TWI577895B - Nuts and bolts and nuts - Google Patents

Description

螺帽及螺栓暨螺帽之緊固構造

本發明是有關螺帽及使用該螺帽的螺栓暨螺帽之緊固構造。

自以往，如專利文獻1表示，具備設有外螺紋的軸部與形成在包括上述外螺紋的上述軸部的卡合凹部的螺栓，及具備中央有螺孔的螺帽主體與安裝在上述螺帽主體的卡止構件的螺帽的緊固構造已為人所熟知。更詳細而言，在上述卡止構件設有朝螺孔的徑內方向延伸的卡止爪，使其與上述卡合凹部卡合，上述卡合凹部，具備：位於上述外螺紋之螺栓暨螺帽的鎖緊方向前方的引導面，及位於上述外螺紋之螺栓暨螺帽的鎖緊方向後方的卡合面。上述引導面是在上述螺栓暨螺帽朝著上述鎖緊方向旋轉時，容許上述卡止構件越過而前進的面，上述卡合面是在上述螺栓暨螺帽朝著鬆動方向旋轉時，與上述卡止構件卡合而不容許上述卡止構件越過前進，使上述螺帽不會鬆動的面。

更詳細而言，上述螺帽的上述卡止構件具備 固定在上述螺帽體上的固定部與卡止爪，上述卡止爪，具備：從上述固定部朝著上述螺孔的實質軸向延伸的垂直豎立部，及從上述垂直豎立部的側部朝上述螺孔的實質周圍方向延伸，並朝著徑向彎曲而延伸的延設部。上述螺帽鎖緊於上述螺栓時，在上述卡止爪彈性變形的狀態下，朝著上述卡止爪回到上述彈性變形前的狀態的上述螺孔的徑向移動，使上述延設部定位於上述卡合凹部內，上述螺栓暨螺帽朝著鬆動方向旋轉時，藉上述延設部與上述卡合面的卡合，使其不能越過上述卡合面前進。

但是，在將上述螺帽鎖緊於螺栓時，有時不能順利地鎖緊。研究此一鎖緊不良的原因之後，發現會有卡止爪鈎住螺栓的螺紋的情況。詳細而言，將螺帽從螺栓鎖入時，栓鎖緊通過螺帽的螺孔的螺栓前端在露出頭之後接近上述卡止構件，則可能會導致上述延設部的下端(最接近延設部的螺帽主體的端面)鈎住螺栓的螺紋，而不能進一步地鎖緊。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本實開平3-29717號公報

本發明的目的是提供一種螺帽及使用該螺帽 的螺栓暨螺帽的緊固構造，除了可發揮防鬆作用並可發揮合理且確實防鬆用的卡止爪的作用。

本發明提供一種螺帽及使用該螺帽的螺栓暨螺帽的緊固構造，上述螺帽是相對於螺栓被緊固的螺帽，上述螺栓具有軸部與卡合凹部，上述軸部設有外螺紋，上述卡合凹部形成於包括上述外螺紋的上述軸部上，上述螺帽具有螺帽主體與卡止構件，上述螺帽主體具有螺孔，上述卡止構件安裝在上述螺帽主體上，上述卡合凹部具有引導面與卡合面，上述引導面是位在上述外螺紋上的鎖緊方向的前方，上述卡合面則是位在上述外螺紋上的鎖緊方向的後方，上述引導面是在朝鎖緊方向旋轉時容許上述卡止構件越過並前進的面，上述卡合面通過朝鬆動方向旋轉時與上述卡止構件的卡合，不容許上述卡止構件越過並前進，使得上述螺帽不能鬆動，在該螺栓暨螺帽的鎖緊連結中所使用的螺帽中，本發明的特徵為：上述螺帽的上述卡止構件具有固定在上述螺帽主體上的固定部與卡止爪，上述卡止爪是具有從上述固定部朝上述螺孔的大致軸向延伸的豎立部和從上述豎立部延伸的延設部的構件，上述豎立部是從比上述螺孔更接近外側的部位豎立的部份，上述延設部的至少一部份從上述螺孔的軸向顯示時是位於上述螺孔的內側，並且，上述延設部是以隨著在軸向上遠離上述螺帽主體而接近上述螺孔中心的方式朝徑內方向傾斜的部 份，在上述螺帽栓鎖於上述螺栓時，上述延設部在上述卡止爪產生彈性變形的狀態下成為沿著上述外螺紋的狀態，在上述延設部位於上述卡合凹部中的狀態下，上述卡止爪為了恢復到上述彈性變形前的狀態而向上述螺孔的徑內方向運動，上述延設部位於上述卡合凹部內，在朝上述鬆動方向旋轉時，上述延設部與上述卡合面卡合，所以不能越過上述卡合面前進。

