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1、(10)申请公布号 CN 103072106 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103072106 A *CN103072106A* (21)申请号 201110330630.1 (22)申请日 2011.10.26 B25B 13/06(2006.01) B25B 13/56(2006.01) B25B 23/00(2006.01) (71)申请人 佩里詹姆斯理查森 地址 美国加利福尼亚州 (72)发明人 佩里詹姆斯理查森 (74)专利代理机构 北京双收知识产权代理有限 公司 11241 代理人 吴杰 (54) 发明名称 双六角套筒扳手 (57) 摘要 本发明的套筒扳手可同。
2、时适用于英制和公制 规格。两个常规的单一尺寸套筒被双尺码六角套 筒所取代， 减少在使用时需要选用套筒数。 其一六 边形图样可较佳地适用于配对公制规格的元件， 另一六边形图样可较佳地适用于英制规格的零 件。两六边形图样较佳地偏移成 30 度角。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 11 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图11页 (10)申请公布号 CN 103072106 A CN 103072106 A *CN103072106A* 1/1 页 2 1. 一种扳手， 用於转动六角螺栓及螺母， 该扳手包含。
3、 ： 套筒， 适用于具有第一尺寸之第一六角螺母， 于一不同时间时， 适用于具有第二尺寸之 第二六角螺母。 2. 如权利要求 1 所述的扳手， 其中所述第一尺寸及所述第二尺寸中， 其一为英制度量 且另一为米制度量。 3. 如权利要求 1 所述的扳手， 其中所述第一尺寸及所述第二尺寸为英制度量中之不同 尺寸。 4. 如权利要求 1 所述的扳手， 其中所述第一尺寸及所述第二尺寸为米制度量中之不同 尺寸。 5. 一种扳手， 用于旋转螺母和螺栓， 该扳手包括 ： 具有中心轴的套筒， 以及 围绕该轴之圆柱状开口， 该圆柱状开口具有沿着第一六边形和第二六边形之周长中较 大者的侧边， 所述第二六边形系偏移于所。
4、述第一六边形所围绕之该轴。 6. 如权利要求 5 所述的扳手， 其中所述第二六边形与所述第一六边形沿所述轴偏移成 30 度角。 7.如权利要求6所述的扳手， 其中所述第一六边形之对面距离为HSL， 且所述第二六边 形之对面距离为 HSs， HSs 大于 HSL 乘以 sine60。 8. 如权利要求 7 所述的扳手， 其中所述距离 HSs 至少为距离 HSL 的 97。 9. 如权利要求 7 所述的扳手， 其中所述第二六边形与具有同样尺寸之 HSs 之一六边形 相比较， 其顶点间距 (Point-to Hex)PHDs 之减量于一单一尺寸扳手中， 系小于 20。 10. 一种套筒工具， 包含具。
5、有米制尺寸之方形开口以及另一个具有英制尺寸之方形开 口， 所述二开口旋转地相互偏移。 权 利 要 求 书 CN 103072106 A 2 1/5 页 3 双六角套筒扳手 技术领域 0001 本发明主要用于手工工具， 特别涉及套筒扳手。 背景技术 0002 使用常规扳手扳动六角螺母时， 开口须与螺母的六个面一一啮合。图 1 中所示习 知的六角套筒扳手 10， 具有一个手摇臂 12 和一个可拆卸的套筒 14。套筒 14 接触并施力于 在六角螺母的周围表面。如图 2 所示的某些六角扳手， 并不要求扳手尽可能的接触螺母表 面， 经调整而形成一个第二六边形开口， 该第二六边形开口之角延伸至第一六边形开。
