CN103423270B - 自冲铆钉 - Google Patents

Abstract

本文涉及一种自冲铆钉。该自冲铆钉整体地结合相互重叠的上板构件和下板构件。自冲铆钉包括头部部分、与头部部分整体地连接的钉身部分以及沿着钉身部分的长度方向以螺旋的形式形成到钉身部分的外圆周表面的多个肋状物。

Description

自冲铆钉

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年5月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0056303号、2012年5月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0057500号以及2012年5月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0057501号的优先权及权益，以上韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

发明背景

(a)发明领域

本发明涉及自冲铆钉(self-piercingrivet)。更具体地，本发明涉及可以结合两个或更多个对象的自冲铆钉。

(b)相关技术的描述

汽车工业注重环境问题，且将铝合金和塑料材料应用到交通工具主体上，以便减少交通工具主体的重量并改进作为解决环境问题的解决方案之一的耗油量。

为了这些目的，已经研究和开发了代替常规的点焊的用于组装交通工具主体的结合方法。

最近，使用自冲铆钉系统的自冲铆钉已经被越来越多地使用。

根据常规的铆接技术，结合对象比如钢板材通过在钻铆接孔且铆钉被插入到铆接孔中后形成头部部分来结合。然而，根据自冲铆钉技术，铆钉借助液压压力或气动压力而压配合到结合对象中，而没有形成铆接孔。同时，铆钉使结合对象塑性地变形且结合该结合对象。

根据自冲铆钉技术，自冲铆钉被用于结合金属板材，且自冲铆钉包括头部和部分地中空的圆柱形钉身(cylindricalshank)。

例如，通过安装工具的冲头(punch)，自冲铆钉的钉身刺穿上板材。同时，钉身被模子(die)支撑且向外变形。此外，在头部由上板材支撑的情况下，由于钉身被压配合到下板材中，因此结合上板材和下板材。

通常，向C类型框架的上部分提供冲头且向C类型框架的下部分提供砧座(anvil)。

在常规技术中，两个结合对象被布置在冲头和砧座之间，且然后铆钉被冲头压配合，刺穿上结合对象，在下结合对象处密封，且通过砧座的形成腔向外变形，且因此整体地连接该结合对象。

使用自冲铆钉的结合技术可以被应用于组装不易通过点焊来应用的交通工具主体的铝面板。

另外，自冲铆钉系统可以提供优异的刚性和抗疲劳阻力特性，且可以不在靠近铆钉的板材上形成扭曲，使得自冲铆钉系统可以是从美学的视角可接受的。

然而，在常规技术中，自冲铆钉(下文称为“铆钉”)的钉身刺穿上结合对象，在下结合对象处密封，且被砧座向外变形，并因此铆钉不可以容易地与结合对象分离。

就是说，在常规技术中，如果需要使结合对象相互分离，则铆钉需要被拆卸或铆接部分需要被撕开，且因此结合对象被损坏和变形。所以，结合对象可以被替换，但不能循环再利用。

另外，在常规技术中，由于冲头和砧座被用于压配合铆钉以结合该结合对象，因此铆钉可应用的自由度可能由于与其它设备的干涉而劣化。

由于常规的自冲铆钉的钉身作为环形刺穿边缘而形成，因此当钉身刺穿上板材且被压配合到下板材时，上板材的刺穿部分完全地被环形边缘切断。

由于被钉身切断的上板材的刺穿部分不能形成上板材和下板材的机械式联锁且作为滞留金属保留，因此上板材和下板材的结合强度可能被劣化。

此外，由于滞留金属不能以足够的强度来结合上板材和下板材，因此上板材关于下板材相对地旋转。

相应地，根据常规技术应用了用于防止上板材旋转的各种技术。例如，使用多个铆钉以防止上板材的旋转。

如果使用多个铆钉，则由于工艺和部件的增加，工艺可能被复杂化，生产率可能被劣化，且制造成本可能增加。

根据常规技术，由于铆钉的钉身形成为环形刺穿边缘，所以钉身用环形形状刺穿上板材，且由此增加了结合负荷。

在本背景章节中公开的以上信息仅仅用于增强对本发明的背景的理解，且因此其可以包含不形成本领域普通技术人员在本国中已经知晓的现有技术的信息。

发明概述

本发明努力提供一种通过改进钉身的形状而具有铆钉的容易分离的益处的自冲铆钉。

本发明努力提供一种具有以下的另外益处的自冲铆钉：可以减少结合负荷和冲压能力，但可以增加剪切强度；以及通过允许使用冲头的单侧铆接而减少与其它设备的干涉以改进铆接的自由度。

本发明努力提供一种具有以下益处的自冲铆钉：通过改进钉身的形状，刺穿部分增强结合对象的结合强度，以便不会完全地切断刺穿部分。

本发明努力提供一种具有以下益处的自冲铆钉：即使只使用一个铆钉，也使用未被完全地切断的刺穿部分来防止结合对象的相对旋转。

根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉整体地结合相互重叠的上板构件和下板构件。

在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉包括头部部分、与头部部分整体地连接的钉身部分以及沿着钉身部分的长度方向以螺旋的形式形成到钉身部分的外圆周表面的多个肋状物。