本發明中，由於上述延設部以隨著在軸向上遠離上述螺帽主體而接近上述螺孔中心的方式朝著徑內方向傾斜，所以能夠提供該種螺帽及使用該螺帽的螺栓暨螺帽的緊固構造，該螺帽在將螺栓與螺帽鎖緊時，能夠防止螺栓的螺紋鈎住延設部而成為不能轉動，能夠合理且確實發揮防鬆用的卡止爪的作用。

並且，通過使豎立部以隨著朝軸向遠離上述螺帽主體而接近上述螺孔中心的方式朝著徑向傾斜，可使豎立部的側部延伸設置的延設部頁朝著徑向傾斜。由此，與使得豎立部在軸向上筆直地豎立，使延設部的全部或僅一部份朝著徑向傾斜的場合比較，可使其合理地順著螺栓的外螺紋。

此外，通過從上述固定部朝上述螺孔的徑內方向突出形成防鬆部，即使是使用在沒有防鬆凹部的螺栓上的場合，也能發揮防鬆作用。

11‧‧‧螺栓

12‧‧‧軸部

13‧‧‧外螺紋

14‧‧‧卡合凹部

15‧‧‧卡合面

16‧‧‧引導面

17‧‧‧螺栓的前端

20‧‧‧螺帽

21‧‧‧螺帽主體

22‧‧‧螺孔

23‧‧‧內螺紋

24‧‧‧鉚接部

31‧‧‧卡止構件

32‧‧‧固定部

33‧‧‧支撐部份

34‧‧‧卡止爪

35‧‧‧豎立部

36‧‧‧延設部

37‧‧‧側部

38‧‧‧缺口部

39‧‧‧前端部份

40‧‧‧下端邊

41‧‧‧上端邊

42‧‧‧中間部份

51‧‧‧防鬆部

第1圖為本發明實施形態有關的螺栓暨螺帽之緊固構造的透視圖。

第2圖為該緊固構造的螺帽的卡止構件的透視圖。

第3(A)圖為該卡止構件的上視圖，第3(B)圖為該卡止構件的前視圖。

第4(A)圖為該螺帽的上視圖，第4(B)圖為該螺帽的縱剖視圖。

以下，根據圖示說明本發明的實施形態。

該實施形態有關的緊固構造是由螺栓11與螺帽20組合所成。

螺栓11具有軸部12與卡合凹部14，軸部12設有外螺紋13，卡合凹部14形成於包括外螺紋13的軸部12。卡合凹部14雖然也可在軸向跨軸部12的全長設置，但只要在鎖緊時可設置在與螺帽20栓鎖的位置即可。並且，在周圍方向，雖只要設置一處即可，但也可設置複數處。該例是以180度的間隔設置在兩處。

各個卡合凹部14具備引導面16與卡合面15。更詳細而言，具備：位在外螺紋13的螺栓暨螺帽的鎖緊方向前方的引導面16，及位在外螺紋13的螺栓暨螺 帽20的鎖緊方向後方的卡合面15。引導面16是在螺栓暨螺帽20朝著上述鎖緊方向旋轉時，容許後述的螺帽20的卡止爪34越過並前進的面，卡合面15是在螺栓暨螺帽20鬆動方向旋轉時，與卡止爪34卡合不容許卡止爪34越過並前進的面。

