CN106795906B - 防松垫圈 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种使垫圈的倾斜面和螺母直接接触，从而螺母朝松动方向转动时，通过垫圈的倾斜面能够保证楔子效果的防松垫圈。为了达成所述目的而开发的根据本发明的防松垫圈，包括：主体部，在中央形成有螺栓插入孔，在上部面放置螺栓头或者螺母；卡止突部，形成在所述垫圈主体部的上部面，而所述螺栓或螺母朝拧紧方向转动时，所述螺栓头或者螺母的边角部被卡住；以及倾斜面，形成在所述垫圈主体部的上部面，而所述螺栓或者螺母朝松动方向转动时，所述倾斜面与所述螺栓头或者螺母的底面接触，从而使所述螺栓头或者螺母上升。

Description

防松垫圈

技术领域

本发明涉及一种防松垫圈，更详细而言涉及一种利用倾斜面防止螺栓或者螺母松动的防松垫圈。

背景技术

通常，使用螺栓或者结合部件来结合部件时，在部件和螺栓或者螺母之间插入垫圈来增加其结合力并防止松动，通常较普遍的垫圈可举出平垫圈和弹簧垫圈。

平垫圈尤其在木材等软部件中结合螺栓和螺母时起到稳定固定螺栓头或者螺母的作用。当由螺栓和螺母进行结合的部件受到振动或者冲击时，弹簧垫圈也能利用弹性恢复力对施加到螺栓和螺母的螺杆方向的压力变化产生缓冲作用，从而防止螺栓和螺母松动。但是，弹簧垫圈的弹性恢复力的大小相对于螺栓或者螺母的压力相对较小，而且随着时间的流逝，弹性恢复力的大小也减小，因此防松功能有限。

用于提高防松效果的最近最常使用的垫圈结构为，如图1所示的洛帝劳防松系统。洛帝劳防松垫圈4是插入结合在为了结合两个母材1而结合的螺栓2和螺母3之间，更加准确而言是插入结合在螺母3和母材1之间。

所述洛帝劳防松垫圈4由上部垫圈板4a和下部垫圈板4b构成，所述一对上下部垫圈板4a、4b在相互倾斜着啮合的相对面沿着圆周方向形成有锯齿状的倾斜面5。所述锯齿状的倾斜面5被啮合的倾斜角α形成为始终大于结合有螺栓2和螺母3的螺纹的倾斜角β。当朝拧紧方向转动螺栓2和螺母3时，上部垫圈板4a和下部垫圈板4b的锯齿倾斜面被锁定成完全啮合的状态。

如上所述，由于垫圈的倾斜面被啮合的倾斜角α大于结合有螺栓2和螺母3的螺纹的倾斜角β，因此螺母3因振动或者外力而朝松动方向转动时，上部垫圈板4a沿着锯齿倾斜面前进的螺栓螺杆方向的移动距离大于螺母3沿着螺纹前进的螺栓螺杆方向的移动距离。其结果，上部垫圈板4a加压螺母3，由此增加的摩擦阻力矩抑制螺母3朝松动方向的转动而发挥楔子作用，从而防止松动。

当使用所述洛帝劳防松垫圈时，如果仅在上部垫圈板4a和下部垫圈板4b之间产生滑动，则只要结合在螺栓和螺母之间的螺纹不发生破碎或者垫圈的倾斜面不发生破碎，就能够半永久地防止螺母松动。

但是，洛帝牢防松垫圈4的防松原理其前提是当螺母3朝松动方向转动时，通过在螺母3的底面和上部垫圈板4a的上部面之间产生的摩擦阻力而与螺母3和上部垫圈板4a成为一体进行旋转，但是实际上，当螺母3朝松动方向转动时，螺母3朝螺母3和上部垫圈板4a之间的接触面被隔开的方向移动，因此接触面的压力和因接触面的压力导致的摩擦阻力急速降低，而上部垫圈板4a和螺母3不能一起转动，丧失防松功能。

进一步的，如果各个接触面的摩擦系数之差不大，则比起倾斜面首先在水平面上产生滑动，因此比起上部垫圈板4a和下部垫圈板4b之间的倾斜接触面5，首先在螺母3和上部垫圈板4a之间的水平接触面6或者在下部垫圈板4b和母材1之间的水平接触面7产生滑动，而不能发挥洛帝牢垫圈的楔子效果。

一方面，洛帝牢垫圈为了缓和比起倾斜接触面5首先在水平接触面6、7产生滑动的现象，在上部垫圈板4a的上面或者下部垫圈板4b的下面形成凹凸部来减少部件之间接触面的面积。但是，摩擦阻力的大小只受垂直方向的压力和摩擦系数而与部件之间的接触面的面积无关，因此，即便在垫圈的底面形成凹凸部，摩擦阻力也不会增加。

而且，当母材或者螺母为金属或者陶瓷灯压缩强度强的材质时，垫圈的凹凸部位被卡在母材或者螺母上而不能产生抵抗逆旋转的效果。如果，即便是拧紧螺母时在螺母的底面产生压缩变形，也因为垫圈与螺母一起转动时，松动时也能一起转动，因此不能发挥防松功能，垫圈与螺母不一起转动时，螺母的底面沿着转动方向被压缩变形为长长的凹陷形状，因此不能完成防止螺母松动的凹凸功能。

进一步的，洛帝牢垫圈是通过螺母的底面面积决定螺母和垫圈之间的水平接触面的面积，因此即便是将垫圈的直径制造成比螺母的直径大，也不能发挥用于防止松动的水平接触面6的摩擦阻力矩的增加效果而有限。

而且，洛帝牢防松垫圈需要使用一对，因此现场作业麻烦，购买费用也高，经济性降低。

发明内容

本发明是为解决洛帝牢防松垫圈的所述问题点而开发的，其目的在于提供一种仅使用一个构成为螺栓或者螺母与垫圈的倾斜面直接接触的防松垫圈，就能在螺栓或者螺母朝松动方向相对转动时始终仅在与垫圈的倾斜接触面上产生滑动，从而能够保证楔子效果的防松垫圈。

为达成所述目的而开发的根据本发明的防松垫圈，其包括：主体部，在中央形成有螺栓插入孔，在上部面放置螺栓头或者螺母；卡止突部，形成在所述垫圈主体部的上部面，而所述螺栓或螺母朝拧紧方向转动时，所述螺栓头或者螺母的边角部被卡住；以及倾斜面，形成在所述垫圈主体部的上部面，而所述螺栓或螺母朝松动方向转动时，所述倾斜面与所述螺栓头或者螺母的底面接触，从而使所述螺栓头或者螺母上升。

而且，所述卡止突部以及倾斜面能够以所述螺栓插入孔的中心轴为基准沿着具有一定半径的圆的圆周方向形成有多个。

而且，所述卡止突部可在多边形的所述螺栓头或者螺母的各个边角部一对一对应形成。

而且，所述倾斜面可形成为，在所述螺栓或螺母朝松动方向转动时，所述螺栓头或者螺母沿着所述倾斜面上升的朝螺杆方向的移动距离大于所述螺栓头或者螺母沿着螺纹上升的朝螺杆方向的移动距离。

