CN113490795B - 锁紧螺母 - Google Patents

Abstract

一方面，提供了一种锁紧螺母，其包括彼此不同的垫圈、螺纹主体和致动器。垫圈配置成与车辆主轴形成不可旋转的连接。螺纹主体具有螺纹以接合车辆主轴的螺纹。致动器具有旋转驱动结构并且被配置为在拧紧方向上转动以使螺纹主体相对于垫圈在拧紧方向上转动。锁紧螺母包括锁，该锁可操作地联接到致动器并且被配置成阻止螺纹主体相对于垫圈在松开方向上的转动。致动器被配置为在松开方向上相对于螺纹主体转动以脱离锁并允许螺纹主体相对于垫圈在松开方向上转动。

Description

锁紧螺母

对相关应用的交叉引用

本申请要求于2018年12月21日提交的美国临时专利申请第62/783,476号和于2019年9月11日提交的美国临时专利申请第62/898,661号的权益，它们均通过其整体引用并入本文。

技术领域

本申请涉及锁紧螺母，更具体地，涉及用于车轮主轴的锁紧螺母。

背景技术

轮毂组件安设在车轴的主轴上以提供可旋转的安设表面，在该表面上安设车轮。以许多不同的设计提供轮毂组件，这取决于轮毂组件所针对的特定应用。无论毂组件设计如何，毂组件通常具有以下部件：车轮螺栓、从动轴螺栓、密封件、内侧和外侧轴承(诸如圆锥滚子轴承)，以及用于容纳这些部件的轮毂。根据设计的具体情况，轮毂组件还可能包括防抱死制动环和放置在内侧和外侧圆锥滚子轴承之间的间隔件。主轴螺母拧在主轴上以将毂组件附到主轴上。主轴螺母执行下述功能：将毂组件轴向地保持在主轴上，同时仍允许毂旋转。

例如，在美国专利第8,292,393号中示出了现有的主轴螺母配置。在该‘393号专利中公开的主轴螺母的一个实施例包括锁环和垫圈，该垫圈具有对应于锁环上的凸片的孔。这种配置有助于将主轴螺母固定在轮端上的适当位置。然而，将主轴螺母的部件分几个步骤安装在主轴上，这会使主轴螺母的安装复杂化。

发明内容

在本公开的一个方面，提供了一种锁紧螺母，用于车辆主轴。锁紧螺母包括彼此不同的垫圈、螺纹主体和致动器。垫圈具有尺寸设计成接收车辆主轴的开口并且被配置成与车辆主轴形成不可旋转的连接。螺纹主体具有螺纹以接合车辆主轴的螺纹。致动器具有旋转驱动结构并且被配置为在拧紧方向上转动以使螺纹主体相对于垫圈在拧紧方向上转动。锁紧螺母还包括锁，该锁可操作地联接到致动器并且被配置为阻止螺纹主体相对于垫圈在松开方向上的转动。致动器被配置为在松开方向上相对于螺纹主体转动以脱离锁并允许螺纹主体相对于垫圈在松开方向上转动。在一个实施例中，锁紧螺母提供了垫圈、螺纹主体和致动器的组合组件，其可以容易地通过螺纹拧到车辆主轴上并拧紧到指定的扭矩。此外，锁紧螺母的锁阻止螺纹主体的松开，直到使用者转动致动器以释放锁。

在本公开的另一方面，提供了一种轮毂组件，其包括轮毂和安设在轮毂中的轴承，该轴承被配置为接收车辆主轴。轮毂组件包括螺母组件，该螺母组件包括螺纹主体和具有旋转驱动结构的致动器。致动器和螺纹主体具有驱动部分，该驱动部分配合以使螺纹主体随着致动器的转动而转动。致动器和螺纹主体的驱动部分允许致动器和螺纹主体的相对旋转运动。轮毂组件还包括联接到致动器和螺纹主体中的至少一个的轮端设备。轮端设备被配置为响应于致动器和螺纹主体的相对旋转运动而操作。在一个实施例中，螺母组件利用致动器相对于螺纹主体的转动来操作轮端设备。轮端设备可以在致动器和螺纹主体的旋转运动时立即操作，或者可以在延迟(诸如致动器相对于螺纹主体的预定的角旋转)之后操作。延迟可以是，例如，致动器和螺纹主体的相对角位移在大约一到大约九十度的范围内，该范围诸如大约一到大约二十度，诸如大约一到大约十度，诸如大约二到大约八度。

在一个实施例中，轮端设备包括锁，该锁随着致动器和螺纹主体的相对旋转运动而在锁定配置和解锁配置之间重新配置。例如，该锁可以是自由轮离合器。替代地或附加地，轮端设备可以包括至少一个传感器，该传感器被配置为检测致动器和螺纹主体的相对旋转运动。轮端设备可包括处理器，其联接到至少一个传感器并被配置成响应于至少一个传感器检测致动器和螺纹主体的相对旋转运动而产生信号。处理器可以使轮端设备的通信电路将信号无线地传达到远程设备。远程设备可以使用该信号来例如确定轮毂组件已经投入使用和/或已经被技术人员维修。

本公开还提供了一种操作锁紧螺母的方法。锁紧螺母包括不可旋转地连接到车辆主轴的垫圈、具有与主轴的螺纹接合的螺纹的螺纹主体以及致动器，该致动器被配置为相对于螺纹主体在松开方向上转动以脱离锁紧螺母的锁，该锁阻止螺纹主体相对于垫圈在松开方向上的转动。该方法包括将工具连接到致动器的旋转驱动结构并在拧紧方向上转动致动器以使螺纹主体相对于垫圈在拧紧方向上转动。在一个实施例中，该方法允许将锁紧螺母安设到主轴上以将轮毂固定在其上，锁紧螺母具有致动器，该致动器可以在松开方向上转动以释放锁紧螺母，并且如果用户需要，该致动器允许螺纹主体在松开方向上的转动以从主轴上移除锁紧螺母。

在另一方面，本公开提供了一种紧固件组件，其包括旋转接合构件，该旋转接合构件具有中央贯通开口以接收轴，和连接到旋转接合构件并具有旋转驱动结构的致动器。致动器和旋转接合构件包括驱动部分，该驱动部分配合以使旋转接合构件随着致动器的转动而转动。致动器和旋转接合构件的驱动部分允许致动器和旋转接合构件的相对旋转运动。紧固件组件还包括联接到致动器和旋转接合构件中的至少一个的紧固件设备，该紧固件设备被配置为响应于致动器和旋转接合构件的相对旋转运动而操作。在一个实施例中，紧固件设备在致动器相对于旋转接合构件转动时执行操作。紧固件设备可以在相对旋转运动时立即操作，或者可以在延迟(诸如致动器和旋转接合构件相对于彼此转动通过预定的旋转运动范围)之后操作。

紧固件设备可包括，例如锁，其随着致动器和旋转接合构件的相对旋转运动而在锁定配置和解锁配置之间移位。作为另一示例，紧固件设备包括传感器，其被配置为检测致动器和旋转接合构件的相对旋转运动。紧固件设备还包括处理器，其联接到传感器并被配置为产生指示旋转运动的信号。紧固件设备还可包括通信电路，其将信号无线地传达到诸如用户设备或车辆设备之类的远程设备。

