專利名稱：轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，尤其但不排他地涉及一種用于手用工具例如套筒扳手的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)。還提供一種手用工具。
背景技術(shù)：
用于在外部主體和內(nèi)部主體之間選擇地傳遞轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)是已知的。在一些已知的機構(gòu)中，這些主體能夠沿著第一方向相對于彼此自由轉(zhuǎn)動但是不能沿著相反的方向相對于彼此自由轉(zhuǎn)動。這種裝置的一種在商業(yè)上普及的形式為套筒扳手組的棘輪扳手，它包括一棘輪和棘爪機構(gòu)。但是因為這些裝置通常最多只包括大約72個棘輪齒，所以，在棘輪齒與棘爪完全嚙合之前，內(nèi)外部主體可以沿本應(yīng)不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的方向彼此相對移動多達5度，并且內(nèi)外部主體為可轉(zhuǎn)動地連接。這導(dǎo)致效率不高，因為在每次行程上喪失了幾個轉(zhuǎn)動角度，并且在其中手柄只能運動幾個角度(因為缺少用來使手柄運動幾個角度以上的空間)的情況下甚至?xí)?dǎo)致完全不能操縱該工具。另外，棘輪套筒扳手會受到相當(dāng)大的磨損，在高強度使用時其使用壽命可能只有幾個月。損壞的代價較高，并且可能對操作人員造成傷害。
盡管存在這些缺點，使用其它機構(gòu)以使得內(nèi)外部主體之間能夠進行相對轉(zhuǎn)動的工具看起來不會在商業(yè)上取得成功。一種可能的原因在于難以協(xié)調(diào)商業(yè)性重要考慮、實際考慮以及功能性考慮之間的關(guān)系，商業(yè)性重要考慮要求運動零件的數(shù)量應(yīng)最少、實際考慮要求工具頭部的尺寸應(yīng)該較小，而功能性考慮偏愛堅固的結(jié)構(gòu)以及改進的載荷分布以避免工具損壞或出故障。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，包括一外部主體，具有在其中形成一空腔的內(nèi)表面；一內(nèi)部主體，具有一外表面，該內(nèi)部主體至少部分位于所述空腔內(nèi)部并且在使用中能夠在其中轉(zhuǎn)動；多個滾子，每個位于外部主體和內(nèi)部主體之間；其中設(shè)有一個或多個凸輪面；其中內(nèi)部主體沿著第一方向相對于外部主體的轉(zhuǎn)動基本上不會受到這些滾子的阻礙，但是內(nèi)部主體沿著相對的第二方向的轉(zhuǎn)動將通過至少兩個滾子與所述一個或多個凸輪面之間的相互作用被防止或阻礙；其中與所述一個或多個凸輪面相互作用的滾子之一為一個較大的滾子，其直徑大于與其中所述一個或多個凸輪面之一相互作用的至少一個其他較小滾子；其中所述外部主體和內(nèi)部主體中之一在其中形成有凹部，并且所述較大滾子位于所述凹部中；并且其中形成有所述凹部的主體具有這樣一種形狀，排除凹部的影響，其具有非均勻的壁厚，并且在不考慮凹部的影響時，其中所述主體上形成有所述凹部的這部分包括一個具有壁厚更大的部分。
該非均勻的壁厚設(shè)置用來使得所述主體能夠執(zhí)行除了包括所述凹部之外的特定功能。
優(yōu)選的是，所述凹部形成在所述外部主體中。
優(yōu)選的是，所述較大滾子其直徑比所述至少一個較小滾子的直徑大大約50％。
所述較大滾子其直徑大約為所述至少一個較小滾子的直徑的兩倍。
優(yōu)選的是，該轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)包括在一工具中，其中所述外部主體形成工具頭部的一部分，并且所述外部主體的具有更大壁厚的那部分為在使用中處于內(nèi)部主體和工具手柄中間的部分。
優(yōu)選的是，所述凹部包括一較寬部分和一較窄部分，所述較寬和較窄部分由凸輪面限定。
優(yōu)選的是，其中形成有所述凹部的所述主體包括一個或多個其它凹部，其中安放除了所述較大滾子之外的一個或多個滾子。
優(yōu)選的是，設(shè)在凹部中的至少一個滾子被彈性偏壓向所述凹部的較窄部分。
至少一個所述滾子可以基本上為圓柱形。
至少一個所述滾子可以大體上為球形。
優(yōu)選的是，至少一個滾子用來使所述內(nèi)部主體相對于所述外部主體定位。
優(yōu)選的是，所述轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)包括至少三個滾子。
優(yōu)選的是，所述內(nèi)部主體和外部主體中的至少一個包括用于與所要驅(qū)動的元件連接或接合的連接和/或接合部分。
優(yōu)選的是，所述內(nèi)部主體包括用于配合地容納所要驅(qū)動的元件的中央空腔或孔。所述所要驅(qū)動的元件可以為驅(qū)動元件。在一些實施例中，該驅(qū)動元件為用于與套筒連接的驅(qū)動部件。或者，所述所要被驅(qū)動的元件可以是一緊固件。在一些實施例中，內(nèi)部主體可以直接接合螺母或螺栓頭。
優(yōu)選的是，中央空腔在徑向橫截面上為方形以配合容納方形橫截面驅(qū)動元件。在可選實施例中，可以設(shè)置其它橫截面形狀的孔，例如但不限于八邊形或六邊形的孔，以配合容納相應(yīng)形狀的驅(qū)動元件。
優(yōu)選的是，空腔的形式為延伸穿過內(nèi)部主體的孔。
優(yōu)選的是，通過至少三個大體上為圓形的滾子與各自相應(yīng)凸輪面的相互作用來防止或阻礙內(nèi)部主體沿著第二方向的轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選的是，除了所述圓柱形滾子之外，提供一個或多個大體上為球形的滾子，其中一個或多個球形滾子通過與凸輪面相互作用來防止或阻礙內(nèi)部主體沿著第二方向轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選的是，至少一個大體上為球形的滾子用來將內(nèi)部主體支撐在外部主體內(nèi)的所要求的位置中。
優(yōu)選的是，與給定滾子相互作用的至少一個凸輪面包括其曲率半徑大致等于給定滾子的半徑的弧形部分。
優(yōu)選的是，給定滾子與凸輪面的弧形部分相互作用，使得滾子的弧形部分與凸輪面的弧形部分接觸。
優(yōu)選的是，給定滾子用作一止動件。
優(yōu)選的是，在使用中，給定滾子其與弧形凸輪面接觸的周長比例大于滾子不與這些弧形凸輪部分相互作用的比例。這可以提高給定滾子在其與相應(yīng)凸輪面相互作用中的承載特性。
所述給定滾子優(yōu)選是大體上為球形的滾子。在該情況中，弧形凸輪部分可以具有用來與球形滾子相互作用的內(nèi)凹的局部球形部分。
優(yōu)選的是，內(nèi)部主體通過三個或多個滾子支撐在空腔中。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種工具，它包括一頭部，其中所述頭部包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)或者由它構(gòu)成。
優(yōu)選的是，該工具在使用中包括與所述頭部連接的手柄。
優(yōu)選的是，凹部設(shè)置在外部主體的一部分中，并且在使用中該部分大致位于所述內(nèi)部主體和所述工具的手柄中間。
優(yōu)選的是，所述內(nèi)部主體包括用于配合容納驅(qū)動元件的中央孔，從而在使用中可以通過向工具的手柄施加力來驅(qū)動所述驅(qū)動元件。
優(yōu)選的是，所述工具包括用于配合容納驅(qū)動元件的孔，從而可以通過向所述驅(qū)動元件上施力來驅(qū)動所述工具。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種工具，它在其頭部中包括單向轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，該機構(gòu)在使用中將來自驅(qū)動部分的轉(zhuǎn)矩傳遞給其驅(qū)動元件，其中所述工具包括用于連接另一個工具的驅(qū)動元件的連接部分，從而另一個工具的驅(qū)動元件可以受力以將轉(zhuǎn)矩傳給所述工具的驅(qū)動元件。
優(yōu)選的是，所述工具具有一個手柄部分，且連接部分大致位于其頭部和手柄部分之間。
優(yōu)選的是，所述工具為一套筒扳手。
優(yōu)選的是，所述連接部分包括用于容納所述另一個工具的驅(qū)動元件的空腔。
優(yōu)選的是，所述空腔的橫截面形狀對應(yīng)正多邊形的形狀。
優(yōu)選的是，所述空腔其徑向橫截面為方形以容納橫截面為方形的驅(qū)動元件。
優(yōu)選的是，所述空腔的形式為延伸穿過一部分所述工具的孔。
所述工具可以包括多個連接部分。
所述另一個工具可以為一轉(zhuǎn)矩扳手。
所述另一個工具可以為一延長把手。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，包括一外部主體，在其中具有一空腔；一內(nèi)部主體，至少部分位于所述空腔內(nèi)；用于控制所述內(nèi)部主體和外部主體的相對轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，從而在使用中所述內(nèi)部主體沿著第一方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動可以基本上不受阻礙，但是所述內(nèi)部主體沿著相反方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動被防止或阻礙；其中設(shè)有在所述內(nèi)部主體和所述外部主體之間延伸的蓋體，所述蓋體在使用中相對于所述外部主體基本固定；并且其中在所述內(nèi)部主體和所述蓋體之間設(shè)有一個或多個密封件，使得控制所述內(nèi)部主體和所述外部主體相對轉(zhuǎn)動的機構(gòu)與所述工具的外部隔離。
