CN110095048A - 螺钉、螺母及紧固件组合 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种螺钉(101)，包含依次连接的钉头部(111)、钉杆部(112)、钉尾部(113)，钉头部(111)、钉杆部(112)以及钉尾部(113)中的任一个或任多个部位上设置有卡合槽(301)，所述卡合槽(301)内设置有卡合件(310)；所述卡合件(310)在卡合槽(301)中运动或变形进而能够在锁合状态与解锁状态这两种状态之间转换。本发明还提供了一种螺母(102)，所述螺母(102)上也设置上述的卡合槽(301)与卡合件(310)。本发明还提供了一种包含上述螺钉(101)与螺母(102)的紧固件组合。本发明提供的螺钉与螺母匹配后，螺纹对被紧固件形成了一次固定结构；卡合件在锁合状态下形成了二次固定结构，极大增强了本发明的固定能力。
Description
技术领域
本发明涉及紧固件领域，具体地，涉及一种螺钉、螺母及紧固件组合。
背景技术
专利文献CN103953629B公开了一种紧固件，包括头部、与头部相连的杆部、引导杆、滑动轴和挡块，头部上设置有通孔；杆部包括两个伸长部和中空部，伸长部上设置有容纳部；引导杆伸入通孔中并且延伸至中空部中，且能够通过操作者的操作而轴向移动；滑动轴两端容纳在容纳部中并且能够随着引导杆移动；挡块可旋转地安装在滑动轴上，且能够在重力作用下从第一位置旋转至第二位置，其中，在第一位置，挡块能够随着杆部穿过安装孔，在第二位置，挡块能够通过位于头部所在一侧的操作者的操作而锁定在待连接部件上。据该专利文献自述，紧固件能够从待连接部件的两侧夹紧待连接部件并且只需从待连接部件的一侧进行安装。但是该专利文献提供的紧固件结构复杂，在使用过程中容易出现松动的缺陷。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种螺钉、螺母及紧固件组合。
根据本发明提供的螺钉，包含依次连接的钉头部、钉杆部、钉尾部，钉头部、钉杆部以及钉尾部中的任一个或任多个部位上设置有卡合槽，所述卡合槽内设置有卡合件；
所述卡合件在卡合槽中运动或变形进而能够在锁合状态与解锁状态这两种状态之间转换。
优选地，卡合槽设置在钉杆部上的以下任一个位置或任多个位置上：
--轴向方向上钉尾部所在的一端；
--轴向方向上钉头部所在的一端；
--轴向方向上的中部；
多个卡合槽沿钉杆部周向方向上分布；或者，钉杆部周向方向延伸形成环形凹槽或弧形凹槽；
沿钉杆部周向方向上，卡合槽的槽底面的倾斜角度相等或不等。
优选地，所述卡合件包含以下任一种或任多种结构：
--磁体小球；
--弧形磁体与闭合弹性件的组合结构；
--弹性环形磁体；
--弧形弹性件与磁体的组合结构；
--两个磁环的组合结构；
--波浪环片与压迫片的组合结构；
--弹性基体与磁体颗粒的组合结构。
优选地，所述钉尾部上设置有定位孔，所述定位孔与卡合槽相互连通；
定位孔中滑动安装有一推杆，所述推杆为弹性体或刚形体；
推杆能够与卡合件接触；定位孔中还设置有灌封部，卡合件、灌封部分别位于推杆沿轴向的两端。
优选地，卡合槽内设置有一个推压弹簧，推压弹簧沿轴向的两端分别与卡合件、钉尾部相连；
推压弹簧在释放状态下，卡合件位于锁合状态对应位置。
本发明还提供了一种螺母，所述螺母上设置有轴向通孔，轴向通孔中设置有内螺纹；
轴向通孔沿轴向方向的两端中的其中一端的孔壁面上或全部两端的孔壁面上设置有卡合槽；
所述卡合槽中设置有卡合件，所述卡合件在卡合槽中运动或变形进而能够在锁合状态与解锁状态这两种状态之间转换。
优选地，卡合槽的槽底面倾斜布置；
多个卡合槽沿螺母周向方向布置；所述卡合件包含磁体小球，卡合槽的槽口位置的宽度小于磁体小球的直径；或者，
所述卡合槽为环形，卡合件包含环形或弧形的磁体。
优选地，螺母的周向端面上设置有定位孔，所述定位孔与卡合槽相互连通，定位孔中滑动安装有一推杆；
螺母的周向端面上还紧固连接有导向台，导向台中设置导向孔，导向孔与定位孔相互连通。
本发明还提供了一种紧固件组合，包含上述的螺钉与上述的螺母；
所述螺钉与螺母可拆卸连接。
优选地，还包含磁电传感器与压力传感器；
磁电传感器安装在被紧固件上；
