CN114962425A - 垫圈组件和汽车 - Google Patents

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唐毅
刘宇航
黄德伟
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Abstract

本发明公开一种垫圈组件和汽车，垫圈组件包括垫设于螺栓的螺栓头和安装件之间的弹簧垫圈和平垫圈，弹簧垫圈呈圆弧设置，以具有第一端和第二端，第一端和第二端之间形成调节缺口，第一端和第二端之间可相对靠近和远离设置，平垫圈呈环状设置，用于设于弹簧垫圈的一侧，弹簧垫圈与平垫圈相互靠近的一侧设置有调节结构，调节结构用以调节调节缺口的大小，通过设置调节结构，在锁紧螺栓的螺栓头靠近安装件的锁紧行程中，调节结构以驱动第一端和第二端之间相互靠近，使得调节缺口能够关闭，防止下雨或洗车时，外部环境中的水通过调节缺口渗漏进车身，以解决现有在汽车组装过程中，螺栓锁紧时，弹簧垫圈无法密封的问题。

Description

垫圈组件和汽车
技术领域
本发明涉及机械零配件领域，尤其涉及垫圈组件和汽车。
背景技术
标准件中Q146B系列组合螺栓所包含的弹簧垫圈由于冲压工艺需要，对弹簧垫圈进行切口处理以形成弹力。
在完成螺栓锁紧后，弹垫切口受加工精度影响不能完成闭合形成密封，驾驶舱模块的螺栓安装点受车身结构限制直接外露在密封面外侧，雨淋时将有水流过螺栓，弹垫有切口，水量大时会有部分水通过切口渗入车内，导致需要采用Q146B螺栓的且外露在外侧的工况无法实现密封。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种垫圈组件和汽车，旨在解决现有在汽车组装过程中，螺栓锁紧时，弹簧垫圈无法密封的问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种垫圈组件，用于垫设于锁紧螺栓的螺栓头和安装件之间，其中所述垫圈组件包括：
弹簧垫圈，呈圆弧设置，以具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端之间形成调节缺口，所述第一端和所述第二端之间可相对靠近和远离设置；以及，
平垫圈，呈环状设置，用于设于所述弹簧垫圈的一侧；
其中，所述弹簧垫圈与所述平垫圈相互靠近的一侧设置有调节结构，所述调节结构用以调节所述调节缺口的大小，在锁紧螺栓的螺栓头靠近所述安装件的锁紧行程中，所述调节结构以驱动所述第一端和所述第二端之间相互靠近。
可选地，所述调节结构包括环状凹部、以及用于套设于所述环状凹部内侧的环状凸部，所述环状凸部环设于所述弹簧垫圈的端面，所述环状凹部环设于所述平垫圈的端面，且与所述环状凸部对应设置；
所述环状凸部的外周壁自所述弹簧垫圈的端面沿所述弹簧垫圈的厚度方向朝内倾斜设置；
所述环状凹部对应所述环状凸部的外周壁的侧壁在靠近所述弹簧垫圈的方向上朝外倾斜设置；
其中，所述环状凸部和所述环状凹部之间形成过盈配合。
可选地，所述环状凸部和所述环状凹部之间的干涉量为Δt，其中，0.2mm≤Δt≤0.8mm。
可选地，Δt＝0.5mm。
可选地，所述环状凸部的内周壁与所述环状凸部的外周壁之间呈夹角设置，所述夹角的角度为a，其中，20°≤a≤70°。
可选地，a＝45°。
可选地，所述环状凹部在所述平垫圈的径向上的最大宽度为d，其中，0.8mm≤d≤1.2mm。
可选地，d＝1mm。
可选地，所述环状凸部环设于所述弹簧垫圈的安装口的周缘；
所述环状凹部环设于所述平垫圈的安装口的周缘。
