CN101680473A

CN101680473A - 埋置螺母及其加工制造方法

Info

Publication number: CN101680473A
Application number: CN200880000139A
Authority: CN
Inventors: 保罗·马丁
Original assignee: PSM IP Ltd
Current assignee: PSM IP Ltd
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2028-06-12
Also published as: TW200951312A; WO2009150390A1; CN101680473B

Abstract

埋置螺母(100)拥有内螺纹的孔(130)包含了一个联结特征(142，146)，非常接近并且后端(106)离塑料部件(10)的表面(12)最远，埋置螺母就安装在的塑料部件中。埋置螺母(100)具有一对共轴的在空间上有距离的螺纹连接塑形，(140、142)带有螺纹(404)的埋置螺母(400)限定了锥形10。

Description

埋置螺母及其加工制造方法

技术领域

本发明同嵌入塑料材料部件的埋置螺母有关。特别是本发明同将带有螺纹的埋置螺母装入塑料材料部件如汽车部件，笔记本电脑，手机相关，以实现带有螺母部件的进一步连接。本发明同样同生产此类埋置螺母的方法相关。

背景技术

塑料材料通常很难形成可用于机械连接的螺纹。较低的硬度和强度意味着将传统制造螺纹的方法用于塑料材料很容易失败。

为将部件用带有螺纹的物件如螺钉连接起来而使用机械连接如使用带有螺纹的塑料部件是非常合适的。

这个问题的解决方法之一是用一个金属埋置螺母来固定一个内部有螺纹的孔。

这个埋置螺母同样限定了用机械方式同塑料材料相吻合的其周边特征。

将这样的埋置螺母装入塑料材料部件通常通过加热部件(或者通过加热埋置螺母或者用超声波振动加热埋置螺母)并将埋置螺母插入融化的塑料材料中。

融化的材料然后沿着埋置螺母周围的特征流动在冷却之后就会将埋置螺母牢固地嵌入到恰当的位置。

这样装入埋置螺母可以使得带有螺纹的孔向外开口，并且同样的，带有螺纹的嵌入件(如埋置螺母)可以很容易地将埋置螺母、塑料部件联结起来。

此外，另一个问题是通过螺纹将部件以机械连接的方式连接起来通常是不可靠的，因为产生使用中的此类螺纹的产品的震动和运动有可能会产生松动并最终使得有螺纹的联结件分离。

有各种各样已知的螺纹联结技术被用来解决这个问题。如，螺丝上有时候涂上一层塑料材料使得螺丝和螺母紧密结合起来使用，填充了在部件之间任何可能导致松动的活动空间。

同样的，在生产埋置螺母的过程中内螺纹或许从一种无法塑形的状态被塑造成一种可以塑形的状态。这就在内螺纹中形成了螺纹联结特征。为了同内螺纹相联接，因而外螺纹必须将内螺纹重新塑造成不可塑形的状态。达到不可塑形状态的变形至少在性质上具有部分弹性并且使螺母回归不可塑形状态而产生的回弹倾向利用了一个减弱外螺纹松动效果的回弹力。

如果螺丝太短则无法沿着埋置螺母涵盖所有的长度，因而这样的螺纹联结特征位于埋置螺母长度的中间，才被认为是有效的。

这种类型的螺纹联结的问题在于由于外螺纹沿着内螺纹旋转，内螺纹逐渐被塑形，失去螺纹联结的特征并降低螺纹联结的有效性。这种排除可塑变形的螺纹联结在外螺纹塑形不良、内螺纹同样在与螺丝对接过程中产生变化而产生。

螺纹联结扭矩同样受随螺丝长度不同和螺纹形式变化的影响。

埋置螺母在螺纹的前部和后部具有轻微的锥度变化以及在直径和斜度上发生变化是很普遍的。

该产品的使用人希望保留一个预先确定的最小程度卸掉螺丝的扭矩以方便重新装入。当多次重新装入和取下后这种螺纹联结同样会失去原有的效果。这进一步增加了减少螺纹联结有效性的塑形变化的数量。

