CN115013400A - 隐藏式紧固机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隐藏式紧固机构，用于锁紧相对设置的第一板材件和第二板材件，其该机构包括紧固本体和锁扣单元，所述紧固本体能够沿第一方向与所述锁扣单元配合，所述第一板材件上设置有能够供所述紧固本体插入的导向孔；所述锁扣单元包括具有一腔体的锁扣本体、多个球体、第一浮动体以及弹性体；所述球体在所述紧固本体插入所述锁扣本体内后由于所述弹性件变形发生错位移动，并分别与所述锁扣本体的侧壁、紧固本体的侧壁抵接；所述第一浮动体用于对多个球体进行支撑。本发明至少包括以下优点：利用弹性体、球体的运动、配合紧固本体与锁扣单元之间的机械干涉，能够有效对两个板材件之间进行锁紧固定，安装和拆卸均较为便捷。

Description

隐藏式紧固机构及方法

技术领域

本发明涉及紧固技术领域，具体的是一种隐藏式紧固机构及方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

随着科学技术的快速发展，各行业对紧固件连接的需求已经从单一的牢固可靠延伸到了对产品表面的美观性和灵活性的设计考虑。现有技术中，螺钉/螺母的组合方式用于紧固是常用的一种方式，但是其安装和拆卸由于螺纹的配合结构造成耗时耗力的弊端，并且安装后的螺钉的部分结构和螺母会裸露在产品的外部，无法满足产品外表面的美观需求。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种隐藏式紧固机构及方法，其利用弹性体、球体的运动、配合紧固本体与锁扣单元之间的机械干涉，能够有效对两个板材件之间进行锁紧固定，安装和拆卸均较为便捷。

本申请实施例公开了：一种隐藏式紧固机构，用于锁紧相对设置的第一板材件和第二板材件，包括紧固本体和锁扣单元，所述锁扣单元设置在所述第一板材件上并朝向所述紧固本体设置，所述紧固本体能够沿第一方向穿过所述第二板材件后与所述锁扣单元配合，其中所述第一板材件上设置有能够供所述紧固本体插入的导向孔；

所述锁扣单元包括具有一腔体的锁扣本体、沿第一方向依次设置在所述腔体内的多个球体、第一浮动体以及弹性体；所述球体在所述紧固本体插入所述锁扣本体内后由于所述弹性件变形发生错位移动，并分别与所述锁扣本体的侧壁、紧固本体的侧壁抵接；其中多个所述球体散放于所述锁扣本体的腔体中；

当多个所述球体绕所述紧固本体周向布满时，其中一个所述球体不会落于所述紧固本体插入空间的表达式为：

AB＝2R₁ sina-2R₂；

且AB＜2R₂；

其中：O₁为紧固本体的中心点；O₂为球体的中心点，R₁为O₁到O₂的中心距；R₂为球体的半径；线段AB为其中一个球体相对两侧的两个球体的中心点连线后与自身半径的差值；a为线段O₁O₂与过O₁点的线段AB的平分线之间的夹角。

进一步地，所述锁扣本体的内侧壁沿第一方向逐渐向外倾斜延伸，所述第一浮动体上开设有与所述紧固本体配合的安装孔；

多个所述球体具有锁紧位置和释放位置，多个所述球体在所述紧固本体插入所述安装孔的过程中由锁紧位置切换至释放位置，使得所述锁扣本体的内侧壁或所述紧固本体的外侧壁与所述球体的外侧壁之间具有释放间隙，所述弹性体在所述紧固本体与所述安装孔的孔壁之间产生的摩檫力作用下被压缩；多个所述球体在所述弹性体复位过程中由释放位置切换至锁紧位置，使得所述锁扣本体的内侧壁和所述紧固本体的外侧壁分别能够与所述球体的外侧壁抵接。

进一步地，所述第一浮动体与所述球体抵接的表面上设置有朝向所述锁扣本体设置的第一倾斜面，所述第一倾斜面与所述球体的外表面相仿设置。

进一步地，还包括沿第一方向与所述第一浮动体相对设置在所述球体一侧的第二浮动体，所述第二浮动体与所述球体抵接的表面上设置有朝向所述锁扣本体设置的第二倾斜面，所述第二倾斜面与所述球体的外表面相仿设置。

