TWI537105B - Can be quickly adjust the torque of the torque wrench - Google Patents

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Description

可快速調整扭力之扭力扳手
本發明係關於一種手工具，詳而言之係指一種扭力扳手。
扭力扳手具有可設定扭力之功能，以避免過度鎖緊螺件(螺栓或螺帽)或鎖緊不足之缺失，故已為廣泛使用的手工具。
習知之一種機械性結構之扭力扳手10如第一圖所示，其桿身12上設有一視窗13；一刻度表14，設於該桿身12內，由該視窗13可看見該刻度片14上的刻度15。一握把16，可轉動地設於桿身12末端，且該握把16之周面亦設有刻度17。轉動該握把16時，可調整該扳手的扭力值，該刻度片14並間接地受該握把16連動而位移。藉由該刻度15與17的數值，可讀取扳手調整後的設定扭力值，該扭力值的讀取方式係雷同游標卡尺的讀取方式。
另一種機械性結構之扭力扳手20則如第二圖所示，其桿身22上設有刻度25。轉動握把26時，可調整該扳手20的扭力值，且該握把26並在桿身22的軸向上移動。利用握把上的刻度27，以及握把26前端所對正的刻度25，可讀取該扳手調整後的設定扭力值。
惟習知扳手，不論上述的任一種，其扭力值的調整速度慢而相當不便。例如，握把16或26旋轉一圈，係將扭力值 調增或調降10牛頓-米(Nm)，因此，若欲將扳手的扭力值調整60牛頓-米，便需將握把旋轉六圈。有許多場合具有常用的扭力值，例如修車廠對於汽車的輪胎有幾個常用的扭力值，且會頻繁地在該等扭力值間切換。習知扭力扳手並無法快速調整扭力，造成使用上的不便。
此外，習知扳手之刻度15、25小，難以清楚地看見刻度的數值，且扭力扳手多標示有不同單位的刻度，例如，國際單位的牛頓米，英制的磅-呎(lb-ft)，或公制的公斤-米(kg-m)，在複數單位的標示下，刻度更多、更小、排列更密，更難以辨識扭力值，許多使用者在不同單位的換算/轉換時，都是用猜的或調整到大概的範圍就算了，並未精確的調整到正確的扭力值。
故習知扭力扳手具有無法快速調整扭力及扭力值讀取不易之缺失有待改進。
本發明之主要目的在於提供一種機械性結構之扭力扳手，可快速地調整該扳手之扭力值。
本發明之另一目的在於提供一種扭力扳手，係特別針對一定範圍內的扭力值而設計，可將該扳手之扭力快速地及準確地調整至若干個常用的扭力值。
本發明之又一目的在於提供一種上述的扭力扳手，可清楚的辨識該扳手所調整的扭力值。
本發明所提供之扭力扳手，包含有：一管身；一撓桿，樞設於該管身前端，並可擺動；該撓桿後端係位於該管身內；一頭部，固接於該撓桿前端； 一頂持件與一壓縮彈簧，設於該管身內，該頂持件係位於該撓桿後方；該壓縮彈簧之前端係彈性抵住該頂持件；一滑脫機構，形成於該撓桿後端與該頂持件前端之間；一扭力調整機構，包括：一調整桿與一調整鈕，該調整桿係設於該管身內，並具有一螺桿部；該調整鈕位於該管身後端，並與該調整桿後端連接；轉動該調整鈕時，該調整桿係與該調整鈕一起轉動，並調整該壓縮彈簧頂持該頂持件之彈性力；本發明之該調整鈕只能於一圈的範圍內轉動；於該調整鈕之轉動範圍內，該扳手具有一可調整的最小扭力值與最大扭力值，該最大扭力值與最小扭力值之比值為1.2倍至10倍之間。
藉此，轉動該調整鈕時，可快速調整該扳手的設定扭力值。
較佳地，一限位件與一限位環槽，分別設於該管身之外周面與該調整鈕之內周面，該限位件一端係伸入該限位環槽中，利用該限位件與限位環槽之配合，使該調整鈕之轉動角度不超過360度。
