專利名稱：具有可變形螺紋部分的帶螺紋緊固軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摩擦機(jī)構(gòu)。
更具體而言，本發(fā)明涉及在緊固件機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行變化的摩擦機(jī)構(gòu)。 更具體而言，本發(fā)明涉及緊固件機(jī)構(gòu)的變化，其構(gòu)造成限制振動效應(yīng)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明特別涉及緊固件機(jī)構(gòu)，比如螺栓或螺釘。
為了一般參考的簡易，螺栓和螺釘都理解為包括頭部和螺紋軸。螺栓與螺 釘?shù)牟煌幵谟冢菟▋A向于具有貫穿軸的均一橫截面(排除螺紋的影 響)，而螺釘傾向于從軸末端上的點至頭部形成為錐形?？梢哉J(rèn)識到，螺栓和 螺釘可以有成千上萬種變化，本發(fā)明的原理可以應(yīng)用于這些變化之上。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，緊固件工業(yè)全球的估計價值為每年400億美元。 當(dāng)前螺栓的主要缺點之一在于，由于螺母和螺栓搖晃松動估計會產(chǎn)生大約 50%的機(jī)械故障。
這種故障的一個極端例子是，協(xié)和式飛機(jī)在巴黎查爾斯戴高樂機(jī)場上的墜 毀。這是由于一個小的金屬條從DC10飛機(jī)掉落到飛機(jī)跑道上而發(fā)生的。
全球已經(jīng)進(jìn)行了無數(shù)次嘗試并提交了論述零件作用力的許多專利，來發(fā)明 一種螺栓形式的緊固機(jī)構(gòu)，其將元件牢固的固定到一起而不會由于振動產(chǎn)生搖 晃松動。
一個開發(fā)出來用于減小在螺釘和螺栓上振動效應(yīng)的產(chǎn)品例子是Blue Patch 的Nylok (耐螺扣)產(chǎn)品。
該產(chǎn)品包括薄補(bǔ)片，它是粘合到緊固件螺紋上的枝狀物。然后該補(bǔ)片用作 自鎖元件。
補(bǔ)片所基于的原理在于，當(dāng)配合螺紋嚙合時，該自鎖補(bǔ)片元件被壓縮，產(chǎn) 生反作用力以建立更牢固的金屬對金屬的接觸，從而增強(qiáng)對振動和松動的抵抗 性。
然而，該產(chǎn)品具有許多顯著的缺點，包括以下幾點
一個缺點在于，盡管補(bǔ)片想要成為粘合到緊固件螺紋上的"永久"枝狀 物，但是該補(bǔ)片在重復(fù)使用時可能脫離或破舊。該補(bǔ)片一旦鍍貼到螺紋就覆蓋 所鍍貼區(qū)域中的全部螺紋，包括螺紋的突起和凹陷。該補(bǔ)片在使用中高度地傾 向于永久變形或耗損。尤其是在出現(xiàn)錯誤攻絲時或者當(dāng)螺栓或螺釘多次緊密地 裝配到其對置部件中的情況。任何補(bǔ)片的脫離都會降低補(bǔ)片的效果，并且可能 導(dǎo)致不均勻的作用或補(bǔ)片損壞。
在零件被拆卸開以進(jìn)行檢查或維護(hù)時，如果所使用的緊固件對于每次使用 來說抗振動效應(yīng)都不會惡化，這樣是有利的，而81此 31^就傾向于這么做。
這些補(bǔ)片的另一個顯著缺點在于，在高振動水平下或者持續(xù)不變的振動水 平下，補(bǔ)片的效果可能會降低。這可能是由于補(bǔ)片材料較薄、在這些條件下的 補(bǔ)片脫離，或者補(bǔ)片材料中缺乏彈性。
這些問題顯著地降低了該產(chǎn)品的可靠性和重復(fù)使用性。
在Nylok Blue Patch中所使用的同樣技術(shù)還應(yīng)用于螺母的內(nèi)螺紋上，從而 將這些螺母裝配到螺栓上。
在這種情形下，同樣牽涉到以上所討論的相同問題。
Long-Lok緊固件有限公司是另一家公司，其提供用于緊固件比如它們的產(chǎn) 品Poly-Lok⑧的補(bǔ)片。這些也同樣具有以上所討論的相同問題。
Long-Lok緊固件有限公司還擁有以Long-Lol^的名稱來銷售的產(chǎn)品。這是 這樣的螺栓，其具有切入到其縱軸中的帶狀切口。然后用抗振動材料來填充切
口，比如尼龍或Kel-F⑧。
這種材料在其通過互補(bǔ)螺紋"切入"時極大地承受耗損，螺栓扣緊到該互 補(bǔ)螺紋中或者從該互補(bǔ)螺紋上松開。因此，重復(fù)使用螺栓可顯著地降低材料阻 抑振動效應(yīng)的效果，這是要求用來防止螺栓松動的。
該產(chǎn)品一個顯著缺點在于，當(dāng)螺栓扣緊時或者當(dāng)螺母置于螺栓上時，尼龍
或Kel- @材料處于相當(dāng)大的壓力之下。這可顯著地削弱材料并降低產(chǎn)品的效果 和重復(fù)使用性。
另一個缺點在于，由于材料沿著螺栓的縱軸安置，所以材料僅僅在振動來 自于特定角度時在降低振動效應(yīng)上有效，比如在振動處于安置材料的相同平面 上時有效。
