TW201439443A - 緊固組合件 - Google Patents

Abstract

一種緊固組合件，包含一螺帽與一墊圈，螺帽具有一螺紋孔及一帽頭，帽頭下緣向外擴展形成一裙部，裙部的底面設置數個連續斜面，相鄰的連續斜面之間形成擋牆；螺紋孔的底端向下延伸出一阻擋環，阻擋環外緣朝向連續斜面的表面形成一阻擋面；墊圈為一個環狀體，中心有一通孔，通孔的一部分擴大形成一擴徑孔，通孔和擴徑孔交界處形成一個肩部；墊圈頂面設置與螺帽的連續斜面數量相同的連續斜面，各連續斜面具有相同的傾斜角度，相鄰的連續斜面之間形成擋牆；墊圈的外周面設有至少一缺口；螺帽的阻擋面限制墊圈的肩部使墊圈不能脫離螺帽，阻擋面與肩部的最大垂直距離大於擋牆的垂直高度。

Description

緊固組合件

本發明係關於一種緊固組合件，特別是一種鎖緊之後有防盜、防鬆功能的緊固螺帽與墊圈組合件。

為了防止螺帽在與螺栓鎖緊後因震動、拉扯等因素造成鬆脫，或是為了防止在非使用者允許的情況下被盜取、破壞，目前已經有多種習知的解決方案，例如美國公開第2007/0243040A1號發明、美國專利第5626449號、第4168731號、第4034788號、第4055208號，以及中華民國新型第M298660號、第298661號、第298662號、第293986號、第285634號專利，大致揭露一種在螺帽與墊圈上開設對應的放射狀連續斜面防止螺帽鎖緊後產生鬆脫的手段，但該些習知的手段仍有尚待解決的問題；例如，螺帽與墊圈是彼此分離的，施工人員常因訓練不足或疏忽而將墊圈的方向裝反，使得原先設計的防盜防鬆功能喪失，為此，中華民國發明第I277701號專利揭示了一種組合了螺帽與墊圈的防盜防鬆緊固件，其螺帽與墊圈為不可分離，以避免施工人員將墊圈安裝錯誤方向的事件發生，但該構造仍有結構上的問題造成安裝後無法達到防鬆防盜的目的。為詳細了解該習知構造為何無法達到上述目的，說明如下：

請閱第1、2圖，係習知防盜防鬆緊固件之不同角度的分解立體圖，該習知的防盜防鬆緊固件包括一螺帽40，具有一螺孔401，其底緣形成一向外擴張的碟盤41，碟盤41底面設置數個楔形斜面44，各楔形斜面44連續相接，且各楔形斜面44銜接處形成具有高低落差的擋面441，碟盤41設有3個缺口42，底面鄰近螺孔401處形成向下延伸的凸緣邊43；一墊圈50，具有一穿孔52，墊圈50頂面設置數個連續斜面53，各連續斜面53連續相接，且各連續斜面53銜接處形成具有高低落差的承面531，穿孔52上部有一縮小徑孔形成的凸肩 55，墊圈50周圍設有3個缺口54，螺帽40與墊圈50結合一起後，缺口54、42可相對一致，使特殊工具的長桿可伸入缺口54、42中進行拆卸。

請閱第3、4圖，第3圖係習知防盜防鬆緊固件的組合上視圖，沿線A-A方向剖切為第4圖剖視圖，螺帽40底緣的碟盤41置放在墊圈50的頂面，且螺帽40底面的凸緣邊43插入墊圈50穿孔52向下穿出後，凸緣邊43以沖壓等技術向外彎折形成一環牆431，環牆431可扣持在墊圈50底面的凸肩55，使墊圈50無法從螺帽40底部脫離。

