CN211398197U - 一种紧固件以及包含该紧固件的机动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种紧固件，包括杆部和与杆部连接的头部。头部包括具有弧形段的端面以及连接在端面与杆部之间的多个侧面，每个侧面具有直线段，端面的弧形段与侧面的直线段连接并相切。本实用新型还提供了一种包括上述紧固件的机动车辆。本实用新型的紧固件通过端面的弧形段与侧面的直线段之间的平滑连接，能够降低其对周围部件造成损害的可能性，同时其生产成本和装配复杂度相对于现有技术并未受到显著影响。

Description

一种紧固件以及包含该紧固件的机动车辆

技术领域

本实用新型总体上涉及紧固件领域，并且更具体地涉及一种具有穹顶形头部的紧固件。

背景技术

在诸如机动车辆工业的许多不同的应用中，紧固件已被广泛地使用以固定或连接两个或更多个部件。然而，在诸如车辆碰撞的某些特殊情况下，紧固件可能会对其附近设置的其他部件产生不利影响，存在损坏或者刺穿这些部件的风险。因此，需要一种能够改善上述问题的紧固件。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述至少一种技术问题，提供一种能够降低对周围部件造成损害的可能性，同时还易于制造、方便使用、安装效率高、适用性高且成本低的紧固件。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种紧固件。紧固件包括互相连接的杆部和头部。头部包括端面和连接在端面与杆部之间的多个侧面。端面具有弧形段，每个侧面具有直线段，端面的弧形段与侧面的直线段连接并相切。

根据本实用新型的一个实施例，多个侧面依次连接形成多边形的外轮廓。

根据本实用新型的一个实施例，整个端面都是由弧形段构成。

根据本实用新型的一个实施例，端面还具有位于其中心的平面段，弧形段围绕平面段设置。

根据本实用新型的一个实施例，平面段的形状是圆形的。

根据本实用新型的一个实施例，弧形段的形状是球面或椭球面的一部分。

根据本实用新型的一个实施例，紧固件为螺栓。杆部包括光杆部、与光杆部连接的螺纹部以及与螺纹部背离光杆部的一端连接的导向部。光杆部位于杆部靠近头部的一端。螺纹部设有外螺纹，外螺纹上有螺纹防松胶层。导向部的外径小于螺纹部的外径。

根据本实用新型的一个实施例，紧固件还包括设置在头部和杆部之间的法兰。紧固件的头部、法兰以及杆部是一体成型的。

根据本实用新型的一个实施例，紧固件还包括邻近法兰设置的垫片。垫片套设于杆部上，可在杆部上滑动。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种机动车辆，机动车辆上包含以上所述的紧固件。

本实用新型的紧固件通过端面的弧形段与侧面的直线段之间的平滑连接，能够降低对周围部件造成损害的可能性，同时其生产成本和装配复杂度相对于现有技术并未受到显著影响。

实用新型内容总结了实施例的各方面，并且不应当用于限制本实用新型的保护范围。根据在此描述的技术可设想到其他实施方式，这对于本领域普通技术人员来说在研究以下附图和具体实施方式后将是显而易见的，并且这些实施方式意图被包含在本申请的范围内。

附图说明

为了更好地理解本实用新型，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在一些情况下比例可能已经被放大，以便强调和清楚地示出本文描述的特征。另外，如本领域中已知的，系统部件可以被不同地布置。此外，在附图中，贯穿几个视图，相同的附图标记以及增加一百的整倍数的附图标记表示相应的部分。

