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TW201836779A - 鎖緊工具 - Google Patents

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TW201836779A
TW201836779A TW107108994A TW107108994A TW201836779A TW 201836779 A TW201836779 A TW 201836779A TW 107108994 A TW107108994 A TW 107108994A TW 107108994 A TW107108994 A TW 107108994A TW 201836779 A TW201836779 A TW 201836779A
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山口佳之
大河祐樹
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日本商 京都機械工具股份有限公司
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

一種鎖緊工具,係用於使作業人員感知由作業人員操作來鎖緊鎖緊構件時產生的鎖緊轉矩已經達到預設的設定轉矩值,鎖緊工具包括:外殼,其構成鎖緊工具的外形形狀;頭部,用於將鎖緊轉矩傳遞至鎖緊構件;頭銷,其在外殼內可轉動地軸支頭部;按壓部,其以預定的按壓力按壓頭部;接觸部,其設於頭部,並且在施加的鎖緊轉矩達到設定轉矩值時,則頭部在外殼內轉動,以使接觸部接觸外殼;以及增益調整螺絲,其與頭部螺合,並調整頭部之操作增益,增益調整螺絲形成有抑制螺合力鬆動的外螺紋。本發明用於在機械式轉矩扳手中維持較高的通知準確度。

Description

鎖緊工具
本發明係關於鎖緊工具。
已知轉矩扳手係為一種能夠藉由使作業人員感知在將螺栓和螺母等的鎖緊構件鎖緊時產生的鎖緊轉矩已經達到預先設定在鎖緊工具的轉矩值(以下稱為“設定轉矩值”)來管理鎖緊轉矩的鎖緊工具。一般而言,轉矩扳手中有所謂的預鎖固型轉矩扳手和預設型轉矩扳手,前者除非使用設定工具等,否則作業人員無法改變設定轉矩值,後者則可以不使用工具而由作業人員的操作可通知地改變設定轉矩值。
在機械式預設型轉矩扳手中,當將鎖緊構件鎖緊時,鎖緊轉矩一旦達到設定轉矩值,則頭部會接觸外殼等其他地方而產生聲音和振動,以使作業人員感知已達到設定轉矩值。
頭部中設置有增益調整螺絲,其在未施加鎖緊轉矩的狀態下調整頭部與外殼之間的位置,並且調整頭部的操作增益。
須注意的是,在轉矩扳手的增益調整螺絲之相關技術中,公開了一種將用於增益調整的校正螺絲旋鎖至手柄部的技術(例如,參見專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開平9-141567號公報
然而,包括專利文獻1的技術,在現有的轉矩扳手中,若增益調整螺絲由於使用時產生的振動等而鬆動,則存在無法準確通知鎖緊轉矩值的問題。
須注意的是,在現有的轉矩扳手中,為了抑制增益調整螺絲的鬆動,有些會在內螺紋側設有液狀的螺絲鎖固劑或樹脂環之類的防鬆構件。然而,要設置此防鬆構件時,會產生需要組裝防鬆構件以及維修的麻煩。
