專利名稱：緊固裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠夾緊元件的緊固裝置，需夾緊元件之間互相隔開一定的間距，在元件之間保持一定間隙的同時，能夠吸收間隔內(nèi)一些可能的耗散或者一些可能出現(xiàn)的軸向偏差。
圖2是本發(fā)明第二個實施例的局部橫截面圖。
圖3示出作為本發(fā)明組成元件螺栓的特殊螺紋脊部分的(在

圖1和圖2中這一部分由X表示)實施例的放大橫截面圖。
圖4是作為發(fā)明組成元件螺栓的特殊螺紋脊部分的另一個實施例的橫截面圖。
圖5示出本發(fā)明第一個實施例的漸進式夾緊動作的放大橫截面圖。
圖6示出本發(fā)明第二個實施例的漸進式夾緊動作的橫截面圖。
可移動的套管(20)進一步按以下方式制造。
第一個實施例(見圖1)能夠擰入制作在螺栓外周面上的外螺紋(421、422)的內(nèi)螺紋(以下，制作帶這種內(nèi)螺紋的部分稱之為第二螺紋(22))形成于可移動套管內(nèi)周面上。
另外，示出的可移動套管(20)在其朝向螺栓的主體端面上設(shè)有凸緣，該凸緣在需夾緊的一個元件(M2)上為可移動套管提供較好的固定條件(其細節(jié)稍后詳作說明)，當然，示于圖2中的結(jié)構(gòu)可以考慮用于按照本發(fā)明所打算的目的上。
第二個實施例(見圖2)，相應(yīng)于可移動套管的第二螺紋(22)的部分(本文下面稱之為扭矩傳送螺帽掣子(23))限定了具有類似于扭矩傳送螺帽(30)的橫截面的空腔，該空腔能夠包含扭矩傳送螺帽，以使螺帽(30)的外周面(其橫截面是多邊形，通常為六邊形)緊貼著空腔的內(nèi)表面，基本上能夠限制螺帽(30)的轉(zhuǎn)動。在此，朝向螺帽(10)的扭矩傳送螺帽掣子的側(cè)面制成能夠把扭矩轉(zhuǎn)動螺帽夾緊的結(jié)構(gòu)，而朝向螺栓(40)的扭矩傳送螺帽掣子側(cè)面設(shè)有防止螺帽脫落的棘爪(24)，以防止扭矩傳送螺帽脫落(在扭矩傳動螺帽(30)置于扭矩傳送螺帽掣子內(nèi)以后，這種防止扭矩傳送螺帽(30)脫落的棘爪(24)在可移動套管的內(nèi)圓周的內(nèi)側(cè)端面的至少一部分上朝著螺帽(10)能夠形成“壓緊”的作用)。
在這個實施例中，在螺栓外周面上構(gòu)成的外螺紋(421、422)制作成能夠與扭矩傳動螺帽(31)(內(nèi)螺紋)相配合。
當兩個實施例具有共同特性時，制作在螺栓外周面上的外螺紋由具有普通螺紋脊的側(cè)面角(β)(通常為60度)的部分(421)(以下稱為第一螺紋或普通螺紋脊)和具有特殊螺紋脊形狀或螺紋構(gòu)造的部分(422)(以下稱為第二螺紋或者特殊螺紋脊)構(gòu)成。
這種特殊螺紋脊的實例(以下指特殊螺紋脊的第一個實施例)示于圖3中，并且通過使普通螺紋脊在徑向經(jīng)受壓縮變形而制成。特殊螺紋脊(a)自然要比普通螺紋脊的側(cè)面角(β)要小(通常為40度)。這里，構(gòu)成兩部分的范圍用相對于軸線的螺紋脊的數(shù)目來表示大約為2到10以及和用相對于軸線的角度來表示大約為10到90度就滿足要求了。即兩部分的范圍用相對于軸線的螺紋脊的數(shù)目表示至少是2個，其間隔是相等的。而且，兩部分(421、422)的螺距P是相同的。
