专利名称：垫片、具有垫片的紧固组件和释放该紧固组件的方法
技术领域：
本发明涉及一个螺钉附件、一个具有该螺钉附件的紧固组件和一个释放该紧固组件的方法，它们有效地应用到一个能够回收的设备或机器上，例如空调器、冰箱、电视机、电池组和便易式充电器。
背景技术：
已经认识到从环保的角度而言，对例如空调器、洗衣机和冰箱等电器的回收而对自然资源的重新利用具有积极的意义。然而，去除电器上的紧固螺钉是费时的。这样，还没有形成足够高效的回收方法。
图16至18显示了紧固件和螺钉附件的例子，它们由形状记忆合金制成。如H-2-36616号日本实用新型所公开的第一个现有技术(尤其是该现有技术的第4至6页和图5)显示了一个用于阻止螺栓60松弛以及用于当需要时释放该螺栓60的装置。如图16所示，提供了一个垫片62用作一个螺钉附件，它夹在螺栓60的头部61和一个紧固板68之间。垫片62包括一个第一环63、一个第二环64、一个放置在环63和64之间的绝热体65、和一对分别设置在第二环64之上或之下的环形绝热座66、67。所有构件沿螺栓60的轴向对齐。环63和64每个都由形状记忆合金制成。加热环63和64到一个逆变温度之上时，由于为环提供的形状记忆工序，第一环63在图16中竖直地扩张而第二环64竖直地收缩。
也就是说，第一环63在高于其逆变温度时竖直地扩张，从而螺栓60的一个支承面61a受到挤压，以增加在螺栓60的螺纹和紧固板68之间的接触压力。这使螺栓60紧固到紧固板68上，阻止了螺栓60的松弛。第二环64在其逆变温度及该温度之上时竖直地收缩，从而螺栓60的支承面61a中的压力得以释放，以减少在螺栓60的螺纹和紧固板68之间的接触压力。从而，螺栓60处于一个松弛状态。因此，第一现有技术提供了能够紧固和松弛螺栓60的装置。
图17A和17B显示了一个如H-7-4407号日本专利申请所公开的第二现有技术(该现有技术的图5和12)。第二现有技术公开了一个紧固螺钉70，用以容易地拆卸用于刮擦的电器。如图17A所示，螺钉70由形状记忆材料制成并且具有一个螺杆71和一个与螺杆71相延续的头部72。螺杆71在其前端有一个狭缝71a，以将前端分成两部分。该两部分前端中的每一个的外围都形成有一渐缩的表面。渐缩表面上形成有螺纹71b。
图17A显示了具有闭合端的螺杆71，该闭合端对应于一个记忆形状，而图17B显示了具有一个呈V形的端部开口的螺杆71。螺钉70穿过一个紧固板73上的通孔73a并且与一个主紧固体74的内螺纹74a接合。一个弹簧75设置在一个螺钉70的支承面72a和紧固板73之间。当螺钉70恢复其记忆形状时，弹簧的弹力迫使螺钉70向外移动以将其从主紧固板74上释放。
图18显示了一个如S-62-110013号日本专利申请所公开的第三现有技术(在该现有技术的第2页和图1中)。该第三现有技术揭示了一个弹性垫片80，该垫片作为一个螺钉附件用于阻止螺栓由于热膨胀而导致的松弛。弹性垫片80由一种形状记忆合金制成，该形状记忆合金的形状恢复温度介于5到10摄氏度之间。如图18所示，弹性垫片80有一对臂82、83，在臂82、83之间有一个切去部分81。该臂对通过形状记忆工序而彼此偏移。
弹性垫片80在一个比其形状转变点低足够多的温度下以一个扁平的形状形成，并且该扁平的弹性垫片80夹在螺栓和一个紧固物体之间或者夹在一个螺母和该紧固物体之间，用低于形状转变点的温度使两者相接触。在紧固该螺栓之后，该弹性垫片80在一个高于形状转变点的温度下恢复记忆形状，在螺栓的轴向上产生一个张力。这增加了在螺栓的螺纹和紧固物体之间的接触压力，对螺栓提供一个紧固力。
在第三现有技术中，弹性垫片80由于形状记忆功能而导致的恢复大于螺栓的热膨胀。这样，通过一个紧固力阻止了弹性垫片80和螺栓之间的松弛，尽管螺栓发生了热膨胀。
此外，另一个描述于H-4-113320号日本实用新型公开中的现有技术揭示了一个形状记忆合金垫片，而2001-59512号日本专利申请揭示了一个垫片结构。
然而，上述传统的紧固件和螺钉附件具有以下有待消除的缺点。
在第一现有技术中，垫片62由几部分构成而具有一个复杂的结构。这样，垫片62很难实现微型化，不能应用于一个小螺钉上。此外，在一个电器组装过程中，使用了例如机器人的一个自动机器，通过一个给定的扭矩紧固螺钉。因此，紧固螺钉之后的一个如第一现有技术那样为增加紧固力而采取的加热过程在组装步骤中对工作效率是不利的。这样一个加热步骤不容易实现一个恒定的紧固力，它降低了组装步骤的生产率。
此外，垫片62不能应用在广泛地应用于组装电器的埋头螺钉上。因为垫片62只能应用于一个具有垂直于螺栓轴向的支承面61a的螺钉或螺栓60上。