本发明还提供一种汽车，所述汽车包括上述的垫圈组件，所述垫圈组件包括：
弹簧垫圈，呈圆弧设置，以具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端之间形成调节缺口，所述第一端和所述第二端之间可相对靠近和远离设置；以及，
平垫圈，呈环状设置，用于设于所述弹簧垫圈的一侧；
其中，所述弹簧垫圈与所述平垫圈相互靠近的一侧设置有调节结构，所述调节结构用以调节所述调节缺口的大小，在锁紧螺栓的螺栓头靠近所述安装件的锁紧行程中，所述调节结构以驱动所述第一端和所述第二端之间相互靠近。
本发明提供的技术方案中，垫圈组件包括垫设于螺栓的螺栓头和安装件之间的弹簧垫圈和平垫圈，所述弹簧垫圈呈圆弧设置，以具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端之间形成调节缺口，所述第一端和所述第二端之间可相对靠近和远离设置，所述平垫圈呈环状设置，用于设于所述弹簧垫圈的一侧，所述弹簧垫圈与所述平垫圈相互靠近的一侧设置有调节结构，所述调节结构用以调节所述调节缺口的大小，通过设置所述调节结构，在锁紧螺栓的螺栓头靠近所述安装件的锁紧行程中，所述调节结构以驱动所述第一端和所述第二端之间相互靠近，使得所述调节缺口能够关闭，防止下雨或洗车时，外部环境中的水通过所述调节缺口渗漏进车身，以解决现有在汽车组装过程中，螺栓锁紧时，弹簧垫圈无法密封的问题。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的垫圈组件、锁紧螺栓和安装件在锁紧之前的装配的一实施例的平面示意图；
图2为图1中的垫圈组件、锁紧螺栓和安装件在锁紧之后的装配的平面示意图；
图3为图1中的垫圈组件的装配结构平面示意图；
图4为图1中的弹簧垫圈和平垫圈的俯视示意图。
附图标号说明：
Figure BDA0003629578140000031
Figure BDA0003629578140000041
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
标准件中Q146B系列组合螺栓所包含的弹簧垫圈1由于冲压工艺需要，对弹簧垫圈1进行切口处理以形成弹力。在完成螺栓锁紧后，弹垫切口受加工精度影响不能完成闭合形成密封，驾驶舱模块的螺栓安装点受车身结构限制直接外露在密封面外侧，雨淋时将有水流过螺栓，弹垫有切口，水量大时会有部分水通过切口渗入车内，导致需要采用Q146B螺栓的且外露在外侧的工况无法实现密封。
为了解决上述问题，本发明提供一种垫圈组件100，用于垫设于锁紧螺栓1000的螺栓头和安装件2000之间，图1至图4为本发明提供的垫圈组件100的具体实施例。
请参阅图1至图4，所述垫圈组件100包括弹簧垫圈1和平垫圈2，所述弹簧垫圈1呈圆弧设置，以具有第一端1a和第二端1b，所述第一端1a和所述第二端1b之间形成调节缺口c，所述第一端1a和所述第二端1b之间可相对靠近和远离设置；所述平垫圈2呈环状设置，用于设于所述弹簧垫圈1的一侧；其中，所述弹簧垫圈1与所述平垫圈2相互靠近的一侧设置有调节结构3，所述调节结构3用以调节所述调节缺口c的大小，在锁紧螺栓1000的螺栓头靠近所述安装件2000的锁紧行程中，所述调节结构3以驱动所述第一端1a和所述第二端1b之间相互靠近。