特殊螺紋脊(422)的另一個實施例(以下指特殊螺紋脊的第二個實施例)示于圖4中。在這個實施例中，螺紋脊部分的螺距(P2)或(P3)比普通螺紋脊的螺距(P1)大些或小些(P2＞P1＞P3)。這種變化的伸縮范圍在+(加)和-(減)方向用螺距來表示分別為±20％P1。)當兩個實施例具有共同的特征時，不言而喻，特殊螺紋脊的第一和第二實施例不僅適合螺栓(40)，也適用于可移動套管(20)的第二螺紋(22)或者扭矩傳送螺帽(30)的螺脊。
作為特殊螺紋脊(422)的另一個例子，特殊螺紋脊(422)上附著薄薄一層(最好一次成形，薄層將不致從形成的部位脫落，除非打算把它去除掉，薄層也不致于粘結(jié)到其緊靠著的一個或多個元件上)樹脂(以美國Nylok公司的標記“Ng10k”為特征。這樣的薄層可以形成于可移動套管(20)的第二螺紋(22)上或者扭矩傳送螺帽(30)的螺紋上，以替代制作在螺栓(40)側(cè)面的螺紋上，這是很自然的。當然，薄層的結(jié)構(gòu)(在應(yīng)用到螺栓(40)和可移動套管內(nèi)側(cè)壁的情況下)可以結(jié)合所采用的實施例制作，其中上述的螺紋可以制成特殊的形狀或者改變其螺距。本文以下稱之為特殊螺紋的第三個實施例。另外，薄層結(jié)構(gòu)可以按照普通的方法制作，例如按照以下美國專利申請?zhí)?71,604/1964；398,495/1964；599,042/1966；638,683/1967；821,178/1969；203,130/1971；314,854/1972以及400,502/1973和美國專利號RE28,812/1976；3,995,074/1976；4,054,688/1977；4,100,882/1978和4,120,993/1978)中所描述的方法制作薄層。例如，制作在以上所指部分的螺紋脊上的特殊尼龍薄膜層，其形狀、角度和螺距與普通的螺紋脊相同。此外，特殊螺紋脊(422)能夠由彈性體，例如彈性樹脂制成(這種結(jié)構(gòu)替代應(yīng)用于螺栓上是很自然的，可移動套管(20)的第二螺紋(22)或者扭矩傳動螺帽(30)本身也可以由彈性體制作。以下稱之為特殊螺紋脊的第四個實施例。另外，特殊螺紋脊可以采用例如注模制成(包括插模))(未示出)。
當兩個實施例具有共同的特征時，按照本發(fā)明的緊固裝置的組成元件的材料通常也包括以碳素鋼、不銹鋼和輕合金為代表的合金材料，而以聚酰胺為代表的工程塑料和聚縮醛樹脂能夠應(yīng)用到一部分元件上，或者就制造成本來說所能允許的整個組成元件上。
下面，按照本發(fā)明緊固裝置的使用將依據(jù)第一個實施例予以說明(見圖5，這種說明將根據(jù)本發(fā)明第一個實施例中的螺栓(40)的特殊螺紋脊(422)作出)。
1、方法(見圖5①)帶有安裝在其內(nèi)腔(處于一種狀態(tài)，即其中可移動套管的第一螺紋(21)擰入螺帽(10)的第二螺紋(14)直至最大程度)的可移動套管(20)的螺帽(10)朝向螺栓(40)插入需夾緊的元件中的一個元件(M1)(例如，汽車內(nèi)盤)的開口(OP1)，螺帽鎖緊在需夾緊的元件上，以使螺帽的凸緣(11)的一個表面與需夾緊的元件的一個表面緊密接觸(能夠容納螺帽掣子(12)的至少一個凹槽可以事先設(shè)置在需夾緊元件的相應(yīng)位置，螺帽掣子(12)可以裝入并焊接到凹槽內(nèi)，或者嵌入螺帽掣子以后，凸緣的側(cè)面可以焊接到需夾緊的元件上。根據(jù)所使用的材料，也能夠采用溶化或粘結(jié)的方法，使兩個表面連接在一起)。關(guān)鍵是要形成這樣一種狀態(tài)，其中螺帽相對于需夾緊的元件之一(M1)在軸向的轉(zhuǎn)動受到限制。
