緊固件組件和組合件的製作方法
2023-10-08 20:34:09 1
緊固件組件和組合件的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於將物體附接至外面板和形成有槽孔的次結構的緊固件組件，其包括：第一螺栓，附接至該物體並具有從該物體延伸穿過外面板中的開口的第一螺紋軸；第二螺栓，在第一端形成有用於容納第一螺紋軸的螺紋孔，該第二螺栓具有位於與第一端相反的第二端上的第二螺紋軸和介於螺紋孔與第二螺紋軸之間的突環；以及止動件，形成在突環上並與槽孔接合，其中，第二螺栓沿一個方向旋轉以增加第一螺栓從螺紋孔突出的程度直到止動件與槽孔接合，第二螺栓沿該一個方向的繼續旋轉將該物體拉向外面板。本實用新型還提供了一種組合件。本實用新型的緊固件組件長度可調節，從而在將附件等物體附接至表面和次表面結構時克服配合的問題。
【專利說明】緊固件組件和組合件
【技術領域】
[0001]本公開涉及用於將諸如車頂行李架或置物架的附件同時附接至外表面和次表面安裝結構的緊固系統和組件。
【背景技術】
[0002]車頂行李架是地面車輛的常用附件，其提供了在車輛上運輸大件物體的可選方式。車頂行李架可以包括沿著該車頂的外面板縱向延伸的一對平行欄杆。可選地，車頂行李架可以包括多於兩個的欄杆和橫向欄杆。類似的行李架可以安裝在四門轎車或雙門硬頂跑車類型的車輛的置物箱上。
[0003]根據車頂的設計，車頂的外面板可以與次結構安裝板間隔開。例如，該次結構安裝板可以與車頂的外面板間隔開20mm至60mm。設計高度可以指定在上述範圍內，但也可能遇到大幅偏離於設計高度的情況。可以使用固定高度的緊固件將車頂行李架固定至次結構安裝板，但是由於製造公差導致的偏離於設計高度會對產品質量造成不利影響。
[0004]當距離小於設計高度時，擰緊車頂行李架緊固件會使外車頂面板凹陷或變形。相反地，當外車頂面板和次結構安裝板之間的距離大於設計高度時，擰緊緊固件不能使車頂行李架完全固定至車頂的外面板。如果車頂行李架不完全固定，會導致配合不良或漏水。
[0005]其他部件也會遇到類似問題，例如儀錶板，其中，附件或其他物體附接至表面和次表面結構。對該附件起主要支撐的是向內與該表面間隔開的次表面結構。表面和次表面結構之間的間距的變化會產生配合、光潔度以及密封問題。
[0006]如下面總結的，本公開針對於解決上述問題和其它問題。
實用新型內容
[0007]針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在於提供一種長度可調節的緊固件組件，從而在將附件或其他物體附接至表面和次表面結構時克服配合的問題。
[0008]根據本實用新型的一個方面，提供了一種用於將物體附接至外面板和形成有槽孔的次結構的緊固件組件。該緊固件組件包括:第一螺栓，附接至該物體並具有從該物體延伸穿過外面板中的開口的第一螺紋軸；第二螺栓，在第一端形成有用於容納第一螺紋軸的螺紋孔，第二螺栓在與第一端相反的第二端上具有第二螺紋軸和介於螺紋孔與第二螺紋軸之間的突環；以及止動件，形成在突環上並與次結構形成的槽孔接合。第二螺栓沿一個方向旋轉以增加第一螺栓從螺紋孔突出的程度直到止動件與槽孔接合，並且第二螺栓沿該一個方向的繼續旋轉將該物體拉向外面板。
[0009]根據本公開的其他方面，緊固件組件還可包括密封件，當第二螺栓沿該一個方向旋轉至止動件與槽孔接合後，在第二螺栓沿該一個方向的繼續旋轉將該物體拉向外面板的過程中，壓縮該物體和外面板之間的密封件。該密封件在該物體和外面板之間可被壓縮預定程度，並且其中，第二螺栓的繼續旋轉將物體向外面板拉動該預定程度。
