CN103335002A - 一种智能螺母 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能螺母，为一螺母本体，该螺母本体的一端连设有可调套管；该可调套管的自由端部的外周沿呈一倾斜面；该可调套管的管壁上沿轴向开设有至少一道涨缩口，该涨缩口对应所述可调套管的自由端的一端呈开口状。组装时由倾斜面起引导作用，借由涨缩口略缩合，使得不小于轮毂钢圈螺栓孔孔径的可调套管能够顺利套入轮毂钢圈螺栓孔；借由涨缩口自身略微弹性涨大，使得可调套管与轮毂钢圈螺栓孔的内壁间紧密贴合，二者间几乎不存在间隙，使螺栓极不易折断，大大提高了螺栓使用寿命。可调套管上套设有一弹簧垫圈，其从根源上避免螺纹副和螺母支承面的摩擦系数极具降低，保持原有力的平衡关系，避免产生微量相对滑动，防止螺母松动或者脱落问题。

Description

一种智能螺母

技术领域

本发明涉及一种车用轮胎用紧固件，具体是指一种智能螺母。

背景技术

目前车轮结构设计中，为了便于车轮的拆装，汽车轮胎螺栓总成的螺杆直径一般比轮毂钢圈螺栓孔直径小一定值(通常达4-6mm)，安装后易出现轮毂钢圈中心线与车轮中心线不再同一轴线上，从而导致车轮在行走时形成不规则窜动，汽车在颠簸振动或者刹车冲击时对汽车轮胎螺栓总成易产生极大的剪切力，最终导致轮胎螺杆易折断，不仅缩短轮胎螺杆的使用寿命，更会引起安全事故。

针对该问题，专利号2010202998838提出一种改进方式，于螺母本体上设有空心圆柱体，该空心圆柱体装配在轮胎螺杆与轮毂钢圈螺栓孔之间，以此来减少轮胎螺杆与轮毂钢圈螺栓孔间的间隙，以此来减小所述产生的剪切力而避免螺杆易折断问题。然而空心圆柱体虽然起到一定减少间隙作用，但为了实现装配，空心圆柱体的外径必然要小于轮毂钢圈螺栓孔的内径，由此二者间仍存在一定间隙，故而所起减小剪切力作用有限，在频繁振动或者刹车冲击作用下，仍然易引起螺杆易折断问题。而且折断后既不便拆卸出也不便组装进，存在维修不便性。

再有，螺母在受到频繁强烈振动或者不规则强烈冲击作用下，经常会出现螺母松动和脱落问题。针对该问题，有人提出了多种相应改进措施，但效果都不佳，究其原因在于未充分了解造成螺母松动和脱落的内在机理。大部分紧固件用于有振动或有冲击的环境下，由于各零件的惯性和与起相连零件的相互作用，使螺纹副和螺母支承面的摩擦系数极具降低，甚至出现摩擦阻力瞬间消失，破坏了原有力的平衡关系，使螺纹副不能满足自锁调节，产生微量相对滑动。当多次重复出现该微量相对滑动累加，就会导致预紧力减小，最终连接松动甚至脱落。另外螺栓松动和脱落问题也会引起螺杆折断问题。

有鉴于此，本发明人针对现有螺母存在的问题进行了深入研究，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能螺母，极好地克服了现有轮胎螺杆易折断问题，大大延长了轮胎螺杆的使用寿命及提高安全系数。

本发明的另一目的在于提供一种智能螺母，极好地防止了螺母易产生松动甚至脱落问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种智能螺母，为一螺母本体，该螺母本体的一端连设有可调套管；该可调套管的自由端部的外周沿呈一倾斜面；该可调套管的管壁上沿轴向开设有至少一道涨缩口，该涨缩口对应所述可调套管的自由端的一端呈开口状。

所述可调套管上套设有一弹簧垫圈，该弹簧垫圈的第一端面紧贴所述螺母本体的对应端面设置，该弹簧垫圈的第二端面从外沿向中心往上述第一端面方向倾斜；所述涨缩口的口底延伸至所述弹簧垫圈的第二端面处。

