TWI898365B - 無銷萬向接頭裝置 - Google Patents

Abstract

一種無銷萬向接頭裝置，包含一筒座、一接頭組件及一定位件。該筒座具有一圍繞界定出一容置槽的內壁面。該內壁面具有兩個凸部及兩個弧形部。每一該凸部具有兩個第一卡掣面部。該接頭組件能轉動地連接至該筒座且包括一轉動頭。該轉動頭的外表面具有兩個球面部及兩個第二卡掣面部。該等第二卡掣面部分別用來卡掣於該等凸部。每一該球面部在一垂直於該軸線的徑向橫截面上的弧度大於90度且小於140度。該定位件設置在該筒座且用來擋止該轉動頭，使該接頭組件被限位在該筒座內。本發明不需要在該轉動頭上鑽孔，加工較簡單，能降低製造成本，更耐用。

Description

無銷萬向接頭裝置

本發明是有關於一種工具頭，特別是指一種無銷萬向接頭裝置。

參閱圖1，一種現有的萬向接頭，包括一承座11、一能轉動地安裝在該承座11內的球頭擺動件12、一穿設於該承座11與該球頭擺動件12的銷13，及一套置在該承座11外側的外筒14。該承座11設有兩個相對的橫向穿孔111。該球頭擺動件12具有一貫穿兩相反側且對準該等橫向穿孔111的樞孔121。通過該銷13穿設該等橫向穿孔111與該樞孔121，該球頭擺動件12可相對於該銷13擺動，並與該承座11成角度地剛性連接以傳遞扭力。

雖該萬向接頭能用來傳遞扭力，但需要在該球頭擺動件12加工出球形外輪廓外，還需要多次鑽孔後才能形成該樞孔121，再套上該外筒14以防止該銷13脫出該承座11，該萬向接頭的零件較多且加工較繁瑣，因此製造成本較高。此外，該萬向接頭在傳遞扭矩時，僅在該銷13與該等橫向穿孔111之接合處產生卡掣作用，其接觸面積較小，較不耐用。

因此，本發明的目的，即在提供一種能降低製造成本且更耐用的無銷萬向接頭裝置。

於是，本發明無銷萬向接頭裝置，包含一筒座、一接頭組件及一定位件。該筒座包括一被驅動部，及一在一高度方向上相反於該被驅動部的容置槽。該筒座具有一圍繞一平行於該高度方向的軸線且界定出該容置槽的內壁面。該內壁面具有兩個在徑向上相反設置的凸部，及兩個在徑向上相反設置的弧形部。每一該凸部的兩相反側分別連接該等弧形部。每一該弧形部的兩相反側分別連接該等凸部。每一該凸部朝該軸線的方向突起且具有兩個相反傾斜的第一卡掣面部，由該等凸部的該等第一卡掣面部與該等弧形部共同界定出兩個間隔相對的可動空間。

該接頭組件能轉動地連接至該筒座，該接頭組件包括一轉動頭及一工具部。該轉動頭能轉動地設置在該筒座的容置槽內，該轉動頭的外表面具有兩個分別容置在該等可動空間的球面部，及兩個連接該等球面部的第二卡掣面部。該等第二卡掣面部分別用來卡掣於該等凸部。每一該球面部連接該等第二卡掣面部。每一該第二卡掣面部的兩相反側分別連接該等球面部。每一該球面部在一垂直於該軸線的徑向橫截面上的弧度大於90度且小於140度。該工具部連接該轉動頭且在該高度方向上超出該筒座。該定位件設置在該筒座且用來擋止該轉動頭，使該接頭組件被限位在該筒座內。

本發明的功效在於：通過該接頭組件的該等第二卡掣面部卡掣於該筒座的該等凸部，以傳遞扭矩，因此不需要在該轉動頭上鑽孔，也不用額外的卡掣元件，且要在該轉動頭上形成兩個該球面部及兩個該第二卡掣面部的加工較簡單，因此能降低製造成本。另外，該等第二卡掣面部卡掣於該等凸部的接觸面積較大，因此本發明較耐用。

