棘輪螺母組件的制作方法
【專利說明】棘輪螺母組件
[0001]相關(guān)串請(qǐng)交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年10月26日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/719，299和于2013年3月15日提交的美國專利申請(qǐng)N0.13/832，371的優(yōu)先權(quán)，它們的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003]本發(fā)明涉及緊固件，更特別地涉及與螺紋緊固件一起使用的棘輪螺母。
[0004]棘輪螺母是已知的。棘輪螺母通常包括至少一個(gè)壁，該至少一個(gè)壁能夠偏轉(zhuǎn)以抑制被施加到該螺母的轉(zhuǎn)矩量。然而，這種螺母通常笨重和/或很長。此外，該可偏轉(zhuǎn)壁可能由于重復(fù)使用而疲勞，使得在該壁偏轉(zhuǎn)之前，能夠?qū)⑤^少的轉(zhuǎn)矩施加到該螺母。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種與螺紋構(gòu)件一起使用的棘輪螺母組件。棘輪螺母組件包括內(nèi)構(gòu)件，該內(nèi)構(gòu)件被構(gòu)造成螺紋接合到螺紋構(gòu)件上。該內(nèi)構(gòu)件包括向外延伸的齒。棘輪螺母組件還包括外構(gòu)件，該外構(gòu)件被圍繞內(nèi)構(gòu)件的一部分定位并被構(gòu)造成用于由工具接合。該外構(gòu)件包括向內(nèi)延伸的棘爪。當(dāng)被施加到外構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩低于預(yù)定值時(shí)，棘爪可與齒接合以使內(nèi)構(gòu)件與外構(gòu)件一起在第一方向上旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)被施加到外構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩超過預(yù)定值時(shí)，棘爪可操作以向外偏轉(zhuǎn)，從而允許外構(gòu)件相對(duì)于內(nèi)構(gòu)件在第一方向上旋轉(zhuǎn)。棘爪還可與齒接合以防止外構(gòu)件相對(duì)于內(nèi)構(gòu)件在第二方向上旋轉(zhuǎn)。棘輪螺母組件進(jìn)一步包括彈簧夾，該彈簧夾圍繞外構(gòu)件的一部分定位以限制棘爪的偏轉(zhuǎn)。
[0006]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種馬桶，該馬桶包括馬桶桶體和鉸鏈，該馬桶桶體具有開口，該鉸鏈安裝在馬桶桶體上。鉸鏈包括螺紋構(gòu)件，該螺紋構(gòu)件延伸通過開口。馬桶還包括馬桶座圈和棘輪螺母組件，該馬桶座圈可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到鉸鏈。棘輪螺母組件包括內(nèi)構(gòu)件，該內(nèi)構(gòu)件被構(gòu)造成螺紋接合到螺紋構(gòu)件上。內(nèi)構(gòu)件包括向外延伸的齒。棘輪螺母組件還包括外構(gòu)件，該外構(gòu)件圍繞內(nèi)構(gòu)件的一部分定位并被構(gòu)造成用于由工具接合。外構(gòu)件包括向內(nèi)延伸的棘爪。當(dāng)被施加到外構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩低于預(yù)定值時(shí)，棘爪可與齒接合以使內(nèi)構(gòu)件與外構(gòu)件一起在第一方向上旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)被施加到外構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩超過預(yù)定值時(shí)，棘爪可操作以向外偏轉(zhuǎn)，從而允許外構(gòu)件相對(duì)于內(nèi)構(gòu)件在第一方向上旋轉(zhuǎn)。棘爪還可與齒接合，以防止外構(gòu)件相對(duì)于內(nèi)構(gòu)件在第二方向上旋轉(zhuǎn)。棘輪螺母組件進(jìn)一步包括一個(gè)彈簧夾，該彈簧夾被圍繞外構(gòu)件的一部分定位，以限制棘爪的向外偏轉(zhuǎn)。
[0007]通過考慮詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的其它方面將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0008]圖1是實(shí)施本發(fā)明的棘輪螺母組件的透視圖。
[0009]圖2是棘輪螺母組件的分解透視圖。
