TWI518253B - Can feel the tension of the screw pieces - Google Patents

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Description

可感測張力之螺接件
本發明係與連接物體的構件有關，詳而言之係指一種螺接件，可感測該螺接件螺固物體時之張力。
螺栓與螺帽係常見的螺接構件，廣泛使用於各種領域，用以將二個或以上的物體固接。藉由將螺栓旋緊，即可將被螺接物固定。
許多精密儀器設備或大型的建築物，例如橋樑、水庫或電廠的硬體等，其許多連接部位係以螺接構件螺固。此種儀器設備或建築物所要求的，不只是將連接部位固接在一起，更要求連接部位間以精確的鎖緊力螺固，若螺接構件之鎖緊力太鬆或太緊，不但無法達到設計要求，更會影響建築物或儀器設備的使用效果與安全性。
為了得知螺接構件螺固物體之鎖緊力/鎖緊扭力，習知技術係在螺栓上設置感測器(sensor)，當螺栓鎖緊物體時，藉由感測器偵測螺栓之變形量，以獲得螺栓之鎖緊力/鎖緊扭力，使作業人員可控制螺栓的鎖緊力。
上述之習知技術主要以感測螺接件之受力變形關係作為偵測螺接件之鎖緊力的技術手段；本發明則提供另一種感測技術以感測螺接件之鎖緊程度。
本發明之主要目的在於提供一種螺接件，其係以感測螺接件之張力之方式藉以得知螺接件之鎖緊力。
本發明之另一目的在於提供一種螺接件，其具有一感測構件，並使該感測構件係處於被壓縮之狀態下感測該螺接件之張力。
本發明所提供之螺接件，係包含有：一感測構件，設於該螺接件，以偵測螺接件之伸展張力；該螺接件具有一軸向/縱向；一容置空間，設於該螺接件內；該感測構件具有一可撓曲之撓性件與一感測器；該感測器係設於該撓性件，以感測該撓性件之撓曲量；該感測構件係設於該螺接件之容置空間內；於該螺接件之軸向/縱向，該撓性件之預設狀態係受壓縮而呈撓曲。
藉由上述構造，當該螺接件鎖緊物體時，螺接件將於其軸向/縱向上產生伸展；該撓性件之撓曲量係隨著螺接件之伸展而變化，藉由感測該撓性件之撓曲變化，該感測器便可測得該螺接件之張力，進而獲得螺接件之鎖緊力/鎖緊扭力。
20、20’‧‧‧螺接件
21‧‧‧頭部
22‧‧‧螺桿部
24‧‧‧螺紋
25‧‧‧容置空間
26‧‧‧凹入
27‧‧‧連接孔
S‧‧‧軸向/縱向
T‧‧‧張力
30‧‧‧感測構件
31‧‧‧撓性件
32‧‧‧上接觸件
321‧‧‧嵌槽
33‧‧‧下接觸件
331‧‧‧嵌槽
34‧‧‧連接元件
35‧‧‧感測器
40‧‧‧蓋體
42‧‧‧固接元件
46‧‧‧定位部
48‧‧‧線孔
50‧‧‧螺帽
52、54‧‧‧被螺接物
60‧‧‧電線
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之目的、特徵以及所達成之功效，以下茲舉本發明二較佳實施例，並配合圖示詳細說明於后：第一圖係係本發明第一較佳實施例之螺接件之立體圖。
第二圖係第一圖之分解立體圖。
第三圖係本發明之感測構件之立體圖。
第四圖係第一圖之4-4剖線之縱向剖面圖。
第五圖係第一圖之5-5剖線之縱向剖面圖。
第六圖顯示本發明之螺接件之使用狀態。
第七圖係本發明第二較佳實施例之螺接件之縱向剖面圖。
請參閱第一、二圖，係本發明第一較佳實施例所提供之螺接件20，該螺接件20設有一感測構件30，以感測螺接件之張力。該螺接件20可為螺栓或螺帽，本實施例係以螺栓為例，其具有一頭部21及一設於該頭部21底面之螺桿部22；該頭部21係供扳手類之手工具套接或嚙接，使手工具得以驅轉該螺固件，該頭部21之構形不以本實施例所示為限，其可製成不同型式的構形，以配合不同型式的扳手類手工具。該螺桿部22之外周面係設有螺紋24。該螺接件20具有一軸向/縱向S；該等螺紋24係沿著螺接件之軸向/縱向S設置於該螺桿部22。
