CN107781280A - 带垫圈的螺钉 - Google Patents

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Abstract

一种带垫圈的螺钉(2)，设置有螺钉主体(10)、金属垫圈(20)以及橡胶垫圈(30)。螺钉主体(10)在形成有螺纹槽的轴部(15)与头部(12)之间具有圆筒部(14)。金属垫圈(20)中的孔被圆筒部(14)插通，以使金属垫圈(20)与头部(12)相邻。橡胶垫圈(30)中的孔被圆筒部(14)插通，并且橡胶垫圈(30)位于金属垫圈(20)的靠轴部一侧。头部(12)的座面(19)具有以随着朝向外周而远离金属垫圈(20)的方式倾斜的倾斜面(19b)。

Description

带垫圈的螺钉
技术领域
本申请公开一种带金属垫圈和橡胶垫圈的螺钉。本说明书中的螺钉包括具有多边形头部的螺栓。
背景技术
有时会使用带金属垫圈和橡胶垫圈的螺钉来固定电路板(例如，参照专利文献1、即日本专利第5853997号)。
金属垫圈中的孔被轴部插通，以使上述金属垫圈与螺钉主体的头部相邻，而橡胶垫圈也被轴部插通。
专利文献1所公开的带垫圈的螺钉中的孔通过橡胶垫圈的弹性力来按压电路板。
电路板的热变形也能被橡胶垫圈的弹性力所吸收。
在专利文献1所公开的带垫圈的螺钉中，在橡胶垫圈的孔的内周面形成有与螺钉主体的轴部接触的突起，从而使得金属垫圈和橡胶垫圈不会脱落。
金属垫圈设置成用于在拧紧螺钉主体时以大面积来承受橡胶垫圈的头部一侧的反作用力。
在金属垫圈与头部的座面接触的带垫圈的螺钉中，在拧紧带垫圈的螺钉时，金属垫圈与座面彼此相对滑动，金属垫圈或座面的表层可能会被损坏。
特别是，当将螺钉主体紧固到待固定的对象物时，金属垫圈可通过橡胶垫圈的反作用力而与座面强行地滑动。
当对金属垫圈和座面中的至少一个施加电镀时，可能会因滑动而导致电镀剥落而变为碎屑。
在用于对电路板进行固定的带垫圈的螺钉的情况下，受损的电镀(碎屑)可能会导致在电路板上发生短路。
发明内容
本申请鉴于上述问题而作，其目的在于提供一种阻止碎屑产生的带垫圈的螺钉。
在根据第一方面的带垫圈的螺钉中，带垫圈的螺钉包括螺钉主体，上述螺钉主体在形成有螺纹槽的轴部与头部之间具有圆筒部。金属垫圈中的孔被圆筒部插通，以使上述金属垫圈与头部相邻。橡胶垫圈中的孔被圆筒部插通，并且上述橡胶垫圈位于金属垫圈的靠轴部一侧。头部的座面具有以随着朝向径向外周而远离金属垫圈的方式倾斜的倾斜面。
也就是说，在具有上述结构的带垫圈的螺钉中，在将螺钉主体拧紧到对象物之前，在金属垫圈与座面的倾斜面之间形成有间隙。间隙朝向外周而增大。
根据发明人的研究发现，当金属垫圈变形时，在刚开始拧紧螺钉主体之后，金属垫圈在与金属垫圈发生接触的同时相对于金属垫圈发生滑动，便容易产生碎屑。
如上所述，橡胶垫圈的反作用力也会在座面与金属垫圈之间产生刮擦，使得碎屑更容易产生。
在上述带垫圈的螺钉中，在螺钉主体开始拧紧时，座面与金属垫圈之间的不对称和刮擦滑动降低，从而能降低碎屑产生的风险。
另外，当拧紧螺钉时，金属垫圈与座面的相对速度随着朝向外周而增大，从而提高了产生碎屑的风险。
在上述带垫圈的螺钉中，由于金属垫圈与座面之间的间隙随着朝向外周而增大，因此，使得因相对速度的增大而导致碎屑产生的风险上升得到缓解。
附图说明
在附图中：
图1表示沿轴线切割的带垫圈的螺钉的剖视图；
图2表示拆解后的带垫圈的螺钉的剖视图；
图3表示图2中的附图标记III示出的虚线矩形内的部分的放大图；
图4是表示倾斜面的变形例的放大剖视图。
具体实施方式
参照附图，对实施方式的带垫圈的螺钉2进行说明。
