CN102858517B - 可嵌入式嵌件 - Google Patents

Abstract

一种用于将紧固嵌件嵌入某个组件的外表面，其包括多个围绕嵌件嵌入杆且相互间隔的圆环。所述圆环限定多个波纹。所述圆环的高度从嵌件末端到嵌件头端邻近的圆环逐渐增加，由此提供了一种近似锥形的嵌件外部结构。

Description

可嵌入式嵌件

相关申请的交叉引用

本申请要求了于2010年4月16日提交的第61/324,855号美国临时专利申请的权益。

技术领域

本发明总体上涉及紧固件及紧固件系统，更具体地涉及嵌入其他部件(通常为异种材料)的紧固件系统的紧固件组件。

背景技术

已知的紧固系统包含螺纹嵌件，螺纹嵌件可嵌入塑料或其他组件中，以便接收将第二组件固定于组建中的螺钉或螺栓。例如，在汽车、电脑、各种电器以及其他各种组件中的塑料件一般配有带内螺纹的金属嵌件。从而通过螺栓或螺钉与该螺纹嵌件的啮合，即可将另一部件紧固其上。也可将螺柱固定在塑料或其他部件中，通过螺母与螺柱螺纹的啮合，即可将另一组件固定在塑料或其他部件上。

已知有各种用于将锚定组件，如螺纹嵌件或螺柱，紧固在塑料或其他部件之中的技术。可采用简单的螺纹啮合，其中，嵌件或螺柱的外表面螺纹旋入固定组件。在热熔工艺中，金属部件(如内螺纹嵌件或螺柱)加热后嵌入塑料固定组件中，与塑料固定组件的塑料接合面熔接。热熔工艺可相对较廉价地完成。熟知的还有超声嵌入工艺。使用这种工艺时，部件通过超声振动后推入接收组件中。超声嵌入可以相对较快地完成，但这种工艺往往比较昂贵。在更为简单的机械工艺中，锚定组件带有滚花或其他结构的外表面，只须简单地推入接收组件即可。这种机械嵌入可以很快地完成，但是嵌件外表面成型所需的机械工艺极大地增加总成本。此外，机械嵌入往往在锚固组件材料上形成沟槽或改变锚固组件材料的方向，但是很难获得较大的保持力以免嵌件被拉出。此外，为便于简单而迅速地加工嵌件，会用到昂贵材料，如黄铜等。滚花、切削等其他成型都可以很容易地在黄铜上实现；但采用这种材料制作的部件成本较高。

提供以下嵌件能获得多重优势：一种具有表面结构的嵌件，能利用低成本材料通过高效的加工手段容易、迅速地制造，嵌件以迅速、经济的方式嵌入塑料等组件，使完工的组件具有足够的抗拔阻力和旋转阻力。

发明内容

本发明公开的可嵌入式嵌件在嵌件的嵌入杆上环绕有多个圆环，每个所述圆环绕嵌入杆连续无间断，且与相邻圆环间相互间隔。每个圆环限定多个波纹，所述波纹大致轴向环绕嵌入杆，以提供更接近轴向的部分和更接近周向的部分。

其中一个方面，紧固嵌件的嵌入杆有一个外表面和多个独立且相互间隔的圆环，所述圆环从外表面上突起且沿嵌入杆延伸。每个圆环带有多个连续波纹，所述连续波纹分为第一部分和第二部分，所述第一部分较第二部分更接近轴向，所述第二部分较第一部分更接近周向。

另一个方面，紧固嵌件的嵌入杆有一个外表面和多个独立、平行且相互间隔的圆环，所述圆环从外表面上突起。每个圆环有多个连续波纹，该连续波纹高度大致轴向绕嵌入杆。

另外一个方面，带嵌入杆的紧固嵌件外表面有多个周向环绕嵌入杆的相互间隔的凸起圆环。每个圆环具有多个波纹，每道波纹分为第一部分和第二部分，就嵌入杆的轴向和周向而言，第一部分较第二部分更接近轴向，第二部分较第一部分更接近周向。

