TWI677632B - 拉伸裝置 - Google Patents

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TWI677632B
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Kyoichi Komatsu
辻洋
Hiroshi Tsuji
辻修
Osamu Tsuji
伊藤聖司
Seiji Ito
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日商東日製作所股份有限公司
Tohnichi Mfg. Co., Ltd.
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Abstract

本案發明的目的，是抑制零件數量的增加，且將拉伸裝置及螺栓螺帽結合體的鉤掛狀態變佳。
一種拉伸裝置，是將具有：插通被結合體的螺栓、及被結合於從前述被結合體突出的前述螺栓的軸部的螺帽，的螺栓螺帽結合體朝上方拉伸的拉伸裝置，在前述螺帽的外周面中，形成有第1公螺紋部，具有：設有讓前述第1公螺紋部螺合的第1母螺紋部的連接構件、及在將前述第1公螺紋部螺合在前述第1母螺紋部的狀態下透過前述連接構件將螺帽拉伸的拉伸機構、及被配置於前述連接構件的外周周圍且由前述拉伸機構所進行的拉伸時承受從前述被結合體作用的反力的拉伸受部。

Description

拉伸裝置
本發明，是有關於將被結合於被結合體的螺栓朝上方拉伸的拉伸裝置。
在汽車等的機械、橋樑等的構造物的組裝中，使用螺栓進行結合。螺栓的作為結合體的強度，是大大地依存於旋緊力。另一方面，螺栓結合體中的結合力的管理，是測量扭矩和旋轉角，其一般只有在旋緊時進行，在旋緊後中幾乎不進行。但是，在機械的作動中因為意料外的外力的作用而使螺栓被鬆緩，使旋緊力下降的情況時，疲勞破壞的危險性會顯著增加。因此，為了防止螺栓的斷裂事故，提高螺栓結合體的信賴性，也要注意在結合後的螺栓的旋緊力的檢出。
在專利文獻1中揭示了螺栓螺帽結合體的旋緊力檢出方法，將螺栓插入被結合體的插通孔，藉由將螺帽螺合結合在貫通插通孔的螺栓的公螺紋部，對於將被結合體挾壓的螺栓螺帽結合體中的螺帽的上面，將從該上面突出的螺栓的公螺紋部拉伸，檢出螺栓的彈簧係數的移動點，將該移動點中的拉伸力作為旋緊力。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4028254號公報
[本發明所欲解決的課題]
在專利文獻1的旋緊力檢出方法中，有必要將拉伸構件的母螺紋部螺合於從螺帽的上面突出的螺栓的公螺紋部。但是，因為螺栓的軸徑小，從螺帽的上面突出的螺栓軸部的突出長度短，所以螺合的螺栓的圓周方向長度是具有不足的情況。螺合的螺栓的圓周方向長度若不足的話，透過拉伸構件將螺栓拉伸時，螺峯會塑性變形，軸力檢出的誤差有可能變大。
在此，本案發明的目的，是將拉伸裝置及螺栓螺帽結合體的鉤掛狀態變佳。由此，可以抑制螺合的螺栓的圓周方向長度不足，軸力檢出等的檢出精度下降。

[用以解決課題的手段]
為了解決上述課題，本案發明的拉伸裝置，(1)是將具有：插通被結合體的螺栓、及被結合於從前述被結合體突出的前述螺栓的軸部的螺帽，的螺栓螺帽結合體朝上方拉伸的拉伸裝置，在前述螺帽的外周面中，形成有第1公螺紋部，具有：設有讓前述第1公螺紋部螺合的第1母螺紋部的連接構件、及在將前述第1公螺紋部與前述第1母螺紋部螺合的狀態下透過前述連接構件將前述螺帽拉伸的拉伸機構、及被配置於前述連接構件的外周周圍且由前述拉伸機構所進行的拉伸時承受從前述被結合體作用的反力的拉伸受部。
(2)如上述(1)的拉伸裝置，前述拉伸機構，是具有：拉伸桿、及將前述拉伸桿繞朝上下方向延伸的軸部周圍可旋轉地支撐的軸承部、及將前述拉伸桿繞前述軸部周圍旋轉用的旋轉機構，在前述連接構件的上端部中，設有在外周面形成有第2公螺紋部的凸部，在前述拉伸桿的下端部中，形成有在內周面具有讓前述第2公螺紋部螺合的第2母螺紋部的中空部。
(3)如上述(2)的拉伸裝置，前述拉伸受部，是在上下方向被前述軸承部及前述被結合體挾持。
(4)如上述(2)或(3)的拉伸裝置，前述凸部的軸徑是與前述螺栓大致相同，減少摩擦扭矩的摩擦扭矩減少劑被塗抹在前述第2公螺紋部及前述第2母螺紋部。
(5)如上述(1)至(4)其中任一的拉伸裝置，前述連接構件，其拉伸強度是比前述螺栓更高。
(6)如上述(1)至(5)其中任一的拉伸裝置，前述螺帽是六角螺帽，在前述螺帽的外周面中的彎曲形狀部形成有前述第1公螺紋部。
(7)如上述(6)的拉伸裝置，將前述螺帽的二面寬度、前述第1公螺紋部中的公螺紋的外徑及前述第1公螺紋部中的公螺紋的谷的徑各別設成S、D1及D2時，滿足以下的關係式(1)及/或(2)。
D1＞S×1.03‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(1)
D2＜S×1.10‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(2)
(8)如上述(1)至(5)其中任一的拉伸裝置，前述螺帽是十二角螺帽，在前述螺帽的外周面中的彎曲形狀部形成有前述第1公螺紋部。
(9)如上述(8)的拉伸裝置，將前述螺帽的二面寬度、前述第1公螺紋部中的公螺紋的外徑及前述第1公螺紋部中的公螺紋的谷的徑各別設成S、D1及D2時，滿足以下的關係式(3)及/或(4)。