所述螺母本体与所述可调套管相互分体设置，该螺母本体和可调套管通过一弹簧垫圈组装于一体，该弹簧垫圈的第一端面紧贴所述螺母本体或者所述可调套管的对应端面设置，该弹簧垫圈的第二端面从外沿向中心往上述第一端面方向倾斜；所述涨缩口的口底延伸至所述弹簧垫圈的第二端面处。

所述可调套管内侧壁上对应套有所述弹簧垫圈的部分设有与所述螺母本体内侧壁上的螺纹相衔接且规格相一致的螺纹。

所述螺母本体和可调套管相对应的端面相互抵持并且端面外侧缘上各形成有凸缘，所述弹簧垫圈形成有匹配卡持二该凸缘的凹槽，该弹簧垫圈的对应端面紧贴所述螺母本体的对应端面设置。

所述螺母本体和可调套管相互匹配套设，该相互匹配套设部分的侧壁各形成有相对应的往外突出的凸环，所述弹簧垫圈形成有匹配卡持在所述可调套管的凸环外的凹槽，该弹簧垫圈的对应端面紧贴所述可调套管的对应端面设置。

所述涨缩口在所述可调套管上成对设置且每对呈相对设置，以所述各涨缩口为参考位置，所述可调套管的内侧壁靠近各参考位置的部位呈厚度渐薄的调整壁。

所述可调套管上靠近所述螺母本体一端的根部位置处形成有预折断线。

所述可调套管的外侧壁呈波浪状曲面。

采用上述方案后，本发明相对于现有技术的有益效果在于：螺母本体连设的可调套管，其外径值等于或者略大于轮毂钢圈螺栓孔的孔径，内径值略大于螺杆直径值。可调套管自由端部的外周沿呈倾斜面，组装时对可调套管开始套于螺杆和轮毂钢圈螺栓孔之间的过程起引导作用。可调套管的管壁上设有涨缩口，该涨缩口用于可调套管管径的涨缩调节，组装时，借由涨缩口略缩合，使得不小于轮毂钢圈螺栓孔孔径的可调套管能够顺利套入轮毂钢圈螺栓孔；装入后，借由涨缩口自身略微弹性涨大，使得可调套管与轮毂钢圈螺栓孔的内壁间紧密贴合，二者间几乎不存在间隙，从而即使在频繁振动或者刹车冲击作用下，对螺杆产生的剪切力极小，螺杆极不易折断，大大提高了轮胎螺杆使用寿命。

再有，本案于可调套管上还进一步套设一弹簧垫圈，组装时，该弹簧垫圈的第一端面直接紧贴螺母本体的对应端面设置，第二端面直接贴合于轮毂钢圈的侧面设置，并且完全组装后，倾斜的第二端面被压平至与轮毂钢圈的侧面完全紧贴合。当轮毂钢圈收到强烈振动或者冲击下，借由弹簧垫圈阻隔缓冲，削弱了轮毂钢圈、螺杆对螺母本体的惯性影响，削弱在振动或者冲击环境下的相互作用，其从根源上避免螺纹副和螺母支承面的摩擦系数极具降低，保持原有力的平衡关系，避免产生微量相对滑动，最终确保螺母与螺杆间保持相互锁紧作用。而且该弹簧垫圈和所述可调套筒所起作用相辅相成，使防止螺杆折断及避免螺母松动作用均达到最佳状态，极大地提高汽车螺栓总成的综合性能。

