紧固件组件和组合件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于将物体附接至外面板和形成有槽孔的次结构的紧固件组件，其包括：第一螺栓，附接至该物体并具有从该物体延伸穿过外面板中的开口的第一螺纹轴；第二螺栓，在第一端形成有用于容纳第一螺纹轴的螺纹孔，该第二螺栓具有位于与第一端相反的第二端上的第二螺纹轴和介于螺纹孔与第二螺纹轴之间的突环；以及止动件，形成在突环上并与槽孔接合，其中，第二螺栓沿一个方向旋转以增加第一螺栓从螺纹孔突出的程度直到止动件与槽孔接合，第二螺栓沿该一个方向的继续旋转将该物体拉向外面板。本实用新型还提供了一种组合件。本实用新型的紧固件组件长度可调节，从而在将附件等物体附接至表面和次表面结构时克服配合的问题。
【专利说明】紧固件组件和组合件
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于将诸如车顶行李架或置物架的附件同时附接至外表面和次表面安装结构的紧固系统和组件。
【背景技术】
[0002]车顶行李架是地面车辆的常用附件，其提供了在车辆上运输大件物体的可选方式。车顶行李架可以包括沿着该车顶的外面板纵向延伸的一对平行栏杆。可选地，车顶行李架可以包括多于两个的栏杆和横向栏杆。类似的行李架可以安装在四门轿车或双门硬顶跑车类型的车辆的置物箱上。
[0003]根据车顶的设计，车顶的外面板可以与次结构安装板间隔开。例如，该次结构安装板可以与车顶的外面板间隔开20mm至60mm。设计高度可以指定在上述范围内，但也可能遇到大幅偏离于设计高度的情况。可以使用固定高度的紧固件将车顶行李架固定至次结构安装板，但是由于制造公差导致的偏离于设计高度会对产品质量造成不利影响。
[0004]当距离小于设计高度时，拧紧车顶行李架紧固件会使外车顶面板凹陷或变形。相反地，当外车顶面板和次结构安装板之间的距离大于设计高度时，拧紧紧固件不能使车顶行李架完全固定至车顶的外面板。如果车顶行李架不完全固定，会导致配合不良或漏水。
[0005]其他部件也会遇到类似问题，例如仪表板，其中，附件或其他物体附接至表面和次表面结构。对该附件起主要支撑的是向内与该表面间隔开的次表面结构。表面和次表面结构之间的间距的变化会产生配合、光洁度以及密封问题。
[0006]如下面总结的，本公开针对于解决上述问题和其它问题。
实用新型内容
[0007]针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种长度可调节的紧固件组件，从而在将附件或其他物体附接至表面和次表面结构时克服配合的问题。
[0008]根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于将物体附接至外面板和形成有槽孔的次结构的紧固件组件。该紧固件组件包括:第一螺栓，附接至该物体并具有从该物体延伸穿过外面板中的开口的第一螺纹轴；第二螺栓，在第一端形成有用于容纳第一螺纹轴的螺纹孔，第二螺栓在与第一端相反的第二端上具有第二螺纹轴和介于螺纹孔与第二螺纹轴之间的突环；以及止动件，形成在突环上并与次结构形成的槽孔接合。第二螺栓沿一个方向旋转以增加第一螺栓从螺纹孔突出的程度直到止动件与槽孔接合，并且第二螺栓沿该一个方向的继续旋转将该物体拉向外面板。
[0009]根据本公开的其他方面，紧固件组件还可包括密封件，当第二螺栓沿该一个方向旋转至止动件与槽孔接合后，在第二螺栓沿该一个方向的继续旋转将该物体拉向外面板的过程中，压缩该物体和外面板之间的密封件。该密封件在该物体和外面板之间可被压缩预定程度，并且其中，第二螺栓的继续旋转将物体向外面板拉动该预定程度。
[0010]常用扭矩螺母可装配至第二螺栓的第二端，当开始装配至第二螺栓时，以第一扭矩水平转动常用扭矩螺母直到止动件与槽孔接合，然后以大于第一扭矩水平的第二扭矩水平转动常用扭矩螺母，此后物体被拉向外面板。
[0011]螺纹孔和第二螺纹轴的螺纹与第一螺纹轴相比方向相反。第三螺纹轴设置在第一螺栓上，该第三螺纹轴容纳在由该物体形成的螺纹孔中。保持卡扣可在第一螺栓上形成的突环上方装配至第一螺栓，该保持卡扣延伸穿过外面板中的开口并将紧固件组件和物体保持在外面板上。保持卡扣抑制第二螺栓将物体拉向外面板，直到止动件与槽孔接合。
