TW200902244A - Electronic torque wrench having escaping hand-held sensibility - Google Patents

Description

200902244 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，特別是指一種具有跳脫手 感的電子扭力扳手。 【先前技術】 習知可預設鎖緊扭力值的扳手一般可分為機械式（例 如美國專利第4485703、5129293、543519〇號）與電子式 (例如美國專利第4958541、6981436B2、69687別2號） 兩大類，其中機械式扳手一般具有一管件、一與該管件枢 接，在常態下對正該管件的桿件、一與該桿件連接的棘輪 頭=，及一可對該桿件施加一預壓力量的壓縮彈簧，如此 ，當«手對螺㈣加的扭力大於該預屋力㈣，該桿件 的對正狀態即會被破壞，而歪斜至撞擊該管件，如此，使 =雖可感覺到明確的跳脫手感，但是，此種扳手卻有該 ΐ = Γ的預壓力量不易精準設定的問題（特別是當該壓 = = 相反地’電子式扳手一般則是利用貼設於 …#件上的數應變規產生電阻變化m =力’當該扳手所施加的扭力超過一預設扭力值時二 反手的一處理單元即會藉由驅動—振動馬達、— = <燈件來警錢用者，此種扳手雖可以電子控制方式^ 杈疋該預設扭力值，但是，由於其 大精準 因此’使用者並無法感制直接且明確的桃^ ’導致使用者可能過晚或過早停止施感 過载或不足的情形，因此，使用者在鎖固同二;力 200902244 往往會發生有的螺栓鎖得太 題。 緊但有的螺栓卻鎖得太鬆的 問 【發明内容】 種可如同機械式扭 感的具有跳脫手感 因此’本發明之目的，即在提供— 力扳手般產生明確且直接的跳脫操作手 的電子扭力扳手。 一本發明具有跳脫手感的電子扭力扳手，包含—管件單 几、-工作單元、一應變感測單元、一跳脫單元，及一中 央處理單7C。該官件單兀具有一沿一軸向延伸且圍繞出— 容置空間的圍繞壁。該工作單元是與該圍繞壁樞接，並呈 有一延伸出該容置空間的頭部，及一延伸入該容置空間内 的抵接部。該應變感測單元是設置於該工作單元上。該跳 脫單元是設置於該容置空間内’該跳脫單元具有一固設於 名圍繞壁上的缸體、一設置於該抵接部與該缸體之間且可 ^ °亥軸向在一迫緊位置與一跳脫位置之間移動的跳脫件， 及—設置於該缸體上且可在一第一狀態與一第二狀態之間 切換的控制件，該缸體具有一容置有一液壓油的油室，該 跳脫件具有一鄰近於該抵接部的觸壓段，及一延伸入該油 至内的活塞段’當該控制件切換至該第一狀態時，該控制 件可阻止該液壓油在該油室内自由流動，迫使該跳脫件保 持於該迫緊位置上，而使該觸壓段迫緊該抵接部至該工作 單疋平行於該軸向，當該控制件切換至該第二狀態時，該 液壓油可在該油室内自由流動，該工作單元可擺動至偏離 4車由向’而使該觸壓段退離該抵接部至該跳脫件移動至該 200902244 跳脫位置。該中央處理單元是設置於該管件單元上，並與 -亥應變感測單元、該控制件電連接，當該中央處理單元判 定該應變礒泪丨置4 I、， 、早凡所里測到的一扭力值是不小於一預設參 考值寺D亥中央處理單元可控制該控制件切換至該第二狀 態。 【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 楚的明白。 在提出詳細忒明之前，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1、2、3,為本發明具有跳脫手感的電子扭力扳 手的第—較佳實施例，該具有跳脫手感的電子扭力扳手 03 S件單元10、一工作單元20、一應變感測單元3〇 、跳脫單70 40、一中央處理單元50、-輸入單元60、一 顯不單元70,及—供電單元8〇。 s亥官件單元10具有一沿一軸向X延伸且圍繞出一容置 空間12的圍繞壁i丄。 該工作單元20是與該圍繞壁11樞接，並具有一延伸出 該，置空間12的頭部21、—延伸人該容置空間12内的抵 接部22、一沿該軸向X連接於該頭部21與該抵接部22之 間的頸段23、—沿該軸向X開設於該頸段23上的凹槽24 ’及一擺動中心25。 5亥應變感測單元3()具有—裝設於該凹槽24内的應變 200902244 體31，及一裝設於該應變體31上的應變規32。