БОЛТ
BOLT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к болту и, более конкретно, к болту, созданному для предохранения его от зажима и заедания в элементе внутренней резьбы.
Известный уровень техники
Традиционно предлагался так называемый болт, предохраняющий от зажима, который при установке с перекосом в элемент с внутренней резьбой типа гайки обеспечивает плавное вкручивание данного болта в элемент внутренней резьбы без какого-либо зажима путем управления своим собственным положением с помощью направляющей части, образованной соответствующим образом на его стержне. Если у простых болтов стержень имеет по существу постоянный диаметр, то такой болт, предохраняющий от зажима, снабжен малой по диаметру или скошенной направляющей частью на переднем конце стержня таким образом, что, когда направляющая часть входит в контакт с периферийной поверхностью резьбового отверстия в элементе с внутренней резьбой, болт устанавливается в соответствующее положение. Например, в патентном документе 1 раскрыт болт, в котором направляющая часть постоянного диаметра, имеющая малый диаметр, образована на переднем конце стержня болта. Законченный выступ образован на этой направляющей части постоянного диаметра, и, кроме того, наружный диаметр направляющей части постоянного диаметра почти равен минимальной величине внутреннего диаметра внутренней резьбы. Когда болт, имеющий такую конструкцию, вставляется под наклоном во внутреннюю резьбу, законченный выступ направляющей части постоянного диаметра может захватить выступ внутренней резьбы и при продолжении вкручивания резьбовые части могут должным образом входить в зацепление друг с другом по ходу винтовой резьбы.
Патентный документ 1: японская выложенная патентная заявка №2000-18226.
Описание изобретения
Проблемы, решаемые с помощью данного изобретения
В соответствии с вышеописанным известным уровнем техники, если угол наклона болта относительно элемента с внутренней резьбой сравнительно мал, то болт приводится в соответствующее положение посредством формы направляющей части стержня болта и болт может плавно вкручиваться в участок внутренней резьбы таким образом, что болт затягивается в участок внутренней резьбы элемента с внутренней резьбой. Однако, если болт находится под большим углом относительно элемента с внутренней резьбой, то он может затягиваться в участок внутренней резьбы элемента с внутренней резьбой без приведения болта в соответствующее положение, то есть болт остается в наклонном положении. Поэтому возникает проблема, связанная с тем, что болт может затягиваться в элемент с внутренней резьбой с отклонением шага резьбы, в результате чего возможно возникновение зажима и заедания.
Настоящее изобретение создано для решения вышеописанной проблемы и целью настоящего изобретения является создание болта, который не может быть затянут до тех пор, пока он не займет соответствующего положения относительно элемента с внутренней резьбой, для того чтобы надежно избежать зажима или заедания на элементе с внутренней резьбой.
Средства решения проблемы
Для достижения вышеописанной цели болт, описанный в п.1 формулы, представляет собой болт, имеющий головку и стержень, на котором образован выступ, при этом болт приспособлен для вкручивания в элемент внутренней резьбой, такой как гайка, в котором стержень состоит из части постоянного диаметра, образованной на его удаленном конце, и направляющей части, образованной на его переднем конце и имеющей меньший диаметр по сравнению с частью постоянного диаметра, при этом выступ, образованный на направляющей части, выполнен в конфигурации винта обратного направления относительно выступа, образованного на части постоянного диаметра.
Болт, описанный в п.2 формулы, отличается тем, что выступ, образованный на направляющей части, выполнен в виде двухзаходного винта, имеющего конфигурацию винта обратного направления, в добавление к конструкции болта, описанной в п.1 формулы. Болт, описанный в п.3 формулы, отличается тем, что участок без резьбы, не имеющий выступа, образован в заранее установленной зоне между частью постоянного диаметра и направляющей частью стержня болта.
