CN108466212A - 扭矩螺丝刀 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够调整由螺旋弹簧的弹簧常量形成的扭矩梯度的扭矩螺丝刀。本发明的扭矩螺丝刀具备：能够在前端装配刀头的主轴；将主轴保持为旋转自如的筒部；对主轴朝向筒部的基端施力的螺旋弹簧；形成于主轴的基端侧与主轴一体旋转、且保持螺旋弹簧的基端并且具备朝向基端侧开口的保持孔的保持构件；配备于保持孔的伸出构件；设置于筒部的基端的基端构件，其中，具有扭矩梯度调整机构，该扭矩梯度调整机构包括：扭矩梯度调整孔，其开设于基端构件的内表面中的与伸出构件的旋转移动路径对置的位置，能够供伸出构件的一部分进入；扭矩梯度调整构件，其与扭矩梯度调整孔嵌合，调整伸出构件进入扭矩梯度调整孔的深度。

Description

扭矩螺丝刀

技术领域

本发明涉及能够以所希望的紧固扭矩进行紧固的扭矩螺丝刀，更具体而言，涉及能够调整对主轴施力的螺旋弹簧的扭矩梯度的扭矩螺丝刀。

背景技术

已知有能够以所希望的设定扭矩来紧固螺钉等紧固构件的螺旋弹簧式的扭矩螺丝刀。在这种扭矩螺丝刀中，借助螺旋弹簧相对于握持部对主轴施力，并且在主轴具备与设置于握持部的凹坑嵌合的滚珠。而且，当紧固了紧固构件时，若在主轴与握持部之间作用有所设定的紧固扭矩以上的紧固扭矩，则滚珠克服螺旋弹簧的弹力而从凹坑脱出，主轴相对于握持部空转。由此，能够确保紧固构件的合适的紧固扭矩(例如参照专利文献1)。

在握持部的内部具有用于调整螺旋弹簧的压缩状态的长度(压缩长度)的滑块，通过使滑块的位置在沿着主轴的方向上移动，从而能够改变螺旋弹簧的压缩长度而设定紧固扭矩。如图7中的线A所示，所设定的紧固扭矩与螺旋弹簧的压缩长度具有以螺旋弹簧的弹簧常量为系数的比例关系。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本实公昭39-25090号公报

然而，螺旋弹簧的弹簧常量存在偏差。因此存在如下的问题：即便是同样规格的扭矩螺丝刀，若例如如图7的线B所示那样其梯度(称作“扭矩梯度”)不同，则即便使滑块相同地移动，也无法设定为相同的紧固扭矩。

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于，提供一种能够调整由螺旋弹簧的弹簧常量产生的扭矩梯度的扭矩螺丝刀。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的扭矩螺丝刀具备：