本发明提供的技术方案中，垫圈组件100包括垫设于螺栓的螺栓头和安装件2000之间的弹簧垫圈1和平垫圈2，所述弹簧垫圈1呈圆弧设置，以具有第一端1a和第二端1b，所述第一端1a和所述第二端1b之间形成调节缺口c，所述第一端1a和所述第二端1b之间可相对靠近和远离设置，所述平垫圈2呈环状设置，用于设于所述弹簧垫圈1的一侧，所述弹簧垫圈1与所述平垫圈2相互靠近的一侧设置有调节结构3，所述调节结构3用以调节所述调节缺口c的大小，通过设置所述调节结构3，在锁紧螺栓1000的螺栓头靠近所述安装件2000的锁紧行程中，所述调节结构3以驱动所述第一端1a和所述第二端1b之间相互靠近，使得所述调节缺口c能够关闭，防止下雨或洗车时，外部环境中的水通过所述调节缺口c渗漏进车身，以解决现有在汽车组装过程中，螺栓锁紧时，弹簧垫圈1无法密封的问题。
具体地，请参阅图1和图3，在本实施例中，所述调节结构3包括环状凹部21、以及用于套设于所述环状凹部21内侧的环状凸部11，所述环状凸部11环设于所述弹簧垫圈1的端面，所述环状凹部21环设于所述平垫圈2的端面，且与所述环状凸部11对应设置，所述环状凸部11的外周壁自所述弹簧垫圈1的端面沿所述弹簧垫圈1的厚度方向朝内倾斜设置，所述环状凹部21对应所述环状凸部11的外周壁的侧壁在靠近所述弹簧垫圈1的方向上朝外倾斜设置，所述环状凸部11和所述环状凹部21之间形成过盈配合。
在锁紧螺栓1000进行锁紧的时候，可以先将所述弹簧垫圈1穿设于所述锁紧螺栓1000的螺柱上，且所述环状凸部11背离所述螺栓头的一侧设置，然后再将所述平垫圈2穿设于所述螺柱上，将所述环状凹部21朝向所述环状凸部11设置，然后将所述螺柱旋转安装于所述安装件2000上，所述弹簧垫圈1和所述平垫圈2设于所述螺栓头和所述安装件2000之间，因所述环状凸部11朝向所述平垫圈2的端部的圆环直径小于所述环状凹部21的开口直径，所述环状凸部11部分套设于所述环状凹部21内，随着所述锁紧螺栓1000进一步的锁付，所述螺栓头抵紧所述弹簧垫圈1朝所述平垫圈2继续活动，此时所述环状凹部21的内径逐步减小，直至所述环状凸部11的端部的外径与所述环状凹部21的内径的直径相等，所述弹簧垫圈1开始与所述平垫圈2发生干涉，随着所述螺栓头抵紧所述弹簧垫圈1继续朝所述平垫圈2继续活动，与所述环状凸部11的端部的外径对应的所述环状凹部21的内径进一步的减小，使得所述弹簧垫圈1与所述平垫圈2之间的干涉量越来越大，所述平垫圈2反作用于所述环状凸部11周侧的力越来越大，因所述弹簧垫圈1设置有调节缺口c，这样所述弹簧垫圈1的外周壁受到向内的挤压力的时候，所述弹簧垫圈1的直径减小，所述调节缺口c的尺寸也越来越小，在所述锁紧螺栓1000锁付到位的情况下，所述调节缺口c关闭，使得所述弹簧垫圈1能够将所述安装件2000上的螺纹孔完全密封遮蔽起来，如此通过所述调节结构3将所述弹簧垫圈1向内收缩后，通过过盈压力对所述调节缺口c进行压合，实现密封，结构简单，易于操作。
具体地，考虑到加工的精度和难度、所述锁紧螺栓1000的锁付行程、以及所述调节缺口c的尺寸大小，请参阅图3，在本实施例中，所述环状凸部11和所述环状凹部21之间的干涉量为Δt，其中，0.2mm≤Δt≤0.8mm，优选地，Δt＝0.5mm，在该范围内，所述弹簧垫圈1相对所述平垫圈2的位移量和所述调节缺口c的大小相对应，使得在所述锁紧螺栓1000锁付到位时，所述弹簧垫圈1既能够贴紧于所述平垫圈2，所述平垫圈2贴紧于所述安装件2000，并且所述调节缺口c也被完全关闭。
具体地，考虑到所述弹簧垫圈1和所述平垫圈2的厚度和所述调节缺口c的尺寸之间的关系，请参阅图3，在本实施例中，所述环状凸部11的内周壁与所述环状凸部11的外周壁之间呈夹角设置，所述夹角的角度为a，其中，20°≤a≤70°，优选地，a＝45°，当所述夹角的角度过小时，所述弹簧垫圈1的移动行程较长时，才能使得所述调节缺口c关闭，使得相应的所述弹簧垫圈1的厚度需要设置得更为厚，如此浪费材料；当所述夹角的角度过大时，所述弹簧垫圈1的移动行程较小时，就可以将所述调节缺口c关闭，使得相应的所述弹簧垫圈1和/或所述平垫圈2的厚度需要设置得更为薄，如此使得所述弹簧垫圈1和/或所述平垫圈2的强度不够，容易发生边形。
