CN1978146A - 双支点扭力扳手 - Google Patents

Abstract

一种双支点扭力扳手，包含有：一管身；一头部，用以套接套筒或螺接元件；一挠动机构，具有一挠动部位，该挠动机构连接于该头部后端，并设于该管身中；该头部外露于该管身前端；操作该扳手时，该挠动机构的挠动部位受力而挠动；该头部连同该挠动机构以二个支点连接于该管身；该挠动部位位于该二支点之间。通过此双支点的设计，可使扳手的施力端及受力端呈现相同的作用力，且可使扳手的挠动状态的检测或设定值更为精确、灵敏。

Description

双支点扭力扳手

技术领域

本发明与手工具有关，详而言之，指一种扭力扳手，可使该扳手的施力端与抗力端具有相同的作用力，不会因扳动扳手之位置不同而有所影响。

背景技术

扭力扳手可分有机械式及电子式之型式，机械式者，主要系可设定扭力值，当施予扳手之扭力超过该设定值时，即会产生一警示作用，例如发出声响。至于电子式者，则用以显示出扳动扳手之扭力。

无论机械式或电子式之扭力扳手，均存在一共同的缺失，即扳动扳手之施力，以及扳手驱动套筒或螺接元件之作用力并不相当。

以图1的习知机械式扭力扳手10为例，在扳手的管身12一端设一杆体13，该杆体13以一销14枢接于于管身12前端，杆体前端并具一头部15。转动管身12末端的握把16时，可经由一调整机构18带动一滑块20位移，使一弹簧22弹性顶持于一顶块24，该顶块前端与杆体13末端形成弹性顶持状态。该弹性能即为扳手的设定磅数。

使用者以该头部15套接套筒或螺接元件，扳动扳手以转动套筒或螺接元件。当扳动扳手的施力大于设定磅数时，杆体13与顶块24即产生滑脱，并产生声响，提醒使用者其施力超过设定值。

惟，上述扳手为“单支点”的构造，亦即，整支扳手的施力端(即握把)与抗力端(即头部)间仅以该销14为支点，此种单支点结构的力学状态，如图2所示，由其弯曲力矩(moment)可知，于施力处及支点的扭力并不相同，使得扳手的抗力端及施力端所产生的作用力并不相等。因此，扳动扳手的施力并不等于扳手头部转动螺接元件之力量。再者，当扳动扳手的施力位置不同时，例如图中所示之P或P’处，所产生的弯曲力矩(moment)即会有所差异。图2及图3即显示不同的施力点所产生的弯矩图(M)及剪力(shear)图(S)。在不同的施力位置时，亦会对作用力造成影响。

同样的，习知电子式扭力扳手亦仅存在着一个支点，于扳手的施力端与抗力端的作用力亦无法相同，其所显现的扭力值并不准确。

此外，当单支点扭力扳手的扳动位置不同时，其产生最大变形量的位置亦会跟着改变，惟，(电子式扭力扳手)用以量测变形量的张力规，或(机械式扭力扳手)用以产生滑脱的结构均位在固定位置，使得量测之处常非最大变形之处，故量测效果并不灵敏、准确。而对于机械式结构者，其设定的扭力值与真实的操作力亦多产生误差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种双支点扭力扳手，使扳力的施力端与抗力端的作用力相符。

本发明的另一目的在于提供一种双支点扭力扳手，可精确、灵敏的测量出操作力或反应真实的操作力。

本发明一种双支点扭力扳手，包含有：

一管身；

一头部，用以套接套筒或螺接元件；

一挠动机构，具有一挠动部位，该挠动机构连接于该头部后端，该挠动机构设于该管身中；该头部外露于该管身前端；操作该扳手时，该挠动机构的挠动部位因受力而挠动；

其特征在于：该头部连同该挠动机构以二支点连接于该管身；该挠动部位位于该二支点之间。

其中：该挠动机构具有一挠杆，可受力挠曲，形成该挠动部位；该挠杆的前后二端分别以该二支点连接于该管身。

其中：该挠杆前端以至少一插销插接于该管身，形成一支点。

其中：该挠杆后端以至少一插销插接于该管身，形成一支点。

其中：该挠杆的前端二侧分别置放一支销，该二支销抵于该管身内壁，而成一支点。

其中：该挠杆后端连接一宽度较大的套体，该套体紧密地连接于该管身内壁，形成一支点。

其中：该挠杆后端连接一宽度较大的套体；至少一插销，插接于该管身及该套体，形成一支点。

其中：该挠杆后端以一支点连接于该管身；该头部后端固接于该管身前端，形成另一支点。

其中：该头部后端以至少一插销插接于该管身。

其中：该头部后端更设有一连接部；该挠杆前端连接于该连接部；该头部后端以该连接部固接于该管身。

其中：该挠动机构包括一挠杆、一顶块、一弹性元件及一滑块；该挠杆穿设于该管身中，其前端与该头部后端相连接；该挠杆及该头部以一插销插接于该管身，该插销形成一前支点，使该头部与该挠杆得以该支点为摆动中心而一起摆动；该顶块、该弹性元件及该滑块由前往后依序装设于管身中；该顶块前端与该挠杆后端实质相接触；该弹性元件二端分别顶于该滑块及该顶块；一调整机构，装设于该管身末端，并连接于该滑块后端；一握把，以可转动的方式套设于管身后端，并与该调整机构相连接；转动该握把时，可经由该调整机构带动该滑块沿着管身的轴向位移，以调整该弹性元件顶持于该顶块的弹性能；该挠杆及该顶块间为该挠动部位；一后支点，连接该管身及该挠动机构后端；该挠动部位位于该二支点之间。

