CN111300321A - 具有扭力设定的电动快转扳手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有扭力设定的电动快转扳手，其于电动状态或手动状态被操作，电动快转扳手包括：本体、控制器、马达、驱动装置、扭力检测装置及离合机构；驱动装置被马达驱转且连接紧固件；扭力检测装置检测手动状态的手动输出扭力；离合机构于啮合状态和离合状态间变换；于电动状态下紧固件所遇阻力大于离合机构的离合扭力时，离合机构处于离合状态，使用者因离合机构的警示改变至手动状态；于手动状态下手动输出扭力达到控制器设定的临界扭力值时，控制器重新启动马达，离合机构再次处于离合状态，使用者因离合机构警示而得知已锁固完成。

Description

具有扭力设定的电动快转扳手

技术领域

本发明关于一种电动快转扳手，尤其指一种具有扭力设定的电动快转扳手。

背景技术

美国专利公开号20080271574A1，其公开一种可转换手动或电动操作模式的棘轮扳手工具，其于电动操作模式时，于扳杆后端连结装设有马达的电动握柄，并使第一传动杆套接于马达的输出轴，以将输出轴的输出动力传输至第一传动杆，借第一传动杆的啮齿与第二传动杆的卡销啮合，而可传动至第二传动杆，进而由第二传动杆连动至棘轮头作动，以进行电动的拆装作业。而于手动操模式时，可以手动握柄的套接头套接扳杆的第一传动杆，因此直接以手动的方式旋转手动握柄，可使手动握柄带动套接头转动，进而传动至第一传动杆、第二传动杆及棘轮头，而进行手动的拆装作业。

前述的棘轮扳手工具是针对以电动或手动方式，将已松脱或欲锁紧的作业物取出或定位；然而，于螺件上取出或定位的过程中，若遇到螺件有生锈处或损坏处时，作业物就会被卡住无法顺利移动，而马达的负载上升，使马达过热，导致马达烧毁。

而且前述的棘轮扳手工具并无针对当马达已达高负载时，即时提醒使用者停止使用的功能，在使用上容易造成马达损伤，也会增加使用上的安全疑虑。

再者，前述的棘轮扳手工具并无扭力显示功能，因此，使用者以手动方式操作过程中，并无法得知目前扳动的扭力大小，容易施加过大力道，导致螺件或待锁物的损坏。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种具有扭力设定的电动快转扳手，于电动状态下棘动机构所遇阻力过大时，能通过离合机构即时使马达脱离棘动机构，以有效保护马达；再者，于手动状态下，当紧固件于锁紧作业时，通过控制器搭配离合机构，能够于扳动扭力过大时产生提示。

本发明提供一种具有扭力设定的电动快转扳手，其能够供使用者于电动状态或手动状态下操作，电动快转扳手包括：一本体，其包括一头部、一柄部及连接于头部与柄部间的一连接部；一控制器，其设于本体内且能够设定一临界扭力值；一动力装置，其设于柄部且与控制器电性连接，动力装置包括设于柄部内的一电源，与电源的一马达电性连接，及供使用者操作的一开关；一驱动装置，其设于本体且一端连接于动力装置而能够供马达带动运转，驱动装置相反于动力装置的一端则能够连接紧固件；一扭力检测装置，其设于本体且与控制器电性连接，扭力检测装置能够检测电动快转扳手于手动状态下的一手动输出扭力；一离合机构，其设于本体内且安排在驱动装置内的适当位置，离合机构包括一离合扭力且离合机构能够于啮合状态和离合状态之间变换；其中，于电动状态时，当紧固件在旋转时所遭遇的阻力大于离合扭力时，离合机构自动处于离合状态，此时，使用者因离合机构的警示而得知应改变至手动状态，于手动状态时，当手动输出扭力的扭力值达到临界扭力值时，控制器重新启动动力装置运转，使离合机构再次处于离合状态，此时使用者因离合机构的警示而得知紧固件已达所需锁紧的扭力。

于其中一项实施例中，离合机构处于离合状态时，离合机构会同时发出声响及震动以提示使用者。

于其中一项实施例中，头部沿着一第一轴呈贯穿状，柄部和连接部沿着垂直于第一轴的一第二轴呈中空状，使头部、柄部及连接部内呈相通连状，扭力检测装置包括有至少一扭力感应器，扭力感应器设于本体的连接部。