材料沿螺紋縱軸的安置導(dǎo)致沿材料長度上不均勻的變形。例如，螺栓互補(bǔ) 螺紋上的突起或凹陷將會導(dǎo)致在材料鄰近部分上不同的變形。這種不均勻的變 形是不可靠的，并且會降低可用性。
該產(chǎn)品還牽涉到上述與成枝狀形成于螺紋上的補(bǔ)片相關(guān)的其它缺點。 因此所有的參考文獻(xiàn)，包括本說明書中引用的所有專利或?qū)＠暾?，都?并于此以資參考。不是允許任何參考文獻(xiàn)都構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。這些參考文獻(xiàn)的討 論陳述了其作者所宣稱的，而申請人保留質(zhì)疑所述文件的精確性和切合性的權(quán) 利?？梢郧宄睦斫?，盡管這里引用了許多現(xiàn)有技術(shù)的公開文本，但是這些參 考文獻(xiàn)并不構(gòu)成允許這些文獻(xiàn)形成在新西蘭或任何其它國家中該領(lǐng)域公共常識 的一部分。
世所公認(rèn)的，術(shù)語"包括"在變動的權(quán)限范圍下可歸于排它的或者包含的 意思。為了該說明書的目的，除非另外有注釋，術(shù)語"包括"應(yīng)當(dāng)表示包含的 意思——也就是其將要表明的意思在于，不僅包含其直接提及的所列部件，還 包括其它沒有指定的部件和元件。當(dāng)在相關(guān)于方法或程序中一個或多個歩驟中 使用術(shù)語"包括的"和"包含"時，同樣也用到這個基本原理。
本發(fā)明的目的是解決前述問題或者至少向公眾提供有用的選擇。 通過作為舉例給出的隨后說明中，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種緊固機(jī)構(gòu)，包含軸，其中該軸有效地進(jìn) 行攻絲，
該緊固機(jī)構(gòu)的特征在于
該軸包括帶螺紋的不可變形材料，其散布有帶螺紋的可變形材料的至少一 個部分。
貫穿本說明書，術(shù)語"軸"可以理解為意指材料長度的外部表面比如螺栓 或螺釘?shù)妮S，或者中空軸的內(nèi)部表面比如螺母中的內(nèi)部表面。術(shù)語螺母應(yīng)當(dāng)理 解為意指中空軸，其中內(nèi)部表面構(gòu)造成與螺栓或螺釘上的互補(bǔ)螺紋相互作用。
貫穿本說明書，此處軸是指螺栓或螺釘(此處稱為螺栓)的外部表面，這 是本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，當(dāng)軸為螺栓形式時，該軸還可以包含頭部。
替代地，螺栓和相應(yīng)的螺母兩者都可以具有散布有不可變形的帶螺紋材料 的，帶螺紋的可變形材料的至少一個部分。
可以展望的是，本發(fā)明的緊固機(jī)構(gòu)所基于的原理可以用于各種情形下，并 且可以用于各種緊固機(jī)構(gòu)。然而為了一般參考的簡易，緊固機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)稱作螺 栓。然而應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，這并非意圖要進(jìn)行限制。
還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，本發(fā)明可以與互補(bǔ)螺紋(比如螺母中的螺紋)協(xié)作，或者 直接擰入到材料中，比如木材、混凝土、金屬、塑料或任何其它材料中。
本發(fā)明的緊固機(jī)構(gòu)的頭部可以是用于"扣緊"或"松開"螺栓所需的任何 形狀或構(gòu)造。例如，在一個實施例中，頭部可以是六角形，其形狀的側(cè)邊和尺 寸設(shè)計成與標(biāo)準(zhǔn)扳手等協(xié)作。
在其它實施例中，頭部可設(shè)計成與各種螺絲刀協(xié)作，比如橫刃或平頭或菲 氏(十字槽)頭部。
在其它實施例中，頭部可具有設(shè)計成與艾倫內(nèi)六角扳手的端部協(xié)作的凹□。
頭部的主要目的是提供用于將軸裝配到其上的某些東西，并且用戶視情況 用合適的工具旋轉(zhuǎn)該頭部以"扣緊"或"松開"該緊固機(jī)構(gòu)。
同樣，軸可以具有適合于意圖用到的特定應(yīng)用的任意長度或厚度。
在大多數(shù)實施例中可以展望，軸將會是基本筆直的，并且基本上與頭部成 直角而鄰接到頭部。然而這不應(yīng)當(dāng)視為限制，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到這是用于大多數(shù)螺栓 和螺釘?shù)臉?biāo)準(zhǔn)構(gòu)造，是最切實可行的。