附图说明

图1是本发明智能螺母实施例一的立体结构图；

图2是本发明智能螺母实施例一的结构剖视图；

图3是本发明智能螺母实施例二的立体结构图；

图4是本发明智能螺母实施例二的俯视图；

图5是本发明智能螺母实施例二的结构剖视图；

图6是本发明智能螺母实施例二的剖视分解图；

图7是本发明智能螺母实施例三的结构剖视图；

图8是本发明智能螺母实施例三的剖视分解图。

标号说明

螺母本体       1      螺纹          11

套设部分      12      凸缘          13

可调套管       2      倾斜面        21

涨缩口        22      凸环          23

螺纹          24      调整壁        25

波浪状曲面    26      预折断线      27

套设部分      28      凸缘          29

弹簧垫圈       3      第一端面      31

第二端面      32      卡槽          33

凹槽          35

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明涉及一种智能螺母，其较佳实施例一如图1-2所示，具有一螺母本体1，该螺母本体1的一端连设有可调套管2。

所述螺母本体1的内侧壁上设有螺纹11，可调套管2的内径值不小于螺纹11对应螺牙根部所在的径向值，则可调套管2的内径值略大于螺杆直径值；较佳地可调套管2的内径值与螺纹11的螺牙根部所对应的径向值相一致。可调套管2的自由端部的外周沿铣切为一倾斜面21，具体该倾斜面21往自由端部方向呈往内倾斜。可调套管2的管壁上沿轴向开设有至少一道涨缩口22，该涨缩口22的一端穿透可调套管2的自由端部，呈开口状，另一端较佳延伸至可调套管2与螺母本体1相连接位置处。给出实施例中涨缩口22设有三道，在可调套管2的管壁上呈三角均匀分布。涨缩口22的口底形状可以呈“ㄩ”状结构，也可以呈“U”状结构。涨缩口22的宽度可以根据螺母本体1和可调套管2的不同规格尺寸进行相应调整。

组装中，可调套管2的外径值等于或者略大于轮毂钢圈螺栓孔的孔径。组装时，借由倾斜面21引导作用，可调套管2自由端部能够顺利套入螺杆和轮毂钢圈螺栓孔之间。之后，随着螺母本体1与螺杆间的相互螺纹锁合，借由涨缩口22略缩合作用，使得可调套管2的孔径略微缩小，从而能够继续顺利地旋转地套入轮毂钢圈螺栓孔。完全装入后，借由涨缩口22自身略微弹性涨大，使得可调套管2与轮毂钢圈螺栓孔的内壁间紧密贴合，可调套管2与螺杆之间几乎不存在间隙，从而即使在频繁振动或者刹车冲击作用下，对螺杆产生的剪切力极小，螺杆极不易折断，大大提高了轮胎螺杆使用寿命。

进一步，可调套管2上还套设有一弹簧垫圈3。弹簧垫圈3的第一端面31紧贴螺母本体1的对应端面设置，第二端面32从外沿向中心往上述第一端面31方向倾斜(参见图2)。涨缩口22的口底延伸至弹簧垫圈3的第二端面32处。

组装时，弹簧垫圈3的第一端面31直接紧贴螺母本体1的对应端面设置，第二端面32直接贴合于轮毂钢圈的侧面设置，而且完全组装后，倾斜的第二端面32被压平至与轮毂钢圈的侧面完全紧贴合，倾斜的第二端面32的设计起非常关键的弹性缓冲作用。当轮毂钢圈收到强烈振动或者冲击下，借由弹簧垫圈3阻隔缓冲，削弱了轮毂钢圈、螺杆对螺母本体1的惯性影响，削弱在振动或者冲击环境下的相互作用，其从根源上避免螺纹副和螺母支承面的摩擦系数极具降低，保持原有力的平衡关系，避免产生微量相对滑动，最终确保螺母与螺栓间保持相互锁紧作用。另外弹簧垫圈3和可调套筒2所起作用相辅相成，一同设计在螺栓总成上，使防止螺杆折断及避免螺母松动作用均达到最佳状态，极大地提高汽车螺栓总成的综合性能。