于其中一项实施例中，电源为电池电源提供该马达运转所需的电力，开关与控制器电性连接，使控制器能够通过开关操控马达运作与否，当使用者开启开关，使马达开始转动，马达产生一动力输出扭力驱转驱动装置，而使紧固件旋转进行快转作业，此为电动快转扳手的电动状态；当使用者手动扳动本体，使本体同步带动驱动装置与紧固件以第一轴为轴心旋转时，此为电动快转扳手的手动状态；在欲进行锁紧作业的手动状态之前先停止电动状态；驱动装置包括设于头部的一棘动机构及连接于棘动机构与该马达间的一传动机构，棘动机构能够连接紧固件，并于电动状态或手动状态时进行锁紧作业。

于其中一项实施例中，连接部靠近头部一端的宽度小于头部的宽度，且连接部于宽度较小的两侧各设有一平面区，扭力检测装置包括两个扭力感应器分别设于两平面区内，扭力感应器用以将检测的数据传送至控制器计算；扭力感应器为应变规，所述扭力感应器贴设于两个平面区。

于其中一项实施例中，扭力检测装置还包括一显示器，显示器与扭力感应器电性连接，显示器设于本体的连接部与柄部之间，显示器用以显示扭力感应器所检测到手动输出扭力的扭力值；控制器包括一设定单元及一比较单元，设定单元用以设定临界扭力值，比较单元用以将临界扭力值与手动输出扭力的扭力值进行比较；离合扭力小于动力输出扭力，当动力装置带动驱动装置转动紧固件时，紧固件在旋转时所遭遇的阻力小于离合扭力时，离合机构自动处于啮合状态。

于其中一项实施例中，控制器包括一时间单元，时间单元用以设定一结束时间，当马达被控制器操控再次启动运作到达结束时间，控制器操控马达停止。

于其中一项实施例中，时间单元用以设定一确认时间，当手动输出扭力的扭力值持续上升且到达确认时间，控制器操控马达停止。

于其中一项实施例中设定单元用以设定一提示扭力值，该提示扭力值介于临界扭力值的百分之八十至百分之九十，当手动输出扭力的扭力值到达提示扭力值，由控制器重新启动马达间歇性运转，直该手动输出扭力的扭力值到达临界扭力值，控制器操控马达持续运转。

于其中一项实施例中，本发明还包括一蜂鸣器，其与扭力检测装置及控制器电性连接，当手动输出扭力的扭力值到达该临界扭力值，蜂鸣器发出声响。

通过上述，本发明于电动状态下，驱动装置所遇阻力过大时，由离合机构即时使马达脱离驱动装置，让使用者以手动状态操作，使紧固件离开生锈处；借此，以有效保护马达，保障使用安全。

再者，通过离合机构能够于扳动扭力过大时产生提示；借此，避免使用者以过大扭力造成紧固件或待锁物的损坏。

本发明的显示器能够提供使用者于手动状态下，精确得知目前施加力道，避免使用者以过大扭力造成紧固件或待锁物的损坏。

当检测到扳动扭力逐渐接近临界扭力值时，通过提示扭力值的设定，能够由控制器重新启动马达间歇性运转，借以先行产生预警式提示，以达到警示性的防护效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明第一实施例俯视外观示意图。

图2是本发明第一实施例侧视示意图。

图3是本发明第一实施例架构图。

图4是本发明第一实施例流程图。

图5是本发明第二实施例侧视示意图。

图6是本发明第二实施例架构图。

图7是本发明第二实施例流程图。

附图标记说明

电动快转扳手100

本体10

头部11

柄部12

连接部13

平面区131

控制器20

设定单元21

比较单元22

时间单元23

动力装置30

电源31

马达32

开关33

驱动装置40

棘动机构41

传动机构42

减速机构43

扭力检测装置50

扭力感应器51

显示器52

蜂鸣器53

离合机构60

第一轴C1

第二轴C2。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1至图4所示，本发明第一实施例提供一种具有扭力设定的电动快转扳手100，其用以驱转紧固件且供使用者于电动状态或手动状态下操作，于电动状态时，电动快转扳手100能够驱转紧固件进行快速螺旋移动的快转作业；于手动状态时，电动快转扳手100能够驱转紧固件进行锁紧作业或是越过生锈处，其中，锁紧作业将紧固件锁固于待锁物上。

