用于盲安装的紧固件组件

文档序号:150762 发布日期:2021-10-26 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 用于盲安装的紧固件组件 (Fastener assembly for blind installation ) 是由 乔尔·R·李 于 2021-04-21 设计创作,主要内容包括:一种紧固件组件包括销和主体。销包括插入主体的中心通道中的轴。主体包括凸缘、以及在远端处附接至鼻部的第一臂和第二臂。第一臂和第二臂中的每一个包括外部挠曲点、内部挠曲点和近端。第一臂被配置成绕第一近侧铰接部分移动。第二臂被配置成绕第二近侧铰接部分移动。第一支架从第一臂延伸,第二支架从第二臂延伸,并且第一支架和第二支架在第一臂与第二臂之间形成重叠区域。(A fastener assembly includes a pin and a body. The pin includes a shaft inserted into the central passage of the body. The body includes a flange, and first and second arms attached to the nose at distal ends. Each of the first and second arms includes an outer flexure point, an inner flexure point, and a proximal end. The first arm is configured to move about the first proximal hinge portion. The second arm is configured to move about the second proximal hinge portion. The first leg extends from the first arm, the second leg extends from the second arm, and the first leg and the second leg form an overlap region between the first arm and the second arm.)

用于盲安装的紧固件组件

相关申请

本申请要求于2020年4月24日提交的美国临时申请号63/015,304的权益和优先权,该美国临时申请通过援引以其全文并入本文。

发明背景

技术领域

本公开内容的示例总体上涉及一种紧固件组件,并且更具体地,涉及一种能够盲安装在面板中的紧固件组件。

背景技术

在制造领域,紧固件被用于组装部件。紧固件通常贯穿具有预先制成的用于接收紧固件的孔口的面板。此外,一些紧固件贯穿堆叠或布置的多个面板,使得必须对准每个部件的孔口,以便紧固件可以准确地插入穿过每个孔口。然而,对准多个孔口可能需要物理触及面板的前侧和后侧两者,并且还可能需要仔细、耗时的注意以实现紧密对准。

一种解决方案提供多部件紧固件组件。然而,这在整个组装过程中通常需要工具,并且可能仍然需要物理触及面板的前侧和后侧。此外,多部件紧固件组件可能包括容易丢失和/或损坏的小部件。另一种解决方案提供单部件紧固件组件。然而,固定多个面板通常需要插入穿过多个松散对准的孔口,并且可能进一步需要高的夹紧力来实现适当的装配。更进一步地,这种单部件紧固件组件通常不能被移除以用于维修或重复使用。这些挑战会导致部件损坏、体力劳动过量、和/或成本增加。

发明内容

一方面,紧固件组件包括销和主体。销包括插入主体的中心通道中的轴。主体包括凸缘、以及在远端处附接至鼻部的第一臂和第二臂。第一臂和第二臂中的每一个包括外部挠曲点、内部挠曲点和近端。第一臂被配置成绕第一近侧铰接部分移动。第二臂被配置成绕第二近侧铰接部分移动。第一支架从第一臂延伸,第二支架从第二臂延伸,并且第一支架和第二支架在第一臂与第二臂之间形成重叠区域。

在一个示例中,主体进一步包括设置在中心通道内的第一肋和第二肋,并且销包括沿着轴设置的第一凹口和第二凹口。第一凹口和第二凹口被配置成在运输构型中接收第一肋和第二肋。轴进一步包括第一槽和第二槽,第一槽和第二槽被配置成在安装构型中接收第一肋和第二肋。在一些示例中,主体的凸缘包括:具有上部薄区段的上表面;具有下部薄区段的下表面;以及穿过凸缘形成的孔口。在头部的底表面与凸缘的上部薄区段之间限定间隙。

在一些示例中,紧固件组件包括:销,该销具有从销的头部延伸的轴;以及主体,该主体具有包括中心通道的凸缘、第一臂、第二臂和鼻部。轴被配置成插入中心通道中,其中,第一臂和第二臂在鼻部附近的远端处联结,并且其中,第一臂和第二臂中的每一个包括外部挠曲点、内部挠曲点和弓形支架,该第一臂的弓形支架朝向第二臂延伸。

