本實用新型是一種扭力套筒結(jié)構(gòu)，尤其是指一種設(shè)有跳脫機(jī)構(gòu)、并可在扭力到達(dá)設(shè)定時自動跳脫的扭力套筒結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

扭力扳手為一種廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)的手持工具。相較于一般的老虎鉗、六角扳手等單純鎖緊的手持工具，扭力扳手可以更精準(zhǔn)地掌握鎖固程度，因此廣泛被應(yīng)用于船舶、航海、平面交通工具以及各種工具機(jī)臺的零件組裝上。

較新型的扭力扳手除了上述功能以外，尚有測知扭力并依設(shè)定值跳脫的功能，借此使扭力扳手在鎖固時可以一次到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)。作為手持工具，扭力扳手必須能夠在各種不同扭力需求的場合供使用者直接操作。而因應(yīng)人類的臂力有限，專用于扭力扳手的扭力放大器也隨之開發(fā)出現(xiàn)。

利用減速比的扭力放大原理，扭力放大器可以將扭力扳手放大數(shù)倍。然而，現(xiàn)有的扭力放大器是單純的提供扭力放大功能，使用者仍然只能依照扭力扳手的設(shè)定進(jìn)行操作。此種操作模式存在一些盲點：其一為使用者最多僅能得知扭力放大器的減速比，即理論上的扭力放大倍數(shù)，而實際施加在工件上的扭力值，乃是經(jīng)由扭力扳手的當(dāng)下設(shè)定來估算推知，因此存在估算結(jié)果與實際情況可能有所落差的風(fēng)險；其二為現(xiàn)有的扭力放大器無法自行跳脫，主要是依賴扭力扳手感應(yīng)扭力放大器的回饋扭力達(dá)到設(shè)定值、進(jìn)而停止對扭力放大器施加扭力，而在每個工件的鎖固條件可能不同的情況下，雖然扭力扳手在同一回饋扭力值跳脫，但仍不代表這些工件的扭力已被鎖固至相同標(biāo)準(zhǔn)。

因此，上述的使用限制除了導(dǎo)致操作上有所不便外，也難以精確地保證工件已被鎖固至設(shè)定的扭力。對于力學(xué)結(jié)構(gòu)的均衡相當(dāng)講究的工件，例如大型輪船、飛機(jī)機(jī)翼、渦輪等機(jī)具，所有工件維持精準(zhǔn)而一致的預(yù)緊力可說是安全的最低要求。在通用的扭力放大器不具備扭力跳脫功能的情況下，上述問題需另外設(shè)法確保，顯然有待改善之處。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決通用扭力扳手的扭力放大器的使用問題，本實用新型提出一種扭力套筒結(jié)構(gòu)，通過與扭力輸出件連動的跳脫機(jī)構(gòu)來同步感測扭力值，跳脫機(jī)構(gòu)可以預(yù)先調(diào)整外加負(fù)載，當(dāng)扭力值到達(dá)跳脫機(jī)構(gòu)設(shè)定的負(fù)載時，扭力套筒結(jié)構(gòu)將自動跳脫而停止輸出扭力，借此發(fā)揮自動跳脫的功能。

依據(jù)本實用新型一實施方式，提供一種扭力套筒結(jié)構(gòu)，包含輸入座、傳動模塊、跳脫閥、多個扭力齒輪以及扭力輸出件。輸入座具有輸入端口以匹配連接手持工具，借以供手持工具帶動輸入座旋轉(zhuǎn)。傳動模塊包含驅(qū)動件、傳動軸以及多個傳動件。驅(qū)動件動力連接前述輸入座而受輸入座帶動。傳動軸容置于前述驅(qū)動件，且傳動軸的一端具有傳動齒輪。多個傳動件被限位于傳動軸，而傳動件又供驅(qū)動件連動傳動軸旋轉(zhuǎn)。跳脫閥抵靠傳動件，且跳脫閥受傳動件推抵而位移。

扭力齒輪限位于扭力套筒結(jié)構(gòu)并相對傳動軸環(huán)設(shè)而嚙合其傳動齒輪，故扭力齒輪受傳動齒輪連動而繞傳動軸旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)。扭力輸出件具有容室以容納扭力齒輪，且扭力齒輪公轉(zhuǎn)并推抵容室以使扭力輸出件旋轉(zhuǎn)。

