相關申請的交叉引用

本申請要求2014年11月19日提交的美國專利申請序列號14/548,203的優(yōu)先權。

本發(fā)明的領域涉及公螺紋緊固件和母螺紋緊固件，包括螺栓、機械螺釘和螺母的所有變體。更具體地，本發(fā)明的領域涉及用于將不同的物體保持在一起的帶螺紋的公緊固件和母緊固件，這些緊固件被配置成避免公緊固件和母緊固件與彼此有不希望的松動。

背景技術：

公螺紋緊固件和母螺紋緊固件(如螺栓和機械螺釘(連同對應的螺母))用于當今的各種應用中，最常見地用于將兩個或更多個部件或物品連接和固定在一起。事實上，多年來，公螺紋緊固件和母螺紋緊固件已被用于住宅和商業(yè)建筑、復雜的機械構造以及許多其他的工業(yè)。伴隨公螺紋緊固件和母螺紋緊固件的常見且長期存在的問題是母緊固件(例如，螺母)沿著對應的公緊固件(例如，螺釘或螺栓)的軸的不希望的(并有時是危險的)松動，這可能是由振動、潤滑、熱膨脹和收縮以及其他外力引起的。例如，當螺釘/螺栓與螺母的組合被結合在經(jīng)受周期性振動的復雜機器中時，這種振動將經(jīng)常使得螺母(隨著時間推移)松動并沿著螺釘/螺栓的螺紋軸線(在最終使螺母與螺釘/螺栓的組合松動的方向上)行進，由此使通過這種螺釘/螺栓與螺母的組合連接在一起的兩個部件松動。

因此，在市場上對于改進的公螺紋緊固件和母螺紋緊固件仍存在需求。更具體地，對于改進的對抗隨著時間推移的不希望松動的公螺紋緊固件和母螺紋緊固件仍存在需求。如下面將展示的，本文描述的發(fā)明解決了市場(以及其他方面)中的這種需求。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的某些方面，提供了公螺紋緊固件和母螺紋緊固件(如螺釘、螺栓、螺母等)，它們結合或被適配成與某些楔形件部件一起使用。這些公緊固件被適配成以一種方式固定和連接至母緊固件，該方式避免了母緊固件從公緊固件的不希望的松動(例如，隨著時間推移由于振動或其他力引起的)。如本文所使用的，術語“螺釘”和“螺栓”可互換使用并且通常均應被解釋為是指公螺紋緊固件，例如，被適配成由母螺紋緊固件(例如，螺母)接納并與其連接的公螺紋部件。更具體地，這些公緊固件(例如，螺釘和螺栓)將包括剛性軸，該剛性軸被配置成布置穿過定位在母緊固件(例如，螺母)的中間的孔口并在該孔口內(nèi)旋轉。如本文所使用的，術語“母緊固件”是指包括螺紋孔口的部件，該螺紋孔口被配置成接納公緊固件的對應螺紋軸。如本文所使用的，母緊固件可以包括單獨的物體(例如，螺母)，或者母緊固件(帶有其螺紋孔口)可以結合到較大物體中并形成該較大物體的一部分。例如，所謂的母緊固件可以由位于殼體中的螺紋孔口構成(該螺紋孔口被配置成接納公緊固件)、而不是可以應用到公緊固件的軸上的單獨部件(如例如在螺母部件的情況下)。

在最廣泛的意義上，本發(fā)明提供的是，公緊固件的軸將包括一個或多個空間，該一個或多個空間被適配成接納位于母緊固件的孔口內(nèi)或附近的對應楔形件。母緊固件的(位于其孔口內(nèi)的)螺紋將被配置成接合公緊固件的通道，使得母緊固件可以通過使得母緊固件朝向公緊固件的頂部沿其軸行進的方式旋轉(即，使母緊固件“加緊”)。相反，公緊固件的(位于軸的外表面上的)螺紋將被配置成接合母緊固件的通道，使得母緊固件可以通過使得母緊固件朝向公緊固件的頂部沿其軸行進的方式旋轉(即，使母緊固件“加緊”)。在母緊固件被充分地“加緊”之后，(位于母緊固件的孔口內(nèi)或附近的)楔形件可以被布置到公緊固件的軸的空間(或其他區(qū)域)中(在某些情況下位于或靠近母緊固件的底部表面)，使得該楔形件防止母緊固件通過在使母緊固件遠離公緊固件的頂部沿其軸行進的方向上圍繞該軸旋轉而“松動”。