因此，相對於半徑的角度在卡合面15的一側是比引導面16大。具體而言，卡合面15的同角度在45度以上為適當，引導面16的角度則是以小於45度(以0~±螺帽20度為佳)為適當。再者，本發明中，螺栓11暨螺帽20的旋轉是意味著兩者相對地旋轉，例如，即使螺帽20不旋轉而螺栓11旋轉成鎖緊方向、鬆動方向的場合，仍可表現出螺帽20的鎖緊方向、鬆動方向。又，卡合面15與引導面16不一定必須是平面，也可以是曲面，其形狀只要不違反其主旨即可進行適當變更。

螺帽20具備中央具有螺孔22的螺帽主體21，及安裝在該座面相反側的端面(圖的上面)的卡止構件31。該例中，由於是藉鉚接固定卡止構件31，所以在螺帽主體21的上面形成有鉚接部24，將卡止構件31配置在鉚接部24的內側，彎曲加工鉚接部24來固定卡止構件31。該鉚接部24可不需為環狀，只要以可固定為條件形成一部份即可。並在卡止構件31預先形成貫穿孔等的定位部，使卡止構件31不能轉動地牢牢地固定即可。除了該鉚接部之外，也可以焊接等的其他固定手段將卡止構件31固定在螺帽主體21。

卡止構件31其整體是成薄板狀的金屬製的環狀體，具備外圍側的固定部32與內周圍側的卡止爪34。該例中，卡止爪34是從環狀的固定部32的內圈朝向外側切開並翻起所形成，在外側的支撐部份33與固定部32的其他部份連結。該卡止構件31是僅卡止爪34具有彈性即可，但一旦考慮加工成本時，其整體由薄板狀的彈性鋼等金屬形成較為有利。卡止爪34只要設置一個以上即可，該例是在等間隔設置兩個。該卡止爪34是相對於螺栓11的卡合凹部14，最少是在一處卡合即可，但是以和螺栓11的卡合凹部14的個數相同數或倍數個數的卡止爪34等，同時在複數處預先卡合為佳。

固定部32是如上述，固定在螺帽主體21的上面，具有大於螺帽主體21的螺孔22的直徑。

卡止爪34具備傾斜豎立部35與延設部36。該卡止爪34在本例中，藉切開並翻起固定部32的一部份所形成。

如第3(B)圖表示，傾斜豎立部35是從固定部35朝著內螺紋23的實質的軸向延伸，但本例的特徵是朝著徑向傾斜。詳細而言，傾斜豎立部是以隨著在軸向上遠離上述螺帽主體而逐漸接近上述螺孔中心的方式朝徑內方向傾斜。該傾斜角度a(軸線與傾斜豎立部35所成的角度a)以5~35度為適當，並以15~25度更佳，但不限於此，可以發揮後述的作用為條件加以適當變更實施。

如第3(A)圖表示，平面顯示中，該傾斜豎 立部35也可以朝著相對於半徑方向成正交的切線方向延伸，但該例是相對於切線方向朝內側傾斜。該例中，設此傾斜角度b為10度，但可例示如-45~+45度，即使在該範圍以外只要是卡合爪34可卡合於卡合面的條件下，皆可適當加以變更。

接著，從該豎立部35的側部37延設有延設部36。詳細是從螺帽20的鬆動方向旋轉的方向(箭頭y方向)的側部37，延設有延設部36。該實施形態中，從豎立部35的側部37的大致整體高度，使延設部36延伸，但例如也可以從豎立部35的側部37的二分之一的範圍，延設著延設部36，其範圍(上下高度的範圍)可以發揮停止鬆動功能為條件下加以適當變更。