優(yōu)選的是，所述一個或多個密封件包括至少一個O形環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，它包括一外部主體，具有在其中限定了一空腔的內(nèi)表面；一內(nèi)部主體，具有一外表面，所述內(nèi)部主體至少部分設(shè)在所述空腔內(nèi)并且在使用中能夠在其中轉(zhuǎn)動；多個滾子，每個都位于所述外部主體和所述內(nèi)部主體之間；其中設(shè)有一個或多個凸輪面；其中所述內(nèi)部主體沿著第一方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動基本上不會受到所述滾子的阻礙，但是所述內(nèi)部主體沿著相反的第二方向的轉(zhuǎn)動將通過至少兩個滾子與所述一個或多個凸輪面的相互作用被防止或阻礙；其中與所述一個或多個凸輪面相互作用的至少一個滾子為一個較大滾子，其直徑大于至少一個與所述一個或多個凸輪面中之一相互作用的其它較小滾子；其中，與防止或阻礙沿著第二方向的轉(zhuǎn)動相對應(yīng)的這些滾子與凸輪面的相互作用對應(yīng)于滾子被強制接合在內(nèi)外部主體之間，以在所述內(nèi)外部主體之間傳遞轉(zhuǎn)矩；并且其中，在所述機構(gòu)從所述滾子沒有被強制接合在所述內(nèi)外部主體之間的狀態(tài)改變至所述滾子被強制接合在所述內(nèi)外部主體之間的狀態(tài)時，所述滾子并不是全部都同時地被強制接合在所述內(nèi)外部主體之間。
優(yōu)選的是，在使用中，一個或多個較小滾子先于一個或多個較大滾子被強制接合。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種工具，它包括一頭部，其中所述頭部包括一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)或者由它構(gòu)成，該機構(gòu)包括一外部主體，具有在其中限定了一空腔的內(nèi)表面；一內(nèi)部主體，具有一外表面，所述內(nèi)部主體至少部分設(shè)在所述空腔內(nèi)并且在使用中能夠在其中轉(zhuǎn)動；多個滾子，每個都位于所述外部主體和所述內(nèi)部主體之間；其中所述內(nèi)部主體沿著第一方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動基本上不會受到所述滾子的阻礙，但是所述內(nèi)部主體沿著相反的第二方向的轉(zhuǎn)動將通過至少兩個滾子與所述內(nèi)外部主體的相互作用被防止或阻礙；并且其中至少一個滾子其直徑大于至少一個其它滾子。
優(yōu)選的是，至少兩個滾子與所述內(nèi)外部主體的相互作用包括所述滾子與設(shè)在工具頭部中的凸輪面的相互作用。
優(yōu)選的是，與給定滾子相互作用的至少一個凸輪面包括其曲率半徑與給定滾子的半徑大致相等的弧形部分。
優(yōu)選的是，給定滾子與凸輪面的弧形部分相互作用，使得該滾子的弧形部分與凸輪面的弧形部分接觸。
優(yōu)選的是，所述給定滾子用作一止動件。
優(yōu)選的是，在使用中，給定滾子其接觸著弧形凸輪面的周向比例大于滾子不與這些弧形凸輪部分相互作用的比例。這可以改進給定滾子在其與相應(yīng)凸輪面相互作用中的承載特性。
所述給定滾子可以為大體上球形的滾子。在該情況中，弧形凸輪部分可以具有用于與所述球形滾子相互作用的內(nèi)凹的部分球形部分。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，它包括一外部主體，具有在其中限定了一空腔的內(nèi)表面；一內(nèi)部主體，具有一外表面，所述內(nèi)部主體至少部分設(shè)在所述空腔內(nèi)并且在使用中能夠在其中轉(zhuǎn)動；多個滾子，每個都位于所述外部主體和所述內(nèi)部主體之間；其中所述內(nèi)部主體沿著第一方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動基本上不會受到所述滾子的阻礙，但是所述內(nèi)部主體沿著相反的第二方向的轉(zhuǎn)動將通過至少兩個滾子與所述內(nèi)外部主體的相互作用被防止或阻礙；并且其中至少一個滾子大體上為球形。
優(yōu)選的是，所述至少兩個滾子與所述內(nèi)外部主體之間的相互作用包括所述滾子與設(shè)在所述內(nèi)部和/或外部主體中的凸輪面的相互作用。
優(yōu)選的是，與大體上為球形的滾子相互作用的至少一個凸輪面包括其曲率半徑大致等于所述球形滾子的半徑的弧形部分。
優(yōu)選的是，給定滾子與所述凸輪面的弧形部分相互作用，使得所述滾子的弧形部分與凸輪面的弧形部分接觸。
優(yōu)選的是，所述球形滾子用作一止動件。
優(yōu)選的是，所述機構(gòu)包括至少一個接觸著凸輪面的圓柱形滾子，并且在使用中球形滾子與弧形凸輪面接觸的表面的比例大于圓柱形滾子與相應(yīng)凸輪面接觸的比例。
優(yōu)選的是，所述弧形凸輪部分具有用于與所述球形滾子相互作用的內(nèi)凹的局部球形形狀。
優(yōu)選的是，所述機構(gòu)包括在工具的所述頭部中。該工具可以為一套筒扳手。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，它包括一外部主體，具有在其中限定了一空腔的內(nèi)表面；一內(nèi)部主體，具有一外表面，所述內(nèi)部主體至少部分設(shè)在所述空腔內(nèi)并且在使用中能夠在其中轉(zhuǎn)動；多個滾子，每個都位于所述外部主體和所述內(nèi)部主體之間；其中設(shè)有一個或多個凸輪面；其中所述內(nèi)部主體沿著第一方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動基本上不會受到所述滾子的阻礙，但是所述內(nèi)部主體沿著相反的第二方向的轉(zhuǎn)動將通過至少一個相互作用構(gòu)件與所述一個或多個凸輪面至少一個的相互作用被防止或阻礙；并且其中至少凸輪面與所述至少一個相互作用構(gòu)件相互作用的那個部分基本上是筆直的。
優(yōu)選的是，所述至少一個相互作用構(gòu)件為一滾子。
優(yōu)選的是，所述至少一個相互作用構(gòu)件大體上為圓柱形。
優(yōu)選的是，所述基本上筆直的凸輪面部分設(shè)在所述外部主體上。
優(yōu)選的是，所述基本上筆直的凸輪面部分設(shè)在一凹部的內(nèi)表面上，在使用中所述至少一個相互作用構(gòu)件保持在所述凹部中。
優(yōu)選的是，所述凹部用來保持多個相互作用構(gòu)件，它們可以與設(shè)在所述凹部的內(nèi)表面上的相應(yīng)凸輪面相互作用以防止或阻礙所述內(nèi)部主體相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選的是，所述相應(yīng)的凸輪面中的至少兩個包括基本上是筆直的并且可以在使用中與相應(yīng)的相互作用構(gòu)件相互作用的部分。
優(yōu)選的是，保持在所述空腔中的相互作用構(gòu)件中的至少兩個具有不同的尺寸。
優(yōu)選的是，所述凹部的內(nèi)表面包括在基本上筆直的凸輪面之間的臺階部分。
優(yōu)選的是，設(shè)有兩個或多個凹部，每個凹部包括一基本上筆直的凸輪部分。
優(yōu)選的是，每個凹部包括至少兩個基本上筆直的凸輪部分，每個凸輪部分用來與不同的相互作用構(gòu)件相互作用。
優(yōu)選的是，所述或每個凹部設(shè)在所述外部主體中。
優(yōu)選的是，所述相應(yīng)的相互作用構(gòu)件用來在所述內(nèi)部主體的外表面和相應(yīng)凸輪面之間箝緊，以防止或阻礙所述內(nèi)外部主體的相對轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選的是，所述內(nèi)部主體外表面的一個部分是弧形的，其在使用中可與相互作用構(gòu)件相互作用。
優(yōu)選的是，所述外表面部分大體上為圓形。
優(yōu)選的是，所述外表面部分大體上為圓柱形。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，它包括一外部主體，具有在其中限定了一空腔的內(nèi)表面；一內(nèi)部主體，具有一外表面，所述內(nèi)部主體至少部分設(shè)在所述空腔內(nèi)并且在使用中能夠在其中轉(zhuǎn)動；至少一個定位構(gòu)件，用于使所述外部主體和所述內(nèi)部主體相對定位；其中設(shè)有一個或多個凸輪面；其中所述內(nèi)部主體沿著第一方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動基本上不會受到所述滾子的阻礙，但是所述內(nèi)部主體沿著相反的第二方向的轉(zhuǎn)動將通過至少一個相互作用構(gòu)件與所述一個或多個凸輪面的相互作用被防止或阻礙；并且其中所述至少一個定位構(gòu)件不能與凸輪面相互作用，并且僅用來將所述內(nèi)部主體支撐并且定位在所述外部主體中，且基本上不會妨礙所述內(nèi)外部主體的相對轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選的是，所述至少一個定位構(gòu)件為位于所述內(nèi)部主體和所述外部主體之間的滾子。
優(yōu)選的是，設(shè)有至少三個不能與凸輪面相互作用的滾子。
優(yōu)選的是，不能與凸輪面相互作用的一個或多個滾子中的每一個保持在設(shè)在所述外部主體內(nèi)的凹部中。
不能與凸輪面相互作用的一個或多個滾子中的每一個可以包括大體上為圓柱形的滾動面。
或者，不能與凸輪面相互作用的一個或多個滾子中的每一個可以大體上為球形。
優(yōu)選的是，具有足夠的定位構(gòu)件，它們即使在沒有相互作用構(gòu)件的情況下也能夠有效地支撐和定位所述內(nèi)外部主體。
至少在根據(jù)這個方面的機構(gòu)的優(yōu)選的實施例中，使用滾子使其只是將所述主體相對于所述外部主體進行支撐而不用作阻礙或防止所述內(nèi)外主體相對轉(zhuǎn)動的相互作用構(gòu)件，因此為所述內(nèi)部主體沿著所述第一方向相對于的所述外部主體的轉(zhuǎn)動提供非常低的摩擦。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供一種用于與具有多個邊的多邊形緊固件相互作用的工具；其中所述工具具有一開口的緊固件容納部分，它包括用來與所述緊固件的相應(yīng)邊緣相互作用的多個內(nèi)表面部分；并且其中所述內(nèi)表面部分用來緊密地配合在所述緊固的一半以上的邊緣上。