[0010]常用扭矩螺母可裝配至第二螺栓的第二端，當開始裝配至第二螺栓時，以第一扭矩水平轉動常用扭矩螺母直到止動件與槽孔接合，然後以大於第一扭矩水平的第二扭矩水平轉動常用扭矩螺母，此後物體被拉向外面板。
[0011]螺紋孔和第二螺紋軸的螺紋與第一螺紋軸相比方向相反。第三螺紋軸設置在第一螺栓上，該第三螺紋軸容納在由該物體形成的螺紋孔中。保持卡扣可在第一螺栓上形成的突環上方裝配至第一螺栓，該保持卡扣延伸穿過外面板中的開口並將緊固件組件和物體保持在外面板上。保持卡扣抑制第二螺栓將物體拉向外面板，直到止動件與槽孔接合。
[0012]根據本公開的另一方面，提供了一種組合件，其包括具有第一開口的容納件、附接至容納件和形成有第二開口並與該容納件間隔開的次表面結構的物體以及塔螺栓組件。塔螺栓組件包括:第一螺栓，裝配至該物體以通過第一開口將該物體連接至容納件；第二螺栓，通過第一螺紋連接裝配至第一螺栓並延伸穿過次表面結構中的第二開口 ；止動件，設置在第二螺栓上並容納在第二開口中以停止第二螺栓的旋轉；以及螺母，裝配至第二螺栓，該螺母被轉動以旋轉第二螺栓，從而引起塔螺栓組件延伸並佔用容納件和次表面結構之間形成的空間的一部分，直到止動件與第二開口接合。在與次表面結構接合之後的螺母的繼續旋轉將物體拉向容納件。
[0013]螺母可以是常用扭矩螺母，當延伸塔螺栓組件時，螺母以第一扭矩水平轉動，隨後當物體被拉向容納件時以大於第一扭矩水平的第二扭矩水平轉動。
[0014]根據涉及該組合件的本公開的其他方面，當第二螺栓沿第一方向旋轉至止動件與第二開口接合後，在第二螺栓沿第一方向的繼續旋轉將物體拉向容納件的過程中，密封件可以被壓縮在物體和容納件之間。該密封件設計成在物體和容納件之間被壓縮預定程度。第二螺栓的繼續旋轉將物體向容納件拉動相同的預定程度。
[0015]第一螺紋連接的螺紋可以沿第一方向，螺母通過第二螺紋連接與第二螺栓連接，其中，第一螺紋連接和第二螺紋連接的螺紋旋向相反。
[0016]保持卡扣可以在第一螺栓上形成的突環上方裝配至第一螺栓，該保持卡扣延伸穿過容納件中的第一開口並將塔螺栓組件和物體保持在容納件上，保持卡扣抑制了第二螺栓將物體拉向容納件，直到止動件與第二開口接合。
[0017]根據本公開的另一方面，提供了一種用於將物體附接至形成有第一開口的面板和形成有第二開口的次表面支撐結構的方法。該方法包括:將物體裝配至面板並將塔螺栓插入第一開口和第二開口。塔螺栓包括第一突環螺栓和第二突環螺栓，第一突環螺栓具有固定至物體的第一端和第二端上的螺紋軸，第二突環螺栓包括第一端上的螺紋鑽孔、中間突環以及第二端上的螺紋軸。螺母附接至第二突環螺栓的第二端的螺紋軸。轉動螺母以相對於第一突環螺栓旋轉第二突環螺栓，從而延伸塔螺栓的長度直到中間突環位於次表面支撐結構上。然後轉動螺母以將塔螺栓拉向次表面支撐結構，直到中間突環緊靠次表面支撐結構。
[0018]根據該方法的其他方面，密封件可以在物體和面板之間裝配至第一突環螺栓。止動元件可以設置在中間突環上並接合第二開口以使中間突環位於次表面支撐結構上。當塔螺栓被拉向次表面支撐結構時，密封件被壓縮。止動元件從中間突環延伸第一距離，第一距離對應於密封件被壓縮的第二距離。
[0019]該方法還可以包括將卡扣裝配至第一突環螺栓，該卡扣插入面板中的第一開口以將所述塔螺栓保持在第一開口中。
[0020]第一突環螺栓的第二端上的螺紋部分可以是反螺紋，且第二突環螺栓的第一端上的螺紋鑽孔也可以是反螺紋。通過轉動螺母以延伸塔螺栓的長度，第一突環螺栓上的螺紋軸被第二突環螺紋的螺紋鑽孔轉動。可以以第一扭矩水平執行轉動螺母以延伸塔螺栓的長度的步驟，並且可以以大於第一扭矩水平的第二扭矩水平執行轉動螺母以將塔螺栓拉向次表面支撐結構的步驟。
