CN113272563B - 柔性紧固件 - Google Patents

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Abstract

一种紧固件包括:主体(102);具有从主体(102)径向向外延伸的凸缘(112)的紧固件头部(104);以及从主体(102)向外延伸的多个肩部(106)。主体(102)还包括从每个肩部(106)的一端延伸的指状部(132)。主体(102)进一步包括定位在主体(102)上、位于肩部(106)之间的多个切口(154)。主体(102)沿着切口(154)是柔性的。指状部(132)也是柔性的,并且与第一部件(128)的多个锁定特征(200)配合以将第一部件(128)和第二部件(130)充分地固持在指状部(132)和凸缘(112)之间。

Description

柔性紧固件
相关申请的交叉引用
本申请基于2019年10月24日提交的名称为“Flexible Fastener[柔性紧固件]”的美国专利申请序列号16/662,225和2018年10月25日提交的名称为“Flexible Twistlok[柔性扭力锁]”的美国临时申请序列号62/750,299,要求它们的优先权,并且通过引用将其全部内容并入本文。
关于联邦资助的研究或开发的参考
不适用
序列表
不适用
发明背景
1.技术领域
本发明总体上涉及紧固件,并且更具体地涉及被配置为将一个或多个部件(比如在车辆制造过程中在车辆内部的或围绕车辆固定在一起的面板)固定在一起的紧固件。
2.背景技术
紧固件可以用于多种应用中,包括汽车制造。例如,在车辆的制造过程期间,各种部件可以通过紧固件或紧固件组件固定在一起。具体示例可以包括:可以固定到外部面板的内部框架面板、或者可以固定到内部车门面板或杂物箱面板的气囊组件。作为另一个示例,可以将车身底部空气动力学护罩固定到车辆塑料面板。典型地,使用一个或多个紧固件或紧固件组件(比如塑料铆钉式紧固件)将部件固定在一起。
许多已知的塑料紧固件被配置为固定特定尺寸的两个面板。在面板不具有特定尺寸的情况下,典型地修改紧固件以容纳面板或需要新的紧固件,从而在制造过程期间引起不必要的负担。进一步地,许多现有技术的紧固件组件被标准化为特定的公差或尺寸。这样,许多现有技术的紧固件允许窄范围的面板厚度。
因此,存在对通过允许单个紧固件用于具有较宽的厚度范围的面板而具有增加的功能性的紧固件的需要。进一步地,存在对具有更宽的厚度范围、同时使破坏载荷最大化的紧固件的需要。甚至进一步地,存在对具有上述特性的紧固件的需要,该紧固件在制造过程或维护服务期间可以容易地安装或移除。
发明内容
在一方面,一种紧固件包括主体和紧固件头部,该紧固件头部具有从主体径向向外延伸的凸缘。紧固件进一步包括从主体向外延伸的多个肩部、和从每个肩部的一端延伸的指状部。紧固件还包括多个切口,该多个切口定位在主体上、位于肩部之间,并且主体沿着这些切口是柔性的。指状部是柔性的并且与第一部件的锁定特征配合以将第一部件和第二部件充分地固持在指状部和凸缘之间。
在相关的实施例中,指状部可以从肩部朝向凸缘突出,并且沿着枢转点挠曲以固定第一部件和第二部件。进一步地,一对切口可以包括朝向彼此合拢的两个侧壁。侧壁中的每个侧壁可以包括与另一侧壁的锁定部件配合的锁定部件,以在施加拔出力期间将切口的侧壁锁定在一起。主体可以是圆柱形的并且包括中空空腔。中空空腔可以包括从肩部延伸到紧固件头部的多个肋和支撑构件。肋和支撑构件也可以增加紧固件的最大破坏载荷。第一部件的锁定特征可包括锁定斜面和凹陷,并且紧固件的指状部在安装时可以被锁定在第一部件的凹陷和锁定斜面内。进一步地,紧固件可以仅沿一个方向旋转以将第一部件和第二部件锁定在一起。另外,相同的方向可以用于将紧固件从第一部件和第二部件解锁。
在另一方面,一种紧固件包括:主体,该主体包括紧固件头部和从主体向外延伸的一对相反的肩部;以及指状部,该指状部从肩部中的每个肩部的端部延伸并且包括与第一部件的多个锁定特征配合的柔性自由端。紧固件进一步包括主体内的一对切口,该一对切口朝向紧固件头部延伸。切口被定位在主体的相对侧。主体沿着切口是柔性的,以允许主体与指状部挠曲以将第一部件和第二部件固定。
在一些实施例中,主体可以是圆柱形的并且包括中空空腔。中空空腔可以具有延伸穿过整个中空空腔的多个支撑构件。紧固件可以仅沿一个方向旋转以将第一部件和第二部件锁定在一起。进一步地,紧固件头部可以包括从主体的上部径向向外延伸的凸缘。凸缘可以包括两个凸出的脊,该两个凸出的脊朝向凸缘的外边缘向外弯曲,并且脊中的每个脊可以包括相对于脊彼此相反的手指突片和凹槽。第一部件的锁定特征可以包括锁定斜面、凹陷和解锁斜面,并且紧固件的指状部可以锁定在锁定斜面和解锁斜面之间的凹陷内。指状部还可以允许第一部件和第二部件中有多达2.0mm的厚度变化,并且切口也可以允许第一部件和第二部件中有多达另一个2.0mm的厚度变化。
