CN101098768B - 连接构件 - Google Patents

Abstract

提供了一种适于将第一部件(42)与第二部件(80)连接起来的连接组件。该连接组件包括带有凸起(46)的第一部件。所述凸起具有从第一部件以非线性方式向外伸出的外周表面。该连接组件还包括第二部件，其限定出用来接收凸起的孔(86)。

Description

连接构件

相关专利申请的交叉引用

本申请要求在35U.S.C.§119(e)下于2004年11月30日提交的、发明名称为“连接构件(Structural Component Connection)”的美国临时申请No.60/632741的权益，这里通过参照其全文将其并入本文。

技术领域

本发明总体涉及交通工具(例如车辆，如汽车、卡车、运动型多用途车、休闲车等；飞机、船等)的连接构件领域。更确切地说，本发明涉及将座椅部件连接到座架元件上的连接构件。

背景技术

在各种交通工具中，通常需要将具有相对平坦配合表面的构件刚性连接到具有互补配合表面的另一构件上。例如，在车座中，通常需要将座椅的一个部件刚性连接到座架的一个部件上。众所周知的是，利用焊接或紧固件(如螺栓、铆钉等)能够将座椅部件连接于座椅侧部构件的外表面。

同样众所周知的是，当座椅部件连接于座架部件时，可以采用组合连接技术。例如，已知通过焊接和强制机械锁(positivemechanical lock)将座椅部件连接于座架部件。在这种情况下，由座椅部件上的带斜面的凸起部件形成强制机械锁，该倾斜凸起部件为截头锥形或三角形凸起。所述截头锥形和三角形凸起的圆周面向外延伸为倾斜的线性表面(即带斜面的凸起)。组装过程中，该凸起部件被按压到座架部件的开口内，同时进行焊接。

进一步已知在座椅部件或座架部件其中之一上设置收集袋，用以接收焊接过程中被熔化和排出的材料。例如，已知一种收集袋被构造成面向着座椅部件或面向着座架部件的连续环形凹槽。

尽管通过焊接和强制机械锁将座椅部件连接到座架上以及设置收集袋都是已知的，但这些已知的装置限制了使用斜面的连接。尽管这种平坦的或笔直的线性(即直线的)表面是已知的，但如果能够研发出用于将两个或多个构件连接在一起的经过改进的连接件，就会对现有技术中的连接件和车座带来显著进步。这种连接件优选在构件之间设置增大的焊接表面和材料、在构件之间设置强制机械锁，以及/或者设置用来在连接过程中收集排出材料的经过改进的装置。

发明内容

根据一实施例，一种用于把第一连接件和第二连接件连接起来(例如将车座连接于座架的一个和多个元件上)的连接组件包括：从第一部件向外伸出的凸起。该凸起被构造成至少局部被容纳在由第二部件限定的孔内。所述凸起包括从第一部件向外延伸成为非线性(如曲线)凸起的外周表面。

在该实施例中，所述外周表面可以在带有第一横截面的基座和带有第二横截面的端面之间延伸。根据一示例性实施例，第一横截面大于第二横截面和孔的横截面。根据另一示例性实施例，所述外周表面为半球形。根据又一示例性实施例，所述外周表面为截头半球形。

根据另一实施例，所述连接件还包括适于接收焊接过程中排出的材料的收集系统。该收集系统包括一收集凹槽，当所述凸起进入孔时，该收集凹槽至少局部包围着凸起和孔。

该收集凹槽包括位于第一部件和第二部件中至少一个部件内的单独的连续凹槽，或者也可以由第一部件和第二部件的多个节段限定而成。对于后一种情况而言，第一部件和第二部件都不能单独限定出收集凹槽。只有当第一部件紧邻第二部件时，才形成收集凹槽。根据一示例性实施例，第一部件支承着第一对月牙形节段，第二部件支承着第二对月牙形节段。

根据另一实施例，一种将第一部件和第二部件连接起来的方法包括：将设置在第一部件上的凸起按压到第二部件的孔中的步骤。该方法还包括将第一部件焊接到第二部件上的步骤。所述凸起包括从第一部件向外延伸成为非线性凸起的外周表面。将外周表面构造成非线性凸起可以扩大凸起上的有效焊接表面。

