转矩扳手制造技术

本发明专利技术提供了一种具有凸轮式转矩检测机构的转矩扳手，其能够高准确性地检测转矩，在检测到转矩后，能够提供手柄操作的常规感觉，并且能够安全地拧紧螺栓之类的紧固构件。在装有凸轮式转矩检测机构的转矩扳手中，在管状凸轮(22)的外周部上形成有凸轮部分(27)，其包括：静态啮合凸轮表面(27a)、转矩峰逐渐增大的凸轮表面(27b)、凸轮顶部表面(27c)、转矩逐渐减小的凸轮表面(27d)以及负转矩凸轮表面(27e)；其中，该静态啮合凸轮表面(27a)在非操作状态下以静止状态与滚柱构件(18)相啮合；该转矩峰逐渐增大的凸轮表面(27b)与该静态啮合凸轮表面(27a)相连接，并且当滚柱构件(18)移动时与之相接触，从而使转矩峰值逐渐增大；该凸轮顶部表面(27c)形成与该转矩峰逐渐增大的凸轮表面(27b)相连接的凸轮顶部部分；该转矩逐渐减小的凸轮表面(27d)用于使对于滚柱构件(18)的正转矩逐渐减小到零；而该负转矩凸轮表面(27e)用于对于越过该转矩逐渐减小的凸轮表面(27d)的滚柱构件(18)给予负转矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种转矩扳手，更具体地说，涉及一种具有机械转矩检测机构的转矩扳手，当拧紧转矩达到设定的转矩值时，其为操作者提供所施加的力突然被减小的操作感。
技术介绍
对用于转矩扳手的机械转矩检测机构，有建议采用一种带有凸轮和凸轮滚柱的凸轮式转矩检测机构，其中，使该凸轮滚柱通过弹簧与该凸轮弹性接触(专利文件1 )。图3 (a)显示了具有上述传统的凸轮式转矩检测机构的转矩扳手。图3 (a)所示的转矩扳手具有固定于管状手柄51的前端的管状头部52，以及驱动轴53，该驱动轴53可旋转地安装在所述头部52中，从而使插槽(未示出)等可更换地安装在其上。此外，所述头部 52中还设有管状凸轮M，其与驱动轴53的中心轴是同心的，并可旋转地安装在所述驱动轴 53的外周，且两者之间留有间隙。所述管状凸轮M在其内周面上具有棘轮齿55，并且在其外周部分上沿着圆周具有四个凸轮部分56。再者，所述驱动轴53在其外周上设有啮合棘爪 57，用于与所述棘轮齿55啮合，以用作棘轮机构。该棘轮机构使啮合棘爪57通过弹簧58 与所述棘轮齿阳相啮合，由此，当所述管状凸轮M以顺时针方向旋转时，所述啮合棘爪57 与所述棘轮齿阳相啮合。这使得所述管状凸轮M可以与所述驱动轴53成为整体，从而使在手柄51上所施加的力将螺栓(未显示)等拧紧。需要注意的是，该棘轮机构使得所述管状凸轮M在逆时针方向上自由旋转。在所述手柄51中，设有压缩弹簧59，用于设定转矩值，并用于将配置在所述手柄 51的前端的推力构件60朝向所述头部52的中心轴挤压。在所述推力构件60与所述管状凸轮M的外周面之间，配置滚柱61，该滚柱61可围绕其自身轴旋转。此外，滚柱61可在纵向方向上或者沿着轴LO自由移动，由此，经弹簧促动的推力构件60产生推力，以向着所述凸轮部分56推动所述滚柱61。在如此构造的转矩扳手中，假设在顺时针方向上对所述手柄51施加操作力，以将螺栓拧紧。在这种情况下，若来自所述凸轮部分56的接触面对所述滚柱61所施加的反作用力小于所述滚柱61所受到的来自所述压缩弹簧59的推力，则所述管状凸轮M与所述手柄51整体旋转，从而转动所述驱动轴53。而后，随着拧紧转矩增加，反作用力增加。当所述滚柱61逆着所述压缩弹簧59的弹簧力，向着所述凸轮表面的凸轮顶部被往回推时，所述滚柱61达到转矩峰位P，以检测转矩(经检测，所述转矩已达到设定值)。如图3(b)所示，所述凸轮部分56或者弯曲的凸轮表面是由作为滚柱静态啮合凸轮表面56a的陡坡、作为负转矩凸轮表面56b的缓坡和具有在它们之间形成的半径为Rl曲面的凸轮顶部表面56c构成的，其中，所述陡坡具有半径为RO的曲面，其与所述滚柱61的曲面(半径为R0)相配合；所述缓坡具有半径为R2的曲面；所述凸轮表面56c从所述滚柱静态啮合表面56a起始或与之连续配置。此处，所述滚柱静态啮合凸轮表面56a与所述凸轮顶部表面56c之间的连接点就是转矩峰位P。英国专利号No. 2148767。
技术实现思路