主轴，其能够在前端装配刀头；

筒部，其将所述主轴保持为旋转自如；

螺旋弹簧，其对所述主轴朝向所述筒部的基端施力；

保持构件，其形成于所述主轴的基端侧与所述主轴一体旋转，且保持所述螺旋弹簧的基端，并且具备朝向基端侧开口的保持孔；

伸出构件，其配备于所述保持孔；以及

基端构件，其设置于所述筒部的基端，

其特征在于，

所述扭矩螺丝刀具有扭矩梯度调整机构，该扭矩梯度调整机构包括：

扭矩梯度调整孔，其开设于所述基端构件的内表面中的、与所述伸出构件的旋转移动路径对置的位置，且能够供所述伸出构件的一部分进入；以及

扭矩梯度调整构件，其与所述扭矩梯度调整孔嵌合，调整所述伸出构件进入所述扭矩梯度调整孔的深度。

优选的是，所述扭矩梯度调整机构具备：

扭矩梯度调整凹部，其凹设于所述基端构件的基端侧，且与所述扭矩梯度调整孔连通；以及

扭矩梯度调整操作片，其与所述扭矩梯度调整凹部嵌合，能够对所述扭矩梯度调整构件在沿着所述主轴的方向上进行位置调整，

通过操作所述扭矩梯度调整操作片，使所述扭矩梯度调整构件在所述扭矩梯度调整孔内移动，从而调整所述伸出构件进入所述扭矩梯度调整孔的深度。

也可以为，所述保持孔在所述保持构件上形成有多个，

所述扭矩梯度调整孔的数量形成为与所述保持孔相同或者为所述保持孔的倍数。

优选的是，所述基端构件能够相对于所述筒部在沿着所述主轴的方向上进行位置调整。

也可以为，所述螺旋弹簧的前端保持于能够相对于所述筒部滑动的滑块。

发明效果

根据本发明的扭矩螺丝刀，伸出构件配备于与主轴一体旋转的保持构件，一部分能够进入基端构件的扭矩梯度调整孔。通过利用扭矩梯度调整构件来调整该伸出构件的进入深度，能够调整伸出构件从扭矩梯度调整孔脱出所需的力。通过该力的调整，能够修正由螺旋弹簧的弹簧常量形成的扭矩梯度，因此，能够提供即便螺旋弹簧的弹簧常量存在偏差也能够保证大致相同的紧固扭矩的扭矩螺丝刀。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的扭矩螺丝刀的俯视图。

图2是沿着图1的线II-II剖切扭矩螺丝刀并沿箭头方向观察的剖视图。

图3是沿着图2的线III-III剖切扭矩螺丝刀并沿箭头方向观察的端面图。

图4是从基端侧(图2的箭头IV方向)观察扭矩螺丝刀的图。

图5是沿着图2的线V-V剖切扭矩螺丝刀并沿箭头方向观察的端面图。

图6是示出扭矩梯度调整机构的扭矩梯度调整原理的说明图，图6的(a)和图6的(b)示出滚珠的进入深度不同的状态。

图7是示出螺旋弹簧的压缩长度与紧固扭矩的关系的图表。

附图标记说明：

10 扭矩螺丝刀；

20 筒部；

30 主轴；

32 滚珠保持衬套(滚珠保持构件)；

35 滚珠(伸出构件)；

40 握持部；

50 扭矩设定转盘；

60 螺旋弹簧；

70 扭矩梯度调整机构；

71 扭矩梯度调整螺钉(操作片)；

73 扭矩梯度调整销(调整构件)；

76 扭矩梯度调整孔。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式的扭矩螺丝刀10进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，“基端”是指图1所示的扭矩螺丝刀10的握持部40侧，“前端”是与握持侧40相反的一侧。另外，“轴向”是沿着主轴30的方向。

图1是本发明的一实施方式的扭矩螺丝刀10的俯视图。扭矩螺丝刀10在圆筒状的筒部20的基端侧具备握持部40，在前端具备扭矩设定转盘50，并且以从扭矩设定转盘50突出的方式具备能够供螺丝刀等的刀头装配的主轴30。在筒部20的主体部开设有长孔22，在长孔22的侧方标注有扭矩设定用的刻度24。在长孔22配备有通过扭矩设定转盘50的旋转而沿轴向滑动的扭矩指示突起57，通过使扭矩设定转盘50旋转而使扭矩指示突起57与刻度24匹配，能够设定为所希望的紧固扭矩。

图2是沿着图1的线II-II剖切的剖视图。如图所示，筒部20为中空，且在基端侧的外周螺合有握持部40。在筒部20的主体部开设有前述的长孔22，并且在前端侧朝内突设有凸缘，以供扭矩设定螺钉52能够滑动地嵌合。

主轴30是贯穿扭矩设定转盘50及筒部20的棒状构件，且在前端凹设有装配刀头的插座31。在主轴30的基端侧安装有构成保持构件的滚珠保持衬套32和弹簧承接衬套37。

如图2及剖视图3所示，滚珠保持衬套32形成为能够与主轴30一体旋转，且具有朝向外周突出的凸缘，在凸缘设置有滚珠保持孔33。该滚珠保持孔33的前端侧被弹簧承接衬套37堵塞，作为伸出构件的滚珠35以一部分从基端侧突出的状态被收容。在图示的实施方式中，滚珠保持孔33为三个，且等间隔地设置在以主轴30为中心的同心圆上，在各滚珠保持孔33收容有滚珠35。

