TWI520817B - Torque control mechanism and torque control method of power tool - Google Patents

Description

動力工具之扭力控制機構與扭力控制方法

本發明係與衝擊型動力工具有關，更詳而言之是指一種巧妙利用擊座之位移而產生訊號供運算、處理之動力工具之扭力控制機構與扭力控制方法者。

按，習知衝擊型電動工具(如電動衝擊扳手等)，其結構大體上包含馬達、變速齒輪組、傳動軸、打擊組(如出力軸、擊座)、控制系統等構件，變速齒輪組係連接於馬達一端，用以改變馬達輸出之旋轉動力，傳動軸係連接變速齒輪組，出力軸係以可旋轉之方式同軸接設於傳動軸一端，可供連接螺絲起子、套筒等工作接頭，擊座係套設於傳動軸上，而可沿該傳動軸之軸向於一打擊及釋放位置間往復位移，出力軸之一端與擊座一端分別對應突設有擊塊，用以當擊座移動至打擊位置時，各擊塊可對應抵接、打擊，使出力軸可受擊打而旋轉，用以進行鎖螺絲或螺帽等動作。

為了使電動工具將工件設置到定位時可自動停機(如已鎖緊螺絲)，近年所見之衝擊型電動工具多設置有回饋、控制之系統(如全自動或半自動電動工具)，一般係利用感測電流或扭力(扭矩)變化等技術，判斷電動工具之 負荷、運作狀態，進而促使電動工具停機或進行其他動作(如補打擊、補運轉等)。

前述增設電流或扭力(扭矩)感測之電子元件及相關電路之方式，雖然可使衝擊型電動工具之運作更為精確，惟將會大幅增加電動工具之機構複雜性與製作成本，使產品之售價居高不下。

緣是，本發明人乃基於多年研發電動工具之經驗，而獲致改進前揭缺失之本發明。

本發明之主要目的即在提供一種動力工具之扭力控制機構與扭力控制方法，其不需改變該動力工具原有之構成，巧妙地利用擊座之移動狀態產生訊號，供動力工具之控制系統運算、處理，以產生補打擊、補運轉、補功率或停止運轉等動作，可保護工件，避免因扭力輸出過大而損害工件，且可精確切斷、控制扭力輸出時間，獲致省電、節能效果，甚具經濟價值者。

緣是，為達成前述之目的，本發明係提供一種動力工具之扭力控制機構，至少包含一傳動軸，一出力軸，同軸樞接於該傳動軸一端，一擊座，可於一第一及一第二位置間往復位移地套設於該傳動軸上，其一端突設有若干第一擊塊對應出力軸一端所突設之若干第二擊塊，該擊座位於第一位置時，該第一擊塊係抵接、搥擊對應之第二擊塊，而使 該出力軸受擊打之作用力進行自轉運動，該擊座位於第二位置時，該第一、第二擊塊係相隔適當距離；一偵測元件，設置於該擊座遠離對應出力軸之一端並電性連接動力工具之控制系統。

此外，本發明更提供一種動力工具之扭力控制方法，該動力工具係至少包含有一傳動軸，連接該動力工具之動力來源；一出力軸，同軸樞接於該傳動軸一端，其一端設有若干卡塊：一擊座，套設於該傳動軸上，可沿該傳動軸之軸向於一第一及一第二位置間往復位移，其一端突設有若干擊塊對應出力軸之卡塊，該擊座位於第一位置時，該擊塊係抵接、搥擊對應之卡塊，而使該出力軸受擊打之作用力進行自轉運動，該擊座位於第二位置時，該擊塊與卡塊係相隔適當距離；該扭力控制方法係於擊座遠離對應出力軸之一端設置一偵測元件，並將該偵測元件電性連接動力工具之控制系統，用以當該擊座移動至第二位置時，該偵測元件可輸出一訊號。

