TWI322071B - - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種扳手’特別是指—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、5435190號）與電子式 (例如美國專利第 4958541、6981436B2、6968759B2 號） 兩大類，其中機械式扳手一般具有一管件、—與該管件框 接且在常態下對正該管件的桿件、一與該桿件連接的棘輪 頭部，及一可對該桿件施加一預壓力量的壓縮彈簣，如此 ，當該扳手對螺栓施加的扭力大於該預壓力量時，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 用者雖可感覺到明確的跳脫手感，但是，此種扳手卻有該 壓縮彈簧的預壓力量不易精準設定的問題（特別是當該壓 縮彈簧疲乏時）；相反地，電子式扳手—般則是利用貼設於 於該桿件上的數應變規產生電阻變化，而藉以量測所施加 的扭力，當該扳手所施加的扭力超過一預設扭力值時該 扳手的一處理單元即會藉由驅動一振動馬達、一蜂鳴器或 一燈件來警示使用者，此種扳手雖可以電子控制方式精準 設定該預設扭力值，但是’由於其桿件並不會偏擺撞擊其 管件，因此，使用者並無法感覺到直接且明確的跳脫手感 ，導致使用者可能過晚或過早停止施力，而產生鎖固扭力 過載或不足的情形，因此，使用者在鎖固同一組螺拾時， 在在會發生有的螺检鎖得太緊彳曰右沾碑k ,、 仔太家仁有的螺栓部鎖得太鬆的問 題。 【發明内容】 因此本發明之目的’即在提供一種可如同機械式扭 力扳手般產生明確且直接的賴操料感的具有跳脫手感 的電子扭力扳手。 本發明具有跳脫手感的電子扭力扳手，包含一管件單 元 工作單元、一應變感測單元、一跳脫單元，及一中 央處理單元。該管件單元具有一沿一軸向延伸且圍繞出— 合置空間的圍繞壁。該工作單元是與該圍繞壁樞接，並具 有延伸出s玄谷置空間的頭部，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 該圍繞壁上的缸體、一設置於該抵接部與該缸體之間且可 沿該轴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 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，而使該觸壓段迫緊該抵接部至該工作 單元平行於該轴向，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 該軸向，而使該觸壓段退離該抵接部至該跳脫件移勤至該 跳脫位置。該中央處理單元是設置於該管件單元上，並與 :應變感測單元、該控制件電連接，當該中央處理單元判 定該應變感測單元所量測到的一扭力值 值疋不小於一預設# 亏值時該中央處理單元可控制該控制件切換至該第二 態。 一 【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_，將可清 楚的明白。 β 在提出詳細說明之前，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。 >閱圖1、2、3，為本發明具有跳脫手感的電子扭力扳 手的一第一較佳實施例，該具有跳脫手感的電子扭力扳手 包含：一管件單元10、一工作單元2〇、_應變感測單元3〇 、一跳脫單元40、一中央處理單元50、一輸入單元60、一 顯示單元70，及一供電單元8〇。 该官件單元1〇具有一沿一軸向χ延伸且圍繞出一容置 空間12的圍繞壁u。 該工作單元20是與該圍繞壁u樞接，並具有一延伸出 該谷置空間12的頭部21、一延伸入該容置空間12内的抵 接部22、一沿該軸向χ連接於該頭部21與該抵接部22之 間的頸段23、一沿該軸向X開設於該頸段23上的凹槽24 ，及一擺動中心25。 s玄應變感測單元30具有一裝設於該凹槽24内的應變 1322071 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當然亦可只由一片或多片的 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、6981436Β2、6968759Β2 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上的缸體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—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 該缸體41連接而可驅使該跳脫件42從該跳脫位置（見圖4 )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412、413的流 道 414。 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;^424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。 8 1322071 該控制件43具有一可在該第一、二狀態（見圖i、4) 之間切換的閥桿431，在本實施例中，該控制件43是為一 種電磁閥。當該閥桿431切換至該第一狀態時，該閥桿431 .是延伸至阻斷該流道414，而可阻止該液壓油415從該第一 二間412朝該第二空間413自由流動，當該閥桿43丨切換 至該第二狀態時，該閥桿431是退出該流道414，使該流道 414〖灰復連通該第一、二空間412、413，而使該液壓油々Μ 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、一設置於該第二空 間413内的回油活塞442，及一抵接於該回油活塞442與該 缸體41之間的回油彈簧443 ,該回油活塞442可在一第一 位置（見圖1 )及一第二位置（見圖4)之間移動。 4中央處理單元50是設置於該容置空間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 ，理單元40可為-電路板，並具有習知的惠氏電橋、放大 器、記錄器、微處理器之類的構件，然而，此並非本案的 請求重點，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 10上，並與該中央處理單元5〇電連接，使用者經由該輸入 早兀60可將所欲施加最大扭力的一預設參考值輸入該中央 處理單元50，並由該顯示單元70顯示，此部分為現今電子 扭力扳手常見設計，不再贅述。 該供電單元80是裝設於該容置空間12内，該供電單 9 :8::與該控制件43、該中央處理單元5〇電連接。在本 貫她例中，該供電單元5〇可為一電池。 錯此’如圖1、2所示，當❹者利用該頭部21套接 :套筒（圖未示）f卜螺拾之類的工件（圖未示）施加扭 力，且該中央處理單元50判定該應變感測單元3〇所量測 到-扭力值是小於該預設參考值時，該中央處理單元5〇是 控制該閥桿31保持在該第—狀態，以阻止該液壓油化從 /第工間412朝該第二空間413流動，如此，在該活塞 頭部426與該閥桿31之間的液壓油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421的㈣凹弧 面423迫緊該抵接部22至該工作單元2〇平行於該轴向X , 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，當使用者施力加大，該中央 处理單元50判疋該應變感測單元3〇所量測到的扭力值是 不小於該預設參考值時，該中央處理單元5〇即會控制該閥 才干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，由於該液壓油415無法再擋住 該抵接。卩22對该跳脫件42所施加的力量，該工作單元2〇 即可相對該管件單元10擺動至偏離該軸向X，而與該管件 單元10產生撞擊，同時，該抵接部22即會沿該觸壓凹弧 面423迫壓該跳脫件42朝該缸體41移動，而使該觸壓段 421退離該抵接部22至該跳脫件42移動至該跳脫位置，此 時’該等復位彈簧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 1322071 動至4第一空間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。 田使用者不再施力，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-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—狀態，而使該觸麼段421 可再度迫緊該抵接部22至該卫作單元2G平行於該軸向χ ( 見圖1 )。 經由以上的說明，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適時移動至該跳脫位置，而讓使用者感覺到 直接且明確的跳脫手感，因此，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。 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 是利用該液壓油415頂住該跳脫件42，再藉由該控制件43 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 1322071 較佳實施例是類似於㈣-較佳實㈣，其差異之處在於

