备胎螺栓总成及车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆技术领域，具体地涉及一种备胎螺栓总成及车辆。

背景技术：

市场中备胎固定螺栓多数采用的压板和螺杆结构简单，当拧紧转矩过大，超过备胎螺栓能承受的强度范围时，备胎螺栓本体会受到损伤甚至破坏，造成不必要的损失，以及压板与螺杆之间的连接结构简单，拧紧时容易出现打滑或丢失螺杆等问题，并且压板与螺杆连接处过于凸出，缩短备胎固定螺栓和固定支架间隙，不利于平台化，不利于零部件的品质提升。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中采用备胎压板固定备胎的过程中，螺栓转矩过大会导致拆卸困难以及会破坏螺栓与压板的结构的问题。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种备胎螺栓总成，包括螺栓及固定在所述螺栓上的压板，所述螺栓的一端设置有用于驱动所述螺栓旋转的螺栓帽，其中，所述螺栓帽与所述螺栓之间设置有转矩限制机构，所述转矩限制机构设置为，向所述螺栓帽施加的转矩小于预设值时，所述转矩限制机构将所述转矩传递至所述螺栓以驱动所述螺栓旋转，而向所述螺栓帽施加的转矩大于或等于所述预设值时，所述转矩限制机构断开所述转矩向所述螺栓的传递。

进一步的，所述转矩限制机构包括相对所述螺栓帽固定的驱动件及所述螺栓上设置的具有卡槽的径向凸缘，所述驱动件与所述径向凸缘沿轴向依次布置，其中，所述驱动件的朝向所述径向凸缘的一端设置有具有斜面的凹槽，所述凹槽内设置有用于卡在所述径向凸缘的所述卡槽内以驱动所述螺栓转动的滚珠；

所述转矩限制机构还包括弹性元件，所述弹性元件设置为能够施加将所述滚珠保持在所述凹槽内的预紧力，在所述转矩小于所述预设值时，所述螺栓帽通过位于所述凹槽内所述滚珠驱动所述螺栓转动，而所述转矩大于或等于所述预设值时，所述转矩驱动所述滚珠能够克服所述预紧力沿所述凹槽的斜面脱出所述凹槽。

进一步的，所述驱动件为棘轮，所述棘轮的朝向所述径向凸缘的一端端面上沿周向间隔设置有多个具有所述斜面的棘齿，所述棘齿之间的齿槽形成所述凹槽，所述棘轮上沿圆周间隔设置有位于所述凹槽内的多个所述滚珠；

所述螺栓的所述径向凸缘上沿周向间隔设置有多个分别与所述滚珠对应的所述卡槽。

进一步的，所述弹性元件在所述径向凸缘的背离所述棘轮的一侧对所述滚珠施加朝向所述棘轮的方向的预紧力。

进一步的，所述转矩限制机构还包括位于所述径向凸缘与所述弹性元件之间的滚珠座，所述弹性元件通过所述滚珠座对所述滚珠施加预紧力，其中所述弹性元件为套在所述螺栓的上碟簧。

进一步的，所述螺栓与所述棘轮之间设置有轴承，所述轴承的外圈与所述棘轮的中心孔紧配合，所述轴承的内圈与所述螺栓的外表面紧配合。

进一步的，所述螺栓上径向凸出设置有与所述压板配合以驱动所述压板随所述螺栓旋转的六角头结构；

所述六角头结构设置有两个或多个，所述六角头结构在所述压板注塑成型时内嵌在所述压板内。

进一步的，所述螺栓还径向凸出设置有使得所述螺栓相对所述压板轴向定位的定位环。

进一步的，所述压板的底面中心部位形成有凹部，在所述凹部内沿圆周间隔设置有多个加强筋；其中所述加强筋设置为在所述压板的中心部位产生避让空间，且所述加强筋的远离所述压板中心的端部设置有用于定位于所述备胎的中心孔以防止所述备胎径向晃动的凸起结构；

和/或，所述压板的顶面上设置有用于转动所述压板的手动旋转部。

本实用新型提供的备胎螺栓总成通过在螺栓帽与螺栓之间设置转矩限制机构，可以避免对螺栓施加过大的力矩，造成拆卸困难以及螺栓与压板之间的结构被破坏的问题，而且可以保证对螺栓3施加足够的转矩，来保证螺栓3的固定，避免车辆行驶过程中备胎产生颠簸异响。