[0021]本實用新型的有益效果在於，本實用新型的緊固件組件包括通過螺紋連接相結合的第一螺栓和第二螺栓，當第二螺栓沿一個方向旋轉時，第一螺栓會從第二螺栓中延伸出來，從而提供了可調節的長度以適應將附件或其他物體附接至表面和次表面結構。
[0022]本公開的上述方面以及其他方面將在下面參照附圖更詳細地描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是塔螺栓組件的分解的截面圖；
[0024]圖2是處於收縮位置的塔螺栓組件的截面圖；
[0025]圖3是處於延伸位置的塔螺栓組件的截面圖；
[0026]圖4是處於延伸位置的塔螺栓組件的截面圖，其中，該組件固定至次表面支撐件且密封件被壓縮；
[0027]圖5是設置在次表面接合突環(collar)上的可選的葉片式彈簧止動件的局部截面圖；
[0028]圖6是設置在次表面接合突環下方的可選的模製塑料止動件的局部截面圖。
【具體實施方式】
[0029]下面提供了對本實用新型的示出的實施例的詳細說明。所公開的實施例是本實用新型的實例，其能夠以多種可選形式實現。附圖無需按比例繪製。可對一些部件放大或最小化以示出具體部件的細節。本申請中公開的具體的結構和功能細節不應解讀為限制，而僅僅作為用於教導本領域技術人員如何實踐本實用新型的代表性基礎。
[0030]參照圖1，示出了塔螺栓組件10，其用於將車頂行李架12連接至車頂14。該車頂行李架可以是附接至外面板(諸如車頂14)的另一種類型的物體。該物體或車頂行李架12還連接至次表面支撐件16或次結構，其提供額外的剛度和強度來支撐物體或車頂行李架12。
[0031]車頂行李架12與車頂14之間設置有密封件18，其作用是在車頂行李架12與車頂14之間提供防止水滲入車頂14內側的密封元件。上突環螺栓20形成塔螺栓組件10的一部分。該上突環螺栓20還可以稱為第一螺栓，並且應當理解，本文所用的術語「上」「下」指的是所示零件的定向而不旨在限制塔螺栓組件10的定向，其可以定向成裝配至水平表面或垂直表面或任何其它成角度定向的表面的任意一側。該上突環螺栓20容納在物體或車頂行李架12中形成的螺紋孔22或孔中。下突環螺栓24或第二螺栓，形成塔螺栓組件的第二部分，並裝配至上突環螺栓20。使用常用扭矩螺母26將塔螺栓組件10固定至次表面支撐件16。
[0032]可包括塑料卡扣的卡扣28裝配至密封件18。該卡扣裝配在上突環螺栓20上方並可用於將密封件18保持在車頂行李架12與車頂14之間的位置。卡扣28隨塔螺栓組件10插入車頂14中形成的開口 30中。卡扣28將塔螺栓組件10保持在開口 30中。上螺栓突環32用於將卡扣28和車頂行李架12保持在一起。在將車頂行李架12裝配至車頂14之前，上突環螺栓20的上段螺紋軸34旋入車頂行李架12的螺紋孔22中。上突環螺栓20還包括下段反螺紋軸36。
[0033]下突環螺栓24的上端形成有反螺紋鑽孔40，其可容納上突環螺栓20的下段反螺紋軸36。下段反螺紋軸36和反螺紋鑽孔40組成反螺紋連接，其作用是允許通過旋轉下突環螺栓24而使上突環螺栓20延伸。反螺紋連接的操作將在下面參照圖2至圖4更詳細地描述。
[0034]下突環螺栓24，也可稱為第二突環螺栓，包括下螺栓突環42。如圖1所示，下段螺紋軸44設置在下突環螺栓24的下端，位於下螺栓突環42下方。常用扭矩螺母26裝配至下段螺紋軸44。下螺栓突環42包括一個或多個孔46。在所示實施例中，下螺栓突環42上設置有兩個孔46。孔46可以是凹槽或盲孔。至少一個止動件48與彈簧50裝配至每個孔46中。彈簧50將止動件48偏置到延伸位置。
[0035]次表面支撐件16形成有槽孔52，下突環螺栓24的下段螺紋軸44延伸穿過該槽孔。槽孔52與止動件48相互作用，下面將參照圖2至圖4更充分地描述。如圖1所示，次表面支撐件16的下側可設置墊圈54，以分散在使用常用扭矩螺母26將塔螺栓組件10延伸和固定至次表面支撐件16時扭矩螺母26所施加的力。
