专利名称：螺旋连接件的防松构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用螺栓或螺栓与螺母的组合相互连接多个构件的螺旋连接件中防止连接后的螺栓和螺母松弛的构造。
另外，为了防止螺母松弛，提出有在螺母的接合面或垫圈的表面设置滑动面防止被连接构件的振动或热膨胀收缩产生的被连接构件的移动传递到螺母的构造。然而，由于在螺母的接合面施加大的压力，所以，为形成能够承受该压力的滑动面需要较高费用，存在成本增大的问题。
另外，已知有这样的构造，在螺栓的本体部一体设置方形部分，同时，将被连接构件的插通孔形成为与本体部的方形部分嵌合的非圆形。由本体部的方形部分与非圆形的插通孔的嵌合，约束螺栓的回转，所以，当紧固螺母时，不需要由搬手等预先固定螺母的头部。因此，通过采用该构造，可容易地进行连接作业。另一方面，该构造如将螺栓插通到一方的被连接构件的插通孔、并将该螺栓螺旋接合到另一方的被连接构件的螺纹孔进行紧固的螺旋连接件那样，不能应用于连接时需要使螺栓回转的螺旋连接件。
另外，还提出有这样的构造，该构造在螺栓的本体部一体设置凸部，将该凸部插入到在被连接构件的圆形插通孔与螺栓的本体部之间产生的间隙(日本特公平2-114742号、美国专利5,158,409号)。螺栓的凸部高度比本体部直径与插通孔直径的差的1/2大，为此，当螺栓在插通孔内回转时，以从本体部的轴心偏离的位置为中心进行偏心回转，这样，螺栓的头部一边不停地朝横向偏离一边在接合面上滑动。另一方面，使螺母螺旋接合于螺栓并紧固螺母时，螺栓的头部与接合面的滑动阻力增大，所以，螺栓不能朝横向错动，结果，螺栓的回转停止。因此，通过使用带该凸部的螺栓，当紧固螺母时，不需要由搬手等预固定螺栓的头部，所以，连接作业容易进行。然而，如在一方的被连接构件的圆形插通孔中插通螺栓并将该螺栓螺旋接合到另一方的被连接构件的螺纹孔进行紧固的螺旋连接件那样，在连接件需要使螺栓绕本体部的轴心回转的场合如采用上述带凸部的螺栓，则在每次使螺栓回转时需要由螺栓的凸部使一方的被连接构件错动，因而不能进行连接作业。
本发明的另一目的在于提供一种成本较低的防松构造。
本发明的再另一目的在于提供一种可适用于多种构造的螺旋连接件的防松构造。
本发明的再另一目的在于提供一种在连接后不需要特别的加工和作业即可获得防松效果的防松构造。
为了达到上述目的，本发明提供一种用于螺旋连接件的防松构造，该螺旋连接件包括具有插通孔的第1构件、具有螺纹孔的第2构件、及具有头部和本体部的螺栓，将螺栓的本体部穿过第1构件的插通孔螺旋接合到第2构件的螺纹孔，紧固螺栓，从而将第1构件和第2构件相互连接；其中，在螺栓的头部与第1构件之间配置垫圈，垫圈具有插入到螺栓的本体部与第1构件的插通孔之间的间隙的凸出部，当紧固螺栓时，螺栓与垫圈可相对回转，紧固螺栓后，螺栓与垫圈不能朝螺栓松弛的方向相对回转。
另外，本发明提供一种用于螺旋连接件的防松构造，该螺旋连接件包括具有插通孔的第1构件、具有螺纹孔的第2构件、及具有头部和本体部的螺栓，将螺栓的本体部穿过第1构件的插通孔螺旋接合到第2构件的螺纹孔，紧固螺栓，从而将第1构件和第2构件相互连接；其中，在螺栓的头部与第1构件之间配置第1和第2垫圈，第1垫圈具有插入到螺栓的本体部与第1构件的插通孔之间的间隙的凸出部，第2垫圈具有与螺栓的头部嵌合的嵌合部，当紧固螺栓时，第1垫圈与第2垫圈可相对回转，紧固螺栓后，使第1垫圈与第2垫圈不能朝螺栓松弛的方向相对回转。