发明内容

本发明的目的之一是提供改进的埋置螺母和/或克服，或至少减缓上述问题中的一项。

根据该发明的第一个方面，其规定装入塑料部件的埋置螺母包含一个带有限定内螺纹孔的普通圆柱体，螺纹具有一个当埋置螺母插入时朝向塑料部件表面位置的前端，和一个置于远离表面位置的后端，其中，埋置螺母包含一个第一个在局部塑形截面使得内螺纹沿着内螺纹轴线的位置得到塑形，其中，埋置螺母包括第二个沿着轴线位置重塑内螺纹的局部塑形截面，该位置与第一个局部塑形截面在轴线上保持距离。

根据该发明的第二个方面，其规定安装进塑料部件中的螺钉包含一个限定内螺纹孔的普通圆柱体，当埋置螺母插入时，内螺纹的前端置于朝向塑料部件表面的位置，后端置于远离表面的位置，埋置螺母包含一个沿着内螺纹在最接近后端的轴线上某一位置形成局部塑形截面，以形成螺纹联结特征。

根据该发明的第三个方面，其规定安装进塑料部件的埋置螺母包含一个限定内螺纹孔的普通圆柱体，其中内螺纹在内部限定了锥形区域以形成锥形螺纹联结特征。

根据该发明的第四个方面，其规定了生产此类埋置螺母应包含以下步骤：

如果是一个一般圆柱体的埋置螺母具有限定螺纹部位的孔，螺纹的部位具有前端和后端，外部局部塑形的埋置螺母重塑了有螺纹部位的第一个截面，外部局部塑形的埋置螺母重塑了有螺纹部位的第二个截面，同第一个截面在轴线上保持距离，将螺钉装入在塑料部件，孔朝向塑料部件的表面。

根据该发明的第五个方面，其规定了生产埋置螺母的方法，包含以下步骤：

如果是一个带有同限定螺纹部位孔的普通圆柱体埋置螺母，螺纹部分带有前端和后端，外部局部塑形的埋置螺母形成同后端最近的螺纹部位的第一个截面，该截面构成了靠近后端的第一个螺纹联结特征，将埋置螺母装入塑料部件，孔朝向塑料部件的表面，带有螺纹孔的前端比后端更接近于表面。

本发明的有益效果是，将螺纹联结特征的位置定位于最接近内螺纹的后端就规定了只有保证足够的距离有螺纹的螺丝才会得到紧密结合。因而也就避免了持续、重复的由螺纹联结特征导致的进一步靠近表面的接合。

附图说明

图1是根据现有发明所作的最早插入的埋置螺母的一个侧面

图2是在安装好的结构中沿着线II-II对图1中埋置螺母所作的侧面截面图。

图3a到3c是图1中正在使用的埋置螺母的侧面截面图；

图4a到图4c是生产图1中埋置螺母过程一部分的侧面截面图；

图5a和图5b是根据本发明第二个埋置螺母的侧面截面图；

图6a和6b是根据本发明第三个埋置螺母的侧面截面图

具体实施方式

图1展示了埋置螺母100。埋置螺母100实际上是一个圆柱体，实际上大约沿着一根主轴线102对称。埋置螺母100限定了前端104和后端106。

最接近前端104的是第一个圆柱截面108。第一个圆柱截面108限定了其外部表面螺旋槽110的复数性。

第二个圆柱截面112大约限定在前端104和后端106之间的中线。第二个圆柱截面112限定了螺旋槽114的复数性，相对适应于第一个圆柱截面108中的螺旋槽。第二个圆柱形截面112限定了锥形区域116，它的锥尖在内部靠近后端106。

第一个环形槽118限定在第一个圆柱截面108和第二个圆柱截面112之间。第一个环形槽118限定在第一个圆柱截面108和第2个圆柱截面112之间。第一个环形槽118限定了弯曲区域120。

