紧固用螺钉以及紧固用螺钉的拧紧管理方法

摘要

本发明提供一种紧固用螺钉以及紧固用螺钉的拧紧管理方法，即使是大径长尺寸的螺钉，也容易把握紧固时的螺钉产生的轴向力，能够容易地管理紧固后的螺钉的轴向力。紧固用螺钉具有：孔(33)，其从头部(2)在圆筒部(3)内沿着该圆筒部(3)的延伸方向设置；以及杆体(4)，其被插入于所述孔(33)中，该杆体(4)的一端固定于所述孔(33)的底面(34)，并且该杆体(4)的上端从所述头部(2)突出，所述杆体(4)从所述头部(2)突出的突出量(D1)与产生规定的轴向力时的所述圆筒部(3)的伸长量一致。

权利要求

1.一种紧固用螺钉，其特征在于，所述紧固用螺钉具有：

孔，其从头部在圆筒部内沿着该圆筒部的延伸方向设置；以及

杆体，其被插入于所述孔中，该杆体的一端固定在所述孔的底面上，并且该杆体具有从所述头部突出的第一显示部，所述第一显示部通过对所述杆体的另一端的外周面着色来构成，所述孔的所述头部侧的内周面以与所述第一显示部不同的色彩进行着色，所述紧固用螺钉构成为：在未紧固或者轴向力不足的情况下，能够从外侧识别所述第一显示部的色彩，在产生了合适的轴向力的情况下，所述第一显示部的色彩隐藏于所述孔内而不能从外侧进行识别，在轴向力过大的情况下，所述第一显示部进一步被隐藏，能够识别所述孔的内周面的与所述第一显示部不同的色彩。

2.一种紧固用螺钉的拧紧管理方法，其特征在于，

将杆体插入至从头部在圆筒部内沿着该圆筒部的延伸方向设置的孔中，使该杆体的一端与所述孔的底面抵接，在所述杆体的从所述头部突出的另一端利用色彩进行着色来形成第一显示部，在所述孔的所述头部侧的内周面以与所述第一显示部不同的色彩进行着色，根据以下情况来判断紧固状态：所述紧固用螺钉构成为：在未紧固或者轴向力不足的情况下，能够从外侧识别所述第一显示部的色彩，在产生了合适的轴向力的情况下，所述第一显示部的色彩隐藏于所述孔内而不能从外侧进行识别，在轴向力过大的情况下，所述第一显示部进一步被隐藏，能够识别所述孔的内周面的与所述第一显示部不同的色彩。

说明书

紧固用螺钉以及紧固用螺钉的拧紧管理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及紧固用螺钉及螺钉的紧固方法。

背景技术

[0002] 以往，作为紧固用螺钉的拧紧管理方法，已知有扭矩拧紧法和扭矩梯度拧紧法等。

[0003] 扭矩拧紧法是根据螺钉的拧紧扭矩来估计螺钉的轴向力。例如，通过利用扭力扳手等测定拧紧扭矩来进行。这利用的是螺钉的拧紧扭矩与螺钉的轴向力成线性关系。

[0004] 此外，扭矩梯度拧紧法检测螺钉的拧紧扭矩和拧紧旋转角，根据拧紧扭矩相对于拧紧旋转角的梯度变化来进行拧紧的管理。例如，已知有这样的方法：沿着螺栓的轴开孔，在孔中插入应变检测器，检测螺栓产生的伸长(专利文献1)。

[0005] 专利文献1：日本2005-91086号公报

发明内容

[0006] 在扭矩拧紧法中，拧紧扭矩受到螺钉与座面之间的摩擦力、螺纹槽中的摩擦力等的影响，因此在用于大径长尺寸的螺钉的情况下，即使螺钉的拧紧扭矩一定，也存在螺钉的轴向力波动增大的情况。

[0007] 大径长尺寸的螺钉中，螺钉与座面的接触面积大，螺纹槽中的接触面积也大。因此，在使用扭矩拧紧法的情况下，大径长尺寸的螺钉容易因摩擦产生的影响而产生轴向力的波动。此外，在节距小的细牙螺钉中，螺钉与紧固的部件之间的接触面积也会增大，容易受摩擦的影响。