在一个或多个示例性实施方式中，肋状物与头部部分整体地连接且以其间相等的间距布置在钉身部分的外圆周表面。

在一个或多个示例性实施方式中，钉身部分是实心的圆柱体。

在一个或多个示例性实施方式中，钉身部分具有连接到头部部分的连接端和作为连接端的相对端的自由端，且肋状物从连接端到自由端以螺旋形式形成。

在一个或多个示例性实施方式中，钉身部分的自由端是平坦的。

在一个或多个示例性实施方式中，钉身部分的自由端形成为锥体。

在一个或多个示例性实施方式中，肋状物具有带有宽度(B)的肋状物表面和在肋状物表面和钉身部分的外圆周表面之间的带有厚度(T)的侧表面。

在一个或多个示例性实施方式中，厚度(T)大于宽度(B)。

在一个或多个示例性实施方式中，厚度(T)与钉身部分的外直径(D)满足如T＝{(1/2.66)-1/2}D的关系。

在一个或多个示例性实施方式中，肋状物在顺时针方向上沿着钉身部分的长度方向以螺旋的形式旋转。

在一个或多个示例性实施方式中，肋状物在逆时针方向上沿着钉身部分的长度方向以螺旋的形式旋转。

在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉使相互重叠且整体地结合的上板构件和下板构件的铆接目标部分塑性地变形；且肋状物旋转并刺穿上板构件，且在下板构件内塑性地变形。

在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉在刺穿期间沿着螺旋方向依照肋状物旋转，且整体地结合上板构件和下板构件。

在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉能够通过施加到肋状物的相反螺旋方向上的扭矩而与上板构件和下板构件的铆接目标部分分离。

在一个或多个示例性实施方式中，肋状物的螺旋线与钉身部分的轴线形成在10-45°之间的角度。

在一个或多个示例性实施方式中，待结合的上板构件和下板构件由相同的材料制成。

在一个或多个示例性实施方式中，待结合的上板构件和下板构件由不同的材料制成。

在一个或多个示例性实施方式中，驱动槽形成到头部部分的上部分。

在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉能够通过沿着肋状物的相反螺旋方向施加到驱动槽上的扭矩而与铆接目标部分分离。

在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉还包括从头部部分的下部分突出的至少一个制动突出物(stopperprotrusion)。

在一个或多个示例性实施方式中，肋状物与头部部分整体地连接且以其间相等的间距布置在钉身部分的外圆周表面处。

在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉在刺穿期间沿着螺旋方向依照肋状物旋转，自冲铆钉使相互重叠且整体地结合的上板构件和下板构件的铆接目标部分塑性地变形，肋状物旋转并刺穿上板构件且在下板构件内塑性地变形，且制动突出物被压配合到上板构件的铆接目标部分。

在一个或多个示例性实施方式中，由于肋状物被形成为具有以螺旋形式的钉身部分，因此铆钉可以在压配合期间旋转以结合该结合对象，且自冲铆钉能够通过施加到肋状物的相反螺旋方向的扭矩与结合对象的铆接目标部分分离。

因此，在一个或多个示例性实施方式中，如果需要使结合对象相互分离，则铆钉可以被容易地分离而不被拆卸或撕开铆接部分，因此结合对象可以被循环利用。

在一个或多个示例性实施方式中，由于螺旋式肋状物形成到钉身部分，因此可以增加铆钉的全部表面积，可以增强关于上板构件和下板构件的剪切强度，可以减少关于结合对象的结合负荷和冲压能力，且因此可以增强自冲铆钉系统的操作稳定性。

在一个或多个示例性实施方式中，由于设有接纳部分的模子可以被用于仅支撑结合对象，不需要常规技术的分离砧座，因此可以最小化干涉且可以改进铆接的自由度。

在一个或多个示例性实施方式中，设置有形成到铆接目标部分的孔的上板构件和下板构件可以通过铆接来结合，且因此，模子不需要设有接纳部分，比如孔或凹槽，且下板构件的下表面可以是平坦的。