本领域的技术人员阅读下面的详细说明、权利要求书和附图后有助于清晰了解本发明的特征与优势。附图采用相似的数字标注了类似特征。

附图说明

图1为可嵌入式嵌件的透视图；

图2为另一嵌件的立视图；

图3为图2所示嵌件的剖视图；

图4为另一嵌件的立视图；

在详细说明本发明的实施例之前，需要了解的是，本发明的应用并非仅限于以下说明或附图所示的结构细节和部件设置。本发明可应用于其他实施方式，并可以各种方式实践或实现本发明。同样，需要了解的是，此处所用的措辞和术语均仅作说明之用，并非限制条件。本文所用的“包括”、“包含”及其变化形式包括其后所列项目和等同项，以及增列项及等同项。

具体实施方式

现在参考附图，特别是图1进行说明，图1所示即为可嵌入式嵌件10。嵌件10为单独整体，包含头部12和嵌入杆14。嵌入杆14上有多个独立圆环16。各圆环16均从嵌入杆14的外表面突起或脊状突出。各圆环16绕嵌入杆14连续延伸，且均与两边的圆环16相互间隔。各圆环16均由多个部分组成，每个部分相对于嵌入杆14的轴向或周向呈不同角度。由此，各圆环16包括更接近轴向的部分20以及更接近周向的部分22，圆环16具有连续过渡连接连续部分更接近轴向和更接近周向的连续部分。单圆环16均彼此间隔，限定环间槽24。在示范实施例中，大量间隔圆环16沿嵌入杆14轴向从末端26向顶端12充分分布。但需要了解的是，也可用少量圆环16覆盖部分长度的嵌入杆14。在示范实施方式中，嵌件10为内嵌件，带有轴向开口，限定内螺纹28，图1中以虚线表示。

在图1的示范实施例中，嵌件10的各圆环16以波纹连续的方式绕嵌入杆14周向延伸，该波纹连续由连续更接近轴向部分20和更接近周向部分22以及其间的过渡区限定。圆环16所带波纹一般绕嵌入杆14成轴向分布，波峰成轴向对齐。由此，圆环16大致彼此平行延伸且相互间隔。

嵌件10可用廉价金属有效地制作，例如钢铁，在滚轧工艺中改变形态，利用模具做成所需表面特性。由此，嵌件10可以廉价的方式高效制作。当然，在需要特定金属特性的某些装置中也可采用更昂贵的材料。另外，还可根据需要采用其他材料以及滚轧以外的其他制作工艺。圆环16带有以连续形式的更接近轴向以及更接近周向的两个部分，嵌入其他材料中时可抗旋拉。

相邻圆环16间隔可大可小，限定相对较宽或相对较窄的环间槽24。需要理解的是，更接近轴向的部分与更接近周向的部分的相对突出可以改变，以获得在装配中的相对旋转阻力和抗拔阻力的所需特性。此外，圆环16间隔可大可小，圆环高度可根据需要调整以获得所需特性。此外，示范实施例所示的圆环16间隔一致。但圆环16的彼此间隔可沿嵌入杆14的不同部分调整为不同大小。

本文所述的嵌件10可以超声嵌入方式安装，但也可以采用其他方法安装。最有利的嵌件安装方法使安装嵌件的本体材料流入环间槽24，将嵌件锁定到位。由此，也可采用超声嵌入之外的其他嵌入技术。此外，在成型工艺过程中直接置入模制组件或随后在包含嵌件的孔穴中填充熔料，也能锚固本文所述的嵌件。当环间槽24填充完好后，更接近轴向部分和更接近周向部分(啮合所遇到的环间槽24填充塑料流)形成旋转阻力和抗拔阻力。大致更接近轴向部分能抵抗嵌件在接收组件中旋转，大致更接近周向部分能抵抗从接收组件的拔出。大致更接近轴向部分及大致更接近周向部分的长度、高度及频次可调整以获得特定材料的特定组件所需的抗拔阻力和旋转阻力。

