CN1086631C - 具有一体化紧固件的薄板、一种结构壁组件及其安装方法 - Google Patents

Abstract

具有一体化紧固件(30)的薄板材料(22)用来装在有柱销(14)的壁(12)上，柱销从壁上伸出，穿过所述薄板材料。与所述薄板(22)和紧固件(30)形成整体的一个柔性的窄连接条(34)将紧固件与所述柱销穿过的孔(26)隔开。一种壁组件(10)包括一个上面延伸出一柱销(14)的壁(12)，一安装到该壁上的柔性薄板材料(22)，以及一个与该薄板材料一体并具有接纳柱销的穿孔的紧固件(30)。一种将带孔(26)的薄板材料装到带柱销的壁上的方法，包括：形成与薄板材料一体并具有紧固孔(40)的紧固件，将该薄板材料装到壁(12)上，将紧固孔与柱销对齐，使柱销穿过紧固孔，从而将该薄板材料固定到壁上。

Description

具一体化紧固件的薄板、 一种结构壁组件及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种带有一体化紧固件的薄板材料，该紧固件用来将该薄板材料装在有柱销的壁上，柱销从壁上伸出，穿过所述薄板材料。本发明还涉及一种结构壁组件，它包括一个上面伸出一柱销的结构壁，一安装到该壁上的柔性薄板材料，以及一个与该薄板材料一体并具有接纳柱销的穿孔的紧固件，后者用来把薄板材料固定到结构壁上。本发明还涉及一种将带孔的薄板材料装到带柱销的结构壁上的方法，包括：形成与薄板材料形成整体结构的紧固件，将该薄板材料装到结构壁上，将紧固件中的孔与柱销对齐，使柱销穿过该孔，从而将该薄板材料固定到壁上。

背景技术

在大多数现代汽车中，发动机舱与乘员舱之间由一钢防火壁分隔开。为降低从发动机舱经防火壁传导到乘员舱内的声响，一块音障垫(或隔音垫)安装在防火壁上，实质上该隔音垫是覆盖住防火壁的。

隔音垫被安装在一组化防火壁表面延伸出的柱销上。隔音垫安装在防火壁上的典型结构是：在隔音垫上具有与柱销对准的相应孔，安装时柱销延伸穿过这些孔而使隔音垫悬挂在防火壁上。

通常在隔音垫上附连一块吸音垫。当把隔音垫安装到防火壁上时，吸音垫减少了隔音垫与防火壁之间的接触面积。隔音垫铺设在毡层下面并向外延伸超出毡层直至防火壁的顶部。为使隔音垫紧固在防火壁上，在柱销上装配分离的紧固件。紧固件可防止意外发生的移动或用来使隔音垫及下面铺垫的吸音垫重新就位。

一种用来使诸如装饰条之类物品与汽车车身相连接的紧固件已在1994年3月8日由鲍姆等人的5,291,6392号美国专利中公开。鲍姆的紧固件是一种塑料的按钮式紧固件，它由一具有一环状芯柱的拱顶状头部构成，环状芯柱的一端被一环状裙边所接纳。一对弹性指状件伸入芯柱的一轴向孔内，为使紧固件与车辆相连，在车身上安装有一带螺纹的柱销，该柱销被芯柱的轴向孔所接纳，在按钮上作用一压力，芯柱被压在柱销上而使指状件变形从而与柱销的螺纹相啮合，这样就使紧固件与车身板固定连接，拱顶状头部抵压住装饰条以使装饰条被夹持在车身上。

另外一些类似的紧固件已在1989年10月17日公布的No.4,874,276号美国专利；1991年5月14日公布的No.5,014,369美国专利；1993年3月23日公布的No.5,195,793号美国专利和1916年9月12日公布的No.1,197,906号专利揭示出。

发明内容

按照本发明，一安装在有一柱销从其上伸出的壁上的薄板材料具有一与薄板材料一体形成的紧固件，和一适应于接纳柱销的孔，柱销穿过该孔而使紧固件夹持在柱销上。紧固件具有一突起部，在突起部的中央部位有开孔。在一实施例中，该突起部具有一半球的形状，而在另一实施例中，突起部呈锥形。

