專利名稱：雙支點扭力扳手的制作方法
技術領域：
本發明與手工具有關，詳而言之，指一種扭力扳手，可使該扳手的施力端與抗力端具有相同的作用力，不會因扳動扳手之位置不同而有所影響。
背景技術：
扭力扳手可分有機械式及電子式之型式，機械式者，主要系可設定扭力值，當施予扳手之扭力超過該設定值時，即會產生一警示作用，例如發出聲響。至于電子式者，則用以顯示出扳動扳手之扭力。
無論機械式或電子式之扭力扳手，均存在一共同的缺失，即扳動扳手之施力，以及扳手驅動套筒或螺接元件之作用力并不相當。
以圖1的習知機械式扭力扳手10為例，在扳手的管身12一端設一桿體13，該桿體13以一銷14樞接于于管身12前端，桿體前端并具一頭部15。轉動管身12末端的握把16時，可經由一調整機構18帶動一滑塊20位移，使一彈簧22彈性頂持于一頂塊24，該頂塊前端與桿體13末端形成彈性頂持狀態。該彈性能即為扳手的設定磅數。
使用者以該頭部15套接套筒或螺接元件，扳動扳手以轉動套筒或螺接元件。當扳動扳手的施力大于設定磅數時，桿體13與頂塊24即產生滑脫，并產生聲響，提醒使用者其施力超過設定值。
惟，上述扳手為“單支點”的構造，亦即，整支扳手的施力端(即握把)與抗力端(即頭部)間僅以該銷14為支點，此種單支點結構的力學狀態，如圖2所示，由其彎曲力矩(moment)可知，于施力處及支點的扭力并不相同，使得扳手的抗力端及施力端所產生的作用力并不相等。因此，扳動扳手的施力并不等于扳手頭部轉動螺接元件之力量。再者，當扳動扳手的施力位置不同時，例如圖中所示之P或P’處，所產生的彎曲力矩(moment)即會有所差異。圖2及圖3即顯示不同的施力點所產生的彎矩圖(M)及剪力(shear)圖(S)。在不同的施力位置時，亦會對作用力造成影響。
同樣的，習知電子式扭力扳手亦僅存在著一個支點，于扳手的施力端與抗力端的作用力亦無法相同，其所顯現的扭力值并不準確。
此外，當單支點扭力扳手的扳動位置不同時，其產生最大變形量的位置亦會跟著改變，惟，(電子式扭力扳手)用以量測變形量的張力規，或(機械式扭力扳手)用以產生滑脫的結構均位在固定位置，使得量測之處常非最大變形之處，故量測效果并不靈敏、準確。而對于機械式結構者，其設定的扭力值與真實的操作力亦多產生誤差。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種雙支點扭力扳手，使扳力的施力端與抗力端的作用力相符。
本發明的另一目的在于提供一種雙支點扭力扳手，可精確、靈敏的測量出操作力或反應真實的操作力。
本發明一種雙支點扭力扳手，包含有一管身；一頭部，用以套接套筒或螺接元件；一撓動機構，具有一撓動部位，該撓動機構連接于該頭部后端，該撓動機構設于該管身中；該頭部外露于該管身前端；操作該扳手時，該撓動機構的撓動部位因受力而撓動；其特征在于該頭部連同該撓動機構以二支點連接于該管身；該撓動部位位于該二支點之間。
其中該撓動機構具有一撓桿，可受力撓曲，形成該撓動部位；該撓桿的前后二端分別以該二支點連接于該管身。
其中該撓桿前端以至少一插銷插接于該管身，形成一支點。
其中該撓桿后端以至少一插銷插接于該管身，形成一支點。
其中該撓桿的前端二側分別置放一支銷，該二支銷抵于該管身內壁，而成一支點。
其中該撓桿后端連接一寬度較大的套體，該套體緊密地連接于該管身內壁，形成一支點。
其中該撓桿后端連接一寬度較大的套體；至少一插銷，插接于該管身及該套體，形成一支點。