附图说明

图1是将轮毂保持在车辆的主轴上的锁紧螺母的剖视图；

图2是图1的锁紧螺母的立体图，示出了接收主轴的锁紧螺母的螺纹主体的中央开口；

图3是图2的锁紧螺母的侧视立视图，示出了接收驱动工具的上部螺母头和不可旋转地连接到主轴的下部垫圈；

图4是图2的锁紧螺母的部件分解图，示出了保持环、螺母头、螺纹主体、滚子、弹簧环和垫圈；

图5是图4的螺母头的仰视平面图，示出了围绕螺母头周向间隔开的驱动凸片和致动凸片；

图6是图5的螺母头的侧视立视图，示出了从螺母头的凸缘部分悬垂的驱动凸片和致动凸片；

图7是图4的螺纹主体的俯视平面图，示出了螺纹主体的周向间隔开的开口，该开口接收图5的螺母头的驱动和致动凸片；

图8是图7的螺纹主体的侧视立视图，示出了从螺纹主体的凸缘直立的螺纹主体的立管；

图9是图4的弹簧环的俯视平面图，示出了围绕弹簧环周向间隔开的弹簧凸片；

图10是图4的滚子之一的立体图，示出了滚子的平坦的上表面和弯曲的侧表面；

图11是图4的垫圈的俯视平面图，示出了径向向内延伸的柄脚，其接合主轴的键槽以阻止垫圈相对于主轴转动；

图12是沿图2中的线12-12截取的剖视图，示出了在垫圈的隔间中捕获螺母头凸缘、螺纹主体凸缘和弹簧环的保持环；

图13是沿图3中的线13-13截取的剖视图，示出了处于锁定配置的锁紧螺母的滚子锁，其阻止螺纹主体相对于垫圈沿逆时针松开方向的转动；

图14是类似于图13的剖视图，示出了在逆时针松开方向上转动了螺母头，从而其致动凸片将滚子锁从锁定配置移位到解锁配置，该解锁配置允许螺纹主体相对于垫圈沿逆时针松开方向转动；

图15是图13中虚线区域的放大图；

图16是类似于图15的视图，示出了螺母头在顺时针拧紧方向上的转动，导致螺母头的致动凸片和滚子之一沿着垫圈的环形壁在螺纹主体的凹部中行进；

图17是类似于图15的视图，示出了滚子被楔入垫圈的环形壁和螺纹主体的斜面之间以阻止螺纹主体沿逆时针松开方向的转动；

图18和图19是类似于图15的视图，示出了螺母头致动凸片相对于螺纹主体沿逆时针松开方向转动并将滚子移位到解锁位置，其中随着螺母头在逆时针松开方向上的转动，滚子允许螺纹主体沿逆时针松开方向转动；

图20是与主轴的螺纹接合的另一个锁紧螺母的立体图；

图21是图20的锁紧螺母的立体图，示出了锁紧螺母的螺纹主体的中央开口；

图22是图21的锁紧螺母的部件分解图，示出了锁紧螺母的保持环、螺母头、螺纹主体、滚子、弹簧环和垫圈；

图23是图21的锁紧螺母的一部分的剖视图，示出了在垫圈的隔间中捕获螺母头凸缘、螺纹主体凸缘和弹簧环的保持环；

图24是锁紧螺母的立体图，该锁紧螺母具有阻止锁紧螺母的螺纹主体意外的松开的弹簧锁；

图25是图24的锁紧螺母的侧视立视图，示出了锁紧螺母的上部螺母头和下部垫圈；

图26是图24的锁紧螺母的部件分解图，示出了保持环、螺母头、螺纹主体、弹簧环和垫圈；

图27是图26的螺母头的仰视平面图，示出了围绕螺母头周向间隔开的驱动凸片和致动凸片；

图28是图27的螺母头的侧视立视图，示出了从螺母头的凸缘悬垂的驱动凸片和致动凸片；

图29是图26的螺纹主体的俯视平面图，示出了螺纹主体的凸缘的周向间隔开的开口，该开口接收螺母头的驱动凸片和致动凸片；

图30是图29的螺纹主体的侧视立视图，示出了从螺纹主体的凸缘直立的立管；

图31是图26的弹簧环的俯视平面图，示出了围绕弹簧环周向间隔开的弹簧棘爪，弹簧棘爪具有配合到垫圈的开口中的棘爪部分，以阻止弹簧环和连接到其上的螺纹主体的转动；

图32是图26的垫圈的俯视平面图，示出了套环、从套环径向向内延伸的柄脚以及垫圈的环形壁；

图33是沿图24中的线33-33截取的剖视图，示出了在垫圈的隔间中捕获螺母头凸缘、螺纹主体凸缘和弹簧环的保持环；

图34是沿图25中的线34-34截取的剖视图，示出了处于锁定配置的锁紧螺母的弹簧锁，其阻止螺纹主体沿逆时针松开方向的转动；

图35是类似于图34的视图，示出了沿逆时针松开方向转动了螺母头以及螺母头致动凸片将弹簧棘爪径向向内地凸轮作用到解锁位置，该解锁位置允许螺母头沿逆时针松开方向转动螺纹主体；

图36是图34的虚线区域的放大图；

图37是类似于图36的视图，示出了螺母头相对于垫圈沿顺时针拧紧方向转动螺纹主体和弹簧棘爪，并使弹簧棘爪的棘爪部分在垫圈的齿之上棘轮作用；

图38是类似于图36的视图，示出了弹簧棘爪的棘爪部分与垫圈的齿之一接合并阻止弹簧环和连接到其上的螺纹主体沿逆时针松开方向的转动；

图39和图40是类似于图36的视图，示出了螺母头致动凸片沿逆时针松开方向转动并将弹簧棘爪径向向内地凸轮作用到解锁位置，该解锁位置允许螺母头、弹簧环和螺纹主体相对于垫圈沿逆时针松开方向一起转动；

图41是具有弹簧锁的锁紧螺母的立体图，该弹簧锁阻止锁紧螺母的螺纹主体相对于锁紧螺母的垫圈沿逆时针松开方向的意外转动；

图42是图41的锁紧螺母的部件分解图，示出了锁紧螺母的螺母头、螺纹主体、弹簧棘爪和垫圈；

图43是沿图41中的线43-43截取的横截面，示出了处于锁定配置的弹簧锁，其阻止螺纹主体沿逆时针松开方向的转动；

图44是类似于图43的视图，示出了相对于螺纹主体沿逆时针松开方向转动了螺母头，使得螺母头的致动凸片将弹簧棘爪径向向内地凸轮作用到解锁位置，该解锁位置允许螺母头、螺纹主体和弹簧棘爪相对于垫圈沿逆时针松开方向一起转动；

图45是图43的虚线区域的视图，示出了处于锁定配置的弹簧棘爪；

图46是类似于图45的视图，示出了螺纹主体沿顺时针拧紧方向转动以及弹簧棘爪的棘爪部分在垫圈的齿之上棘轮作用；

图47是类似于图45的视图，示出了弹簧棘爪的棘爪部分接合垫圈的齿，以阻止螺纹主体相对于垫圈沿逆时针松开方向的转动；

图48和图49是类似于图45的视图，示出了螺母头致动凸片相对于螺纹主体沿逆时针松开方向转动并将弹簧棘爪径向向内地凸轮作用到与垫圈的齿的间隙内，这允许螺母头、螺纹主体和弹簧棘爪相对于垫圈沿逆时针松开方向一起转动；

图50是具有螺纹主体和螺母头的螺母的立体图，螺母头与螺纹主体具有旋转连接，该螺纹主体允许螺母头在预定的运动范围内相对于螺纹主体转动；

图51是沿图50中的线51-51截取的剖视图，示出了响应于螺母头相对于螺纹主体沿第一方向的转动而闭合的第一开关，和响应于螺母头相对于螺纹主体沿相反的第二方向的转动而闭合的第二开关；