上述防松构造也可适用于螺旋连接件中的螺母，该螺旋连接件包括具有插通孔的多个构件、具有头部和本体部的螺栓、及螺母，使螺栓的本体部穿过多个构件的插通孔螺旋接合到螺母，紧固螺母，从而相互连接多个构件。
本发明由于由配置于螺栓或螺母的垫圈防松，所以，对标准螺栓和螺母也可适用，可使制造成本较低。另外，对使用螺栓的螺旋连接件、使用螺栓和螺母的组合的螺旋连接件都可应用。另外，连接后不需要特别的加工和作业即可获得防松效果。另外，由于垫圈可代替通常的垫圈使用，所以较经济。
图3为第1实施例的垫圈的透视图。
图4为示出本发明的第2实施例的纵断面图。
图5示出本发明的第3实施例，图5a为纵断面图，图5b为从上方观看的平面图，图5为垫圈的透视图。
图6为示出本发明的第4实施例的纵断面图。
图7为示出本发明的第5实施例的纵断面图。
图8示出第5实施例的垫圈，图8a为透视图，图8b为局部放大透视图。
图9为示出本发明的第6实施例的纵断面图。
图10为示出本发明的第7实施例的纵断面图。
图11为第8实施例的垫圈的平面图。
图12为示出本发明的第8实施例的纵断面图。
图13为示出垫圈的凸出部形状的横断面图。
图14和图15示出本发明的第9实施例，图14为紧固结束后的状态，图15为紧固时的状态。图14a和图15a为纵断面图，图14b和图15b为从上方观看的平面图，图15c为在垫圈的凸出部的位置切断的横断面图。
图1和图2示出本发明的第1实施例。图1为紧固结束后的状态，图2为紧固时的状态。
如图2所示，螺栓1的本体部1b贯通被连接构件2的圆形插通孔2a螺旋接合到被连接构件3的螺纹孔3a。螺栓1的头部1a呈六角形，在其接合面与被连接构件2的上面之间插入垫圈5。垫圈5如图3所示那样通过例如对金属板进行压力加工形成，具有平板部5e、从平板部5e周缘朝上方立起的一对圆弧状的立起部5a、设于平板部5e周缘的一对直线状的接合部5b、设于平板部5e中央的孔5d、及从孔5d内周缘朝下方凸出的凸出部5c。
垫圈5的平板部5e插入到螺栓1的头部1a的接合面与被连接构件2的上面之间。垫圈5的凸出部5c插入到螺栓1的本体部1b与被连接构件2的插通孔2a之间。如图2c所示，凸出部5c的高度h比本体部1b的直径与插通孔2a的直径的差的1/2大，为此，本体部1b的轴心O1从插通孔2a的中心O2偏移，另外，本体部1b与插通孔2a之间的间隙呈朝回转方向两侧逐渐缩小的楔状。垫圈5的立起部5a比螺栓1的头部1a的高度低，而且处于不与头部1a干涉的位置。因此，在该状态下，螺栓1可相对垫圈5回转。
被连接构件2与3的连接如以下那样进行。首先，将垫圈5的孔5d与被连接构件2的插通孔2a对齐(将凸出部5c插入到插通孔2a)，使螺栓1的本体部1b通过垫圈5的孔5d和被连接构件2的插通孔2a，与被连接构件3的螺纹孔3a螺旋接合。使螺栓1朝紧固方向回转，将本体部1b的螺纹部拧入到被连接构件3的螺纹孔3a，将被连接构件2和3相互紧固。此时，螺栓1和垫圈5可相对回转，所以，螺栓1不受垫圈5的约束，在插通孔2a内以本体部1b的轴心O1为中心回转。因此，可与通常的螺栓同样地紧固。这样由螺栓1将被连接构件2和3紧固后，由适当的工具推压着螺栓1的头部1a，在此状态下使适当的工具接合到垫圈5的接合部5b，如图2c所示那样，使垫圈5朝螺栓1松弛的方向(图中的逆时针方向)回转，将凸出部5c推入到该方向的楔状间隙中。
