CN102889291B - 紧固元件以及相应的紧固组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种紧固元件，用于和螺钉或螺柱配合以紧固物体，其包括环绕同一中心轴交替均匀排布的N个卡爪和N个卡舌，其中N≥2；相邻的卡爪和卡舌彼此相连；每一卡爪和卡舌均包括靠近中心轴的近心端和远离中心轴的远心端，卡爪的近心端端部与中心轴之间的距离小于卡舌的近心端端部与中心轴之间的距离。本发明用料比螺母少；制造工艺大大简化；装配比螺母简单；其卡舌可以抵到螺柱、螺钉的螺纹空隙中，从而形成防脱落的双重结构；其卡舌上的翻边可以配合使用专用或通用的工具，以将紧固元件安装到螺柱、螺钉上；卡舌的底角上折形成倒刺，该倒刺可以增加卸下紧固元件时的阻力；将卡爪做成镂空结构，既减轻了该紧固元件的重量，又提高了紧固元件的弹性。

Description

紧固元件以及相应的紧固组件

技术领域

本发明涉及一种紧固元件以及相应的紧固组件。

背景技术

紧固件在市场上也称为标准件，是将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接成为整体时所采用的机械零件的总称。其特点是品种规格繁多，性能用途各异，而且标准化、系列化、通用化的程度极高。紧固件是应用最广泛的机械基础件，需求量很大。

中国专利201020275982.2公开了一种汽车用紧固件，包括螺母和与其配合的螺柱，螺母包括压接面、螺母本体；在螺母本体的外圆设有相互对称的第一支耳和第二支耳，第一支耳和第二支耳为条形体且高度与螺母本体的高度相等，并与压接面连接为一体；在螺母本体的边缘上还设有相互对称的第一卡脚和第二卡脚，第一卡脚和第二卡脚与第一支耳和第二支耳相互垂直；第一卡脚的前端和第二卡脚的前端均为圆弧形，并与螺柱的螺纹的表面贴合。

中国专利申请201210102025公开了一种锁紧装置，包含第一被紧固件、第二被紧固件、螺栓、锁紧螺母、垫片、钢丝、斜刺、卡槽；锁紧螺母包含螺母本体；螺母本体的中心设有螺纹孔；螺纹孔的轴向内壁上设置有凹槽；凹槽的一端与螺纹孔相切；凹槽内设置有卡槽；第一被紧固件设置在第二被紧固件上；螺栓穿过第二被紧固件、第一被紧固件；垫片穿过螺栓设置在第一被紧固件的上表面；锁紧螺母螺纹固定在螺栓上，且压紧垫片；钢丝插入凹槽中；凹槽内设置有卡槽，可将钢丝上的斜刺卡在卡槽中；螺纹孔的轴向内壁上设置有凹槽，凹槽中插入一根钢丝，使锁紧螺母只能顺时针旋转；凹槽内设置有卡槽，可将钢丝上的斜刺卡在卡槽中，可防止钢丝从凹槽中脱出。

中国专利申请201210088585公开了一种自锁紧固结构及密封结构，包括自锁紧固结构、连接件Ｉ和连接件ＩＩ，自锁紧固结构的轴线与油箱轴线的夹角θ为14～20°，连接件ＩＩ在与连接件Ｉ的对接面上加工横截面为梯形的环形密封槽，横截面为梯形的环形密封槽内安装Ｏ形密封圈。自锁紧固结构包括双六角头螺栓、垫片和自锁紧固件，自锁紧固件由半圆托板螺母和弹性支撑组成，半圆托板螺母由自锁螺母、半圆托板和弹性销组成，自锁螺母安装在半圆托板的下部，并通过弹性销与半圆托板固定，将半圆托板螺母和弹性支撑对成圆柱组成自锁紧固件，将自锁紧固件塞入自锁紧固件安装孔中，靠弹性支撑的弹性将自锁紧固件固定在自锁紧固件安装孔中，双六角头螺栓通过垫片穿入连接孔内与自锁紧固件安装孔内的自锁螺母螺纹连接。

中国专利201210058524公开了一种电脑机箱螺钉，包括螺杆和螺钉头部，螺杆上连接有一个活动把手；活动把手通过限位板固定在螺钉头部下方；活动把手由把手座和把手组成；把手通过短轴连接在把手座上，把手可绕把手座旋转。