參閱圖2至圖4，本發明無銷萬向接頭裝置的一第一實施例，包含一筒座2、一接頭組件3、一彈性件4及一定位件5。

該筒座2包括一被驅動部201、一呈圓形且在一高度方向Z上相反於該被驅動部201的容置槽202，及一由該容置槽202延伸至該被驅動部201的階級槽203。本實施例的該被驅動部201是矩形接合孔，在一些實施例中，該被驅動部201可以是非圓形桿。該階級槽203具有一連接該容置槽202底端的大孔徑段204，及一由該大孔徑段204延伸至該被驅動部201的小孔徑段205。該大孔徑段204的直徑大於該小孔徑段205的直徑。

參閱圖3至圖5，圖3中描繪的軸向橫截面是沿著圖2中的III-III線取得。圖5中描繪的徑向橫截面是沿著圖3中的V-V線取得。該筒座2具有一圍繞一平行於該高度方向Z的軸線L且界定出該容置槽202的內壁面21。該內壁面21具有兩個在徑向上相反設置的凸部211、兩個在徑向上相反設置的弧形部212，及一全周環繞該軸線L且高於該等凸部211與該等弧形部212的環槽215。每一該凸部211的兩相反側分別連接該等弧形部212。每一該弧形部212的兩相反側分別連接該等凸部211。

每一該凸部211朝該軸線L的方向突起且具有兩個相反傾斜的第一卡掣面部213。由該等凸部211的該等第一卡掣面部213與該等弧形部212共同界定出兩個間隔相對的可動空間210。每一該第一卡掣面部213的傾斜角度T1介於3度至10度之間。

該接頭組件3能轉動地連接至該筒座2，以相對於該軸線L擺動並調整該接頭組件3與該筒座2的連接角度。該接頭組件3包括一轉動頭31及一工具部32。該轉動頭31能轉動地設置在該筒座2的容置槽202內，且具有一本體311，及一連接該本體311與該工具部32的連接段312。

參閱圖4至圖6，該本體311具有兩個分別容置在該等可動空間210的球面部313、兩個連接該等球面部313的第二卡掣面部314，及兩個分別連接該等第二卡掣面部314的上側的上扇形面部315。每一該球面部313的周緣連接該等第二卡掣面部314，每一該球面部313的頂緣延伸至該連接段312。每一該第二卡掣面部314的兩相反側分別連接該等球面部313。該等第二卡掣面部314分別面向且用來卡掣於該等凸部211。該等上扇形面部315平行間隔，每一該上扇形面部315呈底側切平的扇形且弧長側延伸至該連接段312。每一該第二卡掣面部314能在相對應的該可動空間210內水平轉動，並使每一該第二卡掣面部314卡掣於相對應的該凸部211，以傳遞扭矩。由於本實施例的每一該第一卡掣面部213的傾斜角度T1介於3度至10度之間，因此該接頭組件3的轉動頭31在該筒座2內轉動時較為順暢。

參閱圖5、圖7及圖8，每一該球面部313在一垂直於該軸線L的徑向橫截面上的弧度A1大於90度且小於140度。當該弧度A1小於90度時，該等球面部313的面積會變小，該等第二卡掣面部314的面積會變大，因此會降低該轉動頭31的轉動順暢度。當該弧度A1大於140度時，該等球面部313的面積會變大，該等第二卡掣面部314的面積會變小，因此會影響卡掣效果。本實施例的該弧度A1是110度。具體來說，如圖7與圖8所示，該等第二卡掣面部314的下側相連接，而大致呈圓柱狀。每一該球面部313的球面半徑為r1，每一該第二卡掣面部314的圓柱半徑為r2。每一該球面部313的球面半徑r1大於每一該第二卡掣面部314的圓柱半徑r2。

參閱圖3與圖9，在製造加工該接頭組件3時，只要利用一切角機(圖未示)就可在球面半徑r1的一圓球上直接切削出該等上扇形面部315及該等第二卡掣面部314，並形成該等球面部313，因此加工較簡單，能降低製造成本。

參閱圖3、圖5與圖6，在本實施例中，每一該上扇形面部315在一垂直於該高度方向Z的第一方向X上的最大長度D1等於每一該第二卡掣面部314在該第一方向X上的長度D2，因此加工較簡單。每一該上扇形面部315在垂直於該第一方向X上的最大長度D3大於或等於該球面半徑r1減去該圓柱半徑r2。每一該球面部313在該第一方向X上的頂點到所對應的第二卡掣面部314的側緣的距離是D4，該距離D4與該球面半徑r1的比例介於1：2至1：3之間，且該距離D4與該長度D2的比例介於1：2至1：3之間。每一該第二卡掣面部314在該第一方向X上的該長度D2約略等於每一該球面部313的該球面半徑r1。通過上述尺寸限制能獲得較佳的轉動及卡掣效果。