之后，如图1所示，对垫圈5的立起部5a进行加强紧固，将加强紧固部5a1接合到螺栓1的头部1a的外周。这样，使螺栓1与垫圈5一体化，不能相对回转，由垫圈5防止螺栓1的松弛。即，如图1c所示，将螺栓1与垫圈5一体化，而且，在将垫圈5的凸出部5c接触于插通孔2a内周的状态下，为了朝螺栓1松弛的方向(该图中的逆时针方向)回转，必须在偏心的状态下绕插通孔2a的中心O2回转(由于具有凸出部5c，所以，不能绕本体部1b的轴心O1回转)。另一方面，为了使螺栓1进行偏心回转，必须使垫圈5的平板部5e相对头部1a的接合面和被连接构件3的上面滑动，但由于在螺栓1施加有紧固力，所以，平板部5e不能滑动。因此，螺栓1不能朝松弛方向回转，可防止其松弛。垫圈5的凸出部5c可如图13a所示那样形成圆周方向尺寸短的形状，也可如图13b所示那样形成为圆周方向尺寸长的形状。通过形成为图13b所示形状，可减小朝螺栓1松弛方向的回转角。
图4示出本发明的第2实施例。该实施例将第1实施例的垫圈5应用于螺母6。螺栓1的本体部1b贯通被连接构件12的圆形插通孔12a和被连接构件13的圆形插通孔13a螺旋接合到六角形的螺母6。垫圈5的平板部5e插入到螺母6的接合面与被连接构件13的下面之间。
使螺母6朝紧固方向回转，拧入到螺栓1的本体部1b的螺纹部，将被连接构件12和13相互紧固。之后，由适当的工具推压着螺母6，在此状态下将适当的工具接合到垫圈5的接合部5b使垫圈5朝螺母6松弛的方向回转，将凸出部5c推入到本体部1b与插通孔13a之间的楔状间隙。然后，对垫圈5的立起部5a进行加强紧固，使加强紧固部5a1接合到螺母6的外周，将螺母6和垫圈5一体化。紧固时，螺母6和垫圈5可相对回转，所以，可与通常的螺母一样进行紧固，将螺母6与垫圈5一体化使其不能相对回转后，可由垫圈5防止螺母6的松弛。其它内容与第1实施例相同。
图5示出本发明的第3实施例。该实施例在紧固螺栓1后，由螺钉1a2使螺栓1和垫圈15不能相对回转。螺钉1a2螺旋接合到设于螺栓1的头部1a的孔1a1。螺钉1a2的前端压接于垫圈15，从而防止两者的相对回转。如图5c所示，该实施例的垫圈15例如通过对金属板进行压力加工而形成，具有平板部15e、设于平板部15e周缘的一对直线状的接合部5b、设于平板部15e的中央的孔15d、及从孔15d的内周缘朝下方凸出的凸出部15c。其它与第1实施例相同。
图6示出本发明的第4实施例。该实施例将第3实施例中的垫圈15应用于螺母6。螺钉6b螺旋接合到设于螺母6的螺纹孔6a。其它事项与第1-第3实施例相同。
图7示出本发明的第5实施例。该实施例由第1垫圈7和第2垫圈8构成垫圈。如图8所示，第1垫圈7例如通过对金属板进行压力加工而形成，具有平板部7e、设于平板部7e上面周缘部的多个接合齿7a、设于平板部7e中央的孔7d、及从孔7d内周缘朝下方凸出的凸出部7c。多个接合齿7a排列成环状，如图8b放大示出的那样，各齿分别具有大体垂直的壁面和平缓倾斜的壁面。在孔7d插通螺栓1的本体部1b。另外，第2垫圈8例如通过对金属板进行压力加工而形成，具有平板部8e、在平板部8e的周缘部切成的爪部8b、设于平板部7e上面中央的六角凹状的嵌合部8a、及设于嵌合部8a中央的孔8c。平板部7e呈六角形，其直线状的周缘成为接合适当的工具的接合部。爪部8b可相对平板部8e朝上下方向弹性地移动。另外，爪部8b稍形成弯曲状，在自然状态下，其前端部从平板部8e下面稍凸出。在嵌合部8a嵌合螺栓1的头部1a，在孔8c插通螺栓1的本体部1b。
