TWI658908B - Clutch member and torque wrench - Google Patents

Abstract

一種離合構件，可用於扭力扳手中以連接扭力扳手的扭力傳動機構以及扭力彈簧。離合構件包含襯套、離合件本體以及彈性體。襯套具有容置空間及位於容置空間之軸向上之相對兩側的開口與穿孔。離合件本體可設置於襯套之容置空間並可於其中沿軸向移動，離合件本體第一側穿過襯套的開口而暴露於襯套外且第二側穿過襯套的穿孔，並且離合件本體之第一側與第二側之間設具有複數個滾珠可與襯套之內壁接觸。彈性體設於離合件本體與襯套間，以沿軸向上之遠離襯套的方向對離合件本體提供彈性回復力。藉此，可保護扭力扳手並維持所提供之扭力值精確。

Description

離合構件以及扭力扳手

本發明係與離合構件以及應用此離合構件之扭力扳手有關；特別是指一種可保護扭力扳手並精確維持扭力扳手所提供之扭力值的離合構件，以及應用此離合構件之扭力扳手。

按，扭力扳手通常包含了管體以及設置於管體兩端的驅動頭及握把，驅動頭上設有套筒可用以緊固螺栓。於管體中設有扭力彈簧、離合構件以及扭力傳動機構，透過對握把的操控可將扭力彈簧壓縮以提供彈力至離合構件、扭力傳動機構以及驅動頭。當使用者使用扭力扳手旋緊或鬆脫螺栓時，所承受的轉矩透過扭力傳動機構可轉換為施加於離合構件的軸向力。當軸向力大於扭力彈簧所提供之彈力時，離合構件可產生跳脫效果以達成定扭力輸出的效果。

離合構件之兩側分別頂抵扭力彈簧以及扭力傳動機構，並且可於管體中沿管體之軸向移動，因此可產生跳脫效果。為了讓離合構件能穩定地移動，於先前技術中，離合構件之外側設有多個滾珠，並且各滾珠接觸管體內壁，因此，離合構件可藉滾珠於管體內壁上滾動而更穩定及更順暢地進行軸向移動。

由於管體之內壁與滾珠之間為點接觸，且滾珠通常以鋼或是類似的堅硬材質構成，故於離合構件移動時，滾珠可能會對管體之內壁造成刻痕等傷害。一旦管體內壁產生了刻痕，離合構件與管體內壁間 的摩擦力可能會不正常地增大或減小，使離合構件在非預定轉矩下跳脫，進而影響了扭力扳手輸出之扭力的穩定性及精確度。

因此，有必要研發一種可穩定且精確地維持扭力扳手所輸出之扭力的離合構件，以解決上述問題。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種離合構件，可保護扭力扳手之管體內壁，並達到使扭力扳手輸出之扭力穩定且精確之功效。

緣以達成上述目的，本發明提供之離合構件包含襯套、離合件本體以及彈性體。襯套具有容置空間以及位於容置空間之軸向之相對兩側的開口及穿孔；離合件本體可設置於襯套的容置空間中並可於其中沿軸向移動，離合件本體具有相對之第一側與第二側，其中第一側穿過開口而暴露於襯套外，且第二側穿過穿孔；彈性體設置離合件本體以及襯套之間，用以沿軸向上之遠離襯套的方向對離合件本體提供彈性回復力。離合件本體於第一側與第二側之間進一步設有複數個滾珠，滾珠與襯套之內壁接觸。

本發明之另一目的在於提供扭力扳手，可穩定且精確地輸出定值扭力。

緣以達成上述目的，本發明提供之扭力扳手包含扳手本體、握把、扭力調整機構、扭力傳動機構、扭力彈簧以及離合構件，其中扳手本體包含頭部與中空管部；握把連接中空管部；扭力調整機構設置於握把中；扭力彈簧位於中空管部中並連接扭力調整機構以受其推動；扭力傳動機構位於中空管部中，且一側連接扳手本體之頭部，另一 側包含抵接柱；離合構件位於中空管部中，並連接扭力彈簧及扭力傳動機構。

離合構件進一步包含襯套、離合件本體以及彈性體。襯套具有容置空間以及位於容置空間之軸向之相對兩側的開口及穿孔；離合件本體可設置於襯套的容置空間中並可於其中沿軸向移動，離合件本體具有相對之第一側與第二側，其中第一側穿過開口而暴露於襯套外，且第二側穿過穿孔；彈性體設置離合件本體以及襯套之間，用以沿軸向上之遠離襯套的方向對離合件本體提供彈性回復力。離合件本體於第一側與第二側之間進一步設有複數個滾珠，滾珠與襯套之內壁接觸。

