螺釘套管的製作方法
2023-10-31 05:13:07 5
專利名稱：螺釘套管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於通過擰入自攻螺釘來將附件例如蓋連接和固定到一個工件例如車身上的塑料螺釘套管(screw grommet)，更具體地說，涉及一種在自攻螺釘擰入時，保持高水平的附著力、同時降低柄的腿上的夾緊扭矩負荷的螺釘套管。
背景技術：
本領域公知這樣一種螺釘套管，其中套管裝備一個法蘭和一個從該法蘭延伸的柄，其中柄是空心的，並插入到工件上的連接孔中，其中該柄具有從柄的端部朝著法蘭延伸、並從該柄徑向向外延伸、且朝向法蘭的端部為自由端的柔性腿，其中螺紋通孔形成於法蘭和柄中，用來容納自攻螺釘，其中將自攻螺釘擰入螺紋通孔，防止了腿的自由端徑向向內捲曲。具體的例子在日本未審查專利申請公開[Kokai]No.55-14359、日本未審查實用新型申請公開No.62-200807、已註冊外觀設計No.704108(於1987年公開)，以及公開No.5-187422中。這些公開中所披露的螺紋套管都在柄的腿的端部具有用來接受自攻螺釘的螺紋部分以及與法蘭毗鄰以避開自攻螺釘的靠近工件的部分。為此，由腿施加到工件上的力稍微有點弱。公開No.1-216109中公開的螺釘套管即使當施加到圓形連接孔上時也不與自攻螺釘一起旋轉。在這種螺釘套管中，柄中腿的中心部分向外擴張。
當自攻螺釘擰入腿的自由端時，腿有力地向外擴張，以便將螺釘套管緊固在工件上，並阻止其與自攻螺釘一起轉動。
由於公開No.1-216109中公開的螺釘套管有力地附著在工件上，因此這是理想的。然而，當自攻螺釘擰入腿中並且將來自自攻螺釘的強夾緊扭矩施加到腿的自由端上時，很強的力矩施加到腿的基部(柄的端部)，從而腿部被扭曲和破壞。由於最近的緊固工具強有力且緊湊，因此自攻螺釘會施加很強的扭矩，並且腿部損壞的可能性很大。
本發明的目的在於提供一種螺釘套管，其中柄的腿向外有力地擴張，以便將該套管緊固到工件上，同時防止了由來自自攻螺釘的夾緊扭矩而引起的腿部的破壞。
本發明的另一個目的是提供一種螺釘套管，其中柄的腿有力地向外擴張，以便使腿與工件接觸，並且更牢固地緊固工件。
發明內容
本發明的目的通過提供一種螺釘套管而達到，其中套管裝備一個法蘭和一個從該法蘭延伸的柄，其中該柄是中空的，並被插入一個工件的連接孔中，其中該柄具有從柄的端部朝著法蘭延伸、並從柄徑向向外延伸、並且其朝著法蘭的端部為自由端的柔性腿，其中在法蘭和柄中形成一個用來接受自攻螺釘的螺紋通孔，其中將自攻螺釘擰入螺紋通孔，防止了腿的自由端沿徑向向內的捲曲，其中與工件上的連接孔邊緣可靠地接觸的法蘭和腿將該套管固定到該工件上，其中一個螺紋部分形成於該腿自由端的內側部分上，用來接受自攻螺釘並且向內延伸，從而螺紋通孔的直徑變得小於自攻螺釘的外徑，其中一個與柄相對而延伸的管狀夾緊扭矩承受部分與法蘭結合，其中在夾緊扭矩承受部分中形成一個直徑小於自攻螺釘外徑的、用來接受自攻螺釘的螺紋通孔，其中來自於自攻螺釘擰入(screwing)的夾緊扭矩由腿的螺紋部分外側的夾緊扭矩承受部分來承擔。