第二现有技术的螺钉70具有螺杆71，螺杆上有一对分叉的尖端以在其间确定了一个间隙。分叉的尖端降低了螺钉70的坚固性，不能提供足够的紧固力。螺钉70可能会由于电器的振动而不利地松弛。此外，需要通过一个一个旋转的设备在螺钉70上形成螺纹，这增加了电器的组装成本。因为螺纹需要有一个相当长的深度以保持足够的紧固力。
第三现有技术的垫片为螺栓提供了一个增加的紧固力，以可靠地组装一个电器的塑料框架。但是，当在电器的拆卸过程中去掉螺栓时，增加的紧固力是不利的。
在H-4-113320号日本实用新型所揭示的另外一个现有技术中，紧固螺栓有一个垂直于螺栓轴向的支持面。从而，一个很大的紧固力在该支持面上提供了较大的接触压力。当为了拆解电器而加热垫片时，该较大的接触压力可能会不利地阻止垫片从螺栓上的释放。
在2001-59512号日本专利申请所揭示的另外一个现有技术中，垫片具有一对臂和一个用于该臂的连接件。连接件迫入一个螺栓的头部和一个相对物体，以阻止螺钉的旋转从而阻止螺钉的松弛。其间，这种连接件对于电器的容易拆解是不利的，因为具有连接件的螺钉不容易移除。
发明内容
根据上述情况，本发明的一个目的是提供一种螺钉附件、一个具有该螺钉附件的紧固组件和一种释放该紧固组件的方法，它们可用于可靠地和有效地把一个紧固元件固定到一个相对的物体上，并且也可用于从该相对物体上轻松地去除或分离该紧固件。
为实现该目的，本发明的第一方面是一个螺钉附件，其绕一个固定到一个主紧固体上的紧固件设置。该螺钉附件夹在该紧固件的头部和一个固定物体之间，从而该螺钉附件承受了该紧固件的紧固力而压紧该固定物体。紧固附件包括一对臂，并且该对臂的前端用加热时软化的粘合材料连接在一起。该臂对由形状恢复材料制成。该臂对径向地扩张从而螺钉附件从紧固件的头部释放。
这样，固定物体通过该螺钉附件由该紧固件的紧固力固定到主紧固体上。同时，当受热时螺钉附件的连接部分软化，从而该臂对通过其形状恢复功能彼此分离而径向向外扩张。由此，螺钉附件从紧固件的头部释放。因此，在组装一个电器时，该紧固件能够以普通的紧固力将固定物体固定到主紧固体上。同时，在拆解该电器时，该紧固件容易松开，这为拆解过程节省了时间。螺钉可以是一个用于紧固的普通螺钉或螺栓，并且螺钉附件包括一般没有螺纹并且与该螺钉一起使用的部分。连接部的软化温度比臂的软化温度低。例如，连接部是焊料(Sn-Bi，或Sn-In)或者由聚氨酯组成的热熔粘结剂。
本发明的第二方面是一个螺钉附件，其绕一个固定到一个主紧固体上的紧固件设置。该螺钉附件夹在该紧固件的头部和一个固定物体之间，从而该螺钉附件承受了该紧固件的紧固力以压紧该固定物体。该螺钉附件由一种形状恢复材料制成，并且该螺钉附件具有一对能够径向扩张的臂，从而通过加热或提供一个外力而将该螺钉附件从该紧固件的头部释放。
这样，固定物体通过该螺钉附件由该紧固件的紧固力固定到主紧固体上。同时，该臂对通过加热或提供一个外力而抵抗紧固力恢复到最初的形状，从而该臂对彼此分离以径向向外地扩张。由此，螺钉附件从紧固件的头部释放。这样，该螺钉附件轻松地从紧固件分开，这提供了一个高效的拆解过程。形状恢复材料可以是金属或者合成树脂材料，通过加热而恢复到最初的形状。例如，该形状恢复材料是Ti-Ni(钛-镍)合金、Cu-Zn-Al(铜-锌-铝)合金、Ti-Ni-Fe(钛-镍-铁)合金、聚氨酯聚合物等。
优选地，其中一个臂在其自由端一侧具有一个主动接合部，而另外一个臂在其自由端一侧具有一个被动结合部。从而，该主动接合部与该被动接合部的接合连接了该臂对，从而在正常状态下该螺钉附件不易于打开。由此，该固定物体可靠地固定到主紧固体上。同时，由于加热或提供一个外力时的形状恢复能力，该臂对能够径向扩张，从而导致该螺钉附件从该紧固件的头部释放。
优选地，螺钉附件是环形的，并且主动接合部位于被动接合部的径向内侧。这样，主动接合部抵靠着被动接合部，从而它们能够在拆解该物体时分开，却不会由于紧固件的紧固导致的过大的接合力。从而，该臂对容易地彼此分离，改善了拆解过程。
优选地，该紧固件是一个埋头螺钉。这样，对螺钉附件的加热使得该臂对沿着该螺钉头部的一个斜面抵抗紧固件的紧固力而径向地扩张，从而该螺钉附件从该螺钉头部释放。从而，固定物体自动松脱。
优选地，该臂对至少部分地由形状记忆合金制成。这样，通过加热到一个超过逆变点的温度，该臂对恢复到其最初的形状，从而该臂对径向扩张以将螺钉附件从紧固件释放。该紧固件能够施加一个较大的紧固力，因为形状记忆合金提供了一个大恢复力。从而，固定物体可靠地固定到主紧固体上。同时，固定物体使拆解过程得以改善。例如，当形状记忆合金是Ti-Ni合金时，该臂对的结构从马氏体转变到奥氏体以恢复其最初的记忆形状。