藉此，本發明之扭力扳手於使用時，離合構件上之滾珠不接觸扳手本體之中空管部的內壁，可避免損傷中空管部進而達到穩定且精確地輸出定扭力之功效。

〔本發明〕

1、2‧‧‧扭力扳手

10、20‧‧‧扳手本體

11‧‧‧握把

12、22‧‧‧扭力傳動機構

13、23‧‧‧離合構件

14、24‧‧‧扭力彈簧

15‧‧‧扭力調整機構

100、200‧‧‧頭部

102、202‧‧‧中空管部

120‧‧‧抵接件

130、230‧‧‧襯套

132、232‧‧‧離合件本體

134、234‧‧‧彈性體

1300‧‧‧容置空間

1302‧‧‧開口

1304‧‧‧穿孔

1320‧‧‧第一側

1322‧‧‧第二側

1324‧‧‧滾珠

1326‧‧‧凹陷部

1327‧‧‧底面

1328‧‧‧斜面

L‧‧‧延伸線

圖1為本發明之一具體實施例之扭力扳手的示意圖。

圖2為圖1之扭力扳手沿A-A割面線的剖面圖。

圖3為圖1之離合構件的示意圖。

圖4為圖3之離合構件的爆炸圖。

圖5則為圖3之離合構件沿B-B割面線的剖面圖。

圖6為本發明之另一具體實施例之扭力扳手的示意圖。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參照圖1及圖2，圖1為本發明之一具體實施例之扭力扳 手1的示意圖，圖2為圖1之扭力扳手1沿A-A割面線的剖面圖。如圖1以及圖2所示，扭力扳手1具有扳手本體10以及與扳手本體10連接之握把11，其中扳手本體10進一步包含了頭部100以及連接頭部100與握把11之中空管部102。於實務中，頭部100上可設置套筒用來緊固或鬆脫螺栓。

中空管部102為軸向延伸之中空管狀體，其中空部分可供扭力傳動機構12、離合構件13以及扭力彈簧14設置於其中，此外，握把11也可為中空設計，其中空部分可供扭力調整機構15設置於其中。於實務中，部分的扭力彈簧14也可位於握把11的中空部分之中。扭力傳動機構12之一側連接頭部100，另一側則具有抵接件120；離合構件13一側抵接該抵接件120，另一側則為扭力彈簧14施力推抵；扭力彈簧14與扭力調整機構15連接，可受到扭力調整機構15的推動而壓縮。詳言之，使用者可於使用扭力扳手1緊固或鬆脫螺栓之前，先透過握把11操控扭力調整機構15使扭力調整機構15朝扳手本體10之頭部100推動扭力彈簧14，扭力彈簧14被推向頭部100時會被壓縮，進而對離合構件13、扭力傳動機構12以及扳手本體10的頭部100施以彈性力。當使用扭力扳手1緊固或鬆脫螺栓時，頭部100所承受的扭力透過扭力傳動機構12轉換成軸向力傳至離合構件13，此時彈性力抵抗軸向力，使頭部100上的套筒維持固定直到軸向力超過彈性力為止。當軸向力超過彈性力時，將造成離合構件13產生跳脫效果而保持扭力扳手1之定扭力輸出。

請參照圖3至圖5，圖3為圖1之離合構件13的示意圖，圖4為圖3之離合構件13的爆炸圖，圖5則為圖3之離合構件13沿B-B割面線的剖面圖。如圖3至圖5所示，離合構件13進一步包含襯套130、離合件本體132以及彈性體134。襯套130中設有容置空間1300以及位於容置空間1300之相對兩側的開口1302及穿孔1304，於本具體實施例中，當襯套130 位於中空管部102時，開口1302至穿孔1304之延伸方向與中空管部102之軸向大體上相同。此外，當襯套130位於中空管部102中時，襯套130之外壁與中空管部102之內壁間具有一空隙，可降低襯套130與中空管部102間之接觸以減少對中空管部102之內壁的摩擦次數。

離合件本體132可設置於襯套130之容置空間1300中，其具有相對應之第一側1320與第二側1322，其中第一側1320可穿過襯套130之開口1302而抵接扭力傳動機構12，且第二側1322可穿過襯套130之穿孔1304而為扭力彈簧14施力推抵。此外，離合件本體132於第一側1320及第二側1322間之表面上可設置複數個可滾動的滾珠1324，這些滾珠1324接觸襯套130之容置空間的內壁並可於內壁上滾動，致使離合件本體132可於容置空間1300中沿著開口1302及穿孔1304的延伸方向順暢地移動，換言之，離合件本體132可藉由滾珠1324於容置空間1300與襯套130進行相對運動。