压力传感器安装在螺母与被紧固件之间，和/或钉尾部与被紧固件之间。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的螺钉与螺母匹配后，螺纹对被紧固件形成了一次固定结构；卡合件在锁合状态下形成了二次固定结构，极大增强了本发明的固定能力。
2、本发明能够通过接触或非接触的方式实现卡合件的二次固定功能，其中非接触方式即通过磁场控制卡合件的运动，操作简单，便于装配与拆卸。
3、本发明能够通过多种卡合件结构实现二次固定，进而能够适用于更多的使用场合。
4、卡合槽在钉杆部上的位置可以进行调整，实际使用过程中，通过改变卡合槽的位置，可以让卡合件与材质相对较硬的另一个部件进行接触卡合，以获得更佳的二次固定效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为实施例1中螺钉剖视图；
图2为实施例1中螺钉结构示意图；
图3为卡合槽为环形凹槽，一个卡合槽内对应两个卡合件示意图；
图4为卡合件为弧形磁体与闭合弹性件组合示意图；
图5为卡合件为弹性环形磁体示意图；
图6为卡合件为弧形弹性件与磁体组合示意图；
图7为卡合件为两个磁环示意图；
图8为卡合件为波浪环片与压环片示意图；
图9为编织环与磁体颗粒组合示意图；
图10为实施例3中螺钉剖面示意图；
图11为实施例4中螺钉剖面示意图；
图12为紧固件组合结构示意图；
图13为实施例5中螺钉安装示意图；
图14为实施例6中螺母剖视图；
图15为实施例6中螺母右视图；
图16为实施例6中螺母左视图；
图17为实施例7中螺母剖面图
图18为实施例8中螺母剖视图；
图19为卡合块为楔形块、方形块等形状示意图；
图20为实施例1中优选例结构示意图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
本发明提供的螺钉101的基本实施例：
本发明提供的螺钉101包含依次连接的钉头部111、钉杆部112、钉尾部113，钉头部111、钉杆部112以及钉尾部113中的任一个或任多个部位上设置有卡合槽301，所述卡合槽301内设置有卡合件310。钉头部111上设置有外螺纹，在进行装配时，外螺纹直接与被紧固件匹配，或者是外螺纹与螺母102匹配后，对被紧固件形成了一次固定结构；所述卡合件310在卡合槽301中运动或变形进而能够在锁合状态与解锁状态这两种状态之间转换：卡合件310在所述锁合状态下形成了二次固定结构。
以下对螺钉101基本实施例的各个优选例进行具体说明：
实施例1：
如图1、图2所示，所述卡合槽301设置在钉杆部112上，且位于钉杆部112在轴向方向上靠近钉尾部113的一端上。当然优选地，所述卡合槽301也可以位于钉杆部112在轴向方向上靠近钉头部111的一端上，优选地，卡合槽301还可以同时位于钉杆部112轴向方向的全部两端。多个卡合槽301在钉杆部112周向方向上分布，槽底面倾斜布置，所述卡合件310为磁体小球311，每个卡合槽301中设置有一个磁体小球311。磁体小球311在外部磁场的作用下能够沿槽底面滑动，改变在钉杆部112上的径向位置，所述卡合槽301的槽口位置的宽度略小于磁体小球311的直径，防止磁体小球311从卡合槽301中脱出。所述锁合状态下，磁体小球311的一部分能够到达卡合槽301外部，从而使螺钉101与被紧固结构产生接触，完成二次固定；所述解锁状态下，磁体小球311整***于卡合槽301中，方便将螺钉101拧入到被紧固结构中。优选地，如图3所示，每个卡合槽301中设置有两个或更多的磁体小球311，进一步增加二次固定的强度。优选地，多个卡合槽301的槽底面的倾斜角度也可以存在不同，卡合槽301的横截面形成也可以根据需要进行设计；优选地，还可以经设置一个卡合槽301，但相应地，二次固定的强度会因此降低。优选地，如图19所示，所述卡合件310也可以是方块、楔形块等形状，磁体方块、磁体楔形块这类结构在卡合槽301中不会发生翻转，当使用永磁体作为卡合件310时，导向性能好；但缺点是不及磁体小球311灵活方便。优选地，如图20所示，钉头部111上还设置有一双向卡合结构，双向卡合结构上设置有槽底倾斜方向的不同的两对卡合槽301，卡合槽中设置有推压弹簧204与磁体小球311，在使用时，双向卡合结构能够同时防止螺钉101在轴向的两个方向上发生松动，固定更加可靠。此外，为便于螺钉101能顺利装入到被紧固件上，双向卡合结构还配置有辅助磁体330，在装入过程中，辅助磁体330将磁体小球311吸引到卡合槽301内部，即处于解锁状态对应位置；螺钉101安装到位后，撤去辅助磁体330，磁体小球311在推压弹簧204的回弹力作用下到达解锁状态对应位置。