其中：该滑块沿其纵向设一滑槽；一第二插销，插接于该管身及该滑块的滑槽；该第二插销为该后支点。

为能进一步了解本发明的目的、特征以及功效，以下兹举若干较佳实施例，并配合图式详细说明于后。

附图说明

图1：习知一种扭力扳手的纵向剖面图。

图2及图3：于不同的施力位置操作图1的扳手时，其力学关系图。

图4：本发明一较佳实施例的顶视局部剖面图。

图5：图4的局部分解立体图。

图6：显示侦测扳手挠曲曲率的一实施状态。

图7：显示图4的扳手为双支点的示意图。

图8：显示图4的扳手的力学状态。

图9：本发明又一较佳实施例的局部顶视剖面图。

图10：本发明再一较佳实施例的局部顶视剖面图。

图11：本发明又一较佳实施例的局部顶视剖面图。

图12：本发明再一较佳实施例的局部顶视剖面图。

图13：本发明另一较佳实施例的纵向剖面图。

图14：显示图13的局部外观顶视图。

图15：显示图13的挠动状态。

具体实施方式

本发明提供一种具有双支点扭力扳手，使扳手的扭力不会因施力位置的不同而有所影响。本发明可应用于机械式或电子式的扭力扳手。

图4、图5本发明一较佳实施例的扭力扳手30，其为电子型式。

该扳手30具有一中空的管身32，其后端套设一握把34。

一头部40，用以套接套筒，或螺栓及螺帽等螺接元件。一挠动机构42，连接于该头部40后端。挠动机构包括一挠杆43及一套体44。该挠杆43的宽度较窄，以便产生挠曲。挠杆前端连接于头部40，且其与头部的连接处的二侧分别为一定位点431。该挠杆43后端套入于该套体44的插孔46中，挠杆与套体紧密插接，其间并无间隙，故该二者可视为一体。该挠动机构42自管身32前端装入于管身中，该头部40外露出管身32。

一第一插销50，插接于该管身32及该套体44，使挠动机构42定位。二支销55，分别置设于挠杆43二侧的该二定位点431。同时，该二支销55、管身32内壁及挠杆43间呈紧密配合，并无间隙。

自握把34处施力扳动扳手30时，该挠杆43将产生挠曲，通过检测挠杆的挠曲率，即可了解施力大小。欲得知所施的扭力，可如图4所示，于挠杆43二侧贴设二感测装置48，例如张力规、应变规或压电开关等，通过惠氏电桥(Wheatstonebridge)即可得知扭力值，其数值可显示于握把表面所设的视窗35。亦或如图6所示，于管身32开设一通孔36，复由一量表38量测其曲率而判读。

复请参阅图7，本发明的扳手30具有二个支点f1，f2，分别为第一插销50所形成的第一支点f1，及该二支销55所形成的第二支点f2；而挠动机构42的挠动部位(即挠杆43)位于该二支点之间。

复请参阅图8，通过双支点结构，当对扳手的握把34处施予F1作用力时，头部40将生成一相应的作用力F2，而F1等于F2。双支点的弯矩图为左右对称的图形，因此，扳手的施力端(即握把)与抗力端(即头部)的作用力相等。如此，无论在握把的任一位置处施力，例如图4所示的S1、S2或S3，均可于头部产生相同的作用力。故，本发明将使用者的操作力真实的反应于扳手的头部40，即使施力位置的不同，施力端及抗力端的力量均为相同。

又，由于该双支点的设计，不论在何处施力，挠曲现象均发生于该二支点f1，f2之间，且最大应变量δc位在该二支点间的中央位置C，因此，量测此处的变形量，即可获得最灵敏的量测效果。而本发明的感测装置48或量表38均系量测该位置C，故具有最灵敏的效果。

复请参阅图9扳手60的挠动机构62的挠杆63与套体64可为一体成型。一销65，插接于套体64及管身66，形成第一支点(后支点)。一第二插销68，插接于挠杆63前端及管身66，并形成第二支点(前支点)。因此，本实施例于挠动机构62二端均设有一支点，可使扳手的施力端与抗力端(即头部69)具有相同的作用力。

图10本发明的扳手70的又一较佳实施例，挠动机构72的套体73以紧配合的方式固设于管身74内；而头部75末端则具有一插接部76，紧密地连接于管身74。该二者73、76分别形成后支点f3及前支点f4，使挠杆78于该二支点间挠曲。

图11所揭的扳手80中，其挠杆82后端的后支点由二个设于挠杆二侧的支销83所形成，管身84、支销83及挠杆82间呈紧配合。至于挠杆的前支点则可为上述实施例所示的任一种。

