BR112013028016B1

BR112013028016B1 - cavilha para prevenção de grimpamento

Info

Publication number: BR112013028016B1
Application number: BR112013028016-6A
Authority: BR
Inventors: Satoshi Konagaya; Kenya Yamada; Kazuhiro Koga
Original assignee: Aoyama Seisakusho Co., Ltd.
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2020-07-07
Also published as: US20140314519A1; CN104302932A; JP5957716B2; WO2013179788A1; EP2696085A1; KR20150014836A; EP2696085B1; JP2013249919A; EP2696085A4; US9664223B2; KR102080355B1; BR112013028016A2

Abstract

CAVILHA PRA PREVENÇÃO E GRIMPAMENTO É fornecida uma cavilha para prevenção de grimpamento capaz de impedir grimpamento provocado por inserção oblíqua, bem como grimpamento provocado por invasão de uma matéria estranha tal como um respingo. Uma porção de parafuso incompleta (12) que tem um diâmetro exterior d que é maior do que um diâmetro interior D~ 1~ de um parafuso fêmea (20) e menor do que (D-D~ 1~)/2 é formada em uma extremidade frontal de uma porção de parafuso normal (11) formada em um eixo de cavilha sobre um ou mais passos, e uma ranhura vertical (14) para recortar uma matéria estranha tal como um respingo é formado na porção de parafuso incompleta 12. (D) na expressão acima é um diâmetro nominal da cavilha.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção é relativa a uma cavilha para prevenção de grimpamento, utilizada de maneira adequada em uma linha de montagem de automóvel, e similar.

Técnica Fundamental Documentos da técnica convencional

[002] Documento de patente 1: JP 10-141343 A

[003] Documento de patente 2: Patente Japonesa No. 3336257

[004] Documento de patente 3: WO 2006/134626

[005] Ao aparafusar uma cavilha no interior de um parafuso fêmea, tal como uma porca, é desejado corresponder de maneira precisa uma linha de centro da cavilha com uma linha de centro do parafuso fêmea e inserir a cavilha no parafuso. Na linha de montagem de automóvel e similar, contudo, em alguns casos, uma cavilha é aparafusada de maneira forçada no interior de um parafuso fêmea por meio da utilização de uma ferramenta tal como uma chave de cavilha, em um estado onde a linha de centro da cavilha está ligeiramente inclinada. Neste caso, um filete da cavilha é ajustado em uma parte de raiz deslocado por um passo de uma parte da raiz no interior da qual o parafuso fêmea deveria ser ajustada, e quando o filete é ainda mais ajustado no interior da parte raiz em uma maneira forçada, grimpamento ocorre, possivelmente conduzindo a um problema quanto a não ser capaz de remover facilmente a cavilha.

[006] Uma vez que uma quantidade de robôs para soldagem é utilizada na linha de montagem de automóvel e similar, um respingo gerado de maneira inevitável durante a soldagem pode penetrar no parafuso fêmea e engatar com o filete da cavilha, esmagando o filete. Quando a cavilha é aparafusada de maneira forçada no interior do parafuso fêmea, no interior do qual o respingo penetrou, pode ocorrer grimpamento devido ao esmagamento do filete. Causas para o grimpamento da cavilha incluem inserção oblíqua bem conhecida, e invasão de uma matéria estranha, tal como o respingo.

[007] Métodos para impedir grimpamento devido à inserção oblique foram previstos. De acordo com um método típico como mostrado no Documento de Patente 1 acima mencionado, no caso onde uma guia é formada em uma extremidade frontal de uma porção de parafuso normal da cavilha, e a cavilha é inserida de maneira diagonal no interior do parafuso fêmea, uma extremidade frontal da guia é trazida em contato com o parafuso fêmea para corrigir a posição da cavilha. Os Documentos de Patente 2 e 3, acima mencionados, também propõem uma cavilha com prevenção de grimpamento, no qual um filete é formado em uma guia para melhorar o efeito de correção de posição. Contudo, uma vez que a guia tem um diâmetro menor do que a porção de parafuso normal, uma porção de parafuso que tem um diâmetro menor do que a porção de parafuso normal é formada de maneira inevitável em uma porção de conexão entre a porção de parafuso normal e a guia, e o grimpamento devido à inserção oblíqua pode ocorrer na porção de parafuso que tem o diâmetro menor.

