紧固件 |
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| 申请号 | CN201480055521.5 | 申请日 | 2014-10-13 | 公开(公告)号 | CN105658106B | 公开(公告)日 | 2019-06-21 |
| 申请人 | 埃普利克斯公司; | 发明人 | 奎尤西·萨奇; 约翰·布姆加纳; 马克·伍德林; | ||||
| 摘要 | 紧固元件(1)设置成具有：抓取部(5)；多个抓取元件(20、20')，从抓取部(5)延伸； 支撑 部(10)，由至少一个支撑部壁限定，支撑部壁沿抓取元件(20、20')相反的方向从抓取部(5)延伸，所述支撑部(10)具有小于抓取部(5)的抓取部宽度的支撑部宽度，由此顶部凸缘通过抓取部(5)、相对于支撑部(10)在紧固元件(1)的至少一边上形成；以及锚定部(15)，从至少一个支撑部壁的远端延伸并且平行于抓取部(5)，以便相对于支撑部(10)、在对应顶部凸缘的至少一边上形成底部凸缘。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种滑入式紧固元件(1)，所述紧固元件具有多个安装定向且包括： |
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| 说明书全文 | 紧固件技术领域[0003] 本公开涉及紧固件，且更具体地涉及一种被构造成锚定(anchoring)组件的多方向滑入式紧固件。 背景技术[0004] 在多种行业，紧固件在各种产品的组装中都起着关键作用，而通常期望的是，这些紧固件能够被解除紧固，以便使检修零件与紧固件结合或被封装在通过这样的紧固件来固定的区域内。虽然期望这些紧固件能够被解除紧固，但同样重要的是，使这些紧固件在变化的应力和载荷下保持紧固力，同时还没有因振动等原因而产生的声音。 [0005] 例如，在汽车工业中，车辆的很多部件被紧固到车辆的其它部件(例如，顶盖内衬被紧固到车辆的顶板)，并且重要的是这些紧固件需具有高闭合强度而保持无声。还期望这些紧固件易于安装，但在需要维修时还有利于移除。 [0006] 另外，在安装(例如在汽车应用中)时存在众多构型，单一一种紧固件设计通常不能充分满足所需安装构型。因此，有必要在安装期间有众多紧固件构型可供使用。这又意味着制造商必须能够针对各种应用，提供多种定制的紧固件构型，这样就会导致费用和制造增多的问题。 [0007] US7695057公开了一种塑料定距件/立管，用以增加能够重新闭合的紧固系统(如3MTMDual LockTM或 挂钩和钩环产品)的使用高度。该定距件/立管适应于借助热熔胶音波焊接、压敏粘合剂、双面胶带、或螺钉来使外部基板保持就位。但是，这些技术可能导致这样的器件在经过变化的振动周期之后最终失效。 [0008] 因此，本公开的主要目的是提供一种紧固件，其易于安装、对被紧固的元件的固定牢固、并且仅在需要时有利于移除。发明内容 [0009] 根据本公开提供了一种紧固元件。该紧固元件包括：抓取部，抓取部具有抓取面和背面，该抓取面包括至少一排抓取元件；锚定部，被定位成与背面相对，且被构造成将紧固元件锚定到定位器，该锚定部包括凸缘，凸缘平行于背面且构造成被可移除地插在定位器的一部分处。凸缘包含在凸缘的下表面上测量到的凸缘表面积，凸缘表面积介于在抓取面上测量到的抓取面表面积的10％到90％。 [0010] 通过提供根据本发明实施例的紧固元件，提供了用于紧固元件的多个取向。因此，能够使紧固元件易于沿定位器在任何点插入定位器，例如通过倾斜紧固元件来将凸缘的第一边缘插入定位器内，且随后放平凸缘部以使凸缘的第二边缘插入定位器。