[0010]圖3是該棘輪螺母組件的側(cè)視圖。
[0011]圖4是該棘輪螺母組件的底端視圖。
[0012]圖5是沿圖3的截面線5-5截取的棘輪螺母組件的橫截面視圖。
[0013]圖6是移除了內(nèi)構(gòu)件的棘輪螺母組件的透視圖。
[0014]圖7是該棘輪螺母組件的彈簧夾的透視圖。
[0015]圖8是馬桶的一部分的后橫截面視圖，該馬桶包括兩個(gè)棘輪螺母組件。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，需要理解的是，本發(fā)明在其應(yīng)用上并不限于在下列描述中闡述或在下列附圖中示出的部件的結(jié)構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠具有其它實(shí)施例以及被以各種方式實(shí)踐或?qū)嵤４送?，術(shù)語“頂部”、“底部”，“上部”，“下部”等用于相對(duì)于附圖中所示的方向促進(jìn)描述，并不旨在是限制性的。
[0017]圖1-5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的棘輪螺母組件10。該螺母組件10可與諸如螺栓的螺紋構(gòu)件一起使用，以將該緊固件固定在適當(dāng)位置。螺母組件10包括一個(gè)棘輪機(jī)構(gòu)，該棘輪機(jī)構(gòu)限制組件10在螺紋構(gòu)件上的過度收緊。
[0018]所示棘輪螺母組件10包括內(nèi)構(gòu)件14、外構(gòu)件18和彈簧夾22。在一些實(shí)施例中，內(nèi)、外構(gòu)件14、18可以由諸如尼龍(如，填充33%玻璃的尼龍)的塑料材料構(gòu)成。此外，內(nèi)、外構(gòu)件14、18都可以注塑成型為單一主體。在其它實(shí)施例中，內(nèi)、外構(gòu)件14、18可由其它材料成型或加工。
[0019]如圖2中所示，內(nèi)構(gòu)件14包括大致圓柱形主體26、環(huán)形凸緣30和環(huán)形頸部34。主體26包括內(nèi)螺紋表面38，該內(nèi)螺紋表面限定鉆孔42 (圖4和5)。螺紋表面38被構(gòu)造成接合在螺栓(如圖8的螺栓208中的一個(gè))上的對(duì)應(yīng)螺紋，以可旋轉(zhuǎn)地將螺母組件10聯(lián)接到該螺栓。主體26還包括(參見圖2)漸縮端46，并限定了與該端46相鄰的環(huán)形凹部50。凹部50接收外構(gòu)件18的對(duì)應(yīng)突片54 (圖6)，使得外構(gòu)件18能夠卡扣組裝到內(nèi)構(gòu)件14上。凸緣30和頸部34聯(lián)接到主體26的一端(圖1-3中的上端)，該端部與漸縮端46相反。凸緣30具有與外構(gòu)件18大致相同的直徑，并且當(dāng)組裝時(shí)接觸外構(gòu)件18的上表面58。頸部34從凸緣30軸向地延伸并被構(gòu)造成接收一個(gè)或多個(gè)墊圈。在一些實(shí)施例中，如所示實(shí)施例，兩個(gè)突片62在頸部34上形成并從該頸部34徑向地延伸。突片62是漸縮的，使得一個(gè)或多個(gè)墊圈64可卡扣組裝到頸部34上并且被捕獲在凸緣30和突片62之間。在其它實(shí)施例中，可以省略突片62。
[0020]外構(gòu)件18或套筒，包括圓柱形主體66和接合部70。外構(gòu)件18的主體66接收內(nèi)構(gòu)件14的主體26，使得外構(gòu)件18被圍繞內(nèi)構(gòu)件14的一部分定位并且包圍該內(nèi)構(gòu)件14的一部分。接合部70從主體66的一端軸向延伸。所示的接合部70包括六個(gè)大致平的周表面74，所述六個(gè)大致平的周表面74被布置成與常規(guī)螺母類似的六角形狀。平表面74促進(jìn)由諸如扳手的工具的接合，以使螺母組件10旋轉(zhuǎn)到螺栓上。
[0021]如圖5和6中所示，接合部70還包括突片54，該突片54接合內(nèi)構(gòu)件14的環(huán)形凹部50 (圖2)。突片54徑向地向內(nèi)延伸以將構(gòu)件14、18固定在一起。如圖2、3和6中所示，突片54被定位在接合部70的懸置部76上。懸置部76由兩個(gè)平行狹槽77所限定，該兩個(gè)平行狹槽77延伸通過對(duì)應(yīng)的平表面74。狹槽77形成在突片54的相反兩側(cè)上，使得突片54可徑向地向外偏轉(zhuǎn)以通過內(nèi)構(gòu)件14的漸縮端46。當(dāng)內(nèi)構(gòu)件14滑動(dòng)到外構(gòu)件18中并且突片54卡扣到凹部50中，外構(gòu)件18被捕獲和保持在內(nèi)構(gòu)件14的凸緣30和漸縮端46之間。在其它實(shí)施例中，突片54可以從內(nèi)構(gòu)件14延伸，并且凹部50可形成在外構(gòu)件18上。