根据本实用新型的再一方面，还提供一种车辆，所述车辆包括用于固定备胎的固定支架、套在所述固定支架上的备胎以及如上所述的备胎螺栓总成，所述备胎通过所述备胎螺栓总成固定在所述固定支架上。

所述车辆与现有技术相比与上述的备胎螺栓总成所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为根据本实用新型的一个实施方式中备胎螺栓总成的剖切结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为图1中备胎螺栓总成处于分解状态的结构示意图；

图4为压板的结构示意图；

图5为压板从另一方向看的结构示意图；

图6为螺栓的结构示意图；

图7为从图6中B向看的结构示意图；

图8是螺栓帽的结构示意图；

图9是轴承的结构示意图；

图10是棘轮的结构示意图；

图11是棘轮与滚珠配合的结构示意图；

图12是图11的剖切结构示意图；

图13是滚珠座的结构示意图；

图14是滚珠座的剖切结构示意图；

图15是碟簧的结构示意图。

附图标记说明：

1-螺栓帽；11-容纳空腔；2-压板；21-手持旋转部；22-凹陷部；23-凹部； 24-加强筋；241-凸起结构；3-螺栓；31-径向凸缘；311-卡槽；32-六角头结构；33-定位环；4-棘轮；41-棘齿；42-凹槽；421-斜面；5-滚珠；6-滚珠座； 7-弹性元件；8-轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”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。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

本实用新型提供一种备胎螺栓总成，如图1-图3所示，所述备胎螺栓总成包括螺栓3及穿在所述螺栓3上的压板2，所述螺栓3的一端设置有用于驱动所述螺栓3旋转的螺栓帽1；其中，所述螺栓帽1与所述螺栓3之间设置有转矩限制机构，所述转矩限制机构设置为，向所述螺栓帽1施加的转矩小于预设值时，所述转矩限制机构将所述转矩传递至所述螺栓3以驱动所述螺栓3旋转，而向所述螺栓帽1施加的转矩大于或等于所述预设值时，所述转矩限制机构断开所述转矩向所述螺栓3的传递。

本实用新型提供的备胎螺栓总成可以用于车辆上备胎的固定。具体是通过旋转螺栓帽1来驱动螺栓3转动，从而将压板2固定在设置备胎的固定支架上。本实用新型提供的技术方案通过在螺栓帽1与螺栓3之间设置转矩限制机构，可以避免对螺栓3施加过大的力矩，造成螺栓3与压板2之间的结构(例如螺栓与压板之间的六角头结构)被破坏或螺栓3难以拆卸的问题，而且通过转矩限制机构可以确保对螺栓3施加足够的转矩，来保证螺栓3的固定，避免车辆行驶过程中备胎产生颠簸异响。具体的，在向螺栓帽1施加的转矩大于或等于预设值时，转矩限制机构断开转矩的传递，从而螺栓帽1 与螺栓3之间的相对转动会出现打滑，从而避免对螺栓3施加过大的转矩；而在螺栓帽1相对螺栓3的转动出现打滑时，说明施加在螺栓3上的转矩达到预设值，可以保证螺栓3已经旋转紧固到位，无需再施加过大的转矩。

下面具体说明本实用新型提供的备胎螺栓总成的转矩限制机构。

具体的，如图1-3及图8所示，所述螺栓帽1为具有顶壁和侧壁以形成有容纳空腔11的帽形结构，所述转矩限制机构设置在围绕所述螺栓3的容纳空腔11内。

所述转矩限制机构包括相对所述螺栓帽1固定的驱动件及所述螺栓3上设置的具有卡槽311的径向凸缘31(结合图6和图7)，所述驱动件与所述径向凸缘31沿螺栓3的轴向依次布置，其中，所述驱动件的朝向所述径向凸缘31的一端设置有具有斜面421的凹槽42，所述凹槽42内设置有用于卡在所述径向凸缘31的所述卡槽311内以驱动所述螺栓3转动的滚珠5。