第三个圆柱截面122限定在最靠近螺钉100后端106的区域。第三个圆柱截面122限定了锥形区域124，其锥尖向内靠近后端106。第三个圆柱截面122限定了圆锥区域124，该区域锥尖在内部指向后端106。第三个圆柱截面122同第二个圆锥截面由第二个环形槽126分离开。

第三个圆柱截面122限定了弯曲区域128。

就图2而言，埋置螺母100装入塑料部件10中。塑料部件10有一个外表面12。装入埋置螺母100是为了前端104能够最接近表面12。

如图2所见，埋置螺母100包含一个向内开的孔130，与轴102共轴。孔130限定了螺纹132的整个长度。

埋置螺母100，如在图2中所示，进一步包含了弯曲区域134，136，实际上同弯曲区域120、128分别相对。同样可以看到，在每一个弯曲区域如120，128，134，136，螺纹132具有相应的塑形区域140，142，146。

特别是，塑形区域142，146，最为接近埋置螺母100的后端106。

见图3a到3c，带有外螺纹的螺丝148包含外螺纹150。带有外螺纹的螺丝148是一个典型的用于进一步连接部件(未展示)如相应的塑料部件10的埋置螺母。

外部螺纹150同埋置螺母100的内部螺纹132相对。

有螺纹的螺丝148顺时针旋转以接合螺纹150，132。如同有螺纹的螺丝旋转前进的那样，螺纹150面对螺纹132的塑形区域140，144。此后，使用者必须利用额外的力量旋转螺丝148，使用外螺纹150来尝试使塑形区域140、144回到未塑形的状态。

埋置螺母100内在的金属物质的弹性促使塑形区域140、144回到他们的塑形的状态，这样也就夹紧了有螺纹的螺丝。这样就产生了一种“螺纹”联结特征。

由于带螺纹的螺丝150穿过孔130，塑形区域140，144慢慢地变得非常有弹性地回归到他们未变形的状态。这导致了螺丝外螺纹150的几何状态发生变化，对内螺纹132以及螺丝150在使用者插入的时候产生了反复载荷。

随着螺丝148通过图3b中显示的位置到达图3c中显示的位置，螺纹150开始使得塑形区域142，146同埋置螺母100的后端106最为接近。

此后，螺丝148达到了如图3c中显示的位置，由于其长度问题它无法进一步插入。螺纹150仅仅同塑形区域142、146相接合，同样的前述重要的塑料变形也就没有机会发生。

而塑形区域142，146展示了他们最大可能的弹性变形，并同螺丝148接合实现了比塑形区域140，144更为可靠的螺纹结合效果。

图4a到4c展示了生产埋置螺母100的方法。一个内部有螺纹的埋置螺母加工件200在图4a中得到展示。加工件200限定了埋置螺母100的108，112，122部位以及孔130和内螺纹132。加工件200通常从一整块金属中生产出来。

在图4b中，第一个卷边工具202被用于制造弯曲区域120。随着弯曲区域120的形成，内螺纹132就得到塑形以形成塑形区域140。

在图4c中，第二个弯曲工具204被用于形成弯曲区域128。由于弯曲区域128得以形成，内螺纹132得以重塑以产生区域142。随着相应的操作同时在加工件200的另外一面得以进行，埋置螺母100也就完成了。

参照图5a和5b，安装在塑料件20中的埋置螺母300得以展示。埋置螺母300实际上同图2中的埋置螺母100相类似，并且由一个有螺纹的孔302在第一个轴点位置限定螺纹联结塑形区304、306，以及在第二个轴点位置限定螺纹联结塑形区域308、310。

塑形区304、308同塑形区306、310相对，可以由弯曲形成。

塑形区304、308同塑形区306、310类似却相对，因而此处只详细描述塑形区域304，308。

塑形区域304有一个锥形的插入区域312和一个锥形的退出区域314。塑形区308有一个锥形的插入区域316和锥形的退出区域318。这些插入和退出区域随着塑形区304、308的形成而发生，并且他们的规模受到埋置螺母材料的厚度、硬度和长度以及塑形工具的大小和速度的影响。如，埋置螺母300的插入和退出区域或许在轴距上比埋置螺母100要长，因而埋置螺母300或许可以用较软、较薄的边角材料或更为深入的塑形程序来完成。

