TW453936B - Torque control type impact wrench - Google Patents

Description

4 53 9 3 6 五、發明說明（1) ----- 本發明係關於一種以油壓機構產生力矩 ”矩控制式衝擊扳手’尤有關一種改變馬達之：二而 貫行控制之力矩控制式衝擊扳手者。 ’習知之力矩控制式衝擊扳手其構成為包 T、,iL力；之Γ脈衝單元及檢知力矩之力矩感刹器 π输壯夕六PiW*私山 轉而產生油麼將油壓變換成 脈衝；ί力矩而使輸出轴迴轉而使輸出轴產生力 力矩控制式衝擊扳手係具有電 力矩。 手而控制其動作之控制器，於螺^ :力矩衝擊式板 以適合於螺合元件與被螺人 ' >、則對此控制器輸入 之回轉數與中止力矩值=定條件亦即馬達 達回轉而於產生之力矩超 ^ 此輸入之回轉數使馬 達。 Τ止力矩值時則控制停止馬 螺合元件與被螺合元件依螺杜 結角度之關係乃分成軟體、剛體及亦即螺結力矩與螺 定條件係將中間體決定為基準而於=體二種類。基準設 元件與被螺合元件之場合係由掌.^ ^軟體或剛體之螺合 而將調整之條件輸入至控 經驗調整設定 依上述之習知之力矩控制:二仃作業者。 中間體之螺結特性不同 ^ ^擊扳手特別 不足或過螺結之情开^ 將相同規袼之螺合元 部位多數螺入時依右肚如7 ;被螺合开姓 呼依文裳部位之不同其螺沾：件上改變安裝

元件上時因輪入於控制器之螺合4於以 不足；過=情形。 適切故有時會產生I 、，’。特性將不同但仍 4 53 93 6 ^ (2) -----^ =相同之螺結條件加以螺結時，則有時無法取得適當的螺 結效果。 為此，本發明之目的在於提供一種力矩控制式衝擊扳 —其不拘螺合元件與被螺合元件之螺結特性於螺社部位 可貫行適當之螺結作業者。 、、° 式衝ίΪίΐί㈣：本發明之第1側面有關之力矩控制 =拓·一 ^糸包括有:—力矩產生裝備，係產生脈衝狀之 :驅動裝備’係驅動前述力矩產生裝帛；—回轉 產生定之螺合元件且利用前述力矩產生裝備所 合元ίΓ:ΪΓΛ前述卡合之螺合元件螺入-定之被螺 件螺入前述被螺人亓杜夕Αβ β 疋t螺合凡 值；一第2讯σ 刖述脈衝狀之力矩之理想上限 矩產生裝備；：驅度可設一定二述驅f裝備驅 記,4 上之理想上限值作為第1記憶 驅動速度作為第，係：前述第2設定裝備所設定之 使前述驅動妒備以Ί❿'己憶者；-控制裝備，係控制 前述脈衝二憶值驅動前述力矩產生裝備且於 裝備停止者二：：：第1記憶值時控制使前述取驅動 起動後於—定時：：穿:備於力矩於前述驅動裝備之 為大之值當作新的 達至弟」記憶值時係將較第2記憶值 因具有如前述構；^ 於前述第2記憶裝備者。 矩超過理想上限 =^控制裳備故可藉此控制裝備於力 限值4使前述驅動裝備之驅動停二