例如,销的轴包括第一凹口,主体包括第一肋,并且第一凹口被配置成接收第一肋。第一凹口设置在与第一凹槽表面相邻的第一凹槽壁上。第一肋设置在中心通道内。销的轴包括第二凹口,主体包括第二肋,并且第二凹口被配置成接收第二肋。第二凹口设置在与第二凹槽表面相邻的第二凹槽壁上。第一肋和第二肋设置在中心通道内。销的轴包括比第一凹口更靠近头部设置的第一槽,第一槽被配置成接收主体的第一肋。销的轴包括比第二凹口更靠近头部设置的第二槽,第二槽被配置成接收第二肋。销和主体一体地形成。在安装之前,销与主体分离。

在一些示例中,紧固件组件包括:具有轴的销;具有鼻部的主体;以及具有被配置成接收销和主体的开口的面板。在紧固件组件插入开口中并且销插入主体的中心通道内时,销和鼻部朝向面板移动,并且主体包括一对对准突片,对准突片与销的轴上的一对凹槽壁配合。销包括轴,该轴在第一表面上具有第一凹口并且在第二表面上具有第二凹口。主体包括凸缘、具有第一支架的第一臂、以及具有第二支架的第二臂。

在销的轴被部分地接收在主体的中心通道内时,第一凹口和第二凹口位于凸缘附近。在销的轴被完全接收在主体的中心通道内时,第一凹口和第二凹口与凸缘间隔开。销和主体一体地形成。

销具有头部,轴从头部延伸,头部具有被配置成面向面板而不接触面板的下表面。主体限定V形区域,该V形区域被配置成至少部分地接收轴。

在一些示例中,紧固件组件包括:销,该销具有远离头部的下表面延伸的轴;以及主体,该主体具有凸缘、鼻部、第一臂和第二臂。第一臂和第二臂两者均联接至凸缘和鼻部。第一臂被配置成绕第一近侧铰接部分移动,第二臂被配置成绕第二近侧铰接部分移动。第一支架从第一臂延伸并且第二支架从第二臂延伸。主体包括设置在中心通道内的一对肋。轴包括脚部、第一表面、第二表面、一对凹口、以及一对槽。一对肋被配置成装配在一对凹口或一对槽中的至少一者内,并且第一支架和第二支架被配置成接合轴的第一表面和第二表面。

附图说明

图1是一个示例性紧固件组件的右、前和俯视图的等距视图;

图2是图1的紧固件组件的左、后和仰视图的等距视图;

图3是图1的紧固件组件的右侧立视图;

图4是图1的紧固件组件的左侧立视图;

图5A是图1的紧固件组件的右侧立视图,示出了处于模制构型的紧固件;

图5B是图1的紧固件组件的右侧立视图,示出处于运输构型的紧固件;

图5C是图1的紧固件组件的右侧立视图,示出了处于安装构型的紧固件组件;

图6是图1的紧固件组件沿着图5C的线6-6截取的截面视图;以及

图7是图1的紧固件组件的左侧立视图,示出了处于安装构型的紧固件。

具体实施方式

本公开内容的示例提供了一种紧固件组件,该紧固件组件包括接合主体的销。销包括轴,该轴具有沿其设置的凹口和槽。主体包括凸缘和在鼻部处彼此联结的第一延伸臂和第二延伸臂。第一延伸臂和第二延伸臂中的每一个包括外部挠曲点、内部挠曲点和支架。主体的凸缘包括中心孔口,该中心孔口具有设置在其中的一对肋。销的凹口被配置成当紧固件组件处于装运构型时接收一对肋,并且槽被配置成当紧固件组件处于安装构型时接收一对肋。销的轴进一步包括第一凹入表面和第二凹入表面,该第一凹入表面和该第二凹入表面被配置成当紧固件组件处于安装构型时分别接收第一臂的支架和第二臂的支架。每个臂的外部挠曲点和内部挠曲点提供受控的溃缩,该受控的溃缩防止主体上的不希望的磨损,并且因此促进了持续使用、重复使用、更换、以及延长的使用寿命。

