TWI409390B - 具應力偵測結構的螺絲 - Google Patents

Description

具應力偵測結構的螺絲

本發明是有關於一種螺絲，且特別是有關於具偵測功能的螺絲。

螺絲是一種泛用的工具，它可以用來將兩個工件栓鎖在一起，進而使兩者不相分離。螺絲的選用在精密科技領域是十分重要的；舉例而言，飛機或火車的兩塊殼板間，常有需要螺絲進行栓鎖固定處；此時，選用何種螺絲以承受多大的應力便十分考驗設計人員的能力。然而，即使當初設計時測試無誤，亦不保證後續使用上，在客觀條件變化(例如機件老化生鏽或金屬疲勞等)之後，亦仍安全適用而無虞。

因此，本揭示內容之一技術態樣是在提供一種具應力偵測結構的螺絲，以解決上述之問題。

依據本技術態樣一實施方式，提出一種具應力偵測結構的螺絲，包括一螺絲本體、一同軸螺件及一應力偵測件。螺絲本體的軸心具有一中空螺孔，同軸螺件係用以螺鎖固定於中空螺孔，而與螺絲本體呈同軸。同軸螺件包括一螺身部及兩螺鎖部。兩螺鎖部位於螺身部之兩端以螺鎖嚙合中空螺孔，進而得以承受施加於螺絲本體上的應力；兩螺鎖部其中之一具有一溝槽。應力偵測件位於螺身部，且透過溝槽以一訊號線傳遞所受之應力的訊號。

另外，依據本技術態樣其他實施方式，具應力偵測結構的螺絲更包括一定位座，係由螺身部表面內凹而形成，以承載應力偵測件。另一方面，兩螺鎖部中具有溝槽者，其頂面係內凹形成一內六角驅動槽；而且，內六角驅動槽之深度係不超過其所在位置之螺鎖部厚度的一半。此外，螺絲本體具有一螺帽及一螺體，兩螺鎖部中具有溝槽者係內緣切齊螺帽之底端，兩螺鎖部中不具有溝槽者，係外緣切齊螺體之底端。

藉此，上述諸實施方式之具應力偵測結構的螺絲，可以有效偵測，乃至於監控需要螺絲來結合的兩工件間的各種應力狀態。

請一併參考第1圖與第2圖，第1圖是本實施方式之具應力偵測結構的螺絲100的結構示意圖，第2圖是第1圖的剖面圖。第1圖中，具應力偵測結構的螺絲100包括一螺絲本體110、一同軸螺件120及一應力偵測件130。螺絲本體110的外觀可以是各種習知螺絲，例如第1圖所繪示之六角螺絲。應力偵測件130可以是市售的各種應變規。螺絲本體110的軸心具有一中空螺孔111，同軸螺件120係用以螺鎖固定於中空螺孔111，而與螺絲本體110呈同軸。同軸螺件120包括一螺身部121及兩螺鎖部122；兩螺鎖部122位於螺身部121之兩端以螺鎖嚙合中空螺孔111，進而得以承受施加於螺絲本體110上的應力。換句話說，當螺絲本體110在被使用時，承受諸如扭力、剪應力或來自於兩工件被互相拉扯的作用力等應力時，兩螺鎖部122會將此應力加諸於螺身部121。此時，由於應力偵測件130位於螺身部121，所以應力偵測件130便可間接偵測到上述諸般施加於螺絲本體110的應力。

請復參考第3圖，第3圖是第1圖之同軸螺件120的結構示意圖。第3圖中，兩螺鎖部122其中之一具有一溝槽123。位於螺身部121上的應力偵測件130，便可透過溝槽123，以一訊號線131傳遞所受之應力的訊號。另外，在其他實施方式上，螺身部121表面更可內凹而形成一定位座124，以承載應力偵測件130。此外，以第3圖為例，兩螺鎖部122中具有溝槽者123，通常即為靠近螺絲本體110頂面者；此一螺鎖部122的頂面可以具有外凸或內凹的螺角設計，例如具有一外六角驅動塊，以受套筒扳手驅動，或如第3圖所示內凹形成一內六角驅動槽125，以受六角扳手驅動。值得注意的是，內六角驅動槽125之深度以不超過其所在位置之螺鎖部122厚度的一半為宜，以免影響螺鎖部122作為傳遞螺絲本體110之應力的物理性質。

