專利名稱：防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種手動(dòng)工具，尤其涉及一種防急速損壞的起子頭 結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在眾多手工具中，起子頭型態(tài)的手工具為使用及制造最為頻繁者， 尤其為了能讓使用者于作業(yè)時(shí)方便替換不同起子頭型態(tài)的工具，相關(guān)制 造業(yè)者更研發(fā)了可抽換式的起子工具，其設(shè)計(jì)多款不同型態(tài)的起子頭， 令使用者能夠視情況選用適當(dāng)者替換插置至工具握柄的起子桿上以進(jìn)行 作業(yè)。
現(xiàn)有的起子頭請(qǐng)參閱


圖1所示，其包括一驅(qū)動(dòng)段91及一結(jié)合段92， 該驅(qū)動(dòng)段91與結(jié)合段92的長度相當(dāng)，而驅(qū)動(dòng)段91的直徑僅略小于結(jié)合 段92，且結(jié)合段92是用以與起子桿或氣動(dòng)工具結(jié)合，借此其可受轉(zhuǎn)動(dòng)使 驅(qū)動(dòng)段91旋轉(zhuǎn)鎖固件進(jìn)入欲結(jié)合物體內(nèi)固定，然而為求驅(qū)動(dòng)段91可與 鎖固件穩(wěn)固結(jié)合，其一端會(huì)設(shè)計(jì)形成可與鎖固件嵌合的型態(tài)，即如
圖1 起子頭的驅(qū)動(dòng)段91所顯示將端部部分向內(nèi)削除而成十字態(tài)樣，而由于起 子頭此種桿狀的結(jié)構(gòu)受扭力時(shí)，起子桿所承受的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力「torsional shear stress」為扭力值乘上斷面半徑再除以斷面的極慣性矩「polar moment of inertia」，而驅(qū)動(dòng)段91與結(jié)合段92是銜接成型，故其屬串 聯(lián)桿件的型態(tài)，即驅(qū)動(dòng)段91與結(jié)合段92所受的扭力相同，因而根據(jù)上 述扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的計(jì)算式，扭力值相同，斷面半徑越小，則極慣性矩越大， 造成扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力增加，因此該種現(xiàn)有的起子頭其十字端部的斷面半徑為 整體最小的處，因而其亦為產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力最大的處，此即為起子頭最 容易發(fā)生扭力破壞之處，即如圖9所示(為令人明了易懂，該現(xiàn)有起子 頭的扭力實(shí)驗(yàn)曲線圖是擺置于圖9所示，以方便與本實(shí)用新型分析比較)， 該曲線圖的縱軸為扭力變形(即扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力造成的轉(zhuǎn)角變形)，而橫軸為 起子頭所受的扭力值，當(dāng)扭力值提升時(shí)，起子頭亦產(chǎn)生扭力變形，而當(dāng)?shù)竭_(dá)起子頭受扭力而能彈性復(fù)原的最大值，即所謂扭力的降伏點(diǎn)「yield
point」時(shí)，曲線的走向是停止于降伏點(diǎn)處，其代表起子頭是于降伏點(diǎn)處
發(fā)生破壞，且所顯示者為十字端部發(fā)生斷裂(如圖2所示)，而觀察曲線
圖后可發(fā)現(xiàn)，其是在扭力值到達(dá)降伏點(diǎn)時(shí)馬上發(fā)生破壞，在降伏點(diǎn)后并
無緩沖的扭力變形曲線走向(即降伏點(diǎn)后的塑性變形區(qū)域「plastic
area」，塑性變性區(qū)域前為彈性變形區(qū)域「elastic area」，物體于彈性
變形區(qū)域中的變形可于受力卸載后彈性回復(fù)至原狀，而塑性變形區(qū)域會(huì)
產(chǎn)生永久變形，即便受力卸載仍不能恢復(fù)至原狀)，故使用者在使用該種
起子頭時(shí)，即容易突然端部發(fā)生斷裂，造成斷裂端部彈出傷人，或使用
者因慣性作用往前傾撞的危險(xiǎn)；
另一現(xiàn)有的起子頭如圖3所示，該驅(qū)動(dòng)段93的長度較結(jié)合段94長，
而直徑較結(jié)合段94小，故其可視為兩段不同長度、直徑的桿件串聯(lián)銜接