附图说明

图1是根据本发明一示例性实施例的连接于座架部件上的座椅部件的透视图。

图2是图1所示部件的分解透视图。

图3是沿线3-3剖开的图2所示第一构件的剖视图。

图4是图2中第二构件的另一透视图。

图5a是根据一示例性实施例的凸起的透视图。

图5b是图5a中凸起的剖视图。

图6a是根据本发明另一示例性实施例的凸起的透视图。

图6b是图6a所示凸起的剖视图。

图7a是根据本发明另一示例性实施例的凸起的透视图。

图7b是图7a所示凸起的剖视图。

图8a是根据本发明另一示例性实施例的凸起的透视图。

图8b是图8a所示凸起的剖视图。

图9a是根据本发明一示例性实施例的收集系统的俯视图。

图9b是沿线9-9剖开的图9所示收集系统的剖视图。

图10是根据本发明另一示例性实施例的收集系统的俯视图。

图11a至图11c为侧视图，示出了第一构件与第二构件的顺序连接。

具体实施方式

参照附图，图中提供了适于将两个或多个构件连接到一起的连接构件(连接件、接合件、连接结构等)。通常，连接件可以将焊接操作与强制机械接合(如互锁、锁紧等)组合起来以便将两个或多个部件完全连接到一起。部件之间的强制机械连接用以加强部件之间的焊缝(焊接件区域)，以及/或者增加有效的焊接表面。这种组合而成的连接简化了制造生产，改进了连接件的强度。

图中示出的连接构件由10表示，其适于将两个或多个车辆部件连接到一起。特别地，图中示出的这里所述的连接件10适于将旋转座椅的部件连接到车座的部件上。该连接件10在各种类型的车座领域中都是特别有用的，其用以防止一个部件在受到负载、撞击或冲击力的情形下相对于另一个部件产生显著位移。

应当指出，连接件10并不限于车座领域，它可以用在涉及使两个或多个部件相对于彼此固定到一起的车辆领域中。连接件10还可以用于非车辆领域。例如，可以在诸如办公设备、机械或任何需要将具有相对平坦配合表面的构件连接到一起的领域中发现连接件的效用。

图1示出了利用多个连接件10连接到座架部件(表示为第一板件80)上的座椅机构的部件(表示为第一座椅部件40)。众所周知，存在很多种座椅机构和车辆座架，图示出的第一座椅部件40和第一板件80并不起到限制作用。连接件10可以将任意数量的座椅机构和车辆座架连接起来。

图中示出的第一座椅部件40被构造成用两个连接件10与第一板件80连接在一起。第一座椅部件40包括用第一配合表面42表示的第一表面(如内部，内侧等)和由图3中外表面44表示的第二表面(如外部、外侧等)。第一座椅部件40优选由相对平坦的金属板构成，如由经过压制和/或冲压成所需形状的钢构成，但是也可以由任意适宜的材料制成。

参照图2，第一座椅部件40包括至少一个从第一配合表面42向外伸出的凸起46。该凸起46用于将第一座椅部件40连接到第一板件80上。凸起46被构造成用以接合第一板件80中的孔86，并且可用作用于连接件10的强制机械互锁。取决于所适用的场合和所用材料，第一座椅部件40可以包括任意数量的凸起46。凸起46的数量与连接件10的数量相对应。根据该示例性实施例，第一座椅部件40包括两个凸起46。

参照图3，凸起46从第一配合表面42向外伸出。所述凸起46在具有第一或近端横截面的底座48和具有第二或远端横截面的远端部分(如末端等，图中表示为端面52)之间延伸。凸起46的靠近底座48的横截面大于其靠近端面52处的横截面。在这种情况下，当凸起46从底座48向端面52往外凸出时，其具有以变化的比率逐渐变窄的外周表面56。

根据该示例性实施例，当凸起46从底座48向端面52往外凸出时，其保持基本为圆形的横截面。对于这种结构而言，凸起46的靠近底座48处的直径大于其靠近端面52处的直径。凸起46的截面形状并不限定为圆形。例如，凸起46可以具有基本为多边形且带有曲线侧的横截面形状。此外，凸起46可以被成形为当它在底座48和端面52之间延伸时，除尺寸外横截面形状也可以改变的凸起。