由於螺釘套管在腿的自由端的內側面上具有一個直徑大於自攻螺釘外徑的螺紋部分，因此腿的自由端向外強烈地擴張，並且螺釘套管被牢牢地固定到工件上。由於在夾緊扭矩承受部分中形成一個直徑小於自攻螺釘的螺紋通孔，並且來自於自攻螺釘攻絲的夾緊扭矩由腿的螺紋部分外側的夾緊扭矩承受部分來承擔，因此強夾緊扭矩不會集中在腿上，並且腿幾乎不可能損壞。結果，可以利用高夾緊扭矩的緊固工具，並且螺釘套管可被用來快速地附加一個部件。
理想地，該螺釘套管應當如此設計，從而腿形成為在直徑上彼此相對的成對的錨狀腿，該腿的端部連接至該柄的主要部分，並且該腿與該柄的主要部分由一個U-形槽隔開，並且在與腿隔開的柄的主要部分的內側上形成沿軸向延伸的、朝著螺紋通孔的肋，用來當自攻螺釘擰入時承擔一些夾緊扭矩。結果，高的夾緊扭矩被分散了。柄在U-形槽中的圓周向寬度變得更小，並且通過與柄的主體的接觸而能防止當自攻螺釘擰入時由夾緊扭矩而引起的腿的扭曲。一個鎖定臺肩形成於錨狀腿中，以便與工件中孔的邊緣接合，並且鎖定臺肩與工件的接合表面不平行，而是成一恆定的角度。結果，不同厚度的工件可被牢固地固定。理想地，一個基本上平行於法蘭表面的具有U-形曲線的保持夾片被結合到夾緊扭矩承受部分的端部中。這個保持夾片可被用來連接不同的部件。
本發明還提供一種螺釘套管，其中該套管裝備一個法蘭和一個從該法蘭延伸的柄，其中該柄是中空的，並被插入一個工件的連接孔中，其中該柄具有從該柄的端部朝著法蘭延伸、並從該柄徑向向外延伸、並且其朝著法蘭的端部為自由端的柔性腿，其中在法蘭和柄中形成一個用來接受自攻螺釘的螺紋通孔，其中將自攻螺釘擰入該螺紋通孔，防止了該腿的自由端沿徑向向內的捲曲，其中與該工件連接孔的邊緣牢固地接觸的法蘭和腿將該套管固定到該工件上，其中一個螺紋部分形成於該腿的自由端的內側部分上，用來接受自攻螺釘並且向內側延伸，從而該螺紋通孔的直徑變得小於自攻螺釘的外徑，其中腿的除螺紋部分之外的部分是薄的和可延伸的，從而當自攻螺釘擰入並緊固時，將自由端牽拉得更靠近法蘭。結果，腿向著該工件的表面升高，並被更牢固地固定。
圖1是本發明工作實例中的螺釘套管的透視圖；圖2是圖1中的螺釘套管的正視圖；圖3是圖1中的螺釘套管的右側側視圖；圖4是圖1中的螺釘套管的左側側視圖；圖5是圖1中的螺釘套管的平面視圖；圖6是圖1中的螺釘套管的底部視圖；圖7是圖2中的螺釘套管沿A-A線截取的局部橫截面視圖；圖8是圖3中的螺釘套管沿B-B線截取的局部橫截面視圖；圖9是圖3中的螺釘套管沿C-C線截取的局部橫截面視圖；圖10是利用圖1中的螺釘套管連接到工件上的兩個附件的橫截面視圖；圖11是用於解釋在圖1的螺釘套管腿上的鎖定臺肩的作用的橫截面視圖；
圖12是另一個螺釘套管的視圖，圖12A是右側橫截面視圖，圖12B是左側橫截面視圖；圖13是在利用圖12中的螺釘套管將一個附件連接到一個工件上之前的橫截面視圖；圖14是在利用圖12中的螺釘套管將一個附件連接到一個工件上之後的橫截面視圖。
具體實施例方式
下面是參照附圖對本發明的工作實例的解釋。圖1至圖11顯示出在本發明的工作實例中的螺釘套管。螺釘套管1是一個整體的塑料緊固工具。螺釘套管1設備一個法蘭2和一個從法蘭2延伸的柄3。柄3是管狀的，用來插入如車身的工件5，中的連接孔6中(圖10)。柄3上的一對錨狀腿7、7』從該柄的端部(圖1中的柄3的上端部)朝著法蘭2延伸。腿7朝向法蘭2的端部是自由端。其從柄3徑向向外延伸並且是柔性的，以便可沿徑向向內和向外彎曲。腿7的端部連接到柄3的主要部分9，並且由一個U-形槽10將其他端部與柄的主要部分9隔開，如圖1和圖2所示。這些也是柔性的，以便相對於柄的主要部分9沿徑向向內或向外彎曲。