Эффекты изобретения
В болте, выполненном в соответствии с настоящим изобретением, направляющая часть, имеющая меньший диаметр по сравнению с частью постоянного диаметра удаленного конца, образована на переднем конце стержня болта и выступ, образованный на этой направляющей части, выполнен в конфигурации винта обратного направления относительно выступа, образованного на части постоянного диаметра. Поэтому, когда болт вставлен в участок внутренней резьбы с перекосом, направляющая часть болта сталкивается с участком внутренней резьбы элемента с внутренней резьбой или направляющая часть сталкивается и выступ, образованный на направляющей части, входит в зацепление с внутренней резьбой элемента. Как только направляющая часть сталкивается с участком внутренней резьбы, болт после этого вкручивается в элемент с внутренней резьбой. Далее, если выступ на направляющей части входит в зацепление с внутренней резьбой, когда болт повернут в направлении вкручивания в элемент с внутренней резьбой, тогда болт выходит из элемента с внутренней резьбой вследствие зацепления между выступом, имеющим конфигурацию винта обратного направления, направляющей части, и участком внутренней резьбы. Другими словами, поскольку болт не может быть вкручен в элемент с внутренней резьбой, когда он перекошен, болт никогда не будет вкручен в элемент с внутренней резьбой в неправильном положении. Поэтому зажим и заедание болта могут быть надежно предотвращены.
В болте, описанном в п.2 формулы, в котором выступ, образованный на направляющей части, выполнен в виде двухзаходного винта, имеющего конфигурацию винта обратного направления, величина хода выступа, образованного на части постоянного диаметра, соответствует одному шагу на один оборот болта 1, а величина хода выступа, образованного на направляющей части, соответствует двум шагам. Следовательно, эффекты легкости выхода усиливаются по сравнению со случаем, когда выступ, образованный на направляющей части, является однозаходным винтом. В болте, описанном в п.3 формулы, участок без резьбы образован в заранее установленной зоне между частью постоянного диаметра стержня болта и направляющей частью таким образом, что, когда болт вставлен в участок внутренней резьбы элемента с внутренней резьбой в наклонном положении, участок без резьбы и участок внутренней резьбы никогда не входят в зацепление друг с другом, даже если участок без резьбы сталкивается с внутренней периферийной поверхностью участка внутренней резьбы. Поэтому болт никогда не попадает в элемент с внутренней резьбой и может быть надежно предохранен от зажима и заедания в нем.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает вид сбоку болта по п.1 формулы.
Фиг.2 изображает увеличенный вид элемента, показывающий передний конец стержня болта.
Фиг.3 изображает вид в разрезе элемента, показывающий положение, в котором болт вставлен в резьбовое отверстие гайки в наклонном положении.
Фиг.4 изображает вид в разрезе элемента, показывающий положение, в котором болт повернут на 60° вправо от положения по фиг.3.
Фиг.5 изображает вид сбоку болта по п.2 формулы.
Фиг.6 изображает вид в разрезе элемента, показывающий положение, в котором болт по фиг.5 вставлен в резьбовое отверстие гайки в наклонном положении.
Фиг.7 изображает увеличенный вид элемента, показывающего передний конец стержня болта по п.3 формулы.
Описание ссылочных номеров
1 - болт
10 - головка болта
15 - стержень болта
30 - выступ
31 - выступ
32 - выступ в виде двухзаходного винта
115 - часть постоянного диаметра
116 - направляющая часть
126 - участок без резьбы
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения
Ниже будет описан первый вариант осуществления болта в соответствии с настоящим изобретением со ссылками на чертежи. Сначала описана конструкция болта со ссылкой на фиг.1 и 2. Фиг.1 изображает упрощенную резьбу, выполненную на болте 1. Как показано на фиг.1 и 2, болт 1 состоит из по существу шестигранной головки колончатого типа 10, вытянутой вдоль общего осевого центра, и по существу цилиндрического стержня 15. Удаленный конец стержня 15 выполнен в виде цилиндрической части постоянного диаметра 115, имеющей постоянный диаметр, и выступ 30 образован на внешней периферийной поверхности части постоянного диаметра 115 с заранее установленными шагами. Выступ 30 выполнен в конфигурации винта с правой резьбой, которая позволяет болту 1 вкручиваться в элемент с внутренней резьбой, когда он поворачивается вправо (по часовой стрелке). Удаленный конец стержня 15 выполнен в виде участка цилиндрической формы, имеющего меньший диаметр по сравнению с частью постоянного диаметра 115, и он используется в качестве направляющей части 116 для приведения болта 1 в правильное положение, когда он вкручивается в гайку, как описано ниже.