參閱圖3及圖4，該工具部32連接該轉動頭31且在該高度方向Z上超過該筒座2。在本實施例中，該工具部32是鋼珠方頭接桿。在一些實施例中，該工具部32可以是套筒、螺絲起子或是其他工具頭。

該彈性件4安裝在該筒座2的階級槽203內且能被壓縮地彈抵於該轉動頭31與該筒座2之間。在本實施例中，該彈性件4是波形彈簧。在一些實施例中，該彈性件4可以是塔形彈簧或其他能被壓縮的彈性元件。在一些實施例中，該無銷萬向接頭裝置沒有該彈性件4。

該定位件5設置在該筒座2且用來擋止該轉動頭31，使該接頭組件3被限位在該筒座2內。在本實施例中，該定位件5是C扣且嵌置於該筒座2的環槽215。在一些實施例中，該定位件5是多顆佈置在該筒座2且朝該轉動頭31凸伸的金屬珠，同樣能達成擋止該接頭組件3脫出該筒座2的相同作用。

如圖10所示，該接頭組件3可被前後左右轉動以改變該接頭組件3與該筒座2的連接角度。

如圖11所示，使用本實施例時，該接頭組件3與該筒座2相對轉動至每一該第二卡掣面部314卡掣在相對應的該凸部211，使該接頭組件3與該筒座2成剛性連接而能持續地傳遞扭矩。相較於習知利用銷與孔接觸的卡掣方式，本發明的該等第二卡掣面部314與該等凸部211是大面積的接觸，因此該轉動頭31與該筒座2的卡掣面積較大，因此更耐用，能延長使用壽命。

參閱圖12至圖14，本發明的一第二實施例類似於該第一實施例，其差異處在於：

該轉動頭31還具有兩個分別連接該等第二卡掣面部314的下側的下扇形面部316(由於角度關係，圖式中僅能看到一個)。每一該下扇形面部316與所對應的上扇形面部315呈軸對稱。每一該下扇形面部316與該等球面部313相連接。透過該等下扇形面部316的設計，讓該等第二卡掣面部314的下側不相連，因此在利用該切角機切削加工時，能保留該轉動頭31底端的圓球狀，使得該轉動頭31在轉動時能與該彈性件4(見圖10)保持相同的接觸面積，因此轉動會較順暢。本第二實施例能再縮短加工時間，更降低製造成本。

綜上所述，本發明無銷萬向接頭裝置，通過該接頭組件3的該等第二卡掣面部314卡掣於該筒座2的該等凸部211，就能傳遞扭矩，因此不需要在該轉動頭31上鑽孔，也不用額外的卡掣銷件，元件較少，且要在該轉動頭31上形成兩個該球面部313及兩個該第二卡掣面部314的加工較簡單，因此能降低製造成本。另外本發明還通過該等第二卡掣面部314與該等凸部211大面積的接觸，來增加該轉動頭31與該筒座2的卡掣面積，因此更耐用，能延長使用壽命，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

2:筒座 201:被驅動部 202:容置槽 203:階級槽 204:大孔徑段 205:小孔徑段 21:內壁面 210:可動空間 211:凸部 212:弧形部 213:第一卡掣面部 215:環槽 3:接頭組件 31:轉動頭 311:本體 312:連接段 313:球面部 314:第二卡掣面部 315:上扇形面部 316:下扇形面部 32:工具部 4:彈性件 5:定位件 Z:高度方向 X:第一方向 L:軸線 A1:弧度 D1,D2,D3:長度 r1:球面半徑 r2:圓柱半徑 D4:距離 T1:傾斜角度

