CN1108360A - 组合式防松螺帽 - Google Patents

Abstract

一种组合式防松螺帽，包含一个内有阴螺纹的主 螺帽及一个具有不同内径的第一、二内螺纹的副螺 帽，主螺帽一端延伸一个具有外螺纹的凸出部。主螺 帽的外螺纹与内螺纹的螺距不相等，主螺帽的外螺纹 与副螺帽第一内螺纹具有相等螺距，主螺帽的内螺纹 与副螺帽的第二内螺纹具有相等螺距。主螺帽内螺 纹的螺纹中心宽度大于螺峰线与外螺纹螺谷线间的 距离。

Description

本发明是有关于一种螺帽的改良，特别是指一种藉牙差效应及弹簧效应的设计，以达到确实迫紧防松作用的防松螺帽。

以往的组合式防松螺帽，包含有主螺帽以及副螺帽，主螺帽内缘形成有一段阴螺纹，外缘形成有一段阳螺纹，副螺帽内缘形成有内径不相等的大阴螺纹与小阴螺纹。主螺帽的阳螺纹以及副螺帽的大阴螺纹螺距相等而可相互螺合，且主螺帽的阴螺纹及副螺帽的小阴螺纹的螺距也相等，并依序供一个贯穿机件的螺栓螺入。主螺帽的阴螺纹以及副螺帽的小阴螺纹的螺距与主螺帽的阴螺纹以及副螺帽的大阴螺纹的螺距是不相同的。组装时，先将主螺帽与螺栓螺紧，再由副螺帽的小阴螺纹与螺栓的阳螺纹螺紧，同时，副螺帽的大阴螺纹与主螺帽的阳螺纹螺紧就完成组装。当主螺帽螺合螺栓时有第一道的迫紧功效，再将副螺帽同步螺入螺栓以及主螺帽，当副螺帽紧抵主螺帽的同时，副螺帽与螺栓间就产生了第二道迫紧功效，以防止主螺帽松动，而且由于主螺帽的阳螺纹与副螺纹的大阴螺纹的螺距不等，因此副螺帽的大阴螺纹、主螺帽的阴螺纹与螺栓间产生了牙差现象，此牙差现象为第三道的迫紧功效，可增加主螺帽、副螺帽以及螺栓间的迫紧程度。

本发明为再寻求更佳的螺帽结构以增进防松效果，除了主、副螺帽与螺栓间有的牙差效应外，继续研究一种附加有弹簧效应的防松螺帽，使主、副螺帽间更为迫紧。

本发明的目的在于提供一种防松螺帽，兼具有牙差效应与弹簧效应，以确实达到主、副螺帽间的防松效果。

本发明的另一目的在于提供一种具有锁紧力补给功能的防松螺帽。

本发明的特征在于：该螺帽包括一个主螺帽及一个副螺帽，主螺帽内螺纹的螺纹中心宽度大于其内螺纹螺峰线与外螺纹螺谷线间的距离，使主螺帽的凸出部具有弹簧效应。当主螺帽迫紧工作物，其凸出部的外螺纹于副螺帽螺合于主螺帽后，主螺帽凸出部可产生压缩的变化，达到加强防松迫紧以及锁紧力补给功能的效果。

本发明的另一个特征在于：主螺帽内螺纹的螺峰线等于或高于外螺纹的螺谷线，以造成主螺帽凸出部有更佳的弹簧效应。

本发明的螺帽包含一个主螺帽及一个副螺帽，主螺帽具有一个本体，本体一端延伸形成有一个凸出部，凸出部的外缘面形成外螺纹，主螺帽中央内部设有贯穿的内螺纹。副螺帽内部形成不同内径的第一内螺纹与第二内螺纹，主螺帽的外螺纹与内螺纹的螺距不相等，主螺帽的外螺纹与副螺帽第一内螺纹具有相等的螺距，主螺帽的内螺纹与副螺帽的第二内螺纹具有相等螺距，因此主、副螺帽间具有牙差效应。而且，主螺帽内螺纹的螺纹中心宽度大于内螺纹螺峰线与外螺纹螺谷线间的距离，且内螺纹的螺峰线低于外螺纹的螺谷线，使主螺帽的凸出部厚度形成近似W型的型态，因此具有可压缩的弹性作用。借主、副螺帽组合所具有的牙差与弹簧效应，可达成确实迫紧防松及锁紧力补给的功效。另外，除了主螺帽内螺纹的螺纹中心宽度大于内螺纹螺峰线与外螺纹螺谷线间的距离外，主螺帽内螺纹的螺峰线等于或高于外螺纹的螺谷线，使主螺帽凸出部有更好的弹簧效应。