图1是现有技术中的一种紧固件的示意性立体图；

图2是图1所示的紧固件的示意性正视图；

图3是根据本实用新型一实施例的紧固件的示意性立体图；

图4是图3所示的紧固件的示意性正视图；

图5是图4所示的紧固件的头部的局部放大图；

图6是图3所示的紧固件的示意性俯视图；

图7是图4所示的紧固件的局部放大图，示出了紧固件的头部和法兰；

图8是根据本实用新型另一实施例的紧固件的示意性立体图；

图9是图8所示的紧固件的示意性正视图；

图10是图8所示的紧固件的示意性俯视图；

图11是根据本实用新型另一实施例的紧固件的示意性立体图；

图12是图11所示的紧固件的示意性正视图；

图13是图12所示的紧固件的头部的局部放大图；

图14是图11所示的紧固件的示意性俯视图；

图15是根据本实用新型另一实施例的紧固件的示意性立体图；

图16是图15所示的紧固件的示意性正视图；

图17是图15所示的紧固件的示意性俯视图。

具体实施方式

虽然本实用新型可以以各种形式实施，但是在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，但应该理解的是，公开的实施例将被认为是本实用新型的示例并不意图将本实用新型限制于所说明的具体实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图1和2示出了现有技术中常见的一种类型的紧固件1的示意图。该紧固件1包括杆部2和与杆部2连接的头部3。头部3包括背离杆部2的端面4和连接在端面4与杆部2之间的多个侧面5。每个侧面5都具有直线段6。如图所示，这种类型的紧固件1的头部3在端面4和侧面5的直线段6之间形成有尖角7。当这种类型的紧固件1在机动车辆上使用时，在诸如机动车辆碰撞等特殊情况下，所形成的尖角7容易直接接触其附近设置的油/气管线或导线等部件从而损坏或刺穿这些部件。

针对上述问题，目前现有技术中通常的解决方案是：(1)对油/气管线或导线进行重新布线使之避开这种紧固件所在的区域；(2)为这种外驱动类型的紧固件的头部手动添加保护器以通过保护器覆盖或隐藏这种尖角； (3)使用外部没有尖角的内驱动类型的紧固件来替代这种外驱动类型的紧固件。然而，这些解决方案成本很高、装配效率很低并且适用性差：对油/气管线或导线进行重新布线受限于空间限制且提高了成本；添加保护器存在漏装风险并且增加了工时；内驱动类型的紧固件不适用于高扭矩结合点。

为了解决至少一个上述问题，本实用新型的一个方面提出了一种紧固件100(或200、300、400)，如图3-17所示，该紧固件100(或200、300、 400)包括杆部160(或260、360、460)以及与杆部160(或260、360、 460)连接的头部120(或220、320、420)，所述头部120(或220、320、 420)包括端面122(或322)以及连接在端面122(或322)与杆部160 (或260、360、460)之间的多个侧面126(或326)，端面122(或322) 具有弧形段125(或325)，每个侧面126(或326)具有直线段127(或 327)，其中端面122(或322)的弧形段125(或325)与侧面126(或326) 的直线段127(或327)连接并相切。

图3-7示出了根据本实用新型的一实施例的紧固件100的示意图。出于说明的目的，在本申请说明书以及附图中，紧固件100显示为螺栓的形式。然而，应当理解，本实用新型构思不局限于应用于螺栓，本领域技术人员可以想到其他适用的紧固件类型，例如螺柱、螺钉、螺母等。该紧固件100可以与相关部件的螺纹孔或者螺母配合以将两个或更多个带孔的部件连接在一起。参照图3和4，该紧固件100包括头部120、杆部160以及设置在头部120与杆部160之间的法兰140。

下面详细描述头部120的结构。如图5和6所示，头部120包括背离法兰140的端面122和连接在端面122与法兰140之间的多个侧面126。多个侧面126依次连接形成多边形的外轮廓124。该多边形的外轮廓124 配置用于能够被驱动工具(例如，扳手)接合以将紧固件100装配到与其匹配的部件(例如，螺纹孔或匹配的螺母)中，或者将其从与其匹配的部件中取出。在所示的实施例中，头部120总共具有六个侧面126。在图5 中仅示出了其中三个侧面126，在图6中，六个侧面126显示为外轮廓124 的六条边。换句话说，在所示的实施例中，头部120形成了六边形的外轮廓124。然而，在其他实施例中，头部也可以具有多于或少于六个的侧面，由此形成非六边形的外轮廓，例如但不限于，五边形的外轮廓、八边形的外轮廓、十边形的外轮廓、十二变形的外轮廓、十六边形的外轮廓、二十四边形的外轮廓等等。应当理解，虽然本实用新型实施例示出为形成了正多边形的外轮廓，但这并不意味着对本实用新型进行限制，形成非正多边形的外轮廓同样在本实用新型的范围内。

多个侧面126中的每个侧面126包括两条直线段127。相邻的两个侧面126通过各自的一条直线段127彼此连接。换句话说，直线段127构成相邻的两个侧面126之间的交线。也就是说，在所示的实施例中，由于相邻的两个侧面126之间的直线段127重合，在外轮廓124上实质上总共看到六条直线段127。在图5中只示出了其中四条直线段127，另外两条直线段127不可见，在图6中，六条直线段127显示为六边形的外轮廓124 的六个顶点。