如图7所示，第1垫圈7配置于被连接构件2的上面。其凸出部7c插入到螺栓1的本体部1b与被连接构件2的插通孔2a之间的间隙。第2垫圈8配置在第1垫圈7上面，其爪部8b的前端部接合于接合齿7a。在第2垫圈8的嵌合部8a嵌合螺栓1的头部1a。第1垫圈7和第2垫圈8在紧固螺栓1的方向上通过使爪部8b在接合齿7a的倾斜状的壁面滑动而可相对回转，在螺栓1松弛的方向上，爪部8b与接合齿7a的大体垂直的壁面接合而不能相对回转。因此，当紧固时，通过使螺栓1与第2垫圈8一起朝紧固方向回转，可与通常的螺栓一样地紧固。另一方面，在紧固后即使欲朝螺栓1松弛的方向回转，由于在该方向上第2垫圈8不能相对第1垫圈7回转，所以，螺栓1不能回转。因此，可防止螺栓1的松弛。通过由适当的工具使第2垫圈8的爪部8b朝上方产生弹性移动，解除与接合齿7a的接合，可不对第1、2垫圈7和8产生损伤地松开拆下螺栓1。拆下的第1、2垫圈7和8可依原样再使用。另外，该实施例的防松构造也可应用于图4和图6所示那样的螺旋连接件(由螺栓和螺母的组合相互连接被连接构件的构造的螺旋连接件)的螺母侧。其它内容与第1实施例相同。
图9示出本发明的第6实施例。该实施例由第1垫圈15和第2垫圈10构成垫圈，同时，在两者间插入粘合剂胶囊11。垫圈15与图5c所示垫圈相同。第2垫圈10在平板部的上面中央设置六角凹状的嵌合部10a。在嵌合部10a嵌合螺栓1的头部1a。粘合剂胶囊11为具有插通螺栓1的本体部1b的孔的环状构件。当使螺栓1与第2垫圈10一起朝紧固方向回转时，粘合剂胶囊11被压缩破坏，封到内部的粘合剂充填到第2垫圈10与垫圈15之间。紧固螺栓1后，当粘合剂固化时，第2垫圈10与垫圈15一体化，不能相对回转，可防止螺栓1松弛。该实施例的防松构造也可应用于图4和图6所示那样的螺旋连接件(由螺栓和螺母的组合相互连接被连接构件的构造的螺旋连接件)的螺母侧。其它内容与第1、第3、及第5实施例相同。
图10示出本发明的第7实施例。该实施例由第1垫圈15和第2垫圈10′构成垫圈，同时，在两者间介入粘合剂11′。另外，在该实施例中，在第2垫圈10′的下面(相向面)设置凹状的粘合剂保持部10′b。紧固螺栓1后，当粘合剂11′固化时，第2垫圈10′与垫圈15一体化，不能相对回转，可防止螺栓1松弛。另外，由于粘合剂11′保持于凹状的粘合剂保持部10′b，所以，粘合力得到强化。该实施例的防松构造也可应用于图4和图6所示那样的螺旋连接件(由螺栓和螺母的组合相互连接被连接构件的构造的螺旋连接件)的螺母侧。其它内容与第1、第3、第5、及第6实施例相同。
图12示出本发明的第8实施例。该实施例由第1垫圈21和第2垫圈20构成垫圈。如图11所示，第1垫圈21例如通过对金属板进行压力加工而形成，具有平板部21e、从平板部21e周缘朝外径方向凸出的爪部21a、设于平板部21e中央的孔21b、及从孔21b内周缘朝下方凸出的凸出部21c。平板部21e呈六角形，其直线状的周缘成为接合适当的工具的接合部。在爪部21a前端形成接合齿21a1。在孔21b插通螺栓1的本体部1b。另外，第2垫圈20例如通过对金属板进行压力加工而形成，具有平板部20e、形成于平板部20e周缘的接合齿20b、设于平板部20e上面中央的六角凹状的嵌合部20a、及设于嵌合部20a中央的孔20c。在嵌合部20a嵌合螺栓1的头部1a，在孔20c插通螺栓1的本体部1b。
