TWI555610B - 數位扭力扳手 - Google Patents

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TWI555610B
TWI555610B TW103117333A TW103117333A TWI555610B TW I555610 B TWI555610 B TW I555610B TW 103117333 A TW103117333 A TW 103117333A TW 103117333 A TW103117333 A TW 103117333A TW I555610 B TWI555610 B TW I555610B
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莊柏毅
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Description

數位扭力扳手
本發明係有關於一種數位扭力扳手，尤指一種可便利進行預設扭力值設定，並於扭轉鎖固件到達該預設扭力值時，準確跳脫之數位扭力扳手。
按，扭力扳手用於機械裝配已有相當長的歷史，主要用於螺絲、螺栓或螺帽等鎖固件的接合，對於大量生產的裝配作業發揮重要的品質管制功效。傳統扭力扳手係採純機械式設計，可讓使用者握持，以便對螺絲等鎖固件進行鎖緊或旋鬆等作業，在鎖緊的過程中，主要係依靠使用者感覺是否旋緊，而此單純藉由使用者手感，判斷鎖固件是否鎖緊方式，容易會有該螺絲等鎖固件未確實鎖緊，及鎖緊過度，造成螺牙破壞等情形。
於是，為改善此種情形，現有扭力扳手係於內部配置有跳脫機構，以與該扳手頭相連結，現有扭力扳手的跳脫機構主要係由數連桿件構成連桿組，再設有彈簧，以與該連桿組相連結，另設有調整螺絲，以調節彈簧的鬆緊程度，以作為預設扭力的調整，當使用扭力扳手進行螺絲等之鎖固時，若未達預設扭力值，則該跳脫機構係不會與扳手頭產生跳脫，當扭力超出預設扭力值時，該跳脫機構便會產生跳脫動作，而使扭力扳手無法正常作動，藉此，即可達到將螺絲等鎖固件確實鎖緊，與避免鎖緊過度等情形，而使扭力扳手兼具 鎖固與檢測雙重功效，以確保裝配品質，在汽車業、機車業與冷凍空調業等大量生產裝配工作中，便常使用該具有預置扭力功能之扭力扳手。
而該由連桿組、彈簧及調整螺絲等組成之機械跳脫式扭力扳手，雖具有扭力設定及跳脫的功能，然，該跳脫機構其連桿間反應作動較慢，且在實行跳脫動作時，較為費力不順暢，另當使用一段時間後，用來調整預設扭力值的彈簧係會產生老化、變形或彈性疲乏現象，導致扭力值設定的不準確，發生實際扭力與預設扭力間誤差，再者，當欲進行扭力值設定時，須另將扳手放入儀器進行調校才可準確調出預設扭力值，故於扭力設定上極為不便，而且當使用扳手進行螺絲等鎖固時，係須保持施力的平穩性，乃因該跳脫機構之連桿組的機械作用，在即將達到設定扭力值時，連桿組的反力矩會有跌落狀況，此時，若施力過猛將造成扭力值很快回升，並超過額定上限值，而產生扭力值誤差，導致螺絲等鎖固不確實之情形者。
緣是，本發明人有鑑於現有之機械跳脫式扭力扳手設計，於實施使用上有上述諸多缺失，乃藉其多年於相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，並經多方巧思，針對現有扭力扳手進行研發改良，而研創出本發明。
本發明係有關於一種數位扭力扳手，其主要目的係為了提供一種可便利進行預設扭力值設定，並於扭轉鎖固件到達該預設扭力值時，準確跳脫之數位扭力扳手。