在一些示例中,销和主体一体地形成为整体部件。例如,销和主体可以通过单次模制工艺来制造。销的轴包括连接至主体的凸缘的模制突片。模制突片可以在模制过程期间为材料提供流动的路径。模制突片还可以在运输之前将销固定至主体,这可以简化制造和运输过程,因而减少相关的成本。

在一些示例中,销和主体能够仅通过手的力来安装,例如,无需工具或机械。例如,紧固件组件可以通过手插入穿过一个或多个面板中的一个或多个孔口,并且销可以通过手完全安装在主体内以提供刚性夹紧力,用于将该一个或多个面板固定在一起并且用于将紧固件组件固定至该一个或多个面板。在将销安装在主体内的过程之中和之后,销和主体以向使用者的手提供触觉反馈的方式彼此相互作用,使得在销和主体已到达安装位置时,使用者可以感觉到。

在一些示例中,主体的第一臂和第二臂中的每一个的支架进一步包括对准突片,该对准突片与沿着销的轴设置的凹槽壁接合。对准突片和凹槽壁配合以防止在紧固件组件的安装期间的未对准,并且进一步防止在安装之后和使用时销与主体的未对准或分离(比如,通过可能受到的任何外力或振动而使销与主体的未对准或分离)。

图1展示了根据本公开内容的一个示例的紧固件组件100。紧固件组件包括销102和主体104。销102包括头部110和轴112,轴112远离底表面114延伸(参见图2)。头部110包括顶表面116,该顶表面116被配置成通过使用者(比如通过使用者的手)、工具等按压、推动或以其他方式接合。头部110还包括在顶表面116和底表面114之间的边缘118。在本示例中,头部110为圆盘形或圆柱形;然而,在其他示例中,头部110可以是任何形状,例如矩形、正方形、三角形等。如图2中所展示的,轴112在基本上正交的方向上远离底表面114延伸;然而,在其他示例中,轴112可以以不同的角度远离底表面114延伸。进一步地,轴112远离底表面114的中心延伸;然而,在一些示例中,轴112可以从底表面114的更靠近边缘118的一个或多个部分的偏离中心的位置延伸,或者轴112可以从边缘118的一部分而不是底表面114的一部分延伸。

参考图1和图2,轴112包括右侧壁120和顶侧壁122、以及底侧壁124和左侧壁126。右侧壁120包括形成在其上并且在头部110的底表面114与轴112的脚部130之间延伸的轴向通道128。平面的脚部表面132位于轴112的脚部130处。如图1中所描绘的,模制突片134在右侧壁120附近从脚部表面132延伸。设想的是,模制突片134可以从销102的不同表面延伸。顶侧壁122包含第一凹入表面140,该第一凹入表面140至少部分地由台阶142和凹槽壁144限定。凹槽壁144具有在比台阶142更靠近脚部130的位置处形成在凹槽壁144上的第一凹口146。第一凹口146具有弯曲的形状,其深度约为凹槽壁144的高度的一半,如图3中进一步展示的。

继续参考图1和图2,左侧壁126包括形成在其上并且在头部110的底表面114与轴112的脚部130之间延伸的轴向通道150。底侧壁124包括第二凹入表面152,该第二凹入表面152至少部分地由台阶154和凹槽壁156限定。凹槽壁156具有在比台阶154更靠近脚部130的位置处形成在凹槽壁156上的第二凹口158。此外,第一槽(或槽沟)162和第二槽164在比脚部130更靠近头部110的位置处分别形成在顶侧壁122和底侧壁124上。如图3中所展示的,第一槽162和第二槽164被设置成距离头部110相似的距离。