因此，在一个或多个示例性实施方式中，下板构件的平坦下表面可以满足优选没有突出物的结合对象的交通工具制造工业的需要。

在一个或多个示例性实施方式中，即使仅使用一个铆钉，由于刺穿部分未被完全地切断，也可以防止结合对象的相对旋转且可以增强结合对象的结合强度。

在一个或多个示例性实施方式中，由于一个或非常少的铆钉可以结合该结合对象，因此通过减少铆接工艺和元件数目可以提高生产率且可以降低制造成本。

附图简述

附图阐述了本发明的示例性实施方式且不被解释为限制本发明的任何方面。

图1是显示根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的简图。

图2是根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的透视图。

图3是根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的仰视图。

图4是根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的正视图。

图5是显示根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的操作的简图。

图6和图7是显示根据本发明的另一个示例性实施方式的自冲铆钉的简图。

图8和图9是显示根据本发明的另一个示例性实施方式的自冲铆钉的简图。

图10是根据本发明的另一个示例性实施方式的自冲铆钉的正视图。

图11是根据本发明的另一个示例性实施方式的自冲铆钉的正视图。

图12是根据本发明的一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉的透视图。

图13是根据本发明的一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉的平面图。

图14是显示根据本发明的一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉的操作的简图。

图15是根据本发明的另一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉的透视图。

<符号描述>

1...上板构件

2...下板构件

4...冲头单元

6...模子

8...接纳部分

10...头部部分

11...驱动器槽

30...钉身部分

31...突出表面

50...肋状物

51...螺旋

53...肋状物表面

55...肋状物侧表面

70...制动突出物

实施方式的详细描述

以下，将参考附图在下文中更充分地描述本发明，在附图中显示了本发明的示例性实施方式。如本领域的技术人员将认识到的，所描述的实施方式可以以各种不同的方式来修改，全部都不偏离本发明的精神或范围。

将省略对于解释本发明不是必需的部件的描述，且在本说明书中，相同的构成元件由相同的参考数字来表示。

此外，为了更好地理解和易于描述，附图中示出的部件的尺寸和厚度可以不同于部件的真实尺寸和真实厚度。因此，本发明不限于附图中示出的那些。

在详细描述中，序数被用来区别具有相同术语的构成元件，且不具有特定含义。

在说明书中，除非明确描述成相反情况，否则词语“包括(comprise)”及变化形式比如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”将被理解成暗示包含阐明的元件，但不排除任何其他元件。

在说明书中，术语比如“部分”和“装置”是指具有至少一种功能或运动的综合性元件的单元。

图1是显示根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的简图。

在说明书中，结合对象可以被定义成用于与铆钉结合的基础材料，且结合物品可以被定义成结合物品通过铆钉所结合的加工物品。

参考图1，根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉100(在下文中称为“铆钉”)结合至少两个金属板材。

本说明书中例证了使用两个金属板材，且该两个金属板材分别被称为上板构件1和下板构件2。

在本说明书中，上表面或顶部表面在附图中将被定义成向上表面，且下表面或底部表面在附图中将被定义成向下表面。

第一板材1和第二板材2中的布置于附图的上位置的一个板材将被标示成上板构件1，且另一个板材将被标示成下板构件2，以便更好地理解。尽管上板构件1和下板构件2之间可以布置其它的板构件，但是为了更好地理解，自冲铆钉100将被描述为用于结合上板构件1和下板构件2。

上文所描述的术语是为了更好地理解而被定义，且因此，术语可以不限制本发明的精神或范围且其它定义可以在本说明书中视情况而定地使用，以便更好地理解。

自冲铆钉100可以结合被重叠地穿过自冲铆钉系统的结合对象，比如上板构件1和下板构件2。

就是说，使用预定的压力，自冲铆钉系统将铆钉100压配合到相互重叠的上板构件1和下板构件2中，且适合于通过上板构件1、下板构件2和铆钉100的塑性变形而结合上板构件1和下板构件2。

在本发明的示例性实施方式中，上板构件1和下板构件2由塑料材料、橡胶材料、铝板材或钢板材(包括高强度钢板材)制成。

上板构件1和下板构件2可以由相同材料或不同材料制成。

其中可以应用根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉100的自冲铆钉系统可以提供到机器人，且可以包括用于冲压铆钉100的冲头单元4和用于支撑相互重叠的上板构件1和下板构件2的模子6。

供给铆钉100的冲头单元4包括通过液压压力或气动压力驱动的冲缸(punchcylinder)和通过冲缸操作的冲头。

冲头单元4可以使用用于快速且连续地撞击铆钉100的打击设备。

自冲铆钉系统的冲头单元4被应用于SPR(自冲铆钉)系统是众所周知的，且因此本说明书将省略对冲头单元4的详细描述。

在本发明的示例性实施方式中，在铆钉驱动操作期间支撑且吸收冲击力的模子6可以被安装到常用的C形式框架，比如砧模(anvildie)，或模子6可以是用于支撑重叠的上板构件1和下板构件2的分开的板类型结构。

在模子6中，接纳部分8形成为孔或凸圆(dome)，以用于接纳上板构件1和下板构件2的预定铆接目标部分的塑性变形部分。在本发明的示例性实施方式中，模子6的接纳部分8是如附图所示的孔，以便更好地理解。

