TW201542943A - 具有可調且偏壓的蓋保持器的面板緊固件 - Google Patents

Abstract

一種面板緊固件包含一被夾住在該緊固件蓋內壁中之一溝槽內的內部彈簧扣夾，該扣夾嚙合一保持器，以在該保持器的不同位置上夾住一可伸縮的緊固件。該保持器可具有抵靠住該扣夾的直徑縮小外形和區域，來對該緊固件之移動建立更大的阻力位置，或使該緊固件偏向、移動。該面板緊固件可使該有蓋的緊固件停留在其兩端限制位置之間的不同位置，以滿足取放自動化的需求，其具有可靠的穩定性，且不需要任何外部犧牲零件。該緊固件可以是一螺絲或一無螺紋元件。

Description

具有可調且偏壓的蓋保持器的面板緊固件

於此主張本案於2014年4月10日所申請之「面板緊固件蓋保持器」的臨時專利申請第61/977934號之權益，該臨時專利申請的內容以參照的方式併入於此。

本發明係關於一種具有可伸縮螺絲和保持器的面板緊固件。更具體地，本發明係有關於這類用於取放裝配製程的面板緊固件。

面板緊固件通常由一螺絲、一被固定到該螺絲的蓋、一保持器、及一彈簧構成，如賓州工程與製造公司(Penn Engineering and Manufacturing Corp.)以商標PEM®PF11系列和PF50系列銷售的面板緊固件。該螺絲/蓋組合可在保持器的縮回和伸出位置之間移動。通常，該有蓋的螺絲不是被設計為可在該螺絲被擰緊前留在縮回位置，就是始終在固定的伸出位置。在現今工作，為了小巧和運輸方便，需要能控制該蓋的位置，以實現更小的面板空間設計，並滿足表面黏著取放製程穩定性的要求。現有技術的設計，在該螺絲被擰緊之前，不允許該蓋在壓縮/伸出位置被夾住，已限制了應用。

一種現有技術設備利用一橡膠環或不銹鋼螺帽，固定在螺紋上抵靠住該保持器，以夾住該面板緊固件伸出的該蓋和螺絲。這種設計實現了表面黏著取放製程的零件穩定性。此解決方案的缺點不僅在安裝該橡膠環或螺帽的成本，還有安裝後處理該橡膠環或螺帽的成本。此外，其後在沒有重新裝配時，無法重複伸出蓋的停留位置。因此，希望提供一面板緊固件可在伸出或其它中間位置夾住該螺絲，且不需要犧牲元件或者需要犧牲元件的重新裝配以重新配置緊固件位置。

本發明提供一種新的方法來控制該面板緊固件蓋的靜態、靜止位置，並因而固定該螺絲於此。根據本發明一個實施例，一被使用的內部彈簧扣夾被夾住在該蓋之內壁中的一溝槽內，該扣夾也嚙合該保持器於不同的位置。該保持器可具有抵靠住該扣夾的直徑縮小外形和區域，來對該蓋和緊固件之移動建立更大的阻力位置，或使該蓋和緊固件偏向於移動。本發明的面板緊固件可使該有蓋的螺絲停留在其兩端限制位置之間的不同位置，其具有可靠的穩定性，而不該需要任何外部犧牲零件。這種能力擴大本發明之面板緊固件可被使用的多數應用。替代地，該螺絲可用其他緊固件替換，如一無螺紋銷。

一般來說，一個該面板緊固件的實施例係由一螺絲、一具有直徑減小區域的保持器、兩部分的蓋、及一非圓形的彈性扣夾所構成。該保持器具有一中心軸 向孔，該螺絲可通過該孔在縮回和伸出位置之間移動。該扣夾被夾住在該蓋內壁內的一溝槽中。這種結構使該蓋藉由一中間扣夾，在徑向方向摩擦地抓住該保持器，同時允許在軸線方向移動。

在一優選實施例中，該螺絲蓋由一上面部和一下面部所構成。該等二個零件結合在一起，而在其之間具有一局部間隙，使得一溝槽沿該扣夾所在位置的該蓋內壁，在該上面部和下面部之間形成。如在此的進一步描述，該扣夾非圓形的，且具有從該扣夾中心量測的更大(較大)和更小(較小)尺寸部分。該扣夾是彈性的，且其尺寸使得該扣夾較小直徑部分的內緣彈性地嚙合並夾住該保持器，而該扣夾較大直徑部分被夾住在該溝槽中。這種結構彈性地沿該保持器完全伸出和完全縮回位置的任何位置，夾緊該蓋。