所述转矩限制机构还包括弹性元件7，所述弹性元件7设置为能够施加将所述滚珠5保持在所述凹槽42内的预紧力，在所述转矩小于所述预设值时，所述螺栓帽1通过位于所述凹槽42内所述滚珠5驱动所述螺栓3转动，而所述转矩大于或等于所述预设值时，所述转矩驱动所述滚珠5能够克服所述预紧力沿所述凹槽42的斜面421脱出所述凹槽42，这样，该转矩限制机构可断开转矩向螺栓3的传递，螺栓帽1相对螺栓3的转动会出现打滑。

更具体的，本实施方式中，所述驱动件为棘轮4，如图10-图12所示，所述棘轮4的朝向所述径向凸缘31一端端面上沿周向间隔设置有多个具有所述斜面421的棘齿41，所述棘齿41之间的齿槽形成所述凹槽42，所述棘轮4上沿圆周间隔设置有位于所述凹槽42内的多个所述滚珠5。

所述螺栓3的所述径向凸缘31上沿周向间隔设置有多个分别与所述滚珠5对应的所述卡槽311。

所述弹性元件7在所述径向凸缘31的背离所述棘轮4的一侧对所述滚珠5施加朝向所述棘轮4的方向的预紧力，从而可以将滚珠5保持在凹槽42 内。

进一步的，为更好地对所述滚珠施加弹性预紧力，所述转矩限制机构还包括位于所述径向凸缘31与所述弹性元件7之间的滚珠座6，所述弹性元件 7通过所述滚珠座6对所述滚珠5施加预紧力，其中所述弹性元件7为套在所述螺栓3的上碟簧，可以根据螺栓3需要承受的最大转矩选择合适的所述碟簧。

本领域技术人员可以理解的是，所述驱动件的结构并不限于棘轮4的结构形式，其他的设置有具有斜面421的凹槽42的结构均可以，例如可以设置驱动件为固定在所述螺栓帽1上的且在螺栓3的径向方向上的相对两侧分别设置的固定块，所述固定块上分别设置具有斜面的凹槽，这样也可以实现滚珠5能够在力矩过大时脱离凹槽来断开力矩传递的效果。另外，所述弹性元件7也并不限于碟簧的形式，也可以为其它的能够对滚珠座6施加弹力从而对滚珠5施加预紧力的弹簧；或者设置使得滚珠5能够通过卡槽311突出于径向凸缘31的背离棘轮4的一侧，这样可以通过多种方式对滚珠5施加弹力，例如可以直接通过碟簧施加预紧力，而无需设置滚珠座6。

另外，本实施方式中，所述螺栓3与所述棘轮4之间设置有轴承8，所述轴承8的外圈与所述棘轮4的中心孔紧配合，所述轴承8的内圈与所述螺栓3的外表面紧配合。通过设置轴承8，可以保证螺栓帽1保持与螺栓3的同轴度，而且通过轴承8可以利于棘轮4与螺栓3的相对转动，从而在棘轮 4转动过程中有利于所述滚珠5滑出凹槽42，使转矩限制机构效果更明显。

本实施方式中，如图1-图3所示(结合图6和图7)，所述螺栓3上径向凸出设置有与所述压板2配合以驱动所述压板2随所述螺栓3旋转的六角头结构32。该六角头结构可以使得螺栓3在转动过程中使得压板2随螺栓3 一起旋转，避免两者出现相对转动。

优选地，所述六角头结构32设置有两个或多个，所述六角头结构32可以在所述压板2注塑成型时内嵌在所述压板2内。通过设置两个或多个六角头结构，可以有效防止螺栓3拧紧过程中，压板与螺栓3之间产生相对转动，同时防止拧紧过程中压板和螺栓3之间出现脱落，提升了装配的可靠性。

本实施方式中，所述螺栓3还径向凸出设置有使得所述螺栓3相对所述压板2轴向定位的定位环33。所述定位环33位于六角头结构32的背离于径向凸缘31的一侧，该定位环33在所述压板2与所述螺栓3一体注塑成型的过程中起定位的作用。

本实施方式中，压板2的具体结构如图4和图5所示，所述压板2的顶面上设置有用于转动所述压板2的手动旋转部21。该手动旋转部21设置为具有多个齿的方便手持的形状，中间形成凹陷部22以容纳螺栓帽1，可以避免螺栓帽1凸出压板2太高。通过手动旋转部2可以方便旋转该压板2，方便拆装。可以理解的是，手动旋转部21可以设置为能够方便旋转压板2的其他结构形式。