接纳部分8接纳上板构件1和下板构件2的预定铆接目标部分的塑性变形部分。

在本发明的示例性实施方式中，上板构件1和下板构件2的铆接目标部分可以是平坦的而没有孔。

可应用到自冲铆钉系统的根据本发明的示例性实施方式的铆钉100通过冲压冲头单元4而刺穿上板构件1，被压配合到下板构件2中，且使上板构件1和下板构件1穿过模子6的接纳孔8塑性地变形，以便整体地结合上板构件1和下板构件2。

在下文中，将参考图1和附图详细地描述根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉100。

图2是根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的透视图，图3是根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的仰视图，且图4是根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的正视图。

参考图1到图4，根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉100基本上包括头部部分10、钉身部分30及肋状物50，且每一个部件将被详细地描述。

头部部分10接纳冲头单元4的负荷且具有带预定厚度的圆盘形状。

当铆钉100使相互重叠的上板构件1和下板构件2塑性地变形时，头部部分10可以支撑上板构件1的铆接目标部分。

在本发明的示例性实施方式中，钉身部分30使相互重叠的上板构件1和下板构件2的铆接目标部分塑性地变形，且与头部部分10的下部分整体地结合。

钉身部分30可以是实心的圆柱体且因此不会在冲头单元4的冲压期间发生屈曲。

在下文中，钉身部分30连接到头部部分10的连接部分将被表示为连接端，且钉身部分30的相对部分将被表示为自由端。

钉身部分30的长度可以根据上板构件1和下板构件2的厚度等来改变，且因此，在本发明的示例性实施方式中，钉身部分30的长度可以不被限制到特定范围。

在本发明的示例性实施方式中，锥形突出表面31可以被形成到钉身部分30的自由端。

突出表面31可以以与自由端的边缘成一预定角度(约152°)来形成。

形成到自由端的锥形突出表面31可以增加钉身部分30关于上板构件1和下板构件2的铆接目标部分的接触面积，以便容易地使铆接目标部分塑性地变形。

在本发明的示例性实施方式中，肋状物50适合于通过冲头单元4的压紧而用钉身部分30使上板构件1和下板构件2的铆接目标部分塑性地变形，刺穿上板构件1和下板构件2，且被塑性地变形。

而且，肋状物50适合于在上板构件1和下板构件2的铆接目标部分的塑性变形期间使铆钉100旋转，刺穿上板构件1，且通过将冲头单元4的压力变成扭矩而刺穿上板构件1和下板构件2。

就是说，在穿透上板构件1和刺穿下板构件2期间，肋状物50引起铆钉100旋转，且被塑性地变形并被密封在下板构件2内，以便结合上板构件1和下板构件2。

根据本发明的示例性实施方式的肋状物50从钉身部分30的外圆周表面整体地突出且沿着钉身部分30的长度方向以螺旋的形式布置。

存在多个肋状物50，且其以相等的间距布置在钉身部分30的外圆周表面。

具体地，根据本发明的示例性实施方式的肋状物50与头部部分10整体地连接，从钉身部分30的连接端到自由端以螺旋的形式形成，且沿着钉身部分30的圆弧以相等的间距布置。

肋状物50从钉身部分30的连接端到自由端形成，以形成螺旋51(在附图中，以一点链线表示)。例如，肋状物50沿着钉身部分30的长度方向以顺时针方向旋转，以形成螺旋51。

在本发明的示例性实施方式中，螺旋51的导程角α可以为10-45°。即，肋状物50的螺旋线和钉身部分30的轴线X形成10-45°的角度。

在这种情况下，导程角α是指沿着钉身部分30的连接端和自由端的螺旋51与钉身部分30的轴线X之间的角度，且其还被称为螺旋角。

例如，在本发明的示例性实施方式中，肋状物50形成关于钉身部分30的轴线X的45°导程角和沿着钉身部分30的连接端和自由端的四个螺旋51。

肋状物50的导程角和螺旋的数目被设定在这样的范围内，使得肋状物50可以使上板构件1和下板构件2的铆接目标部分塑性地变形，穿透上板构件1，刺穿上板构件1和下板构件2，且被塑性地变形。在本发明的一个或多个示例性实施方式中，肋状物50的导程角和螺旋的数目可以通过各种模拟测试来设定。

如果肋状物50的导程角小于10°，则肋状物50的长度是不足的，使得穿透上板构件1且被密封在下板构件2内的肋状物50的相对量是不足的。因此，肋状物50关于上板构件1和下板构件2的结合力(连接力)可能是不足的。

另外，如果肋状物50的导程角小于10°，则形成到钉身部分30的外圆周方向的肋状物50的数目可能增加，且因此上板构件1和下板构件2的将被定位在肋状物50之间的密封部分可能减少，因此，肋状物50关于上板构件1和下板构件2的结合力(连接力)可能减少。

相反，如果肋状物50的导程角超过45°，例如为60°，则制造肋状物50可能是困难的。另外，在肋状物50和钉身部分30使上板构件1和下板构件2的铆接目标部分塑性地变形的情况下，肋状物50的端部可能塑性地变形而不刺穿上板构件1，且结合对象可能不被充分地结合。

