CN105626658A - 一种自锁防松紧固件、紧固装置及紧固结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自锁防松紧固件、紧固装置及紧固结构。自锁防松紧固件包括限位帽及螺接柱，螺接柱的外周面上设置有外螺纹；螺接柱另一端内部开设有空腔，空腔内设置有内螺纹，内螺纹与螺接柱同轴设置；内螺纹与外螺纹的螺旋方向相反，且外螺纹的螺距与内螺纹的螺距相异。紧固装置包括自锁防松紧固件及反锁螺钉，反锁螺钉螺纹连接于内螺纹。由于内螺纹与外螺纹螺旋方向相反，外螺纹的松动方向为内螺纹即反锁螺钉的锁紧方向，且螺距不等，不能同时松动，从而通过两层螺纹互锁，有效实现自锁防松功能；内螺纹与外螺纹可以分别加工成型，便于加工，且结构简单，成本较低；两层螺纹内外排布，占用体积较小，便于电子产品的小型化。

Description

一种自锁防松紧固件、紧固装置及紧固结构

技术领域

本发明涉及机械紧固技术领域，尤其涉及一种自锁防松紧固件、紧固装置及紧固结构。

背景技术

防松是螺纹紧固领域的重要课题。目前的防松技术大致有两个方向，一个是采用传统方式，主要有摩擦力防松、机械防松和铆冲防松三种方法；一个是新型的唐氏螺纹防松。一般来讲，传统的摩擦力防松在冲击、振动和变载荷工况下失效率高，机械和铆冲防松在可重复使用和拆卸方面存在不足。

新型的唐氏螺纹很好的解决了上述问题。唐氏螺纹是由左旋和右旋两种螺旋线复合在同一段螺纹段上，既有左旋螺纹的特点又有右旋螺纹的特点，既可以和左旋螺纹配合又可以和右旋螺纹配合。唐氏螺纹可以利用螺纹自身特点解决防松问题。在联接时，使用两只不同旋向的螺母：工作支承面上的螺母称为紧固螺母，非支承面上的螺母称为锁紧螺母。使用时先将紧固螺母预紧，然后再将锁紧螺母预紧。在振动、冲击的情况下，紧固螺母会发生松动的趋势，但是，由于紧固螺母的松退方向是锁紧螺母的拧紧方向，锁紧螺母的拧紧恰恰阻止了紧固螺母的松退，导致紧固螺母无法松动。

唐氏螺纹中，左旋和右旋两种螺旋线复合在同一段螺纹段上，加工较复杂，对工艺要求较高，不适用于规格较小的螺纹；同时双螺母所需空间较大，不适用于如电源、电子类整体尺寸较小的产品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种自锁防松紧固件、紧固装置及紧固结构，自锁防松效果好，结构简单，便于加工，成本较低。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明的实施例提供了一种自锁防松紧固件，包括限位帽及螺接柱，所述螺接柱的一端连接于所述限位帽；所述螺接柱的外周面上设置有外螺纹；所述螺接柱的另一端内部开设有空腔；所述空腔内设置有内螺纹；所述内螺纹与所述螺接柱同轴设置，所述内螺纹与所述外螺纹的螺旋方向相反，且所述外螺纹的螺距与所述内螺纹的螺距相异。

在第一种可能的实现方式中，所述外螺纹的螺距大于所述内螺纹的螺距。以方便螺接柱与第二结构件的螺纹孔装配连接。

在第二种可能的实现方式中，所述外螺纹的螺距与所述内螺纹的螺距比值大于1.25。通过较大的螺距比值，可以实现更好的自锁防松功能。

在第三种可能的实现方式中，所述空腔为盲孔或通孔。空腔为盲孔，可以提高自锁防松紧固件的结构强度；空腔为通孔可以方便空腔的加工成型。

第二方面，一种紧固装置，所述紧固装置包括反锁螺钉及前述的自锁防松紧固件，所述反锁螺钉包括连接柱及螺帽，所述连接柱的一端连接于所述螺帽，所述连接柱的周面上设置有反锁外螺纹，所述反锁外螺纹用于螺纹连接所述自锁防松紧固件的内螺纹，所述螺帽的外径大于所述螺接柱的外径。

