TW445195B - Fastening device - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消资合作社印製 tr： 445 1 A7 B7 五、發明説明（·） 發明之領域 本發明一般係關於用來固緊螺栓，螺帽等用之固緊裝置 〇 先前技術說明 如螺栓及螺帽之固緊器爲已知。當螺帽被力矩所鎖緊時 ，螺栓傾向於隨著螺帽移動，而由扭力動力工具對附近靜 止物所施加之反作用力，會對待鎖緊之固緊器施加一個側 負荷。螺栓及螺帽之間的螺紋摩擦爲，螺帽被扭轉時往往 不是很牢固地拉住關連之螺栓。換言之，由待轉動之螺帽 在螺栓之螺紋中所產生之轉動糜擦，是比在待連接零件之 另一側連到螺栓之反螺帽（couiiter，nut)之轉動摩擦要大 好幾倍，不管轉動之反螺帽受到表面摩擦與否。即使在待 轉動之螺帽下方有墊圈時，當螺帽轉動時它也會隨著被拉 動* 當螺栓被鎖到待連接零件之底部中之盲孔時》它亦往往 會隨著轉動。爲了上述理由，工業上應用後備板手阻止底 部螺帽隨著轉動，或者以亞倫式鍵（Allen key)插入盲螺栓 頂部之凹六角中，以夾住蟋栓不讓它在螺紋盲孔中轉動》 此程序並不經常成功，因爲夾住力隨著螺栓上螺紋裂縫引 起之最大扭矩需要而變化。但是，若螺拴只是偶而使用* 或者其他螺栓末端堅固地連接時，則扭曲會在螺栓桿部上 遠離由反作用抵住遠離螺栓軸心之靜止物所產生之側負荷 之側產生'在長螺栓之情形，當螺栓不轉時，此會造成扭 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X29?公釐） ---------^.------、订|^-----0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 445 彳 95 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（二） 矩之損失。故，螺栓隨著螺帽轉動時，螺栓扭曲及被施加 側負荷均非所希望的。故必須找出一個方法以抑制待轉動 螺帽之轉動摩擦，以及抑制側負荷，使螺栓保持不動，並 且自由螺栓桿部不會有扭曲及側負荷。因爲側負荷是由偏 向反作用所產生，反作用力必須去成爲與作用力同軸。此 可由增加相對於螺帽轉動摩擦之螺栓轉動摩擦而產生，則 螺栓件及其零件可做爲不動物件。因爲螺帽之轉動摩擦被 分配在與待連接的螺栓之螺合，及與零件之面啣接，或墊 圈中1螺栓之轉動摩擦亦必須被分配。螺合到盲孔或者連 接到反螺帽之螺栓有一個螺合摩擦在那裡，以及另一個螺 合摩擦在螺栓被連到待轉螺帽處·>由於螺帽之承載面摩擦 通常超過螺栓底端上之螺合摩擦，螺栓傾向於隨著螺帽之 扭轉而轉動•若轉動力被施加到螺帽，並且一個相反但是 相等之轉動力被施加到螺栓時，任何一個均會停止轉動。 故，必須增加螺栓之轉動摩擦，或者減少螺帽之轉動摩擦 ，使得當相等但是相反之轉動力被施加到螺栓及螺帽時， 僅螺帽轉動《此任務是使螺栓桿之轉動摩擦受到墊圈之轉 動摩擦而達成的。而且，此本身並不意味著任何事情，因 爲若轉動力僅被施加到螺帽時，螺栓及墊圈仍會隨著轉動 ，側負荷仍會施加到螺栓。除此之外，它須要一種工具， 它有一個作用力，以及相等但是相反之反作用力，例如以 扭力動力工具去保證僅螺帽轉動。.以扭力動力工具作用於 固緊器時，扭力動力工具沿著一個方向之轉動力被產生到 -4- ----------裝------訂I------線I-----^--ίΊ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公嫠） A7 B7 445195 五、發明説明（3 ) 螺帽上，而相等但是相反之扭力動力工具轉動力被產生到 螺栓桿及墊圏上，僅螺帽轉動。 在此技術中之固緊器爲習知，例如本申請人之美國專利 第5,318,397號公開之固緊器。但是，它有缺點爲，內套 筒在連到墊圏之點處的徑向厚度必須很厚，因爲施加到內 套筒之夾住力由內套筒傳遞到墊圈。因此，此連接在某些 情形中，整個相反之轉動力被施加到外套筒。除此之外， 敘述在本申請人前一個専利中之固緊器其製造成本很高。 發明之扼要說明 故，本發明之一個目的在提供一種固緊裝龌，它可避免 先前技術之缺點。 