[008] Qualquer destas cavilhas com prevenção de grimpamento convencionais, descritos nos Documentos de Patente 1, 2 e 3, não têm efeito de impedir grimpamento provocado por invasão de uma matéria estranha, tal como um respingo. Por esta razão, estas cavilhas são insatisfatórias para aparafusar em ambientes de trabalho nos quais o respingo de solda se dispersa, tal como uma linha de montagem de automóvel.

Divulgação da invenção Problemas a serem solucionados pela invenção

[009] Portanto, um objetivo da presente invenção é fornecer uma cavilha com prevenção de grimpamento que possa solucionar o problema acima mencionado, impedir grimpamento provocado por inserção oblique bem como grimpamento provocado por invasão de uma matéria estranha tal como um respingo e, portanto, ser adequado para utilização em ambientes de trabalho nos quais o respingo de solda se dispersa, tal como a linha de montagem de automóvel.

Dispositivos adaptados para solucionar os problemas

[0010] Para solucionar o problema convencional mencionado acima, uma cavilha com prevenção de grimpamento de acordo com a presente invenção é uma cavilha a ser aparafusada no interior de um parafuso fêmea 20 que tem um diâmetro nominal D e um diâmetro interno Di, no qual uma porção de parafuso incompleta que tem um diâmetro exterior d que é maior do que o diâmetro interior Di do parafuso fêmea e menor do que (D + Di)/2e mais de 1/2 é formada em uma extremidade frontal de uma porção de parafuso normal formada em um eixo de cavilha sobre um ou mais passos, e uma ranhura vertical para recortar uma matéria estranha é formada na porção de parafuso incompleta.

[0011] Preferivelmente, uma vez que o diâmetro da matéria estranha é Si, uma profundidade F da ranhura vertical é (2Si + D - Di)/2 ou maior. Preferivelmente, uma guia é formada em uma extremidade frontal da porção de parafuso incompleta. Neste caso, preferivelmente, a ranhura vertical é formada até uma extremidade frontal da guia.

Efeito da Invenção

[0012] A cavilha com prevenção de grimpamento da presente invenção, uma vez que a porção de parafuso incompleta que tem o diâmetro exterior D que é maior do que o diâmetro interior Di do parafuso fêmea e menor do que (D + Di)/2 é formada na extremidade frontal de uma porção de parafuso normal formada em um eixo de cavilha sobre um ou mais passos, mesmo quando a cavilha é inserido de maneira oblíqua no interior do parafuso fêmea o filete da porção de parafuso incompleta não engata de maneira forçada com um o filete do parafuso fêmea, impedindo grimpamento. Uma razão para isto será descrita mais tarde.

[0013] Além disto, na cavilha com prevenção de grimpamento da presente invenção, quando a ranhura vertical para recortar a matéria estranha tal como um respingo é formado na porção de parafuso incompleta, o respingo que penetrou na ranhura vertical é descarregado através da ranhura vertical ou é recortado ou esmagado pela ranhura vertical. Por esta razão, grimpamento provocado pela inserção oblíqua, bem como grimpamento provocado por invasão do respingo, pode ser impedido.

Breve Descrição dos Desenhos

[0014] A figura 1 é um desenho explicativo de uma parte principal da presente invenção.

[0015] A figura 2 é um desenho explicativo que mostra o estado onde uma cavilha da presente invenção é inserida de maneira oblíqua.

[0016] A figura 3 é um desenho explicativo que mostra um diâmetro interior de um parafuso fêmea.

[0017] A figura 4 é um desenho explicativo que mostra um problema de uma cavilha convencional.

[0018] A figura 5 é um desenho explicativo que mostra um problema da cavilha convencional.

[0019] A figura 6 é um desenho explicativo que mostra a relação entre a cavilha da presente invenção e um respingo.