優(yōu)選的是，所述工具為一扳手。
優(yōu)選的是，所述工具適用于六角螺母和/或螺栓頭。
優(yōu)選的是，所述工具設(shè)有用于與六角螺母或螺栓頭的四個邊緣相互作用的四個內(nèi)表面部分。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供一種用于將轉(zhuǎn)矩從手用工具傳遞給緊固件的機構(gòu)，手用工具用來向緊固件施加轉(zhuǎn)矩，所述機構(gòu)包括一手用工具相互作用部分，用于與手用工具上接觸并且驅(qū)動緊固件的一個部分接合；一驅(qū)動部分，用于驅(qū)動緊固件；以及一固定部分，用于可拆卸地連接在所述緊固件相互作用部分上，以相對于手用工具的一個部分固定緊固件相互作用部分，手用工具的該部分用來接觸并且驅(qū)動緊固件。
優(yōu)選的是，所述機構(gòu)用于將來自梅花扳手的轉(zhuǎn)矩傳遞給緊固件。
優(yōu)選的是，所述驅(qū)動部分用來接合緊固件。
優(yōu)選的是，所述驅(qū)動部分用來接合螺母或螺栓頭。
優(yōu)選的是，所述手用工具相互作用部分和所述驅(qū)動部分形成為單個構(gòu)件。
優(yōu)選的是，所述機構(gòu)包括從中軸向延伸穿過的通孔。
優(yōu)選的是，所述手用工具相互作用部分其徑向橫截面大體上為六邊形。
優(yōu)選的是，所述手用工具相互作用部分包括連接部分，該連接部分與所述固定部分的相應(yīng)連接部分配合連接。
優(yōu)選的是，所述手用工具相互作用部分和所述固定部分兩者之一的連接部分包括一個偏壓連接元件，用來與在所述手用工具相互作用部分和所述固定部分兩者中的另一個上的相應(yīng)凹部配合。
可以理解，本發(fā)明的兩個或多個方面可以有益地合并，并且在一個方面中優(yōu)選或任選結(jié)合的特定特征也可以優(yōu)選或任選結(jié)合在其它方面的


下面將參照以下附圖僅以示例的方式對本發(fā)明的各個方面的優(yōu)選實施例進行說明，其中圖1為結(jié)合在套筒扳手的頭部中的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)一實施例的示意性局部剖開平面圖；圖2為位于圖1實施例中凹部內(nèi)的離合器滾子的放大示意圖；圖3a為套筒扳手一實施例的平面圖，它包括根據(jù)本發(fā)明的一個或多個方面的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)；以及圖3b為與圖3a對應(yīng)的局部剖開側(cè)視圖；圖4為與圖1實施例類似但是包括一密封件的實施例的示意性局部剖開平面圖；圖5為一可選實施例的示意性局部剖開平面圖；圖6a、6b、6c、6d和6e分別為該工具其他可選實施例的平面圖，每個工具具有相應(yīng)的端部凸起；圖7a、7b、7c和7d為其它可選實施例的平面圖；圖8a和8b為工具頭部的可選實施例的平面圖；圖9a為工具的可選實施例的平面圖；圖9b為圖9a的工具的側(cè)視圖；圖10a和10b為適用于圖5至8b實施例的工具手柄的示意圖；圖11a為普通梅花扳手的平面圖；圖11b、11c和11d為根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的梅花扳手實施例的頭部局部剖視圖；圖12a為根據(jù)本發(fā)明一個或多個方面的工具另一個實施例的局部剖開側(cè)視圖，工具的形式為套筒型工具；圖12b為圖12a工具一部分的端視圖；圖13和14為示意性局部剖視圖，顯示出圖12a和12b所示工具的可選滾子配置；圖15a、15b、15c和15d分別為套筒扳手工具另一個實施例的平面圖、側(cè)視圖、透視圖和端視圖；圖15e和15f分別為分別沿圖15a中A-A線和圖15b中B-B線剖開的剖視圖；圖16a為圖15f的一部分的放大詳圖；圖16b給出了圖16a的一個元件的三個視圖；圖17a為一個組合扳手實施例的平面圖，其包括附屬的兩部分套筒機構(gòu)；圖17b為一個與圖17a對應(yīng)的側(cè)視圖，顯示出一些內(nèi)部細(xì)節(jié)；
圖17c為一個與圖17a對應(yīng)的透視圖；圖17d為一個與圖17c對應(yīng)的透視圖，顯示出分開的套筒機構(gòu)和組合扳手的零部件；圖17e為一個與圖17b中A-A線對應(yīng)的剖面；圖17f為一個與圖17a中B-B線對應(yīng)的剖面；圖17g為與圖17a、17b和17c對應(yīng)的端視圖；圖17h為圖17f的放大詳圖；圖18為圖17e的放大詳圖；圖19a和19b為圖17c和17d的放大詳圖；并且圖20為圖17f的一個放大視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的一個優(yōu)選實施例整體上由1表示，其結(jié)合在一個工具中，包括一中空的外部主體10和一個大體上為圓柱形的內(nèi)部主體30，后者容納在設(shè)在該外部主體10中的空腔12內(nèi)。內(nèi)部主體具有大體上為圓柱形的外表面32。
空腔12由內(nèi)部主體10的內(nèi)壁11限定。該空腔12可以被認(rèn)為其形狀大體上為圓柱形，并且在使用中與內(nèi)部主體30大體上共軸。在外部主體10的內(nèi)壁11上形成有第一至第三周向延伸的凹部14、16、18。這些凹部14、16、18由壁11的大體上徑向延伸的壁部和大體上周向延伸的凸輪面14a、16a、18a限定，徑向延伸的壁部確定了凹部的端部，并且徑向延伸的凸輪面限定了這些凹部的寬度或徑向尺寸，即在相應(yīng)凸輪面14a、16a、18a和內(nèi)部主體30的外表面32之間的周向變化的間距。
雖然凸輪面14a、16a、18a大體上周向延伸，但是它們不是嚴(yán)格地圓周取向。第一至第三凹部14、16、18中的每一個具有位于其周向更逆時針部分處(如圖1所示)的較窄部分和位于其周向更順時針部分處的較寬部分(如圖1所示)。這些凹部寬度的改變由凸輪面14a、16a、18a的實際幾何形狀和名義上真實的圓周面之間的差異所確定。為了清楚地顯示，圖1包括一個鄰近第一凹部14的凸輪面14a的弧形虛曲線，其由R表示，曲率中心為內(nèi)部主體30的軸線。曲線R和凸輪面14a之間的對比清楚地示出了凸輪面14a的幾何形狀和凹部14變化的寬度。
第一至第三周向延伸的凹部14、16、18容納著相應(yīng)的第一至第三大體上為圓柱形的滾子22、24、26以及相應(yīng)的第一至第三螺旋彈簧23、25、27。第一至第三螺旋彈簧23、25、27如圖1所示一樣鄰接著相應(yīng)凹部14、16、18的順時針端部，從而將相應(yīng)的滾子22、24、26周向地(沿圖1中的逆時針方向)偏壓遠(yuǎn)離凹部14、16、18的較寬部分，而偏壓向凹部14、16、18的較窄端部。
這些滾子22、24、26通過設(shè)置在凹部14、16、18的壁和內(nèi)部主體30的外壁32之間而被束縛保持在其相應(yīng)的凹部14、16、18內(nèi)。這些滾子22、24、26的尺寸設(shè)置成直徑小于其相應(yīng)凹部14、16、18最寬部分的寬度，但是大于相應(yīng)凹部14、16、18最窄部分的寬度。
圖2顯示出在使用中第一滾子22在第一空腔14中的定位和操作。顯示出第一滾子22處于由字母A、B和C所表示的與該轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的三個不同狀態(tài)對應(yīng)的三個位置中。第二和第三滾子24、26類似地操作。
當(dāng)內(nèi)部主體30相對于外部主體10不轉(zhuǎn)動時，彈簧23、25、27將朝著凹部14、16、18的較窄部分推壓這些滾子22、24、26。在這些情況下，這些滾子22、24、26每個都保持在相對于凹部的周向中間位置處(與在圖2中的位置B對應(yīng))，其中它們與相應(yīng)凸輪面14a、16a、18a以及內(nèi)部主體30的外表面32輕柔接觸。這對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)(和工具)的“接觸”或中性狀態(tài)。
內(nèi)部主體30相對于外部主體10沿著順時針方向(如圖1所示)的轉(zhuǎn)動將逆著彈簧23、25、27并且朝著凹部14、16、18的較寬部分推壓這些滾子22、24、26。在這些情況下，這些滾子22、24、26每個都保持在相對于凹部周向更順時針(如圖1所示)的位置中(與在圖2中的位置A對應(yīng))。在該狀態(tài)中，內(nèi)外部主體30、10可以沿著這個特定方向相對于彼此自由轉(zhuǎn)動。這對應(yīng)于該轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)(和工具)的“自由運轉(zhuǎn)”狀態(tài)。
內(nèi)部主體30相對于外部主體10沿著逆時針方向(如圖1所示)的轉(zhuǎn)動將朝著凹部14、16、18的較窄部分將滾子22、24、26推壓至更逆時針的位置。在這些情況下，這些滾子22、24、26每個都保持在相對于所述凹部周向更逆時針的位置中(如圖1所示)。這對應(yīng)于在圖2中的位置C。因為每個滾子22、24、26的直徑大于相應(yīng)凹部的較窄部分的寬度，所以每個滾子壓緊凸輪面14a、16a、18a和內(nèi)部主體30的外表面32，因此中止了內(nèi)外部主體30、10沿著該特定方向的相對轉(zhuǎn)動。這對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)(和工具)的“旋轉(zhuǎn)鎖緊”或轉(zhuǎn)矩傳遞狀態(tài)。
