CN109958699A - 紧固件及基底组件 - Google Patents

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坎贝尔·诺里斯
拉杰·达利瓦
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Abstract

本发明提供了一种预组装至基底的紧固件。该紧固件包括：轴，轴具有第一端和与第一端相对的第二端、以及靠近第二端的螺纹部；头部，头部设置在第一端上；以及单向固位件，单向固位件位于头部和螺纹部之间。单向固位件构造成以一个方向穿过基底的安装孔，以使一旦单向固位件已穿过安装孔，则紧固件固定在基底上。

Description

紧固件及基底组件
技术领域
本公开涉及紧固件及基底组件，更具体地，涉及一种紧固件固定在基底上的紧固件及基底组件。
背景技术
车辆环境下很多零件都设计成可拆卸以满足顾客需要。例如，用于第二排座椅的控制台可拆卸以在移除第二排座椅后提供平坦的底板。车辆零件通常通过诸如卡夹和螺丝的紧固件连接至车身。卡夹在连接中可能不稳定，而螺丝在分离状态时与车辆零件分离并可能出现丢失的情况。此外，包括几个零件的螺丝可能需要多个组装步骤(例如，先在嵌套孔内组装螺杆轴随后进行紧固)。因此，需要提供稳固的连接并且同时保持固定在车辆零件上的紧固组件。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种预组装至基底的紧固件。该紧固件包括：轴，轴具有第一端和与第一端相对的第二端、以及靠近第二端的螺纹部；头部，头部设置在第一端上；以及单向固位件，单向固位件位于头部和螺纹部之间。单向固位件构造成以一个方向穿过基底的安装孔，以使一旦单向固位件已穿过安装孔，则紧固件固定在基底上。
在一个实施例中，单向固位件为围绕轴的锥形环并具有朝向头部的最大直径部。
在另一个实施例中，头部包括一对螺旋翼或头部包括用以接纳螺丝刀的尖端的凹槽。
在另一个实施例中，轴径小于安装孔的最小尺寸。
在另一个实施例中，锥形环的连接部与第二端之间的长度构造成：使得锥形环在组装位置处位于基底与待连接的零件之间。
在另一个实施例中，紧固件的螺纹部构造成：与用于待连接的零件的连接器的对应螺纹部接合，从而将基底紧固至零件。
根据本公开的另一方面，提供了一种紧固件及基底组件。该紧固件及基底组件包括：基底，基底包括安装孔和围绕安装孔的弯曲部；以及预组装到基底的紧固件。紧固件包括：轴，轴具有第一端、与第一端相对的第二端、以及靠近第二端的螺纹部；头部，头部设置在第一端上；以及单向固位件，单向固位件位于头部和螺纹部之间。单向固位件构造成以一个方向穿过基底的安装孔，以使一旦单向固位件已穿过安装孔，则紧固件固定在基底上。
在一个实施例中，单向固位件为形成在轴上的锥形环，并且锥形环的外表面从靠近第二端的连接部朝向头部延伸至轴。
在另一个实施例中，单向固位件包括围绕轴的圆周间歇地分布的多个突起部，并且每个突起部具有锥形表面以引导其穿过基底上的安装孔。
在另一个实施例中，基底的安装孔具有长度和小于长度的宽度。锥形环的直径大于宽度。
在另一个实施例中，基底的安装孔是圆形的，并且锥形环的直径大于安装孔的直径。
在另一个实施例中，弯曲部的厚度小于基底的主体的厚度。
在另一个实施例中，弯曲部具有倾斜面，倾斜面在组装方向上倾斜以便于紧固件的单向固位件穿过。
在另一个实施例中，弯曲部包括多个切口，多个切口沿圆周分布以便于弯曲部在组装方向弯曲来允许单向固位件的穿过。
在另一个实施例中，基底为塑料零件。
在另一个实施例中，基底为金属板。
根据本公开的再一方面，提供了一种车辆中的杯架控制台。杯架控制台包括：主体，主体包括多个壁，至少一个壁具有安装孔；以及至少一个紧固件。紧固件包括：轴，轴具有第一端、与第一端相对的第二端、以及靠近第二端的螺纹部；头部，头部设置在第一端上；以及单向固位件，单向固位件位于头部和螺纹部之间。单向固位件构造成仅以一个方向穿过壁的安装孔并且紧固件预组装至主体。
在一个实施例中，单向固位件为位于轴上的突起部并且具有倾斜面，倾斜面从靠近第二端的轴上的连接部朝向轴的头部延伸。轴上的突起部的尺寸在垂直于轴的平面处大于壁的安装孔的尺寸。
在另一个实施例中，壁的安装孔由弯曲部围绕，并且弯曲部具有倾斜面以引导单向固位件穿过壁的安装孔。