本发明电动快转扳手100包括：

一本体10，其包括一头部11、一柄部12及连接于头部11与柄部12间的一连接部13。头部11沿着一第一轴C1呈贯穿状，柄部12和连接部13沿着垂直于第一轴C1的一第二轴C2呈中空状，使头部11、柄部12及连接部13内呈相通连状。连接部13靠近头部11的一端的宽度小于头部11的宽度，且连接部13于宽度较小的两侧各设有一平面区131。

一控制器20，其设于本体10内且能够设定一临界扭力值。

一动力装置30，其设于柄部12且与控制器20电性连接，动力装置30包括有设于柄部12内的一电源31，与电源31电性连接的一马达32及供使用者操作的一开关33；其中，电源31用以提供马达32运转所需的电力，开关33与控制器20电性连接，使控制器20能够通过开关33操控马达32运作与否。于本实施例中，电源31为电池。

一驱动装置40，其设于本体10且一端连接于动力装置30而能够供马达32带动运转，驱动装置40相反于动力装置30的一端则能够连接紧固件。当使用者开启开关33，使马达32开始转动，马达32产生一动力输出扭力驱转驱动装置40，而使紧固件旋转进行快转作业，此为电动快转扳手100的电动状态。当使用者手动扳动本体10，使本体10同步带动驱动装置40与紧固件以第一轴C1为轴心旋转时，此为电动快转扳手100的手动状态。

驱动装置40包括有设于头部11的一棘动机构41及连接于棘动机构41与马达32间的一传动机构42。棘动机构41能够连接紧固件，并于电动状态或手动状态时进行锁紧作业。如果需要，驱动装置40还能够包括连接于马达32及传动机构42间的一减速机构43。

一扭力检测装置50，其设于本体10且与控制器20电性连接，扭力检测装置50用以检测电动快转扳手100于手动状态下的一手动输出扭力。扭力检测装置50包括有至少一扭力感应器51，扭力感应器51设于本体10的连接部13。于本实施例中，扭力检测装置50包括两个扭力感应器51，两个扭力感应器51分别设于本体10连接部13两侧的平面区131内，其中，两个扭力感应器51用以将检测的数据传送至控制器20计算，于本实施例中，扭力感应器51为应变规，其中，两个扭力感应器51贴设于连接部13的两个平面区131，两个扭力感应器51能够于手动状态下，检测使用者扳动本体10于锁紧作业下产生的手动输出扭力，手动输出扭力即为通过使用者扳动本体10而同部带动棘动机构41施加于紧固件的扭力。

控制器20包括一设定单元21及一比较单元22，设定单元21用以设定一临界扭力值，比较单元22用以将临界扭力值与检测的扭力值进行比较。

扭力检测装置50还包括一显示器52，显示器52设于本体10的连接部13与柄部12之间，显示器52与扭力感应器51电性连接，显示器52用以显示扭力感应器51所检测到手动输出扭力的扭力值，其中，显示器52能够显示灯号或数字，以供操作者便于观察操作时的扭力。

一离合机构60，其设于本体10内且安排在驱动装置40内的适当位置。离合机构60具有一离合扭力，离合扭力小于动力输出扭力，其中，当动力装置30带动驱动装置40转动紧固件时，紧固件在旋转时所遭遇的阻力小于离合扭力时，离合机构60自动处于啮合状态，当紧固件在旋转时所遭遇的阻力大于离合扭力时，离合机构60自动处于离合状态。

离合机构60的零件是通常是由一个固定凸轮、一个活动凸轮及一个偏压于活动凸轮一侧的弹簧构成，弹簧使活动凸轮常态啮合于固定凸轮，以形成离合机构60的啮合状态，当固定凸轮所遭遇阻力过大而使活动凸轮抵抗弹簧偏压力量，造成活动凸轮无法带动固定凸轮时即形成离合机构60的离合状态，于本发明不限定于此种零件所构成的结构。于本实施例中，离合机构60安排在驱动装置40内的传动机构42与减速机构43之间，但此仅作示意之用，离合机构60安排在驱动装置40内的适当位置，也即离合机构60安排在马达32至紧固件之间的路径上时，都能够顺利达到前述功效。