[0036]參照圖2，示出了開始裝配在車頂行李架12和次表面支撐件16之間的塔螺栓組件10。塔螺栓組件10插入車頂14中的孔30，其中，當開始插入時，上突環螺栓20完全容納在反螺紋鑽孔40中。當開始插入時，該塔螺栓組件10不包括常用扭矩螺母26或墊圈54。開始插入後，下螺栓突環42與次表面支撐件16間隔開。密封件18未被壓縮，卡扣28延伸穿過孔30並可與車頂14的下表面接合。
[0037]參照圖3，塔螺栓組件10示出處於使止動件48與槽孔52接合的點。止動件48將下突環螺栓24與次表面支撐件16固定。在止動件48與槽孔52接合之前，常用扭矩螺母26相對於上突環螺栓20旋轉，並引起上突環螺栓20從反螺紋鑽孔40延伸出來。
[0038]一旦止動件48與槽孔52接合，則下突環螺栓24相對於次表面支撐件16固定並防止相對於次表面支撐件16旋轉。下螺栓突環42與次表面支撐件16之間的距離對應於車頂行李架12和車頂14之間的密封件18將被壓縮的距離。
[0039]參照圖4，該塔螺栓組件10示出為完全裝配並固定至車頂14和次表面支撐件16。在止動件與槽孔52接合之後，常用扭矩螺母26繼續被旋轉，但不是將上突環螺栓20從反螺紋鑽孔40中進一步延伸，而是將塔螺栓組件10向下拉，同時，車頂行李架12將密封件18緊靠車頂14壓縮。通過下螺栓突環42和墊圈54與次表面支撐件16的相反兩側接合，避免了常用扭矩螺母26的過度擰緊。這防止了密封件18在車頂行李架12和車頂14之間過度壓縮。
[0040]該塔螺栓組件10提供了可調節的長度以適應車頂14與次表面支撐件16之間的間距的製造公差。根據車頂14與次表面支撐件16之間的間距，上突環螺栓20從反螺紋鑽孔40延伸的距離可以改變。
[0041]如本領域技術人員所知的，常用扭矩螺母26可以包括通過帽蓋(cap)連接至尼龍鎖定元件的金屬螺紋螺母。當開始裝配至下突環螺栓24時，常用扭矩螺母26可以以第一扭矩水平旋轉，以使下突環螺栓24沿一個方向旋轉。反螺紋連接被致動，以引起上突環螺栓20從反螺紋鑽孔40延伸出來。在止動件48與槽孔52接合之後，以第二更高扭矩水平繼續旋轉。以更高扭矩水平繼續旋轉將塔螺栓組件10向下拉，直到下螺栓突環42被拉至與次表面支撐件16接合。
[0042]參照圖5，示出了下突環螺栓60的可選實施例。應當理解，可選的下突環螺栓60可以替代圖1至圖4所示的下突環螺栓24。示出了一對葉片式彈簧62，它們固定在下螺栓突環66中形成的槽孔64中。葉片式彈簧62的作用類似於參照圖1至圖4所描述的止動件48。
[0043]葉片式彈簧62開始時與次表面支撐件16間隔開並且隨著上突環螺栓20從反螺紋鑽孔40延伸出來而開始被向下拉。然後，葉片式彈簧62與次表面支撐件16中的槽孔52接觸，以使下突環螺栓60相對於次表面支撐件16固定。常用扭矩螺母26的繼續旋轉引起塔螺栓組件10 (包括下突環螺栓60)與次表面支撐件16接合。
[0044]參照圖6，示出了下突環螺栓70的另一可選實施例，其包括塑料墊圈72。塑料墊圈72包括一個或多個模製止動件74。塑料墊圈72裝配至下螺栓突環78的下表面76。模製止動件74的作用方式與參照圖1至圖4所描述的止動件48類似。
[0045]模製止動件74被向下拉，直到它們與槽孔52接合，從而將下突環螺栓70相對於次表面支撐件16固定。一旦下突環螺栓70被固定，常用扭矩螺母26的繼續旋轉引起下螺栓突環78被拉向次表面支撐件16，直到下螺栓突環78與次表面支撐件16接觸。