在图3所示的传统转矩扳手处于非操作状态时，没有作用力施加在转矩扳手上， 因此所述滚柱61处于停顿状态，同时与所述滚柱静态啮合凸轮表面56a的曲面相配合。而后，当所述滚柱61开始移动时，所述滚柱61立即越过所述转矩峰位P，以检测转矩。也就是说，当所述滚柱61相对于所述凸轮部分56的凸轮表面从静摩擦状态改变其状态为动摩擦状态时，进行转矩的检测。在该方式中，所述弯曲的滚柱静态啮合凸轮表面56a与所述弯曲的凸轮顶部表面 56c之间的连接点被设置于所述转矩峰位P。因此，当所述滚柱静态啮合凸轮表面56a与所述凸轮顶部表面56c的凸轮形状发生改变，或者所述滚柱因所述滚柱轴的磨损等而偏离其旋转中心时，不可能高准确性地检测出转矩。此外，转矩峰是在所述滚柱61从静摩擦状态转变为动摩擦状态的瞬间进行检测的。由于从静摩擦状态到动摩擦状态的转变过程中，施加于所述滚柱61上的力发生变化， 因此不可能高准确性地检测出转矩。另一方面，从所述转矩检测位置P到所述凸轮顶部表面56c的凸轮顶部位置的上升坡段上，来自所述凸轮顶部表面56c沿着切线Ll施加在所述滚柱61上的力小，而且与拧紧动作的方向相反。因此，一旦越过所述凸轮顶部，所述滚柱61与下降坡段的所述负转矩凸轮表面56b相接触。这使得所述滚柱61要在拧紧动作方向上承受来自所述负转矩凸轮表面56b的切线Ll的力。也就是说，在拧紧操作的过程中，操作者在拧紧动作方向上对所述手柄51施加强力。因此，一旦所述滚柱越过所述转矩峰位P，施加在所述手柄51上的反作用力立即突然减小。此外，由于所述压缩弹簧59的弹簧力，所述手柄51在拧紧动作方向上承受转动力。因此，一旦到达所述转矩峰，所述手柄51在拧紧操作方向上立即受到转动力。这不仅会破坏扳手的可操作性，而且还会导致操作者受伤，这是由于随着所检测的转矩值增加，所述压缩弹簧59的弹簧力增加，导致施加在所述手柄51上的转动力也增加。本专利技术的一个目的在于提供带有凸轮式转矩检测机构的转矩扳手，其能够解决上述的传统问题，并且能够高准确性地检测转矩。本专利技术的另一个目的在于提供带有凸轮式转矩检测机构的转矩扳手，在转矩被检测后，其能够提供常规的手柄操作感，并且能安全地拧紧螺栓之类的紧固构件。实现本专利技术的一个目的的构成是包括凸轮式转矩检测机构的转矩扳手。该转矩检测机构具有可旋转的驱动轴、管状凸轮和滚柱构件；其中，该可旋转的驱动轴用于将拧紧力传递至拧紧构件；该管状凸轮经由棘轮机构可旋转地配置在该驱动轴的周围并在其外周面上设有凸轮部分；该滚柱构件在弹性构件的促动下相对于所述凸轮部分可进退，所述滚柱构件承受拧紧力。该转矩扳手的特征在于该凸轮部分具有静态啮合凸轮表面以及转矩峰逐渐增大的凸轮表面；其中，该静态啮合凸轮表面用于在非操作状态下以静止状态与所述滚柱构件相啮合；该转矩峰逐渐增大的凸轮表面与该静态啮合凸轮表面相连接，当所述滚柱构件移动时与之相接触，从而使转矩峰逐渐增大。实现本专利技术另一个目的的构成是包括凸轮式转矩检测机构的转矩扳手。该转矩检测机构具有可旋转的驱动轴、管状凸轮和滚柱构件；其中，该可旋转的驱动轴用于将拧紧力传递至拧紧构件；该管状凸轮经由棘轮机构可旋转地配置在该驱动轴的周围并在其外周面上设有凸轮部分；该滚柱构件在弹性构件的促动下相对于所述凸轮部分可进退，所述滚柱构件承受拧紧力。该转矩扳手的特征在于该凸轮部分具有凸轮顶部表面、转矩逐渐减小的凸轮表面以及负转矩凸轮表面；其中，该凸轮顶部表面用作凸轮顶部部分以用于在通过所述转矩峰位后引导所述滚柱构件；该转矩逐渐减小的凸轮表面与该凸轮顶部表面相连接， 用于使对于该滚柱构件的正转矩逐渐减小到零；该负转矩凸轮表面用于在越过该转矩逐渐减小的凸轮表面后，给予该滚柱构件负转矩。根据本专利技术的权利要求1，可以高准确性地检测出转矩，因为转矩峰可以在动摩擦状态下进行检测。即使所述凸轮的形状发生改变，或者所述滚柱构件偏离中心，例如由于所述滚柱构件的滚轴的磨损，也可以高准确性地检测出转矩。这是因为可以在所述滚柱构件相对该转矩峰逐渐增大的凸轮表面的转动角度的范围内，获得最大的转矩峰值。根据本专利技术的权利要求2，在最大转矩峰之后，所述滚柱构件越过该转矩逐渐减小的凸轮表面。这使得对操作者产生轻微的负荷，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：绪方智博，志村宏一，加藤雄司，相川省三，辻洋，
申请(专利权)人：株式会社东日制作所，
类型：发明
国别省市：