于电动状态时，当紧固件在旋转时所遭遇的阻力大于离合扭力时，离合机构60自动处于离合状态，此时使用者因离合机构60的警示而得知应改变至手动状态；于手动状态时，当手动输出扭力的扭力值达到控制器20所设定的临界扭力值，控制器20重新启动动力装置30运转，使离合机构60再次处于离合状态，此时使用者因离合机构60的警示而得知紧固件已达所需锁紧的扭力。离合机构60处于该离合状态时，离合机构60会同时发出声响及震动以提示使用者。

详而言之，于电动状态下进行快转作业的过程中，棘动机构41所遇的阻力小于离合机构60的离合扭力时(例如：螺件的螺纹完整或空转)，离合机构60处于啮合状态，使动力输出扭力能够快转棘动机构41，使紧固件螺旋；当棘动机构41于快转作业的过程中，遇到螺旋路径上有生锈处时，紧固件在旋转时遭遇生锈的阻力就会无法顺畅螺旋；此时，棘动机构41所遇的阻力若大于离合扭力，离合机构60通过预力作用由啮合状态变换至离合状态，马达32呈现空转状态，使马达32输出的动力输出扭力无法驱转棘动机构41；接着，使用者能够扳动本体10以手动状态操作，借以越过棘动机构41所遇的阻力，再回到紧固件能够顺畅螺旋的状态，使离合机构60由离合状态再次变换至啮合状态，如此一来，马达32能够再次控制棘动机构41带动紧固件进行快转作业。

当紧固件被棘动机构41以电动状态下，以快转作业带动至欲进行锁紧作业时，由于紧固件逐步至锁紧作业前，棘动机构41所遇阻力会上升，所以一旦棘动机构41所遇阻力大于离合扭力时，离合机构60会由啮合状态变换至离合状态；接着，使用者以手动状态操作紧固件于锁紧作业前，使用者能够先以手动方式（例如关闭开关33）让马达32停止运转，也就是在欲进行锁紧作业的手动状态之前先停止电动状态，再以手动输出扭力扳动本体10；然后，于锁紧作业的过程中，当比较单元22判断所述扭力感应器51检测到手动输出扭力的扭力值持续上升到达临界扭力值时，比较单元22会使马达32重新运转，此时于手动状态下，离合机构60再次处于离合状态，且离合机构60会发出声响及震动，达到提示使用者已锁紧到所需的扭力。

因此，本发明于电动状态下，棘动机构41所遇阻力过大时，由离合机构60即时使马达32脱离棘动机构41，让使用者改变成手动状态操作，使紧固件离开生锈处；借此，以有效保护马达32，保障使用安全。

再者，于手动状态下，当紧固件于锁紧作业时，通过控制器20搭配离合机构60，能够于扳动扭力达到所设定的扭力时产生提示；借此，避免使用者以过大扭力锁定紧固件造成紧固件或待锁物的损坏。

请参阅图5至图7，是本发明电动快转扳手100的第二实施例，与前述实施例不同在于：

扭力感测装置50还包括一蜂鸣器53，蜂鸣器53与扭力感应器51及控制器20电性连接。于锁紧作业过程中，当控制器20的比较单元22判断扭力感应器51检测到手动输出扭力上升到达临界扭力值时，控制器20除了启动蜂鸣器53发出声响，同时离合机构60会产生声响与震动，以有效提醒使用者停止施加过大扭力。

当紧固件被棘动机构41以电动状态下，以快转作业带动至欲进行锁紧作业时，除了能够以手动方式使马达32停止运转，本发明也能够以自动方式使马达32停止运转，详细说明如后。