图52是具有螺纹主体、螺母头和垫圈的锁紧螺母的立体图；

图53是图52的锁紧螺母的部件分解图，示出了接收在螺纹主体的凹陷部中的棘爪和弹簧；

图54是棘爪之一的下侧的立体图，示出了与垫圈的齿接合的齿，以阻止螺纹主体相对于垫圈沿松开方向的意外转动；

图55是螺母头的致动凸片的立体图，该致动凸片被接收在螺纹主体的凹陷部之一中并且相关联的棘爪在一个凹陷部中处于锁定位置；

图56是类似于图55的视图，示出了沿逆时针松开方向转动了螺母头致动凸片并将棘爪径向向外地移位到解锁位置，其中棘爪的齿与垫圈的齿脱离；

图57是具有螺纹主体、螺母头和垫圈的锁紧螺母的立体图；

图58是沿图57中的线58-58截取的剖视图，示出了可滑动地安设在螺纹主体内并与垫圈的齿接合的棘爪；

图59是沿图57中的线59-59截取的剖视图，示出了连接到销的棘爪之一，该销骑在螺母头的成角度的槽中，使得螺母头的转动径向向外地凸轮作用于销并使棘爪与垫圈脱离；

图60是处于锁定位置并与垫圈的齿接合的棘爪之一的剖视图；

图61是类似于图60的视图，示出了棘爪已经移位到与垫圈的齿有间隙的径向向外的解锁位置；

图62是锁紧螺母的立体图，该锁紧螺母具有螺母头和螺纹主体，该螺纹主体具有中央开口以接收主轴或其他轴；

图63是图62的锁紧螺母的部件分解图，示出了具有柱塞部分的锁紧螺母的销，该柱塞部分被接收在螺纹主体的通孔中；

图64是沿图62中的线64-64截取的剖视图，示出了螺母头的斜面，该斜面随着螺母头的转动而接触销之一的头部，以向上移位销并使其柱塞部分与垫圈的开口脱离。

具体实施方式

关于图1，轮毂组件10被示出安设到车辆的主轴12。轮毂组件10包括具有一个或多个轴承组件16、18的轮毂14、维持轴承组件16、18之间的轴向间隔的间隔件20和毂主体21，该轴承组件16、18接收主轴12。轮毂组件10还包括紧固装置，诸如锁紧螺母22，其接合主轴12的远端部分28的螺纹23，以将轮毂14保持在主轴12上。

关于图1和图2，锁紧螺母22包括不同部件的组合组件，其允许锁紧螺母22容易地通过螺纹拧到主轴12上并阻止锁紧螺母22诸如由于主轴12的振动而意外松开。锁紧螺母22可以是没有任何松动零件的单个组件。锁紧螺母22由此可具有到主轴12上的一步式组装；具体地，使用者将锁紧螺母22通过螺纹拧到主轴12上并且将锁紧螺母22拧紧到指定的扭矩。一步式组装使得锁紧螺母22对于使用者来说更加直观，从用户的角度来看，锁紧螺母22以类似于传统的螺母的方式通过螺纹拧到主轴上。

关于图2，在一个实施例中，锁紧螺母22包括具有接收主轴12的贯通开口26的旋转接合构件(诸如螺纹主体24)、致动器(诸如螺母头30)和螺母基部(诸如垫圈32)。垫圈32具有键，诸如柄脚34，其接收在主轴12的远端部分28的键槽36中以阻止垫圈32相对于主轴12的转动。可以使用其他键配置来阻止垫圈32相对于主轴12的转动。

垫圈32可旋转地联接到螺纹主体24并且可以定位在主轴12上，其中柄脚34与键槽36对准。使用者将驱动工具连接到螺母头30并沿顺时针拧紧方向202(见图13)转动螺母头30，这导致螺母头30在拧紧方向202上转动并在向内方向上一起推进螺母头30、螺纹主体24和垫圈32。由于柄脚34和键槽36之间的接合，在拧紧方向202上转动的螺纹主体24使垫圈32沿主轴12轴向向内移位而不旋转。使用者向螺母头30施加扭矩直到达到特定的扭矩。

锁紧螺母22具有锁37(诸如单向锁)，其允许将螺纹主体24拧紧在主轴12上，同时阻止螺纹主体24在主轴12上的松开。在一个实施例中，锁37包括具有锁定构造的滚子离合器39，其中滚子离合器39的滚子锁40允许螺纹主体24相对于垫圈32沿拧紧方向202转动并阻止螺纹主体24相对于垫圈32沿逆时针松开方向180(见图13)转动。一旦使用者停止使用驱动工具在拧紧方向202上向螺母头30施加扭矩，滚子离合器39自动将螺纹主体24相对于垫圈32锁定以阻止螺纹主体24松开。

为了从主轴12移除锁紧螺母22，使用者将驱动工具连接到螺母头30并沿松开方向180转动螺母头30，这导致螺母头30相对于螺纹主体24沿松开方向180转动或旋转预定的角距离，如比较图13和图14所示。螺母头30相对于螺纹主体24沿松开方向180的转动首先使滚子锁40移位到解锁配置，这允许螺纹主体24的松开，其次使螺母头30沿松开方向180转动螺纹主体24。以这种方式，滚子离合器39在螺母头30沿松开方向24转动螺纹主体24之前使滚子锁40解锁。

对锁紧螺母22的振动或冲击不足以将滚子锁40从锁定配置重新配置为解锁配置。相反，螺母头30被转动以将滚子锁40从锁定配置重新配置为解锁配置。以这种方式，锁紧螺母22阻止锁紧螺母22从主轴12的意外松开，从而将轮毂14保持在主轴12上。

锁紧螺母22的锁37可以采用多种形式。例如，锁37可以包括诸如自由轮离合器的离合器。锁37可以包括棘轮离合器，类似于图34和图35中所示的棘轮离合器。作为另一个例子，螺母22的锁37可以包括楔块离合器。

关于图1，毂主体21可在主轴12上围绕轴线50旋转并且包括凸缘52，凸缘52带有用于将轮安设到其上的螺栓54。毂主体21还包括螺栓56，其接收毂盖以关闭轮毂14的开口58。在另一个实施例中，驱动轴可以延伸穿过主轴12的内部58，其中驱动轴的驱动法兰固定到螺栓56。驱动轴可由此转动轮毂14并引起相关联的轮的旋转。轴承组件16包括轴承环，诸如内圈(cone)62，其通过将锁紧螺母22拧紧在主轴螺纹23上而压靠主轴12的肩部64。间隔件20维持轴承组件16的内圈62和轴承组件18的内圈66之间的轴向间隔。轴承组件18包括多个轴承(诸如滚子轴承68)以及轴承环(诸如外圈(cup)70)。轴承16、18可以是彼此的镜像。垫圈32具有内侧表面74，在将锁紧螺母22拧紧到主轴螺纹23上时，该内侧表面74压靠内圈66的外侧表面76。以此方式，沿向内方向73将锁紧螺母22拧紧到主轴12上，将内圈66、间隔件20和内圈62夹在垫圈32和肩部64之间。

关于图3和图4，锁紧螺母22包括保持器(诸如保持环80)，其使螺母头30、螺纹主体24、一个或多个锁定构件(诸如夹紧元件，类似滚子82)及弹簧支架(诸如弹簧圈84)维持与垫圈32组装在一起。弹簧圈84为锁紧螺母22提供各种可操作性，包括一旦使用者停止用驱动工具将扭矩施加到螺母头30上就使滚子锁40返回到锁定配置。保持环80可以是弹性的开口环，该开口环可以被径向向内压缩以允许保持环80定位在垫圈32的凹槽86(见图12)内并且至少部分地在垫圈32的隔间88中捕获部分的螺母头30、螺纹主体24、滚子82和弹簧环84。

关于图4和图5，螺母头30包括工具接收部分，诸如具有一个或多个壁92的旋转驱动结构90。旋转驱动结构90被配置为接收驱动工具，诸如扭矩扳手。在一个实施例中，旋转驱动部分90具有六角螺母构造。螺母头30还包括具有上表面96和下表面98的凸缘94。螺母头30具有一个或多个驱动部分，诸如驱动凸片100，其延伸到螺纹主体24的驱动开口102(见图4)中，并且螺纹主体24具有邻近每个驱动凸片100的驱动部分，诸如凸缘部分104、106。驱动凸片100被配置为随着螺母头30在拧紧方向202上的转动而接触凸缘部分104并且在拧紧方向202上推动螺纹主体24。同样地，驱动凸片100被配置为随着螺母头30在松开方向180上的转动而接触凸缘部分106并且在松开方向180上推动螺纹主体24。