带垫圈的螺钉2包括螺钉主体10、金属垫圈20以及橡胶垫圈30。
螺钉主体10包括头部12、圆筒部14以及轴部15，其中，上述轴部15形成有螺纹槽。
金属垫圈20是平垫圈，例如由铁制成。
圆筒部14配置在头部12与轴部15之间。
圆筒部14的直径比凸缘13(在下文中提及)的直径小，但比轴部15的直径大。
金属垫圈20和橡胶垫圈30被圆筒部14插通。
金属垫圈20位于头部一侧，而橡胶垫圈30位于轴部一侧。
螺钉主体10的头部12设置有槽16和凸缘13，上述槽16供螺丝刀嵌入。
凸缘13的靠轴部一侧的凸缘面相当于螺钉主体10的座面19。
当将带垫圈的螺钉2紧固到对象物时，座面19(凸缘面)承受经由金属垫圈20作用在橡胶垫圈30的靠头部一侧的反作用力。
通过在较宽的座面19(凸缘面)处承受橡胶垫圈30的反作用力，来抑制金属垫圈20发生变形。
虽然在图1和图2中座面19被描画得平坦，但座面19具有与螺钉主体10的轴线CL正交的平坦面和朝向平坦面的外侧延伸的倾斜面。
以下，将参照图3对座面19的平坦面和倾斜面进行说明。
圆筒部14设置有绕着圆筒部14的圆周的槽18。
在橡胶垫圈30的内侧形成的肋30a嵌入槽18。
通过将橡胶垫圈30嵌入圆筒部14的槽18，防止橡胶垫圈30从螺钉主体10脱落。
另外，由于橡胶垫圈30与圆筒部14卡合，因此，金属垫圈20也不会脱落。
如图3所示，螺钉主体10的座面19包括位于靠近圆筒部14一侧的平坦面19a和朝平坦面19a的外侧延伸的倾斜面19b。
如上所述，平坦面19a是与螺钉主体10的轴线CL正交的平面。
倾斜面19b以随着从轴线朝向径向外周而远离金属垫圈20的方式倾斜。
对倾斜面19b的优点进行说明。
当将带垫圈的螺钉2紧固到对象物时，金属垫圈20与座面19彼此相对滑动。
由于带垫圈的螺钉2设置有橡胶垫圈30，因此，橡胶垫圈30的反作用力将金属垫圈20按压于座面19。
因而，金属垫圈20被用力地与座面19发生摩擦。
若金属垫圈20翘曲或在表面上存在微小的凹凸，则金属垫圈20与座面19会局部彼此用力地滑动。
其结果是，金属垫圈20或座面19的表层可能会脱落。
特别地，若在金属垫圈20和座面19中的至少一个面施加有电镀，则电镀可能被损坏。
当使用带垫圈的螺钉2以固定电路板时，从金属垫圈20或座面19剥落的诸如电镀之类的碎屑可能对电路板造成不利影响。
座面19的倾斜面19b具有减轻金属垫圈20与座面19的局部滑动从而抑制碎屑产生的效果。
金属垫圈20与座面19之间的相对速度随着到达座面19的外周而变大。
另外，当金属垫圈20翘曲时，金属垫圈20的平面外变形的大小也随着到达外周而变大。
相对速度或金属垫圈20的面外变形越大，产生碎屑的风险越高。
由于倾斜面19b与金属垫圈20之间的间隙朝向外周增大，因此，具有使得因相对速度或平面外变形的增大而导致碎屑产生的风险上升得到缓解这样的效果。
在倾斜面19b的内周侧配置的平坦面19a也有助于防止碎屑产生。
当带垫圈的螺钉2紧固到对象物时，在倾斜面19b在金属垫圈20上用力滑动之前，平坦面19a会与金属垫圈20发生接触。
当金属垫圈20的表面的内周侧与平坦面19a接触时，在与轴线CL正交的方向上对金属垫圈20的位置进行调节。
另外，当金属垫圈20的内周侧被朝平坦面19a按压时，金属垫圈20的平面外变形被矫正。
其结果是，能抑制在具有高相对速度的外周侧产生金属垫圈20与倾斜面19b之间的局部滑动。
另外，金属垫圈20在内周侧的平面外变形的大小比在外周侧的平面外变形的大小小。
即使金属垫圈20与平坦面19a在平面外变形小的内周侧首先滑动，与外周侧相比，产生碎屑的可能性也会更小。
