CN102859213B - 环形杆部刻痕的螺旋嵌件 - Google Patents

Abstract

对于将嵌入到某个组件中的紧固嵌件，其外表面包括沿着将被嵌入的部分的外表面延伸的纹路。所述纹路包括从突出物的一端到另一端的、不同宽度和高度的、首尾相接的突出物。楔形件形成于相邻纹路之间的表面上。

Description

环形杆部刻痕的螺旋嵌件

相关申请的交叉引用

本申请主张2010年4月16日提交的第6l/324,896号美国临时专利申请的权益。

技术领域

本发明大体涉及紧固件及紧固系统，具体涉及嵌入另一部件(通常为不同的材料)的紧固系统的紧固件组件。

背景技术

己知的紧固系统包含金属螺纹嵌件，其在用于接收螺钉或螺栓以将第二组件保持于装配件中时被锚固在塑料或其他组件中。例如：已知汽车、电脑、各种家电以及各种其他装配件中的塑料零部件包括具有内部螺纹的金属嵌件从而通过螺栓或螺钉与嵌件的啮合来将另一部件紧固其上。另外，还已知将螺柱锚定在塑料或其他部件中从而通过旋在螺柱螺纹上的螺母来将另一组件保持在塑料或其他部件上。

己知各项技术用于紧固锚固组件，如塑料或其他部件中的螺纹嵌件或螺柱。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将其固定的组件。在被称为热熔的工艺中，金属部件，例如内螺纹嵌件或螺柱，被加热并被推进将其保持的塑料组件中，将塑料接合面熔化在嵌件或螺柱的嵌入部分上。热熔工艺相对较便宜。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被推入接收组件中。超声嵌入可相对快速地执行，但这种工艺往往比较昂贵。在更为简单的机械工艺中，将被锚固的组件具有滚花或其他配置的外表面，只须简单地嵌入接收组件即可。这种机械嵌入可快速地执行，但是嵌件外表面成型所需的机械工艺极大地提高了总成本。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，并且很难获得抵抗推入式嵌件被拔出的较大的保持力。此外，为便于简单而迅速地加工嵌件，已知使用用于所有此类方法安装的嵌件的昂贵材料，如黄铜。滚花、切削或其他此类构型都可以很容易地在黄铜上成形；但是，采用这种材料制作的部件成本较高。

通过提供在能够被容易地驱动的同时在己完成的装配件中提供显著的抗拔阻力和抗旋转阻力的嵌件能获得优势。如能采用廉价材料以简便高效制造工艺制成此嵌件可实现更多优势。

发明内容

本文公开的可嵌入式螺旋嵌件的环形杆部刻痕，其可以采用轧制工艺使用模具和不太昂贵的材料，比如钢铁，来高效且快速的制成。提供具有向外延伸的突出物的多个脊状物。所述脊状物可轴向定向或为螺旋形或螺旋状的螺纹。突出物被形成为相邻布置的主体。楔形件提供在脊状物之间的根区中。

在其中一个方面，嵌件包括具有外表面的可嵌入式主体，多个间隔开的脊状物，脊状物从外表面突出并沿外表面延伸，以及多个脊状物的相邻脊状物之间设有多个楔形件。

在另一个方面，嵌件包括具有外表面的可嵌入式紧固件主体，多个间隔开的脊状物，脊状物从外表面突出并沿外表面延伸，相邻脊状物在其之间限定脊状物间空间。每一个脊状物包括一排首尾相连的突出物，每个突出物都有较窄和较矮的部分和较宽和较高的部分。一系列楔形件布置在每个脊状物间空间中。

在另外一个方面，紧固件嵌件的外表面具有多个间隔开的脊状物，脊状物从嵌件的杆部突出并且以脊状物节距沿着嵌件的杆部延伸，从而各个脊状物杆部延伸杆部的给定长度但不完全环绕杆部。每个脊状物包括一排首尾相连的宽度和高度改变的突出物。一系列从杆部突出的楔形件提供在相邻脊状物对之间。

通过查阅下面的详细说明、权利要求书和附图，本发明的其他特征与优势对本领域的技术人员而言将变得显而易见，其中，附图中相同的标记用于表示相同的特征。

附图说明

图l为环形杆部刻痕的内螺纹嵌件的立体图；

图2为图l所示的嵌件外表面放大的局部立体图；

图3为嵌件的放大的局部剖视图；以及

图4为凸螺柱嵌件的立体图；

在详细说明本发明的实施方式之前，需要了解的是，本发明的应用并非仅限于以下说明或附图中所示部件的构造和布置的细节。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，不应该被视为限制。本文所用的“包括”、“包含”及它们的变形意在包括后文所述项和它们的同类项，以及增列项和它们的同类项。

