CN1646816A - 盲孔螺母 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盲孔螺母，该盲孔螺母是由诸如金属之类的塑性可变形材料制成的单体部件。盲孔螺母(1)包括中空内螺纹部分(2)、从内螺纹部分(2)连续延伸出去的中空管部分(3)和位于管部分(3)端部的凸缘(5)，该凸缘具有一个与管部分(3)的腔体互通的开口。通过将管部分(2)插入工件的安装孔(13)并在管部分(2)的一个部分产生翘曲变形，使内螺纹部分(2)安装在工件上，以便固定变形部分(17)和凸缘(5)之间的工件。内螺纹部分(2)包括一个薄壁区段(7)，该区段具有特定的轴长，从内螺纹部分(2)端部向管部分(3)延伸。薄壁区段(7)的内径比内螺纹部分(2)其余区段的内径大，其内表面没有任何内螺纹。

Description

盲孔螺母
技术领域
本发明涉及由诸如金属之类的塑性可变形材料制成的盲孔螺母，特别是涉及一种包含中空管部分、位于中空管部分前端的中空内螺纹部分和凸缘的盲孔螺母，其中，通过在工件的安装孔内插入管部分将内螺纹部分安装在工件上，从而使凸缘进入与其接触的表面，并在管部分内部形成翘曲变形，以便将工件夹在变形部分和凸缘之间。
背景技术
众所周知，盲孔螺母(blind nut)是一种由诸如金属之类的塑性可变形材料制成的单体部件，该螺母包括一个中空内螺纹部分、一个从内螺纹部分连续延伸的中空管部分，和一个形成在管部分的端部并具有与管部分的腔体互通的开口的凸缘，其中，通过在工件的安装孔内插入管部分将内螺纹部分安装在工件上，从而使凸缘进入与其接触的表面，并在管部分内部形成翘曲变形，以便将工件夹在变形部分和凸缘之间。例如，这种盲孔螺母在日本实用新型公开号58-186208中公开。盲孔螺母的装配操作只能从一个方向或一侧进行。因此，通常盲孔螺母用于装配诸如平板部件之类的工件，这种工件不允许从其背侧进行任何操作。将螺钉拧进装接在工件上的盲孔螺母内部，以便通过有螺纹的螺钉连接其它部件。
日本专利公开号2-159787中公开了一种将盲孔螺母(nutsert)装配在印刷电路板、以便在母线和电路组件之间形成电连接和机械连接的结构。在日本专利公开号2-159787中，一种专用的盲孔螺母装配工具用于将盲孔螺母装配在印刷电路板上。在日本专利公开号63-52974中公开了一种这种专用的盲孔螺母装配工具的示例。盲孔螺母装配工具包括一个从其前端伸出的螺钉部件。螺钉部件用于与盲孔螺母的内螺纹部分的螺纹咬合。通过将工具的螺钉部件插入内螺纹部分并在工具的螺钉部件内拧紧内螺纹部分，将盲孔螺母与工具的前端连接，以使凸缘进入与前端连接的表面，同时将内螺纹部分定位于前侧。然后，位于工具前端的盲孔螺母的内螺纹部分插入工件的安装孔中，以使凸缘进入与工件接触的表面。在这种情况下，启动工具以便将盲孔螺母的内螺纹部分有力地拉向凸缘，例如，通过旋转工具的螺钉部件，从而使凸缘和内螺纹部分之间的管部分产生翘曲变形。结果，将工件夹在变形部分和凸缘之间，从而使内螺纹部分装接在工件上。这种装配方法需要逐个将盲孔螺母连接在装配工具上。将盲孔螺母连接在工具前端的螺钉部件的操作对于操作者来说比较棘手，并且逐个将盲孔螺母连接在装配工具的过程也比较耗时。