上述習知防盜防鬆緊固件藉由楔形斜面44與連續斜面53的斜面推擠原理，確實可防止一般盜賊以普通扳手工具擰鬆螺帽40，但其為了在施工過程出現錯誤時，或是日後需要拆除時可以再度卸除螺帽，設置了缺口42、54，並使用一種一般人無法取得之具有3個長桿的特殊板手工具，將3個長桿伸入缺口42、54同時轉動螺帽40與墊圈50，如此可以避開楔形斜面44與連續斜面53的相互推擠而順利的將緊固件鬆脫。為了達到可以再度拆卸螺帽的目的，缺口42、54必須保持對齊以供必要時讓特殊工具的長桿可以伸入。

為了讓缺口42、54保持對齊，首先在組裝螺帽40與墊圈50時就必須將缺口42、54對位，然後在鉚合螺帽40與墊圈50後又不能讓缺口42、54錯位；請閱第4圖，螺帽40與墊圈50是結合的狀態，而且楔形斜面44與連續斜面53完全貼合、而且擋面441與承面531亦完全貼合，此時若讓螺帽40相對墊圈50離開超過斜面的頂與底的垂直高度a，則螺帽40與墊圈50就有機會發生相對旋轉使缺口42、54錯開無法對齊，為了避免這種情形發生，在沖壓凸緣邊43彎折形成環牆431時，刻意將環牆431與凸肩55的垂直間隙b限定小於前述的垂直高度a。

藉由將垂直間隙b限制小於垂直高度a的做法雖然可以確保缺口42、54持續保持對齊，可是在實際使用上卻產生了另一個問題。緊固件在運送過程中因為震動、摩擦、彼此推擠，螺帽40與墊圈50會成反方向旋轉使楔形斜面44與連續斜面53沿接觸面滑動，待環牆431與凸肩55接觸抵靠後，楔形斜面44與連續斜面53因震動、摩擦、推擠作用持續抵緊，後續再因為儲存時間過長、空氣中水分的氧化作用，最終呈現如第5圖的咬死狀態，即螺帽40與墊圈50已經變成無法相對運動的一體結構，當施工人員將此咬死的緊固件螺合到螺栓後，其防止螺帽40退出的破壞變形距離c將只剩下很微小的量，楔形斜面44與連續斜面53的接觸面積也較原先設計小很多而容易變形，此時用一般板手扳動螺帽40就有可能使楔形斜面44壓迫連續斜面53變形而旋轉，螺帽40因此被非法鬆脫。

綜上所述，此等習知防盜防鬆緊固件其仍存在無法有效的防止盜竊與破壞問題，先前技術對於此一問題並未揭示任何解決手段。

依據本發明之一實施例，提出一種緊固組合件，包含一螺帽與一墊圈，螺帽的帽頭下緣向外擴展形成一裙部，裙部的底面設置數個連續斜面，相鄰的連續斜面之間形成擋牆；螺帽的螺紋孔底端向下延伸出一阻擋環，阻擋環外緣朝向連續斜面的表面形成一阻擋面；墊圈中心有一通孔，通孔的一部分擴大形成一擴徑孔，通孔和擴徑孔交界處形成一個肩部；墊圈頂面設置與螺帽有相同數量連續斜面，相鄰的連續斜面之間形成擋牆；阻擋面與肩部的最大垂直距離大於擋牆的垂直高度，因此螺帽的阻擋面限制墊圈的肩部使墊圈不能脫離螺帽，同時使螺帽和墊圈可以相對自由旋轉，使兩者不會在尚未使用前造成卡死的狀態，確保使用上可以達到防止非法竊盜與破壞的目的。