根据本发明，外周表面56并不向外延伸成线性(如斜面或锥面)凸起，而是向外延伸成非线性(曲线)凸起。倘若凸起46的外周表面56向外延伸成非线性凸起而不是线性凸起，则能够极大地改进连接件10。其外周表面56向外延伸成非线性凸起的凸起46的表面区域要大于该凸起外周表面向外延伸成线性凸起的凸起表面区域。

尽管这里没有利用任何特定理论进行限定，但可以相信的是，外周表面56的增大的表面区域增加了第一座椅部件40和第一板件80之间的交接面(即接触区域)，以及/或者增加了凸起46上的有效焊接面积。任何一种结果都使得连接件10相比于由斜面凸起构成的连接件，具有增强了的强度，这里所述斜面凸起具有延伸成线性凸起的圆周面或外周表面。通过形成这种非线性(如圆形等)凸起46，增加第一座椅部件40和第一板件80之间的接触面，可以实现强度得以提高的强制机械互锁。通过形成这种被构造成可增加有效焊接面积的凸起46，可以实现强度得以提高的焊接件。

凸起46的外周表面56可以被构造成多种非线性轮廓(如曲线轮廓、阶梯状轮廓等)。例如，外周表面56可以包括凸出部分(参见图5a至8b)、凹入部分，和/或阶梯状部分。外周表面56可以是连续不间断的，或者可以包含肋、环形槽或中断外周表面56连续性的其它形状。此外，端面52可以是不间断的表面(如图所示)，或者可以包括一个或多个孔(未示出)，所述孔有利于冲压处理，或者有利于提高焊接处理中的热消散。所述凸起46类似于第一座椅部件40的其它结构，优选通过压制或冲压而成。参照图5a至图8b，图中示出了凸起46的多种适宜的形状。应当清楚地认识到，凸起46并不限于图示的实施例，它可以包括以非线性方式从第一配合表面42延伸出去的任意外周表面46。

根据一示例性实施例，如图5a和图5b所示的凸起46具有截头半球形结构。当凸起46在底座48和端面52之间向外延伸时，该凸起46逐渐变窄，这里所述底座48被截平或成截头半球形，而端面52为截头半球形。在这一实施例中，端面52是一相对平坦的表面。图中示出的凸起46具有以基本靠近第一配合表面42限定的平面为中心的半径45。

根据另一适宜的示例性实施例，如图6a和6b所示的凸起46被构造成半球形。当凸起46在半球形底座48和半球形端面52之间向外延伸时，该凸起46逐渐变窄。在这一实施例中，端面52是一相对弯曲的表面。与图5a和图5b所示的实施例类似，凸起46具有以基本靠近第一配合表面42限定的平面为中心的半径47。

根据另一适宜的示例性实施例，如图7a和7b所示的凸起46被构造成截头椭圆形。当凸起46在截头椭圆形底座48和截头椭圆形端面52之间向外延伸时，该凸起46逐渐变窄。在这一实施例中，端面52是一相对平坦的表面。

根据另一适宜的示例性实施例，如图8a和8b所示的凸起46被构造成部分为截头半球形。当凸起46在部分为截头半球形的底座48和部分为截头半球形的端面52之间向外延伸时，该凸起46逐渐变窄。在这一实施例中，端面52是一相对平坦的表面。图示的凸起46具有以第一配合表面42限定的平面之下为中心的半径49。

如上所述，凸起46被构造成可以接合(如透过、被插入等)车辆座架的部件以形成连接件10。再次参照图1，图中示出的第一座椅部件40连接于第一板件80(如座架、平台、部件等)。第一板件80相对于座架支承着第一座椅部件40。第一板件80可以与座架形成为一单独的整体，或者是成为可与座架连接的单独的部件。

进一步参照图2，图中示出了第一板件80，其作为与座架分离的部件，优选由相对平坦的金属板制成，如被压制和/或冲压成所需形状的钢板或铝板。第一板件80可以具有任意适宜数量和形状的脊和孔，用以提高刚度，并且/或者减轻重量。第一板件80优选由图4所示用作第二配合表面82的第一表面(如侧面、壁、正面等)和第二表面85(如侧面、壁、正面等)限定而成。第二配合表面82面向着第一座椅部件40的第一配合表面42，第二表面85则面向着座椅靠背框架的侧部。