根據(jù)某些具體實施例，公緊固件的軸可以包括一系列的突出元件。在這樣的實施例中，本發(fā)明提供的是，這些突出元件優(yōu)選地等距離間隔開。等距離間隔的突出元件在各突出元件之間形成空隙(或空間)。本發(fā)明提供的是，這樣所得到的空間被適配成接納楔形件部件。在此實施例中，如在上述實施例中，本發(fā)明進一步提供的是，該楔形件被配置成防止母緊固件以一種方式圍繞軸旋轉，該方式使得母緊固件在朝向公緊固件的底部部分的方向上移動(即，該楔形件被配置成防止母緊固件在逆時針方向上旋轉，否則這將使母緊固件松動)。

盡管本說明書提及了母緊固件裝配有楔形件，該楔形件被配置成布置到位于公緊固件的軸上的一個或多個空間中，但是本領域普通技術人員將理解，在某些替代實施例中，楔形件可以定位在公緊固件上并且被配置成布置到位于母緊固件的孔口內(nèi)的一個或多個空間中。例如，在這樣的實施例中，本發(fā)明提供的是，母緊固件的孔口將包括一個或多個空間，該一個或多個空間被適配成接納(如在此描述的)位于公緊固件的軸上的對應楔形件。公緊固件的(位于其軸部分上的)螺紋將被配置成接合位于母緊固件的孔口內(nèi)的通道，使得公緊固件可以通過使母緊固件朝向公緊固件的頂部沿其軸行進的方式旋轉(即，使母緊固件“加緊”)。在母緊固件被充分地“加緊”之后，(位于公緊固件的軸上的)楔形件可以被布置到母緊固件的孔口內(nèi)的空間(或其他區(qū)域)中，使得該楔形件防止母緊固件通過在使母緊固件遠離公緊固件的頂部沿其軸行進的方向上圍繞該軸旋轉而“松動”。

根據(jù)本發(fā)明的其他方面，包括如上所述的多組公螺紋緊固件和母螺紋緊固件(例如，螺釘與螺母)。在這樣的實施例中，楔形件可以結合到母(或公)緊固件中，或者可替代地，楔形件可以作為單獨部件存在。

根據(jù)本發(fā)明的又其他的方面，包括本文所述的多組公螺紋緊固件和母螺紋緊固件(例如，螺釘與螺母)以及楔形件。類似于本發(fā)明的其他實施例，楔形件可以結合到母(或公)緊固件中，或者可替代地，楔形件可以作為單獨部件存在。

在本文包含的詳細說明中進一步闡明了本發(fā)明的上述和額外的特征。

附圖說明

圖1是本文所述的公緊固件和母緊固件(螺釘/螺母)組合的透視圖。

圖2是本文所述的公緊固件和母緊固件組合的俯視圖。

圖3是本文所述的公緊固件和母緊固件組合的側視圖。

圖4是本文所述的公緊固件和母緊固件組合的截面視圖，示出了用于將母緊固件固定到適當位置的楔形件。

圖5a是位于本文所述的突出元件之間的空間的另一個實施例的截面視圖。

圖5b是公緊固件的柄(或軸)的截面視圖，圖5a中所展示的(位于兩個突出元件之間的)空間位于該公緊固件中。

圖6a是本文所述的公緊固件和母緊固件組合的截面視圖，示出了用于將母緊固件固定到適當位置的楔形件(其與母緊固件的內(nèi)表面一體成型)。

圖6b是圖6a所示的楔形件的放大視圖。

圖7a是公緊固件(例如，螺栓)的截面視圖，該公緊固件包括位于公緊固件的軸上的突出元件之間的多個空間，該多個空間被配置成接納本文所示和所述的楔形件。

圖7b是母緊固件(例如，螺母)的橫截面視圖，該母緊固件包括楔形件(其與母緊固件的內(nèi)表面一體成型)，該楔形件可以用于將母緊固件固定到圖7a的公緊固件的軸上的適當位置。