在以下對軸結(jié)構(gòu)的說明中術(shù)語"有效地進(jìn)行攻絲"將會變得更加清楚明
白。然而，本發(fā)明的目的是能夠提供一種螺栓或螺釘，其具有外螺紋，能夠與 互補(bǔ)螺紋或材料以現(xiàn)有螺栓和螺釘?shù)念愃品绞絽f(xié)作。通常，本發(fā)明中的螺紋為
沿著軸延展的至少一個螺旋形的脊。
對于常規(guī)的螺栓或螺釘，軸是至少一個螺旋形的脊或螺紋切入到其中的一 塊實心材料。這種構(gòu)造意味著當(dāng)在設(shè)計中假設(shè)沒有彎曲、壓縮或延展時，軸的 長度和直徑在使用前或使用中基本保持不變。
這意味著對于螺栓和螺母協(xié)作，互補(bǔ)螺紋之間的裝配不得不松到足以允許 螺母和螺栓容易地相對于彼此扣緊，又?jǐn)Q緊到足以確保螺栓的振動不會使得螺 母搖晃松動。如前所述，這對于現(xiàn)有技術(shù)而言是顯著的問題。
滿足這些需要和所需的非常精密的公差可以理解是相當(dāng)困難的。
貫穿本說明書，術(shù)語不可變形材料應(yīng)當(dāng)理解為意指，不能從其初始形狀產(chǎn)
生變形的，并且不具有材料記憶性的材料。
在優(yōu)選實施例中，不可變形材料可以是構(gòu)成現(xiàn)有的螺釘、螺栓或其它緊固 機(jī)構(gòu)的任何材料。貫穿本說明書，術(shù)語可變形材料應(yīng)當(dāng)理解為意指，能夠從其初始形狀產(chǎn)生 變形的，并且具有能夠回復(fù)到其初始形狀的回彈性或傾向性的材料，也就是可 變形材料具有材料記憶性。
在優(yōu)選實施例中，可變形材料具有高的摩擦系數(shù)。這有助于本發(fā)明的緊固 機(jī)構(gòu)在動作時將其保持在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，并防止由于振動而移動或搖晃松動。
在優(yōu)選實施例中，可變形材料可以是橡膠、尼龍、人造橡膠或任何其它天 然或人造化合物。
貫穿本說明書，術(shù)語散布應(yīng)當(dāng)理解為意指，軸包括不可變形螺紋和可變形 螺紋的交替部分或節(jié)段。替代地，術(shù)語散布可以意指，不可變形螺紋的螺紋軸 包括至少一個不可變形螺紋部分。
貫穿本說明書，術(shù)語整體應(yīng)當(dāng)理解為意指，不可變形和可變形螺紋都要求 用來形成緊固機(jī)構(gòu)的螺紋軸。
貫穿本說明書，術(shù)語不可變形應(yīng)當(dāng)理解為意指，不可變形是相對于可變形 部分或螺紋。
在優(yōu)選實施例中，不可變形螺紋與常規(guī)的螺栓或螺釘基本相同。通常，各 個單個的螺紋端部為錐形，其裝配到互補(bǔ)螺紋上相應(yīng)的凹陷中并沿著該相應(yīng)的 凹陷移動。
在一個實施例中，可變形螺紋具有與不可變形螺紋基本相同的形狀，也就 是形狀基本為錐形，裝配到互補(bǔ)螺紋上相應(yīng)的凹陷中并沿著該相應(yīng)的凹陷移動。
在一個可選實施例中，可變形螺紋可以具有不同的形狀，比如圓形或u形。
可變形材料的性質(zhì)是使得這些形狀產(chǎn)生變形，以裝配到互補(bǔ)螺紋上標(biāo)準(zhǔn)角 度的凹陷中并沿著該標(biāo)準(zhǔn)角度的凹陷移動?？勺冃尾牧系挠洃浶詢A向于回復(fù)到 其初始形狀和位置，然后提供螺紋軸與其互補(bǔ)螺紋的增大的摩擦。這種額外的
變形可以增大可變形材料與互補(bǔ)螺紋的接觸面積，從而增大摩擦裝配并增強(qiáng)抗 振動性。
在這些實施例中，由于可變形螺紋僅僅在螺紋的特定形狀上有所不同，其 不承受不均勻的力?？勺冃温菁y的整個部分在其沿著互補(bǔ)螺紋上相應(yīng)的凹陷移 動時受到相同的力。這意味著，本發(fā)明的可變形螺紋不太可能剝落或切入到類 似前述現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品的補(bǔ)片中。
在優(yōu)選實施例中，可變形材料的螺紋樣式基本與螺紋軸的其余部分匹配并 裝配到該螺紋軸的其余部分中。這允許緊固機(jī)構(gòu)以其常規(guī)方式運作。
在一個優(yōu)選實施例中，可變形材料的螺紋或部分螺紋可以基本上圍繞著軸 的整個圓周延展至少一次。
這可以是以下任一種形式
1、 可變形材料穿過橫截面并沿著軸的長度部分延展，螺紋樣式與螺紋軸的 其余部分匹配并裝配到該螺紋軸的其余部分中。在這種情況下，軸可以是分成 不可變形或可變形材料的螺紋節(jié)段，或者
2、 可變形材料螺紋以至少一個螺紋沿著軸的整個長度或其部分長度的方式 (并在該位置上)進(jìn)行延展。