該延設部36是隨著朝向前端而逐漸朝徑內方向前進的部份。

該實施形態中，延設部36具備連接於豎立部35的側部37的中間部份42，及連接於中間部份42的大致周圍方向前端的前端部份39。中間部份42是從軸向顯示(即平面顯示)，從豎立部35的側部37，朝著螺孔22實質的周圍方向延伸，並隨著朝向前端而逐漸朝徑內方向前進。具體而言，中間部份42具有相對於半徑約25度的角度，前端部份39具有相對於半徑約45停止鬆動度的角度，相對於中間部份42與前端部份39的半徑的角度的差形成約20度。該角度的差為可適當變更，以0~50度左右為佳，並以15~23度左右更佳。再者，角度的差為0度的 場合，不具有前端部份39與中間部份42的小區間，即整體可謂形成一個延設部36。相反地，也可設置三個以上的小區間，在整體為描繪出曲線呈彎曲的形狀。

從螺孔22的軸向顯示延設部36，至少其一部份是位在上述螺孔22內。在此，所謂螺孔22內是意味著較螺孔22的內螺紋23的谷底23a更位於其內側(中心側)，藉以使延設部36的一部份和與螺孔22栓鎖的螺栓11的外螺紋13接觸。並且，第3(A)圖中，23b是表示內螺紋23的螺紋頂部。該實施形態中，前端部份39與外螺紋13接觸。該前端部份39以隨著在軸向上遠離上述螺帽主體21(隨著朝向第3(B)圖的上方)，而接近螺孔22中心的方式朝著徑內方向傾斜。該傾斜雖是根據先前的豎立部35傾斜所形成，但是豎立部35與延設部36(尤其是前端部份39)的傾斜角度並不一定需要一致，豎立部35也可以和軸向平行，僅使得延設部36(尤其是前端部份39)傾斜即可。但是，與豎立部35一起傾斜的一側可以合理地彈性變形，且加工上也容易。

在螺栓11栓鎖螺孔22時，卡止爪34彈性變形的狀態下，延設部36(該例為前端部份39)卡合於外螺紋13。

詳細而言，首先，栓鎖於螺帽20，使得從螺孔22脫離出的螺栓11的前端17的不完全螺紋部與位在比螺孔22的內螺紋的螺谷更內側(中心側)的前端部39抵接，使其朝徑外方向一邊彈性變形並使得螺栓11持續 地朝著栓緊的方向進行。並且，在前端部份39位於卡合凹部14的狀態下，卡止爪34朝著回到彈性變形前的狀態的徑內方向移動，使前端部份39位於卡合凹部14內。在此狀態下，螺栓11進一步朝向鎖緊方向旋轉時，前端部份39會越過引導面16，從卡合凹部14伸出而回到沿著螺紋的狀態。

另一方面，朝著上述螺栓暨螺帽鬆動的方向旋轉，使前端部份39進入卡合凹部14時，由於和卡合面15卡合，而不能越過卡合面15前進，在卡合凹部14的位置停止旋轉，實現螺紋的確實停止旋轉。

在此，與專利文獻1的停止旋轉相同的構造為豎立部35從固定部32呈直角豎立，形成與軸向平行的狀態。因此，延設部36也形成與軸向平行。其結果，栓鎖於螺帽20而從螺孔22伸出的螺栓11的前端17的不完全螺紋部在抵接於延設部36時，延設部36的下端邊(軸向中接近螺帽20的邊)被鈎於外螺紋13，不能順利地朝徑外方向彈性變形，而有在鉤掛處停止的場合。相對於此，本發明中，上述延設部36(尤其前端部份39)是以隨著在軸向上遠離上述螺帽主體21而接近螺孔22中心的方式朝徑內方向傾斜，因此會降低延設部36(尤其前端部份39)的下端邊40(在軸向接近螺帽20的邊)鉤掛於外螺紋13之虞。