而且，所述倾斜面可包括：侧部倾斜面，形成在与所述螺母的各个底面边角部对应的线的外侧；以及底部倾斜面，朝与所述螺母的各个底面边角部对应的线的内侧延长形成。

而且，在所述垫圈主体部可形成有插入固定片，所述插入固定片朝所述螺栓插入孔的中心轴向下或者向上倾斜形成，并在拧紧所述螺栓或者螺母的状态下，与螺栓的螺纹插入结合。

而且，在所述垫圈主体部可沿着其外围延长形成有凸轮部。

而且，所述垫圈主体部可形成为多边形。

而且，在所述垫圈主体部的底面可形成有沿着其边缘向下突出而成的底面突出部。

而且，在所述垫圈主体部的底面可向下尖尖地突出形成有多个底面固定突起。

而且，所述卡止突部和倾斜面可通过倾斜弯曲片一体形成，所述倾斜弯曲片是将扁平的板材形态的所述垫圈主体部的局部沿着所述螺栓头或者螺母的边角部以一定形状切开，并将所述切开部分向上弯曲加工而成。

而且，所述卡止突部和倾斜面可通过倾斜突起片一体形成，所述倾斜突起片是在扁平的板材形态的垫圈主体部的上部面沿着所述螺栓头或者螺母的边角部突出形成为一定长度。

如上构成的根据本发明的防松垫圈，当螺栓或螺母朝松动方向转动时，螺栓头或者螺母直接沿着垫圈的倾斜面上升，从而朝螺栓或者螺母的螺杆方向的压力和摩擦阻力矩急速增加，通过所述增加的摩擦阻力矩达到楔子效果而完全抑制螺栓或者螺母的松动。

而且，沿着垫圈主体部的外围延长形成的凸轮部以及在垫圈主体部的底面沿着边缘突出形成的底面突出部会增加垫圈和母材之间的摩擦阻力矩。而且，沿着垫圈的螺栓插入孔的外围而成的插入固定片在螺母弯曲被拧紧的状态下强力固定螺栓，从而产生抵抗垫圈和螺栓之间的相对转动的摩擦阻力矩。

而且，供螺栓头或者螺母插入的防松动用辅助闸瓦不仅能够克服螺栓头或者螺母和垫圈之间的规格及形状(四边、六边等)之差，还能通过使用比螺栓头或者螺母的直径大的垫圈，而进一步增加垫圈和母材之间的摩擦阻力矩。

其结果，比起在垫圈和母材之间的水平接触面，首先在螺母和垫圈之间的倾斜接触面产生滑动，从而通过在所述螺母和垫圈的倾斜面之间的摩擦阻力矩的增加，更加确切地保证楔子效果。

而且，现有洛帝牢垫圈是需要插入一对垫圈，而本发明的垫圈是仅靠一个垫圈就能完成防松功能，因此现场作业的生产性变高，还能节约垫圈的购买费用。

附图说明

图1是现有洛帝牢(Nord-Lock)防松垫圈的示意图。

图2是根据本发明的防松垫圈的示意图。

图3是根据本发明的其他实施例的防松垫圈的示意图。

图4是根据本发明的其他又一实施例的防松垫圈的示意图。

图5是根据本发明的防松垫圈的结构详细图。

图6是根据本发明的其他实施例的防松垫圈的结构详细图。

图7是根据本发明的防松垫圈的倾斜面结构的示意图。

图8是根据本发明的其他又一实施例的防松垫圈的结构详细图。

图9是对图8的垫圈进行变形的其他又一实施例的防松垫圈的结构详细图。

图10是在转动根据本发明的防松垫圈和螺母时，与垫圈的接触状态的示意图。

图11是在转动根据本发明的其他实施例的防松垫圈和螺母时，与垫圈的接触状态的示意图。

图12是在根据本发明的防松垫圈中，倾斜面及卡止突部的第一变形例的示意图。

图13是在根据本发明的防松垫圈中，倾斜面及卡止突部的第二变形例的示意图。

图14是在根据本发明的防松垫圈中，倾斜面及卡止突部的第三变形例的示意图。

图15是在根据本发明的防松垫圈中，倾斜面及卡止突部的第四变形例的示意图。

图16是在根据本发明的防松垫圈中，倾斜面及卡止突部的第五变形例的示意图。

图17是现有洛帝牢防松垫圈的应力分布示意图。

图18是现有洛帝牢防松垫圈的转动力矩分布示意图。

图19是根据本发明的防松垫圈和螺母的结合状态的示意图。

图20是根据本发明的防松垫圈的应力分布示意图。

图21是根据本发明的防松垫圈的转动力矩分布示意图。

图22是根据本发明的防松垫圈的插入固定片的示意图。

图23是根据本发明的其他实施例的插入固定片的示意图。

图24是根据本发明的插入固定片的各种变形例的示意图。

图25是根据本发明的四边形辅助闸瓦的示意图。

图26是根据本发明的六边形辅助闸瓦的示意图。

图27是根据本发明的底面固定突起的示意图。

附图标记：

1：母材，2：螺栓，10：螺母，11：外侧面边角部，13：底面边角部，20：防松垫圈，21：主体部，22：上部面，23：螺栓插入孔，24：倾斜面，25：卡止突部，26：插入固定片，27：凸轮部，28：底面，28a：倾斜弯曲片，29：底面突出部，30：倾斜弯曲片，31：倾斜突起片，40：辅助闸瓦，a1：螺纹倾斜角，a2：垫圈倾斜角

具体实施方式

以下，参照附图更加详细说明根据本发明的优选一实施例。本发明可体现为各种不同形态，并不局限于在此说明的实施例。

为了准确说明本发明，省略了与说明无关的部分，在说明书整体中对于相同或者类似的结构要素赋予了相同的附图标记。

在整体说明书中，当某一部分与其他部分被“连接”时，不仅包括“被直接连接”的情况，还包括在中间夹有其他部件而“被间接连接”。而且，当某一部分“包含”某一结构要素时，在没有特别记载的情况下，是指不排除其他结构要素而是能够进一步包括其他结构要素。

图2是根据本发明的一实施例的防松垫圈的示意图。防松垫圈20基本上包括：板材形态的主体部21，在中央形成有螺栓插入孔23，在上部面22固定螺母10；卡止突部25，形成在所述垫圈主体部21的上部面22，而所述螺母10朝拧紧方向转动时，所述螺母10的外侧面边角部11被卡住；以及倾斜面24，形成在所述垫圈主体部21的上部面，而所述螺母10朝松动方向转动时，所述倾斜面24与所述螺母10的底面接触，从而使所述螺母10，更加准确为使螺母10的底面边角部13上升。

图2a是根据本发明的最基本形态的防松垫圈20的示意图。该防松垫圈20，在垫圈主体部21的上部面22仅形成有螺栓插入孔23，是没有进行其他加工的形态。因此，所述垫圈主体部21的上部面单纯具有放置螺母10的功能。优选为，所述防松垫圈20的上部面22形成为与螺母的形态(四边形、六边形等)相同或者类似，从而稳定放置螺母10。

以沿着螺母10的内周面形成的螺纹12和螺栓(省略图示)的螺纹相结合的状态拧紧时，主要是螺母10的外侧面边角部11被卡在防松垫圈20的卡止突部25上，因此防松垫圈20也与螺母10一同转动。初期由于螺母10和垫圈20还没有被压入到母材而没有摩擦力，因此稍微卡住也能一起转动，当逐渐拧紧螺母10时，所述外侧面边角部13会更深地卡在卡止突部25上，从而能够承受更大的拧紧力。

此处，被卡在卡止突部25上的螺母10的外侧面边角部11是指在多面棱柱型的螺母中与各个外侧面相遇而成的边角相邻的外侧面部分。作为于此相对的概念，螺母10的底面边角部13是指与沿着多面棱柱型螺母的各个外侧面和底面相遇的线而成的边角相邻的底面部分。所述螺母10的外侧面边角部11是在螺母10朝拧紧方向转动时被卡在防松垫圈20的卡止突部25上的部分，所述螺母10的底面边角部11是在螺母10朝松动方向转动时沿着防松垫圈20的倾斜面上升的部分。

