CN112943772A

CN112943772A - 紧固件组件

Info

Publication number: CN112943772A
Application number: CN202011347138.0A
Authority: CN
Inventors: H·A·马丁内斯维特
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-06-11
Also published as: US20210156411A1; DE102020127840A1; US11078943B2

Abstract

本发明涉及紧固件组件。根据本公开的紧固件组件包括紧固件头部、从紧固件头部悬垂的柄部、以及可枢转地联接到柄部的至少一个翼构件。柄部沿着中心轴线延伸，并且翼构件可围绕平行于中心轴线延伸的枢转轴线枢转。翼构件可在收起位置和展开位置之间枢转。翼构件具有叉形件，该叉形件被构造成当处于展开位置时在其中接纳工件。

Description

紧固件组件

技术领域

引言

本公开总体上涉及用于将部件固定到工件的紧固件组件。

背景技术

紧固件组件有时安装到一个或多个工件，并且典型地具有可以与另一个附加部件固定的端部。这样，部件经由紧固件组件固定到工件。紧固件组件的端部可以是双头螺栓或某些其他类型的紧固端部，以能够与附加部件固定。

制造的产品和因此制造它们的工件越来越多地将如铝、镁和聚合物复合材料的重量更轻的材料结合到它们的构造中。有时制造的产品具有诸如盒子或管道的封闭结构，使得相关联的紧固件组件不能从封闭结构的内部接近，并且只能从封闭结构的外部接近(通常称为单侧或盲紧固件组件)。这些类型的应用对紧固件组件的使用提出了独特的挑战。

发明内容

根据本公开的紧固件组件包括紧固件头部、从紧固件头部悬垂的柄部、以及可枢转地联接到柄部的至少一个翼构件。柄部沿着中心轴线延伸，并且翼构件可围绕平行于中心轴线延伸的枢转轴线枢转。翼构件可在收起位置和展开位置之间枢转。翼构件具有叉形件，该叉形件被构造成当处于展开位置时在其中接纳工件。

在一个示例性实施例中，至少一个翼构件包括至少两个翼构件。

在一个示例性实施例中，柄部具有设置有至少一个凹坑的外周边。凹坑具有平坦表面。翼构件联接到平坦表面。

在一个示例性实施例中，至少一个翼构件包括至少一个内腿、第一外腿和第二外腿。至少一个内腿设置在柄部附近。至少一个内腿的相应内腿可枢转地联接到柄部。叉形件由第一外腿和第二外腿之间的接合部处限定。

在一个示例性实施例中，翼构件在柄部附近设置有活动铰链。翼构件经由活动铰链可枢转地联接到柄部。

在一个示例性实施例中，紧固件头部和柄部具有延伸穿过其中的内孔，该内孔沿着中心轴线延伸。

在一个示例性实施例中，该组件附加包括设置在紧固件头部和柄部之间的凸缘，该凸缘在柄部的径向外侧延伸。这样的实施例还可以包括设置在凸缘的下表面处的密封构件。

一种根据本公开的组装方法包括提供紧固件，该紧固件具有紧固件头部、从紧固件头部悬垂的柄部、以及围绕柄部可枢转地联接的至少一个翼构件，该翼构件可在收起位置和展开位置之间枢转，并且该翼构件具有叉形部分。该方法附加包括提供其中具有孔口的工件。该方法还包括将柄部至少部分地插入孔口中，并且翼构件设置在收起位置。该方法还包括围绕柄部的中心轴线旋转紧固件，其中旋转紧固件将翼构件枢转到展开位置，并将工件保持在叉形部分中。

在一个示例性实施例中，至少一个翼构件包括至少两个翼构件，并且旋转紧固件将至少两个翼构件枢转到相应的展开位置，并将工件保持在至少两个翼构件的相应的叉形部分中。

在一个示例性实施例中，紧固件头部和柄部具有延伸穿过其中的内孔，该内孔沿着中心轴线延伸。在这样的实施例中，该方法可以附加包括将通气管联接到与内孔流体连通的紧固件头部。

在一个示例性实施例中，紧固件附加包括设置在紧固件头部和柄部之间的凸缘，该凸缘在柄部的径向外侧延伸。在这样的实施例中，紧固件可以附加包括设置在凸缘的下表面处的密封构件，并且旋转紧固件可以以紧固件和孔口的周边之间的密封关系接合密封构件。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1. 一种紧固件组件，包括：