最好紧固件开孔呈狭缝状并限定出许多折叶，当把柱销推入穿过紧固件开孔时这些折叶能变形。典型的结构是柱销带螺纹，折叶与柱销的螺纹相啮合，于是拱顶就牢固地安装在柱销上。最好形成折叶的突起部的部分其厚度比突起部的其他部分大从而使折叶的刚性增强。突起部最好具有一中空的内腔。

在一实施例中，紧固件借助一柔性连接条与薄板有分隔间距，这样紧固件可转动至位于薄板上方位置。在另一实施例中，紧固件是在薄板内一体形成，当薄板安装在壁上时紧固件就可接纳柱销。

本发明也考虑了一结构壁组件，它包括：一具有至少一个柱销从其上伸出的结构壁和一安装在结构壁上的上述板材料。

在一个实施例中，柱销具有螺纹，紧固件与柱销的螺纹相啮合。在另一实施例中，柱销包含一T形凸缘而紧固件具有一狭缝，该狭缝相对于紧固件的平面呈锐角。

再者，按照本发明把一块具有至少一个孔的薄板材料装配在具有至少一个柱销从其上伸出的结构壁上的方法包括的步骤有：在一薄板材料上整体形成一紧固件，该紧固件具有一个接纳所述至少一个柱销的孔；通过使所述至少一个孔与所述至少一个柱销相对齐，并使薄板材料移向结构壁面使所述至少一个柱销插入穿过所述至少一个孔而把薄板材料装配在结构壁上，随后通过使紧固件的开孔与所述至少一个柱销对齐，并使紧固件移向结构壁而使所述至少一个柱销插入穿过紧固件的开孔而把薄板材料固定在结构壁上。最好薄板材料是用注塑方法制成。

本发明提供了把诸如一吸音垫之类薄板材料安装在一诸如汽车中的防火壁之类结构壁上的快捷、便宜的方法，本发明取消了需要把薄板安装在壁上后再用分离式紧固件与柱销相固定的方法，紧固件与薄板材料一体化的特性提供了把薄板材料安装在一壁上的一种节省费用的有效方法。

附图说明

现参阅附图对本发明进行描述。

图1是按本发明的一带有一体化紧固件的一车辆隔音板垫的透视图；

图2是非安装状态下的一紧固件的一截面图；

图3是图2所示非安装状态下的一体化紧固件第一实施例的一平面图；

图4是图2的一体化紧固件在紧固位置时的一竖向剖面图；

图5是按本发明一体化紧固件第二实施例的一平面图；

图6是沿图5中6-6线剖取的一剖面图；

图7是按本发明的一体化紧固件的第三实施例在非安装状态下的一竖向剖面图；

图8是图7所示一体化紧固件的一平面图；和

图9是图7所示一体化紧固件在紧固位置时的一竖向剖面图。

具体实施方式

图1示出了按本发明的一带有一体化或构成统一体的紧固件30的一典型防火壁组件10，防火壁组件10包含一把汽车的发动机舱与乘员舱分隔开的防火壁12。防火壁12通常用钢制成并在其上伸出一组带螺纹的柱销14，柱销14经常是沿防火壁12的周边布置，然而根据不同应用情况，柱销14也可位于防火壁12的内部。

防火壁12大体上被一吸音垫16所盖住，吸音垫16上有一组与柱销14对应并相互对齐的孔18，吸音垫16相对于防火壁12定向使其孔18与柱销14对齐，当吸音垫16放置并抵靠在防火壁12上时，柱销14延伸穿过孔18，于是吸音垫16悬挂在柱销14上。

最好由垫塑性烯烃制成的一隔音垫22覆盖住吸音垫并把吸音垫16与一朝向乘员舱的毡层24分隔开。隔音垫22与吸音垫相类似具有一组穿过柱销14的孔26，延伸出的柱销把隔音垫22悬挂在防火壁12上。隔音垫22具有许多一体化的紧固件30，每个紧固件与隔音垫上的孔26相配合。

现参阅图2至4，一体化的紧固件30包含一通过连接条34与隔音垫22相连的紧固件或罩盖32，罩盖32与连接条34是隔音垫22的一部分，最好是用注塑方法做成一个整件。