进一步地，还包括沿第一方向位于所述弹性体后端的盖体，所述盖体与所述锁扣本体可拆卸连接。

进一步地，所述第一浮动体和所述盖体上均设置有能够在垂直于第一方向上对所述弹性体限位的凸起或凹槽。

进一步地，所述紧固本体包括沿第一方向延伸的插入部、位于所述插入部靠近所述第二板材件一端的限位部，其中所述限位部能够与所述第二板材件背离所述第一板材件的外表面抵接。

进一步地，所述插入部的外表面上凹陷形成有多个与所述球体适配的仿形槽。

进一步地，所述锁扣单元可通过旋铆或压铆或热熔或胶粘的方式设置在所述第一板材件上。

本申请还公开了一种隐藏式紧固方法，包括以下步骤：

将第一板材件和第二板材件相对设置；

将锁扣本体穿过所述第二板材件后插入位于第一板材件上的锁扣单元，该步骤包括：

紧固本体越过多个球体后插入第一浮动体的安装孔中，利用紧固本体与安装孔的内壁之间的摩擦力能够带动第一浮动体沿第一方向移动并压缩弹性体，使得锁扣本体的内侧壁或紧固本体的外侧壁与球体的外侧壁之间具有释放间隙；

弹性体在外力消除后能够带动第一浮动体沿第一方向的相反方向移动，使得锁扣本体的内侧壁和紧固本体的外侧壁分别能够与球体的外侧壁抵接，完成紧固工序。

借由以上的技术方案，本发明的有益效果如下：利用弹性体、球体的运动、配合紧固本体与锁扣单元之间的机械干涉，能够有效对两个板材件之间进行锁紧固定，安装和拆卸均较为便捷。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中的整体装置结构爆炸图；

图2是本发明实施例中的整体装置锁紧状态的结构示意图；

图3是本发明实施例中的球体、紧固本体和锁扣本体内侧壁之间的剖视图。

以上附图的附图标记：1、第二板材件；2、紧固本体；3、锁扣本体；4、球体；5、第一浮动体；6、弹性体；7、第一倾斜面；8、第二浮动体；9、第二倾斜面；10、盖体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

结合图1至图3所示，本实施例中公开了一种隐藏式紧固机构，包括紧固本体2和锁扣单元，该隐藏式紧固机构主要用于锁紧相对设置的第一板材件和第二板材件1。其中所述第一板材件和第二板材件1可以为实心板材，也可以为空心板材，尤其是两个空心板材之间的固定，更能够体现本申请的紧固优势。值得注意的是，所述第一板材件和第二板材件1之间还可以设置有其余板材件，亦或者是所述第一板材件的表现形式可以是其它配件，也适用于本申请的紧固机构。

具体地，所述第一空心板材位于所述第二空心板材的下方，所述锁扣单元设置在所述第一空心板材的上侧表面，所述紧固本体2设置在所述第二空心板材的下侧表面，所述锁扣单元与所述紧固本体2对应设置。此处值得注意的是，所述锁扣单元的位置可以为第一空心板材件的任意位置，且数量也是不限定的，仅需要所述紧固本体2与所述锁扣单元之间的插入动作即可完成两者之间的固定，替换了现有的穿孔式螺钉螺纹锁紧或者是焊接锁紧等方式，首先安装工序更为简便，且可拆卸的连接方式使得所述第一空心板材和第二空心板材的重复利用率提高。

本实施方式中，所述紧固本体2可成T字形，其中包括沿第一方向延伸以能够插入所述锁扣单元内的插入部，位于水平面内的且靠近所述第二空心板材设置的限位部。其中一种方式中，所述紧固本体2的表现形式可以为PIN针。