要說明的 是，本發明的應變感測單元30當然亦可只由—片戍多片的 應變規32構成，且，該應變規32亦可如同習知技術般（ 例如美國專利第 4958541、6981436B2、6968759B2 號）直 接貼設於該頸段23的側邊平面上。 該跳脫單元40是設置於該容置空間12内，該跳脫單 元40具有一以二螺栓13鎖固於該圍繞壁u上的叙體41、 一設置於該抵接部22與該缸體41之間且可沿該轴向χ在 一迫緊位置（見圖1 )與一跳脫位置（見圖4)之間移動的 跳脫件42、一設置於該缸體41上且可在一第一狀態（見圖 1 )與一第二狀態（見圖4 )之間切換的控制件43，及一與 s玄缸體41連接而可驅使該跳脫件42從該跳脫位置（見圖* )朝該迫緊位置移動（見圖1 )的彈性復歸組44。 該缸體41具有一容置有一液壓油415的油室411，該 油室411具有一可供該跳脫件42延伸入的第一空間412、 一第二空間413，及一連通該第一、二空間4丨2、4丨3的流 道 414 〇 在本實施例中，該跳脫件42是由一鄰近於該抵接部22 的觸壓段421及一鄰近於該缸體41的活塞段422所組成。 該觸壓段421具有一可觸壓該抵接部22的觸壓凹弧面423 ’及一相反於該觸壓凹弧面423的貫通嵌槽424，該抵接部 22的一外廓弧度是對應於該觸壓凹弧面423的一内凹弧度 。該活塞段422具有一嵌接於該貫通嵌内的連接頭 部425，及一延伸至該第一空間412内的活塞頭部426。 200902244 該控制件43具有—可在該第―、二狀態（見圖卜4) 之間切換的閥样431 ,在本實施例中，該控制件4 «磁閱。當該闕桿431切換至該第一狀態時，卿桿、431 -疋延伸至阻斷該流道414 ’而可阻止該液壓油化從該第一 空間41_2朝該第二空間413自由流動，當該閥桿431切換 至5亥第—狀態時，該關捏ί Η、曰f 431疋退出該流道414,使該流道 ’人谈連通該第-、二空間412、413，而使該液壓油化 可在該油室411内自由流動。 該彈性復歸組44具有二沿該軸向χ抵接於該觸壓段 421與該缸體41之間的復位彈簧441、-設置於該第二* 間413内的回油活塞442，及—抵接於該回油活塞邮盘該 缸體41之間的回油彈簧443,該回油活塞⑷可在一第一 位置（見圖1)及一第二位置（見圖4)之間移動。 』該中央處理單元50是設置於該容置空f曰 1 12内，並與 該應變規32、該控制件43電連接。在本實施财，該中央 處理單元40可為一電路板，並具有習知的惠氏電橋、放大 …己錄器、微處理器之類的構件，然而，此並非本案的 凊求重點’故不再贅述。 該輸入單元60與該顯示單元7〇是設置於該管件單元 ίο上，並與該中央處理單元5G電連接，使用者經由該輸入 早'60可將所欲施加最大扭力的—預設參考值輸入該中央 處理早7L 50 ’並由該顯示單元7〇顯示，此部分為現今電子 扭力扳手常見設計，不再贅述。 该供電單元80是裝設於該容置空間12内，該供電單 200902244 元80是與該控制件43、該中央處罝 τ天慝理早兀50電連接。在太 實施例中’該供電單元50可為—電池。 藉此’如圖1、2所示，當使用者利用該頭部21套接 :套筒（圖未示）對一螺拾之類的工件（圖未示）施加扭 力，且該中央處理單元5G判定該應變感測單元3q所量測 到-扭力值是小於該職參考值時，射央處理單元％ ^ 控制該閥桿31保持在該第—狀態，以阻止該液壓油化： 該第一空間412朝該第二空間化流動，如此，在該活塞 頭部426與該閥桿3 1之間的、'存厫、Λ ^ , c ㈣液壓油415，即可迫使該跳脫 件42保持於該迫緊位置上，而使該觸壓段42ι的觸壓凹弧 面切迫緊該抵接部22至該工作單元2〇平行於該轴向χ， 此時，該回油活塞442是位於該第一位置上。 