TWI545269B - 螺絲扭力感應組及其電子螺絲 - Google Patents

Description

螺絲扭力感應組及其電子螺絲

本發明是有關於一種電子手工具，特別是關於一種感測螺絲所承受應力之螺絲扭力感應組及其電子螺絲。

目前手工具發展已朝向電子化發展，為了使一般消費大眾在使用時更容易上手，於是各種易於操作或附帶人性化電子功能的手工具亦陸續問市。一般手工具係用於扳轉螺固件以螺設物件者，而若是應用於航空設備等精密儀器時，則需要十分精確的鎖設力道，甚至連扳轉角度也都必需逐一考量，因此有業者開發出設有各種應變規的手工具。

為因應近代工業對於螺絲承受扭力之精密需求，諸如交通工具零件間的連接處、橋樑與橋面接合連接和飛機外殼合金接縫連結都不再是以普通精密螺絲固定，而是改由使用經精密加工強化、尺寸精準符合且內部設有應力感測器的工程螺絲固定。然而工程螺絲會因疲勞度和安全度損耗縮短其使用壽命，尤其工程螺絲經長期的風吹、日曬、雨淋、地震或處於極端環境下容易產生斷裂或數據失常， 進而影響整體工程或設備安全。因此工程螺絲需定時進行檢測維護並適時替換，以防止工程螺絲數據失誤或斷裂時造成之重大危害。

另一方面，以往多是利用人力進行定期工程螺絲壽命檢測，工程螺絲應力狀態的判定難免易有遺漏之處，較為細小之結構缺陷無法直接以肉眼判斷，工程人員需進行其結構複查檢測，且應力感測器也會因裝置在螺絲上之位置不同而造成靈敏度上的差異。此外，一般螺絲在不同位置被傳入一振動波或一扭力的效應不同，檢測人員必須逐一以感測器檢測結構是否安定，但目前若單以人力進行各類工程螺絲定期檢測，需耗費大量的人力成本與時間。

為解決上述問題，本發明之一態樣在於提供一種電子螺絲，其用以較靈敏地檢測螺絲所承受的應力狀態，有效提升數據靈敏度外，更有主動警示的效果。

本發明之一態樣在提供一種電子螺絲，其搭配一電子扭力顯示器進行電子螺絲扭力值狀態判斷。電子螺絲包含一本體及一扭力感測元件。本體具有一螺頭和由螺頭延伸之一桿體，桿體上具有一螺頭凹槽。桿體具有一頸段和一螺牙段，頸段與螺牙段連接處具一凹槽。凹槽容積大約三分之一位於頸段，而凹槽容積大約三分之二位於螺牙段。扭力感測元件裝設在凹槽上。

藉此，本發明的電子螺絲因扭力感測元件設置於凹槽應力敏感處，扭力感測元件能準確感測電子螺絲上集中的應力，由 於凹槽處為電子螺絲密集加工區，並為感測變形量最靈敏的區域，故扭力感測元件裝設於凹槽能精準感測電子螺絲所承受應力。本創作可使電子扭力顯示器獲得最即時與正確的螺絲應力狀態，使工程人員檢測流程大為簡化並縮短檢測時間。

依據本發明實施方式的其他實施例如下，其中凹槽容積得大於或等於扭力感測元件之體積，令扭力感測元件裝設的位置低於頸段與螺牙段交界的表面(切平面)。再者，螺頭可具有一螺頭凹槽，凹槽內則可具有一連結通道與螺頭凹槽互為連通，電子螺絲則搭配一可拆卸之電子扭力顯示器，當扭力感測元件偵測到螺絲承受之應力值時，可經由連結通道與螺頭凹槽內的連結佈線傳輸至螺頭上之電子扭力顯示器進行顯示。

依據本發明之另一實施方式，提出一種螺絲扭力感應組。此螺絲扭力感應組包含一本體、一電子扭力顯示器及一扭力感測元件。本體具有一螺頭和由該螺頭延伸之一桿體。桿體具有一頸段和一螺牙段，頸段與螺牙段連接處具一凹槽。凹槽容積大約三分之一位於頸段，且凹槽容積大約三分之二位於螺牙段。電子扭力顯示器可活動地設置在螺頭上以顯示設定之警示訊號。扭力感測元件裝設在凹槽上，且扭力感測元件與電子扭力顯示器以電性方式連結。

藉此，本創作的螺絲扭力感應組的凹槽處為電子螺絲密集加工區，並為感測變形量最靈敏的區域，而扭力感測元件裝設於凹槽能精準感測電子螺絲所承受應力。此外，螺絲扭力感應組無需藉由其他工程人員協助，檢測者也不用再以複雜振動波檢測操作便能得知工程螺絲扭力狀態是否正常。故本創作確實可以有 效避免人力資源浪費及複雜操作投入。

