CN113302407A - 用于薄板材材料的紧固件 - Google Patents

Abstract

用于薄面板的紧固件具有柄部，该柄部具有可变形领环，该可变形领环与所构造的配套面板结合起作用，以产生增强的附着力，特别是在非常薄的面板的情况下。配套面板经制备成具有十字切开口或槽口的圆安装孔。面板在安装之前的准备步骤被压到锥形部分中，以便在最终冲压之前为紧固件提供卡入接合。紧固件柄部具有紧接在领环下方的底切，底切被卡入所制备的孔中。一旦被卡入，压力冲头和平砧被用来冲压紧固件的可变形带紧密抵靠所制备的面板，从而在可变形带与紧固件的基部之间刚性地抓住面板。在冲压期间，紧固件领环的材料也将流入面板的槽口，以防止旋转。

Description

用于薄板材材料的紧固件

相关申请

本申请是非临时专利申请，与2018年11月13日提交、名称为“Fastener for ThinSheet Material”的临时专利申请序号62/760,508相关，特此要求其优先权。

技术领域

本发明属于铆接类型紧固件或铆钉的领域。更具体来说，它涉及一种类型的紧固件，其变形以抓住紧固件附连的基质材料。

背景技术

微型紧固件已经变得越来越小，并且通常应用于非常薄的金属板材中。这有助于使组件中所需的空间减至最小。在这些应用中工作良好的紧固件一直是能够移除的松紧固件以及给予永久连接的铆接紧固件和铆钉紧固件。

铆接紧固件通常会提供高的推出和扭出性能，但是它们需要位于紧固件上的移位器、底切和柄部。铆接紧固件以不同形式出现，但是它们的共通点在于推出阻力特征和扭出阻力特征是互不关联的。

通过紧固件上的移位器与面板接合，从而使材料流入紧固件上的底切，来产生推出力。扭出力由与配套面板接合的滚花产生，所述滚花防止紧固件原位旋转。额外的板材厚度是必需的，以便材料能够流入底切。

由于对板材厚度的要求，薄板材应用例如消费电子产品须使用较厚的面板，这伴随增加组件的整体厚度的风险，而在电子工业中，增加组件的整体厚度一般是不利的。对于较薄的面板，使用铆螺母，因为它们不会使基部材料扭曲，更会提供高扭出和推出性能。螺母被放置在孔中，以及安装工具通过内侧的螺纹进行接合。当工具在螺纹上拉动时，使较薄的材料凸出到侧面。这通常引起材料在面板的两侧从紧固件突起。这可能是不利的，因为它在全部工件被组装时增加厚度。一些铆螺母能够制造成具有平头，该平头允许一侧齐平，但是需要更大面板厚度来添加该特征。

图1的示图1A和1B示出现有技术的紧固件，该紧固件利用可变形材料带13，该材料带13在压力冲头11与铁砧19之间被冲压时用来抓住位于该材料带与该紧固件的头部17之间的材料板材15。组件利用具有简单圆孔的平板。该组件的不足之处在于，它呈现不良的扭出性能，并且该紧固件的头部不是与面板的背侧齐平。

考虑到现有技术中利用的标准铆接和铆钉技术难以或者不可能与这类薄板材配合使用，本领域需要一种紧固系统，该紧固系统能够对非常薄的板材提供改进的附连特性。

发明内容

为了满足本领域的需要，本申请人设计了一种具有柄部的紧固件，该柄部具有领环，该领环是可变形材料带，当与配套面板恰当地接合时提供良好的扭出和推出阻力。本发明的紧固件的目的是提供一种紧固件，该紧固件能够与最小厚度为0.1mm的板材配合使用，同时提供有效推出和扭出阻力。虽然现有技术的铆接紧固件具有柄部、底切和移位器以提供推出和扭出阻力，但是本发明的紧固件将配套面板上的结构与底切和变形的柄部领环结合使用来产生增强的附着力。

本发明的配套面板具有圆形安装孔，其中在安装孔区域中具有切入面板的十字切开口或槽口。面板还被压到围绕安装孔的锥形部分中。这些特征允许在最终安装之前的准备步骤中暂时卡入接合。紧固件柄部具有紧接在可变形材料领环下方的底切，该底切在柄部被卡入制备的孔中时接纳面板。一旦被卡入，使用压力冲头和平砧将紧固件的可变形领环紧密地压靠制备的面板，从而在领环与紧固件的基部之间牢固地抓住面板。紧固件领环的材料也将流入面板的槽口，以防止旋转。平砧的使用允许紧固件在一侧齐平地安装。面板可以很薄，比如说其厚度为0.1mm。

