TW201321733A - 扭力工具之測試裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種扭力工具之測試裝置，其包括：一測試本體，其從上至下設有一貫通空間，該貫通空間至少包括有一內部之螺帽空間及下方之感測空間；一傳遞機構，係包括有一螺桿件及螺帽件，該螺帽件係設於該螺帽空間，該螺桿件係設於該貫通空間上方處而螺接貫穿該螺帽件；一力量感測裝置，係設於該感測空間，該力量感測裝置包括有上方之一力量感測元件及下方之一感應座，該力量感測元件係承接感測該螺桿件末端所傳遞之壓縮力，該力量感測元件將感測到的壓縮力轉換為扭力，該扭力將由該感應座轉換為電子訊息而輸送出；如此，能大為消除測量上之摩擦阻耗，使達到扭力測量上之極佳準確度，並利用螺件本體在鎖緊之過程中其末端所產生壓縮力量的大小，使量化敲擊式扭力工具所產生之扭力，並配合電子式力量感測元件有效地測量其受壓縮的力量，再轉換為扭力值，進而實現敲擊式扭力工具其扭力測量之精確適用性。

Description

扭力工具之測試裝置

本發明係有關於一種扭力測試裝置，尤指一種可針對扭力工具進行扭力測試，且具有極佳測試準度及便利應用參考之介面，並可針對敲擊式扭力工具加以測試者。

按，一般需藉由扭力輸出以進行旋轉操作之工務，如螺桿、螺栓之螺結操作等等，通常係利用扭力工具來輔助進行，如一般之手動式扭力工具及馬達帶動輸出的連續性動力工具，而後更發展出一種敲擊式扭力工具(Impact Wrench Tools)。由於扭力工具其扭力輸出之大小及操作時間涉及到工件鎖固之適度、精準度，如鎖固操作未到位(扭力過小或操作時間不足)、過度迫緊(扭力過大或操作時間過長)等操作上扭力與時間適度配合之問題，因此該扭力工具需先測試其扭力輸出狀況，以達到最佳之應用效果。習知扭力工具之測試裝置如第1圖所示，該扭力工具之測試裝置90設有中央部位之操作空間91、螺帽空間92及周圍之壓測液體94，該螺帽空間92係與操作空間91連通而位於其下方，該螺帽空間92係設有一螺帽壓件93，該操作空間91上方係設有一待鎖件95，而一測試螺桿96係從上而下螺接該待鎖件95及螺帽壓件93。該習知扭力工具之測試裝置90使用時，係以一扭力工具100對該測試螺桿96之螺頭961進行扭轉，並藉該其螺桿962使該待鎖件95及螺帽壓件93相對靠合，如此即對該壓測液體94產生壓縮力，該壓縮力用為相當於該測試螺桿96受扭力工具100作動時所受之拉伸力，另該扭力工具之測試裝置90係連接一應變式壓力感測裝置(如液壓錶)(未圖示)，用以將該拉伸力對應量化轉換為扭力，而取得該扭力工具100之輸出扭力值。

該習知扭力工具之測試裝置90雖能達其扭力量測之作用，然，仍有諸多缺失問題存在，例如，由於該測試螺桿96在鎖緊過程中其軸承面與待鎖件95會產生一摩擦力A1、待鎖件95與扭力工具之測試裝置90間亦會產生一摩擦力A2及螺帽壓件93會與螺桿962產生摩擦力A3，該等摩擦力A1、A2及A3之阻耗將使其測量準確度造成很大的影響，顯非理想之設計；再者，由於扭力工具100隨著不同作用時間，其所累計之扭力亦會不同，該習知扭力工具之測試裝置90並無法讓操作人員確實知道不同作用時間長度下扭力值的大小，而難以進行精確之操作控制，亦是其缺失。

緣此，本發明人有鑑於習知扭力工具之測試裝置使用上之缺失問題及其結構設計上未臻理想之事實，本案發明人即著手構思解決方案，希望能開發出一種更具精確性、應用性及適用敲擊式扭力工具進行測量之扭力工具之測試裝置，遂經多時之構思而有本發明之產生。