一容置空間25，設於該螺接件20內，如第四圖所示。於本實施例，該容置空間25係一長形的空間，自該螺接件20之頭部21頂面向內凹設，並向下延伸至該螺桿部22，該容置空間25具有一頂端/開口端與一底端/封閉端，其頂、底端間之長度係大於其寬度，且容置空間25之縱向係位於螺接件20之軸向/縱向S的方向上，但不以平行於該軸向/縱向S為必要。一凹入26，設於該頭部21頂面，與容置空間25之頂端/開口端連通。
一蓋體40，以若干固接元件42固設於螺接件20之凹入26，藉以封閉該空間25之開口端/頂端，該蓋體40並形成該容置空間25之頂壁。請參閱第二、五圖，該凹入26之底壁設有二連接孔27，例如螺孔；二固接元件42，例如小螺絲，穿設於蓋體40之穿孔44，並螺接於該二連接孔27，將蓋體40固定。可理解的是，該容置空間25亦可自螺接件20之螺桿部22底端向內凹設；該蓋體40則固設於螺接件底端，封閉容置空間25的底端/開口端，成為容置空間之底壁。
請參閱第二、三圖，該感測構件30具有一撓性件 31與一感測器(sensor)35。該撓性件31係一具可撓性之物體，並呈片狀為佳，例如金屬片，具有靈敏的撓曲變化或電位變化。感測構件30另具有：二接觸件，分別為一上接觸件32與一下接觸件33，係呈柱狀，並與該撓性件31之頂端與底端連接。詳而言之，該撓性件31頂端係插入上接觸件32底端所設之嵌槽321中，並以二連接元件(小插銷或小鉚釘)34將撓性件31與上接觸件32固接；同樣的，撓性件31底端則插入下接觸件33頂端之嵌槽331，且以二連接元件34將撓性件31與下接觸件33固接。
該感測器35係設於該撓性件31，用以感測該撓性件之撓曲變化。感測器可為張力規、應變規，或為內建感應晶片之感測元件，其可利用有線或無線傳輸之方式傳輸其所感測的資訊，例如但不以此為限，以紅外線、藍牙、電磁波等方式作資料的無線傳輸。
該感測構件30係裝設於該螺接件20之容置空間25中，如第四圖，接著將該蓋體40固設於該螺接件20，以封閉該容置空間；該上、下接觸件32、33分別抵觸容置空間25二端之壁面，亦即抵觸該空間之頂壁(即該蓋體40)與底壁；該蓋體40底面並凹設一定位部46供上接觸件32頂端置入並定位；容置空間25之底壁係凹設呈錐狀而提供另一定位部，供下接觸件33底端定位。於本實施例，當蓋體40固接於螺接件20後，該蓋體係施壓於該上接觸件32，使得該感測構件30於容置空間25內係被擠壓，該撓性件31於螺接件20之軸向/縱向上係呈撓曲狀態。故，常態時，亦即該螺接件20未受任何外力作用時，該撓性件31係被擠壓而處於撓曲狀態，此時，該感測器35所檢測之數值係被設定為一基準值，例如為歸零的扭力值。
請參閱第六圖，該螺接件20之螺桿部22係螺設於 一特定部位(未示)之螺孔用以螺固至少一被螺接物；或與一螺帽50螺接，以螺固至少二被螺接物52、54。作業人員將螺接件20旋緊而螺固、迫緊被螺接物時，螺接件20將於其縱向/軸向方向上產生伸展，而產生一張力T，該張力T係與螺接件之鎖緊力呈正比。此時，該感測構件30(上、下接觸件及撓性件)將會隨著螺接件20之伸展而伸直，使撓性件31之撓曲量變小。藉由感測該撓性件31之撓曲量之變化，該感測器35可測出螺接件20之張力T，並轉換為螺接件20之鎖緊力/鎖緊扭力，且將所測得的鎖緊力/鎖緊扭力傳輸至一接收器或顯示器，供作業人員得知螺接件之鎖緊力。螺接件之張力轉換為鎖緊力之轉換過程可直接由感測器35完成，或由接收器轉換。由於可得知螺接件之鎖緊程度，於螺固被螺接物後，可用於監測螺接件之鎖緊力是否發生變化，例如鎖緊力降低。
如前所述，該感測器35可以無線傳輸之方式傳送所檢測的數值給作業人員，亦可為有線傳輸。有線傳輸時，如第六圖所示，將至少一電線60連接該感測器35，該電線60之另一端係自該蓋體40線孔48穿出，以連接一顯示器或接收器。