优选地，该臂对至少部分地由高分子聚合物制成。这样，通过加热到一个超过高分子聚合物的玻璃态转变点的温度，该臂对恢复到其最初的形状，从而，该臂对径向地扩张以将螺钉附件从紧固件释放。由于该螺钉附件由聚合物材料制成，固定物体可以由与螺钉附件相同的材料制成。这在拆解和回收电器的过程中是有利的。聚合物可以是聚氨酯族中的一种。
优选地，该臂对至少部分地由弹性材料制成。这样，通过材料的弹性恢复力，该臂对恢复到其最初的形状，从而该臂对径向扩张以将螺钉附件从紧固件释放。因为臂由弹性材料制成，所以小直径的螺钉附件能够以低成本容易地制造。弹性材料是金属材料，例如弹性钢杆(SUP6)、硬质钢杆(SWB、SWC)和高强钢丝(SWPA、SWPB)，或者是由合成树脂——例如聚碳酸酯、玻璃纤维增强塑料(GFRP)和碳纤维增强塑料(CFRP)——制成的材料。
优选地，螺钉附件在其对着紧固件的轴向的外表面上具有波状的起伏。这样，紧固件弹性地抵靠着螺钉附件的起伏面，阻止了紧固件的松弛。从而，一个增加的紧固力可靠地将固定物体固定到主紧固体上。
优选地，该臂对各具有一个圆形的截面。这样，臂可以轻松地变形，因为圆形截面的截面模量小于矩形截面的截面模量，从而提供了一个较小的弹性常数。此外，有臂螺钉附件能通过弯曲工序而容易地形成。
本发明的第三方面是一个紧固组件，它包括一个主紧固体，一个旋入该主紧固体的紧固件，一个具有一个通孔以通过紧固件的固定物体，和一个螺钉附件，其中该螺钉附件是在本发明第一方面中描述的一个螺钉附件。
这样，螺钉附件夹在该紧固件的头部和固定物体之间，同时固定物体对着主紧固体。紧固件插入固定物体的通孔中，并且紧固件与主紧固体的阴螺纹接合。紧固件的紧固力通过螺钉附件而将固定物体压紧在主紧固体上，以固定该固定物体。然后，成对的臂通过加热而抵抗紧固力恢复到其最初的形状，从而该臂对彼此分开以径向向外地扩张。因此，螺钉附件从紧固件的头部释放而将固定物体从主紧固体分开。从而，具有紧固结构的电器能够在短时间内拆解，这改善了电器的拆解过程。
优选地，主紧固体有一个沿主紧固体的轴向形成的竖直槽和一个与该竖直槽相交的横向槽，并且紧固组件有一个可拆除地插入横向槽的螺母。该螺母通过螺纹与紧固件接合，以代替在主紧固体内形成的内螺纹。这样，在固定物体从主紧固体上分开后，紧固件与螺母一起横向移动，以将它们从主紧固体中轻松拆除。从而，紧固件能够轻松地从主紧固体中拆除，这改善了用于回收的拆解过程。
优选地，在固定物体和螺钉附件之间设置了一个垫圈。这样，紧固件稳定地支承在垫圈上以阻止紧固件的松弛，增加了紧固件的紧固力。从而，电器中的紧固过程能可靠地实现。
优选地，在固定物体和主紧固体之间设置了一个压缩弹簧，以弹性地将固定物体压紧在主紧固体上。这样，通过螺钉附件从紧固件的分离，压缩弹簧的弹性力将固定物体从主紧固体上自动分开。这使得一个电器的自动拆解成为可能，改善了电器的拆解过程。
优选地，紧固件具有一个颈部，该颈部形成有一个直径大于阴螺纹的接合肩部，该接合肩部抵靠着主紧固体的一端。
通过紧固件的紧固作用，紧固件的接合肩部抵靠着主紧固体的一端。这防止了紧固件的头部被迫入螺钉附件的内部。由此，固定物体牢靠地固定到主紧固体上，而螺钉附件的臂没有分开。这样，在紧固件的紧固过程中，阻止了螺钉附件不利地从紧固件的头部分开，提高了紧固过程的可靠性。此外，螺钉附件通过加热到一个预定温度而恢复其最初的形状，这改进了螺钉附件的拆解过程。
本发明的第四方面是紧固组件的拆解方法，该紧固组件具有如上述结构之一的螺钉附件。该拆解方法包括如下步骤加热螺钉附件的连接部以软化连接部，
通过加热或提供一个外力而使该臂对径向地彼此分开，从紧固件的头部移除螺钉附件，以及将紧固件从主紧固体中分离。
例如，软化温度低于臂的软化温度的连接部在炉子或热水中被加热到一个比固定物体的额定温度高出20到30摄氏度的温度。其他的加热器也可以用来加热连接部。由此，连接部软化以通过加热或提供外力而使得臂对径向地彼此分开，从紧固件的头部移去螺钉附件而将紧固件从主紧固体中分离。从而，紧固件的分离需要较少的时间，这提供了一个容易的拆解方法。
本发明的第五方面是一个紧固组件的拆解方法，该紧固组件具有如上述结构之一的螺钉附件。该拆解方法包括如下步骤加热该臂对，利用形状恢复能力将该臂对径向地彼此分开，从紧固件的头部移去螺钉附件，以及从主紧固体中分离紧固件。