图12扳手90中，其挠杆92后端以一或二插销93插接于管身95，形成后支点。至于前支点可为上述实施例所揭的任一种。

又，可理解的是，本发明的后支点与前支点可由上述各实施例所揭的各种形式加以组合变化，例如，图9所示的后支点与图4所示的前支点相配合；亦或，图4的后支点与图10的前支点相配合。

复请参阅图13、图14，本发明的扭力扳手100的另一较佳实施例，为机械式的结构。

该扳手具有一管身102及一头部104。一挠动机构105，包括一挠杆106、一顶块108、一弹性元件110及一滑块112。该挠杆106前端与该头部104后端一体相连接，并以一插销107插接于该管身102前端，该插销107形成一支点，使得挠杆与头部104一起以该销107为支点而摆动。该顶块108、弹性元件110及该滑块112由前往后依序装设于管身102中。顶块108与挠杆106之相向面间并通过一块体114相接触。一调整机构120，装设于该管身102末端，并连接于该滑块112后方。一握把122，套设于管身102后端外周。

转动该握把122时，可经由该调整机构120带动该滑块112沿管身的轴向位移，藉以调整该弹性元件110顶于顶块108的弹性能。该滑块上并设有一刻度表124，可由设于管身的一视窗125所目视，以便了解所设定的扭力值。

当操作扳手的扭力大于设定值时，挠动机构105的挠动部位将产生滑脱，亦即如图15所示，挠杆106末端及顶块108产生侧向滑动，并发生声响，提供一警示作用。

本实施例更于该滑块112设一纵向的滑槽126；一插销128，插接于管身102及滑块的滑槽126。藉此，该插销128形成一后支点；而插销107形成一前支点，当挠动机构105受力时以该二支点而挠动，可使施力端(握把)与抗力端(头部)产生相同的作用力。

再者，挠动机构120的挠动部位位于该二支点之间，故可精确、灵敏的反应实际操作扭力，使扭力设定值与实际操作力相一致。

综上所述，本发明使得扭力扳手具有双支点之结构，可使扳手的施力端与抗力端具有相同的作用力，并可准确、灵敏的反应扭力值。

Claims (12)

1.一种双支点扭力扳手，包含有：

一管身；

一头部，用以套接套筒或螺接元件；

一挠动机构，具有一挠动部位，该挠动机构连接于该头部后端，该挠动机构设于该管身中；该头部外露于该管身前端；操作该扳手时，该挠动机构的挠动部位因受力而挠动；

其特征在于：该头部连同该挠动机构以二支点连接于该管身；该挠动部位位于该二支点之间。

2.如权利要求1所述的双支点扭力扳手，其中：该挠动机构具有一挠杆，可受力挠曲，形成该挠动部位；该挠杆的前后二端分别以该二支点连接于该管身。

3.如权利要求2所述的双支点扭力扳手，其中：该挠杆前端以至少一插销插接于该管身，形成一支点。

4.如权利要求2所述的双支点扭力扳手，其中：该挠杆后端以至少一插销插接于该管身，形成一支点。

5.如权利要求2所述的双支点扭力扳手，其中：该挠杆的前端二侧分别置放一支销，该二支销抵于该管身内壁，而成一支点。

6.如权利要求2所述的双支点扭力扳手，其中：该挠杆后端连接一宽度较大的套体，该套体紧密地连接于该管身内壁，形成一支点。

7.如权利要求2所述的双支点扭力扳手，其中：该挠杆后端连接一宽度较大的套体；至少一插销，插接于该管身及该套体，形成一支点。

8.如权利要求1所述的双支点扭力扳手，其中：该挠杆后端以一支点连接于该管身；该头部后端固接于该管身前端，形成另一支点。

9.如权利要求8所述的双支点扭力扳手，其中：该头部后端以至少一插销插接于该管身。

10.如权利要求8所述的双支点扭力扳手，其中：该头部后端更设有一连接部；该挠杆前端连接于该连接部；该头部后端以该连接部固接于该管身。

11.如权利要求1所述的双支点扭力扳手，其中：该挠动机构包括一挠杆、一顶块、一弹性元件及一滑块；该挠杆穿设于该管身中，其前端与该头部后端相连接；该挠杆及该头部以一插销插接于该管身，该插销形成一前支点，使该头部与该挠杆得以该支点为摆动中心而一起摆动；该顶块、该弹性元件及该滑块由前往后依序装设于管身中；该顶块前端与该挠杆后端实质相接触；该弹性元件二端分别顶于该滑块及该顶块；一调整机构，装设于该管身末端，并连接于该滑块后端；一握把，以可转动的方式套设于管身后端，并与该调整机构相连接；转动该握把时，可经由该调整机构带动该滑块沿着管身的轴向位移，以调整该弹性元件顶持于该顶块的弹性能；该挠杆及该顶块间为该挠动部位；一后支点，连接该管身及该挠动机构后端；该挠动部位位于该二支点之间。

12.如权利要求11所述的双支点扭力扳手，其中：该滑块沿其纵向设一滑槽；一第二插销，插接于该管身及该滑块的滑槽；该第二插销为该后支点。

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