4 53 93 6 五、發明說明（3) 力矩產生裝備所產生之力矩之上限值設為將螺合元件螺入 被螺合元件之力矩之理想上限值。 别述力矩產生裝備於前述驅動裝備之起動後於一定時 間内於無法產生理想上限值以上之螺結力矩之場合前述控 制裝備係將記憶於前述第2記憶裝備之驅動速度以更大之 新值置換而予記憶而前述力矩產生裝備係以能產生理想上 限值以上之力矩之較快之驅動速度將前述力矩產生裝備以 前述驅動裝備作驅動。當前述驅動裝備以較大之驅動速度 驅動時因前述力矩產生裝備係產生較大之力矩故於前述驅 動裝備之起動後於一定時間内前述力矩產生裝備可產生理 二上! J艮值士以上之螺結力矩。典型上，前述控制裝備增加第 2 5己憶值時係於前述驅動裝備停止之後。 骑動置換之較大且較新之驅動速度驅動前述 = 產生裝備於前述驅動裝備之起動後於 疋時間內無法產生理想上限值以上之 制裝備可將置換記憶於前述第2兮 …口 ·刖二 成更大之新值而加以^^^\備+之驅動速度置換 ^ ^ a- ^ , -I 此處理在舸述驅動裝備之起動 以上之螺結力矩為止…前述匕生出理想上限值 述驅動速度典型上分別為回轉；：動=、前述驅動及前 轉速回轉及回轉速度（回 又’本發明之第2側面有關之，扭丄 係於坌1相,t 古的★丄 力矩控制式衝擊扳手豆 :於第1侧面有關之力矩控制式衝 ：：：： 力矩之測量裝備，而前述力矩測手上八有測置雨述 J夏裂備所測得之力矩之最 4^§t 五、發明說明（4) ’ :-— 超過前述理想上限值—定值以上時前述控制震備係 將車父剛述第2記憶值為小之值料第2記憶值 2記憶裝備中。 因具有如前述構成之前述力矩測量裝備故可用前述力 矩測量裝備測量前述力矩產生裝備所產生之力矩，而前述 控制裝備於開始前述驅動裝.備之停止作動後可測量力矩超 =想上限值之過剩量。當此過剩量較之容許值為大 時刖述控制裝備係降低前述驅動裝備之驅 值…乂-較小之新值加以置換，將過剩量收縮至；容^ 之-定範圍内。典型上前述控制裝備將前述第2記憶值降 低之時機係於前述驅動裝備之停止之後。 \ 又，本發明之第3側面有關之力矩控制式衝擊扳手其 係於第1側面有關之力矩控制式衝擊板手上設置測量前述 力，用之前述力矩測量裝帛，而冑述力矩測量裝備所測得 之力矩之最大值為超過前述理想上限值一定值之場合，前 =控制裝備係將較前述第！記憶值為小之值作為新的第丨記 憶值§己憶於前述第丨記憶裝備中。 因具有前述構成之前述力矩測量裝備故可用前述力矩 $量裝備測量前述力矩產生裝備所產生之力矩而前述控制 ^備於前述驅動裝備之停止作動開始後可測量力矩超過理 想上限值之過剩量。此過剩量為較一定之容 述控制裝備係降低n& T但巧穴时剛 r笛；〜11 ^ 動裝備之停止動作之力矩值 (第“己憶值）而以更小之新值加以置換， 制於可容許之-定範圍内。典型上，前述控制製備Y降控低

第8頁 453 9 3 6 五、發明說明（5) 第1記憶值之J夺機係於前述驅動裝備之停止之後。 :,用前述經置換之較小之新力矩 備而前述之過剩量仍未收退至可容許之— f控制裝備係將置換記憶於前述第1記憶裝備之力矩值： 許之一定範圍以内為止。 不至了夺 手之ί:圖f本發明之實施型態有關之力矩控制式衝擊扳 手之構成之概略部份斷面圖。 第二圖為第一圖之力矩控制式衝擊扳手之控制写 成之方塊圊。 列裔&構 【發明之較佳具體實施型態】 以下兹參照圖示說明有關本發明之實施型態。 第一圖為本發明之力矩控制式衝擊扳手i之部份斷面 之部份斷面外形圖。力矩控制式衝擊扳手1係包含有殼體2 與抓持體3等構成。殼體2係内藏有作為本發明之驅動裝備 之電動馬達4與作為本發明之力矩產生裝備之油壓脈 元5。 油壓脈衝單元5係被電動馬達4回轉驅動而產生油壓p 而以所產生之油壓P產生脈衝狀之力矩T。殼體2内藏有測 量所產生之油壓P之油壓感測器6。增減油壓p時隨著油壓p 之增減其力矩7將增減故測量油壓p之動作相當於測量力矩 T之動作。因此油壓感測器6係具有作為力矩測量裝備之力 矩感測器6之功用。惟，力矩感測器6係測量對應力矩丁之 脈衝高度之物品者。又，電動馬達4係一DC馬達。