发明人已经完成了无需上述专用盲孔装配工具即可在工件上装配盲孔螺母的研究工作。一种利用压制工具或装置而装配盲孔螺母的方法有利于装配操作。在这种装配操作中，只需将盲孔螺母插入工件的安装孔即可完成准备工作，而无需将盲孔螺母逐个连接在装配工具上，并且仅使用压制工具或装置就能够装配盲孔螺母，从而简化了后续的装配操作。然而，如果传统的盲孔螺母通过压制工具或装置装配，内螺纹部分的螺纹将受到损坏。盲孔螺母的螺纹尺寸越小，螺纹受到的损坏越剧烈。例如，当内螺纹部分的螺纹在常规尺寸或M3(螺纹直径为3mm)到M6(螺纹直径为6mm)时，内螺纹部分的螺纹几乎全部损坏。在实验测试下，这种螺纹的损坏也发生在内螺纹为M12(螺纹直径为12mm)或更小的盲孔螺母上。
因此，本发明的一个目的在于提供一种盲孔螺母，该螺母能够有效地简化将盲孔螺母通过压制工具或装置装配在工件上的操作，并无需使用任何专用盲孔装配工具。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供了一种盲孔螺母，该盲孔螺母由塑性可变形材料制成的单体部件，包括一个中空内螺纹部分、一个从内螺纹部分连续延伸的中空管部分和一个在管部分的端部形成的凸缘，该凸缘具有一个与管部分的腔体互通的开口，其中，通过将管部分插入工件的安装孔并使得位于凸缘另一端的管部分中的一部分产生翘曲变形，将内螺纹部分安装在工件上，从而将工件夹在变形部分和凸缘之间。在该盲孔螺母中，内螺纹部分包括一个薄壁区段，该薄壁区段具有从内螺纹部分端部向管部分延伸的特定的轴向长度，薄壁区段的内表面无任何内螺纹，且其内径大于内螺纹部分其余区段的内径。
在上述盲孔螺母中，内螺纹部分包括从内螺纹部分向管部分延伸的薄壁区段，薄壁区段的内表面无任何内螺纹，且其直径大于内螺纹部分的其余区段。因此，即使通过压制工具或装置将盲孔螺母装配在工件上，薄壁区段可释放或吸收来自压制工具或装置的压力，从而避免压力作用在内螺纹部分的内螺纹上，故此不会损坏螺纹。这将使无需利用任何专用的盲孔螺母装配工具将盲孔螺母装配在工件上成为可能。此外，即使盲孔螺母的内螺纹部分的尺寸在M3(螺纹直径为3mm)到M6(螺纹直径为6mm)之间，内螺纹部分的薄壁区段也可以避免任何螺纹损坏。
在本发明的盲孔螺母中，薄壁区段的内径大约等同于或稍大于内螺纹部分中内螺纹的外径。薄壁区段的轴向长度比从内螺纹部分端部延伸的轴向长度长一个螺纹间距，该螺纹间距为内螺纹部分中内螺纹的间距。而且，薄壁区段可包括一个锥形区域，该锥形区域的内径从没有任何螺纹的内表面开始向内螺纹部分的内螺纹区域逐渐减小。
在上述盲孔螺母中，管部分的外表面可具有多个纵向延伸的凹槽，该凹槽沿管部分的周长彼此对齐。在此情况下，待接触工件的凸缘表面具有可卡紧在工件表面内的突出物。而且，管部分外表面的横截面的形状可为六边形或四边形。管部分可具有纵向延伸的切口。当工件为具有曲侧面的管状部件时，优选地，待接触曲侧面的凸缘表面为曲面，该曲面的曲率与工件侧表面的曲率相一致。
附图说明
图1A至1C示出了根据本发明第一实施例的盲孔螺母，其中，图1A是盲孔螺母的俯视图，图1B是盲孔螺母的正视图，图1C是盲孔螺母沿图1B的线A-A的截面图。
图2为示出了图1的盲孔螺母通过压制工具或装置装配在工件之后的状态的部分截面正视图。
图3A至31B示出了根据本发明第二实施例的盲孔螺母，其中，图3A是盲孔螺母的正视图，图3B是盲孔螺母沿图3A的线B-B的截面图。