請同時參考第6圖與第7圖，系本發明之第一實施例的兩個不同方向立體圖。本實施例之緊固組合件包含一螺帽10與一墊圈20；螺帽10有一個帽頭11，一般螺帽帽頭的外形有各種不同規格形狀，圖示中以六面柱體表示但不限於此種六角螺帽。帽頭11下緣向外擴展成圓盤狀的裙部12，裙部12擴大了帽頭11的遮蓋面積；螺帽10的中心設有螺紋孔13，其螺紋種類可以選擇三角螺紋、標準螺紋或是梯形螺紋，於圖中未詳細繪製螺紋齒形；裙部12的底面設置數個連續斜面14，連續斜面14的數量至少有3個，最佳為10個到15個，各連續斜面14具有相同的長度與傾斜角度，相鄰的連續斜面14之間形成擋牆15；螺紋孔13的底端向下延伸出一阻擋環16，阻擋環16的內徑大於螺紋孔13的螺紋外徑，這樣才不至於在螺合螺栓的時候與螺栓干涉，第7圖中的阻擋環16表示為組裝後變形的形狀，變形後的阻擋環16外緣朝向連續斜面14的表面形成一阻擋面17。墊圈20成為一個環狀體，外徑小於或等於裙部12最大的外徑，墊圈20中心有一個通孔21，通孔21的一部分更擴大直徑形成一個擴徑孔22，通孔21和擴徑孔22之交界處形成一個環形平面的肩部23；墊圈20的頂面設置數個連續斜面24，連續斜面24的數量與螺帽10的連續斜面14相同，各連續斜面24具有相同的長度與傾斜角度，相鄰的連續斜面24之間形成擋牆25；墊圈20的外周面設有至少一個缺口26，缺口26的數量最佳為3個等距設置；墊圈20具有一個底面27，底面27用來跟被固定的物件接觸，其表面設置有細紋構造271，細紋構造271可以是微凸起或微凹陷的點或線，尺寸最佳界於0.1~0.3mm之間，在被鎖緊壓迫物件時可以產生微小的變形增加摩擦力，同時不會對被鎖緊的物件表面造成刮傷。

請閱第8、9圖本發明第一實施例的組合立體圖及組合剖視圖，螺帽10與墊圈20組合，其二者的連續斜面14、24是緊密的貼合，同時擋牆15、25也是接觸的狀態，裙部12對缺口26形成遮蓋的作用。螺帽10的阻擋環16在尚未與墊圈20結合之前是一個直筒的形狀(未繪示)，圖中所示的阻擋環16已經變形為喇叭狀的向外擴徑，並且形成了一個阻擋面17。將阻擋環16變形的手段通常是沖壓，依照目前的工業技術可以利用模具很精確的控制變形量與變形尺寸，變形後的阻擋環16外徑形成的阻擋面17阻擋了墊圈20的肩部23，而在墊圈20與螺帽10最緊貼的狀態下(即第9圖所示擋牆15、25接觸的狀態)，阻擋面17與肩部23的垂直距離d大於擋牆15、25的垂直高度e，亦即阻擋面17與肩部23的最大距離大於擋牆15、25的垂直高度，如此一來，墊圈20無法從螺帽10底部脫離，並且墊圈20與螺帽10可以相對的旋轉，在運送過程的震動環境中連續斜面14可輕易的滑過任一連續斜面24，兩者不會有斜面卡死的情形發生；如此一來墊圈20不會自螺帽10脫離，施工上不會有將墊圈20方向置反的問題；其次在鎖緊的時候因為連續斜面14、24不會卡死，所以用板手帶動螺帽10旋轉並藉由擋牆15推動擋牆25使墊圈20一起旋轉鎖固到位；再者由於缺口26被裙部12遮蓋，非法破壞者在未能取得管制的特殊工具的情況下，僅能以普通板手意圖逆時針旋開螺帽10，而墊圈20因為底面27的細紋構造271增加與固定物件間摩擦力而不會跟隨螺帽10旋轉，連續斜面14、24將產生推擠作用使螺紋孔的螺牙和螺栓的螺牙(未繪示)呈現越轉越緊的情形，除非施加的扭力完全破壞螺牙結構，否則無法卸除螺帽10。