图2和图3示出环式嵌件110之另一实施方式，嵌件110为如钢铁等金属单体，包括头部112和可嵌入式嵌入杆114。嵌入杆114上有多个独立圆环116。各圆环116均从嵌入杆114的外表面突起或脊状突出。各圆环116绕嵌入杆114连续延伸且与其两侧的圆环116相互间隔。各圆环116均由多个部分组成，每个部分相对于嵌入杆114的轴向或周向呈不同角度。由此，各圆环116包括大致更接近轴向的部分120以及大致更接近周向的部分122，以及连续过渡连接连续部分，该连续过渡连接连续部分是更接近轴向和更接近周向的连续部分。单圆环116均彼此间隔，界定环间槽124。在此示范实施方式中，嵌件110为内螺纹嵌件，带有贯穿的轴向开口，界定内螺纹128。

在图2和图3所示示范实施例中，嵌件110的各圆环116以波纹连续的样式周向环绕嵌入杆114延伸，该波纹连续样式由连续更接近轴向部分120及更接近周向部分122以及连贯过渡限定。

嵌件110外部呈自然锥形，以便于超声嵌入。采用超声嵌入时，锥形部件的效果更佳。采用直模，各圆环116高度可逐渐变化，以使头部112的附近圆环116更高更薄，同时比嵌入杆114的末端126附近圆环116更高更窄，末端附近圆环更矮更厚，圆环高度更小。本领域技术人员应了解，所述渐变式圆环可用制作嵌件的锭块滚轧而成，这样各环体积与嵌件110一端到另一端圆环宽度和高度相等。由此，采用直嵌入杆也可获得完全的锥形效果。无需锥形原锭或锥形模具即可获得锥形。

图4示出环式嵌件210的另一实施方式，嵌件210为如钢铁等金属单体，包括头部212、可嵌入式嵌入杆214以及轴向从嵌入杆214头部214反面伸出的螺柱215。嵌入杆214上有多个独立圆环216，每个圆环均从嵌入杆214的外表面突起或脊状突出。每个圆环216绕嵌入杆214连续延伸且与两端圆环216相互间隔，同时圆环由多个部分组成，每个部分相对于嵌入杆214的轴向和周向呈不同角度。由此，各圆环216包括大致更接近轴向的部分220以及大致更接近周向的部分222，以及连续过渡连接连续部分，该连续过渡连接连续部分是更接近轴向和更接近周向的连续部分。单圆环216均彼此间隔限定环间槽224。

在图4所示示范实施例中，嵌件210的各圆环216以连续波纹模式周向环绕嵌入杆214延伸，圆环216由更接近轴向部分220和更接近周向部分222以及其间的过渡区域限定。如之前所述，嵌入杆214外部呈自然锥形。各圆环216高度相对邻近圆环216逐渐变化，头部212附近的圆环216更高更窄，相较于末端226附近圆环216更高，末端附近圆环更矮更厚，圆环高度更小。由此获得一种锥形效果。

本文所述的可嵌入式嵌件环状体可产生旋转阻力和抗拔阻力，无需像以往所采用前述的复杂切削工艺或滚花。所以，此嵌件只须使用具有低成本优势的冷轧钢，就能达到高成本加工嵌件(通常采用黄铜)所能实现的抗旋转阻力和抗拔阻力性能。

当采用工艺安装本发明所述的嵌入杆表面带圆环的嵌件，使塑料材料流入环间槽，且嵌件安装完成后塑料凝固，则能获得良好的效果。圆环对塑料施加推力，以抵抗拔出和旋转。本文所述的带圆环的嵌入杆适用于多种嵌入式紧固件组件，不仅包括内螺纹嵌件(用作螺钉或螺栓锚定)也包括本文所述的外螺纹螺柱嵌件(用于与螺母或其他螺纹组件啮合)。需要了解的是，本文所述的带环嵌件也可用作各种锚定内外螺纹组件的嵌入件，例如其他类型的外螺纹或螺柱组件(如环形螺柱、用作卡扣的球形螺柱组件或带有用于特定目的的其他端部配置的锚定螺柱等)。例如，此类螺柱可界定复杂或简单的钩形、尾钉、电触片等构型。其他可嵌入式内螺纹组件以及中性锚定装置也可采用本文所述的圆环。此外，本文公开的嵌件为直杆，可用于其他直杆以及梯形杆。