[0022]如圖2和5中所示，內(nèi)、外構(gòu)件14、18形成螺母組件10的棘輪機(jī)構(gòu)。在所示實(shí)施例中，內(nèi)構(gòu)件14包括四個(gè)向外延伸的齒78 (周棘齒)，并且外構(gòu)件18包括兩個(gè)向內(nèi)延伸的棘爪82。在其它實(shí)施例中，棘輪螺母組件10可包括更少或更多的齒78和/或棘爪82。
[0023]參考圖5，所示齒78間隔開大致90度并從內(nèi)構(gòu)件14的主體26朝向外構(gòu)件18延伸。每個(gè)齒78均包括傾斜表面86和底切表面90。每個(gè)傾斜表面86均包括第一表面部86A和第二表面部86B，該第一表面部86A具有相對(duì)陡峭的斜度，該第二表面部86B具有相對(duì)平緩的斜度。如下進(jìn)一步討論的，傾斜表面86被構(gòu)造成接合棘爪82以使棘爪82向外偏轉(zhuǎn)，允許內(nèi)構(gòu)件14相對(duì)于外構(gòu)件18在順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)(如圖5中所示)。底切表面90被構(gòu)造成接合棘爪82，以防止內(nèi)構(gòu)件14相對(duì)于外構(gòu)件18在逆時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)(如圖5中所示)O
[0024]所示棘爪82間隔開大致180度并從外構(gòu)件18的主體66朝向內(nèi)構(gòu)件14延伸。在所示實(shí)施例中，狹槽94 (圖2)形成在每個(gè)棘爪82的三側(cè)的周圍，使得棘爪82被懸置。每個(gè)棘爪82均包括(參見圖5)傾斜表面98和臺(tái)肩表面102。當(dāng)外構(gòu)件18在第一方向R1 ( SP，圖5中的逆時(shí)針方向)上旋轉(zhuǎn)時(shí)，棘爪82的傾斜表面98接合齒78中的兩個(gè)齒的傾斜表面86。當(dāng)外構(gòu)件18在第二方向R2( S卩，圖5中的順時(shí)針方向)上旋轉(zhuǎn)時(shí)，棘爪82的臺(tái)肩表面102接合齒78中的兩個(gè)齒的底切表面90。
[0025]在操作中，外構(gòu)件18在第一方向&上旋轉(zhuǎn)以螺紋接合到螺栓或其它螺紋緊固件上。最初，當(dāng)相對(duì)較小的轉(zhuǎn)矩被施加到外構(gòu)件18時(shí)，兩個(gè)齒78的傾斜表面86接合棘爪82的傾斜表面98，使得內(nèi)構(gòu)件14和外構(gòu)件18 —起旋轉(zhuǎn)。特別地，棘爪82的傾斜表面98接合該齒78的第一表面部86A。隨著旋轉(zhuǎn)螺母組件10所需的轉(zhuǎn)矩增加(如，隨著螺母組件10在螺栓上收緊)，棘爪82的傾斜表面98沿第一表面部86A向上滑動(dòng)并接合該齒78的第二表面部86B。當(dāng)該轉(zhuǎn)矩達(dá)到某一預(yù)定值時(shí)，棘爪82向外徑向地偏轉(zhuǎn)以在齒78上滑動(dòng)并滑過該齒78。此時(shí)，外構(gòu)件18在第一方向&上的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)不會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步收緊，這是因?yàn)橥鈽?gòu)件18將僅相對(duì)于內(nèi)構(gòu)件14旋轉(zhuǎn)。例如，在內(nèi)、外構(gòu)件14、18之間產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)所需的轉(zhuǎn)矩量可基于所使用的材料強(qiáng)度、傾斜表面86、98的形狀(如，斜度)和尺寸(如，長度)、齒78和棘爪82的數(shù)目等。
[0026]當(dāng)外構(gòu)件18在第二方向R2上旋轉(zhuǎn)以使螺母組件10從螺栓放松或松脫時(shí)，兩個(gè)齒78的底切表面90接合棘爪82的臺(tái)肩表面102 (參見圖5)。在該位置，棘爪82推動(dòng)齒78，迫使內(nèi)構(gòu)件14與外構(gòu)件18 —起旋轉(zhuǎn)。此外，底切表面90和臺(tái)肩表面102的構(gòu)造防止棘爪82向外偏轉(zhuǎn)并在齒78上滑動(dòng)。內(nèi)、外構(gòu)件14、18從而在第二方向R2上連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，使得棘輪螺母組件10可從螺栓松脫并重復(fù)使用。
[0027]彈簧夾22被圍繞外構(gòu)件18的主體66定位，以在棘輪螺母組件10在第一方向R1上旋轉(zhuǎn)時(shí)，限制棘爪82的向外偏轉(zhuǎn)。所示的彈簧夾22是不完整的環(huán)形帶，該帶可由諸如彈簧鋼的金屬構(gòu)成。彈簧夾22可被沖壓并形成為適當(dāng)?shù)男螤詈统?