TWI571567B - 長形之緊固件條及緊固件 - Google Patents

Description

長形之緊固件條及緊固件

本申請案係基於2011年8月1日所申請之美國臨時專利申請第61/513,845號專利申請案「小型平頭針(MINIATURE TACK PINS)」之優先權。

本發明係有關於一種被運用在兩面板上之小型緊固件，而此兩面板具有在安裝之前先面對面一次一個地切割成之相對準孔。更具體而言，其係有關於一種可藉由釘固式連接而使底部面板變形以接合諸面板之釘固針。

釘固型緊固件在本藝中係習知用於將諸面板以面對面方式固定在一起。一位於此針之柄部上的替除部將底部面板之材料變形，藉此將其推入一個位於柄部中之底切部內，因而將此針鎖入底部面板內，以便藉由此針之頭部而將頂板抵住底部面板而固定。此緊固件之頭部在被壓入時會緊靠頂部板片並將其保持成與一底部面板相抵。

然而，在處理小型平頭針時存在一個問題，此乃因為當嘗試在壓入連接程序中以人工方式將此平頭針放置在適當之位置時，這些小型平頭針是很難處理的。由於平頭針之設計與應用正朝向更小而發展，使得這些部件之自動定向進給安裝變得更為困難，且甚至對一些非常小之部件而言更是不可能。因此，本藝中亟需一種機器進給式小型平頭針，其可在一自動程序中被安裝而使得兩板件被有效地緊固在一起。

本發明係一種具有一頭部、一肩部、及一底切部之可供釘固用的釘固針。此部件被用以將兩金屬板片固定在一起，其中之頂部板片則係在此針之本體被釘固至此板片之底部內的同時會被禁錮在此針之頭部下方。在本發明之一實施例中，此針之截面係呈一在尖部處具有一擴孔部之方形或矩形體，而此擴孔部則在底部板片之一圓孔中形成一可供啣合用之具有直緣釘固特徵之方形或矩形部分。此針之所有特徵係在一個成型或蝕刻操作下被形成。在另一實施例中，此針係以趾部對頭部之方式被可切斷地連接，並被成捲地供應至進行連接之現場以便簡化供應及安裝之程序。

更具體而言，本案發明人已發明一種在一最頂端處具有一頭部之緊固件，而此頭部之直徑係此緊固件中之之最大者。一肩部自此頭部向下延伸並包括一可供替除一主體物件之材料用的底部表面。一具有矩形橫截面之擴孔部係位於此替除部之緊接下方，其係用於將一位於主體物件中之矩形輪廓切割成一圓形安裝孔。位在此擴孔部之緊接下方者係一位於最底端處之錐狀尖部，其可呈一在徑向上與諸均具有多個平行側緣之其他緊固件特徵的其餘部分成不對準地被轉動之長方稜錐形狀。此單獨之緊固件係一系列大致相同的針中之一者，而此系列針係以趾部對頭部方式被連接在若干位於一由諸緊固件所組成之連續帶串中的可切斷接合點處。

在此態樣中，在詳細地說明本發明之至少一實施例 之前，需理解的是本發明在其應用上並不被限定在結構之細部以及諸被提出於以下說明或顯示於附圖中之組件的配置。本發明可有其他之實施例且可用其他不同之方式予以實施並實現。同樣可被理解的是，在此所用之措辭與術語係為了說明之便，因而不應視為限定。