通過驅(qū)動件傳遞輸入座的扭力，可以控制傳動件來轉(zhuǎn)動傳動軸，而傳動軸的傳動齒輪又嚙合扭力齒輪以輸出扭力。由此等連接關(guān)系可知，扭力輸出件所受到的扭力將會反序回饋至驅(qū)動件，跳脫閥受傳動件推抵而位移時，傳動件同步脫離驅(qū)動件的連動，故傳動軸至扭力輸出件將失去扭力傳導(dǎo)，借此達(dá)到自動跳脫功能。

在本實施方式中，扭力套筒結(jié)構(gòu)可以包含導(dǎo)引座，導(dǎo)引座與傳動軸相樞轉(zhuǎn)安裝，且導(dǎo)引座可以是一個環(huán)齒輪。進(jìn)一步地，傳動軸也可以采容置形式而設(shè)置于導(dǎo)引座，而由上述連接關(guān)系可知，環(huán)設(shè)于傳動軸的扭力齒輪可以設(shè)置在導(dǎo)引座和傳動齒輪之間，如此，傳動齒輪連動扭力齒輪時，扭力齒輪將受導(dǎo)引座導(dǎo)引而繞傳動軸公轉(zhuǎn)。另外，導(dǎo)引座可以外接供握持的定位臂，借此定位導(dǎo)引座，不致使導(dǎo)引座隨扭力齒輪一起旋轉(zhuǎn)。在一實施例中，輸入端口、傳動軸以及扭力輸出件可以是同軸對應(yīng)。

依據(jù)本實用新型另一實施方式，提供一種扭力套筒結(jié)構(gòu)，其包含輸入座、傳動模塊、跳脫機(jī)構(gòu)、多個扭力齒輪以及扭力輸出件。輸入座具有輸入端口以匹配連接手持工具，借以供手持工具帶動輸入座旋轉(zhuǎn)。傳動模塊包含驅(qū)動件、傳動軸以及多個傳動件。驅(qū)動件動力連接前述輸入座而受輸入座帶動。傳動軸容置于前述驅(qū)動件，且傳動軸的一端具有傳動齒輪。多個傳動件被限位于傳動軸，而傳動件又供驅(qū)動件連動傳動軸旋轉(zhuǎn)。跳脫機(jī)構(gòu)設(shè)于輸入座與傳動軸之間，且跳脫機(jī)構(gòu)包含跳脫閥、彈性件以及調(diào)整件。跳脫閥抵靠前述的多個傳動件，跳脫閥抵靠傳動件，且跳脫閥受傳動件推抵而位移。彈性件抵靠跳脫閥且具有復(fù)位力。調(diào)整件抵靠彈性件并位移以調(diào)整前述復(fù)位力。扭力齒輪限位于扭力套筒結(jié)構(gòu)并相對傳動軸環(huán)設(shè)而嚙合其傳動齒輪，故扭力齒輪受傳動齒輪連動而繞傳動軸旋轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)。扭力輸出件具有容室以容納扭力齒輪，且扭力齒輪公轉(zhuǎn)并推抵容室以使扭力輸出件旋轉(zhuǎn)。

關(guān)于扭力套筒結(jié)構(gòu)的基本原理已于第一實施方式所介紹，故此處不再重述。本實施方式相較前一實施方式的差異在于跳脫閥的扭力跳脫值是可以預(yù)先設(shè)定的，利用調(diào)整件改變對彈性件的壓縮量，可以增減復(fù)位力的強度，而復(fù)位力又代表著跳脫閥止擋傳動件的力量，因此，對彈性件的壓縮量越大，意味著扭力輸出件需回饋更大的扭力，方能使傳動件推動跳脫閥位移，從而脫離驅(qū)動件的帶動。

前述扭力套筒結(jié)構(gòu)可以包含與傳動軸相樞轉(zhuǎn)安裝的導(dǎo)引座，且導(dǎo)引座可以是一個環(huán)齒輪。傳動軸可以容置于導(dǎo)引座，扭力齒輪可以設(shè)置在導(dǎo)引座和傳動齒輪之間，扭力齒輪嚙合導(dǎo)引座而受其導(dǎo)引移動，借此繞傳動軸公轉(zhuǎn)。