该臂对在炉子、热水中或通过其他加热器加热到一个比固定物体的形状转变温度高的温度。或者为该臂对提供一个力，该力导致该臂对的由应力引起的变形。由此，该臂对彼此分开而在其间形成了一个间隙，从紧固件的头部移去螺钉附件而将固定物体从主紧固件中分离。从而，紧固件的分离需要较少的时间，这提供了一个有效的拆解方法。
图1显示了一个螺钉附件和一个紧固组件的第一实施例，所述的紧固组件使用了根据本发明的螺钉附件；图2是显示了图1中圈起来的部分A的放大剖面图；图3是显示了图1中紧固组件处于分解状态时的剖面图；图4A和4B是显示了图1中螺钉附件的放大视图，图4A是一个平面图，图4B是沿着图4A中线B-B的截面图；
图5是一个平面图，显示了螺钉附件的一个记忆形状；图6A和6B显示了图1中螺钉附件的另外一个示例，图6A是一个平面图，图6B是沿着图6A中线C-C的截面图；图7A和7B显示了图1中螺钉附件的另外一个示例，图7A是一个平面图，图7B是一个侧视图；图8A和8B显示了根据本发明的一个螺钉附件的第二示例，图8A是一个平面图，图8B是沿着图8A中线D-D的截面图；图9A和9B显示了根据本发明的一个螺钉附件的第三示例，图9A是一个平面图，图9B是沿着图9A中线E-E的截面图；图10A和10B显示了根据本发明的一个螺钉附件的第四示例，图10A是一个平面图，图10B是一个侧视图；图11A和11B显示了根据本发明的一个螺钉附件的第五示例，图11A是一个平面图，图11B是一个侧视图；图12显示了紧固组件的第二实施例的剖面图，所述紧固组件具有一个根据本发明的螺钉附件；图13A和13B显示了图12中紧固组件的一个紧固件，图13A是一个平面图，图13B是一个前视图；图14A、14B和14C显示拆卸图12中紧固组件的步骤，图14A是一个剖面图，显示了其中螺钉附件打开以处在其最初形状，图14B是一个剖面图，显示了一个紧固件受到一个卷簧的推压，而螺钉附件从螺钉头部释放，图14C是一个剖面图，显示了螺钉附件与一个螺母一起从一个主紧固体中去除；图15是一个剖面图，显示螺钉改进后具有一个肩部；图16是一个局部剖视的侧视图，用于显示一个利用形状记忆合金的传统紧固件；图17A和17B显示了另外一个利用形状记忆合金的传统紧固件，图17A是一个平面图，其中紧固件处于记忆形状，图17B是一个局部剖面图，用于显示紧固件的一个组装状态；以及图18是一个立体图，显示了一个由形状记忆合金制成的传统螺钉附件。
具体实施例方式
在下文中将讨论本发明的实施例。图1至5显示了根据本发明的一个螺钉附件、一个具有该螺钉附件的紧固组件和释放该紧固组件的方法的第一实施例。
图1显示了一个液晶电视20的一部分以讨论紧固组件的一个示例。紧固组件使用了一个由形状记忆合金制成的垫片(螺钉附件)10，从而可实现一个轻松拆解过程。液晶电视20具有一个塑料框架21，用以容纳一个盒体、一个液晶板体23、灯(未示)、薄板(未示)等。框架21包括一个板框25和一个板盖(固定物体)22，板盖22遮盖了液晶板体23的一个开口。液晶板体23有一对前后玻璃板、一个液晶薄板、一个偏转板、一个反射板、一个电子回路单元等。液晶板体23夹在板框25和板盖22之间而被固定在板框25内。
形状记忆材料例如是Ti-Ni合金或Cu-Zn-Al合金，它的一个特点是通过施加热或者力(应力)而恢复到记忆形状。形状记忆合金可能具有超弹性、衰减振动或防腐蚀的特点。形状记忆金属包括具有超弹性的合金。
形成形状记忆合金的过程取决于其成分和应用。一般地，在该过程中，该合金在例如400到800摄氏度的空气、真空或惰性气体中保持5到60分钟而获得形状记忆的能力。根据本发明的垫片在750摄氏度的空气中保持10分钟以获得形状记忆能力。
形状记忆合金有一个逆变温度，以通过结构的转变而回到记忆形状，并且转变温度极大地依赖于其成分和元素。例如，Ti-50Ni合金的逆变温度是78摄氏度，而将要用在液晶电视20的根据本发明的垫片的逆变温度大约是100摄氏度。
本实施例的垫片10和一个螺钉(紧固件)17一起使用，用于组装如液晶电视20的电子器件。垫片10保持住螺钉17所需的紧固力。同时，垫片10用来轻松地拆卸电器。一个由形状记忆材料制成的长形件受到弯曲以形成具有一对臂12和13垫片。垫片10绕着螺钉17，夹在螺钉17的头部17b和板盖22之间。一个臂12在其前端有一个接合部12a，而另外一个臂13在其前端有一个接合部13a。接合部12a配合接合部13a，从而臂12和13连接在一起而形成了一个环。螺钉17和环将板盖22紧固到板框25上。同时，加热已经彼此接合在一起的接合部12a和13a，从而将环恢复到一个由形状记忆能力记下的最初形状。由此，该对臂12和13彼此分离而相对于螺钉17径向地扩张以从螺钉17的头部17b松开。