D1＞S×1.04‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(3)
D2＜S×1.13‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(4)
(10)如上述(1)至(5)其中任一的拉伸裝置，前述螺帽是四角螺帽，在前述螺帽的外周面中的彎曲形狀部形成有前述第1公螺紋部。
(11)如上述(10)的拉伸裝置，將前述螺帽的二面寬度、前述第1公螺紋部中的公螺紋的外徑及前述第1公螺紋部中的公螺紋的谷的徑各別設成S、D1及D2時，滿足以下的關係式(5)及/或(6)。
D1＞S×1.03‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(5)
D2＜S×1.32‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(6)
(12)如上述(1)至(5)其中任一的拉伸裝置，前述螺帽，是由螺帽本體及凸緣部所構成的凸緣螺帽，前述第1公螺紋部，是形成於前述螺帽本體及前述凸緣部的至少一方。
(13)如上述(1)至(12)其中任一的拉伸裝置，在前述連接構件中，形成有迴避與從前述螺帽突出的前述軸部的衝突用的凹形狀部。
(14)如上述(1)或(2)的拉伸裝置，由前述拉伸機構所進行的拉伸時，具有位在前述拉伸受部及前述被結合體之間的保護托板。
(15)如上述(14)的拉伸裝置，將開始由前述拉伸機構所進行的拉伸之前的前述螺帽正下方的前述被結合體的變形量設成S1、將藉由前述拉伸機構開始拉伸之後的前述保護托板的正下方的前述被結合體的變形量設成S2時，以前述變形量S1及S2成為彼此大致相等的方式，調整前述保護托板對於前述被結合體的接觸面積。
(16)如上述(1)或(2)的拉伸裝置，將開始由前述拉伸機構所進行的拉伸之前的前述螺帽正下方的前述被結合體的變形量設成S1、將藉由前述拉伸機構開始拉伸之後的前述拉伸受部的正下方的前述被結合體的變形量設成S2時，以前述變形量S1及S2成為彼此大致相等的方式，調整前述拉伸受部對於前述被結合體的接觸面積。

[發明的效果]
依據本發明的話，將拉伸裝置的母螺紋部螺合在形成於螺帽的外周面的公螺紋部，就可以將螺栓螺帽結合體拉伸。由此，拉伸裝置及螺栓螺帽結合體的鉤掛性可以變佳。
對於本發明的實施例，一邊參照圖面一邊說明。
(第1實施例)
本實施例的拉伸裝置，是將螺栓插入被結合體的插通孔，藉由將螺帽螺合結合在貫通插通孔的螺栓的公螺紋部，將挾壓被結合體的螺栓螺帽結合體拉伸的裝置，使用於螺栓的軸力(換言之，螺栓的旋緊力)檢出、和由螺栓螺帽結合體結合的被結合體的彈簧係數的檢出等。軸力檢出的基本的思維方式，是與日本專利第4028254號的內容同樣。在以下的實施例中舉例軸力檢出的例，說明拉伸裝置的構成及動作。
第1圖是本實施例的拉伸裝置的概略圖，顯示將螺栓螺帽結合體拉伸的動作開始隨後的狀態。又，藉由將被包含於拉伸裝置的複數構件由彼此不同的種類的剖面線表示，使構件間的交界明確。第2圖(a)是螺帽的立體圖。拉伸裝置1，是包含：連接構件2、及拉伸機構3、及拉伸受部4、及操作桿5。又，由一點鎖線顯示的X，是顯示朝上下方向延伸的拉伸裝置1的旋轉軸。
連接構件2，是包含圓柱部21及形成於圓柱部21的上面的凸部22。在圓柱部21的下端部中，形成有：連接構件第1中空部21a、及與連接構件第1中空部21a的上端部連接的連接構件第2中空部21b(相當於凹形狀部)。連接構件第2中空部21b的徑，是比連接構件第1中空部21a更大地被設定。
在連接構件第1中空部21a的周面中，形成有朝旋轉軸X周圍延伸的第1母螺紋部21a1。凸部22，是形成徑比圓柱部21更小的圓柱形狀，在其外周面中形成有繞旋轉軸X周圍延伸的第2公螺紋部22a。連接構件2，可以使用拉伸強度比螺栓10更高的材料。由此，軸力檢出時，可以抑制連接構件2塑性變形。
拉伸機構3，是包含：拉伸桿31、及軸承部32、及驅動頭(D頭)33(相當於旋轉機構)、及扳手34(相當於旋轉機構)。拉伸桿31，是由圓柱狀的小徑桿部31a及圓柱狀的大徑桿部31b所構成，小徑桿部31a的上端部及大徑桿部31b的下端部是彼此連接。這些的小徑桿部31a及大徑桿部31b，是一體形成。
在小徑桿部31a的下端部，形成有拉伸桿中空部311，在此拉伸桿中空部311的內周面，形成有朝旋轉軸X周圍延伸的第2母螺紋部311a。在大徑桿部31b的上端部，形成有安裝開口部312。
軸承部32是推力軸承，將拉伸桿31的小徑桿部31a可旋轉地支撐。軸承部32的上端面是與拉伸桿31的大徑桿部31b接觸，軸承部32的下端面是與拉伸受部4的上端面接觸。即，軸承部32，是在上下方向，被大徑桿部31b及拉伸受部4挾持。
驅動頭(D頭)33，是可裝卸地被裝設在大徑桿部31b的安裝開口部312，藉由將驅動頭(D頭)33旋轉，就可以將拉伸桿31繞旋轉軸X周圍旋轉。驅動頭(D頭)33，可以使用操作桿5及扳手34旋轉。本實施例的構成，是使用扳手34將拉伸桿31繞旋轉軸X周圍1旋轉時，以只有拉伸桿31的第2母螺紋部311a的螺紋間距分使連接構件2上動的方式被設計。又，在本實施例中，雖使用驅動頭(D頭)33、操作桿5及扳手34將拉伸桿31旋轉，但是本發明不限定於此，使用可發生將拉伸桿31旋轉的動力的其他的驅動手段也可以。