关于图4和图5，螺母头30还包括一个或多个致动部分，诸如致动凸片110，其被配置为随着螺母头30在松开方向180上的转动而接触滚子82并且将滚子82从锁定位置移位到解锁位置。当滚子82处于其解锁位置时，滚子82从垫圈32脱离，并且螺母头30的驱动凸片100可以随着螺母头30在松开方向180上转动螺纹主体24。

关于图5和图7，螺母头30的致动凸片110延伸到在螺纹主体24的凸缘部分106和螺纹主体凸缘部分114之间的螺纹主体24的斜开口112中。每个驱动凸片110通过周向间隙116、118与附近的致动凸片110分隔开。螺母头30包括中央开口117，其尺寸设计成接收螺纹主体24的立管部分119A(见图8)。

关于图4和图7，螺纹主体24的每个斜开口112包括斜面130，并且弹簧环84包括相关联的偏压构件，其将滚子82在斜开口112中滚子推靠在斜面130上。在一个实施例中，偏压构件包括诸如弹簧凸片132的弹簧。关于图13，弹簧凸片132沿斜面130在紧固方向202上推动滚子82以将滚子82楔入螺纹主体24的斜面130和垫圈32的环形壁134之间，如下文更详细讨论的。滚子82由刚性材料(诸如金属材料，诸如钢)制成，并且抵抗来自螺纹主体24和垫圈32的压载荷，在螺纹主体24诸如由于振动而沿松开方向180被推动时导致该压载荷。

关于图7，斜面130的角度在斜开口112的一个周向端部处形成径向较短的表面136，在斜开口112的相对周向端部处形成较长的表面138。此外，凸缘部分104、106具有止动表面140、142，该止动表面140、142由相关联的驱动凸片100接触以随着螺母头30的转动而引起螺纹主体24的转动。

关于图9，弹簧环84具有围绕中央开口152延伸的主体部分150。每个弹簧凸片132包括从主体部分150直立的基部部分154和可枢转的弹性臂部分156。可以通过下述来形成弹簧凸片132：在主体部分150中形成J形开口并将弹簧环84的材料的一部分弯曲到主体部分150的平面外以形成基部部分154。当锁紧螺母22被组装时，基部部分154从凸缘部分114的下方向上延伸到螺纹主体24的斜开口112中，而螺母头30的致动凸片110从凸缘部分114的上方向下延伸到斜开口112中。

在一个实施例中，弹簧凸片132与弹簧环84的其余部分具有一体的、一件式的结构。螺纹主体24、螺母头30和垫圈72可各自具有一体的、一件式的结构。在其他实施例中，螺纹主体24、螺母头30、垫圈32和/或弹簧环84可以各自是诸如通过焊接结合在一起的零件的组件。

关于图10，滚子82具有平坦的上表面160、平坦的下表面162和在它们之间延伸的侧壁164。侧壁164具有弯曲表面166，其被配置为沿着垫圈52的环形壁134滚动或滑动。在另一个实施例中，滚子82可以包括滚珠式滚子。

关于图11，垫圈32包括围绕中央开口172延伸的套环部分170，并且环形壁134从套环部分170直立。柄脚34从套环部分170径向向内延伸以延伸到主轴12的键槽36中。柄脚34的侧面接触键槽36的侧壁并抵抗垫圈32围绕主轴12的转动。垫圈32的套环部分170具有上表面176，用于支撑弹簧环84和其上的螺纹主体24，如图12所示。

关于图13，滚子锁40被示为处于锁定配置，由此滚子82刚性地阻止螺纹主体沿逆时针松开方向180的转动。滚子锁40形成自由轮滚子离合器182，其包括作为外圈的垫圈32、作为内圈的螺纹主体24以及作为夹紧元件的滚子82。螺母头30的驱动凸片100和凸缘部分104配合以允许螺纹主体24在拧紧方向202上转动，以引起螺纹主体24在拧紧方向202上的相应自由转动(freewheeling)或旋转。

关于图15，滚子82、致动凸片110和弹簧凸片132被接收在螺纹主体24的斜开口112中。滚子82的表面166定位成与垫圈32的环形壁134的径向内表面200接触。当螺母头30沿拧紧方向202转动时，螺母头30的驱动凸片100具有接触螺纹主体24的凸缘部分104的表面140的表面204(见图13)并在方向202上推动螺纹主体24。弹簧凸片132保持滚子82与环形壁134接触或紧密相邻，使得滚子82的表面166沿着环形壁134的径向内表面200在方向206上滑动或滚动，如图16所示。当螺纹主体在拧紧方向202上自由转动时，滚子82在斜开口112中垂直地浮动在凸缘94和套环部分88之间并水平地浮动在螺纹主体24和环形壁134之间。

关于图17，滚子82被示为处于锁定位置，诸如在使用者从螺母头30断开扳手之后。沿松开方向180推动螺纹主体24(诸如由于振动)迫使或楔入滚子82在垫圈32的环形壁134的径向内表面200和螺纹主体24的斜面130之间。螺纹主体24和垫圈32由此在方向210、212上夹住滚子82的侧面部分。滚子82由抵抗夹紧力的刚性材料制成，使得滚子82阻止螺纹主体24在松开方向180上的转动。

当螺母头30在松开方向180上转动时，螺母头30之间的可旋转的连接允许螺母头30和螺纹主体24之间的预定的范围的旋转运动，诸如一到八度，诸如二到五度。例如，弹簧环84可以在通过工具将扭矩施加到螺母头30之后使螺母头30和螺纹主体24返回到初始配置。当工具随后沿拧紧方向202转动时，在驱动法兰100紧靠凸缘部分104并开始转动螺纹主体24之前，螺母头32可相对于螺纹主体24转动预定量，诸如一度。

沿松开方向180转动螺母头30使螺母头30相对于螺纹主体24转动并使致动凸片110与滚子82接触以将滚子82移位到解锁位置。滚子82的移位可在螺母头30相对于螺纹主体24沿松开方向180转动时立即开始，或者在致动凸片110开始将滚子82移位到解锁位置之前可能存在角度延迟。

更具体地并参考图13和图14，当螺母头30沿松动方向180转动时，驱动凸片100的表面184移位到与螺纹主体24的凸缘部分106的表面186紧靠接触，如图14所示。因此，表面184、186之间的拉紧距离188允许螺母头30在松开方向180上相对于螺纹主体24的预定的角度旋转范围。在表面184、186紧靠之前，致动凸片110接触滚子82并将滚子82移位到解锁位置，这解锁了自由轮滚子离合器182。因此，在表面184、186紧靠并且将螺母头30在松开方向180上的转动转移成螺纹主体24在松开方向180上的转动之前，滚子82朝向或在其解锁位置移位。

关于图18和图19，当螺母头30在松动方向180上转动时，螺母头30的每个致动凸片110在方向180上移位并闭合在致动凸片110和滚子82之间具有距离216的间隙214。螺母头30在松开方向180上的继续转动使致动凸片110的表面218与滚子82的表面166接触。致动凸片110沿方向180推动滚子82并使弹簧凸片132的臂部分156偏转，这允许滚子82从斜面开口112的径向较窄的中间部分220(见图18)移位到斜面开口112的径向较宽的端部222(见图19)。端部222具有更大的径向宽度，使得滚轮82不再被楔入斜面130和垫圈32的环形壁134之间。斜面开口112的端部222中的滚子82可以沿着垫圈32的环形壁134的表面200滚动或滑动。致动凸片110的表面218可具有弯曲的、平坦的或其他被引导的表面，其接触滚子表面166并允许滚子82旋转。随着致动凸片110克服弹簧凸片132的偏压并将滚子82保持在其解锁位置，在滚子82沿着垫圈环形壁134滚动或滑动时，驱动凸片100可以在松开方向180上转动螺纹主体24。

在一个实施例中，螺纹主体24、垫圈32、螺母头30、弹簧环84和滚子82中的一个或多个由金属、塑料和/或弹性体(诸如橡胶)制成。例如，螺纹主体24、垫圈32、螺母头30、弹簧环84和滚子82均由钢铁制成。