紧固件头部；

柄部，其从所述紧固件头部悬垂，所述柄部沿着中心轴线延伸；和

至少一个翼构件，其可枢转地联接到所述柄部，所述翼构件能够围绕平行于所述中心轴线延伸的枢转轴线枢转，所述翼构件能够在收起位置和展开位置之间枢转，所述翼构件具有叉形件，所述叉形件被构造成当处于所述展开位置时在其中接纳工件。

技术方案2. 根据技术方案1所述的组件，其中，所述至少一个翼构件包括至少两个翼构件。

技术方案3. 根据技术方案1所述的组件，其中，所述柄部具有设置有至少一个凹坑的外周边，所述凹坑具有平坦表面，所述翼构件联接到所述平坦表面。

技术方案4. 根据技术方案1所述的组件，其中，所述至少一个翼构件包括至少一个内腿、第一外腿和第二外腿，所述至少一个内腿靠近所述柄部设置，所述至少一个内腿的相应内腿可枢转地联接到所述柄部，所述叉形件由所述第一外腿和所述第二外腿之间的接合部限定。

技术方案5. 根据技术方案1所述的组件，其中，所述翼构件在所述柄部附近设置有活动铰链，其中，所述翼构件经由所述活动铰链可枢转地联接到所述柄部。

技术方案6. 根据技术方案1所述的组件，其中，所述紧固件头部和所述柄部具有延伸穿过其中的内孔，所述内孔沿着所述中心轴线延伸。

技术方案7. 根据技术方案1所述的组件，还包括设置在所述紧固件头部和所述柄部之间的凸缘，所述凸缘在所述柄部的径向外侧延伸。

技术方案8. 根据技术方案7所述的组件，还包括设置在所述凸缘的下表面处的密封构件。

技术方案9. 一种组装的方法，包括：

提供紧固件，所述紧固件具有紧固件头部、从所述紧固件头部悬垂的柄部、以及围绕所述柄部可枢转地联接的至少一个翼构件，所述翼构件能够在收起位置和展开位置之间枢转，并且所述翼构件具有叉形部分；

提供其中具有孔口的工件；

将所述柄部至少部分地插入所述孔口中，所述翼构件设置在所述收起位置；和

围绕所述柄部的中心轴线旋转所述紧固件，其中，旋转所述紧固件将所述翼构件枢转到所述展开位置，并将所述工件保持在所述叉形部分中。

技术方案10. 根据技术方案9所述的方法，其中，所述至少一个翼构件包括至少两个翼构件，并且其中，旋转所述紧固件将所述至少两个翼构件枢转到相应的展开位置并且将所述工件保持在所述至少两个翼构件的相应的叉形部分中。

技术方案11. 根据技术方案9所述的方法，其中，所述紧固件头部和所述柄部具有延伸穿过其中的内孔，所述内孔沿着所述中心轴线延伸。

技术方案12. 根据技术方案11所述的方法，还包括将通气管联接到与所述内孔流体连通的所述紧固件头部。

技术方案13. 根据技术方案9所述的方法，其中，所述紧固件附加包括设置在所述紧固件头部和所述柄部之间的凸缘，所述凸缘在所述柄部的径向外侧延伸。

技术方案14. 根据技术方案13所述的方法，其中，所述紧固件附加包括设置在所述凸缘的下表面处的密封构件，并且其中，旋转所述紧固件以所述紧固件和所述孔口的周边之间的密封关系接合所述密封构件。

根据本公开的实施例提供了许多优点。例如，本公开提供了一种紧固件，其能够在不进入工件的内部的情况下联接到工件，并且此外以防止紧固件退出的方式联接。

当结合附图时，从优选实施例的以下详细描述中，本公开的上述优点和其他优点和特征将显而易见。

附图说明

下文将结合以下附图描述所公开的示例，其中相同的数字表示相同的元件，并且其中：

图1是根据本公开的一个实施例的紧固件组件的等轴视图；

图2A至图2C示意性地示出了根据本公开的一个实施例的紧固件到工件的安装；

图3是根据本公开的一个实施例的紧固件的详细视图；

图4是根据本公开的一个实施例的紧固件到工件的安装的等轴视图；

图5是根据本公开的一个实施例的安装到工件的紧固件的仰视图；和

图6是根据本公开的一个实施例的安装到工件的紧固件的仰视等轴视图。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，其他实施例可以采取不同的和替代的形式。附图不一定是按比例绘制的；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征相结合，以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定的应用或实施方式可能是期望的。