爲了達成這些及其他隨後可了解之目的，本發明一個特 徵，簡言之，在一種固緊裝置，它有一個螺栓構件，一個 待轉動之螺帽，以及扭力動力工具可被操作用來施加扭力 到螺栓構件，同時施加扭力到待轉動之螺帽，則在固緊器 鎖緊及螺帽轉動時，螺栓構件之自由螺桿不會由於扭轉或 側負荷而轉動或扭曲，螺栓構件包含有具軸心之桿及墊圈 ，桿有兩個部份位於末端，一個部份在爲螺紋部位於一個 末端而與待轉動之螺帽連接，而另一個部份位於桿之另一 個末端，用來與位於另一個末端之物件連接，墊圈有兩個 對向之承載面延伸垂直於該軸，並且受到轉動摩擦之作用 ，承載面包含一個上承載面用來與待轉動之螺帽承載面配 合，以及下承載面用來與兩個零件之一的承載面配合，扭 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2!〇'X297公釐） ----------装------tr------.^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本買) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 445 1 95 at B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（今） 力動力工具有第一驅動裝置可與螺栓構件連接，以沿著一 個方向施加扭力到桿之一部份以及到墊圈，以及第二驅動 裝置可與待轉動之螺帽連接，以沿著另一個方向施加扭力 ，則在扭力動力工具操作時，墊圈之轉動摩擦被加到桿之 一個部份之轉動摩擦中，則待轉動之螺帽會轉動，.而螺栓 、構1[牛則保持不動。 當fe]緊裝置依照本發明設計，並且包含如上所述之螺栓 構件，螺帽及扭力動力工具時，它可消除了螺栓或是堅圈 隨著螺帽之轉動而轉動。 在本發明含有螺栓構件，螺帽及扭力動力工具之固緊裝 置中，工具使用時會消除由於扭轉而自由螺桿部之扭曲。 使用本發明含有螺栓構件，及扭力動力工具之固緊裝置時 ，一般由扭矩引起之側負荷會消失。 當包括有螺栓及螺帽之固緊器由扭力動力工具鎖緊時， 螺栓相對於螺帽之摩擦改變》而且，螺栓改變之摩擦隨時 被保持與螺帽之摩擦相同的關係，即使當螺帽之摩擦由於 螺紋扭結或其他差異而暫時地變成較大時。 使用本發明之固緊裝置時，螺帽及螺栓之間的轉動摩擦 成爲較接近，並且可使用標準商用零件。故使用較小直徑 及較便宜之構造是可行的》 本發明被認爲是其特徵之新潁特性特別地列於申請專利 範圍中《但是發明本身在其構造上及操作方法上•以及另 外之目的及倮點等將從下列具體實施例之說明參考其附圖 ----------^-------tr—·-----^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 F： 44b 五、發明説明u ) 而完全了解。 圖示之簡m誔明 第la圖是本發明固緊裝置之螺栓及螺帽的側圖； 第lb圖是顯示於第la圖是本發明固緊裝置之螺栓及螺 帽的平面圖； 第2圖是顯示與第la及lb圊中之螺栓及螺帽配合的扭力 動力工具之圖； 第3a圖係本發明另一實施例之螺栓及螺帽的剖面圖； 第3b圖是第3a圖所顯示本發明裝置之螺栓及螺帽的平 面圖； 第4圖是應用到第第3a* 3b圖之螺栓及螺帽的扭力動力 工具之圖； 第5a及5b圖爲應用到本發明另一實施例之螺栓及螺帽 的扭力動力工具之側視圖及剖面圍； 第6a及6b圖爲應用到本發明更另一實施例之螺栓及螺 帽的扭力動力工具之側視圖及剖面圚； 較佳實施例之詳細說明 本發明固緊裝置有螺栓構件，其整體以符號1代表並且 包含螺栓2。螺栓2有样3及其兩個部份4及5 p螺紋部份 4位於桿3之一端，而亦可設螺紋之部份5位於桿3之另一 端。螺栓構件另外有墊圈6 ，它具有兩個承載面垂直於螺 栓之軸心A 1 ’並且受到轉動摩擦作用。塾圈6有上承載面 7及下承載面8。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐} ----------裝------1T——·-----0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 5 彳 9 5 a? Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（么） 固緊裝置另外有螺帽9。螺帽9由一個內螺紋被連到桿3 之螺紋部份4，並且有一個下承載面與墊圈6之上承載面7 配合。螺帽及螺栓構件被用來使上及下方之零件彼此鎖緊 在一起。墊圈6之下承載面與上方零件10配合》 由圖中可知，在螺紋部份4上方爲啣接裝置12。此可爲 多邊形外表面13，它形成一個連接到扭力動力工具之第一 驅動裝置。墊圈6有外多邊形表面14，它亦形成到扭力動 力工具之第一驅動裝置之連接。最後，螺帽9有外多邊形 表面15，它亦形成到扭力動力工具之第二驅動裝置之連接 〇 第2圖顯示與螺栓構件1及螺帽9配合之扭力動力工具20 。