當該閥桿431切換至該第一狀態（見圖5)時，該閥桿 431是延伸入該流道414,而縮小該油室4ιι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，者 該閥桿431切換至該第二狀態（見圖6)時，該閑桿431 ^ 退出該流道4M，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 h如此第二較佳實施例亦可達到與上述第—較佳實施 例相同的目的與功效，並由於該閥桿431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’故確實能達到發明之目的。

參閱圖5、6，為本發明的一第二較佳實施例，該第 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，告不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明中請:利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與”，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 12 【圖式簡單說明】 較佳圖1是本發明之λ有跳脫手感的電子扭力扳手一第一 乂佳貫施例的局部剖視示意圖； 圖2是該第—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疋一類似圖1的視圖， ^ -工作單无值掘㈠ _ π月該第-杈佳實施例的 乍早π偏擺至與一管件單元互相撞擊；

圖5是本發明之具有跳脫手感的電子扭力板手一第二 較佳貫施例的局部剖視示意圖；及 一：丄疋_似圖5的視圖’說明該第二較佳實施例的 一工作早疋偏擺至與—管件單元互相撞擊。

13 1322071 【主要元件符號說明】 10 ··· …管件單元 423… …觸壓凹弧面 11 …圍繞壁 424··· …貝通甘欠槽 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… …閥杯 22 ··· …抵接部 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… …回油彈箐 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 40 .··· …跳脫單元 80 …供電單元 41 .... …缸體 X…… …轴向 411… …油室 412··· …第一空間 413··· …第二空間 414··· …流道 415··· …液壓油 42…· …跳脫件 421… …觸壓段 422··· …活塞段 14

Claims (1)

1. 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： 一官件單元，具有一沿一軸向延伸且圍繞出一容置 空間的圍繞壁； 一工作單元，是與該圍繞壁樞接，並具有一延伸出 該容置空間的頭部，及一延伸入該容置空間内的抵接部 > 一應變感測單元，是設置於該工作單元上； •-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 該缸體之間且可沿该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 感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 該觸壓段迫緊該抵接部至該工作單元平行於該軸向，當 S玄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，而使該觸 壓長退離該抵接部至該跳脫件移動至該跳脫位置；及 一中央處理單元’是設置於該管件單元上，並與該 應變感測單元、該控制件電連接，當該中央處理單元判 定該應變感測單元所量測到的一扭力值是不小於一預設 15 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。 2·根據申請專利範圍第1項之具有跳脫手感的電子扭力扳 手’其中，該跳脫單元更具有一與該缸體連接的彈性復 知組’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。 3. 根據申請專利範圍第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 延伸入的第一空間、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，δ玄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 至該第二位置。 6·根據申請專利範圍帛1項之具有跳脫手感#電子扭力扳 其中’該紅體的油室具有一可供該跳脫件的活塞段 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 ’该閥桿是退出該流道，而增大該油室的容積。 7·根據申請專利範圍第1項之具有跳脫手感的電子扭力扳 手’其中’該跳脫件的觸壓段具有一可觸壓該工作單元 的抵接部的觸壓凹弧面，該抵接部的一外廓弧度是對應 於。亥觸壓凹弧面的一内凹狐度。 8. 根據申請專利範圍第7項之具有跳脫手感的電子扭力扳 手’其中，該跳脫件的觸壓段更具有一相反於該觸壓凹 弧面的貫通嵌槽，該跳脫件的活塞段具有一嵌接於該貫 通嵌槽内的連接頭部，及一延伸至該缸體的油室内的活 塞頭部。 9. 根據申請專利範圍第i項之具有跳脫手感的電子杻力扳 手’其中’該工作單元更具有一沿該轴向連接於該頭部 與該抵接部之間的頸段，及一沿該轴向開設於該頸段上 的凹槽’該應變感測單元具有一裝設於該凹槽内的應變 體’及一裝設於該應變體上的應變規。 17