在此最佳形式中，中空半球状拱顶36的罩盖32具有一圆形敞开底38和一位于拱面36顶端的十字形孔40，十字形孔40在拱顶36的表面内限定出许多片折叶42，折叶相对拱顶36而言是柔性的。拱顶36的厚度大致是均匀的，仅在拱顶36围绕折叶42的部位包括折叶42在内厚度较大，而使折叶有较大的刚性，孔40的直径小于柱销的直径。

在装配防火壁组件10时，隔音垫22和吸音垫16一起相对防火壁12放置就位，而使隔音垫的孔26与柱销14对齐，隔音垫22装在防火壁12上时柱销延伸穿过隔音垫孔26，一旦隔音垫22悬挂在柱销14上就可把各紧固件30安装在对应的各柱销14上，通过把紧固件的拱顶36放置在柱销14上方后把拱顶36往下压，迫使柱销14穿过十字形孔40。向下压拱顶的力使折叶42变形偏移达到一足够大的距离，从而使柱销14延伸穿过拱顶36的十字形孔40，折叶42的固有弹性使得折叶42压抵住柱销14的四周，于是折叶与柱销的螺纹相啮合而起到防止拱顶36发生意外移动。

十分有利的是：由于紧固件借助连接条34而与隔音垫22呈一体化连接，紧固件32总是处于安装者易于触及的位置处，这样就可实现隔音垫简捷、快速的安装，而且安装者也没有需要堆存一堆散装的紧固件，也就免除了安装时紧固件掉落或装错位置。

一体化的紧固件30在柱销14位于靠近隔音垫22的周边位置的情况下十分适用，然而在某些应用场合希望柱销位于隔音垫22周边之内的位置，在这些情况下，柱销14可从防火壁12里面的部位延伸出。图5和6示出了本发明一体化紧固件的第二实施例，这种结构更好地适用于隔音垫22安装在位于防火壁12周边内侧位置的柱销上的场合。在所描述的第二实施例中，许多零件与第一实施例中相同，因此相同零件采用相同的标号。

第二实施例的一体化或整体式紧固件50包含有形成于隔音垫22内的杯形凹腔52，杯形凹腔52具有环状侧壁54，侧壁在底壁56处终止，一具有锥形部58的突起部从底壁处延伸出，该锥形部58在其上端截顶并形成一孔60，孔60的直径最好比带螺纹的柱销(螺柱)14的直径稍大，当螺柱插入穿过孔60时，形成锥形部58的材料发生变形而使隔音垫22固紧在柱销14上。

使用一体化紧固件50的防火壁组件10的安装与上述第一实施例中紧固件30的安装基本上相同，唯一实质上的差异在于一体化紧固件50的锥形部58上的孔60与一柱销14相对齐。对齐后向下压一体化紧固件50使之抵靠在柱销14上，并迫使螺柱14穿过锥形部的孔60，而使包括锥形部在内的材料发生变形，从而把隔音垫22紧固在螺柱14上。

虽然一体化紧固件50与一体化紧固件30相比更好地适用于柱销位于防火壁周边内侧位置情况下的安装，一体化紧固件50也适用于柱销位于防火壁周边上这一情况下的安装。当在柱销位于防火壁周边上的位置情况下进行安装时，仅需使一体化紧固件50模塑在隔音垫的周边位置上即可，第二实施例也可改善隔音垫在防火壁上的定位。

第一和第二实施例中的一体化紧固件是安装在从防火壁延伸出的螺柱上，然而，在某些应用场合希望使用带凸缘的或其他类似的平面型元件来取代柱销，图7至9示出了第三实施例一体化紧固件80，这种结构是为用来在一具有用以取代柱销的凸缘的支持壁或盒形件上进行安装而专门设计的。第三实施例中许多零件与第一和第二实施例中相同，因此相同零件采用相同的标号。

在第三实施例中，一壁70具有直立式柱销或凸缘72，凸缘72的头部形成有朝外的支耳74使凸缘72呈现为一T形轮廓，连接两支耳74′的连线限定出一条横向中心线。吸音垫16在壁上的安装与上述第一实施例的安装方式相同，不同之处仅在于孔18已由狭缝76所取代，同样在隔音垫22上也有适合于接纳凸缘72的狭缝78。