图4A至4C示出了根据本发明第三实施例的盲孔螺母，其中，图4A是盲孔螺母的正视图，图4B是盲孔螺母的仰视图，图4C是盲孔螺母沿图4A的线C-C的截面图。
图5A至5D示出了根据本发明第四实施例的盲孔螺母，其中，图5A是盲孔螺母的俯视图，图5B是盲孔螺母的正视图，图5C是盲孔螺母的仰视图，图5D是盲孔螺母沿图5A的线D-D的截面图。
图6A至6C示出了根据本发明第五实施例的盲孔螺母，其中，图6A是盲孔螺母的正视图，图6B是盲孔螺母的仰视图，图6C是盲孔螺母沿图6A的线A-A的截面图。
图7A至7B示出了根据本发明第六实施例的盲孔螺母，其中，图7A是盲孔螺母的正视图，图7B是盲孔螺母沿图7A的线F-F的截面图。
图8A至8D示出了根据本发明第七实施例的盲孔螺母，其中，图8A是盲孔螺母的俯视图，图8B是盲孔螺母的正视图，图8C是盲孔螺母的左侧视图，图8D是盲孔螺母沿图8A的线G-G的截面图。
图9A为示出了图8的盲孔螺母通过压制工具或装置装配在具有曲侧面的工件之后的状态的部分截面正视图。
具体实施方式
参考附图，对本发明的多个实施例进行说明。图1A至1C示出了根据本发明第一实施例的盲孔螺母1。盲孔螺母1是由诸如金属之类的塑性可变形材料制成的单体部件。制造盲孔螺母的一种典型材料是诸如铝或钢之类的塑性可变形金属，然而，也可使用其它任何合适的塑性可变形材料，诸如塑料。盲孔螺母1包括一个中空内螺纹部分2、一个从内螺纹部分2向图1A至1C中的下方连续延伸的中空管部分3，和一个位于端部(图1B和1C的上边缘)的具有更大直径的凸缘5。凸缘5具有一个与管部分3的腔体互通的开口，以便允许盲孔螺母1成为一个全部中空的圆柱体。在该第一实施例的盲孔螺母1中，内螺纹部分2和管部分3在具有相同外径的圆柱形外壳中形成，凸缘5在环形轧材(circula shape)中形成。在内螺纹部分2和凸缘5之间形成的管部分3的壁厚较与其邻接的内螺纹部分2的壁厚薄。也就是，通过施加一个能够减小内螺纹部分2和凸缘5的间距的强力，管部分3部分地向外变形或产生翘曲变形。因此，通过将管部分3插入工件的安装孔，可将内螺纹部分3安装在工件上，凸缘5进入与工件接触的表面，然后在管部分3中产生翘曲变形，从而将工件夹在变形部分和凸缘5之间(见图2)。
在本实施例中，内螺纹部分2包括一个薄壁区段7，薄壁区段7具有从内螺纹部分2的端部6向管部分3延伸的特定的轴向长度。薄壁区段7的内表面没有内螺纹，并且其内径大于内螺纹部分2其余区段的内径。薄壁区段7的内径大约等同于或稍大于内螺纹部分其余区段或螺纹区段9的内螺纹的外径。薄壁区段7的轴向长度比从内螺纹部分2端部延伸出去的轴向长度长一个螺纹间距，该螺纹间距为内螺纹部分中内螺纹的间距。因此，薄壁区段7无疑异于传统的具有延伸到其端部的螺纹内表面的内螺纹区域的端部区域(见图1的端部6)，并且异于在端部形成的所谓的“斜削部分”。薄壁区段7的长度可任意设定，但是通常设置为内螺纹的两螺距长度。而且，在所示的实施例中，薄壁区段7包括一个锥形区域10，其内径从没有内螺纹的内表面向螺纹区段9的内螺纹部分逐渐减小。可选地，薄壁区段7的整个内表面的形状为锥形，其内径从端部6向螺纹区段9的内螺纹的边缘逐渐减小。而且，薄壁区段7可以为圆柱形，并且可以在薄壁区段7和螺纹区段9之间的边缘部分有一台阶。