在法蘭2和柄3的中心形成一個用來插入自攻螺釘11(圖10)的通孔13，並使柄3中空。當自攻螺釘11擰入通孔13時，柄3的中空部分被填滿。這阻止了腿7的自由端徑向向內彎曲。在腿7自由端的外側部分上形成一個鎖定臺肩14，以便與工件上的連接孔的邊緣接合。自攻螺釘11上的螺紋使得腿7上的鎖定臺肩14與工件5上的連接孔6穩固地接觸。向外延伸的固定腿7和法蘭2將螺釘套管1緊固在工件5上。腿7的自由端具有一個從鎖定臺肩14朝著該端部延伸的聯結部分15。這些與工件的表面接觸並聯結。
向內延伸從而螺紋通孔13的直徑小於自攻螺釘外徑的螺紋部分17形成於腿7的自由端上(靠近鎖定臺肩14)。由於螺紋部分17具有小於自攻螺釘外徑的直徑，因此當自攻螺釘攻絲時，在內壁上形成了螺紋。這加強了腿7自由端向外的伸展、加強了工件上連接孔的邊緣與鎖定臺肩14和內壁上腿7的聯結部分15之間的接觸和連接。結果，螺釘套管更牢固地緊固到工件上。
與柄7相對延伸(在圖1和圖2中朝著底部)的一個管狀夾緊扭矩承受部分18與法蘭2結合。在夾緊扭矩承受部分18中，形成一個直徑小於自攻螺釘外徑、並與法蘭2和柄3中的通孔13沿軸向對齊從而能夠擰入自攻螺釘的第二通孔19。由自攻螺釘的插入而引起的夾緊扭矩不是由腿7中的螺紋部分17來承受，而是由夾緊扭矩支承部分18來承受。夾緊扭矩承受部分18與法蘭2結合併緊固到法蘭2上。其也與柄的主要部分9結合，並與柄的主要部分9結合。由於U-形槽10，腿7僅僅與柄的主要部分9部分地結合。因此，他們能夠相對於柄的主體9沿徑向向內或向外移動和沿圓周方向移動僅僅一個由U-形槽10形成的間隔的量。
螺紋部分17形成於腿7的內側上，從而來自於螺絲刀的夾緊扭矩通過螺紋部分17施加到腿7上。這使腿7沿周向移動由U-形槽10形成的間隔的量，並且腿7被扭曲。當來自於工具的強夾緊扭矩通過螺紋部分17施加到腿7上時，強力矩施加到腿的基部(柄的端部)，腿變得扭曲，並且有損壞的可能性。因為最近的緊固工具強而緊湊，自攻螺釘經受強扭矩，並且腿更有可能損壞。連接到法蘭2和柄的主要部分9上的夾緊扭矩承受部分18防止了由螺絲刀引起的強夾緊扭矩被集中在腿7上。因此，腿7幾乎不可能被損壞。由於可以利用具有強夾緊扭矩的緊固工具，因此利用螺釘套管，部件能夠得到快速地連接。
如圖9所示，向著通孔13延伸的肋21形成於通過U-形槽10與腿隔開的柄的主要部分9(即，靠近腿7螺紋部分17的柄的主要部分)的內側。肋21相對於柄3沿軸向延伸。肋21朝著通孔13延伸，並且在自攻螺釘擰入時承受一些夾緊扭矩。如圖9所示，肋21形成為相對的對。肋21也能夠分散由螺絲刀施加到腿上的強夾緊扭矩。
如圖9所示，隔開腿7和柄的主要部分9的U-形槽10的圓周向寬度儘可能的小。在圖9中，包括兩個U-形槽10和腿7圓周向寬度Y的寬度X儘可能地接近腿7的寬度。夾緊扭矩沿圓周方向扭曲腿7。然而，如果寬度X接近於寬度Y，則即使當腿7發生扭曲時，與靠近柄的主要部分9的側壁發生接觸，並進一步防止了扭曲。因此，如果U-形槽的圓周向寬度較小，則能夠防止由來自於自攻螺釘的夾緊扭矩而引起的腿的扭曲。