进一步参照图4，所示第一板件80的几何形状可允许该第一板件80在至少局部被一部分座椅机构占据的平面上移动(如转动等)。特别地，所述第一板件80在靠近其下部区域处包括一弧形边缘83。该弧形边缘83与座椅机构的曲率一致，以容许座椅机构和/或第一板件80(以及相应的座椅靠背)进行关节式转动。

图示的第一板件80还包括至少一个布置在第二配合表面82上的孔86(如开口、凹槽、凹陷、空腔等)。当第一座椅部件40与第一板件80接合时，所述孔86被构造成用以接收凸起46。孔86还可以被构造成完全贯穿第一板件80的钻孔或开孔，或者可以被构造成仅仅部分延伸穿过第一板件80的凹槽或凹陷。根据该示例性实施例，所述孔86是一从第二配合表面82延伸至第二表面85的开口。

图示的孔86由侧壁87限定而成。侧壁87构成了一圆周面，当第一座椅部件40与第一板件80接合时，该圆周面与凸起46接合或者是与凸起46接触。根据一优选实施例，孔86的形状(即几何形状)类似于凸起46的截面形状。所述侧壁87可以限定出沿其深度具有不同横截面的孔86(如锥形孔、挤出孔、阶梯状孔等)，或者可以限定出沿其深度具有相同横截面的孔86(如基本笔直的孔等)。

根据一优选实施例，位于第二配合表面82上的孔86的横截面尺寸大于凸起46的靠近端面52处的横截面尺寸，但是小于凸起46的靠近底座48处的横截面尺寸。例如，如果凸起46为半球形，凸起46的靠近端面52处的横截面将小于位于第二配合表面82上的孔86的横截面尺寸，同时凸起46的靠近底座48处的横截面尺寸大于位于第二配合表面82上的孔86的横截面尺寸。这种结构可以作为在第一座椅部件40与第一板件80连接时使凸起46与孔86轴向对准的引导件(如导杆等)。

如图2所示，为了将第一座椅部件40连接于第一板件80，凸起46(从第一配合表面42向外延伸的)应当与形成在第二配合表面82中的相应的孔86轴向对准。凸起46的逐渐变窄的形状在某种程度上有助于凸起46与孔86的轴向对准。在这一位置上，可以通过夹持装置或按压装置(图中未示出)或其它适宜的夹具将这些部件夹持在一起。

图11a至11c示出了将凸起46顺序插入到孔86中。沿一定的方向向第一座椅部件40和/或第一板件80施加作用力，这对把凸起46插入到孔86中来说是必需的。当实现规定的压制力时，执行电容性放电的焊接工艺。在这种情况下，通过接触位置上的高电流强度和高电阻实现了凸起46和孔86之间(即与孔86的侧壁87接合的凸起46的外周表面56)界面区(即接触区域)的熔融态，以便通过按压装置在图11c所示的位置将第一座椅部件40和第一板件80按压到一起。同时，将凸起46与孔86焊接到一起。这样沿着凸起46的外表面和侧壁87形成了焊接区域。由于凸起46的非线性外周表面56，该焊接区域是逐渐增大的。由于仅仅是暂时向焊接区域施加了热量，因此相比于其它焊接处理，连接在一起的第一座椅部件40和第一板件80仅仅是适度地受热，所以在焊接后它们没有变形。

在焊接过程中，第一配合表面42和第二配合表面82之间的材料会熔化排出，如果不容许流出、清除或重新定位，就有可能对焊接质量和连接件10的整体强度造成不利的影响。考虑到这一排出的熔融材料的形成，第一座椅部件40和/或第一板件80设有收集系统100，用以接收焊接过程中形成的至少一部分排出的熔融材料。

收集系统100通常包括一凹槽102(如狭槽，空腔，凹陷，袋子等)，其容积适于接收焊接过程中排出的至少部分熔融材料。凹槽102的尺寸和形状取决于适用的场合和焊接过程中排出的多余材料量。根据一示例性实施例，如图2所示，凹槽102基本包围了凸起46与孔86接合的区域。根据该示例性实施例，当凹槽102围绕着凸起46时，收集系统100被设置在第一座椅部件40的第一配合表面42中，或者当凹槽102围绕着孔86并从孔86径向偏置时，收集系统100被设置在第一板件80的第二配合表面82中。凹槽102可以连续不间断地延伸在凸起46和/或孔86周围，或者可以间断地延伸在凸起46和/或孔86周围。