如图12所示，第1垫圈21配置于被连接构件2的上面，其凸出部21c插入到螺栓1的本体部1b与被连接构件2的插通孔2a之间的间隙。第2垫圈20配置于第1垫圈21上面。紧固螺栓1后，折叠第1垫圈21的爪部21a，将该接合齿21a1接合到第2垫圈20的接合齿20b。这样，第2垫圈20与第1垫圈21一体化，不能相对回转，可防止螺栓1的松弛。另外，虽然在图中作了省略，但实际上为了防止折叠后的爪部21a的恢复变形，也可将螺钉穿过爪部21a，将该螺钉螺旋接合到平板部21e。另外，该实施例的防松构造也可应用于图4和图6所示那样的螺旋连接件(由螺栓和螺母的组合相互连接被连接构件的构造的螺旋连接件)的螺母侧。其它内容与第1和第5实施例相同。
图14和图15示出本发明的第9实施例。图14示出紧固结束后的状态，图15示出紧固时的状态。
如图15所示，螺栓1的本体部1b贯通被连接构件2′的非圆形插通孔2′a螺旋接合到被连接构件3的螺纹孔3a。在螺栓1的头部1a的接合面与被连接构件2′的上面之间插入垫圈30。垫圈30例如通过对金属板进行压力加工而形成，具有圆形的平板部30e、从平板部30e周缘朝上方立起的立起部30a、设于平板部5e中央的非圆形的孔30b、从孔30b内周缘朝下凸出的非圆形筒状的凸出部30c。在该实施例中，被连接构件2′的插通孔2′a、垫圈30的孔30b及凸出部30c都形成为四方形。垫圈30的凸出部30c插入到螺栓1的本体部1b与被连接构件2′的插通孔2′a之间的间隙。
垫圈30的平板部30e插入到螺栓1的头部1a的接合面与被连接构件2′的上面之间。垫圈30的凸出部30c插入到螺栓1的本体部1b与被连接构件2′的插通孔2′a之间的间隙。垫圈30的立起部30a比螺栓1的头部1a的高度低，而且处于不与头部1a干涉的位置。因此，在该状态下，螺栓1可相对垫圈30回转。
被连接构件2′和3的连接如以下那样进行。首先，将垫圈30的孔30b与被连接构件2′的插通孔2′a对齐(将凸出部5c插入到插通孔2′a)，使螺栓1的本体部1b穿过垫圈30的孔30b和被连接构件2′的插通孔2′a，螺旋接合到被连接构件3的螺纹孔3a。然后，使螺栓1朝紧固方向回转，将本体部1b的螺纹部拧入到被连接构件3的螺纹孔3a中，将被连接构件2′和3相互紧固。此时，螺栓1可相对垫圈30相对回转，所以，螺栓1可不受垫圈30约束地回转。因此，可与通常的螺栓同样地进行紧固。
这样由螺栓1紧固被连接构件2′和3后，如图14所示那样，对垫圈30的立起部30a进行加强紧固，将加强紧固部30a1接合到螺栓1的头部1a的外周。由此，螺栓1和垫圈5一体化，不能相对回转。另一方面，如图15c所示，垫圈30的四方形筒状的凸出部30c沿回转方向与被连接构件2′的四方形的插通孔2 ′a接合，从而可阻止30相对被连接构件2′回转。因此，螺栓1的松弛可通过垫圈30防止。垫圈30的凸出部30c与被连接构件2′的插通孔2′a的形状不限于四方形，只要为至少可朝螺栓松弛的方向接合的非圆形即可。另外，作为使螺栓1与垫圈30不能相对回转的装置，可为利用了第3实施例所示那样的螺钉构造、利用了第5-第8实施例所示那样的第1和第2垫圈的构造。另外，该实施例的防松构造也可应用于图4和图6所示那样的螺旋连接件(由螺栓和螺母的组合相互连接被连接构件的构造的螺旋连接件)的螺母侧。