而且，无论定位器的取向是什么，紧固元件均可以在所需取向上插入定位器，以便与待紧固的表面配合，从而消除为每个单独位置制造定制紧固元件的需要。 [0011] 可设有连接背面与凸缘的支撑件。因此，在凸缘与抓取部之间可设置所需间隔，以便能进一步易于插入定位器。 [0012] 凸缘部所包括的边的数量(边数)可为抓取部所包括的边数的两倍。这样的特征能够针对给定的定位器横截面，实现紧固元件的许多取向。 [0013] 凸缘的至少两个边缘可以与抓取部的至少两个边缘共面。 [0014] 凸缘可以呈多边形的形状，多边形选自以下其中之一：五边形、六边形、七边形、以及八边形。 [0015] 抓取部和凸缘可以具有不同的形状，例如，抓取部可为矩形而凸缘可为八边形。 [0016] 支撑件根据需要可以是圆柱形、矩形、或者任何八边形。 [0017] 凸缘形状还可以是例如圆或椭圆形。 [0018] 根据一些实施例，抓取部和凸缘的至少其中之一可以是非对称的。 [0019] 至少其中一排的抓取元件可被粘合到抓取面。例如，包括抓取元件的片和粘合剂层可被压合到抓取面上。这样能够使组装机在安装的时候将所需抓取元件构型施加到抓取面上。抓取元件的片可以是单一取向或交替取向的。 [0020] 凸缘可以包括至少一个凸部39，该凸部被构造成在定位器3内产生过盈配合。无论凸缘插入定位器的取向如何，凸部39均可被构造成与定位器3相互作用。 [0021] 抓取元件可选自挂钩、钩环及其组合的其中之一。挂钩可在整个抓取面上具有单一取向，或者挂钩可在整个抓取面上具有交替取向。 [0022] 凸缘的每边的长度可以相等。例如，八边形凸缘可以具有8个相等的边。 [0023] 在凸缘的下表面上测量到的凸缘表面积可介于在抓取面上测量到的抓取面表面积的25％到75％之间，特别地是介于45％到55％之间。 [0024] 本领域技术人员应该理解到，可以作出上述元件的各种组合(除非清楚地自相矛盾)。 [0025] 在以下的说明中将会提出本公开的附加目的和优点，而且这些附加目的和优点部分地根据说明书是明显的、或者可通过本公开的实践来认识到。本公开的目的和优点可借助所附权利要求特别指出的元件和组合而实现和得到。 [0027] 附图被并入说明书且构成说明书的一部分，附图示出本公开的一个或多个实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。 [0028] 图1是根据本公开实施例的被安装在定位器中的紧固元件的示例性立体图； [0029] 图2A是图1的紧固元件的仰视立体图； [0030] 图2B是图1的紧固元件的仰视图； [0031] 图2C是图1的紧固元件的侧视图； [0032] 图2D是图1的紧固元件的另一侧的另一侧视图； [0033] 图2E是根据本公开实施例的凸缘部的替代性下表面的视图； [0034] 图3A是具有用粘合剂层固定到抓紧面的抓紧元件的示例性紧固元件，其中抓取元件具有交替的取向； [0035] 图3B是具有抓取元件的示例性紧固元件，其中抓取元件在整个抓取面上具有单一的取向； [0036] 图4是具有非对称形状的另一示例性紧固元件； [0037] 图5是具有圆柱形支撑件和圆柱形凸缘的再另一示例性紧固元件。 具体实施方式[0038] 现请具体参考本公开的现有示例性实施例，附图中示出了本公开的示例。在任何可能的情况下，相同的附图标记将被用于所有附图以指代相同或相似部件。 [0039] 图1是根据本公开实施例的被安装在定位器中的紧固元件1的示例性立体图。紧固件1可被构造成用于插入定位器3，使得紧固件1被可移除地插到定位器内且在有负载的情况下(例如，当重量附着到抓取元件20和/或20'时)保持在该处。 [0040] 紧固件1可利用多种材料(例如，热塑性材料、复合材料、和/或其它适合材料)来模制(例如，注塑成型)。根据本公开的实施例，热塑性材料可以包括聚丙烯或聚氨酯。例如，对于聚丙烯，可以选择由50％均聚物和50％共聚物组成的不饱和聚酯的混合物，其具有在熔融状态中的流动性指数22g/10mn以及弯曲模量130000至150000psi。其它可能的材料包括：Atofina公司提供的PPC5660的聚丙烯，其具有在熔融状态中的流动性指数7以及弯曲模量 175000psi；BP Amoco公司提供的丙烯共聚物(Acclear 8949和Acctuf耐冲击共聚物 3934X)，其具有在熔融状态中的35至100的流动性指数以及弯曲模量190000至250000psi； 聚苯乙烯；丙烯腈；高密度聚乙烯；低密度线型聚乙烯；聚碳酸酯。熔融状态中的指数介于1与100之间；而弯曲模量介于30000与1140000之间，优选地在100000与1000000之间，更优选地在300000与1000000之间。 [0041] 除丙烯基树脂之外，能够适用的树脂包括耐冲击聚丙乙烯、丙烯腈、尼龙、高密度聚乙烯、低密度线型聚乙烯、聚碳酸酯和烯烃热塑性树脂。还可以提供由长玻璃纤维加强的聚丙烯，其具有极高弯曲模量(弯曲模量为856000psi的树脂30YM240/10010和弯曲模量为1140000psi的树脂40YM240/10010，StaMax所售)。在这种情况下，长玻璃纤维没有迁移到空腔中(长纤维太小或太薄而不足以贯穿其中)，而且极为刚性的板件借助柔性挂钩来取得。 [0042] 根据一些实施例，紧固件1使用单步骤工艺来注塑成型，由此使最终得到的器件具有统一构型，即紧固件1的所有元件是一体形成的。这样的结构可具有合适的强度并易于制造，而且不需要将各层状部分(例如抓取部层)组装到基层。器件可包括可见注射口。替代性地，紧固件1的多个部分可以使用单步骤工艺注塑成型，而例如抓取元件则可通过粘合剂、或其它合适的粘合方式(例如熔化和再凝固)来接合到紧固件1。 [0043] 图2A是图1的紧固元件的仰视立体图，图2B至图2D示出紧固件1的各种视图。紧固件1可形成有抓取部5、支撑件10、以及锚定部15等。根据一些实施例，紧固件1的厚度T可以在大约2毫米与30毫米之间、4毫米与10毫米之间、甚或5毫米与8毫米之间。特别地，厚度T不包括与抓取元件20和/或20'相关的高度H(此厚度是T')。换言之，H＝T'–T。 [0044] 抓取部5可形成有抓取面6和背面7。抓取部5可呈任何合适的几何形状，例如抓取部5可呈矩形或其它多边形、圆形等。根据一些实施例，如图4所示，抓取部可呈多边且非对称的形状。替代性地，如果需要也可实施为对称形状。 [0045] 抓取部5可包含抓取面表面积GFSA，抓取面表面积GFSA是在抓取部5的抓取面6上测得的。本领域技术人员可以认识到，计算抓取面6的表面积的不同方法(特别取决于抓取部5的形状)可以被运用(例如，计算机辅助测量和计算)，而且计算表面积的这些方法已在本领域广为人知。例如，图2B示出的抓取面6的抓取面表面区域GFSA可以由等式1计算而得到。 [0046] GFSA＝L·W (1) [0047] 根据一些实施例，当矩形抓取部5被实施时，矩形的侧边的长度L与宽度W之间的比例可以在大约1.5与2.0之间。这个比例是示例性的，而并非限制性的。 [0048] 抓取面6和背面7彼此平行，且具有大体上相同的形状(例如矩形)和尺寸。例如，抓取面6是矩形的，背面7也可以是具有与抓取面6相同尺寸的矩形。 [0049] 抓取部5可以设置有多个抓取元件20和/或20'，抓取元件20和/或20'在高度H处从抓取部5(例如，从抓取面6)延伸。