控制器20还包括一时间单元23，时间单元23用以设定一确认时间及一结束时间；于紧固件欲进行锁紧作业时，使用者能够以手动状态操作，当比较单元22判断扭力感应器51检测到手动输出扭力的扭力值持续上升且到达确认时间，比较单元22会控制马达32停止运转；接着，使用者持续扳动本体10，比较单元22判断扭力感应器51检测到手动输出扭力的扭力值持续上升到达临界扭力值，控制器20会重新启动马达32运转，以通过离合机构60产生声响及震动提示使用者；然后，当控制器20操控马达32再次启动运作到达结束时间，控制器20会操控马达32停止，借以完成锁紧作业。

于本实施例中，设定单元21用以设定一提示扭力值，提示扭力值介于临界扭力值的百分之八十至百分之九十；于锁紧作业过程中，当比较单元22判断扭力感应器51检测到手动输出扭力的扭力值到达提示扭力值的范围中，由控制器20重新启动马达32间歇性运转，直到手动输出扭力的扭力值到达临界扭力值，由控制器20操控马达32持续运转。

举例说明：当使用者以手动状态以手动输出扭力扳动本体10进行锁紧作业过程中，手动输出扭力会持续上升，在比较单元22判断扭力感应器51检测到手动输出扭力的扭力值到达提示扭力值的范围时，控制器20会循环控制马达32运转1秒再停止1秒，而当马达32运转时，由于离合机构60处于离合状态，所以会产生震动与声响，如此一来，就会产生间歇性的提示，以告知使用者目前扳动的扭力已经快要达到临界扭力值，而当手动输出扭力的扭力值已到达临界扭力值时，马达32的持续运转，离合机构60会产生持续性的震动与声响，以告知使用者停止施加过大扭力；借此，通过设定单元21所设的提示扭力值，以预警提示的方式，达到警示性的防护效果。

综合上述，本发明能达成下列功效：

一、于电动状态时，当紧固件在旋转时所遭遇的阻力大于离合扭力时，离合机构60自动处于离合状态，此时使用者因离合机构60的警示而得知应改变至手动状态；于手动状态时，当手动输出扭力的扭力值达到控制器20所设定的临界扭力值，控制器20重新启动动力装置30运转，使离合机构60再次处于离合状态，此时使用者因离合机构60的警示而得知紧固件已达所需锁紧的扭力。离合机构60处于该离合状态时，离合机构60会同时发出声响及震动以提示使用者。

二、当紧固件于锁紧作业时，马达32能够以手动或自动方式停止运转，而于锁紧过程中，扳动的手动输出扭力到达临界扭力值时，通过控制器20操控马达32启动，并通过离合机构60产生提示的声响与震动；借此，避免使用者以过大扭力造成紧固件或待锁物的损坏。

三、于锁紧作业时检测到扳动扭力逐渐接近临界扭力值时，控制器20先行间歇性操控马达32运转，使离合机构60产生间歇性声响与震动，借以预警式提示使用者，达到警示性的防护效果。

四、当使用者于手动状态扳动本体10过程中，显示器52能够精确显示使用者目前施加的力道，提示使用者适时调整操作扭力，避免使用者以过大扭力造成紧固物或待锁物的损坏。

五、于电动状态下，棘动机构41所遇阻力过大时，能够由离合机构60即时使马达32脱离棘动机构41，让使用者以手动状态操作，使紧固件越过生锈处；借此，以有效保护马达32，保障使用安全。

以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明的范围。举凡不违背本发明精神所从事的种种修改或变化，俱属本发明意欲保护的范畴。

Claims (10)

1.一种具有扭力设定的电动快转扳手，其能够供使用者于电动状态或手动状态下操作，其特征在于，该电动快转扳手包括：

一本体，其包括一头部、一柄部及连接于该头部与该柄部间的一连接部；

一控制器，其设于该本体内且能够设定一临界扭力值；

一动力装置，其设于该柄部且与该控制器电性连接，该动力装置包括设于该柄部内的一电源，与该电源电性连接的一马达，及供使用者操作的一开关；

一驱动装置，其设于该本体且一端连接于该动力装置，驱动装置能够供该马达带动运转，该驱动装置相反于该动力装置的一端则能够连接紧固件；

一扭力感测装置，其设于该本体且与该控制器电性连接，该扭力检测装置能够检测该电动快转扳手于手动状态下的一手动输出扭力；

一离合机构，其设于该本体内且安排在该驱动装置内的适当位置，该离合机构具有一离合扭力，且该离合机构能够于啮合状态和离合状态之间变换；

于电动状态下，当紧固件在旋转时所遭遇的阻力大于该离合扭力时，该离合机构自动处于离合状态，此时使用者因该离合机构的警示而得知应改变至手动状态，于手动状态下进行锁紧作业时，当该手动输出扭力的扭力值达到该临界扭力值时，该控制器重新启动该动力装置运转，使该离合机构再次处于离合状态，此时使用者因该离合机构的警示而得知紧固件已达所需锁紧的扭力。