更具体来说，本申请人发明了一种紧固件，其包括柄部，该柄部在最底端具有基部，所述基部是紧固件的最大直径。直径比柄部大、位于柄部上的可变形领环包括柄部中的底切，该底切具有直径比柄部小的内壁。底切紧接在领环的下方。柄部可以具有内螺纹或外螺纹。

紧固件可用于面板组件中，其中紧固件附于面板，该面板具有顶侧和背侧。面板优选地具有凸起的锥形部分，该凸起的锥形部分从面板顶侧向上延伸，限定面板背侧中的凹部。安装孔以锥形部分的顶点为中心，并且限定锥形部分的顶部。在被组装时，紧固件柄部穿过安装孔向上延伸，并且面板的锥形部分从而被固定在领环与基部之间。

按照上述组件，基部完全位于背侧凹部之内，以及锥形部分的元件位于底切之内。锥形部分的顶缘抵靠底切的内壁，以加强附连。多个径向槽口可用于面板的锥形部分中。在冲压组件的步骤之后，可变形领环的部分位于槽口内，以阻止面板中的紧固件的旋转。面板可具有一致的厚度，并且由弹性材料组成，由此紧固件能够通过卡扣配合暂时附于面板。在一个实施例中，在十字切样式中存在四个径向槽口，各槽口从安装孔延伸到锥形部分的圆周，从而产生四个凸片，各凸片从安装孔延伸到锥形部分的圆周。

在将紧固件牢固地附于面板组件的一种方法中，可变形领环在基部的方向被冲压压靠锥形部分，由此将锥形部分牢固地夹持在领环与基部之间。由于以上冲压，可变形领环的部分流入并且保持在径向槽口内。

因此，本发明的主要目的是提供一种具有增强的推出和扭出性能、用于非常薄的面板的紧固件。通过以下附图和一个实施例的描述，本发明的紧固件和面板组件的上述和其他目的和优点将对本领域的技术人员是显而易见的。在所有附图中对相同的特征将使用相似的标号。

附图说明

图1由示图1A和1B组成，示图1A和1B是并列的截视立面图，示出了现有技术的紧固件的安装顺序。

图2是本发明的实施例的前上等轴测图。

图3是本发明的实施例的俯视图。

图4是右上等轴测图。

图5是正面剖面图。

图6由示图6A和6B组成，示图6A和6B是本发明的已安装紧固件的正视剖面图。图7描绘了本发明的各个实施例的正视图和截视立面图。

具体实施方式

现在参照图2，看到紧固件20的三个主要特征，包括：具有可变形锥形带或领环23的柄部21、底切25、以及基部27。底切25包括位于其与柄部21的连接处的内壁29。

如在图3和图4中看到的，所述紧固件与面板31结合使用，面板31具有安装孔33，安装孔33在锥形凹部35内居中，锥形凹部35被压到面板31中。锥形部分35具有圆周36，并且通过十字样式的槽口39被分为部分或凸片37。每个凸片在其末端具有夹持边缘38。

部分地添加槽口，以允许面板凸片37在围绕紧固件20的可变形领环23受压时挠曲。十字切样式用来产生四个凸片37，凸片37在紧固件20卡入面板31的初步组装期间在底切25中移入到位。锥形按压允许所述面板按照会准许所述紧固件易于卡入到位的期望方式弯曲。当从图2的紧固件20的柄部21的顶部卡入时，面板31夹入紧固件底切25中，所述紧固件底切25紧接在柄部21上的可变形领环23下方。柄部21比切入面板31的安装孔33宽，这防止所述紧固件在完全安装之前的初始卡入接合时穿过安装孔33。

现在参照图5，在安装过程的这个初始准备卡入步骤之后，紧固件20和面板31被放置到压力冲头51中，压力冲头51具有接纳腔53。面板凸片38的夹持端抵靠所述底切内的柄部。压力冲头51和紧固件20然后在铁砧55的插销57上对齐，以确保可变形领环23的材料的均匀分布。通过预先压到所述面板中的锥形形状，领环23在变形时将易于压靠面板凸片37，所述面板凸片占据底切25。如在图6A中看到的，当所述紧固件的可变形领环23被压力冲头51冲压时，所述领环的材料流入所述面板的十字切槽口，从而产生对抗旋转的阻力。压力冲头51具有圆边59，以便在压力冲头51下压时使材料移位，以将所述材料引导到所述面板的槽口中。半径59经制作成适合的大小使得它不会折断所述可变形领环。当所述压力冲头接触平砧55所支承的面板31的顶部时，安装过程停止。

现在参照图6A和图6B，在图5中看到的所述紧固件/面板组件被冲压时，所述紧固件保持固定，并且被所述可变形领环牢固地抓住到所述面板上。推出阻力受助于面板材料中的锥形形状。通过这个几何结构，当沿与安装相反的方向推动所述紧固件时，所述安装孔在所述紧固件上收紧，从而防止推出。通过将所述可变形领环的一部分压入十字槽口中，来实现紧固件扭矩阻力，其中所述十字槽口如在图6A所见从所述安装孔向四周伸出。如在该图中看到的，紧固件基部27占据所述面板的锥形部分中的凹部，因此当使用平砧时提供齐平附连。