弹簧承接衬套37旋转自如地嵌合于主轴30，朝向外周突出的凸缘对螺旋弹簧60的基端进行保持，并且与滚珠保持衬套32抵接，如前述那样将滚珠保持孔33的前端侧堵塞。

需要说明的是，在本实施方式中，由滚珠保持衬套32和弹簧承接衬套37这两个构件构成保持构件，但当然也可以由一个构件构成保持构件。在该情况下，滚珠保持孔33将有底孔直接凹设于保持构件即可。

在主轴30嵌装有螺旋弹簧60。螺旋弹簧60是压缩弹簧，其基端与安装于主轴30的弹簧承接衬套37抵接，前端与后述的滑块55抵接。

扭矩设定转盘50配置在筒部20的前端，在内部贯穿有扭矩设定螺钉52。扭矩设定转盘50和扭矩设定螺钉52通过止动螺钉53而能够一体旋转。扭矩设定螺钉52旋转自如地嵌合于主轴30，在基端侧的外周刻设有螺纹。在扭矩设定螺钉52突设有防脱件，使其不会从筒部20脱落。

在扭矩设定螺钉52装配有与刻设的螺纹螺合的滑块55。滑块55保持上述的螺旋弹簧60的前端。另外，在滑块55突设有在筒部20的长孔22内移动的扭矩指示突起57。

当使扭矩设定转盘50相对于筒部20旋转时，扭矩设定螺钉52一体地旋转，滑块55借助其螺钉推力而沿轴向移动，从而改变螺旋弹簧60的压缩长度以调整紧固扭矩。另外，扭矩指示突起57与滑块55一起沿着长孔22移动，能够通过目视来确认所设定的紧固扭矩。

在筒部20的基端配置有兼作握持部40的基端构件。

在本实施方式中，握持部40具备紧固扭矩的零点调整功能和螺旋弹簧60的扭矩梯度的调整功能。

如图1所示，握持部40的外周被实施防滑的滚花加工。在握持部40，如图2所示那样在基端侧形成有与筒部20螺合的凹部42、并且如图2及图4所示那样在前端侧形成有供构成扭矩梯度调整操作片的扭矩梯度调整螺钉71螺合的凹部44，这些凹部42、44被从握持部40朝向内侧形成的板43分隔。握持部40借助止动螺钉46固定于筒部20，扭矩梯度调整螺钉71借助止动螺钉48固定于握持部40。

如图2及图5所示，在板43开设有能够供滚珠35部分进入的扭矩梯度调整孔76和供主轴30的基端旋转自如地嵌合的轴孔79。

扭矩梯度调整孔76是贯通孔，形成在当使滚珠保持衬套32旋转时嵌合于滚珠保持孔33的滚珠35的移动路径上。在图示的实施方式中，保持孔33相对于主轴30同心且等间隔的形成有三个，但扭矩梯度调整孔76在相同的同心圆上等间隔地形成有六个。这是为了将扭矩螺丝刀10到达设定好的紧固扭矩时可空转的角度设定为60°。在将扭矩梯度调整孔76与保持孔33同样设为三个的情况下，可空转的角度为120°。

在扭矩梯度调整孔76分别嵌合有成为扭矩梯度调整构件的扭矩梯度调整销73。扭矩梯度调整销73是对滚珠35向扭矩梯度调整孔76的进入深度d的深度进行调整的构件。扭矩梯度调整销73的基端侧能够与插入到凹部44的圆板状的按压板77的前端侧面抵接、或者与按压板77一体地形成，该按压板77的基端侧面与螺合于凹部44的扭矩梯度调整螺钉71抵接。