根据另一适宜的实施例，收集系统100的一部分既被设置在第一配合表面42上也被设置在第二配合表面82上。参照图9a，示出了根据一实施例的收集系统100，其中第一配合表面42和第二配合表面82合作形成了适于接收排出材料的凹槽102。如图所示，第一配合表面42包括第一收集凹槽104和第二收集凹槽106，同时第二配合表面82包括第三收集凹槽108和第四收集凹槽110。

收集凹槽104至108通常为月牙形(如，具有渐细端部的环形凹槽的一半)。第一收集凹槽104围绕着第一部分即凸起46的上部，第二收集凹槽106围绕着第二部分即凸起46的下部。同样，第三收集凹槽108围绕着第三部件即孔86的左侧，第四收集凹槽110围绕着第四部分即孔86的右侧。在这种结构中，第一座椅部件40和第一板件80都没有单独限定出收集凹槽102。取而代之的是当第一座椅部件40的第一配合表面42被定位成邻近第一板件80的第二配合表面82时才形成收集凹槽102。图示的收集凹槽102基本连续地包围着凸起46和孔86，但是当第一配合表面42被定位成邻近第二配合表面82时，收集凹槽102也可以间断地包围着凸起46和孔86。

图9b示出了第一收集凹槽110的截面图。图示的该第一收集凹槽110的截面基本为矩形。凹槽的深度可以保持沿着节段相对恒定，或者也可以有所变化(如凹槽的深度可以在靠近月牙形梢部处较浅)。根据另一适宜的实施例，收集凹槽的横截面形状可以是任何适宜的形状(如由线性的或曲线的直线限定而成的圆形、三角形等)。

根据一优选实施例，当凸起46穿过孔86时，第一和第二收集凹槽104，106与第三和第四收集凹槽108，110至少局部叠置在一起。收集凹槽的叠置增加了收集凹槽102的总容积，从而为接收焊接过程中排出的材料提供了额外的空间。

参照图10，图中示出了根据另一实施例的收集系统100，其中第一配合表面42和第二配合表面82协作形成了适于接收排出材料的凹槽102。在该实施例中，第一配合表面42被构造成包括第一收集凹槽112和第二收集凹槽114，第二配合表面82被构造成包括第三收集凹槽116和第四收集凹槽118。收集凹槽112至118的形状基本为扇形。根据应用的场合，可以改变收集凹槽102的由第一座椅部件40承载的部分和由第一板件80承载的部分的分布。此外，在该实施例中，第一座椅部件40和第一板件80都不能单独限定出收集凹槽102。只有当第一座椅部件40的第一配合表面42邻近第一板件80的第二配合表面82时才形成收集凹槽102。

重要的是应当指出图示实施例中示出的构件的各个元件的结构和布置仅仅是示例。尽管本发明的说明书中仅详细描述了几个实施例，但本领域技术人员参照本文很容易认识到在本质上不脱离所述主题的新颖性教导和优点的情况下，可以进行多种改变(如改变大小、尺寸、结构、形状、各种元件的比例、参数值、安装布置、所使用的材料、颜色、方向等)。例如，图示中一体成形的元件可以被构造成多个部件，或者图示中由多个部件形成的元件也可以被构造成一体成形，可以改变对交接面的操作，或者可以改变结构和/或系统的部件或连接件或其它元件的长度或宽度。例如，根据不同的实施例，可以在第一板件80上设置凸起46，同时在第一座椅部件40上设置孔86。根据另一些适宜的实施例，可改变每个连接之间的连接件10的元件。例如，在第一连接处，第一座椅部件40包括凸起46，第一板件80包括孔86，而在第二连接处，第一座椅部件40包括孔86，第一板件80包括凸起46。应指出的是，元件和/或系统组件可以由能够提供足够强度或耐久性的各种材料构成，可以是任意的颜色、织构和组合。因此，所有这些改变都趋向于包含在本发明的范围内。在不脱离所附权利要求的实质下，可以在优选和其它示例性实施例的设计、操作条件和布置方面实现其它的替换、改进、改变和省略。