相反地，如圖2、4所示，#使用者施力加大，該中央 處理單元50狀該應變感測單元3Q所量測到的扭力值是 ^小於該預設參考值時，該中央處理單元％即會㈣_ 桿431切換至該第二狀態，使該流道414恢復連通該第一 、二空間412、413’如此，由於該㈣& 4i5無法再播住 該抵接部22對該賴件42所施加的力量，心作單元2〇 :可相對該管件單A H)擺動至偏離該軸向X，而與該管件 eD 一 〇產生&擊’同時，該抵接部22即會沿該觸壓凹弧 面423迫壓該跳脫件42朝餘體41移動，而使該觸壓段 421退離該抵接# 22 1該跳脱件42牙多動至該跳脫位置，此 時^亥等復位彈簧441是被該觸壓段421所壓縮，而，該 第一空間412内的液壓油415會被該活塞頭部416擠壓流 10 200902244 動至該第二空間413内，且迫使該回油活塞442移動至該 第二位置’而壓縮該回油彈簧443。 當使用者不再施力，該等復位彈簧441的彈性恢復力 可使該跳脫件42反向復位至該迫緊位置，在此過程中，該 回油彈簧443的彈性恢復力亦可使該回油活塞442反向復 位至該第一位置，如此，回抽的該活塞頭部426配合復位 的該回油活塞442，即可使該液壓油415從該第二空間413 反向回流至該第一空間412，此時，該中央處理單元5〇即 可控制該閥桿431再切換回該第一狀態，而使該觸壓段421 可再度迫緊該抵接部22至該工作單元2〇平行於該軸向χ ( 見圖1 )。 里由以上的a兒明，可再將本發明的優點歸納如下： 一、本發明除了可以電子控制方式精準設定施加扭力 的預設參考值外，更可藉由控制該液壓油415的流動性， 使該跳脫件42適時㈣至該職位置，而讓❹者感覺到 直接且明仙跳脫手感，g &，本案使用者可根據明確的 跳脫手感，而在適當的時間上停止施力，如此，本案使用 者在鎖固同一組螺栓時’即可以相同的扭力鎖固所有的螺 栓，而不會發生鎖固扭力過載或不足的問題。 曰二、習知機械式扳手的壓縮彈簧必須產生極大的預壓 力量’才能與外加扭力抗衡而頂住該桿件，然而，本發明 是利用該㈣油415頂住該跳脫件42，再藉由該控制件^ 的切換來控制該液壓油415的流動性，因此，該控制件43 只需以微小施力控制該閥桿431，即可與外加扭力抗衡。 11 200902244 參閱圖5、6，為本發明的—第二較佳實施例，該第二 車乂佳貫施例是類似於該第一較佳實施例，其差異之處在於 當該閥桿431切換至該第—狀態（見圖5 )時，該閥桿 431是延伸入該流道414，而縮小該油室411的容積，迫使 該跳脫件42保持於該迫緊位置（見圖5)上；相反地，當 該閥桿431切換至該第二狀態（見圖6)時，該閥桿43ι是 退出該流道414，而增大該油室411的容積，使該工作單元 2〇可受力偏擺至使該跳脫件42移動至該跳脫位置（見圖6 )。如此，s玄第二較佳實施例亦可達到與上述第一較佳實施 例相同的目的與功效，並由於該閥桿43 i具有擠油功能， 故能省略該彈性復歸組44。 歸納上述，本發明之具有跳脫手感的電子扭力扳手， 不僅可以電子控制方式精準設定施加扭力的預設參考值， 更可如同機械式扭力扳手般產生明確且直接的跳脫操作手 感’故確貫能達到發明之目的。 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，即大凡依本發明申請專利 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。 12 200902244 【圖式簡單說明】 圖1疋本發明之具有跳脫手感的電子扭力 一 較佳貫施例的局部剖視示意圖； 圖2疋°亥第—較佳實施例的電控示意圖； 圖3是該第-較佳實施例的局部分解立體圖； 圖4是一類似圖！的視 --Γ ^ ^ 月π亥第一較佳實施例的 作早兀偏擺至與—管件單元互相撞擊； 圖5疋本發明之具有跳脫手感的電子扭力板手一第二 車乂佳實施例的局部剖視示意圖；及 〜Ί疋_似圖5的視圖，說明該第二較佳實施例的 工作單元偏擺至與—管件單元互相撞擊。 13 200902244 【主要元件符號說明】 10 ···_ …管件單元 423… …觸壓凹弧面 11····. …圍繞壁 424·.· …貝通肷槽 12 ·_·. …容置空間 425 · …連接頭部 13 ···· …螺栓 426·.. …活塞頭部 20…· …工作單元 43··.·· …控制件 21 ···· …頭部 431… …閥才干 22 ··· 抵接 44.•… …彈性復歸組 23 ·· …頸段 441… …復位彈簧 24 .·_ …凹槽 442… …回油活塞 25 ··· …擺動中心 443… …回油彈簧 30 ···· …應變感測單元 50••… …中央處理單元 31 ··· …應變體 60._·· …輸入單元 32 ··· …應變規 70•… …顯不單元 4〇 .... …跳脫單元 80····. …供電單元 41 .... …缸體 X…… …軸向 411… …油室 412·.. …第一空間 413… …第二空間 414··· 415… …液壓油 42 ·_·· …跳脫件 421 ·· …觸壓段 422… …活塞段 14