最理想的是設延設部36(尤其前端部份39)的下端邊40的半徑比螺孔22大，並使得延設部36(尤 其前端部份39)的上端邊41(軸向上從螺帽20遠離的邊)的半徑比螺孔22小。藉此，外螺紋13在與前端部份39最初接觸的部份是形成在延設部36的下端邊40與上端邊41之間的面，所以可消除下端邊41有鈎掛於外螺紋13之虞，使卡止爪34順利地朝著徑外方向擴開。但是，如先前的說明，前端部份39是隨著從螺帽主體21朝軸向遠離，而朝著徑內方向傾斜，所以延設部36(尤其前端部份39)的下端邊40的半徑小於螺孔22的場合，卡止爪34仍可藉此傾斜，較以往更為順利地朝徑外方向擴開。並且，下端邊40也可以朝著與螺孔22的軸向正交的方向延伸，但該例是隨著朝向前端從螺帽主體21而朝軸向遠離地傾斜(圖為朝斜向上方傾斜)。藉此，可進一步降低與上述外螺紋13鈎掛的可能性而更為有利。

接著，該例中，除卡止爪34以外，並設置防鬆部51。該防鬆部51是朝螺孔22的徑內方向突出，在該例是卡止爪34與卡止爪34之間的大致半圓的弧形部份。

在此，卡止爪34是如上述，從環狀的固定部32的內周邊，朝外側切開並翻起而形成，所以切開並翻起的部份是形成從固定部32的內周邊朝徑外方向凹陷的缺口部38。因此，該防鬆部51是形成夾持於缺口部38與缺口部38之間的形態的弧形突出片，與卡止爪34實質上成獨立運動。

該防鬆部51的內端邊是在徑向位置比螺孔22 的內螺紋的谷底更位於徑內側。藉此，在螺栓11暨螺帽21栓鎖的狀態下，與外螺紋13卡合而彈性變形，以將螺紋的前進側的側邊的上面向下方推壓的方式在軸向施力，即使對於未設有上述卡合凹部14的螺栓，也可利用彈性進行螺紋的防鬆。

上述的實施形態之外，本發明可進行種種變更加以實施，例如，也可以將延設部36向上下彎曲形成ㄑ字形。換言之，可以將延設部36(尤其前端部份39)在軸向上區劃成上下兩個小分區，使下方的小分區朝徑向外方傾斜，相對於軸向與上方的小區分形成不同的角度，本發明不論是右螺紋或左螺紋皆可實施。

11‧‧‧螺栓

12‧‧‧軸部

13‧‧‧外螺紋

14‧‧‧卡合凹部

15‧‧‧卡合面

16‧‧‧引導面

17‧‧‧螺栓的前端

20‧‧‧螺帽

21‧‧‧螺帽主體

24‧‧‧鉚接部

31‧‧‧卡止構件

34‧‧‧卡止爪

Claims (8)