所述倾斜面24是为了防止螺母松动而新采用的技术结构之一，形成在垫圈主体部21的上部面而螺母10朝松动方向转动时，与螺母10的底面边角部13接触，从而螺母10沿着倾斜面24上升。如上所述，与现有洛帝牢防松垫圈的区别在于，根据本发明的倾斜面24是与作为防松动对象物的螺母10直接接触。

而且，所述倾斜面24形成为，在所述螺母10朝松动方向转动时，所述螺母10沿着所述倾斜面24上升的朝螺杆方向的移动距离大于所述螺母10沿着螺纹上升的朝螺杆方向的移动距离。其结果，即便螺母10朝松动方向转动，也因倾斜面24而朝螺杆方向，换句而言朝螺母10的中心轴方向产生螺母10按压垫圈20和母材的压力，从而固定螺母10使其不再松动。

因此，如果使用本发明的防松垫圈20，只要不是螺母10的螺纹或者防松垫圈20的倾斜面发生破损，就能半永久地防止螺母10的松动。在后面参照图17至图21详细说明因倾斜面24产生的螺母10的压力。

图2b是根据本发明的其他实施例的防松垫圈20。所述防松垫圈20在由主体部21、卡止突部25以及倾斜面24构成的点上与图2a相同，因此对此省略说明。

但是，所述防松垫圈20其上部面的功能不仅仅是单纯放置螺母10，技术特征在于形成有在螺母的螺纹插入结合的插入固定片26。所述插入固定片26通过所述垫圈主体部21的上部面的局部沿着所述螺栓插入孔23的半径方向被切开为多个，并朝所述螺栓插入孔23的中心轴向下或向上倾斜而成。所述插入固定片26随着所述螺母10被拧紧而朝螺杆方向被加压，从而朝水平方向变形的同时被强力插入结合在螺栓主体的螺纹凹凸部分。在后面参照图22至图24详细说明所述插入固定片26。

图2c是根据本发明的其他又一实施例的防松垫圈20的示意图。所述防松垫圈20在由主体部21、卡止突部25、倾斜面24以及插入固定片26构成的点上与图2b相同，因此对此省略说明。

但是，所述防松垫圈20的技术特征在于，在所述垫圈主体部21沿着其外围延长形成有凸轮部27。当防松垫圈20被插入到母材时，所述凸轮部27使摩擦阻力矩增加(“摩擦阻力矩＝力ⅹ臂长”，因此摩擦阻力矩与从力矩中心到与母材的接触面为止的长度成比例)，从而更加准确地抑制在防松垫圈20和母材之间产生滑动。

这是因为在结合有螺母的部分加压外力或振动时，比起母材和防松垫圈20的水平接触面，首先在螺母10和防松垫圈20之间的倾斜接触面产生滑动，从而能够更加准确地保证防松垫圈20发挥防松动功能。

图2c的防松垫圈20和图2b作比较时，不同点在于所述插入固定片26的端部形状从两侧尖尖的形态变为圆形。如上所述，插入固定片26的端部形状可形成为圆形、尖头形、锯齿状等各种形状。在后面参照图24详细说明对于所述插入固定片26的端部形状的各种实施例。

图3a至3c除了防松垫圈20的外形为四边形之外，其技术内容与图2a至图2c相同，因此对此省略说明。当防松垫圈20的外形呈四边形时，因需要松开垫圈时能够利用扳钳等抓住各个面后进行转动。为了以上目的，防松垫圈20的外形还可形成为六边形等其他形态的多边形，或者可在外形呈圆形的垫圈的外侧面以放射状形成有突起部。

图4a至图4c除了防松垫圈20不是与螺母而是与螺栓结合之外，其技术内容与图3a至图3c相同，因此对此省略说明。汽车发动机等动力引擎还多使用在框架上形成内螺纹，在不使用螺母的状态下将螺栓的螺纹18插入到内螺纹，进行拧紧结合的形态。

此时，根据本发明的防松垫圈20也无需螺母而直接与螺栓头15接触并被挤压来使用。此时，螺栓头15的底面边角部17以与图2及图3中说明的螺母10的底面边角部13相同的方式结合于防松垫圈20上。

后述的图5至图27中通过使用螺母10的实施例进行说明，但是用螺栓头代替螺母并与根据本发明的防松垫圈20直接结合的形态也应属于本发明的技术思想。

图5至图8详细示出根据本发明的各种实施例的防松垫圈20的结构。如图5a所示，所述卡止突部25以及倾斜面24能够以所述螺栓插入孔23的中心轴为基准沿着具有一定半径r的圆的圆周方向形成有多个。此时，将所述卡止突部25以及倾斜面24形成为位于螺母10的底面边角部13的稍微外侧，从而能够将螺母准确放置在防松垫圈20的上部面。

此时，所述卡止突部25在多边形的所述螺母10的各个外侧面边角部11一对一对应形成，从而能够将螺母更加准确地放置在防松垫圈20的上部面22。

而且，所述卡止突部25利用从所述上部面22到所述倾斜面24的上端部位置的高度差h形成为一体，从而比起分别形成，容易制造，而且通过调整倾斜面24的开始位置乃至垫圈倾斜角，而能够容易调整卡止突部的高度h。

所述卡止突部的高度h形成为充分的高度以便螺母朝拧紧方向转动时，螺母10的外侧面边角部11被卡在卡止突部25而防松垫圈20与螺母一同转动。所述卡止突部的高度h可根据垫圈倾斜面24的开始位置乃至垫圈倾斜面24的倾斜角θ3的大小而改变。

垫圈倾斜面24的内侧边角的开始位置位于与螺母10的各个底面边角部13对应的线24a上。图5a示出垫圈倾斜面24的内侧边角的开始位置位于与螺母的各个底面边角部13对应的线24a的中央部的一例。图6a示出垫圈倾斜面24的内侧边角的开始位置位于与螺母的各个底面边角部13对应的线24a的起终点(一个底面边角部的两端点部分)的一例。本发明并不局限于此，倾斜面24的内侧边角的开始位置位于与螺母的底面边角部13对应的线24a上的任何位置也无妨。

如图7中所示，垫圈倾斜面24的内侧边角的开始位置越靠近卡止突部25侧，形成相同的卡止突部的高度h所需的垫圈倾斜角逐渐增加(θ4>θ3>θ2>θ1)。

另一面，如图5a及图5b所示，防松垫圈20的底面28通过扩张凸轮部27来自由调整其直径。所述底面28是防松垫圈20在被完全拧紧的状态下与母材水平的接触的面。增加垫圈的直径，则所述垫圈的底面28和母材接触的面积会增加，因此垫圈和母材接触的水平面上的摩擦阻力矩会增加。

作为其他实施例，如图6b所示，防松垫圈20的底面28可形成有沿着其边缘向下突出而成的底面突出部29。所述底面突出部29也用于增加从垫圈的中心到与母材1的接触面为止的长度，因此水平接触面的摩擦阻力矩与其成比例而会增加。

其结果，能够解决在现有洛帝牢防松垫圈中比起倾斜面首先在水平面发生滑动而不能发挥洛帝牢垫圈的楔子效果的问题点。在后面参照图17至图21对其进行详细说明。

图8是根据本发明的其他又一实施例的防松垫圈的示意图。本实施例与图2及图3所示实施例进行比较时，无需为了在垫圈主体部21放置螺母而另外加工上部面22，能够利用一张板材简单进行制造。