关于图20和图21，提供了锁紧螺母250，其在许多方面与以上讨论的锁紧螺母22相似，从而将突出差异。锁紧螺母250被示出安设到主轴252上，柄脚254被接收在主轴252的键槽256中。与锁紧螺母22一样，锁紧螺母250可用于多种应用(诸如用于航空航天应用的螺母)中，并且锁紧螺母22、250的部件可在多种环境中(诸如在车辆变速器中)实现。其他应用可能包括重工业，诸如土方工程和发电设施。在图20的实施例中，主轴252具有管状侧壁258、贯通开口260和螺纹部分262。关于图21，锁紧螺母250包括具有螺纹266的螺纹主体264，其构造成接合主轴252的螺纹部分262。锁紧螺母250包括螺母头268、垫圈270和保持环272。

关于图21和图22，锁紧螺母250具有一个或多个滚子锁274，该滚子锁274包括滚子276和弹簧环278的弹簧凸片277。螺纹主体264包括接收滚子276和弹簧凸片277以及螺母头268的致动凸片282的斜开口280。螺纹主体264还包括驱动开口284，其接收螺母头268的驱动凸片286。每个驱动开口284还接收弹簧环278的一对止动凸片290、292，止动凸片290、292紧靠螺纹主体264的凸缘部分296的表面294。在驱动凸片286、止动凸片290、292和凸缘部分296的表面294之间的接触允许螺纹主体264的转动被传递到弹簧环278的转动。

关于图22和图23，垫圈270具有环形壁300，该环形壁300具有接收保持环272的保持槽302。环形壁300和套环部分304限定了垫圈270的隔间306，该隔间306接收至少一部分的弹簧环278、螺纹主体264和螺母头268。保持环272可被弹性地压缩以插入凹槽302中，然后释放以将螺母头268、螺纹主体264和弹簧环270捕获在垫圈隔间306中。

关于图24，提供了锁紧螺母350，其在许多方面与以上讨论的锁紧螺母22相似，从而将突出差异。一个这样的区别是锁紧螺母350包括锁，该锁包括棘轮自由轮离合器351，该棘轮自由轮离合器351具有选择性地限制锁紧螺母350的螺纹主体354的相对于锁紧螺母350的垫圈356的转动的一个或多个弹簧锁352(见图34)。锁紧螺母350还包括螺母头358，其具有诸如六角螺母构造的旋转驱动结构360。螺纹主体354包括用于接收主轴的贯通开口362、用于接合主轴的键槽的柄脚364和用于接合主轴的螺纹的螺纹366。垫圈356包括在垫圈356的环形壁374中形成的一个或多个开口370和其间的齿372。

关于图26，锁紧螺母350包括弹性保持环380，其卡入垫圈356的凹槽382中并将锁紧螺母350的各种部件保持在垫圈356的隔间384中。螺母头358包括凸缘390，其具有从其悬垂的一个或多个驱动凸片392和一个或多个致动凸片394。螺纹主体354包括凸缘部分396、一个或多个接收驱动凸片392的驱动开口398，以及一个或多个接收致动凸片394和弹簧环404的弹簧棘爪402的弹簧开口400。驱动开口398还接收弹簧环404的止动凸片405、406。在止动凸片405、406与螺纹主体354的凸缘部分396的表面418、420之间的接触将螺纹主体354的转动传递为垫圈356内的弹簧环404的转动。

关于图27和图28，螺母头358的驱动凸片392可以具有与致动凸片394不同的形状。每个驱动凸片392包括表面414、416，用于接触螺纹主体354的表面418、420(见图29)并随着螺母头358的转动引起螺纹主体354的转动。关于图27，螺母头358的致动凸片394每个都包括凸轮部分(诸如斜面422)，其构造成随着螺母头358相对于螺纹主体354在松开方向上的转动而将相关联的弹簧棘爪402从锁定配置移位到解锁配置，如下文更详细讨论的。

关于图29和图30，螺纹主体354包括将驱动开口398和弹簧开口400分隔开的凸缘部分396。螺纹主体358还包括立管432，该立管432从凸缘部分396直立并且包括用于接合相关联的主轴上的螺纹的螺纹366。

关于图31，弹簧环404具有中央开口444并包括通过连接部分442连接的凸缘部分440。止动凸片405、406被凹陷部446分隔开，并且每个都可以通过从相关联的凸缘部分440之一的平面弯曲出来而形成。弹簧棘爪402可每个包括棘爪部分450和弹簧，弹簧诸如将棘爪部分450偏压成与齿372接合的臂部分452和基部部分454。

在一个实施例中，包括止动凸片405、406和弹簧棘爪402的弹簧环404具有一体的、一件式的结构。为了形成弹簧棘爪402，基部部分454可以从相关联的连接部分442的平面弯曲出来。臂部分452和/或基部部分454弹性地变形以允许棘爪部分450在径向向外方向460和径向向内方向462上来回棘轮作用(ratchet)。棘爪部分450可具有大体L形，其包括角464，以用于配合到开口370之一中，并包括抓握部分466，以用于接触与一个开口370相邻的齿372之一的止动表面。在抓握部分466和齿372之间的接触阻止了弹簧环404和连接到其上的螺纹主体354沿逆时针松开方向470转动，直到螺母头358沿该松开方向转动以引起相关联的致动凸片394将棘爪部分450径向向内移位到解锁位置，如下文更详细讨论的。在一些实施例中，弹簧环404可以是部件的组件。

关于图32，垫圈356包括围绕中央开口474延伸的套环472和环形壁476。当弹簧环404随着螺纹主体354的转动而在隔间384中转动时，弹簧环404沿着套环472旋转地滑动。

关于图33，保持环380被示为接收在通道382中并捕获螺母头358的凸缘部分390、螺纹主体354的凸缘部分396以及在保持环380和垫圈356的套环472之间的弹簧环404。保持环380限制螺母头358、螺纹主体354和弹簧环404相对于垫圈356的旋转运动。

关于图34，弹簧锁352被配置成使得弹簧锁352之一处于锁定配置并且阻止在螺纹主体354相对于垫圈356的任何旋转位置处的沿逆时针松开方向470的转动。开口370、齿372和弹簧棘爪402构造成使得第一弹簧棘爪402与齿372一起被锁定以在第二和第三弹簧棘爪402解锁时阻止螺纹主体354沿松开方向470转动。当使用者在拧紧方向492上将螺母头358转动大约2.4度时，在图34的虚线框中示出第一弹簧棘爪402解锁，第二弹簧棘爪402锁定，以及第三弹簧棘爪402保持解锁。如果使用者继续沿拧紧方向492将螺母头358再转动大约2.4度，则第一弹簧棘爪402保持解锁，第二弹簧棘爪402解锁，以及第三弹簧棘爪402锁定。解锁的弹簧棘爪402被齿372径向向内推动并且有效地等待直到弹簧棘爪402的棘爪部分450与开口370之一径向对准并且可以径向向外地完全卡入开口370中。以此方式，对于螺纹主体354相对于垫圈356的每个2.4度的旋转增量，就有一个处于锁定配置的弹簧锁352。

关于图34，锁定螺母350被示出，其中虚线框内的弹簧锁352处于锁定配置，而另外两个弹簧锁352未锁定。螺母头358的驱动凸片392和止动凸片405、406被接收在螺纹主体354的驱动开口398中。每个驱动凸片392具有其表面414，表面414接触止动凸片406的表面490。止动凸片406由此夹在驱动凸片392的表面414和螺纹主体354的凸缘部分396的表面418之间。在该构造中，螺母头358可以沿顺时针锁定方向492转动，使得螺母头358的驱动凸片392在拧紧方向492上推动弹簧环404的止动凸片405和螺纹主体354的凸缘部分396。弹簧棘爪402可以棘轮作用并允许螺纹主体354在拧紧方向492上转动，如下文更详细讨论的。当弹簧棘爪402棘轮作用时，可能总是有一个处于锁定配置的弹簧锁352以阻止螺纹主体354在松开方向470上的转动。该棘轮作用允许，当螺纹主体354沿拧紧方向492转动时，弹簧棘爪402的棘爪部分450从一个开口370径向向内移位，越过相邻的齿372，并进入下一个开口370。相反，弹簧棘爪402依次各自阻止螺纹主体354在逆时针松开方向470上的转动。