扭力動力工具20有第一驅動裝置21 »第一驅動裝置首 先被連到螺栓3之桿2的螺紋部份4。爲了此目的，第一驅 動裝置含有軸22，它與工具之外殼23例如由多邊形成之 鍵槽等做非轉動性啣接，並且有下部例如由相互啣接之多 邊形成之鍵槽等做非轉動性地支持一個套筒24。套筒24 有內多邊形開口配合在螺紋部份4上方啣接裝罱12之多邊 形外表面13上》第一驅動裝置21亦包含有外套筒25 *它 與軸22例如由多邊形成之鍵槽等做非轉動性連接，並且其 下端有多邊形內開口配合在墊圈6之多邊形外表面上。因 此，第一驅動裝置21被連到包含有螺栓2及墊圈6之啣接 裝置12，以施加扭矩到桿3之螺紋部份4 *並且沿著一個 方向到墊圈6。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .襄. 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 445195 Α7 AI B7 五、發明説明（1) 扭力動力工具20另外有第二驅動裝置26,它包括有棘輪 27可由圖中未示之驅動器（氣動，液壓等）經由棘輪與爪嚙 合而轉動，並且裝設有例如由多邊形成之鍵槽等，以及套 筒28非轉動性地由在上端之相互啣接鍵槽而與棘輪27連 接，並且其下端亦有多邊形內開口配合在螺帽9之多邊形 外表面15上》第二驅動裝置26與螺帽9連接以沿著反方向 施加相等之扭矩。故，當扭力動力工具20之驅動裝置21 施加扭力到桿3之螺紋部份4以及到墊圈6時•扭力動力工 具20之第二驅動裝置26沿著反方向施加相等之力到螺帽9 。在工具操作時，墊圈6之轉動摩擦被加到桿3之螺紋部 份4之轉動摩擦中，則待轉動之螺帽9會轉動，而螺栓構 件1則保持不動》 在第3圖本實施例之固緊裝置中，與第一實施例之零件 相當者以相同符號表示。在此寅施例中，不必改變商業可 用之螺栓。蜾栓有內套筒16，其外螺紋形成桿3之螺紋部 份4而與螺帽9連接。內套简16設有內螺紋，它與桿3之 螺紋嚙合》內套简16亦有啣接裝置12，它可爲多邊形表 面13。 與第2圖之螺栓構件及螺帽配合之扭力動力工具20被顯 示在第4圖中。它相當於第2圖之扭力動力工具。但是， 在第4圖之實施例中，套筒24有內多邊形開口與非配置在 桿上而是配置在內套简16上之啣接裝置12之多邊形表面 啣接，接著與螺栓2之桿3啣接。在此構造中，第一驅動 本纸張尺度適用中國國家標準（CMS > Α4規格（210 X 297公釐） ----------餐.------訂-------線； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 445 195 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（？） 裝置21施加扭矩到桿3之螺紋部份4，並且亦到墊圈6， 而第二驅動裝置26沿著反方向施加相等之扭力到螺帽9。 第5圖之固緊裝置亦有第一驅動裝置31。第一驅動裝置 31包含有銷32非轉動性地連接到工具外殼，第一桿33有 一個右端非轉動性地連接到銷32，其左端設有內六角開口 配合到啣接裝置12之六角形表面13，以及另一個桿有第 一端非轉動.性地連接到銷32，及第二端有多邊形內開口配 合在墊圈6之多邊形外表面上。扭力動力工具另外有第二 驅動裝置35，它包括有棘輪36位於驅動板37，並且可經 由棘輪與爪之嚙合驅動而轉動β棘輪36有多邊形內開口配 合在螺帽9之多邊形外表面上。在此，第一驅動裝置亦沿 著一個方向施加扭力到桿3之螺紋部份4以及到墊.圈6時， 第二驅動裝置35沿著反方向施加相等之力到螺帽9 » 第6圖之實施例實質上相當於第5圖之賁施例》第6圖之 實施例與第5圖之實施例之差異在於棘輪之內多邊形開口 是與第3圖螺帽9之外多邊形表面配合，其內螺紋與與設 有啣接裝置12之桿3之螺紋部份嚙合。在此，第一驅動裝 置3 1亦沿著一個方向施加扭力到桿3之螺紋部份4以及到 墊圈6時，第二驅動裝置35沿著反方向施加相等之力到螺 帽9 » 在本發明所有實施例中，螺栓之扭轉由於使用第一驅動 裝置，當反作用力施加到螺栓構件時可確保螺栓構件保持 不動，以及使用，當方向相反且相等之力施加到螺帽時， -10- f---------艮------訂一.-----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫未頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 445195 A7 B7 五、發明説明h ) 可確保僅有螺帽會轉動。 