仍参考图1和图2,主体104包括凸缘180,该凸缘180具有上表面182和下表面184,外围边缘186形成在上表面和下表面之间。孔口188穿过凸缘180形成并且与中心通道190连通。上部薄区段192形成在上表面182上并且至少部分地由在外围边缘186与孔口188之间彼此平行延伸的轨道壁194限定。因此,上部薄区段192在孔口188与外围边缘186之间延伸,并且更具体地,在孔口188与外围边缘186的直边196之间延伸。这样,上部薄区段192具有大致矩形的形状。然而,外围边缘186在上部薄区段192与下部薄区段200之间弯曲。另一方面,凸缘180可以具有任何形状,例如矩形、正方形、三角形等。下部薄区段200形成在下表面184上并且至少部分地由在外围边缘186与中心通道190之间彼此平行延伸的轨道壁202限定。因此,下部薄区段200在中心通道190与外围边缘186之间延伸,并且更具体地,在中心通道190与外围边缘186的直边204之间延伸。这样,下部薄区段200具有大致矩形的形状。

参考图1至图4,主体104进一步包括第一臂206、第二臂208和鼻部210。第一臂206和第二臂208两者均在鼻部210附近的远端212与凸缘180的下表面184附近的近端214之间延伸。第一臂206包括位于第一臂206的外表面224中的中断部222处的外部挠曲点220,例如活动铰链。外部挠曲点220由铰接部分226限定,该铰接部分226设置在成角度的部分228之间并与这些成角度的部分228互相连接。进一步地,第一臂206包括位于第一臂206的内表面234中的中断部232处的内部挠曲点230,例如活动铰链。内部挠曲点230由铰接部分236限定,该铰接部分236设置在成角度的部分238之间并与这些成角度的部分238互相连接。第一支架240从内表面234上的邻近内部挠曲点230的位置延伸。空隙242在与内表面234上的第一支架240的位置相对应或对准的位置处形成在外表面224中。第一支架240是钩形的并且包括内侧244、外侧246、端头248和自由端250。

继续参考图1至图4,第二臂208包括位于第二臂208的外表面264中的中断部262处的外部挠曲点260,例如活动铰链。外部挠曲点260由铰接部分266限定,该铰接部分266设置在成角度的部分268之间并与这些成角度的部分268互相连接。进一步地,第二臂208包括位于第二臂208的内表面274中的中断部272处的内部挠曲点270,例如活动铰链。内部挠曲点270由铰接部分276限定,该铰接部分276设置在成角度的部分278之间并与这些成角度的部分278互相连接。第二支架280从内表面274上的邻近内部挠曲点270的位置延伸。空隙282在与内表面274上的第二支架280的位置相对应或对准的位置处形成在外表面264中。第二支架280是钩形的并且包括内侧284、外侧286、端头288和自由端290。

如图3中所展示的,第一臂206包括位于近端214附近的第一近侧铰接部分300,例如活动铰链。第一近侧铰接部分300将第一臂206的近端214与第一延伸壁302联结。类似地,第二臂208包括位于近端214附近的第二近侧铰接部分304,例如活动铰链。第二近侧铰接部分304将第二臂208的近端214与第二延伸壁306联结。第一延伸壁302和第二延伸壁306的厚度小于第一臂206和第二臂208的厚度,并且第一臂206和第二臂208中的每一个的近端214是弯曲的。因此,近端214的弯曲形状与第一延伸壁302和第二延伸壁306的减小的厚度配合以分别促进绕第一近侧铰接部分300和第二近侧铰接部分304的转动。

仍然参考图3,第一凹口146和第二凹口158以及第一槽162和第二槽164具有相似的深度和宽度尺寸。第一槽162和第二槽164被配置成在安装构型中接收主体104的第一肋310和第二肋312,如图5C中所示。第一肋310和第二肋312沿着中心通道壁320、326设置,中心通道壁320、326在穿过凸缘180形成的孔口188下方限定中心通道190。第一肋310和第二肋312被配置成以抵抗振动、移位和其他外力(特别是与车辆中施加的相关联的那些力)的方式装配在第一槽162和第二槽164内。第一支架240的内侧244可以从图3了解到,第一支架240成形为弓形构件,其自由端250和端头248设置在第一延伸壁302附近。类似地,第二支架280的外侧286可以从图3了解到,第二支架280成形为弓形构件,其自由端290和端头288设置在第二延伸壁306附近。