根据一些实施例，抓取元件20和/或20'可以成排地从抓取部5垂直地延伸出来，因而抓取元件20和/或20'的远端部与抓取面6和背面7以预定距离间隔开。重要的是，技术人员可以理解，抓取元件20和/或20'可以沿任何适合于实现所需紧固的方向延伸，而且所有多个抓取元件20和/或20'不需要沿相同方向延伸。另外，抓取元件20和/或20'的高度H可以不同，或者可以大体上统一(一致)。 [0050] 抓取元件20和/或20'可以包括挂钩和/或钩环，其特性使抓取元件20和/或20'能够与另一所需表面实现紧固，另一所需表面例如为包括多个挂钩或钩环的表面；这些挂钩或钩环被设计为与抓取元件20和/或20'相互作用，以产生上述的紧固。抓取元件20和/或20'可被成排或成列地设置。根据一些实施例，抓取元件20和/或20'可被设置成其头部处在一排内、且其头部大体上在整个抓取面6上具有交替的取向，例如像图3A所示出的，以有助于与第二表面紧固。替代性地，如图3B所示，抓取元件20和/或20'可被设置成在抓取面6的整个表面上具有单个取向。 [0051] 这里所使用的有关抓取元件20和/或20'的术语“头部”是指抓取元件20和/或20'的远端部，挂钩的活动部分(即弯曲挂钩表面)位于这些远端部。 [0052] 抓取元件20和/或20'可以覆盖与抓取面6有关的大部分区域。例如，至少抓取面的表面积GFSA的50％、60％、70％、80％以及甚至90％的覆盖范围可以受到抓取元件20和/或20'的作用。本领域技术人员可认识到，抓取元件20和/或20'的任何合适的覆盖量可被实施而不背离本公开的范围。 [0053] 当抓取元件20和/或20'被实施为挂钩时，挂钩20可以具有不同的取向/偏置。换言之，技术人员可以理解单一挂钩具有单一方向，挂钩(hooking)可以通过单一方向来实施。因此，能够将具有单一取向的一排19挂钩20设置在图3B所示的排19中。根据本发明的一些实施例，具有单一取向的多排可以仅放置在抓取面6上，因而基于对定位器3的安装位置而为紧固件1提供多个取向。 [0054] 替代性地，根据一些实施例，挂钩20的取向可在整个一排19的挂钩20和20'中交替，以便包含交替的取向(如图1、图3A和图4所示)。这样的构型由此会使定位器3内的紧固件1的不同取向的数量减少，但是具有更大的柔性使材料被紧固(例如，使紧固钩环扣在挂钩上的机会更大)。 [0055] 锚定部15可被构造成，使紧固件1能够被锚定在定位器3内、或者待紧固部件的其它适合部分，或者替代性地被锚定到该部件将要被紧固到的表面。锚定部15因此可平行于抓取部5的背面7延伸，由此形成凸缘35。凸缘35可以包含下表面47，该下表面具有一系列空洞(即缺少材料部分)57(见图2B)，空洞例如由模塑工艺造成并且被构造成减少所用材料。替代性地，如果需要，凸缘35可以包含实心的下表面47(见图2E)。 [0056] 凸缘35可被构造成被可移除地插在定位器3的一部分处。因此，凸缘35可以包含在凸缘35的下表面47上测量到的凸缘表面积，该凸缘表面积为抓取面6上测量到的抓取面表面积GFSA的10％到90％之间，较佳地为20％到70％之间，且更佳地为30％到65％之间。根据其它实施例，凸缘表面积FSA可以优选地在抓取面表面积GFSA的45％到55％之间。 [0057] 当为了本公开的目的而测量凸缘表面积FSA时，凸缘35中的空洞57没有从表面积中减去，且应该被视为凸缘35的凸缘表面积FSA的一部分。因此，作为示例，八边形凸缘35的凸缘表面积(如图2B和图2E所示)可以使用等式2来计算。 [0058] [0059] 凸缘35可被构造成，使得凸缘35的凸缘厚度TF为凸缘35的最大宽度的5％到15％之间。例如，对于具有圆周直径20mm的八边形凸缘，凸缘35的凸缘厚度TF可为大约1.4mm。 [0060] 凸缘35可具有不同于抓取部5的形状。例如，在凸缘35为八边形的情况下，抓取部5可为矩形。这样的构型能够使紧固件1在安装期间实现多个取向。 [0061] 另外，凸缘35所包括的侧边数量可两倍于抓取部5所包括的侧边数量。例如，在抓取部5为矩形的(即四条边的多边形)情况下，凸缘35可为八边形(即八条边的多边形)。类似地，在抓取部5为三角形的(即三条边的多边形)情况下，凸缘35可为六边形(即六条边的多边形)。本领域技术人员应该认识到，这样的模式可以被继续和/或按照需要来修改。 [0062] 凸缘35的至少两个边缘可以与抓取部5的至少两个边缘共面。例如，如图2B所示，八边形的凸缘35可以具有与矩形抓取部5的两个相对侧共面的相对侧。这样能够有助于将紧固件1安装和保持在定位器3内。 [0063] 凸缘35可具有任何所需形状，且特别是可为多边形或圆形。当凸缘35为多边形时，其形状可选择以下其中之一：五边形、六边形、七边形、八边形等。技术人员会认识到这个形状列表并非穷举性的，而且其它形状也应落在本公开的范围内。当这些多边形被应用时，多边形的每边的长度可以大体上相等(例如，如图2B所示)。当然，技术人员可以理解，基于所给出的应用，这些边长也可以不相等。 [0064] 当凸缘35采用圆形时，这种形状可选自圆、椭圆、半球、月牙形等。 [0065] 凸缘35可以包括至少一个倒角(chamfer)36。倒角36可被构造成，举例来说，有助于使凸缘35插入定位器3中。因此，倒角36例如可被定位在凸缘35的顶部和/或底部。因此，凸缘35可被倒角成，至少一个倒角沿与抓取部5的背面7平行的方向延伸。 [0066] 倒角36可以与垂直于背面7的平面形成一个角度，该角度的范围介于1至60度之间，例如介于20至45度之间。在锚定部15被安装至定位器3中时，位于凸缘35上的倒角36可出现在锚定部15的前部上。 [0067] 凸缘35还可包括其它倒角构型。例如在锚定部35被安装在通道型或其它窄而高的定位器3中时，这些倒角将会符合期望，并且能够允许凸缘35在定位器3内的附加过盈配合。 [0068] 特别地，凸缘35可以包括一个或多个凸部39(见图2C)，凸部39被构造成在定位器中产生过盈配合。凸部39可以作为附加材料形成在紧固件1上的特定位置，并且可具有多种形状和尺寸。例如，凸部39可以与紧固件1整体地形成，而且还可为弓形或部分地为球形。 [0069] 图2C是示例性示意图，重点示出根据本公开实施例的一个或多个凸部39的布局。一个或多个凸部39可形成在紧固件1的各个位置，例如从包括锚定部15的底面的平面延伸、并超过本体9的包络面(例如，从横档14延伸)。根据一些实施例，凸部39可被定位在包括锚定部15的底面的平面的几何中心处。另外，或者替代性地，凸部39可被定位在凹槽17中，而且可垂直于背面7或平行于背面7延伸。 [0070] 重要的是，在没有背离本公开范围的情况下可采用一个或多个凸部39的位置的任何组合。 [0071] 在凸部39被实施为弓形或部分球形的情况下，凸部39的曲率半径可介于紧固件1的厚度T的2倍到3倍之间。例如，突起(凸部)的曲率半径可处于10mm与30mm之间的范围、处于14mm与18mm之间的范围(例如为16mm)。技术人员可以认识到，例如可在背面7和锚定部15的顶面上应用相对的凸部39，这个曲率半径可被修改以有助于安装紧固件1，同时继续提供所安装各部分之间所需等级的过盈配合。 [0072] 另外，通过应用凸部39，所得过盈可以减少或消除紧固件1在其安装条件下的噪音和移动。 [0073] 锚定部15可以包括从背面7延伸的支撑件10，用以连接凸缘35与抓取部5。