例如，准备一个在其整个内表面具有内螺纹的传统盲孔螺母，并将其从边缘6开始除去特定轴向长度的内螺纹，以形成薄壁区段7。可选地，也可以先在空白处(未完成产品)形成薄壁区段，然后再在空白处形成内螺纹。在所示的实施例中，薄壁区段7的孔的截面形状为圆形。然而，也可采用其它任何诸如四边形、六边形、星形或椭圆形之类的形状，只要所采用的形状与将螺钉插入安装在工件上的内螺纹部分2的操作没有冲突即可。
图2示出了图1中根据本发明的盲孔螺母1通过压制工具或装置(仅示出了压头14和底座15)装配在诸如平板之类的工件11上之后的状态，没有使用任何专用盲孔螺母装配工具。参考图2说明装配操作。工件上有一个安装孔13，该孔允许盲孔螺母的内螺纹部分2和管部分3插入，但不允许凸缘穿过。操作者通过将内螺纹部分的端部6定位在前侧，手动地将盲孔螺母1和工件11的安装孔13对齐，并将内螺纹部分2和管部分3插入安装孔13，从而使凸缘5进入与工件11接触的表面。然后，插有盲孔螺母1的工件11如此定位，以至于盲孔螺母1位于压头14的正下方，因此盲孔螺母1放置在压头14和底座15之间。在图2中，凸缘5放置在底座15上，并且内螺纹部分2的薄壁区段7放置在邻近压头14的位置。这种方向不是必须的。可选地，内螺纹部分2的薄壁区段7可放置在底座上，并且凸缘5可放置在邻近压头14的位置。
如图2所示，在盲孔螺母1位于压头14和底座15之间时，压制工具或装置被启动，从而压头14将薄壁区段7的端部6压向凸缘5，以在管部分3上施加一个能够减小内螺纹部分2和凸缘5之间间距的强力。这将使从工件11中伸出的管部分3的部分17产生一个向外的变形或翘曲变形，以便于将工件11夹在变形部分17和凸缘5之间。通过这种夹紧动作，盲孔螺母1固定在工件11上，从而将内螺纹部分固定在工件11上。在实验测试下，当本实施例的盲孔螺母1通过压制工具或装置装配在工件上时，薄壁区段7变形并同时确保螺母的孔区域能够容纳螺钉，但是不会损坏内螺纹部分2的螺纹区段9中的内螺纹。产生这种结果的原因是：当薄壁区段7接收到来自压头14的强大压力时，薄壁区段7吸收(或释放)传导至螺纹区段9中内螺纹的压力。此外，压头14和底座15与相邻的内螺纹部分2的薄壁区段7接触，但与螺纹区段9无直接接触。这也将有利于避免螺纹损坏。如上所述，无需使用任何盲孔螺母装配工具，而仅使用压制机械，本实施例的盲孔螺母1即可允许内螺纹部分2安装在工件11上，且螺纹无损坏。在实验测试下，即使盲孔螺母的内螺纹部分的尺寸在M3(螺纹直径为3mm)到M6(螺纹直径为6mm)之间，螺纹也没有损坏。
图3A和3B示出了根据本发明第二实施例的盲孔螺母18。盲孔螺母18包括一个内螺纹部分2、一个管部分3A和一个凸缘5，且内螺纹部分2包括一个薄壁区段7。在该第二实施例的盲孔螺母18中，管部分3A的外表面具有多个纵向延伸的凹槽19，该凹槽19沿着管部分3A的周长彼此对齐。除了凹槽19以外，盲孔螺母18与图1的盲孔螺母1具有相同的结构。在盲孔螺母安装在工件上之后，当螺钉旋入并安装于内螺纹部分2时，凹槽19避免了盲孔螺母18相对于诸如平板之类的工件滑动。管部分3A也为圆柱形，其内径也稍大于内螺纹部分2的内径。参考对图1的盲孔螺母1的说明来理解该盲孔螺母的其它特征。