在另一實施例中，對于不可變形螺紋的至少部分螺旋螺紋，螺紋軸可以構(gòu) 造成使得不可變形螺紋可間斷性地散布有至少一個可變形材料部分。在這個實 施例中，可變形材料再次構(gòu)造成與螺紋軸的其余部分上的螺紋匹配并裝配到該 螺紋軸的其余部分上的螺紋樣式。
這是上述第二種形式，其中可變形材料以軸上的至少一個螺紋的至少一部 分的方式(并在該位置上)進(jìn)行延展，例如在軸的一側(cè)或多側(cè)，以沿著軸的有 規(guī)律的間隔進(jìn)行延展。
該實施例還可以簡化緊固機(jī)構(gòu)的使用。這是因為該實施例可以使用al起始 螺旋螺紋。這與通常用到的套絲互補(bǔ)螺紋相一致。
在其中使用具有a2或更多起始螺旋的螺紋的可選實施例中，可能需要特別 套絲的互補(bǔ)螺紋來提供相應(yīng)的互補(bǔ)螺紋。
螺紋形式的可變形材料的這種構(gòu)造允許可變形材料在通常朝向軸的中心軸 的方向上產(chǎn)生變形。
當(dāng)本發(fā)明中變形在其自身朝向軸的中心軸方向上基本向內(nèi)時，可變形材料 受到較小的壓力，并且其壓力比如果變形是像現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品中那樣基本為橫向 動作的情況更加具有可預(yù)測的性質(zhì)。這允許產(chǎn)生更大的變形而不會有物理性的 損壞，從而增加本發(fā)明的效用和壽命。這與前述現(xiàn)有技術(shù)形成直接對照，克服 了現(xiàn)有技術(shù)中易于出現(xiàn)的可靠性和損壞的問題。例如，帶有沿著縱軸插入，而 不具有像螺紋樣式的材料的Long Lok產(chǎn)品(Poly-Lok)，在旋轉(zhuǎn)軸以扣緊或松 開軸的時候要承受橫向的壓力和變形。同樣地，Nylok補(bǔ)片在旋轉(zhuǎn)軸以扣緊或 松開軸的時候要承受從補(bǔ)片一側(cè)到另一側(cè)的壓力。
在優(yōu)選實施例中，不可變形和可變形材料的螺紋軸可以是al起始螺旋的形
式。這樣的情況是一個螺旋圍繞著軸沿其長度起始于軸和螺紋的一端。
替代地，尤其是當(dāng)螺紋軸由交替的或散布分離的不可變形和可變形材料組
成時，螺紋軸可以為兩個或更多起始螺旋的形式。這樣的情況是兩個或更多螺
旋圍繞著軸沿其長度起始于軸和螺紋的一端。
在優(yōu)選實施例中，可變形螺紋的至少一個外徑可大于鄰近的不可變形螺紋
的外徑。這也意味著，可變形螺紋的至少一個外徑可大于互補(bǔ)螺紋上相應(yīng)的凹陷。
這可以通過以下幾種方式
在一個優(yōu)選實施例中，可變形螺紋的橫截面長度可在兩側(cè)或一側(cè)上大于不 可變形螺紋的長度。
這導(dǎo)致可變形螺紋從軸的中心軸延展得比鄰近的不可變形螺紋更遠(yuǎn)。 這提供了顯著的優(yōu)點，其在于可變形螺紋可以在機(jī)構(gòu)的緊固期間進(jìn)行壓
縮，從而材料記憶性朝向其初始形狀和位置的傾向提供螺紋軸與其互補(bǔ)螺紋的 增大的摩擦。這增強(qiáng)了本發(fā)明緊固機(jī)構(gòu)的抗振動性。
在可選實施例中，可變形螺紋的橫截面寬度可在兩側(cè)或一側(cè)上大于不可變 形螺紋的寬度，同時仍舊保持與螺紋軸其余部分相同的螺紋間隔和樣式。例
如，如上所述，這可以通過可變形螺紋為基本圓形或u形而不是錐形來實現(xiàn)。
同上，這再次導(dǎo)致在緊固期間進(jìn)行壓縮，從而材料記憶性朝向其初始形狀 和位置的傾向提供螺紋軸與其互補(bǔ)螺紋的增大的摩擦。
在本發(fā)明的另一實施例中，可變形螺紋的橫截面長度和橫截面寬度都可大 于鄰近的不可變形螺紋的長度和寬度。
這樣，螺紋可變形材料趨向于約束互補(bǔ)的螺紋元件(在插入螺栓的情況下 為螺母螺紋)，從而提供顯著增強(qiáng)的抗振動性。
在優(yōu)選實施例中，可變形材料是可壓縮的并且當(dāng)螺紋旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生變形。一 旦緊固機(jī)構(gòu)處于適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，具有高摩擦系?shù)的可變形材料有助于防止緊固 機(jī)構(gòu)上的振動效應(yīng)，并防止螺栓由于振動而產(chǎn)生的搖晃松動。
可變形材料具有基本與螺紋軸的其余部分匹配并裝配到該螺紋軸的其余部 分中的螺紋樣式，該可變形材料為本發(fā)明的緊固機(jī)構(gòu)提供許多明顯的優(yōu)點。這 些優(yōu)點包括以下幾點
在"扣緊"或"松開"緊固機(jī)構(gòu)的時候或之后，可變形材料基本保持相同 的形狀。這非常重要，因為其減小了可變形材料上的力，從而提高了其有效性 和重復(fù)使用性。
這還增強(qiáng)了易用性，緊固機(jī)構(gòu)可以緊固和/或拆卸，同時保持緊固機(jī)構(gòu)和其 對置部件(互補(bǔ)螺紋或材料)之間的一貫接觸。