依據本發明另一實施方式的其他實施例如下；其中凹槽容積大於或等於扭力感測元件之體積，令扭力感測元件裝設的位置低於桿體的表面(切平面)。扭力感測元件與電子扭力顯示器以可拆卸地的接觸式電性連結。此外，本另一實施方式之電子扭力顯示器可以設有至少一發光二極體，發光二極體依設定狀態發光。又或是在電子扭力顯示器設有一顯示幕以顯示扭力感測元件之扭力數值。

前述各實施方式可以再具以下實施例，在前述各實施方式中的凹槽上可以配設有具防水墊圈的蓋體，用以避免扭力感測元件受潮或受到操作施工的破壞。

100‧‧‧本體

110‧‧‧螺頭

111‧‧‧電子接腳

120‧‧‧桿體

121‧‧‧頸段

122‧‧‧螺牙段

123‧‧‧凹槽

124‧‧‧螺頭凹槽

125‧‧‧連結通道

200‧‧‧扭力感測元件

300‧‧‧電子扭力顯示器

d1‧‧‧凹槽位於頸段之容積

d2‧‧‧凹槽位於螺牙段之容積

D‧‧‧凹槽容積

第1圖是繪示本創作一實施方式之電子螺絲之爆炸圖。

第2圖是繪示依據第1圖實施方式之側視圖。

第3圖是繪示本創作另一實施方式中螺絲扭力感應組之立體圖。

第4圖是繪示依據第3圖中螺絲扭力感應組之剖視圖。

第5圖是繪示依據第3圖中螺絲扭力感應組之爆炸圖。

請一併參閱第1圖至第2圖，第1圖是繪示本創作之電子螺絲的一實施方式之爆炸圖；第2圖是繪示其側視圖，前述圖 式應能充份說明本發明實施方式之結構細節。本發明之一種電子螺絲態樣，其包含一本體100、一扭力感測元件200，相關結構細節如後。

本體100側視概呈T字型，且本體100前端具有一多邊形螺頭110和由該螺頭110延伸之一桿體120，螺頭110上具有至少一電子接腳111，且電子接腳111外露於螺頭110。另在桿體120上區隔出一頸段121和一螺牙段122。頸段121與螺牙段122連接處開設一凹槽123。凹槽123位於頸段121之容積d1為凹槽123容積D的三分之一，凹槽123位於螺牙段122之容積d2為凹槽123容積D的三分之二。此外，桿體120內具有一螺頭凹槽124，凹槽123內具有一連結通道125，且連結通道125連結貫通前述螺頭凹槽124以供佈線使用。

扭力感測元件200裝設在凹槽123上。且凹槽124容積大於或等於扭力感測元件200之體積，令扭力感測元件200裝設的位置低於頸段121和一螺牙段122交界的表面。

藉由凹槽123位於頸段121之容積d1為凹槽123容積D的三分之一的設計，以及凹槽123位於螺牙段122之容積d2為凹槽123容積D的三分之二的設計，本創作扭力感測元件200能較靈敏地感測螺絲本體100所承受扭力值，進而由扭力感測元件200將偵測自螺絲本體100之變形量經由連結通道125與螺頭凹槽124內的佈線向外傳遞，再以電性連結方式將扭力值訊號傳輸至螺頭110上之電子接腳111。另前述電子接腳111是用以搭配可拆卸的電子扭力顯示器(未圖示)，電子扭力顯示器可活動地接觸於螺頭110上之電子接腳111，並依照扭力感測元件200感測到 之應力狀態經由電子扭力顯示器顯示其設定之扭力值狀態、傳遞數據值或警示扭力異常狀態。

再請參閱第3至第5圖的另一實施方式，第3圖是繪示本發明之螺絲扭力感應組之立體圖；第4圖是繪示其剖視圖；以及第5圖是繪示其爆炸圖。本發明之一種螺絲扭力感應組，其包含一本體100、一扭力感測元件200及一電子扭力顯示器300，相關結構細節如後。

本體100側視概呈T字型，且本體100前端具有一多邊形螺頭110和由該螺頭110延伸之一桿體120。另在桿體120上區隔出一頸段121和一螺牙段122。頸段121與螺牙段122連接處開設一凹槽123。凹槽123位於頸段121之容積d1為凹槽123容積D的三分之一，凹槽123位於螺牙段122之容積d2為凹槽123容積D的三分之二。此外，桿體120內具有一螺頭凹槽124，凹槽123內具有一連結通道125，且連結通道125連結貫通前述螺頭凹槽124以供佈線使用。

扭力感測元件200裝設在凹槽123上。且扭力感測元件200裝設的位置低於頸段121和一螺牙段122交界的表面。

電子扭力顯示器300安裝在螺頭凹槽124內，且圖中電子扭力顯示器300之實施例為LED型態，由扭力感測元件200將偵測自螺絲本體100之變形量經由連結通道125與螺頭凹槽124電性連結至電子扭力顯示器300。