[0012]根据本公开的另一方面，提供了一种组合件，其包括具有第一开口的容纳件、附接至容纳件和形成有第二开口并与该容纳件间隔开的次表面结构的物体以及塔螺栓组件。塔螺栓组件包括:第一螺栓，装配至该物体以通过第一开口将该物体连接至容纳件；第二螺栓，通过第一螺纹连接装配至第一螺栓并延伸穿过次表面结构中的第二开口 ；止动件，设置在第二螺栓上并容纳在第二开口中以停止第二螺栓的旋转；以及螺母，装配至第二螺栓，该螺母被转动以旋转第二螺栓，从而引起塔螺栓组件延伸并占用容纳件和次表面结构之间形成的空间的一部分，直到止动件与第二开口接合。在与次表面结构接合之后的螺母的继续旋转将物体拉向容纳件。
[0013]螺母可以是常用扭矩螺母，当延伸塔螺栓组件时，螺母以第一扭矩水平转动，随后当物体被拉向容纳件时以大于第一扭矩水平的第二扭矩水平转动。
[0014]根据涉及该组合件的本公开的其他方面，当第二螺栓沿第一方向旋转至止动件与第二开口接合后，在第二螺栓沿第一方向的继续旋转将物体拉向容纳件的过程中，密封件可以被压缩在物体和容纳件之间。该密封件设计成在物体和容纳件之间被压缩预定程度。第二螺栓的继续旋转将物体向容纳件拉动相同的预定程度。
[0015]第一螺纹连接的螺纹可以沿第一方向，螺母通过第二螺纹连接与第二螺栓连接，其中，第一螺纹连接和第二螺纹连接的螺纹旋向相反。
[0016]保持卡扣可以在第一螺栓上形成的突环上方装配至第一螺栓，该保持卡扣延伸穿过容纳件中的第一开口并将塔螺栓组件和物体保持在容纳件上，保持卡扣抑制了第二螺栓将物体拉向容纳件，直到止动件与第二开口接合。
[0017]根据本公开的另一方面，提供了一种用于将物体附接至形成有第一开口的面板和形成有第二开口的次表面支撑结构的方法。该方法包括:将物体装配至面板并将塔螺栓插入第一开口和第二开口。塔螺栓包括第一突环螺栓和第二突环螺栓，第一突环螺栓具有固定至物体的第一端和第二端上的螺纹轴，第二突环螺栓包括第一端上的螺纹钻孔、中间突环以及第二端上的螺纹轴。螺母附接至第二突环螺栓的第二端的螺纹轴。转动螺母以相对于第一突环螺栓旋转第二突环螺栓，从而延伸塔螺栓的长度直到中间突环位于次表面支撑结构上。然后转动螺母以将塔螺栓拉向次表面支撑结构，直到中间突环紧靠次表面支撑结构。
[0018]根据该方法的其他方面，密封件可以在物体和面板之间装配至第一突环螺栓。止动元件可以设置在中间突环上并接合第二开口以使中间突环位于次表面支撑结构上。当塔螺栓被拉向次表面支撑结构时，密封件被压缩。止动元件从中间突环延伸第一距离，第一距离对应于密封件被压缩的第二距离。
[0019]该方法还可以包括将卡扣装配至第一突环螺栓，该卡扣插入面板中的第一开口以将所述塔螺栓保持在第一开口中。
[0020]第一突环螺栓的第二端上的螺纹部分可以是反螺纹，且第二突环螺栓的第一端上的螺纹钻孔也可以是反螺纹。通过转动螺母以延伸塔螺栓的长度，第一突环螺栓上的螺纹轴被第二突环螺纹的螺纹钻孔转动。可以以第一扭矩水平执行转动螺母以延伸塔螺栓的长度的步骤，并且可以以大于第一扭矩水平的第二扭矩水平执行转动螺母以将塔螺栓拉向次表面支撑结构的步骤。
[0021]本实用新型的有益效果在于，本实用新型的紧固件组件包括通过螺纹连接相结合的第一螺栓和第二螺栓，当第二螺栓沿一个方向旋转时，第一螺栓会从第二螺栓中延伸出来，从而提供了可调节的长度以适应将附件或其他物体附接至表面和次表面结构。
[0022]本公开的上述方面以及其他方面将在下面参照附图更详细地描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是塔螺栓组件的分解的截面图；
[0024]图2是处于收缩位置的塔螺栓组件的截面图；
[0025]图3是处于延伸位置的塔螺栓组件的截面图；
[0026]图4是处于延伸位置的塔螺栓组件的截面图，其中，该组件固定至次表面支撑件且密封件被压缩；
[0027]图5是设置在次表面接合突环(collar)上的可选的叶片式弹簧止动件的局部截面图；
[0028]图6是设置在次表面接合突环下方的可选的模制塑料止动件的局部截面图。
【具体实施方式】