在本发明中，臂12和13的材料不限于形状记忆合金。臂12、13可以由聚氨酯族的聚合物制成，或者可以由例如弹性钢杆(SUP6)、硬质钢杆(SWB、SWC)和高强钢丝(SWPA、SWPB)的弹性材料制成。弹性材料可以由合成树脂制成，例如聚碳酸酯、玻璃纤维增强塑料(GFRP)和碳纤维增强塑料(CFRP)、或者其组合物。
当臂12、13由Ti-Ni合金的形状记忆合金制成时，通过加热，臂12、13的结构从马氏体转变到奥氏体而恢复其最初的记忆形状。当臂12、13由高分子聚合物材料制成时，该对臂12、13通过加热到一个高于高分子聚合物的玻璃态转变点温度而恢复其最初的形状。当臂12、13由弹性体材料制成时，已经连接起来而形成一个环的该臂对12、13通过弹性材料的弹性恢复能力而恢复其最初的形状。当臂12、13由Ti-Ni合金的超弹性合金制成时，通过外力，臂12、13的结构从马氏体转变到奥氏体而恢复其最初的记忆形状。
该臂对12、13可以由焊接或热熔粘合剂而连接在一起，以代替臂12、13的部分12a、13a之间的接合。焊接材料例如是Sn-Bi、Sn-In等的焊料并且具有一个低熔点。热熔粘合剂由例如聚氨酯族的一种聚合物制成并且具有一个低熔点。把连接部分加热到100至200摄氏度，使得焊料或粘合剂熔化或软化以将臂12、13彼此分开。
本发明的另外一个实施例是一个应用了垫片10的紧固组件。垫片10的一对臂12、13在受热时相对于螺钉17径向地扩张，从而垫片10从螺钉17的头部17b释放。紧固组件有一个板框25、一个具有一个通孔22a的板盖22和通过通孔22a与板框25接合的螺钉17。板盖22遮盖了液晶板体23的一个开口，并且螺钉17与板框25的内螺纹25c相接合。垫片10夹在螺钉17的头部17b和板盖22之间，并且螺钉17的一个紧固力将板盖22固定到板框25上。
接下来将详细讨论根据本发明的垫片10、具有垫片10的紧固组件和释放紧固组件的方法。如图1所示，形成框架21的板框25设置成与板盖22相对以在两者之间放置液晶电视20。板框25和板盖22由合成树脂材料制成并且通过注模成型。在本发明中，板框25和板盖22中的至少一个可由金属制成。
板框25是一个具有一个开口的盒体。板框25有一个容纳一个液晶板体23的空间24。板框25一体地设置有多个延伸向板盖22的主紧固体25a(示出了其中的一个)。主紧固体25a在其前端形成有一个直径缩减的突出部25b，并且该直径缩减的突出部25b与板盖22的通孔22a相接合。主紧固体25a的长度与液晶板体23的宽度相应。主紧固体25a的前端形成有内螺纹25c，该内螺纹25c与螺钉17的外螺纹17a相接合。
绕着主紧固体25a设置了一个压缩的卷簧27。该压缩卷簧27的长度大于主紧固体25a的长度，从而该压缩卷簧27伸出于主紧固体25a的前端。压缩卷簧27延伸出的部分受到连接到板框25上的板盖22的压缩。由此，板框25和板盖22两者均受到来自压缩卷簧27的弹性力。
在本发明中可以去掉压缩卷簧27。然而，压缩卷簧27是有利的，因为一旦垫片10从螺钉17上分开，压缩卷簧27的弹性能够使得板盖22自动地从板框25上分离。
主紧固体25a与板框25一体地形成，并且其长度使得主紧固体不从液晶板体23突出。
板盖22是一个设置成部分遮盖液晶板体23的板。板盖22设置成对着主紧固体25a并且具有多个通孔22a(显示了一个通孔22a)，每个通孔都穿过压缩卷簧27。通孔22a的直径与主紧固体25a的直径缩减的突出部25b相对应。直径缩减的突出部25b与通孔22a的内侧接合，并且一个特定的座圈15与通孔22a的外侧接合。
在本说明书中，纵向定义为图1中的左方或右方，并且前方区域是板框25所处的一侧，而后方区域是板盖22所处的一侧。
螺钉17(图2)是一个埋头螺钉，它在一侧具有一个外螺纹17a而在另一侧具有一个头部17b。基于其应用而选择螺钉17的尺寸。在此实施例中，螺钉17是M4型的(直径大约为4毫米)。设置埋头螺钉是本发明的一个特征。对垫片10的加热使得该臂对12、13沿着支持面17c的倾斜面径向地扩张，从而臂12、13抵抗螺钉17的接触压力而从螺钉17的头部17b释放。这消除了用螺丝刀拆除大量螺钉17的过程，改善了电器的拆卸过程。