最好是沿著軸的整個長度，具有散布有可變形材料螺紋的不可變形材料的 螺紋提供了緊固機(jī)構(gòu)與其對置部件沿著緊固機(jī)構(gòu)的長度和/或圍繞著緊固機(jī)構(gòu)的 圓周的增強(qiáng)的摩擦裝配。這再次提高了緊固機(jī)構(gòu)的抗振動性。
在可變形螺紋圍繞著軸的圓周延展或位于圍繞著軸的圓周的情況下，也意 味著緊固機(jī)構(gòu)從所有角度相等地抵抗振動。
如果可變形材料不是像Long-Lok現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品中那樣圍繞著緊固機(jī)構(gòu)的整
個外圓周延展，那么在沒有可變形材料存在的特定平面上的振動就可能得不到 抵抗。通過可變形螺紋具有至少一個大于鄰近不可變形螺紋的外徑，或者可變
形螺紋具有圓形或u形螺紋而不是錐形螺紋，本發(fā)明可以克服這種情況。
本發(fā)明中可變形材料的構(gòu)造還增大了約束的表面面積。這再次增強(qiáng)了本發(fā) 明的摩擦裝配、可靠性和抗振動性。
與現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)片相比，比如與薄的補(bǔ)片或插入到軸的縱向側(cè)的補(bǔ)片相 比，可變形螺紋與不可變形螺紋形成一體的特征導(dǎo)致可變形材料具有較厚的橫截面。
這克服了與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的多個顯著缺點，特別是補(bǔ)片形式的成枝狀粘合 到緊固機(jī)構(gòu)上的產(chǎn)品所具有的缺點。采用本發(fā)明，可變形材料的厚度、其螺紋 樣式以及其與不可變形材料沿著軸形成一體意味著在可變形材料上沒有可能變 得破I日或者從軸上脫離的薄邊緣。
在一個實施例中，軸可以僅包括一個可變形材料的整體部分。這可以包括 可變形材料的一個部分，其沿著軸的路徑延展，并有效地替代將會是常規(guī)螺栓 中軸的至少一個不可變形螺紋的部件。
在某些實施例中，軸上的不可變形螺紋可以以群組的方式位于沿著軸的位
置上。例如，可以是a5螺紋螺旋的不可變形材料，在每5個螺紋之間具有間 隙，可變形材料螺紋插入到或位于該間隙中。
在一個優(yōu)選實施例中，軸可以包括至少一組或一對螺紋，帶有為不可變形 材料的一個或多個螺紋，以及為可變形材料的一個或多個螺紋。
該實施例連同本發(fā)明的其它實施例一起，提供所有所需的特征；不可變形 螺紋提供緊固機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，而可變形螺紋或其部分提供所需的抗振動效果。因
此，本發(fā)明解決和克服了與現(xiàn)有緊固機(jī)構(gòu)相關(guān)的兩個主要問題——機(jī)械故障和 振動松動。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在不可變形材料螺紋的數(shù)量/比例和可變形材料螺紋的數(shù)量/ 比例之間要求有一個平衡。
該平衡是為了提供能提供足夠變形(通過可變形材料)的緊固機(jī)構(gòu)來抵抗 由于振動導(dǎo)致的松動，然而，該緊固機(jī)構(gòu)必須不能有太多的變形以致于將螺紋 削弱到很顯著的程度。
如果可變形材料的比例太大，那么不可變形材料將會有更多機(jī)會由于繃緊 或者在使用時脫落。因此，可變形材料的比例太高可能會增加機(jī)械故障的風(fēng) 險。
在優(yōu)選實施例中，如果可變形螺紋沿著軸間隔分布，比如當(dāng)特定的螺紋或 可變形材料部分鄰接不可變形材料螺紋的時候，可以更加容易地滿足這個平 衡。
所需的平衡以及不可變形和可變形材料之間的最佳比例依賴于緊固機(jī)構(gòu)的 最終用途、所需的強(qiáng)度要求和所需的抗振動性的期望水平。
在可選實施例中，軸可以包括多個沿其長度散布的可變形材料的整體部 分。當(dāng)軸包括不可變形和可變形材料的螺紋節(jié)段的情況下尤其如此。
在某些實施例中，整體可變形材料節(jié)段(或螺紋)可以整個地形成螺紋軸 長度的大約一半。
在優(yōu)選實施例中，根據(jù)軸上的不可變形螺紋的方向，可變形螺紋可以是右 手或左手螺紋。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種套件，該套件包括，
基本如前所述的緊固機(jī)構(gòu)，以及
互補(bǔ)的緊固機(jī)構(gòu)。
在優(yōu)選實施例中，緊固機(jī)構(gòu)可以是螺栓和/或螺母，其具有不可變形的螺紋
軸，散布有帶螺紋的可變形材料的至少一個部分。