在另外的方面,本公开内容提供了一种紧固件,该紧固件包括圆柱形主体,该圆柱形主体包括紧固件头部、和从圆柱形主体的下部且在相反两侧上向外延伸的一对肩部。圆柱形主体进一步包括中空空腔。紧固件进一步包括指状部,该指状部从肩部中的每个肩部的顶端延伸,并且具有与第一部件的多个锁定特征配合的柔性自由端。紧固件还包括一对切口,该一对切口被定位在圆柱形主体的相对侧并且在该一对肩部之间。切口进一步从圆柱形主体的下部朝向靠近紧固件头部的位置延伸。圆柱形主体沿着切口是柔性的,以允许圆柱形主体与指状部挠曲并固定第一部件和第二部件。进一步地,该一对切口包括锁定部件,这些锁定部件在施加拔出力期间将切口的两个侧壁锁定在一起。
在相关实施例中,锁定部件可以包括圆形突起和凹入区域,并且圆形突起可以锁定在凹入区域内以在施加拔出力期间强化紧固件。紧固件一旦被安装就提供声音和触觉确认。
本公开内容的前述和其他方面以及优点将从以下描述中显现。在说明书中,参考了附图,这些附图形成了说明书的一部分,并且在附图中通过展示的方式示出了本公开内容的优选构型。然而,这样的构型不一定呈现了本公开内容的全部范围,因此可以参考权利要求书并在这里是用于解释本公开内容的范围。
附图说明
当考虑以下详细描述时,将更好地理解本发明,并且除了上述那些之外的特征、方面和优点将变得清楚。这样的详细描述参考以下附图。
图1是根据一个实施例的紧固件的正面俯视左侧等距视图;
图2是图1的紧固件的前正视图;
图3是图1的紧固件的仰视平面视图;
图4是图1的紧固件的俯视平面视图;
图5是第一部件和第二部件的正面俯视左侧等距视图;
图6是图5的正面俯视左侧等距视图,其中第二部件被移除;
图7是图6的仰视等距视图;
图8是图7的区段的放大视图;
图9是与图5的第一部件和第二部件对准的图1的紧固件的等距视图;
图10是初始插入到图5的第一部件和第二部件中的图1的紧固件的仰视等距视图;
图11是从其在第一部件和第二部件内的初始位置转动45°的图10的紧固件的仰视等距视图;
图12是在第一部件和第二部件内处于安装或锁定位置的图10的紧固件的仰视等距视图;
图13是在第一部件和第二部件内处于安装或锁定位置的图12的紧固件的侧视图;
图14是在第一部件和第二部件内处于安装或锁定位置的图12的紧固件的主视图;
图15是紧固件的另一个实施例的仰视等距视图;
图16是图15的紧固件的另一仰视等距视图;以及
图17是图15的紧固件的平面仰视图。
在详细说明本公开内容的实施例之前,应理解的是,本公开内容的应用并不局限于以下描述中阐述的或在附图中展示出的部件的构造和布置的细节。本公开内容能够具有其他实施例并且能够以多种不同的方式来实践或实施。而且,应理解的是,在本文中使用的措辞和术语是用于描述的目的,而不应被视为是限制性的。使用“包含”和“包括”及其变形的意思是涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目及其等同物。
具体实施方式
本公开内容的某些实施例提供了可以与宽范围的部件厚度一起使用的紧固件。其他实施例提供了增加的紧固件强度。实际上,在优选实施例中,紧固件被配置为与具有较宽的厚度范围的面板或部件一起使用,同时使破坏载荷最大化。进一步地,紧固件可以被配置为易于维修和多次移除,而不损害紧固件的强度。
图1和图2展示了根据本公开内容的实施例的紧固件100。紧固件100可以包括与紧固件头部104和多个紧固件肩部106一体模制并成型的紧固件主体102。在此实施例中,紧固件100包括从主体102向外延伸的两个相反的肩部106,然而,任何数量的肩部106可以与主体102一起形成。进一步地,主体102具有圆柱形结构,该圆柱形结构从头部104延伸到肩部106并且包括上部108和下部110。如本文所述,头部104附接到主体102的上部108,并且可以包括从主体102的上部108径向向外延伸的圆形凸缘112。此外,凸缘112可以包括盘形设计,该盘形设计包括两个其间具有空间的中心脊114。从图2可以看出,脊114可以形成朝向凸缘112的外边缘116向外弯曲的向下凸出构型。在替代性实施例中,凸缘112可以包括任何形状,比如正方形或六边形形状。
紧固件100可以由塑料材料形成,比如聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚甲醛(POM)。在其他实施例中,紧固件100可以由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、和/或聚丙烯(PP)形成。