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1是本发明第一较佳实施例的主、副螺帽剖视图。

图2是图1中Ⅱ处的放大示意图。

图3是本发明第一较佳实施例的主螺帽螺于螺栓上的变形状态图。

图4是本发明第一较佳实施例副螺帽与主螺帽螺合时的变形状态图。

图5是本发明第一较佳实施例的主、副螺帽组合后的受力状态图。

图6是本发明第二较佳实施例的主、副螺帽构造放大剖视图。

图7是本发明第二较佳实施例的使用状态图。

如图1所示，是本发明第一较佳实施例主螺帽、副螺帽的剖视图，本实施例包含一个主螺帽1及一个副螺帽2，主螺帽1具有一个本体11，本体11一端延伸有一个凸出部12，凸出部12的外缘面形成有外螺纹120，主螺帽1中央内部设有贯穿的内螺纹13。副螺帽2内部形成有第一内螺纹210与第二内螺纹220，第一内螺纹210的内径稍大于第二内螺纹220的内径。主螺帽1凸出部12的外螺纹120与副螺帽2的第一内螺纹210的螺距（Pitch）相等，主螺帽1的内螺纹13与副螺帽2的第二内螺纹220是相等螺距，但主螺帽1凸出部12的外螺纹120与内螺纹13的螺距不相等（外螺纹120的螺距稍小于内螺纹13的螺距）。

如图2所示，主螺帽1的内螺纹13的螺纹中心宽度131必须大于内螺纹13螺线132与外螺纹120螺谷线1201间的距离14，且内螺纹13的螺峰线132必须低于外螺纹120的螺谷线1201，以使主螺帽1凸出部12的厚度形成近似W型的态样，具有可压缩的弹性作用。

如图3所示，是本发明第一较佳实施例主螺帽螺于螺栓上的变形状态图，当主螺帽1欲使用于一个螺栓3上将工作物90夹紧时，先将主螺帽1的内螺纹13螺合于螺栓3上，并以本体11端面压制设在本实施例与工作物90间的垫片31以夹紧工作物90，当主螺帽1螺合于螺栓3上时，依据螺纹螺合的基本原理，二螺纹的螺纹面接触而产生相互磨擦的推挤力，造成迫紧的效果，因此在主螺帽1的内螺纹13与螺栓3螺合时，二者受前述推挤力的作用而产生变形，主螺帽1的本体11因厚度较厚有足够强度来抗衡变形，使得主螺帽1在本体11处的内螺纹13与螺栓3间产生相对变形，在主螺帽1的凸出部12因厚度较小，其强度不足以抗衡变形，因此造成主螺帽1凸出部12的单边变形，螺栓3在主螺帽1凸出部12处的变形量则很小。由于主螺帽1凸出部12是呈W型的螺纹，所以在凸出部12受前述与螺栓3间的推挤力作用，使得内螺纹13在凸出部12的内侧121处与螺栓3的螺纹面完全地夹紧（因内侧所受力的推挤力较大），然后由121处逐渐向外侧的122处、123处因螺纹间隙的关系，螺纹面是不完全地夹紧，所以可知主螺帽1凸出部12在121处的变形量最大，122处其次，而123处变形量最小，主螺帽1的凸出部12就是因为厚度小且受变形的影响，而产生如同弹簧被压缩的状况一样，形成主螺帽1凸出部12由图1原来的长度L1缩减为图3的长度L2。由此可知，当主螺帽1螺于螺栓3上迫紧工作物90时，在凸出部12将产生由内向外渐小的不规则变形现象。

如图4所示是本发明第一实施例的副螺帽与主螺帽螺合时的变形状态图，当前述主螺帽1螺于螺栓3上并迫紧工作物90后，再以副螺帽2的第二内螺纹220螺合于螺栓3上，并使副螺帽2的第一内螺纹210螺合于主螺帽1凸出部12的外螺纹120上，使主螺帽1与副螺帽2相互螺合。在副螺帽2与主螺帽1螺合时，由于副螺帽2的第一内螺纹210螺距不同于第二内螺纹220的螺距（第一内螺纹210的螺距小于第二内螺纹220的螺距），所以当第二内螺纹220每前进一个导程，第一内螺纹210一定前进超过一个导程且呈等差级数的累进，因此第一内螺纹210愈向前螺进会对主螺帽1凸出部12的外螺纹120造成的推挤力愈大，也就是说，副螺帽2的第一内螺纹210螺合于主螺帽1凸出部12的外螺纹120时，在副螺帽2第一内螺纹210外侧211处对主螺帽1凸出部12的推挤力最小，212处次之，213处的推挤力最大，而主螺帽1凸出部12受副螺帽2螺合时的推挤力作用，产生压缩变形，由图3所示的长度L2再次缩减变形成为图4所示的长度L3，其变形量为213处最大，212处次之，211处最小，与上述主螺帽1螺入螺栓3时的变形量恰好相反，因此，使得副螺帽2在螺入主螺帽1后，主螺帽1凸出部12受副螺帽1第一内螺纹210的推挤压缩而成为螺纹面完全夹紧的规则变形现象，也就是说，121+211的变形量是等于122+212的变形量，也等于123+213的变形量。