因此，在一个或多个示例性实施方式中，肋状物50的导程角被设定在这样的范围内，使得肋状物50可以使上板构件1和下板构件2的铆接目标部分塑性地变形，穿透上板构件1，刺穿上板构件1和下板构件2，且被塑性地变形。在本发明的一个或多个示例性实施方式中，导程角可以被设定成小于45°。

肋状物50的导程角和螺旋的数目可以通过各种模拟测试来设定。

肋状物50的螺旋长度可以根据钉身部分30的长度、上板构件1和下板构件2的厚度、导程角等来改变，且因此，在本发明的示例性实施方式中，肋状物50的螺旋长度可以不被限制到特定范围。

每一个肋状物50具有带有宽度B的肋状物表面53和在钉身部分30的外圆周表面和肋状物表面53之间的带有厚度T的肋状物侧表面55。

在一个或多个示例性实施方式中，肋状物50的厚度T大于肋状物50的宽度B。

厚度T与钉身部分30的外直径D满足如下关系：

T＝{(1/2.66)-1/2}D。

例如，如果钉身部分30的外直径D是4mm，则肋状物侧表面55的厚度T可以被确定为1.5-2mm，且肋状物表面53的宽度B可以被确定为小于厚度T，例如为1mm。

确定肋状物侧表面55的厚度T、肋状物表面53的宽度B及钉身部分30的外直径D的关系，以防止肋状物50在刺穿上板构件1的铆接目标部分之前由于冲头单元4的冲压而过早地变形，使得肋状物50可能不刺穿上板构件1。

而且，肋状物侧表面55的厚度T、肋状物表面53的宽度B及钉身部分30的外直径D的关系可以引起肋状物50以在下板构件2内的充足的密封面积(表面)而密封。

如果肋状物侧表面55的厚度T小于根据该关系的厚度，则待被密封在下板构件2内的肋状物30的面积可能是不足的且在肋状物30的端部可能不充分地发生变形，使得结合对象可能被不充分地结合。

如果肋状物侧表面55的厚度T大于根据关系的厚度，则在刺穿上板构件1的铆接目标部分之前，肋状物30的端部可能因为冲头单元4的冲压而过早地变形，使得肋状物50可能不刺穿上板构件1。

肋状物表面53的宽度B和肋状物侧表面55的厚度T之间的预定条件或关系可以通过各种模拟测试来设定。

肋状物表面53可以相应于钉身部分30的外圆周表面和钉身部分30的可能尖锐地形成的自由端而形成。

用这个结构，肋状物50的硬度可以被增强，使得肋状物50的端部未在刺穿上板构件1的铆接目标部分之前不被塑性地变形。

在下文中，将参考附图来详细地描述自冲铆钉100的操作。

图5是显示根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的操作的简图。

参考图5和以上所述附图，相互重叠的上板构件1和下板构件2被设定在板类型的模子6上。

在一个或多个示例性实施方式中，模子6可以不是设置到常用的C类型框架的砧座。模子6可以是用于支撑重叠的上板构件1和下板构件2的分开的板类型结构。

上板构件1和下板构件2的铆接目标部分可以不具有孔且可以被布置在模子6的接纳部分8中。

在那种情况下，自冲铆钉系统的冲头单元4朝着上板构件1和下板构件2的铆接目标部分运动且铆钉100被供给到冲头单元4。

然后，通过液压压力或气动压力驱动的冲头单元4的汽缸被操作，用于使冲头冲压铆钉100的头部部分10。

然后，肋状物50和钉身部分30一起使上板构件1和下板构件2的预定铆接目标部分塑性地变形。

在一个或多个示例性实施方式中，形成到钉身部分30的自由端的锥形突出表面31可以允许钉身部分30关于上板构件1和下板构件2的铆接目标部分的接触面积的增加，以使铆接目标部分容易地塑性变形。

在一个或多个示例性实施方式中，由于肋状物50的厚度T大于肋状物50的宽度B且厚度T与钉身部分30的外直径D满足如T＝{(1/2.66)-1/2}D的关系，因此可以防止肋状物50在刺穿上板构件1的铆接目标部分之前过早地变形。

当上板构件1和下板构件2的铆接目标部分被塑性地变形时，铆接目标部分的变形部分可以从下板构件2的下表面突出且被接纳在模子6的接纳部分8中。

此时，肋状物50的端部通过冲头单元4的冲压而刺穿上板构件1且在下板构件2内被塑性地变形。

在一个或多个示例性实施方式中，从连接端到自由端形成螺旋51的肋状物50引起铆钉100从刺穿上板构件1的瞬间开始旋转，刺穿下板构件2，且通过塑性变形和密封在下板构件2之间，使得由于扭矩而结合上板构件1和下板构件2。