在與法蘭2相對的管狀夾緊扭矩承受部分18的端部(圖1和圖2中的底部)，一個彎曲成U-形的保持夾片部分22與夾緊扭矩承受部分18結合，並設置成與法蘭2的平面幾乎平行。如圖2所示，通過肋23、25，U-形保持夾片部分22被牢牢地緊固到夾緊扭矩承受部分18和法蘭2上。保持夾片部分22的U-形部分具有一定的彈性，並且可被滑動到平板形部件上或滑動到一個平板上的部件上，以便緊固它們。開口部分開得較寬，以便使得插入該U-形部分的動作更容易。在夾片部分22中形成一個與通孔部分13和第二通孔部分19沿軸向對齊、以便接受自攻螺釘的一個第三通孔27。能夠彈性地彎曲的夾片部分22的支撐板29的外表面(圖2中的底面)是平的，從而其它部件能夠通過自攻螺釘而得到支撐。鎖定部分30形成於支撐板29的內側上，以便暫時聯結插入的部件，從而使它們不會掉落。
如圖11所示，在錨狀腿上的鎖定臺肩14與工件6的鎖定側的表面不平行，而是以一個恆定的角度α傾斜。這使得不同厚度的工件可被牢固地緊固。在圖11中，當自攻螺釘11擰入腿7的螺紋部分17中時，沿箭頭31方向朝腿7施加的力偏離開腿7，並且鎖定臺肩17與工件5中的連接孔6的邊緣相接觸。由於鎖定臺肩14以角度α傾斜，其在圖11所示的空間S內與連接孔6接合，並且根據其厚度而被牢牢地緊固到工件上。
利用螺釘套管1將一個第一附件33和一個第二附件34，如一對發動機罩，連接在一個工件5例如車身上的連接如圖10所示。螺釘套管1上的柄3被插入工件5上的連接孔6中，直到法蘭2與工件5相接觸。第一附件33從保持夾片部分22的開口部分26插入，並且鎖定部分30與連接孔接合。第二附件34如此設置，從而連接孔與保持夾片部分22的支撐板29中的第三通孔27對齊。於是自攻螺釘11穿過墊圈35和第三通孔27，接著利用氣動工具擰入螺釘套管1中。當自攻螺釘11擰入螺紋部分17中時，腿7的自由端向鎖定臺肩14和聯結部分15的外側強烈地伸展，並且螺釘套管1被牢牢地緊固到工件5上。自攻螺釘11被擰入夾緊扭矩承受部分18，來自於自攻螺釘的夾緊扭矩由夾緊扭矩承受部分來承擔。這防止了強夾緊扭矩集中在腿上，並降低了腿被損壞的可能性。保持夾片部分22還將第一附件33連接到第二附件34上。結果，分散部件被連接了起來。
圖12至14顯示出另一個螺釘套管37。螺釘套管37是裝備有法蘭38和從法蘭38延伸的柄39的整體塑料緊固工具。柄39為管狀，用來插入工件46上的連接孔42內。柄39上的一對錨狀腿41從柄的該端部(圖12中的柄39的上端部)朝著法蘭38延伸。朝向法蘭38的腿端部是自由端。其從柄39徑向向外延伸，並且是柔性的，以便沿徑向向內和向外彎曲。腿41的端部連接到柄39的主要部分，其他端部(圖12中的上端部)與柄39的主要部分隔開一個U-形槽42，如圖12A所示。這些也是柔性的，以便相對於柄的主要部分沿徑向向內和向外彎曲。在法蘭38和柄39的中心形成一個用來插入自攻螺釘11(圖13)的通孔43，並使柄39中空。當自攻螺釘11擰入通孔43時，柄3的中空部分被填滿。這阻止了腿41的自由端徑向向內彎曲。在腿41自由端的外側部分上形成一個鎖定臺肩45，以便與工件上的連接孔的邊緣接合。自攻螺釘11的擰入使得腿41上的鎖定臺肩45與工件45上的連接孔47穩固地接觸。向外延伸的固定腿41和法蘭38將螺釘套管37緊固在工件47上。腿41的自由端具有一個從鎖定臺肩45朝著該端部延伸的聯結部分49。這些與工件的表面接觸並聯結。