進一步地，該動力工具更包含有一馬達與一變速齒輪組，該變速齒輪組係設置於馬達之動力輸出端並連接傳動軸。

進一步地，更包含有一彈簧，係套置於該傳動軸上並介於擊座與變速齒輪組一端之間。

進一步地，該擊座係金屬材質，該偵測元件係 霍爾元件。

進一步地，該馬達係無刷馬達。

10‧‧‧扭力控制機構

12‧‧‧馬達

13‧‧‧變速齒輪組

14‧‧‧傳動軸

15‧‧‧出力軸

16‧‧‧擊座

17‧‧‧彈簧

18‧‧‧偵測元件

22‧‧‧卡塊

24‧‧‧擊塊

第一圖係本發明一較佳實施例之組合立體圖。

第二圖係本發明一較佳實施例之另一組合立體圖，圖中擊座係移動至打擊位置。

第三圖係本發明一較佳實施例之動作圖，顯示擊座移動至打擊位置之狀態。

第四圖係本發明一較佳實施例之動作圖，顯示擊座後退至可受偵測元件偵測之位置。

以下，茲舉本發明二較佳實施例，並配合圖式做進一步之詳細說明如後：首先，請參閱第一圖與第二圖所示，本發明一較佳實施例動力工具之扭力控制機構10，該動力工具可為氣動或電動等動力工具，本實施例係電動工具，係至少包含有一馬達12，可為無刷馬達或其他類型之馬達，本實施例係無刷馬達，一變速齒輪組13，設置於該馬達12之動力輸出端，一傳動軸14，連接該變速齒輪組13，該變速齒輪組13係可將馬達12傳輸之旋轉動力進行變速(如減速)後使傳動軸14以預定速度旋轉，一出力軸15，同軸樞接(套接)於該傳動軸 14一端，用以供套接供鎖緊螺絲或螺栓用的起子頭等工具頭，其對應該變速齒輪組13之一端設有相對之二卡塊22，一擊座16，概呈一端開口之套筒狀，套設於該傳動軸14上，可沿該傳動軸14之軸向於一第一及一第二位置間往復位移，其一端相對突設有二擊塊24對應出力軸15之卡塊22，該擊座16位於第一位置時(遠離變速齒輪組13)，該擊塊24係抵接、搥擊對應之卡塊22，而使該出力軸15受擊打之作用力進行自轉運動，該擊座16位於第二位置時(靠近變速齒輪組13)，該擊塊24與卡塊22係相隔適當距離，一彈簧17，套置於該傳動軸14上並介於擊座16內端與變速齒輪組13一端外側之間；前述各該馬達12、變速齒輪組13、傳動軸14、出力軸15與擊座16等構件概與習知電動工具相同，屬習知技術之範疇，此處不予贅述其詳細構造與運作方式，本發明該動力工具之扭力控制機構10係在於更包含有：一偵測元件18，係習知磁感應之霍爾元件，當然亦可為其他類型之偵測元件，設置於該變速齒輪組13一側(遠離對應出力軸15之一端)並電性連接動力工具之控制系統(圖中未示)，用以當該金屬材質之擊座16移動至第二位置而受到感應時，可輸出訊號至該動力工具之控制系統。

藉此，本發明該動力工具之扭力控制機構10之特色與功效如下：當該動力工具運作時，該擊座16係移動至第一 位置(打擊位置)，如第二圖與第三圖所示，各該擊塊24係對應抵接卡塊22，使該傳動軸14之旋轉動力可傳輸至出力軸15，促使該出力軸15可運轉，進行鎖螺絲、螺帽等動作。而當該出力軸15之負荷到達預設極限值時(例如已鎖緊螺絲或螺帽)，該擊座16即可下沉、朝第二位置移動，當該擊座16移動至偵測元件18之偵測位置時(第二位置)，如第四圖所示，該偵測元件18即可發出訊號至該動力工具之控制系統，俾供動力工具之控制系統運算、處理，使該動力工具可進行補打擊、補運轉、補功率或使該馬達12停止運轉等動作，俾可保護工件，避免因扭力輸出過大而損害工件，且可精確切斷、控制扭力輸出時間，獲致省電、節能等效果。