前述的多個傳動件以及彈性件可以設(shè)置于跳脫閥的相對側(cè)，并通過驅(qū)動件推抵這些傳動件以抵抗前述復(fù)位力。前述導(dǎo)引座可以外接供握持的定位臂，用以握持定位導(dǎo)引座。前述的輸入端口、傳動軸以及扭力輸出件可以是同軸對應(yīng)。

通過上述實施方式可知，本實用新型可將扭力套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)部的跳脫機(jī)構(gòu)整合在扭力傳導(dǎo)的系統(tǒng)中，除了保有通用扭力放大器的倍化扭力輸出功能，也可以由使用者自由設(shè)定扭力跳脫值以自動跳脫，確保扭力估算結(jié)果與實際情況無落差。

附圖說明

圖1是繪示本實用新型一實施方式的扭力套筒結(jié)構(gòu)的分解視圖；

圖2是繪示圖1的扭力套筒結(jié)構(gòu)的剖示圖；

圖3是繪示圖1的扭力套筒結(jié)構(gòu)的驅(qū)動件與傳動件傳動示意圖；

圖4是繪示圖1的扭力套筒結(jié)構(gòu)的傳動齒輪與扭力齒輪傳動示意圖；

圖5A是繪示圖1的扭力套筒結(jié)構(gòu)的傳動件跳脫狀態(tài)示意圖；以及

圖5B是繪示圖5A的扭力套筒結(jié)構(gòu)的扭力跳脫狀態(tài)剖示圖。

具體實施方式

圖1是繪示本實用新型一實施方式的扭力套筒結(jié)構(gòu)100的分解視圖。請參照圖1，扭力套筒結(jié)構(gòu)100包含輸入座200、扭力套筒300、跳脫機(jī)構(gòu)400、傳動模塊500、扭力齒輪組600、扭力輸出件700、導(dǎo)引座800以及定位臂900。輸入座200包含輸入端口201，其形狀匹配連接外部手持工具(未繪于圖1)，以供手持工具帶動輸入座200旋轉(zhuǎn)。此處的手持工具可以是扭力扳手，但也可以是其他種類的工具，只要動力源的形狀能與輸入端口201配合，則不限制手持工具的形式。扭力套筒300連接于輸入座200的一側(cè)，且扭力套筒300 和輸入座200為固接而可直接傳遞扭力。跳脫機(jī)構(gòu)400包含跳脫閥410、彈性件420以及調(diào)整件430，且跳脫閥410、彈性件420以及調(diào)整件430容置于扭力套筒300內(nèi)。傳動模塊500包含驅(qū)動件510、傳動軸520、三個傳動件530、多個摩擦滾珠540以及罩環(huán)550，而傳動軸520又包含傳動齒輪521以及滾珠軸承522，滾珠軸承522墊于傳動軸520的一側(cè)且受傳動齒輪521貫穿。扭力齒輪組600包含三個扭力齒輪610，且三個扭力齒輪610對應(yīng)限位且被容納于扭力輸出件700內(nèi)。扭力輸出件700的兩側(cè)可以分別設(shè)置一個墊環(huán)G以作為兩側(cè)元件的緩沖用途。導(dǎo)引座800容納扭力輸出件700以及扭力齒輪組600，且導(dǎo)引座800的內(nèi)側(cè)設(shè)置有多數(shù)內(nèi)環(huán)齒801。定位臂900連接導(dǎo)引座800以供握持定位導(dǎo)引座800。

圖2是繪示圖1的扭力套筒結(jié)構(gòu)100的剖示圖。請配合參照圖2，扭力套筒300與輸入座200連接而傳遞輸入座200的旋轉(zhuǎn)扭力。跳脫機(jī)構(gòu)400設(shè)于扭力套筒300內(nèi)，其中跳脫閥410、彈性件420以及調(diào)整件430三者依序連接，在本實施方式中，跳脫閥410為球型，且容置于形狀與之對應(yīng)的傳動軸520 的圓形凹槽。如圖2所示，調(diào)整件430和跳脫閥410可以利用截面呈凸字形的推抵塊來提供彈性件420套設(shè)，而推抵塊的底部又可以和調(diào)整件430以及跳脫閥410的形狀加以配合，如此既能簡化彈性件420的安裝條件，也可以確保跳脫機(jī)構(gòu)400的力量傳遞穩(wěn)定。