向內延伸從而螺紋通孔43的直徑小於自攻螺釘外徑的螺紋部分50形成於腿41的自由端上(靠近鎖定臺肩45)。由於螺紋部分50具有小於自攻螺釘外徑的直徑，因此當自攻螺釘擰入時，在內壁上形成螺紋。這加強了腿41自由端的向外延伸、加強了工件上的連接孔邊緣與鎖定臺肩45和內壁上的腿41的聯結部分49之間的接觸和連接。結果，螺釘套管更牢固地緊固到工件上。
在錨狀腿上的鎖定臺肩45與工件47鎖定側的表面不平行，而是以一個恆定的角度傾斜。這使得不同厚度的工件可被牢固地緊固。當自攻螺釘11擰入腿41的螺紋部分50中時，徑向向外施加的力偏離開腿41，並且鎖定臺肩45與工件46中的連接孔47的邊緣相接觸。由於鎖定臺肩45以一個角度傾斜，因此根據其厚度而被牢牢地緊固到工件上。
如圖13所示，腿41除螺紋部分50以外的部分51較薄和可延伸，從而當自攻螺釘11攻絲並緊固時，把自由端拉得更靠近法蘭38。結果，腿41升高到工件46的表面，並且套管得到了更牢固地緊固。在圖13中，薄部分51通過自攻螺釘11的擰入而延伸僅僅一個與工件46和鎖定臺肩45之間的間隔53相等的量。間隔53被閉合了，腿41上升到工件46的表面，並且套管得到了更牢固地固定。
現在將解釋利用螺釘套管37將附件54連接在一個工件46例如車身上的過程。連接前的構造如圖13所示，連接後的構造如圖14所示。螺釘套管37上的柄39被插入工件46上的連接孔47中，直到法蘭38與工件46相接觸。附件54如此設置，從而它與法蘭38中的通孔43接合。於是自攻螺釘11穿過墊圈35和工件54中的連接孔55，接著利用氣動工具擰入螺釘套管37中。當自攻螺釘11擰入螺紋部分50中時，腿41的自由端向鎖定臺肩45和聯結部分45的外側強烈地延伸，並且螺釘套管37被牢牢地緊固到工件46上。於是附件54被牢牢地緊固到工件46上。在圖13中，薄的部分51通過自攻螺釘11的擰入而延伸僅僅一個與工件46和鎖定臺肩45之間的間隔53相等的量。間隔53被閉合了，腿41上升到工件46的表面，並且套管得到了更牢固地固定，如圖14所示。
由於在本發明的螺釘套管中，螺釘套管在腿的自由端的內側面上具有一個直徑大於自攻螺釘外徑的螺紋部分，因此腿的自由端向外強烈地擴張，並且螺釘套管被牢牢地固定到工件上。由於在夾緊扭矩承受部分中形成一個直徑小於自攻螺釘的螺紋通孔，因此來自於擰入自攻螺釘的夾緊扭矩由腿的螺紋部分外側的夾緊扭矩承受部分來承擔，強夾緊扭矩不會集中在腿上，並且腿幾乎不可能損壞。結果，可以利用帶高夾緊扭矩的緊固工具，並且螺釘套管可被用來快速地附加一個部件。
在本發明的另一個螺釘套管中，一個螺紋部分形成於腿的自由端的內側部分上，用來接受自攻螺釘並向著內側延伸，從而螺紋通孔的直徑變得比自攻螺釘的外徑小，並且該腿除螺紋部分以外的部分較薄和可延伸，從而當自攻螺釘擰入並緊固時，把自由端牽拉得更靠近法蘭。結果，當自攻螺釘被擰入並緊固時，腿朝著工件的表面升高，並且被更牢固地緊固。
權利要求