[0020] A figura 7 é um desenho explicativo que mostra relação dimensional.

[0021] A figura 8 é um desenho explicativo que mostra um exemplo de modificação da presente invenção.

[0022] A figura 9 é um desenho explicativo que mostra outro exemplo de modificação da presente invenção.

[0023] A figura 10 é um desenho explicativo que mostra outro exemplo de modificação da presente invenção.

Melhor Modo para Realizar a Invenção

[0024] Uma modalidade preferida da presente invenção será descrita abaixo.

[0025] A figura 1 é um desenho explicativo de uma parte principal da presente invenção, e mostra uma cavilha 10 da presente invenção e um parafuso fêmea 20 no interior da qual a cavilha 10 é aparafusado. Nesta modalidade o parafuso fêmea 20 é uma porca, porém não está limitada a ela, e pode ser um furo aparafusado formado no elemento. Embora não mostrado na figura 1, a cavilha da presente invenção tem uma cabeça e um eixo como em casos convencionais. O eixo inclui uma porção de parafuso normal lie uma porção de parafuso incompleta 12 formada em uma extremidade frontal da porção de parafuso normal 11. Nesta modalidade uma guia 13, que tem um diâmetro pequeno, é formada em uma extremidade frontal da porção de parafuso incompleta 12.

[0026] O parafuso fêmea 20 tem um diâmetro nominal D e um diâmetro interior Di. O diâmetro nominal D é comum a cavilha 10 e ao parafuso fêmea 20 como prescrito na JIS-B-0205, o diâmetro nominal D é igual a um diâmetro exterior de um parafuso macho da cavilha 10 (aqui, um diâmetro exterior da porção de parafuso normal 11) e um diâmetro de raiz do parafuso fêmea 20. O diâmetro interior Di do parafuso fêmea 20 corresponde a um diâmetro de raiz da porção de parafuso normal 11 da cavilha 10. Esta relação é genérica e não é específica à presente invenção.

[0027] Aspectos específicos da presente invenção são que um diâmetro exterior d da porção de parafuso incompleta 12 formada na extremidade frontal da porção de parafuso normal 11 é maior do que o diâmetro interior Di do parafuso fêmea 20 e é menor do que (D + Di)/2, e que a porção de parafuso incompleta 12 tem uma ranhura vertical 14 para recortar a matéria estranha tal como o respingo.

[0028] Primeiro, a razão pela qual o diâmetro exterior da porção de parafuso incompleta 12 é ajustado para ser maior do que o diâmetro interior Di do parafuso fêmea 20 e menor do que (D + Di)/2 será descrita. A figura 2 mostra o estado onde a cavilha 10 da presente invenção é inserida de maneira oblíqua no interior do parafuso fêmea 20, e um filete da porção de parafuso incompleta 12 engata com um filete do parafuso fêmea 20 em um ponto A. Neste momento, uma distância AB entre o ponto A e um ponto B como o topo do filete da cavilha 10 que é diretamente oposto ao ponto A, é o diâmetro exterior d da porção de parafuso incompleta 12 e, de acordo com a presente invenção, é ajustado para ser menor do que (D + D1)/2. Para o parafuso fêmea 20, como mostrado na figura 3, uma distância AC entre o ponto A e um ponto C que é diretamente oposto ao ponto A é D - X e, uma vez que X é (D – D1)/2, uma equação a seguir é satisfeita: AC = D - (D + D1)/2 = (D + D1)/2. Isto é, uma vez que a distância AC sobre o lado da cavilha 10 é menor do que a distância AC sobre o lado do parafuso fêmea 20 em todos os momentos, o ponto B sobre a cavilha não interfere com o ponto C sobre o lado do parafuso fêmea 20 e a cavilha pode girar ao redor do ponto A.