由圖1可知，傳動軸520除了設(shè)有一個中空的圓形凹槽以外，凹槽又向外連通三個孔洞以限位容納三個傳動件530。故如同圖2所示，跳脫閥410除了容置于傳動軸520的凹槽，也同時與三個傳動件530相切抵靠。跳脫閥410、三個傳動件530以及傳動軸520一起容置于驅(qū)動件510內(nèi)，又摩擦滾珠540 環(huán)設(shè)于驅(qū)動件510的底部，并且與外側(cè)的罩環(huán)550相抵靠，罩環(huán)550則固設(shè)于導(dǎo)引座800上。前述的輸入座200、扭力套筒300以及驅(qū)動件510三者是固定連接，例如螺鎖、一體成形或是互相焊接。如此，當(dāng)使用者操作輸入座200 旋轉(zhuǎn)時，驅(qū)動件510被摩擦滾珠540限位，故輸入座200至驅(qū)動件510的傳動系統(tǒng)不會脫出罩環(huán)550，但同時仍能夠相對罩環(huán)550(即整個扭力套筒結(jié)構(gòu) 100)旋轉(zhuǎn)。

詳細(xì)說明跳脫機(jī)構(gòu)400的連接關(guān)系，雖然輸入座200與扭力套筒300為固定連接，但調(diào)整件430可以在扭力套筒300內(nèi)移動，為了準(zhǔn)確地調(diào)整彈性件420的壓縮量，典型的一種設(shè)置方式是在扭力套筒300內(nèi)側(cè)設(shè)置螺紋，使用者可以自輸入端口201伸入工具以旋轉(zhuǎn)調(diào)整件430，借此改變彈性件420的壓縮量。而由于調(diào)整件430與彈性件420之間的推抵塊為球狀，故其旋轉(zhuǎn)行為不會干涉彈性件420的壓縮控制。

圖3是繪示圖1的扭力套筒結(jié)構(gòu)100的驅(qū)動件510與傳動件530傳動示意圖。圖3為對應(yīng)圖2的A-A線剖示圖，驅(qū)動件510以及傳動件530的連動關(guān)系如圖3所示，驅(qū)動件510中心挖空為圓弧狀內(nèi)齒，并由內(nèi)齒帶動傳動件 530、再利用傳動件530推抵傳動軸520旋轉(zhuǎn)。而由于驅(qū)動件510與傳動件530 為弧面接觸而可以自由滾動，故當(dāng)驅(qū)動件510轉(zhuǎn)動時，傳動件530將始終保持脫出內(nèi)齒的傾向，惟因跳脫閥410持續(xù)壓制三個傳動件530，使傳動件530 無法完全移入傳動軸520的凹槽內(nèi)，借此維持驅(qū)動件510以及傳動軸520的扭力傳導(dǎo)關(guān)系。

圖4是繪示圖1的扭力套筒結(jié)構(gòu)100的傳動齒輪521與扭力齒輪610傳動示意圖。圖4為對應(yīng)圖2的B-B線剖示圖，搭配圖2繼續(xù)說明，傳動齒輪 521、扭力齒輪組600以及扭力輸出件700為扭力套筒結(jié)構(gòu)100的另一組傳動系統(tǒng)，傳動齒輪521伸入扭力齒輪組600中間，且三個扭力齒輪610又與外圍導(dǎo)引座800的內(nèi)環(huán)齒801嚙合，形成一個行星齒輪組。另外，定位臂900 連接導(dǎo)引座800并由使用者握持，故導(dǎo)引座800在行星齒輪組內(nèi)可以視為固定不動。扭力輸出件700內(nèi)設(shè)有容室701來容納三個扭力齒輪610，故當(dāng)傳動齒輪521受前端扭力帶動而旋轉(zhuǎn)時，三個扭力齒輪610將圍繞傳動齒輪521 自轉(zhuǎn)且公轉(zhuǎn)，同時推抵容室701的內(nèi)壁而令扭力輸出件700旋轉(zhuǎn)。