因此，機構(gòu)1起到離合器機構(gòu)的作用，使內(nèi)外部主體30、10接合和分離，只允許沿著一個方向進行相對轉(zhuǎn)動。在該優(yōu)選實施例中，這些組成部件的尺寸和偏差的設(shè)置使得在滾子不同位置之間的角度非常小，不同位置對應(yīng)于工具和轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的不同狀態(tài)。在該優(yōu)選實施例中，對于給定的滾子，其在中性狀態(tài)B和自由運轉(zhuǎn)狀態(tài)A之間相對于外部主體的位置角度差大約為1度，并且對于給定的滾子，其在中性狀態(tài)B和鎖緊狀態(tài)C之間相對于外部主體的位置角度差不大于約0.5度。這提供了一種能夠以小于1度的角度旋轉(zhuǎn)地鎖定內(nèi)外部主體30、10的機構(gòu)，其與具有72個齒的棘輪型機構(gòu)形成對比，后者需要五度的角運動，以使棘爪從與一個棘輪齒接合的位置運動到下一個棘輪齒上的相同位置。通過彈簧23、25、27的偏壓作用促進了中性狀態(tài)B和鎖緊狀態(tài)C之間的快速接合。
設(shè)置至少三個角間距較寬的滾子使得主體30能夠保持和支撐在空腔12中的大體中央位置處。
應(yīng)該指出的是，該機構(gòu)可以構(gòu)造成使得這些滾子在其與機構(gòu)的不同狀態(tài)對應(yīng)的位置時并不都具有相同的角度差-這個考慮事項將在下面進行更詳細(xì)的說明。
第四凹部20容納有球形滾子21。第四凹部20具有一凸輪面20a，它使得球形滾子21在內(nèi)部主體相對于外部主體10沿著順時針方向(如圖1所示)轉(zhuǎn)動時能夠進行相對自由的運動，但是如果內(nèi)部主體30開始相對于外部主體10沿著逆時針方向轉(zhuǎn)動的話則使得滾子21鎖定在凸輪面20a和內(nèi)部主體30的外表面32之間。該凸輪面20a包括在鎖緊位置時與球形滾子21接合的止動部分20b。該止動部分20b其形狀大體上為弧形，并且其曲率半徑大致等于球形滾子21的半徑，因此在止動部分20b和球形滾子21之間提供相對較大的接觸面積。凸輪部分優(yōu)選地在三個尺度而不是兩個上與球形滾子緊密配合。也就是說，止動部分20b可以具有內(nèi)凹的部分球形的形狀，在球形滾子21和止動部分20b接觸時，此內(nèi)凹部分的中心為球形滾子21的中心。
與由第一至第三滾子22、24、26單獨支撐的情況相比，設(shè)置呈球形滾子21形式的第四滾子使得內(nèi)部主體30能夠更牢固并且更精確地支撐在空腔12中的大體中央位置處，并且還有助于載荷的分布。如圖1所示，弧形止動部分20b圍繞著球形滾子21的圓周延伸大致90度，但是要理解的是，也可以有更大或更小的角度范圍。由于該凹部的這個結(jié)構(gòu)，止動部分不能圍繞著球形滾子延伸超過(差不多)180度，否這它將永久地容納著該滾子。在實踐中，將角度范圍增加至大于所示90度太多沒有多少好處，因為只有很少的力將通過附加的表面。小于90度過多的角度范圍將減少載荷分布表面，因此更不優(yōu)選，但是如果考慮到提供足夠的載荷分布，則可以使用。因此，大約為90度的角度范圍是優(yōu)選的，雖然在其它實施例中，此止動部分具有圍繞著滾子的角度范圍可以從大約30度(或者甚至更小)至大約150度。設(shè)置具有上述結(jié)構(gòu)的止動表面20b有助于球形滾子21有效地防止圓柱形滾子受到過大的力，該過大的力會損壞圓柱形滾子或承載它們的內(nèi)外部主體30、10的表面。這種損壞會影響該機構(gòu)的操作并且會增大在中性位置B和鎖緊位置C之間的角位移。在可選實施例中，可以有一個以上的具有配合止動部分的滾子。在該優(yōu)選實施例中，滾子21、22、24、26沒有等距離間隔，并且球形(或“止動”)滾子21設(shè)置成與最大圓柱形滾子(第三滾子26)偏離大約90度。
該實施例的一個重要特征在于，第三滾子26的直徑明顯大于第一和第二滾子22、24的直徑。第三凹部18和第三彈簧27的尺寸也相應(yīng)地大于第一和第二凹部14、16以及第一和第二彈簧23、25的尺寸。
與在第三滾子26具有更小的直徑的情況相比，第三滾子26設(shè)置作為較大直徑滾子可以在第三滾子26和內(nèi)外部主體30、10之間形成更大的接觸面積。因此，通過使用較大滾子，來提高該工具的承載能力。將轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的整體尺寸保持為最小往往是最重要的，而增大滾子的尺寸通常將導(dǎo)致機構(gòu)的整體尺寸增大(在其它各方面都一樣的情況下)。因此，考慮到圖1，如果第一和第二滾子22、24的直徑增大，則第一和第二凹部14、16的徑向尺寸必須相應(yīng)地增大。然后為了維持外部主體10最小徑向厚度不變，則外部主體10的整體尺寸(相應(yīng)的該工具頭部的整體尺寸)將必須增大，這是不利的。但是，在所述實施例中，較大直徑第三滾子26以及相應(yīng)較大的第三凹部18位于工具的中心線處或附近，也就是說它們基本上位于內(nèi)部主體30和工具的手柄92之間。因此，較大的第三凹部18形成于容納它的工具的一部分中，可以不減小最小壁厚并且不增大工具的整體尺寸或工作直徑。
在優(yōu)選實施例中，第一和第二滾子22、24和球形滾子21中的每個其直徑都為4mm，第三滾子26其直徑為6mm，內(nèi)部主體30其直徑為22mm，并且外部主體10其外工作直徑(即沿著與該工具手柄的軸線垂直方向的寬度)為34mm。在一可選實施例中，隨著承載能力的提高同時尺寸也增大，所以第一和第二滾子以及球形滾子每個其直徑都為6mm，第三滾子其直徑為8mm，內(nèi)部主體其直徑為23mm，并且外部主體其外徑(即沿著與工具手柄的軸線垂直方向的最大寬度)為40mm。40mm的頭部寬度可允許0.5英寸(12.7mm)的方孔，從而能夠容納標(biāo)準(zhǔn)的0.5英寸的方形驅(qū)動部件。
在優(yōu)選實施例中，凸輪面設(shè)置成使第一至第三滾子22、24、26以及球形滾子21的鎖緊連續(xù)即以非常接近的順序而不是同時地發(fā)生。
優(yōu)選的是，較小的第一和第二滾子22、24首先基本上鎖緊，較大的第三滾子26隨后立即鎖緊，而球形滾子21最后鎖緊。與相應(yīng)凸輪面20a的止動部分20b的接觸面積較大并且最后接合的球形滾子21，起到有效的端部止動件的作用，以防止在第一至第三滾子22、24、26和相應(yīng)凸輪面14a、16a、18a之間施加不適當(dāng)?shù)妮d荷。要理解的是，滾子的順序鎖緊以非?？斓捻樞蜻M行最后的滾子鎖緊將只在第一個滾子鎖緊之后的幾分之一度內(nèi)發(fā)生。
在所述優(yōu)選實施例中，較大的第三滾子26在第一和第二滾子22、24之后接合大約六分之一度，并且球形滾子21隨后接合小于0.5度?？紤]到滾子22、24、26、21的直徑和其它的任意相關(guān)因素，例如由這些彈簧23、25、27所施加力的大小，凸輪面14a、16a、18a、20a的輪廓決定了每個滾子從中性位置接合到鎖緊位置所需要的確切角度位移，這樣可以提供所要求的順序。因為這些滾子22、24、26、21的接合以非?？斓捻樞虺霈F(xiàn)，并且凸輪面只傾斜幾度，這樣所述凹部的寬度變化很小，從而更早接合(在凸輪面14a、16a和內(nèi)部主體30之間)的滾子22、24的壓縮將為微米量級并且應(yīng)該很容易由這些滾子的彈性所吸收，而不會對滾子和機構(gòu)1的其它元件造成損壞。
這種滾子順序鎖緊的優(yōu)點在于，可使這些滾子牢靠(positive)并且牢固地鎖緊而沒有損壞，因此保持了該機構(gòu)的較小偏差及其非?？焖俚逆i緊動作。
該優(yōu)選實施例中各個元件的形狀和尺寸是在CAD計算機程序的幫助下計算出的，并且該機構(gòu)的操作在制造該機構(gòu)之前經(jīng)過計算機仿真檢驗。在一個原型的實際制造中，有利地，提供尺寸稍大一點的內(nèi)部主體然后通過機械加工逐漸減小該內(nèi)部主體的直徑直到在這些部件之間實現(xiàn)所要求的配合和相互作用。
內(nèi)部主體30具有從中貫穿的方形柱孔(square cylindrical bore)34。如圖3b所示，該方形柱孔34用來容納可滑動的方形驅(qū)動部件56。該可滑動的方形驅(qū)動部件56包括一個在其軸向延伸表面上的多個球狀鎖銷(ball detent)58形式的可松脫鎖緊機構(gòu)。這些球狀鎖銷58保持在驅(qū)動部件56中，但是受到彈性偏壓以稍微位于其表面之外。這些球狀鎖銷58通過相應(yīng)凹部36(如圖1所示)可松脫地鎖入到孔34內(nèi)的適當(dāng)位置中，從而將該驅(qū)動部件56保持在孔34中并且露出該驅(qū)動部件56的部分長度。驅(qū)動部件56的露出部分60用來通過在其上的球狀鎖銷與待轉(zhuǎn)動的套筒或其它工具零件(未示出)可松脫地鎖緊連接。(通過使用球狀鎖銷使方形驅(qū)動部件與套筒或其它工具零件連接的操作本身是已知的，并且可被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解。)孔34一直延伸穿過內(nèi)部主體30，并且驅(qū)動部件56可以裝配在該內(nèi)部主體30上，以便根據(jù)使該套筒或工具零件沿著順時針或是逆時針方向轉(zhuǎn)動的要求而從內(nèi)部主體30的一個軸向側(cè)或者從其相對側(cè)延伸。要理解的是，可以通過驅(qū)動部件56(還可以通過適當(dāng)?shù)慕宇^)來驅(qū)動很多工具零件，包括螺絲起子刀頭、六角扳手刀頭等。還要理解的是，雖然在所述實施例中設(shè)置了方形孔34，但是也可以提供具有其它橫截面形狀的孔，或者可以通過任意其它適當(dāng)?shù)倪B接來與待驅(qū)動的工具零件連接。雖然優(yōu)選的是驅(qū)動部件裝在穿過內(nèi)部主體30的孔34上，但是可以預(yù)見這樣的實施例，其中孔34由在內(nèi)部主體任一側(cè)上的具有適當(dāng)形狀的空腔代替，這將提供類似的連接驅(qū)動部件的裝置。
如圖1、3a和3b所示，除了在內(nèi)部主體30中的主方形孔34之外，該工具的一優(yōu)選實施例包括一個副方形孔90，用于容納帶標(biāo)準(zhǔn)手柄的輔助驅(qū)動部件(未示出)，這些驅(qū)動部件例如設(shè)在市售的轉(zhuǎn)矩扳手等上。允許轉(zhuǎn)矩扳手(即，這樣一種扳手，它允許將給定轉(zhuǎn)矩或更小的轉(zhuǎn)矩施加在從動構(gòu)件上，而在到達或超過給定轉(zhuǎn)矩的時候它會給出指示，這通常由具有可調(diào)節(jié)裝置的手柄部分的釋放來實現(xiàn))這種方式的連接使得轉(zhuǎn)矩扳手能夠利用該工具益處地連接到該工具。這使得該轉(zhuǎn)矩扳手能夠用在手柄只能進行很小角運動的有限空間中，從而使得這種轉(zhuǎn)矩扳手能夠用在原來不能有效使用的地方。在一可選實施例中，根據(jù)本發(fā)明的一個或多個方面，通常用在轉(zhuǎn)矩扳手上的轉(zhuǎn)矩感測手柄部分形成工具的手柄部分。也就是說，這個實施例類似于圖1的工具，但是具有轉(zhuǎn)矩指示手柄。