图6的图6A和图6B是分别取自正视图和侧视图的剖面图。图6A中，经过所述紧固件的侧面上的相对的槽口所截取的正视剖面图示出已经流入槽口并且触及紧固件基部27的领环材料23。图6B中，所述剖面侧视图示出在紧固件基部27与领环23之间被抓住的面板凸片37，领环23沿所述面板顶部展开，形成凸缘62。这个构造必然获益于使所述紧固件的材料变形，因为所述面板已经很非常薄和硬，使传统铆接是不可能的。图6的实施例具有可选的内螺纹孔61。

图7描绘了本发明的操作特征，该操作特征适于不同类型的紧固件以提供对须安装到非常薄和硬的面板中的其他应用的解决方案。由左至右，这些示图描绘了以下特征：插销71、具有内螺纹孔的螺柱73、外螺纹螺栓75、螺母77、以及具有扩大头部的螺纹螺栓79。

通过本发明，与相同螺纹直径的现有技术铆接螺母相比，附着力以两种方式得到增强。第一，扭出阻力由在锥形部分凸片之间的槽口中嵌入的可变形领环的部分大大地增加。第二，所述凸片的顶缘以对拔出力的直接反作用力挤入抵靠所述底切内壁的底切区域中，这增加了拔出阻力。

因此，从本发明的各个实施例的以上描述，对本领域的技术人员显而易见的是本发明的目的已经得到实现。本发明的紧固件与现有技术相比具有下列优点：

1)标准铆接特征需要较厚面板；这个新构造使非常薄的板材能够支持安装。

2)标准铆接特征只能够形成薄面板中的弱连接，而无法与较硬的主面板配合使用。

3)铆钉紧固件无法为非常薄的板材上的应用提供齐平侧面。

从以上各个实施例的描述，对本领域的技术人员本发明的其他目的和优点将是显而易见的。应当理解的是，本发明应该仅受到下列权利要求及其合法等效体所限定。

Claims (15)

1.一种紧固件，包括：

柄部，在所述柄部的最底端具有基部，所述基部是所述紧固件的最大直径；

所述柄部上的可变形领环，所述可变形领环的直径比所述柄部大；以及

所述柄部中的底切，所述底切具有直径比所述柄部小的内壁，并且紧接在所述领环的下方。

2.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述柄部具有螺纹轴向孔。

3.一种紧固件与面板的组件，包括：

如权利要求1所述的紧固件，所述紧固件附于面板，所述面板具有顶侧和背侧：

所述面板具有凸起的锥形部分，所述凸起的锥形部分从所述面板顶侧向上延伸并且限定所述面板背侧中的凹部；

安装孔，所述安装孔以所述锥形部分的顶点为中心，所述孔限定所述锥形部分的顶缘；以及

其中所述紧固件柄部穿过所述安装孔向上延伸，并且所述面板的所述锥形部分被固定在所述领环与所述基部之间。

4.如权利要求3所述的组件，其特征在于，所述基部完全位于背侧凹部内。

5.如权利要求3所述的组件，其特征在于，所述锥形部分的元件位于所述底切内。

6.如权利要求5所述的组件，其特征在于，所述锥形部分的所述顶缘抵靠所述底切的所述内壁。

7.如权利要求2所述的组件，其特征在于，所述面板在所述锥形部分中具有多个径向槽口。

8.如权利要求7所述的组件，其特征在于，所述可变形领环的部分位于所述槽口内。

9.如权利要求5所述的组件，其特征在于，所述面板具有一致的厚度。

10.如权利要求5所述的组件，其特征在于，所述紧固件柄部具有螺纹轴向孔。

11.如权利要求3所述的组件，其特征在于，所述面板由弹性材料组成，从而所述紧固件通过卡扣配合附于所述面板。

12.一种将所述紧固件刚性地附于如权利要求3所述的组件中的所述面板方法，具有下列步骤：将所述可变形领环向所述基部的方向压靠所述锥形部分，从而将所述锥形部分刚性地夹持在所述领环与所述基部之间。

13.如权利要求7所述的组件，其特征在于，在十字切样式中具有四个径向槽口，各个径向槽口从所述安装孔延伸到所述锥形部分的圆周。

14.如权利要求11所述的组件，其特征在于，所述锥形部分由四个凸片组成，各个凸片从所述安装孔延伸到所述锥形部分的所述圆周。

15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述压靠的步骤之后，所述可变形领环的部分位于所述槽口内。

Images