較佳地，該扳手之最大與最小扭力值之比例關係係利用改變該壓縮彈簧之彈性係數或該螺桿部之螺距或該壓縮彈簧之彈性係數與該螺桿部之螺距之相乘效果而達成。
30、30’、30”‧‧‧扭力扳手
40‧‧‧管身
41‧‧‧指示標記
42、42’‧‧‧頭部
45‧‧‧撓桿
451‧‧‧凸出部位
452‧‧‧第一凹部
46‧‧‧樞軸
48‧‧‧抵塊
50‧‧‧頂持件
501‧‧‧凸出部位
502‧‧‧第二凹部
52‧‧‧壓縮彈簧
60‧‧‧扭力調整機構
62‧‧‧滑移件
63‧‧‧螺孔
64‧‧‧調整鈕
642‧‧‧套環
65‧‧‧刻度
66‧‧‧調整桿
68‧‧‧螺桿部
69‧‧‧卡定構件
70‧‧‧限位件
75‧‧‧限位環槽
751‧‧‧第一端
752‧‧‧第二端
80‧‧‧握套
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之目的、特徵以及所達成之功效，以下茲舉本發明三較佳實施例，並配合圖示詳細說明於后：
第一圖係習知一種扭力扳手之頂視圖。
第二圖係習知另一種扭力扳手之局部頂視圖。
第三圖係本發明一較佳實施例之扭力扳手之立體圖。
第四圖係本發明一較佳實施例之扭力扳手之縱向剖面圖。
第五圖係第四圖之局部放大圖。
第六圖係本第三圖之局部放大立體圖。
第七圖係第六圖之7-7剖線之剖面圖。
第八圖顯示第三圖之調整鈕上的刻度之展開圖。
第九圖係本發明第二較佳實施例之扭力扳手之立體圖。
第十圖係本發明第三較佳實施例之扭力扳手之立體圖。
第十一圖係第十圖之局部縱向剖面圖。
請參閱第三至五圖，係本發明所提供之扭力扳手30之第一較佳實施例，其係一機械性結構的扭力扳手。
該扳手30具有一管身40及一位於該管身40前端之頭部42。該扳手30係以該頭部42連接並轉動螺接構件(螺栓或螺帽)或套筒。該頭部之結構形式不以本說明書揭示者為限，本說明書之第三圖之扳手30與第十一圖之扳手30”係揭示二種形式的頭部42、42’。一撓桿45，以一樞軸46樞設於該管身40前端，並得以該樞軸46為轉動支點而擺動。該撓桿45後端係位於管身40內；該頭部42固設於該撓桿前端。一指示標記41，設於該管身40周面。
一頂持件50、一壓縮彈簧52及一滑移件62，由前往後依序設於該管身40內。該頂持件50可於該管身內滑動，並位於該撓桿45後方；該滑移件62可於該管身40內滑移，但無法轉動，且滑移件之內部具有一螺孔63；該壓縮彈簧52位於該頂持件50與該滑移件62之間，其前端係彈性抵住該頂持件；該滑移件62前端係透過小圓盤54抵住該彈簧52後端。該壓縮彈 簧52之彈性能係使該頂持件50與撓桿45後端彈性接觸。該頂持件50前端與該撓桿45後端各設有一凸出部位501、451，該二者50、45之結構設計係形成一滑脫機構。當該扳手30使用時之扭力大於所設定之扭力值時(亦即大於該彈簧52的彈性能時)，該撓桿45後端與該頂持件50之凸出部位451、501將會滑脫，並產生震動與聲響，對操作者提供警示作用，使操作者停止操作。扭力扳手之滑脫機構係為習知構件，習知技藝已公開多種滑脫機構，例如第十一圖亦揭露另一滑脫機構。各式滑脫機構均可應用於本發明，不以本發明所示者為限。
一扭力調整機構60，包括：上述之滑移件62、一套設於該管身40後端外周面之調整鈕64，以及一設於該管身40內之調整桿66，該調整桿66只能在管身40內轉動但無法前後位移，該調整桿66至少於其前段係形成一螺桿部68，該螺桿部68係具有螺紋，並與該滑移件62之螺孔63螺接。該調整鈕64亦只能在管身40上轉動，無法位移，其後端係直接或間接(例如透過插銷641)與該調整桿66後端連接。轉動調整鈕64時，該調整桿66係與該調整鈕一起轉動，該螺桿部68便驅動該滑移件62沿著管身40之軸向前後滑移，使滑移件62位移至不同的位置，藉以調整該壓縮彈簧52彈性頂持於該頂持件50之彈性力，達到調整扳手30之設定扭力值之作用。一套環642，裝設於該調整鈕64前端，形成調整鈕的一部分；若干刻度65，設於該套環周面。該調整鈕於本實施例恰為扳手之握柄。
