TWM448354U - 可撓式扭矩工具 - Google Patents

Description

可撓式扭矩工具

本創作涉及可撓式扭矩工具之關節技術。

已知的可撓式扭矩工具，如第TWM357344號、第TWM370471號、第US20110303053號等專利案，揭露一插入段與一套接段之間銜接一撓曲聯結器，這個撓曲聯結器是一組關節，藉由一球頭插入一容納部的凹槽組成，容納部有六面框圍凹槽周圍的弧面，而球頭與一頸部相連，自球頭端部到頸部之間佈滿六道曲面，每道曲面與對應的弧面間維持單點接觸關係。

甚至於，某些可撓式扭矩工具還會利用一空心的撓性物套在各組關節外部，不干涉關節活動，卻能同步撓曲作動。此類撓性物如第GB217368號專利案的螺旋式彈簧以及第US4730960號、第US6952986號等專利案所揭露的金屬軟管。

但是，這樣的扭矩工具仍存在撓曲作動不順暢的缺點。究其原因在於：六面球頭與容納部六弧面彼此間的單一接觸點，導致容納部保留球頭迴轉一定角度的空間，反而需要靠著彈性珠體與弧面的卡掣作用來防止球頭旋轉，進而取得球頭相對容納部來回擺動的穩定效果。

因此，如何以簡單構造獲得穩定的擺動效果，就成為本創作亟待解決的課題。

有鑑於此，本創作人深入探討先前技術之問題，憑藉多年從事相關產業之研發與製造之經驗，積極尋求解決之道，終於成功開發出一種可撓式扭矩工具，以改善習用物之問題。

本創作主要目的之一在於：在面對面的構造中，採用多個點接觸關係，取得擺動的穩定效果，同時捨棄彈性珠體結構物，降低生產成本，簡化組裝流程，相對提昇市場競爭力。

緣於上述目的之達成，本創作提供一種可撓式扭矩工具，係在一插入段與一套接段之間銜接一撓曲聯結器，該撓曲聯結器包括至少一組關節，每組關節包括：一球頭，該球頭與一頸部相連，在球頭異於頸部的端部有一多角形端面，端面各邊到頸部之間依曲度延伸多道佈滿球頭外表的曲面，在相鄰二曲面之間形成一稜角；一容納部，該容納部有一凹槽，凹槽周圍立著複數弧面，每一弧面中間部位有二隆起部。

當球頭深入容納部的凹槽中，每一弧面與對應的曲面間藉由二隆起部維持兩點接觸關係，使球頭相對容納部穩定地來回擺動。由於製作流程缺少彈性珠體的組裝步驟，不僅程序簡單化，而且捨棄彈性珠體結構物能夠降低生產成本，相對提昇市場競爭力。

其次，二隆起部介於一道順著槽深方向成形於弧面中央的低窪部兩旁，並在二相鄰的弧面之間形成一 淺溝，淺溝附近的隆起部對稜角兩旁曲面產生支持作用。

另外，該插入段結合球頭(或容納部)成為一輸出元件，而套接段結合容納部(或球頭)成為一輸入元件，令輸出元件與輸入元件直接形成單組關節。

至於聯結輸出元件與輸入元件的其餘關節中，以球頭結合容納部凹槽成為一個以上聯結件。這些聯結件之一的球頭能夠配合其他聯結件與輸出元件(或輸入元件)對應的容納部構成第一組關節，復以同一聯結件的容納部凹凸配合其他聯結件與輸入元件(或輸出元件)對應的球頭構成第二組關節。如此，通過多組關節銜接為聯結器，能夠在直線狀態與曲線狀態之間任意變換、撓曲，協助插入段與套接段適用於狹隘或曲折的通道。

以下，基於圖式詳述相關實施例之目的、構造及特徵，相信本創作採用之技術、手段及功效，當可由之得一深入而具體的瞭解。

第1圖表現一扭矩工具10的具體構造。這個扭矩工具10中間部位是一撓曲聯結器30，允許扭矩從撓曲聯結器30一端傳遞到另端。該扭矩工具10有一四方形插入段12，插入段12結合撓曲聯結器30一端，能夠凹凸配合其它工具，如套筒或接桿。該扭矩工具10還有一套接段20，套接段20結合於撓曲聯結器30的另端，利於一成形於套接段20端面的四面槽(或是 孔洞)22公母配合其它工具，如扳手。