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一剖視圖，說明現有的萬向接頭； 圖2是本發明無銷萬向接頭裝置的一實施例的一立體圖； 圖3是沿著圖2中的線III-III所截取的一剖視圖； 圖4是該第一實施例的一立體分解圖； 圖5是沿著圖3中的線V-V所截取的一剖視圖； 圖6是該第一實施例的一接頭組件的一側視圖； 圖7是該接頭組件的一仰視圖； 圖8是該接頭組件的一前視圖； 圖9是該接頭組件的一立體剖視圖； 圖10是一類似於圖3的剖視圖，說明該接頭組件相對於該第一實施例的一筒座轉動，以調整該接頭組件與該筒座的連接角度； 圖11是一剖視示意圖，說明該接頭組件與該筒座的卡掣位置； 圖12是一立體分解圖，說明本發明無銷萬向接頭裝置的一第二實施例的該接頭組件； 圖13是該第二實施例的該接頭組件的一側視圖；及 圖14是該第二實施例的該接頭組件的一仰視圖。

2:筒座 202:容置槽 21:內壁面 211:凸部 212:弧形部 213:第一卡掣面部 215:環槽 3:接頭組件 31:轉動頭 311:本體 312:連接段 313:球面部 314:第二卡掣面部 315:上扇形面部 32:工具部 4:彈性件 5:定位件 Z:高度方向 L:軸線

Claims (9)

1. 一種無銷萬向接頭裝置，包含：一筒座，包括一被驅動部，及一在一高度方向上相反於該被驅動部的容置槽，該筒座具有一圍繞一平行於該高度方向的軸線且界定出該容置槽的內壁面，該內壁面具有兩個在徑向上相反設置的凸部，及兩個在徑向上相反設置的弧形部，每一該凸部的兩相反側分別連接該等弧形部，每一該弧形部的兩相反側分別連接該等凸部，每一該凸部朝該軸線的方向突起且具有兩個相反傾斜的第一卡掣面部，由該等凸部的該等第一卡掣面部與該等弧形部共同界定出兩個間隔相對的可動空間；一接頭組件，能轉動地連接至該筒座，該接頭組件包括：一轉動頭，能轉動地設置在該筒座的容置槽內，該轉動頭具有兩個分別容置在該等可動空間的球面部，及兩個連接該等球面部的第二卡掣面部，該等第二卡掣面部分別用來卡掣於該等凸部，每一該球面部連接該等第二卡掣面部，每一該第二卡掣面部的兩相反側分別連接該等球面部，每一該球面部在一垂直於該軸線的徑向橫截面上的弧度大於90度且小於140度，該轉動頭具有一本體，及一連接該本體與該工具部的連接段，該本體形成該等球面部與該等第二卡掣面部，每一該球面部的頂緣延伸至該連接段，及一工具部，連接該轉動頭且在該高度方向上超出 該筒座；及一定位件，設置在該筒座且用來擋止該轉動頭，使該接頭組件被限位在該筒座內。
2. 如請求項1所述的無銷萬向接頭裝置，其中，每一該第一卡掣面部的傾斜角度介於3度至10度之間。
3. 如請求項2所述的無銷萬向接頭裝置，其中，該轉動頭還具有兩個分別連接該等第二卡掣面部的上側的上扇形面部，每一該上扇形面部在一垂直於該高度方向的第一方向上的最大長度等於每一該第二卡掣面部在該第一方向上的長度。
4. 如請求項3所述的無銷萬向接頭裝置，其中，每一該上扇形面部在垂直於該第一方向上的最大長度大於或等於每一該球面部的球面半徑減去每一該第二卡掣面部的圓柱半徑。
5. 如請求項3所述的無銷萬向接頭裝置，其中，該等上扇形面部平行間隔。
6. 如請求項2所述的無銷萬向接頭裝置，其中，每一該球面部的球面半徑大於每一該第二卡掣面部的圓柱半徑。
7. 如請求項1所述的無銷萬向接頭裝置，還包含一安裝在該筒座內且能被壓縮地彈抵於該轉動頭與該筒座的彈性件。
8. 如請求項1所述的無銷萬向接頭裝置，其中，該筒座的內壁面還具有一全周環繞該軸線且高於該等凸部與該等弧形部的環槽，該定位件是C扣且嵌置於該環槽。
9. 如請求項1所述的無銷萬向接頭裝置，其中，該轉動頭還 具有兩個分別連接該等第二卡掣面部的下側的下扇形面部，每一該下扇形面部與該等球面部相連接。