一卡定構件69，設於該調整鈕64末端，並可於一卡定位置及一釋放位置間位移，當該卡定構件69位於卡定位置時，該調整鈕64無法被轉動；將卡定構件扳動至釋放位置時，該調整鈕64始可被轉動，以便調整扳手的扭力值。卡定構件為 習知技藝，容不贅述。
本發明之調整鈕64只能轉動不超過一圈的距離，亦即，其轉動的角度不超過360度。為達此效果，本實施例更具有：一限位裝置，包括一限位件70與一限位環槽75。請參閱第六、七圖，該限位環槽75係設於該調整鈕64之內周面，並具有二個封閉端751、752。該限位件70係插設於該管身40，其外端係凸出管身之外周面，並置入該環槽75中。藉由該二端751、752之限位作用，該調整鈕64只能在一圈的範圍內轉動。可理解的是，該二者70、75之設置位置可互換，亦即，限位件可設於調整鈕之周面，而限位環槽則設於管身之周面。
該壓縮彈簧52具有一彈性係數(K)，而該螺桿部68之螺紋係具有一螺距(pitch)，本實施例之該彈簧52之K值係為同等級的習知扭力扳手之彈簧之K值的1.5至2倍，而該調整桿66之螺桿部68之螺距則為同等級的習知扭力扳手之螺距的1.3至2倍。舉例而言，假設習知扭力扳手之握把旋轉一圈時，其扭力值之調整量為10牛頓-米(Nm)，該習知扭力扳手之壓縮彈簧之彈性係數為78x103N/mm2，則本實施例之彈簧52的彈性係數為117 x103至156 x103N/mm2；該習知扭力之螺距為2mm，本實施例之螺桿部68的螺距係為2.6至4mm。換言之，本實施之彈簧的彈性係數及螺桿部的螺距均大於同等級的習知扭力扳手。前述之數值及倍數僅為例示，而非限制。
藉由加大彈簧之彈性係數及螺桿部之螺距之相乘效果，本發明之調整鈕64在旋轉一周的範圍內，可大幅變動該壓縮彈簧52的彈性係數(K)，使其設定扭力值的調整範圍(指可調整的最大扭力值與可調整的最小扭力值的比值)為1.2至10倍之間，1.5倍至3倍為各式扳手的適用範圍。小型的扭力扳手，其 比值可為2至10倍；中型的扳手之比值可為1.4至3倍；大型的扭力扳手之比值為1.2至2.2倍。
請參閱第八圖，以本實施例為例，在調整鈕64轉動一圈的範圍內，其可調整的最小扭力值為100牛頓米(此時，限位環槽75的第一端751受該限位件70所限制)；而最大扭力值為160牛頓米(此時，限位環槽的第二端752受該限位件70限制)，故該扳手30之扭力值的調整範圍為1.6倍。
下表列舉幾種本發明可實施之扭力值之態樣：
相較於習知扭力扳手，使用本發明之扳手具有如下功效：習知扭力扳手欲調整設定扭力值，例如將扭力值由100牛頓米調整至160牛頓米時須將調整鈕旋轉多圈，例如六圈，而本發明之扳手只需將調整鈕旋轉一周即可達成所需的調整範圍，具有快速調整扭力的效果。
本發明將一定範圍內的幾個常用扭力值設計在調整鈕旋轉一圈的操作上即可調整完成，可快速切換扭力，適合需頻繁調整操作扭力之場所使用，例如汽車修配廠。
再者，由第八圖所示可知，該調整鈕64前端周面 之刻度65只設若干個常用的扭力值，對正於指示標記41的扭力值即為所調整的扭力。此外，由於該刻度65只是標示若干個常用的扭力值，故同時標示不同單位的扭力值並不擁擠，使用者仍容易辨識數值，且能準確地調整至正確的扭力值。
第九圖係本發明之扭力扳手30’之第二較佳實施例，其與第一較佳實施例之差異處為：扭力值的刻度65係設於管身40，而指示標記41則設於調整鈕64的周面。