仍然参考图1和图2,肩部106附接到下部110、且在主体102的相反两侧上。每个肩部106可以包括从主体102的两侧向外延伸的矩形形状。在其他实施例中,紧固件100可以包括任何数量的肩部106,使得其可以有效地起作用并将部件紧固。如上所述,主体102与肩部106一体成型,并且肩部106可以包括多个引入边缘118,该多个引入边缘向内倾斜并与肩部106连接。进一步地,肩部106还可以包括倒角底端120,该倒角底端具有位于肩部106的底部124附近的平坦基部122。在本实施例中,倒角底端120和引入边缘118可以帮助使用者将紧固件100插入第一部件128和第二部件130的孔126中(参见图9)。
再次参考图1和图2,每个肩部106可以包括从肩部106的顶端133延伸的指状部132,并且指状部132也可以在它们相应的肩部106上方且直接在它们相应的肩部上延伸。在此实施例中,指状部132可以包括倾斜壁134和相对平坦、柔性的自由端136,该倾斜壁从肩部106朝向凸缘112向外突出。部分地,倾斜壁134可以朝向头部104的凸缘112向上延伸,同时保持直接在其相应的肩部106上的位置。在另一个实施例中,指状部132可以延伸超过肩部106或此后延伸至任何高度。倾斜壁134最终变平并终止于自由端136。此外,指状部132可以具有拐角边缘138以及修圆边缘142,该拐角边缘138面向主体102并限定平坦侧壁140,该修圆边缘142背离紧固件100并限定修圆侧壁144。如图2中所见,指状部132的自由端136从朝向拐角边缘138的修圆边缘142朝向紧固件100的主体102向下倾斜。在其他实施例中,自由端136可以是总体上平坦的或平行于紧固件头部104的凸缘112。在另外的实施例中,指状部132的形状可以变化以适应不同的部件厚度。例如,自由端136可以更大或更小,或者自由端136可以是不同的形状,比如椭圆形、圆形或正方形。在替代性实施例中,紧固件100的肩部106均不包括指状部132。
指状部132是可以朝向肩部106向下挠曲的柔性部件。进一步地,指状部132可以沿倾斜壁134的基部处的枢转点146枢转或挠曲。如图1和图2中所见,指状部132在彼此相反的方向定位、彼此相反地延伸。如下面更详细地描述的,指状部132被配置为随着紧固件100的旋转而工作,并且因此被定位在这种构型中。然而,在其他实施例中,指状部132可以沿任何方向延伸或彼此平行地定位。此外,紧固件100可以包括任何数量的指状部132,以便有效地固定第一部件128和第二部件130。
如图2中所展示的,肩部106限定倒角底端120的底部以背离主体102的下部110一定的角度向上延伸。此角度被配置为类似于或平行于指状部132的自由端136所限定的角度。与倒角底端120相反,肩部106可以包括将肩部106的顶端133与主体102连接的接合部148。如图2中所见,接合部148可以包括具有额外材料厚度的加强区域152。特别地,加强区域152在使破坏载荷最大化的同时使零件加强。如本文所述,取决于紧固件100所需的破坏载荷,加强区域152的此厚度可以为任何尺寸。换句话说,紧固件100可以被修改或改变以满足制造商的要求。在其他实施例中,紧固件100可能不包括加强区域152。
返回参考图1和图2,主体102可以包括从主体102的下部110朝向头部104延伸的一对切口154。例如,切口154可以沿着主体102的中心延伸,并且包括两个朝向彼此合拢的侧壁156。进一步地,切口154可以定位在主体102的相对侧上并且在肩部106之间,以帮助主体102在安装期间挠曲。这种附加的挠曲支撑件允许紧固件100在部件或零件增加的厚度的情况下维持高的破坏载荷。在另一个实施例中,紧固件100可以包括更多或更少的切口154,以帮助促进紧固件100的挠曲。在另外的实施例中,切口154可以在紧固件100的主体102上更高或更低地延伸。
如图1、图2和图3中所见,切口154可以包括锁定部件158,这些锁定部件允许切口154的两个侧壁156彼此锁定,以便使夹子固位强度最大化。换句话说,一个侧壁156的锁定部件158可以与另一侧壁156的锁定部件158配合。在拔出载荷或力(部件或面板分离)的作用下,紧固件100的主体102将一起挠曲。因此,通过锁定切口154的两个半部,可以在零件失效之前使拔出力最大化。例如,拔出力可以增加大约10%-30%。在本实施例中,锁定部件158可以包括圆形突起160和凹入区域或圆形凹边缘162。在操作期间,突起160将锁定在凹入区域162内,以在施加拔出力期间强化紧固件100。在其他实施例中,突起160和凹入区域162可以包括除了圆形或半圆形以外的不同的几何形状。例如,锁定部件158可以包括任何形状,只要一种形状可以滑入另一种形状的凹入区域162中即可。在其他实施例中,切口154可以包括不具有锁定部件158的平坦侧壁156。在另外的实施例中,主体102可以不具有切口154。
转回到图2,除了指状部132之外,主体102和肩部106限定沿着紧固件100的中心轴线164的总体上对称的构型。这样,对称构型允许更容易地制造紧固件100的零件并且在操作期间紧固件100具有更好的性能。