由於該保持器和螺絲蓋溝槽代表同心圓，有必要該扣夾的配置在其較小和較大直徑之間提供一足夠落差，以橋接該保持器和該蓋之間的距離。選擇該扣夾的尺寸、幾何構造、和強度，使得該保持器可在穩定的選定位置，夾住該有蓋的螺絲，其可像施加一手指拉拔一樣容易地改變位置。

本發明已經實現提供一便宜而有效的面板緊固件，具有足夠的元件穩定性能成功地用於高速裝配設備。此外，申請人的新式面板緊固件允許該緊固件在其鬆開狀態具有一停留位置，此停留位置可選擇在沿其運動範圍內的任何點。

6‧‧‧第一頂部面板

8‧‧‧緊固件

9‧‧‧近端直徑減小區域

10‧‧‧壓鉚機構

11‧‧‧頭部

12‧‧‧區域

13‧‧‧上面部

13a‧‧‧第一肩部

13c‧‧‧第二肩部

13d‧‧‧直徑減小部

14‧‧‧螺絲蓋

15‧‧‧下面部

15a‧‧‧軸向延伸元件

15b‧‧‧徑向延伸元件

16‧‧‧螺絲

16a‧‧‧下面螺紋部

16b‧‧‧上面無螺紋部

17‧‧‧保持器

18‧‧‧扣夾

19‧‧‧溝槽

T1‧‧‧距離

T2‧‧‧距離

G‧‧‧間隙

a‧‧‧扣夾尺寸

第1圖係根據本發明一優選實施例顯示該蓋和螺絲在一縮回位置的一面板緊固件之側視圖。

第2圖係顯示該蓋和螺絲在一伸出位置的第1圖該面板緊固件之側視圖。

第3圖係顯示在第1圖中的該面板緊固件位置之剖視圖。

第4圖係顯示在第2圖中的該面板緊固件位置之剖視圖。

第5圖係該保持器扣夾安裝於一形成在第1圖該保持器和蓋之間的溝槽中之俯視圖。

第6、7、和8圖係根據本發明替代實施例的保持器扣夾之俯視圖。

為了說明本發明的目的，多個優選實施例顯示在附圖中。然而，那些在本技術領域中的一般技術人員應當理解的是，本發明並不限於在此所示和以下描述的精確配置和手段。在整個說明書中，類似的參考標號用於表示類似的元件。從詳細描述中，本發明精神和範圍內的許多變化和修改，對於本技術領域中的技術人員將變得明顯。除非另有定義，所有本文所使用、以其各種語法形式的術語有相同的含義，如同本發明所屬技術領域中的一般技術人員所通常理解的。

在第1至5圖中顯示根據本發明一優選實施例的一面板緊固件，且以符號8來表示。該面板緊固件8通常包含一螺絲16、一螺絲蓋14、及一保持器17。在一個優選實施例中，該蓋14具有一包含一上面部13及下面部15的兩部分結構，其結合在一起以形成一整體的蓋結構。該保持器17通常包含一具有一中心軸向孔的套筒。參照在第1至4圖中顯示的指向，在本技術領域已知的方法中，一壓鉚機構10形成在該保持器17的底部上，用於將該保持器壓鉚到一第一頂部面板6。

該保持器17被設計為在該蓋14內的一伸出位置與一縮回位置之間平移。該術語「縮回」和「伸出」是參照該蓋14相對於一面板6的位置，用來描述該緊固件的配置，該緊固件8被壓鉚於該面板。一旦安裝在一面板6上，該保持器17的底部緊靠該面板6的頂面。在第1圖中，該蓋15係顯示在一縮回位置，遠離面板6。在第2圖中，該蓋15係顯示在一伸出位置，接近該面板6。在縮回位置，從該保持器17的底部到該蓋14的頂部突出一距離「T2」，此距離等於從該蓋頂部到該面板6的伸出距離。在第2圖中顯示的伸出位置，該蓋14伸出距離減小到一距離「T1」。

在一優選實施例中，該螺絲16係固定到該蓋14。在伸出位置，該螺絲16末端從該保持器17的底部伸出，並通過該面板6。然後在此位置，該螺絲16通常會擰入如第二底部面板的接收物件，並向下擰緊。在其他優選實施例中，該螺絲16可被其它形式的緊固件取代，有螺紋和無螺紋二者，如銷。