具体实施方式

现在参照附图，具体为图l进行说明，图l示出了可嵌入式嵌件10。嵌件10为内螺纹嵌件，其有整体式的金属主体，比如钢铁，其包括头部12和杆部14，所述杆部14限定了贯穿其中的轴向开口16，所述轴向开口16包括其中的内螺纹18。

杆部14的外表面限定了多条脊状物20，每一个脊状物20是一排螺旋形的突出物22。一些但非所有的突出物22己在附图中用附图标记进行确定。脊状物可以轴向或纵向布置，或为螺旋状或螺旋形以在嵌件插入塑料主体或其他材料内时促进嵌件的旋转运动。在所示的示例性实施方式中，每个脊状物20相对于杆部14的轴向长度成角度地延伸，以给定的节距沿着杆部14上的旋转路径进行延伸，这不会使得任何脊状物20完全地环绕杆部14。相邻的脊状物20有些远地间隔开，在其之间限定了相对宽的脊状物间空间。但是，应当理解，脊状物20可以比图中所示的成更大的角度或更小的角度定向，也可以彼此之间更靠近或间隔更远。

突出物22可以形成为以首尾相接的关系相互紧邻地排成一行的大致的三角形的齿，其中每个突出物22倾斜远离嵌件的末端或引导端24。因此，每个单独的突出物22形成一个斜坡状结构以促进机械插入保持体中。突出物可以采用许多不同的形状，并且正如该示例性实施方式中所示，可能在顶端或引导端处更窄，而在尾部或尾端更宽，同时从顶端到尾部倾斜，从而顶部较矮，而尾部较高。每个突出物也可以形成陡峭的背部以触及下一个相邻突出物的尾部。突出物的侧边可以是平整的或波状外形的，并可以相对于彼此成角度以形成一个从顶部到尾部的窄的外脊。突出物陡峭的背部抵抗嵌件的拉出，并且突出物的侧边在嵌件位于最终位置且安置在保持体中以后提供抗旋转力。举例但不仅限于此例，在描述为用于在此以引用方式将全文纳入本文的美国的专利申请公开US 2009/015502l的钉子中的突出物是可以被使用的，也可以使用其它形状和配置的突出物。

在图2最清晰地示出的示例性实施方式中，每一个突出物22包括具有两面的前端部26，在其引导端处较窄而在尾端处较宽，同时也在引导端较矮而在尾端处较高。在尾端具有增大的帽状物28，其具有外露的钝的背部30。如进一步在该示例性实施方式中所示，在脊状物20内，从所述第一突出物22向内，每个前端部26紧邻朝向引导端24在其紧接前面的突出物的背面30而开始，并与其相接触。此示例性的配置仅仅是一个适宜的构造，也可以使用具有其它形状、相对大小等的突出物。

在相邻脊状物20之间的根区或脊状物间区域，嵌件的表面具有刻痕，其形成为波状形表面的相邻楔形件。楔形件40也从其顶端或引导端42向其末端或尾端44倾斜，尾端44形成通向下一个相邻的楔形件40的陡峭过渡部或肩状物46。因此，楔形件40在引导端42较低而在尾端44较高。在该示例性实施方式中，楔形件40横向地延伸相邻脊状物20之间的整个间距。一些并非所有的楔形件40，以及一些并非所有的引导端42、尾端44和肩状物46己在附图中用附图标记识别。尾端44的陡峭过渡部抵抗嵌件的拔出以及由于具有螺旋螺丝螺纹状脊状物20的嵌件的反向旋转而“拧出”。在没有改变嵌件外径的情况下，楔形件增加了拔出的阻力。

当具有突出物22的有角度的脊状物20的嵌件10被推进在塑料体中形成的孔中时，例如：脊状物20作为螺丝以移开塑料并迫使被移开的塑料挤压在嵌件的根区。嵌件10可以在插入时稍微旋转。根区中的楔形件40为塑料流入和抵靠提供平面；从而提高拉伸阻力和旋转阻力，否则易于将嵌件从其被锚固的主体中拔出。