如图3所展示的,肩部106和主体102在它们之间限定了中空空腔166。空腔166可以包括两个加强肋168,该两个加强肋168沿着肩部106延伸并穿过紧固件100的主体102。在优选实施例中,肋168可以在紧固件100的头部104处结束。类似于肩部106的加强区域152,肋168用于加强紧固件100并使破坏载荷最大化。取决于所需的最大破坏载荷,肋168可以包括任何厚度。在替代性实施例中,空腔166可以不具有延伸穿过紧固件100的任何肋168。进一步地,在此实施例中,空腔166可以包括延伸穿过紧固件100的头部104的孔170。特别地,孔170可以包括延伸穿过头部104的凸缘112的六边形形状。然而,孔170可以采用任何形状,比如圆形、正方形、三角形或八边形。一旦安装了紧固件100,孔170可以允许水通过紧固件100排出。
仍然参考图3,凸缘112可以包括在主体102的两侧上从凸缘112跨展的矩形突起172。在此实施例中,突起172可以与第二部件130相互作用以允许零件的刚度增加。进一步地,矩形突起172还可以包括帮助使用者紧固部件的两个倒角端部174。在另一个实施例中,凸缘112可以包括从凸缘112延伸出的任何数量的矩形突起172。在另外的实施例中,矩形突起172的倒角端部174中的仅一个倒角端部可以被倒角,而另一个倒角端部可以包括拐角或突出部。
转到图1和图4,可以看到孔170延伸穿过凸缘112的中间。位于凸缘112的外边缘116附近,可以包括多个图形176以向使用者指示如何操作紧固件100。邻近图形176,紧固件头部104的脊114可以包括作为制造特征的正弦方波图案178。
参考图1和图9,两个脊114可以朝向凸缘112的外边缘116向外弯曲。这样,每个脊114可以包括手指突片180和凹槽182。在此实施例中,相对于凸缘112,手指突片180是脊114的高部分,并且包括向下延伸至凸缘112、与正弦方波图案178相对的平坦壁184。进一步地,脊114可以从手指突片180向下延伸至凹槽182,从而限定脊114的低点,即最靠近凸缘112的点。特别地,凹槽182可以在脊114中限定谷或沟。在优选实施例中,每个脊114彼此相反,使得一个脊114的凹槽182与另一脊114的手指突片180匹配,反之亦然(参见图4)。
在本实施例中,凹槽182被设计为在转动紧固件100时接纳使用者的手指。在安装期间,使用者将他们的手指放在手指突片180的平坦壁184上,并因此放在另一个脊114的对应凹槽182中,以转动紧固件100。这样,手指突片180和凹槽182以这样的构型被设计使得使用者可以直观地知道转动紧固件100的正确方向。
参考图5,第一部件128(比如塑料面板)示出为在第二部件130(比如铝面板)下方。在优选实施例中,第二部件130被配置为位于第一部件128的顶部,使得紧固件100可以将第一部件128固定到第二部件130。进一步地,第二部件130可以包括用于接纳紧固件100的穿通孔186。在本实施例中,穿通孔186可以加大尺寸以允许更容易地与第一部件128的孔126对准。另外,穿通孔186可以比第一部件128的孔126宽,但仍比紧固件100的凸缘112小。在此特定实施例中,穿通孔186总体是矩形的,但是可以包括可以是规则的(例如,圆形或椭圆形)或不规则的替代性几何形状,使得紧固件100可以穿过穿通孔186牢固地装配。此外,第二部件130可以大体上平坦地抵靠第一部件128定位,使得二者之间不存在空间。在替代性实施例中,在第一部件128和第二部件130之间可以存在其他部件或部分。另外,第一部件128和第二部件130可以是任何尺寸。
转到图6,第一部件128可以包括对孔126进行限定的内部边缘188。在本实施例中,孔126总体是矩形的,然而孔126可以包括任何形状以便与紧固件100的形状相匹配。如本文所述,内部边缘188可以包括彼此相对定位的圆柱形侧壁190。这样,圆柱形侧壁190可以与紧固件100的主体102的圆柱形形状对准(参见图1)。在替代性实施例中,圆柱形侧壁190可以包括诸如正方形或三角形的任何形状,以与紧固件100正确地匹配。在此实施例中,圆柱形侧壁190允许紧固件100在安装期间插入在特定位置,并且因此一旦被安装则正确地锁定紧固件100(参见图9)。
参考图7和图8,第一部件128的底侧可以包括定位在孔126的相反两侧上的两个锁定特征200。如将在本文中进一步详细讨论的,锁定特征200帮助将紧固件100锁定到第一部件128和第二部件130/帮助将紧固件100从第一部件和第二部件解锁。在此实施例中,锁定特征200可以与紧固件100的指状部132相互作用(参见图12)。在其他实施例中,可以存在更多或更少的锁定特征200以将第一部件128和第二部件130固定在一起。在优选实施例中,锁定特征200的数量可以与紧固件100的指状部132的数量相匹配。进一步地,锁定特征200可以是彼此的镜像,以便遵循图12中描绘的紧固件100的指状部132的构型。