6、口端 的中点处。因为这种 “双六角配置” 中的两个六边形套圈能适用于相应大小的螺母， 用户使 用这类配置的扳手， 更易发现如何将扳手正确的放置在螺母上。 这种设计通常被称为 “十二 角套筒扳手” 。 0003 汽车往往是由不同国家制造的零部件组装而成。有些国家采用英制的量衡制度， 而有些采用米制。许多机器由米制、 英制大小的螺母和螺栓共同组装而成。常规的英制或 米制手动套筒扳手， 只能适用于特定尺寸的螺母或螺栓， 为满足不同工作中对米制、 英制零 部件的要求， 机械工、 机械师、 电工和消费者不得不购买多种类单头套筒於工具组中。 0004 一些商用的手工具被设计于同时适用不同规格英制或米制螺母。
7、和螺栓的难题， 如 ： 开口扳手、 套筒扳手、 可变套筒扳手、 标准和斜口棘轮套筒扳手 (offset racheting box-end wrenches) 和开口套筒扳手。这些工具可自由组合， 用于不同规格的螺母或螺栓， 而可适用一或多种特定规格。图 3 所示的是依据现有技术生产的双端套筒扳手， 前端可适 用于某一规格的螺栓， 后端可适用另一规格的螺栓。 0005 美国第 5,048,379 专利所展示的是内含中间轴的四方传动双端套筒， 用传统的连 杆与任一端套筒相连接即可使用。但该项专利需要通过移动、 旋转和更换套筒来实现英制 米制尺寸的转化。此外， 这项专利在实际操作时还需要添加连杆或。
8、特殊的扳手。 0006 除了需要备有许多尺寸的扳手外， 机械师及其他相关人士在安装或拆卸螺母或螺 栓时， 往往难以确定精确的尺寸， 仅通过目测来推测需要使用的扳手大小。此外， 在维修汽 车时， 往往很难判断一个螺栓是英制还是米制的。一般情况下， 机械师在发现适合螺栓或 螺母大小的套筒前， 要尝试各种规格大小的套筒。他们可能要尝试几次才能确定螺栓的量 制和具体尺寸。如果他们选错了尺寸， 套筒尺码小了， 扳手肯定配不上 ； 但如果套筒稍微选 大的一点， 扳手用起来就比较松， 如图 4 所示 ： 米制 17 毫米 (0.669 英寸 ) 的螺母 (NS) 与 11/16 英寸 (0.688 ) 扳手。
9、的开口宽度 (H1) 匹配不上， 扳手的开口宽度 H1 H2。由于扳 手的六角开度 H1( 面对面进径 ) 超过螺母的 NS 0.019， 当转动扳手时 ( 例如逆时针 )， 只 有将其顶点旋转至略微高于螺母顶点时， 且仅当顶点处于 P 点 ( 而非螺母的表面区域 )， 扳 手的开口 H1 才能与螺母的边相啮合。如果扳手和螺母都由坚硬的材质制成， 能承受这种转 动力， 螺母就被转动了。但如果某一材质不够坚硬 ( 通常是螺母 )， 那么这种尺寸的不匹配 会导致顶点的转移， 会造成 ( 通常 ) 螺母的损坏几率增加 30。 说 明 书 CN 103072106 A 3 2/5 页 4 附图说明 0。
10、007 图 1 系一立体图， 显示现有技术的套筒扳手手柄和可拆卸六角套筒的立体图 ； 0008 图 2 系一截面图， 显示现有技术之双六角套筒 ； 0009 图 3 系一平面图， 显示现有技术的双端双六角套筒扳手 ； 0010 图 4 系一侧视图， 显示如图 3 所示之扳手， 在使用中误将 11/16 英寸套筒与略小于 它的 17 毫米螺母相匹配的结果 ； 0011 图 5 系一立体图， 显示本发明之实例之双尺码六角套筒 ； 0012 图 6 是图 5 所示双尺寸六角套筒的侧视图， 描述了两种不同尺寸内外六边形套圈 的特征 ； 0013 图 7 是图 6 所示套筒的侧视图， 描述了大小不同两种。
11、规格六边形套圈的尺寸 ； 0014 图 8 所示之表单， A 列英制尺寸是外六边形套圈对边距的英制分数值， D 列是以米 制为单位内六边形套圈对边距的可能值， 栏 J 是指是否推荐该尺寸的内外六边形套圈组合 为双尺码套筒 ； 0015 图 9 所示之表单， A 列指外六边形套圈对边距的米制尺寸， 列 D 是内六边形套圈对 边距的可能英制值， J 列是指是否推荐该尺寸的内外六边形套圈组合为双尺度套筒 ； 0016 图 10 所示之表单与图 8 相似， 但包含了英制内六边形套圈对边距的最大和最小 值 ； 0017 图11所示之表单与图9相似， 但包含了米制内六边形套圈对边距的最大和最小尺 寸 ； 。