[0029] Uma vez que a linha de centro da cavilha 10 pode ser girada livremente ao redor do ponto A engatado primeiro, um momento horário na figura 2, que é gerado por uma força aplicada a partir de uma chave de cavilha a cavilha 10, coloca a cavilha 10 na posição correta movendo adiante de maneira correta com fixação. Além disto, uma vez que o diâmetro exterior d da porção de parafuso incompleta 12 é maior do que o diâmetro interior Di do parafuso fêmea 20, a porção de parafuso incompleta 12 da cavilha 10 não atravessa sem engatar com o parafuso fêmea 20. De acordo com a presente invenção, a porção de parafuso incompleta 12 é formada sobre um ou mais passos. A razão para isto é que mesmo quando a cavilha 10 está inclinada em qualquer direção, a porção de parafuso incompleta 12 certamente contata o parafuso fêmea 20. Para conseguir este efeito de maneira confiável, a porção de parafuso incompleta 12 é preferivelmente formada sobre dois ou três passos. Contudo, uma vez que a porção de parafuso incompleta 12 não funciona depois da completação da fixação, fazer a porção de parafuso incompleta 12 muito longa não é preferido.

[0030] Em seguida, a ranhura vertical 14 para recortar a matéria estranha, tal como o respingo, que é formada na porção de parafuso incompleta 12 será descrita. Antes disto, grimpamento provocado por respingos S será descrito abaixo. A figura 4 mostra uma cavilha convencional 30 que tem uma ranhura recorte 31 para remover um filme de tinta em uma extremidade inferior da porção de parafuso normal 11, e a guia 13 em uma extremidade frontal. No caso onde uma pluralidade de respingos S penetrou no parafuso fêmea 20 como mostrado na figura 4, a ranhura recorte 31 pode recortar o primeiro respingo S. Contudo, a cavilha é mais fixada enquanto girando no estado onde o respingo cortado S está presente na ranhura recorte 31 e assim se choca contra o segundo respingo. Isto é, uma vez que um pedaço do respingo cortado S reduz um espaço na ranhura recorte 31, não há margem deixada para o segundo respingo ser armazenado ou escapado, e uma força excessiva para comprimir o segundo respingo S é aplicada esmagando o parafuso fêmea 20 e consequentemente provocando grimpamento.

[0031] A figura 5 mostra o estado onde a guia 13 engata com o respingo S. Uma vez que a guia 13 e ou o parafuso fêmea 20 têm um espaço entre elas, nenhum problema ocorre no estágio inicial de fixação. Contudo, quando a fixação prossegue, a guia 13 pode engatar com o respingo S como mostrado na figura 5. Uma vez que a guia 13 não tem função de recortar o respingo S quando a cavilha é fixada de maneira forçada, o filete pode ser quebrado.

[0032] Para impedir grimpamento provocado pelo respingo S de acordo com a presente invenção, como mostrado na figura 6, a ranhura vertical 14 para recortar a matéria estranha, tal como o respingo S, é formada na porção de parafuso incompleta 12. Existem duas razões por que a ranhura vertical é formada na porção de parafuso incompleta 12. Primeiro, uma vez que a porção de parafuso incompleta 12 é aparafusada no interior do parafuso fêmea 20 antes de a porção de parafuso normal 11 ser aparafusada recortando o respingo S na porção de parafuso incompleta 12, o filete da porção de parafuso normal 11 pode ser impedido de ser danificado pelo respingo S. Na cavilha convencional mostrada na figura 4 e na figura 5, uma vez que a ranhura recorte 31 é formada na porção de parafuso normal 11, o efeito mencionado acima não pode ser conseguido. Em segundo lugar, uma vez que a porção de parafuso incompleta 12 é menor do que o diâmetro exterior D da porção de parafuso normal 11 como descrita acima, recortando o respingo S na porção de parafuso incompleta 12, um pedaço da matéria estranha tal como o respingo S pode mover no espaço entre o parafuso fêmea 20 e a cavilha 10 de maneira relativamente livre, o que dificilmente provoca esmagamento do filete e grimpamento provocado pelo esmagamento.