关于图36和图37，示出了，当螺纹主体354通过螺母头358的驱动凸片392沿拧紧方向492转动时，弹簧棘爪402之一在齿472A之上棘轮作用。更具体地，驱动凸片392在拧紧方向492上的转动导致螺纹主体354和弹簧环404两者在方向492上的转动。当弹簧环404的基部部分454沿拧紧方向492转动时，棘爪部分450接触齿472A的角510。基部部分454在拧紧方向492上的继续转动导致臂部分452和/或基部部分454偏转并允许棘爪部分450在方向462上径向向内移位以在齿472A之上棘轮作用，如图37所示。一旦棘爪部分450越过齿472A，弹性的臂部分452和/或基部部分454就将棘爪450沿方向460径向向外推回到下一个开口470B中。

关于图38，弹簧棘爪402被示为处于锁定位置，其中棘爪450的抓握部分466接触齿472C的角514，诸如在使用者停止向螺母头358施加扭矩之后。沿松开方向470推动螺纹主体354将弹性的臂部分452和基部部分454夹在螺纹主体354和垫圈356之间。臂部分452和基部部分454被配置为抵抗在松开方向470上的转动。

关于图35、图39和图40，当用户想要一旦锁紧螺母350已被固定到主轴上就松开锁紧螺母350时，用户沿松开方向470转动螺母头358，这使致动凸片394相对于弹簧棘爪402周向地移位。每个致动凸片394的斜面422径向向内推动相关联的弹簧棘爪402的弹性的臂部分452以使棘爪部分450与齿372脱离。这将棘爪450定位成与齿372有间隙，使得弹簧棘爪402允许螺母头358的驱动凸片392在松开方向470上转动螺纹主体354。更具体地，螺母头358相对于螺纹主体354在松开方向470上的转动使每个驱动凸片392的表面416与相关联的止动凸片405的表面500接触。螺母头358在松开方向470上的继续转动导致驱动凸片392在松动方向470上推动弹簧环404的止动凸片405和螺纹主体354的凸缘部分396。

关于图39和图40，螺母头358已经在松开方向470上转动，这导致致动凸片394在方向470上移位。致动凸片394将其凸轮表面422与臂部分452的外表面519接合并且在方向462上径向向内地凸轮作用于臂部分452和连接到其的棘爪部分450。如图39和图40所示，使用者沿松开方向470转动螺母头358，使致动凸片394的表面522和螺纹主体凸缘部分396的表面524分隔开，从距离526到距离528，从而扩大它们之间的间隙530。使用者继续沿松开方向470转动螺母头358以克服弹簧棘爪402的偏压力并将棘爪450保持在径向向内间隙或解锁位置中，这允许棘爪450沿方向470转动而不与齿472接合。当棘爪450与齿472有间隙，螺母头358、螺纹主体354和弹簧环404可以响应于使用者沿方向470转动螺母头358而相对于垫圈356沿方向470全部一起转动。螺纹主体354在松开方向470上的转动沿主轴在外侧方向上推进螺纹主体354以从主轴上移除锁紧螺母350。

关于图41和图42，提供了锁紧螺母550，其在许多方面与以上讨论的锁紧螺母350相似，从而将突出差异。锁紧螺母550包括螺纹主体552、螺母头554和垫圈556。锁紧螺母550包括具有一个或多个弹簧锁558的棘轮离合器557，该弹簧锁558包括一个或多个弹簧棘爪560和垫圈556的齿轮562。螺纹主体552包括具有凹部566、568的弹簧开口564，每个凹部566、568接收弹簧棘爪560之一的端部部分，诸如肘部570、572。弹簧棘爪560每个都包括与齿轮562的齿576接合的棘爪部分574和偏压棘爪部分574以与齿576接合的弹簧，诸如弹性的臂部分594A和/或肘部570。垫圈556包括的隔间578，其接收螺纹主体552的凸缘部分580、接收在弹簧开口564中的弹簧棘爪560和螺母头554的凸缘582。垫圈556包括唇缘584，可以使唇缘584变形(诸如锤弯)起来到螺母头554的凸缘582上，以将螺母头554和螺纹主体552可旋转地连接到垫圈556。螺纹主体552还包括驱动开口586，其接收螺母头554的驱动凸片588。

关于图43，弹簧锁558随着螺纹主体552以与上面关于图34所讨论的弹簧锁352类似的方式相对于垫圈556的转动而以顺序方式致动。更具体地，在图43的虚线框中的第一弹簧棘爪560A处于锁定位置，而第二和第三弹簧棘爪560B、560C解锁。从图43所示的位置沿拧紧方向590转动螺纹主体552，将使弹簧棘爪560A移位到解锁位置，将弹簧棘爪560B移位到锁定位置，以及把弹簧棘爪560C留在解锁位置。沿方向590进一步转动螺纹主体552，将把弹簧棘爪560A留在解锁位置，将弹簧棘爪560B移位到解锁位置，以及将弹簧棘爪560C移位到锁定位置。以这种方式，有一个弹簧棘爪560处于锁定位置，以在螺纹主体552相对于垫圈556的每个旋转位置处阻止螺纹主体552在松开方向626上的转动。在一个实施例中，在弹簧棘爪560之一与垫圈556的齿576锁定并阻止螺纹主体552的进一步转动之前，螺纹主体552可以沿松开方向626转动的最大角度约为2.4度。

关于图43，螺纹主体352的弹簧开口564接收与弹簧棘爪560的弹性的臂部分594相邻的致动凸片592。螺母头554在拧紧方向590上的转动在方向590上推动螺母头554的驱动凸片588并紧靠驱动凸片588和螺纹主体凸缘部分580的表面600、602以将螺母头554的转动传递为螺纹主体552相对于垫圈556的转动。关于图45和图46，螺纹主体552和其中承载的弹簧棘爪560的转动使每个棘爪574沿齿576A的斜面610行进并沿方向612径向向内移位。螺纹主体352和弹簧棘爪560在拧紧方向590上的继续转动导致棘爪574越过齿576A的顶点614行进，并进入齿576A和相邻的齿576B之间的凹陷部616。

关于图43和图47，弹簧棘爪560被锁定并且棘爪574紧靠齿576C的止动表面620(使得弹簧棘爪560的弹性的臂594楔入齿576C的止动表面620和附近的齿576D的斜面610之间)和螺纹主体352的凹部568。弹性臂594从而抵抗螺纹主体352相对于垫圈556在松开方向626上的转动。

关于图44、图48、图49，使用者已经沿松开方向626转动螺母头554以从主轴上移除锁紧螺母550。螺母头554在方向626上的转动导致螺母头致动凸片592凸轮地接合弹簧棘爪560的臂部分594的外表面630。致动凸片592在方向612上径向向内地使臂部分594和支撑在其上的棘爪574移位，使得棘爪574径向向内并与垫圈556的齿576有间隙。通过将棘爪574从齿576径向向内移位，弹簧棘爪560不再阻止螺纹主体352相对于垫圈556在方向626上的转动。使用者然后可以继续沿松开方向626转动螺母头554以使螺母头554转动螺纹主体552并且在外侧方向上推进锁紧螺母550离开主轴。

关于图50和图51，提供了诸如螺母650的紧固装置，其在许多方面与以上讨论的锁定螺母相似，从而将突出差异。螺母650包括旋转接合构件(诸如螺纹主体652)以及具有旋转驱动结构的致动器(诸如螺母头654)。在另一实施例中，旋转接合构件可具有无螺纹构造，诸如包括卡口连接的一部分、一个或多个止动部和/或一个或多个凹陷部。螺纹主体652具有开口656以接收主轴或其他轴，和具有螺纹658以接合主轴或其他轴上的螺纹。螺纹主体652和螺母头654可旋转地联接，使得螺母头654和螺纹主体652之间的旋转运动或游隙有有限的量。螺母650利用这种相对旋转运动来操作紧固件设备，诸如产生指示螺母头654的转动的信号。