具体地，因所述环状凸部11在锁紧过程中会受挤压，为了使得所述环状凸部11能够在具有较好的导向调节的同时，还具有较好的强度，请参阅图3，在本实施例中，所述环状凹部21在所述平垫圈2的径向上的最大宽度为d，其中，0.8mm≤d≤1.2mm，优选地，d＝1mm。
考虑到加工和安装的方便，在本实施例中，所述环状凸部11环设于所述弹簧垫圈的安装口d的周缘，同时，所述环状凹部21环设于所述平垫圈的安装口e的周缘，这样在锁紧的时候，无需将所述环状凸部11与所述环状凹部21人为的对齐，只需要将所述环状凸部11的内径和所述环状凹部21的内径设置得与所述螺栓的外径相适配，在锁紧的过程中，所述环状凸部11的内径和所述环状凹部21就能自动对应设置，方便操作。
本发明还提供一种汽车，所述汽车的车身钣金件在组装过程中会使用到垫圈组件100，该汽车包括所述垫圈组件100，该垫圈组件100的具体结构参照上述实施例，由于本汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种垫圈组件，用于垫设于锁紧螺栓的螺栓头和安装件之间，其特征在于，包括：
弹簧垫圈，呈圆弧设置，以具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端之间形成调节缺口，所述第一端和所述第二端之间可相对靠近和远离设置；以及，
平垫圈，呈环状设置，用于设于所述弹簧垫圈的一侧；
其中，所述弹簧垫圈与所述平垫圈相互靠近的一侧设置有调节结构，所述调节结构用以调节所述调节缺口的大小，在锁紧螺栓的螺栓头靠近所述安装件的锁紧行程中，所述调节结构以驱动所述第一端和所述第二端之间相互靠近。
2.如权利要求1所述的垫圈组件，其特征在于，所述调节结构包括环状凹部、以及用于套设于所述环状凹部内侧的环状凸部，所述环状凸部环设于所述弹簧垫圈的端面，所述环状凹部环设于所述平垫圈的端面，且与所述环状凸部对应设置；
所述环状凸部的外周壁自所述弹簧垫圈的端面沿所述弹簧垫圈的厚度方向朝内倾斜设置；
所述环状凹部对应所述环状凸部的外周壁的侧壁在靠近所述弹簧垫圈的方向上朝外倾斜设置；
其中，所述环状凸部和所述环状凹部之间形成过盈配合。
3.如权利要求2所述的垫圈组件，其特征在于，所述环状凸部和所述环状凹部之间的干涉量为Δt，其中，0.2mm≤Δt≤0.8mm。
4.如权利要求3所述的垫圈组件，其特征在于，Δt＝0.5mm。
5.如权利要求2所述的垫圈组件，其特征在于，所述环状凸部的内周壁与所述环状凸部的外周壁之间呈夹角设置，所述夹角的角度为a，其中，20°≤a≤70°。
6.如权利要求5所述的垫圈组件，其特征在于，a＝45°。
7.如权利要求2所述的垫圈组件，其特征在于，所述环状凹部在所述平垫圈的径向上的最大宽度为d，其中，0.8mm≤d≤1.2mm。
8.如权利要求7所述的垫圈组件，其特征在于，d＝1mm。
9.如权利要求2所述的垫圈组件，其特征在于，所述环状凸部环设于所述弹簧垫圈的安装口的周缘；
所述环状凹部环设于所述平垫圈的安装口的周缘。
10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至9中任意一项所述的垫圈组件。
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