第七圖係本發明之螺接件20’之第二較佳實施例，相同之元件並沿用第一實施例的元件符號。本實施例之結構概與第一較佳實施例相同，差異處在於：該感測構件30只具有一撓性件31及一設於該撓性件31之感測器35。該感測構件30裝入該容置空間25時，撓性件31之二端係抵觸該容置空間25之頂壁(即該蓋體40)及底壁，並呈被擠壓之狀態；撓性件31之二端係定位於定位部46。當該螺接件20’伸展時，該感測器35可感測該撓性件31之撓曲量之變化。
本發明所提供之螺接件，其內部裝設有一感測構 件，同時，將感測構件之撓性件預設成撓曲狀態，使螺接件伸展時造成該撓性件之撓曲量產生變化，以感測螺接件之張力，進而得知螺接件之螺固扭力。相較於習知技術係感測螺栓或螺帽之壓縮變形，本發明之技術手段係有別於同類物品之感測方法。
上揭諸實施例僅係說明本發明而非限制。綜上所陳，本發明為同類物品首創之結構，並具諸多實用功效之增進，爰依法提出申請。
20‧‧‧螺接件
21‧‧‧頭部
22‧‧‧螺桿部
24‧‧‧螺紋
25‧‧‧容置空間
26‧‧‧凹入
S‧‧‧軸向/縱向
30‧‧‧感測構件
31‧‧‧撓性件
32‧‧‧上接觸件
321‧‧‧嵌槽
33‧‧‧下接觸件
331‧‧‧嵌槽
34‧‧‧連接元件
35‧‧‧感測器
40‧‧‧蓋體
42‧‧‧固接元件
46‧‧‧定位部

Claims (10)

  1. 一種可感測張力之螺接件，該螺接件係設有一感測構件，其中：該螺接件具有一軸向/縱向，該螺接件沿其軸向/縱向係設有螺紋；一容置空間，設於該螺接件內；該感測構件具有一撓性件與一感測器，該撓性件係具有可撓性；該感測器係設於該撓性件，以感測該撓性件之撓曲量；該感測構件係設於該螺接件之容置空間內；於該螺接件之軸向/縱向上，該撓性件係呈撓曲狀態。
  2. 如請求項1所述之螺接件，其中：該感測構件具有二端；於該螺接件之軸向/縱向上，該感測構件之二端係抵觸於該容置空間之二端之壁面，使該撓性件呈撓曲狀態。
  3. 如請求項2所述之螺接件，其中：該容置空間係沿該螺接件之軸向/縱向自該螺接件一端向內凹設，並具有一封閉端與一開口端；一蓋體，係設於該螺接件並封閉該容置空間之開口端；該感測構件之二端係分別抵觸該容置空間之封閉端及該蓋體。
  4. 如請求項2或3所述之螺接件，其中：該感測構件另包含有：二接觸件；該撓性件二端分別固接於該二接觸件，該感測構件係以該二接觸件分別抵觸該容置空間二端之壁面。
  5. 如請求項2或3所述之螺接件，其中：該撓性件二端係分別抵觸該容置空間二端之壁面。
  6. 如請求項3所述之螺接件，其中：該螺接件之一端係設一凹入；該蓋體係設於該凹入中。
  7. 如請求項3或6所述之螺接件，其中：該蓋體設有一線孔； 至少一電線，其一端連接該感測器，另一端自該蓋體之線孔穿出該螺接件。
  8. 如請求項1至3任一項所述之螺接件，其中：該螺接件係一螺栓，具有一頭部及一設於該頭部底面之螺桿部；該螺桿部之周面係設有螺紋；該容置空間係一長形空間，其縱向位於該螺接件之軸向/縱向上。
  9. 如請求項1至3任一項所述之螺接件，其中：該螺接件係一螺栓，具有一頭部及一設於該頭部底面之螺桿部，該螺桿部之周面係設有螺紋；該容置空間係自該頭部頂面向內凹設，並延伸至該螺桿部；一蓋體，設於該螺接件之頭部，並封閉該容置空間之頂端，成為該容置空間之頂端之頂壁；該感測器係以有線或無線傳輸之方式傳輸資訊。
  10. 如請求項9所述之螺接件，其中：該感測構件另包含有：一上接觸件與一下接觸件；該撓性件之頂端與底端分別與該上、下接觸件連接；該上接觸件係抵觸該蓋體；該下接觸件係抵觸該容置空間之底壁。
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