[0029]下面提供了对本实用新型的示出的实施例的详细说明。所公开的实施例是本实用新型的实例，其能够以多种可选形式实现。附图无需按比例绘制。可对一些部件放大或最小化以示出具体部件的细节。本申请中公开的具体的结构和功能细节不应解读为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员如何实践本实用新型的代表性基础。
[0030]参照图1，示出了塔螺栓组件10，其用于将车顶行李架12连接至车顶14。该车顶行李架可以是附接至外面板(诸如车顶14)的另一种类型的物体。该物体或车顶行李架12还连接至次表面支撑件16或次结构，其提供额外的刚度和强度来支撑物体或车顶行李架12。
[0031]车顶行李架12与车顶14之间设置有密封件18，其作用是在车顶行李架12与车顶14之间提供防止水渗入车顶14内侧的密封元件。上突环螺栓20形成塔螺栓组件10的一部分。该上突环螺栓20还可以称为第一螺栓，并且应当理解，本文所用的术语“上”“下”指的是所示零件的定向而不旨在限制塔螺栓组件10的定向，其可以定向成装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侧。该上突环螺栓20容纳在物体或车顶行李架12中形成的螺纹孔22或孔中。下突环螺栓24或第二螺栓，形成塔螺栓组件的第二部分，并装配至上突环螺栓20。使用常用扭矩螺母26将塔螺栓组件10固定至次表面支撑件16。
[0032]可包括塑料卡扣的卡扣28装配至密封件18。该卡扣装配在上突环螺栓20上方并可用于将密封件18保持在车顶行李架12与车顶14之间的位置。卡扣28随塔螺栓组件10插入车顶14中形成的开口 30中。卡扣28将塔螺栓组件10保持在开口 30中。上螺栓突环32用于将卡扣28和车顶行李架12保持在一起。在将车顶行李架12装配至车顶14之前，上突环螺栓20的上段螺纹轴34旋入车顶行李架12的螺纹孔22中。上突环螺栓20还包括下段反螺纹轴36。
[0033]下突环螺栓24的上端形成有反螺纹钻孔40，其可容纳上突环螺栓20的下段反螺纹轴36。下段反螺纹轴36和反螺纹钻孔40组成反螺纹连接，其作用是允许通过旋转下突环螺栓24而使上突环螺栓20延伸。反螺纹连接的操作将在下面参照图2至图4更详细地描述。
[0034]下突环螺栓24，也可称为第二突环螺栓，包括下螺栓突环42。如图1所示，下段螺纹轴44设置在下突环螺栓24的下端，位于下螺栓突环42下方。常用扭矩螺母26装配至下段螺纹轴44。下螺栓突环42包括一个或多个孔46。在所示实施例中，下螺栓突环42上设置有两个孔46。孔46可以是凹槽或盲孔。至少一个止动件48与弹簧50装配至每个孔46中。弹簧50将止动件48偏置到延伸位置。
[0035]次表面支撑件16形成有槽孔52，下突环螺栓24的下段螺纹轴44延伸穿过该槽孔。槽孔52与止动件48相互作用，下面将参照图2至图4更充分地描述。如图1所示，次表面支撑件16的下侧可设置垫圈54，以分散在使用常用扭矩螺母26将塔螺栓组件10延伸和固定至次表面支撑件16时扭矩螺母26所施加的力。
[0036]参照图2，示出了开始装配在车顶行李架12和次表面支撑件16之间的塔螺栓组件10。塔螺栓组件10插入车顶14中的孔30，其中，当开始插入时，上突环螺栓20完全容纳在反螺纹钻孔40中。当开始插入时，该塔螺栓组件10不包括常用扭矩螺母26或垫圈54。开始插入后，下螺栓突环42与次表面支撑件16间隔开。密封件18未被压缩，卡扣28延伸穿过孔30并可与车顶14的下表面接合。
[0037]参照图3，塔螺栓组件10示出处于使止动件48与槽孔52接合的点。止动件48将下突环螺栓24与次表面支撑件16固定。在止动件48与槽孔52接合之前，常用扭矩螺母26相对于上突环螺栓20旋转，并引起上突环螺栓20从反螺纹钻孔40延伸出来。
[0038]一旦止动件48与槽孔52接合，则下突环螺栓24相对于次表面支撑件16固定并防止相对于次表面支撑件16旋转。下螺栓突环42与次表面支撑件16之间的距离对应于车顶行李架12和车顶14之间的密封件18将被压缩的距离。