在優(yōu)選實施例中，互補(bǔ)的緊固機(jī)構(gòu)可以是具有相對緊固機(jī)構(gòu)螺紋的互補(bǔ)螺 紋的螺母(或螺栓)。在某些實施例中，螺栓和螺母兩者都可以包括散布的可 變形螺紋部分。
在一個實施例中，可變形材料可以是獨立于螺紋軸的其它部分制造的。然 后該可變形材料可以通過各種己知方法附著到螺紋軸上。
在緊固機(jī)構(gòu)的制造過程中，不可變形和可變形材料的螺紋牢固地且永久地 相互附著到一起，以形成本發(fā)明的整體緊固機(jī)構(gòu)。
在優(yōu)選實施例中，帶螺紋的不可變形材料可以制造成使其以螺旋方式沿著 軸纏繞，留下可以將可變形材料插入到其中的間隔或間隙。
在一個實施例中，帶螺紋的不可變形材料可以包括這樣一個部分，其與可 變形材料相互作用并能夠?qū)⒖勺冃尾牧媳３衷谇‘?dāng)?shù)奈恢蒙稀Ｔ撨B接必須牢固 到足以在使用條件下提供高的可靠性和重復(fù)使用性。
例如，在一個實施例中，帶螺紋的不可變形材料可以包括在橫截面上形成 燕尾槽的螺旋凹口。在這種情況下，該燕尾槽在螺紋基座上將會是最寬的，其 橫截面通常垂直于螺紋的螺旋路徑。
在一個優(yōu)選實施例中，可變形材料可以注塑成型到不可變形材料的凹口中。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會知道其它的合適方法將可變形和不可變形材料"附 著"到一起，以形成本發(fā)明的整體緊固機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造如此處所述緊固機(jī)構(gòu)的方法，該方 法包括以下步驟
a) 由不可變形材料制造出螺紋軸，其具有至少一個構(gòu)造成容納可變形材料 的間隙，
b) 制造帶螺紋的可變形材料，其構(gòu)造成裝配到不可變形材料上的間隙中，
以及
C)將可變形材料裝配到不可變形材料上的間隙中，使得由不可變形和可變 形材料形成整體的軸。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在某些實施例中，螺紋軸可以具有實心芯體，不可變形材料 的螺紋和/或構(gòu)造成容納可變形材料的間隙切入到該實心芯體中。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，術(shù)語裝配可以包括將可變形材料"附著"到不可變形材料中 的間隙上的其它方法，這些可以包括比如通過任何手段，鑄造或擠壓來進(jìn)行裝 配。
在一個實施例中，軸的不可變形螺紋由切入到實心芯體中的螺旋組成。在 可變形材料裝配進(jìn)入的不可變形材料之間可以形成一個或多個間隙。可變形材 料可插入到其中的間隙可以部分地或完全地延展穿過螺紋軸。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可變形材料可以制造成延展穿過軸的螺紋形狀，或者可以制 造成裝配到間隙中的帶狀，或者分開地或者在原處制造到軸內(nèi)。
在特別優(yōu)選的實施例中，可變形材料可以是注塑成型的或者以其它方式成 型到不可變形材料上的間隙中。
在可選實施例中，軸可以由帶螺紋的不可變形材料的分離節(jié)段組成，同樣 具有相同螺紋樣式的可變形材料的節(jié)段散布在該帶螺紋的不可變形材料的分離 節(jié)段中。
在優(yōu)選實施例中，可變形材料包含與螺紋軸其它部分相同的螺紋樣式。 這允許快速和容易地插入或移除緊固機(jī)構(gòu)。
在優(yōu)選實施例中，在整個插入過程中和當(dāng)位于恰當(dāng)位置上時，可變形材料 可以基本保持其本來形狀。這允許本發(fā)明的緊固機(jī)構(gòu)得以高度的重復(fù)使用。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，沿著螺釘或螺栓長度的螺紋樣式是規(guī)則的，或者按照螺栓或 螺釘上的標(biāo)準(zhǔn)螺紋減小其尺寸。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可變形材料最好為具有材料記憶性的類型和結(jié)構(gòu)。這意味著
如果在其上施加力的時候材料發(fā)生變形，其有對材料記憶性的自然趨勢，傾向 于使得可變形材料回復(fù)到其初始形狀。
從而在使用時，根據(jù)本發(fā)明的螺栓具有在如標(biāo)準(zhǔn)螺栓的通常位置上具有螺 紋的軸。
當(dāng)螺栓擰入到螺母或其它緊固零件中的時候，可變形材料可以稍稍壓縮和 變形。然而，材料的自然記憶性使得材料向外側(cè)延展，試圖恢復(fù)其初始形狀。