参考图8,每个锁定特征200可以包括引入壁202、凹陷204、锁定斜面206、和解锁斜面208。在此实施例中,位于锁定特征200附近的内部边缘188可以包括平滑边缘210。如将进一步详细讨论的,平滑边缘210有助于指状部132沿引入壁202旋转。如本文所述,引入壁202可以包括倾斜平滑表面,该倾斜平滑表面从内部边缘188的限定孔126的平滑边缘210延伸到锁定斜面206。这样,引入壁202与内部边缘188的平滑边缘210一体地工作,以将指状部132引导到锁定或安装位置。
再次参考图7和图8,引入壁202终止于锁定斜面206,该锁定斜面延伸到凹陷204中。在优选实施例中,锁定斜面206从引入壁202的顶部以90°角延伸,并且可以形成凹陷204的一侧。然而,此角度是非限制性的并且可以是任何角度,使得锁定斜面206包括垂直于第一部件128的大体竖直的壁。此外,锁定斜面206可以包括两个表面,该两个表面在与第一部件128的平坦表面偏移的点212处相交。在此实施例中,锁定斜面206的点212可以不与第一部件128的表面对准,并且可以表现为从第一部件128延伸的突起。
凹陷204可以从锁定斜面206跨展到解锁斜面208,并且凹陷204可以延伸到第一部件128中。在特定实施例中,凹陷204可以被配置为匹配指状部132的自由端136的形状(参见图12)。在替代性实施例中,凹陷204可以是任何形状,只要指状部132的自由端136可以装配在其中即可。
如上所讨论的,解锁斜面208可以限定凹陷204的一个壁。在优选实施例中,解锁斜面208可以与凹陷204成一定角度向上延伸。与锁定斜面206不同,解锁斜面208可以包括从凹陷204延伸出的平缓斜坡。因此,与任何其他侧面相比,表面实质上更容易从解锁斜面208离开凹陷204。进一步地,解锁斜面208可以包括从第一部件128延伸出的尖顶214。在一个实施例中,尖顶214可以由解锁斜面208和朝向第一部件128向下延伸的另一表面形成。类似于点212,尖顶214可能看起来像是从第一部件128延伸的突起。
参考图9,紧固件100被示出为与第一部件128和第二部件130对准。如上所讨论的,第一部件128和第二部件130可以被配置为分别通过孔126和穿通孔186来接纳紧固件100。这样,在插入紧固件100之前,紧固件100的肩部106与孔126和穿通孔186对准。一旦对准,紧固件100则沿箭头A的方向被推入穿通孔186和孔126中。在推动紧固件100时,主体102的引入边缘118和肩部106的倒角底端120通过与内部边缘188对准而相对于穿通孔186和孔126将紧固件100引导到居中位置。孔126的内部边缘188在引入边缘118和倒角底端120上滑动,从而使得紧固件100的肩部106完全滑动穿过孔126,并因此滑动穿过穿通孔186。在肩部106穿过穿通孔186和孔126之后,接着推动紧固件100,直到紧固件头部104的凸缘112与第二部件130接触。一旦凸缘112与第二部件130接触,紧固件100准备好被锁定。在本实施例中,凸缘112可以与第二部件130齐平。然而,在替代性实施例中,在凸缘112和第二部件130之间可以存在另一部件或结构。
如图10所示,紧固件100准备好被锁定。在此位置中,紧固件100没有被锁定并且仍然可以相对于中心轴线164向上平移,或者第一部件128可以相对于中心轴线164向下滑动(参见图2)。如在图10的位置中所示,两个肩部106都定位在第一部件128的下方,而指状部132大部分位于第一部件128的下方。取决于第一部件128和第二部件130的厚度,指状部132和肩部106可以相对于第一部件128处于不同的位置。在替代性实施例中,指状部132的大部分区域可以在孔126中而不是在第一部件128下方。
在安装期间,如图4中所见,多个图形176向使用者指示沿箭头B的方向旋转紧固件100。如上所讨论的,使用者可以将一个手指放在每个脊114的凹槽182中、抵靠手指突片180的平坦壁184。因此,使用者可以沿箭头B的方向沿着手指突片180的平坦壁184推动,以将紧固件100旋转到其安装或锁定位置。在使紧固件100沿箭头B的方向旋转45°或整圈的八分之一之后,紧固件100处于部分安装的构型,如图11所示。在此特定构型中,指状部132与引入壁202、以及内部边缘188的平滑边缘210接触。这样,这种接触使指状部132沿着其枢转点146挠曲。当使用者继续沿箭头B的方向转动紧固件100时,指状部132将继续沿引入壁202和平滑边缘210延伸,直到到达锁定斜面206。