当与作为部分地或全部地封闭的部件的一部分的工件结合使用时，已知的紧固件组件面临挑战，其中封闭部件的内部很大程度上或完全不可接近。如下文将进一步详细讨论的，根据本公开的紧固件实施例可以用于各种工件堆叠和各种工件，包括封闭部件的内部很大程度上或完全不可接近的那些工件。

现在参考图1，组件10包括工件12。在图示实施例中，工件12包括电池外壳，该电池外壳具有孔口或通气口14，通气管16组装到该孔口或通气口14。这种工件12可以设置在机动车辆的电池周围。然而，在其他实施例中，工件12可以包括任何其他合适的一个或多个部件，其包含金属、塑料或其他相对刚性的材料。组件10还包括通气管16所联接到的紧固件18。

可以看出，在该实施例中，工件12的下侧或内部对于本来可能有助于紧固件组件的安装的工具来说可能是很大程度上或完全不可接近的。在这样的实施例中，紧固件组件被称为单侧或盲紧固件组件。

现在参考图2至图6，更详细地示出了紧固件18及其与工件12的组装。如图2所示，工件12具有上表面20和下表面22，孔口14从上表面20延伸到下表面22。如先前所讨论，对于可能有助于紧固件18的安装的工具来说，下表面22很大程度上或完全不可接近。

紧固件18包括头部24、柄部26和设置在头部24和柄部26之间的凸缘28。内孔30从头部24沿着中心轴线Z₁延伸穿过柄部26。在一个示例性实施例中，头部24、柄部26和凸缘28由普通材料整体形成，例如塑料或金属，其可以根据给定实施方式的期望特性来选择。紧固件18可以根据紧固件18的材料组合物及其期望的特性以任何其他合适的方式被模制、机加工或形成。

头部24可以设置有便于安装紧固件18的一个或多个特征，例如适于由标准六角驱动器驱动的六角形状。当然，其他特征也是可能的。在省略内孔30的示例性实施例中，头部24可以设置有一个或多个狭槽或适于由标准驱动器驱动的其他特征，诸如平刃、十字头或六边形驱动器。

凸缘28从头部24的下部部分径向向外延伸，例如在大体上垂直于中心轴线Z₁的方向上。凸缘28的外径超过孔口14的直径，使得当紧固件18完全插入工件12时，凸缘28叠置在孔口14上方。如本领域普通技术人员将理解的，在一些实施例中，凸缘28可以与头部24集成，例如通过提供外径超过孔口14的直径的头部24。凸缘28的下表面设置有环形密封构件32。密封构件32可以由任何合适的密封材料形成，包括但不限于天然或合成橡胶。

柄部26设置有多个可枢转的翼构件34。图3中更详细地描绘了示例性翼构件36。可以看出，翼构件34在附接点36处连接到柄部26。翼构件34可以经由任何合适的附接手段连接到柄部26，包括但不限于粘合剂或共成型（co-molding）。在一个示例性实施例中，翼构件34由塑料材料形成。翼构件34在附接点36附近设置有铰链部分38。铰链部分38使得相应的翼构件34能够相对于柄部26围绕枢转轴线Z₂枢转。在一个示例性实施例中，枢转轴线Z₂大体上平行于中心轴线Z₁。铰链部分38可以是任何合适的铰链构型，并且在一个示例性实施例中是活动铰链。

翼构件34具有大体上x形的主体，该主体具有第一内腿40、第二内腿42、第一外腿44和第二外腿46，它们都从中心部分48延伸。第一内腿40联接到附接点36，第二内腿42联接到设置在柄部26附近的内凸角50，并且第二外腿46联接到设置在凸缘28附近的外凸角52。内凸角50和外凸角52设置有弯曲的轮廓，以便于翼构件34分别相对于柄部26和凸缘28的滑动运动。第一外腿44自由地延伸远离柄部26和凸缘28。叉形件45由此在中心部分48附近被限定在第一外腿44和第二外腿46之间。

翼构件34可在收起位置和展开位置之间枢转。在图5和图6中最清楚地示出的收起位置，中心部分48和外腿44、46定位在柄部26附近。在图5和图6中的虚线所示的展开位置，中心部分48和外腿44、46相对于收起位置进一步远离柄部26枢转。

如图5和图6中最清楚地所示，柄部26的横截面不是完全圆形的。相反，柄部26设置有多个凹坑54，翼构件34设置在凹坑54内。在图示实施例中，每个凹坑54包括第一平面56和第二平面58，翼构件34联接到第一平面56。此外，在图示实施例中，柄部26设置有多个渐缩部段60，以便于将柄部26插入孔口14中。然而，具体的几何形状可以根据给定实施方式的要求而变化。