图4A至4C示出了根据本发明第三实施例的盲孔螺母21。盲孔螺母21包括内螺纹部分2、管部分3A和凸缘5A，并且内螺纹部分2包括薄壁区段7。在根据第三实施例的盲孔螺母21中，管部分3A的外表面具有多个纵向延伸的凹槽19，该凹槽19沿着管部分3A的周长彼此对齐，并且待接触工件的凸缘5A的表面(图4A和4B的下表面)具有凸纹22，以作为卡在工件表面内的突出物。优选地，如图4B所示，多个(在显示的实施例中为六个)凸纹22在凸缘5A的下表面上呈等间距的放射状排列。凸缘5A为一个大圆盘，其上形成凸纹。在盲孔螺母安装在工件上之后，当螺钉旋入并安装于内螺纹部分2时，凹槽19和凸纹22避免了盲孔螺母21相对于诸如平板之类的工件滑动。除了凹槽19和凸纹22之外，盲孔螺母21具有与图1的盲孔螺母1相同的结构。如果仅采用凸纹便可以避免滑动，盲孔螺母21将省略凹槽19。参考对图1的盲孔螺母1的说明来理解该盲孔螺母的其它特征。
图5A至5D示出了根据本发明第四实施例的盲孔螺母23。盲孔螺母23包括内螺纹部分2、一个管部分3B和一个凸缘5B，并且内螺纹部分2包括薄壁区段7。在根据第四实施例的盲孔螺母23中，管部分3B的外表面的横截面呈四边形(见图5C)。管部分3B的内表面的横截面也可以呈四边形。管部分3B端部的凸缘5B为垂直于管部分3B的大圆盘(或多边形盘)。在盲孔螺母安装在工件上之后，当螺钉旋入并安装于内螺纹部分2时，外壳横截面呈四边形的管部分3B避免了盲孔螺母23相对于诸如平板之类的工件滑动。因此，工件的安装孔是与管部分的外壳横截面相一致的四边形孔，而非圆形孔。除了管部分3B的四边形截面外壳形状之外，盲孔螺母23与图1的盲孔螺母1具有相同的形状。参考对图1的盲孔螺母1的说明来理解该盲孔螺母的其它特征。
图6A至6C示出了根据本发明第五实施例的盲孔螺母25。盲孔螺母25包括内螺纹部分2、一个管部分3C和一个凸缘5C，并且内螺纹部分2包括薄壁区段7。在根据该第五实施例的盲孔螺母25中，管部分3C的外表面的横截面呈六边形(见图6B)。管部分3C的内表面的横截面也呈六边形。管部分3C端部的凸缘5C为具有与管部分3C互通的六边形开口的大圆盘(或多边形盘)。在盲孔螺母安装在工件上之后，当螺钉旋入并安装于内螺纹部分2时，外壳横截面呈六边形的管部分3C避免了盲孔螺母25相对于诸如平板之类的工件滑动。因此，工件的安装孔是与管部分的外壳横截面相一致的六边形孔，而非圆形孔。除了管部分3C外壳的横截面为六边形之外，盲孔螺母25与图1的盲孔螺母1具有相同的形状。参考对图1的盲孔螺母1的说明来理解该盲孔螺母的其它特征。
图7A至7B示出了根据本发明第六实施例的盲孔螺母26。盲孔螺母26包括内螺纹部分2、一个管部分3D和一个凸缘5，并且内螺纹部分2包括薄壁区段7。在根据该第六实施例的盲孔螺母26中，管部分3D具有纵向延伸的切口27。多个(在显示的实施例中为四个)切口27沿着管部分的周长彼此对齐。切口27允许盲孔螺母牢固地安装在工件上，即便工件由诸如柔性塑料之类的柔性材料制成，或工件的安装孔较大。除了管部分3D的切口以外，盲孔螺母26与图1的盲孔螺母1具有相同的形状。参考对图1的盲孔螺母1的说明来理解该盲孔螺母的其它特征。