為了達到上述實施目的，本發明人乃研擬如下數位扭力扳手，係設有一手柄，並於該手柄形成有容置空間，又設有扳手主體，該扳手主體係具有一工具頭，且使該工具頭位於該手柄外部，並使該工具頭連接有傳動桿一端， 且使該傳動桿容設於該手柄之容置空間，又使該傳動桿與該手柄相樞接，並使該傳動桿另端成型一抵掣面，另使該扳手主體其傳動桿上組設有扭力感測元件，又於該手柄之容置空間內設有跳脫機構，乃使該跳脫機構位置於該扳手主體其傳動桿之抵掣面一端處，該跳脫機構係包含有一抵撐桿，且使該抵撐桿與該手柄相樞接，並使該抵撐桿一端對應抵設於該傳動桿之抵掣面，又使該抵撐桿另端組接有一滾輪，另設有一滾動件，以與該滾輪對應設立，且使該滾動件與該手柄相組接，另設有一致動器，並使該致動器其傳動軸組接有閂片，且使該閂片對應插設於該滾輪與滾動件間，復設有控制單元，該控制單元係包含有組設於該手柄之控制器，並使該控制器與該扭力感測元件及跳脫機構之致動器相耦接，又於該手柄外部設有控制介面及數位顯示器，且使該控制介面及數位顯示器與該控制器相耦接。
如上所述之數位扭力扳手，其中，該跳脫機構之抵撐桿係在位於抵設該扳手主體其傳動桿之抵掣面一端處設有彈性件，並使該彈性件組設於該抵撐桿一側及該手柄間。
如上所述之數位扭力扳手，其中，該跳脫機構之抵撐桿係在相對其組設該彈性件之另側成型有凸塊，且使該手柄於對應該凸塊設有定位桿，以供與該凸塊對應抵觸。
如上所述之數位扭力扳手，其中，該控制單元係進一步設有電源供應件，以組設於該手柄，並使該電源供應件與該控制器相耦接。
如上所述之數位扭力扳手，其中，該扭力感測元件係為應變規。
藉此，當扭力感測元件感測之扭力到達預設扭力值時，控制器即驅使致動器，以使其組接之閂片脫出滾輪與滾動件間，隨之解除抵撐桿對傳動桿其抵掣面定位，進而使扳手主體失去扭轉鎖固件之功能，據此，電控控制跳 脫機構設計達到準確控制扭力值效果。
(1)‧‧‧手柄
(11)‧‧‧容置空間
(2)‧‧‧扳手主體
(21)‧‧‧工具頭
(22)‧‧‧傳動桿
(221)‧‧‧穿孔
(222)‧‧‧抵掣面
(23)‧‧‧插銷
(3)‧‧‧扭力感測元件
(4)‧‧‧跳脫機構
(41)‧‧‧抵撐桿
(411)‧‧‧穿孔
(412)‧‧‧凸塊
(413)‧‧‧插銷
(42)‧‧‧彈性件
(43)‧‧‧滾輪
(44)‧‧‧定位桿
(45)‧‧‧滾動件
(46)‧‧‧致動器
(461)‧‧‧傘齒輪
(47)‧‧‧閂片
(471)‧‧‧從動塊
(472)‧‧‧導桿
(473)‧‧‧彈性件
(48)‧‧‧凸輪
(49)‧‧‧凸輪
(491)‧‧‧傘齒輪
(5)‧‧‧控制單元
(51)‧‧‧控制器
(52)‧‧‧控制介面
(53)‧‧‧數位顯示器
(54)‧‧‧電源供應件
第一圖：本發明之外觀圖
第二圖：本發明之整體剖視圖
第三圖：本發明之立體分解圖
第四圖：本發明之立體組合圖
第五圖：本發明之剖視圖
第六圖：本發明之控制單元示意圖
第七圖：本發明之使用狀態圖
第八圖：本發明之次一實施例立體分解圖
第九圖：本發明之次一實施例立體組合圖
第十圖：本發明之次一實施例剖視圖
第十一圖：本發明之次一實施例使用狀態圖
第十二圖：本發明之另一實施例立體分解圖
第十三圖：本發明之另一實施例立體組合圖
第十四圖：本發明之另一實施例剖視圖
第十五圖：本發明之另一實施例使用狀態圖