12、0018 图 12 系一端视图， 显示本发明实例之双尺码双六角套筒， 其外六边形套圈对边距 H1 11/16 英寸， 且内六边形套圈对边距 H2 17mm 组合成的。如图 4 所示， 17mm 的套筒 被误与 11/16 英寸相匹配， 如本图所示， 扳手与螺栓的啮合面积已增大。 0019 图 13 系一立体图， 显示内六边形套圈对边距的理论最小值 ； 以及 0020 图 14 系一平面图， 显示是可适用四种规格螺栓或螺母的双端双六角套筒扳手。 发明内容 0021 详细说明 0022 本发明提供一种套筒， 能同时适用两种大小不同规格的螺栓， 减少在组装和拆卸 各种尺寸的螺母和螺栓时所需选用的套筒。
13、数。 根据本发明配置的套筒能缩短根据特定规格 的螺母或螺栓， 确定正确尺寸套筒的所需时间。 0023 单独考虑标准英制尺寸扳手的话， 因为其间距较大， 次小尺码之内六边形套圈小 于该尺码之外六边形套圈筒的机会较低。 标准米制尺寸的扳手的间距同样较大。 然而， 若将 英制尺寸与米制尺寸并排比较， 两种量度中的若干尺寸都仅有细微的差距， 这是背景介绍 的讨论中提及造成选用尺寸混乱的原因。本发明教示了利用十二角双端套筒扳手的优势， 即它们可同时适用两种尺寸略有不同的螺母， 其中一个六边形套圈用以匹配英制尺寸的零 件， 而另一六边形套圈则用于匹配米制尺寸的零件。 两种不同尺寸的六边形套圈的设计， 让 。
14、用户仅需一个套筒就能适用两种规格的六角螺母。 0024 本发明的较佳实例包括在垂直于轴平面内旋转螺母和螺栓的扳手， 该扳手包括具 有中心轴的套筒， 以及围绕轴的圆柱状开口， 该开口具有沿第一六边形和第二六边形的周 说 明 书 CN 103072106 A 4 3/5 页 5 长中较大者的侧边， 该第二六边形偏移于第一六边形围绕之轴。 0025 本发明的优势在于双尺寸套筒的使用， 可以降低用户改变工具的次数， 加快其维 修速度。 0026 图 5 所示是本发明实例之一套筒扳手 20 的等轴测视图。套筒扳手 20 包含套筒座 22， 尽管可选用任意形状， 但基本倾向于选用圆柱形座。套筒座 22 前。
15、端 24 为螺母开口 26， 实例中的套筒可拆卸， 其后端 ( 不可见 ) 通过如方形套筒接头 28 或其他小孔等与扳手手摇 臂 12 相连接， 连接方式与图 1 所示类似。扳手手摇臂通过连通处将扭矩转移给套筒座 22， 再转向外六边形套圈 31 和内六边形套圈 32。其他种类或形状的套筒接头也可给套筒提供 扭矩。其他种类或形状的套筒接头也可给套筒提供扭矩。在本发明的另一实例中， 例如类 似于图 2 所示的现有扳手之一不可分拆 (non-detachable) 的套筒扳手可与手摇臂一体成 形， 而不需要另外接合。 0027 如图 6 所示， 螺母开口 26 围绕着套筒 20 的旋转轴 X， 并。
16、以与中心轴平行、 包含 24 侧面 F 的内表面 32 为界。相邻侧面之间可交替形成正值角 ( 顺时针 60 ) 和负值角 ( 逆 时针 30 )。每个正值角以 V 为顶点， 与相邻面形成一个袋区域 (pocket)P。第一组袋区 域的集合 Pouter 包含定义第一个六边形图样 H1 的边界 ( 各袋区域之间由破折号连接 ) 之 每一个其他的袋区域。第二组袋区域的集合 Pinner 则定义了第二个六边形图样 H2 的边界 ( 各袋之间由虚线连接 )。在习知的单一尺寸套筒扳手中， 两个六边形图样的大小相等， 沿 X 轴形成 30角 ； 依据本发明设计之扳手， 其六边形图样之对边距 H1、 H2。