就是说，肋状物50可以将从冲头单元4接收的冲压力变成扭矩。

在一个或多个示例性实施方式中，肋状物50利用钉身部分30使上板构件1和下板构件2的铆接目标部分塑性地变形；肋状物50的端部旋转且穿透上板构件1，刺穿上板构件1和下板构件2，且被塑性地变形，以便整体地结合上板构件1和下板构件2。

肋状物50的端部被密封在被塑性地变形的下板构件2内，以便形成上板构件1和下板构件2的机械式联锁。

在一个或多个示例性实施方式中，由于旋转铆钉100穿透上板构件1且刺穿下板构件2，因此上板构件1的相应于肋状物50之间的空间的变形部分可以相互连接。

就是说，虽然肋状物50的端部穿透上板构件1，但是上板构件1的铆接目标部分没有被完全地分离，因此上板构件1的除了穿透部分以外的铆接目标部分可以相互连接。就是说，可以不形成滞留金属。

由于可以不留下被完全地切断的滞留金属，因此上板构件1的铆接目标部分的变形部分被用于增强上板构件1和下板构件2的结合强度。

上板构件1的变形部分用于产生上板构件1和下板构件2的机械式联锁，且以预定强度附接上板构件1和下板构件2。

因此，即使只使用了一个铆钉，也防止了上板构件1和下板构件2的旋转且进一步提高了上板构件1和下板构件2的结合强度。

此外，由于结合对象通过使用一个铆钉来结合，因此通过减少结合工艺和部件的数目，可以提高生产率且可以降低生产成本。

由于肋状物50形成到钉身部分30，所以可以增加整个铆钉100的接触面积，因此可以增强铆钉100关于上板构件1和下板构件2的剪切强度，可以减少结合负荷和冲压能力，且因此可以增强自冲铆钉系统的操作稳定性。

在一个或多个实施方式中，由于设有接纳部分8的板类型模子6可以被用于恰好支撑上板构件1和下板构件2，因此不一定需要在常规技术中用于将将铆钉向外变形的砧座。因此，可以最小化与其它设备的干涉，且可以改进铆接过程的设计自由。

同时，因为铆钉100由于肋状物50而沿着螺旋方向旋转以便整体地结合上板构件1和下板构件2，所以如果应用肋状物50关于结合对象的结合力的反方向扭矩，则铆钉100可以与结合对象分离。

因此，在一个或多个示例性实施方式中，如果需要使结合对象相互分离，则铆钉可以被容易地分离，而不拆卸或撕裂铆接部分，因此结合对象可以被循环利用。

图6和图7是显示根据本发明的另一个示例性实施方式的自冲铆钉的简图。

参考图6和图7，在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉100可应用到其孔形成到相互重叠的上板构件1和下板构件2的至少一个铆接目标部分的结合对象。

在该简图中，尽管孔81形成到上板构件1的铆接目标部分，但是其不限于此。相反，孔81可以形成到下板构件2。

然而，将把孔81形成到上板构件作为示例性实施方式来描述。

上板构件1和下板构件2的铆接目标部分被布置在模子6的接纳部分上。

在一个或多个示例性实施方式中，铆钉100的钉身部分30和肋状物50使上板构件1和下板构件2的铆接目标部分变形，且肋状物50的端部在旋转期间刺穿孔81的边缘。

然后，肋状物50的端部刺穿下板构件2的铆接目标部分，并被塑性地变形且密封在下板构件2内。

在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉100可应用到其孔形成到相互重叠的上板构件1和下板构件2的至少一个铆接目标部分的结合对象，使得可以扩展自冲铆钉100的可应用对象。

在一个或多个示例性实施方式中，上板构件1和下板构件2的变形铆接目标部分可以从下板构件2的下表面突出且被接纳在模子6的接纳部分8内。

根据本发明的当前示例性实施方式的自冲铆钉100的操作和作用与前述操作和作用相同，且因此将省略重复的描述。

图8和图9是显示根据本发明的另一个示例性实施方式的自冲铆钉的简图。

参考图8和图9，在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉100可应用到其孔形成到相互重叠的上板构件1和下板构件2的铆接目标部分的结合对象。

在这种情况下，用于支撑上板构件1和下板构件2的铆接目标部分的模子6是板类型的，而没有诸如孔或凹槽的接纳部分。

在一个或多个示例性实施方式中，铆钉100的肋状物50撕裂了上板构件1和下板构件2的铆接目标部分的边缘。且肋状物50的端部刺穿下板构件2的孔的边缘，且被塑性地变形并密封在下板构件2内。

在一个或多个示例性实施方式中，自冲铆钉100可应用到其孔形成到相互重叠的上板构件和下板构件1和2的每一个铆接目标部分的结合对象，使得可以扩展自冲铆钉100的可应用对象。

同时，由于自冲铆钉100可应用到其孔形成到相互重叠的上板构件1和下板构件2的每一个铆接目标部分的结合对象，因此模子6可以是平坦类型的，而没有接纳孔。而且，插入到孔91中的肋状物50可以对下板构件2的下表面形成平坦表面。