圖5A是繪示圖1的扭力套筒結(jié)構(gòu)100的傳動件530跳脫狀態(tài)示意圖。圖 5B是繪示圖5A的扭力套筒結(jié)構(gòu)100的扭力跳脫狀態(tài)剖示圖。請一并參照圖5A以及圖5B，圖5A與圖3的差異在于圖5A的傳動件530是脫離驅(qū)動件510 的圓弧狀內(nèi)齒而可能自由滑動。由圖3的說明可以理解，傳動件530是否移入傳動軸520的凹槽內(nèi)，取決于驅(qū)動件510對傳動件530的推力與跳脫閥410 的壓制力的抗衡結(jié)果。換言之，調(diào)整件430對于彈性件420的壓縮量越大，將使彈性件420的復(fù)位力F越大，即跳脫閥410的壓制力越大。當(dāng)傳動軸520 受到來自扭力輸出件700反饋的扭力到達(dá)某個程度、且使用者仍操作驅(qū)動件 510繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，因傳動軸520的旋轉(zhuǎn)阻力較大，此時傳動件530將受驅(qū)動件 510推動并脫離其內(nèi)齒，接著再推動跳脫閥410。因此，當(dāng)三個傳動件530推抵跳脫閥410的有效分力(此力的方向相反于彈性件420的復(fù)位力F)之和等于復(fù)位力F時，跳脫閥410與三個傳動件530的力量達(dá)平衡，跳脫閥410的壓制力不再有效，此時跳脫閥410反被推往彈性件420方向而即行跳脫。

上述所指的反饋扭力的程度，將由彈性件420被調(diào)整的狀態(tài)而定，例如彈性件420的復(fù)位力F被設(shè)定至可容許200磅的扭力，則當(dāng)扭力輸出件700 所回饋的扭力等于200磅時，繼續(xù)轉(zhuǎn)動驅(qū)動件510導(dǎo)致扭力繼續(xù)增加，惟因驅(qū)動件510與傳動件530已成為圖5A的內(nèi)切滾動狀態(tài)，使得超過200磅的扭力傳遞自動無效，借此達(dá)到自動跳脫的功能。

有關(guān)于驅(qū)動件510施予傳動件530的側(cè)向力、以及此側(cè)向力與復(fù)位力F 的關(guān)系，此部分受傳動件530與跳脫閥410的尺寸、相對設(shè)置方位、傳動件 530的數(shù)量、彈性件420的彈性系數(shù)等因素影響，惟上述的這些因素的計算屬于機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域中必備的知識技能，故此處不詳細(xì)推導(dǎo)背后的力學(xué)平衡方程式。同理可知，本實施方式所示例的傳動件530或是扭力齒輪610皆為三個，但兩者的數(shù)量可以是任意且相異的，并不對本實用新型構(gòu)成限制。

由上述實施方式所公開的內(nèi)容，本實用新型的扭力套筒結(jié)構(gòu)至少具備以下優(yōu)點：第一，扭力套筒結(jié)構(gòu)同時結(jié)合了扭力放大器以及自動跳脫的功能，使用者可以在操作手持工具的同時確認(rèn)鎖固對象的扭力數(shù)值，具有使用上的方便性。第二，扭力套筒結(jié)構(gòu)針對通用扭力放大器提出新的機(jī)械設(shè)計，使其能夠配合結(jié)構(gòu)簡單的跳脫機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)自動跳脫功能，且跳脫閥以及傳動件的跳脫行為是力學(xué)動態(tài)平衡，整體操作過程相當(dāng)平穩(wěn)，不會出現(xiàn)彈簧跳脫的振動問題。第三，本實用新型的扭力套筒結(jié)構(gòu)具備自動跳脫功能，使得各個工件的預(yù)緊力可以得到實際確認(rèn)，對于組裝精密度要求嚴(yán)格的設(shè)備，扭力套筒結(jié)構(gòu)可以準(zhǔn)確適用，并且依照不同扭力要求迅速調(diào)整跳脫扭力值。第四，跳脫機(jī)構(gòu)是直接整合于扭力套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)，且其扭力跳脫行為也不包含機(jī)械磨耗，可以恒久性的使用，不需考慮耗材更換問題。

雖然本實用新型已以實施方式公開如上，然其并非用以限定本實用新型，任何所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本實用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。