1.一種螺釘套管，其中所述套管裝備一法蘭和一從法蘭延伸的柄，其中所述柄是中空的，並被插入一工件的一連接孔中，其中柄具有從柄的端部朝著法蘭延伸、並從柄徑向向外延伸，朝著法蘭的端部為自由端的柔性腿，其中在法蘭和柄中形成一用來接受一自攻螺釘的螺紋通孔，其中將自攻螺釘擰入螺紋通孔防止腿的自由端沿徑向向內捲曲，其中與工件上的連接孔的邊緣牢固地接觸的法蘭和腿將套管固定到工件上，其中一螺紋部分形成於腿的自由端的內側部分上，用來接受自攻螺釘並且向內側延伸，從而螺紋通孔的直徑變得小於自攻螺釘的外徑，其中一個與柄相對而延伸的管狀夾緊扭矩承受部分與法蘭結合，其中在夾緊扭矩承受部分中形成一直徑小於自攻螺釘外徑的、用來接受自攻螺釘的螺紋通孔，並且其中來自於自攻螺釘的擰入的夾緊扭矩由腿的螺紋部分外側的夾緊扭矩承受部分來承擔。
2.如權利要求1所述的螺釘套管，其中所述腿形成為在直徑上彼此相對的成對的錨狀腿，其中腿的端部連接至柄的主要部分，並且腿與柄的主要部分由一個U-形槽隔開，其中在與腿隔開的柄的主要部分的內側上形成軸向延伸的、朝著螺紋通孔的肋，用來當自攻螺釘擰入時承擔一定的夾緊扭矩。
3.如權利要求2所述的螺釘套管，其中所述柄在U-形槽中的圓周向寬度變得更小，其中通過與柄的主體的接觸而防止了當所述自攻螺釘擰入時由夾緊扭矩引起的腿的扭曲。
4.如權利要求2所述的螺釘套管，其中在錨狀腿中形成一鎖定臺肩，以便與工件中的孔的邊緣接合，其中鎖定臺肩與工件的所述接合表面不平行，而是成一個恆定的角度。
5.如權利要求3所述的螺釘套管，其中在錨狀腿中形成一鎖定臺肩，以便與工件中的孔的邊緣接合，其中鎖定臺肩與工件的接合表面不平行，而是成一個恆定的角度。
6.如權利要求1所述的螺釘套管，其中將一基本上平行於法蘭表面的具有U-形曲線的保持夾片結合到所述夾緊扭矩承受部分的端部中。
7.如權利要求2所述的螺釘套管，其中將一基本上平行於法蘭表面的具有U-形曲線的保持夾片結合到夾緊扭矩承受部分的端部中。
8.一種螺釘套管，其中所述套管裝備一法蘭和一從法蘭延伸的柄，其中所述柄是中空的，並被插入一工件的一連接孔中，其中柄具有從柄的端部朝著法蘭延伸、並從柄徑向向外延伸、朝著法蘭的端部為自由端的柔性腿，其中在法蘭和柄中形成一用來接受一自攻螺釘的螺紋通孔，其中將自攻螺釘擰入螺紋通孔防止腿的自由端沿徑向向內捲曲，其中與工件上的連接孔的邊緣牢固地接觸的法蘭和腿將套管固定到工件上，其中一螺紋部分形成於腿的自由端的內側部分上，用來接受自攻螺釘並且向內側延伸，從而螺紋通孔的直徑變得小於自攻螺釘的外徑，其中腿除螺紋部分以外的部分是薄的和可延伸的，從而當自攻螺釘擰入並緊固時，將自由端牽拉得更靠近法蘭。
全文摘要
螺釘套管(1)包括一個法蘭(2)和一個由該法蘭延伸的柄(3)。該柄設置有從柄的端部朝著法蘭延伸、並從柄向外延伸的柔性腿(7)。該柄具有一個自攻螺釘擰入其中以便防止腿朝著柄徑向向內彎曲的螺釘插入孔(13)，從而螺釘套管藉助於腿和法蘭固定到工件上。腿的內部設置有一個由自攻螺釘攻絲的螺紋部分。法蘭(2)與一個在與柄(3)相對的方向上延伸的管狀夾緊扭矩承受部分(18)結合。夾緊扭矩承受部分形成有一個具有小於自攻螺釘外徑的直徑的螺釘插入孔，從而接受自攻螺釘。
文檔編號F16B37/00GK1625655SQ03802991
公開日2005年6月8日 申請日期2003年1月27日 優先權日2002年1月31日
發明者蟹江秀樹, 傳刀正志 申請人:紐弗雷公司