更详细而言，扭矩梯度调整销73的最大长度与扭矩梯度调整孔76的深度相同，即，设为按压板77的厚度，以使得即便在按压板77移动到最前端侧的情况下，扭矩梯度调整销73的前端也不会从扭矩梯度调整孔76突出。另外，由扭矩梯度调整销73调整的扭矩梯度调整孔76的最大的滚珠进入深度d为滚珠35的半径。这是因为，当滚珠35进入到扭矩梯度调整孔76半径以上的量时，滚珠35不能够从扭矩梯度调整孔76脱出。

如图2及图4所示，扭矩梯度调整螺钉71形成有工具插入孔72，在松缓了止动螺钉48的状态下通过插入扳手等调整用工具而使扭矩梯度调整螺钉71旋转，从而能在凹部44内沿轴向移动。

然后，对于握持部40，松缓止动螺钉46，使握持部40相对于筒部20旋转。由此，握持部40在扭矩梯度调整销73维持扭矩梯度调整孔76的深度d的状态下沿轴向移动。当向紧固方向转动握持部40时，握持部40向筒部20的前端侧移动，因此，扭矩梯度调整销73经由滚珠35将主轴30向前端侧推入，螺旋弹簧60被压缩。反之，当向松缓方向转动握持部40时，握持部40向基端侧移动，因此，螺旋弹簧60伸长。

另外，对于握持部40，当利用扳手等工具使扭矩梯度调整螺钉71旋转时，扭矩梯度调整螺钉71在凹部44内沿轴向移动。当向紧固方向转动扭矩梯度调整螺钉71时，扭矩梯度调整螺钉71经由按压板77将扭矩梯度调整销73如图6的(a)的状态至图6的(b)所示那样向前端侧推入以使扭矩梯度调整孔76的深度d变浅。反之，当向松缓方向转动扭矩梯度调整螺钉71时，扭矩梯度调整螺钉71使扭矩梯度调整销73如图6的(b)的状态至图6的(a)所示那样向基端侧移动以使扭矩梯度调整孔76的深度d变深。由此，能够调整向扭矩梯度调整孔76进入的滚珠35的进入深度d。

<紧固构件的紧固作业>

上述结构的扭矩螺丝刀10用于螺钉、螺栓等紧固构件的紧固作业。其工序如下。

首先，在滚珠35嵌合于扭矩梯度调整孔76的状态下转动扭矩设定转盘50，借助一体旋转的扭矩设定螺钉52的螺钉推力而使滑块55滑动，由此改变螺旋弹簧60的压缩长度，紧固扭矩发生变更。能够一边目视扭矩指示突起57所指示的刻度24一边对紧固扭矩进行调整。然后，向捅座31装配螺丝刀等刀头，握住握持部40进行紧固作业。

图6是扭矩梯度调整机构70的滚珠35附近的放大剖视图。在图中，上侧为滚珠保持衬套32，下侧为板43，滚珠35借助螺旋弹簧60的弹力而被向箭头F1方向施力，与扭矩梯度调整销73抵接。

在该状态下进行紧固时，在紧固扭矩达到设定好的紧固扭矩之前，如图6所示，相对于螺旋弹簧60对滚珠35沿轴向施力的力F1，通过紧固而作用于握持部40与主轴30之间的力作为欲在与轴向正交的水平面内向以主轴30为中心的圆的切线方向移动的力F2’(在滚珠35的个数为多个的情况下，力除以滚珠35的个数而得的值)而发挥作用。通过该力F2’，使滚珠35抵接于扭矩梯度调整孔76的开口缘76a。

即，在滚珠35作用有力F1与力F2’的合力。当该合力到达滚珠35越过开口缘76a所需的力F2与力F1的合力F3以上时，滚珠35越过开口缘76a。即，当通过紧固而产生的紧固扭矩对滚珠35作用有力F2以上的力时，滚珠35克服螺旋弹簧60的弹力而从扭矩梯度调整孔76脱出，到达板43上，从而握持部40相对于主轴30空转。由此，能够确认紧固构件以规定的紧固扭矩被紧固。