而為令本發明之技術手段及其所能達成之效果，能夠有更完整且清楚的揭露，茲詳細說明如下，請一併參閱揭露之圖式及圖號：首先，請參閱第一~五圖所示，為本發明之數位扭力扳手，係主要由手柄(1)、扳手主體(2)、扭力感測元件(3)、跳脫機構(4)及控制單元(5)所組成；其中： 該手柄(1)，係呈一中空管體，以於其內部形成有容置空間(11)；該扳手主體(2)，係設有一工具頭(21)，乃使該工具頭(21)位於該手柄(1)外部，並使該工具頭(21)連接有傳動桿(22)一端，且使該傳動桿(22)容設於手柄(1)之容置空間(11)，另使該傳動桿(22)與手柄(1)設有對應之穿孔(221)，以供插銷(23)穿設樞接，又使該傳動桿(22)另端成型一平坦之抵掣面(222)；該扭力感測元件(3)，係為應變規，乃使該扭力感測元件(3)組設於扳手主體(2)之傳動桿(22)上；該跳脫機構(4)，係容設於手柄(1)之容置空間(11)，而位置於扳手主體(2)其傳動桿(22)之抵掣面(222)一端處，乃包含有一抵撐桿(41)，並使該抵撐桿(41)一端對應抵設於該傳動桿(22)之抵掣面(222)，且使該抵撐桿(41)抵設於抵掣面(222)之一端與該手柄(1)間組設有彈性件(42)，又使該抵撐桿(41)另端組接有一滾輪(43)，並使該抵撐桿(41)於其二端間設有穿孔(411)，且於手柄(1)對應該抵撐桿(41)之穿孔(411)處設有穿孔，以供插銷(413)穿設樞接，並使該抵撐桿(41)於相對其組設彈性件(42)之另側成型有凸塊(412)，且使該手柄(1)於對應該凸塊(412)設有定位桿(44)，以供與該凸塊(412)對應抵觸，又設有一滾動件(45)，該滾動件(45)係為軸承，乃使該滾動件(45)與滾輪(43)對應設立，並於滾動件(45)中心穿設軸桿，以與手柄(1)相組接，另設有一致動器(46)，該致動器(46)係為電磁閥，並於該致動器(46)之傳動軸組接有閂片(47)，且使該閂片(47)對應插設於滾輪(43)與滾動件(45)間； 該控制單元(5)，請一併參閱第六圖所示，係包含有組設於手柄(1)其容置空間(11)之控制器(51)，並使該控制器(51)與該扭力感測元件(3)及跳脫機構(4)之致動器(46)相耦接，又包含有位設於手柄(1)外部之控制介面(52)及數位顯示器(53)，且使該控制介面(52)及數位顯示器(53)與該控制器(51)相耦接，復於手柄(1)之容置空間(11)內容設有電池等電源供應件(54)，以與該控制器(51)相耦接。
據此，當使用實施時，使用者係可由控制單元(5)之控制介面(52)對該控制器(51)，輸入預設之扭力值，同時數位顯示器(53)係顯示該輸入之扭力值，以供使用者確認。於扭力值輸入完畢後，使用者即可手握於該數位扭力扳手之手柄(1)，再將扳手主體(2)其工具頭(21)與螺絲等鎖固件相對接，繼施力扳動該數位扭力扳手，以對該螺絲等鎖固件進行鎖掣，而當工具頭(21)對鎖固件施以扭力鎖掣時，與工具頭(21)一體連接之傳動桿(22)係同時受到反作用之扭力，此時，組設於傳動桿(22)上之扭力感測元件(3)，即會感測到該扭力值，並將感測到的扭力值經控制器(51)顯示輸出於數位顯示器(53)，當扭力感測元件(3)輸出至控制器(51)之扭力值與預設之扭力值相符合時，請一併參閱第七圖所示，控制器(51)即驅動相耦接之跳脫機構(4)致動器(46)，以使該致動器(46)將與其傳動軸相組接之閂片(47)抽出滾輪(43)與滾動件(45)間，此時，抵撐桿(41)組接滾輪(43)一端即會落下而與滾動件(45)相接觸，而抵撐桿(41)與手柄(1)以插銷(413)穿設樞接處為支點，該抵撐桿(41)原抵壓於扳手主體(2)其傳動桿(22)之抵掣面(222)另端便會升起，而脫離對抵掣面(222)之抵壓，又組設於抵撐 桿(41)一側之彈性件(42)亦會回復原狀，而組設於抵撐桿(41)另側之凸塊(412)則會抵設於定位桿(44)處定位。