彈性體134可設置於襯套130的容置空間1300中，並且兩側分別連接襯套130以及離合件本體132。彈性體134可提供一彈性回復力至離合件本體132及襯套130，使離合件本體132與襯套130進行相對運動後可回復至原位，詳言之，當頭部100所受之扭力轉換成的軸向力超過彈性力使離合件本體132沿軸向朝襯套130移動時，彈性體134被壓縮而沿著軸向朝遠離襯套130之方向對離合件本體132施加彈性回復力，另一方面，彈性體134同時也對襯套130施予沿著軸向朝遠離離合件本體132之方向的彈性回復力。當扭力消失後，上述施予襯套130及離合件本體132之彈性回復力將兩者推回原位。彈性體134於本具體實施例中為一彈簧，但實務中並不限於此，任何可對離合件本體132及襯套130提供彈性回復力之材料或結構均可採用作為本發明之彈性體。

如前所述，離合件本體132之第一側1320抵接扭力傳動機構12，於本具體實施例中，第一側1320抵接扭力傳動機構12之抵接件120；此外，離合件本體132之第二側1322於本具體實施例中為扭力彈簧14之一端施力推抵。使用者透過前述之方法預先於設定好扭力後，扭力彈簧14會推擠離合件本體132之第二側1322以提供彈性力。接著，使用者可將扭力扳手1之頭部100套於想要緊固或鬆脫之螺栓上並對握把11施力，而緊固或鬆脫螺栓時由螺栓回傳的扭力將透過扭力傳動機構12轉換成推擠離合件本體132之第一側1320的軸向力。當軸向力超過扭力彈簧14所提供之彈性力，換言之，頭部100所承受之扭力超過原本的扭力設定值時，離合件本體132可於襯套130之容置空間1300中朝扭力彈簧14移動，藉此達成跳脫效果。

襯套130與離合件本體132間的相對運動係透過滾珠1324來降低彼此的摩擦力，而於本具體實施例中，襯套130本身的硬度與滾珠1324接近，實務中，兩者間的硬度差值可小於10%。由於襯套130之硬度與滾珠1324接近，故滾珠1324於襯套130之內壁上滾動時不易對襯套130內壁造成傷害，進而可維持扭力扳手1輸出之扭力穩定且精確。另外，由於襯套130之外壁與中空管部102之內壁間具有空隙，因此襯套130於也不易對中空管部102之內壁造成損傷。實務中，襯套130可經過熱處理而達到接近滾珠1324之硬度。

請再參照圖4，如圖4所示，離合件本體132於第一側1320及第二側1322的表面上形成多條軸向延伸的溝槽，而滾珠1324則分佈於各溝槽之中。上述軸向延伸的溝槽可用來限制滾珠1324之位置，並使離合件本體132受力時可穩定地沿軸向移動。然而，雖然本具體實施例係以軸向延伸的溝槽限制滾珠位置，但於實務中並不限於此，任何可用來 限制滾珠位置並且可穩定離合件本體之移動方向的設計均為本發明所主張之範圍。

如前所述，當扭力扳手1所承受之扭力大於預設之扭力時，離合件本體132將被扭力傳動機構12推動而與襯套130進行相對運動，換言之，離合件本體132將於襯套130中移動一距離。為了讓襯套130不影響扭力傳動機構12及離合件本體132間之關係，離合件本體132之第一側1320暴露於襯套130外的長度需大於該距離，否則，扭力傳動機構12可能於推動離合件本體132之過程中碰撞襯套130。

此外，為了讓離合件本體132能穩定地於襯套130中移動，襯套130之開口1302周圍需延伸至襯套130能覆蓋離合件本體132的一定範圍。請再參照圖5，如圖5所示，離合件本體132的第一側1320上形成一個凹陷部1326，而凹陷部1326中具有底面1327以及與底面1327連接之斜面1328，凹陷部1326可用來供扭力傳動機構12之抵接件120抵接於其中。底面1327與斜面1328連接處延伸出一延伸線L，其係與底面1327之延伸面呈45度夾角，並且會通過離合件本體132上最靠近第一側1320之滾珠1324與第二側1322之間，並通過襯套130。換言之，襯套130於離合件本體132未移動時，其開口1302之周圍至少需超過上述的延伸線L，使離合件本體132能穩定地於襯套130中移動。

於前述的具體實施例中，扭力扳手1的頭部100及扭力傳動構件12之結構如圖2所示，然而，本發明對此並不加以限制，換言之，前述的離合構件可用於具有其他類型之頭部及扭力傳動機構之扭力扳手中。

請參照圖6，圖6為本發明之另一具體實施例之扭力扳手2的示意圖。如圖6所示，扭力扳手2具有與前述具體實施例不同結構之頭 部200以及扭力傳動機構22。扭力傳動結構22於扳手本體20之中空管部202中連接頭部200並抵接離合構件23之一側，離合構件23另一側為扭力彈簧24施力推抵。於本具體實施例中，離合構件23與前述具體實施例之離合構件大體上相同，亦即，同樣具有襯套230、離合件本體232以及彈性體234等結構，故於此不再贅述。於本具體實施例中，襯套230同樣可保護中空管部202，並能使離合件本體232透過其上之滾珠而於襯套230的容置空間中穩定地移動，因此可使扭力扳手2輸出之扭力穩定且精確。