参考图4,展示了第一支架240的外侧246、端头248和自由端250,从图中可以了解到第二支架280的内侧284。如图3和图4所示,第一支架240和第二支架280的形状彼此成镜像并且在第一臂206与第二臂208之间形成重叠区域322。另外,在第一臂206与第二臂208之间,更具体地在其内表面234、274之间,形成V形区域324。展示了外部挠曲点220、260和内部挠曲点230、270的轮廓,从中可以了解到相对于第一臂206和第二臂208的厚度的铰接部分226、236、266、276的厚度。

如从图1至图4可以了解到的,第一臂206和第二臂208的长度大于轴的长度。因此,主体104可以例如穿过面板中的开口或堆叠的面板中的多个对准的开口而首先将鼻部210插入。进一步地,由于第一臂206和第二臂208的长而细的形状,并且因为它们在鼻部210附近的远端212处联结在一起,因此紧固件组件能够穿过盲开口(即,在插入过程中对使用者不可见的开口)插入。以下在图5A至图5C中描绘插入和组装过程的示例。

现在参考图5A,展示了处于模制构型或模制状态时的紧固件组件100,使得轴112的模制突片134保持完好,从而将销102附接至主体104。在一些示例中,销102和主体104通过单周期模制过程同时形成,并且模制突片134在模制过程期间形成,以允许在模制过程期间呈液态的材料流动穿过模腔。以这种方式,销102和主体104可以由相同的材料(例如,塑料材料)同时形成。在一些示例中,可以使用各种其他合适的模制过程(例如,增材制造、热成形等)来形成销102和主体104。在一些示例中,销102和主体104可以分开制造,随后联结在一起。

参考图5B,展示了处于运输构型的紧固件组件100,使得模制突片134与凸缘180的上表面182分离或从上表面182剪切下来。轴的脚部130插入穿过孔口188并且插入主体104的中心通道190中,以使第一凹口146和第二凹口158与第一肋310和第二肋312接合。第一肋310和第二肋312以抵抗由运输引起的任何外力的方式装配在第一凹口146和第二凹口158中。因此,在安装或插入在面板350(如图5C和图6中的虚线所展示的)中之前,轴112以及因此销102被主体104捕获。因此,紧固件组件100在安装之前经历模制构型与运输构型之间的划分,使得销102和主体104不再是一个整体部件。在运输构型中,第一支架240和第二支架280保持重叠区域322,并且自由端250、290分别在中心通道190的相对侧上,使得自由端250与第二臂208位于中心通道190的同一侧上,自由端290与第一臂206位于中心通道190的同一侧上,并且自由端250、290两者都比内部挠曲点230、270更靠近凸缘180的下表面184。

参考图5C,展示了处于安装构型的紧固件组件100。在安装时,主体104的鼻部210穿过面板350的开口而拧入或插入。主体104的形状(例如,长度和细长的轮廓)有利于主体104(特别是第一臂206和第二臂208以及鼻部210)插入盲开口中、或从使用者的有利位置看不到的开口中、或堆叠在一起的多个开口中。使用者将主体104插入这样的一个(或多个)开口中,并且在凸缘180的下表面184接触面板350之后,使用者按压或推动头部110的顶表面116以迫使轴112穿过主体104的中心通道190。以这种方式,第一肋310和第二肋312从它们在第一凹口146和第二凹口158内的配合移位,并且销102继续朝着主体104的凸缘180轴向移动。第一肋310和第二肋312从第一凹口146和第二凹口158的移位可以向使用者提供可感知的感觉或声音。

在插入过程中,轴112的脚部表面132推动第一支架240和第二支架280的自由端250、290。结果,第一支架240和第二支架280绕第一近侧铰接部分300和第二近侧铰接部分304移动(例如,转动),并且臂绕它们的外部挠曲点220、260和内部挠曲点230、270挠曲或弯曲。以这种方式,第一支架240和第二支架280中的每一个远离彼此移动,从而消除了重叠区域322的区域。在安装构型中,自由端250、290分别移动到中心通道190的相对侧,使得自由端250与第一臂206位于中心通道190的同一侧上,自由端290与第二臂208位于中心通道190的同一侧上,并且自由端250、290两者都比内部挠曲点230、270更远离凸缘180的下表面184。因此,V形区域324加宽,并且鼻部210移动成更靠近脚部表面132,并且也更靠近面板350,同时保持与其间隔开。以这种方式,主体104在长度上溃缩,因此减小了安装后的占用体积。最终,在轴112完全插入主体104中之后,第一肋310和第二肋312装配在轴112上的第一槽162和第二槽164内,由此可以向使用者提供表示已到达安装位置的可感知的感觉或声音(例如,触觉反馈)。