在另一个实施例中，主体包括侧壁和底壁，侧壁和底壁中的每个包括用于接收对应的紧固件的安装孔。
在另一个实施例中，紧固件的螺纹部构造成与固定在车辆底板上的螺纹螺母接合。
当固定至基底时，紧固件将不会在基底与零件之间重复的组装和拆卸过程中丢失。单件紧固件配置简化了该组装过程。此外，紧固件的单向固位件和基底的弯曲部使得紧固件可易于通过仅一个方向上进入基底孔的侵入力来组装并可易于在一旦单向固位件穿过基底的安装孔时固定在基底上。
附图说明
从下面的具体实施方式和附图中，可清楚了解示例实施例。附图代表本文所描述的非限制性、示例性实施例。
图1是杯架控制台的立体图，其示出了根据本公开的一个实施例实施的紧固件及基底组件的环境。
图2是图1的紧固件及基底组件以及车辆车身的分解立体图。
图3A是根据本公开的一个实施例的紧固件的立体图。
图3B是图3A中的紧固件的截面图。
图4A是根据本公开的一个实施例的紧固件及基底组件的立体图。
图4B是图4A中的紧固件及基底组件的基底的平面图。
图5是紧固件及基底组件的立体图，其示出了根据本公开的一个实施例的紧固件的立体图以及基底和待连接的零件的截面图。
图6A、图6B和图6C是图5中的紧固件及基底组件的截面图，其示出了将紧固件及基底组件组装至零件的过程。
应了解，这些附图旨在示出使用在某些示例实施例中的方法、结构和/或材料的总体特征并旨在补充下面描述的具体实施方式。然而，这些附图并不是按比例绘制的，并不会精确地反映任何给出的实施例的精确结构或性能特性，并不应该被解释为限定或限制示例实施例所包括的值和性质的范围。在各种附图中使用类似或相同的附图标记旨在表示存在相似或相同的元件或特征。
具体实施方式
通过结合附图阅读下面详细的说明将更好的理解所公开的紧固件及基底组件。详细描述和附图仅提供本文所描述的各种发明的示例。本领域技术人员将理解，在不脱离本文所描述的本发明的范围的情况下，可以变化、修改和改变所公开的示例。可以设想用于不同应用和设计考虑的许多变化；然而，为简洁起见，在下面的详细描述中没有单独地描述每个设想的变化。
在下面的详细描述中，提供了各种紧固件及基底组件的示例。示例中的相关特征可在不同的示例中相同、类似或不类似。为简洁起见，将不在每个实施例中重复地描述相关的特征。相反，相关特性名称的使用将提示读者具有相关特征名称的特性可相似于先前解释的示例中的相关特征。在该具体示例中将描述特定于给定示例的特征。读者应理解，给定特征不需要与任何给定的附图或示例中的相关特征的特定描写相同或类似。
图1是杯架控制台的立体图，其示出了根据本公开的一个实施例实施的紧固件及基底组件100的环境。图1示出的紧固件及基底组件100包括基底102和紧固件104并连接至零件108。图2是紧固件及基底组件100和零件108的立体图。在所示实施例中，基底102为中央控制台106的壁，其可拆卸地连接至零件108，即，例如连接至车辆的车身或车辆底板108。在一些实施例中，紧固件104永久固定在基底102上，下面将详细说明。术语“永久固定”指的是一旦预组装则不会分离的两个零件的固定。通过单向固位特征，紧固件104通常附接至基底102，使得紧固件104将不会在拆卸或组装过程中丢失。
图2是图1中的紧固件及基底组件100和车辆车身108的分解立体图。如图所示，紧固件104可包括单向固位件110。基底102可包括安装孔112，其直径小于单向固位件110的直径。当单向固位件110通过侵入力推入安装孔112时，紧固件104则永久固定在基底102上。
在所示实施例中，中央控制台106可为布置在车辆的第二座椅排上的杯架控制台。杯架控制台106包括壁102(即，紧固件102所附接的基底)和底壁109。壁102和底壁109包括安装孔112。设置多个紧固件来将杯架控制台106固定在车辆底板108上。紧固件104预组装至杯架控制台106的壁102和底壁109，并且随后通过拧紧紧固件将杯架控制台106固定至车辆底板108。当杯架控制台106需要从车辆底板108上取下时，可调松或分离紧固件104，从而杯架控制台106可从车辆底板108上拆下。然而，紧固件104仍附接至杯架控制台106并因此消除了紧固件丢失的风险。图2还示出了零件108上的孔111，其使得紧固件104穿过可与零件108下方的连接器(未示出)连接。