В выбранной зоне переднего конца части постоянного диаметра 115, более конкретно, в зоне, длина которой примерно в три раза больше шага выступа 30, высота выступа 30 уменьшается постепенно от удаленного конца стержня 15 к переднему концу таким образом, что внешняя форма винтовой резьбы, образованная путем соединения гребней выступа 30, сужается с углом скоса около 15° с постепенно уменьшающимся диаметром. Следует отметить, что диаметр основания резьбы части постоянного диаметра 115, включающей данный участок, имеет постоянную величину. Кроме того, сужающийся участок 117 по существу в форме усеченного конуса образован в очень короткой зоне между направляющей частью 116 и частью постоянного диаметра 115. Сужающийся участок 117 состоит из цилиндрической нижней части, имеющей диаметр, равный диаметру основания резьбы части постоянного диаметра 115, и круговой гребневой части, имеющей диаметр, равный диаметру участка без резьбы направляющей части 116, описанной ниже, и его диаметр уменьшается с углом скоса около 15° от нижней части к остальной части, при этом на внешней периферийной поверхности выступ не образуется.
Направляющая часть 116 проходит от переднего конца (гребня) этой сужающейся части 117 к переднему концу стержня болта 15, и часть удаленного конца выполнена в виде цилиндрического участка без резьбы 126, на котором образован выступ. Более конкретно - на удаленном конце направляющей части 116 образован участок без резьбы 126, длина которого по существу в 1,6 раз больше шага выступа 30, образованного на части постоянного диаметра 115, и выступ 31 образован в зоне дальнего переднего конца. Выступ 31 выполнен под углом около 60° и имеет такой же шаг, что и выступ 30. Диаметр основания выступа 31 меньше диаметра участка без резьбы 126, а его внешний диаметр больше диаметра участка без резьбы 126. Следует отметить, что этот внешний диаметр меньше внутреннего диаметра участка внутренней резьбы элемента с внутренней резьбой, с которым соединяется болт 1. Выступ 31, образованный на направляющей части 116, выполнен в конфигурации винта обратного направления относительно выступа 30, образованного на части постоянного диаметра 115. То есть, если выступ 30 на части постоянного диаметра 115 имеет конфигурацию винта с правой резьбой, которая обеспечивает его вкручивание при вращении по часовой стрелке, то выступ 31, образованный на направляющей части 116, выполнен в конфигурации винта с левой резьбой, которая обеспечивает его выкручивание из элемента с внутренней резьбой, когда болт 1 поворачивается по часовой стрелке.
Далее будет описано свинчивание болта 1 и гайки 100 в качестве элемента с внутренней резьбой со ссылкой на фиг.3 и 4. Как показано на фиг.3, гайка 100 обеспечивает вкручивание элемента с наружной резьбой в конфигурации винта с правой резьбой в гайку 100, и болт вставлен в резьбовое отверстие 110, когда он наклонен под углом относительно гайки 100 таким образом, что выступ 31 образован на направляющей части 116 на переднем конце стержня болта 15, законченный выступ на самом верхнем конце находится в зацеплении с участком внутренней резьбы 105 на внутренней периферийной поверхности гайки 100. При этом условии на периферийной кромке участка отверстия 101 гайки 100 на стороне, с которой вставлен болт 1, выступ 30 на переднем конце части постоянного диаметра 115 болта 1 стремится войти в зацепление с участком внутренней резьбы 105 в гайке 100 с отклонением шага. Следует отметить, что на данном чертеже положение, в котором участок внутренней резьбы 105 гайки 100 перекрывает выступ 30 на переднем конце части постоянного диаметра 115 болта 1, означает, что выступ 30 расположен перед участком внутренней резьбы 105, показанным в разрезе.