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抓持體3為達到輕量化夕g & # 里化之目的係由鎂框所構成，且具 有觸發開關7，於底部具有徨技哭 i_ 百連接器8。藉由按壓觸發開關7 可起動電動馬達4。於速技哭。l '_ 逑接态8上安裝著未圖示之纜線，係 接續至控制器1 1 (參照第-圖） 乐—圖〕油壓脈衝單元5所產生之 力矩T係被自殼體2突出之本發明之你*巧=± 认 ^ ^ ^ , +發明之作為回轉軸之輪出軸9 之回轉所取出。於輸出轴9上牡人益丄ψ 神9上、纟。合者本發明之作為迴轉軸 之插座1 0。 弟一圖為力矩控制式衝擊扳手〗（參照第一圖）之控制 器11之概略構成之方塊圖。控制器丨丨係具有作為第1設定 裝備之力矩之中止值設定部12與作為第2設定裝備之回轉 數設定部1 3與計時器設定部1 4與工件編號設定部丨5與作為 第1記憶裝備之第1記憶部1 6與作為第2記憶裝備之第2記情 部17與作為控制裝備之控制部18與連接器19與電源連接^ 2 0與顯示部2 1與顯示設定部2 2 … 藉由回轉數設定部13可將依經驗認為是適合工件之本 發明之作為驅動速度之回轉數Ν作設定。通常係設定適人 中間體之工件之回轉數Ν，若為剛體之工件則設定為較; 間體之回轉數Ν為低之回轉數Ν，若為軟體之工件則交 較中間體之回轉數Ν為高之回轉數ν。又，所謂軟體者係^ 剛性較低之物體而所謂剛體者係指剛性較高之物體而所』. 中間體者係指剛性為剛體與軟體中間之程度之物體。叫 以中止值設定部12所設定之力矩τ之中&止力矩值;rc係 設為工件之理想上限力矩TUL。第1記憶部16係記憶以中止 值設定部12所設定之中止力矩值TC。於電動馬達4之起

4 53 9 3 0 五、發明說明（7) 後於一定時間内若力矩T未達至中止力矩值TC時則使電動 馬達4停止，但可用計時器設定部1 4設定前述一定之時間 t ° 第2記憶部1 7係記憶回轉數設定部1 3所設定之工件之 回轉數N °藉由工件編號設定部1 5可設定工件編號η以區別 右人將何工件螺結於何螺結部位上之情形。控制部1 8係對電 ，馬達4傳送馬達電源，而電動馬達4係以記憶於第2記憶 部1 7之回轉數ν作回轉.，並控制電壓於力矩τ到達第1記憶 1 6所記憶之中止力矩值TC時將電動馬達4停止。 1 ^ 控制器11如上述般係將設定之工件編號η、時間七、第 把憶值（中止力矩值TC)與第2記憶值（回轉數N)作關連性 ί 二2以後於作業前只要按下工件編號n即可用相關 連己憶條件實行螺結作業。 充擊上安裝著未圖示之鐵線，係接續力矩控制式 力ϊπ於第一圖）與控制器11。源自力矩感測器6之 π &係通過纜線傳送至控 ，而 制部1 8送至電動民、去」Α π π 咬电你係自才工 外部電源電壓達4。自電源連接器2〇對控制器^施加 部22 = 有顯示部21，顯示部21係藉由顯示設定 2改變δ又疋而顯示第丨記憶值（中止力矩值 值（回轉數Ν)、時間設定值t與工件編號η等。仏己隐 接者參照第—圖及第二圖說明本之 擊扳手1之作用。 祀k制式兄 ； 之輪出軸9上接續插座1 0。以瘦線接續力矩控

第11頁 453 93 6 五、發明說明（8) ^衝擊板手1之連接器8與控制器11之連接器19。於控制 =之電連接器20上連接著外部電源。為識別實行螺結 瞄也之:疋之未圖示之工件（螺合元件或被螺合元件）係將 賦與工件之工件編號n輸入至工件編號設定部丨5中。 接著於初次實行一定之工件之螺結作業時係將適合工 件之馬達回轉數~輸入至回轉數設定部13，而將適合工件 之上限力矩TUL輸入至中止值設定部1 2。適合工件之馬達 回轉數N與適合工件之上限力矩TUL係工件之基準設定條 件。於此時點，上限力矩TUL等於中止力矩值/又/即 使疋同一工件，於安裝部位不同而使上限力矩TUL為不同 時係給與不同之工件編號η。對電動馬達4起動後至力矩τ 到達中止力矩值TC之時間ΐ設有限制，而此限制時間乂係被 輸入至計時器設定部1 4。 接著握持抓持部3將插座1 0之前端卡合於未圖示之螺 合元件而將觸發開關7朝身前押壓時則可使電動馬達4迴 轉。藉由電動馬達4之回轉，油壓脈衝單元5係產生油壓 Ρ ’而產生脈衝狀之力矩Τ，而使插座1 〇迴轉。藉由插座丄〇 之回轉螺合元件被螺入未圖示之被螺合元件中。 力矩感測器6係感測力矩T，而將力矩訊號送至控制部 1 8。控制部1 8係將電動馬達4以設定回轉數N回轉，若力矩 （ T超過中止值T C則控制使電動馬達4之回轉停止。因回轉停 止控制之時間延遲之影響’以力矩感測器6所測得之力.矩T 於到達超過中止力矩TC之最大力矩值Tmax後減少。 電動馬達4在限制時間t内其力矩T未到達中止力矩值