的型態(tài)，當(dāng)該現(xiàn)有的起子頭受到扭力時(shí)，由于根據(jù)前述承受扭力相同的
狀況下，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力與其慣性矩成反比，因而驅(qū)動(dòng)段93所受的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)
力較結(jié)合段94大，故驅(qū)動(dòng)段93會(huì)較結(jié)合段94先發(fā)生變形，借此令使用
者感知以停止使用，然而該現(xiàn)有的起子頭亦忽略其十字端部仍為驅(qū)動(dòng)段
93中最小半徑者，因而如
圖11所示(為使人明了易懂，該現(xiàn)有起子頭的
扭力實(shí)驗(yàn)曲線圖是于
圖11所示，以方便與本實(shí)用新型分析比較)，在驅(qū)
動(dòng)段93端部未破壞的情形下，該起子頭較前述現(xiàn)有技術(shù)表現(xiàn)了較佳的扭
力變形延伸，其曲線清楚顯示出前述現(xiàn)有起子頭驅(qū)動(dòng)段91型態(tài)所無法呈
現(xiàn)的扭力變形，而令降伏點(diǎn)位置發(fā)生改變呈后移的型態(tài)，但其僅是延伸
了扭力變形曲線，在到達(dá)降伏點(diǎn)時(shí)其十字端部仍是直接發(fā)生破壞(如圖4
所示)，降伏點(diǎn)后并無緩沖的扭力變形曲線走向，令使用者僅是短暫感受
起子頭變形即快速發(fā)生端部破壞，使人反應(yīng)不及而無法馬上停止作業(yè)， 因此其實(shí)用性差。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的主要技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上 述缺陷，而提供一種防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)，可在使用時(shí)延長發(fā)生變 形的時(shí)間以供警示使用者并確保作業(yè)安全。
為達(dá)成前述的創(chuàng)作目的，本實(shí)用新型包括一結(jié)合部及一作業(yè)部，其中
該作業(yè)部包括一驅(qū)動(dòng)端及一過渡段，該過渡段設(shè)有一與驅(qū)動(dòng)端銜接 的第一頸部、 一與結(jié)合部銜接的第二頸部、以及一位于第一頸部與第二 頸部之間，且直徑較第一頸部與第二頸部小的緩沖部，該過渡段是呈由 第一頸部至緩沖部直徑逐漸縮減，再由緩沖部至第二頸部直徑逐漸增加 的弧形內(nèi)凹型態(tài)，因此在過渡段中形成一斷面面積較小的區(qū)域，故根據(jù) 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力計(jì)算式，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力與極慣性矩成反比，而與半徑成正比， 然而極慣性矩為對(duì)半徑二次乘方的面積積分，因而半徑增加會(huì)使極慣性 矩有相當(dāng)大幅度的增長，相較之下，半徑對(duì)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的貢獻(xiàn)較極慣性 矩小，故在扭力值相同的情形下，半徑越小處所生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力則越大， 因而本實(shí)用新型的型態(tài)是于過渡段的第一頸部與第二頸部間形成斷面面 積較小的緩沖部，因而本實(shí)用新型受到的扭力時(shí)，緩沖部亦隨之產(chǎn)生扭 力變形，而由于緩沖部的斷面面積較小，當(dāng)扭力增大時(shí)，其產(chǎn)生的扭力 變形也更為增加，故當(dāng)驅(qū)動(dòng)端未破壞的情形下，緩沖部即已逐漸產(chǎn)生可 令使用者感知的扭力變形，因此使用者即可停止作業(yè)，以防止驅(qū)動(dòng)端發(fā) 生急速損壞的危險(xiǎn)狀況。
本實(shí)用新型的有益效果是，可在使用時(shí)延長發(fā)生變形的時(shí)間以供警 示使用者并確保作業(yè)安全。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖l、圖2是第一款現(xiàn)有的起子頭示意圖。 圖3、圖4是第二款現(xiàn)有的起子頭示意圖。 圖5是本實(shí)用新型防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)的立體外觀示意圖。 圖6是本實(shí)用新型防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)的平面示意圖。 圖7是本實(shí)用新型防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。 圖8是本實(shí)用新型防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)的扭力一扭力變形曲線 示意圖。