其中一种方式中，所述第二板材为实心板材时，所述实心板材上开设有适配所述PIN针顶部的沉孔，再通过安装件将所述PIN针进行限位。其中具体地，所述安装件可以采用旋铆或压铆或热熔或胶粘的方式与所述第二板材固定连接。值得注意的是，所述安装件上开设有能够供所述PIN针的插入部穿过的导向孔，所述PIN针的限位部则位于所述安装件与所述第二板材件1形成的安装槽内。所述PIN针能够绕自身轴线转动，也可以在平面内微量移动，以适应加工时所允许的误差，提高机械配合的有效性。

着重参照图1，本实施方式中，所述锁扣单元包括具有一腔体的锁扣本体3、沿第一方向依次设置在所述腔体内的多个绕所述紧固本体2周向自由分布的球体4、第一浮动体5以及弹性体6。其中定义所述第一方向为由上至下方向。优选地，所述球体4的数量大于3个，可以为5个、7个等。

所述锁扣本体3的腔体沿上下方向延伸且贯通其下表面，从而使得所述球体4、第一浮动件以及弹性件能够从所述锁扣本体3的下表面侧依次装入所述腔体内。所述锁扣本体3的上表面上开设有能够与所述腔体连通的避让孔，所述紧固本体2能够穿过所述避让孔插入所述腔体内。其中值得注意的是，所述锁扣本体3的内侧壁由上至下延伸的过程中逐渐向外倾斜延伸，也就是说，在由上至下的方向上，所述锁扣本体3的内侧壁与所述紧固本体2的外侧壁之间的间隙逐渐变大。

首先借助外力将多个所述球体4装入所述锁扣本体3的腔体中，通过所述锁扣本体3的上部内侧壁、左右内侧壁以及所述第一浮动件的上表面对多个所述球体4的机械限位，使得所述球体4能够有效容置于所述锁扣本体3的腔体中。其中值得注意的是，多个所述球体4的尺寸一致，保证多个所述球体4位于同一水平面内且呈绕第一方向呈圆周分布。多个球体4的外表面能够相互抵接，从而起到卡位作用，使得本申请不需要传统的腔体固定所述球体4，该球体4也能够较好地位于同一水平面内。还值得注意的是：其中多个所述球体4散放于所述锁扣本体3的腔体中，替换了现有技术中球体4位置固定的方式。本申请中采用多个所述球体4散放的方式，使得每个所述球体4在运动的过程中没有固定位置，这样所述球体4在对所述PIN针锁紧的过程中能够自动寻找合适的位置进行抵接定位。另外，本申请中利用所述球体4散放的方式，对所述球体4的数量可以不做限制，相对于现有技术所述球体4的数量是增加的，这样可以利用增大所述球体4与PIN针之间的接触面积更加有效地对所述PIN针进行锁紧。

依次将所述第一浮动体5和弹性体6从所述锁扣本体3的下表面一侧装入所述腔体中，在完成上述工序后，通过该机构包含的盖体10封闭所述腔体的下侧开口。其中所述弹性体6的上端与所述第一浮动体5的下端抵接、下端与所述盖提的上端抵接以实现机械安装。所述第一浮动体5的上表面用于支撑多个所述球体4。

上述的设置方式中，优选地所述弹性件可以采用弹簧，所述第一浮动体5的下端设置有能够与所述弹簧的内圈侧壁抵接的限位凸起，所述盖体10内侧壁能够与所述弹性件的外圈侧壁抵接。在紧固过程中，外力会推动所述第一浮动体5向下运动进而压缩弹簧，采用上述方式利用机械限位能够在弹簧被压缩的过程中尽可能地保证弹簧不会在竖直平面内发生折弯，进而保证整体机构锁紧的有效性。

上述的设置方式中，所述第一浮动体5朝向所述球体4的表面用于支撑或者限位多个所述球体4。值得注意的是，所述第一浮动体5朝向所述球体4的表面上设置有第一倾斜面7，所述第一倾斜面7呈弧形状且朝向所述锁扣本体3的内侧壁设置。该设置方式一方面能够对多个所述球体4的内侧壁进行部分限位，另一方面能够使得所述球体4具有朝向所述锁扣本体3的侧壁运动的趋势。上述结构的结构设计，使得多个所述球体4在紧固或者释放状态下均能够位于预设安装区域内。

