[发明专利]转矩扳手

说明书

技术领域

本发明涉及一种转矩扳手，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。

背景技术

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54，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54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55相啮合，由此，当所述管状凸轮54以顺时针方向旋转时，所述啮合棘爪57与所述棘轮齿55相啮合。这使得所述管状凸轮54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54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54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L0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54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R1曲面的凸轮顶部表面56c构成的，其中，所述陡坡具有半径为R0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。

[专利文件1] 英国专利号No.2148767。

发明内容

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L1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L1的力。