Claims (1)

1. 200902244 十、申請專利範圍： 1. 一種具有跳脫手感的電子扭力扳手，包含： 一管件單元，具右一 、力一 —軸向延伸且圍繞出一容置 空間的圍繞壁； -工作單元’是與該圍繞壁樞接，並具有一延伸出 口亥谷置空間的頭部，及一 ^ 延伸入該容置空間内的抵接部 —應變感測單元’是設置於該工作單元上； —跳脫單，是設置於該容置空間内，該跳脫單元 具有一固設於該圍繞壁上的缸體、一設置於該抵接部與 該缸體之間且可沿該軸向在一迫緊位置與一跳脫位置之 間移動的跳脫件，及一設置於該缸體上且可在一第—狀 態與一第二狀態之間切換的控制件，該缸體具有一容置 有一液壓油的油室，該跳脫件具有一鄰近於該抵接部的 觸壓段，及一延伸入該油室内的活塞段，當該控制件切 換至該第一狀態時，該控制件可阻止該液壓油在該油室 内自由流動，迫使該跳脫件保持於該迫緊位置上，而使 。玄觸壓^又迫緊该抵接部至該工作單元平行於該轴向，去 忒控制件切換至該第二狀態時，該液壓油可在該油室内 自由流動，該工作單元可擺動至偏離該軸向，而使兮觸 壓段退離該抵接部至該跳脫件移動至該跳脫位置；及 —中央處理單元，是設置於該管件單元上， U上，並與該 應變感測單元、該控制件電連接，當該中央處理單_判 定該應變感測單元所量測到的一扭力值是不]、认 』於~預設 15 200902244 參考值時，該中央處理單元可控制該控制件切換至該第 —狀態。 椤據申π專利範圍第1項之具有跳脫手感的電子扭力扳 手其尹’該跳脫單元更具有一與該缸體連接的彈性復 管、該彈性復歸組可驅使該跳脫件從該跳脫位置朝該 迫緊位置移動。 據申叫專利範圍第2項之具有跳脫手感的電子扭力扳 手，其中，該缸體的油室具有一可供該跳脫件的活塞段 I伸入的第一空間、一第二空間，及一連通該第一、二 空間的流道，該控制件具有一可在該第一、二狀態之間 切換的閥桿，當該閥桿切換至該第一狀態時，該閥桿可 阻斷該流道，防止該液壓油從該第一空間朝該第二空間 流動，當該閥桿切換至該第二狀態時，該閥桿是退出該 流道’使該流道恢復連通該第一、二空間。 4_根據申請專利範圍第3項之具有跳脫手感的電子扭力扳 手’其中，該彈性復歸組具有二抵接於該跳脫件的觸壓 段與該缸體之間的復位彈簧。 5.根據申請專利範圍第4項之具有跳脫手感的電子扭力扳 手’其中’該彈性復歸組更具有一設置於該第二空間内 的回油活塞，及一抵接於該回油活塞與該缸體之間的回 油彈簧’該回油活塞可在一第一位置及一第二位置之間 移動’當該控制件切換至該第一狀態時，該回油活塞是 位於該第一位置上’當該控制件切換至該第二狀態時， 該液壓油可朝該第二空間流動，而迫使該回油活塞移動 16 200902244 至該第二位置。 6.根據中請專利範圍第1項之具有跳脫手感的電子扭力扳 手其中，该缸體的油室具有一可供該跳脫件的活塞段 i伸入的第一空間，及一與該第一空間連通的流道，該 控制件具有一可在該第一、二狀態之間切換的閥桿，當 該閥桿切換至該第一狀態時，該閥桿是延伸入該流道， ，而縮小該油室的容積，當該閥桿切換至該第二狀態時 °亥閥桿疋退出該流道，而增大該油室的容積。 7·=據中請專利範圍第丨項之具有跳脫手感的電子扭力板 手，其中，該跳脫件的觸壓段具有一可觸壓該工作單元 ，/接。卩的觸壓凹弧面，該抵接部的一外廓弧度是對應 於該觸壓凹弧面的一内凹弧度。 〜 8.=據申請專利範圍第7項之具有跳脫手感的電子扭力扳 ，其中，該跳脫件的觸壓段更具有一相反於該觸壓凹 诵=的貫通嵌槽’該跳脫件的活塞段具有—嵌接於該貫 耿槽内的連接頭部，及1伸至該缸體的油室内的活 基頭部。 =捸申睛專利範圍第！項之具有跳脫手感的電子扭力扳 鱼兮其中’該工作單元更具有-沿該軸向連接於該頭部 7抵接部之間的頸段，及一沿該軸向開設於該頸段上 ^槽’該應變感測單元具有一裝設於該凹槽内的應變 及一裝設於該應變體上的應變規。 17