应了解，中央控制台106为本公开的紧固件及基底组件的示例性基底。该基底可为任何需要连接至另一零件并且可能需要在使用时组装及拆卸的零件。
参考图3A和图3B，图3A是紧固件104的立体图，且图3B是紧固件104的截面图。紧固件104包括轴114、头部116和布置在轴114上的单向固位件110。轴114可包括第一端118和与第一端118相对的第二端120以及靠近第二端120的螺纹部122。轴114的轴径构造成小于基底的安装孔(例如，图2所示安装孔112)的最小尺寸W，以使轴114可穿过。螺纹部122可构造成与待连接零件上的连接器(例如，图6A至图6C所示零件下方的连接器)的对应螺纹部接合。另外或替代地，螺纹部122终止于倒角部124，以便于插入基底上的安装孔。
头部116布置在第一端118上并以径向方向从轴114延伸出。在一些实施例中，紧固件104可包括一对连接至头部116并在其上方的螺旋翼126，用于使用户可握持并手动旋转紧固件。也就是说，紧固件104具有驱动其自身的螺丝刀的功能，且因此在通过紧固件104将基底固定至零件时不需要诸如螺丝刀的工具。替代地或另外地，紧固件104可包括接纳螺丝刀的头部的凹槽128，从而可使用螺丝刀将紧固件104驱动进基底102中。头部116上的凹槽128可具有标准六角形或正方形的形状，以容纳螺丝刀的尖端。
继续参考图3A和图3B且进一步参考图1和图2，单向固位件110布置在头部116和螺纹部122之间。单向固位件110构造成以一个方向或组装方向穿过基底102的安装孔112。在一些实施例中，单向固位件110可包括形成在轴114上并以径向方向延伸的突起部130。突起部130具有锥形表面134，其从与轴114的连接部136远离轴114并朝向头部116延伸。连接部136位于靠近第二端120的位置。突起部130最靠近头部116的部分具有最大宽度W。在一些实施例中，突起部在垂直于轴114的平面处具有大于安装孔112的尺寸的尺寸，或者突起部130的宽度W大于安装孔112的宽度。在一些实施例中，突起部130围绕轴114的整个圆周并具有锥形截面形状。换句话说，单向固位件110为锥形环。单向固位件110可具有如图所示的实心锥形形状或中空锥形形状。替代地，突起部130可包括围绕轴114的圆周间歇分布的多个突起部，且每个突起部都具有锥形表面以引导其穿过基底102上的安装孔112。
锥形环130的连接部136与第二端120之间的长度L构造成，使得单向固位件110在组装位置可位于基底102与待连接的零件之间。
紧固件104可通过任何合适的方法整体成型。在一些实施例中，紧固件104可由金属材料制成。应了解，紧固件可由比基底更硬或更软的任何合适的材料制成，只要基底可提供易于预组装和避免紧固件分离所需的弯曲性。
图4A是根据本公开的一个实施例的紧固件及基底组件的基底202的立体图。图4B是图4A所示紧固件及基底组件的基底202的平面图。基底202包括安装孔212和围绕安装孔212的弯曲部214。弯曲部214构造成便于紧固件以一个方向或组装方向的穿过。在一些实施例中，弯曲部214具有的厚度小于基底202的主体的厚度以协助在组装方向上的变形或弯曲。在一些实施例中，弯曲部214具有倾斜面216，其以与紧固件的单向固位件相同的方向倾斜，以进一步便于弯曲部的弯曲并引导紧固件的单向固位件插入。在一些实施例中，弯曲部214可进一步包括沿圆周分布的多个切口218，以使弯曲部214更易变形。在所示实施例中，弯曲部214包括三个切口。应了解，根据弯曲度的需要，可能为任意数量的切口。
继续参考图4A和图4B，安装孔212为椭圆形形状，其具有长度L1和小于长度L1的宽度W1。安装孔212构造成具有的宽度W1小于单向固位件的尺寸或紧固件的锥形环的直径。锥形环的直径在紧固件的纵长方向上变化。然而，锥形环的直径在紧固件的轴的截面处变得大于安装孔212的宽度W1。单向固位件的构型以及基底的弯曲部的轮廓的弯曲使得单向固位件易于以组装方向穿过。具有不同弹性或硬度的材料可进一步便于单向固位件插入穿过安装孔212所需的变形。例如，由金属材料制成的紧固件可轻易地使由塑料材料制成的基底变形。由于紧固件的单向固位件和基底的弯曲部构造成用以一个方向穿过安装孔212，所以一旦单向固位件已穿过安装孔212则紧固件将不会与基底分离。
应了解，安装孔可具有任何适当的形状，比如圆形。在安装孔具有圆形形状的实施例中，紧固件的锥形环的直径大于基底的安装孔的直径。