就此而論，那些熟習本藝之人士將可察覺到，本發明所據之觀念可輕易地被利用作為一用於設計其他結構之基礎。

現參照第1A-1D圖，針17之頭部11將一頂部板片18保持位於一底部面板19上。一位於此針之本體上的肩部12允許此頂部板片有垂直餘隙。此肩部的一部分係一可供釘牢用之替除部13，其構成肩部12的下部。一位於此肩部下方之底切部14在壓入施力期間被填充以從底部面板19處被替除的材料，藉而將此緊固件保持在此底部面板上。在安裝作業進行期間，一干涉球狀體(bulb)15完美地改變此安裝孔之大小，以便可容納緊接著球狀體(bulb)15而進入此安裝孔內之該替除部的直徑。一尖錐狀頂部16有助於此平頭針進入安裝孔內時之對準。參照一可體現本發明之圓形平頭針的多個不同視圖，第1B及1C圖顯示此干涉球狀體(bulb)有效地使此部件置中並改變安裝孔之大小，以便使所有被替除之材料可填充此緊固件之底切部，藉此消除必需填充此位於緊固件周圍之餘隙空間的無效率作法，而這則是不具有干涉孔改變大小特徵(例如本發明之干涉球狀體)之釘 固型緊固件所必需的。第1D圖說明干涉改變大小環帶凸出區域20及位於板片19中之凸出的被替除材料區域21。

第2至4圖說明本發明之平頭針的其他幾何型式。 頭部、底切部、替除部及錐狀尖部之個別功能性對於熟習本藝之人士而言係熟知的，且並不需要在第2-4圖中所示之諸不同實施例中再被單獨地敘述。憑藉平頭針包含底切部及相等之替除部的所有其他特徵，釘固區域之長度係與此緊固件之抗拔性能成比例，以致使此釘固越長則抗拔強度越強，此在假定緊固件之頭部顯著較強於釘固連接下將以對在底切部中剪切金屬之抗力為例。此底切部越長越滿足抗拔強度。

現參照第2圖，本發明之另一實施例包括一將兩邊緣上釘入之矩形平頭針。此型式之平頭針包括頭部31、肩部32、替除部33、底切部34、及一呈長方稜錐形狀而非第1圖中之先前實施例所提供之平滑側圓錐體形狀的錐狀尖部36。在所有的實施例中，錐狀尖部將部件置中於圓孔內，在此情形中係藉由在稜錐尖部之基部處具有四個終止於諸與第2D圖中所示之安裝孔成相切之點上。一旦此部件被置中於該孔內，一矩形擴孔部35在壓擠安裝持續進行時跟隨著。此結構取代第1圖之先前實施例中所述之干涉球狀體(bulb)，其說明一在所有點處具有一圓形橫斷面之圓形平頭針。當針37被安裝時，矩形擴孔部35有效地改變位於底部面板中之圓孔頂部的形狀，以便使其備妥以用於與矩形替除部相釘固，此係如第2C圖所示般地緊跟著。第2D圖顯示安裝孔40、錐狀尖部36、擴孔改變大小的凸出區域42、與矩形經替除部 凸出區域43之間的關係。來自擴孔程序之超量金屬進入位於緊固件下方之安裝孔的空隙中。較大效率係由擴孔部所提供，此乃因為在緊固件周圍並無必須在釘固發生前先填滿之餘隙體積。由於此矩形幾何形狀之幾何必然性，將可預期僅兩個邊緣被釘入，其性能低於先前所述之圓型平頭針者。

參照第3及4圖，其揭示平頭針之兩個具有方形橫截面特徵之額外構形。這些實施例中之針釘固在所有四側上。此兩構形之差異僅在於導入尖部之方位。第3A圖顯示此針之特徵包括一頭部51、一肩部52、一替除部53、一底切部54、一擴孔部55及一錐狀尖部56。如第3B及3C圖所示，安裝程序藉由強制壓擠而將針57釘固至面板59內，因此而保留板片58。第3圖所示之構形具有一轉動尖部，其係與被擴孔以便利用具有多個扁平側之錐狀尖部而將安裝孔製成一方形之材料對準，此使得廢料可進入更不受限制的空間內。第3D圖顯示面板59之安裝孔60、緊固件61之錐狀尖部、方形擴孔部凸出區域62、及方形替除部凸出區域63。