當於扳手主體(2)之傳動桿(22)一端失去抵撐桿(41)之抵掣定位後，而傳動桿(22)另端連接之工具頭(21)再對螺絲等鎖固件進行扭轉動作時，由於傳動桿(22)原受抵撐桿(41)定位之一端已呈活動狀態，故傳動桿(22)會以與手柄(1)以插銷(23)穿設樞接處為支點而擺動，以令工具頭(21)失去對螺絲等鎖固件進行扭轉之功用，於此，即可達到將螺絲等鎖固件確實鎖緊，與避免鎖緊過度，造成該螺絲等鎖固件其螺牙破壞等情形，而本發明藉由電控方式控制跳脫機構(4)，即可達到準確控制鎖掣該螺絲等鎖固件施加的最大扭力值，且利用滾輪(43)與滾動件(45)夾掣閂片(47)設計，更可降低閂片(47)抽出時所受到的摩擦阻力，以使跳脫機構(4)進行跳脫作動時更為省力、順暢，且可用較小型的致動器達到跳脫功能，而減輕整體扳手重量，並降低電力的消耗，另本發明係以數位系統進行預設扭力值的設定，故可進一步避免機械式跳脫機構複雜調校工作，而達到省時、省力調整預設扭力值的效果。
又請一併參閱第八~十圖所示，為本發明數位扭力扳手之跳脫機構(4)次一實施例，係使該致動器(46)設為馬達，並使該致動器(46)傳動軸組接有一凸輪(48)，該凸輪(48)係為終端凸輪，又使該閂片(47)設有一從動塊(471)，以與該凸輪(48)相抵接觸，另於該閂片(47)上設有導孔，以供與一組接於手柄(1)之導桿(472)相互穿設，且於該導桿(472)套設有彈性件(473)，並使該彈性件(473)抵設於該導桿(472)端頭及閂片(47)間定位，藉此，請一併參閱第十一圖所示，當控制器(51)對照扭力感測元件(3)感測之扭力值與預設之扭力值相符合時，控制器(51)即驅動該相耦接之馬達致動器(46)作動，以 使其傳動軸帶動組接之凸輪(48)旋轉預定角度，此時，原與凸輪(48)升程段相抵接觸之從動塊(471)即會沿著凸輪(48)曲線降至凸輪(48)之基圓處，同時，抵設於導桿(472)端頭及閂片(47)間之彈性件(473)在失去凸輪(48)升程段抵掣，亦漸回復原狀，而抵推閂片(47)脫離抵撐桿(41)其滾輪(43)及滾動件(45)之夾掣，進而使抵撐桿(41)活動擺動，以解除對扳手主體(2)之定位，而使扳手主體(2)之工具頭(21)失去扭轉螺絲等鎖固件扭轉鎖掣之功效。
另請一併參閱第十二~十四圖所示，為本發明數位扭力扳手之跳脫機構(4)另一實施例，係使該馬達致動器(46)其傳動軸組接有一傘齒輪(461)，又設有一凸輪(49)，該凸輪(49)係為板型凸輪，且使凸輪(49)上成型有傘齒輪(491)，以與該致動器(46)之傘齒輪(461)相嚙合，又使該閂片(47)設有一滾子從動塊(471)，以與該凸輪(49)相抵接觸，另於該閂片(47)上設有導孔，以供與一組接於手柄(1)之導桿(472)相互穿設，且於該導桿(472)套設有彈性件(473)，並使該彈性件(473)抵設於該導桿(472)端頭及閂片(47)間定位，於此，當扭力感測元件(3)感測之扭力值與預設扭力值相符合時，請一併參閱第十五圖所示，控制器(51)便會驅動相耦接之馬達致動器(46)作動，以使其傳動軸帶動組接之傘齒輪(461)轉動，繼而連動相嚙合之凸輪(49)上傘齒輪(491)帶動凸輪(49)旋轉預定角度，而使與凸輪(49)升程段相抵接觸之滾子從動塊(471)沿著凸輪(49)曲線降至凸輪(49)基圓處，同時，抵設於導桿(472)端頭及閂片(47)間之彈性件(473)亦漸回復原狀，而抵推閂片(47)脫離抵撐桿(41)其滾輪(43)及滾動件(45)夾掣，以使抵撐桿(41)可活動擺動，進而解除扳手主體(2)定位，以於扳手主體(2)一端之工具頭(21)施加 