TWI495799B - 刺入扣件 - Google Patents

Description

刺入扣件 【相關申請案】

本專利申請案係有關2008年11月21日所申請，名稱為“刺入扣件”之暫時申請案第61/116,863號，茲請求其優先權。

本發明係有關於一種扣件，而此扣件可藉由將其強制嵌進一板片材料內而被附接於此板片上，同時此扣件之刺入端會變形，藉以抗拒此扣件自此板片上被抽出。

埋頭自扣螺栓及螺柱之一重大缺點在於：不論是否要安裝一扣件，都必須先藉利用一平銑床配合鑽製一孔。以往致力於設計在基材上不需有孔之自動刺入或自動附接扣件包括釘子及鉚釘，其可被驅入相對於扣件之硬度為較軟之材料中。在許多情形中，必須有一特別之鐵砧來支撐板片之背側，其係與扣件之被驅使的刺入端的形狀配合協作，以便使此刺入端變形以鉗扣入板片內。此扣件之刺入端可被熱處理至一硬度，其大於將被扣件所驅入之結構金屬構件的硬度。儘管過去致力此一領域，但仍有對經濟且有效之自扣扣件之需求，而此種扣件無需安裝孔或特別構形之支撐砧，來達成將此扣件牢固附接在支撐基底上之目的。

本發明可被體現為一螺柱或一螺栓，並具有一自扣外形，但在此自扣特徵之前方具有一切割前緣，且此扣件之中心係中空，以便可減小被壓入金屬內之突出區域，且可允許金屬流入此部件之中心。幹體之隆起(而非在排出部上)產生扭矩抗性，此附加地獲得可減小突出區域之有利情形，而此突出區域於安裝時必須在無孔之情形下被壓入表面中。面板與自扣扣件之間的較大硬度差異由於較大之材料移開量與加工硬度之因素而有必要。此外，排出環之有效深度係非常薄，因為並不需要移開太多的材料；然而，須藉由硬化或增加支撐材料，強化此環，以便可保持其在安裝期間不受剪力破壞，該支撐材料加入至此環不會被嵌進板片內之厚度。

本扣件之刺入功能消除對形成配合孔或鑽製一孔之需求。當此扣件被壓入一金屬平板內時，幹體之前緣切入表面內。此板片之材料被允許於扣件中向上流動至其中心內。一位於幹體外側上之底切部在排出部將金屬向下壓入底切部內時將被填滿。扭矩抗性可藉由幹體上之若干凸塊獲得。當此部件正被壓入板片內時，其在底切部被經排出之金屬所填滿從而包圍在諸凸塊上方之際，將被牢固地鎖定於適當位置處。因為諸附接特徵係沿著扣件之外側表面(此係表面積與直徑最大之處)安置，所以可在扣件與面板之間達到非常強之接合。

更具體而言，本發明已創造出一種刺入扣件，其可附接至一面板上，且具有用於將一裝置附接至其上之手段，包括：一幹體，其具有一軸向貫穿孔及一從其頂端延伸至其敞開底端之外側表面，該貫穿孔在其底部處包括一具有增大直徑之內壁，其係終止於一用於刺入該面板之銳利圓形切刃處。一強化軸環徑向伸出自該幹體的外側表面並接近其底端處，該軸環係該扣件之最大直徑，並具有一適合於承受一向下按壓力之環狀頂部表面。一環狀排出部係位於該軸環之緊接下方，並包括一用於強制使該面板變形之環狀底部表面。一底切部係位於該排出部之緊接下方處的該外側表面上，以便接收已變形面板材料之冷流。複數個軸向延伸之圓周齒係位於該外側表面上之緊接於該底切部之下方處。該等齒伸展成一比該底切部大之較大直徑，但卻比該排出部小之較小直徑。一倒角從該等齒處向下並向內延伸，並終止於一位在該扣件底端可供刺入該面板用的圓形切刃處。

本刺入扣件較佳地係與一為金屬板片之面板合用。貫穿孔之頂部可設有螺紋以供一裝置之附接，因而可使此裝置被附接至該面板上。諸齒可為具有銳利邊緣之三角形凸塊，其在扣件被作用時，刺入該板片。諸凸塊之三角形形狀係由底切部位於其上方之一向外展開的下表面以及直接在其下方之倒角所提供。為利於刺入板片，幹體內壁沿其伸出至切刃刺入邊緣處之底部係成圓筒形。借助於此底切部之一向外展開下表面，用變形之面板金屬將底切部填滿。

在此方面，於詳細說明本發明之至少一實施例前，應先理解的是本發明並不受限於以下說明及圖式中所將提出之諸組件的結構與配置細節的運用。本發明可有其他之實施例，且可用各種不同之方式實施或實現。再者，亦必須理解的是本文中所運用之措詞及術語係為說明之目的且應不可視為一種限制。

就其本身而言，熟習本藝之人士將可察覺到，本發明所依據之概念可輕易地被利用作為設計其他可供實現本發明之諸目的之結構、方法及系統的基礎。因此，很重要的是，在不悖離本發明之精神與範圍下，本案申請專利範圍可被視為包括此類之均等結構。

現參照第1圖，其以部分剖面圖顯示本發明之螺柱扣件11。此扣件包括一幹體13，其具有一在頂端與底端敞開之內孔19。在本實施例中，此孔包括內螺紋15以接納一同樣具有螺紋之扣件，以便可附接一物體。此螺柱之基部包括一強化軸環17，其提供結構強度以便可承受此螺柱安裝所需之驅動力，並可控制此扣件之刺入端16在底部處之變形。