該撓曲聯結器30以多組關節32為主，透過一遮掩各組關節32的空心撓性物34，支持這些關節32銜接於插入段12與套接段20之間而能靈活作動，可將套接段20輸入撓曲聯結器30的扭矩，通過插入段12輸出至其它工具。

每組關節32能夠靈活作動且傳遞扭矩的關鍵，在於一球頭41與一容納部51凹凸配合的聯結構造。從第2圖不難發現，球頭41與一頸部44成形為一體，構成頭寬頸窄的機能形體，球頭41異於頸部44的端部有一六角形端面43，從端面43周圍各邊到頸部44之間依曲度延伸六道曲面42，這些曲面42佈滿球頭41外表，並在相鄰二曲面42之間形成一稜角45。

圖中的容納部51是圓柱體，圓柱體兩端之間形成一凹槽52，凹槽52周圍有六弧面53，相鄰二弧面53之間形成一淺溝54，配合凹槽52底面圍成六邊形的半封閉空間。每一弧面53中間部位有二隆起部55，兩隆起部55之間是一道低窪部56，低窪部56順著槽深方向成形於弧面53中央，充當二隆起部55的分界線。

球頭41與容納部51是分離的，可視需要成為其它元件的一部份。因此，本實施例以球頭41結合新的容納部46成為一第一聯結件40，另外的球頭57頸部58結合容納部51成為一第二聯結件50。

回到第1圖，看到球頭41a結合插入段12成為一輸出元件14，復以容納部51a結合套接段20成為一 輸入元件24，亦在允許範圍內。

至於撓性物34其實是金屬軟管(Metal Hose)，套在各組關節32外部，不干涉關節32活動卻能同步作動，兼具保護效果。軟管兩頭分別迫緊一端帽36，限制各組關節32保持活動的聯結關係，使聯結成串的關節32端部結合對應的插入段12及套接段20，避免聯結件40、50離開輸出元件14與輸入元件24。

接著配合第3、4圖詳述關節32的聯結關係。由於球頭41對角線的長度L，比容納部51二相對的淺溝54間隔距離S還短，加上二相對的曲面42彼此間最大寬度，亦小於二面對面的弧面53間隔距離，所以球頭41能夠依端面43面對槽口方式深入容納部51的凹槽52中。容納部51圓周面到弧面53的距離視為厚度，每一弧面53最薄處非緊鄰淺溝54處莫屬，最厚處自然是隆起部55的頂點59。

因此，弧面53以二隆起部55的頂點59觸及對應的曲面42，使弧面53與曲面42之間維持兩點接觸關係，確保球頭41相對容納部51穩定地來回擺動，並以頸部44受阻於凹槽52開口周圍壁面充當最大的擺動幅度。擺動期間，稜角45兩旁曲面42被淺溝54附近的隆起部55所支持，不會摩擦到淺溝54壁面。

在扭矩傳遞期間，假設第一聯結件40的容納部46接收扭矩，連帶球體41同步旋轉，通過曲面42觸及淺溝54旁邊隆起部55的構造，驅使容納部51同向轉動，進而將扭矩傳遞至第二聯結件50。

反過來說，當第二聯結件50的球頭57接收扭矩 時，連帶容納部51同步旋轉，藉由淺溝54旁邊隆起部55觸及曲面42的構造，驅使球頭41同向轉動，進而將扭矩傳遞至第一聯結件40。

根據上述結構，尚能衍生其他實施例。最簡單的可撓式扭矩工具，莫過於撓曲聯結器只有一組關節。換句話說，就是將輸入元件結合輸出元件成為一件能夠撓曲的扭矩工具。

又如第5圖所示的關節32，不同於前述實施例之處有二：

1)一環體60鑲入一道成形於容納部51的環槽62裡面，藉由環體60露出弧面53及淺溝54的部份來縮減凹槽52口徑，阻止球頭41脫離容納部51，限制第一、第二聯結件40、50不得分開。