在第一种可能的实现方式中，所述空腔的腔壁上形成有第一光面，所述第一光面为环形，所述第一光面的直径大于或等于所述内螺纹的外径，所述第一光面与所述内螺纹同轴设置且二者沿所述螺接柱的轴向排布，所述第一光面位于所述内螺纹与所述限位帽之间；

所述连接柱的外周面上形成有第二光面，所述第二光面为环形，所述第二光面的直径小于或等于所述反锁外螺纹的内径，所述第二光面与所述反锁外螺纹沿所述连接柱的轴向排布，且所述第二光面位于所述反锁外螺纹与所述螺帽之间；

当所述自锁防松紧固件与所述反锁螺钉连接在一起时，所述反锁外螺纹位于所述第一光面围成的腔体中，所述第二光面位于所述内螺纹围成的腔体中。自锁防松紧固件与所述反锁螺钉锁紧后，在适当将所述反锁螺钉旋转一个角度，脱离所述内螺纹与所述反锁外螺纹之间的锁合位置，可以有效防止所述反锁螺钉的松动。

在第二种可能的实现方式中，所述紧固装置还包括第一垫圈，所述第一垫圈套设在所述螺接柱上，且抵靠于所述限位帽。通过所述第一垫圈可以方便紧固装置与第一结构件之间的装配连接，且能够更牢固地将第一结构件与第二结构件连接在一起，可以提高自锁防松效果。

在第三种可能的实现方式中，所述紧固装置还包括第二垫圈，所述第二垫圈套设在所述连接柱上，且抵靠于所述螺帽。通过所述第二垫圈可以方便紧固装置与第二结构件之间的装配连接，且能够更牢固地将第一结构件与第二结构件连接在一起，可以提高自锁防松效果。

在第四种可能的实现方式中，所述螺帽的边缘朝向所述连接柱一侧设置有凸缘。利用凸缘可以更好地使螺帽向第二结构件施加作用力，以提高锁紧效果

第三方面，本发明提供了一种紧固结构，其特征在于，所述紧固结构包括第一结构件、第二结构件及前述的紧固装置，所述第一结构件上设置有通孔，所述通孔的孔径大于所述螺接柱的外径，且所述通孔的孔径小于所述限位帽的外径；所述第二结构件上设置有螺纹孔，所述螺纹孔的内径小于所述螺帽的外径；所述自锁防松紧固件的螺接柱穿设所述通孔并与所述螺纹孔螺纹连接，所述第一结构件与所述第二结构件锁紧在所述限位帽与所述螺帽之间，所述限位帽与所述第二结构件分别位于所述第一结构件的两侧，所述螺帽与所述第一结构件分别位于所述第二结构件的两侧。

本发明提供的自锁防松紧固件、紧固装置及紧固结构，由于自锁防松紧固件上的内螺纹与外螺纹螺旋方向相反，外螺纹的松动方向为内螺纹即反锁螺钉的锁紧方向，且螺距不等，不能同时松动，从而通过两层螺纹互锁，有效实现自锁防松功能；内螺纹与外螺纹可以分别加工成型，便于加工，且结构简单，成本较低；两层螺纹内外排布，占用体积较小，便于电子产品的小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的紧固结构的示意图；

图2是本发明第二实施例提供的紧固结构的示意图；

图3是本发明第三实施例提供的紧固结构的示意图；

图4是本发明第四实施例提供的紧固结构的示意图；

图5是本发明第五实施例提供的紧固结构的反锁螺钉的示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，为本发明中第一实施例提供的一种紧固结构，紧固结构包括第一结构件11、第二结构件12及紧固装置13。第一结构件11上设置有通孔110，第二结构件12上设置有螺纹孔120；紧固装置13穿设通孔110及螺纹孔120，以将第一结构件11与第二结构件12通过连接在一起。