請參閱第10圖，系本發明之第二實施例的立體圖。本實施例之緊固組合件包含一螺帽10’與一墊圈20；螺帽10’有一個帽頭11，帽頭11下緣向外擴展成圓盤狀的裙部12，裙部12擴大了帽頭11的遮蓋面積，並且裙部12的外周圍再向下延伸形成一圍牆18；螺帽10’的中心設有螺紋孔13；裙部12的底面設置數個連續斜面14，連續斜面14的數量至少有3個，最佳為10個到15個，各連續斜面14具有相同的長度與傾斜角度，相鄰的連續斜面14之間形成擋牆15，圍牆18從側面可以完全遮蓋連續斜面14與擋牆15；螺紋孔13的底端向下延伸出一阻擋環16，阻擋環16的內徑大於螺紋孔13的螺紋外徑，阻擋環16外緣與連續斜面14之間形成一阻擋面17。墊圈20為一個環狀體，墊圈20外徑小於圍牆18的內徑，墊圈20中心有一個通孔21，通孔21的一部分更擴大直徑形成一個擴徑孔22，通孔21和擴徑孔22之交界處形成一個環形平面的肩部23；墊圈20的頂面設置數個連續斜面24，連續斜面24的數量與螺帽10’的連續斜面14相同，各連續斜面24具有相同的長度與傾斜角度，相鄰的連續斜面24之間形成擋牆25；墊圈20的外周面設有至少一個缺口26，缺口26的數量最佳為3個且等距設置；墊圈20具有一個底面27，底面27用來跟被固定的物件接觸，其表面設置有細紋構造271，細紋構造271可以是微凸起或微凹陷的點或線，尺寸最佳界於0.1~0.3mm之間，在被鎖緊壓迫物件時可以產生微小的變形增加摩擦力，同時不會對被鎖緊的物件表面造成刮傷。

請閱第11圖本發明第二實施例組合上視圖及第12圖使用狀態示意圖。螺帽10’與墊圈20由一螺栓30共同將兩片固定物件31予以鎖緊，墊圈20的底面27與其中一固定物件31的表面接觸，細紋構造271使墊圈20與接觸的固定物件31表面增加了摩擦力可以克服較大的扭矩，墊圈20與螺帽10’的連續斜面14、24完全貼合，擋牆15、25也緊靠在一起，裙部12在軸向位上遮蓋了缺口26使一般工具無法直接插入到缺口26，圍牆18則更包圍了連續斜面14、24的側面使他人無法從外觀得知這是具有防盜防鬆功能的緊固件，而當非法破壞者欲解除緊固件時，用普通板手工具從帽頭11施以退除螺帽10’的扭矩，或是因震動、拉扯所造成螺帽10’往退除方向轉動，連續斜面14、24將產生斜面推擠作用使螺帽10’和螺栓30的螺牙產生強大的接觸摩擦力阻止螺帽10’退出，又由於此類緊固件通常用在鐵軌的固定或是鋼結構建築的組合，其機械螺牙本身具有較大的鋼性可以抵抗斷裂破壞，螺帽10’無法被退出而達到防盜與防鬆的目的。

當正確的使用者在施工過程中因程序等錯誤而必須解除已經鎖上的緊固件的時侯，係可以利用一拆卸工具32進行卸除；拆卸工具32具有與缺口26的數量、位置相符的數長桿321，長桿321的末端具有爪322，爪322可以相對長桿321橫向移動，移動的方式可以用螺紋的旋轉推進旋出或是彈簧的伸縮達成，卸除工具的細部構造於此不詳予描述。拆卸工具32將長桿321放置到對應的缺口26位置後，爪322可以伸入缺口26中，接著轉動拆卸工具32由爪322帶動墊圈20旋轉，墊圈20由擋牆25推動擋牆15迫使螺帽10’同步旋轉，此時連續斜面14、24不會產生斜面推擠作用，因而可以順利解除緊固件。

本發明所有揭示的實施例皆應被認為係用以說明而非限制本發明，本發明可以用不同於本文所陳述的其他方式進行。因此，在不脫離本發明之範疇及實質特徵的情況下，於申請專利範圍之意義及均等範圍內之所有改變均視為被包括於權利範圍中。