在第3和4圖中，此優選實施例顯示該緊固件8的內部組件。該螺絲16包含一下面螺紋部16a、一上面無螺紋部16b、及一頭部11。該蓋14包含一上面部13和一下面部15，二者結合在一起。在這優選實施例中，該上面部13包含一具有一軸向孔的大致圓柱形套筒。該上面部13具有一第一肩部13a，該第一肩部藉由在該套筒下、外表面中的一第一環形凹口(縮小直徑部)形成。該上面部13具有一第二肩部13c，該第二肩部藉由在該套筒上、內表面中的一第二環形凹口(縮小直徑部)形成。該蓋的下面部15包含一具有一軸向延伸元件15a和一徑向延伸元件15b的L形環。該軸向延伸元件15a緊靠並固定到該蓋上面部13的第一肩部13a。該環的總外徑等於該蓋上面部13的外徑，由此形成齊平的外表面。

該螺絲16牢固地固定於該蓋的上面部13。在一優選實施例中，該螺絲16的頭部11以該頭部下側接觸該第二肩部13c和該環形邊緣接觸該凹口之直徑減小部13d的方式，位在該第二凹口中。

該蓋具有一包圍一保持器的向下延伸裙部。該下蓋部分的軸向元件15a具有足夠的長度，以在該等二個蓋部接合後，在該蓋14上面部13的底部與該下面部15的徑向元件15b之間，形成一內部間隙「G」。此間隙沿該蓋的內壁產生一溝槽19，如在第5圖中描述，部分的扣夾18就位在其中。該下面部15的軸向元件15a界定該溝槽19的徑向邊界。

在一優選實施例中，該扣夾18是非圓形的，並如以下在第5圖到第8圖中呈現例子所示的，具有從該扣夾中心量測的一較大外部尺寸和一較小內部尺寸。該扣夾18優選地由如彈簧鋼的彈性材料構成。參照在第5至8圖中顯示的視圖，該保持器構造成具有一小於該保持器直徑的鬆開(放鬆)時較小平面內直徑。因此，該扣夾18的內部邊緣摩擦地抓住該保持器17的外表面，並抑制該蓋14(和螺絲16)相對於該保持器17軸向平移。

該保持器17的外表面包含直徑減小的外形和區域，藉由該扣夾在其上之摩擦阻力的增加或減少，以進一步分別地使該蓋軸向平移或阻止軸向平移。在這優選實施例中，該保持器17包含一近端(相對於該螺絲頭部)的環形直徑減小區域9和一遠端環形直徑減小區域12，分別在該套筒近端和遠端軸向端附近，當該緊固件分別配置在縮回和伸出位置時，該扣夾位在此二區域中。在這實施例中，該近端直徑減小位置9包含一在該外表面中的環形溝槽，而該遠端位置12包含一在該外表面上的截頭圓錐體外形。這些直徑減小區域9、12對於該蓋/螺絲的軸向運動，提供更大阻力的定位，從而提高其在位置的定位穩定性。在其他實施例中，該直徑減小區域9、12可以是相同，或可以具有與在第3和4圖中所示完全不同的外形。

在第3圖中顯示的縮回位置，該扣夾18位於靠近該保持器17頂部的近端區域。當該緊固件從縮回位置平移到在第4圖中顯示的伸出位置，該蓋/螺絲組件在 該保持器17上平移軸向，直到該頭部11的下側接觸該套筒的近端邊緣。在伸出位置，該扣夾18已從該溝槽9移動到該截頭圓錐體區域12。藉由在這區域中，該扣夾18夾緊該保持器17的楔入效應，一向下的力施加到該蓋14和螺絲16。這向下的力可足以克服在相反方向施加到該緊固件的一內部彈簧偏壓力，如果通常的情況有用一彈簧。這些空間關係的組合作用夾住該螺絲和保持器於緊密穩定的狀態。該緊固件在伸出位置被夾住的穩定度符合在電子產業中使用的取放型機器人之要求。值得注意的是，這個實現沒有使用現有技術中所採用元件外的額外犧牲元件。

現在參照第5圖，該蓋下面部15和扣夾18由上面看是隔離的。如圖中所示，該面板緊固件的裝配，是在該等蓋部分13、15結合在一起之前，藉由先把該扣夾18放置入該蓋14下面部15的溝槽19區域中所達成。在這實施例中，該扣夾18是橢圓形的，且具有一外較大尺寸部分，該外較大尺寸部分幾乎延伸到該蓋14下面部15的軸向部15a之內壁。一旦該蓋的上面部13和下面部15結合在一起，且形成該溝槽19，該扣夾18的這些較大尺寸部分深刻地保持位於該溝槽19中。優選地，如果該扣夾不是圓形的話，直徑或厚度會非常接近於該間隙「G」尺寸，使得該扣夾可在該溝槽內被牢固地夾住，且軸向自由度非常有限。