如上所述，參照孔34，副孔90可以由具有適當(dāng)形狀的空腔代替。如果圖3a和3b的工具與普通的轉(zhuǎn)矩扳手結(jié)合使用，則必須容許所施加轉(zhuǎn)矩的一些不精確性，或者考慮到長度的有效增加，對轉(zhuǎn)矩扳手進行一些重新校準(zhǔn)，此長度增加由主孔34和副孔90之間的距離所產(chǎn)生。如果在主孔34和副孔90之間的距離與轉(zhuǎn)矩扳手手柄的長度相比較小，則所產(chǎn)生的所有的不精確性將較小。
副孔90的使用不限于用于轉(zhuǎn)矩扳手。有利的是，將方形驅(qū)動工具裝在圖3a和3b的工具上以便改變手柄相對于該工具的角度或者有效地加長該手柄。
參照圖3b，內(nèi)部主體30和外部主體10通過按照任意適當(dāng)方式連接的蓋體構(gòu)件94a、94b固定在一起。用于連接這些蓋體94a、94b的可選方式對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見。一優(yōu)選實施例包括圍繞著孔34延伸并且與之略微間隔開的第一和第二環(huán)形密封件96a、96b，其位于設(shè)置于內(nèi)部構(gòu)件30的相應(yīng)軸向端面中的溝槽和蓋體構(gòu)件94a、94b中的相應(yīng)溝槽中。這些密封件96a、96b將內(nèi)部主體30密封在蓋體構(gòu)件94a、94b上，從而使?jié)L子22、24、26、21和其它內(nèi)部部件與外部污染物例如灰塵甚至水隔絕。在圖4(其否則對應(yīng)于圖1)中顯示出一種這樣的密封件96a的設(shè)置。這些密封件94a、94b優(yōu)選地為O形環(huán)的形式，并且由例如自潤滑塑料材料或由相當(dāng)耐用從而能夠承受在相對運動部件之間的長時間使用的氯丁橡膠形成。圖4的實施例顯示出一些優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)可以如何適于在其中設(shè)置密封件。在一些情況中，可以將類似的密封方法結(jié)合用到其它類型的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)和工具中，包括傳統(tǒng)的棘輪和棘爪型裝置，例如在棘輪套筒扳手中的那些裝置。從該文獻的教示中，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解本發(fā)明是如何實現(xiàn)的。
圖5顯示出一個整體上由500表示的工具的可選實施例，它包括轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)501的可選實施例。該實施例與圖1至3b的實施例的主要不同之處在于，大體上位于內(nèi)部主體530和細(xì)長手柄部分592之間的第三凹部518包括第一至第四滾子526a、526b、526c、526d，其中的至少一個526d其直徑大于圍繞著內(nèi)部主體530周向間隔開的其它滾子522、524、521。圖5的實施例包括第一和第二副孔590a、590b，其中第一副孔590a靠近轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)501，而第二副孔590b沿著手柄部分592與轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)501間隔相當(dāng)大的距離。手柄部分592遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)501的端部包括一個軸向延伸的空腔599，用于容納一個其尺寸與孔590a、590b用來容納的驅(qū)動元件相同的驅(qū)動元件。這使得能夠與手柄部分592共軸地設(shè)置適當(dāng)?shù)难由焓直?參見例如圖10a和10b)。
圖6a至6e顯示出工具的其它實施例，它具有不同長度的手柄部分，并且如在相應(yīng)的端視圖中所示，每個手柄部分都具有用來與延伸手柄連接的軸向延伸空腔。還要指出的是，各個實施例的蓋體694延伸至靠近內(nèi)部主體(未示出)的孔634處，從而形成美觀的外觀并且使蓋體694和內(nèi)部主體(未示出)充分搭接，從而便于在這些部件之間設(shè)置密封件(未示出)。
圖7a至7d顯示出具有與圖6a至6e的那些實施例不同的外觀的其它實施例。圖7a至圖7d包括尺寸，用來說明可預(yù)見實施例的尺寸，當(dāng)然這些尺寸只是舉例。
圖8a為整體上由800表示的工具頭部的一個實施例的平面圖，它通過第一和第二樞轉(zhuǎn)銷812、814樞轉(zhuǎn)連接在軛形件810上。該軛形件810包括一中央主體部分816，其中設(shè)有一空腔818，其尺寸設(shè)定為適用于容納另一個工具(未示出)的驅(qū)動元件(未示出)。
圖8b為整體上由800a表示的工具頭部的一個實施例的平面圖，它包括具有貫通的方形孔834的內(nèi)部主體830。該工具頭部800a還包括一個副孔890和軸向連接部分899，可以從上面針對其它實施例的說明中理解其功能。
圖9a和9b顯示出整體上由900表示的工具的一個實施例。該工具900具有第一驅(qū)動元件950和類似的第二驅(qū)動元件953，第一驅(qū)動元件的橫截面為3/8英寸(9.5mm)的方形并且包括從其一側(cè)伸出的第一球狀鎖銷952，第二驅(qū)動元件具有從其另一側(cè)伸出的第二球狀鎖銷954。
第一驅(qū)動元件950連接至一個轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的外部主體956，第二驅(qū)動元件953連接至該轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的內(nèi)部主體958。外部主體956和內(nèi)部主體958可以相互作用，并且其結(jié)構(gòu)可以類似于此處描述的其它實施例的對應(yīng)部件?？梢岳斫?，本實施例因此提供了一種“順列式驅(qū)動(in-linedrive)”，其中沿著第一方向向第一元件950施加的轉(zhuǎn)矩會傳遞給第二元件953，但是沿著相反方向施加的轉(zhuǎn)矩不會從第一驅(qū)動元件950傳遞給第二驅(qū)動元件953。
在使用中，通過選擇驅(qū)動元件950、953中哪一個作為驅(qū)動元件和哪一個作為從動元件，可以確定從驅(qū)動元件950、953中驅(qū)動的一方向驅(qū)動元件950、953中從動的一方傳遞轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)方向。也就是在使用中，(假設(shè)使驅(qū)動元件的軸線處于豎直方向地來使用該工具)，可以通過選擇使工具900哪一面朝上的方式，來選擇轉(zhuǎn)矩傳遞方向。
可以理解，工具900提供一種單向轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，它可以設(shè)置在例如驅(qū)動手柄和工具零件例如套筒之間，或者設(shè)置在其它需要在適當(dāng)?shù)墓ぞ咧g沿著一個旋轉(zhuǎn)方向傳遞轉(zhuǎn)矩的元件之間。順列式工具(in-line tool)900因此提供了一種將緊湊機構(gòu)，其沒有單向離合器的傳動系統(tǒng)方便地轉(zhuǎn)換為包括單向離合器的傳動系統(tǒng)。
圖10a顯示了工具手柄，整體由1000表示，它包括大致為圓柱形棒的主體1005。工具手柄1000包括在其第一端的軸向空腔1010和徑向通孔1020，它們的尺寸分別適合于容納一個驅(qū)動元件。在該實施例中，軸向空腔1010和通孔分別是邊長為3/8英寸(9.5mm)的方形截面。在工具手柄的軸向中央部分處設(shè)置另一個類似的徑向孔1030。在工具手柄1000的第二端處，設(shè)置一個凸出驅(qū)動元件1040(它的每個邊長為3/8英寸-9.5mm)。凸出驅(qū)動元件1040包括在其一個面上的第一球狀鎖銷1042，用于嵌入連接在工具零件(未顯示)的適當(dāng)空腔內(nèi)。凸出驅(qū)動元件1040通過樞轉(zhuǎn)銷1044樞轉(zhuǎn)地連接至工具手柄1000的主體1005。通過位于凸出驅(qū)動元件1040上的第二球狀鎖銷1046以及位于主體1005上的輔助凹坑1006的相互作用，凸出驅(qū)動元件1040可以彈性保持在它與主體1005共軸的方向上。
圖10b顯示一種可選的工具手柄1050，它包括大致筆直的細(xì)長手柄部分1052，其在一端處具有方形截面的凸出驅(qū)動元件1054。驅(qū)動元件1054包括在其一個面上的球狀鎖銷1056。
圖11a是從一金屬板材上沖下來的傳統(tǒng)梅花扳手1100的平面圖。
圖11b是梅花扳手形式的工具1101的一個實施例的局部截面圖，它包括一個轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的實施例。為了清楚起見，僅顯示了一些凹部和滾子。工具包括外部主體1110以及大致為環(huán)形的內(nèi)部主體1130，內(nèi)部主體包括從中貫穿的橫截面為六邊形的孔1134。由于孔1134為六邊形并且內(nèi)部主體1130大體上為環(huán)形，所以可以理解，內(nèi)部主體1130的壁厚(不考慮任何凹部的影響)在六邊形孔1134的側(cè)邊中央附近大于在六邊形孔1134的角部附近。因此，如果需要內(nèi)部主體1130具有給定的最小壁厚，以提供所要求的強度，則可以將較大凹部設(shè)置在六邊形孔1130的側(cè)面中央附近而非角部附近。