Когда болт 1 поворачивается (по часовой стрелке), чтобы войти в зацепление с гайкой 100, направляющая часть 116 перемещается в направлении выхода из резьбового отверстия 110 гайки 100 путем вращения болта 1 по часовой стрелке. Только выступ 31 на направляющей части 116 находится в зацеплении с участком внутренней резьбы 105 гайки 100. И до тех пор, пока выступ 31 на направляющей части 116 находится даже в слабом зацеплении с участком внутренней резьбы 105, болт 1 перемещается в направлении полного выхода из резьбового отверстия 110 гайки 100 (на чертеже это направление - вертикально вверх). Хотя выступ 30, образованный на переднем конце части постоянного диаметра 115, а также выступ 31 на направляющей части 116, сталкиваются с участком внутренней резьбы 105, высота выступа 30 на переднем конце части постоянного диаметра 115 меньше, чем высота выступа 30 на других участках части постоянного диаметра 115, и он не входит в глубокое зацепление с участком внутренней резьбы 105. Таким образом, выступ 30 на переднем конце части постоянного диаметра 115 никогда не входит в зацепление с участком внутренней резьбы 105, при этом болт 1 перемещается в направлении выхода и плавно выходит из резьбового отверстия 110. Кроме того, когда участок без резьбы 126 сталкивается с участком внутренней резьбы 105 гайки 100, когда болт 1 занимает положение выше положения, показанного на данном чертеже, когда угол его наклона больше, болт 1 никогда не входит в зацепление с гайкой на других участках, кроме тех, где выступ 31 направляющей части 116 находится в зацеплении с участком внутренней резьбы 105, в результате чего болт 1 плавно выходит из резьбового отверстия 110.
Фиг.4 изображает положение, когда после положения по фиг.3 выступ 31 на направляющей части 116 находится в зацеплении с участком внутренней резьбы 105, и болт 1 повернут на 60° в направлении затягивания (по часовой стрелке). Как показано на фиг.4, точка М1 на выступе 31 направляющей части 116 и точка N1 на выступе 30 на переднем конце части постоянного диаметра 115 смещены друг относительно друга на 60° таким образом, что болт перемещается в направлении выхода, а выступ 31 на направляющей части 116 находится в зацеплении с участком внутренней резьбы 105 так, что болт 1 перемещается в направлении выхода при его вращении. На фиг.3 выступ 30 на переднем конце части постоянного диаметра 115, перекрывающийся с участком внутренней резьбы 105 гайки 100, приблизился непосредственно к части отверстия 105 гайки 100 после того, как болт 1 поворачивается на 60°, и поэтому выступ 30 не входит в зацепление с участком внутренней резьбы 105 гайки 100, при этом болт 1 и гайка 100 предохранены от зажима или заедания.
Хотя не показано в деталях, как только рабочий, который вкручивает болт 1, возвращает его из наклонного положения в вертикальное положение, болт 1 занимает соответствующее положение в резьбовом отверстии 110 гайки 100 благодаря его собственному весу, при этом болт 1 затягивается обычно. Следует отметить, что внешний диаметр выступа 31 должен быть меньше внутреннего диаметра участка внутренней резьбы 105, для того чтобы предотвратить столкновение между направляющей частью 116 стержня болта 15 и участком внутренней резьбы гайки 100, когда болт 1 поворачивается в положение, соответствующее вкручиванию. Когда выступ 31, образованный на направляющей части 116 стержня болта 15, не входит (с зацеплением с) в участок внутренней резьбы 105 на внутренней периферийной поверхности гайки 100, например, если выступ 31, образованный на направляющей части 116, только сталкивается с участком внутренней резьбы 105 на внутренней периферийной поверхности гайки 100, то болт 1 занимает соответствующее положение в резьбовом отверстии 110 в гайке 100 под действием своего собственного веса и после этого болт 1 вкручивается в гайку 100 как обычно.