第1a圖係從第1圖所取之放大視圖。其較大地顯示本發明螺柱11之刺入端16的細部。內孔19敞開至一位於螺柱底部或附接端處之擴大區域23內。在此扣件之最底邊緣處，基部材料沿著表面29之向內尖縮形成一圓形切刃21。此扣件提供扣件與基材間之相互變形以便可達成緊鉗附接之特徵包括排出部軸環27及一縮減直徑之底切部28，其位於排出部27與向外展開的凸塊25之間，而諸等凸塊則咬入基材內，以便可抗拒扣件在其已被安裝後之轉動。在一可替代實施例(未示於圖)中，此孔並不向上延伸超過強化軸環，且該幹體之外側表面設置螺紋，藉此而提供一安裝螺栓以接納一具內螺紋之部件(諸如螺帽)。

第2圖顯示可供運用此扣件之安裝結構。此扣件11藉由按壓治具31而被強制地施加至一板片33，而此按壓治具31施加向下之力至一位於此插件之基部處的強化軸環17。如果力持續被施加，切刃21開始刺入板片33的表面，而板片33則藉由鐵砧37而被支撐在背側上。

安裝順序被顯示於第3a至3d圖中。如在這些圖式中所示，位於該幹體的前緣處之切刃21切入板片33之表面。板片之較軟材質被允許可向上流動在扣件之中心處，且亦可在幹體之外側表面周圍，其包括多個徑向伸出之三角形凸塊25。此幹體之外側表面亦包括一底切部28，其在排出部27將金屬下壓至此底切部內之時被填滿，此時其包圍在諸凸塊之上方，因而將此部件鎖定於適當之位置。

因此，前述被認為僅是本發明原理之說明。另外，因為對熟習本藝之人士而言，將很容易進行許多之修改與變更，所以並不想將本發明限定於如上所顯示及敘述之確切 結構與操作；因此，所有適當之修改形式與均等者均可被視為落在本發明之範圍內。

11‧‧‧扣件

13‧‧‧幹體

15‧‧‧內螺紋

16‧‧‧刺入端

17‧‧‧強化軸環

19‧‧‧內孔

21‧‧‧切刃

23‧‧‧擴大區域

25‧‧‧凸塊

27‧‧‧排出部

28‧‧‧底切部

29‧‧‧表面

31‧‧‧按壓治具

33‧‧‧板片

37‧‧‧鐵砧

第1圖係本發明之扣件的部分剖面前視圖。

第1a圖係第1圖中所示之部分的放大視圖。

第2圖係可供運用此扣件之安裝結構的部分剖面前視圖。

第3a,3b,3c及3d圖係安裝順序之部分剖面圖。

11‧‧‧扣件

13‧‧‧幹體

15‧‧‧內螺紋

16‧‧‧刺入端

17‧‧‧強化軸環

19‧‧‧內孔

Claims (9)

1. 一種刺入扣件，其可藉由刺入一面板之連續平坦表面而附接至該面板上，且具有用於將一裝置附接至其上之手段，其包括：一幹體，其具有一軸向貫穿孔及一從其頂端延伸至其敞開底端之外側表面，該貫穿孔在其底部處包括一具有增大直徑之內壁，該內壁係終止於一用於刺入該面板之圓形切刃；一強化軸環，其係位於該幹體從其外側表面起徑向伸出之基部處，該軸環係該扣件之最大直徑，並具有一適合於承受一向下按壓力之環狀頂部表面；一環狀排出部，其係位於該軸環之緊接下方，並包括一用於強制使該面板變形之環狀底部表面；一底切部，其係位於該排出部之緊接下方處的該外側表面上，以便接收已變形面板材料之冷流；複數個軸向延伸之圓周齒，其係位於該外側表面上之緊接於該底切部之下方處，該等齒伸展成一比該底切部大之較大直徑，但卻比該排出部小之較小直徑；一倒角，其從該等齒處向下並向內延伸，並終止於一位在該扣件之該底端可供刺入該面板用的該圓形切刃；及該切刃適用於刺入無接收孔之該面板的頂部表面。
2. 如申請專利範圍第1項之刺入扣件，其中該貫穿孔之頂 部係為具有螺紋者。
3. 如申請專利範圍第1項之刺入扣件，其中該等齒係三角形之凸塊。
4. 如申請專利範圍第1項之刺入扣件，其中該面板係一金屬板片。
5. 如申請專利範圍第1項之刺入扣件，其中該內壁係成圓筒狀，並在該底部處與該幹體同軸，且延伸至該切刃之邊緣。
6. 如申請專利範圍第1項之刺入扣件，其中該底切部具有一向外成喇叭狀展開之下方表面。
7. 一種刺入扣件，其可附接至一面板上，並具有用於將一裝置附接至其上之手段，包括：一幹體，其具有一從其頂端延伸至其敞開底端之外側表面；一形成在該幹體之軸向貫穿孔，其在底部處包括一終止於一可供刺入該面板用之圓形切刃的內壁；一強化軸環，其位於該幹體從其外側表面起徑向伸出之基部處，該軸環係該扣件之最大直徑，並具有一適於承受一向下按壓力之環狀頂部表面；一環狀排出部，其位於該軸環之緊接下方，並包括一用於強制使該面板變形之環狀底部表面；一底切部，其位於該排出部之緊接下方處的該外側表面上，以便接收已變形面板材料之冷流； 複數個軸向延伸之圓周齒，其位於該外側表面上之緊接於該底切部之下方處，該等齒伸展成一比該底切部大之較大直徑，但卻比該排出部小之較小直徑；一倒角，其從該等齒處向下並向內延伸，並終止於一位於該扣件之該底端可供刺入該面板用的該圓形切刃；及該切刃適用於刺入無接收孔之該面板的頂部表面。
8. 如申請專利範圍第7項之刺入扣件，其中該外側表面係為具有螺紋者。
9. 如申請專利範圍第7項之刺入扣件，其中該等齒係三角形之凸塊。