而且，這一步驟與第二個實施例是相同的(見圖6①)。
2、夾緊可移動套管(見圖5②)插入需夾緊元件的另一個元件(M2)(例如，汽車主體)的開口(OP2)的螺栓(40)的第二螺紋(422)，通過順時針方向轉(zhuǎn)動螺栓，朝向螺帽而被擰入可移動套管的第二螺紋(22)內(nèi)。
這里，因為制成的螺栓的第二個螺紋(422)的螺紋脊以使其側(cè)面角(α)比螺紋脊(第二個螺紋(422)的螺紋脊的螺距與可移動套管的第二螺紋(22)的螺紋脊的螺距相同)的側(cè)面角(β)小，在兩個螺紋的齒側(cè)面上互相接觸而產(chǎn)生的磨擦力基本上要比在螺帽的第二個螺紋(14)的齒側(cè)面上與可移動套管(其螺紋的側(cè)面角和螺距是相同的)的第一螺紋(21)的齒側(cè)面上互相接觸而產(chǎn)生的摩擦力要大。(當特殊螺紋脊(422)的結(jié)構(gòu)就象第二至第四實施例中的那樣，這種狀況甚至也類似地出現(xiàn)。反過來說，產(chǎn)生這種狀況的結(jié)構(gòu)在第一至第四實施例中具體說明)。其結(jié)果，可移動套管開始與螺栓一起轉(zhuǎn)動，并且沿軸線從螺帽向著需夾緊元件中的另一元件(M2)移動(可移動套管的第一螺紋(21)和螺帽的第二螺紋(14)制作成左螺紋)。
最后，設(shè)置在可移動套管上的凸緣端面朝著螺栓與需夾緊的另一個元件(M2)接觸，這樣可移動套管停止沿軸向的移動(向著需夾緊的元件中的另一個元件(M2)移動)。
另外，在第二個實施例的這一步(見圖6②)與第一個實施例中的不同之處，僅在于可移動套管的第二螺紋(22)齒側(cè)面和螺栓的第二螺紋(422)齒側(cè)面的相互接觸由安裝在扭矩傳動螺帽掣子(23)內(nèi)的扭矩傳送螺帽(30)的螺紋(31)的齒側(cè)面和螺栓第二螺紋(422)的齒側(cè)面的互相接觸所取代，螺栓的扭矩通過扭矩傳送螺帽(如上所述，向著螺栓的可移動套管端面可以進一步設(shè)置象第一個實施例的凸緣。其它方面則是相同的)傳送到可移動套管。但是，當順時針轉(zhuǎn)動螺栓時，在第一個實施例中的可移動套管向著需夾緊元件中的另一個元件(M2)軸向移動則是相同的。這里，為什么扭矩傳送螺帽(30)用一種沿徑向設(shè)置一些間隙的方式(因此，扭矩傳送螺帽在扭矩傳送螺帽掣子內(nèi)相對于其軸線轉(zhuǎn)動不到一圈)松動地安裝在可移動套管的扭矩傳螺帽掣子(23)內(nèi)，其理由是考慮到在螺栓插入的方向和可移動套管(當然，把扭矩傳送螺帽裝入扭矩傳送螺帽掣子的操作過程是很容易的)的軸線二者之間的軸向吸收角度和/或偏移的能力。
3、完成夾緊動作(見圖5③)螺栓(40)沿順時針方向轉(zhuǎn)動(一旦設(shè)置在可移動套管上的凸緣端面朝向螺栓與需夾緊的另一個元件(M2)接觸時，迫使對抗螺栓第二螺紋(422)上的摩擦力的扭矩施加到螺栓頭(41))，螺栓朝向螺帽的第一螺紋(13)進入螺帽內(nèi)孔。
最后，螺栓的第一螺紋(421)或第二螺紋(422)擰入螺帽的第一螺紋(13)內(nèi)，通過連續(xù)轉(zhuǎn)動螺栓直至螺栓頭(41)的底面(在螺栓頂端內(nèi)側(cè)面上的表面)與另一個需夾緊的元件(M2)接觸，夾緊操作終止，元件(M2)與螺栓頭(41)之間放有墊片。
