CN1064747C - 紧固结构 - Google Patents

Abstract

上、下盖(12，14)借六方凹头螺钉(40)在其前表面相互紧固。当盖支柱(34)装在每个从上盖(12)凸起的固定舌部(30)的柱座(38)上时，盖支柱与固定舌部的柱接触表面(36)接触。螺钉(40)插过锪孔槽(60)、下盖(14)的穿透槽(58)和上盖(12)的通孔(48)，最后拧入盖支柱的螺纹孔(42)中。螺钉(40)穿过固定舌部的定位通孔(48)并拧入螺纹孔(42)，使盖支柱和上盖的固定舌部相互定位和固定。响应于螺钉(40)的拧紧过程，下盖沿固定舌部的第一斜面滑动直至下盖的接触表面(50)接触上盖的定位座表面(44)为止。

Description

紧固结构

本发明涉及一种紧固结构，其中，第一件和第二件借助外螺纹紧固件如螺栓或自攻螺钉相互紧固起来。

对于包括用螺栓紧固起来的两个不同零件的普通紧固结构，人们曾提出过各种技术方案。例如，在日本专利公开文本第61-190021号公开的紧固结构中，垫圈和与垫圈相对的两零件之一的配合表面形成相对于螺栓轴线倾斜的斜面。在垫圈和面对垫圈零件的斜面上形成的接纳螺栓的两个通孔，其直径大于螺栓外螺纹的直径。这个技术方案在旋转螺栓的过程中沿斜面在垂直于轴线的方向上可产生一个力。斜面也产生一种楔样效果。这样可有效地防止被紧固的零件相对于螺栓打滑。

但是，这种普通的紧固结构具有下述缺陷。在紧固过程中，面对垫圈的零件沿斜面自然移动直至螺栓的无螺纹部分碰到通孔的内壁为止。面对垫圈的零件与另一零件的相对位置取决于面对垫圈的零件沿斜面移动的程度。只有当螺栓的无螺纹部分碰到通孔的内壁时，上述相对位置才固定下来。由于螺栓的无螺纹部分和面对垫圈的零件的通孔相互阻挡，从紧固侧观察不到它们，因而难于确定螺栓的无螺纹部分碰到通孔内壁的情况。在已公知的紧固结构中，用户需要通过垫圈观看零件的后侧，或者用手指触摸螺栓的无螺纹部分以检查螺栓的无螺纹部分在紧固过程中的位置，这很费用户的劳力。当用户用手指触摸来检查螺栓无螺纹部分的位置时，用户往往不能辨别螺栓无螺纹部分触及通孔内壁的精确位置。

在图7的实例中，虽然螺栓无螺纹部分100触及垫圈104和面对垫圈的零件102的通孔108和106的内壁，但在这些内壁上的触及位置并不是对准的。在这种情况下，如图7中双点划线所示，垫圈104相对于面对垫圈的零件102的位置是变化的。待紧固在面对垫圈的零件102上的另一零件(未画出)的位置相对于装配在另一零件上的螺栓无螺纹部分100来说是固定的。但是，由于垫圈104相对于面对垫圈的零件102的变化的位置，另一零件相对于垫圈104和面对垫圈的零件102的相对位置是变化的，这是不合乎要求的。

当两零件(面对垫圈的零件102和另一零件)即使在相对位置变化条件下只是简单的接合和紧固在一起时，不会引起特别的问题。例如，被紧固的零件的相对位置的误调整会引起两零件端面的误调整，从而有损于设计效果。

因此，本发明的目的在于改善当两个不同零件借助螺栓紧固在一起时的定位精度。

上述的和其它的目的是通过一种紧固结构实现的，这种紧固结构包括相互分开的第一零件和第二零件，第一零件具有面对第二零件的第一表面，第二零件具有面对第一零件的第二表面；

一个用于紧固第一和第二零件的外螺纹紧固件，所述外纹紧固件具有围绕所述外螺纹紧固件的轴线的阳螺纹。在本发明的紧固结构中，第一零件包括：

具有外螺纹紧固件穿过的第一通孔的第一结合部，以及在第一零件的第一表面上形成的第一斜面，第一斜面相对于轴线倾斜，第一通孔用来使穿过其中的外螺纹紧固件定位；以及

第一定位部，其用于当第一零件和第二零件沿第一斜面相对移动时使第二零件相对于一个沿着所述第一斜面的方向定位；

第二零件包括：

具有外螺纹紧固件穿过的通孔的第二结合部，以及在第二零件的第二表面上形成的第二斜面，第二斜面用来与第一斜面接触，第二通孔在垂直于轴线的方向上具有间隙以便使穿过其中的外螺纹紧固件可以移动；以及