其中該撓桿后端以一支點連接于該管身；該頭部后端固接于該管身前端，形成另一支點。
其中該頭部后端以至少一插銷插接于該管身。
其中該頭部后端更設有一連接部；該撓桿前端連接于該連接部；該頭部后端以該連接部固接于該管身。
其中該撓動機構包括一撓桿、一頂塊、一彈性元件及一滑塊；該撓桿穿設于該管身中，其前端與該頭部后端相連接；該撓桿及該頭部以一插銷插接于該管身，該插銷形成一前支點，使該頭部與該撓桿得以該支點為擺動中心而一起擺動；該頂塊、該彈性元件及該滑塊由前往后依序裝設于管身中；該頂塊前端與該撓桿后端實質相接觸；該彈性元件二端分別頂于該滑塊及該頂塊；一調整機構，裝設于該管身末端，并連接于該滑塊后端；一握把，以可轉動的方式套設于管身后端，并與該調整機構相連接；轉動該握把時，可經由該調整機構帶動該滑塊沿著管身的軸向位移，以調整該彈性元件頂持于該頂塊的彈性能；該撓桿及該頂塊間為該撓動部位；一后支點，連接該管身及該撓動機構后端；該撓動部位位于該二支點之間。
其中該滑塊沿其縱向設一滑槽；一第二插銷，插接于該管身及該滑塊的滑槽；該第二插銷為該后支點。
為能進一步了解本發明的目的、特征以及功效，以下茲舉若干較佳實施例，并配合圖式詳細說明于后。
圖1習知一種扭力扳手的縱向剖面圖。
圖2及圖3于不同的施力位置操作圖1的扳手時，其力學關系圖。
圖4本發明一較佳實施例的頂視局部剖面圖。
圖5圖4的局部分解立體圖。
圖6顯示偵測扳手撓曲曲率的一實施狀態。
圖7顯示圖4的扳手為雙支點的示意圖。
圖8顯示圖4的扳手的力學狀態。
圖9本發明又一較佳實施例的局部頂視剖面圖。
圖10本發明再一較佳實施例的局部頂視剖面圖。
圖11本發明又一較佳實施例的局部頂視剖面圖。
圖12本發明再一較佳實施例的局部頂視剖面圖。
圖13本發明另一較佳實施例的縱向剖面圖。
圖14顯示圖13的局部外觀頂視圖。
圖15顯示圖13的撓動狀態。
具體實施例方式
本發明提供一種具有雙支點扭力扳手，使扳手的扭力不會因施力位置的不同而有所影響。本發明可應用于機械式或電子式的扭力扳手。
圖4、圖5本發明一較佳實施例的扭力扳手30，其為電子型式。
該扳手30具有一中空的管身32，其后端套設一握把34。
一頭部40，用以套接套筒，或螺栓及螺帽等螺接元件。一撓動機構42，連接于該頭部40后端。撓動機構包括一撓桿43及一套體44。該撓桿43的寬度較窄，以便產生撓曲。撓桿前端連接于頭部40，且其與頭部的連接處的二側分別為一定位點431。該撓桿43后端套入于該套體44的插孔46中，撓桿與套體緊密插接，其間并無間隙，故該二者可視為一體。該撓動機構42自管身32前端裝入于管身中，該頭部40外露出管身32。
一第一插銷50，插接于該管身32及該套體44，使撓動機構42定位。二支銷55，分別置設于撓桿43二側的該二定位點431。同時，該二支銷55、管身32內壁及撓桿43間呈緊密配合，并無間隙。
自握把34處施力扳動扳手30時，該撓桿43將產生撓曲，通過檢測撓桿的撓曲率，即可了解施力大小。欲得知所施的扭力，可如圖4所示，于撓桿43二側貼設二感測裝置48，例如張力規、應變規或壓電開關等，通過惠氏電橋(Wheatstonebridge)即可得知扭力值，其數值可顯示于握把表面所設的視窗35。亦或如圖6所示，于管身32開設一通孔36，復由一量表38量測其曲率而判讀。
復請參閱圖7，本發明的扳手30具有二個支點f1，f2，分別為第一插銷50所形成的第一支點f1，及該二支銷55所形成的第二支點f2；而撓動機構42的撓動部位(即撓桿43)位于該二支點之間。