2.如权利要求1所述的具有扭力设定的电动快转扳手，其特征在于，该离合机构处于离合状态时，该离合机构会同时发出声响及震动以提示使用者。

3.如权利要求1或2所述的具有扭力设定的电动快转扳手，其特征在于，该头部沿着一第一轴呈贯穿状，该柄部和该连接部沿着垂直于该第一轴的一第二轴呈中空状，使该头部、该柄部及该连接部内呈相通连状，该扭力检测装置包括至少一扭力感应器，所述扭力感应器设于该本体的连接部。

4.如权利要求3所述的具有扭力设定的电动快转扳手，其特征在于，该电源为电池，该电源提供该马达运转所需的电力，该开关与该控制器电性连接，使该控制器能够通过该开关操控该马达运作与否，当使用者开启该开关，使该马达开始转动，该马达产生一动力输出扭力驱转该驱动装置，而使紧固件旋转进行快转作业，此为该电动快转扳手的电动状态；当使用者手动扳动该本体，使该本体同步带动该驱动装置与紧固件以该第一轴为轴心旋转时，此为该电动快转扳手的手动状态；在欲进行锁紧作业的手动状态之前先停止电动状态；该驱动装置包括设于该头部的一棘动机构及连接于该棘动机构与该马达间的一传动机构，该棘动机构能够连接紧固件，并于电动状态或手动状态时进行锁紧作业。

5.如权利要求4所述的具有扭力设定的电动快转扳手，其特征在于，该连接部靠近该头部一端的宽度小于该头部的宽度，且该连接部于宽度较小的两侧各设有一平面区，该扭力检测装置具有两个扭力感应器分别设于该两个平面区内，所述扭力感应器用以将检测的数据传送至该控制器计算；该扭力感应器为应变规，所述扭力感应器贴设于该两个平面区。

6.如权利要求5所述的具有扭力设定的电动快转扳手，其特征在于，该扭力检测装置还包括一显示器，该显示器与所述扭力感应器电性连接，该显示器设于该本体的连接部与柄部之间，该显示器用以显示所述扭力感应器所检测到该手动输出扭力的扭力值；该控制器包括一设定单元及一比较单元，该设定单元用以设定所述临界扭力值，该比较单元用以将该临界扭力值与该手动输出扭力的扭力值进行比较；该离合扭力小于该动力输出扭力，当该动力装置带动该驱动装置转动紧固件时，紧固件在旋转时所遭遇的阻力小于该离合扭力时，该离合机构自动处于啮合状态。

7.如权利要求6所述的具有扭力设定的电动快转扳手，其特征在于，该控制器包括一时间单元，该时间单元用以设定一结束时间，当该马达被该控制器操控再次启动运作到达该结束时间，该控制器操控该马达停止。

8.如权利要求7所述的具有扭力设定的电动快转扳手，其特征在于，该时间单元用以设定一确认时间，当该手动输出扭力的扭力值持续上升且到达该确认时间，该控制器操控该马达停止。

9.如权利要求8所述的具有扭力设定的电动快转扳手，其特征在于，该设定单元用以设定一提示扭力值，该提示扭力值介于该临界扭力值的百分之八十至百分之九十，当该手动输出扭力的扭力值到达该提示扭力值，由该控制器重新启动该马达间歇性运转，直到该手动输出扭力的扭力值到达该临界扭力值，该控制器操控该马达持续运转。

10.如权利要求9所述的具有扭力设定的电动快转扳手，其特征在于，还包括一蜂鸣器，其与该扭力感测装置及该控制器电性连接，当该手动输出扭力的扭力值到达该临界扭力值，该蜂鸣器发出声响。

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