本發明之目的在提供一種扭力工具之測試裝置，其能大為消除測量上之摩擦阻耗，使達到扭力測量上之極佳準確度。

本發明之再一目的在提供一種扭力工具之測試裝置，其能利用螺件本體在鎖緊之過程中其末端所產生壓縮力量的大小，使量化敲擊式扭力工具所產生之扭力，並配合電子式力量感測元件有效地測量其受壓縮的力量，再轉換為扭力值，進而實現敲擊式扭力工具其扭力測量之精確適用性者。

本發明之又一目的在提供一種扭力工具之測試裝置，其能設定扭力量測起始值作為測量時間起點及設定作用時間長度，用以有效控制扭力工具作用於螺件本體的時間，並可通過電子顯示器的顯示數值，讓操作人員確實知道不同作用時間長度下扭力值的大小，進而達到有效的掌控、應用敲擊式扭力工具所產生的扭力值者。

本發明為了達成上述之目的及功效，所採行之技術手段包括：一測試本體，其從上至下設有一貫通空間，該貫通空間包括有至少一內部之螺帽空間及下方之感測空間；一傳遞機構，係包括有一螺桿件及螺帽件，該螺帽件係設於該螺帽空間，該螺桿件係設於該貫通空間上方處而螺接貫穿該螺帽件；一力量感測裝置，係設於該感測空間，該力量感測裝置包括有上方之一力量感測元件及下方之一感應座，該力量感測元件係承接感測該螺桿件末端所傳遞之壓縮力，該力量感測元件將感測到的壓縮力轉換為扭力，該扭力將由該感應座轉換為電子訊息而輸送出。

茲為使　貴審查委員對本發明之技術特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：

請參閱第2圖，本發明用以進行扭力工具其扭力量測之測試裝置10包括有一測試本體11、傳遞機構20及力量感測裝置30；該測試本體11之上方從上至下(依圖式方向)係設有相連通之一上空間111、螺帽空間112及操作空間113，其中，該上空間111係連通外部空間；該螺帽空間112之徑寬係較該上空間111及操作空間113為大；再者，該測試本體11之下方係設有一感測空間114，該感測空間114與該操作空間113之間係連接有一傳遞空間115，即該傳遞空間115係連通該操作空間113與感測空間114。前述該上空間111、螺帽空間112、操作空間113、傳遞空間115及感測空間114係構成一用以設置各裝置、構件之貫通空間。

該傳遞機構20係包括有一螺桿件21、螺帽件22及傳遞件23，其中該螺帽件22係設於該螺帽空間112；該螺桿件21係可為螺桿、螺栓或螺絲等具有螺紋之工件，其包括有一螺頭211及螺桿212，該螺桿件21係通過該上空間111而螺接貫穿於該螺帽件22，該螺桿件21之底端係位於該操作空間113，且該螺頭211係位於該上空間111之上方而呈無接觸其他構件之無摩擦狀態，該螺帽件22係用以支撐定位該螺桿件21；該傳遞件23可為一銅(或鋼)質體或其他金屬材(未加設限)，其係設於該傳遞空間115，且該傳遞件23之頂、底端係分別伸入於該操作空間113與該感測空間114，使該傳遞件23之頂端抵接於該螺桿件21。該力量感測裝置30係設於該測試本體11之感測空間114，該力量感測裝置30包括有上方之一力量感測元件31(電子式)，該力量感測元件31係抵接該傳遞件23，並承接感測該傳遞件23(螺桿件21末端)所傳遞之壓縮力，該力量感測元件將感測到的壓縮力轉換為扭力，該扭力將由下方之一感應座32轉換為電子訊息而輸送出。在適當之實施方式中，該傳遞件23之上下兩端係呈圓椎狀設置，即具有較小之接觸面積，如此，可使該傳遞件23與該螺桿212、力量感測元件31間之接觸摩擦力B1、B2減至最小，且不妨礙直線壓縮力的傳遞；或在其他之實施方式中，該螺桿件21之末端係直接牴觸於該力量感測元件31，即使該力量感測元件31直接承受該螺桿件21末端所傳送之壓縮力。