扳手34，是朝水平方向長條地形成，由同一的力旋轉時，可以獲得比操作桿5更大的扭矩。在扳手34中，設有無圖示的角度感測器(例如迴轉感測器)。藉由角度感測器，可以測量拉伸桿31的旋轉量。但是，不是扳手34，而是直接將角度感測器安裝在拉伸桿31也可以。
在拉伸受部4中，設有檢出軸力用的無圖示的軸力檢出部。在軸力檢出部中，可以使用例如應變計。應變計，是力被施加的話就會變形，並將對應其變形量的電氣訊號輸出。在拉伸受部4的下端部中，形成有朝上下方向延伸的拉伸中空部41。連接構件2是被收容在拉伸中空部41的內部，連接構件2的圓柱部21是沿著拉伸中空部41的內周面被配置。即，拉伸受部4，是將連接構件2包圍地配設。
在此，拉伸機構3的構成不限定於上述的構成，可以將連接構件2及螺栓螺帽結合體不旋轉地上動的話，其他的構成也可以。例如，藉由在圓柱部21的上面形成在內周面具有母螺紋的凹部，在拉伸桿31的下端部(即，小徑桿部31a的下端部)形成在外周面形成有公螺紋的凸部，並且將此凸部螺合在前述的母螺紋，將連接構件2及螺栓螺帽結合體拉伸的構成也可以。且，不是由拉伸桿31進行回轉動作，而是藉由測量由油壓所進行的拉伸力及上下的變位(位移)量，將軸力檢出也可以。
接著，詳細說明螺栓螺帽結合體及被結合體。螺栓10，是由六角螺栓、螺栓軸部11及螺栓頭部12所構成。但是，螺栓10，是例如十二角螺栓、四角螺栓也可以(其他的實施例及變形例也同樣)。在螺栓軸部11形成有公螺紋。被結合體H，是由在上下方向被重疊的被結合體H1及H2所構成，在這些的被結合體H1及H2分別形成有螺栓孔H1a及H2a。又，在這些的螺栓孔H1a及H2a中未形成有螺峯。
螺栓軸部11，是從被結合體H的上面突出，螺帽14是被結合在此突出軸部。即，被結合體H，是藉由螺栓頭部12及螺帽14被挾壓。在本實施例中，螺栓10雖是使用六角螺栓，但是本案發明也可以適用於附六角孔螺栓、四角螺栓、凸緣螺栓等的與螺帽一起使用的其他的螺栓。
在此，如第2圖(a)所示，在螺帽14的側面中第1公螺紋部14a是在圓周方向間歇地形成。即，各第1公螺紋部14a，是形成於螺帽14側面的彎曲形狀部。第1公螺紋部14a，是在全部的彎曲形狀部由大致均等的長度形成較佳。例如，在一部分的彎曲形狀部未形成有第1公螺紋部14a的情況，負荷會朝與拉伸方向(即，上下方向)不同的方向作動，軸力檢出的精度有可能下降。
在此，將螺帽14的二面寬度設成S、將第1公螺紋部14a中的「公螺紋的外徑」設成D1、將第1公螺紋部14a中的「公螺紋的谷的徑」設成D2時，滿足以下的關係式(1)及/或(2)較佳。又，二面寬度，是螺帽14的相面對的二邊之間的分離距離(其他的實施例及變形例也同樣)。
D1＞S×1.03‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(1)
D2＜S×1.10‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(2)
藉由滿足關係式(1)，將螺栓螺帽結合體結合在被結合體H時結合工具對於螺帽14的鉤掛性可以變佳。藉由滿足關係式(2)，將螺帽14由連接構件2拉伸時第1公螺紋部14a對於連接構件2的第1母螺紋部21a1的鉤掛性可以變佳。
在此，螺栓10對於螺帽14的摩擦扭矩，是比拉伸桿31對於連接構件2的摩擦扭矩更大地被設定。即，結合狀態中的螺帽14及螺栓10的摩擦扭矩，是比螺合狀態中的凸部22的第2公螺紋部22a及拉伸桿31的第2母螺紋部311a之間的摩擦扭矩更大。由此，進行軸力檢出時，可防止螺帽14旋轉。
為了實現上述的摩擦扭矩的大小關係，在本實施例中，藉由將螺栓軸部11及凸部22的徑尺寸彼此大致相同地設定，並且將潤滑劑(相當於摩擦扭矩減少劑)塗抹，來減少凸部22對於拉伸桿31的第2母螺紋部311a的摩擦扭矩。在此，別的方法也考慮，藉由將凸部22的徑比螺栓軸部11的徑更小，來減少摩擦扭矩的方法。但是，凸部22的徑變小的話，拉伸時應力會增大，凸部22有可能破損。在此，在本實施例中，藉由將螺栓軸部11及凸部22的徑尺寸彼此大致相同地設定，並且使用潤滑劑減少凸部22及拉伸桿31之間的摩擦扭矩，來實現上述的摩擦扭矩的大小關係。
接著，說明軸力檢出時的拉伸裝置1的動作。在初期狀態中，螺栓螺帽結合體是成為被結合在被結合體H者。且，拉伸機構3、拉伸受部4及操作桿5，是成為預先被組裝且被單元化者。
最初，將螺帽14的第1公螺紋部14a螺合在連接構件2的第1母螺紋部21a1，將連接構件2及螺帽14連結。在此，將第1公螺紋部14a及第1母螺紋部21a1螺合，開始拉伸時，有必要滿足規定的拉伸開始條件。規定的拉伸開始條件，是由以下的條件(1)及(2)所構成。
(條件1)：在螺帽14的外周面具有1周以上的長度的第1公螺紋部14a螺合有第1母螺紋部21a1
(條件2)：在連接構件2的下端部及被結合體H1之間形成游隙。
未滿足條件1的情況，因為在螺帽14的周方向發生拉伸力未被賦予的領域(換言之，不與第1母螺紋部21a1抵接的領域)，所以負荷朝與拉伸方向(即，上下方向)不同的方向作動，軸力檢出的精度有可能下降。且，未滿足條件1的情況，拉伸時螺峯會塑性變形，軸力檢出等的檢出精度有可能下降。
未滿足條件2的情況，因為是在連接構件2的下端部被壓接在被結合體H1的狀態下進行軸力檢出，所以檢出誤差變大。