接触装置，其用于当第一零件和第二零件沿第一斜面相对移动时与第一定位部相接触。

外螺纹紧固件的实例包括六方头螺栓、六方凹头螺钉、自攻螺钉，以及如JIS B 0143中所述的具有十字槽头部或梯形头(keystonetip)的用螺丝刀紧固的其它螺钉。

在本发明的紧固结构中，在借助外螺纹紧固件将第一零件和第二零件紧固在一起的过程中，外螺纹紧固件插过第二零件的第二结合部的第二通孔和第一零件的第一结合部的第一通孔。第一通孔的作用是使外螺纹紧固件定位，因此，第一零件相对于外螺纹紧固件的位置通过将外螺纹紧固件插入第一通孔而固定。

外螺纹紧固件夹紧力的作用能够使第一零件的第一结合部的第一表面上形成的第一斜面邻接在第二零件的第二结合部的第二表面上形成的第二斜面上。由于第一斜面相对于外螺纹紧固件倾斜，因而第一零件和第二零件在第二通孔的使外螺纹紧固件能够运动的间隙范围内，沿着第一斜面在垂直于外螺纹紧固件轴线的方向上相对移动。第二零件的接触装置的最后与第一零件的第一定位部接触。这就干涉了第二零件沿第一斜面的运动，并使第二零件在垂直于外螺纹紧固件轴线的方向上相对于第一零件定位。第二零件相对于第一零件的位置通过接触装置与第一定位部的接触而固定。这样，本发明的紧固结构有效地固定了第一零件相对于外螺纹紧固件的位置，以及第二零件相对于第一零件的位置。当第一零件和第二零件借助外螺纹紧固件紧固在一起时，上述结构完善了定位精度。

在按照上述布置的一种推荐应用中，第一零件的第一定位部使第二零件在垂直于外螺纹紧固件轴线的方向上定位。这简化了第一定位部相对于外螺纹紧固件的定向。

在本发明的一个方面中，第一通孔具有一个阴螺纹孔，外螺纹紧固件上的阳螺纹旋入其中。这种布置只要将外螺纹紧固件拧入第一通孔就可以容易地以高的定位精度完成第一零件相对于第二零件的固定。

在本发明的另一个方面中，外螺纹紧固件具有一个自攻螺纹，而第一通孔则具有一个为自攻螺纹而准备的孔。自攻螺纹在第一通孔中形成螺纹，并在第二零件的上述移动中旋入第一零件中。这种布置也可以保证第一零件高定位精度地相对于第二零件固定。

按照本发明的一个推荐实施例，紧固结构还包括一个邻近于第一零件和第二零件之一放置的，具有一阴螺纹孔的第三零件，穿过第一零件和第二零件的外螺纹紧固件上的阳螺纹拧入第三零件的阴螺纹孔中。

在上述结构中，外螺纹紧固件从第一通孔或第二通孔插入以穿过第一和第二通孔并旋入第三零件的阴螺纹孔中。第一通孔的作用是使外螺纹紧固件定位，因此只要将外螺纹紧固件插过定位的第一通孔并旋入第三零件就可以固定第一零件相对于第三零件的位置。

将外螺纹紧固件拧入第三零件可以使第一零件的第一斜面邻接于第二零件的第二斜面。由于第一斜面相对于外螺纹紧固件的轴线倾斜，因而第二零件在使外螺纹紧固件运动的第二通孔的间隙的范围内，在垂直于外螺纹紧固件轴线的方向上沿第一斜面移动。第二零件的接触装置最后与第一零件的第一定位部接触。这干涉了第二零件沿第一斜面的进一步移动，使第二零件在垂直于外螺纹紧固件轴线的方向上相对于第一零件定位。第二零件相对于第一零件的位置通过接触装置与第一定位部的接触而固定。这样，这种推荐实施例的布置就有效地固定了第一零件相对于第二零件和第三零件的位置。

在上述布置的一种改进应用中，第一零件最好还设有第二定位部，其用于邻近第一零件设置的第三零件的定位，以便使第一通孔基本与阴螺纹孔同轴。

在这种改进的结构中，第二定位部基本实现了在外螺纹紧固件拧紧之前第一通孔与阴螺纹孔的同轴布置。这种同轴布置粗略地在外螺纹固定件拧紧开始时使第一零件和第三零件定位。这种改进的紧固结构可以使插入第一通孔中的外螺纹紧固件被立即导向并拧入可被观察到的，连接阴螺纹孔中。这有效地提高了工作效率。