本發明測試應用時，係將一欲測試之敲擊式扭力工具(扭力工具)100直接對該螺桿件21進行扭轉操作，該螺桿件21在該螺帽件22中將隨這扭轉而向下進行抵壓操作而產生向下之壓縮力，該壓縮力並通過該傳遞件23使壓縮力傳遞至該力量感測元件31，即藉該螺桿件21在鎖緊過程中其末端所產生的壓縮(Compression)力量的大小來量化該敲擊式扭力工具所產生的扭力。由於本發明測試應用時，該敲擊式扭力工具100並非如習知技術般地對一待鎖物進行鎖緊(參第1圖)，故可免除該待鎖物所產生相關摩擦力(A1、A2)之阻耗問題，且因該傳遞件23與該螺桿212、力量感測元件31間之接觸摩擦力B1、B2非常小，故該敲擊式扭力工具100(扭力工具)之扭力可藉由該螺桿件21鎖緊過程中，該螺桿件21其末端及傳遞件23所產生的壓縮(Compression)力量直接軸向地傳遞至該力量感測元件31，再通過該力量感測裝置30有效地測量其受壓縮的力量而轉換為扭力，該扭力由下方之一感應座32轉換為電子訊息而輸送出去。

請參閱第3圖，本發明扭力工具之測試裝置進一步包括有一顯示裝置40，該顯示裝置40係以傳輸線41(或無線傳輸方式)連接該力量感測裝置30(感應座32)以接收並顯示由該感應座32所傳送過來扭力的電子訊息，該顯示裝置40係包括有一顯示螢幕42、複數操控按鍵、一計時裝置(圖未示)及一記憶元件(如記憶體)(圖未示)；該複數操控按鍵包含：一電源開關鍵46、一扭力量測啟動鍵47、數個切換鍵包含一顯示模式/設定模式切換鍵48與一設定模式切換鍵49與一顯示模式切換鍵50、數個輸入鍵包含一數字增加輸入鍵43與一數字減少輸入鍵44與一數字輸入確認鍵45；該顯示螢幕42設有可切換的顯示模式與設定模式，其係透過按壓該顯示模式/設定模式切換鍵48而進行切換；該顯示螢幕42在顯示模式下，設有不同作用時間值之扭力值、扭力最大值等資訊而顯示於該顯示螢幕42上，其係透過按壓該顯示模式切換鍵50進行切換而在該顯示螢幕42顯示該資訊；該顯示螢幕42在設定模式下，設有以下3個設定模式：量測時間值設定模式、扭力啟始值設定模式、作用時間間隔值設定模式，上述3個設定模式係透過按壓該設定模式切換鍵49而進行切換；在切換進入上述3個設定模式之1時，係透過該等輸入鍵而設定輸入：量測時間值或扭力啟始值或作用時間間隔值，即使用該數字增加輸入鍵43增加數值、使用該數字減少輸入鍵44減少數值、使用該數字輸入確認鍵45確認數值；該計時裝置(圖未示)係設於該顯示裝置40內部，當由該感應座32所傳送過來扭力值達到所設定的扭力啟始值時，該計時裝置即開始計時，當該計時裝置之計時已達到所設定量測時間值，則計時停止，扭力工具之測試裝置停止量測；該記憶元件，用以儲存該力量感測裝置30所傳輸相關測量所得之扭力資訊、該計時裝置之計時資訊及於量測時間值設定模式下設定輸入之量測時間值、於扭力啟始值設定模式下設定輸入之扭力啟始值、於作用時間間隔值設定模式下設定輸入之作用時間間隔值。

且該顯示裝置40係可以有線或無線方式將資訊傳送到一運算裝置(如各式電腦、平板電腦、手機等)，藉該運算裝置透過軟體工具(如EXCEL等試算表)進行運算，並可將資訊轉化為扭力-時間曲線圖、測試工具之最大扭力值等顯示資訊，讓使用者對該欲測試扭力工具之扭力資訊，一目瞭然。當然，該顯示裝置40亦可內設該運算裝置，而取代連接運算裝置之設置。

由於扭力工具(包括馬達帶動輸出的連續性動力工具及敲擊式扭力工具等)欲達到其精確之施工操作，其扭力大小之準確度及操作時間長度之掌控(停止時間點)必須搭配適宜，如螺鎖操作之免於過緊或過鬆，以避免產生後續意外事件，而本發明藉由該顯示螢幕42及複數操控按鍵之設置，至少在協助量測上有下列運用及效果顯現：