因此，對于該六邊形孔1130的每一側(cè)而言，該內(nèi)部主體包括位于該側(cè)邊中央附近的較大凹部1140以及位于較大凹部1140相應(yīng)的第一和第二側(cè)的第一和第二較小凹部1142、1144。較大凹部1140包括較大滾子1150，而第一和第二較小凹部1142、1144包括第一和第二較小滾子1152、1154。可以理解，這些凹部1140、1142、1144設(shè)有凸輪面，使得內(nèi)部主體1130和外部主體1110只能易于沿一個方向相對轉(zhuǎn)動。這些滾子1150、1152、1154壓緊凹部1140、1142、1144的相應(yīng)凸輪面并且壓緊由外部主體1110的內(nèi)壁1111形成的環(huán)形內(nèi)座圈。這些滾子可以為球形或圓柱形。也可以使用滾針。
因此，圖11b的實施例提供了這樣一種實施例，其中這些凹部設(shè)在內(nèi)部主體1130中。
圖11c和11d示意性地顯示出梅花扳手的可選實施例，它包括根據(jù)本發(fā)明各個方面的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的實施例，其中滾子設(shè)在外部主體中的凹部中并且這些滾子繞著內(nèi)部主體的周邊間隔開，使得較大凹部中的較大滾子大體上設(shè)在內(nèi)部主體和相應(yīng)扳手的手柄部分之間。較小滾子優(yōu)選為滾針，并且較大滾子可以如圖11c所示都為圓柱形滾子(未示出)、都為球形滾子，或者如圖11d所示為球形滾子和圓柱形滾子的組合。
圖11b、11c和11d的實施例中的每一個都包括方形孔形式的連接部分，其位于手柄部分中，用來與另一個工具的驅(qū)動元件連接。梅花扳手的這些實施例在尺寸上不必比傳統(tǒng)梅花扳手大很多，但是其額外優(yōu)點在于具有單向離合器機構(gòu)。在所示的圖11c和11d的實施例中，至少一個較大滾子其直徑稍大于較小滾子直徑的兩倍。當(dāng)然，這些直徑的相對尺寸在不同實施例中可以是不同的。
圖12a顯示出整體上由1200表示的套筒型工具的實施例，它具有包括轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的內(nèi)部主體1230的大體上為圓柱形的套筒部分1220(在圖12b中的端視圖中顯示出)，和包括轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的外部主體(未示出)的工具連接部分1260。內(nèi)部主體1230大體上位于套筒部分1220中的軸向中央位置處，并且沿著套筒部分1220的大致中央三分之一延伸。該工具連接部分1260包括壁1274，其在套筒部分1220的大致軸向中央部分圍繞著套筒部分1220延展，在那里在套筒部分1220中形成一腰部，從而內(nèi)部主體1230其直徑整體上比套筒部分1220更小。這便于提供緊湊型工具，因為壁1274可以部分位于腰部中，從而壁1274的外周邊不會延伸超過套筒部分1220的外側(cè)過多。套筒部分1220的內(nèi)表面1222的形成，使得可以與一些已知套筒相同的方式容納緊固件，例如螺母、螺栓頭等。內(nèi)部主體1230比內(nèi)表面1222更延伸靠近套筒部分1220的軸線，從而形成一內(nèi)肩部，該肩部在使用中可與緊固件例如螺母、螺栓頭等的端面接合。因此，通過套筒部分1220的相應(yīng)第一和第二端部形成第一和第二緊固件容納空腔1224、1226。這些空腔1224、1226通過內(nèi)部主體1230的中央孔1234連接。該套筒部分1220因此具有一軸向貫通延伸的細(xì)長空腔，從而使得能夠操作在長螺桿上的螺母，因為該螺桿可以延伸穿過該套筒部分1220。
工具連接部分1260包括用于與另一個工具或工具手柄連接的連接部分，形式為方形橫截面的孔1290。連接部分1260上包括孔1290的部分具有一個厚壁部分1292，其較之繞內(nèi)部主體1230延伸的壁1274，從工具的套筒部分的軸線進一步延伸。工具連接部分1260(包括外部主體)包括多個凹部(未示出)，其中的每一個都包括有位于其內(nèi)的相應(yīng)滾子1271、1272。
位于厚壁部分1292的凹部內(nèi)的至少一個滾子1272，其直徑大于位于薄壁1274的凹部內(nèi)的至少一個滾子1271。從上面的說明中可以理解，可以在不增加工具的工作直徑并且不使壁厚低于容許極限的情況下包含較大滾子1272，因為它處于壁的更厚部分中。在這方面，“更厚”的壁部分是在排除空腔的影響或厚度時的更厚，即在沒有存在空腔的情況下將“更厚”。一旦考慮了空腔在壁上的影響，則該壁的其他厚度(也就是說，在空腔附近的壁中的最小厚度部分的實際厚度)可能不大于較薄壁1274的厚度。
滾子1271、1272通過鎖緊于凹部的凸輪面和內(nèi)部主體1230之間而與它們相互作用，從而防止內(nèi)部主體1230和外部主體沿著預(yù)定方向進行相對轉(zhuǎn)動，從而提供一種單向轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)。套筒部分1220關(guān)于一個徑向延伸穿過其腰部的平面大體上是對稱的，并且通過使用套筒部分1220的哪個軸向端部來確定驅(qū)動緊固件的方向。
圖13和14示意性地顯示出可以包含在圖12a和12b實施例中的滾子和凹部的布置。圖13的實施例包括在相應(yīng)凹部中圍繞著外部主體1310的弧形較薄壁部1374周向間隔開的第一至第七大體上為圓柱形的較小直徑滾針1311至1317，以及位于較厚壁部1392凹部內(nèi)的第一至第五較大直徑球形滾子1321至1325，這些球形滾子在使用中大體上位于內(nèi)部主體1330和手柄(未示出)之間。可以理解，雖然沒有詳細(xì)顯示出，但是滾子1311至1317以及1321至1325中的每一個都可以與凹部和內(nèi)部主體1330相互作用以提供一個單向轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)。
圖14示意性地顯示出圖13所示滾子和凹部的替換結(jié)構(gòu)的實施例。圖14的實施例與圖13的實施例的不同之處在于，它只包括三個較大球形滾子1421、1422、1423，并且包括一個被彈簧1425偏壓向凹部1426較窄的周向端部的較大圓柱形滾子1424。由上述實施例可以理解該實施例的操作。可預(yù)見類似的但是用彈簧偏壓的圓柱形滾子代替球形滾子的可選實施例。如上所述，優(yōu)選包括至少一個球形滾子以用作止動件。可以理解，與圖9a和9b的實施例相同，圖11b至14的實施例允許通過選擇所涉及工具的取向來選擇工具零件或緊固件可以被驅(qū)動的方向。
可以相信的是，包括所述轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的工具的至少一個優(yōu)選實施例要優(yōu)于包括用來傳遞轉(zhuǎn)矩的棘輪和棘爪機構(gòu)的工具?？深A(yù)見的優(yōu)點包括以下這些。
內(nèi)部和外部主體的旋轉(zhuǎn)鎖定不會受到給定數(shù)量的齒的設(shè)置限制，并且在這些主體之間的相對轉(zhuǎn)動可以小于1度，或者在大多數(shù)優(yōu)選的實施例中以大約0.5度出現(xiàn)。
優(yōu)選實施例的布置比通常用于單向工具頭部的相應(yīng)的棘輪機構(gòu)更耐磨，因為所有的承載元件都具有相當(dāng)大的厚度(與棘輪爪相比)并且可以由合適的耐用和/或表面硬化材料制成。這延長了工具壽命并且降低了由于工具損壞而出現(xiàn)傷害的危險以及對工具頭部進行定期維護的需要。
工具頭部具有很少的運動零件，從而也增加了工具壽命并且降低了維護要求。
將一個或多個較大滾子設(shè)置在手柄附近以及將較小滾子圍繞著圓周剩余部分間隔開的這種設(shè)置，其優(yōu)點在于，可以不增加尺寸地包含一個或多個較大滾子，如果將這一個或多個較大滾子安放在圓周其他任意位置處，則有可能需要增加尺寸。
使用與相應(yīng)凸輪面的一個或多個弧形止動部分相互作用的一個或多個大滾子，最優(yōu)選地為球形滾子，有助于分配載荷，由此防止?jié)L子和凸輪面受損。
圖15a至16b顯示出整體上由1500表示的工具的一個可選實施例，它包括一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)1501的可選實施例。該實施例與前面所述的實施例具有許多類似之處，這些可以從附圖中看出而因不再進行詳細(xì)說明。但是，有必要指出的是，與前面一些實施例相似，工具1500包括副孔1590和軸向延伸的空腔1599，以能夠容納另一個工具的驅(qū)動元件。該工具還具有其橫截面為方形的驅(qū)動元件1550。該驅(qū)動元件1550包括第一和第二球狀鎖銷1552、1553，以便使得驅(qū)動元件在從工具的任一側(cè)延伸出時都能夠牢固固定，以便沿著任一所要求的方向進行力的單向傳遞。
該轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)1501在圖16中最清楚地顯示出，并且包括一大體上為圓柱形的內(nèi)部主體1530和一大體上為環(huán)形的外部主體1510。外部主體1510包括第一、第二和第三相互作用構(gòu)件凹部1514、1516、1518。第一和第二相互作用構(gòu)件凹部1514、1516包括相應(yīng)的第一和第二片簧1523、1525，它們在該實施例其橫截面大體上為N形(如在圖16b中最清楚地顯示出)。第一和第二相互作用構(gòu)件凹部1514、1516中的每一個也都包括相應(yīng)的較大相互作用構(gòu)件1522、1524和相應(yīng)的較小相互作用構(gòu)件1522A、1524A。第三凹部1518包括較大相互作用構(gòu)件1526A、中間尺寸的相互作用構(gòu)件1526B和較小相互作用構(gòu)件1526C。第三相互作用構(gòu)件凹部1518還包括第三彈簧1527，其尺寸稍大于第一和第二彈簧1523、1525。從前面所述的實施例中可以理解，這些相互作用構(gòu)件或者在該實施例的滾子中，1522、1522A、1524、1524A、1526A、1526B、1526C由彈簧1523、1525、1527(如圖16a所示)沿著順時針方向偏壓，以使得內(nèi)部主體1530能夠相對于外部主體沿著第一方向轉(zhuǎn)動，并且有效地防止內(nèi)部主體1530相對于外部主體1510沿著相反的方向轉(zhuǎn)動。