Как описано выше, в болте 1, выполненном в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения, направляющая часть малого диаметра 116 образована на удаленном конце стержня болта 15, и выступ 31 в конфигурации винта обратного направления относительно выступа 30, образованного на части постоянного диаметра 115, образован на данной направляющей части 116. Поэтому в том случае, когда болт 1 вставлен в резьбовое отверстие 110 под наклоном относительно гайки 100, когда выступ на направляющей части 116 входит в зацепление с участком внутренней резьбы 105 гайки 100, болт 1 перемещается в направлении выхода из гайки 100, так как положение болта 1 не соответствует вкручиванию. Таким образом, болт 1 не может быть вкручен в гайку до тех пор, пока он не займет положение, соответствующее вкручиванию, относительно гайки 100 и, следовательно, болт никогда не войдет в гайку в неправильном положении, например в наклонном положении, тем самым болт предохранен от зажима и заедания в гайке.
Хотя выступ 31, имеющий конфигурацию винта обратного направления, направляющей части 116 болта 1, описанного выше, является однозаходным винтом, выступ 32 в виде двухзаходного винта, имеющий конфигурацию винта обратного направления, образован на направляющей части 116. Так как другие конфигурации являются аналогичными, одинаковые ссылочные номера относятся к соответствующим частям и их описания не включены.
Когда болт 1, выполненный в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, вставлен в гайку 100 под наклоном относительно гайки 100, как показано на фиг.6, выступ 32 в виде двухзаходного винта, имеющий конфигурацию винта обратного направления, на направляющей части 116 входит в зацепление с участком внутренней резьбы 105 гайки 100, обеспечивая тем самым самовыравнивание болта 1. Однако величина хода выступа 32, образованного на направляющей части 116, соответствует двум шагам на один оборот болта 1. Таким образом, эффекты выхода усиливаются в 2 раза по сравнению со случаем, когда выступ 31, образованный на направляющей части 116, является однозаходным винтом. В результате болт 1 не может быть вкручен в гайку 100 до тех пор, пока он не займет положения, соответствующего вкручиванию, относительно гайки 100, тем самым болт надежно предохранен от зажима и заедания в гайке.
Далее будет описан второй вариант осуществления болта в соответствии с настоящим изобретением со ссылкой на фиг.7. В данном случае болт 200 выполнен по существу в той же самой конфигурации, что и болт 1, выполненный в соответствии с вышеописанным вариантом осуществления изобретения, за исключением того, что направляющая часть образована на переднем конце стержня болта. Поэтому подробно описана только форма переднего конца стержня болта 200. Фиг.7 изображает увеличенный вид элемента, показывающий передний конец стержня 215 болта 200, и одинаковые ссылочные номера относятся к общим компонентам с болтом 1, выполненным в соответствии с вышеописанным вариантом осуществления изобретения. Как показано на фиг.7, болт 200 имеет часть постоянного диаметра 115 на удаленном конце стержня болта 215, и выступ винта с правой нарезкой 30 образован на части постоянного диаметра 115. Высота выступа 30 постепенно уменьшается на переднем конце части постоянного диаметра 115 таким образом, что внешняя форма винтов, образованных путем соединения гребней выступа 30, имеет сужающуюся конфигурацию, диаметр которой постепенно уменьшается с углом скоса около 15°.