扭力轉動螺絲等鎖固件鎖掣時，其另端係呈擺動狀，而失去扭轉鎖掣螺絲等鎖固件之效果者。
前述之實施例或圖式並非限定本發明之數位扭力扳手實施樣態，凡所屬技術領域中具有通常知識者所為之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之數位扭力扳手專利範疇。
由上述結構及實施方式可知，本發明係具有如下優點：
1.本發明之數位扭力扳手係主要藉由電控方式控制跳脫機構，藉此，即可達到準確控制鎖掣螺絲等鎖固件施加的最大扭力值。
2.本發明之數位扭力扳手係以數位系統進行預設扭力值的設定，故可避免機械式跳脫機構的複雜調校工作，而達到省時、省力調整預設扭力值的效果。
3.本發明之數位扭力扳手係利用滾輪與滾動件夾掣閂片設計，以降低閂片抽出時所受到的摩擦阻力，而使跳脫機構於跳脫作動時更為省力、順暢，且可使用較小型的致動器達到跳脫功能，而使扳手輕量化，並降低電力之消耗者。
4.本發明之數位扭力扳手係使用電控元件控制跳脫機構，故可避免主要使用彈簧控制跳脫功能時，會因彈簧老化、疲乏等，造成實際扭力與預設扭力間發生誤差之情形者。
綜上所述，本發明之實施例確能達到所預期功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
(2)‧‧‧扳手主體
(21)‧‧‧工具頭
(22)‧‧‧傳動桿
(221)‧‧‧穿孔
(222)‧‧‧抵掣面
(23)‧‧‧插銷
(3)‧‧‧扭力感測元件
(4)‧‧‧跳脫機構
(41)‧‧‧抵撐桿
(411)‧‧‧穿孔
(412)‧‧‧凸塊
(413)‧‧‧插銷
(42)‧‧‧彈性件
(43)‧‧‧滾輪
(45)‧‧‧滾動件
(46)‧‧‧致動器
(47)‧‧‧閂片

Claims (7)

  1. 一種數位扭力扳手，係設有一手柄，並於該手柄形成有容置空間，又設有扳手主體，該扳手主體係具有一工具頭，且使該工具頭位於該手柄外部，並使該工具頭連接有傳動桿一端，且使該傳動桿容設於該手柄之容置空間，又使該傳動桿與該手柄相樞接，並使該傳動桿另端成型一抵掣面，另使該扳手主體其傳動桿上組設有扭力感測元件，又於該手柄之容置空間內設有跳脫機構，乃使該跳脫機構位置於該扳手主體其傳動桿之抵掣面一端處，該跳脫機構係包含有一抵撐桿，且使該抵撐桿與該手柄相樞接，並使該抵撐桿一端對應抵設於該傳動桿之抵掣面，又使該抵撐桿另端組接有一滾輪，且於該手柄組設有一滾動件，以與該滾輪對應設立，另設有一致動器，並使該致動器其傳動軸組接有閂片，且使該閂片對應插設於該滾輪與滾動件間，復設有控制單元，該控制單元係包含有組設於該手柄之控制器，並使該控制器與該扭力感測元件及跳脫機構之致動器相耦接，又於該手柄外部設有控制介面及數位顯示器，且使該控制介面及數位顯示器與該控制器相耦接。