第12頁 五、發明說明（9) --- TC時控制部丨8係停止電動馬達4而取代記憶於第2記恨部1 7 中之回轉數N記憶住較回轉數N為大之回轉數N。其後〜使"電 動馬達4回轉，而再度開始螺結作業時其控制部^ ^ 回 轉數N使電動馬達4回轉。 口 因此以回轉數設定部1 3設定之記憶於第2記情部丨7之 回轉數N例如因係適用於中間體之工件之回轉數11^°對於螺 結作業中之軟體之工件將過低有時會有於限制時間t内螺 結力矩T為無法超過上限力矩TUL之情形。於此情形下，# 制部18係終了螺結作業而於其後自動地控制提高記憶於^ 2記憶部1 7中之回轉數Ν之值。因此通常在下—個螺^作業 於限制時間t内螺結力矩Τ將可超過上限力矩τ此。…° ’、 在下一個螺結作業中於限制時間t内若螺結力矩τ無法 超過上限力矩Τ則控制部18將終了螺結作業而於其後自'動 控制提高記憶於第2記憶部1 7中之回轉數ν。若反複螺結作 業至於限制時間t内螺結力矩τ超過上限力矩TlfL時，則將 自動使記憶於第2記憶部1 7之新的回轉數N成為適當之值， 故不須以手動改變設定迴轉數N，可實現有效率的適當 螺結作業。 於限制時間1;内即使螺結力矩T超過上限力矩了 ^ l，若 最大力矩值Tmax與中止力矩值TC之差為一定值以上時，將 有過大的螺結力矩作用於工件上。此場合，控制部18取代 έ己憶於第2記憶部1 7中之回轉數n係將較回轉數N為小之新 的回轉數Ν記憶於第2記憶部1 7中。如此施作時，於第2記 憶部17中記憶以新的回轉數Ν之後係使電動馬達4回轉而再

第13頁 4 53 9 3 i： 五、發明說明（ίο) ' 度開始螺結作業。此時控制部1 8係觀測再開作業時所浏得 之最大力矩值Tmax是否等於上限力矩TUL而決定新的回轉 數N 〇 例如以回轉數設定部1 3所設定之回轉數{^例如係設定 於適合中間體之工件之回轉數N時則對於螺結作業中之剛 體工件其.將過高而最大力矩值Tmax與中止力矩值了 c之差將 成為一定值以上。此場合控制部1 8係終了螺結作業，於其 後自動控制使回轉數N減少。因此通常在下—個螺結作業 最大力矩值Tmax與中止力矩值TC之差將位於一定之範圍之 内。若在下一個螺結作業中其最大力矩值以以與中止力矩（ 值TC之差仍在一定值以上時則控制部1 8將終了螺結作業於 其後自動控制使回轉數N減少更多。若反複螺結作業至最 大力矩值Tmax與中止力矩值TC之差位於一定之範圍内時， 則不須以手動改變設定迴轉數，可實現有效率的適當的螺 結作業。 電動馬達4.於限制時間t内於力矩T未達到中止力矩值 TC時所提高之回轉數N之上昇幅度和最大力矩值Tmax與中 止力矩值T C之差於位於一定值以上時所降低之回轉數N之 降低幅度為不同之值時，例如使回轉數N之降低幅度為較 [ · 迴轉數N之上昇幅度為較小者亦可。 ' 當測得之最大力矩值Tmax與設定之中止力矩值TC之差 為一定值以上時控制部1 8係取代所設定之記憶於第1記憶 部16之中止力矩值TC將較中止力矩值TC為小之新的中止力 矩值T C記憶於第1記憶部1 6亦可。其後回轉電動馬達4再度

