1276516 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種扳手，特 θ w 苻別疋指一種可單獨更換 感測元件且靈敏度高的電子扭力扳手。 、 【先前技術】 習知的電子扭力扳手（例如美國專利第397〇155、 4006629、4522075、4669319 與 4976133 號等案）均是藉由 將應變規直接貼設在其握柄的側面上，並搭配工作電路（ 包括惠氏電橋、放大器、記錄器、微處理器、輸出單元等 等），以量測電子扭力扳手所承受的扭力值。而，根據材料 力學上有關應變y，stram)與彎矩（M，以—_⑽ )關係式：可知，當一彈性模數（modulus 〇f 士他办）為E、橫截面對其中性車由（neutral axis)的慣性 矩（moment of inertia)為工的構件，受到彎矩（m)作用 時’其應變（ε )是與其距中性軸的距離^呈正比。由於 上述電子扭力扳手的應變規是貼設在距其握柄中性軸最大 距離的側面上，因此，上述電子扭力扳手的應變規在其所 貼設的位置上可產生最大值的應變（ε )，並進一步產生最 大值的電阻變化，如此，當應變規的電阻變化訊號傳送至 乍黾路守工作笔路根據顯耆的電阻變化訊號即可靈敏 精確地计异出電子扭力扳手所承受的扭力值。然而，由於 上述電子扭力扳手的應變規是貼設在其握柄的側面上，因 此為了使其應變規可正確地反應出上述電子扭力扳手所 承文的扭力值，不僅其握柄側面的大範圍面積必須加工至 1276516 -定的面精度’且其應變規亦需精準地貼設在正確的位置 上，此外，亦由於上述電子扭力扳手的應變規是貼設在复 握柄的側面上’因Λ ’若上述電子扭力扳手的應變規在使 用中損壞時η吏用者並無法針對損壞的應變規加以單獨更 換，而必須再購買新的扳手。 如圖1、2所示’為另一種電子扭力扳手（新型專利第 72號），該電子扭力扳手包含_具有__㈣ =、1〇2的本體i、-包括—基板2〇1、—應變規繼的應變 量測裝置2,及-顯示裝置3。該_ 1()1具有—可供該基 板加容置的第-凹槽1011’該頭部1〇2具有一可供該顯 不裝置3容置的第二凹槽則，該基板2〇1的外廓是與該 第-凹槽um的外庵相同，並具有一可供該應變規2〇2置 入的容置1 2G11。如此’當該電子扭力扳手受到扭力作用 ，，該應變規搬即可弯曲變形而將電信訊號傳送到該顯示 裝置3 ’以顯示出該電子扭力扳手所承受的扭力值。雖然， 此種電子扭力扳手具有在該應變規2()2損壞時可單獨更換該 應變量測裝置2的優點，但{，由於該基板加料廊是盘 該第一凹槽1011的外廓相同，因此，該應變規202幾乎是 位在該握把UH的中性轴又上，導致該應變規2〇2距中性 軸X的距離y甚為微小，如此，由上述的公式 )可知，該應變規202變形產生的應變（ε)將甚為微7 因而無法產生顯著的電阻變化訊號，如此 示裝置3的工作電路無法靈敏料算出電子扭力好所= 的扭力值’此外’為了加強電阻變化訊號，雖可藉甴該顯示 6 1276516 裝置3中的卫作電路將電阻變化訊號放大再加以計算，但是 在電阻變化訊號放大的同時，訊號誤差值亦會被一併被大 ’而會導致該顯示裝置3的卫作電路無法精料計算出電子 扭力扳手所承受的扭力值。 【發明内容】 因此，本發明之目$，即在提供—種可單獨更換感測 疋件且可靈敏精確地計算出扳手所承受的扭力值的電 力扳手。 、？月電子扭力扳手，包含一本體、一應變感測裝置 上運路，及一顯示裝置。該本體具有一頭部，及_ ㈣頭部連接而沿—轴向延伸出的柄部，該柄部具有_由 。。圍繞壁面所圍繞出並沿該轴向設置的安裝槽，及一第— ^生核數’㈣繞壁面具有—鄰近該頭部的前端面部、— =㈣前端面部的後端面部一沿該軸向連接於該前、 二端面部之間的左側面部，及一相反於該左側面部的右側 且：二该應變感測裝置是可拆卸地裝設於該安裝槽内，並 :严一應變體，及—應變感測單元’該應變體具有一朝向 :,端=前抵接端部、一朝向該後端面部的 向連接於該前、後抵接端部之間財段部’ 且有I ::玄弟弹性模數的第二彈性模數’該前抵接端部 二二：？