如图4A和4B所示，通过把一个由形状记忆合金制成的杆弯曲成圆形、并且将杆的自由端连接起来而形成垫片10。垫片10的一个臂12在其前端有一个接合部12a而另外一个臂13在其前端有一个接合部13a。接合部12a位于臂12的径向内侧，而接合部13a位于臂13的径向外侧。当臂12、13彼此分开时，内接合部12a和外接合部13a的接合对于臂的径向扩张是有利的。因为哪怕在螺钉17的头部17b和板盖22之间存在有螺钉17的紧固力，也不会出现过大的接合力。
接合部12a和接合部13a均限定于一个矛状部分中，具有一个接合面12b或13b。每个接合面12b或13b都是具有一个角度θ的倾斜面。倾斜方向与垫片10的周向和径向均成一个角度。
接合部12a和接合部13a的接合使臂12、13互相连接，从而该臂对12、13可以抵抗螺钉17通过一个给定的扭矩而施加的紧固作用以保持其接合状态，因此防止螺钉17的松弛。这使得板盖22牢靠地固定到板框25上。
接合部12a、13a的倾斜面12b、13b阻止了该臂对12、13过大的接合力。这对于臂的分开是有利的，当加热垫片10时，臂由于径向和周向的恢复力而分开。图5显示了臂的分开状态。从螺钉17释放垫片10，使得塑料框架21能够容易地拆卸。
垫片10的该臂对12、13各具有一个圆形截面。这样，臂12、13能容易地变形，因为圆形截面的截面模量小于矩形截面的截面模量，从而提供了较小的弹性常数。此外，垫片10可通过弯曲工序而容易形成圆环的形状。此外，埋头螺钉17的支持面17c通过线接触的方式与垫片10接合，从而减少两者之间的摩擦，以允许垫片10从螺钉17的容易释放，改进液晶电视20的拆卸过程。
在图6A和6B中，另外一种垫片10’具有一对矩形截面的臂12’、13’。矩形截面提供了较大的弹性常数以增加垫片10’的断裂强度。对于一个接合面与其轴向相垂直的紧固螺钉或螺栓而言，垫片10’是有效的，其可使垫片10’稳定地安装。
在图7A和7B中，显示了另外一种垫片10”，其在周向上是扭曲的从而具有波纹形状。垫片10”的弹性保持了一个可靠紧固力，从而防止螺钉17非有意的松弛和脱落。
如图2所示，一个特定的座圈15设置在垫片10和板框25之间。座圈15具有一个垂直靠设的凸缘15a。凸缘15a与通孔22a的内周相接合以阻止座圈15的偏离。座圈15为螺钉17提供了一个稳定的支座以获得一个可靠的紧固力。这防止了螺钉17的松弛，从而可靠地将板盖22固定到板框25上。
接下来将依次讨论液晶电视20框架21的组装和拆卸步骤。压缩卷簧27绕着板框25的主紧固体25a容置，而板框25对着板盖22。同时，液晶板体23容置于板框25的空间24内。然后，通过卷簧27的压缩，主紧固体25a的直径缩减突出部25b与板框25的通孔22a相接合。座圈15与板框25的通孔22a相接合，并且垫片10放置在座圈15上。螺钉17插入并通过座圈15和垫片10。螺钉17的外螺纹17a与形成在板框25的主紧固体25a内的内螺纹25c接合，以通过一个给定的扭矩紧固螺钉17。在实际组装步骤中设法保持该扭矩使之为一个常数。
对螺钉17的紧固使得螺钉17的支持面17c抵靠在垫片10上。垫片10受到一个力，该力使该对臂12、13彼此分开。然而，由于臂12、13通过接合部相连接，臂12、13没有分开。这样，阻止了螺钉17进一步前进而扩张垫片10，并且阻止了螺钉17的松弛。螺钉17的紧固力通过垫片10和座圈15挤压板盖22以装配框架21。
接下来，将讨论为回收电器而拆解塑料框架21的步骤。在一个炉子内或者油内以110摄氏度的温度对塑料框架21进行几秒钟的加热。由此，垫片10受热而恢复其记忆形状，从而该臂对12、13彼此分开。这样，垫片10从螺钉17释放，并且压缩卷簧27的弹力将板盖22从板框25上自动分开。即，塑料框架21被轻松拆卸开(图3)。
110摄氏度的加热温度用来拆解液晶电视20的框架21。一般地，用于拆解电器的加热温度比电器的额定温度(使用温度)高20到30摄氏度。当加热温度低于100摄氏度时，可以使用热水来加热电器。可以通过感应电流或另外的热源来局部加热液晶电视20。
这样，第一实施例可以利用在实际组装过程中受控的扭矩高效地组装塑料框架21。通过浸入热水几秒钟，框架21可以轻松拆解。
接下来，参考图8A和8B，将讨论根据本发明的垫片(螺钉附件)的第二示例。在第二示例中，垫片30有一臂对32、33，每个臂都形成有一个锁定部32a、33a。每个锁定部32a、33a都形成为斧头的形状，并且有一个止档面32b或33b。止档面32b和33b是与垫片30的周向垂直的垂面，这与第一示例的垫片10不同。垂面32b、33b提供了一个增加了的接合力，以提供螺钉17的较大的紧固力。这样，框架21通过紧固过程而可靠地组装。在一个测试模型中，证明当以一个1.5Nm(牛顿米)的扭矩紧固M4型的埋头螺钉时，臂没有分离。通过把框架21放置在一个加热的炉子、热油或热水中，塑料框架21如同第一示例那样容易拆解。