圖7c是與圖7b的母緊固件的內(nèi)表面一體成型的楔形件的兩個放大透視圖。

圖7d是圖7a和圖7b的公緊固件和凹性緊固件的透視圖。

具體實施方式

下面將詳細描述本發(fā)明的若干優(yōu)選實施例。這些實施方式僅以解釋的方式來提供，并因此不應該不適當?shù)叵拗票景l(fā)明的范圍。事實上，本領域普通技術人員將基于閱讀本說明書并觀察本發(fā)明附圖而理解，本發(fā)明教導了許多變體和修改，并且在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以采用、使用并實現(xiàn)本發(fā)明的許多變體。

現(xiàn)在參考圖1至圖7，根據(jù)本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例，提供了公螺紋緊固件和母螺紋緊固件(例如，螺釘、螺栓、螺母等)，它們結合或被適配成與某些楔形件部件一起使用。母緊固件(例如，螺母)被適配成以一種方式固定到公緊固件(例如，螺釘/螺栓)上，該方式避免了這種母緊固件從公緊固件的不希望并可能危險的松動(例如，隨著時間推移由于振動或其他力引起的)。本發(fā)明提供的是，本發(fā)明的公緊固件被適配成由母緊固件接納并且連接至該母緊固件。更具體地，公緊固件將包括剛性的(并且在一些情況下為圓柱形的)軸10，該軸被配置成穿過位于母緊固件(例如，螺母)的中間的孔口來布置并且在該孔口內(nèi)旋轉，從而允許在公緊固件的軸10上的通道(在以下描述)接納并接合位于母緊固件的孔口內(nèi)的對應螺紋(或反之亦然，例如，允許在公緊固件的軸10上的螺紋接合位于母緊固件的孔口內(nèi)的對應通道)。

當被廣泛地定義時，根據(jù)某些優(yōu)選實施例，本發(fā)明涵蓋了如本文所述的公緊固件(例如，螺釘/螺栓)和母緊固件(例如，螺母)以及楔形件22，該楔形件可以用于將母緊固件鎖定在適當位置，從而防止母緊固件(例如，螺母)“松動”并且在逆時針方向上圍繞公緊固件的軸旋轉。在這樣的實施例中，楔形件22可以被配置成存在于母緊固件(例如，螺母)的底部表面內(nèi)或附近，或者如下所述，楔形件22可以與母緊固件(螺母)的孔口的朝外表面一體成型。楔形件22可以被配置成插入位于軸10的外表面上的一個或多個空間20中(如下面進一步描述的)。重要的是，楔形件22將被配置成允許母緊固件(螺母)以一種方式(例如，在順時針方向上)旋轉，該方式允許母緊固件(螺母)朝向公緊固件(螺釘/螺栓)的頂部沿其軸10行進，以便將母緊固件(螺母)“加緊”到公緊固件(螺釘/螺栓)上；該楔形件同時被配置成防止母緊固件(螺母)以一種方式(例如，在逆時針方向上)旋轉，該方式允許母緊固件(螺母)遠離公緊固件(螺釘/螺栓)的頂部沿其軸10行進，這否則將使母緊固件(螺母)“松動”。

根據(jù)本發(fā)明的某些具體實施例，公緊固件的軸10可以包括從軸10的外部表面14向外延伸的多個突出元件12。本發(fā)明提供的是，這些突出元件12圍繞軸10的圓周以螺旋狀徑向定位。此外，在一些實施例中，這些排突出元件12以在這些排突出元件12之間形成通道40的方式來定位和定向。這樣使得通道40徑向地圍繞軸10的圓周(以螺旋形式)行進和纏繞：在公緊固件的頂部部分16處或附近開始，在公緊固件的底部部分18處或附近終止。本發(fā)明提供的是，通道40被適配成接納位于母緊固件的孔口內(nèi)的對應螺紋(或一組螺紋)。這樣，母緊固件的螺紋可以接合通道40，使得母緊固件可以通過使得母緊固件朝向公緊固件的頂部16沿其軸10行進的方式(順時針)旋轉(即，使母緊固件“加緊”)。當然，當被放置成使用狀態(tài)時，公緊固件的軸10將被布置成穿過位于另一個物品中(或位于多個物品中)的孔口，而母緊固件隨后被應用并圍繞軸10旋轉，使得該物品(或多個物品)將位于公緊固件的頂部16與母緊固件之間。