按照本发明的推荐实施例，第三零件可以具有一个螺母，特别是一个盖形螺帽。使用盖形螺帽作为第三零件具有下述优点。举例来说，盖形螺帽暴露于产品的结构表面，第一零件和第二零件借助盖形螺帽和外螺纹紧固件紧固在一起。本发明的原理很适用于这个实例，使第一零件和第二零件能够以高的定位精度固定在暴露于结构表面的盖形螺帽上，从而不会有损于设计效果。

在本发明的另一推荐实施例中，第三零件包括一个支承件，它装在外部固定结构上，用于支承第一零件和第二零件。这种结构能够使第一零件和第二零件以高的定位精度固定在固定结构上。

在本发明的一种推荐应用中，第三零件是一个固定在车辆转向柱上的盖支承柱，第一零件和第二零件构成用于盖住转向柱的柱盖。本发明的结构能够使车辆的转向柱按照简化的装配方法，以高的定位精度，有效地用由第一零件和第二零件构成的柱盖罩住。

现对照以下附图，详述推荐实施例以便进一步阐述本发明的上述的和其它的目的、特征、方面和优点。

图1是车辆中转向柱及周围的示意立体图；

图2所示横剖图用于说明通过使接钩26与接合眼28相接合而在侧面上相互固定上盖12和下盖14的固定机构；

图3(a)表示盖12和14的前面的有关部分；

图3(b)是沿图3a中3b-3b线的剖面图，表示有关部分的固定机构；

图4表示一种变化的结构，其中使用盖形螺母替代实施例中的盖支承柱34；

图5表示另一种变化的结构，其中使用自攻螺钉40A替代实施例中的六方凹头螺钉40；

图6表示又一种变化的结构，其中，外螺纹紧固件旋入一个阴螺纹孔48A，而不是拧入实施例中的通孔48中；以及

图7表示带有需要解决的问题的普通紧固结构。

在下述的推荐实施例中，本发明的紧固结构应用于一个用于盖住车辆转向柱的柱盖。

图1是表示车辆中转向柱及其周围的立体图。柱盖10包括一个上盖12和一个下盖14，它们沿其配合线相互接合。上盖12和下盖14分别具有前凹口18和20，它们围绕一根从一个综合开关(未画出)伸出的转向轴16。上盖12和下盖14也具有侧向凹口22和24，它们围绕一根斜杆和一个用于方向盘和其它开关的伸缩式开关。在某些类型的车辆中可能不设侧向凹口22和24，它们对本发明或本实施例来说并非关键。

在相互连接上盖12和下盖14的过程中，盖12和14的配合线的误调节会导致前凹口18和20或侧凹口22和24的误对准，从而有损于柱盖10的结构。为了防止上述的误对准，柱盖10按下述方式构制。

如图1所示，上盖12和下盖14的侧面暴露于车辆的内部。盖12和14在其侧面内不能观察到的位置相互连接并固定。现参阅图2，设置在上盖12的侧壁上的接合钩26配合在下盖14侧壁上设置的接合眼28中，从而使上盖12和下盖14沿其配合线相互固定。

上盖12和下盖14的前表面大都由一转向轴套掩盖，并安装在转向柱的盖支柱上。一般使用螺栓机构来在盖12和14的前表面上相互固定。图3a表示盖12和14的前表面的有关部分，图3b是沿图3a中线3b-3b的剖面图，表示有关部分的固定机构。上盖12设有一对固定舌部30(在图3a和3b中只画出一个)，它们从上盖前表面的下端伸出。每个固定舌部30由盖14加强和支承。每个固定舌部30的后表面形成柱接触面36，它与装在转向柱上的盖支柱34的端接触。固定舌部30的下端弯曲而形成一个接纳并支承盖支柱34的端面圆周的柱座38。柱座38呈孤形，其直径基本等于盖支柱34的外径。当将盖支柱34装在柱座38上时，柱座38的形状即可完成盖支柱34的紧纹孔42与固定舌部30的通孔48的基本同轴布置。