在此，連接構件2及螺帽14的連結時，將連接構件2繞旋轉軸X周圍旋轉，將第1公螺紋部14a及第1母螺紋部21a1螺合的話，連接構件2是朝下方地螺進。將連接構件2繞旋轉軸X周圍進一步旋轉的話，螺帽14的上面是抵接在連接構件第1中空部21a的天面，連接構件2是成為不可旋轉。又，在螺帽14的上面，也包含形成於該上面的凹部或是凸部。即，與該凹部或是凸部抵接時，連接構件2是以成為不可旋轉的方式構成也可以。
在此，在本實施例中，螺帽14的上面與連接構件第1中空部21a的天面抵接(連接構件2成為不能螺進)時，以滿足條件1及條件2的條件的方式構成。每當軸力檢出，因為不必要目視確認在連接構件2的下端部及被結合體H1之間是否形成游隙等，所以由簡易的方法，就可以正確地進行軸力檢出。
接著，將拉伸桿中空部311的下端部定位在連接構件2的凸部22的先端。此時，拉伸受部4是位於被結合體H1的上方(換言之，拉伸受部4及被結合體H1是彼此非接觸的狀態)。接著，藉由手動將操作桿5繞旋轉軸X周圍旋轉，將第2母螺紋部311a及第2公螺紋部22a螺合。將操作桿5進一步旋轉的話，拉伸桿31是與軸承部32及拉伸受部4一起朝下方螺進，拉伸受部4是乘坐在被結合體H1。
第1圖，是顯示拉伸受部4與被結合體H1抵接隨後的狀態，在拉伸桿31的下端部及圓柱部21的上端部之間，形成有游隙S1。且，在凸部22的先端及拉伸桿中空部311的上端部之間，是形成比游隙S1更大的游隙S2。
拉伸受部4乘坐在被結合體H1的話，在由操作桿5所進行的手動操作中因為扭矩小，所以無法將拉伸桿31越限旋轉。在此，由扳手34的手動操作將拉伸桿31旋轉。由此，可以使連接構件2上動。又，連接構件2上動時不旋轉。
連接構件2若上動的話，壓下力是透過軸承部32從大徑桿部31b對於拉伸受部4作動。另一方面，乘坐在被結合體H1的拉伸受部4因為無法朝下方移動，所以被軸承部32及被結合體H1挾壓，使反力從被結合體H1對於拉伸受部4作動。此時，電氣訊號(例如電壓)是從應變計被輸出，可以從此輸出訊號將軸力算出。又，算出的軸力，可以顯示於例如設於扳手34和拉伸受部4的外周面的無圖示的顯示部。且，游隙S2，因為是比游隙S1更大，所以在圓柱部21與小徑桿部31a抵接之前，可防止凸部22與拉伸桿中空部311的上端部抵接。即，因為可以確保將螺栓10拉伸用的充分的作動長度，所以可防止無法進行軸力檢出。
如此，在本實施例中，因為在徑尺寸比螺栓軸部11更大的螺帽14的外周面形成第1公螺紋部14a，所以可以加大第1公螺紋部14a及第1母螺紋部21a1的螺合的面積。
(第1實施例的變形例1)
在圖示例中，橫跨從螺帽14的側面的上端至下端為止的整體，形成有第1公螺紋部14a，但是本發明不限定於此，如第2圖(b)所示，即使形成於從上端至下端為止的一部分也可以(其他的實施例及變形例也同樣)。
(第1實施例的變形例2)
在上述的實施例中，螺帽14的上面及連接構件第1中空部21a抵接時，雖以在連接構件2的下端部及被結合體H1之間形成有游隙的方式構成，但是本發明不限定於此，如第2圖(c)所示，螺栓軸部11的先端面及連接構件第2中空部21b的天面抵接時，以滿足條件1(在螺帽14的外周面具有1周以上的長度的第1公螺紋部14a螺合有第1母螺紋部21a1)及條件2(在連接構件2的下端部及被結合體H1之間形成有游隙)的條件的方式構成也可以。又，在螺栓軸部11的先端面，也包含形成於該先端面的凹部或是凸部。即，與該凹部或是凸部抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。
(第2實施例)
一邊參照第3圖(a)及第3圖(b)，一邊說明第2實施例。第3圖(a)是本實施例的螺帽的立體圖。第3圖(b)是本實施例的拉伸裝置的概略圖。在本實施例中，可取代第1實施例的螺帽，而使用凸緣螺帽。
螺帽300，是凸緣螺帽的一例也就是附凸緣六角螺帽，由六角形狀的螺帽本體301及環形狀的凸緣部302所構成。這些的螺帽本體301及凸緣部302，是一體形成。凸緣部302，是比螺帽本體301更朝徑方向外側伸出。在螺帽本體301的外周面中，朝圓周方向延伸的第1公螺紋部301a是間歇地形成。即，與第1實施例同樣，在螺帽本體301的彎曲形狀部形成有第1公螺紋部301a。
在此，將第1公螺紋部301a及第1母螺紋部21a1螺合，開始拉伸時，有必要滿足規定的拉伸開始條件。規定的拉伸開始條件，是由以下的條件(1)及(2)所構成。
(條件1)：在螺帽本體301的外周面具有1周以上的長度的第1公螺紋部301a螺合有第1母螺紋部21a1
(條件2)：在連接構件2的下端部及被結合體H1之間形成游隙
條件1及條件2的技術的意義，因為是與第1實施例同樣，所以省略詳細的說明。
連接構件2及螺帽300的連結時，將連接構件2繞旋轉軸X周圍旋轉，將第1公螺紋部301a及第1母螺紋部21a1螺合的話，連接構件2是朝下方地螺進。將連接構件2繞旋轉軸X周圍進一步旋轉的話，螺帽本體301的上面是與連接構件第1中空部21a的天面抵接，連接構件2是成為不可旋轉。在本實施例中，螺帽本體301及連接構件第1中空部21a抵接時(換言之，在連接構件2成為不能螺進時)，以滿足條件1及條件2的方式構成。因此，每當軸力檢出，因為不必要目視確認在連接構件2的下端部及被結合體H1之間是否形成游隙等，所以由簡易的方法，就可以正確地進行軸力檢出。又，在螺帽本體301的上面，包含形成於該上面的凹部或是凸部。即，與該凹部或是凸部抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。