一旦處于適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，可變形材料朝向其初始形狀的傾向和其高摩檫系 數(shù)將提供與螺母的互補(bǔ)螺紋的緊密摩擦裝配，從而提供抗振動性。在螺栓的 "扣緊"或"松開"動作過程中，可變形材料可稍稍壓縮，使其易于扣緊或松 開。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述術(shù)語僅僅只是用作一個例子。本發(fā)明的動作可以用來擰 入到其它材料中，無論是帶螺紋的還是不帶螺紋的。然而，基本原理保持相 同，其相同之處在于整體可變形材料部分用來提供摩擦裝配，從而減小振動效 應(yīng)。
本發(fā)明的緊固機(jī)構(gòu)提供比現(xiàn)有技術(shù)中的緊固機(jī)構(gòu)明顯的多個優(yōu)點。這些優(yōu) 點包括以下幾點
本發(fā)明的緊固件極大地抵抗振動；這是由包含有在螺紋軸上可變形材料之 外形成的螺紋所提供的。
可變形材料與不可變形材料形成一體，這為緊固件提供了更高的強(qiáng)度和更 好的可靠性，并克服了現(xiàn)有技術(shù)中補(bǔ)片的薄邊緣可能變得破舊或開始從螺紋軸 上脫離的問題。
可變形螺紋的至少一個外徑大于不可變形材料的外徑，再次增大了效果和 抗振動性。
在橫穿軸的橫截面上或圍繞著軸具有可變形材料，允許緊固件從所有的角 度抵抗振動。
具有以螺旋形式布置的可變形材料，允許其以更加限定的和可預(yù)測的方式 進(jìn)行壓縮和彈性變形，避免了永久損害或變形，允許緊固件的再次使用。
本發(fā)明對于非常廣泛的應(yīng)用范圍是理想的；這些可包括工業(yè)或建筑用途， 用于車輛或其它形式的交通工具中和任何其它需要緊固和抗振動的設(shè)備中，比 如用來保持住一對眼鏡中的眼鏡片的邊框閉合螺釘。


通過作為例子并參照附圖給出的隨后描述，本發(fā)明的其它方面將顯而易 見，其中
圖1示出了緊固機(jī)構(gòu)的一個實施例，顯示了不具備可變形材料螺紋的軸的 不可變形螺紋，
圖2示出了緊固機(jī)構(gòu)的第二實施例，顯示了當(dāng)軸分段時不具備可變形材料 螺紋的軸的不可變形螺紋，以及
圖3示出了緊固機(jī)構(gòu)的實施例，顯示了不可變形和可變性材料的兩種螺
紋；
圖4示出了 al螺旋起始的緊固機(jī)構(gòu)的實施例，其具有不可變形螺紋，間斷 性地散布有可變形螺紋部分，以及
圖5示出了圖4中所示緊固機(jī)構(gòu)的又一示意圖。
實施本發(fā)明的最佳方式
圖1示出了本發(fā)明一個實施例的例子。在圖1中，可變形材料的整體部分 位于沿著螺紋軸整個長度上至少一個螺紋的位置上。
圖l顯示了緊固機(jī)構(gòu)(1)，其包含頭部(2)和螺紋軸(3)。 螺紋軸(3)包括有螺旋狀的不可變形螺紋(4)，該螺紋(4)沿著軸 (3)的長度延展，還包括有不可變形螺紋中的間隙(5)，可變形的材料插入
并附著到該間隙(5)中。在該圖中未示出可變形的材料。
圖2示出了本發(fā)明另一個實施例的例子，其中可變形材料的整體部分沿著 該軸，以有規(guī)律的間隔來"替代"不可變形的螺紋軸的各節(jié)段。
圖2示出了緊固機(jī)構(gòu)(6)，其包含頭部(7)和螺紋軸(8)。 從圖2中可以看出，螺紋軸由不可變形材料的節(jié)段(9)構(gòu)成。在各個節(jié)段
之間是間隙(10)。帶螺紋的可變形材料的各部分插入并附著到軸的各個間隙 (10)中。在該圖中未示出可變形的材料。
圖3示出了緊固機(jī)構(gòu)的例子，其具有沿著不可變形的螺紋軸散布的可變形材料。
圖3示出了緊固機(jī)構(gòu)(11)，其包含頭部(12)和螺紋軸(13)。 該螺紋軸由不可變形的螺紋(14)和可變形材料(15)制成的螺紋構(gòu)成。 由可變形材料(15)制成的螺紋有規(guī)律地散布在整個不可變形的螺紋 (14)上。這可以歸因于圖1和2中所示的任一種構(gòu)造方法。
從圖3中可以看出，由可變形材料(15)制成的螺紋比不可變形螺紋延展
得稍遠(yuǎn)一些，并且比不可變形螺紋(14)稍寬一些，也就是，可變形螺紋的至
少一個外徑大于鄰近的不可變形螺紋的外徑。這允許可變形材料的壓縮，并增
大抵靠對置部件的摩擦裝配。
圖4示出了緊固機(jī)構(gòu)，其中螺紋軸構(gòu)造成使得不可變形螺紋間斷性地散布
有作為其螺旋螺紋部分的帶螺紋的可變形材料的一部分。
圖4示出了緊固機(jī)構(gòu)(16)，其包含頭部(17)和螺紋軸(18)。 該螺紋軸(18)基本由不可變形材料(19)以al起始螺旋的方式制成。 不可變形螺紋具有間斷的可變形材料(20)部分。該可變形材料(20)部
分構(gòu)造成螺紋形狀，從而根據(jù)本發(fā)明是"帶有螺紋的"。
再者，圖4示出了可變形螺紋(20)，其至少一個外徑大于鄰近的不可變