每個相應(yīng)的相互作用構(gòu)件能夠與形成在相應(yīng)凹部的內(nèi)側(cè)上的相應(yīng)凸輪部分相互作用。但是，要指出的是，在該實施例中在與滾子或相互作用構(gòu)件相互作用處，凸輪部分1531至1537基本上是筆直的。在該實施例中設(shè)置基本上筆直的凸輪部分1531至1537使得每個相互作用構(gòu)件能夠與凸輪的基本上筆直的平整表面相互作用。
在優(yōu)選實施例中，筆直凸輪部分的平整表面與相對于轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)之軸線的圓周方向傾斜大約6度。在該優(yōu)選實施例中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種布置使得內(nèi)部主體1530在轉(zhuǎn)動大約2.5度后，內(nèi)外部主體能夠被鎖定，從而不能沿著第二方向進行相對轉(zhuǎn)動。要指出的是，這些凹部包括在筆直凸輪部分1531至1537之間的臺階部分，從而允許相鄰相互作用構(gòu)件之間的尺寸存在差異，并且相鄰?fù)馆啿糠值慕嵌却嬖诓町悺?br> 除了這三個相互作用構(gòu)件凹部1514、1516、1518之外，外部主體1510包括第一至第四定位構(gòu)件凹部1541至1544，它們在把相應(yīng)第一至第四定位構(gòu)件1545至1548保持于其內(nèi)。這些定位構(gòu)件1545至1548將內(nèi)部主體1530相對于外部主體支撐在適合的位置上并且有效防止其徑向運動。在該優(yōu)選實施例中，定位構(gòu)件1545至1548為滾子，并且可以為球狀滾子或圓柱形滾子。設(shè)置這些定位構(gòu)件凹部用來在精密公差范圍內(nèi)保持這些定位構(gòu)件，同時使得這些定位構(gòu)件上的摩擦最小。
因此要理解的是，在該實施例中，內(nèi)部主體1530相對于外部主體1510的定位，以及內(nèi)部主體和外部主體之間形成低摩擦連接以使內(nèi)部主體能夠沿著第一方向相對于外部主體進行基本不受阻礙的運動，這些都是由定位構(gòu)件1545至1548提供的。但是，防止內(nèi)部主體1530沿著第二方向相對于外部主體1510轉(zhuǎn)動的機構(gòu)是由相互作用構(gòu)件1522、1522A、1524、1524A、1526A、1526B、1526C及其與凸輪部分1531至1537的相互作用提供的。使用不同的元件來執(zhí)行這兩個功能使得內(nèi)部主體1530能夠沿著第一方向相對于外部主體1510進行低摩擦轉(zhuǎn)動。
定位構(gòu)件當(dāng)然可以有替換的結(jié)構(gòu)。例如，可以在外部主體的內(nèi)表面上的一個或多個周向溝槽中設(shè)以滾子形式的定位構(gòu)件，只要它們的定位使得這些定位構(gòu)件和相互作用構(gòu)件之間沒有相互作用，例如它們可以與相互作用構(gòu)件軸向間隔開。因此，這些定位構(gòu)件其結(jié)構(gòu)可以類似于例如用在自行車車輪中的環(huán)形軸承，從而提供低摩擦的功能。雖然不是優(yōu)選的，但是可以使用例如低摩擦材料套筒而不是滾子作為定位構(gòu)件。
在該實施例中顯示的這些相互作用構(gòu)件為滾子。但是，可以采用其它形狀的相互作用構(gòu)件。另外，相互作用構(gòu)件凹部可以包括不同數(shù)量的相互作用構(gòu)件，與角度及定位合適的凸輪相互作用。
在優(yōu)選實施例中，這些相互作用構(gòu)件包括兩個直徑為3mm的滾子(相互作用構(gòu)件1522A、1524A)、三個直徑為4mm的滾子(相互作用構(gòu)件1522、1524、1526C)、一個直徑為5mm的滾子(相互作用構(gòu)件1526B)以及一個直徑為6mm的滾子(相互作用構(gòu)件1526A)。每個滾子大體上為圓柱形并且長約10mm，并且在使用中每個滾子都通過與相應(yīng)的筆直凸輪面和中央滾道相互作用來鎖定，并且與一個或多個相鄰的相互作用構(gòu)件的相互作用也有助于這些構(gòu)件的鎖定。
在優(yōu)選實施例中，這些相互作用構(gòu)件可以順序鎖定，較小滾子首先鎖定然后較大滾子緊接著在其之后連續(xù)鎖定。N形片簧1523、1525、1527提供了適當(dāng)?shù)钠珘毫σ允沟脙?nèi)部主體1530能夠沿著第一方向在外部主體1510內(nèi)不費力地自由轉(zhuǎn)動，并且使得這些相互作用構(gòu)件能夠在運動大約2.5度的范圍內(nèi)沿著第二方向鎖定。
圖17a至20顯示出包括轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的工具的再一個實施例。如圖17a、17c、17d和17e中所示，整體上由1700表示的工具為一組合扳手，它具有位于其第一端部處的把手頭部1701和位于其第二端部處的單向轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)1702，并且具有在它們之間延伸的手柄部分1792。
扳手頭部1701包括用于與六角螺母或螺栓頭(未示出)連接的開口連接部分1703。與其它扳手頭部不同，開口連接部分包括四個筆直邊，每個邊用來緊密地配合在六邊形緊固件例如螺母或螺栓頭的側(cè)面上，從而能夠分配施加在其上的載荷。當(dāng)然，可以提供不同形狀的連接部分以配合具有其它多邊形形狀的緊固件，但是優(yōu)選的是該連接部分包括一個用于多邊形緊固件的一半以上側(cè)邊的筆直邊，扳手頭部與緊固件配合。
該運動傳遞機構(gòu)1702由圖18最清楚地顯示出。該運動傳遞機構(gòu)1702包括一內(nèi)部主體1730和一外部主體1710。外部主體1710包括一相互作用構(gòu)件凹部1720，它容納有滾子形式的第一至第四相互作用構(gòu)件1721至1724。該相互作用構(gòu)件凹部1720還包括一偏壓彈簧1725。該相互作用構(gòu)件凹部包括一個與每個相互作用構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的筆直凸輪部分，并且通過參照上述實施例將了解用于使內(nèi)部主體1730只能沿著一個方向相對于外部主體1710轉(zhuǎn)動的操作模式。內(nèi)部構(gòu)件1730具有適用于容納六邊形緊固件例如螺母或螺栓頭的內(nèi)表面1732。
如在圖17c和17d中以及作為圖17c和17d的放大詳圖的圖19a和19b最清楚地所示一樣，在一優(yōu)選實施例中，該組合扳手1700設(shè)有整體上由1800表示的接頭套筒(adapter socket)。該接頭套筒1800由兩個單獨的元件即套筒元件1810和固定元件1830構(gòu)成。套筒元件1810具有一個貫通延伸的孔。該孔包括其橫截面大體上為圓形的較窄部分1811和由壁所限定的較寬部分1812，較寬部分內(nèi)表面在剖視圖中具有24邊從而形成12個頂點的形狀，該形式為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知，適用于容納六角螺母等類似部件。限定孔較寬部分的是具有大致圓柱形外表面的大體上為圓柱形的套筒壁部分1813。該套筒壁部分1813和孔的較寬部分1812構(gòu)成用于驅(qū)動緊固件的驅(qū)動部分。限定孔較窄部分1811的是具有大體上為六邊形徑向橫截面外表面的相互作用壁部1814。該相互作用壁部1814的外表面其尺寸設(shè)定為與內(nèi)部主體1730的內(nèi)表面1732良好配合。該相互作用壁部因此提供了一手用工具相互作用部分，用以與組合扳手1700接合，但是它也可以用于任意其它具有適當(dāng)尺寸和形狀的手用工具尤其適用于梅花扳手。手用工具相互作用部分具有足夠的軸向長度以延伸穿過梅花扳手的驅(qū)動(或環(huán)形)部分并且從該環(huán)上的另一側(cè)突出，該另一側(cè)與驅(qū)動部分延伸的一側(cè)相對。在用作連接部分的相互作用壁部中，朝著相互作用部分的遠(yuǎn)端設(shè)有環(huán)形溝槽1815。接頭套筒1800還包括一固定元件1830，用來將套筒部分1810相對于手用工具固定在合適的位置上，并尤其用來防止相互作用部分由于疏忽從環(huán)中縮回并且與之分開。該固定部分1830具有一個其徑向橫截面為六邊形的通孔，從而使得能夠?qū)⑾嗷プ饔每撞颗浜显谄渲?。在限定了?832的固定構(gòu)件1830的內(nèi)表面1833中設(shè)有一個或多個偏壓保持構(gòu)件，在該情況中為球狀鎖銷1816的形式，它由彈簧1817偏壓向套筒構(gòu)件1810的相互作用壁部1814，以便能夠彈性接合進溝槽1815中，從而使溝槽1815牢固連接到固定構(gòu)件1830。可以理解，固定構(gòu)件1830具有徑向延伸的肩部1835，它在使用中鄰接著梅花扳手的第一徑向延伸外表面(或者，在所示的實施例中，鄰接外部主體1710的第一徑向延伸表面)。另外，在套筒構(gòu)件1810的套筒壁部1813和相互作用壁部1814之間的過渡部分設(shè)置一徑向延伸表面1825，該表面在使用中鄰接著梅花扳手的第二徑向延伸表面(或外部主體1710的第二徑向延伸表面)。因此，在使用中，如圖19a中最清楚地所示一樣，接頭套筒1800可以固定和美觀地配合在組合扳手1700的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)1702上。
可以理解，接頭套筒1800可以有效地將具有單向轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的組合扳手(或梅花扳手)轉(zhuǎn)變成具有單向轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的套筒手柄。另外，接頭套筒1800使得能將標(biāo)準(zhǔn)梅花扳手用作套筒手柄。