17、 不相等， 而可以适 用于不同尺寸的螺母。 0028 图7所示是本发明实例之一套筒扳手20的尺寸图 ： 其具有较大的外六边形套圈对 边距 (HSL) 和较小的内六边形套圈对边距 (HSs)。内外六边形套圈的最佳方案是沿 X 轴相 交成角度 0029 大六边形图样 0030 大六边形对边距 HSL 0031 大六边形半径 HRL 0032 大六边形对角线长 HDL 0033 大六边形顶点间距 PHDL( 图中未标出 ) 0034 小六边形图样 0035 小六边形对边距 HSs 0036 小六边形半径 HRs 0037 小六边形对角线长 HDs 0038 小六边形顶点间距 PHDs 0039 关于。
18、所适用六角螺母标称尺寸、 外六边形套圈对边距 HSL 以及内六边形套圈对边 距 HSs更多信息如下 ： 0040 六角形半径是六角形对边距离的一半 ( 例如 ： 面对面直径 ) 即 ： HR 1/2*HS 0041 六边形套圈顶点间距是该六边形对角线距离减去另一六边形的半径 ： 0042 对较大的外六边形图样 H1 ： 0043 HDL HRL/cos30 0044 PHDL HDL-HRs 说 明 书 CN 103072106 A 5 4/5 页 6 0045 对较小的内六边形图样 H2 ： 0046 HDs HRs/cos30 0047 PHDs HDs-HRL 0048 大小六边形尺寸的。
19、表面接触 (Surface Contact) 长度分别为 ： 0049 SCL PHDL/sin30 0050 SCs PHDs/sin30 0051 依据本发明， 上述尺寸可用于确定如何组合不同尺寸的套筒， 构成各种规格的扳 手。六角套筒扳手与螺母的吻合面 F 要足够大， 才能在不损害螺栓角的同时套住并转动 六角螺母。内六边形套圈的对边距 HSs 被缩小， 其六边形套圈顶点间距 PHDs 也会缩短， 扳 手与螺母的吻合长度及吻合面积也会相应减少。( 相反的是， 若减少内六边形套圈的对边 距 HSs， 外六边形套圈的顶点间距则会增大， 与螺母的吻合面积也会相应扩大， 如下图 12 所 示。) 。
20、内六边形套圈 H2 的标准单尺寸双六角扳手， 与同尺码的外六边形套圈理想的吻合面 积至少要达 80。换言之， 如图 8、 9、 10、 11 所示的 I 列数值最好不超过 20。内六边形套 圈对边距实际超过最小尺寸的最优方案的替代选择是如图 8、 9、 10、 11 所示的 F 列数值， 即 内六边形对边距与外六边形对边距之比不低于 97。 0052 图 8 所示 A 列的外六边形对边距的英制尺寸与 D 列的内六边形对边距的米制尺 寸， 用于组合成双尺码套筒扳手， J 列是否勾选则对应该匹配是否可行， 例如， 图 8 中第 8 行 匹配的是11/16英寸和17mm两个相近尺码的套筒 ： 11/。
21、16英寸(A列数值)等于0.688英寸 (B 列数值 )， 而 17mm(D 列数值 ) 等于 0.669 英寸 (E 列数值 ) ； 所以 11/16 英寸较大， 成为 外六边形对边距 HSL(A 列数值 )， 17mm 成为内六边形对边距 (D 列数值 )。套用上面的公式， 内六边形对边距与外六边形对边距之比为 97.4， 满足不低于 97的优选值， 根据本发明 实例的分析， 第 8 行 J 列的勾选也表明 ： 第 8 行的 11/16 英寸和 17mm 可用于匹配成双尺码 套筒扳手。 0053 图 9 所示 A 列的外六边形对边距的米制尺寸与 D 列的内六边形对边距的英制尺 寸， 用于组。
22、合成双尺码套筒扳手， J 列是否勾选则对应该匹配是否可行， 例如， 图 9 中第 7 行 匹配的是外六边形套圈 H1 对边距 HSL13mm(A 列数值 )， 内六边形套圈 H2 对边距 HSS0.5 英 寸 (E 列数值 )， 而 13mm 等于 0.512 英寸 (B 列数值 )， 仅比 0.5 大了 0.012。第一组六边形 套圈适用于 13mm 规格的螺栓和螺母， 第二组六边形套圈适用于 0.5 英寸规格的螺栓和螺 母。 0054 此外， 如图 10、 11 的列表所示， 两个相近的英制或米制尺寸的六边形套圈也能组 合成双尺码套筒扳手。图 10 和 11 中没有双英制尺寸或双米制尺寸的。