圖9是第一款現(xiàn)有的起子頭扭力一扭力變形的曲線示意圖。 圖IO是本實(shí)用新型防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)的扭力一扭力變形曲線 示意圖。
圖11是第二款現(xiàn)有的起子頭扭力一扭力變形曲線示意圖。
圖12是本實(shí)用新型防急速損壞的起子頭的使用狀態(tài)示意圖。
圖13是本實(shí)用新型防急速損壞的起子頭的使用變形示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)說明
第一款現(xiàn)有的起子頭
91驅(qū)動(dòng)段92結(jié)合段
第二款現(xiàn)有的起子頭
93驅(qū)動(dòng)段94結(jié)合段
本實(shí)用新型
1 結(jié)合部2 作業(yè)部 21驅(qū)動(dòng)端 22過渡段221第一頸部222第二頸部 223緩沖部2221辨識(shí)部 3氣動(dòng)工具 4 螺固件具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是有關(guān)于一種防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參閱圖5至 圖7所示，包括一結(jié)合部1及一作業(yè)部2，其中
該結(jié)合部1外周是呈多邊形，借此使用者可以如起子桿、氣動(dòng)工具 等裝置與結(jié)合部1嵌合固定，而該作業(yè)部2與結(jié)合部1銜接成一體，當(dāng) 結(jié)合部1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作業(yè)部2受帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因而與作業(yè)部2結(jié)合的鎖固件 即可被驅(qū)動(dòng)旋入欲結(jié)合物體內(nèi)固定；
該作業(yè)部2包括一驅(qū)動(dòng)端21及一過渡段22，本實(shí)施例所說明的驅(qū)動(dòng) 端21為十字型態(tài)的頭部，而該過渡段22設(shè)有一與驅(qū)動(dòng)端21銜接的第一 頸部221、 一與結(jié)合部1銜接的第二頸部222、以及一位于第一頸部221 與第二頸部222之間，且直徑較第一頸部221與第二頸部222小的緩沖 部223,本實(shí)施例過渡段22的型態(tài)是由第一頸部221至緩沖部223直徑 逐漸縮減，再由緩沖部223至第二頸部222直徑逐漸增加的弧形內(nèi)凹型 態(tài)，因此在過渡段22中形成一斷面面積較小的區(qū)域，而根據(jù)前述的扭轉(zhuǎn) 剪應(yīng)力計(jì)算式，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力是與極慣性矩成反比，而與半徑成正比，然 而極慣性矩為對(duì)半徑二次乘方的面積積分，因而半徑增加會(huì)使極慣性矩 有相當(dāng)大幅度的增長，相較之下，半徑對(duì)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的貢獻(xiàn)較極慣性矩 小，故在扭力值相同的情形下，半徑越小處所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力則越大，因而本實(shí)用新型的型態(tài)是于過渡段22的第一頸部221與第二頸部222間 形成斷面面積較小的緩沖部223，因而本實(shí)用新型受到扭力時(shí)，緩沖部 223亦隨之產(chǎn)生扭力變形，而由于緩沖部223的斷面面積較小，當(dāng)扭力增 大時(shí)，其產(chǎn)生的扭力變形也更為增加，故當(dāng)驅(qū)動(dòng)端21未破壞的情形下， 緩沖部223即已逐漸產(chǎn)生可令使用者感知的扭力變形，因此使用者即可 停止作業(yè)，以防止驅(qū)動(dòng)端21發(fā)生急速損壞的危險(xiǎn)狀況；另外，該第二頸 部222設(shè)有一外周呈圓柱狀的辨識(shí)部2221，該辨識(shí)部2221具有顏色外觀， 因而該辨識(shí)部2221可用以定義驅(qū)動(dòng)端21的規(guī)格尺寸，令使用者望知即 可辨識(shí)得知其為何許款式的工具頭；