根据可选实施例，可以改变任意工艺或方法步骤的顺序或次序，或重新调整顺序。任何手段加功能的从句都旨在涵盖这里用于执行所述功能的结构，其不仅涵盖了结构等同物，而且涵盖了等同结构。在不脱离由所附权利要求表示的本发明的实质下，可以在优选和其它示例性实施例的设计、操作结构和布置方面实现其它的替换、改进、改变和省略。

Claims (15)

1.一种待焊接的连接组件，该连接组件包括：

具有凸起的第一部件，所述凸起具有以非线性方式从第一部件向外的外周表面；

第二部件，其限定出用来接收至少部分凸起的孔；

收集凹槽，其包括第一部件中的第一节段和第二部件中的第二节段；

其中当所述凸起被孔接收时，所述第一节段和第二节段协作限定出一基本连续的环形凹槽；并且

其中所述凸起的外周表面为截头半球形。

2.如权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述凸起的外周表面以变化的比率从位于凸起基座处的第一横截面逐渐缩窄为凸起自由端处的第二横截面。

3.如权利要求2所述的连接组件，其特征在于，所述孔的横截面几何形状与所述凸起的第一横截面几何形状基本相同。

4.如权利要求3所述的连接组件，其特征在于，所述孔的横截面的第一限定区域大于凸起第二横截面的第二限定区域，且小于凸起第一横截面的第三限定区域。

5.如权利要求4所述的连接组件，其特征在于，当凸起被按压到孔中时形成了强制机械互锁。

6.如权利要求1所述的连接组件，其特征在于，其中所述收集凹槽至少部分设置在凸起和孔的至少一个的周围，该收集凹槽被构造成在第一部件与第二部件焊接时，用来接收排出的材料。

7.如权利要求6所述的连接组件，其特征在于，所述收集凹槽是在凸起和孔的其中之一的周围连续延伸的环形凹槽。

8.如权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件构成了车辆座椅部件和车辆座架部件的其中之一，而第二部件构成了车辆座椅部件和车辆座架部件中的另一个。

9.一种用于车辆座椅应用中的连接件，该连接件包括：

具有凸起的第一部件，所述凸起具有以非线性方式从第一部件向外伸出的外周表面；

第二部件，其限定出用来接收至少部分凸起的孔；

至少部分设置在凸起和孔的至少一个的周围的收集凹槽，该收集凹槽用于在第一部件与第二部件焊接时，接收排出的材料；

其中所述收集凹槽包括第一部件中的第一节段和第二部件中的第二节段；

其中当所述凸起被孔接收时，所述第一节段和第二节段协作限定出一基本连续的环形凹槽；

并且当所述凸起被孔接收时，第一节段至少部分叠置于第二节段；以及

其中所述凸起的外周表面为半球形。

10.如权利要求9所述的连接件，其特征在于，所述凸起的表面以变化的比率从凸起基座处的第一横截面逐渐缩窄为凸起自由端处的第二横截面。

11.如权利要求9所述的连接件，其特征在于，当凸起被按压到孔中时形成了强制机械互锁。

12.如权利要求9所述的连接件，其特征在于，所述收集凹槽是在凸起和孔的其中之一的周围连续延伸的环形凹槽。

13.一种将第一部件与第二部件相连的方法，该方法包括：

将设置在第一部件上的凸起按压到第二部件的孔中；

在凸起和孔之间的交接面处将第一部件和第二部件焊接到一起，

其中在第一部件与第二部件焊接时，至少部分设置在凸起和孔的至少一个的周围的一收集凹槽接收排出的材料；

其中该收集凹槽包括第一部件中的第一节段和第二部件中的第二节段；

其中当所述凸起被孔接收时，所述第一节段和第二节段协作限定出一基本连续的环形凹槽；

并且当所述凸起被孔接收时，第一节段至少部分叠置于第二节段；以及

其中所述凸起包括以非线性方式从第一部件的第一侧向外伸出的外周表面。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述将凸起按压到孔中的步骤在第一部件和第二部件之间形成了强制机械互锁。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述将第一部件和第二部件焊接起来的步骤包括电容性放电焊接工艺。

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