同样，如图4中最清楚地所示，孔口14的形状不是完全圆形的。相反，孔口14设置有在数量上对应于凹坑54的多个突起62。在图示实施例中，每个相应的突起的形状为大体上三角形的，包括第一线性部分64和第二线性部分66。然而，具体的几何形状可以根据给定实施方式的要求而变化。

可以看出，孔口14的轮廓大体上类似于柄部26的横截面。然而，孔口的第二线性部分66之间的宽度大于柄部26的第二平面58之间的宽度。孔口14由此尺寸设计成适于在翼构件34设置在收起位置时插入柄部26。

返回图2A，在将紧固件18安装到工件12中期间，翼构件34最初设置在收起位置。紧固件18如由箭头所示插入孔口14中，例如在大体上平行于中心轴线Z₁的方向上。

在完全插入时，密封构件32被压缩在凸缘28和工件12的上表面20之间。紧固件18围绕中心轴线Z₁在第一方向上旋转，例如直到柄部26的第二平面58邻接孔口的第二线性部分66。翼构件34然后自由地开始围绕轴线Z₂枢转到展开位置。这种构型在图2B中示出，工件12大体上设置成与外凸角52配准。

紧固件18然后围绕中心轴线Z₁在第二方向上旋转，以使翼构件34与工件12接合。在一个示例性实施例中，这包括旋转紧固件18，直到翼构件34接触孔口14的第一线性部分64，此时紧固件18相对于孔口14的进一步旋转将翼构件34驱动到完全展开位置。随着翼构件34枢转到完全展开位置，工件12沿着第二外腿46被引导，并被捕获在叉形件45处，如图2C中以及图5和图6的虚线中所示。

有利地，在这种构型中，由于翼构件34和工件12之间的干涉，紧固件18的退出被抑制。此外，这是在不需要进入工件12内部的情况下实现的。此外，密封构件32在凸缘28和工件12之间保持密封关系。

在其中孔口14是电池中的通气口的前述实施例中，通气管16此后可以与内孔30流体接合地联接。然而，在其他实施例中，紧固件18可以用于其他目的，例如提供导向柱，将多个工件12联接在一起，或者用于任何其他合适的目的。

因此，本说明书中详述的紧固件组件在使用中比先前所示的更有效。虽然紧固件组件在下文中在汽车部件和结构的背景中描述，但是本领域技术人员应该理解，紧固件组件具有广泛的应用，并且可以用于其他背景中，诸如航空航天、航海、铁路、建筑施工、家用电器和工业设备应用等。

如前所述，各种实施例的特征可以被组合以形成本发明的另外的实施例，这些实施例可能没有被明确地描述或示出。虽然各种实施例可能已经被描述为提供优势或者在一个或多个期望的特性方面优于其他实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的整体系统属性，这取决于具体的应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、组装容易性等。因此，在一个或多个特性方面描述为不如其他实施例或现有技术实施方式理想的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。

Claims

1.一种紧固件组件，包括：

紧固件头部；

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少一个翼构件包括至少两个翼构件。

3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述柄部具有设置有至少一个凹坑的外周边，所述凹坑具有平坦表面，所述翼构件联接到所述平坦表面。

4.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少一个翼构件包括至少一个内腿、第一外腿和第二外腿，所述至少一个内腿靠近所述柄部设置，所述至少一个内腿的相应内腿可枢转地联接到所述柄部，所述叉形件由所述第一外腿和所述第二外腿之间的接合部限定。

5.根据权利要求1所述的组件，其中，所述翼构件在所述柄部附近设置有活动铰链，其中，所述翼构件经由所述活动铰链可枢转地联接到所述柄部。

6.根据权利要求1所述的组件，其中，所述紧固件头部和所述柄部具有延伸穿过其中的内孔，所述内孔沿着所述中心轴线延伸。

7.根据权利要求1所述的组件，还包括设置在所述紧固件头部和所述柄部之间的凸缘，所述凸缘在所述柄部的径向外侧延伸。

8.根据权利要求7所述的组件，还包括设置在所述凸缘的下表面处的密封构件。

9.一种组装的方法，包括：

提供其中具有孔口的工件；

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个翼构件包括至少两个翼构件，并且其中，旋转所述紧固件将所述至少两个翼构件枢转到相应的展开位置并且将所述工件保持在所述至少两个翼构件的相应的叉形部分中。