固定舌部30的底部和上盖12的下端构成定位座表面44。定位座表面44设置得平行于六方凹头螺钉40的轴线，螺钉40拧入盖支柱34的螺纹孔42中。在下盖14上端上延伸的上盖12的固定舌部30具有第一斜面46，该斜面相对于六方凹头螺钉40的轴线倾斜。固定舌部30中形成的通孔48穿过第一斜面46。通孔48的直径稍大于六方凹头螺钉40的外螺纹的公称直径，其作用是使插入其中的六方凹头螺钉40定位。

下盖14的上端形成一接触表面50，该表面与上盖12的定位座表面44相接触。下盖14在其后表面设有一对凸起52(在图36中只画出其中一个)。每个凸起52由一条肋54加固，并被定位以面对每个固定舌部30。凸起52的部分后表面形成邻接于固定舌部30的第一斜面46的第二斜面56。凸起52具有一个穿过第二斜面56的椭园形穿透的槽58。槽58在基本垂直于拧入盖支住34、上盖定位座表面44和下盖14的接触表面50的盖支柱34的螺纹孔42中的六方凹头螺钉40的轴线的方向上延伸。穿透的槽58的结构使下盖14可相对于六方凹头螺钉40移动。在下盖上形成一锪孔槽60以围绕穿透的槽58。六方凹头螺钉40的头部装纳在锪孔槽60中。

上述结构的上盖12和下盖14如下所述在其前表面上相互固定。盖支柱34由固定舌部30的柱座38容纳并支承，而盖支柱34的端面则与柱接触表面36相接触。上盖12和下盖14相对于盖支柱34的相对位置的确定使每个固定舌部30的第一斜面46面对每个凸起52的第二斜面56。六方凹头螺钉40穿过锪孔槽60、下盖14的穿透的槽58和上盖12的通孔48，最后旋入盖支柱34的螺纹孔42中。如前所述，由于固定舌部30的通孔48设置得通过柱座38与盖支柱34的螺纹孔42基本同轴，因而插入通孔48中的六方凹头螺钉40被导入螺纹孔42。

拧入螺纹孔42中的六方凹头螺钉40的夹紧力使固定舌部30的第一斜面46可邻接凸起52的第二斜面56。六方凹头螺钉40在螺纹孔42的进一步拧紧使力沿第一斜面46和第二斜面56作用于下盖14。因此，下盖14沿着从上盖12凸起的固定舌部30的第一斜面46滑动并移向上盖12的座面44。下盖14的接触表面50最后与上盖12的定位座表面44相接触。这防止了下盖14进一步沿第一斜面46移动，并使下盖14相对于上盖12定位。这样定位的下盖14与盖支柱34和上盖12紧固在一起。

六方凹头螺钉40穿过固定舌部30的定位通孔48并拧入螺纹孔42，从而使盖支柱34和固定舌部30被定位并相互固定。这样被相互定位和固定的盖支住34、上盖12和下盖14借助六方凹头螺钉40被紧固。本实施例的结构在紧固上盖12和下盖14的过程中有效地改善了定位精度。

即使当下盖14的预夹紧布置稍许偏离上盖12的配合线，六方凹头螺钉40的夹紧力也能够高精度地定位和固定下盖14并改善工作性质。六方凹头螺钉40能够以适当的夹紧力拧入螺纹孔42。同时观察到接触表面50与定位座表面44接触的状态。本实施例的这种结构使下盖14能够容易定位和紧固，而不会引起六方凹头螺钉40的过度夹紧，从而进一步改善工作性质。

如前所述，柱座38可完成固定舌部30的通孔48与盖支柱34的螺纹孔42的基本同轴布置。这种同轴布置在开始六方凹头螺钉40的拧紧时可粗略地使上盖12和盖支柱34定位。本实施例的紧固结构使插入通孔48中的六方凹头螺钉40立即被导向并拧入可观察到的，连接螺纹孔42。这有效地提高了工作效率。

当上盖12的定位座44与下盖14的接触表面50接触时，上盖12和下盖14被相互紧固。这种结构可有效地防止上盖12和下盖14由于本身高频率振动传至盖12和14而产生颤动声。