就是说，肋状物100可以对结合对象的下部分形成平坦表面，参考图9中示出的“A”。因此，肋状物100可以满足优选没有突出物的结合对象的交通工具制造工业的需要。

在本发明的示例性实施方式中，在附图中，孔没有形成到模子6，但其不限于此。相反，孔可以形成到模子6，用于接纳结合对象的突出部分。

根据本发明的当前示例性实施方式的自冲铆钉100的操作和作用与前述操作和作用相同，且因此将省略重复的描述。

图10是根据本发明的另一个示例性实施方式的自冲铆钉的正视图。

参考图10，在本发明的另一个示例性实施方式中，自冲铆钉200设有沿着钉身部分130的长度方向形成的肋状物150和在逆时针方向上的螺旋151。

在本发明的示例性实施方式中，肋状物150沿着逆时针方向形成从钉身部分130的连接端到自由端的螺旋151。

如果一个铆钉200被用于连接该结合对象且施加顺时针方向或逆时针方向的一些负荷，则铆钉100可以关于结合对象分离。并且因此，考虑到可以施加到铆钉100的负荷，螺旋可以沿着顺时针方向或逆时针方向形成，以用于防止铆钉100的分离。

根据本发明的当前示例性实施方式的自冲铆钉200的操作和作用与前述操作和作用相同，且因此将省略重复的描述。

图11是根据本发明的另一个示例性实施方式的自冲铆钉的正视图。

参考图11，在另一个示例性实施方式中，自冲铆钉300的钉身部分230可以在自由端处具有平坦表面。

在当前的示例性实施方式中，由于钉身部分230的自由端是平坦的，因此可以延长肋状物250的相对长度。

就是说，由于肋状物250从钉身部分230的连接端到自由端形成，因此肋状物250可以比形成到在自由端处具有突出表面的钉身的肋状物长。

使用延长的肋状物250，可以增加肋状物250关于结合对象的摩擦面积，使得可以改进结合对象的结合性能。

根据本发明的当前示例性实施方式的自冲铆钉300的操作和作用与前述操作和作用相同，且因此将省略重复的描述。

图12是根据本发明的一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉的透视图，且图13是根据本发明的一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉的平面图。

参考图1、图2、图3、图12及图13，在一个或多个示例性实施方式中，驱动器槽11形成到头部10的上部分。

驱动器槽11适合于在肋状物50铆接上板构件1和下板构件2的情况下通过沿着肋状物50的相反螺旋方向将扭矩施加到驱动槽11上来分离自冲铆钉10。

扭矩可以通过电驱动器或手动驱动器来应用。

在本发明的示例性实施方式中，驱动器槽11以十字形(例如，可以使用Phillips螺丝刀)形成到头部部分10的上部分，然而，其不限于此。驱动器槽11可以为瓣形(flapshape)(在这种情况下，可以使用平坦类型(平头)的螺丝刀)。

当铆钉100通过锻造形成时，驱动器槽11可以形成到头部。

在本发明的示例性实施方式中，如果十字形的处理部分形成到锻造冲头，则该处理部分可以用于将铆接材料冲压在模子上，且因此驱动器槽11可以形成到头部部分10。

在下文中，将参考附图来详细地描述根据本发明的一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉100的操作。

图14是显示根据本发明的一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉的操作的附图。

如图14所示，由于驱动器槽11形成到铆钉100的头部，因此由电驱动器或手动驱动器沿着肋状物50的相反螺旋方向施加到驱动槽11的扭矩可以使铆钉100与结合对象容易地分离。

因此，在一个或多个示例性实施方式中，如果需要使结合对象相互分离，则铆钉可以被容易地分离，而不拆卸或撕裂铆接部分，以使结合对象可以被循环利用。

同时，在从结合对象中更换铆钉100后，可以用已经使用的铆钉或其它铆钉100来重新组装结合对象。

在这种情况下，该其它铆钉100的尺寸可以大于已经使用的铆钉100的尺寸，因为上板构件1和下板构件2的铆接目标位置可能是有凹痕的。

除了驱动器槽11外，根据本发明的一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉的方案和作用与根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的方案和作用是一样的。且因此将省略重复的描述。

图15是根据本发明的另一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉的透视图。

根据本发明的另一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉100还可以包括制动突出物。

在本发明的示例性实施方式中，制动突出物70适合于在铆钉关于上板构件1和下板构件2连接的情况下防止铆钉100沿肋状物50的螺旋方向的相反方向旋转。

就是说，制动突出物70可以防止肋状物50由于施加到螺旋方向的相反方向的外力比如震动等，而沿肋状物50的螺旋方向的相反方向旋转，使得螺钉100不可以容易地与结合对象自动地分离。