在一些实施例中，基底由具有弯曲特性的塑料制成。安装孔212和弯曲部214可使用注塑模制方法形成。在一些实施例中，基底由可在作用力下变形的金属板制成。
图5示出了紧固件及基底组件300以及待连接零件308，其示出了根据本公开的一个实施例的紧固件104的立体图以及基底302和零件308的截面图。图5示出了组装位置处的紧固件及基底组件300。如图所示，单向固位件110已穿过基底302上的安装孔312和零件308上的孔340，并位于基底302和零件308之间。连接器350布置在零件308下方。在所示实施例中，连接器350为具有内螺纹部(未示出)的螺纹螺母。紧固件104的螺纹部122接合螺母350的内螺纹部以将紧固件及基底组件300固定在零件308上。在所示实施例中，垫圈352布置在零件308和连接器350之间。
图6A、图6B和图6C是图5所示紧固件及基底组件300的截面图，其示出了将紧固件及基底组件300预组装及组装至零件308的过程。图6A示出了紧固件104处于预组装之前的状态，且单向固位件110基本接触基底302。在所示实施例中，单向固位件110为锥形环。单向固位件110的锥形表面134接触基底302的弯曲部314的倾斜面316。通过进一步以组装方向A推压，基底302的弯曲部314将弯曲远离以实现锥形环110的穿过。如图所示，单向固位件110的锥形表面134和基底302的倾斜面316可在组装方向A上引导紧固件104的移动。在一些实施例中，基底302由塑料材料制成，其比金属材料制成的紧固件104更易变形，其进一步有利于基底在作用力下以组装方向弯曲。在一些实施例中，基底302由金属板制成，其因较小的厚度而弯曲，这也使得基底以组装方向A弯曲。
图6A进一步示出了布置在零件308下方的连接器350。连接器350包括内螺纹部354。
由于紧固件104的单向固位件110和基底302的弯曲部314都构造成具有在组装方向A上的定向柔性，所以紧固件104可易于通过使用侵入推力将单向固位件110推动穿过安装孔312来预组装。图6B示出了处于预组装状态下的紧固件及基底组件300。在预组装状态下，单向固位件110已穿过安装孔312。单向固位件110具有的直径大于安装孔312的直径并通过基底302的变形穿过基底302的安装孔312。然而，由于紧固件104的单向固位件110和基底302的弯曲部314的结构，所以很难通过安装孔312将紧固件104与基底302分离。因此，紧固件104永久固定在基底302上。
图6C示出了位于组装后位置处的紧固件及基底组件300。在进一步插入紧固件104时，紧固件104的螺纹部122穿透零件308上的孔340并与零件308上的孔340对齐。在所示实施例中，紧固件104具有一对螺旋翼126，在紧固件104的轴114的端部到达零件308的孔340时，用户可旋转螺旋翼126。这样的旋转使得紧固件104的螺纹部122可接合连接器350的内螺纹部354以将紧固件及基底组件300固定至零件308。在组装后位置处，单向固位件110位于基底302和零件308之间。
本公开的紧固件以及紧固件及基底组件具有各种优势。例如，紧固件为单件式且因此免除了组装多个螺丝功能部件的步骤。紧固件和基底的单向特征使得紧固件可穿过易于预组装的基底的孔，同时避免紧固件从基底上拆下。按此方式，紧固件可在组装和分离过程中固定在基底上并与基底结合在一起。此外，紧固件的自驱动特征在一些环境下可免除对工具的需要。
以上公开包含具有独立实用性的多个有区别的发明。虽然已经以具体形式公开这些发明中的每一个，但是上述公开和示出的特定实施例不应被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。本发明的主题包括以上公开的和本领域技术人员对于这些发明固有的各种元件、特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求书特别指出被认为是新颖且不明显的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这种权利要求应被理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其它组合和子组合可通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来声明。