如本文所述的嵌件特别适合于“推入”型的安装方法，但也可以用在各种其他的应用方法中，包括但不限于热熔及超声嵌入。另外，在成型工艺过程中直接置入模制组件，或者随后在包含嵌件的孔穴中填充熔料也能通过在主体周围注入熔料来适当的锚固本文所述的嵌件。当本文所述的嵌件锚固到其他非塑料材料的组件中，且当该非常接近或环绕嵌件的材料被提供为熔融或液体状态以紧密填充突出物22和楔形件40周围，或是足够的柔软以致从推进其中的脊状物20屈曲和变形时，嵌件也能效果良好。

最有利的嵌件安装工艺使嵌件所安装的主体的材料流入到突出物相邻脊部间的根区。在通过一个适当大小的孔完好填充根区后，被移动的材料重新抵靠楔形件40而成形以提供作用力抵抗来自突出物22和楔形件40的大致轴向和大致周向的面上的旋转力和拔出力。突出物的大体轴向侧面抵抗嵌件在接收组件中的旋转，并且背部30和尾端44的大体圆周部分抵抗从接收组件拔出嵌件。可以选择突出物22和楔形件40的长度、高度、周率和螺旋定向来实现期望的操纵性能和抵抗特定材料中的特定嵌件的拔出和旋转。

图4示出了螺纹嵌件110的另一实施方式，所述螺纹嵌件为例如钢铁等金属的整体件，包括头部112和可嵌入杆部114。嵌件110是一个外螺纹嵌件，具有与杆部114相反地从头部112轴向延伸的螺柱116。螺柱116包括在其上的外螺纹118，用于啮合通过嵌件110保持在适当位置的螺母或其它内螺纹组件。杆部114的外表面限定多个脊状物120，每一个脊状物由一系列的螺旋形突出物122构成。一些并非所有的突出物122己在附图中用附图标记识别。每一个突出物122包括具有两面的前端部126，在其引导端处较窄而在其尾端处较宽，同时在引导端处较矮而在尾端处较高。在尾端，具有增大的帽状物128，其具有外露的钝的背部130。如进一步在该示例性实施方式中所示，在脊状物120内，从第一突出物122向内，每个前端部126紧邻朝向顶端或引导端124在其紧接前面的突出物120的背面130而开始，并与其相接触。脊状物120沿着杆部114的长度轴向布置，而不是如之前描述的嵌件10的脊状物20那样成角度地布置。

在相邻脊状物120之间的根区，嵌件110的表面具有刻痕，其形成为波状外形的表面的相邻楔形件140，楔形件140也从其顶端或引导端142向其尾部或尾端144倾斜。尾端144形成通向下一个相邻的楔形件140的陡峭过渡部或肩状物146。因此，楔形件140在引导端142处较低而在尾端144处较高。在该示例性实施方式中，楔形件140横向延伸相邻脊状物120之间的整个长度。一些但并非所有的楔形件140，以及一些但并非所有的引导端142、尾端144和肩状物146己在附图用附图标记识别。

可以如所描述的安装嵌件10那样安装嵌件110。由于脊状物120主要是轴向布置，嵌件110将不会在推入式安装中明显地旋转。然而，当脊状物120嵌入材料中并使所述材料抵靠楔形件140时，由合适材料制成的主体上的将重新形成尺寸适当的孔。

螺旋螺纹以及在嵌入的嵌件上的根部刻痕可以同时提供旋转和拔出的阻力且在滚花构型中没有以前所用的那种复杂的底切。由此，该嵌件能提供昂贵的加工嵌件(典型的为黄铜)的抗旋转力和拉拔阻力的性能，但具有低成本的轧制刚部件的成本优势。本文所述的表面构型对于多种类型的嵌入式紧固件效果良好，该多种类型的嵌入式紧固件包括用作螺杆部和螺栓锚的凹嵌件；之前描述的螺柱的凸嵌件；以及设计为可以卡扣配合到其他组件的圆头型螺柱，或具有符合要求的其他类型的端部配置的锚定螺柱。例如，无论简单或是复杂，螺柱可以带有挂钩、钉尖、电触点或其他配置。其他嵌入式凸部件、凹部件和中性锚定设备也可以采用如本文所述的环形杆部刻痕的螺旋构型。另外，本文所公开的嵌件表面可以被用于除直杆部以外的阶梯式杆部，且可以被提供在嵌件的嵌入长度的全部或部分中。

嵌件10和110以及其他与本发明的启示相一致的配件可以由廉价金属，例如钢，有效地制造，在轧制过程中采用模具进行改变以形成所需的表面特征，包括突出物的脊状物和在脊状物之间的根刻痕。因此，可以有效地、低成本地制作嵌件。当然，对于需要特定金属特性的安装可以采用更昂贵的材料。如果需要的话，也可以采用其他材料和除了轧制工艺以外的制造工艺。