復請參閱圖8，通過雙支點結構，當對扳手的握把34處施予F1作用力時，頭部40將生成一相應的作用力F2，而F1等于F2。雙支點的彎矩圖為左右對稱的圖形，因此，扳手的施力端(即握把)與抗力端(即頭部)的作用力相等。如此，無論在握把的任一位置處施力，例如圖4所示的S1、S2或S3，均可于頭部產生相同的作用力。故，本發明將使用者的操作力真實的反應于扳手的頭部40，即使施力位置的不同，施力端及抗力端的力量均為相同。
又，由于該雙支點的設計，不論在何處施力，撓曲現象均發生于該二支點f1，f2之間，且最大應變量δc位在該二支點間的中央位置C，因此，量測此處的變形量，即可獲得最靈敏的量測效果。而本發明的感測裝置48或量表38均系量測該位置C，故具有最靈敏的效果。
復請參閱圖9扳手60的撓動機構62的撓桿63與套體64可為一體成型。一銷65，插接于套體64及管身66，形成第一支點(后支點)。一第二插銷68，插接于撓桿63前端及管身66，并形成第二支點(前支點)。因此，本實施例于撓動機構62二端均設有一支點，可使扳手的施力端與抗力端(即頭部69)具有相同的作用力。
圖10本發明的扳手70的又一較佳實施例，撓動機構72的套體73以緊配合的方式固設于管身74內；而頭部75末端則具有一插接部76，緊密地連接于管身74。該二者73、76分別形成后支點f3及前支點f4，使撓桿78于該二支點間撓曲。
圖11所揭的扳手80中，其撓桿82后端的后支點由二個設于撓桿二側的支銷83所形成，管身84、支銷83及撓桿82間呈緊配合。至于撓桿的前支點則可為上述實施例所示的任一種。
圖12扳手90中，其撓桿92后端以一或二插銷93插接于管身95，形成后支點。至于前支點可為上述實施例所揭的任一種。
又，可理解的是，本發明的后支點與前支點可由上述各實施例所揭的各種形式加以組合變化，例如，圖9所示的后支點與圖4所示的前支點相配合；亦或，圖4的后支點與圖10的前支點相配合。
復請參閱圖13、圖14，本發明的扭力扳手100的另一較佳實施例，為機械式的結構。
該扳手具有一管身102及一頭部104。一撓動機構105，包括一撓桿106、一頂塊108、一彈性元件110及一滑塊112。該撓桿106前端與該頭部104后端一體相連接，并以一插銷107插接于該管身102前端，該插銷107形成一支點，使得撓桿與頭部104一起以該銷107為支點而擺動。該頂塊108、彈性元件110及該滑塊112由前往后依序裝設于管身102中。頂塊108與撓桿106之相向面間并通過一塊體114相接觸。一調整機構120，裝設于該管身102末端，并連接于該滑塊112后方。一握把122，套設于管身102后端外周。
轉動該握把122時，可經由該調整機構120帶動該滑塊112沿管身的軸向位移，藉以調整該彈性元件110頂于頂塊108的彈性能。該滑塊上并設有一刻度表124，可由設于管身的一視窗125所目視，以便了解所設定的扭力值。
當操作扳手的扭力大于設定值時，撓動機構105的撓動部位將產生滑脫，亦即如圖15所示，撓桿106末端及頂塊108產生側向滑動，并發生聲響，提供一警示作用。
本實施例更于該滑塊112設一縱向的滑槽126；一插銷128，插接于管身102及滑塊的滑槽126。藉此，該插銷128形成一后支點；而插銷107形成一前支點，當撓動機構105受力時以該二支點而撓動，可使施力端(握把)與抗力端(頭部)產生相同的作用力。
再者，撓動機構120的撓動部位位于該二支點之間，故可精確、靈敏的反應實際操作扭力，使扭力設定值與實際操作力相一致。