实施例2：
本实施例为对实施例1提供结构的变形。所述卡合槽301并非在钉杆部112周向上单个单个的布置，而是沿钉杆部112周向方向延伸形成环形凹槽或弧形凹槽，卡合槽301的槽底面依然是倾斜布置的。如图4所示，所述卡合件310为弧形磁体312与闭合弹性件313的组合结构，即两个弧形磁体312通过闭合弹性件313连接，形成环形结构，套在卡合槽301的槽底面上，所述闭合弹性件313可以是弹簧、簧片等结构。在外部磁场的作用下，卡合件310由右向左运动，从解锁状态转换到锁合状态，所述闭合弹性件313被拉伸，弧形磁体312伸出到卡合槽301之外从而对被紧固件形成二次固定。
优选地，如图5所示，所述卡合件310为弹性环形磁体314，解锁状态下弹性环形磁体314为方向异形的结构，如椭圆形状等；锁合状态下，弹性环形磁体314在外部磁场作用下伸展成圆形，实现卡合功能，外部磁场撤去后弹性环形磁体314在回弹力作用下再次变为方向异形的结构，也就是说，通过弹性环形磁体314自身的弹性拉伸与收缩完成在解锁状态与锁合状态之间的转换。优选地，如图6所示，所述卡合件310为弧形弹性件315与磁体的组合结构，也就是说弧形弹性件315为非闭合的结构，弧形弹性件315作为支撑架，一个或多个磁体则沿弧形弹性件315长度延伸方向上进行布置。优选地，如图7所示，所述卡合件310为两个磁环316结构，两个磁环316的磁极相反布置，通过斥力获得二次固定效果，拆卸过程中，可以施加外部磁场，抵消或减小两个磁环316之间的斥力，方便解锁。优选地，如图8所示，所述卡合件310为波浪环片317与压迫片318的组合，所述螺杆在安装时，波浪环片317发生变形，进而通过在压迫片318上施加压力完成二次固定，所述压迫片318可以是压环或压片。优选地，如图9所示，所述卡合件310为弹性基体319，弹性基体319内填充有磁体颗粒，弹性基体319具有一定的伸展性，磁体在被外部磁场驱动时，弹性基体319发生位移完成从解锁状态到锁合状态的转换。优选地，所述弹性基体319可以是例如橡胶管一类的弹性管，或者带有弹性的编织环。
优选地，所述环形凹槽的槽底面的倾斜角度随着周向延伸发生改变，如图3所示，在竖截面上，上方的槽底面坡度小，下方的槽底面坡度大，该结构使得多个卡合件310能够集中堆积，进而实现在周向上的固定。进一步优选地，卡合件310为圆环形、椭圆环形或弧形，卡合件310的一部分或者整体为磁体。卡合件310在解锁状态下，从左上方向右下方延伸，由于上方槽底面坡面较长，卡合件310可以整***于卡合槽301中；卡合件310在锁合状态下，卡合件310在外部磁场的作用下，下部向左下方运动，由于下方槽底面坡面较短，卡合件310能够突出到卡合槽301之外，从而起到对被紧固件的二次固定作用。
实施例3：
本实施例为对实施例1提供结构的变形。如图10所示，所述钉尾部113上设置有定位孔201，所述定位孔201与卡合槽301相互连通，定位孔201中滑动安装有一推杆202，所述推杆202用于将卡合件310从解锁状态对应位置推至锁合状态对应位置。由于采用接触式的驱动方式，因此所述卡合件310不一定具有磁性。使用过程中，当螺钉101装入被紧固件中完成一次固定后，再从定位孔201中推入推杆202，使卡合件310沿倾斜的槽底面位移，转换至锁合状态完成二次固定，最后对定位孔201进行灌封形成灌封部203，将推杆202的位置固定即可。推杆202为后装的弹性体，优选地，所述推杆202也可以是刚性体。
实施例4：
本实施例为对实施例1提供结构的变形。如图11所示，在卡合槽301内设置有一个推压弹簧204，推压弹簧204沿轴向的两端分别与卡合件310、钉尾部113相连。推压弹簧204在释放状态下，将卡合件310推至锁合状态对应位置。螺钉101装入到被紧固件中后，在推压弹簧204的作用下，卡合件310始终起到二次固定的作用。