第十、十一圖係本發明之扭力扳手30”之第三較佳實施例，相同構件沿用相同元件符號，且容不贅述。
本實施例更包含有：一握套80，裝設於該管身40上，位於該調整鈕64前方。該調整鈕64同樣受限位裝置之限位件70及限位環槽75所限位，只能在360度的範圍內轉動。扭力值之刻度65及指示標記41係分別設於調整鈕64與握套80之周面，以辨識設定的扭力值。同樣的，該刻度65與該標記41可互換設置位置。
本實施例之滑脫機構係由該撓桿45後端所設之第一凹部452、該頂持件50前端所設之第二凹部502以及一位於該二凹部間之抵塊48所形成。
本發明之扳手可容易及快速地切換扳手的扭力值、可清楚地辨識扭力值，亦可調整至正確的扭力值。
上揭諸實施例僅係說明本發明而非限制。綜上所陳，本發明為同類物品首創之結構，並具諸多實用功效之增進，爰依法提出申請。
30‧‧‧扭力扳手
40‧‧‧管身
42‧‧‧頭部
45‧‧‧撓桿
46‧‧‧樞軸
50‧‧‧頂持件
52‧‧‧壓縮彈簧
60‧‧‧扭力調整機構
62‧‧‧滑移件
63‧‧‧螺孔
64‧‧‧調整鈕
642‧‧‧套環
66‧‧‧調整桿
68‧‧‧螺桿部
69‧‧‧卡定構件
70‧‧‧限位件
75‧‧‧限位環槽

Claims (9)

  1. 一種可快速調整扭力之扭力扳手，包含有：一管身；一頭部，位於該管身前端；一撓桿，樞設於該管身前端，並可擺動；該撓桿後端係位於該管身內；該頭部係固接於該撓桿前端；一頂持件與一壓縮彈簧，設於該管身內，該頂持件係位於該撓桿後方，並可於該管身內位移；該壓縮彈簧之前端係彈性抵住該頂持件；一滑脫機構，形成於該撓桿後端與該頂持件前端之間；一扭力調整機構，包括：一調整桿與一調整鈕，該調整桿係設於該管身內，並具有一螺桿部，該螺桿部具有螺紋；該調整鈕設於該管身後端可供轉動，並與該調整桿後端連接；轉動該調整鈕時，該調整桿係與該調整鈕一起轉動，並調整該壓縮彈簧頂持該頂持件之彈性力；其中：該調整鈕只能於一圈的範圍內轉動；於該調整鈕之轉動範圍內，該扳手具有一可調整的最小扭力值與最大扭力值，該最大扭力值與最小扭力值之比值為1.2倍至10倍之間。
  2. 如請求項1所述之扭力扳手，另包含有：一限位裝置，設於該管身與該調整鈕之間；該調整鈕係受該限位裝置所限位，只能於一圈的範圍內轉動。
  3. 如請求項2所述之扭力扳手，該限位裝置包含有：一限位件與一限位環槽，分別設於該管身之外周面與該調整鈕之內周面，該限位環槽具有二端；該限位件之一端係置入該限位環槽中。
  4. 如請求項1至3任一項所述之扭力扳手，其中：該最大扭力 值與最小扭力值之比值係利用該壓縮彈簧之彈性係數、或該螺桿部之螺距、或該壓縮彈簧之彈性係數與該螺桿部之螺距之配合關係而達成。
  5. 如請求項1至3任一項所述之扭力扳手，其中：該最大扭力值與最小扭力值之比值為1.5倍至3倍之間。
  6. 如請求項1至3任一項所述之扭力扳手，其中：該調整桿只能轉動，無法於該管身之軸向位移；該扭力調整機構包括：一滑移件，設於該管身內，並可位移，該滑移件之前端係抵住該壓縮彈簧後端；該調整桿之螺桿部係與該滑移件之後端螺接。
  7. 如請求項3所述之扭力扳手，其中：該限位件係設於該管身之外周面；該限位環槽係設於該調整鈕之內周面。
  8. 如請求項1至3任一項所述之扭力扳手，另包含有：具有若干扭力值之刻度以及一指示標記，分別設於該調整鈕之周面與該管身之周面，並相對應。
  9. 如請求項1至3任一項所述之扭力扳手，另包含有：一握套，套設於該管身上，並位於該調整鈕前方；具有若干扭力值之刻度以及一指示標記，分別設於該調整鈕之周面與該握套之周面，並相對應。
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