图8A至8D示出了根据本发明第七实施例的盲孔螺母29。盲孔螺母29包括内螺纹部分2、一个管部分3和一个凸缘5D，并且内螺纹部分2包括薄壁区段7。在根据该第七实施例的盲孔螺母29中，凸缘5D具有特定的形状。更确切地说，凸缘5D的形状适合于工件，该工件为具有曲侧表面的管状部件。因此，待接触工件曲侧面的凸缘5D的表面为与工件侧表面具有相同曲率的曲面，即图8D中的凸缘5D的下表面30。如图8A所示，从俯视图上看，凸缘5D的形状为正方形或椭圆形，以便接触工件的曲侧面。凸缘5D的曲侧面30允许盲孔螺母29坚固地连接在工件上，即使工件为具有曲侧面的管状部件也不会产生摆动。除了凸缘5D的形状以外，盲孔螺母29与图1的盲孔螺母1具有相同的形状。参考对图1的盲孔螺母1的说明来理解该盲孔螺母的其它特征。
图9示出了根据第七实施例的盲孔螺母29已经通过压制工具或装置装配在具有曲侧面的工件31上的状态。装配操作与[0013]和[0014]段的说明相同，故省略该说明。在装配操作完成的状态下，凸缘5D的整个曲面牢固地与工件31的曲面接触，因此盲孔螺母29通过管部分3的变形部分33和凸缘5D牢固地连接在具有曲侧面的工件31上。无需使用任何盲孔螺母装配工具，而仅通过压制机械，盲孔螺母29将内螺纹部分2安装在工件31上，且不会造成螺纹损坏。
根据本发明的盲孔螺母，内螺纹部分包括从内螺纹部分的端部向管部分延伸的薄壁区段，该薄壁区段的内表面无内螺纹，且其直径大于内螺纹部分的其余区段。因此，即使通过压制工具或装置将盲孔螺母装配在工件上，薄壁区段释放或吸收来自压制工具或装置的压力，以避免压力作用于内螺纹部分的内螺纹区域，从而不会对螺纹造成损坏。这就使得无需任何专用盲孔螺母装配工具而在工件上装配盲孔螺母成为可能。此外，内螺纹部分的薄壁区段可避免任何螺纹损坏，即使盲孔螺母的内螺纹部分具有较小尺寸或在M3(螺纹直径为3mm)至M6(螺纹直径为6mm)之间。

Claims (9)

1、一种盲孔螺母，该盲孔螺母是由塑性可变形材料制成的单体部件，包括一个中空内螺纹部分、一个从所述内螺纹部分连续延伸的中空管部分和一个在所述管部分的端部形成的凸缘，凸缘具有一个与管部分的腔体互通的开口，其中，通过将管部分插入工件的安装孔并使得位于凸缘另一端的管部分中的一部分产生翘曲变形，将内螺纹部分安装在工件上，从而将工件夹在变形部分和凸缘之间，
其中，内螺纹部分包括一个薄壁区段，该薄壁区段具有从内螺纹部分端部向管部分延伸的特定的轴向长度，薄壁区段的内表面无任何内螺纹，且其内径大于内螺纹部分其余区段的内径。
2、根据权利要求1所述的盲孔螺母，其中，所述薄壁区段的内径大约等同于或稍大于内螺纹部分中内螺纹的外径。
3、根据权利要求2所述的盲孔螺母，其中，所述薄壁区段的轴向长度比从内螺纹部分端部延伸出去的轴向长度长一个螺纹间距，该螺纹间距为内螺纹部分中内螺纹的间距。
4、根据权利要求3所述的盲孔螺母，其中，所述薄壁区段包括一个锥形区域，该锥形区域的内径从无内螺纹的内表面向内螺纹部分中有内螺纹的区域逐渐减小。
5、根据权利要求1所述的盲孔螺母，其中，所述管部分的外表面具有多个纵向延伸的凹槽，该凹槽沿所述管部分的周长彼此对齐。
6、根据权利要求5所述的盲孔螺母，其中，待接触工件的凸缘的表面具有在工件表面内部卡紧的突出物。
7、根据权利要求1所述的盲孔螺母，其中，所述管部分的外表面的横截面为六边形或四边形。
8、根据权利要求1所述的盲孔螺母，其中，所述管部分具有纵向延伸的切口。
9、根据权利要求1所述的盲孔螺母，其中，所述工件为具有曲侧面的管状部件，其中待接触曲侧面的凸缘表面的曲率与工件的曲侧面的曲率一致。
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