10，10’．．．螺帽

11．．．帽頭

12．．．裙部

13．．．螺紋孔

14、24．．．連續斜面

15、25．．．擋牆

16．．．阻擋環

17．．．阻擋面

18．．．圍牆

20．．．墊圈

21．．．通孔

22．．．擴徑孔

23．．．肩部

26．．．缺口

27．．．底面

271．．．細紋構造

30．．．螺栓

31．．．固定物件

32．．．拆卸工具

321．．．長桿

322．．．爪

40．．．螺帽

401．．．螺孔

41．．．碟盤

42．．．缺口

43．．．凸緣邊

44．．．楔形斜面

441．．．擋面

50．．．墊圈

52．．．穿孔

53．．．連續斜面

531．．．承面

54．．．缺口

55．．．凸肩

a．．．垂直高度

b．．．垂直間隙

c．．．破壞變形距離

d．．．垂直距離

e．．．垂直高度

第1圖係習知防盜防鬆緊固件第1角度分解立體圖。

第2圖係習知防盜防鬆緊固件第2角度分解立體圖。

第3圖係習知防盜防鬆緊固件組合上視圖。

第4圖係第3圖沿線A-A方向之剖視圖。

第5圖係習知防盜防鬆緊固件組合後卡死狀態示意圖。

第6圖是本發明第一實施例的分解立體圖。

第7圖是第6圖另一個方向的分解立體圖。

第8圖是本發明第一實施例的組合立體圖。

第9圖是本發明第一實施例的組合剖視圖。

第10圖是本發明第二實施例分解立體圖。

第11圖是本發明第二實施例組合上視圖。

第12圖是第11圖沿線B-B方向剖視的使用狀態示意圖。

10．．．螺帽

11．．．帽頭

12．．．裙部

13．．．螺紋孔

14．．．連續斜面

15．．．擋牆

16．．．阻擋環

17．．．阻擋面

20．．．墊圈

21．．．通孔

22．．．擴徑孔

23．．．肩部

24．．．連續斜面

25．．．擋牆

26．．．缺口

27．．．底面

271．．．細紋構造

Claims (8)

1. 一種空調通風管裝置，其包含: 一螺帽，該螺帽具有一螺紋孔及一帽頭，該帽頭下緣向外擴展形成一裙接處部，該裙部的底面設置數個連續斜面，各相鄰的連續斜面之間形成擋牆；該螺紋孔的底端向下延伸出一阻擋環，該阻擋環外緣朝向該連續斜面的表面形成一阻擋面；一墊圈，該墊圈為一個環狀體，其外徑小於或等於該裙部的外徑，該墊圈中心有一通孔，該通孔的一部分擴大形成一擴徑孔，該通孔和擴徑孔之交界處形成一肩部；該墊圈的頂面設置數個連續斜面，該連續斜面的數量與該螺帽的連續斜面的數量相同，各相鄰的連續斜面之間形成擋牆；該墊圈的外周面設有至少一缺口；其中該螺帽的阻擋面限制該墊圈的肩部使該墊圈不能脫離該螺帽，該阻擋面與該肩部的最大垂直距離大於該擋牆的垂直高度。
2. 如申請專利範圍第1項之緊固組合件，其中該缺口在軸向位上被該   裙部遮蓋。
3. 如申請專利範圍第2項之緊固組合件，其中該墊圈設有一底面，該底面具有細紋構造。
4. 如申請專利範圍第3項之緊固組合件，該細紋構造為微凸起或微凹陷的點或線之其中一種。
5. 如申請專利範圍第4項之緊固組合件，該細紋構造尺寸界於 0.1~0.3mm之間。
6. 如申請專利範圍第2或5項之緊固組合件，其中該缺口數量為3個。
7. 如申請專利範圍第6項之緊固組合件，其中該裙部周圍向下延伸形成一圍牆。
8. 如申請專利範圍第7項之緊固組合件，其中該圍牆從側面完全遮蓋該螺帽與該墊圈的連續斜面與擋牆。