23、组合能够满足 F 列的 比例值高于 97或 P 列的比例值低于 20。但 11/16 英寸与 11/8 英寸的套筒区别不大， 所以双英制和双米制组合在大尺码套筒中的实用性更高。 0055 如上所述， 若减少内六边形图样的对边距 HSs， 外六边形图样的顶点间距 (point to hex distance， PHDL)则会增大于超过第一顶点间距HRL， 与螺栓的接触面积(SCL)也会 相应扩大。 因此， 内六边形H2的对边距越小， 扳手外六边形H1所产生的转动力越大。 如图12 所示， 即使误选适用对边距 17mm 规格螺母的扳手， 增加的接触面积 SC(Surface Contact) 明显。
24、高于一般适用 11/16 英寸规格螺母的单一尺码扳手。当内外六边形套圈沿 X 轴相交成 角度时， 扳手的转动力达到最大值， 但其他角度同样可行。 说 明 书 CN 103072106 A 6 5/5 页 7 0056 如果螺栓、 螺母和套筒扳手都由坚硬的材料制成， 六边形顶点间距差占标准间距 的比重最好不高于 20或者当外六边形套圈对边距 HSL 可能大于图 10 中第 7， 12， 13 行以 及图 11 中第 8 至 18 行中所列双尺码六角套筒的匹配值时， 内六边形对边距占外六边形对 边距的比例不低于97。 如图13所示， 内外六边形尺寸的理论最大差值或内六边形套圈的 理论最小尺寸是当内。
25、六边形的对角线长 HDs 等于外六边形的半径 HRL 时， 外六边形的半径 HRL等于外六边形对角线长乘以sine60。 仅当内外六边形套圈沿X轴相交成角度 时， (HDL)*(86.6 ) 才能取得理论极值。 0057 图 14 所示的是本发明实例之一双端双六角套筒扳手 140， 可适用于四种不同规格 的螺栓或螺母。该扳手 140 的一端由双尺码套筒 141 和 142 组成， 可适用两种尺寸的螺栓 ； 另一端由双尺码套筒 143 和 144 组成， 也可用于两种大小不同规格的螺栓。 0058 依据本发明所提出的实例， 在实用领域中， 本领域普通技术人员可依据发明思路 做相应修改。 例如， 。
26、若选用内外方形套筒， 依据本发明设计的方形扳手同样可适用于方形螺 栓和螺母。 因此， 以下权利要求涵盖所有对发明做出的符合本理念， 属于发明范围及精神的 修改。 说 明 书 CN 103072106 A 7 1/11 页 8 图 1( 现有技术 ) 图 2( 现有技术 ) 图 3( 现有技术 ) 说 明 书 附 图 CN 103072106 A 8 2/11 页 9 图 4( 现有技术 ) 说 明 书 附 图 CN 103072106 A 9 3/11 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 103072106 A 10 4/11 页 11 图 6 说 明 书 附 图 CN 1030721。
27、06 A 11 5/11 页 12 图 7 说 明 书 附 图 CN 103072106 A 12 6/11 页 13 图 8 说 明 书 附 图 CN 103072106 A 13 7/11 页 14 图 9 说 明 书 附 图 CN 103072106 A 14 8/11 页 15 图 10 说 明 书 附 图 CN 103072106 A 15 9/11 页 16 图 11 说 明 书 附 图 CN 103072106 A 16 10/11 页 17 图 12 说 明 书 附 图 CN 103072106 A 17 11/11 页 18 图 13 图 14 说 明 书 附 图 CN 103072106 A 18 。