塊還具有一內環面，面對該公接合件之延伸部的外周壁，該第一實心環圈的外環面係貼靠於該環凸塊之內環面。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之旋轉接頭，其中該母接合件的本體與筒體係為一體成形的。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之旋轉接頭，其中該母接合件的本體係為金屬材質所製成，該筒體係為橡膠材質所製成。
5. 如申請專利範圍第4項所述之旋轉接頭，其中該筒體之平面更設有一凸環體，該凸環體的外環面係面對該母接合件的本體之內壁，且該第二實心環圈之內環面貼靠於該凸環體之外環面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉接頭，其中該母接合件的本體係為一圓柱體，且其外壁具有一螺紋段。
7. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉接頭，其中該母接合件的本體之內壁具有一環溝，該公接合件的外周壁具有對應該母接合件之環溝的另一環溝；該軸承組件包括一彈性墊圈及複數個滾珠；該彈性墊圈位於該公接合件的環溝內，且具有一環圈及多個從該環圈的外緣向外延伸的凸體，該環圈的斷面係呈圓形，每兩個凸體之間分別形成一弧形槽；該些滾珠各具有一部分分別位於該母接合件的環溝與該公接合件的環溝內，並一對一地設置在該彈性墊圈的該些弧形槽中。
8. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉接頭，其中該母接合件係為一多角形的柱體。
9. 一種具有如請求項第8項所述之旋轉接頭的風槍，該風槍係具有一連接部，該連接部的端面界定有一容槽；該旋轉接頭的母接合件固設於該連接部的容槽內。