綜上所述，本發明使得扭力扳手具有雙支點之結構，可使扳手的施力端與抗力端具有相同的作用力，并可準確、靈敏的反應扭力值。
權利要求
1.一種雙支點扭力扳手，包含有一管身；一頭部，用以套接套筒或螺接元件；一撓動機構，具有一撓動部位，該撓動機構連接于該頭部后端，該撓動機構設于該管身中；該頭部外露于該管身前端；操作該扳手時，該撓動機構的撓動部位因受力而撓動；其特征在于該頭部連同該撓動機構以二支點連接于該管身；該撓動部位位于該二支點之間。
2.如權利要求1所述的雙支點扭力扳手，其中該撓動機構具有一撓桿，可受力撓曲，形成該撓動部位；該撓桿的前后二端分別以該二支點連接于該管身。
3.如權利要求2所述的雙支點扭力扳手，其中該撓桿前端以至少一插銷插接于該管身，形成一支點。
4.如權利要求2所述的雙支點扭力扳手，其中該撓桿后端以至少一插銷插接于該管身，形成一支點。
5.如權利要求2所述的雙支點扭力扳手，其中該撓桿的前端二側分別置放一支銷，該二支銷抵于該管身內壁，而成一支點。
6.如權利要求2所述的雙支點扭力扳手，其中該撓桿后端連接一寬度較大的套體，該套體緊密地連接于該管身內壁，形成一支點。
7.如權利要求2所述的雙支點扭力扳手，其中該撓桿后端連接一寬度較大的套體；至少一插銷，插接于該管身及該套體，形成一支點。
8.如權利要求1所述的雙支點扭力扳手，其中該撓桿后端以一支點連接于該管身；該頭部后端固接于該管身前端，形成另一支點。
9.如權利要求8所述的雙支點扭力扳手，其中該頭部后端以至少一插銷插接于該管身。
10.如權利要求8所述的雙支點扭力扳手，其中該頭部后端更設有一連接部；該撓桿前端連接于該連接部；該頭部后端以該連接部固接于該管身。
11.如權利要求1所述的雙支點扭力扳手，其中該撓動機構包括一撓桿、一頂塊、一彈性元件及一滑塊；該撓桿穿設于該管身中，其前端與該頭部后端相連接；該撓桿及該頭部以一插銷插接于該管身，該插銷形成一前支點，使該頭部與該撓桿得以該支點為擺動中心而一起擺動；該頂塊、該彈性元件及該滑塊由前往后依序裝設于管身中；該頂塊前端與該撓桿后端實質相接觸；該彈性元件二端分別頂于該滑塊及該頂塊；一調整機構，裝設于該管身末端，并連接于該滑塊后端；一握把，以可轉動的方式套設于管身后端，并與該調整機構相連接；轉動該握把時，可經由該調整機構帶動該滑塊沿著管身的軸向位移，以調整該彈性元件頂持于該頂塊的彈性能；該撓桿及該頂塊間為該撓動部位；一后支點，連接該管身及該撓動機構后端；該撓動部位位于該二支點之間。
12.如權利要求11所述的雙支點扭力扳手，其中該滑塊沿其縱向設一滑槽；一第二插銷，插接于該管身及該滑塊的滑槽；該第二插銷為該后支點。
全文摘要
一種雙支點扭力扳手，包含有一管身；一頭部，用以套接套筒或螺接元件；一撓動機構，具有一撓動部位，該撓動機構連接于該頭部后端，并設于該管身中；該頭部外露于該管身前端；操作該扳手時，該撓動機構的撓動部位受力而撓動；該頭部連同該撓動機構以二個支點連接于該管身；該撓動部位位于該二支點之間。通過此雙支點的設計，可使扳手的施力端及受力端呈現相同的作用力，且可使扳手的撓動狀態的檢測或設定值更為精確、靈敏。
文檔編號B25B23/16GK1978146SQ20051012587
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月2日 優先權日2005年12月2日
發明者謝智慶 申請人:謝智慶