本發(fā)明提供的是，這些突出元件12優(yōu)選地等間距間隔開。等距離間隔的突出元件12在各突出元件12之間形成空隙或空腔(即，空間)20。本發(fā)明提供的是，這樣所得到的空間20被適配成接納楔形件22(或者可替代地，楔形件22可以被配置成插入多個空間20)。更具體地，本發(fā)明提供的是，楔形件22的外部尺寸將被配置成插入相鄰的突出元件12之間的一個或多個空間20并且與之相嵌套地配合。當楔形件22插入到一個或多個空間20中時，楔形件22將起到防止母緊固件圍繞軸10(以逆時針形式)旋轉的作用，從而防止母緊固件在朝向公緊固件的底部部分18的方向上行進。更具體地，當楔形件22插入一個或多個空間20中時，楔形件22被配置成防止母緊固件在逆時針方向上旋轉(這否則將導致母緊固件沿著軸10朝向公緊固件的底部部分18行進，這將使母緊固件(相對于公緊固件和母緊固件固定的一個或多個物品)松動)。如上所述，在某些實施例中，楔形件22可以被配置成同時跨越并插入沿著公緊固件的軸10定位的多個空間20，這產(chǎn)生了增強的阻力以防止母緊固件圍繞公緊固件的軸10在逆時針方向上旋轉。此外，如圖1和圖7d所展示的，母緊固件和楔形件22可以被配置成使得可手動地觸及并且可以手動操作楔形件22，例如，可以將楔形件22拉出空間20，使得母緊固件可以容易地從公緊固件的軸10上松動或移除。

根據(jù)某些優(yōu)選實施例，本發(fā)明提供的是，楔形件22可以任選地裝配有彈簧24，由此彈簧24施加將楔形件22推入位于兩個突出元件12之間的空間20中的恒力。本發(fā)明提供的是，彈簧24可以駐留在形成楔形件22的一部分的兩個實心導向壁42之間。更進一步地，根據(jù)某些實施例，本發(fā)明提供的是，楔形件22可以結合在母緊固件內(nèi)(并形成其一部分)，如圖1所展示的。在這樣的實施例中，楔形件22可以與母緊固件的外表面齊平，使得可以從母緊固件的外部(外/底部)表面手動觸及楔形件22，使得(如果期望的話)可以手動地從空間20拉出楔形件22，以便允許母緊固件以逆時針(松動)的形式圍繞公緊固件的軸10自由旋轉，即，使母緊固件朝向公緊固件的底部部分18行進。

參考圖5，根據(jù)某些優(yōu)選實施例，本發(fā)明提供的是，位于各突出元件12之間的空間20將包括鄰近軸12的外部表面14的第一區(qū)域26以及與突出元件12的頂部部分30相連的第二區(qū)域28。本發(fā)明提供的是，空間20的第一區(qū)域26將優(yōu)選地包括比空間20的第二區(qū)域28更小的體積(并且將呈現(xiàn)更小的尺寸)。這種構造產(chǎn)生了空間20，該空間在與突出元件12的頂部部分30相連的第二區(qū)域28處最寬，并且隨著空間20接近與軸12的外部表面14相鄰的第一區(qū)域26而變窄。在這樣的實施例中，楔形件22將呈現(xiàn)對應的外尺寸。更具體地，楔形件22的插入空間20中的尖端將包括一個區(qū)域，該區(qū)域在接近楔形件20的插入空間20中的端部(尖端)時變窄并且將駐留鄰近軸12的外部表面14。

根據(jù)本發(fā)明的又另外的實施例，該多個突出元件12可以被配置成施予楔形件22在一個方向上移動相對于另一個方向有更大的阻力。更具體地，在這樣的實施例中，突出元件12可以被配置成：與當楔形件22向右(或順時針方向)從一個空間20移動到另一個鄰接空間20時所施加的阻力的量相比，當這種運動是向左(或逆時針方向)時，針對楔形件22從一個空間20到另一個鄰接空間20的移動施予更大的阻力。換句話說，該多個突出元件12可以被配置成：與針對楔形件22移動至位于右邊的空間20而施加的較小量的阻力(從而允許凹性緊固件通過微小的力以順時針形式旋轉并被加緊)相比，針對楔形件22移動至位于左邊的空間20施予更多的阻力(或?qū)ζ溥M行阻止)(從而將不允許母緊固件以逆時針形式旋轉并且松動)。換種說法，該多個突出元件12和楔形件22被配置成：(a)允許楔形件22容易地在將母緊固件加緊到公緊固件的方向上滑出并移動到鄰接空間20；并且(b)防止楔形件22在將使母緊固件從公緊固件松動的相反方向上移動到鄰接空間20。