前述实施方式的变化或改变均属于本发明的保护范围。需要了解的是，本发明公开和定义的发明扩及对文字和/或图纸中提及或证明的两个以上单个特性的所有可选组合。所有此类不同组合均构成本发明的各种可选方面。本文所述的实施方式说明了最佳实践方式，同时方便本领域的其他技术人员使用。权利要求书应解释为在现有技术允许的范围内包括可选实施方式。

以下权利要求书载明了本发明的各项特征。

Claims (19)

1.紧固嵌件，包括：

具有外表面的嵌入杆；

多个分立且相互间隔开的圆环，所述圆环从所述外表面突起并沿所述嵌入杆延伸；

每个所述圆环限定多个连续波纹，每个所述连续波纹均包括第一部分和第二部分，所述第一部分较所述第二部分更接近轴向，所述第二部分较所述第一部分更接近周向。

2.根据权利要求1所述的紧固嵌件，所述嵌入杆具有贯穿其的轴向开口。

3.根据权利要求1所述的紧固嵌件，包括沿所述嵌入杆反向延伸的螺柱。

4.根据权利要求1所述的紧固嵌件，所述圆环在其间限定有环间槽。

5.根据权利要求1所述的紧固嵌件，所述圆环的形状从嵌入杆的一端至杆的相对的另一端是一致的。

6.根据权利要求1所述的紧固嵌件，所述嵌入杆带有头端和末端，所述圆环具有从末端到头端逐渐增加的圆环高度。

7.根据权利要求6所述的紧固嵌件，所述圆环限定了从所述末端到所述头端一致的体积。

8.根据权利要求1所述的紧固嵌件，最靠近所述杆的一端的第一圆环相对于最靠近所述杆的相对的另一端的第二圆环具有更厚的宽度和更矮的圆环高度，在所述第一圆环和第二圆环之间的圆环的宽度逐渐减小，而圆环高度逐渐增加。

9.根据权利要求8所述的紧固嵌件，所述嵌入杆具有贯穿其的轴向开口。

10.根据权利要求8所述的紧固嵌件，包括沿所述嵌入杆反向延伸的螺柱。

11.紧固嵌件，包括：

具有外表面的嵌入杆；

多个分立、平行且相互间隔开的周向圆环，所述圆环从所述外表面突起；及

每个所述圆环限定多个连续波纹，所述多个连续波纹具有在所述嵌入杆上轴向的波纹高度。

12.根据权利要求11所述的紧固嵌件，所述嵌入杆具有贯穿其的开口。

13.根据权利要求11所述的紧固嵌件，包括轴向地延伸远离所述嵌入杆的螺柱。

14.根据权利要求11所述的紧固嵌件，最靠近所述嵌入杆的一端的第一圆环相对于最靠近所述杆的相对的另一端的第二圆环具有更厚的宽度和更矮的圆环高度，所述第一圆环和第二圆环之间的圆环的宽度逐渐减小，而圆环高度逐渐增加。

15.根据权利要求11所述的紧固嵌件，所述圆环的圆环高度从所述杆的一端到所述杆的相对的另一端逐渐变化。

16.在紧固嵌件上的外表面，所述紧固嵌件具有杆，所述杆有头端及与头端相对的末端，所述外表面包括：

多个相互间隔开的圆环，所述圆环从所述杆突起并周向环绕所述杆；及

每个所述圆环限定一系列波纹，每个波纹均包括第一部分和第二部分，相对于所述杆的轴向和周向，所述第一部分较所述第二部分更接近轴向，所述第二部分较所述第一部分更接近周向。

17.根据权利要求16所述的在紧固嵌件上的外表面，所述相互间隔开的圆环的圆环高度从末端到头端逐渐变化。

18.根据权利要求17所述的在紧固嵌件上的外表面，所述相互间隔开的圆环限定了从末端到头端不变的体积。

19.根据权利要求16所述的在紧固嵌件上的外表面，最靠近所述末端的第一圆环相对于最靠近所述头端的第二圆环具有更厚的宽度和更矮的圆环高度，在所述第一圆环和第二圆环之间的所述相互间隔开的圆环的宽度逐渐减小，而圆环高度逐渐增加。