主螺帽1于螺合螺栓3时，借由凸出部12呈W型的厚度所具有的弹簧效应迫紧工作物90，副螺帽2再与主螺帽1螺合时，借由不同螺距的牙差效应以及再次压缩主螺帽1凸出部12的弹簧效应，使得主螺帽1与副螺帽2间有相互推挤的牵制作用，如此造成副螺帽2与主螺帽1锁紧定位，以达到防止主螺帽1松动后退的效果，此时主螺帽1的凸出部12受副螺帽2第一内螺纹210的推挤而产生一个螺旋预力。

如图5所示，是本发明主、副螺帽组合后的受力状态图，当主螺帽1借内螺纹13螺合于螺栓3上迫紧工作物90，且再将副螺帽2借其第一内螺纹210螺合于主螺帽1凸出部12的外螺纹120后，由于主、副螺帽1、2有前述牙差效应存在的关系，因此造成相互推挤的防松力量，也就是主、副螺帽1、2二者结构间紧密结合成一体，形成具有防松定位的功能。而且，因为副螺帽2迫紧于主螺帽1后，主螺帽1受制于副螺帽2的迫紧必须产生压缩变化的弹簧效应，使得主、副螺帽1、2形成防松效果。在主螺帽1螺于螺栓3上迫紧工作物90时，主螺帽1的内螺纹13借螺栓3螺纹螺入作用，在内螺纹13与螺栓3外螺纹间向工作物90方向产生一个锁紧应力82，主螺帽1的旋紧力愈大，则锁紧应力82就愈大，工作物90另一端的螺栓头部32处因为主螺帽1螺入旋紧的关系，螺栓头部32也向工作物90方向产生一迫紧力81（也就是反作用力），该迫紧力81等于锁紧应力82。主螺帽1旋紧力量愈大，锁紧应力82就愈大，且螺栓3与主螺帽1内螺纹13间螺纹接触面的变形量也愈大，使得主螺帽1的凸出部12缩短变形而造成主螺帽1外螺纹120与螺栓3间的牙差愈大，当副螺帽2的第一内螺纹210螺紧于主螺帽1的外螺纹120上时，由于主螺帽1凸出部12的牙差关系，两者螺纹间相互推挤力逐渐递增，因为主螺帽1已处于迫紧工作物90的状态，副螺帽2螺于主螺帽1上所产生的推挤力无法使主螺帽1再向工作物90方向迫紧，所以副螺帽2的第一内螺纹210对主螺帽1的外螺纹120产生的推挤力留在两螺纹面间，而形成前段所述的螺旋预力83，该螺旋预力83因副螺帽2的第一内螺纹210对主螺帽1外螺纹120的逐渐螺入旋紧而递增，使得该预力83等于锁紧应力82。也就是说，主螺帽1螺于螺栓3上时产生锁紧应力82，在螺栓头部31因锁紧应力82的作用而产生一个相反方向的迫紧力81，在主螺帽1的外螺纹120与螺栓3间因锁紧应力82的作用造成牙差增大，所以主螺帽1的外螺纹120与副螺帽2的第二内螺纹220的牙差成正比增大，当副螺帽2旋紧时，第一内螺纹210与主螺帽1外螺纹120间产生一个螺旋预力83，该螺旋预力83与牙差关系成正比增大，最后锁紧应力82等于迫紧力81，且锁紧应力82也等于螺旋预力83。

如图5所示，当螺栓3与工作物90间的介面产生变形（此变形的产生可能受震动影响，或在螺栓与工作物长期迫紧下因材质本身的弹性变化而产生）时，会使螺栓头部32对工作物90的迫紧力81减少，锁紧应力82也随着减少，但副螺帽2与主螺帽1间由牙差及弹簧效应所产生的螺旋预力83并不会直接受到介质变形的影响，该螺旋预力83不会减少，使螺旋预力83大于锁紧应力82，造成主螺帽1受该预力83的推挤而向工作物90方向弹回旋出，使得主螺帽1被螺旋预力83推挤而旋出抵紧工作物90，保持主、副螺帽1、2处于迫紧工作物90的防松状态，此为本发明的锁紧力补给功能。所以主、副螺帽1、2间不但有防松迫紧的效果，也具有锁紧力补给功能，使螺栓3与工作物90间因介面变形而迫紧力衰减时，主螺帽1可被旋出以补给锁紧力的不足，确实达到迫紧工作物防松的功效。