头部120的每个侧面126均与端面122连接。端面122包括位于中心的平面段123和围绕平面段123设置的弧形段125。弧形段125与多个侧面126中的每一个连接，弧形段125与侧面126的直线段127相切，从而实现二者之间的平滑的无尖角的连接。在所示的实施例中，弧形段125是球面的一部分。在这种情况下，弧形段125的半径可以大于等于多个侧面 126所形成的多边形的内切圆的直径的一半。应当理解，上述尺寸范围仅作为示例给出，本领域技术人员可以根据实际需要采用上述尺寸范围以外的其他尺寸。在其他实施例中，弧形段125可以不是球面的一部分，例如，可以是椭球面的一部分。在这种情况下，本领域技术人员可以根据需要对弧形段的尺寸进行类似地设计。

头部120上平面段123的存在对于特定制造工艺(例如，冷镦工艺) 而言是有利的，包括平面段123使得相应的紧固件更易于制造。如图6的俯视图所示，在所示的实施例中，平面段123的形状是圆形的。在这种情况下，圆形的平面段123的直径可以小于等于多个侧面126所形成的多边形的内切圆的直径的一半。在另一些实施例中，圆形的平面段123的直径可以大于等于多个侧面126所形成的多边形的内切圆的直径的三分之一。在另一些实施例中，圆形的平面段123的直径可以在多个侧面126所形成的多边形的内切圆的直径的三分之一至一半之间的范围内。应当理解，上述尺寸范围仅作为示例给出，本领域技术人员可以根据实际需要采用上述尺寸范围以外的其他尺寸。在其他实施例中，平面段123的形状可以不是圆形的，而是例如可以是多边形的，本实用新型并不对此进行限制。

下面详细描述杆部160的结构。返回参照图4，杆部160包括光杆部 162和螺纹部164。光杆部162设置在杆部160靠近法兰140的一端。光杆部162包括靠近法兰设置的渐缩部161，渐缩部161沿从头部120至螺纹部164的方向A外径逐渐减小，能够增加杆部160与头部120之间的连接稳定性。光杆部162的外表面上没有设置螺纹。螺纹部164紧邻光杆部 162设置，外表面上设有外螺纹。螺纹部164的外螺纹被构造为与待与紧固件100配合的部件(例如，螺纹孔或螺母)的内螺纹接合以稳定地连接两个或更多个待连接部件。根据具体应用，螺纹部164上设置的外螺纹可以是左旋螺纹或右旋螺纹，并且可以采用三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹或其他形状的螺纹的形式，本实用新型并不对此进行限制。在所示的实施例中，螺纹部164的长度L2约占杆部160总长度L1的90％，并且螺纹部164的外径D3约为杆部160总长度L1的17％。在其他实施例中，可以根据连接强度的需求来设置螺纹部164的长度L2占杆部160 总长度L1的百分比以及螺纹部164的外径D3占杆部160总长度L1的百分比。在所示的实施例中，光杆部162的外径大致等于螺纹部164的外径。在其他实施例中，光杆部162的外径可以不等于螺纹部164的外径，而是小于或大于螺纹部164的外径。光杆部162和螺纹部164之间通过斜面过渡，这有利于紧固件100的安装。在所示的实施例中，光杆部162和螺纹部164之间通过两个斜面(即，第一斜面163和第二斜面165)过渡，这与光杆部162的外径大致等于螺纹部164的外径有关。在其他实施例中，光杆部162和螺纹部164之间可以根据需要仅通过一个斜面过渡。螺纹部 164终止于倒角部167，该倒角部27的存在有助于紧固件100与待与其配合的部件(例如，螺纹孔或螺母)的安装，使得安装效率得以提高。

如图3和4所示，螺纹部164的外表面形成有螺纹防松胶层170，能够防止螺纹连接松动，同时也起到密封的作用。可通过在螺纹部164的外螺纹表面涂覆螺纹防松胶形成螺纹防松胶层170。在所示的实施例中，螺纹防松胶层170仅覆盖一部分外螺纹。在其他实施例中，螺纹防松胶层170 可以根据实际需要具有比图中所示的更大或更小的尺寸。在所示的实施例中，螺纹防松胶层170的形成方法采用非全周点胶的方式，即并未围绕一整圈外螺纹进行点胶，而仅围绕一圈外螺纹的一部分进行点胶，例如，可以是半周点胶或者四分之一周点胶等。在其他实施例中，螺纹防松胶层170 也可以根据实际需要采用全周点胶的方式。应当理解，相应的点胶方式以及点胶范围可以根据实际需要进行选择，本实用新型并不对此进行限制。