在螺钉主体10被紧固的情况下，当橡胶垫圈30的反作用力超过内周侧的平面19a与金属垫圈20之间的静摩擦系数时，金属垫圈20与座面19(螺钉主体10)趋于一起旋转，外周侧的相对速度变为零。
其结果是，碎屑的产生几乎完全被抑制。
倾斜面19b相对于轴线CL的正交方向的倾斜角Ang优选在5度至10度之间。
然而，倾斜角Ang是考虑橡胶垫圈30的反作用力的大小、倾斜面19b的面积等而确定的。
当将螺钉主体10拧紧到待固定的对象物时，对平坦面19a的外缘(即，图3中用附图标记P表示的部分)进行调节，使得能将足够的负载施加到金属垫圈20(即，施加到橡胶垫圈30)。
更具体而言，对平坦面19a的外缘的位置进行调节，使得在倾斜面19b与金属垫圈20用力滑动之前，能将足够的负载施加到金属垫圈20(即，施加到橡胶垫圈30)。
对实施方式所描述的技术要点进行说明。
平坦面19a与倾斜面19b之间的边界(图3中用附图标记P表示的部分)既可以急剧变化，也可以带圆角。
若边界带圆角，则更适合防止碎屑产生。
如图3所示，螺钉主体10的座面19在倾斜面19b的内侧具有平坦面19a。
如上所述，虽然也能期待平坦面19a具有抑制碎屑产生的效果，但也可不设置平坦面19a，而使座面19的整个表面为倾斜面。
图4示出整个座面倾斜的变形例。
在图4的实例中，螺钉主体110的整个座面119(凸缘113的靠圆筒部14一侧的凸缘面)是以随着朝向外周而从金属垫圈退让的方式倾斜的倾斜面119b。
本实施方式的带垫圈的螺钉2适用于固定电路板。
由于橡胶垫圈30通过其弹性力来按压电路板，因此，电路板能被牢固地固定而不损坏电路板。
另外，如上所述，较为理想的是，还通过抑制因金属垫圈20与座面19之间的滑动而导致的碎屑产生，来固定电路板。
然而，本说明书所公开的带垫圈的螺钉不限于对电路板进行固定的螺钉。
另外，本实施方式的带垫圈的螺钉2是在其头部具有用于供螺丝刀嵌入的槽16的类型的螺钉。
本说明书中的螺钉包括具有多边形头部的螺栓。即，本说明书所公开的技术也能优选地应用于螺栓。
以上，虽然对本发明的具体实例进行了详细说明，但是它们仅是作为示例，并不限制权利要求书的范围。
在权利要求书的范围内说明的技术包括对以上示例的具体实例的各种变形和修改。
本说明书或附图所说明的技术要素通过各种组合来单独发挥技术作用，并不限于申请时的权利要求书所描述的组合。
另外，本说明书或附图所示例的技术能同时实现多个目的，并且其本身具有实现多个目的之一的技术作用。

Claims (3)

1.一种带垫圈的螺钉(2)，包括：
螺钉主体(10)，所述螺钉主体(10)具有圆筒部(14)，所述圆筒部(14)配置在形成有螺纹槽的轴部(15)与头部(12)之间；
金属垫圈(20)，所述金属垫圈(20)的孔被所述圆筒部(14)插通，以使所述金属垫圈(20)与所述头部(12)相邻；以及
橡胶垫圈(30)，所述橡胶垫圈(30)的孔被所述圆筒部(14)插通，并且所述橡胶垫圈(30)位于所述金属垫圈(20)的靠所述轴部(15)一侧，
其特征在于，
所述头部(12)的座面(19)具有以随着朝向所述座面(19)的径向外周而远离所述金属垫圈(20)的方式倾斜的倾斜面(19b)。
2.如权利要求1所述的带垫圈的螺钉，其特征在于，
所述座面(19)包括与所述螺钉主体(10)的轴线(CL)正交的平坦面(19a)和朝向所述平坦面(19a)的外周侧延伸的倾斜面(19b)。
3.如权利要求2所述的带垫圈的螺钉，其特征在于，
所述座面(19)是配置于所述头部(12)的凸缘(13)的、位于所述轴部(15)一侧的凸缘面。
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