更加详细而言，图8a中作为扁平的板材形态，形成有倾斜弯曲片30，所述倾斜弯曲片是在垫圈主体部21沿着螺母的多边(例如六边或者四边)边角线以一定形状切开从螺栓插入孔23的中心隔开一定半径程度的部分，并将所述切开部分向上弯曲加工而成。其结果，供螺母的底面边角部13上升的倾斜面24和供螺母的外侧面边角部11卡住的卡止突部24通过所述倾斜弯曲片30形成为一体。在防松垫圈20的主体部21通过所述倾斜弯曲片30自然形成用于放置多边形的螺母底面的上部面22。

此时，优选为，将与所述倾斜弯曲片30的末端部相对的主体部的上部面22部位通过压缩加工等而朝倾斜弯曲片30方向稍微延长而成，从而即便是受到倾斜弯曲片30朝水平方向展开的强力，倾斜弯曲片30的末端部被卡在主体部的上部面22而不完全展开，保持一定角度的倾斜面24，能够完成防松功能。

图8b为，在扁平的板材形态的垫圈主体部21的上部面22沿着螺母的各个边角线在从所述螺栓插入孔23的中心隔开一定半径程度的部分形成有倾斜突起片31。通过所述倾斜弯曲片30，供螺母的底面边角部13上升的倾斜面24和供螺母的外侧面边角部11卡住的卡止突部24形成为一体。本实施例与图8a的倾斜弯曲片不同，具有倾斜突起片31不被压住或弯曲的优点。在防松垫圈20的主体部21通过所述倾斜突起片30自然形成用于放置多边形的螺母底面的上部面22。

图9是对图8的垫圈进行变形的其他又一实施例的防松垫圈的示意图。图8b中所示的防松垫圈20是卡止突部25以及倾斜面24通过一个倾斜突起片31而同时形成。换句而言，倾斜突起片31的上部面成为倾斜面24而内侧面成为卡止凸起25。其结果，垫圈倾斜角θ的大小和卡止凸起25的高度h相互成比例，因此不能独立控制两个。

但是，根据本变形例，如图9b所示，可另外形成用于形成倾斜面24的倾斜突起片32和用于形成卡止突部25的卡止凸部33。其结果，如图9a所示，与垫圈倾斜角θ的大小无关，可调高卡止突部的高度H。如上所述，若调高卡止突部的高度H，则拧紧螺母时，螺母的外侧面边角部牢固地卡在卡止突部上，而即便是大的拧紧扭矩也一同转动，松动螺母时，能够使垫圈倾斜角θ最小化，因此能够提高垫圈底面的摩擦阻力。

图10a示出螺母朝拧紧方向A转动的状态。螺母的外侧面边角部被卡在防松垫圈20的卡止突部25上，从而螺母和防松垫圈一同转动。转动初期由于螺母和垫圈还没有被压入到母材而没有摩擦力，因此稍微卡住也能一起转动，当逐渐拧紧螺母时，外侧面边角部会更深地卡在卡止突部上，从而能够承受更大的拧紧力。

图10b示出螺母朝松动方向B转动的状态。当螺母朝松动方向转动时，螺母和卡止突部的接触被解除，因此垫圈不会转动。如图中虚线所表示，螺母是通过螺母的六边形的各个底面边角部与防松垫圈20的倾斜面重叠而进行转动。其结果，螺母的六边形的各个底面边角部13沿着倾斜面24上升，而使螺母朝螺杆方向前进。

图11a示出用于四边形的螺母的防松垫圈20，图11b示出四边形的螺母朝松动方向转动时与防松垫圈20的倾斜面24重叠的形态。除了用于四边形的螺母之外，与示出六边形的螺母的所述图10a及图10b的情况相同，因此详细说明参照对图10a及图10b的情况。

图12至图15示出对于参照图5及图6说明的根据本发明的防松垫圈20的卡止凸部25以及倾斜面24的基本形态进行几种变形的例子。

图12是对图5中所示的防松垫圈20的倾斜面24仅形成在与螺母10的各个底面边角部13对应的线24a的外侧的基本形态进行变形的，进一步形成有朝与螺母10的各个底面边角部13对应的线24a的内侧延长的底部倾斜面24b。为了防止与所述底部倾斜面24b术语混淆，将形成在与螺母10的各个底面边角部13对应的线24a的外侧的现有倾斜面称为侧部倾斜面24。

当螺母10朝拧紧方向转动时，如“A”区域所示，螺母10的外侧面边角部11被卡在卡止突部25上而一起转动。与此相反地，当螺母10朝松动方向转动时，如“B”区域所示，螺母10的底面边角部13瞬间被抬到所述底部倾斜面24b。

根据图5所示的基本形态，当螺母10的底面的外接圆直径小于垫圈的底面的外接圆直径时，螺母10朝松动方向以一定角度转达后与倾斜面24接触，因此在螺母10的底面边角部13沿着倾斜面24上升之前，螺母10的压力被减少，从而减弱了对松动的摩擦阻力矩。其结果，当螺母10收到强的振动或者冲击时会反复稍微松动后再被拧紧，从而能够使垫圈稍微变松动。

但是，如图12所示的变形例，将底部倾斜面24b形成为朝与螺母10的各个底面边角部13对应的线24a的内侧延长而成，此时，如“B”区域所示，即便使用直径较少的螺母10，螺母10会朝松动的方向转动地同时，沿着垫圈的底部倾斜面24b上升，因此，朝螺母的螺杆方向的压力和摩擦阻力矩立即增加。

图12示出防松垫圈20的侧部倾斜面24以及底部倾斜面24b分别形成在与螺母10的各个底面边角部13对应的线24a的外侧及内侧的形态，图13是对图12所示形态进行变形的例子，去除原有形成在与螺母10的各个底面边角部13对应的线24a的外侧的侧部倾斜面24，而仅保留底部倾斜面24b。其结果，如“C”区域所示，具有倾斜面的较高侧局部被去除的形态。

当螺母10朝拧紧方向转动时，如“A”区域所示，螺母10的外侧面边角部11被卡在垫圈的内壁面25a而一同转动。在本变形例中，随着去除侧部倾斜面24，垫圈的内壁面25a起到卡止突部25的作用。与此相反的，当螺母10朝松动方向转动时，如“B”区域所示，螺母10的底面边角部13沿着所述底部倾斜面24b立即上升。

该变形例比起图12具有能够以更加简单的形态进行制造的优点，螺母10的底面的外接圆直径比起垫圈的底面22的外接圆直径更加接近内接圆直径，因此，可以使用在当螺母10朝松动方向转动时，仅靠螺母10的底面边角部13沿着底部倾斜面24b上升的距离和高度就能保证充分的压力和摩擦阻力矩的情况。

图14示出与图9所示防松垫圈20相似的形态，与形成在与螺母10的各个底面边角部13对应的线24a的外侧的现有侧部倾斜面24不同，在与螺母10的各个外侧面边角部11对应的支点另外形成其他的卡止凸部25b。

当螺母10朝拧紧方向转动时，如“A”区域所示，螺母10的外侧面边角部11被卡在所述卡止凸部25b上并一起转动。与此相反的，当螺母10朝松动方向转动时，如“B”区域所示，螺母10的底面边角部13沿着所述侧部倾斜面24上升。

如本变形例所示，如果另外形成卡止凸部25b，则与垫圈倾斜角θ的大小无关而能够将卡止突部形成为较高。其结果，拧紧螺母时，螺母的外侧面边角部被更好地卡在卡止突部上，而即便是大的拧紧力矩也能一同转动，当螺母被松动时，能够使垫圈倾斜角θ最小化，从而能够提高摩擦阻力矩。