形螺紋的外徑。在這種情況下，可變形螺紋具有更長的長度(從軸的中心軸起
比鄰近的不可變形螺紋延展得更遠(yuǎn))。它們也可以更寬。
圖4示出了都位于軸一側(cè)上的可變形部分。這不是必須的——這些可變形 部分可以圍繞著軸的圓周展開，或位于不止一側(cè)上。
圖5示出了圖4所示示意圖的透視圖。圖5中所使用的附圖標(biāo)記與圖4中 所使用的相同。圖5示出了不可變形的螺紋軸(19)，其具有用于插入和附著 可變形部分(20)而留下的間隙。
僅僅作為例子已經(jīng)對本發(fā)明的各個方面進(jìn)行了描述，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以對 本發(fā)明做出各種變化和附加，而不脫離所附權(quán)利要求中限定的范圍。
權(quán)利要求
1、一種緊固機(jī)構(gòu)，包含軸，其中該軸有效地進(jìn)行攻絲，該緊固機(jī)構(gòu)的特征在于該軸包括帶螺紋的不可變形材料，其散布有帶螺紋的可變形材料的至少一個部分。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固機(jī)構(gòu)，其中，可變形材料的螺紋樣式構(gòu)造成基本匹配不可變形材料的螺紋樣式。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緊固機(jī)構(gòu)，其中，帶螺紋的可變形材料圍繞 著軸的圓周延展至少一次。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的緊固機(jī)構(gòu)，其中，可變形材料具有 至少一個螺紋沿著軸的長度的形式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的緊固機(jī)構(gòu)，其中，該軸包括帶螺紋的不可變形材料和帶螺紋的可變形材料的節(jié)段。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的緊固機(jī)構(gòu)，其中，所述螺紋以不可變形和可變形材料的群組方式形成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的緊固機(jī)構(gòu)，其中，可變形螺紋的至 少一個外徑大于鄰近的不可變形螺紋的外徑。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的緊固機(jī)構(gòu)，其中，該軸為螺栓的外 部表面。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的緊固機(jī)構(gòu)，其中，該軸還包含頭部。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的緊固機(jī)構(gòu)，其中，該軸為螺母的 內(nèi)部表面。
11、 一種套件，包括，根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的緊固機(jī)構(gòu)，以及 互補(bǔ)的緊固機(jī)構(gòu)。
12、 一種制造如權(quán)利要求1至10中任一項所述的緊固機(jī)構(gòu)的方法，該方法 包括以下步驟a) 由不可變形材料制造出螺紋軸，其具有至少一個構(gòu)造成容納可變形材料 的間隙，b) 制造帶螺紋的可變形材料，其構(gòu)造成裝配到不可變形材料上的間隙中，以及 C)將可變形材料裝配到不可變形材料上的間隙中，使得由不可變形和可變 形材料形成整體的軸。
13、 一種緊固方法，其特征在于使用如權(quán)利要求1至10中任一項所述的緊固機(jī)構(gòu)的步驟。
14、 一種基本如此處參考附圖所述的、并且用附圖來圖解說明的緊固機(jī)構(gòu)。
15、 一種基本如此處參考附圖所述的、并且用附圖來圖解說明的制造緊固機(jī)構(gòu)的方法。
16、 一種基本如此處參考附圖所述的、并且用附圖來圖解說明的套件。
17、 一種基本如此處參考附圖所述的、并且用附圖來圖解說明的緊固方法。
全文摘要
一種緊固機(jī)構(gòu)，包含頭部和軸，其中軸有效地進(jìn)行攻絲，該緊固機(jī)構(gòu)的特征在于，該軸包括帶螺紋的不可變形材料，其散布有帶螺紋的可變形材料的至少一個部分。
文檔編號F16B37/00GK101395391SQ200780007806
公開日2009年3月25日 申請日期2007年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月24日
發(fā)明者西蒙·加里·摩爾 申請人:普庫有限公司