前述实施方式的变化或更改均属于本发明的保护范围。需要了解的是，本文公开和限定的发明扩及对文字和/或图纸中提及或显而易见的两个或两个以上的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，并使得本领域的其他技术人员能够使用本发明。权利要求书应解释为所包括的可选实施方式延伸到现有技术所允许的范围。

以下权利要求书阐明了本发明的各项特性。

Claims (20)

1.嵌件，包括：

具有外表面的可嵌入式主体；

多个间隔开的脊状物，脊状物从所述外表面突出并沿外表面延伸；及

所述多个脊状物的相邻脊状物之间设有多个楔形件；

其中每一个所述脊状物包括一连串首尾相连的突出物，每一个突出物的尾端具有增大的帽状物，其具有外露的钝的背部。

2.根据权利要求1所述的嵌件，其特征在于每一个所述脊状物包括一连串首尾相连的三角形突出物。

3.根据权利要求1或2所述的嵌件，其特征在于每个所述突出物的一端比相反端窄，并且形成从所述一端到所述相反端的斜坡。

4.根据权利要求3所述的嵌件，其特征在于所述楔形件具有较低端和较高端，以及从一个楔形件的较高端到相邻的一个楔形件的较低端的钝的过渡部。

5.根据权利要求1所述的嵌件，其特征在于所述楔形件有较低端和较高端，以及从一个楔形件的较高端到相邻的一个楔形件的较低端的钝的过渡部。

6.根据权利要求1所述的嵌件，其特征在于包括在所述嵌件中的轴向开口。

7.根据权利要求1所述的嵌件，其特征在于包括头部和杆部，所述外表面是所述杆部的外表面，所述脊状物延伸所述杆部的长度。

8.根据权利要求7所述的嵌件，其特征在于所述脊状物轴向布置在所述杆部上。

9.根据权利要求7所述的嵌件，其特征在于所述脊状物成角度地布置在所述杆部上并且在所述杆部上延伸一定的长度但不完全环绕所述杆部。

10.根据权利要求7所述的嵌件，其特征在于包括与所述杆部相反的螺柱。

11.紧固件嵌件，包括：

具有外表面的可嵌入式紧固件主体；

多个间隔开的脊状物，脊状物从所述外表面突出并沿所述外表面延伸，所述多个间隔开的脊状物的相邻的脊状物在其之间限定脊状物间空间；

每个所述脊状物包括一排首尾相连的突出物，每个所述的突出物都有较窄和较矮的部分以及较宽和较高的部分；及

布置在每个所述脊状物间空间中的一系列楔形件；

其中每一个突出物的尾端具有增大的帽状物，其具有外露的钝的背部。

12.根据权利要求11所述的紧固件嵌件，其特征在于所述脊状物在所述外表面上轴向延伸。

13.根据权利要求11所述紧固件嵌件，其特征在于所述脊状物在所述外表面上成角度地布置且在所述外表面延伸一定的长度但不完全环绕所述外表面。

14.根据权利要求11所述紧固件嵌件，其特征在于包括在所述紧固件主体中的轴向开口。

15.根据权利要求11所述紧固件嵌件，其特征在于包括从所述主体延伸的螺柱。

16.根据权利要求11所述紧固件嵌件，其特征在于所述紧固件主体具有头部和杆部，所述外表面是所述杆部的外表面，且每一个所述脊状物在所述杆部上延伸一定长度但不完全环绕所述杆部。

17.紧固件嵌件，所述紧固件嵌件具有外表面且是一个整体件，其具有头部和从头部延伸出的圆柱形杆部，所述杆部具有与头部相反的末端，所述外表面包括：

多个间隔开的脊状物，脊状物从杆部突出并且以脊状物节距沿着杆部延伸，从而各个脊状物延伸杆部的给定长度但不完全环绕杆部；

每个所述脊状物包括一排首尾相连的宽度和高度改变的突出物；及

一系列在相邻脊状物对之间从所述杆部突出的楔形件；

其中每一个突出物的尾端具有增大的帽状物，其具有外露的钝的背部。

18.根据权利要求17所述的紧固件嵌件，其特征在于每个所述脊状物在所述杆部上轴向布置。

19.根据权利要求17所述的紧固件嵌件，其特征在于每个所述脊状物在杆部上成角度地布置且延伸杆部的长度但不完全环绕杆部。

20.根据权利要求17所述的紧固件嵌件，其特征在于所述楔形件从一个脊状物向另一个脊状物延伸。