压板2的底面中心部位形成有凹部23，在所述凹部23内沿圆周间隔设置有多个加强筋24；其中所述加强筋24设置为在所述压板2的中心部位产生避让空间，如图5中所显示的，各个加强筋24在离开中心部位一定位置处弯折形成大致L形结构，这个各个加强筋24的在弯折处径向向内的部位可以进行避让，从而用于安装备胎的固定支架的顶部可以伸入到该凹部23 内，避免压板2的底部与固定支架产生干涉，有利于该备胎螺栓总成的平台化利用。

此外，在所述加强筋24的远离所述压板2中心的端部设置有用于定位于所述备胎的中心孔以防止所述备胎径向晃动的凸起结构241；该凸起结构 241具体是加强筋241的远离压板2中心的部位弯折形成的凸出于压板2底面的部分。在该备胎螺栓总成固定备胎时，该多个加强筋24的凸起结构241 沿周向定位在备胎的中心孔的边缘，可以防止备胎径向晃动。

下面描述下采用该备胎螺栓总成将备胎固定于车辆的固定支架的具体过程。

首先将备胎套在固定支架上，然后该备胎螺栓总成的压板2压在备胎的中心孔边缘上；

旋转备胎螺栓总成的螺栓帽1，螺栓帽1上的转矩通过转矩限制机构传递至螺栓3，螺栓3可以被拧入到所述固定支架上。螺栓帽1转动过程中，由于棘轮4的转动对滚珠5施加的力会使得滚珠5具有沿所在的凹槽42的斜面421移动的趋势，当施加在螺栓帽1上的转矩不超过预设值时，由于弹性元件7对滚珠5施加预紧力，滚珠5保持在凹槽42内，这样，螺栓帽1 带动棘轮4的转动会通过卡在卡槽311内的滚珠5来驱动螺栓3转动；而当施加在螺栓帽1上的转矩超过预设值时，弹性元件7变形，滚珠5棘轮4的转动对滚珠5施加的力克服弹性元件7的力而使得滚珠5沿凹槽42的斜面 421移动而脱出凹槽42，这样棘轮4的转动不能通过滚珠5来驱动螺栓3转动，即转矩限制机构断开转矩向螺栓3的传递，螺栓帽1与螺栓3之间的转动会出现打滑。

其中，所述转矩的所述预设值需设置为能够保证螺栓在固定支架上的紧固。这样，在施加在螺栓帽1上的转矩超过所述预设值时，即螺栓帽1相对螺栓3打滑时，则表示螺栓3已经旋转到位，可以保证螺栓3的固定。

在所述螺栓3旋转到位后，压板2底部的加强筋24上的凸起结构241 定位于备胎的中心孔，可以防止备胎径向晃动。

本领域技术人员可以理解的是，所述转矩限制机构并不限于本实施方式中通过设置棘轮4、滚珠5及卡槽311等的结构形式，其他的能够在所述转矩超过一定值时能够断开转矩传递的结构均可。例如，在另一实施方式中，可以在螺栓帽1的容纳空腔的内壁上设置第一摩擦件，在螺栓的外表面上设置与所述第一摩擦件相互配合的第二摩擦件，在螺栓帽1旋转过程中，通过第一摩擦件与第二摩擦件之间的摩擦来驱动螺栓3转动，在螺栓帽1上的力矩超过一定范围时，第一摩擦件会与第二摩擦件产生相对转动，即螺栓帽1 与螺栓3之间产生打滑。还例如在再一实施方式中，可以在螺栓3的外壁上设置卡槽，在螺栓帽1的容纳空腔11的内壁上设置滚珠，并且在螺栓帽1 的内壁上设置对滚珠施加朝向螺栓3的卡槽的方向的预紧力的弹簧，使得滚珠被顶紧在卡槽中，在螺栓帽1上的转矩超过一定范围时，滚珠会脱出卡槽从而螺栓帽1与螺栓3产生打滑。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种车辆，所述车辆包括用于固定备胎的固定支架、套在所述固定支架上的备胎以及如上所述的备胎螺栓总成，所述备胎通过所述备胎螺栓总成固定在所述固定支架上。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。