第6、7、和8圖顯示該扣夾18的另外優選實施例。這些幾何構造分別是橢圓形、三角形、和星形。 該扣夾選擇的配置與材料提供一持續的彈性徑向向內的力，以抵抗該保持器17，這是藉由該扣夾具有一較小尺寸「a」的部分來作用。

以上所述本發明的實施例提供一種具有穩定靜態螺絲定位的面板緊固件，可很容易調整且可重複。在螺絲被擰緊之前，該蓋與其他面板或其他零件有間隙問題時，本發明的面板緊固件可被用於不同的面板設計。它也可被用於SMT(表面黏著技術)的應用，其中對於自動化取放製程需要穩定性。雖然該等例示的實施例利用一螺絲作為該緊固件，以上所述的機械關係可同樣應用於其他緊固件，如一無螺紋銷或具有第二面板附件之其他裝置的緊固件。

前面所述應被認為只是本發明之一些實施例的說明。進一步，由於本技術領域的技術人員將容易產生許多修改和變化，所以不期望將本發明限制於所示和所述的確切結構和操作，並且相對應地，可以訴諸於所有適當的修改和等同物都落入本發明範圍內，本發明範圍應僅藉由以下請求項及其合法等同物來確定。

6‧‧‧第一頂部面板

8‧‧‧緊固件

10‧‧‧壓鉚機構

13‧‧‧上面部

14‧‧‧螺絲蓋

15‧‧‧下面部

16‧‧‧螺絲

17‧‧‧保持器

T2‧‧‧距離

Claims (15)

1. 一種面板緊固件，包含：一固定於一周邊蓋的緊固件，該蓋具有一向下延伸的周邊部分，該周邊部分包含一內壁；一位於沿該蓋內壁的溝槽；一部分地駐留在該溝槽內的非圓形彈性扣夾；及一具有一孔的保持器，該緊固件的柄會通過該孔使保持器在縮回和伸出位置之間軸向移動；其中部分的該扣夾係摩擦嚙合該保持器，以防止該緊固件在該保持器內隨意軸向移動。
2. 如請求項1之面板緊固件，其中該蓋是由兩部分結合在一起所構成以形成該溝槽，該溝槽是由在該等兩部分之間的局部間隙所界定。
3. 如請求項2之面板緊固件，其中該保持器的外側包含直徑減小區域可藉由該扣夾嚙合。
4. 如請求項3之面板緊固件，其中該緊固件進一步包含一具有一底面的頭部，當該緊固件在伸出位置時，該底面緊靠該保持器。
5. 如請求項3之面板緊固件，其中該扣夾係橢圓形。
6. 如請求項3之面板緊固件，其中該扣夾係三角形。
7. 如請求項3之面板緊固件，其中該扣夾係星形。
8. 如請求項1之面板緊固件，其中，一部分嚙合該保持器的該扣夾係位於沿該扣夾較小直徑的內緣，該較小直徑比有較大直徑的該扣夾的其他部分更小。
9. 如請求項2之面板緊固件，其中該蓋零件包含一上面部和一下面部，該下面部係一L形橫截面的環。
10. 如請求項9之面板緊固件，其中該溝槽被該蓋之下面部的一垂直元件徑向挶限，該元件界定該溝槽的一外壁。
11. 如請求項3之面板緊固件，其中該保持器的直徑減小區域係一截頭圓錐體區域，其中藉由該扣夾施加的一夾緊力，抵住該保持器的截頭圓錐體區域，使該緊固件相對於該保持器偏壓向下。
12. 如請求項11之面板緊固件，其中當該扣夾與該截頭圓錐體區域嚙合時，該緊固件在伸出位置。
13. 如請求項9之面板緊固件，其中該間隙位於該蓋之上面部的底部和該蓋之下面部的一水平元件之間。
14. 如請求項1之面板緊固件，其中該保持器的一底端包含用於連接到一面板的裝置。
15. 如請求項14之面板緊固件，其中該緊固件係一螺絲，該螺絲具有一用於與一第二面板嚙合的螺紋端。