另外，這一步驟也與第二實施例相同(見圖6③)采用這種方式，按照本發(fā)明的緊固裝置用來提供在被夾緊的元件之間具有間隔(L)的夾緊(在夾緊操作過程中，這個間隔將不改變)，通過可移動套管的軸向位移能夠吸收間隔內(nèi)的一些可能的余隙，從而在相當廣的范圍內(nèi)，夾緊操作通過適當?shù)脑O(shè)置可移動套管的主體部分和螺帽主體部分的軸向長度而能夠完成夾緊操作。
當?shù)谝粚嵤├偷诙嵤├窍嗤瑫r，類似于應(yīng)用到螺栓的特殊螺紋脊(422)的各種裝置，在它們完成夾緊操作時能夠互相擰入絲扣的范圍內(nèi)，也可以應(yīng)用到螺帽的第二螺紋(14)或者可移動套管的第一螺紋(21)上。在完成夾緊操作時，通過把螺栓的螺紋擰入到螺帽的第一螺紋(13)產(chǎn)生的軸向力通常將能夠避免可移動套管的松開(實際上，在擰入螺帽的第一螺紋(13)的螺栓的螺紋設(shè)置成包含特殊螺紋脊(422)的情況下，將更有效地得以避免可移動套管的松動)。當本發(fā)明的緊固裝置用于經(jīng)受反復(fù)振動的環(huán)境中時，例如，在一些種類的元件必須固定到汽車車身上的情況下，螺帽的第二螺紋(14)的齒側(cè)面和可移動套管的第一螺紋(21)的齒側(cè)面互相摩擦接觸顯示其直接扼制可移動套管本身松動的效果。另外，在第一個實施例中，通過把應(yīng)用類似于使用到螺栓的特殊螺紋脊(422)的各種裝置應(yīng)用到螺栓的螺紋或者可移動套管的第二螺紋(22)上，在它們完成夾緊操作時能夠相互擰入絲扣的范圍內(nèi)，可以收到同樣的效果。
工業(yè)應(yīng)用如上所述，因為按照本發(fā)明的緊固裝置包括在簡單結(jié)構(gòu)的組合元件中，所以，制造起來不需要從事任何特殊的加工，由于夾緊操作依賴于作為一個組合元件的螺栓的轉(zhuǎn)動，故操作者不需要作任何復(fù)雜的操作。按照本發(fā)明的緊固裝置將不強制性地縮短需互相夾緊的元件之間的間隔(L)，在順利地完成夾緊操作的同時能夠吸收被夾緊元件之間的間隔內(nèi)的一些可能的余隙。
權(quán)利要求
1.用于在需夾緊元件(M1、M2)之間具有一定間隔的緊固裝置，該緊固裝置包括具有基本上呈圓柱形主體的一個端面的螺帽(10)，該端面適于由需夾緊元件中的一個元件(M1)鎖住，在螺帽內(nèi)圓周表面上制有第一螺紋螺紋(13)和第二螺紋(14)，第一螺紋(13)由能夠擰入螺栓(40)的螺紋上的內(nèi)螺紋構(gòu)成，第二螺紋(14)由與螺栓的螺紋脊相反的并且能夠擰入可移動套管(20)的第一螺紋(21)上的內(nèi)螺紋構(gòu)成，可移動套管(20)的第一螺紋(21)由制作在其基本上呈圓柱型主體的外圓周表面上并與螺栓的螺紋脊相反的外螺紋構(gòu)成；可移動套管(20)具有在其內(nèi)孔的扭矩傳送裝置，該扭矩傳送裝置借助螺紋對螺紋的嚙合能夠?qū)⑤S向插入其內(nèi)孔的螺栓的扭矩傳送到可移動套管(20)上；具有螺栓體(42)的螺栓(40)，在其外圓周面上制作由能夠擰入螺帽第一螺紋(13)的外螺紋構(gòu)成的螺紋；其中螺栓的螺紋部分包括特殊螺紋(422)，通過特殊螺紋(422)將比普通之間嚙合而獲得的摩擦力要大的摩擦力傳送到螺紋對螺紋的嚙合。
2.按照權(quán)利的要求1的緊固裝置，其中扭矩傳送裝置是由制作在可移動套管(20)內(nèi)周面上并能夠擰入螺栓(40)的螺紋上的內(nèi)螺紋構(gòu)成的第二螺紋(22)。