我们可以看到，退出区域314终结的地方，插入区域316恰恰开始。螺纹联结效果在插入区域开始的地方开始，因而通过将退出区域314和插入区域316互相安排在一起，这样的一个持续的螺纹联结效果就开始了。

此外，知名的螺丝钉通常具有一个很自然的后端锥形(“如同卷起来一样的后端”)。这一点可以由图5b中所显示的螺丝钉30正在同埋置螺母300相联结。螺丝钉30具有一个锥形的如同卷起来一样的后端32。

螺丝钉30的锥形后端32同插入区域316的锥形空间接合产生螺纹联结效果，这是非常令人赞赏的。这进一步强化了上述优点。

图6a和6b展示了埋置螺母400的一部分包括一个开孔402用来接纳螺丝钉50。

孔402限定了内螺纹404。螺纹包括一个锥形的区域406。如展示的那样，锥形区域406位于埋置螺母400轴线X的A角度处。

螺丝钉50限定了外螺纹52，其包括一个“如同卷起来”的锥形区域54。锥形区域54位于螺丝钉主轴线的B角度(未得到展示，但是假定同X相一致)。

随着螺丝钉50被旋进孔402，锥形区域54最终同锥形区域406接合起来。由此，锥形区域54促使并有弹性地从根本上重塑了与轴线X相关的锥形区域406。所以，锥形区域406试图回弹到起未得到塑形的状态并因此夹紧螺丝钉50，产生了螺纹联结特征。

上述阐述的各种具体变化都涵盖在本发明的范围之内。

图4a到图4c中展示的卷边作业可能由一个工具同时完成。

螺纹联结或许发生在任何已知的局部塑形技术——如仅仅提供单个圆周的塑形区域以实现该利益。卷边当然通常提供两个地点相对的塑形区域。

此外，或许需要沿着埋置螺母周围进一步卷边或塑形。

沿着埋置螺母轴线长度旋转或许会产生进一步的螺纹联结特征。

此处阐述的螺纹联结特征或许用于同其他螺纹联结技术的连接。如，带有螺纹的螺丝或许包括一层塑料涂层。该发明会增强塑料涂层的表现，因为它更不易受到腐蚀或磨掉，如果它不得不利用一个螺纹联结特征来接近埋置螺母后端。

外部特征(如圆柱部分或环形槽)的数目是任意的，可为任何数目的带有期望机械特征的部分如轴型凹槽或硬节所代替。

螺纹区域132并没有必须完全用尽孔的长度，可以只占据孔的一部分，只要螺纹联结特征产生于最为靠近最低区域的地方，则螺丝在该区域接合。退出区域314和插入区域316或许重叠。

任何上述具体情况中所提到的孔或许或破裂或不通。

Claims

1、一种埋置螺母，包括一个带有限定内螺纹小孔的普通圆柱体，其特征是：当埋置螺母安装时，内螺纹的前端置于朝向塑料部件表面的位置，后端置于远离表面的位置，其中埋置螺母包括配置沿着内螺纹轴线的一个位置塑形内螺纹的第一个局部塑形的截面，其中埋置螺母包括配置沿着内螺纹轴线上同第一个局部塑形截面相分离的位置塑形内螺纹的第二个局部塑形的截面。