(第2實施例的變形例1)
在上述的實施例中，螺帽本體301的上面與連接構件第1中空部21a抵接時，雖以在連接構件2的下端部及被結合體H1之間形成有游隙的方式構成，但是本發明不限於此。第3圖(c)是本變形例的拉伸裝置的概略圖，在形成有連接構件第3中空部21c的點，與第2實施例的拉伸裝置相異。連接構件第3中空部21c，是與連接構件第1中空部21a的下端部連接，徑尺寸是比連接構件第1中空部21a更大地被設定。
在本變形例中，螺帽300的凸緣部302的上面與連接構件第3中空部21c的天面抵接時，以滿足條件1(在螺帽本體301的外周面具有1周以上的長度的第1公螺紋部301a螺合有第1母螺紋部21a1)及條件2(在連接構件2的下端部及被結合體H1之間形成有游隙)的方式構成。又，在凸緣部302的上面，也包含形成於該上面的凹部或是凸部。即，與該凹部或是凸部抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。但是，與第1實施例的變形例1同樣地，螺栓軸部11的先端面(在螺栓軸部11的先端面形成有凹部或是凸部的情況，包含形成於該先端面的凹部或是凸部)及連接構件第2中空部21b的天面抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。
(第2實施例的變形例2)
第3圖(d)是本變形例的螺帽的立體圖。第3圖(e)，是本變形例的拉伸裝置的概略圖。本變形例的螺帽300，是在螺帽本體301的外周面未形成有第1公螺紋部301a點、及在凸緣部302的外周面朝圓周方向延伸的第1公螺紋部302a是連續地形成的點，是與第2實施例的螺帽相異。且，本變形例的拉伸裝置，是在連接構件第1中空部21a的周面沒有第1母螺紋部21a1，在連接構件第3中空部21c的周面形成有第1母螺紋部21c1的點，是與第2實施例的變形例1的拉伸裝置相異。
連接構件2及螺帽300的連結時，將連接構件2繞旋轉軸X周圍旋轉，將第1公螺紋部302a及第1母螺紋部21c1螺合的話，連接構件2是朝下方地螺進。將連接構件2繞旋轉軸X周圍進一步旋轉的話，凸緣部302的上面是與連接構件第3中空部21c的天面抵接，連接構件2是成為不可旋轉。在本實施例中，在凸緣部302及連接構件第3中空部21c抵接時(換言之，連接構件2成為不能螺進時)，以滿足條件1及條件2的方式構成。因此，每當軸力檢出，因為不必要目視確認在連接構件2的下端部及被結合體H1之間是否形成游隙等，所以由簡易的方法，就可以正確地進行軸力檢出。又，在凸緣部302的上面，也包含形成於該上面的凹部或是凸部。即，與該凹部或是凸部抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。但是，螺帽本體301的上面(在螺帽本體301的上面形成有凹部或是凸部的情況，也包含這些的凹部或是凸部)是與連接構件第1中空部21a抵接時，或是螺栓軸部11的先端面(在螺栓軸部11的先端面形成有凹部或是凸部的情況，也包含這些的凹部或是凸部)是與連接構件第2中空部21b抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。
(第2實施例的變形例3)
第3圖(f)，是本變形例的拉伸裝置的概略圖。本變形例的螺帽300，是在螺帽本體301的外周面形成有第1公螺紋部301a，並且在凸緣部302的外周面形成有第1公螺紋部302a。這些的第1公螺紋部301a及302a彼此之間必需相同間距。間距不同的話，無法將連接構件2螺合在第1公螺紋部301a及302a。第1公螺紋部301a及302a的詳細，因為如上述，所以不再重複說明。
在此，連接構件2及螺帽300的連結時，將連接構件2繞旋轉軸X周圍旋轉，將第1公螺紋部301a及第1母螺紋部21a1螺合，並且將第1公螺紋部302a及第1母螺紋部21c1螺合的話，連接構件2是朝下方地螺進。將連接構件2繞旋轉軸X周圍進一步旋轉的話，螺帽300的凸緣部302的上面(在凸緣部302的上面形成有凹部或是凸部的情況，也包含這些的凹部或是凸部)是與連接構件第3中空部21c的天面抵接，連接構件2是成為不可旋轉。在本實施例中，凸緣部302及連接構件第3中空部21c抵接時(換言之，在連接構件2成為不能螺進時)，以滿足條件1(在螺帽本體301的外周面具有1周以上的長度的第1公螺紋部301a螺合有第1母螺紋部21a1，在凸緣部302的外周面具有1周以上的長度的第1公螺紋部302a螺合有第1母螺紋部21c1)及條件2(在連接構件2的下端部及被結合體H1之間形成有游隙)的方式構成。因此，每當軸力檢出，因為不必要目視確認在連接構件2的下端部及被結合體H1之間是否形成游隙等，所以由簡易的方法，就可以正確地進行軸力檢出。但是，螺帽本體301的上面(在螺帽本體301的上面形成有凹部或是凸部的情況，也包含這些的凹部或是凸部)是與連接構件第1中空部21a抵接時，或是螺栓軸部11的先端面(在螺栓軸部11的先端面形成有凹部或是凸部的情況，也包含這些的凹部或是凸部)是與連接構件第2中空部21b抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。
(第2實施例的變形例4)