[0008] 因此，难以使针对多个螺钉所要求的轴向力均一。此外，在紧固后螺钉的轴向力下降的情况下，难以把握紧固部的异常。

[0009] 此外，关于扭矩梯度拧紧法，如专利文献1所述，能够管理螺钉的轴向力，但螺钉本身的结构复杂。需要在螺钉中分别插入检测器，该检测器与导线连接，测定螺钉力。此外，需要用专用的装置来识别与各螺钉连接的检测器的值。

[0010] 因此，螺钉的安装作业及轴向力的管理变得复杂。

[0011] 鉴于上述以往的缺点，本发明的目的在于提供一种紧固用螺钉，即使是大径长尺寸的螺钉，也容易把握紧固时的螺钉产生的轴向力，能够容易地管理紧固后的螺钉的轴向力。

[0012] 本发明的特征在于，具有：孔，其从头部在圆筒部内沿着该圆筒部的延伸方向设置；以及杆体，其被插入于所述孔中，该杆体的一端固定在所述孔的底面上，并且该杆体的上端从所述头部突出，所述杆体从所述头部突出的突出量与产生规定的轴向力时的所述圆筒部的伸长量一致。

[0013] 根据该结构，能够直接识别螺钉的伸长，能够容易地识别实际产生的轴向力。此外，根据头部的形状，在紧固螺钉时容易识别规定的轴向力的产生。此外，不使用扭力扳手等管理工具就能够进行规定的轴向力下的紧固。此外，通过目测能够确认紧固后的轴向力的减少或增加。

[0014] 此外可以是，所述杆体的上端的与所述圆筒部的延伸方向平行的面被着色。

[0015] 根据该结构，当紧固螺钉时，容易识别规定的轴向力的产生，并且容易识别螺钉的轴向力不足。

[0016] 此外可以是，所述孔的所述头部侧的内周面被着色。

[0017] 根据该结构，当紧固螺钉时，容易识别规定的轴向力的产生，并且容易识别螺钉的轴向力过多。

[0018] 并且，本发明的特征在于，将杆体插入至从头部在圆筒部内沿着该圆筒部的延伸方向设置的孔中，使该杆体的一端与所述孔的底面抵接，根据所述杆体的另一端与所述头部的位置来判断紧固状态。

[0019] 根据该结构，能够直接识别螺钉的伸长，忽略摩擦力等引起的拧紧扭矩变化，能够容易地识别实际产生的轴向力。

[0020] 根据本发明，能够直接识别螺钉的伸长，能够容易地识别实际产生的轴向力。此外，不使用扭力扳手等管理工具就能够进行使用规定的轴向力的紧固。并且，能够通过目测确认紧固后的轴向力的减少或增加。

[0021] 由此，能够提供一种紧固用螺钉，即使是大径长尺寸的螺钉，也容易把握紧固时螺钉产生的轴向力，能够容易地管理紧固后的螺钉的轴向力。

附图说明

[0022] 图1是示出实施方式1的螺钉的结构的剖视图。

[0023] 图2是示出与轴向力对应的显示部的状态的立体图。

[0024] 图3是示出杆体前端的变形例的剖视图。

[0025] 标号说明

[0026] 1：紧固用螺钉；

[0027] 2：头部；

[0028] 3：圆筒部；

[0029] 4：杆体；

[0030] 5：间隙；

[0031] 21：上表面；

[0032] 23：第二显示部；

[0033] 24：下表面；

[0034] 32：螺纹部；

[0035] 33：插入孔；

[0036] 34：底面；

[0037] 41：下端部；

[0038] 41a：小径部；

[0039] 42：上端部；

[0040] 42a：上表面；

[0041] 43：第一显示部。

具体实施方式

[0042] [实施方式1]

[0043] 使用图1和图2，对本发明的第1实施方式的紧固用螺钉1进行说明。

[0044] 图1是示出第1实施方式1的紧固用螺钉的结构的剖视图，图2是示出与轴向力对应的显示部的状态的立体图。

[0045] 首先，对本发明的第1实施方式的紧固用螺钉1的整体结构进行说明。

[0046] 在图1中，紧固用螺钉1由头部2、圆筒部3以及被插入到头部2和圆筒部3中的杆体4构成。另外，在本实施方式中，作为紧固用螺钉1的一例，使用六角螺栓。

[0047] 紧固用螺钉1是外螺纹，将圆筒部3插入一个被紧固部件51的贯通孔53中，并螺纹安装于另一个被紧固部件52的内螺纹部54中，使圆筒部3产生轴向力，来紧固被紧固部件51、52。