实施例5
本实施例为对实施例1提供结构的变形。如图13所示，所示卡合槽301位于钉杆部112的中间位置。实际使用过程中，当被紧固连接的两个部件中的其中一个部件材质相对较软，卡合件310与该材质相对较软的部件接触时，二次固定的效果可能不佳；通过改变卡合槽301的位置，可以让卡合件310与材质相对较硬的另一个部件进行接触卡合，以获得更佳的二次固定效果。
本发明提供的螺母102的基本实施例：
所述螺母102上设置有轴向通孔，轴向通孔中设置有内螺纹。轴向通孔沿轴向方向的两端中的其中一端的孔壁面上或全部两端的孔壁面上设置有卡合槽301。所述卡合槽301中设置有卡合件310，所述卡合件310在卡合槽301中运动或变形进而能够在锁合状态与解锁状态这两种状态之间转换。与螺钉101的工作原理相似，螺母102上的内螺纹与螺钉101匹配后完成对被紧固件的一次固定，卡合块在锁合状态下，对被紧固件完成二次固定。
以下对螺母102基本实施例的各个优选例进行具体说明：
实施例6：
如图14至图15所示，在螺母102的轴向通孔沿轴向方向两端的其中一端孔壁面上设置卡合槽301，另一端则进行倒角或倒圆。所述卡合槽301沿长度方向延伸贯穿螺母102上卡合槽301所在端的轴向端面，卡合槽301的槽底面倾斜布置，多个卡合槽301沿螺母102周向方向布置。所述卡合件310为磁体小球311，磁体小球311在外部磁场的作用下能够沿槽底面滑动，改变在钉杆部112上的径向位置，所述卡合槽301的槽口位置的宽度略小于磁体小球311的直径，防止磁体小球311从卡合槽301中脱出。所述锁合状态下，磁体小球311的一部分能够到达螺母102轴向端面之外，从而与被紧固件接触完成二次固定。所述解锁状态下，磁体小球311整体能够到达卡合槽301中，方便螺母102拧到螺钉101上。
优选地，如图16所示，所述卡合槽301为环形，所述卡合件310也设计成环形或弧形的磁体。优选地，所述卡合槽301还可以不贯穿螺母102的轴向端面，通过卡合件310与螺钉101之间的卡合，间接完成对被紧固件的二次固定。优选地，所述每个卡合槽301中可以配置一个或多个磁性小球。优选地，所述卡合槽301的横截面形状可以根据需要进行相应设计。优选地，所述卡合件310也可以是方块、楔形块等形状，同样地，卡合槽301的槽口位置的宽度略小于方块形或楔形块形的卡合件310的宽度，防止卡合件310脱出。
实施例7：
本实施例为对实施例6提供结构的变形。如图17所示，所述螺母102的轴向通孔沿轴向方向两端上均设置有卡合槽301，两端的卡合槽301之间可以是对称设置的，也可以在槽底面倾斜角度、横截面形状、轴向长度等因素上存在不同。螺母102上还安装有一辅助磁体330，用于辅助安装或解锁卡合件310。
实施例8：
本实施例为对实施例6提供结构的变形。如图18所示，螺母102的周向端面上设置有定位孔201，所述定位孔201与卡合槽301相互连通，定位孔201中滑动安装有一推杆202，所述推杆202用于将卡合件310从解锁状态对应位置推至锁合状态对应位置。由于采用接触式的驱动方式，因此所述卡合件310不一定具有磁性。螺母102的周向端面上还紧固连接有导向台205，导向台205中设置导向孔206，导向孔206与定位孔201相互连通，所述导向孔206和/或定位孔201中设置有内螺纹，推杆202与所述内螺纹进行配合。当推杆202拧入到卡合槽301中后，驱动定位件与被紧固件之间进行接触固定。优选地，推杆202还可以是滑动装配在定位孔201中的，使用过程中，当螺母102与螺杆匹配完成对被紧固件的一次固定后，再从定位孔201中推入推杆202，使卡合件310沿倾斜的槽底面位移，转换至锁合状态完成二次固定。
本发明提供的紧固件组合包含上述的螺钉101与上述的螺母102，所述螺钉101与螺母102可拆卸连接。如图12所示，实施例中，螺钉101与螺母102装配后完成对被紧固件的固定，被紧固件上安装有磁电传感器400，所述卡合块为磁体，磁电传感器400能够检测到卡合块位置变化引起的磁场的变化，进而能够检测到在外部磁场的作用下，卡合块的位置是否到达锁合状态对应的位置，以及检测在使用过程中，紧固件组合是否发生了松动。