在上述的第2實施例及第2實施例的變形例中，將凸緣部302形成平板狀，但是本發明不限於此。第3圖(g)，是本變形例的螺帽的立體圖。參照同圖，凸緣部302，是包含：下端平板部303、及從下端平板部303的上面外緣朝向上方朝圓頂狀延伸的曲面部304。但是，曲面部304，是形成圓錐台狀也可以。在下端平板部303的外周面中，形成有朝圓周方向延伸的第1公螺紋部303a。但是，第1公螺紋部，是形成於螺帽本體301也可以。且，在螺帽本體301及下端平板部303的雙方形成第1公螺紋部也可以。
螺栓軸部11的先端面(在螺栓軸部11的先端面形成有凹部或是凸部的情況，也包含這些的凹部或是凸部)是與連接構件第2中空部21b的天面抵接時，螺帽本體301的上面(在螺帽本體301的上面形成有凹部或是凸部的情況，這些的凹部或是凸部也包含)是與連接構件第1中空部21a的天面抵接時，或是曲面部304(圓錐台的情況時，錐面)是與連接構件第3中空部21c的天面抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。又，在曲面部304(或是該錐面)形成有凹部或是凸部的情況，將該凹部或是凸部作為抵接部位也可以。
(第3實施例)
一邊參照第4圖(a)，一邊說明第3實施例。第4圖(a)，是對應第1圖，顯示拉伸受部4與被結合體H1抵接隨後的狀態。在本實施例中，將平板狀的墊圈50位在螺帽14及被結合體H1之間。墊圈50，是徑尺寸比拉伸中空部41的內徑更小地被設定，在連接構件2的下端部及墊圈50之間，形成有微小的游隙。在連接構件2的下端部壓接在墊圈50的狀態下進行軸力檢出的話，檢出誤差會變大。即，藉由在連接構件2的下端部及墊圈50之間形成有微小的游隙的狀態下進行軸力檢出，就可以減少檢出誤差。
墊圈50，是插通螺栓軸部11，螺帽14是從此墊圈50上被結合。即，墊圈50是藉由被結合體H1及螺帽14而被挾壓。墊圈50，是外徑尺寸比螺帽14更大地被設定。在此，墊圈50，不限定於平板狀，如第4圖(b)所示的附段差墊圈51也可以。附段差墊圈51，是由大徑墊圈部51a、及形成於大徑墊圈部51a的上面的小徑墊圈部51b所構成。大徑墊圈部51a，是與小徑墊圈部51b一體形成，外徑尺寸是比小徑墊圈部51b更大地被設定。且，如第4圖(c)所示，由從下端平板部52a及下端平板部52a朝向上方朝圓頂狀延伸的曲面部52b所構成的山形墊圈52也可以。但是，將曲面部52b，形成圓錐台狀也可以。
在螺帽14的外周面形成有第1公螺紋部14a的點，是與第1實施例同樣。在此，將連接構件2螺合在墊圈50時，在螺栓軸部11與連接構件第2中空部21b的天面抵接之前，以使螺帽14的上面與連接構件第1中空部21a的天面抵接的方式，使連接構件第1中空部21a及連接構件第2中空部21b的上下方向的尺寸被尺寸設定。
即，螺帽14的上面(在螺帽14的上面形成有凹部或是凸部的情況，也包含這些的凹部或是凸部)及連接構件第1中空部21a的天面抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成的點，是與第1實施例同樣。但是，螺栓軸部11的先端面(在螺栓軸部11的先端面形成有凹部或是凸部的情況，也包含這些的凹部或是凸部)是與連接構件第2中空部21b的天面抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。且，墊圈50的上面(在墊圈50的上面形成有凹部或是凸部的情況，也包含這些的凹部或是凸部)是與連接構件2抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。且，附段差墊圈51的上面(在附段差墊圈51的上面形成有凹部或是凸部的情況，也包含這些的凹部或是凸部)是與連接構件2抵接時，以滿足條件1及條件2的方式構成也可以。附段差墊圈51的上面，是大徑墊圈部51a的上面，或是小徑墊圈部51b的上面也可以。進一步，山形墊圈52的曲面部(在該曲面部形成有凹部或是凸部的情況，包含該凹部或是凸部)52b(圓錐台)的情況時，可以將錐面(在該錐面形成有凹部或是凸部的情況，包含該凹部或是凸部))作為抵接部位。本實施例的構成，也可以獲得與第1實施例同樣的效果。
(第4實施例)
一邊參照第5圖，一邊說明第4實施例。第5圖，是顯示拉伸受部4與保護托板60抵接隨後的狀態。即，可以將保護托板60位在螺帽14及拉伸受部4及被結合體H1之間。保護托板60，是具有讓螺栓軸部11插通用的開口部，徑尺寸是比拉伸受部4的外徑更大地被設定。因此，將操作桿5旋轉使拉伸受部4下動時，拉伸受部4的抵接的構件不是成為被結合體H1而是成為保護托板60。此情況，從被結合體H1被施加的軸力檢出時的反力，是透過保護托板60被傳達至拉伸受部4。
本實施例的構成，是被結合體H的剛性(EI)、彈性界限強度比拉伸受部4更低的情況時，特別佳。又，E是彈性模數，I是斷面慣性矩。即，將拉伸受部4與被結合體H1抵接地進行軸力檢出的話，負荷會集中在被結合體H1的抵接部分。因此，被結合體H1的剛性等較低的情況時，被結合體H1有可能變形。在此，在本實施例中，將徑尺寸比拉伸受部4的外徑更大的保護托板60位在拉伸受部4及被結合體H1之間。由此，因為抵接面積增大，負荷被分散，所以可以減輕施加於被結合體H的負荷。
在保護托板60中，可以使用剛性(EI)、彈性界限強度比被結合體H更高的材料(例如被熱處理的鐵鋼材)。藉由透過剛性(EI)等的高的保護托板60將反力檢出，使可以減小軸力檢出的檢出誤差。
在連接構件2的下端部及保護托板60之間，形成有微小的游隙。由形成微小的游隙所產生的效果，因為是與第3實施例同樣，所以省略詳細的說明。