[0033] A profundidade da ranhura vertical 14 deve ser ajustada para recortar de maneira confiável a matéria estranha tal como o respingo S aderido à superfície interior do parafuso fêmea 20. A figura 7 é um desenho explicativo que mostra a relação. Uma vez que o diâmetro da matéria estranha tal como o respingo S é Si e a profundidade da ranhura vertical 14 é F, o diâmetro do respingo, isto é, o diâmetro até a extremidade interior do respingo S e D - 2Si. O diâmetro de recorte, isto é, o diâmetro até a superfície de fundo da ranhura vertical 14 é d - 2F. A menos que o diâmetro do respingo seja igual a ou maior do que o diâmetro do recorte, o respingo S é completamente engatado e não pode ser recortado. Consequentemente, estes diâmetros precisam satisfazer à relação: d - 2F < Di - 2S1, conduzindo a F > (2S1 + d –D1)/2.

[0034] Para a cavilha de M14 X 1,5, que foi amplamente utilizado em automóveis, o diâmetro do respingo aderido S é aproximadamente 1 mm, no máximo. Uma vez que d é 13,8 mm, Di é 12,6 mm e o diâmetro do respingo Si é 1 mm como valor máximo, F é 1,6 mm, ou maior. Consequentemente, a profundidade da ranhura vertical 14 é preferivelmente 1,6 mm ou maior.

[0035] Embora a ranhura vertical 14 seja formada em somente uma parte da porção de parafuso incompleta 12 como mostrado na figura 8, um pedaço do respingo cortado S pode, neste caso, permanecer na porção inferior da ranhura vertical 14 e pode não ser descarregado para o exterior. Por esta razão, como mostrado na figura 6, é preferido que a ranhura vertical 14 seja formada até a extremidade frontal da guia 13 para impedir entupimento com o respingo cortado S.

[0036] A ranhura vertical 14 pode ser formada no mínimo em uma posição na direção circunferencial. Neste caso, contudo, rolagem é praticamente difícil e assim as ranhuras verticais 14 são preferivelmente em duas ou mais posições. Dependendo do diâmetro da cavilha, quando o número das ranhuras verticais 14 aumenta, o filete da porção de parafuso incompleta 12 diminui. Assim, o número das ranhuras verticais 14 é preferivelmente seis no máximo.

[0037] Como descrito acima, na cavilha 10 da presente invenção a guia 13 não é essencial. A figura 9 mostra uma cavilha sem a guia 13. A figura 10 mostra uma guia 13 que tem uma superfície lateral arredondada. A forma mostrada na figura 10 pode melhorar de maneira vantajosa o efeito de corrigir a posição da cavilha inserida de maneira oblíqua 10.

[0038] Como foi descrito acima, a cavilha da presente invenção pode impedir grimpamento provocado por inserção oblíqua, bem como grimpamento provocado por invasão do respingo e, portanto, é adequado para utilização em ambientes de trabalho nos quais o respingo de solda se dispersa, tal como a linha de montagem de automóvel. Descrição de numerais de referência 10. Cavilha 11. Porção de parafuso normal 12. Porção de parafuso incompleta 13, Guia 14. Ranhura vertical 20. Parafuso fêmea 30. Cavilha convencional 31. Ranhura recorte S. Respingo

Claims

1. Cavilha para prevenção de grimpamento (10), a ser aparafusada no interior de um parafuso fêmea (20) que tem um diâmetro nominal D e um diâmetro interior Di, caracterizada por compreender: uma porção de parafuso incompleta (12), que tem um diâmetro exterior d que é maior do que o diâmetro interior Di do parafuso fêmea e menor do que (D + Di)/2, formada em uma extremidade frontal de uma porção de parafuso normal (11) formada em um eixo de cavilha sobre um ou mais passos, e uma ranhura vertical (14) para recortar uma matéria estranha na forma de respingo (S) é formada na porção de parafuso incompleta (12) e uma profundidade F da ranhura vertical (14) é (2Si + d - Di)/2 ou maior, onde o diâmetro da matéria estranha (S) é Si.

2. Cavilha de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma guia é formada em uma extremidade frontal da porção de parafuso incompleta.

3. Cavilha de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a ranhura vertical é formada até uma extremidade frontal da guia.