本發明之目的在於在機械式轉矩扳手中維持較高的通知準確度。
本發明係提供一種鎖緊工具,係用於使作業人員感知由作業人員操作來鎖緊鎖緊構件時產生的鎖緊轉矩已經達到預設的設定轉矩值,鎖緊工具包括:外殼,其構成鎖緊工具的外形形狀;頭部,用於將鎖緊轉矩傳遞至鎖緊構件;頭銷,其在外殼內可轉動地軸支頭部;按壓部,其以預定的按壓力按壓頭部;接觸部,其設於頭部,並且在施加的鎖緊轉矩達到設定轉矩值時,則頭部在外殼內轉動,以使接觸部接觸外殼;以及增益調整螺絲,其與頭部螺合,並調整頭部之操作增益,增益調整螺絲形成有抑制螺合力鬆動的外螺紋。
此外,在本發明中,外螺紋的螺合力的鬆動可以藉由螺紋的形狀而抑制。
另外,在本發明中,外螺紋可為當螺合至內螺紋時會產生彈力的形狀。
根據本發明,可以在機械式轉矩扳手中保持較高的通知準確度。
以下,參照附圖對本發明的鎖緊工具的實施形態進行說明。在以下的說明中,使作業人員感知鎖緊轉矩已經達到預先設定的設定轉矩值之鎖緊工具,以具備能夠藉由使旋轉構件旋轉操作而設定設定轉矩值的轉矩值設定部之轉矩扳手為例來進行說明。
[轉矩扳手之構成]
圖1為顯示本發明之鎖緊工具的實施形態之轉矩扳手10的斜視圖。此外,圖2為轉矩扳手10的正視圖。如圖1及圖2所示,轉矩扳手10即所謂的機械式預設型轉矩扳手。在轉矩扳手10中,藉由鎖緊操作時產生的轉矩而轉動的頭部12和外殼11彼此接觸時產生聲音和振動,以使作業人員感知到鎖緊轉矩已經達到設定值。轉矩扳手10包括外殼11、頭部12、頭銷13、轉矩值設定部18以及旋轉角度檢測部19。
外殼11用於容納頭部12等的轉矩扳手10的構成要素,為構成轉矩扳手10外形形狀之大致呈筒狀的構件。在外殼11一端設有頭部12。另外,在外殼11的另一端設有轉矩值設定部18以及旋轉角度檢測部19。
圖3為轉矩扳手10的仰視圖。如圖3所示,頭部12中設置有棘輪頭121。棘輪頭121從外殼11露出。棘輪頭121中設置有套筒連接部124,從而可拆卸自如地安裝至與鎖緊構件卡合的套筒扳手(圖未示,其用於鎖緊螺栓或螺母)。
圖4為顯示轉矩扳手10的內部構造之局部剖視圖。在圖4中,為了顯示轉矩扳手10的內部構造,僅示出外殼11和旋轉角度檢測部19的殼體198之剖面。如圖4所示,在外殼11的內部中,作為轉矩扳手10的內部構造,容納有頭部12的臂122、接觸部123、增益調整螺絲14、連結件15、滑塊16、彈簧引導件17以及轉矩值設定部18。
頭部12在外殼11的內部設置有臂122和接觸部123。頭部12相對於外殼11可轉動自如地軸支於設置在棘輪頭121與臂122之間的邊界處之頭銷13。
臂122被容納在外殼11的內部。由於頭部12藉由頭銷13軸支於外殼11,臂122能夠以頭銷13為中心在外殼11的內部轉動。
圖5為顯示轉矩扳手10的臂122和增益調整螺絲14周邊之局部放大圖。如圖5所示,接觸部123設置在與臂122的軸支於頭銷13側的一端為相反側的端部上。當臂122在外殼11的內部轉動時,接觸部123與外殼11的內壁接觸以發出聲音和振動。接觸部123設置在當鎖緊作業之負載施加到頭部12時的臂122轉動的方向上。此外,在頭部12的臂122之前述端部中,增益調整螺絲14以沿圖4中的寬度方向貫穿頭部12的方式設置。增益調整螺絲14是為了在向轉矩扳手10施加鎖緊轉矩時調整臂122的操作增益而設置的。增益調整螺絲14與形成在臂122上的內螺紋的螺孔125螺合。臂122中設有透過連結機構與滑塊16連接的連結件15。