(第4實施例的變形例1)
第6圖，是保護托板的變形例。保護托板61，是形成環狀(但是環狀以外的形狀也可以)，位在迴避螺帽14的正下方的拉伸受部4及被結合體H1之間。保護托板61之中，內緣部61a是設於對應拉伸受部4的內緣部的位置，外緣部61b是設於從拉伸受部4的外緣部朝徑方向突出的位置。由此，也可以獲得與第4實施例同樣的效果。且，依據本例的話，藉由將保護托板61的徑方向中的板厚調整(換言之，將被結合體H1及保護托板61的接觸面積調整)，螺帽14的正下方中的被結合體H1的變形量、及保護托板61的正下方中的被結合體H1的變形量就可以大致相同。即，將開始由拉伸機構3所進行的拉伸之前的螺帽14的正下方的被結合體H1的變形量設成S1、將藉由拉伸機構3開始拉伸之後的保護托板61的正下方的被結合體H1的變形量設成S2時，以使這些的變形量S1及S2彼此成為大致相等的方式，事先調整保護托板61對於被結合體H1的接觸面積較佳。又，變形量S1及S2，是螺栓10的軸方向的變形量。但是，保護托板61，是作為拉伸受部4的一部分設置也可以。此情況，與被結合體H1接觸的拉伸受部4的抵接部(換言之，下端部)的接觸面積，是以滿足上述的條件的方式，事先調整接觸面積較佳。適切的接觸面積，是可以藉由預先進行實驗或是模擬而求得。
將變形量成為大致相同的優點，是如以下。將螺帽14拉伸的話，螺帽14正下方的被結合體H1的旋緊時的變形量被解放(換言之，螺帽14正下方是成為接近無負荷的狀態)。為了維持將螺帽14拉伸時的變形狀態，藉由使與藉由保護托板61將被結合體H1旋緊時同樣地變形，就可以提高軸力檢出的精度。第4實施例及其變形例的構成，不用說當然可以適用在其他的實施例及其變形例。
(第5實施例)
在上述的實施例及變形例中，螺帽的種類雖為六角螺帽，但是本發明不限定於此，例如置換成四角螺帽、或是十二角螺帽也可以。又，四角螺帽、十二角螺帽，即使具有凸緣也可以，即使沒有凸緣也可以。十二角螺帽的情況，與六角螺帽、四角螺帽相比，因為螺合的山數多，所以成為可穩定地拉伸。由此，可以一邊提高軸力檢出的精度，一邊提高拉伸力。
在此，將十二角螺帽的二面寬度、第1公螺紋部中的公螺紋的外徑及第1公螺紋部中的公螺紋的谷的徑各別設成S、D1及D2時，滿足以下的關係式(3)及/或(4)較佳。
D1＞S×1.04‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(3)
D2＜S×1.13‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(4)
藉由滿足關係式(3)，將十二角螺帽結合時結合工具對於十二角螺帽的鉤掛性可以變佳。藉由滿足關係式(4)，將十二角螺帽由連接構件2拉伸時第1公螺紋部對於連接構件2的第1母螺紋部21a1的鉤掛性可以變佳。十二角螺帽的情況，與六角螺帽、四角螺帽相比，因為螺合的山數多，所以成為可穩定地拉伸。由此，可以一邊提高軸力檢出的精度，一邊提高拉伸力。
將四角螺帽的二面寬度、第1公螺紋部中的公螺紋的外徑及第1公螺紋部中的公螺紋的谷的徑各別設成S、D1及D2時，滿足以下的關係式(5)及/或(6)較佳。
D1＞S×1.03‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(5)
D2＜S×1.32‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(6)
藉由滿足關係式(5)，將四角螺帽結合時結合工具對於四角螺帽的鉤掛性可以變佳。藉由滿足關係式(6)，將四角螺帽由連接構件2拉伸時第1公螺紋部對於連接構件2的第1母螺紋部21a1的鉤掛性可以變佳。
H(H1、H2)：被結合體
H1a：螺栓孔
S1：游隙
S2：游隙
X：旋轉軸
1：拉伸裝置
2：連接構件
3：拉伸機構
4：拉伸受部
5：操作桿
10：螺栓
11：螺栓軸部
12：螺栓頭部
14、300：螺帽
14a、301a、302a：第1公螺紋部
21：圓柱部
21a：連接構件第1中空部
21a1：第1母螺紋部
21b：連接構件第2中空部
21c：連接構件第3中空部
21c1：第1母螺紋部
22：凸部
22a：第2公螺紋部
31：拉伸桿
31a：小徑桿部
31b：大徑桿部
32：軸承部
33：驅動頭(D頭)
34：扳手
41：拉伸中空部
50：墊圈
51：附段差墊圈
51a：大徑墊圈部
51b：小徑墊圈部
52：山形墊圈
52a：下端平板部
52b：曲面部
60：保護托板
61：保護托板
61a：內緣部
61b：外緣部
301：螺帽本體
302：凸緣部
303：下端平板部
303a：第1公螺紋部
304：曲面部
311：拉伸桿中空部
311a：第2母螺紋部
312：安裝開口部
[第1圖]拉伸裝置的概略圖(第1實施例)。
[第2圖(a)]螺帽的立體圖(第1實施例)。
[第2圖(b)]螺帽的立體圖(第1實施例的變形例1)。
[第2圖(c)]拉伸裝置的概略圖(第1實施例的變形例2)
[第3圖(a)]凸緣螺帽的立體圖(第2實施例)。
[第3圖(b)]拉伸裝置的概略圖(第2實施例)。
[第3圖(c)]拉伸裝置的概略圖(第2實施例的變形例1)。
[第3圖(d)]螺帽的立體圖(第2實施例的變形例2)。
[第3圖(e)]拉伸裝置的概略圖(第2實施例的變形例2)。
[第3圖(f)]拉伸裝置的概略圖(第2實施例的變形例3)。