[0046]雖然以上描述了示例性實施例，但是其目的不在於利用這些實施例描述所公開的裝置和方法的所有可能形式。相反，說明書中所使用的文字為描述性文字而非限制，並且應當理解，在不背離要求權利的本公開的精神和範圍的情況下可以做出各種改變。不同實施例的特徵可以相結合以形成本公開概念的進一步實施例。
【權利要求】
1.一種用於將物體附接至外面板和形成有槽孔的次結構的緊固件組件，其特徵在於，所述緊固件組件包括: 第一螺栓，附接至所述物體並具有從所述物體延伸穿過所述外面板中的開口的第一螺紋軸； 第二螺栓，在第一端形成有用於容納所述第一螺紋軸的螺紋孔，所述第二螺栓具有位於與所述第一端相反的第二端上的第二螺紋軸和介於所述螺紋孔與所述第二螺紋軸之間的突環；以及 止動件，形成在所述突環上並與所述槽孔接合，其中，所述第二螺栓沿一個方向旋轉以增加所述第一螺栓從所述螺紋孔突出的程度直到所述止動件與所述槽孔接合，並且所述第二螺栓沿所述一個方向的繼續旋轉將所述物體拉向所述外面板。
2.根據權利要求1所述的緊固件組件，其特徵在於，還包括密封件，在所述第二螺栓沿所述一個方向的繼續旋轉將所述物體拉向所述外面板的過程中，壓縮所述物體和所述外面板之間的所述密封件。
3.根據權利要求2所述的緊固件組件，其特徵在於，所述密封件在所述物體和所述外面板之間被壓縮預定程度，所述第二螺栓的繼續旋轉將所述物體向所述外面板拉動所述預定程度。
4.根據權利要求1所述的緊固件組件，其特徵在於，還包括裝配至所述第二螺栓的第二端的扭矩螺母，當開始裝配至所述第二螺栓時，以第一扭矩水平轉動所述扭矩螺母直到所述止動件與所述槽孔接合，然後以大於所述第一扭矩水平的第二扭矩水平轉動所述扭矩螺母，此後所述物體被拉向所述外面板。
5.根據權利要求1所述的緊固件組件，其特徵在於，所述螺紋孔和所述第二螺紋軸的螺紋與所述第一螺紋軸相比方向相反。
6.根據權利要求1所述的緊固件組件，其特徵在於，還包括設置在所述第一螺栓上的第三螺紋軸，所述第三螺紋軸容納在由所述物體形成的螺紋孔中。
7.根據權利要求1所述的緊固件組件，其特徵在於，還包括在所述第一螺栓上形成的突環上方裝配至所述第一螺栓的保持卡扣，所述保持卡扣延伸穿過所述外面板中的開口並將所述緊固件組件和所述物體保持在所述外面板上，其中，所述保持卡扣抑制所述第二螺栓將所述物體拉向所述外面板直到所述止動件與所述槽孔接合。
8.一種組合件，其特徵在於，包括: 形成有第一開口的容納件； 物體，所述物體附接至所述容納件和形成有第二開口並與所述容納件間隔開的次表面結構； 塔螺栓組件，包括: 第一螺栓，裝配至所述物體以通過所述第一開口將所述物體連接至所述容納件； 第二螺栓，通過第一螺紋連接裝配至所述第一螺栓並延伸穿過所述次表面結構中的所述第二開口； 止動件，設置在所述第二螺栓上並容納在所述第二開口中以停止所述第二螺栓的旋轉；以及 螺母，裝配至所述第二螺栓，所述螺母被轉動以旋轉所述第二螺栓，從而引起所述塔螺栓組件延伸並佔用所述容納件和所述次表面結構之間形成的空間，直到所述止動件與所述第二開口接合，在與所述次表面結構接合之後的所述螺母的繼續旋轉引起所述物體被拉向所述容納件。
9.根據權利要求8所述的組合件，其特徵在於，還包括密封件，在所述第二螺栓沿第一方向的繼續旋轉將所述物體拉向所述容納件的過程中，壓縮所述物體和所述容納件之間的所述密封件。
10.根據權利要求8所述的組合件，其特徵在於，所述第一螺紋連接的螺紋沿第一方向，且所述螺母通過第二螺紋連接與所述第二螺栓連接，其中，所述第一螺紋連接和所述第二螺紋連接的螺紋旋向相反。
【文檔編號】B60R9/058GK203937588SQ201420151721
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2013年4月3日
【發明者】戴維·詹姆斯·斯波爾加 申請人:福特環球技術公司