图12示出防松垫圈20的侧部倾斜面24以及底部倾斜面24b分别形成在与螺母10的各个底面边角部13对应的线24a的外侧及内侧的形态，图15是对图12所示形态进行变形的例子，底部倾斜面24B的内侧轮廓沿着与对应于螺母10的各个底面边角部13的线24a相邻的内接圆(IC,Inscribed Circle)的线形形成为圆弧形态。

其结果，如图15b所示，所述底部倾斜面24b仅形成在与螺母的各个底面边角部13对应的线24a和与该线相邻的内接圆IC之间。如上形成底部倾斜面24b时，底部倾斜面24b的圆弧从侧部倾斜面24的中央开始，因此能够使重叠在底部倾斜面24b上的螺母的底面边角部13的长度最大化，而且底部倾斜面24b和侧部倾斜面24能够以没有弯曲的形态连续以相同的倾斜角形成，当螺母朝拧紧或者松动方向转动时，不受突出到内接圆IC的内侧的底部倾斜面24b的边角的影响，而能够沿着垫圈的倾斜面稳定上升。

如图15a所示，一对侧部倾斜面24及底部倾斜面24b形成为左侧高而右侧低，这是为了使用在朝右侧转动时被拧紧的右侧螺丝(Right-handed thread)。与此相反的，为了使用在朝左侧转动时被拧紧的左侧螺丝(Left-handed thread)，一对侧部倾斜面24及底部倾斜面24b形成为右侧高而左侧低。

图15b中所示的数字表示螺母朝松动方向转动开始后上升的高度。底部倾斜面24b的开始位置位于与螺母10的各个底面边角部13对应的线24b上。在本实施例中，底部倾斜面24b的开始位置成为与螺母10的底面边角部13对应的线24b的中央，此时高度为0.0mm。

螺母10朝松动方向继续转动时，沿着底部倾斜面24b上升，高度成为0.0～1.2mm。此时，如果需要螺母10沿着底部倾斜面24b上升开始时的高度为0.0mm，则只有从螺母10的中心到外侧面边角部11为止的半径大于等于与对应于螺母10的各个底面边角部13的线24a相邻的内接圆IC的半径才能产生，螺母的规格越大，螺母上升开始时的底部倾斜面24b上的开始位置会变高。

当螺母10被上升到1.2mm高度时，被螺母的底面边角部13沿着上升的倾斜面会从底部倾斜面24b转移到侧部倾斜面24。然后继续转动时，沿着侧部倾斜面24上升，同时高度成为1.2～2.4mm。即，侧部倾斜面24的最高点为2.4mm。

图15b示出底部倾斜面24b的开始位置为与各个底面边角部13对应的线24a的中央的实施例，但是本发明并不局限于此，可以从位于螺母的内接圆IC的圆弧上的任意支点(例如，与0.6mm高度的线相交的支点)开始。

图16是图15所示防松垫圈20的变形例，与形成在与螺母10的各个底面边角部13对应的线24a的外侧的现有侧部倾斜面24不同，在与螺母10的各个外侧面边角部11对应的支点另外形成其他的卡止凸部25b。

如上所述，如果另外形成卡止凸部25b，则与垫圈倾斜角θ的大小无关而能够调高卡止突部。其结果，拧紧螺母时，螺母的外侧面边角部被更好地卡在卡止突部上，而即便是大的拧紧力矩也能一同转动，当螺母被松动时，能够使垫圈倾斜角θ最小化，从而能够提高摩擦阻力矩。

然后，参照图17至图21详细说明现有洛帝劳垫圈4和根据本发明的防松垫圈20之间的作用上的差异点。即，洛帝劳垫圈为，当螺母朝松动方向转动时，首先容易在螺母3和上部垫圈4a的水平接触面6或者下部垫圈4b和母材之间的水平接触面7发生滑动而不是上部垫圈4a和下部垫圈4b所成的倾斜面5，根据本发明的防松垫圈20为，始终是首先在螺母和垫圈的倾斜面上发生滑动而不是垫圈和母材之间的水平接触面，对上述事实通过构造力学进行详细说明。

图17是现有洛帝劳垫圈的应力分布示意图，图18是洛帝劳垫圈的转动力矩分布示意图。图17的附图标记与图1中所示的表示洛帝劳垫圈的结构要素的附图标记相同。

当螺母被完全拧紧时，会作用垂直压力P。此时，当朝因外力或者振动而螺母朝松动方向转动地方向施加侧面作用力F1时，作用于洛帝劳垫圈的各个结构要素上的力为如下。

首先，在螺栓2和螺母3的螺纹结合部分作用作为所述垂直压力P的螺纹垂直应力R1，沿着螺纹面作用摩擦阻力(μ1R1)。此时，螺纹具有一定的倾斜角a1。在螺母3和上部垫圈4a之间的水平接触面6作用作为所述垂直压力P的分力的上部水平面垂直应力R2，沿着水平接触面6作用摩擦阻力(μ2R2)。

在上部垫圈4a和下部垫圈4b之间的倾斜面5作用作为所述垂直压力P的分力的倾斜面垂直应力R3，沿着倾斜面5作用摩擦阻力(μ3R3)。此时，倾斜面具有一定的倾斜角a3。所述倾斜面的倾斜角构成为大于所述螺纹的倾斜角(a3>a1)。在下部垫圈4b和母材(省略图示)之间的水平接触面7作用作为所述垂直压力P的分力的下部水平面垂直应力R4，沿着水平接触面7作用摩擦阻力(μ4R4)。

如图18所示，设定当朝螺母3松动的方向施加旋转力时，用于计算旋转力矩至摩擦阻力矩(M＝F×L)的各个力矩的臂长。首先，形成有螺纹的螺母的半径为r1。当施加旋转力F1时,螺母3的旋转力矩的臂长为从旋转中心到螺母3的外侧面边角部11为止的距离L1。

对于螺母3和上部垫圈4a之间的水平接触面6的摩擦阻力矩的臂长为从螺母3的旋转中心到摩擦力的作用点为止的长度L2。对于上部垫圈4a和下部垫圈4b之间的倾斜面5的摩擦阻力矩的臂长为从垫圈4的旋转中心到摩擦力的作用点为止的长度L3。对于下部垫圈4b和母材之间的水平接触面7的摩擦阻力矩的臂长为从下部垫圈4b旋转中心到摩擦力的作用点为止的长度L4。

以下表1中示出作为比较例提出的洛帝劳垫圈的各个结构要素的数值以及对螺母的垂直压力P、朝螺母松动的方向施加的侧面作用力F1。

表1

μ＝μ1＝μ2＝μ3＝μ4,L2＝L3＝L4

为了简单计算，将各个表面的摩擦系数定为全部相同。螺母的规格为以M20的一般螺丝为基准，假设内螺纹的半径r1为10mm，从螺母的旋转中心到多边形的螺母的底面边角部13为止的垂直距离为15mm，从螺母的旋转中心到螺母的外侧面边角部11为止的垂直距离L1为17.5mm。螺纹的倾斜角a1为将螺纹的间距定为2.5mm后导出的值，洛帝劳垫圈的倾斜面的倾斜角a3为将垫圈倾斜面24的数量定为6个，将各个倾斜面侧面的卡止突部25的高度定为1.5mm后导出的值。如果将螺母假设为底面半径为17.5mm(L1)的圆筒形，则计算出从螺母的旋转中心到作用施加于底面的摩擦力的合力的支点为止的臂长L2为14.1mm。在具有所述规格的洛帝劳垫圈中，假设垂直压力P为100KN，朝螺母松动的方向施加的侧面作用力F1为100KN时，计算出需要抑制在各个接触面上的滑动的水平方向最小支持力的大小，从而力学计算出在哪一部位首先发生了滑动。