转到图10至图14,在紧固件100继续旋转之后,指状部132将在锁定斜面206的点212上延伸,从而使指状部132沿着其枢转点146进一步挠曲。一旦越过锁定斜面206的点212,指状部132可以在凹陷204中卡扣就位(见图12和图13)。在指状部132向下卡扣在凹陷204中之后,紧固件100处于位于锁定斜面206和解锁斜面208之间的安装或锁定位置。进一步地,一旦指状部132卡入凹陷204中,即其锁定或安装位置,则指状部132可以提供安装的声音和触觉确认。因此,这将通知使用者,因为紧固件100处于安装的位置,他们可以停止旋转紧固件100。在安装构型中,指状部132的自由端136可以被锁定在锁定特征200的凹陷204中或与锁定特征200的凹陷204配合。一旦安装,第一部件128和第二部件130被固持在指状部132与头部104的凸缘112之间。
取决于第二部件130的厚度,指状部132将以不同的角度挠曲以适当地固定第一部件128和第二部件130。如图14中所见,一旦指状部132达到最大挠曲点,即不能够再挠曲,则紧固件100的主体102可以沿着切口154、沿箭头C的方向向内挠曲以适当地固定第一部件128和第二组件130。如上所讨论的,一旦两个侧壁156彼此接触,锁定部件158将接合。因此,如上所讨论的,突起160将锁定在凹入区域162内以在拔出期间强化紧固件100。这样,可以在零件失效之前使拔出力最大化。换句话说,主体102的切口154为紧固件100提供额外的支撑,以与具有较宽厚度水平的部件相配合,并且切口154使紧固件100的破坏载荷和拔出力最大化。结果,紧固件100和第一部件128可以紧固宽范围厚度的第二部件130。换言之,紧固件100通过允许其用于具有宽厚度范围的部件或面板而具有增加的功能。
在一个非限制性示例中,指状部132允许第一部件128和/或第二部件130的0.1mm至7.0mm的厚度变化。换句话说,指状部132可以挠曲以固持具有0.1mm至7.0mm的宽度范围的部件或面板。类似地,切口154允许第一部件128和/或第二部件130在指状部132所允许的范围的最大值加上额外0.1mm至7.0mm的厚度变化。优选地,指状部132允许大约2.0mm的厚度变化,而切口154允许大约额外或另一个2.0mm的厚度变化。因此,紧固件100可以用在具有不同厚度水平的宽范围的面板或部件上。另外,紧固件100可以与面板或部件一起使用,该面板或部件可以包括非平坦或不平行的表面,即,面板本身内的厚度变化。
参考图12至图14,紧固件100的指状部132被定位在锁定斜面206和解锁斜面208之间。如图12中所见,锁定斜面206限制了指状部132沿箭头B的相反方向旋转(参见图9),从而将指状部132锁定在它们相应的凹陷204中。因此,锁定斜面206不允许使用者沿与箭头B的方向相反的方向旋转紧固件100。
为了使使用者将紧固件100与第一部件128以及与第二部件130脱离接合,使用者必须继续沿箭头B的方向旋转紧固件100(参见图9)。当使用者旋转紧固件100时,紧固件100的指状部132可以沿箭头B的方向在解锁斜面208上移动。如上所讨论的,解锁斜面208包括在尖顶214处相交的倾斜表面。结果,解锁斜面208允许指状部132滑出凹陷204并旋转到解锁位置(参见图10)。
一旦紧固件100处于解锁位置,使用者可以将紧固件100从第一部件128和第二部件130移除。因此,紧固件100可以多次使用而不损害性能。进一步地,如果需要新的第一部件128或第二部件130,则使用者可以在维护期间容易地移除紧固件100。因此,紧固件100能够保持其最大的破坏载荷,同时提供用于具有较宽厚度范围的面板或部件的解决方案。
指状部132和锁定特征200的构型允许紧固件100仅沿一个方向旋转,即沿箭头B的方向旋转(参见图9),以锁定第一部件128和第二部件130。这样,使用者可以沿相同方向旋转紧固件100以解锁和锁定紧固件100。如上所讨论的,多个图形176以及手指突片180和凹槽182的位置被设计为直观地通知使用者此正确的旋转方向。在此实施例中,紧固件100能够以90°的增量旋转以锁定或解锁紧固件100。换言之,使用者可以将紧固件旋转90°或四分之一圈,以将紧固件100安装到第一部件128和第二部件130。然后,使用者可以将紧固件从起点再旋转90°,即180°,以解锁或卸载紧固件100,以移除紧固件100。因此,紧固件100以四分之一圈或90°的增量工作。在替代性实施例中,紧固件100可以在不同的范围或角度下工作,以牢固地紧固和解开第一部件128和第二部件130。在另外的实施例中,紧固件100可以沿任何方向旋转,或者紧固件100可以沿顺时针方向或逆时针方向二者旋转。