Claims (20)

1.一种预组装至基底的紧固件，包括：
轴，所述轴具有第一端和与所述第一端相对的第二端、以及靠近所述第二端的螺纹部；
头部，所述头部设置在所述第一端上；以及
单向固位件，所述单向固位件位于所述头部和所述螺纹部之间，
其中，所述单向固位件构造成以一个方向穿过所述基底的安装孔，以使一旦所述单向固位件已穿过所述安装孔，则所述紧固件固定在所述基底上。
2.根据权利要求1所述的紧固件，其中，所述单向固位件为围绕所述轴的锥形环并具有朝向所述头部的最大直径部。
3.根据权利要求2所述的紧固件，其中，所述头部包括一对螺旋翼或所述头部包括用以接纳螺丝刀的尖端的凹槽。
4.根据权利要求2所述的紧固件，其中，轴径小于所述安装孔的最小尺寸。
5.根据权利要求2所述的紧固件，其中，所述锥形环的连接部与所述第二端之间的长度构造成：使得所述锥形环在组装位置处位于所述基底与待连接的零件之间。
6.根据权利要求2所述的紧固件，其中，所述螺纹部构造成：与用于待连接的零件的连接器的对应螺纹部接合，从而将所述基底紧固至所述零件。
7.一种紧固件及基底组件，包括：
基底，所述基底包括安装孔和围绕所述安装孔的弯曲部；以及
紧固件，所述紧固件包括：
轴，所述轴具有第一端、与所述第一端相对的第二端、以及靠近所述第二端的螺纹部；
头部，所述头部设置在所述第一端上；
单向固位件，所述单向固位件位于所述头部和所述螺纹部之间，
其中，所述单向固位件构造成以一个方向穿过所述基底的所述安装孔，以使一旦所述单向固位件已穿过所述安装孔，则所述紧固件固定在所述基底上。
8.根据权利要求7所述的紧固件及基底组件，其中，所述单向固位件为形成在所述轴上的锥形环，其中，所述锥形环的外表面从靠近所述第二端的与所述轴的连接部朝向所述头部延伸。
9.根据权利要求7所述的紧固件及基底组件，其中，所述单向固位件包括围绕所述轴的圆周间歇地分布的多个突起部，并且每个所述突起部具有锥形表面以引导其穿过所述基底上的所述安装孔。
10.根据权利要求7所述的紧固件及基底组件，其中，所述基底的所述安装孔具有长度和小于所述长度的宽度，并且其中，锥形环的直径大于所述宽度。
11.根据权利要求7所述的紧固件及基底组件，其中，所述基底的所述安装孔是圆形的，其中，锥形环的直径大于所述安装孔的直径。
12.根据权利要求7所述的紧固件及基底组件，其中，所述弯曲部的厚度小于所述基底的主体的厚度。
13.根据权利要求7所述的紧固件及基底组件，其中，所述弯曲部具有倾斜面，所述倾斜面在组装方向上倾斜以便于所述紧固件的所述单向固位件穿过。
14.根据权利要求7所述的紧固件及基底组件，其中，所述弯曲部包括多个切口，所述多个切口沿圆周分布以便于所述弯曲部在组装方向弯曲来允许所述单向固位件的穿过。
15.根据权利要求7所述的紧固件及基底组件，其中，所述基底为塑料零件或金属板。
16.一种车辆中的杯架控制台，包括：
主体，所述主体包括多个壁，至少一个所述壁具有安装孔；
至少一个紧固件，所述紧固件包括：
轴，所述轴具有第一端、与所述第一端相对的第二端、以及靠近所述第二端的螺纹部；
头部，所述头部设置在所述第一端上；
螺纹部，所述螺纹部靠近所述第二端；
单向固位件，所述单向固位件位于所述头部和所述螺纹部之间，
其中，所述单向固位件构造成仅以一个方向穿过所述壁的所述安装孔并且所述紧固件预组装至所述主体。
17.根据权利要求16所述的杯架控制台，其中，所述单向固位件为位于所述轴上的突起部并且具有倾斜面，所述倾斜面从靠近所述第二端的所述轴上的连接部朝向所述轴的所述头部延伸，并且其中，所述突起部的尺寸在垂直于所述轴的平面处大于所述安装孔的尺寸。
18.根据权利要求16所述的杯架控制台，其中，所述安装孔由弯曲部围绕，并且其中，所述弯曲部具有倾斜面以引导所述单向固位件穿过所述壁的所述安装孔。
19.根据权利要求16所述的杯架控制台，其中，所述紧固件包括多个紧固件，并且其中，所述主体包括侧壁和底壁，所述侧壁和所述底壁中的每个包括用于对应的所述紧固件的安装孔。
20.根据权利要求16所述的杯架控制台，其中，所述紧固件的所述螺纹部构造成与固定在车架上的螺纹螺母接合。
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