3.按照權(quán)利要求1的緊固裝置，其中扭矩傳送裝置包括具有外圓周表面的扭矩傳送螺帽(30)，其外圓周表面緊頂著地安裝在可移動套管(20)的內(nèi)孔內(nèi)，致使扭矩傳送螺帽相對于其軸線的旋轉(zhuǎn)基本上受到限制，扭矩傳送螺帽掣子(23)由其橫截面類似于扭矩傳送螺帽的凹腔構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中特殊螺紋脊(422)是由普通螺紋脊經(jīng)受徑向壓縮變形而獲得的螺紋脊構(gòu)成的。
5.按照權(quán)利要求4的緊固裝置，其中制成的特殊螺紋脊(422)相對于軸線而言用螺紋脊的數(shù)目表示大約是2至10和用角度表示大約為10至90度。
6.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中特殊螺紋脊(422)具有比普通螺紋脊的螺矩(P1)大的螺矩(P2)或者比普通螺紋脊的螺距(P1)小的螺距(P3)。
7.按照權(quán)利要求6的緊固裝置，其中制成的特殊螺紋脊(422)的范圍大約為(P1)的±20％的螺距(P2)或(P3)，并且分別在+和-方向至少為一個螺紋脊。
8.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中特殊螺紋脊(422)是由制作在普通螺紋脊(421)上的一薄層特殊尼龍樹脂構(gòu)成的。
9.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中特殊螺紋脊(422)是由彈性體制作的普通螺紋脊構(gòu)成的。
10.按照權(quán)利要求9的緊固裝置，其中彈性體是由彈性樹脂構(gòu)成的。
11.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中不設(shè)置特殊螺紋脊(422)，可移動套管(20)的第二螺紋(22)的螺紋脊部分或者扭矩轉(zhuǎn)送螺帽(30)的螺紋(31)的螺紋脊部分是由使普通螺紋脊經(jīng)受徑向壓縮變形而獲得的螺紋脊。
12.按照權(quán)利要求11的緊固裝置，其中通過使普通螺紋脊經(jīng)受徑向變形而獲得的螺紋脊的范圍，相對于軸線用螺紋脊數(shù)目表示大約是2至10和用角度表示大約為10至90度。
13.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中不設(shè)置特殊螺紋脊(422)，可移動套管(20)的第二螺紋(22)的螺紋脊部分或者扭矩傳送螺帽(30)的螺紋(31)的螺紋脊部分具有比普通螺紋脊的螺距(P1)大的螺距(P2)或者比普通螺紋脊的螺距(P1)小的螺距(P3)。
14.按照權(quán)利要求13的緊固裝置，其中制作的具有比普通螺紋脊的螺距(P1)大的螺距(P2)或者比普通螺紋脊的螺距(P1)小的螺距(P3)的螺紋脊的范圍，是約為±20％螺距(P1)的螺距(P2)或(P3)，并且在+和-方向，至少分別為一個螺紋脊。
15.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中不設(shè)置特殊螺紋脊，可移動套管(20)的第二螺紋(22)的螺紋脊或者扭矩傳送螺帽(30)的螺紋(31)的螺紋脊在其上制作一薄層特殊尼龍樹脂。