此时，对于洛帝劳垫圈的大小，假设垫圈的半径和与螺母的外侧面边角部11接触的圆形的半径相同。因此，L2，L3，L4全部具有相同的值14.1mm，L1的值为17.5mm。当然，垫圈的半径还可大于螺母的半径，但是此时上部垫圈4a和下部垫圈4b，下部垫圈4b和母材之间的接触面积增加的同时，摩擦阻力矩增加，因此在螺母3和上部垫圈4a之间的水平接触面6上发生滑动的可能性变高。这不利于比起在水平面6、7上的滑动，需要首先在倾斜面5发生滑动的洛帝劳垫圈的结构特性。因此，如图1所示，通常，洛帝劳垫圈被制造成垫圈的大小和螺母的大小几乎相同。考虑所述点，本实施例中假设L2，L3，L4具有相同的值。

在洛帝劳垫圈中能够产生滑动的三个支点，即在螺母3和上部垫圈4a之间的水平接触面6、上部垫圈4a和下部垫圈4b之间的倾斜面5、下部垫圈4b和母材之间的水平接触面7中考虑开始产生滑动的时刻的力的力学关系为如下。

首先，作用于螺母3和上部垫圈4a之间的水平接触面6的垂直压力R2与垂直压力P其力的方向相同，因此其值也相同。在所述水平接触面6朝螺母3松动的方向作用力F1时，将使螺母3不被滑动所需的最小反力假设为F2。在所述水平接触面6发生最大停止摩擦力的时点(发生滑动的时点)，由(F1-F2)的旋转力矩M和由所述水平接触面6的摩擦力的摩擦阻力矩M`保持平行状态。从所述两个力矩相同的公式可以导出所述F2值。相反地，当作用100KN的侧面作用力F1时，为了不在水平接触面6发生滑动，可以导出所需的垂直压力P2的大小。

对于作用于上部垫圈4a和下部垫圈4b之间的倾斜接触面5的垂直压力R3，可通过整体垂直压力P和倾斜面的倾斜角a3导出。在所述倾斜面5作用朝螺母3松动的方向施加的力F1时，将使一对垫圈4a、4b之间不发生滑动而所需的最小反力假设为F3。在所述倾斜面5发生滑动是指由(F1-F3)的旋转力矩M3大于由所述倾斜面5的摩擦力的摩擦阻力矩M3`。可以从所述两个力矩相同的公式导出所述最小反力F3值。而且，还可以导出为了使F3＝0所需的最小垂直压力P3。

为了在下部垫圈4b和母材之间的水平接触面7不发生滑动所需的反力F4与所述F2相同，而且为了使F4＝0所需的最小垂直压力P4与所述P2相同。

此时，由以下公式进行计算。

R1＝P/{cos(a1)+μ1*sin(a1)},

R2＝R4＝P,

R3＝P/{cos(a3)-μ3*sin(a3)},

F2＝F4＝F1+(P/1.75)*[{sin(a1)-μ1*cos(a1)}/{cos(a1)+μ1*sin(a1)}-1.41*μ2],

F3＝F1+(P/1.75)*[{(sin(a1)-μ1*cos(a1)}/{cos(a1)+μ1*sin(a1)}-1.41*{sin(a3)+μ3*cos(a3)}/{(cos(a3)-μ3*sin(a3)}]

整理以上说明的各个应力值则为如表2所示。

表2【表2】(单位：KN)

如上表2所示，在洛帝劳垫圈的两个水平面上用于防止滑动所需的反力F2、F4为68KN，大于在垫圈的倾斜面用于防止滑动所需的反力F3的60.8KN。因此，当施加垂直压力P＝100KN时，只要朝水平方向施加32.0KN(100-68.0＝32.0)以上的诱导螺母松动的侧面作用力F1，就能在两个水平面产生滑动，但是在倾斜面在施加39.2KN(100-60.8＝39.2)以上的侧面作用力F1之前不会产生滑动，因此比起倾斜接触面5，首先在两个水平接触面6、7发生滑动而螺母会松动。相反，当施加F1＝100KN的侧面作用力时，防止水平接触面6、7上的滑动的最小垂直压力P2、P4为312.3KN，其大于防止倾斜接触面5上的滑动所需的最小垂直压力P3的255.2KN。这是指当施加300KN的垂直压力P时，在倾斜面完全防止滑动，相反在两个水平面产生滑动。

由此，比起洛帝劳垫圈的倾斜面，首先在水平面产生滑动，因此通过构造力学证明了以在倾斜面上的滑动为前提的洛帝劳垫圈没有发挥防松功能。

然后，参照图19至图21，通过力学计算说明根据本发明的防松垫圈20能够在垫圈的倾斜面首先产生滑动。

参照图19及图20说明防松垫圈20在滑动时施加的外力分布。

首先，假设螺母10被松动而不产生螺栓的螺纹按压螺母的螺纹的垂直压力的状态(P＝0)。

在此状态下，朝螺母松动的方向施加侧面作用力F1时，初期成为在垫圈的倾斜面没有摩擦力的状态，因此在螺母的底面和垫圈的倾斜面之间产生滑动。随着在垫圈的倾斜面产生滑动，在倾斜面产生垂直应力R3和摩擦阻力μ3R3，所述倾斜面的垂直应力R3和摩擦阻力μ3R3在垫圈的底面与水平方向的旋转力一起产生底面28的垂直应力R4和摩擦阻力矩。因此，当垫圈的底面和母材之间作用的旋转力矩大于摩擦阻力矩时，在垫圈的底面和母材之间的水平接触面产生滑动，当小于摩擦阻力矩时，在垫圈的倾斜面产生滑动而不是底面。

一方面，即便是从一开始施加一定大小的垂直方向压力P，在由侧面作用力F1的底面的垂直应力R4超过P值后，在P＝0的状态下会产生与施加F1的情况相同的结果。此处，P值能够通过调整螺母的拧紧程度进行任意改变，因此，在垫圈的倾斜面24和螺母的底面接触的倾斜接触面和垫圈的底面28和母材接触的水平接触面中哪一个面上发生滑动与螺母的初期垂直压力P的大小无关。

对此进行详细说明则为如下。

首先，在被松动的螺母10的外侧面边角部11朝螺母松动的方向施加侧面作用力F1。由此，在螺栓和螺母的螺纹结合部分产生螺纹垂直应力R1，沿着螺纹面产生摩擦阻力μ1R1。此时，螺纹呈一定的倾斜角a1。

在螺母和垫圈的倾斜面24之间产生倾斜面垂直应力R3，沿着倾斜面24产生摩擦阻力μ3R3。此时，螺纹呈一定的倾斜角a2。在垫圈的底面28和母材之间的水平接触面产生水平面垂直应力R4，沿着水平接触面产生摩擦阻力μ4R4。

如图21所示，设定当朝螺母10松动的方向施加侧面作用力F1时，用于计算旋转力矩至摩擦阻力矩(M＝F×L)的各个力矩的臂长。首先，形成有螺纹的螺母的半径为r1。

当施加侧面作用力F1时，可产生的螺母10的旋转力矩的最大臂长为从旋转中心到螺母10的外侧面边角部11为止的垂直距离L1。在螺母10和垫圈倾斜面24之间产生的摩擦阻力矩的臂长L3也比从旋转中心到螺母10的外侧面边角部11为止的垂直距离L1稍短或者几乎相同。