置且分別朝向該左、右側面部的側端面， 該後抵接端部呈有二= 之間的前端面， 部的側r面月—置且分別朝向該左、右側面 而，及—朝向該後端面部且連接於該等側端面之 7 1276516 間的後端面，該中段部具有-朝向該左側面部的左側面， 及-相反㈣左側面的右側面，該應變感測單元是設置於 該左、右側面的至少其中_去μ 术 者上 ®該應變體與該應變感 測單元裝設於該安料㈣，該前、後抵接端部的側端面 是分別與該左、右側面部抵接，該前、後抵接端部的前、 後端面與該前、後端面部之間可分別形成一軸向間隙，該 左、右侧面與該左、右側面部之間可分別形成一 間距’該應變感測單元與相對的左、右側面部之間可形成 一第二橫向間距。該運算電路是裝設於該本體上，並與該 應變感測單元電性連接，而可將該應變感測單元所量測到 的扭力值運算成電信訊號輸出。該顯示裝置是裝設於該本 體上，該顯示裝置是與該運算電路電性連接，並可接收該 運算電路輸出的電信訊號，而顯示出該應變感測單元所量 測到的扭力值。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之二較佳實施例的詳細說明中，將可清幸 楚的明白。 、 在提出詳細說明之前，要注意的是，在以下的說明中 ’類似的元件是以相同的編號來表示。 參閱圖3、4、5,為本發明電子扭力扳手的一第一較佳 實施例，該電子扭力扳手包含：一本體1〇、一應變感測裝 置20、一運算電路3〇，及一顯示裝置4〇。 該本體10具有一頭部11，及一與該頭部11連接而沿 8 1276516 一軸向延伸出的柄部12。該柄部12是由一與該頭部11連 接而沿該軸向延伸出的柄段121及一可套接於該柄段121 上的中空套管件122所構成，該柄部12並具有一由一圍繞 壁面123所圍繞出並沿該軸向設置的安裝槽124。在本實施 例中，該柄部12是由一具有一第一彈性模數βΐ的材質製 成（例如鋼，El = 190Gpa)。該圍繞壁面123是在該柄段 121上圍繞出該安裝槽丨24，並具有一鄰近該頭部U的前端 面部1231、一相反於該前端面部ini的後端面部1232、 一沿該軸向連接於該前、後端面部1231、1232之間的左侧 面部1233,及一相反於該左側面部1233的右側面部1234 。該柄段121具有一朝向該套管件122的端面ι2η，及一 從該端面1211貫通至該圍繞壁面ία的後端面部ι232而與 °亥女裝槽124連通的出線孔1212(見圖8)。該套管件122 具有一對應該顯示裝置40的顯示窗口 1221。 遠應變感測裝置20是可拆卸地裝設於該安裝槽124内 ，並具有一應變體21，及一應變感測單元22。在本實施例 :，该應變體21是由一具有一小於該第一彈性模數E1的 第二彈性模數E2的材質製成（例如鋁合金，E2=7〇Gpa)， 該應變體21具有一朝向該前端面部1231的前抵接端部2ΐι 朝向该後端面部1232的後抵接端部212，及一沿該軸 向連接於該前、後抵接端部211、212之間的中段部213。 該前抵接端部211具有二呈相反設置且分別朝向該左、右側 P 1233 1234的側端面2111，及一朝向該前端面部1231 且連接於該等側端面2111之間的前端面2112，該後抵接端 1276516 部212具有二呈相反設置且分別朝向該左、右側面部1233 、1234的側端面2121，及一朝向該後端面部1232且連接 於該等側端面2121之間的後端面2122。該中段部具有一朝 向該左側面部1233的左側面2131，及一相反於該左側面 2131的右側面2132。