参考图15至图17,对于紧固件300的替代性实施例,使用相同的附图标记。紧固件300可以包括与以上关于紧固件100所讨论的类似的构型。然而,在此实施例中,主体102的下部110可以包括不同的构型。另外,中空空腔166可以包括从中空空腔166的顶部304邻近孔170延伸的多个额外的肋或支撑构件302(参见图17)。如图15中所见,紧固件300还可以包括延伸穿过主体102的切口154。然而,在本实施例中,切口154可以基本上小于紧固件100的切口154。实际上,切口154可以沿主体102向上延伸到刚好超过引入边缘118的位置。类似于紧固件100,紧固件300的每个切口154包括朝向彼此合拢的两个侧壁156。替代性地,在本实施例中,紧固件300的切口154可以不包括附接到侧壁156的任何锁定部件158。然而,在其他实施例中,类似于紧固件100,紧固件300可以包括附接到侧壁156的锁定部件158。
参考图16和图17,可以看到中空空腔166。在本实施例中,支撑构件302可以包括四个主梁306,该四个主梁延伸穿过整个中空空腔166,到达大致与肩部106的平坦基部122齐平的位置。主梁306可以从平坦基部122的外边缘308延伸到与孔170相邻的位置(参见图17)。如上所讨论的,主梁306大致与平坦基部122齐平,使得主梁306的底表面310可以包括与由指状部132的自由端136和平坦基部122限定的角度相似或平行的倾斜表面。进一步地,主梁306的底表面310可以包括修圆边缘312,该修圆边缘与孔170相邻地对准(参见图17)。修圆边缘312可以包括表面314,该表面具有与底表面310不同的平面角。在其他实施例中,紧固件300可以包括更多或更少数量的主梁306。
仍然参考图16和图17,支撑构件302可以包括从中空空腔166的顶部304延伸的两个副梁316。副梁316与切口154对准并且从主体102向外延伸。副梁316仅部分延伸穿过中空空腔166,并且副梁316恰好在切口154之前终止于修圆端头318。如图17中所见,副梁314可以与切口154对准并且包括大致相似的形状。进一步地,紧固件300可以在中空空腔166的相对侧上包括两个副梁316。然而,在替代性实施例中,紧固件300可以包括更多或更少数量的副梁316。
参考图17,当从平坦基部122行进到孔170时,主梁306和副梁314的宽度可以增加。另外,主梁306的一部分可以延伸到中空空腔166的加强肋168中。类似于加强肋168,支撑构件302可以用于加强紧固件300并使破坏载荷最大化。因此,支撑构件302和减小的切口154可以允许紧固件300比紧固件100更强固并且更隆凸。进一步地,紧固件300可以以与以上关于紧固件100所述的完全相同的步骤来操作。这样,紧固件300可以用于通过将指状部132锁定在第一部件128的锁定特征200中而将第一部件128和第二部件130牢固地紧固在一起(未示出)。另外,类似于上面关于紧固件100所讨论的,紧固件300可以沿着指状部132和切口154挠曲以适应第一部件128和第二部件130的厚度变化。
取决于紧固件100、300的工业应用,紧固件100、300可以不包括从肩部106延伸出的任何指状部132。然而,在这样的实施例中,紧固件100、300仍然可以包括延伸穿过主体102的切口154。这样,所有的挠曲将在切口154中发生以适应不同的部件厚度。替代性地,在其他实施例中,紧固件100、300可以不包括延伸穿过主体102的切口154。然而,紧固件100、300的每个肩部106仍可以包括指状部132。这样,所有的挠曲都将在指状部132中发生,以适应不同的部件厚度。因此,紧固件100、300可以被配置用于特定目的或其旨在执行的功能。
如上所讨论的,紧固件100、300可以将第一部件128和第二部件130牢固地联接在一起。进一步地,紧固件100、300可以被制造或设计为满足使用者的特定规范。另外,紧固件100、300可以被安装多次而不损害其强度和破坏载荷,并且紧固件100、300可以通过与具有宽的厚度范围的部件兼容而具有增加的功能。
虽然可以使用比如顶、底、下、中间、侧向、水平、竖直、前、后等多种不同的空间和方向术语来描述本公开内容的实施例,但应理解的是,这样的术语仅是相对于附图中示出的取向来使用的。这些取向可以颠倒、旋转或以其他方式改变,使得上部是下部,反之亦然,水平变为竖直,等等。
前述内容的变型和修改在本公开内容的范围内。应当理解,本文所公开和限定的实施例扩展到文本和/或附图中所提及的或从文本和/或附图中显而易见的两个或更多个单独特征的所有替代性组合。所有这些不同的组合构成了本公开内容的多种不同的替代性方面。本文所描述的实施例解释了如何实践本公开内容,并且将使本领域的其他技术人员能够利用本公开内容。权利要求应被解释为包括现有技术所允许的范围内的替代性实施例。
如前所述,本领域的技术人员将了解,虽然前面已经结合具体的实施例和示例描述了本发明,但是本发明不一定局限于此,并且很多其他的实施例、示例、用途、对实施例、示例和用途的修改和偏离都旨在由所附权利要求涵盖。本文引用的各个专利和出版物的全部公开通过引用并入,如同各个这样的专利或出版物通过引用单独地并入本文。
工业实用性