1.可設定扭力啟始值，作為量測時間之起點：如上所述，可在切換到扭力啟始值設定模式時，以該等輸入鍵而設定輸入扭力啟始值，例如設定扭力啟始值為0.1單位扭力，因測定剛開始時會有些不穩定的動作而造成些微的扭力，其並不屬於該工具之正常扭力，若該屬正常之扭力從0.1單位扭力開始，則我們可設定扭力啟始值為0.1單位扭力，如此可避免計算到剛開始時那些不穩定的動作的時間，而習知敲擊式扭力工具測量裝置無法作此設定。

2.可設定量測時間值，並顯示被測試扭力工具之最大扭力值：當達到扭力啟始值時，開始計算量測時間值：當所設定的時間到達後，則停止量測，且本發明該顯示螢幕42可顯示所測試之扭力工具在設定時間內可達之最大扭力值。

3.可設定作用時間間隔值，以透過操控按鍵之切換方式，顯示在各作用時間點的扭力。

如上所述，可在切換到作用時間間隔值設定模式時，以該等輸入鍵而設定輸入作用時間間隔值，例如可設定作用間隔值為：0.5秒或1.0秒等，再如前述，可透過按壓該顯示模式切換鍵50進行切換而在該顯示螢幕42顯示依該作用時間間隔值之各作用時間點的扭力，該等各作用時間點的扭力資訊並儲存於該記憶元件內；本發明可達到以上之精準量測，而習知敲擊式扭力工具測量裝置無法作此設定也無法達到以上之精準量測。

請參閱第4圖，本發明扭力工具之測試裝置其操作方法步驟包括：S51：將欲測試之扭力工具對測試裝置之螺桿件進行扭轉動作；S52：該螺桿件之末端，因在螺帽件中旋轉產生向下之壓縮力，此壓縮力向下傳到傳遞件；S53：該傳遞件將壓縮力傳到力量感測元件；S54：該力量感測元件將感測到的壓縮力轉換為扭力，該扭力由感應座轉換為電子訊息並傳送到顯示器裝置；及S55：該顯示器裝置顯示出最大扭力值，並依使用者之按鍵切換，顯示不同作用時間點之扭力值。

本發明藉由前述構成，能大為消除測量上之摩擦阻耗，使達到扭力測量上之極佳準確度，並利用螺件本體在鎖緊之過程中其末端所產生壓縮力量的大小，使量化敲擊式扭力工具所產生之扭力，並配合電子式力量感測元件有效地測量其受壓縮的力量，再轉換為扭力值，進而實現敲擊式扭力工具其扭力測量之精確適用性；且本發明能設定扭力量測起始值作為測量時間起點及設定作用時間長度，用以有效控制扭力工具作用於螺件本體的時間，並可通過電子顯示器的顯示數值，讓操作人員確實知道不同作用時間長度下扭力值的大小，進而達到有效的掌控、應用敲擊式扭力工具所產生的扭力值。

綜合以上所述，本發明確實為一相當優異之創思，爰依法提出發明專利申請；惟上述說明之內容，僅為本發明之較佳實施例說明，凡依本發明之技術手段所延伸之變化，皆應落入本發明之專利申請範圍，特此說明。

10．．．測試裝置

11．．．測試本體

111．．．上空間

112．．．螺帽空間

113．．．操作空間

114．．．感測空間

115．．．傳遞空間

20．．．傳遞機構

21．．．螺桿件

211．．．螺頭

212．．．螺桿

22．．．螺帽件

23．．．傳遞件

30．．．力量感測裝置

31．．．力量感測元件

32．．．感應座

40．．．顯示裝置

41．．．傳輸線

42．．．顯示螢幕

43．．．數字增加輸入鍵

44．．．數字減少輸入鍵

45．．．數字輸入確認鍵

46．．．電源開關鍵

47．．．扭力量測啟動鍵

48．．．顯示模式/設定模式切換鍵

49．．．設定模式切換鍵

50．．．顯示模式切換鍵

第1圖為習知扭力工具之測試裝置示意圖。

第2圖為本發明之結構示意圖。

第3圖為本發明之顯示應用示意圖。

第4圖為本發明之操作流程示意圖。

10．．．測試裝置

11．．．測試本體

111．．．上空間

112．．．螺帽空間

113．．．操作空間

114．．．感測空間

115．．．傳遞空間

20．．．傳遞機構

21．．．螺桿件

211．．．螺頭

212．．．螺桿

22．．．螺帽件

23．．．傳遞件

30．．．力量感測裝置

31．．．力量感測元件

32．．．感應座

Claims (12)

