TWI669030B - 面板緊固器及繫留面板緊固器用之螺釘 - Google Patents

Abstract

一種面板緊固器，包含螺釘，其被繫留於套圈，並被彈簧推向縮回位置，該彈簧操作於螺釘頭部與套圈之間。當螺釘處於縮回位置時，螺釘上之擴徑軸環佔據鄰近套圈之內環形繫留環的區域。該螺釘包含凸緣，其直接抵頂繫留環，提供止動，以防止螺釘脫落。該彈簧較佳係螺旋彈簧，其可操作抵頂套圈的外凸緣。

Description

面板緊固器及繫留面板緊固器用之螺釘

相關申請案：本非臨時專利申請案請求於2014年3月19日提交，名稱為「穩定面板緊固器」之美國臨時申請案號61/955,473之權益，其內容以參照的方式併入本文。

本發明係有關金屬繫留面板緊固器。更具體而言，其係有關被用在電子產業中取放組裝程序之繫留面板緊固器。

在電子產業中，面板緊固器經常由機器人取放機器將該緊固器插入電路板收容孔，組裝到印刷電路板。該步驟最常連同表面安裝焊接程序進行。甚至隨著這些機器所提供的精確度，因面板緊固器組件僅鬆弛地接合而可能發生組裝錯誤。

面板緊固器通常包括坐落於套圈內之可伸縮螺釘。螺釘藉輕質螺旋彈簧保持於縮回位置，該螺旋彈簧可操作地繞螺柄定位於螺釘頭部與套圈的頂部之間。於習知技術中，在螺釘外表面與套圈內壁間有大側壁間隙，其適應電路板與其所附著之結構間的一些欠對準。惟，側壁間隙會帶來問題，因為它導致取放機器處理零 件的不穩定。在組裝期間，取放機器藉螺釘頭部保持緊固器，並在組裝期間迅速地加速緊固器，這將導致螺釘與套圈之間的相對運動。在組裝期間，這種快速運動可能導致套圈與電路板收容孔未對準。

上述組裝問題連同一個提議的解決方案揭示在美國專利第8,113,755號中，其揭示使用螺母或附著在螺釘之O形環於套圈下側，以保持螺釘於如第1圖所示向下壓縮之配置中。本配置消除螺釘與套圈間的移動。在緊固器被機器人組裝到電路板上之後，壓緊螺母或O形環被移除，以允許緊固器返回到其正常縮回自由狀態。然而，該解決方案有缺點，包含螺母或O形環的額外成本，以及在電路板組裝後移除及處理那些零件的需要。因此，宜提供比習知技術更不複雜及更便宜的面板緊固器及面板緊固器組裝方法，並可成功地使用結合高速取放機器人組裝機器和方法。

本發明使用異於習知技術之方案來實現緊固器組件穩定性的所欲達成的結果。對螺釘在其縮回自由狀態提供穩定性，而非使伸長之螺釘保持緊固件總成為壓縮狀。此功能藉由使用軸環及凸緣於螺紋正上方的螺柄底部來實現。這些結構結合彈簧使用，該彈簧較佳地比用於習知面板緊固器的彈簧更強。軸環的尺寸實質上封閉螺釘與套圈間但僅位於套圈繫留環的區域的間隙。經察，藉由添加此軸環以及使用更強的彈簧，可提供足夠的穩定性來滿足高速機器人組裝設備的要求。由於軸 環係短的，且侷限於繫留環周圍的區域，因此，在螺釘的極短延伸後，藉由通常較大的間隙而提供的欠對準補償仍係被允許的。較強的彈簧不會負面影響任何大程度操縱螺釘的容易性。

更具體而言，本發明提供一種用於繫留面板緊固器之螺釘結構，包括設有擴大頭部之螺釘，具有用以施加旋轉力至其上之手段。螺釘之柄包含向下延伸至頭部正下方之減徑頸部，該頸部是螺釘的直徑最小部分。短軸環位於頸端的底部。凸緣從軸環底部徑向向外延伸。柄的螺紋部分從軸環向下延伸至螺釘遠端。