接下来，参考图9，将讨论根据本发明的垫片(螺钉附件)的第三示例。在第三示例中，垫片40有一对臂42、43，它们没有彼此接合而是具有自由端，这与第一示例的垫片10不同。在液晶电视20的拆解过程中，臂42、43的自由端没有提供与臂42、43的恢复力相抵抗的抵抗力。这样，垫片40的臂对42、43容易打开，这改善了拆解过程。
接下来，参考图10A和10B，将讨论根据本发明的垫片(螺钉附件)的第四示例。在第四示例中，垫片45是具有圆形截面的卷绕杆，并且具有一对没有彼此接合而是具有自由端的臂46、47，这与第一示例的垫片10不同。当紧固螺钉17时，卷绕的垫片45阻止了臂46、47的打开并且将螺钉17迫入垫片45。这可将板盖22固定到板框25上。卷绕垫片45顺时针方向缠绕，与一个右旋螺钉相对应，而逆时针方向缠绕的卷绕垫片45对应一个左旋螺钉。这使得螺钉17的紧固可以进一步阻止臂46、47的打开。垫片45具有平坦的顶面和底面，以稳定地支承螺钉17。垫片45可以缠绕一圈或多达三圈。
之后，参考图11A和11B，将讨论根据本发明的垫片(螺钉附件)的第五示例。在第五实例中，垫片50是具有圆形截面杆，所述的杆螺旋卷绕，垫片50具有一对没有彼此接合而是具有自由端的臂51、52，这与第一示例的垫片10不同。如第三、第四示例那样，臂51、52具有自由端。与第四示例的垫片45类似，螺旋垫片50顺时针方向卷绕，对应一个右旋螺钉，而逆时针方向缠绕的卷绕垫片50对应一个左旋螺钉。螺旋垫片50的弹性能量与杆的卷绕数目成比例。当螺钉17紧固时，螺旋垫片50阻止了臂51、52的打开并且把螺钉17迫入垫片50。
一个臂51位于垫片50内侧而另外一个臂52位于垫片50的外侧。外侧臂52位于螺钉17的头部17b的外部。这样外侧臂52没有夹在螺钉17的头部17b和板盖22之间，从而臂52容易恢复其最初形状，以在拆解步骤中将垫片50从螺钉17中释放。
接下来，参考图12至14，将讨论根据本发明的紧固组件的第二实施例。在此实施例中，与第一实施例相同的标号指代与第一实施例相同的部件。与第一实施例的紧固组件不同的是，螺母35可移除地插入如图1和2所示的板框25的主紧固体25a中。
主紧固体25a在其前端侧形成有一个竖直的槽36a和一个横向的槽36b。竖直槽36a容置沿主紧固体25a轴向的螺钉17。横向槽36b垂直于竖直槽36a与该竖直槽36a相交并且容置了一个螺母35，该螺母35与螺钉17的外螺纹17a接合。竖直槽36a是一个从外周边径向地指向主紧固体25a中心的切口。竖直槽36a的宽度稍大于螺钉17的外螺纹17a的外径，并且其深度比外螺纹17a长。
横向槽36b位于竖直槽36a的下侧并且其宽度稍大于螺母35的宽度。横向槽36b的深度稍大于螺母35的高度。螺母35与主紧固体25a轴向地对齐而与外螺纹17a接合。
为把板盖22固定到板框25上，垫片10如同第一实施例那样位于螺钉17和板盖22之间。然后，螺钉17插入竖直槽36a中以与螺母35接合。由此，板盖22通过要固定在其上的垫片10而被压紧在螺钉17的支持面17c上。
在拆除板盖22的过程中，液晶电视20放入炉子、油或者热水中。如图14A所示，垫片10沿螺钉17的径向打开而从螺钉17的头部17b释放。由此，如图14B所示，压缩卷簧27的弹性将板盖22从板框25上分开。在图12中，螺钉17和螺母35沿与图示剖面垂直的方向拆除。
在此实施例中，在板盖22从板框25上分开后，已经与螺母35相接合的螺钉17横向移动，以从板框25上轻松拆除螺钉17。拆除螺钉17花费很少时间，这改善了拆解过程。
在紧固组件的第一和第二实施例中，设置了压缩卷簧27以自动地将板盖22从板框25上分开。然而，即使没有压缩卷簧27，框架21也能容易地拆解。
本发明不限于上述实施例，而是可以改进的。例如，如图15所示，埋头螺钉可以由一个螺钉(紧固件)55代替，该螺钉具有一个带有一止档肩部55d的颈部。
在图15中，止档肩部55d位于埋头55b和外螺纹55a之间。止档肩部55d的外直径大于外螺纹55a的外直径并小于头部55b的外直径。止档肩部55d具有一个端面，所述端面通过一个支承板而抵靠直径减少的突出部25b，使得螺丝不能进一步地前进。由此，螺钉55提供了一个与螺钉55的紧固扭矩无关的恒定的颈部长度L。即，在具有垫片10的紧固组件中，螺钉55防止了螺钉头55b过多地进入垫片10中。