紧固装置13包括自锁防松紧固件14及反锁螺钉15。自锁防松紧固件14与反锁螺钉15螺纹连接。自锁防松紧固件14包括限位帽141及螺接柱142。螺接柱142的一端连接于限位帽141，作为优选，二者为一体成型。螺接柱142的外周面上设置有外螺纹142a；螺接柱142的另一端开设有空腔142b，空腔142b内设置有内螺纹142c，内螺纹142c与螺接柱142同轴设置；内螺纹142c与外螺纹142a的螺旋方向相反，且外螺纹142a的螺距与内螺纹142c的螺距相异。

自锁防松紧固件14上设置有内外两层螺纹，且螺旋方向相反，即内螺纹142c为正向螺纹时，则外螺纹142a为反向螺纹，反之亦可。在进行装配锁紧时，由于自锁防松紧固件14上的内螺纹142c与外螺纹142a螺旋方向相反，外螺纹142a的松动方向为内螺纹142c即反锁螺钉15的锁紧方向，且螺距不等，不能同时松动，从而通过两层螺纹互锁，有效实现自锁防松功能。内螺纹142c与外螺纹142a可以分别加工成型，便于加工，且结构简单，成本较低。两层螺纹内外排布，占用体积较小，便于电子产品的小型化。

在本实施例中，外螺纹142a的螺距大于内螺纹142c的螺距，以方便螺接柱142与第二结构件12的螺纹孔120装配连接。且外螺纹142a的螺距与内螺纹142c的螺距的比值大于1.25。即，如内螺纹142c的螺距为1mm，则外螺纹142a的螺距须大于1.25mm。通过较大的螺距比值，可以实现更好的自锁防松功能。此处，需要说明的是，外螺纹142a的螺距与内螺纹142c的螺距二者中的较大者与较小者之间的比值大于1.25即可，即在其他实施方式中，也可以是，内螺纹142c的螺距大于外螺纹142a的螺距，且内螺纹142c的螺距与外螺纹142a的螺距二者比值大于1.25。

空腔142b可以为盲孔，以提高自锁防松紧固件14的结构强度。此处，在其他实施方式中，空腔142b也可以为通孔，贯穿自锁防松紧固件14的轴向两端，以方便空腔142b的加工成型。

反锁螺钉15的包括连接柱151及螺帽152，连接柱151的一端连接于螺帽152，连接柱151的周面上设置有反锁外螺纹151a，反锁外螺纹151a用于螺纹连接自锁防松紧固件14的内螺纹142c。反锁螺钉15可以为各类形式的螺钉，通过设置自锁防松紧固件14的内螺纹142c规格，从而配合不同螺纹规格的螺钉，使得可以支持的螺纹规格范围更广，进而使得应用的产品类型更广。

螺帽152的外径大于螺接柱142的外径，以使得螺帽152可以向第二结构件12施加作用力，避免锁紧后螺帽152抵靠于螺接柱142而失去锁紧作用。

本实施例中，第一结构件11与第二结构件12均为钣金件，螺纹孔120为在第二结构件12上翻边处攻丝形成。螺纹孔120中的螺纹方向与自锁防松紧固件14的外螺纹142a方向相同。螺纹孔120的内径小于螺帽152的外径，螺帽152可以挡在第二结构件12的一侧处，以便向第二结构件12施加作用力。通孔110的孔径大于螺接柱142的外径，以使得螺接柱142可以穿过通孔110。通孔110的孔径小于限位帽141的外径，使得限位帽141可以挡在第一结构件11的一侧而不会穿过通孔110。

锁紧第一结构件11与第二结构件12时，首先使自锁防松紧固件14的螺接柱142穿设第一结构件11的通孔110并与第二结构件12的螺纹孔120螺纹连接，自锁防松紧固件14的限位帽141抵靠于第一结构件11，使第一结构件11夹紧在限位帽141与第二结构件12之间。再安装反锁螺钉15，反锁螺钉15的螺帽152抵靠于第二结构件12，第一结构件11与第二结构件12锁紧在限位帽141与螺帽152之间，从而将第一结构件11与第二结构件12连接在一起。

安装完成后，限位帽141与第二结构件12分别位于第一结构件11的两侧，螺帽152与第一结构件11分别位于第二结构件12的两侧，利用限位帽141与螺帽152分别将第一结构件11与第二结构件12锁紧，同时自锁防松紧固件14的内螺纹142c与外螺纹142a螺旋方向相反且螺距不等，可以实现自锁防松紧固件14与反锁螺钉15之间的自锁防松功能。