如图6所示，是本发明第二较佳实施例的主、副螺帽构造放大剖视图，本实施例大致与前一个实施例相同，包含一个主螺帽5及一个副螺帽6，主螺帽5具有一个本体51，本体51一端延伸形成有一个凸出部52，该凸出部52的外缘面形成有外螺纹520，主螺帽5中央内部设有贯穿的内螺纹53。副螺帽6内部形成有第一内螺纹610与第二内螺纹620，第一内螺纹610的内径稍大于第二内螺纹620的内径。主螺帽5凸出部52的外螺纹520与副螺帽6的第一内螺纹610的螺距（Pitch）相等，主螺帽5的内螺纹53与副螺帽6的第二内螺纹620的螺距相等，但是主螺帽5凸出部52的外螺纹520与内螺纹53的螺距不相等。本实施例的特征在于：主螺帽5的内螺纹53的螺纹中心宽度531必须大于该内螺纹53螺峰线532与外螺纹520螺谷线5201间的距离54，使主螺帽5凸出部52的厚度形成近似W型的状态，具有可压缩的弹性作用。而且，内螺纹53的螺峰线532等于或高于外螺纹520的螺谷线5201，如此使得主螺帽5凸出部52的厚度更小。

本实施例的主、副螺帽5、6除了可适用于第一实施例的防松迫紧功能使用外，更可以应用于任意定点定位的功能，如图7所示，是本发明第二较佳实施例的使用状态图，当主、副螺帽5、6使用在螺杆7上作为定位功能时，先将主螺帽5螺入螺杆7上，主螺帽5螺入后会产生如第一实施例所述的变形状态，但是因为本实施例主螺帽5凸出部52的厚度缩减，能产生可压缩的程度更明显，但反弹力却减弱，所以主螺帽5凸出部52的内螺纹53与螺杆7螺纹间的相互推挤的变形量更大，凸出部52长度会有较明显的缩短，然后将副螺帽6的第一内螺纹610螺合于主螺帽5的外螺纹520上，同第一实施例的原理，主螺帽5的凸出部52受副螺帽6螺入时的推挤而再产生压缩变形，主螺帽5的凸出部52因变形量增大，使内螺纹53与螺杆7螺纹以及外螺纹520与副螺帽6的第一内螺纹610间产生较大的螺纹夹紧作用，使得主螺帽5因这种夹紧作用而定位在螺杆7上，而且，主螺帽5与副螺帽6间夹紧力作用具有防松效果，主螺帽5无法向后松退，所以主、副螺帽5、6就可以达成定位在螺杆7任一定点上的功效。主螺帽5与副螺帽6组合于螺杆7上后，由主螺帽5在本体51处的内螺纹53与螺杆7之间相互推挤的迫紧力（图7中的54处）、主螺帽5凸出部52的内螺纹53与螺杆7的迫紧力（图7中的55处）、螺帽5凸出部52的外螺纹520与副螺帽6的第一内螺纹610间的迫紧力（图7中的56处）、副螺帽6的第二内螺纹620与螺杆7间的迫紧力（图7中的57处）、主螺帽5与副螺帽6接合面（图7中的58处），借此五处的迫紧力造成主螺帽5与副螺帽6组合于螺杆7上后，难以再被旋出而达成定位功能，且可任意在螺杆7上任何一个定点定位。

综上所述，本发明借由主螺帽与副螺帽组合后所产生的牙差效应以及弹簧效应，使得主、副螺帽间具有确实迫紧的防松效果，并可对工作物产生锁紧力的补给功能。

Claims (2)

1、一种组合式防松螺帽，该螺帽包括一个主螺帽及一个副螺帽，该主螺帽中央内部设有贯穿的内螺纹，该副螺帽内部形成有内径不同的第一内螺纹与第二内螺纹；

该主螺帽具有一个本体，该本体一端延伸形成一个凸出部，该凸出部的外缘面有外螺纹，该主螺帽的外螺纹与内螺纹的螺距不相等；

该副螺帽的第一内螺纹的内径略大于第二内螺纹的内径，该主螺帽凸出部的外螺纹与副螺帽的第一内螺纹的螺距相等且可以互相螺合，该主螺帽的内螺纹与副螺帽的第二内螺纹的螺距相等，该主螺帽凸出部的外螺纹与内螺纹的螺距不相等；其特征在于：

该主螺帽的内螺纹的螺纹中心宽度大于该主螺帽凸出部的内螺纹螺峰线与外螺纹螺谷线间的距离。

2、如权利要求1所述的组合式防松螺帽，其特征在于：

该主螺帽内螺纹的螺峰线等于或高于外螺纹的螺谷线。

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