1. 一種螺帽，相對於螺栓緊固的螺帽，其特徵為：上述螺帽具備螺帽主體與卡止構件，上述螺帽主體具備有內螺紋的螺孔，上述卡止構件被固定在上述螺帽主體，上述卡止構件具備固定在上述螺帽主體的固定部與卡止爪，上述卡止爪，具備：從上述固定部朝上述螺帽的螺孔的實質上軸向延伸的豎立部，及從上述豎立部延伸的延設部，上述豎立部是從比上述螺孔更接近外側豎立的部份，在相對於螺栓緊固之前的狀態時，上述豎立部位在比螺孔還外側的位置，上述延設部的前端部，從上述螺孔的軸向顯示時位於上述螺孔的內側，上述延設部之其他部分，位在上述螺孔的外側，並且，上述延設部是以隨著在軸向上遠離上述螺帽主體而接近上述螺孔中心的方式朝徑內方向傾斜，上述螺栓在與上述螺帽螺合之際，構成為：從上述螺孔脫離出的上述螺栓的前端的不完全螺紋部，與位在比上述螺孔的上述內螺紋的螺谷更內側的前端部抵接，使上述前端部朝徑外方向一邊彈性變形並使得上述螺栓持續地朝著栓緊的方向進行。
2. 如申請專利範圍第1項記載的螺帽，其中，上述螺栓，具備：設有外螺紋的軸部，及形成於包括上述外螺紋 的上述軸部的卡合凹部，上述卡合凹部，具備：位於上述外螺紋的鎖緊方向前方的引導面，及位於上述外螺紋的鎖緊方向後方的卡合面，上述引導面在朝著鎖緊方向旋轉時，容許上述卡止構件越過並前進，上述卡合面在朝著鬆動方向旋轉時，與上述卡止構件卡合不容許上述卡止構件越過並前進，使上述螺帽不鬆動的面，在上述螺帽栓鎖於上述螺栓時，在上述卡止爪彈性變形的狀態下，上述延設部成為沿著上述外螺紋的狀態，在上述延設部位於上述卡合凹部的狀態下，上述卡止爪朝著回到上述彈性變形前的狀態的上述螺孔的徑內方向移動，使上述延設部位在上述卡合凹部內，朝著上述鬆動方向旋轉時，上述延設部藉著與上述卡合面的卡合，使其不能越過上述卡合面而前進。
3. 如申請專利範圍第1項記載的螺帽，其中，上述豎立部是以隨著在軸向上遠離上述螺帽主體而接近上述螺孔中心的方式朝徑內方向傾斜而從上述固定部豎立的部份，上述豎立部的上述傾斜角度(亦即，軸線和上述豎立部所夾的角度a)為5~35度。
4. 如申請專利範圍第2項記載的螺帽，其中，上述豎立部是以隨著在軸向上遠離上述螺帽主體而接近上述螺孔中心的方式朝徑內方向傾斜而從上述固定部豎立的部份， 上述豎立部的上述傾斜角度(亦即，軸線和上述豎立部所夾的角度a)為5~35度。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項記載的螺帽，其中，上述延設部具備前端部份與中間部份，上述中間部份是從上述傾斜豎立部的側部朝著上述螺孔的實質周圍方向延伸，並隨著朝向前端而逐漸朝徑內方向前進，上述前端部份是從上述中間部份朝著上述螺孔的實質周圍方向延伸，並隨著朝向前端而逐漸朝徑內方向前進，上述前端部份朝上述徑內方向的前進率是比上述中間部份朝著上述徑內方向的前進率大。
6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項記載的螺帽，其中，從上述固定部在上述螺孔的徑內方向突出形成有防鬆部，在上述防鬆部的兩側形成有缺口，在上述螺栓栓鎖有上述螺帽的狀態下，使上述防鬆部彈性變形而從上述螺帽主體遠離軸向，藉此進行螺紋的防鬆。
7. 如申請專利範圍第5項記載的螺帽，其中，從上述固定部在上述螺孔的徑內方向突出形成有防鬆部，在上述防鬆部的兩側形成有缺口，在上述螺栓栓鎖有上述螺帽的狀態下，使上述防鬆部彈性變形而從上述螺帽主體遠離軸向，藉此進行螺紋的防鬆。
8. 一種螺栓暨螺帽之緊固構造，係具備螺栓與螺帽的 緊固構造，該螺栓具備設有外螺紋的軸部與形成在包含上述外螺紋的上述軸部的卡合凹部，該螺帽具備中央有螺孔的螺帽主體及安裝在上述螺帽主體的卡止構件，上述卡合凹部，具備：位在上述外螺紋的螺栓暨螺帽的鎖緊方向前方的引導面，及位在上述外螺紋的螺栓暨螺帽的鎖緊方向後方的卡合面，上述引導面在上述螺栓暨螺帽朝著上述鎖緊方向旋轉時，容許上述卡止構件越過並前進，上述卡合面在上述螺栓暨螺帽朝著鬆動方向旋轉時，與上述卡止構件卡合而不容許上述卡止構件越過並前進，使上述螺帽不致鬆動的螺栓暨螺帽的緊固構造中，上述螺帽為申請專利範圍第1~7項中任一項記載的螺帽，在上述螺帽栓鎖於上述螺栓時，上述卡止爪彈性變形的狀態下與上述螺栓的上述外螺紋卡合，在上述延設部位於上述螺栓的上述卡合凹部的狀態下，上述延設部朝著回到上述彈性變形前的狀態的軸向移動，使上述延設部位於上述卡合凹部內，不容許上述卡止爪越過上述卡合面而前進，使上述螺帽不致鬆動的螺栓暨螺帽的緊固構造。