2)第二聯結件50的球頭57與頸部58改為空心體，能夠節省部份材料成本。

再看到第6圖的扭矩工具10，不同於前述實施例之處有二：

1)撓性物改成螺旋式彈簧64，端帽36仍舊迫緊彈簧64端部，對輸出元件14致生限制作用。

2)輸入元件24插入一螺帽66，螺帽66與新的端帽36成形一外螺紋段68擁有鎖緊關係，對一鑲嵌在輸入元件24的外環70致生挾制作用，阻止輸入元件24離開聯結成串的關節32端部。

又如第7圖闡明撓性物又一實施例，不同於前述實施例之處如下：1)單獨的長撓性物被數個短撓性物取代，每個短 撓性物遮掩對應的關節32致生保護作用；2)此處所稱短撓性物是指螺旋的短彈簧72，短彈簧72兩端具備束緊功效，兩端之一套在第一聯結件40的容納部46(或輸出元件毗鄰頸部的寬大部位)外面，另端緊固在第二聯結件50(或輸入元件)的容納部51外面；3)沿著厚度或直徑方向，在第一聯結件40的容納部46(或輸出元件毗鄰頸部的寬大部位)及第二聯結件50(或輸入元件)的容納部51外表形成一個以上縮減段74，允許短彈簧72束緊於縮減段74周圍，並以短彈簧72端部抵觸一銜接於容納部51與縮減段74的環形肩部76；4)自容納部51外表到縮減段74表面存在一定的高度落差h，且肩部76高度與構成短彈簧72的螺旋金屬條剖面直徑相等，讓短彈簧72外徑與容納部46、51外表保持齊平狀態。

因此，短撓性物會約束關節32維持在近似於直線狀態。即使關節32受力連帶短撓性物彎曲，也能在外力消失後，帶動關節32回復到趨近於直線狀態。

最後看到第8圖，陳述短撓性物再一實施例，不同於前述實施例之處在於：每個短撓性物是指可撓曲的短管78，短管78一端套緊於第一聯結件40的容納部46(或輸出元件毗鄰頸部的寬大部位)對應的縮減段74表面，另端套緊於第二聯結件50(或輸入元件)對應的縮減段74表面。

當然，短管78端部緊抵肩部76為佳，用以遮掩 關節32致生保護作用，而且管厚等於肩部76高度，足以讓短管78外圓周面齊平於容納部46、51外表，同時在短管78本身回復特性的幫助下，讓關節32維持在近似於直線狀態。

上述實施例僅為說明本創作，非為限制本創作。熟習此技藝者從上述實施例衍生之各種變化、修改與應用均在本創作之範疇內。

10‧‧‧扭矩工具

12‧‧‧插入段

14‧‧‧輸出元件

20‧‧‧套接段

22‧‧‧四面槽

24‧‧‧輸入元件

30‧‧‧撓取聯結器

32‧‧‧關節

34‧‧‧撓性物

36‧‧‧端帽

40‧‧‧第一聯結件

41‧‧‧球頭(41a)

42‧‧‧曲面

43‧‧‧端面

44‧‧‧頸部

45‧‧‧稜角

46‧‧‧容納部

50‧‧‧第二聯結件

51‧‧‧容納部(51a)

52‧‧‧凹槽

53‧‧‧弧面

54‧‧‧淺溝

55‧‧‧隆起部

56‧‧‧低窪部

57‧‧‧球頭

58‧‧‧頸部

59‧‧‧頂點

60‧‧‧環體

62‧‧‧環槽

64‧‧‧彈簧

66‧‧‧螺帽

68‧‧‧外螺紋段

70‧‧‧外環

72‧‧‧短彈簧

74‧‧‧縮減段

76‧‧‧肩部

78‧‧‧短管

L‧‧‧長度

S‧‧‧距離

h‧‧‧高度落差

第1圖是本創作扭矩工具第一較佳實施例組裝後的局部剖視平面圖。

第2圖是關節拆卸後的分解立體圖。

第3圖是關節組裝後的局部剖視平面圖。

第4圖是沿著第3圖A-A線剖開的平面圖。

第5圖是關節另一較佳實施例組裝後的局部剖視平面圖。

第6圖是本創作扭矩工具第二較佳實施例組裝後的局部剖視平面圖。

第7圖是撓性物又一實施例，配合關節的局部剖視平面圖。

第8圖是撓性物再一實施例，配合關節的局部剖視平面圖。

41‧‧‧球頭

42‧‧‧曲面

45‧‧‧稜角

51‧‧‧容納部

52‧‧‧凹槽

53‧‧‧弧面

54‧‧‧淺溝

55‧‧‧隆起部

56‧‧‧低窪部

59‧‧‧頂點

L‧‧‧長度

S‧‧‧距離

Claims (16)