在所示實施例中，接頭套筒提供一種用于驅(qū)動六邊形緊固件的12頂點套筒，并且包括一直從中貫穿延伸的通孔。設(shè)置這種通孔使得可以在具有任意長度的軸上操作緊固件而不會象具有封閉端部的套筒時一樣，需要將緊固件的操作限制在螺桿的端部附近的位置上。在一個可選實施例中，在不需要通孔的情況下，套筒接頭可以提供方形驅(qū)動部件代替12頂點套筒。這使得其能夠與任意多個的套筒或其它緊固件驅(qū)動工具連接。在所示實施例中，套筒的尺寸與所使用的梅花扳手的尺寸一樣，但是可以理解，可以使用能提供不同尺寸套筒的套筒接頭來增加或減小驅(qū)動件的尺寸。可以設(shè)置多個套筒接頭以便使得能夠操作許多尺寸的緊固件。
還要理解的是，在該優(yōu)選實施例中，可以通過將接頭套筒安裝在組合扳手的另一側(cè)上來使所要施加的驅(qū)動方向反向。
雖然已經(jīng)參照特定實施例對本發(fā)明進行了說明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的各個方面可以按照許多其它形式實施。
可以理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以對上述實施例作出許多不同的實施例和變型。根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)在包含了工具頭部之后，即使不能用在目前采用基于棘輪和棘爪系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的所有應(yīng)用場合也可以用在其中的大部分場合。雖然出于經(jīng)濟方面的考慮并且為了避免在空轉(zhuǎn)狀態(tài)中的過大摩擦，優(yōu)選使用少量運動零件，但是可以使用比在所述實施例的更多的零部件?？梢允褂萌我膺m當(dāng)數(shù)量的較大圓柱形滾子和/或較小圓柱形滾子。同樣地，可以設(shè)置任意數(shù)量的球形滾子用作止動構(gòu)件。雖然在上面實施例中指定了螺旋彈簧，但是可以使用其它形式的偏壓構(gòu)件來偏壓這些滾子，或者實際上，甚至其中不需要偏壓構(gòu)件的實施例和變型也是可能的。同樣，雖然大體上說明了橫截面為方形的孔和橫截面為方形的驅(qū)動部件或元件，但是也可以采用其它橫截面形狀。
在下面的權(quán)利要求書和本發(fā)明的前述說明中，除了由于表達語言或者必須含義的內(nèi)容需要之外，文字“包括”或者其變型用于表達包含的意思，也就是強調(diào)所指出的特征的存在，但是并不排除在本發(fā)明的各種實施例中存在和另外加入其它的特征。
應(yīng)當(dāng)理解，如果此處參考了任何現(xiàn)有技術(shù)出版物，對于澳大利亞或者任何其它國家來說，這種參考并不等于承認(rèn)該出版物形成該領(lǐng)域普遍公知技術(shù)的一部分。
可以結(jié)合各種改進或者改動而不會脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，它包括一外部主體，具有在其中限定了一空腔的內(nèi)表面；一內(nèi)部主體，具有一外表面，該內(nèi)部主體至少部分位于所述空腔內(nèi)部并且在使用中能夠在其中轉(zhuǎn)動；多個滾子，每個位于外部主體和內(nèi)部主體之間；其中，設(shè)有一個或多個凸輪面；其中，內(nèi)部主體沿著第一方向相對于外部主體的轉(zhuǎn)動基本上不會受到這些滾子的阻礙，而內(nèi)部主體沿著相反的第二方向的轉(zhuǎn)動則通過至少兩個滾子與所述一個或多個凸輪面之間的相互作用被防止或阻礙；其中，與所述一個或多個凸輪面相互作用的滾子之一為一個較大滾子，其直徑要大于至少一個與所述一個或多個凸輪面之一相互作用的其他較小滾子；其中，所述外部主體和內(nèi)部主體之一在其中形成有凹部，并且所述較大滾子位于所述凹部中；并且其中，其內(nèi)形成有所述凹部的主體具有這樣一種形狀，在不考慮凹部的影響的情況下，其具有非均勻的壁厚，并且不考慮凹部的影響時所述主體上形成有所述凹部的這部分包括一個具有更大壁厚的部分。
2.一種包括頭部的工具，其中頭部包括一個如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，或者由該轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)構(gòu)成。
3.一種在其頭部中包括有一個單向轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的工具，它在使用中將轉(zhuǎn)矩從驅(qū)動部分傳給其驅(qū)動元件，其中所述工具包括用于連接另一個工具的驅(qū)動元件的連接部分，從而可以向該另一個工具的驅(qū)動元件施力以便將轉(zhuǎn)矩傳給所述工具的驅(qū)動元件。
4.一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，包括一外部主體，其中具有一空腔；一內(nèi)部主體，至少部分位于所述空腔內(nèi)；用于控制所述內(nèi)部主體和外部主體之間相對轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，使得在使用中所述內(nèi)部主體沿著第一方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動可以基本上不受阻礙，但是能防止或阻礙所述內(nèi)部主體沿著相反方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動；其中，設(shè)有在所述內(nèi)部主體和所述外部主體之間延伸的蓋體，所述蓋體在使用中相對于所述外部主體基本固定；并且其中，在所述內(nèi)部主體和所述蓋體之間設(shè)有一個或多個密封件以將控制所述內(nèi)部主體和所述外部主體相對轉(zhuǎn)動的機構(gòu)與所述工具的外部相隔離。
5.一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，包括一外部主體，具有在其中限定了一空腔的內(nèi)表面；一內(nèi)部主體，具有一外表面，所述內(nèi)部主體至少部分設(shè)在所述空腔內(nèi)并且在使用中能夠在其中轉(zhuǎn)動；多個滾子，每個都位于所述外部主體和所述內(nèi)部主體之間；其中，設(shè)有一個或多個凸輪面；其中，所述內(nèi)部主體沿著第一方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動基本上不會受到所述滾子的阻礙，但是所述內(nèi)部主體沿著相反的第二方向的轉(zhuǎn)動將通過至少兩個滾子與所述一個或多個凸輪面的相互作用被防止或阻礙；其中，與所述一個或多個凸輪面相互作用的至少一個滾子為一個較大滾子，其直徑要大于至少一個與所述一個或多個凸輪面中之一相互作用的其它較小滾子；其中，與防止或阻礙沿著第二方向的轉(zhuǎn)動相對應(yīng)的這些滾子與凸輪面的相互作用對應(yīng)于每個滾子被強制接合在內(nèi)外部主體之間，以在所述內(nèi)外部主體之間傳遞轉(zhuǎn)矩；并且其中，當(dāng)所述機構(gòu)從所述滾子沒有被強制接合在所述內(nèi)外部主體之間的狀態(tài)改變至所述滾子被強制接合在所述內(nèi)外部主體之間的狀態(tài)時，所述滾子并不是全部都同時地被強制接合在所述內(nèi)外部主體之間。
6.一種工具，包括一頭部，其中所述頭部包括一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)或者由此機構(gòu)構(gòu)成，該轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)包括一外部主體，具有在其中限定了一空腔的內(nèi)表面；一內(nèi)部主體，具有一外表面，所述內(nèi)部主體至少部分地設(shè)在所述空腔內(nèi)并且在使用中能夠在其中轉(zhuǎn)動；多個滾子，每個都位于所述外部主體和所述內(nèi)部主體之間；其中，所述內(nèi)部主體沿著第一方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動基本上不會受到所述滾子的阻礙，而所述內(nèi)部主體沿相反的第二方向的轉(zhuǎn)動將通過至少兩個滾子與所述內(nèi)外部主體的相互作用被防止或阻礙；并且其中，至少一個滾子其直徑大于至少一個其它滾子。
7.一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，包括一外部主體，具有在其中限定了一空腔的內(nèi)表面；一內(nèi)部主體，具有一外表面，所述內(nèi)部主體至少部分設(shè)在所述空腔內(nèi)并且在使用中能夠在其中轉(zhuǎn)動；多個滾子，每個都位于所述外部主體和所述內(nèi)部主體之間；其中，所述內(nèi)部主體沿著第一方向相對于所述外部主體的轉(zhuǎn)動基本上不會受到所述滾子的阻礙，但是所述內(nèi)部主體沿著相反的第二方向的轉(zhuǎn)動將通過至少兩個滾子與所述內(nèi)外部主體的相互作用被防止或阻礙；并且其中，至少一個滾子大體上為球形。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)(1)，包括形成有一空腔(12)的外部主體(10)和至少部分位于所述空腔內(nèi)部并且能夠在其中轉(zhuǎn)動的內(nèi)部主體(30)。位于內(nèi)外部主體之間的多個滾子(22、24、26)與凸輪面(14a、16a、18a、20a)相互作用，使得內(nèi)部主體沿著第一方向的轉(zhuǎn)動基本上不受阻礙，但是沿著相反方向的轉(zhuǎn)動通過滾子與一個或多個凸輪面的相互作用被防止或阻礙。其中一個滾子(18)大于至少一個其它滾子，并且位于形成在內(nèi)外部主體中之一內(nèi)的凹部中。在一個實施例中，凹部(18)形成在外部主體的一個部分上，在不考慮凹部的影響時，該部分的壁厚大于外部主體其他部分的壁厚，從而可以在不增加外部主體的體積的情況下容納該較大滾子。
文檔編號B25B13/46GK1910014SQ03823182
公開日2007年2月7日 申請日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月21日
發(fā)明者迪安·阿瓦·戴恩 申請人:贊克特－設(shè)計工程有限公司