[0048] 构成紧固用螺钉1的上部的头部2构成为六棱柱形状，在头部2的侧面装配扳手等拧紧工具来向紧固用螺钉1传递拧紧扭矩。

[0049] 并且，在头部2的下部，圆柱形状的圆筒部3向下方延伸。圆筒部3由均一外径的圆柱体构成。

[0050] 在圆筒部3的下端，在圆筒部3的外周面上刻有螺纹槽，由该螺纹槽形成螺纹部 32。螺纹部32从圆筒部3的中途部设置到下端。

[0051] 在紧固用螺钉1中，在头部2和圆筒部3，沿着圆筒部3的延伸方向形成有直线状的插入孔33。插入孔33从头部2的上表面21设置到圆筒部3内的中途部，插入孔33的底面34位于螺纹部32的上方内侧。

[0052] 插入孔33设置于紧固用螺钉1的中心部，并穿过头部2的上表面21的中心部，沿着圆筒部3内的中心部设置。

[0053] 另外，插入孔33的底面34的位置由紧固用螺钉1的圆筒部3的长度和螺纹部 32的长度适当地决定，并不限于本实施方式。

[0054] 在插入孔33内插入有杆体4，杆体4的下端部41固定于插入孔33的底面34的中央。

[0055] 作为将杆体4固定于紧固用螺钉1的插入孔33内的手段，例如能够使用电阻点焊。在这种情况下，杆体4被压靠于插入孔33的底面34，通过对杆体4的上端部42 与紧固用螺钉
1的下端部35加压，在杆体4与底面34之间施加有适当的加压力。然后，在杆体4与底面34之间流通电流，通过由接触电阻产生的焦耳热使彼此熔融粘接在一起。

[0056] 杆体4为直线性的圆柱形状的杆，杆体4的全长比插入孔33的全长要长。

[0057] 因此，在将杆体4的下端部41固定于插入孔33的底面34的状态下，杆体4的上端部42从紧固用螺钉1的头部2的上表面21突出。

[0058] 此外，杆体4的外径比插入孔33的内径小，构成为在杆体4与插入孔33的内周面之间形成有间隙5。由此，杆体4不易以与插入孔33的内表面接触。

[0059] 并且，由杆体4的上端部42、头部2的上表面21、以及插入孔33的内表面构成显示部6。

[0060] 在杆体4的上端部42的从插入孔33突出的部位设置有第一显示部43。第一显示部43通过将杆体4的上端部42的外周面在比上表面42a靠下方的一定区域着色来构成。

[0061] 并且，对插入孔33的从头部2的上表面21到一定深度的内周面着色，由此设置有第二显示部23。

[0062] 显示部6由第一显示部43和第二显示部23构成。

[0063] 另外，作为一例，通过使第一显示部43为红色、第二显示部23为黄色，而容易目测识别显示部6。

[0064] 此外，通过使用红色和黄色等长波长侧的色彩，能够提高远距离的目视确认性能。

[0065] 杆体4的上端部42的从上表面突出的突出量D1构成为，当紧固用螺钉1产生了适当的轴向力的情况下，使得头部2的上表面21与杆体4的上表面42a一致。

[0066] 当紧固用螺钉1产生轴向力时，紧固用螺钉1沿轴向伸长。但是，杆体4的一端固定在插入孔33的底面34上，该杆体4不受轴向力的影响。因此，该杆体4与紧固用螺钉1的伸长无关而保持恒定的长度。

[0067] 并且，能够根据杆体4的上端部42相对于紧固用螺钉1的头部2的位置，来识别紧固用螺钉1的伸长、即轴向力。

[0068] 突出量D1由圆筒部3的伸长量与轴向力之间的关系决定。更详细而言，在圆筒部3中，由从头部2的下表面24到插入孔33的底面34为止的部分L的伸长量与轴向之间的关系决定。