螺母102与被紧固件之间，和/或钉尾部113与被紧固件之间设置有能够产生颜色变化的压力传感器500，即压力传感器500上各部分的颜色能够随压力大小发生变化，方便直接贯穿对应部位的压力分布。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种螺钉(101)，其特征在于，包含依次连接的钉头部(111)、钉杆部(112)、钉尾部(113)，钉头部(111)、钉杆部(112)以及钉尾部(113)中的任一个或任多个部位上设置有卡合槽(301)，所述卡合槽(301)内设置有卡合件(310)；
所述卡合件(310)在卡合槽(301)中运动或变形进而能够在锁合状态与解锁状态这两种状态之间转换。
2.根据权利要求1所述的螺钉(101)，其特征在于，卡合槽(301)设置在钉杆部(112)上的以下任一个位置或任多个位置上：
--轴向方向上钉尾部(113)所在的一端；
--轴向方向上钉头部(111)所在的一端；
--轴向方向上的中部；
多个卡合槽(301)沿钉杆部(112)周向方向上分布；或者，钉杆部(112)周向方向延伸形成环形凹槽或弧形凹槽；
沿钉杆部(112)周向方向上，卡合槽(301)的槽底面的倾斜角度相等或不等。
3.根据权利要求2所述的螺钉(101)，其特征在于，所述卡合件(310)包含以下任一种或任多种结构：
--磁体小球(311)；
--弧形磁体(312)与闭合弹性件(313)的组合结构；
--弹性环形磁体(314)；
--弧形弹性件(315)与磁体的组合结构；
--两个磁环(316)的组合结构；
--波浪环片(317)与压迫片(318)的组合结构；
--弹性基体(319)与磁体颗粒的组合结构。
4.根据权利要求1所述的螺钉(101)，其特征在于，所述钉尾部(113)上设置有定位孔(201)，所述定位孔(201)与卡合槽(301)相互连通；
定位孔(201)中滑动安装有一推杆(202)，所述推杆(202)为弹性体或刚形体；
推杆(202)能够与卡合件(310)接触；定位孔(201)中还设置有灌封部(203)，卡合件(310)、灌封部(203)分别位于推杆(202)沿轴向的两端。
5.根据权利要求1所述的螺钉(101)，其特征在于，卡合槽(301)内设置有一个推压弹簧(204)，推压弹簧(204)沿轴向的两端分别与卡合件(310)、钉尾部(113)相连；
推压弹簧(204)在释放状态下，卡合件(310)位于锁合状态对应位置。
6.一种螺母(102)，其特征在于，所述螺母(102)上设置有轴向通孔，轴向通孔中设置有内螺纹；
轴向通孔沿轴向方向的两端中的其中一端的孔壁面上或全部两端的孔壁面上设置有卡合槽(301)；
所述卡合槽(301)中设置有卡合件(310)，所述卡合件(310)在卡合槽(301)中运动或变形进而能够在锁合状态与解锁状态这两种状态之间转换。
7.根据权利要求6所述的螺母(102)，其特征在于，卡合槽(301)的槽底面倾斜布置；
多个卡合槽(301)沿螺母(102)周向方向布置；所述卡合件(310)包含磁体小球，卡合槽(301)的槽口位置的宽度小于磁体小球(311)的直径；或者，
所述卡合槽(301)为环形，卡合件(310)包含环形或弧形的磁体。
8.根据权利要求1所述的螺母(102)，其特征在于，螺母(102)的周向端面上设置有定位孔(201)，所述定位孔(201)与卡合槽(301)相互连通，定位孔(201)中滑动安装有一推杆(202)；
螺母(102)的周向端面上还紧固连接有导向台(205)，导向台(205)中设置导向孔(206)，导向孔(206)与定位孔(201)相互连通。
9.一种紧固件组合，其特征在于，包含权利要求1至5中任一项所述的螺钉(101)与权利要求6至8中任一项所述的螺母(102)；
所述螺钉(101)与螺母(102)可拆卸连接。
10.根据权利要求9所述的紧固件组合，其特征在于，还包含磁电传感器(400)与压力传感器(500)；
磁电传感器(400)安装在被紧固件上；
压力传感器(500)安装在螺母(102)与被紧固件之间，和/或钉尾部(113)与被紧固件之间。
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