換言之，本發明係巧妙地利用該擊座16之移動狀態，配合該偵測元件18之偵測，可產生訊號，以作為該動力工具之控制系統進行相關運作方式之依據。

由上可知，本發明更提供了一種動力工具之扭力控制方法，其係於動力工具之擊座16遠離對應出力軸15之變速齒輪組13一端設置偵測元件18，並將該偵測元件18電性連接動力工具之控制系統，用以當該擊座16移動至第二位置時，該偵測元件18即可輸出訊號至控制系統。

其次，本發明該動力工具之扭力控制機構並不限於前揭之電動動力工具，亦可運用於氣動等動力工具者。

綜上所述，本發明該動力工具之扭力控制機構 與扭力控制方法，其不需改變該動力工具原有之構成，藉由該偵測元件之增設，巧妙地利用擊座之移動狀態產生訊號，使該動力工具可進行補打擊、補運轉、補功率或使該馬達停止運轉等動作，可保護工件、避免因扭力輸出過大而損害工件，且可精確切斷、控制扭力輸出時間，獲致省電、節能等效果，相較於衝擊型電動工具，本發明顯然結構更為精簡、直接有效，甚具經濟價值。

惟，以上所述者，僅為本發明之若干較佳實施例，本發明並不限於上述實施例，舉凡在不脫逸本發明精神範疇內，其可實施多樣的變化。

10‧‧‧扭力控制機構

12‧‧‧馬達

13‧‧‧變速齒輪組

15‧‧‧出力軸

16‧‧‧擊座

17‧‧‧彈簧

18‧‧‧偵測元件

22‧‧‧卡塊

24‧‧‧擊塊

Claims (2)

1. 一種動力工具之扭力控制機構，至少包含有：一傳動軸，連接該動力工具之動力來源；一出力軸，同軸樞接於該傳動軸一端，其一端設有若干卡塊：一擊座，套設於該傳動軸上，可沿該傳動軸之軸向於一第一及一第二位置間往復位移，其一端突設有若干擊塊對應出力軸之卡塊，該擊座位於第一位置時，該擊塊係抵接、搥擊對應之卡塊，而使該出力軸受擊打之作用力進行自轉運動，該擊座位於第二位置時，該擊塊與卡塊係相隔適當距離；一馬達與一變速齒輪組，該變速齒輪組係設置於馬達之動力輸出端並連接傳動軸；一彈簧，套置於該傳動軸上並介於擊座與變速齒輪組一端之間；及一偵測元件，設置於該變速齒輪組一側而位於該擊座遠離對應出力軸之一端並電性連接動力工具之控制系統，用以當該擊座移動至第二位置時，其一端係進入該偵測元件之感應範圍，該偵測元件則可傳輸訊號至動力工具之控制系統。
2. 一種動力工具之扭力控制方法，該動力工具係至少包含有一傳動軸，連接該動力工具之動力來源；一出力軸，同軸樞接於該傳動軸一端，其一端設有若干卡塊；一擊座，套設於該傳動軸上，可沿該傳動軸之軸向於一第一及一第二位置間往復位移，其一端突設有若干擊塊對應出力軸之卡塊，該擊座位於第一位置時，該擊塊係抵接、搥擊對應之卡塊，而使 該出力軸受擊打之作用力進行自轉運動，該擊座位於第二位置時，該擊塊與卡塊係相隔適當距離；一馬達與一變速齒輪組，該變速齒輪組係設置於馬達之動力輸出端並連接傳動軸；一彈簧，套置於該傳動軸上並介於擊座與變速齒輪組一端之間；該扭力控制方法係於擊座遠離對應出力軸之一端設置一偵測元件，並將該偵測元件電性連接動力工具之控制系統，用以當該出力軸之負荷到達預設極限值而使擊座移動至第二位置時，該擊座之一端係進入該偵測元件之感應範圍，該偵測元件可傳輸訊號至動力工具之控制系統。