該應變體21更具有二分別從該中段 部213的左、左側面2131、2132貫通至該後抵接端部212 的後端面2122的導線孔214 (見圖4、8)，該導線孔214 可與該出線孔1212連通，而可供電線拉線穿過。在本實施_ 例中，該應變感測單元22包括四應變規221，該等應變規籲 221的其中兩者是固設於該應變體21的中段部213的左侧 面2131上，該專應變規211的另兩者是固設於該應變體21 的中段部213的右側面2132上。當該應變體21與該應變 感測單元22裝設於該安裝槽124内（圖6、7)時，該前、 後抵接端部211、212的側端面2111、2121是分別與該左、 右側面邻1233、1234抵接，該前、後抵接端部211、212的 刖、‘後端面2112、2122與該前、後端面部1231、1232之間 可分別形成一軸向間隙23，該左、右側面2131、2132與該· 左、右側面部1233、1234之間可分別形成一第一橫向間距. 該等應變規221與相對的左、右側面部1233、1234之 間可分別形成一第二橫向間诞25。 該運算電路30是裝設於該柄段121上並容置於該套管 件122内，在本實施例中，該運算電路3〇是為一電路板， ，亦具有與習知技藝類似的惠氏電橋、放大器、記錄器、 微處理器之類的構件’惟’此並非本案請求重點，故不贅 10 1276516 述。5亥運异電路3〇可藉由穿 1 ? 1 ? ah ^ 。以導線孔214與該出線孔 、〜、該等應變規221電性連接。當該等應變規 221的電阻變化訊號傳 M n“ 連路3G _，該運算電路 3〇可根據f阻變㈣料算出扳手所承受的扭 該等應變規22丨所量測到的扭 ㈣示m 力值運异成電㈣號輸出至 μ該顯示裝置40是裝設於該運算電路3q上，並與該運 异電路3〇電性連接，而可接收該運算電路30輸出的電信 訊號’以顯示出該等應變規221所量測到的扭力值。 藉此，如圖6、7所示，當本發明受到扭力作用時，扭 力可經由互相抵接的該左、右側面部1233、1234與該等側 端面2111、2121傳遞至該應變體力，而使該應變體產 生彎曲變形，如此，該等應變規221即可產生應變，並將 電阻變化訊號傳送至該運算電路3Q，則，該運算電路％根 f電阻變化訊號計算出扳手所承受的扭力值後，即可將所 量測到的扭力值運算成電信訊號輸出至該顯示裝置4〇顯示 經由以上的說明，可再將本發明的優點歸納如下： 一、本發明與習知的美國專利案相較，本發明的應變 規221是固設於該應變體21的中段部213的左、右側面 213 1、2132上’而非固設於習知的握柄側面上，因此，本 發明僅需將小範圍面積的左、右側面2丨3 1、2丨32加工至一 定的面精度即可，而不需進行大範圍面積的面精复加工， 更重要的是，當本發明應變規221在使用中損壞睁，使用 11 1276516 者僅需將該應變感測裝置20單獨更換即可，而不需再購買 新的扳手。 二、本發明的應變規221是固設於該應變體21的中段 部213的左、右側面2131、2132上，因此，由圖6、7中 可知，該等應變規221與該應變體21的中性軸χ的距離y 是遠大於習知電子扭力扳手（新型專利第485872號）的距 離y，此外，本發明的應變體21可採用與該柄部12不同的 材質製成而具有更小的第三彈性模數E2，且本發明應變體 21的慣性矩（I)亦杰小於習知握把1〇1的慣性矩 述的公式（ε fj·)可知，本發明應變規221所產生 的應變（ε )將遠大於習知應變規2〇2的應變，而可產生 顯著的電阻變化訊號，因此，當該等應變規221的電阻變 化訊號傳送至該運算電路30時，該運算電路3〇根據顯著 的電阻變化訊號即可靈敏精確地計算出本發明所承受的扭 力值。 