下面详细描述法兰140的结构。在继续参照图3和4的基础上进一步参照图7，法兰140一端与头部120背离端面122的端面(例如，多个侧面126远离端面122的一端形成的面)抵接，另一端与杆部160的光杆部 162抵接。法兰140包括上部142和下部144。在所示的实施例中，上部 142为截头圆锥体形状，包括与头部120背离端面122的端面抵接的上抵接面143、与下部144抵接的下抵接面145以及置于上抵接面143和下抵接面145之间的侧面147。法兰140的外径由上抵接面143向下抵接面145 逐渐增大，由此逐渐增加了接触面积，从而提高了支撑强度并且保证夹紧力的均匀传递。在所示的实施例中，法兰140上抵接面143处的外径大致等于多个侧面126所围成的多边形的外接圆的直径，用D1表示。在一些实施例中，法兰140上抵接面143处的外径D1与下抵接面145处的外径 D2之间的比值在0.5-0.8之间，侧面147上的母线与下抵接面145构成的夹角为20°±10°，能够增强法兰的支撑强度。应当理解，上述尺寸范围仅作为示例给出，本领域技术人员可以根据实际需要采用上述尺寸范围以外的其他尺寸。在其他实施例中，上部142可以不是截头圆锥体形状，而是例如截头棱锥体形状。在所示的实施例中，下部144为圆柱形形状，并且上部142的下抵接面145的外径大致等于下部144的外径，由此进一步提高结构加强和稳定效果。在一些实施例中，上部142的高度和下部144 的高度之间的比值在1-4之间，由此，可以提高对头部120的支撑作用，确保了有效的加强和稳定效果。应当理解，上述尺寸范围仅作为示例给出，本领域技术人员可以根据实际需要采用上述尺寸范围以外的其他尺寸。

在所示的实施例中，头部120多个侧面126所围成的多边形的外接圆的直径(即，D1)大于杆部160的外径D3且小于法兰40的最大外径D2，由此能够增加螺栓连接的连接强度和稳定性。头部120的长度L3应大致为杆部160的长度L1的10％-20％，头部120的长度应大致为法兰总长度 L4的2-4倍，由此能够增加螺栓连接的连接强度和稳定性。应当理解，上述尺寸范围仅作为示例给出，本实用新型并不对此进行限制，可以根据实际需要，对上述尺寸范围进行调整和修改。

在本实用新型的上述实施例中，紧固件100示出为是通过任何合适的方法一体成型的，具体地，杆部160、头部120和法兰40是一体成型的。在一些其他实施例中，仅头部120和法兰40是一体成型的，而杆部160 通过焊接、粘接、螺纹连接等方式连接到一体成型的头部120和法兰140。在另一些其他实施例中，紧固件100的杆部160、头部120和法兰140均是单独制造的部件，并且通过焊接、粘接、螺纹连接等方式彼此连接在一起。

在本实用新型的一个实施例，上述紧固件100可以通过冷镦工艺制造。在其他实施例中，上述紧固件100可以通过机加工的方式制造。应当理解，上述制造工艺仅作为示例给出，本实用新型并不对其进行限制，本领域技术人员熟知的紧固件加工工艺都可以应用于制造本实用新型所提供的紧固件100。

在本实用新型的上述实施例中，紧固件100由金属材料制造，包括但不限于，碳钢、合金钢、不锈钢、铜等。应当理解，上述制造材料仅作为示例给出，本实用新型并不对其进行限制，本领域技术人员熟知的紧固件制造材料都可以应用于制造本实用新型所提供的紧固件100。

图8-10示出了根据本实用新型的另一实施例的紧固件200的示意图。参照图8和9，该紧固件200除了头部220、杆部260以及设置在头部220 与杆部260之间的法兰240之外，还包括邻近法兰240、套设于杆部260 上的垫片250。紧固件200的头部220和法兰240的结构与先前描述的紧固件100的头部120和法兰140的结构类似，出于简洁的目的，请参考先前的相关描述，在此不再重复赘述。

紧固件200的杆部260的结构不同于先前描述的杆部160的结构，杆部260除了光杆部262和螺纹部264之外，还包括导向部266。导向部266 设置于螺纹部264背离光杆部262的一端，用于在安装过程中将紧固件与相应配合的部件(例如，螺纹孔和螺母)对准，从而提高装配效率。在本实施例中，导向部266的长度L5应当处于2.0mm至7.0mm之间，导向部 266的外径D4小于螺纹部的外径D3，由此能够提高装配效率。导向部266 和螺纹部264之间通过斜面267过渡。在该实施例中，光杆部262的外径小于螺纹部264的外径，光杆部262和螺纹部264之间通过斜面263过渡。