第4圖所示之構形具有與位於緊固件上之所有其他方形截面特徵的諸側緣成平行對準之尖部。此實施例之特徵71-76分別對應於前第3圖中所述之特徵51-56。差異在於：錐狀尖部76不會被不對準地徑向轉動，而是與其他平行特徵側壁之其餘者成平行。第4B及4C圖中所示之安裝順序係相同於先前諸實施例者，其中緊固件77藉由面板79之強制變形而將板片78固定至面板79上。 第4D圖顯示安裝孔80、導入錐狀尖部81、方形擴孔部82之諸凸出區域、及方形替除部83。

第3及4圖中之平頭針具有一個正方基稜錐導入尖部，其在該緊固件進入時會將此部件置中於一圓形安裝孔內。一方形擴孔部接著跟隨，藉而在此圓形安裝孔之頂部處形成一方形開口。擴孔部跟隨著一個四邊之底切部及替除部。此構形產生了在所有於本文中被述及之實施例中最長之釘固長度。例如，第2及3圖中所述之方形平頭針的釘固長度係1.6倍大於第1圖中所述之圓形緊固件的釘固長度。

現參照第5圖，第1-4圖中所示之平頭針的所有四種構形被以帶串1-4顯示，而其各係以趾部對頭部相接。 在此諸連續帶串構形中之諸平針必須以連續製造方法來製造。例如，圓形連續進給平頭針被製作於一連續金屬線進給CNC機器上，而此機器上之刀具或成捲器在被拉直之金屬線進給通過此CNC車床時將環繞此金屬線之軸線運行。此矩形連續進給平頭針可藉由連續沖壓或捲軸至捲軸式光蝕刻機器而被製成。方形針則需要捲軸至捲軸式光蝕刻以及相對於光蝕刻被定向成90°之雷射切割，以便切割此經光蝕刻部件之前及後側上之輪廓。這些部件被設計成可從該帶串上剪下各部件以利安裝。所需之剪力係由介於頭部之尖部與下一個緊接平頭針之頭部的尖部之間的接觸面積所控制。諸平頭針然後被裝於一標準捲軸上並接著被載入一模組內，其可從該帶串剪下一部件且將各部件傳送至一沖壓機以利安裝。

因此，前述內容僅被視為本發明之原理的說明。另外，因為許多之修改及變更對於熟習本藝之人士而言隙可輕易思及的，因此本發明並不受限於本文中所示及所述之確定結構及操作，且所有適當之修改及均等型式因此都可被歸類成落在本發明之範圍內者。

11‧‧‧頭部

12‧‧‧肩部

13‧‧‧替除部

14‧‧‧底切部

15‧‧‧干涉球狀體

16‧‧‧尖錐狀頂部

17‧‧‧針

18‧‧‧頂部板片

19‧‧‧底部面板

20‧‧‧凸出區域

21‧‧‧凸出區域

31‧‧‧頭部

32‧‧‧肩部

33‧‧‧替除部

34‧‧‧底切部

35‧‧‧擴孔部

36‧‧‧錐狀尖部

37‧‧‧針

40‧‧‧安裝孔

42‧‧‧凸出區域

43‧‧‧凸出區域

51‧‧‧頭部

52‧‧‧肩部

53‧‧‧替除部

54‧‧‧底切部

53‧‧‧擴孔部

56‧‧‧錐狀尖部

57‧‧‧針

58‧‧‧板片

59‧‧‧面板

60‧‧‧安裝孔

61‧‧‧緊固件

62‧‧‧凸出區域

63‧‧‧凸出區域

71‧‧‧頭部

72‧‧‧肩部

73‧‧‧替除部

74‧‧‧底切部

75‧‧‧擴孔部

76‧‧‧錐狀尖部

77‧‧‧緊固件

78‧‧‧板片

79‧‧‧面板

80‧‧‧安裝孔

81‧‧‧錐狀尖部

82‧‧‧擴孔部

83‧‧‧替除部

第1圖包括若干單獨圖式A-D：第1A圖係一前視仰視方向的等角視圖；第1B及1C圖係顯示本發明之安裝情形的連續平面剖視圖；及第1D圖係一取自第1C圖之底部平面剖視圖。