  2. 一種數位扭力扳手，係設有一手柄，並於該手柄形成有容置空間，又設有扳手主體，該扳手主體係具有一工具頭，且使該工具頭位於該手柄外部，並使該工具頭連接有傳動桿一端，且使該傳動桿容設於該手柄之容置空間，又使該傳動桿與該手柄相樞接，並使該傳動桿另端成型一抵掣面，另使該扳手主體其傳動桿上組設有扭力感測元件，又於該手柄之容置空間內設有跳脫機構，乃使該跳脫機構位置於該扳手主體其傳動桿之抵掣面一端處，該跳脫機構係包含有一抵撐桿，且使該抵撐桿與該手柄相樞接，並使該抵撐桿一端對應抵設於該傳動桿之抵掣面，又使該 抵撐桿另端組接有一滾輪，且於該手柄組設有一滾動件，以與該滾輪對應設立，另設有一致動器，並使該致動器其傳動軸組接有一凸輪，又設有一閂片，且於該閂片上組設有一從動塊，以與該凸輪相抵接觸，另於該閂片上設有導孔，以供一組接於該手柄之導桿穿設於內，且於該導桿套設有彈性件，並使該彈性件抵設於該導桿端頭及閂片間定位，又使該閂片對應插設於該滾輪與滾動件間，復設有控制單元，該控制單元係包含有組設於該手柄之控制器，並使該控制器與該扭力感測元件及跳脫機構之致動器相耦接，又於該手柄外部設有控制介面及數位顯示器，且使該控制介面及數位顯示器與該控制器相耦接。
  3. 一種數位扭力扳手，係設有一手柄，並於該手柄形成有容置空間，又設有扳手主體，該扳手主體係具有一工具頭，且使該工具頭位於該手柄外部，並使該工具頭連接有傳動桿一端，且使該傳動桿容設於該手柄之容置空間，又使該傳動桿與該手柄相樞接，並使該傳動桿另端成型一抵掣面，另使該扳手主體其傳動桿上組設有扭力感測元件，又於該手柄之容置空間內設有跳脫機構，乃使該跳脫機構位置於該扳手主體其傳動桿之抵掣面一端處，該跳脫機構係包含有一抵撐桿，且使該抵撐桿與該手柄相樞接，並使該抵撐桿一端對應抵設於該傳動桿之抵掣面，又使該抵撐桿另端組接有一滾輪，且於該手柄組設有一滾動件，以與該滾輪對應設立，另設有一致動器，並使該致動器其傳動軸組接有一傘齒輪，又設有一凸輪，且使該凸輪上成型有傘齒輪，以與該致動器之傘齒輪相嚙合，另設有一閂片，且於該閂片上組設有一從動塊，以與該凸輪相抵接觸，又於該閂片上設有導孔，以供一組接於該手柄之導桿穿設於內，且於該導桿套設有彈性件，並使該彈性件抵設於該導桿端頭及閂片間定位，又使該閂片對應插設於該滾輪與滾動件間，復設有控制單元，該控 制單元係包含有組設於該手柄之控制器，並使該控制器與該扭力感測元件及跳脫機構之致動器相耦接，又於該手柄外部設有控制介面及數位顯示器，且使該控制介面及數位顯示器與該控制器相耦接。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述數位扭力扳手，其中，該跳脫機構之抵撐桿係在位於抵設該扳手主體其傳動桿之抵掣面一端處設有彈性件，並使該彈性件組設於該抵撐桿一側及該手柄間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述數位扭力扳手，其中，該跳脫機構之抵撐桿係在相對其組設該彈性件之另側成型有凸塊，且使該手柄於對應該凸塊設有定位桿，以供與該凸塊對應抵觸。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述數位扭力扳手，其中，該控制單元係進一步設有電源供應件，以組設於該手柄，並使該電源供應件與該控制器相耦接。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述數位扭力扳手，其中，該扭力感測元件係為應變規。
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