权利要求
1.一种用于螺旋连接件的防松构造，包括具有插通孔的第1构件、具有螺纹孔的第2构件、及具有头部和本体部的螺栓，将螺栓的本体部穿过第1构件的插通孔、螺旋接合到上述第2构件的螺纹孔，紧固上述螺栓，从而将上述第1构件和第2构件相互连接；其特征在于在上述螺栓的头部与上述第1构件之间配置垫圈，上述垫圈具有插入到上述螺栓的本体部与上述第1构件的插通孔之间的间隙的凸出部，当紧固上述螺栓时，使上述螺栓与上述垫圈可相对回转，紧固上述螺栓后，使上述螺栓与上述垫圈不能朝上述螺栓松弛的方向相对回转。
2.一种用于螺旋连接件的防松构造，包括具有插通孔的第1构件、具有螺纹孔的第2构件、及具有头部和本体部的螺栓，将螺栓的本体部穿过第1构件的插通孔、螺旋接合到上述第2构件的螺纹孔，紧固上述螺栓，从而将上述第1构件和第2构件相互连接；其特征在于在上述螺栓的头部与上述第1构件之间配置第1和第2垫圈，上述第1垫圈具有插入到上述螺栓的本体部与上述第1构件的插通孔之间的间隙的凸出部，上述第2垫圈具有与上述螺栓的头部嵌合的嵌合部，当紧固上述螺栓时，上述第1垫圈与第2垫圈可相对回转，紧固上述螺栓后，上述第1垫圈与第2垫圈不能朝上述螺栓松弛的方向相对回转。
3.一种用于螺旋连接件的防松构造，包括具有插通孔的多个构件、具有头部和本体部的螺栓及螺母，使上述螺栓的本体部穿过上述多个构件的插通孔、螺旋接合到上述螺母，紧固上述螺母，从而相互连接上述多个构件；其特征在于在上述螺母与上述构件之间配置垫圈，上述垫圈具有插入到上述螺栓的本体部与上述构件的插通孔之间的间隙的凸出部，当紧固上述螺母时，使上述螺母与上述垫圈可相对回转，紧固上述螺母后，使上述螺母与上述垫圈不能朝上述螺栓松弛的方向相对回转。
4.一种用于螺旋连接件的防松构造，包括具有插通孔的多个构件、具有头部和本体部的螺栓及螺母，使上述螺栓的本体部穿过上述多个构件的插通孔、螺旋接合到上述螺母，紧固上述螺母，从而相互连接上述多个构件；其特征在于在上述螺母与上述构件之间配置第1和第2垫圈，上述第1垫圈具有插入到上述螺母与上述构件的插通孔之间的间隙的凸出部，上述第2垫圈具有与上述螺母嵌合的嵌合部，当紧固上述螺母时，上述第1垫圈与第2垫圈可相对回转，紧固上述螺母后，上述第1垫圈与第2垫圈不能朝上述螺母松弛的方向相对回转。
全文摘要
第1垫圈配置于被连接构件的上面,其凸出部插入到螺栓的本体部与被连接构件的插通孔之间的间隙。第2垫圈配置在第1垫圈上面,其爪部的前端部接合于第1垫圈的接合齿。在第2垫圈的嵌合部嵌合螺栓的头部。第1垫圈和第2垫圈在紧固螺栓的方向上通过使爪部在接合齿的倾斜状的壁面滑动而可相对回转,在螺栓松弛的方向上,爪部与接合齿的大体垂直的壁面接合而不能相对回转。因此,在紧固后即使欲朝螺栓松弛的方向回转,由于在该方向上第2垫圈不能相对第1垫圈回转,所以,螺栓不能回转。
文档编号F16B39/32GK1372621SQ01801217
公开日2002年10月2日 申请日期2001年5月21日 优先权日2000年5月19日
发明者石田荣助 申请人:石田荣助