在上述那样的紧固作业中，为了保证准确的紧固扭矩，在进行紧固作业之前需要进行扭矩螺丝刀10的调整。该调整在本实施方式中是零点调整和扭矩梯度调整。

<零点调整>

零点调整为如下调整：使扭矩设定转盘50旋转，例如使扭矩指示突起57移动到刻度24的最小值。然后，将扭矩螺丝刀10设置于扭矩测试仪，参照该实测值与扭矩指示突起57指示的刻度24的值，确认实测值与刻度值是否如图7中零点所示那样一致。

在实测值与刻度值一致、且如图7的线A所示那样通过零点的情况下，进行后述的扭矩梯度调整。另一方面，在实测值与刻度24的值偏移的情况(图7的线C、C’)下进行零点调整。零点调整通过松缓止动螺钉46并转动握持部40而进行。在实测值大于刻度值的情况下(图7的线C)，通过松缓握持部40而弹簧承接衬套37向基端侧移动，螺旋弹簧60伸长，因此，当再次进行实测时，实测值接近刻度值(零点)。反之，在实测值小于刻度值的情况下(图7的线C)，通过紧固握持部40而弹簧承接衬套37向前端侧移动，螺旋弹簧60收缩，因此当再次进行实测时，实测值接近刻度值(零点)。通过反复进行这种操作，到达实测值与刻度24的值一致的零点(图7的线A)。

接着，使扭矩设定转盘50旋转，例如将紧固扭矩设定为最大值并同样地进行测定，若确认出实测值与刻度值一致，则调整完成，紧固扭矩的刻度值得以保证。像这样通过扭矩设定转盘50的调整而完成零点调整仅仅是基于螺旋弹簧60的弹簧常量处于预先决定的弹簧常量的情况而进行的。即，当螺旋弹簧60的弹簧常量存在偏差时，虽然在某一紧固扭矩中实测值与刻度值一致，但在其他的紧固扭矩中实测值与刻度值产生误差。对此，需要与零点调整配合地进行下述的扭矩梯度调整。

<扭矩梯度调整>

如上所述，在同一规格的扭矩螺丝刀10中，若螺旋弹簧60的弹簧常量为预先决定的值，则其扭矩梯度也成为预先决定的值，因此，能够通过进行零点调整来设定紧固扭矩。然而，螺旋弹簧60的弹簧常量存在偏差，其结果是，如图7的线A、线B所示那样扭矩梯度不同。例如在线A设为所希望设定的扭矩梯度时，在弹簧常量(扭矩梯度)是与线A不同的线B的螺旋弹簧60中，虽然通过零点调整使零点一致，但当使扭矩指示突起57从零点滑动而设定为不同的紧固扭矩时，越远离设定好的零点，则紧固扭矩的刻度值与实测值的差异(图7中的D所示)越大。因此，需要进行螺旋弹簧60的扭矩梯度调整。

对此，在本发明中，利用扭矩梯度调整机构70来调整滚珠35向扭矩梯度调整孔76进入的深度d，改变滚珠35从扭矩梯度调整孔76脱出所需的力，将图7中的线C所示的线修正为线A所示的扭矩梯度(箭头E)。

如图6的(a)和图6的(b)所示，图6的(a)的扭矩梯度调整孔76的滚珠进入深度d大于图6的(b)的扭矩梯度调整孔76的滚珠进入深度d。当滚珠进入深度d改变时，滚珠35从扭矩梯度调整孔76脱出所需的力F2也发生变化，滚珠进入深度d越深，即，在图6的(a)的情况下滚珠35的脱出时越需要较大的力F2。滚珠进入深度d的调整通过转动扭矩梯度调整螺钉71而进行。具体而言，当从图6的(a)的状态紧固扭矩梯度调整螺钉71时，扭矩梯度调整螺钉引朝向前端侧移动，因此，扭矩梯度调整销73被按压板77按压而较深地进入扭矩梯度调整孔76。其结果是，扭矩梯度调整销73向滚珠35的进入深度d变小的方向(参照图6的(b))移动。反之，通过从图6的(b)的状态松缓扭矩梯度调整螺钉71，扭矩梯度调整螺钉71朝向基端侧移动，因此，扭矩梯度调整销73向滚珠35的进入深度d变大的方向(参照图6的(a))移动。