在本实施方式中，内螺纹142c布满整个空腔142b的腔壁，反锁外螺纹151a布满连接柱151的整体外表面，此处作为另外的实施方式，内螺纹142c也可以仅设置在空腔142b的部分腔壁上，反锁外螺纹151a也可以仅设置在连接柱151的部分外表面上。

如图2所示，本发明第二实施例提供的紧固结构，其与第一实施例的不同之处仅在于空腔242b与连接柱251的结构。在本实施例中，空腔242b的腔壁上形成有第一光面242d，第一光面242d为环形，第一光面242的直径大于或等于内螺纹242c的外径，第一光面242d与内螺纹242c同轴设置且二者沿螺接柱242的轴向排布，第一光面242d位于内螺纹242c与限位帽241之间。

连接柱251的外表面上形成有第二光面251b，第二光面251为环形，第二光面251的直径小于或等于反锁外螺纹251a的内径，第二光面251与反锁外螺纹沿连接柱251的轴向排布，且第二光面251b位于反锁外螺纹251a与螺帽152之间。当自锁防松紧固件14与反锁螺钉15连接在一起时，反锁外螺纹251a位于所述第一光面242d围成的腔体中，第二光面251b位于内螺纹242c围成的腔体中。

在本第二实施例中，当安装完成反锁螺钉25使第一结构件21与第二结构件22锁紧时，反锁螺钉25的连接柱251与自锁防松紧固件14的空腔242b的螺纹配合刚好消失，内螺纹242c位于第二光面251b处，反锁外螺纹251a位于第一光面242d处，即变成了内螺纹242c与反锁外螺纹251a两个端面的接触配合。到达该位置处后，在适当将反锁螺钉25旋转一个角度，脱离内螺纹142c与反锁外螺纹151a之间的锁合位置，可以有效防止反锁螺钉15的松动。

在前述第一实施例与第二实施例中，第一结构件与第二结构件均为钣金件，此处，在其他实施例中，第一结构件与第二结构件也可以是所应用设备中的各类结构件。

如图3所示，本发明第三实施例提供的紧固结构中，第一结构件31与第二结构件32均为机加件，由于机加件具有一定厚度，可以在机加件上直接开孔攻丝形成螺纹孔320。此处，在其他实施方式中，也可以通过在第二结构件32上固定带有螺纹孔的其他部件，如螺母等，从而使得第二结构件32具有螺纹孔。

在前述三种实施例中，自锁防松紧固件的限位帽直接抵靠并作用于第一结构件，反锁螺钉的螺帽直接抵靠并作用于第二结构件。此处，在其他实施方式中，限位帽可以间接作用于第一结构件，反锁螺钉的螺帽也可以间接作用于第二结构件，如本发明第四实施例提供的紧固结构。

如图4所示，在本发明第四实施例提供的紧固结构中，紧固装置43包括自锁防松紧固件44、反锁螺钉45、第一垫圈46及第二垫圈47。自锁防松紧固件44与反锁螺钉45的结构与前述实施例相同，此处不再赘述。第一垫圈46套设在螺接柱442上，且抵靠于限位帽441；第二垫圈47套设在反锁螺钉45的连接柱451上，且抵靠于螺帽452。在本实施例中，紧固装置43同时具有第一垫圈46及第二垫圈47，当然在其他实施方式中，紧固装置43可以仅包含第一垫圈46及第二垫圈47二者中的任意一个。

当紧固装置43与第一结构件41、第二结构件42安装完成后，第一垫圈46压紧在限位帽441与第一结构件41之间，第二垫圈47压紧在第二结构件42与螺帽452之间，第一垫圈46和第二垫圈47可以均为平垫圈，通过第一垫圈46与第二垫圈47可以方便紧固装置43与第一结构件41和第二结构件42之间的装配连接，且能够更牢固地将第一结构件41与第二结构件42连接在一起，同时可以提高自锁防松效果。