上述技术方案的不足在于：制造螺母所用的材料较多，制造工艺复杂，且螺母的装配环节比较繁琐。

因此，如何提供一种用料省、制造工艺简单且容易装配的紧固件成为了业界需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种用料省、制造工艺简单且容易装配的紧固元件。

为了实现上述目的，本发明提供了一种紧固元件，用于和螺钉或螺柱配合以紧固物体，其包括环绕同一中心轴交替均匀排布的N个卡爪和N个卡舌，其中N≥2；相邻的卡爪和卡舌彼此相连，形成2N个连接部，该2N个连接部所在的平面为基准平面；每一卡爪和卡舌均包括靠近中心轴的近心端和远离中心轴的远心端，卡爪的近心端端部与中心轴之间的距离小于卡舌的近心端端部与中心轴之间的距离。

使用时，将本发明的紧固元件套入对应型号的螺钉或螺柱后，紧固元件的卡爪插入螺钉或螺柱的螺纹之间的空隙中，起到限位及紧固的作用。因而本发明的紧固元件可以代替螺母使用，且其装配比螺母简单。

另外，卡舌的尺寸可长可短，根据需要，卡舌可以较短，装配时与螺纹不接触或轻微接触；卡舌也可以较长，装配时也插入螺纹之间的空隙中，但是由于卡舌与中心轴之间的距离更大，因而装配时卡爪的变形大于卡舌的变形，即卡爪位于一层螺纹空隙中，而卡舌位于另一层螺纹空隙中，二者均起到限位及紧固的作用，形成两层防脱落结构，可以更好地防止该紧固元件脱落。

本发明中，N的值优选为2-8，优选为3-6，在此基础上进一步优选为3和6。当然根据需要，也可以取大于8的值例如9-12。

本发明的紧固元件装配时，可以使用工具例如螺母套筒扳手将紧固元件套在螺柱或螺钉上，直接顶配到位。

本发明的主要作用是在各种不需要指定紧固力矩的场合下代替螺母；本发明的紧固元件直接套到螺柱、螺钉上以后，其卡爪抵到螺柱、螺钉的螺纹空隙中，以防止紧固元件脱落；其卡舌也可以抵到螺柱、螺钉的螺纹空隙中，从而形成防脱落的双重结构。

根据本发明另一具体实施方式，卡爪的近心端相对于基准平面下折，该下折的角度优选为0°-45°，由于卡爪的近心端下折，使N个卡爪的近心端形成对于螺柱或者螺钉的向下引导；卡舌的远心端相对于基准平面下翻形成可容纳于螺母套筒内的翻边，该翻边与基准平面所成角度优选为60°-100°，在此基础上进一步优选为90°，即垂直翻边。该翻边可以嵌入专用或通用的工具例如螺母套筒扳手中。当卡舌的翻边嵌入装卸工具（例如套筒扳手）内时，卡爪的远心端搭在套筒扳手之外，防止紧固元件落入套筒扳手之内。该方案中，当N取值3或6时，其卡舌的翻边数目为3或6，均可使用通用的内六角的螺母套筒扳手进行装卸。而当N取值其它数目时，则需制造专用的装卸工具（例如套筒扳手）与其配合使用。因而N值优选为3或6，以提高本发明的通用性。

根据本发明另一具体实施方式，卡爪的远心端相对于基准平面上折，该上折的角度优选为0°-45°；使卡爪从近心端到远心端倾斜向上延伸。通过将远心端上折，可以在紧固元件接触被固定物之后形成一定的弹性，以更紧地固定被固定物。

根据本发明另一具体实施方式，卡爪为镂空结构，一方面减轻了该紧固元件的重量，另一方面可以增加卡爪的变形量，进而提高紧固元件的弹性。此外，根据需要，卡舌也可为镂空结构。当卡爪为镂空结构，而卡舌为非镂空的实心结构，卡爪的变形性更好，可以适应更大的变形；而卡舌的刚度较大，其适应较小的变形量。

为了使卡爪和卡舌形成稳固的双重防脱落结构，一方面卡爪和卡舌的长度不一致，卡爪比卡舌长；另一方面，卡爪和卡舌的强度不一样，以使二者可具有不同的变形量，具体而言，除了二者结构不一样（如上述卡爪为镂空结构、卡舌为实心结构），还可以厚度不一样（如卡爪较薄、卡舌较厚），还可以材质不一样（例如，卡爪为强度较低的材料，卡舌为强度较高的材料），等等。