一体化或整体式紧固件80是与隔音垫22整体模塑而成，它包括一紧固件82和一连接条84，连接条84把紧固件与隔音垫22连成一体。紧固件82大致呈平面状并有一夹持缝86，该缝的方向相对于凸缘72的横向中心线成锐角。

使用时通过把凸缘72插入穿过吸音垫16的狭缝76而把吸音垫16安装在壁70上，隔音垫22的安装也同样，凸缘72插入穿过隔音垫22的狭缝78，随后把紧固件82放置在凸缘72的上面，转动紧固件82使得夹持缝86与凸缘72的横向轴线对齐，然后把紧固件向下压在凸缘72上使支耳74延伸穿过夹持缝86。在松开紧固件82时，由于包括一体化紧固件80在内的材料的固有弹性而在紧固件82上作用一力矩或扭转运动，使得夹持缝相对于凸缘72转动，从而两者不再对齐，在此位置紧固件82很难会产生相对凸缘72的偶然移动。

所有这三种一体化紧固件的实施例都可实现防火壁组件快速、简捷的安装和把隔音垫固定于防火壁上。与分离式紧固件不同，按本发明的一体化紧固件可免除堆存一堆分离式紧固件以及不会因分离式紧固件的掉落或错装而减缓了安装进度。

在对本发明的一些特定实施例作了描述后可以理解，本发明并不受这些实施例所制约，因为对熟悉本专业的人来说，按上述的构思而作出种种修改是很容易做到。因此在不背离本发明的精神实质下，在本发明所揭示的上述内容范围内可作出各种合理的变化和改变。

Claims (28)

1.在一用于安装在有一柱销从其上伸出的壁上的薄板材料中，柱销穿过所述薄板材料；一与薄板一体化形成的紧固件具有一适合接纳柱销并可牢固夹持在柱销上的贯穿开孔；改进的内容包括：

紧固件与薄板构成整体式结构，而且紧固件具有一在其中央部位具有开孔的突起部。

2.一按权利要求1的薄板材料，其特征在于：突起部呈半球形。

3.一按权利要求1的薄板材料，其特征在于：突起部呈锥形。

4.一按权利要求1的薄板材料，其特征在于：紧固件的开孔呈狭缝状并限定出许多折叶，当柱销被推入穿过紧固件开孔时折叶能产生变形。

5.一按权利要求4的薄板材料，其特征在于：柱销带螺纹和折叶与柱销的螺纹相啮合而使突起部牢固地安装在柱销上。

6.一按权利要求4的薄板材料，其特征在于：形成折叶的突起部部位的厚度大于突起部其余部分的厚度而使折叶刚性增强。

7.一按权利要求1的薄板材料，其特征在于：突起具有一中空内腔。

8.一按权利要求1的薄板材料，其特征在于：紧固件通过一柔性连接条而与薄板有分隔间距，于是紧固件可转动至位于薄板上方的位置。

9.一按权利要求1的薄板材料，其特征在于：该薄板材料具有一贯穿孔，所述孔适于接纳柱销；一柔性狭长的连接条有一第一端和一第二端，第一端与薄板整体形成，第二端则与紧固件整体形成，从而紧固件通过连接条而与薄板孔有分隔间距，紧固件有一第一表面，当紧固件与薄板有分隔间距时紧固件的第一表面朝外，而当紧固件转动至位于薄板孔上方位置时，紧固件的第一表面朝内，从而当孔与柱销相啮合时紧固件的第一表面朝向薄板。

10.一按权利要求9的薄板材料，其特征在于：紧固件呈半球形状和紧固件的第一表面是凹形的。

11.一按权利要求9的薄板材料，其特征在于：紧固件的开孔是一狭缝并限定出许多折叶，所述折叶在柱销被推入穿过紧固件开孔时可发生变形。

12.一按权利要求9的薄板材料，其特征在于：紧固件的第一表面限定出一中空内腔。

13.一按权利要求9的薄板材料，其特征在于：薄板上的孔是狭长形并具有一纵轴线，和紧固件开孔是狭长形并具有一纵轴线，它的方向相对于薄板孔的纵轴线形成一锐角，从而当紧固件与柱销相连接时在紧固件上作用有一力矩。