[第3圖(g)]螺帽的立體圖(第2實施例的變形例4)
[第4圖(a)]拉伸裝置的概略圖(第3實施例)。
[第4圖(b)]附段差墊圈的立體圖。
[第4圖(c)]山形墊圈的立體圖。
[第5圖]拉伸裝置的概略圖(第4實施例)。
[第6圖]拉伸裝置的概略圖(第4實施例的變形例)。

Claims (16)

  1. 一種拉伸裝置，是將具有：插通被結合體的螺栓、及被結合於從前述被結合體突出的前述螺栓的軸部的螺帽，的螺栓螺帽結合體朝上方拉伸的拉伸裝置，在前述螺帽的外周面中，形成有第1公螺紋部，具有：設有讓前述第1公螺紋部螺合的第1母螺紋部的連接構件、及在將前述第1公螺紋部與前述第1母螺紋部螺合的狀態下透過前述連接構件將前述螺帽拉伸的拉伸機構、及被配置於前述連接構件的外周周圍且由前述拉伸機構所進行的拉伸時承受從前述被結合體作用的反力的拉伸受部；前述拉伸機構，設置在：與前述被結合體相離的前述連接構件的上方。
  2. 如申請專利範圍第1項的拉伸裝置，其中，前述拉伸機構，是具有：拉伸桿、及將前述拉伸桿繞朝上下方向延伸的軸部周圍可旋轉地支撐的軸承部、及將前述拉伸桿繞前述軸部周圍旋轉用的旋轉機構，在前述連接構件的上端部中，設有在外周面形成有第2公螺紋部的凸部，在前述拉伸桿的下端部中，形成有在內周面具有讓前述第2公螺紋部螺合的第2母螺紋部的中空部。
  3. 如申請專利範圍第2項的拉伸裝置，其中，前述拉伸受部，是在上下方向被前述軸承部及前述被結合體挾持。
  4. 如申請專利範圍第2或3項的拉伸裝置，其中，前述凸部是軸徑是與前述螺栓大致相同，減少摩擦扭矩的摩擦扭矩減少劑被塗抹在前述第2公螺紋部及前述第2母螺紋部。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的拉伸裝置，其中，前述連接構件，其拉伸強度是比前述螺栓更高。
  6. 如申請專利範圍第1至3項其中任一的拉伸裝置，其中，前述螺帽是六角螺帽，在前述螺帽的外周面中的彎曲形狀部形成有前述第1公螺紋部。
  7. 如申請專利範圍第6項的拉伸裝置，其中，將前述螺帽的二面寬度、前述第1公螺紋部中的公螺紋的外徑及前述第1公螺紋部中的公螺紋的谷的徑各別設成S、D1及D2時，滿足以下的關係式(1)及/或(2)；D1>S×1.03‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(1) D2<S×1.10‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(2)。
  8. 如申請專利範圍第1至3項其中任一的拉伸裝置，其中，前述螺帽是十二角螺帽，在前述螺帽的外周面中的彎曲形狀部形成有前述第1公螺紋部。
  9. 如申請專利範圍第8項的拉伸裝置，其中，將前述螺帽的二面寬度、前述第1公螺紋部中的公螺紋的外徑及前述第1公螺紋部中的公螺紋的谷的徑各別設成S、D1及D2時，滿足以下的關係式(3)及/或(4)；D1>S×1.04‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(3) D2<S×1.13‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(4)。
  10. 如申請專利範圍第1至3項其中任一的拉伸裝置，其中，前述螺帽是四角螺帽，在前述螺帽的外周面中的彎曲形狀部形成有前述第1公螺紋部。
  11. 如申請專利範圍第10項的拉伸裝置，其中，將前述螺帽的二面寬度、前述第1公螺紋部中的公螺紋的外徑及前述第1公螺紋部中的公螺紋的谷的徑各別設成S、D1及D2時，滿足以下的關係式(5)及/或(6)；D1>S×1.03‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(5) D2<S×1.32‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧(6)。
  12. 如申請專利範圍第1至3項其中任一的拉伸裝置，其中，前述螺帽，是由螺帽本體及凸緣部所構成的凸緣螺帽，前述第1公螺紋部，是形成於前述螺帽本體及前述凸緣部的至少一方。
  13. 如申請專利範圍第1至3其中任一的拉伸裝置，其中，在前述連接構件中，形成有迴避與從前述螺帽突出的前述軸部的衝突用的凹形狀部。
  14. 如申請專利範圍第1或2項的拉伸裝置，其中，由前述拉伸機構所進行的拉伸時，具有位在前述拉伸受部及前述被結合體之間的保護托板。
  15. 如申請專利範圍第14項的拉伸裝置，其中，將開始由前述拉伸機構所進行的拉伸之前的前述螺帽正下方的前述被結合體的變形量設成S1、將藉由前述拉伸機構開始拉伸之後的前述保護托板的正下方的前述被結合體的變形量設成S2時，以前述變形量S1及S2成為彼此大致相等的方式，調整前述保護托板對於前述被結合體的接觸面積。
  16. 如申請專利範圍第1或2項的拉伸裝置，其中，將開始由前述拉伸機構所進行的拉伸之前的前述螺帽正下方的前述被結合體的變形量設成S1、將藉由前述拉伸機構開始拉伸之後的前述拉伸受部的正下方的前述被結合體的變形量設成S2時，以前述變形量S1及S2成為彼此大致相等的方式，調整前述拉伸受部對於前述被結合體的接觸面積。
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