在面板緊固器總成中，螺釘繫留於套圈，並藉由操作於螺釘頭部與套圈間之彈簧，保持於縮回位置。當螺釘處於縮回位置時，軸環只佔據鄰近套圈之內部環形繫留環之套圈軸向區域。凸緣直接抵頂繫留環，提供止動以防止螺釘脫落。彈簧較佳係螺旋彈簧，其可抵住套圈之外凸緣操作。

因此，本發明解決提供雖廉價卻有效之面板緊固器的意圖目的，其具有充份的組件穩定性，能成功地與高速組裝設備結合使用。

8‧‧‧面板緊固器

10‧‧‧螺釘

11‧‧‧擴大頭部

12‧‧‧柄

13‧‧‧頸部

14‧‧‧軸環

15‧‧‧彈簧

16‧‧‧凸緣

17‧‧‧套圈

18‧‧‧繫留環

19‧‧‧螺紋

20‧‧‧基部

21‧‧‧內孔

22‧‧‧肩部

23‧‧‧夾持部

第1圖係習知面板緊固器之前視圖。

第2圖係根據本發明較佳實施例之面板緊固器之前視圖；第3圖係第2圖中所示緊固器之螺釘的前視圖。

第4圖係第2圖之緊固器之橫剖視圖。

根據本發明較佳實施例之面板緊固器顯示於第2至4圖中，且一般標以元件符號8表示。參考第2圖，面板緊固器8包括若干組件之總成，其包含螺釘10、壓縮彈簧15及套圈17。螺釘10坐落在套圈17中，並藉由螺旋或壓縮彈簧15來保持於縮回位置，該螺旋或壓縮彈簧15係可操作地環繞柄12之頸部13及套圈17而定位。

螺釘10通常包括擴大頭部11及固定到頭部11的平面並橫切其延伸之細長柄12。在較佳實施例中，螺釘頭部11包含諸如覆蓋成型塑膠覆蓋物的夾持部23，這有助於螺釘10的手動夾持及轉動。夾持部23較佳地具有滾花、鋸齒或紋理的外環形表面。

參考第3圖，柄12從固定到擴大頭部11之近端延伸至螺紋遠端。柄12具有大致不連續部分，其包含頸部13、軸環14，以及居於頭部11與螺紋19中間的凸緣16。關於在第2至4圖中所示之位向，頸部13、軸環14及凸緣16相鄰配置在頭部11下方，但會在螺紋19上方。在較佳實施例中，頸部13、軸環14及凸緣16係一體形成，但在其他實施例中可包括個別元件。螺釘10的螺紋19從凸緣16向下延伸到其遠端(與頭部相對)。

套圈17具有大致圓柱形基部20、軸向內孔21以及在基部20之外表面上徑向延伸的肩部22。內孔21靠近遠端(相對於螺釘頭部11)具有徑向增大之錐度。 環形繫留環18被固定於接近近端(相對於螺釘頭部11)之中心孔21的內表面，並自其徑向向內延伸。在較佳實施例中，繫留環18藉由沿基部20徑向向內摺彎套圈於預定的軸向位置形成。替代地，繫留環18可包括插入內孔21的個別組件。

壓縮彈簧15被可操作地繞頸部12及套圈17定位。彈簧15的一端抵接螺釘頭部11的下側，而另一端則抵接肩部22的近側(相對於螺釘頭部)表面。壓縮彈簧15藉延伸遠離套圈17之螺釘頭部11將螺釘10保持在第2圖所示的縮回位置中。

螺釘10坐落於套圈17中，並為其所攫獲。參考第4圖，完全組裝之緊固器的橫剖面顯示處於其縮回自由狀態。第4圖亦顯示螺釘軸環14於套圈17之孔21內的位置。繫留環18具有小於環形凸緣16之外徑的內徑。結果，螺釘之外凸緣16無法在內孔中平移越過繫留環18。由於繫留環18位於外凸緣16之近端側(相對於螺釘頭部)，因此，繫留環18抵抗彈簧15的力量，保持螺釘10於套圈17內。