根據(jù)這樣的實施例，位于各突出元件12之間的各空間20可以包括四個表面，其中這四個表面是由突出元件12在空間20的各側上形成的。更具體地，并且參考圖5，空間將包括垂直于與軸10的外部表面14相切延伸的線來定位的第一(左)表面32。根據(jù)這樣的實施例，第二表面34與第一表面32相連，并且第二表面34被定位成相對于與軸10的外部表面14相切延伸的線呈約30度的角度。根據(jù)這樣的實施例，第三表面36與第二表面34相連，其中第三表面36被定位成相對于與軸10的外部表面14相切延伸的線呈約60度的角度。最后，根據(jù)這樣的實施例，第四表面38將與第三表面36相連，并且第四表面38將被定位成相對于與軸10的外部表面14相切延伸的線呈約20度的角度。這四個表面32、34、36和38將共同形成各空間20。本發(fā)明提供的是，第一表面32的垂直于與軸10的外部表面14相切延伸的線的取向?qū)⒂行У貜娏Φ挚?或防止)楔形件22到位于其左邊的空間20的不希望的運動，即，該取向?qū)娏Φ挚?或防止)楔形件22和母緊固件以逆時針形式旋轉的能力(這否則會使母緊固件松動)。相比之下，由第三表面36和第四表面38的角度產(chǎn)生的斜度將允許楔形件22以更小的阻力可滑動地移動至位于其右邊的空間20，使得楔形件22和母緊固件可以通過順時針形式旋轉以便使母緊固件加緊。

在又另外的實施例中，本發(fā)明提供的是，楔形件22可以與母緊固件的孔口的朝外(螺紋)表面一體成型(圖6)。在這些實施例中，楔形件22將優(yōu)選地呈現(xiàn)傾斜表面50，該傾斜表面被配置成允許楔形件22(以及所連接的母緊固件)以最小的力在順時針方向上圍繞公緊固件的軸10旋轉，使得楔形件22將不干擾正在旋轉并“加緊”的母緊固件，例如，表面50相對于與軸10的外部表面14相切延伸的線的斜度將優(yōu)選地小于45度(并且表面50的頂部或尖端將優(yōu)選地足夠長以擱置在相鄰的突出元件12的頂部上，從而當母緊固件順時針旋轉時將允許表面50在突出元件12上滑過)。此外，楔形件22將進一步呈現(xiàn)出被定位成相對于與軸10的外部表面14相切延伸的線呈大于45度的表面52(或表面52的一部分)，從而防止楔形件22的表面52(以及所連接的母緊固件)在逆時針方向上圍繞公緊固件的軸10旋轉(這否則將會使母緊固件“松動”)。

現(xiàn)在參考圖7，根據(jù)本發(fā)明的又另外的實施例(其涉及圖5的實施例)，位于各突出元件12之間的各空間20可以包括三個表面，其中這三個表面是由突出元件12在空間20的各側上形成的。更具體地，圖7a提供了公緊固件(例如，螺栓)的截面視圖，該公緊固件包括位于公緊固件的軸10上的突出元件12之間的多個空間20，該多個空間被配置成接納本文所示的楔形件22。圖7b是母緊固件(例如，螺母)的截面視圖，該母緊固件包括一體成型的楔形件22，該楔形件可以用于將母緊固件固定至圖7a的公緊固件的軸10上的適當位置。