1. 一種扭力工具之測試裝置，包括有：一測試本體，其從上至下設有一貫通空間，該貫通空間包括有至少一內部之螺帽空間及下方之感測空間；一傳遞機構，係包括有一螺桿件及螺帽件，該螺帽件係設於該螺帽空間，該螺桿件係設於該貫通空間上方處而螺接貫穿該螺帽件；一力量感測裝置，係設於該感測空間，該力量感測裝置包括有上方之一力量感測元件及下方之一感應座，該力量感測元件係承接感測該螺桿件末端所傳遞之壓縮力，該力量感測元件將感測到的壓縮力轉換為扭力，該扭力由該感應座轉換為電子訊息而輸送出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之扭力工具之測試裝置，其中該貫通空間進一步包括有一上方之一上空間，該螺桿件之螺頭係位於該上空間之上方而呈無接觸其他構件之無摩擦狀態。
3. 如申請專利範圍第2項所述之扭力工具之測試裝置，其中該貫通空間進一步包括有一位於該螺帽空間下方之操作空間，該螺帽空間之徑寬係較該上空間及該操作空間為大。
4. 如申請專利範圍第3項所述之扭力工具之測試裝置，其中該貫通空間進一步包括有一位於該操作空間下方之傳遞空間，該傳遞空間係連接該感測空間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之扭力工具之測試裝置，其中該傳遞機構進一步包括有一傳遞件，該傳遞件係設於該傳遞空間，且該傳遞件之頂、底端係分別伸入於該操作空間與該感測空間，使該傳遞件之頂端抵接於該螺桿件末端，而該傳遞件之底端抵接於該力量感測元件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之扭力工具之測試裝置，其中該螺桿件係為螺桿、螺栓或螺絲等具有螺紋之工件。
7. 如申請專利範圍第5項所述之扭力工具之測試裝置，其中該傳遞件之上下兩端係呈圓椎狀設置而具有較小之接觸面積。
8. 如申請專利範圍第1項所述之扭力工具之測試裝置，其進一步包括有一顯示裝置，該顯示裝置係以有線或無線傳輸方式連接該力量感測裝置並接收顯示由該感應座所傳送過來扭力的電子訊息。
9. 如申請專利範圍第8項所述之扭力工具之測試裝置，其中該顯示裝置係包括有一顯示螢幕、複數操控按鍵、一計時裝置及一記憶元件。
10. 如申請專利範圍第9項所述之扭力工具之測試裝置，其中該複數操控按鍵包含：數個切換鍵包含一顯示模式/設定模式切換鍵與一設定模式切換鍵與一顯示模式切換鍵、數個輸入鍵包含一數字增加輸入鍵與一數字減少輸入鍵與一數字輸入確認鍵；該顯示螢幕設有可切換的顯示模式與設定模式，其係透過按壓該顯示模式/設定模式切換鍵而進行切換；該顯示螢幕在顯示模式下，設有不同作用時間值之扭力值、扭力最大值等資訊而顯示於該顯示螢幕上，其係透過按壓該顯示模式切換鍵進行切換而在該顯示螢幕顯示該資訊；該顯示螢幕在設定模式下，設有以下設定模式：量測時間值設定模式、扭力啟始值設定模式、作用時間間隔值設定模式，上述設定模式係透過按壓該設定模式切換鍵而進行切換；在切換進行上述設定模式時，係透過該等輸入鍵而設定輸入：量測時間值、扭力啟始值、作用時間間隔值。
11. 如申請專利範圍第10項所述之扭力工具之測試裝置，其中該計時裝置係設於該顯示裝置內部，當由該感應座所傳送過來扭力值達到所設定的扭力啟始值時，該計時裝置即開始計時，當該計時裝置之計時已達到所設定量測時間值，則計時停止；該記憶元件，用以儲存該力量感測裝置所傳輸測量所得之扭力資訊、該計時裝置之計時資訊及於量測時間值設定模式下設定輸入之量測時間值、於扭力啟始值設定模式下設定輸入之扭力啟始值、於作用時間間隔值設定模式下設定輸入之作用時間間隔值。
12. 如申請專利範圍第11項所述之扭力工具之測試裝置，其中該顯示裝置係可以有線或無線方式將資訊傳送到一運算裝置以進行運算。