同理，為了使同軸螺件120可以更具指標性的反應出螺絲本體110上的應力，同軸螺件120鎖入中空螺孔111的位置，亦須深入考量。以第2圖為例，螺絲本體110本身具有一螺帽112及一螺體113；兩螺鎖部122中具有溝槽123者，即靠近螺帽112者，係內緣切齊螺帽112之底端；而兩螺鎖部122中不具有溝槽123者，則係外緣切齊螺體113之底端。藉此，螺絲本體110所承受之應力，不論其具體作用位置，皆能具指標性的透過兩螺鎖部122傳遞到螺身部121。

值得注意的是，在具體使用上，以兩塊鋼板間原需栓鎖15顆大螺絲為例，吾人可設計16個栓鎖位置，並將本實施方式之具應力偵測結構的螺絲100栓鎖於其中之一，或仍設計15個栓鎖位置，但以本實施方式之具應力偵測結構的螺絲100取代其中之一。藉此，便可達到在動態狀況下以應力偵測件130具體監控螺絲之工作狀態的功效。

另一方面，本實施方式之具應力偵測結構的螺絲100與日本特開平6-221315號專利相比較，具應力偵測結構的螺絲100的螺絲本體110與同軸螺件120是位在共中心軸上，而沒有結構上質量偏心的負面效應。此外，本實施方式之具應力偵測結構的螺絲100與美國第4823606號專利相比較，具應力偵測結構的螺絲100的同軸螺件120上兩螺鎖部122中不具有溝槽者，係深入到螺絲本體110；換句話說，美國專利之結構在螺絲結合兩工件後，若兩工件間受到水平位移的應力，則美國專利之結構並無法偵測之；反之，本實施方式之具應力偵測結構的螺絲100確可忠實呈現螺絲本體110各部位所感受之各種應力，包括剪應力與離心力。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．具應力偵測結構的螺絲

110．．．螺絲本體

111．．．中空螺孔

112．．．螺帽

113．．．螺體

120．．．同軸螺件

121．．．螺身部

122．．．螺鎖部

123．．．溝槽

124．．．定位座

125．．．內六角驅動槽

130．．．應力偵測件

131．．．訊號線

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖是本實施方式之具應力偵測結構的螺絲100的結構示意圖。

第2圖是第1圖的剖面圖。

第3圖是第1圖之同軸螺件120的結構示意圖。

100．．．具應力偵測結構的螺絲

110．．．螺絲本體

111．．．中空螺孔

120．．．同軸螺件

130．．．應力偵測件

131．．．訊號線

Claims (4)

1. 一種具應力偵測結構的螺絲，包括：一螺絲本體，軸心具有一中空螺孔，且該螺絲本體具有一螺帽及一螺體；一同軸螺件，係用以螺鎖固定於該中空螺孔，而與該螺絲本體呈同軸，包括：一螺身部；以及兩螺鎖部，位於該螺身部之兩端以螺鎖嚙合該中空螺孔，進而得以承受施加於該螺絲本體上的應力，其中之一具有一溝槽，該兩螺鎖部中具有該溝槽者係內緣切齊該螺帽之底端，該兩螺鎖部中不具有該溝槽者，係外緣切齊該螺體之底端；以及一應力偵測件，位於該螺身部，且透過該溝槽以一訊號線傳遞所受之應力的訊號。
2. 如請求項1所述之具應力偵測結構的螺絲，更包括一定位座，係由該螺身部表面內凹而形成，以承載該應力偵測件。
3. 如請求項1所述之具應力偵測結構的螺絲，其中該兩螺鎖部中具有該溝槽者，其頂面係內凹形成一內六角驅動槽。
4. 如請求項3所述之具應力偵測結構的螺絲，其中該 內六角驅動槽之深度係不超過其所在位置之該螺鎖部厚度的一半。