1. 一種可撓式扭矩工具，係在一插入段與一套接段之間銜接一撓曲聯結器，該撓曲聯結器包括至少一組關節；特徵在於每組關節包括：一球頭，該球頭與一頸部相連，在球頭異於頸部的端部有一多角形端面，端面各邊到頸部之間依曲度延伸多道佈滿球頭外表的曲面，在相鄰二曲面之間形成一稜角；一容納部，該容納部有一凹槽，凹槽周圍立著複數弧面，每一弧面中間部位有二隆起部；當球頭深入容納部的凹槽中，每一弧面與對應的曲面間藉由二隆起部維持兩點接觸關係，使球頭相對容納部穩定地來回擺動。
2. 依據申請專利範圍第1項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：相鄰二弧面間形成一淺溝，淺溝附近的隆起部對稜角兩旁曲面產生支持作用。
3. 依據申請專利範圍第1或2項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：二隆起部介於一道順著槽深方向成形於弧面中央的低窪部兩旁。
4. 依據申請專利範圍第3項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該插入段結合球頭或容納部成為一輸出元件，而套接段結合容納部或球頭成為一輸入元件。
5. 依據申請專利範圍第4項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該撓曲聯結器還有一個以上聯結件， 每一聯結件由球頭與容納部結合為一體，配合輸出元件與輸入元件形成二組以上關節。
6. 依據申請專利範圍第5項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該容納部成形一道環槽，供一環體鑲入環槽裡面，藉由環體外露部份縮減凹槽口徑，阻止球頭脫離容納部。
7. 依據申請專利範圍第6項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該撓曲聯結器還有一套在各組關節外部的撓性物，不干涉關節活動卻能同步作動，兼具保護效果。
8. 依據申請專利範圍第7項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該撓性物是一金屬軟管，軟管兩頭分別迫緊一端帽，使聯結成串的關節端部連接對應的輸出元件與輸入元件。
9. 依據申請專利範圍第7項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該撓性物是一螺旋式彈簧，彈簧兩頭分別迫緊一端帽，配合螺鎖構造將輸出元件與輸入元件連接在整串關節的對應端。
10. 依據申請專利範圍第6項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該撓曲聯結器還有數個短撓性物，每個短撓性物遮掩對應的關節，不干涉關節活動卻能同步作動，兼具保護效果。
11. 依據申請專利範圍第10項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該短撓性物是螺旋的短彈簧，短彈簧兩端束緊於對應的容納部或毗鄰頸部的寬大部位外面。
12. 依據申請專利範圍第11項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該容納部或毗鄰頸部的寬大部位外表沿厚度或直徑方向形成一個以上縮減段，允許短彈簧束緊於對應的縮減段周圍。
13. 依據申請專利範圍第12項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該容納部與縮減段之間銜接一供短彈簧端部抵觸的環形肩部，自容納部外表到縮減段表面存在一定的高度落差，且肩部高度與短彈簧的剖面直徑相等，讓短彈簧外徑與容納部外表保持齊平狀態。
14. 依據申請專利範圍第10項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該短撓性物是可撓曲的短管，短管兩端套緊於對應的容納部或毗鄰頸部的寬大部位外面。
15. 依據申請專利範圍第14項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該容納部或毗鄰頸部的寬大部位外表沿厚度或直徑方向形成一個以上縮減段，允許短管套緊於對應的縮減段周圍。
16. 依據申請專利範圍第15項所述可撓式扭矩工具，特徵在於：該容納部與縮減段之間銜接一供短管端部抵觸的環形肩部，自容納部外表到縮減段表面存在一定的高度落差，且肩部高度與短彈簧的直徑相等。