根据本发明另一具体实施方式，紧固元件为一体成型的薄壁结构，其厚度为0.3-0.7mm。由于其为薄壁结构，厚度比螺母小，因而其用料比螺母少；另外，通过采用薄壁结构，同样可以增加紧固元件的弹性。

根据本发明另一具体实施方式，卡爪大致为等腰三角形，其近心端为所述等腰三角形的顶角，该顶角指向中心轴；其远心端为等腰三角形的底边。

根据本发明另一具体实施方式，卡舌的近心端为等腰三角形，且其顶角指向中心轴，卡舌的近心端可与基准平面重合；卡舌的远心端为矩形，且该矩形远心端下翻至与等腰三角形近心端垂直。根据本发明另一具体实施方式，每一卡舌的等腰三角形近心端的至少一个底角上折形成倒刺，该上折的角度优选为0°-90°；通过将卡舌的一个或两个底角上折形成倒刺，使该倒刺与被紧固物体接触，进而增加卸下紧固元件时的阻力。

根据本发明另一具体实施方式，紧固元件为金属制成，其优选为弹簧钢或碳钢。

根据本发明另一具体实施方式，相邻的卡爪和卡舌之间有间隙，该间隙为0.2-2.5mm。

相对于螺母，由于不需要加工螺纹，本发明的紧固元件的制造方法更加简单。例如，制造上述紧固元件的方法可包括如下步骤：

（1）冲孔：在金属板材上冲孔形成元件，该元件包括环绕同一中心轴交替均匀排布的N个卡爪和N个卡舌，其中N≥2；相邻的卡爪和卡舌彼此相连，形成2N个连接部，该2N个连接部所在的平面为基准平面；每一卡爪和卡舌均包括靠近中心轴的近心端和远离所述中心轴的远心端；卡爪的近心端端部与中心轴之间的距离小于卡舌的近心端端部与中心轴之间的距离；冲孔后形成的元件仍然与金属板材相连；

（2）翻边：将卡爪的近心端相对于基准平面下折；将卡舌的远心端下翻形成翻边；

（3）冲裁：将元件与金属板材相连的部分剪断，形成独立的紧固元件。

相对于通用的螺母，本发明的紧固元件用料省、制造工艺简单，大批量制造的话，采用本发明的紧固元件可以大大降低成本。

另一方面，本发明提供了一种紧固组件，其包括上述的紧固元件及螺钉或螺柱，需要紧固时，分别将被固定物和紧固元件套在螺钉或螺柱上，使紧固元件的卡爪插入螺钉或螺柱的螺纹之间的空隙中。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

本发明的主要作用是在各种不需要指定紧固力矩的场合下代替螺母；由于其为薄壁结构，厚度比螺母小，因而其用料比螺母少；另外由于其制造工艺仅为冲孔、翻边，而不需要加工螺纹，因而其制造工艺大大简化；本发明的紧固元件直接套到螺柱、螺钉上以后，其卡爪抵到螺柱、螺钉的螺纹空隙中，以防止紧固元件脱落，因而其装配比螺母简单；其卡舌也可以抵到螺柱、螺钉的螺纹空隙中，从而形成防脱落的双重结构；其卡舌上的翻边可以配合使用专用或通用的工具，以将本发明的紧固元件安装到螺柱、螺钉上，或者从螺柱、螺钉上卸下；卡舌的一个或两个底角上折形成倒刺，该倒刺与被紧固物体接触，可以增加卸下紧固元件时的阻力；另外，将卡爪做成镂空结构，一方面减轻了该紧固元件的重量，另一方面提高了紧固元件的弹性。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的紧固元件的一结构示意图；

图2是实施例1的紧固元件的另一结构示意图；

图3是实施例1的紧固元件和螺钉的装配示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1-图2所示，本实施例的紧固元件1为薄壁结构，其厚度为0.5mm，包括环绕同一中心轴交替均匀排布的3个卡爪和3个卡舌，相邻的卡爪和卡舌彼此相连，形成6个连接部，该6个连接部所在的平面为基准平面；相邻的卡爪和卡舌之间的间隙为2mm；每一卡爪和卡舌均包括靠近中心轴的近心端和远离中心轴的远心端，卡爪的近心端端部与中心轴之间的距离小于卡舌的近心端端部与中心轴之间的距离。

卡爪为镂空结构，大致为等腰三角形，其近心端101为等腰三角形的顶角，该顶角大约为60°，指向中心轴；其远心端102为等腰三角形的底边；卡爪的近心端101相对于基准平面下折大约30°，卡爪的远心端102相对于基准平面上折大约30°，使卡爪从里到外倾斜向上延伸。