所述弹簧垫圈3紧套设在可调套管2上的结构有很多方式，如图2给出一具体实施例，可调套管2的外侧壁上设有凸环23，弹簧垫圈3的内侧壁上设有卡槽33，装配时，借由卡槽33与凸环23相互卡持使弹簧垫圈3与可调套管2相互固定组装。另外，优选的，可调套管2内侧壁上对应套有弹簧垫圈3的部分设有螺纹24，该螺纹同螺母本体1内侧壁上的螺纹11相衔接且规格相一致。螺纹24的设计加强螺母本体1与螺栓的相互锁紧固定，而且还减少了螺杆与轮毂钢圈螺栓孔间存在的间隙。

本发明给出较佳实施例二和实施三，参见图3-5所示，螺母本体1与可调套管2相互分体设置，螺母本体1和可调套管2通过一弹簧垫圈3组装于一体。分体组装方式避免了实施一中一体结构存在难加工问题。可调套管的长度不受限制，可以做到为两个钢圈的厚度，具体以一个钢圈的厚度为佳。螺母本体1和可调套管2的结构设计同实施例一，这里不再累述。弹簧垫圈3的设置方式同实施例一相类似，即弹簧垫圈3的第一端面31紧贴螺母本体1或者可调套管2的对应端面设置，弹簧垫圈3的第二端面32从外沿向中心往第一端面31方向倾斜。涨缩口22的口底延伸至弹簧垫圈3的第二端面32处。同理，较佳的，可调套管2内侧壁上对应套有弹簧垫圈3的部分设有螺纹24，该螺纹24同螺母本体1内侧壁上的螺纹11相衔接并且规格相一致。螺母本体1与可调套管2相互分体设置，则可调套管2与螺母本体1间可以相对旋转，由此螺母本体1在螺杆上螺纹组装时，可调套管2无需随着旋转，由此提高装配性能及结构可靠性。

实施例二和实施例三的不同点在于螺母本体1、可调套管2及弹簧垫圈3三者间的相互组装方式有区别。实施例二如图3-4所示，螺母本体1和可调套管2相互匹配套设，相互匹配套设部分12、28的侧壁各形成有相对应的往外突出的凸环，弹簧垫圈3形成有匹配卡持在可调套管2的凸环外的凹槽35，借由该凹槽35与凸环的相互匹配卡持组装，使得可调套管2及弹簧垫圈3在螺母本体1上稳定组装。弹簧垫圈3的对应端面紧贴可调套管2的对应端面设置。螺母本体1与可调套管2间、可调套管2与弹簧垫圈3间接触可以均为倾斜面配合，该配合方式能够提升各零配件间相互对准组装。

实施例三如图5所示，螺母本体1和可调套管2相对应的端面相互抵持并且端面外侧缘上各形成有凸缘13、29，弹簧垫圈3形成有匹配卡持二该凸缘的凹槽35，借由该凹槽35与凸缘13、29的相互匹配卡持组装，使得可调套管2及弹簧垫圈3在螺母本体1上稳定组装。弹簧垫圈3的对应端面紧贴螺母本体1的对应端面设置，同理，螺母本体1与弹簧垫圈3间接触可以为倾斜面配合。

轮毂钢圈上的轮毂钢圈螺栓孔均设有复数个并且环绕轮毂钢圈中心呈圆周排布，由于加工精度误差及机械装配度有限，通常各螺杆一一在轮毂钢圈螺栓孔内组装后，很难保证各螺杆的轴向中心线与轮毂钢圈螺栓孔的中心线都对准，总会存在倾斜偏离中心现象，而且为对角倾斜，其给螺母的装配带来不利。为了克服该问题，上述三个较佳实施例中，进一步的，涨缩口22在可调套管2上成对设置，如实施例二或者实施例三中所示，涨缩口22只设置一对，并且呈相对设置。以各涨缩口22为参考位置，可调套管2的内侧壁靠近各参考位置的部位呈厚度渐薄的调整壁25。如图3所示，两个涨缩口22为两个参考位置(分别为第一参考位置和第二参考位置)，靠近第一个参考位置的部位有第一调整壁251和第二调整壁252，靠近第二参考位置的部位有第三调整壁253和第四调整壁254。第一调整壁251和第二调整壁252往第一参考位置呈厚度渐薄，同理第三调整壁253和第四调整壁254往第二参考位置呈厚度渐薄。第一调整壁251、第二调整壁252、第三调整壁253和第四调整壁254的壁面延伸的幅度可以根据需要进行调整。组装时，将对角设置的二调整壁25对准对角倾斜的螺杆与轮毂钢圈螺栓孔间的间隙，以此利于螺母顺利装配，而且调整壁25也能够很好地适应所述对角倾斜的间隙，充分发挥可调套管2所起克服间隙作用。