軸環14之外徑大於柄12之頸部13，惟略小於繫留環18之內徑。較佳地，軸環14的尺寸定成提供其外表面與繫留環18間的最小可能間隙。繫留環18與軸環14間的極小間隙緊密地保持螺釘，並防止螺釘10於孔21內徑向移動。軸環14的軸向長度較頸部13的長度短。因此，軸環14被配置成當螺釘10縮回時，與繫留環18操作性的嚙合。換言之，軸環14與繫留環18僅 與柄12的短邊長度軸向對準。在較佳實施例中，壓縮彈簧15較習知面板緊固器的彈簧堅硬。

套圈17在底部具有一沉孔，該沉孔具有大於該孔之直徑，使得該沉孔在該螺釘10和該套圈17之間提供增大的徑向間隙，從而與該縮回位置相比，允許該螺釘在該伸出位置之該套圈17內更能側向移動。

經察，藉此組合，可達成螺釘10與套圈17間的機械穩定關係，其足以滿足高速取放組裝機器及組裝方法的需求。相較於習知技術，申請人的結構無需固定O形環或壓緊螺母；因此，申請人的結構提供勞力與材料兩者的成本節省。因此，熟於本技藝之人士當知，本發明之目的業已實現。

前文應被視為說明本發明的僅有幾個實施例。又，由於熟於本技藝之人士當知許多修改和改變，因此不欲將本發明限制於本文所示及所述之具體結構及操作。據此，所有適當的修改和均等物可訴諸並全部涵蓋在本發明的範圍內，這僅應由以下請求項及其法定均等物來判定。

Claims (8)

1. 一種面板緊固器，其包括：a)螺釘，具有擴大頭部，該擴大頭部具有施加旋轉力於其上之手段；以及柄，由該頭橫向延伸，該柄由上至下具有：i)頸部，具有外徑；ii)軸環，從該頸部軸向延伸，且具有實質大於該頸部之直徑，使得在該軸環和相鄰側向物體之間的距離有效地減少；iii)凸緣，固定於該軸環之基部，並自該基部徑向向外延伸，該凸緣具有大於該軸環之直徑的直徑；以及iv)螺紋部，從該凸緣軸向延伸到該螺釘之遠端，其中該軸環及該凸緣係與該螺釘一體形成；b)套圈，圍繞該螺釘之一部分，並具有內部繫留手段，用於防止該螺釘從該套圈脫落，該螺釘可在該套圈的孔內滑動於縮回位置與伸出位置之間；以及c)彈簧，有效地定位於該螺釘頭部與該套圈之間，以使該螺釘偏向該縮回位置；及其中當該螺釘處於該縮回位置，而非該螺釘處於該伸出位置時，該螺釘軸環於徑向方向軸向對準該套圈繫留手段，其中該螺釘軸環的尺寸實質上封閉該螺釘與該套圈間但僅位於該等套圈繫留手段於該縮回位置的區域的間隙，其中在該螺釘於該伸出位置的極短延伸後，藉由於該頸部和該等繫留手段間的間隙而提供的欠對準補償係被允許的。
2. 如請求項1之面板緊固器，其中該彈簧係螺旋彈簧。
3. 如請求項2之面板緊固器，其中該套圈包含在該套圈之基部周圍的外部凸緣。
4. 如請求項3之面板緊固器，其中該彈簧直接抵頂該外部凸緣。
5. 如請求項4之面板緊固器，其中該繫留手段係該套圈內之環形環，其提供該套圈之縮減內徑的區域。
6. 如請求項5之面板緊固器，其中當該螺釘處於該縮回位置時，該螺釘凸緣直接抵頂該環形環。
7. 如請求項1之面板緊固器，其中該軸環之軸向長度相對地較該頸部之長度短。
8. 如請求項1之面板緊固器，其中該套圈在底部具有一沉孔，該沉孔具有大於該孔之直徑，使得該沉孔在該螺釘和該套圈之間提供增大的徑向間隙，從而與該縮回位置相比，允許該螺釘在該伸出位置之該套圈內更能側向移動。