[0069] 通过圆筒部3的伸长，固定有杆体4的底面34与头部2的下表面24之间的距离增大。头部2不会因轴向力而延长，因此上表面21与下表面24之间的距离恒定。

[0070] 由此，根据头部2的上表面21与杆体4的上表面42a的位置的变化量，解出部分L的伸长量。因此，根据产生合适的轴向力的部分L的伸长量来决定突出量D1。

[0071] 接下来，参照图2，对本实施方式的作用进行说明。

[0072] 在图2中，状态A表示紧固用螺钉1未紧固的状态、或者紧固用螺钉1的轴向力不足的状态。状态B表示紧固用螺钉1完成紧固的状态、即产生了合适的轴向力的状态。状态C表示紧固用螺钉1过度拧紧的状态、即产生了过大的轴向力的状态。

[0073] 如状态A所示，在紧固用螺钉1未紧固的情况下，或者轴向力不足的情况下，杆体4的上端部42从头部2的上表面21突出，通过目测等能够从紧固用螺钉1的外侧识别第一显示部43。

[0074] 如状态B所示，在紧固用螺钉1完成紧固而产生了合适的轴向力的情况下，杆体4的第一显示部43埋没，杆体4的上表面42a的高度与头部2的上表面21一致。因此，第一显示部43隐藏于插入孔33内，不能通过目测等从紧固用螺钉1的外侧进行识别。

[0075] 如状态C所示，在过度拧紧紧固用螺钉1而产生了过大的轴向力的情况下，杆体4的第一显示部43进一步埋没，杆体4的上表面42a的高度比头部2的上表面21 低。因此，插入孔33内的第二显示部23露出，通过目测等能够从紧固用螺钉1的外侧进行识别。

[0076] 此外，第一显示部43与第二显示部23的颜色差异使得容易识别是哪一方露出。

[0077] 如上所述，在本实施方式中，对于紧固用螺钉1，在插入孔33中插入杆体4，将杆体4的下端部41固定于插入孔33的底面34上，使杆体4的上端部42以突出量 D1突出。由此，能够直接识别紧固用螺钉1的伸长，能够容易地识别实际产生的轴向力。

[0078] 此外，根据头部2的上部的形状容易识别是否产生了规定的轴向力。

[0079] 并且，不使用扭力扳手等管理工具就能够进行使用规定的轴向力的紧固。此外，能够通过目测确认紧固后的轴向力的减少或增加。

[0080] 接下来，对本发明中的杆体4的变形例进行说明。

[0081] 图3是示出杆体前端的变形例的剖视图。

[0082] 在插入紧固用螺钉1中的杆体4的下端部41设置有小径部41a。小径部41a的与杆体4的延伸方向垂直的截面形状是直径比杆体4的其他部位小的圆形。小径部 41a的外径例如可以是杆体4的外径的三分之二。并且，杆体4的小径部41a被固定于插入孔33的底面34上。

[0083] 能够使用电阻焊接来作为将杆体4固定在紧固用螺钉1的插入孔33内的手段。在这种情况下，杆体4的小径部41a被压靠于插入孔33的底面34，在杆体4的小径部41a与底面34之间施加合适的加压力。然后，在杆体4的小径部41a与底面34之间流通电流，利用接触电阻产生的焦耳热使彼此熔融粘接在一起。

[0084] 通过将杆体4的小径部41a压靠于底面34，由于小径部41a的下表面小，因此能够以更小的力得到适当的加压力。并且，在流通电流的情况下，电流也集中于小径部41a的较小的截面，并且熔融的部位的体积减少。因此，与没有小径部41a的情况相比较，能够用更少的电力将杆体4固定于插入孔33的底面34，小径部41a以外的部位不易熔融。

[0085] 由此，即使利用点焊将杆体4固定于紧固用螺钉1，也能抑制焊接引起的杆体4 的长度变动，能够提高杆体4的安装精度。并且，能够提高圆筒部3的伸长的测定精度，能够提高紧固用螺钉1的紧固状态的判断精度。

[0086] 上述实施方式仅示出本发明的一个方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内任意地变形及应用。