在上述实施例中，反锁螺钉可以采用各类标准螺钉，当然，也可以采用非标螺钉。

如图5所示，本发明第五实施例提供的反锁螺钉55，反锁螺钉55的连接柱551可以与前述任一实施例相同，反锁螺钉55的螺帽552的边缘朝向连接柱551一侧设置有凸缘553，利用凸缘553可以更好地使螺帽552向第二结构件施加作用力，以提高锁紧效果。凸缘553可以为环形，也可以由多个凸台沿连接柱551的周向排布形成。根据紧固装置应用场景的不同，可以采用不同结构形式的反锁螺钉。

在上述实施例中，反锁螺钉的螺帽与自锁防松紧固件的限位帽二者的形状包括但不限于圆柱头、六角头，其上的槽型包括但不限于一字型、十字形、内六角形、梅花形等等，表面处理方式包括但不限于镀层、喷涂、滚花等等。

以上的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自锁防松紧固件，其特征在于，包括限位帽及螺接柱，所述螺接柱的一端连接于所述限位帽；所述螺接柱的外周面上设置有外螺纹；所述螺接柱的另一端内部开设有空腔；所述空腔内设置有内螺纹；所述内螺纹与所述螺接柱同轴设置，所述内螺纹与所述外螺纹的螺旋方向相反，且所述外螺纹的螺距与所述内螺纹的螺距相异。

2.根据权利要求1所述的自锁防松紧固件，其特征在于，所述外螺纹的螺距大于所述内螺纹的螺距。

3.根据权利要求1所述的自锁防松紧固件，其特征在于，所述外螺纹的螺距与所述内螺纹的螺距比值大于1.25。

4.根据权利要求1至3任一项所述的自锁防松紧固件，其特征在于，所述空腔为盲孔或通孔。

5.一种紧固装置，其特征在于，所述紧固装置包括反锁螺钉及权利要求1至4任一项所述的自锁防松紧固件，所述反锁螺钉包括连接柱及螺帽，所述连接柱的一端连接于所述螺帽，所述连接柱的周面上设置有反锁外螺纹，所述反锁外螺纹用于螺纹连接所述自锁防松紧固件的内螺纹，所述螺帽的外径大于所述螺接柱的外径。

6.根据权利要求5所述的紧固装置，其特征在于，所述空腔的腔壁上形成有第一光面，所述第一光面为环形，所述第一光面的直径大于或等于所述内螺纹的外径，所述第一光面与所述内螺纹同轴设置且二者沿所述螺接柱的轴向排布，所述第一光面位于所述内螺纹与所述限位帽之间；

所述连接柱的外周面上形成有第二光面，所述第二光面为环形，所述第二光面的直径小于或等于所述反锁外螺纹的内径，所述第二光面与所述反锁外螺纹沿所述连接柱的轴向排布，且所述第二光面位于所述反锁外螺纹与所述螺帽之间；

当所述自锁防松紧固件与所述反锁螺钉连接在一起时，所述反锁外螺纹位于所述第一光面围成的腔体中，所述第二光面位于所述内螺纹围成的腔体中。

7.根据权利要求5所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置还包括第一垫圈，所述第一垫圈套设在所述螺接柱上，且抵靠于所述限位帽。

8.根据权利要求5所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置还包括第二垫圈，所述第二垫圈套设在所述连接柱上，且抵靠于所述螺帽。

9.根据权利要求5所述的紧固装置，其特征在于，所述螺帽的边缘朝向所述连接柱一侧设置有凸缘。

10.一种紧固结构，其特征在于，所述紧固结构包括第一结构件、第二结构件及权利要求4至9任一项所述的紧固装置，所述第一结构件上设置有通孔，所述通孔的孔径大于所述螺接柱的外径，且所述通孔的孔径小于所述限位帽的外径；所述第二结构件上设置有螺纹孔，所述螺纹孔的内径小于所述螺帽的外径；所述自锁防松紧固件的螺接柱穿设所述通孔并与所述螺纹孔螺纹连接，所述第一结构件与所述第二结构件锁紧在所述限位帽与所述螺帽之间，所述限位帽与所述第二结构件分别位于所述第一结构件的两侧，所述螺帽与所述第一结构件分别位于所述第二结构件的两侧。