圖6為顯示轉矩扳手10的增益調整螺絲14的斜視圖。如圖6所示,增益調整螺絲14是內六角無頭螺絲(緊定螺絲)型的螺絲,其中外螺紋142形成在軸狀本體部141的整個側表面上。增益調整螺絲14在未施加鎖緊轉矩的狀態下調整頭部12和外殼11的位置,並且當向轉矩扳手10施加鎖緊轉矩時,調整臂122的操作增益。
增益調整螺絲14以能夠抑制外螺紋142的形狀鬆動的方式形成。外螺紋142的形狀例如在螺紋頂部設有將螺紋分割成兩部分的狹縫。以如此方式形成之外螺紋142在向螺孔125螺合時,分割的螺紋表面分別對螺孔125的表面施加彈力。由於這種彈力,增益調整螺絲14在轉矩扳手10的操作時抑制由衝擊等所引起的鬆動。
滑塊16的一端經由連結件15連接於臂122,另一端連接於彈簧引導件17。當外殼11相對於頭部12轉動時,滑塊16在外殼11內部的長度方向上移動。此外,滑塊16具備與外殼11的內壁接觸的滾輪。滾輪用於引導外殼11中的滑塊16的移動。
彈簧引導件17為大致呈圓筒狀的構件。彈簧引導件17形成為圓筒狀,並且配置在外殼11的內部,彈簧引導件17的軸與外殼11的軸大致一致。彈簧引導件17用於引導轉矩值設定部18的彈簧部181之移動。在彈簧引導件17的底面的中心處具有孔。彈簧引導件17的孔插入有滑塊16的另一端。另外,彈簧引導件17的另一底面與彈簧部181的一端接觸。
轉矩值設定部18的彈簧部181、轉矩值顯示部182、設定螺栓183和鎖固螺母184設置在外殼11的內部。此外,轉矩值設定部18在外殼11的外部具備轉矩值設定把手185。藉由旋轉轉矩值設定把手185,轉矩值設定部18能夠改變彈簧部181的壓縮力來設定設定轉矩值。轉矩值設定部18將彈簧部181產生的預定壓縮力作為按壓力來按壓頭部,具有按壓部的功能。
彈簧部181是以轉矩扳手10的長度方向為壓縮方向的壓縮彈簧。彈簧部181可以使用例如螺旋彈簧。如上所述,彈簧部181的一端與彈簧引導件17的另一平面接觸。
轉矩值顯示部182為配置在外殼11內部、大致呈圓筒形的構件。轉矩值顯示部182以一端與彈簧部181的另一端接觸,另一端朝向轉矩值設定把手185的方向的方式配置。在轉矩值顯示部182中,表面顯示用於表示已設定之設定轉矩值的刻度。在外殼11的內壁中安裝有旋轉止動件(未圖示)。轉矩值顯示部182以能夠相對於上述旋轉止動件在轉矩扳手10的軸向上滑動的方式設置。藉由此旋轉止動件,轉矩值顯示部182可在外殼11的內部不轉動地沿軸向移動。因此,總是能夠從設於外殼11的顯示窗讀取轉矩值顯示部182的刻度。此外,在轉矩值顯示部182的中心部設有貫穿長度方向的內螺紋。
設定螺栓183與轉矩值顯示部182的內螺紋螺合。設定螺栓183的凸緣狀部分與鎖固螺母184卡合。
鎖固螺母184為固定在外殼11內部、大致呈圓盤狀的構件。鎖固螺母184的中心部設有讓設定螺栓183的軸狀部分插入的孔。
轉矩值設定把手185為設置在轉矩扳手10的另一端、大致呈圓筒狀的構件。轉矩值設定把手185具有旋轉構件的功能。轉矩值設定把手185經由旋轉角度檢測部19與設定螺栓183連接,使設定螺栓183轉動。
旋轉角度檢測部19在殼體198的內部具有旋轉軸191、基板192、編碼器單元193、圓盤194、設定值計算部(未圖示)以及通訊部(未圖示)。