如圖8至
圖11所示(圖8與
圖10為同樣本實(shí)用新型的扭力一扭力 變形曲線示意圖，而為使本實(shí)用新型能夠與現(xiàn)有技術(shù)清楚比較，故以圖8 與圖9第一款現(xiàn)有技術(shù)、
圖10與
圖11第二款現(xiàn)有技術(shù)上下列圖表示的 方式說明)，圖8與
圖10顯示本實(shí)用新型在受到扭力時(shí)，扭力變形亦隨 之增加，在扭力到達(dá)降伏點(diǎn)前，其產(chǎn)生的扭力變形皆為可恢復(fù)的彈性變 形區(qū)域，而當(dāng)扭力超過降伏點(diǎn)后，扭力變形即進(jìn)入無法恢復(fù)的塑性變形 區(qū)域，本實(shí)用新型借由過渡段22的型態(tài)，其在降伏點(diǎn)后的扭力變形曲線 仍逐漸延伸，即扭力值未顯著增加，但扭力變形卻持續(xù)大幅增加的塑性 變形區(qū)，在此變形延時(shí)階段，使用者即可感知過渡段22的變形并馬上停 止作業(yè)以避免危險(xiǎn)，而不會(huì)如圖9及圖ll所示第一、二款現(xiàn)有技術(shù)在扭 力到達(dá)降伏點(diǎn)時(shí)即發(fā)生破壞的情形，故本實(shí)用新型過渡段22內(nèi)凹型態(tài)的 緩沖部223確實(shí)可產(chǎn)生在驅(qū)動(dòng)端21未破壞前即有相當(dāng)時(shí)間的扭力變形延 時(shí)效果，因此使用者會(huì)感受到本實(shí)用新型因扭力所產(chǎn)生的變形及變形延 時(shí)，而非現(xiàn)有技術(shù)的瞬間破壞，故可確實(shí)提供警示的效果。
本實(shí)用新型的使用狀態(tài)如
圖12及
圖13所示，其中
圖12是本實(shí)用新 型與一氣動(dòng)工具3結(jié)合，使用者持用該氣動(dòng)工具3將與本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng) 端21嵌合的螺固件4驅(qū)動(dòng)旋入欲固定物體內(nèi)，當(dāng)作業(yè)部2受到的扭力值 上升時(shí)，緩沖部223亦隨之產(chǎn)生扭力變形，即如
圖13所示，緩沖部223 在超過降伏點(diǎn)后的變形延時(shí)階段是產(chǎn)生不可回復(fù)的永久變形，其變形紋 路亦顯示于過渡段22上，此時(shí)使用者即可感知緩沖部223的變形并停止 作業(yè)，以防止驅(qū)動(dòng)端21突然發(fā)生崩壞的危險(xiǎn)狀況。
權(quán)利要求1.一種防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一結(jié)合部及一作業(yè)部，其中該作業(yè)部包括一驅(qū)動(dòng)端及一過渡段，該過渡段設(shè)有一與驅(qū)動(dòng)端銜接的第一頸部、一與結(jié)合部銜接的第二頸部、以及一位于第一頸部與第二頸部之間，且直徑較第一頸部與第二頸部小，使該過渡段由第一頸部至緩沖部直徑逐漸縮減，再由緩沖部至第二頸部直徑逐漸增加的弧形內(nèi)凹型態(tài)，供受力變形時(shí)延長變形時(shí)間而具警示功效的緩沖部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述第二頸部設(shè)有一具顏色外觀的辨識(shí)段。
專利摘要一種防急速損壞的起子頭結(jié)構(gòu)，包括一結(jié)合部及一作業(yè)部，其中該作業(yè)部包括一驅(qū)動(dòng)端及一過渡段，該過渡段設(shè)有一與驅(qū)動(dòng)端銜接的第一頸部、一與結(jié)合部銜接的第二頸部、以及一位于第一頸部與第二頸部之間，且直徑較第一頸部與第二頸部小，使該過渡段由第一頸部至緩沖部直徑逐漸縮減，再由緩沖部至第二頸部直徑逐漸增加的弧形內(nèi)凹型態(tài)，供受力變形時(shí)延長變形時(shí)間而具警示功效的緩沖部。本實(shí)用新型可在使用時(shí)延長發(fā)生變形的時(shí)間以供警示使用者并確保作業(yè)安全。
文檔編號(hào)B25B23/00GK201371438SQ20092009558
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者許紹賢 申請(qǐng)人:許紹賢