第2圖包括若干單獨圖式A-D：第2A圖係一仰視右前視方向的等角視圖；第2B及2C圖係顯示本發明之安裝情形的連續平面剖視圖；及第2D圖係一取自第2C圖之底部平面剖視圖。

第3圖包括若干單獨圖式A-D：第3A圖係一仰視右前視方向的等角視圖；第3B及3C圖係顯示本發明之安裝情形的連續平面剖視圖；及第3D圖係一取自第2C圖之底部平面剖視圖。

第4圖包括若干單獨圖式A-D：第4A圖係一仰視右前視方向的等角視圖；第4B及4C圖係顯示本發明之安裝情形的連續平面剖視圖；及第4D圖係一取自第4C圖之底部平面剖視圖。

第5圖顯示第1-4圖中所示之諸實施例的俯視右前視方向的等角視圖，而此諸實施例被製成由若干以趾部對頭部方式被連接之單個緊固件所組成的連續帶串。

11‧‧‧頭部

12‧‧‧肩部

13‧‧‧替除部

14‧‧‧底切部

15‧‧‧干涉球狀體

16‧‧‧尖錐狀頂部

17‧‧‧針

Claims (14)

1. 一種長形之緊固件條，包括複數個緊固件，該等緊固件係以趾部對頭部之方式被連接在位於該等緊固件之間的可切斷接合點處，每一個緊固件係適用於可強制地被插入一主體材料內且包括：一頭部，其位於一最頂端處並鄰接一第一可切斷接合點；一肩部，其鄰接該頭部並包括一位於底部處可供替除該主體材料用之替除部；一底切部，其直接鄰接該肩部並用於收納被該肩部所替除之該主體材料，以便將該緊固件固定至該主體材料；及一錐狀尖部，其位於一最底之趾端處並鄰接一第二可切斷接合點。
2. 如申請專利範圍第1項之緊固件條，其中每一個緊固件更包括一具有圓形橫截面並位於該底切部與該尖部之間的柱形球狀體，該球狀體適於在該主體材料中徑向地擴張一圓形之收納孔。
3. 如申請專利範圍第1項之緊固件條，其中每一個緊固件具有矩形的橫截面。
4. 如申請專利範圍第3項之緊固件條，其中每一個緊固件更包括一擴孔部，其位於該底切部與該尖部之間，並係用於形成一位於該主體材料中之收納孔之諸側邊。
5. 如申請專利範圍第4項之緊固件條，其中該收納孔係 圓形的。
6. 如申請專利範圍第1項之緊固件條，其中該錐狀尖部係由一長方稜錐之形狀所界定。
7. 如申請專利範圍第6項之緊固件條，其中每一個緊固件具有方形的橫截面。
8. 如申請專利範圍第7項之緊固件條，其中該尖部相對於該肩部成徑向偏位45度。
9. 一種緊固件，其包括：一頭部，其位於一最頂端處，且係該緊固件之最大直徑；一肩部，其係自該頭部處向下延伸，該肩部係於底部包括一替除部，用於替除一主體物件之材料；一擴孔部，其具有矩形橫截面，並位於該替除部之緊接下方，該擴孔部係用以在一圓形安裝孔之頂部處形成一方形開口；及一錐狀尖部，其位於該緊固件之一最底端處。
10. 如申請專利範圍第9項之緊固件，其中該矩形橫截面係方形的。
11. 如申請專利範圍第10項之緊固件，其中該錐狀尖部具有一長方稜錐之形狀。
12. 如申請專利範圍第11項之緊固件，其中該錐狀尖部係由一正方稜錐所界定，其在徑向上與該等均具有多個平行側緣之其他緊固件特徵的其餘部分成不對準地被轉動。
13. 如申請專利範圍第12項之緊固件，其中該緊固件係 一系列大致上相同之緊固件中之一者，而該一系列大致上相同之緊固件係在一連續的緊固件條中被連接在可切斷接合點處。
14. 如申請專利範圍第13項之緊固件，其中該等大致上相同之緊固件係以趾部對頭部方式被連接在該等可切斷接合點處。