上述的设置方式中，多个所述球体4具有锁紧位置和释放位置，多个所述球体4在所述紧固本体2插入所述安装孔的过程中由锁紧位置切换至释放位置，使得所述锁扣本体3的内侧壁或所述紧固本体2的外侧壁与所述球体4的外侧壁之间具有释放间隙，所述弹性体6在所述紧固本体2与所述安装孔的孔壁之间产生的摩檫力作用下被压缩。多个所述球体4在所述弹性体6复位过程中由释放位置切换至锁紧位置，使得所述锁扣本体3的内侧壁和所述紧固本体2的外侧壁分别能够与所述球体4的外侧壁抵接。

着重参照图3，当多个所述球体4绕所述紧固本体2周向布满时，其中一个所述球体4不会落于所述紧固本体2插入空间的表达式为：

AB＝2R₁ sina-2R₂；

且AB＜2R₂；

其中：O₁为紧固本体的中心点；O₂为球体的中心点，R₁为O₁到O₂的中心距；R₂为球体的半径；线段AB为其中一个球体相对两侧的两个球体的中心点连线后与自身半径的差值；a为线段O₁O₂与过O₁点的线段AB的平分线之间的夹角。

其中一个实施方式中，所述球体4背离所述第一浮动体5的一侧设置有第二浮动体8，所述第二浮动体8朝向所述球体4的表面上设置有第二倾斜面9。优选地所述第二倾斜面9也呈弧形状且朝向所述锁扣本体3的内侧壁设置。所述第一浮动体5和所述第二浮动体8之间的机械配合、在利用所述锁扣本体3的内侧壁的机械限位，能够进一步使得所述球体4在腔体中运动的时候始终位于预设安装区域内。根据实际应用情况，上述的第二浮动体8可以适应性设置，当然也可以不设置，以保持结构的简易性。

通过所述第一浮动体5和第二浮动体8的设置，能够将所述球体4限位在预设安装区域内，这样就对所述球体4的材质不做限制了。本方式中，所述球体4的材质可选用陶瓷材料制成，在长期的使用过程中，陶瓷材料的耐磨性和不具腐蚀性的特点远好于现有技术中的铁质材料，也对应保证了紧固机构紧固的有效性和较长的使用寿命。

本实施方式中，所述插入部的外表面上还可以凹陷形成有多个与所述球体4适配的仿形槽。在紧固工序中，其中所述球体4的部分结构能够嵌入所述仿形槽中。

本实施方式中，所述锁扣单元与所述第一空心板材固定连接，其中连接的方式可以为旋铆或压铆或热熔或胶粘的方式。

本申请还公开了一种隐藏式紧固方法，包括以下步骤：

将第一板材件1和第二板材件2相对设置；具体地，所述第一板材件1为第一空心板材，第二板材件2为第二空心板材；

将锁扣本体穿过所述第二板材件2后插入位于第一板材件1上的锁扣单元，该步骤包括：

紧固本体2越过多个球体4后插入第一浮动体5的安装孔中，利用紧固本体2与安装孔的内壁之间的摩擦力能够带动第一浮动体5沿第一方向移动并压缩弹性体6，使得锁扣本体3的内侧壁或紧固本体2的外侧壁与球体4的外侧壁之间具有释放间隙；

弹性体6在外力消除后能够带动第一浮动体5沿第一方向的相反方向移动，使得锁扣本体3的内侧壁和紧固本体2的外侧壁分别能够与球体4的外侧壁抵接，完成紧固工序。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种隐藏式紧固机构，用于锁紧相对设置的第一板材件和第二板材件，其特征在于，包括紧固本体和锁扣单元，所述锁扣单元设置在所述第一板材件上并朝向所述紧固本体设置，所述紧固本体能够沿第一方向穿过所述第二板材件后与所述锁扣单元配合，其中所述第一板材件上设置有能够供所述紧固本体插入的导向孔；