旋轉軸191與圖4所示的設定螺栓183和轉矩值設定把手185互相可配合地連接。旋轉軸191將來自由作業人員旋轉的轉矩值設定把手185的旋轉力傳遞到設定螺栓183。
基板192為可載置編碼器單元193、設定值計算部和通訊部等的電子零件的構件。作為基板192,可以使用例如印刷電路板等公知的電子電路基板。在基板192中設有供旋轉軸191穿過的孔。
編碼器單元193包括圖中未示出的發光元件、光接收元件以及訊號處理部等。編碼器單元193可以使用一般作為旋轉編碼器已知的絕對型編碼器或增量型編碼器。
發光元件是例如發光二極體、雷射二極體等的各種光源。發光元件用於向圓盤194照射光。光接收元件可為例如光電二極體等。光接收元件用於接收從發光元件照射的光中由於盤194的反射、遮光或折射等光接收狀態未變化的光。光接收元件基於接收到的光輸出受光訊號。訊號處理部對從光接收元件輸出的受光訊號進行放大等的訊號處理,檢測設定螺栓183的旋轉角度,並且基於檢測到的設定螺栓183的旋轉角度,輸出為電子訊息之旋轉角度訊息輸出至設定值計算部。
圓盤194的中心被旋轉軸191插入貫通並與旋轉軸191一起旋轉。圓盤194用以改變光接收元件的光接收狀態。
圓盤194藉由不透射來自發光元件的光來改變光接收元件的光接收狀態。圓盤194為具備圓板狀的平面部、設於平面部的外周的側面部、以及設於側面部的透光部之大致呈杯狀的構件。圓盤194的平面部和側面部具有不透光(遮光)性。透光部在側面部設置成等間隔的狹縫狀,使來自發光元件的光透射。
須注意的是,圓盤194不限於如上所述的具有透光部的透射型者,也可以藉由例如棱鏡折射來自發光元件的光,以使光接收元件的光接收狀態改變。
此外,圓盤194不限於如上所述的具有平面部和側面部的大致呈杯形者,也可以呈例如在平面部上具有透光部的圓板狀。在這種情況下,編碼器單元193以夾持圓盤194的平面部的方式設置。
設定值計算部基於從編碼器單元193的訊號處理部輸出的訊號來計算設定螺栓183的旋轉角度(旋轉次數、旋轉量)。此外,設定值計算部基於設定螺栓183的旋轉角度來計算來自轉矩值設定把手185設定的設定轉矩值。在設定值計算部中,著眼於彈簧部181的壓縮力會依設定螺栓183的旋轉角度變化,基於檢測到的設定螺栓183的旋轉角度來計算轉矩值設定部18的設定轉矩值。
通訊部將包括設定值計算部所輸出的設定轉矩值的資料和旋轉角度訊息其中之一的與鎖緊構件的鎖緊作業相關的訊息發送到管理設定轉矩值資料之伺服器等外部裝置(訊息處理裝置,未圖示)。
[轉矩扳手的操作]   針對上述轉矩扳手10的操作,以作業人員使用預定的鎖緊轉矩值來進行鎖緊構件的鎖緊作業為例來進行說明。
使轉矩值設定把手185旋轉時,設定螺栓183也會與轉矩值設定把手185一起旋轉。當設定螺栓183旋轉時,轉矩值顯示部182在外殼11的內部移動而壓縮彈簧部181,彈簧部181的壓縮力改變。作業人員確認轉矩值顯示部182所表示的設定轉矩值為預定值,停止轉矩值設定把手185的旋轉操作,轉為鎖緊操作。
圖7為顯示在轉矩扳手10中施加等於或大於預定設定轉矩值的載荷之狀態下的內部構造之局部剖視圖。圖8為顯示圖7所示的臂122和增益調整螺絲14周邊之局部放大圖。如圖7和圖8所示,在轉矩扳手10中,當鎖緊鎖緊構件時,來自彈簧部181的壓縮力經由滑塊16和連結件15作用在頭部12上。當鎖緊轉矩達到由轉矩值設定部18設定的設定轉矩值時,頭部12藉由鎖緊轉矩產生的力超過來自彈簧部181的壓縮力,使得外殼11和滑塊16從圖4的狀態移動到圖7的狀態。