第14頁 45393 6 五、發明說明（11) 開始螺結作業。此時控制部18係再度開始螺社 測得之最大力矩值Tmax是否等於上限力' 業而硯察 止力矩值TC。 矩TUL，而決定中 又’將相同材質且相同規格之多數 之螺結部位時，以回轉設定部13所設定之結於不同 .結部位之不同而有例如對第（工件而言為 =依螺 而言為過高而對第3工件而十兔枬俏夕味田而對第2工件 合，對第2工件及第3工件分5別4^^情形發生。此場 控制部18將自動地對各個部位設定適當之回Ή 轉數予以記憶故可實行有效率的螺結作業 位分別記憶適當之回轉數可實行假螺結作業為對各螺一 如上述，依本發明其控制裝備於力 之起動後於-定時間内未達=二 憶於第2嗔V中：新的第2記憶值記 :：：f, r,,,, =即可達到第1記憶值。因此，不拘被螺合元件之螺結 i結Γί結部位可產生適當的螺結力矩而可有效率地實行

第15頁 453 93 β 圖式簡單說明 1 :力矩控制式衝擊扳手 2 :殼體 3 :抓持體 4 :電動馬達 5 :油壓脈衝單元 6 :油壓感測器 7 :觸發開關 8 :連接器 9 :輸出軸 10 :插座 11 :控制器 1 2 :中止值設定部 1 3 :回轉數設定部 14 :計時器設定部 1 5 :工件編號設定部 1 6 :第1記憶部 1 7 :第2記憶部 18 :控制部 19 :連接器. 2 0 :電源連接器 21 :顯示部 22 :顯示設定部

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Claims (1)

1. 4 53 9 3 6 六、 申請專利範圍 制式衝擊扳手，.係包括有：一力矩產生裝 種ΐ Μ史之力矩；一.时& iH： ....... 種力矩控 _ 述 件嫘入 備，係產生脈衝狀之力矩；一驅動裝備，係驅動前述力矩 產生裝備；一回轉軸，係卡合於一定之螺合元件且利用前 力矩產生裝備所產生之力矩回轉而將前述卡合之螺合元 螺入一定之被螺合元件中；一第1設定裝備，係設定%字 前述一定之螺合兀件螺入前述被螺合元件之前述脈衝狀之 力矩之理想上限值；-第2設定裝備，係可設定前 裝備驅動前述力矩產生裝備時之驅動速度；一第丨 備二係將前述第！設定裝備所設定之力矩之理想上限 為第1記憶值加以記憶者；一第？ $ ,障肽扯 設定裝備所設定之驅動速度作為二=·第2 控制裝備，係控制使前.述驅動裝備以第2記憶值驅 力矩產生裝備且於前述脈衝狀力矩超過 動刖述 控制使前述取驅動裝備停止者；1 a弟5己憶值時 於前述驅動裝備之起動後於—定;寺心^ : f備於力矩 時係將較第2記憶值為大之值當作 1 =記憶值 述第2記憶裝備者。 弟2 5己憶值記憶於前 2士如申請專利範圍第！項之力矩控制 有測量前述力矩之力矩測量裴備，而^扳手，其更具 測得之力矩之最大值為超過前述理想上’L 測量裝備所 有測量前述力矩之力矩測量裝備，而前\ /反手’其更具 . 則4力矩测量裝備所

   第17頁 前述控制裝備係將較前述第2記憶值/值—定值以上時 記憶值記憶於前述第2記憶裝備中。'、之值作為新.的第2 3.如申叫專利範圍第1項之力矩控制 453936 六、申請專利範圍 ~--〜— 測知之力矩之最大值為超過前述理想上限一 合，前述控制裝備係將較前述第i記憶值一定值之場 的第1 §己憶值記憶於前述第丨.記憶裝備中。‘'、、之值作為新 4.如申請專利範圍第丨項之力矩控制式衝 備有第3設定裝備，為可設定何工件螺結 ：其更具 區別用之工件編號者。 、累…部位之 5·如申請專利範圍第4項之力矩控制式衝擊 制裝備係將前述第1記憶值與第2記憶值與 ，其中控 前述一定時間作關連性之記憶而控制’ 實，=件，號與 按下工件編號即可用相關連之記憶條件實行=結=時只要 ^申請專利範®第4項之力矩控制式衝擊板手' 里業於螺 '、.=相同材質相同規格之多數之工件時於前述工件之^、邛 位與前述脈衝狀力矩之理想上限值為不同女^ ° 質相同規格之工件亦標註以不同之工件即使疋相同材 7 ·如申請專利範圍第1項之力矩控制式衝擊板手，其前 述驅動裝備係包含電動馬達’於將相同材質相同規格之~多 數工件螺結於不同之螺結部位之場合前述控制裝備^設定 及記憶相對於各螺結部位之電動馬達之回轉數。 °

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