所述锁扣单元包括具有一腔体的锁扣本体、沿第一方向依次设置在所述腔体内的多个球体、第一浮动体以及弹性体；所述球体在所述紧固本体插入所述锁扣本体内后由于所述弹性件变形发生错位移动，并分别与所述锁扣本体的侧壁、紧固本体的侧壁抵接；其中多个所述球体散放于所述锁扣本体的腔体中；

当多个所述球体绕所述紧固本体周向布满时，其中一个所述球体不会落于所述紧固本体插入空间的表达式为：

AB＝2R₁sina-2R₂；

且AB＜2R₂；

其中：O₁为紧固本体的中心点；O₂为球体的中心点，R₁为O₁到O₂的中心距；R₂为球体的半径；线段AB为其中一个球体相对两侧的两个球体的中心点连线后与自身半径的差值；a为线段O₁O₂与过O₁点的线段AB的平分线之间的夹角。

2.如权利要求1所述的隐藏式紧固机构，其特征在于，所述锁扣本体的内侧壁沿第一方向逐渐向外倾斜延伸，所述第一浮动体上开设有与所述紧固本体配合的安装孔；

多个所述球体具有锁紧位置和释放位置，多个所述球体在所述紧固本体插入所述安装孔的过程中由锁紧位置切换至释放位置，使得所述锁扣本体的内侧壁或所述紧固本体的外侧壁与所述球体的外侧壁之间具有释放间隙，所述弹性体在所述紧固本体与所述安装孔的孔壁之间产生的摩檫力作用下被压缩；多个所述球体在所述弹性体复位过程中由释放位置切换至锁紧位置，使得所述锁扣本体的内侧壁和所述紧固本体的外侧壁分别能够与所述球体的外侧壁抵接。

3.如权利要求1所述的隐藏式紧固机构，其特征在于，所述第一浮动体与所述球体抵接的表面上设置有朝向所述锁扣本体设置的第一倾斜面，所述第一倾斜面与所述球体的外表面相仿设置。

4.如权利要求1所述的隐藏式紧固机构，其特征在于，还包括沿第一方向与所述第一浮动体相对设置在所述球体一侧的第二浮动体，所述第二浮动体与所述球体抵接的表面上设置有朝向所述锁扣本体设置的第二倾斜面，所述第二倾斜面与所述球体的外表面相仿设置。

5.如权利要求1所述的隐藏式紧固机构，其特征在于，还包括沿第一方向位于所述弹性体后端的盖体，所述盖体与所述锁扣本体可拆卸连接。

6.如权利要求5所述的隐藏式紧固机构，其特征在于，所述第一浮动体和所述盖体上均设置有能够在垂直于第一方向上对所述弹性体限位的凸起或凹槽。

7.如权利要求1所述的隐藏式紧固机构，其特征在于，所述紧固本体包括沿第一方向延伸的插入部、位于所述插入部靠近所述第二板材件一端的限位部，其中所述限位部能够与所述第二板材件背离所述第一板材件的外表面抵接。

8.如权利要求7所述的隐藏式紧固机构，其特征在于，所述插入部的外表面上凹陷形成有多个与所述球体适配的仿形槽。

9.如权利要求1所述的隐藏式紧固机构，其特征在于，所述锁扣单元可通过旋铆或压铆或热熔或胶粘的方式设置在所述第一板材件上。

10.一种隐藏式紧固方法，其特征在于，包括以下步骤：

将第一板材件和第二板材件相对设置；

将锁扣本体穿过所述第二板材件后插入位于第一板材件上的锁扣单元，该步骤包括：

紧固本体越过多个球体后插入第一浮动体的安装孔中，利用紧固本体与安装孔的内壁之间的摩擦力能够带动第一浮动体沿第一方向移动并压缩弹性体，使得锁扣本体的内侧壁或紧固本体的外侧壁与球体的外侧壁之间具有释放间隙；

弹性体在外力消除后能够带动第一浮动体沿第一方向的相反方向移动，使得锁扣本体的内侧壁和紧固本体的外侧壁分别能够与球体的外侧壁抵接，完成紧固工序。

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