更具体地，螺母650包括由螺纹主体652支撑并且包括至少一个传感器(诸如开关662、664)的电路660。螺纹主体652包括接收螺母头654的驱动凸片670、672的第一开口666和第二开口668。因此，沿拧紧方向674转动螺母头654，使驱动凸片672的表面676与螺纹主体652的表面678接触并允许驱动凸片672在方向674上转动螺纹主体652。相反，沿松开方向680转动螺母头654，使驱动凸片672的表面682紧靠螺纹主体652的表面684。这导致螺纹主体652在松开方向680上的转动。螺母650包括一个或多个偏压构件，诸如弹簧685，一旦从螺母头654释放转动力，该偏压构件就对螺母头654的一部分687施加偏压力以使螺母头654返回到初始位置。

关于图51，驱动凸片670具有表面682A，该表面682A随着螺母头654在松开方向680上的转动而接触并闭合开关664。相反，致动凸片670包括表面676A，当螺母头654沿拧紧方向674转动时，该表面676A接触并闭合开关662。电路660可以包括处理器690、电源692和通信电路694。处理器690可以包括，例如微处理器，其利用存储在诸如RAM或ROM之类的非暂时性存储器中的指令。处理器690的示例包括ASIC。作为一些示例，电源692可以包括电池和/或感应发电机。通信电路694被配置为基于开关662、664的闭合来传达指示螺母头654相对于螺纹主体652转动的信号。信号可以通过有线或无线方式(诸如蓝牙和蜂窝协议)传达。作为一个示例，信号可以由远程设备(诸如用户设备、终端车辆设备和/或服务器计算机)接收以检测螺母650被向下拧紧到螺纹轴上并投入使用。

此外，处理器690可以被配置为使通信电路694传达指示螺母头654相对于螺纹主体652的旋转方向的信号。例如，如果螺母头654沿拧紧方向674转动，则致动凸片670闭合开关662，这由处理器690检测到。处理器690然后可以使通信电路694传达指示螺母头654在拧紧方向674上转动的信号。作为另一示例，如果开关664被致动凸片670闭合，则处理器690可以使通信电路694传达指示螺母头654沿松开方向680转动的信号。作为一些示例，关于螺母头654沿松开方向680转动的信息可用于向驾驶员和/或车队经理创建螺母650已从轴上移除或已被松开的通知，从而驾驶员和/或车队经理可以安排对螺母650的检查，或者维护系统可以自主地安排对螺母650的检查。

可以针对不同的应用修改螺母650。例如，在螺母头654和螺纹主体652之间的相对运动可以包括，例如下述的至少一个：螺纹主体652保持静止和螺母头654相对于螺纹主体652转动；螺纹主体652转动并且螺母头654保持静止；以及螺纹主体652和螺母头654都转动。

关于图52和图53，提供了锁紧螺母700，其在许多方面与以上讨论的锁紧螺母相似，从而将突出差异。锁紧螺母700包括螺纹主体702、螺母头704、垫圈706和一个或多个弹簧锁708。垫圈706具有键，其与主轴的键槽接合以阻止垫圈706围绕主轴旋转。

关于图53，一个或多个弹簧锁708包括诸如棘爪710的锁定构件、诸如板簧712的偏压构件和垫圈706的齿轮部分714。每个棘爪710被接收在螺纹主体702的凹陷部716中并且板簧712具有其端部，该端部被接收在螺纹主体702的通道718中。螺母头704包括驱动凸片720和致动凸片722。关于图54和图55，每个致动凸片722包括凸轮部分，诸如斜面724，其接合相关联的棘爪710的倾斜表面726以使棘爪710径向向外移位。螺母头704的驱动凸片720被接收在螺纹主体702的凹陷部730中。每个驱动凸片720具有侧表面732，其接触相关联的凹陷部730的壁734、736以将螺母头704的转动传递为螺纹主体702的转动。

关于图53和图54，棘爪710具有一个或多个对齐构件，诸如滑轨740，其径向延伸并接收在凹陷716中的引导槽742中。当螺母头704在松开方向752上转动时，在滑轨740和引导槽742之间的滑动接合在径向向外方向750上引导棘爪710，并且当螺母头704被释放时，该滑动接合在径向向内方向754上引导棘爪710。此外，当使用者释放螺母头704时，板簧712推动棘爪710远离螺纹主体702的环形壁756以使棘爪710、螺母头704的致动凸片722和螺母头704本身返回到与弹簧锁708的锁定相关联的初始位置。这确保了一旦使用者停止使用工具向螺母头704施加扭矩，弹簧锁708就自动锁定。

在螺母头704的初始位置，棘爪710具有与垫圈706的齿轮部分714的齿762(见图53)相互啮合的齿760(见图54)。当螺母头704沿拧紧方向766转动时，螺母头704的驱动凸片720沿拧紧方向766转动螺纹主体702以及其中承载的棘爪710和板簧712，其中棘爪710的齿760在垫圈706的齿762之上棘轮作用。相反，当螺母头704沿松开方向752转动时，在致动凸片722和棘爪710之间的凸轮作用使棘爪710的齿760与垫圈706的齿762脱离，从而使齿760径向向外并与齿762有间隙。如图56所示，随着棘爪710与齿轮部分714脱离，使用者沿松开方向752转动螺母头704，导致螺母头704的驱动凸片720沿松开方向752转动螺纹主体702和其中的棘爪710和板簧712。

关于图57，提供了锁紧螺母800，其在许多方面与以上讨论的锁紧螺母相似，从而将突出差异。锁紧螺母包括螺纹主体802、螺母头804、一个或多个弹簧锁806和垫圈808。弹簧锁806可以随着螺纹主体802相对于垫圈808的转动而顺序地锁定和解锁，使得一个弹簧锁806可以总是被锁定以阻止螺纹主体802的松动。垫圈808具有包括平面809的键，该平面809接合主轴的平面以阻止垫圈808围绕主轴的转动。

一个或多个弹簧锁806包括棘爪810，该棘爪810连接到偏压构件(诸如板簧812)，该偏压构件在其相对的端部处经由固定件814被固定到螺纹主体802的环形壁816。棘爪810通过诸如开口销822的连接构件连接到销820。棘爪810骑在螺纹主体802的导轨824中，并且每个销820具有头部826(见图59)，其骑在槽827中，槽827包括螺母头804的成角槽部分828。

关于图58，垫圈808具有带有齿832的齿轮830和凹陷部834。棘爪810包括尖部836，该尖部836被接收在凹陷834之一中并接合齿832。关于图57和图58，沿拧紧方向851转动螺母头804，使槽827的端部857接触销820的头部826并使销820相对于垫圈808沿拧紧方向851转动螺纹主体802。当螺纹主体802相对于垫圈808沿拧紧方向851转动时，每个棘爪810在齿832之上棘轮作用，其中相关联的销820径向向外移位到槽827的径向槽部分859中，因为棘爪810被齿832的斜面向外地凸轮作用，并且伴随一旦棘爪810前进超过齿832的顶点，销820就径向向内移位出径向槽部分859。

关于图57、图60和图61，螺母头804的成角度的槽828包括斜壁840、842，用于接触销820的头部826。在螺母头804沿松开方向850转动时，斜壁840、842配合以将销820径向向外地凸轮作用并使相关联的棘爪810从接合位置(见图60)径向向外移位到脱离位置(见图61)。随着棘爪810从垫圈808脱离，螺母头804在松开方向850上的转动导致槽828的端部856接触销820并使销820转动螺纹主体802。

关于图59，销820延伸穿过在螺纹主体802中的开口860，该开口860在径向方向上是细长的以提供间隙使销820通过成角度的槽828被径向向外地凸轮作用。锁紧螺母800还可包括垫圈862以覆盖螺纹体802的下侧。在一个实施例中，销820通过开口销822连接到棘爪810，开口销822延伸穿过在销820的柄部868中的开口864。