可以进行多种修改和变化而并不超出本发明基本特征的范围，因此，上述实施例只是为了进行说明，而并没有限定的意思。下面再描述一些变化的实例。

上述实施例的紧固结构设有柱座38，它可以完成固定舌部30的通孔与盖支柱34的螺纹孔42的基本同轴布置。但是，固定舌部30可以具有在其下端无柱座38的另一种结构。

虽然在上述实施例中，本发明的紧固结构应用在用于盖位转向柱的柱盖10，但是，相同的结构也可以应用在其它的盖和容器上。六方凹头螺钉40也可以夹紧在一个分离的件上，而不是夹紧在固定的件上(在上述实施例中，盖支柱34固定在转向柱上)。这应用于下述情况，即，固定舌部30的柱接触面36构成产品的可观察到的结构表面，且六方凹头螺钉40夹紧在一个盖形螺帽而不是盖支柱34上。举例而言，暴露于结构表面的盖形螺帽位于柱接触表面36的大致中心，沿其配合线连接的上盖12和下盖14以构成特殊结构的一对固定舌部30暴露在外。本发明的原理也适用于如图4所示的用盖形螺帽代替盖支柱34的那种结构，并可有效地改善每个零件的定位精度以保护设计效果。

虽然六方凹头螺钉40在上述实施例中首先拧入下盖14，但是，它也可以首先拧入上盖12。在后一种情况中，通孔58和锪孔槽60在上盖12的固定舌部30上形成，而通孔48在下盖14的凸起52上形成。

也可以使用自攻螺钉40A替代六方凹头螺钉40以便紧固如图5所示的上盖12和下盖14。在这种结构中，通孔48作为自攻螺钉40A的预备孔，在盖支柱34上可形成一预备孔或中心孔。预备孔的直径稍小于自攻螺钉40A的外径。

在图6所示的另一种变化结构中，一外螺纹紧固件如六方凹头螺钉40旋入阴螺纹孔48A中，阴螺纹孔48A是替代通孔48的。在上述实施例中，上盖12具有定位座表面44，而下盖14具有接触表面50。这种结构也可以倒置，即，上盖12具有接触表面，而下盖14具有定位座表面。

本发明的范围是由权利要求书限定的。

Claims (9)

1．一种紧固结构，它包括相互分离的第一零件和第二零件，所述第一零件具有面对所述第二零件的第一表面，所述第二零件具有面对第一零件的第二表面；

一用于紧固所述第一和第二零件的外螺纹紧固件，所述外螺纹紧固件具有围绕所述外螺纹紧固件轴线的阳螺纹；其特征在于：

所述第一零件包括：

具有所述外螺纹紧固件穿过的第一通孔的第一结合部，和在所述第一零件的所述第一表面上形成的第一斜面，所述第一斜面相对于所述轴线倾斜，所述第一通孔用于使穿孔其中的所述外螺纹紧固件定位；以及

当所述第一零件和所述第二零件沿所述第一斜面相对移动时用于使所述第二零件相对于一个沿着所述第一斜面的方向定位的第一定位部；

所述第二零件包括；

具有所述外螺纹紧固件穿过的第二通孔的第二结合部，和在所述第二零件的所述第二表面上形成的第二斜面，所述第二斜面用于所述第一斜面相接触，所述第二通孔在垂直于所述轴线的方向上具有使从其中穿过的所述外螺纹紧固件运动的间隙；以及

接触装置，其用于当所述第一零件和所述第二零件沿所述第一斜面相对移动时与所述第一定位部相接触。

2．如权利要求1所述的紧固结构，其特征在于：所述第一通孔具有一个阴螺纹孔，所述外螺纹紧固件上的阳螺纹旋入所述阴螺纹孔中。

3．如权利要求1所述的紧固结构，其特征在于：所述外螺纹紧固件是一个自攻螺钉，所述第一通孔是一个所述自攻螺钉的预备孔。

4．如权利要求1所述的紧固结构，其特征在于：还包括一个第三零件，它邻近于所述第一零件和所述第二零件中的一个设置并且有一阴螺纹孔，穿过所述第一零件和所述第二零件的所述外螺纹紧固件上的阳螺纹拧入上述阴螺纹孔中。

5．如权利要求4所述的紧固结构，其特征在于：所述第一零件还包括第二定位部，其用于使邻近所述第一零件设置的第三零件定位，以便使所述第一通孔基本与所述阴螺纹孔同轴地设置。

6．如权利要求4所述的紧固结构，其特征在于：所述第三零件是螺母。

7．如权利要求6所述的紧固结构，其特征在于：所述第三零件是盖形螺帽。

8．如权利要求5所述的紧固结构，其特征在于：所述第三零件包括一个装在一个外部的固定结构上的支承件，其用于支承所述第一零件和所述第二零件。

9．如权利要求8所述的紧固结构，其特征在于：所述第三零件是一个固定在车辆转向柱上的盖支柱，所述第一零件和所述第二零件构成一个用于盖住所述转向柱的柱盖。

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