制动突出物70从头部部分10的下部分突出，且制动突出物70可以是多个且以彼此相等的间距布置。

制动突出物70可以与钉身部分30分离且整体地形成到头部部分10的下边缘，或可以与钉身部分30连接。

在本发明的示例性实施方式中，制动突出物70可以被布置在肋状物50之间。

在本发明的示例性实施方式中，制动突出物70可以比头部部分10的厚度长，且可以倾斜地形成(例如，逆时针方向)到肋状物50的螺旋的相反方向(例如，顺时针)。

制动突出物70被压配合到上板构件1的铆接目标部分且在铆接中可以在铆接中将夹紧力施加到铆接目标部分。

由于制动突出物70朝肋状物50的螺旋的相反方向倾斜地形成，因此制动突出物70可以防止肋状物50由于施加到螺旋方向的相反方向的外力比如震动等而朝肋状物50的螺旋方向的相反方向旋转。

当肋状物100通过锻造形成时，制动突出物70可以形成到头部部分10。例如，铆接材料可以被压配合到提供到模子的突出物形成部分，且然后制动突出物70可以整体地形成到头部部分10。

除了制动突出物70外，根据本发明的另一个修改的示例性实施方式的自冲铆钉的方案和作用与根据本发明的示例性实施方式的自冲铆钉的方案和作用是一样的。且因此将省略重复的描述。

尽管已经关于目前考虑实施的示例性实施方式来描述本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反地，本发明预期涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等价布置。

Claims (16)

1.一种自冲铆钉，包括：

头部部分；

钉身部分，其与所述头部部分整体地连接；以及

多个肋状物，其沿着所述钉身部分的长度方向以螺旋的形式形成到所述钉身部分的外圆周表面；

其中所述肋状物与所述头部部分整体地连接且以其间相等的间距布置在所述钉身部分的所述外圆周表面处；

所述钉身部分是实心的圆柱体；

所述钉身部分具有连接到所述头部部分的连接端和作为所述连接端的相对端的自由端；并且

所述肋状物从所述连接端到所述自由端以螺旋的形式形成；

其中所述肋状物具有带有宽度(B)的肋状物表面以及在所述肋状物表面和所述钉身部分的所述外圆周表面之间的带有厚度(T)的侧表面，所述厚度(T)大于所述宽度(B)，所述厚度(T)的值的范围在所述钉身部分的外直径(D)的1/2.66和1/2之间。

2.如权利要求1所述的自冲铆钉，其中所述钉身部分的所述自由端是平坦的。

3.如权利要求1所述的自冲铆钉，其中所述钉身部分的所述自由端形成为锥体。

4.如权利要求1所述的自冲铆钉，其中所述肋状物在顺时针方向上沿着所述钉身部分的长度方向以螺旋的形式旋转。

5.如权利要求1所述的自冲铆钉，其中所述肋状物在逆时针方向上沿着所述钉身部分的长度方向以螺旋的形式旋转。

6.如权利要求1所述的自冲铆钉，其中：

所述自冲铆钉使相互重叠且整体地结合的上板构件和下板构件的铆接目标部分塑性地变形；并且

所述肋状物旋转并刺穿所述上板构件，且在所述下板构件内塑性地变形。

7.如权利要求6所述的自冲铆钉，其中所述自冲铆钉在刺穿期间沿着螺旋方向依照所述肋状物旋转，且整体地结合所述上板构件和所述下板构件。

8.如权利要求7所述的自冲铆钉，其中所述自冲铆钉能够通过施加到所述肋状物的相反螺旋方向的扭矩而与所述上板构件和所述下板构件的所述铆接目标部分分离。

9.如权利要求6所述的自冲铆钉，其中所述肋状物的螺旋线与所述钉身部分的轴线形成在10-45°之间的角度。

10.如权利要求1所述的自冲铆钉，待结合的上板构件和下板构件由相同的材料制成。

11.如权利要求1所述的自冲铆钉，待结合的上板构件和下板构件由不同的材料制成。

12.如权利要求1所述的自冲铆钉，驱动槽形成到所述头部部分的上部分。

13.如权利要求12所述的自冲铆钉，其中所述自冲铆钉能够通过沿着所述肋状物的相反螺旋方向施加到所述驱动槽的扭矩而与铆接目标部分分离。

14.如权利要求1所述的自冲铆钉，其中所述自冲铆钉还包括从所述头部部分的下部分突出的至少一个制动突出物。

15.如权利要求14所述的自冲铆钉，其中所述肋状物与所述头部部分整体地连接且以其间相等的间距布置在所述钉身部分的所述外圆周表面处。

16.如权利要求15所述的自冲铆钉，其中：

所述自冲铆钉在刺穿期间沿着螺旋方向依照所述肋状物旋转；

所述自冲铆钉使相互重叠且整体地结合的上板构件和下板构件的铆接目标部分塑性地变形；

所述肋状物旋转并刺穿所述上板构件，且在所述下板构件内塑性地变形；并且

所述制动突出物被压配合到所述上板构件的所述铆接目标部分。