[發明專利]鎖定螺母

有效

• 申請號: 201480042308.0
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN105593538B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 馬克·W·休斯;丹尼爾·T·吉梅內斯
• 申請（專利權）人: 馬克·W·休斯;丹尼爾·T·吉梅內斯
• 主分類號: F16B39/12
• 分類號: F16B39/12
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫

本申請要求于2013年7月26日提交的美國臨時申請No.61/858,847的優先權，通過引證將該申請結合于本文中。

技術領域

本發明總體涉及內螺紋螺母，并且更特別地涉及能夠鎖定以防止螺母松動的螺母。

背景技術

螺母已知為用于將多個不同類型的部分緊固在一起的通用部件。根本上，螺母通常包括內螺紋，內螺紋設計成與軸上的對應外螺紋接合。螺母進一步包括扳擰支承表面，用于使用工具使螺母旋轉。相應地，通過旋轉螺母、或者旋轉軸并防止螺母旋轉，可使螺母在軸上鎖緊或松動。螺母也通常設置有壓力表面，以對裝置施加縱向力。

常規螺母的一個問題在于它們可能在使用過程中無意間發生松動。這通常在螺母所連接的裝置經歷振動(在裝置使用過程中)時出現。振動會出于多種原因發生，并且通常不能為裝置的設計者、制造者或操作者所控制。例如，振動可能由于裝置工作所需內力而產生(諸如內燃引擎或電機)，或者可能由于裝置使用過程中的外力而產生(諸如汽車在其行駛在路面上時上下跳動)。通過導致螺母與軸之間螺紋接合的張力的起伏變動，振動可導致螺母不由自主發生松動。由于螺母鎖緊比松動需要更大的轉矩，因而在存在足夠振動的時候螺母會通過不由自主發生松動而尋求較低張力狀態，以允許螺母克服可能存在的對松動的抗性。

已設計各種系統來防止螺母在初始鎖之后發生松動。解決該問題的通常方式是增加螺母在發生松動之前必須克服的摩擦。增加摩擦的一種最簡單的方式是對螺母設置大的壓力面，該大的壓力面接觸裝置并且對裝置施加縱向力。通過增大壓力面的尺寸，增加了螺母與裝置之間的摩擦；并且由于螺母必須克服該摩擦以發生松動因為螺母對松動的抗性更大。甚至可通過在壓力面上設置突起而進一步增加摩擦，當螺母鎖緊時，這些突起深入到裝置中。減少螺母松動的另一種方式是在螺母的壓力面與裝置之間添加可膨脹墊圈。可膨脹墊圈吸收緊固接合張力的一些起伏變化，使得螺母上的張力更均勻。因此，螺母在某種程度上與振動隔離并且不經歷其通常會經歷的張力的全部起伏變化。減少螺母松動的另一種方式是螺母與軸的螺紋之間施加由另一材料制成的粘合劑。依據所使用的材料類型，結果可以是將螺母與軸實質膠合在一起，從而防止相對移動，或者增加螺母必須克服以發生松動的摩擦。

對于螺母松動的多種解決方案的一個問題是，如果發生足夠的振動從而克服增加的松動抗性，則螺母仍能夠發生松動。換言之，多種方法依賴于增加松動的抗性，而不是提供正鎖定(positive locking)特征。多種解決方案的另一問題在于它們也增加鎖緊螺母所需的轉矩的量。這在其中在緊固件上需要精確的轉矩量以實現裝置上的特定縱向力的應用中是特別有問題的。多種解決方案在這種類型的應用中是不理想的，因為由墊圈、粘合劑或其他摩擦加強特征導致的增加的轉矩是不可預期的，并且使得難以實現所需的精確縱向力。

對于螺母而言，一種特別有要求的應用是將車輛的輪轂附接至車軸的車軸螺母。首先，車軸螺母是車輛中關乎安全性的關鍵部件，因為如果車軸螺母發生松動，則輪轂將首先開始無規律搖擺并且使得難以控制車輛，并且如果車軸螺母完全松動，則輪轂將從車輛脫落，使得控制更加成問題。另一種關于車軸螺母的考慮是由螺母對裝置施加的縱向力通常用于使車輛軸承預加載。施加給車輪軸承的預加載需要處于小的容差內，以確保軸承正確旋轉并且不會過早磨損。結果，施加給車軸螺母的轉矩必須可靠地轉變成縱向力，而不會存在其他摩擦加強設計的不可預期性。另一考慮是，轉矩的極限量被施加給車軸螺母，因為單個螺母通常用于將車輪緊固至車輛。因此，車軸螺母必須穩固，并且任何鎖定特征也必須足夠穩固。在其他輪轂應用中，軸承可能要求特定端部間隙而非預加載。盡管該應用不要求預加載軸承通常需要的較高轉矩設定，然而對于端部間隙的精確設定和保留而言，車軸螺母仍然是關鍵的因素。

因此，發明人相信提供一種改進的鎖定螺母是理想的。

發明內容

描述了一種用于將螺母鎖定的螺母緊固件。該螺母緊固件設置有保持環、軸襯、彈簧以及螺母。保持環旋轉地固定至螺紋軸。軸襯旋轉地固定至保持環。當彈簧將軸襯偏壓為遠離保持環時，螺母旋轉地固定至軸襯。當軸襯朝向保持環被推動以壓縮彈簧時，螺母變得解鎖并且可相對于軸襯、保持環和螺紋軸旋轉。以下在詳細說明中描述其他細節和優點。

本發明可包括成各種組合的以下方面中的任一者，并且還可包括以下在書面說明或在附圖中描述的任何其他方面。

附圖說明

通過閱讀以下結合附圖的說明，將更加充分理解本發明，附圖中：