这样，阻止了垫片10非有意的打开，从而螺钉55不会从垫片10分离，提高了组装和紧固过程的可靠性。此外，垫片10能在受热状态下恢复其最初的形状，改善了电器的拆解过程。
权利要求
1.一种螺钉附件(10、10’、10”)，其绕着一个固定到一个主紧固体(25a)上的紧固件(17)设置，该螺钉附件夹在一个紧固件的头部(17b)和一个固定物体(22)之间，从而该螺钉附件承受了该紧固件的一个紧固力而压紧该固定物体，该螺钉附件包括一对由一种形状恢复材料制成的臂(12、13)，所述的臂径向扩张，从而该螺钉附件从该紧固件的头部释放，其中每个臂都具有一个前端，并且该前端用一种受热时软化的粘合剂相互连接。
2.一种螺钉附件(10、10’、10”)，其绕着一个固定到一个主紧固体(25a)上的紧固件(17)设置，该螺钉附件夹在一个紧固件的头部(17b)和一个固定物体(22)之间，从而该螺钉附件承受了该紧固件的一个紧固力而压紧该固定物体，该螺钉附件包括一对由一种形状恢复材料制成的臂(12、13)，当对该臂加热或施力时，该臂径向地扩张，从而该螺钉附件从该紧固件的头部释放。
3.如权利要求2所述的螺钉附件，其中一个臂在其自由端侧有一个主动接合部(12a)，而另外一个臂在其自由端侧有一个被动接合部(13a)。
4.如权利要求3所述的螺钉附件，其中所述螺钉附件是环形的，并且所述主动接合部位于所述被动接合部的径向内侧。
5.如权利要求2所述的螺钉附件，其中所述紧固件是一个埋头螺钉。
6.如权利要求2所述的螺钉附件，其中所述成对的臂至少部分地由一种形状记忆合金制成。
7.如权利要求2所述的螺钉附件，其中所述成对的臂至少部分地由一种高分子聚合物制成。
8.如权利要求2所述的螺钉附件，其中所述成对的臂至少部分地由一种弹性材料制成。
9.如权利要求2所述的螺钉附件，其中该螺钉附件在其与所述紧固件的一个轴向相对的外表面上具有波状的起伏。
10.如权利要求2所述的螺钉附件，其中所述成对的臂各具有一个圆形的截面。
11.一种具有如权利要求2中所述螺钉附件的紧固组件，该紧固组件包括一个主紧固体(25a)，一个拧入该主紧固体中的紧固件(17)，以及一个具有一个用以通过该紧固件的通孔(22a)的固定物体，其中该主紧固体有一个与该紧固件相接合的内螺纹(25c)。
12.如权利要求11所述的紧固组件，其中所述主紧固体具有一个沿该主紧固体的一个轴向形成竖直槽(36a)和一个与该竖直槽相交的横向槽(36b)，并且该紧固组件具有一个螺母(35)，该螺母可移除地插入该横向槽，该螺母通过螺纹与该紧固件相接合而代替所述内螺纹(25c)。
13.如权利要求11所述的紧固组件，其中一个座圈(15)设置在所述固定物体和所述螺钉附件之间。
14.如权利要求11所述的紧固组件，其中一个压缩弹簧(27)设置在所述固定物体和所述主紧固体之间而将该固定物体弹性地压紧在该主紧固体上。
15.如权利要求11所述的紧固组件，其中所述紧固件具有一个形成有一个接合肩部(55d)的颈部，该接合肩部的直径大于所述内螺纹的直径，该接合肩部抵靠着所述主紧固体的一端。
16.一种拆解具有如权利要求1所述的螺钉附件的一个紧固组件的方法，该拆解方法包括以下的步骤加热该螺钉附件的所述连接部而软化该连接部，利用形状恢复能力而使所述成对的臂沿径向彼此分开，从所述紧固件的头部移去该螺钉附件，以及将该紧固件从所述主紧固体分开。
17.一种拆解具有如权利要求2所述的螺钉附件的一个紧固组件的方法，该拆解方法包括以下的步骤加热所述成对的臂，通过加热或施力而使所述成对的臂沿径向彼此分开，从所述紧固件的头部移去该螺钉附件，以及将该紧固件从所述主紧固体分开。
全文摘要
一种绕着一个固定到一个主紧固体(25a)上的紧固件(17)设置的垫片(10、10’、10”)，该垫片夹在一个紧固件的头部(17b)和一个固定物体(22)之间，从而该垫片承受了该紧固件的一个紧固力而压紧该固定物体。该垫片包括一对由一种形状恢复材料制成的臂(12、13)。每个臂都具有一个前端，并且该前端用一种受热时软化的粘合剂相互连接。当对该臂加热或施力时，该臂径向地扩张，从而该垫片从该紧固件的头部释放。
文档编号C22F1/00GK1802514SQ200480015670
公开日2006年7月12日 申请日期2004年5月26日 优先权日2003年6月4日
发明者杉山一雄, 田岛唯志, 吉田一也, 镜优, 高荒秀男, 进藤芳男, 谷川雅信 申请人:联合精密株式会社, Nec东金株式会社, 夏普株式会社, 学校法人东海大学