关于图62-图64，示出了锁紧螺母900，其在许多方面与以上讨论的锁紧螺母相似，从而将突出差异。锁紧螺母900包括螺母头902、主体904和垫圈905。主体904可具有螺纹904A，其构造成接合轴的螺纹。作为一个示例，垫圈905可以具有接合轴的键槽的键。在另一个实施例中，可以省略垫圈905并且锁紧螺母900的销910接合另一个部件(诸如外壳的凹陷部)以固定主体904防止旋转。

锁紧螺母900包括一个或多个锁906，每个锁906包括螺母头902的凹部908、诸如销910的锁定构件、主体904的通孔912、诸如板914的弹簧座，以及弹簧916。关于图64，每个凹部908包括凸轮部分，诸如斜面920，其构造成接合销910的头部924的下表面922。弹簧916在方向930上偏压销910，使得销910的锁定部分(诸如柱塞932)延伸到垫圈905的开口934中。为了允许螺纹主体904相对于垫圈905的转动，螺母头902沿松开方向940(见图62)转动，这导致斜面920凸轮地接合销头部924并在方向942上向上移位销960，这将柱塞932从垫圈905的开口934撤回。随着销910从垫圈开口934撤回，螺母头902具有构造成接触销910的颈部946的凹部表面944。在表面944和颈部946之间的接触导致销910在松开方向940上推动主体904并且允许螺纹主体904沿着细长的螺纹轴在外侧方向上被推进。相反，沿拧紧方向950转动螺母头902，向上凸轮作用于头部924并使表面954与销颈部946接触，使得销910引起螺纹主体904在拧紧方向950上的相应转动。以这种方式，螺母头902在方向940或950上的转动都将销910移位到解锁位置并且引起螺纹主体904的相应转动以沿着螺纹轴推进或撤回锁紧螺母900。

锁紧螺母900的销910相对于垫圈905在松开和拧紧方向上锁定螺纹主体904。在螺纹主体904将相对于垫圈905转动之前，转动螺母头902以解锁销910。

单数术语(诸如“一个(a)”、“一个(an)”)的使用旨在涵盖单数和复数，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。术语“包括(comprising)”、“具有”、“包含”和“含有”应被解释为开放式术语。意图是将如本文所用的短语“……中的至少一个”以析取的意义进行解释。例如，短语“A和B中的至少一个”旨在包含：仅A、仅B，或A和B。

虽然已经说明和描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本领域技术人员将想到许多变化和修改，并且本发明旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的所有那些变化和修改。例如，锁紧螺母22、350可以被重新配置，使得其锁定机构抵抗各自的螺纹主体的拧紧，而不是抵抗螺纹主体的松开，直到螺母头被操作成脱离锁定机构。

Claims (12)

1.一种用于车辆主轴的锁紧螺母，所述锁紧螺母包括：

垫圈、螺纹主体和致动器，所述垫圈、所述螺纹主体和所述致动器不同于彼此；

所述垫圈具有尺寸设计成接收所述车辆主轴的开口，所述垫圈构造成与所述车辆主轴形成不可旋转的连接；

所述螺纹主体具有与所述车辆主轴的螺纹接合的螺纹；

所述致动器具有旋转驱动结构，所述致动器被配置为在拧紧方向上转动以使所述螺纹主体相对于所述垫圈在所述拧紧方向上转动；

锁被可操作地联接到所述致动器并被配置为阻止所述螺纹主体相对于所述垫圈在松开方向上的转动；

其中所述锁包括锁定构件，锁定构件与所述垫圈、所述螺纹主体和所述致动器不同；

锁定构件具有锁定位置和解锁位置，在所述锁定位置中所述锁定构件接合所述垫圈和所述螺纹主体中的至少一个，以阻止所述螺纹主体相对于所述垫圈在所述松开方向上的转动；在所述解锁位置中所述锁定构件较少地接合所述垫圈和所述螺纹主体中的至少一个，以允许所述螺纹主体在所述松开方向上转动；并且

所述致动器被配置为在所述松开方向上相对于所述螺纹主体转动以将所述锁定构件从所述锁定位置转换到所述解锁位置并使所述螺纹主体相对于所述垫圈在所述松开方向上转动。

2.根据权利要求1所述的锁紧螺母，其特征在于，所述锁定构件包括多个滚子以及所述锁包括所述螺纹主体和所述垫圈的表面，所述滚子在其锁定位置中楔入所述表面之间以阻止所述螺纹主体相对于所述垫圈在所述松开方向上的转动。

3.根据权利要求1所述的锁紧螺母，其特征在于，所述锁定构件包括至少一个弹簧棘爪，所述弹簧棘爪在所述锁定位置中通过所述弹簧棘爪接合所述垫圈的至少一个齿，以阻止所述螺纹主体相对于所述垫圈在所述松开方向上的转动。

4.根据权利要求1所述的锁紧螺母，其特征在于，还包括至少一个弹簧，所述弹簧被配置为，响应于所述致动器相对于所述螺纹主体在所述松开方向上的转动而对所述致动器施加偏压力以重新接合所述锁。

5.根据权利要求1所述的锁紧螺母，其特征在于，所述锁包括弹簧环，其固定到所述螺纹主体和所述垫圈中的一个，所述弹簧环具有至少一个弹性的构件，所述弹性的构件将所述锁定构件推动成与所述垫圈和所述螺纹主体中的另一个接合。

6.根据权利要求1所述的锁紧螺母，其特征在于，所述致动器和所述螺纹主体具有第一对驱动表面和第二对驱动表面，随着所述致动器在所述拧紧方向上的转动，所述第一对驱动表面配合以使所述螺纹主体相对于所述垫圈转动，随着所述致动器在所述松开方向上的转动，所述第二对驱动表面配合以使所述螺纹主体相对于所述垫圈转动。

7.根据权利要求6所述的锁紧螺母，其特征在于，所述第一对驱动表面和所述第二对驱动表面被布置成允许所述致动器相对于所述螺纹主体转动通过预定的旋转运动范围。

8.根据权利要求1所述的锁紧螺母，还包括连接到垫圈的弹性保持器，其保持螺纹主体和致动器与垫圈组装在一起。

9.一种操作锁紧螺母的方法，所述锁紧螺母包括：不可旋转地连接到车辆主轴的垫圈、具有与所述主轴的螺纹接合的螺纹的螺纹主体，致动器，以及具有锁定构件的锁，所述锁定构件与所述垫圈、所述螺纹主体和所述致动器不同，其中所述致动器被配置为相对于所述螺纹主体在松开方向上转动以脱离所述锁紧螺母的所述锁，所述锁阻止所述螺纹主体相对于所述垫圈在所述松开方向上的转动，所述方法包括：

将工具连接到所述致动器的旋转驱动结构；以及

沿松开方向转动致动器，以使螺纹主体相对于垫圈沿松开方向转动；

其中在所述松开方向上转动所述致动器包括，相对于所述螺纹主体在所述松开方向上转动所述致动器，以及将所述锁的锁定构件从锁定位置转换到解锁位置，在所述锁定位置中所述锁定构件接合所述螺纹主体和所述垫圈中的至少一个，并阻止所述螺纹主体相对于所述垫圈在所述松开方向上的转动；在所述解锁位置中所述锁定构件与所述螺纹主体和所述垫圈中的至少一个脱离，并且所述锁定构件允许所述螺纹主体相对于所述垫圈在所述松开方向上转动。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述松开方向上转动所述致动器包括使用连接到所述致动器的所述旋转驱动结构的所述工具。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括在拧紧方向上转动所述致动器以在所述拧紧方向上相对于所述螺纹主体转动所述致动器；以及

通过所述锁紧螺母的传感器来检测所述致动器在所述拧紧方向上相对于所述螺纹主体的转动。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，沿拧紧方向转动所述致动器以使所述螺纹主体相对于所述垫圈沿所述拧紧方向转动。

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