鉴于前面的描述,对本发明的多种修改对于本领域的技术人员将是明显的。因此,本说明书仅应被解释成使说明性的,并且是为了使本领域技术人员能够制造和使用本发明得目的而呈现的。保留在所附权利要求范围内的所有修改的专有权。

Claims (18)

1.一种紧固件,包括:
主体;
紧固件头部,所述紧固件头部包括从所述主体径向向外延伸的凸缘;
多个肩部,所述多个肩部从所述主体向外延伸,其中所述多个肩部中的每个肩部包括顶端和底端,所述顶端比所述底端更靠近所述紧固件头部;
指状部,所述指状部从所述多个肩部中的每个肩部的所述顶端延伸;以及
多个切口,所述多个切口被定位在所述主体上、位于所述多个肩部之间,其中,所述主体沿着所述多个切口是柔性的,
其中,所述指状部是柔性的并且与第一部件的多个锁定特征配合以将所述第一部件和第二部件充分地固持在所述指状部和所述凸缘之间,
其中,所述多个切口中的每个切口包括两个侧壁,所述两个侧壁朝向彼此合拢,并且
其中,所述两个侧壁中的每个侧壁包括锁定部件,所述锁定部件与另一相应的侧壁的锁定部件配合,以在施加拔出力期间将所述多个切口的所述两个侧壁锁定在一起。
2.如权利要求1所述的紧固件,其中,所述指状部从所述多个肩部朝向所述凸缘突出并沿着枢转点挠曲以固定所述第一部件和所述第二部件。
3.如权利要求1所述的紧固件,其中,所述主体是圆柱形的并且包括中空空腔。
4.如权利要求3所述的紧固件,其中,所述中空空腔包括从所述多个肩部延伸到所述紧固件头部的多个肋和支撑构件,并且其中,所述多个肋和支撑构件增加了所述紧固件的最大破坏载荷。
5.如权利要求1所述的紧固件,其中,所述第一部件的所述锁定特征包括锁定斜面和凹陷,并且其中,所述紧固件的所述指状部在安装时被锁定在所述第一部件的所述凹陷和所述锁定斜面内。
6.如权利要求1所述的紧固件,其中,所述紧固件仅能够沿一个方向旋转以将所述第一部件和所述第二部件锁定在一起,并且其中,相同的方向被用于将所述紧固件从所述第一部件和所述第二部件解锁。
7.一种紧固件,包括:
主体,所述主体包括紧固件头部和从所述主体向外延伸的一对相反的肩部;
指状部,所述指状部从所述一对相反的肩部中的每个肩部的端部延伸,并且包括与第一部件的多个锁定特征配合的柔性自由端;以及
位于所述主体内的一对切口,所述一对切口朝向所述紧固件头部延伸,其中,所述一对切口定位在所述主体的相对侧,
其中,所述一对切口中的每个切口限定穿过所述主体的每个切口相应侧的开口;并且
其中,所述主体沿着所述一对切口是柔性的,以允许所述主体与所述指状部挠曲以固定所述第一部件和第二部件。
8.如权利要求7所述的紧固件,其中,所述主体是圆柱形的并且包括中空空腔,并且其中,所述中空空腔包括延伸穿过其中的多个支撑构件。
9.如权利要求7所述的紧固件,其中,所述紧固件仅能够沿一个方向旋转以将所述第一部件和所述第二部件锁定在一起。
10.如权利要求7所述的紧固件,其中,所述紧固件头部包括从所述主体的上部径向向外延伸的凸缘。
11.如权利要求10所述的紧固件,其中,所述凸缘包括两个凸出的脊,所述两个凸出的脊朝向所述凸缘的外边缘向外弯曲。
12.如权利要求11所述的紧固件,其中,所述两个凸出的脊中的每个脊包括相对于另一个脊彼此相反的手指突片和凹槽。
13.如权利要求7所述的紧固件,其中,所述第一部件的所述锁定特征包括锁定斜面、凹陷和解锁斜面,并且其中,所述紧固件的所述指状部被锁定在所述锁定斜面和所述解锁斜面之间的所述凹陷内。
14.如权利要求7所述的紧固件,其中,所述指状部允许所述第一部件和所述第二部件中有多达2.0mm的厚度变化,并且其中,所述一对切口允许所述第一部件和所述第二部件中有多达另一个2.0mm的厚度变化。
15.一种紧固件,包括:
圆柱形主体,所述圆柱形主体包括紧固件头部和从所述圆柱形主体的下部并在所述圆柱形主体的相反两侧上向外延伸的一对肩部,其中,所述圆柱形主体进一步包括中空空腔;
指状部,所述指状部从所述一对肩部中的每个肩部的端部延伸,并且包括与第一部件的多个锁定特征配合的柔性自由端;以及
一对切口,所述一对切口定位在所述圆柱形主体的相对侧且在所述一对肩部之间,其中,所述一对切口中的每个切口包括两个侧壁,
其中,所述圆柱形主体沿着所述一对切口是柔性的,以允许所述圆柱形主体与所述指状部挠曲并固定所述第一部件和第二部件,并且
其中,所述一对切口各自包括锁定部件,所述锁定部件在施加拔出力期间将所述一对切口中的每个切口的所述两个侧壁锁定在一起。
16.如权利要求15所述的紧固件,其中,所述锁定部件包括圆形突起和凹入区域。
17.如权利要求16所述的紧固件,其中,所述圆形突起锁定在所述凹入区域内,以在施加所述拔出力期间强化所述紧固件。
18.如权利要求15所述的紧固件,其中,所述紧固件一旦被安装就提供声音和触觉确认。
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