當操作者將兩物件以本體100做連結固定時，螺絲扭力感應組在凹槽123內的扭力感測元件200會因電子螺絲本體100受到應力的改變，而靈敏地感測到螺絲本體100目前的扭力狀 態。此時透過桿體120之凹槽123內之連結通道125與桿體內部螺頭凹槽124，可將扭力感測元件200感測到本體100之應力訊號以電性連結方式傳至螺頭110上之電子扭力顯示器300上。

若電子扭力顯示器300為LED，在藍光開啟時為扭力值在正常範圍內，以及紅光開啟時為超出或是低於扭力值之正常範圍。所以檢測人員在維護時，僅需觀測螺絲扭力感應組之電子扭力顯示器300上LED的顏色，就可以立即判定螺絲扭力感應組中本體100目前所承受的扭力值是否正常，進而檢修或是替換有問題的螺絲，有效地簡化了精密零件的檢測流程與人為操作之誤差。

如利用電子螺絲本體100將兩物件做連結時，當本體100受到手工具施壓固定，在凹槽123內的扭力感測元件200會因受到應力的改變而感測到螺絲本體100目前的扭力狀態，此時透過連結通道125與螺頭凹槽124可將扭力感測元件200所受之應力訊號以電性佈線方式傳送至螺頭110上之電子扭力顯示器300上，電子扭力顯示器300即可將讀取到扭力數值以數字、顏色、文字或聲音等方式呈現。

如將電子扭力顯示器300設定為數值顯示方式，前述扭力感測元件200所承受之應力訊號會轉化為精確的扭力數值，並顯示於電子扭力顯示器300上。或可設定電子扭力顯示器300為顏色狀態顯示方式，顯示不同扭力範圍所代表之不同顏色。也可設定電子扭力顯示器300為音效狀態顯示方式，顯示正常與異常所代表之聲音方式。藉此，工程人員即可就電子扭力顯示器300上所示之扭力數值、顯示顏色或聲音對照本體100所需之扭力做 出比較及判斷，更能立即判斷是否需要更換螺絲或調整相關機具的螺鎖狀態，有效減低了精密工程螺絲在檢測本體100時的人為誤差。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，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‧‧‧本體

110‧‧‧螺頭

120‧‧‧桿體

121‧‧‧頸段

122‧‧‧螺牙段

123‧‧‧凹槽

125‧‧‧連結通道

200‧‧‧扭力感測元件

300‧‧‧電子扭力顯示器

Claims (11)

1. 一種電子螺絲，其搭配一電子扭力顯示器進行一扭力值之判斷，該電子螺絲包含：一本體，具有一螺頭和一由該螺頭延伸之桿體，該桿體具有一頸段和一螺牙段；且該頸段與該螺牙段連接處具一凹槽，該凹槽容積1/3位於該頸段，該凹槽容積2/3位於該螺牙段；以及一扭力感測元件，跨設在該頸段以及該螺牙段之該凹槽上，且該扭力感測元件與該電子扭力顯示器電性連結。
2. 如請求項1所述的電子螺絲，該凹槽容積大於或等於該扭力感測元件之體積。
3. 如請求項1所述的電子螺絲，該螺頭具有一螺頭凹槽，該凹槽內則具有一連結通道與該螺頭凹槽互為連通，藉此供扭力感測元件與電子扭力顯示器之連結佈線。
4. 如請求項3所述的電子螺絲，該螺頭凹槽內裝置有至少一電子接腳。
5. 如請求項4所述的電子螺絲，其該電子接腳自該螺頭外露。
6. 一種螺絲扭力感應組，包含：一本體，具有一螺頭和一由該螺頭延伸之桿體，該桿體具有 一頸段和一螺牙段；且該頸段與該螺牙段連接處具一凹槽，該凹槽容積1/3位於該頸段，該凹槽容積2/3位於該螺牙段；一電子扭力顯示器，可活動地裝設在該螺頭上；以及一扭力感測元件，跨設在該頸段以及該螺牙段之該凹槽上，且該扭力感測元件與該電子扭力顯示器電性連結。
7. 如請求項6所述的螺絲扭力感應組，其中，該電子扭力顯示器具有一可發光光源，並且依設定狀態發光。
8. 如請求項7所述的螺絲扭力感應組，其中，該可發光光源為一發光二極體。
9. 如請求項6所述的螺絲扭力感應組，其中，該電子扭力顯示器顯示該扭力感測元件之扭力數值。
10. 如請求項6所述的螺絲扭力感應組，其中，該電子扭力顯示器以音效提示該扭力感測元件之扭力範圍。
11. 如請求項6所述的螺絲扭力感應組，其中：該扭力感測元件低於該桿體表面；及另包含具一防水墊圈的一蓋體配設於該凹槽上，藉該蓋體及該防水墊圈避免該扭力感測元件受損。