外殼11以頭銷13為中心轉動而與增益調整螺絲14分離,並且外殼11的內壁會接觸到接觸部123。在轉矩扳手10中,接觸部123與外殼11的內壁一旦接觸,則會從轉矩扳手10產生聲音和振動。
當從轉矩扳手10向鎖緊構件的轉矩消除時,轉矩扳手10的外殼11從圖7的狀態返回到圖4的狀態。此時,增益調整螺絲14再次與外殼11的內壁接觸,從轉矩扳手10產生聲音和振動。也就是說,在增益調整螺絲14中,在與外殼11的內壁再次接觸時受到衝擊。
在上述轉矩扳手10中,如上所述,藉由使用具有能夠抑制鬆動的形狀之增益調整螺絲14,能夠抑制螺絲的鬆動。因此,根據上述轉矩扳手10,能夠減少組裝防鬆構件以及進行維修的麻煩,使得可以在機械式轉矩扳手中維持較高的通知準確度。
此外,在上述轉矩扳手10中,由於螺紋的形狀抑制了鬆動,因此可以在不使用防鬆構件的情況下抑制增益調整螺絲14的鬆動。
10‧‧‧轉矩扳手
11‧‧‧外殼
12‧‧‧頭部
13‧‧‧頭銷
14‧‧‧增益調整螺絲
15‧‧‧連結件
16‧‧‧滑塊
17‧‧‧彈簧引導件
18‧‧‧轉矩值設定部
19‧‧‧旋轉角度檢測部
121‧‧‧棘輪頭
122‧‧‧臂
123‧‧‧接觸部
124‧‧‧套筒連接部
125‧‧‧螺孔
141‧‧‧本體部
142‧‧‧外螺紋
181‧‧‧彈簧部
182‧‧‧轉矩值顯示部
183‧‧‧設定螺栓
184‧‧‧鎖固螺母
185‧‧‧轉矩值設定把手
191‧‧‧旋轉軸
192‧‧‧基板
193‧‧‧編碼器單元
194‧‧‧圓盤
198‧‧‧殼體
圖1為顯示本發明之鎖緊工具的實施形態之轉矩扳手的斜視圖。 圖2為圖1所示的轉矩扳手的正視圖。 圖3為圖1所示的轉矩扳手的仰視圖。 圖4為顯示圖1所示的轉矩扳手的內部構造之局部剖視圖。 圖5為顯示圖4所示的轉矩扳手的臂和增益調整螺絲周邊之局部放大圖。 圖6為顯示圖1所示的轉矩扳手的增益調整螺絲的斜視圖。 圖7為顯示在圖1所示的轉矩扳手中施加等於或大於預定設定轉矩值的載 荷之狀態下的內部構造之局部剖視圖。 圖8為顯示圖7所示的轉矩扳手的臂和增益調整螺絲周邊之局部放大圖。

Claims (3)

  1. 一種鎖緊工具,係用於使作業人員感知由作業人員操作來鎖緊鎖緊構件時產生的鎖緊轉矩已經達到預設的設定轉矩值,該鎖緊工具包括: 外殼,其構成該鎖緊工具的外形形狀; 頭部,用於將鎖緊轉矩傳遞至該鎖緊構件; 頭銷,其在該外殼內可轉動地軸支該頭部; 按壓部,其以預定的按壓力按壓該頭部; 接觸部,其設於該頭部,並且在施加的鎖緊轉矩達到該設定轉矩值時,該頭部則在該外殼內轉動,以使該接觸部接觸該外殼;以及 增益調整螺絲,其與該頭部螺合,並調整該頭部之操作增益,該增益調整螺絲形成有抑制螺合力鬆動的外螺紋。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鎖緊工具,其中,該外螺紋的螺合力的鬆動藉由螺紋的形狀而抑制。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之鎖緊工具,其中,該外螺紋為當螺合至內螺紋時會產生彈力的形狀。
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