14.一按权利要求1的薄板材料，其特征在于：有许多上述紧固件与薄板形成整体结构。

15.一结构壁组件包括有：

一至少有一柱销从其上伸出的结构壁；

一安装在结构壁上的柔性薄板材料；

一与薄板材料一体形成的紧固件，所述紧固件具有一接纳柱销的贯穿孔以便使薄板材料牢固地被夹持在结构壁上；和

紧固件具有一从柔性的薄板材料的一表面向下延伸的杯形凹腔，和一从杯形凹腔向上延伸并在其中央部位具有一开孔的突起部。

16.一按权利要求15的结构壁组件，其特征在于：突起部呈半球形。

17.一按权利要求15的结构壁组件，其特征在于：突起部呈锥形。

18.一按权利要求15的结构壁组件，其特征在于：紧固件开孔的直径小于柱销的直径，从而当柱销被推入穿过紧固件开孔时，紧固件开孔产生变形。

19.一按权利要求15的结构壁组件，其特征在于：突起部具有一中空内腔。

20.一按权利要求15的结构壁组件，其特征在于：所述薄板材料具有至少一个用来接纳至少一个柱销的孔，所述紧固件通过一与薄板和紧固件整体地构成的柔性连接条而与至少一个薄板孔有分隔间距，紧固件具有一第一表面，当紧固件与薄板有分隔间距时紧固件的第一表面朝外，而当紧固件转动至位于至少一个薄板孔上方位置时紧固件的第一表面朝内，于是当孔与柱销啮合时，紧固件的第一表面朝向薄板。

21.一按权利要求20的结构壁组件，其特征在于：紧固件呈半球状和紧固件的第一表面是下凹的。

22.一按权利要求20的结构壁组件，其特征在于：紧固件开孔是一狭缝并限定出许多折叶，所述折叶在至少一个柱销被推入穿过紧固件开孔时可发生变形。

23.一按权利要求20的结构壁组件，其特征在于：紧固件的第一表面限定出一中空内腔。

24.一按权利要求20的结构壁组件，其特征在于：薄板上的至少一个孔呈狭长形并有一纵轴线，和紧固件开孔呈狭长形并有一纵轴线，它的方向相对于至少一个薄板孔的纵轴线成锐角，于是当紧固件与柱销相连接时在紧固件上作用有一力矩。

25.一按权利要求20的结构壁组件，其特征在于：柱销包含一具有沿横向延伸支耳的竖立凸缘，所述凸缘限定出一平面；和紧固件有一相对于竖立凸缘的平面成锐角的狭缝，于是当紧固件与柱销相连接时在紧固件上作用有一力矩。

26.一按权利要求15的结构壁组件，其特征在于：杯形凹腔与薄板材料形成整体结构，杯形凹腔具有一环状侧壁和一与环状侧壁一体化形成的底壁，突起部与底壁一体形成并从底壁上伸出。

27.一把具有至少一个孔的薄板材料安装于具有至少一个柱销从其上伸出的结构壁上的方法，所述方法包括：

形成一与薄板材料成整体结构的紧固件，所述紧固件具有一用来接纳至少一个柱销的开孔，开孔的形状在接纳柱销时能牢固地夹持住柱销；

通过使至少一个孔与至少一个柱销对齐并把薄板材料移向结构壁使至少一个柱销插入穿过至少一孔而把薄板材料安装在结构壁上；和

通过使紧固件开孔与至少一个柱销相对齐并把紧固件移向结构壁，使至少一个柱销插入穿过紧固件开孔而把薄板材料固定在结构壁上。

28.按权利要求27的方法，其特征在于：形成紧固件的步骤中包含，形成与薄板材料和紧固件构成整体结构的连接条这一步骤，该连接条可使紧固件与薄板材料相连接并使紧固件与至少一个薄板孔形成分隔间距；并且把薄板材料固定在结构壁上的步骤还包括：转动紧固件使其位于至少一个薄板孔上方位置。

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