如本文所述的其他實施例一樣，在圖7所示的實施例中，突出元件12被配置成：與當楔形件22向右(或順時針方向)從一個空間20移動到另一個鄰接空間20時所施加的阻力的量相比，當這種運動是向左(或逆時針方向)時，針對楔形件22從一個空間20到另一個鄰接空間20的移動施予更大的阻力。更具體地，在這些實施例中，位于各突出元件12之間的各空間20可以包括三個表面，這三個表面是由突出元件12在空間20的各側上形成的。例如，第一左表面60(相對于與軸10的外部表面相切延伸的線)以第一角度定位；第二中心表面62與第一左表面60相連并且以第二角度定位；并且第三右表面64與第二中心表面62相連并且(相對于與軸10的外部表面相切延伸的線)以第三角度定位。在這樣的實施例中，第一角度是第二角度的量的至少兩倍(即，至少兩倍大小)；并且第三角度小于第一角度。與當楔形件22向右(或順時針方向)從一個空間20移動到另一個鄰接空間20時存在的阻力的量相比，當這種運動是向左(或逆時針方向)時，在突出元件12之間的空間20的這種構型針對楔形件22從一個空間20到另一個鄰接空間20的移動產(chǎn)生更大的阻力。換種說法，該多個突出元件12和楔形件22被配置成：(a)允許楔形件22容易地在將母緊固件加緊到公緊固件的方向上滑出并移動到鄰接空間20；并且(b)防止楔形件22在將使母緊固件從公緊固件松動的相反方向上移動到鄰接空間20。又進一步地，在這些實施例中，楔形件22被配置成可嵌套地滑入并駐留在兩個突出元件12之間的空間20內(nèi)。也就是說，楔形件22的總體幾何結構和形狀與各空間20的內(nèi)部幾何結構和形狀互補(所采用的具體幾何結構和形狀不太相關，只要楔形件22的總體幾何結構和形狀與各空間20的內(nèi)部幾何結構和形狀互補，如本文所述)。例如，楔形件22的進入空間20的部分可以從頂部區(qū)域66到底部區(qū)域68逐漸增加寬度(并且由此形成基本上梯形的形狀)，這允許楔形件22固定地并可嵌套地駐留在空間20內(nèi)，如圖7所展示的。

盡管本說明書提及了母緊固件裝配有楔形件22，該楔形件被配置成布置到位于公緊固件的軸10上的一個或多個空間20中，但是本領域普通技術人員將理解，在某些替代實施例中，楔形件22可以定位在公緊固件上并且被配置成布置到位于母緊固件的孔口內(nèi)的一個或多個空間20中。例如，在這樣的實施例中，本發(fā)明提供的是，母緊固件的孔口將包括一個或多個空間20，該一個或多個空間被適配成接納(如在此描述的)位于公緊固件的軸10上的對應楔形件22。公緊固件的(位于其軸10部分上的)螺紋將被配置成接合位于母緊固件的孔口內(nèi)的通道，使得公緊固件可以通過使母緊固件朝向公緊固件的頂部沿其軸行進的方式旋轉(即，使母緊固件“加緊”)。在母緊固件被充分地“加緊”之后，(位于公緊固件的軸10上的)楔形件22可以被布置到母緊固件的孔口內(nèi)的空間20(或其他區(qū)域)中，使得楔形件22防止母緊固件通過在使母緊固件遠離公緊固件的頂部沿其軸10行進的方向上圍繞該軸10旋轉而“松動”。

根據(jù)本發(fā)明的其他方面，包括(如上所述的)多組公緊固件和母緊固件。在這樣的實施例中，楔形件22可以結合到這樣的母緊固件中，或者可替代地，楔形件22可以作為單獨部件存在。根據(jù)本發(fā)明的又其他的方面，包括本文所述的多組公緊固件、母緊固件和楔形件22。類似于本發(fā)明的其他實施例，楔形件22可以結合到這樣的母緊固件中，或者可替代地，楔形件22可以作為單獨部件存在。本發(fā)明提供的是，本文所述的公緊固件、母緊固件和楔形件22可以包括任何合適的剛性材料，例如，鋼、鐵、塑料等。

本發(fā)明的許多方面和益處從詳細說明中是顯而易見的，并且因此，其旨在使以下權利要求書涵蓋落入本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的本發(fā)明的所有這些方面和益處。另外，因為許多修改和變體對于本領域技術人員將是顯而易見并且容易想到的，所以權利要求書不應被解釋為將本發(fā)明限制于本文所展示和描述的確切構造和操作。因此，所有合適的修改和等效內(nèi)容應被理解為落入本文所要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。