在垫圈底面28的最外角边角形成朝下方突出的底面突出部29时，垫圈的底面28和母材之间的水平接触面的力矩臂长与从旋转中心到垫圈底面28的最外角边角为止的距离或者与垫圈底面28的半径几乎相同。

以下表3中示出施加在本垫圈上的侧面作用力F1和垫圈的各个结构要素的值。

表3【表3】

μ＝μ1＝μ2＝μ3＝μ4,K＝垫圈半径扩大系数

为了简单计算，将各个表面的摩擦系数定为全部相同。

螺母的规格为以M20的一般螺丝为基准，假设内螺纹的半径r1为10mm，从螺母的旋转中心到多边形的螺母的底面边角部13为止的垂直距离为15mm，从螺母的旋转中心到螺母的外侧面边角部11为止的垂直距离L1为17.5mm。螺纹的倾斜角a1为将螺纹的间距(pitch)定为2.5mm后导出的值，垫圈倾斜面的倾斜角a2为将垫圈倾斜面24的数量定为6个，将活用各个倾斜面侧面的卡止突部25的高度定为1.5mm后导出的值。

垫圈20的底面28的最小半径L4可通过如图5b所示扩大垫圈20的凸轮部27，或者如图6b所示在垫圈的底面28的边缘形成底面突出部29来仅使垫圈底面的外扩部位接触母材，从而能够自由增加。这与现有洛帝劳垫圈作对比，由此构成本发明的特征性的技术结构。当为洛帝劳垫圈时，如果增加垫圈的半径，则垫圈的倾斜面或者下部垫圈和母材之间的水平接触面的摩擦阻力矩会增加。其结果，在螺母和上部垫圈之间的水平接触面产生滑动，因此不能自由增加垫圈的半径。

根据其他实施例，除了通过扩大垫圈20的凸轮部27来增加摩擦阻力矩的方法之外，还能通过将垫圈20的底面28改变成摩擦系数高的材质来增加摩擦阻力矩，或者将垫圈20的倾斜面24改变成摩擦系数低的材质来减小摩擦阻力矩。

在垫圈和母材之间产生的摩擦阻力矩的最小臂长L4通过用于表示从螺纹的半径r1增加多少的垫圈半径扩大系数K来设定为L4＝K*r1。所述K值是通过以下方法计算得出的。在螺母施加诱导朝松动方向转动的振动等侧面作用力F1时，假设处于在螺母的底面和垫圈的倾斜面之间首先发生滑动后被停止的状态，此时，通过侧面作用力F1在垫圈的底面28诱发的朝螺母松动方向的旋转力矩的大小与底面28的摩擦阻力矩的大小相同。

实际上，如果比垫圈的底面半径L4(K*r1)大，则比起垫圈的底面28和木材的水平面之间，首先在螺母的底面和垫圈的倾斜面24发生滑动。因此，设定垫圈的倾斜面角度(倾斜面高度)，由此决定能够保证倾斜面的滑动的垫圈的最小半径(L4＝K*r1)，将垫圈底面的半径(摩擦阻力矩的臂长)制造为大于所述最小半径，从而能够完全防止螺母的松动。

如表3所示，在被设定的防松垫圈20中，计算实际的垫圈半径扩大系数K，发现当垫圈的倾斜面高度为1.5mm时，倾斜面的倾斜角成为4.68，垫圈半径扩大系数K成为2.37。此时，螺纹的半径r1成为10mm，因此垫圈底面的最小半径成为L4＝23.7mm。因此，当实际垫圈的底面半径大于23.7mm时，比起垫圈的底面，在垫圈的倾斜面首先发生滑动。

所述K值的计算公式为如下。

首先，由F1的垫圈的旋转诱发力矩为M1＝[1.75*r1]*[R3*{sin(a2)+μ3cos(a2)}]，有F1的垫圈底面的摩擦阻力矩为M2＝(K*r1)*μ4*R4。此处，R4＝R3*{cos(a2)-μ3sin(a2)}，因此假设旋转诱发力矩和摩擦阻力矩的平行状态(M1＝M2)，导出K＝(1.75/μ4)*[{sin(a2)+μ3*cos(a2)}/{cos(a2)-μ3*sin(a2)}]。

此处，可以了解到垫圈半径扩大系数K与水平作用力F1及垂直压力P无关，很大方面受螺母的螺纹倾斜角a1和垫圈的倾斜面倾斜角a2的影响。

计算当垫圈半径为23.7mm和25.0mm时，由侧面作用力F1＝100KN而在垫圈产生的旋转力矩和垫圈底面的摩擦阻力矩则为如表4所示。

表4【表4】

如表4所示，由螺母的旋转力矩(F1*L1＝1,750)诱发的螺母螺纹的摩擦阻力矩(455)以及垫圈的旋转力矩(1,295＝1750-455)与垫圈底面的最小半径L4无关而保持一定。一方面，当实际垫圈的底面半径(L4＝23.7mm)小于等于K*r1时，作用于垫圈底面的摩擦阻力矩小于等于垫圈的旋转力矩，因此能够在垫圈的底面产生滑动，但是当底面的半径(L4＝25.0mm)大于K*r1时，作用于垫圈底面的摩擦阻力矩(1,365)大于垫圈的旋转力矩(1,295)，因此在垫圈底面不会发生滑动而能够永久的防止松动。

表5及表6示出根据本发明的防松垫圈20的倾斜面24的高度h的应力分布和垫圈半径扩大系数K。将由F1仅在倾斜面24充分产生滑动后停止，在垫圈和母材之间的水平面不产生滑动的力的平行状态为条件计算出的。其余螺母和垫圈的各个结构要素的值与所述表3中规定的相同。

表5【表5】

表6【表6】

随着垫圈的倾斜面的高度的增加，用于保证在倾斜面上的滑动的最小垫圈半径L4也增加。但是，相对于垫圈的倾斜面的高度增加率，垫圈半径增加率仅达到1/10水准，因此随着垫圈的倾斜面的变化的垫圈半径的增减不会太大。根据本发明，根据需要每次稍微增加垫圈半径(力矩臂长L4)，从而增加在水平面上的摩擦阻力矩，能够确保倾斜面上的滑动。当然，增加水平面上的摩擦阻力矩的方法，除了增加垫圈半径之外，还有增加摩擦系数等各种方法。

进一步的，洛帝劳垫圈只有在施加一定大小的垂直压力P的状态下才能产生摩擦阻力矩，但是本发明是即便是不施加垂直方向压力P的状况，只要施加侧面作用力F1就能在松动状态下也能发挥防松功能。这是因为，本发明的防松垫圈与诱发松动的水平方向的冲击力F1的大小无关，比起水平面，始终在倾斜面首先发生滑动而增加垂直方向的压力P，增加的压力P增加倾斜面和水平面的摩擦阻力矩，从而进行良性循环。

然后，参照图22至图24说明根据本发明的其他又一重要技术结构的插入固定片26。

所述插入固定片26形成为在垫圈主体部21朝向所述螺栓插入孔23的中心轴方向上方或下方倾斜，所述螺栓或者螺母在被拧紧的状态下，强力插入结合在螺栓的螺纹上。

图22示出垫圈的插入固定片26朝下方倾斜而成的实施例。如图22a所示，当螺母10朝被拧紧的方向转动时，螺母10的底面接触垫圈主体部21的上部面22，然后继续下降。由此，在垫圈的插入固定片26朝螺杆方向施加压力，而所示插入固定片26被水平展开，如图22b所示，最终挤压在螺栓2的主体的螺纹之间而被插入结合。其结果，所述插入固定片26强力啮合螺栓2的主体，从而防止因冲击和振动等外力导致的垫圈的摇动，除了防松垫圈20和母材1之间的摩擦阻力，产生抵抗防松垫圈20和螺栓2的主体之间的相对转动地摩擦阻力，其起辅助作用以在螺母和垫圈的倾斜面24首先发生滑动。