雖然本發明以固緊裝置之實施例顯示及敘述之，但是它 並不是限制於所顯示的細節而已，在不違離本發明精神之 .下可以有許多修改及稱造變化。 不用進一步分析，上述已完全地顯露本發明之要點，使 其他人可應用目前知識隨即可做許多的應用而顯示其特徵 ’從先前技術觀之*能公平地構成了本發明具膣之主要特 徵· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 元件符號對照表 1 螺栓構件 2 螺栓 3 桿 4 螺紋部份 5 部份 6 墊圈 7 上承載面 8 下承載面 9 螺帽 10 上方零件 11 下方零件 12 啣接裝置 13 多邊形外表面 14 外多邊形表面 ---------t------、1T—·------^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 445195 A7 B7 五、發明説明（π ) 15 外多邊形表面 20 扭力動力工具 21 第一驅動裝置 22 軸 23 外殼 24 套筒 25 外套筒 26 第二驅動裝置 27 棘輪 28 套筒 3 1 第一驅動裝置 32 銷 33 第一桿 35 第二驅動裝置 36 棘輪 37 驅動板 申請專利範圍敘述如下。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 445 1 9 BS C8 D8 經肩部智慧財是局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1. 一種固緊裝置，它有一個螺栓構件，一個待轉動之螺帽 •以及扭力動力工具可被操作用來施加扭力到該螺栓構 件，同時施加扭力到該待轉動之螺帽，則在該固緊器鎖 緊及該螺帽轉動時，該螺栓構件之自由螺桿不會由於扭 轉或側負荷而轉動或扭曲，該螺栓構件包含有具軸心之 桿及墊圈，該桿有兩個部份位於末端，該其中一個部份 在爲螺紋部份位於一個末端而與待轉動之該螺帽連接， 而另一個部份位於該桿之另一個末端，用來與位於該另 一個末端之物件連接，該墊圈有兩個對向之承載面延伸 垂直於該軸，並且受到轉動摩擦之作用，該承載面包含 一個上承載面用來與待轉動之該螺帽承載面配合，以及 下承載面用來與兩個零件之一的承載面配合，該扭力動 力工具有第一驅動裝置可與該螺栓構件連接’以沿著一 個方向施加扭力到該桿之一個部份以及到該墊圏，以及 第二驅動裝置可與待轉動之該螺帽連接’以沿著另一個 方向施加扭力’則在該扭力動力工具操作時，該墊圈之 轉動摩擦被加到該桿之該一個部份之轉動摩擦中’則待 轉動之該螺帽會轉動’而該螺栓構件則保持不動。 2. 如申請專利範圍第1項之固緊裝置’其中該螺栓構件之 該桿之該一個螺紋部份具有螺紋套筒。 3 .如申請專利範圍第1項之固緊裝置’其中該第一驅動裝 置是與該扭力動力工具之該第二驅動裝置同軸。 4.如申請專利範圔第3項之固緊裝置’其中該第二驅動裝 -13- ---------t------IT------線’ (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210><2<π公釐） Λ8 B8 C8 D8 445 7 9 5 六、申請專利範園 置在該第一驅動裝置之外側轉動。 5. 如申請專利範圍第3項之固緊裝置，其中該第二驅動裝 置在該第一驅動裝置之內側轉動。 6. 如申請專利範圍第1項之固緊裝置’其中該第一驅動裝 置是與該螺栓構件在該第二驅動裝置之外側及內側同軸 地連接" 7. 如申請專利範圍第4項之固緊裝置’其中該第一驅動裝 置是與該桿之該一個螺紋部份及該墊圈連接。 8. 如申請專利範圍第5項之固緊裝置，其中該第一驅動裝 置是與該桿之該一個螺紋部份及該墊圈連接° 9. 如申請專利範圍第4項之固緊裝匿，其中位於該第二驅 動裝置之內側之該第一驅動裝置是與該該桿之該一個螺 紋部份及該墊圈連接· 10. 如申請專利範圍第5項之固緊裝置，其中位於該第二驅 動裝置之外側之該第一驅動裝置是與該墊圈連接。 11. 如申請專利範圍第4項之固緊裝置•其中位於該第二驅 動裝置之外側之該第一驅動裝置是與該塾圈連接。 12. 如申請專利範圍第5項之固緊裝置，其中位於該第二驅 動裝置之外側之該第一驅動裝置是與該桿之該一個螺 紋部份連接。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X2q7公釐） __________一______丁______泉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經消部智慧財產局S (工消費合作社印製