垫片250在接触被连接部件时可发生形变，对被连接部件产生反弹力，从而保证被连接部件之间的连接稳定性。在所示的实施例中，垫片250呈圆环形，包括位于中心的孔，垫片250通过该孔套设于杆部260的光杆部 262上。垫片250的内径(也就是，孔的直径)略大于光杆部262的外径而小于螺纹部264的外径，使得垫片250可在光杆部262上上下滑动而不会滑落到螺纹部264上。垫片250的外径大于法兰240的最大外径(即，下抵接面处的外径)。垫片的厚度可以根据实际需要进行设计，本实用新型并不对此进行限制。

图11-14示出了根据本实用新型的另一实施例的紧固件300的示意图。紧固件300的结构大体上类似于紧固件100的结构，仅在头部320的结构方面有所差异，紧固件100的头部120的端面122包括位于中心的平面段 123和围绕平面段123设置的弧形段125，而如图13所示，紧固件300的头部320的端面322并不包括平面段，而是仅包括弧形段325，换句话说，整个端面322均由弧形段325构成。出于简洁的目的，对于相同或基本相同的部件或结构，请参考先前的描述，本实用新型中不再进行重复说明。

图15-17示出了根据本实用新型的另一实施例的紧固件400的示意图。紧固件400的结构大体上类似于紧固件200的结构，仅在头部420的结构方面有所差异，头部420的结构类似于以上所述的头部320的结构，即，头部 420的端面也不包括平面段，而仅包括弧形段，换句话说，头部420的整个端面均由弧形段构成。出于简洁的目的，对于相同或基本相同的部件或结构，请参考先前的描述，本实用新型中不再进行重复说明。根据本实用新型的第二个方面，提供了一种使用上述紧固件100、200、300和400的机动车辆。

与现有技术中的紧固件1不同，本实用新型提供的紧固件100、200、 300和400在端面的弧形段和侧面的直线段之间平滑过渡，当在机动车辆上使用时，这种紧固件不会对其附近设置的油/气管线或导线等软部件造成损坏，由此无需对油/气管线或导线进行重新布线，紧固件在机动车辆上的适用范围可加大。并且，本实用新型提供的紧固件在机动车辆上使用时可以直接取代现有的紧固件，而无需改变原本的机动车辆装配过程。此外，本实用新型提供的紧固件可以直接使用现有的驱动工具(例如，用于驱动现有紧固件的扳手等)进行驱动而无需对驱动工具进行改造，由此装配复杂性不会增加并且也无需额外的附加成本。另外，本实用新型提供的紧固件结构简单、易于制造。

应当理解的是，在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本实用新型范围内的另外实施例。此外，本文所述的特定示例和实施例是非限制性的，并且可以对以上所阐述的结构、尺寸、材料做出相应修改而不脱离本实用新型的保护范围。

在本申请中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不旨在指示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在表示多个这样对象中可能的一个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。

上述实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本实用新型的原理而提出。在基本上不脱离本文描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例做出许多变化和修改，所有修改也被包括在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种紧固件，其特征在于，包括：

杆部；以及

与所述杆部连接的头部，所述头部包括：

端面，所述端面具有弧形段；以及

连接在所述端面与所述杆部之间的多个侧面，每个所述侧面具有直线段，

其中，所述端面的所述弧形段与所述侧面的所述直线段连接并相切。

2.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述多个侧面依次连接形成多边形的外轮廓。

3.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，整个所述端面都由所述弧形段构成。

4.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述端面还具有位于其中心的平面段，所述弧形段围绕所述平面段设置。

5.根据权利要求4所述的紧固件，其特征在于，所述平面段的形状是圆形的。

6.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述弧形段的形状是球面或椭球面的一部分。

7.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述紧固件为螺栓，所述杆部包括：

光杆部，所述光杆部位于所述杆部靠近所述头部的一端；

与所述光杆部连接的螺纹部，所述螺纹部设有外螺纹，所述外螺纹上有螺纹防松胶层；以及

与所述螺纹部背离所述光杆部的一端连接的导向部，

其中，所述导向部的外径小于所述螺纹部的外径。

8.根据权利要求7所述的紧固件，其特征在于，所述紧固件还包括：

设置在所述头部和所述杆部之间的法兰，

其中，所述紧固件的所述头部、所述法兰以及所述杆部是一体成型的。

9.根据权利要求8所述的紧固件，其特征在于，所述紧固件还包括：

邻近所述法兰设置的垫片，所述垫片套设于所述杆部上，可在所述杆部上滑动。

10.一种机动车辆，其特征在于，所述机动车辆上包含上述权利要求1-9中任一项所述的紧固件。

Images