16.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中不設(shè)置特殊螺紋脊(422)，可移動套管(20)的第二螺紋(22)的螺紋脊部分或者扭矩傳送螺帽(30)的螺紋(31)的螺紋脊部分由彈性體制作的普通螺紋脊構(gòu)成。
17.按照權(quán)利要求16的緊固裝置，其中彈性體是由彈性樹脂構(gòu)成的。
18.按照權(quán)利要求2或3的夾緊裝置，其中螺栓(40)的特殊螺紋脊(422)是通過使普通螺紋脊經(jīng)受徑向壓縮變形而獲得的螺紋脊構(gòu)成，所述的特殊螺紋脊在其完成夾緊操作時能夠互相擰入絲扣的范圍內(nèi)，也能夠制作在螺帽的第二螺紋(14)或者可移動套管的第一螺紋(21)上。
19.按照權(quán)利要求18的緊固裝置，其中所制作的特殊螺紋脊(422)的范圍相對于軸線用螺紋脊的數(shù)目來表示大約是2至10和用角度表示大約是10至90度。
20.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中螺栓(40)的特殊螺紋(422)具有比普通螺紋脊的螺距(P1)大的螺距(P2)或者比普通螺紋脊的螺距(P1)小的螺距(P3)，所述的特殊螺紋脊在其完成夾緊操作時能夠互相擰入絲扣的范圍內(nèi)，也能夠制作在螺帽的第二螺紋(14)或者可移動套管的第一螺紋(21)上。
21.按照權(quán)利要求20的緊固裝置，其中所制作的螺栓(40)的特殊螺紋脊(422)的范圍約為螺距(P1)的土20％的螺距(P2)或(P3)，并且分別在+和-方向至少為一個螺紋脊。
22.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中特殊螺紋脊(422)包含制作在普通螺紋脊(421)上的特殊尼龍樹脂薄層，所述特殊螺紋脊在其完成夾緊操作時能夠互相擰入絲扣的范圍內(nèi)，也能夠制作在螺帽的第二螺紋(14)或可移動套管的第一螺紋(21)上。
23.按照權(quán)利要求2或3的緊固裝置，其中特殊螺紋脊(422)由彈性體制作的普通螺紋脊構(gòu)成，所述特殊螺紋脊在其完成夾緊動作時能夠互相擰入絲扣的范圍內(nèi)，能夠另外地制作在螺帽的第二螺紋(14)或者可移動套管的第一螺紋(21)上。
24.按照權(quán)利要求23的緊固裝置，其中彈性體是由彈性樹脂構(gòu)成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于需夾緊元件且需夾緊元件之間隔開一定距離的緊固裝置。緊固裝置包括:螺帽(10)、螺栓(40)和在其內(nèi)孔設(shè)有扭矩傳送裝置的可移動套管(20),扭矩傳送裝置能夠把軸何插入可移動套管(20)內(nèi)孔的螺栓的扭矩通過螺紋對螺紋的嚙合傳送到可移動套管上,其中螺栓的螺紋部分包括特殊螺紋(422),借助特殊螺紋(422),把比普通螺紋之間嚙合產(chǎn)生的摩擦力要大的摩擦力傳送至螺紋對螺紋的嚙合。
文檔編號F16B33/00GK1386172SQ01802221
公開日2002年12月18日 申請日期2001年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月28日
發(fā)明者小沢順造, 伊藤修二, 后藤光繁 申請人:株式會社青山制作所, 本田技研工業(yè)株式會社