三、當本發明的應變體21與應變感測單元22裝設於 该女裝槽124内時，該前、後抵接端部211、212的前、後 端面2112、2122與該前、後端面部1231、1232之間可分別 形成該軸向間隙23，該左、右側面2131、2132與該左、右 側面部1233、1234之間可分別形成該第一橫向間距24，該 等應變規221與相對的左、右側面部1233、1234之間可分 別形成該第二橫向間距25，因此，該應變體21可根據所受 到的扭力產生獨自的變形，而不會受到該柄部12的拘束， 而’該等應變規221亦可根據該應變體21的變形量產生相 12 1276516 12的圍繞壁面123的干涉 對應的應變’而不會受到該柄部 參閱圖9至12，幺士饮〇 本t明的一第二較佳實施例，該第 二較佳實施例是類似於 _ 於· …亥第一較佳實施例，其差異之處在 該應變體21的中與# ^ 4 13具有二分別形成於該左、右 側面2131、2132上的莖山祕 上的弟一敗槽2133，及二分別形成於該 、右側面 2131、2132 μ λα - 上的弟二嵌槽2134，該等第一嵌样 2133是位於該等第二嵌 曰 甘入槽2134内。該應變感測單元22包 括一可固設於其中一裳一 J- 甘入槽213 3内的晶片整合式應變規 222 ’及〜-可固設於其中一第二嵌槽mm内的封裝蓋板切 。在本實施例中’該晶片整合式應㈣222是以微機電製 矛王製出而具有數應變規單元（ — 艾兄早兀c圖未不），該封裝蓋板223具 有一對應該晶片整合式應變規222的開口 2231，及數可盘 該晶片整合式應變#見222電性連接的接點咖。如此，藉 由該晶片整合式應變規222產生應變，本實施例亦可達： 與上述第一較佳實施例相同的目的與功效。 歸納上述，本發明之電子扭力扳手，不僅可單獨更換 應變感測裝置’且可$敏精確地計算出扳手所承受的扭力 值，故確實能達到發明之目的。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明中請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 13 1276516 【圖式簡單說明】 圖1是習知一種電子扭力扳手的局部分解立體圖； 圖2是該電子扭力扳手的組合立體圖； 圖3是本發明之電子扭力板手一第一較佳實施例的分 解立體圖； 圖4是該第一較佳實施例的局部分解立體圖 圖5是该第一較佳實施例的立體外觀圖； 圖6是該第一較佳實施例的組合剖視圖； 組合剖視圖； 一第二較佳實施例的分 圖7是圖6的局部放大示意圖； 圖8是該第一較佳實施例的另一 圖9是本發明之電子扭力扳手 解立體圖； 圖10是該第二較佳實施例的局部分解立體圖· 圖11是該第二較佳實施例的局部組合剖視圖|及 圖12是該第二較佳實施例的另一組合剖視圖: 14 1276516 【主要元件符號說明】 I · · · 本體 101 ^ 握把 1011 ♦ 第一凹槽 102 ♦ 頭部 1021 - 第二凹槽 1'…應變量測裝置 201 ♦ 基板 2011· 容置孔 202 · 應變規 3…· 顯示裝置 10… 本體 II · ‘ 頭部 12，· 柄部 121 ♦ 柄段 1211 * 端面 1212· 出線孔 122 : 套管件 1221 · 顯示窗口 123 · 圍繞壁面 1231 ^ 前端面部 1232、 後端面部 1233， 左側面部 1234· 右側面部 124 · 安裝槽 20 - * 應變感測裝置 21…應變體 211 · 前抵接端部 2111· 側端面 2112· 前端面 2 12 ♦後抵接端部 2121. 側端面 2122 * 後端面 213 · 中段部 2131 · 左側面 2132 * 右側面 2133 * 第一嵌槽 2134* 第二嵌槽 214 _ 導線孔 22 · · 應變感測單元 221 · 應變規 222 * 晶片整合式應變規 223 · 封裝蓋板 223卜 開口 2232 * 接點 23… 軸向間隙 24 · · 第一橫向間隙 15 1276516 25 ·. 第二橫向間隙 30… 運算電路 40—— 顯示裝置 16