这样，通过调整滚珠35向扭矩梯度调整孔76进入的深度d，能够调整滚珠35越过扭矩梯度调整孔76的力F2，其结果是，能够将螺旋弹簧60的扭矩梯度从图7中的线B所示的倾斜度修正为图7中的线A所示的倾斜度(箭头E)。

因此，通过反复进行“零点调整”与“扭矩梯度调整”，能够使螺旋弹簧60的实测值与刻度值一致，并且也能够将螺旋弹簧60的扭矩梯度调整为规定的倾斜度。因此，即便螺旋弹簧60存在偏差，也能够使刻度值与实测值匹配。

上述说明只是用于说明本发明，不应理解为限定权利要求书所记载的发明或者限制范围。另外，本发明的各部分结构不局限于上述实施例，当然能够在权利要求书所记载的技术范围内进行各种变形。

例如，在上述实施方式中，保持孔33的个数为三个，但只要为一个以上就能够实现本发明。另外，相对于保持孔33的个数而将扭矩梯度调整孔76的个数设为两倍，但个数不局限于此，也可以相同。

在上述实施方式中，伸出构件是滚珠35，但只要从保持孔33伸出的部分为被倒角的形状，则也可以为棒状、椭圆状等。另外，伸出构件也可以与保持构件一体形成。

此外，在上述实施方式中，为了进行零点调整而采用能够使握持部40相对于筒部20旋转的结构，但若不需要零点调整或能够通过其他构造进行零点调整，则也可以为，握持部40不能够相对于筒部20旋转或与筒部20一体地形成。

此外，在上述实施方式的扭矩梯度调整机构70中，借助扭矩梯度调整螺钉71使扭矩梯度调整销73沿轴向移动，但也可以将扭矩梯度调整销73设为螺栓形状，通过其紧固松缓来调整扭矩梯度调整孔76的深度。

Claims (5)

1.一种扭矩螺丝刀，具备：

主轴，其能够在前端装配刀头；

筒部，其将所述主轴保持为旋转自如；

螺旋弹簧，其对所述主轴朝向所述筒部的基端施力；

保持构件，其形成于所述主轴的基端侧与所述主轴一体旋转，且保持所述螺旋弹簧的基端，并且具备朝向基端侧开口的保持孔；

伸出构件，其配备于所述保持孔；以及

基端构件，其设置于所述筒部的基端，

其特征在于，

所述扭矩螺丝刀具有扭矩梯度调整机构，该扭矩梯度调整机构包括：

扭矩梯度调整孔，其开设于所述基端构件的内表面中的、与所述伸出构件的旋转移动路径对置的位置，且能够供所述伸出构件的一部分进入；以及

扭矩梯度调整构件，其与所述扭矩梯度调整孔嵌合，调整所述伸出构件进入所述扭矩梯度调整孔的深度。

2.根据权利要求1所述的扭矩螺丝刀，其中，

所述扭矩梯度调整机构具备：

扭矩梯度调整凹部，其凹设于所述基端构件的基端侧，且与所述扭矩梯度调整孔连通；以及

扭矩梯度调整操作片，其与所述扭矩梯度调整凹部嵌合，能够对所述扭矩梯度调整构件在沿着所述主轴的方向上进行位置调整，

通过操作所述扭矩梯度调整操作片，使所述扭矩梯度调整构件在所述扭矩梯度调整孔内移动，从而调整所述伸出构件进入所述扭矩梯度调整孔的深度。

3.根据权利要求1或2所述的扭矩螺丝刀，其中，

所述保持孔在所述保持构件上形成有多个，

所述扭矩梯度调整孔的数量形成为与所述保持孔相同或者为所述保持孔的倍数。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩螺丝刀，其中，

所述基端构件能够相对于所述筒部在沿着所述主轴的方向上进行位置调整。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的扭矩螺丝刀，其中，

所述螺旋弹簧的前端保持于能够相对于所述筒部滑动的滑块。