2、根据权利要求1所述的埋置螺母，其特征是：第一个局部塑形的截面位于沿着最靠近内螺纹后端的位置。

3、根据权利要求1所述的埋置螺母，其特征是：所述埋置螺母包括沿着内螺纹在内螺纹轴线上某一塑形内螺纹的非常靠近后端的位置产生形成螺纹联结特征的第一个局部塑形截面。

4、根据权利要求1或2所述的埋置螺母，其特征是：第一个局部塑形截面包括一个插入点，第二个局部塑形截面包括一个退出点，其中退出区域的后端非常接近插入区域的起点。

5、根据权利要求1或2所述的埋置螺母，其特征是：第一个局部塑形截面包括一个插入点，第二个局部塑形截面包括一个退出点，其中插入和退出区域至少部分重合。

6、根据权利要求1或2所述的埋置螺母，其特征是：第二个局部塑形区域置于沿着内螺纹的内螺纹轴线上更接近于前端而不是后端的位置。

7、根据权利要求1或2或3所述的埋置螺母，其特征是：至少有一个埋置螺母的局部塑形截面是弯曲截面。

8、根据权利要求7所述的埋置螺母，其特征是：弯曲截面包括两个实际上相对立的圆周塑形。

9、根据权利要求1或2或3所述的埋置螺母，其特征是：埋置螺母包括由第一个圆周凹槽分离的第一个和第二个圆柱部分，第二个圆柱部分置于最靠近后端的位置，其中第一个局部塑形的截同第二个圆柱部分相重合。

10、根据权利要求9所述的埋置螺母，其特征是：埋置螺母进一步包括第三个最接近前端的圆柱部分，第三个圆柱部分为第二个圆周凹槽同第二个圆柱部分相分离，其中第二个局部塑形截面同第二个凹槽相重合。

11、根据权利要求1或2或3所述的埋置螺母，其特征是：埋置螺母包括肋突或硬节，至少部分涵盖了埋置螺母的外表面。

12、根据权利要求1或2或3所述的埋置螺母，其特征是：埋置螺母包括一个在埋置螺母安装时最接近塑料部件表面的前端和一个远离表面的后端，其中第一个局部塑形截面最接近于埋置螺母的后端。

13、根据权利要求1或2或3所述的埋置螺母，其特征是：埋置螺母包括一个停止点，用于制止螺丝进一步入插入，其中第一个局部塑形截面最接近停止点。

14、安装进塑料部件的埋置螺母包括带有限定内螺纹的孔的普通圆柱体，其中，螺纹限定了内部锥形区域形成了锥螺纹联结特征。

15、根据任何上述权利请求，用于安装进手机部件的埋置螺母。

16、根据上述权利请求1到14项中的任何一项，安装进笔记本电脑中的埋置螺母。

17、包含下列步骤的生产埋置螺母的方法：如果是有限定螺纹部分孔的普通圆柱体埋置螺母，螺纹部分包括前端和后端，外部局部塑形埋置螺母使得形成螺纹部分的第一个截面，外部局部塑形埋置螺母使得形成同第一个截面在螺纹部分轴线上存在距离的第二个截面，将埋置螺母安装进塑料部件，孔朝向塑料部件的表面。

18、生产包含以下步骤的埋置螺母：如果是一个带有限定螺纹部分孔的普通圆柱埋置螺母，螺纹部分具有前端和后端，外部局部塑形埋置螺母，使得螺纹部分的第一个截面最靠近后端以形成第一个最靠近后端的螺纹联结特征，将埋置螺母安装进表面有孔的塑料部件，螺纹孔的前端比后端更接近于表面

19、根据权利要求19，生产方法包括以下步骤：外部局部塑形埋置螺母使得螺纹部分的第二个截面形成第二个螺纹联结特征，通第一个螺纹联结特征在轴线上保持距离。

20、根据权利要求19，生产的方法中第二个螺纹联结特征是沿着内部螺纹在轴线位置上更靠近前端而不是后端。

21、根据权利要求17，19，或20，第一个截面和第二个截面是同时得到塑形的。

22、根据权利要求17到20中的任何一项，外部局部塑形步骤包括卷边。

23、根据权利要求22，生产方法中卷边步骤包括两个实际上对应的圆周塑形。

24、根据权利要求17到23，生产方法包括形成至少部分覆盖埋置螺母外部表面的肋突或硬节的进一步步骤。

25、将埋置螺母安装进笔记本电脑塑料部件或手机塑料部件中的方法包括以下步骤：如果是笔记本电脑塑料部件或手机塑料部件，如果是根据权利请求1到16项中的任何一项中的埋置螺母，将埋置螺母安装进笔记本电脑部件或手机部件中。