重要的是，虽然支撑件10、锚定部15、以及抓取部5在这里指的都是单独的部分，但技术人员应理解，在紧固件1是整体地形成的情况下，这样的指代仅是为了有利于理解而不是指这些部分明显分离。 [0074] 为了将抓取部5和锚定部15间隔开，支撑件10可具有任何合适的厚度和任何合适的高度。例如，支撑件10的高度可介于紧固件1的整体厚度T的20％到70％之间，较佳地介于35％到60％之间，且优选地介于40％到50％之间。 [0075] 支撑件10可具有支撑部宽度SPW，支撑部宽度SPW小于抓取部5的抓取部宽度W以及凸缘35的凸缘宽度FW两者。本领域技术人员应该认识到这是基于所需的紧固构型以及与抓取部5有关的形状。 [0076] 图3A和图3B示出一种紧固件1，其中锚定部15、支撑件10、和抓取部5是通过注塑成型来形成的，但是没有抓取元件20和/或20'。在这三部分的制造之后，具有抓取元件20和/或20'的层(例如，片)以及(举例来说)粘合剂层8(例如，热塑性材料、热熔性粘合剂等)可以与抓取部5的抓取面6接触，以产生完整的紧固件1。替代性地，粘合剂层8可首先被施加到抓取面6，且抓取元件20和/或20'的层被贴附到粘合剂。根据一些实施例，粘合剂8可随后通过热固化过程而被固化。 [0077] 粘合剂层8可以是具有所需强度和基于应用的固化性质的任何适当的粘合剂。 [0078] 重要的是，图3A还示出和在这里被描述为具有挂钩20的单一取向，而图3B还在这里被描述为具有挂钩20和20'的交替取向。但是，这并非意图表明这些特征必须结合使用。粘合剂层8可以在任何这里所述的构型中用于将抓取元件20和20'贴附到抓取面5。另外，抓取元件20和20'的单一取向和交替取向也可以在没有粘合剂层8、例如在通过注塑成型而与紧固件1整体地形成的情况下使用。 [0079] 图4是具有非对称形状且形成八边形的另一示例性紧固元件1。根据图4，抓取元件20和20'具有交替取向，但是基于特定安装，非对称的紧固件1还能够在抓取元件20和/或 20'具有单一取向的条件下应用。 [0080] 图5是具有圆柱形支撑件10和圆形(例如，圆柱形)凸缘35的再另一示例性紧固元件1。图5没有示出抓取元件20和/或20'，但是，本领域技术人员可以认识到抓取元件20和/或20'的单一取向或交替取向可以被应用。 [0081] 另外，图5的紧固件1可以具有任何所需形状的抓取部。非对称形状(例如，五边形)可以有助于这样的构型，这是因为圆柱形凸缘和支撑件允许有大量安装位置适用于紧固件1。 [0083] 另外，根据一些实施例，紧固件1相对于定位器3具有少于100个取向，特别地少于25个取向，在此情况下，10个取向或少于10个取向。 [0084] 虽然本公开在这里是参考特定实施例描述的，但应该理解这些实施例仅仅是本公开的原理和应用的说明性实施例。 [0085] 在整个说明书(包括权利要求)中，术语“包括一个”应该被理解为与“包括至少一个”同义，除非另有说明。另外，说明书、包括权利要求中所提出的任何范围应该被理解为包括其端值，除非另有说明。用于所述元件的特定数值应被理解为处在对本领域技术人员已知的可接受的制造或工业公差内，而且对术语“大体上”和/或“大约”和/或“基本上”的任何使用都应该被理解为落在这些可接受的公差内，除非另有说明。 [0086] 在引用了任何国家标准、国际标准、或其它标准体(例如，ISO等)的情况下，所引用的是指在本公开的优先权日期有效的由国家或国际标准团体制定的标准。随后对这些标准的任何实质性改变不应被用来修改本公开和/或权利要求的范围和/或限定。 [0087] 本说明书和示例应被认为仅仅是示例性的，本公开的真实范围仅由随附权利要求书来表明。 |
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