进一步，螺母零件由于金属材质氧化等问题，会出现略微膨胀或生锈产生杂质问题，其很容易造成零件组装后出现抱死卡死问题。针对该问题，将可调套管2的外侧壁设计为呈波浪状曲面26。可调套管2与轮毂钢圈螺栓孔内壁间为线接触，减少组装后出现抱死卡死几率，而且产生杂质也可以落入波浪状曲面26的凹部位置并排除。当然，即使出现抱死卡死问题，为了实现可拆卸，可调套管2上靠近螺母本体1一端的根部位置处还较佳地形成有预折断线27。一旦出现抱死卡死(预折断线27受力超过预定强度)，通过预折断线27折断可调套管2，从而卸下螺母本体部分，之后即可轻松卸下轮毂钢圈机构。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。

Claims (9)

1.一种智能螺母，为一螺母本体，其特征在于：该螺母本体的一端连设有可调套管；该可调套管的自由端部的外周沿呈一倾斜面；该可调套管的管壁上沿轴向开设有至少一道涨缩口，该涨缩口对应所述可调套管的自由端的一端呈开口状。

2.如权利要求1所述的一种智能螺母，其特征在于：所述可调套管上套设有一弹簧垫圈，该弹簧垫圈的第一端面紧贴所述螺母本体的对应端面设置，该弹簧垫圈的第二端面从外沿向中心往上述第一端面方向倾斜；所述涨缩口的口底延伸至所述弹簧垫圈的第二端面处。

3.如权利要求1所述的一种智能螺母，其特征在于：所述螺母本体与所述可调套管相互分体设置，该螺母本体和可调套管通过一弹簧垫圈组装于一体，该弹簧垫圈的第一端面紧贴所述螺母本体或者所述可调套管的对应端面设置，该弹簧垫圈的第二端面从外沿向中心往上述第一端面方向倾斜；所述涨缩口的口底延伸至所述弹簧垫圈的第二端面处。

4.如权利要求2或3所述的一种智能螺母，其特征在于：所述可调套管内侧壁上对应套有所述弹簧垫圈的部分设有与所述螺母本体内侧壁上的螺纹相衔接且规格相一致的螺纹。

5.如权利要求3所述的一种智能螺母，其特征在于：所述螺母本体和可调套管相对应的端面相互抵持并且端面外侧缘上各形成有凸缘，所述弹簧垫圈形成有匹配卡持二该凸缘的凹槽，该弹簧垫圈的对应端面紧贴所述螺母本体的对应端面设置。

6.如权利要求3所述的一种智能螺母，其特征在于：所述螺母本体和可调套管相互匹配套设，该相互匹配套设部分的侧壁各形成有相对应的往外突出的凸环，所述弹簧垫圈形成有匹配卡持在所述可调套管的凸环外的凹槽，该弹簧垫圈的对应端面紧贴所述可调套管的对应端面设置。

7.如权利要求1-3任一项所述的一种智能螺母，其特征在于：所述涨缩口在所述可调套管上成对设置且每对呈相对设置，以所述各涨缩口为参考位置，所述可调套管的内侧壁靠近各参考位置的部位呈厚度渐薄的调整壁。

8.如权利要求1-3任一项所述的一种智能螺母，其特征在于：所述可调套管上靠近所述螺母本体一端的根部位置处形成有预折断线。

9.如权利要求1-3任一项所述的一种智能螺母，其特征在于：所述可调套管的外侧壁呈波浪状曲面。

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