尤其，所述插入固定片26从根本上解决因施加到螺母和垫圈的冲击和振动等外力而垫圈首先朝松动方向转动，然后螺母一起转动，反复该现象进行松动的问题点。这是因为，多个插入固定片强力啮合螺栓的螺纹，因此如果想要使垫圈先于螺母逆时针旋转，则需要沿着螺栓的螺纹旋转的同时朝螺杆方向移动，但是因螺母的底面而移动路线被堵住，因此螺母不能比垫圈先朝着松动方向转动。

进一步的，如图22b所示，因为螺栓2的螺纹形成为螺纹形，因此以螺栓2的轴方向为基准在左右侧形成的螺纹的高度不同。因此，强力插入结合有防松垫圈20的插入固定片26的螺栓螺纹的位置A、B的高度不同，其结果，在螺母10和螺栓2的主体之间产生偏心，从而进一步增加摩擦阻力。

图23示出垫圈的插入固定片26朝上方倾斜而成的实施例。除了插入固定片26的倾斜方向，动作关系与图22所示的实施例相同，因此，对其详细内容进行省略。

图24示出对于垫圈的插入固定片26的端部形状的各种变形例。图24a中所示的锯齿状是插入固定片26的端部呈锯齿状，所述锯齿朝上下方向交错地啮合螺栓2的螺纹，因此提高垫圈的位置固定力。图24b所示的尖锐形是插入固定片26的端部呈尖尖的形状，增加深入到螺栓2的主体的点位面积的压力。图24c所示的梳齿状是插入固定片26的端部沿着半径方向分成多个的形状，提供缓冲功能以便端部在振动或冲击时不被破损。图24d中所示的复合形是由所述锯齿状和梳齿状反复构成，突出两变形例的优点。

最后，如图25及图26所示，本发明的防松垫圈是由一组能够增进螺母或螺栓头的大小的辅助闸瓦构成。图25示出能够插入到四边形垫圈的四边形的辅助闸瓦40，图26示出能够插入到六边形垫圈的六边形的辅助闸瓦40。

目前销售中的螺母或者螺栓头的大小其规格多种多样。为了满足所述规格，可以制造具有各种直径的防松垫圈。

但是，作为其他实施例，如图25及图26所示，根据本发明的防松垫圈20的规格比起通常的螺母10或者螺栓头制造为稍大，然后利用辅助闸瓦40将螺母10或者螺栓头的大小增加到符合防松垫圈20的规格。相对具有复杂形态的根据本发明的防松垫圈20的规格用几种进行标准化，然后将能够以简单形态制造的辅助闸瓦40制造成各种规格以符合螺母或者螺栓头的大小，从而能够提高生产及使用上的方便性。

进一步的，如图25所示，使用辅助闸瓦40，则能够将六边形的螺母10使用在四边形的防松垫圈20上。其结果，比起使用六边形的防松垫圈20，因倾斜面的长度增加、倾斜角变低以及卡止突部变高的效果而能够稳定发挥卡止及防松功能。

最后，图27示出根据本发明的底面固定突起28a。所述固定突起28a是在防松垫圈20的底面28朝下方尖尖地排列的多个具有三角形形状的突起。当螺母在朝北拧紧方向转动时，所述底面固定突起28a刮母材的表面的同时往里进入，因此在母材的表面形成倾斜面，能够增加防止垫圈朝松动方向转动地摩擦阻力矩。而且，将所述底面固定突起28a的数量定为2～3个而达到最少，或者将固定突起28a的高度形成为相互不同，此时，能够极大提高进入到母材的单位面积的压力，并通过在螺栓和螺母的螺杆之间产生偏心而诱导摩擦阻力增加。

如上所述，本发明中通过具体的结构要素等特定事项和限定的实施例及图面进行了说明，但是其仅是为了帮助整体性理解本发明而提供的，本发明并不局限于所述实施例，只要是本领域的技术人员可以从所述记载进行各种修改及变形。

因此，本发明的思想不能被说明的实施例而定，不仅是本发明的权利要求范围，与权利要求范围均等或者等价的变形也应属于本发明的思想范畴内。

Claims (11)

1.一种防松垫圈，其特征在于，包括：

主体部，在中央形成有螺栓插入孔，在上部面放置螺栓头或者螺母；

卡止突部，形成在所述垫圈主体部的上部面，而所述螺栓或螺母朝拧紧方向转动时，所述螺栓头或者螺母的边角部被卡住；以及

倾斜面，形成在所述垫圈主体部的上部面，而所述螺栓或螺母朝松动方向转动时，所述倾斜面与所述螺栓头或者螺母的底面接触，从而使所述螺栓头或者螺母沿着所述倾斜面上升，

其中，所述倾斜面包括：侧部倾斜面，形成在与所述螺栓头或者螺母的各个底面边角部对应的线的外侧；以及底部倾斜面，朝与所述螺栓头或者螺母的各个底面边角部对应的线的内侧延长形成。

2.根据权利要求1所述的防松垫圈，其特征在于，

所述卡止突部以及倾斜面以所述螺栓插入孔的中心轴为基准沿着具有一定半径的圆的圆周方向形成有多个。

3.根据权利要求1所述的防松垫圈，其特征在于，

所述卡止突部在多边形的所述螺栓头或者螺母的各个边角部一对一对应形成。

4.根据权利要求1所述的防松垫圈，其特征在于，

所述倾斜面形成为，在所述螺栓或螺母朝松动方向转动时，所述螺栓头或者螺母沿着所述倾斜面上升的朝螺栓的螺杆方向的移动距离大于所述螺栓头或者螺母沿着螺纹上升的朝螺栓的螺杆方向的移动距离。

5.根据权利要求1所述的防松垫圈，其特征在于，

在所述垫圈主体部形成有插入固定片，所述插入固定片朝所述螺栓插入孔的中心轴向下或者向上倾斜形成，并在拧紧所述螺栓或者螺母的状态下，与螺栓的螺纹插入结合。

6.根据权利要求1所述的防松垫圈，其特征在于，

在所述垫圈主体部沿着其外围延长形成有凸轮部。

7.根据权利要求1所述的防松垫圈，其特征在于，

所述垫圈主体部形成为多边形。

8.根据权利要求1所述的防松垫圈，其特征在于，

在所述垫圈主体部的底面形成有沿着其边缘向下突出而成的底面突出部。

9.根据权利要求1所述的防松垫圈，其特征在于，

在所述垫圈主体部的底面向下尖尖地突出形成有多个底面固定突起。

10.根据权利要求1所述的防松垫圈，其特征在于，

所述卡止突部和倾斜面通过倾斜弯曲片一体形成，所述倾斜弯曲片是将扁平的板材形态的所述垫圈主体部的局部沿着所述螺栓头或者螺母的边角部以一定形状切开，并将所述切开部分向上弯曲加工而成。

11.根据权利要求1所述的防松垫圈，其特征在于，

所述卡止突部和倾斜面通过倾斜突起片一体形成，所述倾斜突起片是在扁平的板材形态的垫圈主体部的上部面沿着所述螺栓头或者螺母的边角部突出形成为一定长度。