В болте 200 участок без резьбы 226 проходит от переднего конца части постоянного диаметра 115 в отличие от болта 1. Данный участок без резьбы 226 имеет по существу такой же диаметр, что и диаметр основания части постоянного диаметра 115 и, кроме того, очень короткий по протяженности наклонный участок в форме усеченного конуса 217 отходит от переднего конца участка без резьбы 226. Направляющая часть 216, имеющая значительно меньший диаметр по сравнению с диаметром основания части постоянного диаметра 115, отходит от переднего конца сужающегося участка 217. Выступ 231, менее высокий по сравнению с выступом 31, образованным на направляющей части 116 болта 1, образован на направляющей части 216, и выступ 231 имеет конфигурацию винта обратного направления относительно выступа 30 на части постоянного диаметра 115, то есть конфигурацию винта с левой резьбой. Если выступ 31 на направляющей части 116 болта 1 выполнен с углом скоса около 60°, то выступ 231 выполнен с углом скоса около 90°.
Болт 200, выполненный в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения, может надежно предотвратить возникновение зажима, когда он вставлен под наклоном в элемент с внутренней резьбой, такой как гайка. Более конкретно, когда болт 200 вставлен под наклоном в резьбовое отверстие гайки, которая не показана, выступ 216, образованный на направляющей части 231, и участок внутренней резьбы гайки сталкиваются друг с другом. Однако сцепление с участком внутренней резьбы является неглубоким, так как выступ 231 на направляющей части выполнен с меньшей высотой. Поэтому болт 200, выполненный в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения, может устранить перекос, когда он вставлен в элемент с внутренней резьбой, такой как гайка, и данный болт может быть надежно затянут в положении, соответствующем вкручиванию. Следует отметить, что выступом 231 может быть однозаходный винт или двухзаходный винт.
Как описано выше, в болте, выполненном в соответствии с настоящим изобретением, часть постоянного диаметра образована на удаленном конце стержня болта, а направляющая часть, имеющая меньший диаметр, образована на переднем конце, и выступ на данной направляющей части выполнен в конфигурации винта обратного направления по сравнению с выступом части постоянного диаметра. Поэтому, когда болт 1 вставлен в элемент с внутренней резьбой неправильно, более конкретно, в перекошенном положении, данный болт выходит из элемента с внутренней резьбой, так как он не установлен в положение, соответствующее вкручиванию. Другими словами, поскольку болт не может быть вкручен до тех пор, пока он не займет положение, соответствующее вкручиванию, относительно элемента с внутренней резьбой, данный болт не входит в элемент с внутренней резьбой в неправильном положении, например в перекошенном положении, благодаря чему можно надежно предотвратить зажим или заедание болта в элементе с внутренней резьбой. Кроме того, эффекты могут быть усилены за счет выполнения выступа на направляющей части в конфигурации двухзаходного винта. В данном случае участок без резьбы, не имеющий выступа, образуется между частью постоянного диаметра и направляющей частью, и когда болт вставлен в элемент с внутренней резьбой в перекошенном положении, участок без резьбы и участок внутренней резьбы никогда не входят в зацепление друг с другом, даже если участок без резьбы сталкивается с внутренней периферийной поверхностью участка внутренней резьбы, тем самым можно надежно предохранить болт от зажима в элементе с внутренней резьбой.
Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления изобретения и может быть изменено различными способами. Хотя в данном варианте осуществления изобретения примером элемента с внутренней резьбой является гайка, понятно, что болт, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, может быть использован с другими элементами с внутренней резьбой. Хотя в данном варианте осуществления изобретения в качестве примера приводится длина участка, на котором высота выступа постепенно уменьшается на части постоянного диаметра болта, длина участка без резьбы, длина сужающегося участка и подобные им величины являются всего лишь примерами, и соответствующие участки могут быть выполнены с другими размерами, отличающимися от указанных в вышеописанных вариантах осуществления изобретения. Кроме того, форма выступа, образованного на направляющей части, и форма выступа, образованного на части постоянного диаметра, не ограничиваются формами, описанными в данном варианте осуществления изобретения, и могут быть соответствующим образом изменены.