参考图6,比如在销102插入主体104的过程中以滑动关系,第一支架240接合第一凹槽壁144并且第二支架280接合第二凹槽壁156,从而经历由施加在其间的压缩力促进的摩擦阻力。在插入期间,并且在达到完全安装好的构型之后,第一支架240的端头248朝向轴的第一凹入表面140延伸,第二支架280的端头288朝向轴112的第二凹入表面152延伸。以这种方式,第一支架240的端头248和第二支架280的端头288通过分别与第一凹槽壁144和第二凹槽壁156配合而在安装期间促进对准。进一步地,第一支架240和第二支架280将主体104牢固地锁定至销102,从而在上述构型的反向进程中防止或抵抗销102从主体104松脱,并且进一步在多个方向上防止未对准,例如,顺时针或逆时针转动、侧向力等。

在安装构型中,如图5C和图6中所描绘的,在销102与主体104之间形成夹紧力,使得面板350可被紧固件组件100固定。特别地,夹紧力分别形成在头部110的下表面184与第一臂206和第二臂208的外表面224、264之间。夹紧力是轴112插入主体104中的结果。在插入过程中,轴112的脚部表面132使第一支架240和第二支架280分别绕第一近侧铰接部分300和第二近侧铰接部分304移动(例如,转动)。如本文所述,这种移动使第一臂206和第二臂208绕外部挠曲点220、260和内部挠曲点230、270挠曲。以这种方式,第一臂206和第二臂208经历绕外部挠曲点220、260和内部挠曲点230、270的受控的溃缩或局部弯曲移动,这防止了主体104上的不必要和不希望的磨损。由于绕第一近侧铰接部分300和第二近侧铰接部分304、内部挠曲点230、270和外部挠曲点220、260的移动的组合,第一臂206的第一夹紧部分328和第二臂208的第二夹紧部分330对面板350施加力,即,总的夹紧力的一部分。在一些示例中,第一臂206和第二臂208可以沿其包括有纹理的表面。例如,第一夹紧部分328和第二夹紧部分330可以包括纹理特征(例如,滚花、肋、点等),纹理特征可以增加与面板350的摩擦阻力。

参考图7,在头部110的底表面与由轨道壁194和外围边缘186的直边196限定的上部薄区段192之间限定了间隙340。使用者可以将工具(例如,平头螺丝刀)插入间隙340内,以将销102从主体104撬出。以这种方式,紧固件组件100能够在安装之后被取出或拆卸,并且随后被维修或更换。在将销102从主体104移除之后,紧固件组件被配置成在别处重新安装。例如,在没有任何可以与肋310、312接合的侧向设置的槽口或槽的情况下提供轴112的右侧壁120和左侧壁126,并且轴112的轴向通道128、150的尺寸和形状被设计成防止第一支架240的端头248和第二支架280的端头288插入,从而引起使用者可以注意到和校正的未对准。

虽然可使用比如顶、底、下、中间、侧向、水平、竖直、前等各种空间和方向术语来描述本公开内容的实施例,但应理解的是,这样的术语仅是相对于附图中示出的取向来使用的。这些取向可以颠倒、旋转或以其他方式改变,使得上部是下部,反之亦然,水平变为竖直,等等。

前述内容的变型和修改在本公开内容的范围内。应当理解,本文所公开和限定的示例扩展到所提及的或从文本和/或附图中显而易见的两个或更多个单独特征的所有替代性组合。所有这些不同的组合构成了本公开内容的各种替代性方面。权利要求应被解释为包括现有技术所允许的范围内的替代性示例。

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