卡舌的近心端103为等腰三角形，与基准平面重合，其顶角大约为60°，指向中心轴；其远心端104为矩形，且该矩形远心端104下翻至与等腰三角形近心端103垂直。每一卡舌的等腰三角形近心端的一个底角上折大约15°，形成倒刺105。

图3所示为紧固组件，其包括本实施例的紧固元件1及螺钉2，需要紧固时，将紧固元件1套在螺钉2上，使紧固元件1的卡爪插入螺钉2的一层螺纹空隙中，卡舌插入螺钉2的另一层螺纹空隙中。

制造本实施例的紧固元件的方法，包括如下步骤：

（1）冲孔：在厚度为0.5mm的金属板材上冲孔形成元件，该元件包括环绕同一中心轴交替均匀排布的3个卡爪和3个卡舌，相邻的卡爪和卡舌彼此相连，形成6个连接部，该6个连接部所在的平面为基准平面；相邻的卡爪和卡舌之间的间隙为2mm；每一卡爪和卡舌均包括靠近中心轴的近心端和远离中心轴的远心端，卡爪的近心端端部与中心轴之间的距离小于卡舌的近心端端部与中心轴之间的距离。卡爪为镂空结构，大致为等腰三角形，其近心端为等腰三角形的顶角，该顶角大约为60°，指向中心轴；其远心端为等腰三角形的底边；卡舌的近心端为等腰三角形，其顶角大约为60°，指向中心轴；其远心端为矩形；同时形成卡舌的等腰三角形近心端的底角切口；冲孔后形成的元件仍然与金属板材相连；

（2）翻边：将卡爪的近心端相对于基准平面下折大约30°，将卡爪的远心端相对于基准平面上折大约30°，使卡爪从里到外倾斜向上延伸；同时将卡舌上有切口的底角上折大约15°，形成倒刺；

（3）冲裁：将元件与金属板材相连的部分剪断，形成独立的紧固元件。

值得注意的是，可以使用冲压模具同时冲孔制造10-30个紧固元件。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：（1）卡爪和卡舌的数目均为6；（2）卡爪的顶角大约为30°，卡舌的顶角大约为30°；（3）装配时卡舌与螺钉的螺纹不接触或轻微接触；（4）倒刺与基准平面所成角度为90°。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于：（1）卡爪和卡舌的数目均为4；（2）卡爪的顶角大约为45°，卡舌的顶角大约为45°；（3）倒刺与基准平面所成角度为60°。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种紧固元件，用于和螺钉或螺柱配合以紧固物体，其包括环绕同一中心轴交替均匀排布的N个卡爪和N个卡舌，其中N≥2；相邻的卡爪和卡舌彼此相连，形成2N个连接部，该2N个连接部所在的平面为基准平面；每一卡爪和卡舌均包括靠近所述中心轴的近心端和远离所述中心轴的远心端，所述卡爪的近心端端部与所述中心轴之间的距离小于所述卡舌的近心端端部与所述中心轴之间的距离；所述卡爪的远心端相对于所述基准平面上折；使所述卡爪从近心端到远心端倾斜向上延伸；所述卡舌的近心端为等腰三角形，与基准平面重合，其顶角指向所述中心轴；其远心端为矩形，且该矩形远心端下翻至与等腰三角形近心端垂直。

2.如权利要求1所述的紧固元件，其中，所述卡爪的近心端相对于所述基准平面下折，所述卡舌的远心端相对于所述基准平面下翻形成可容纳于螺母套筒内的翻边。

3.如权利要求1所述的紧固元件，其中，所述卡爪为镂空结构。

4.如权利要求1所述的紧固元件，其中，所述紧固元件为一体成型的薄壁结构。

5.如权利要求1所述的紧固元件，其中，所述卡爪大致为等腰三角形，其近心端为所述等腰三角形的顶角，该顶角指向所述中心轴；其远心端为所述等腰三角形的底边。

6.如权利要求1所述的紧固元件，其中，每一卡舌的等腰三角形近心端的至少一个底角上折形成倒刺。

7.如权利要求1所述的紧固元件，其中，所述紧固元件为金属制成。

8.一种紧固组件，其包括权利要求1-7之一所述的紧固元件及螺钉或螺柱，需要紧固时，分别将被固定物和所述紧固元件套在所述螺钉或螺柱上，使所述紧固元件的卡爪插入所述螺钉或螺柱的螺纹之间的空隙中。