藉由上述的各種具體實施例可知，本發明之離合構件包含了襯套以容納離合件本體，使其可於襯套中藉由滾珠來移動，由於襯套的硬度與滾珠相近，故不易被磨損，因此可用來保護扭力扳手的扳手本體，使扭力扳手可維持穩定且精確的定扭力輸出。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

Claims (9)

1. 一種離合構件，用於一扭力扳手以連接該扭力扳手之一扭力傳動機構以及一扭力彈簧，該離合構件包含：一襯套，具有一容置空間、一開口以及一穿孔，該開口以及該穿孔位於該容置空間之一軸向上的相對兩側；一離合件本體，設置於該襯套之該容置空間中並可於該容置空間中沿該軸向移動，該離合件本體具有相對的一第一側以及一第二側，該第一側穿過該開口而暴露於該襯套外，該第二側穿過該穿孔，該離合件本體之該第一側及該第二側之間設有複數個滾珠與該襯套之一內壁接觸；以及一彈性體，設置於該離合件本體及該襯套之間，用以沿該軸向上之遠離該襯套之方向對該離合件本體提供一彈性回復力。
2. 如請求項1所述之離合構件，其中該離合件本體具有多條溝槽沿該軸向延伸，該等滾珠分別設置於該等溝槽中。
3. 如請求項1所述之離合構件，其中當該離合構件設置於該扭力扳手時，該離合件本體之該第一側抵接該扭力傳動機構且該第二側供該扭力彈簧施力推抵，並且於該扭力傳動機構作動時，該離合件本體被該扭力傳動機構推動而於該襯套中移動一距離，該離合件本體於未移動時穿過該開口而暴露於該襯套外之長度大於該距離。
4. 如請求項3所述之離合構件，其中該離合件本體之該第一側包含一凹陷部用以供該扭力傳動機構之一抵接件抵接於其中，該凹陷部具有一底面以及與該底面之邊緣連接之一斜面，當該扭力傳動機構作動時該抵接件對該斜面及該底面之連接處施加一作用力，由該底面及該斜面之連接處於該接合件本體內朝最接近之該接合件本體之表面延伸出一延伸線，且該延伸線與該底面之延伸面呈45度夾角，並通過最靠近該第一側之該滾珠與該第二側之間且通過該襯套。
5. 一種扭力扳手，包含：一扳手本體，具有一頭部以及一中空管部，該中空管部具有一軸向；一握把，連接該中空管部；一扭力調整機構，設置於該握把中；一扭力傳動機構，設置於該中空管部中，該扭力傳動機構一側連接該頭部且另一側包含一抵接件；一扭力彈簧，設置於該中空管部中並連接該扭力調整機構以受該扭力調整機構推動；以及一離合構件，設置於該中空管部中並抵接該扭力傳動機構以及該扭力彈簧，該離合構件進一步包含：一襯套，具有一容置空間、一開口以及一穿孔，該開口以及該穿孔位於該容置空間於該軸向上的相對兩側；一離合件本體，設置於該襯套之該容置空間中並可於該容置空間中沿該軸向移動，該離合件本體具有相對的一第一側以及一第二側，該第一側穿過該開口而暴露於該襯套外並抵接該扭力傳動機構之該抵接件，該第二側穿過該穿孔並為該扭力彈簧施力推抵，該離合件本體之該第一側及該第二側之間具有複數個滾珠與該襯套之一內壁接觸；以及一彈性體，設置於該離合件本體及該襯套之間，用以沿該軸向上之遠離該襯套之方向對該離合件本體提供一彈性回復力。
6. 如請求項5所述之扭力扳手，其中該襯套之硬度大於該中空管部之硬度。
7. 如請求項5所述之扭力扳手，其中該離合件本體具有多條溝槽沿該軸向延伸，該等滾珠分別設置於該等溝槽中。
8. 如請求項5所述之扭力扳手，其中當該扭力傳動機構作動時，該離合件本體被該扭力傳動機構推動而於該襯套中移動一距離，該離合件本體於未移動時穿過該開口而暴露於該襯套外之長度大於該距離。
9. 如請求項8所述之扭力扳手，其中該離合件本體之該第一側包含一凹陷部用以供該扭力傳動機構之一抵接件抵接於其中，該凹陷部具有一底面以及與該底面之邊緣連接之一斜面，當該扭力傳動機構作動時該抵接件對該斜面及該底面之連接處施加一作用力，由該底面及該斜面之連接處於該接合件本體內朝最接近之該接合件本體之表面延伸出一延伸線，且該延伸線與該底面之延伸面呈45度夾角，並通過最靠近該第一側之該滾珠與該第二側之間且通過該襯套。