[0039]参照图4，该塔螺栓组件10示出为完全装配并固定至车顶14和次表面支撑件16。在止动件与槽孔52接合之后，常用扭矩螺母26继续被旋转，但不是将上突环螺栓20从反螺纹钻孔40中进一步延伸，而是将塔螺栓组件10向下拉，同时，车顶行李架12将密封件18紧靠车顶14压缩。通过下螺栓突环42和垫圈54与次表面支撑件16的相反两侧接合，避免了常用扭矩螺母26的过度拧紧。这防止了密封件18在车顶行李架12和车顶14之间过度压缩。
[0040]该塔螺栓组件10提供了可调节的长度以适应车顶14与次表面支撑件16之间的间距的制造公差。根据车顶14与次表面支撑件16之间的间距，上突环螺栓20从反螺纹钻孔40延伸的距离可以改变。
[0041]如本领域技术人员所知的，常用扭矩螺母26可以包括通过帽盖(cap)连接至尼龙锁定元件的金属螺纹螺母。当开始装配至下突环螺栓24时，常用扭矩螺母26可以以第一扭矩水平旋转，以使下突环螺栓24沿一个方向旋转。反螺纹连接被致动，以引起上突环螺栓20从反螺纹钻孔40延伸出来。在止动件48与槽孔52接合之后，以第二更高扭矩水平继续旋转。以更高扭矩水平继续旋转将塔螺栓组件10向下拉，直到下螺栓突环42被拉至与次表面支撑件16接合。
[0042]参照图5，示出了下突环螺栓60的可选实施例。应当理解，可选的下突环螺栓60可以替代图1至图4所示的下突环螺栓24。示出了一对叶片式弹簧62，它们固定在下螺栓突环66中形成的槽孔64中。叶片式弹簧62的作用类似于参照图1至图4所描述的止动件48。
[0043]叶片式弹簧62开始时与次表面支撑件16间隔开并且随着上突环螺栓20从反螺纹钻孔40延伸出来而开始被向下拉。然后，叶片式弹簧62与次表面支撑件16中的槽孔52接触，以使下突环螺栓60相对于次表面支撑件16固定。常用扭矩螺母26的继续旋转引起塔螺栓组件10 (包括下突环螺栓60)与次表面支撑件16接合。
[0044]参照图6，示出了下突环螺栓70的另一可选实施例，其包括塑料垫圈72。塑料垫圈72包括一个或多个模制止动件74。塑料垫圈72装配至下螺栓突环78的下表面76。模制止动件74的作用方式与参照图1至图4所描述的止动件48类似。
[0045]模制止动件74被向下拉，直到它们与槽孔52接合，从而将下突环螺栓70相对于次表面支撑件16固定。一旦下突环螺栓70被固定，常用扭矩螺母26的继续旋转引起下螺栓突环78被拉向次表面支撑件16，直到下螺栓突环78与次表面支撑件16接触。
[0046]虽然以上描述了示例性实施例，但是其目的不在于利用这些实施例描述所公开的装置和方法的所有可能形式。相反，说明书中所使用的文字为描述性文字而非限制，并且应当理解，在不背离要求权利的本公开的精神和范围的情况下可以做出各种改变。不同实施例的特征可以相结合以形成本公开概念的进一步实施例。
【权利要求】
1.一种用于将物体附接至外面板和形成有槽孔的次结构的紧固件组件，其特征在于，所述紧固件组件包括: 第一螺栓，附接至所述物体并具有从所述物体延伸穿过所述外面板中的开口的第一螺纹轴； 第二螺栓，在第一端形成有用于容纳所述第一螺纹轴的螺纹孔，所述第二螺栓具有位于与所述第一端相反的第二端上的第二螺纹轴和介于所述螺纹孔与所述第二螺纹轴之间的突环；以及 止动件，形成在所述突环上并与所述槽孔接合，其中，所述第二螺栓沿一个方向旋转以增加所述第一螺栓从所述螺纹孔突出的程度直到所述止动件与所述槽孔接合，并且所述第二螺栓沿所述一个方向的继续旋转将所述物体拉向所述外面板。
2.根据权利要求1所述的紧固件组件，其特征在于，还包括密封件，在所述第二螺栓沿所述一个方向的继续旋转将所述物体拉向所述外面板的过程中，压缩所述物体和所述外面板之间的所述密封件。
3.根据权利要求2所述的紧固件组件，其特征在于，所述密封件在所述物体和所述外面板之间被压缩预定程度，所述第二螺栓的继续旋转将所述物体向所述外面板拉动所述预定程度。
4.根据权利要求1所述的紧固件组件，其特征在于，还包括装配至所述第二螺栓的第二端的扭矩螺母，当开始装配至所述第二螺栓时，以第一扭矩水平转动所述扭矩螺母直到所述止动件与所述槽孔接合，然后以大于所述第一扭矩水平的第二扭矩水平转动所述扭矩螺母，此后所述物体被拉向所述外面板。
5.根据权利要求1所述的紧固件组件，其特征在于，所述螺纹孔和所述第二螺纹轴的螺纹与所述第一螺纹轴相比方向相反。
6.根据权利要求1所述的紧固件组件，其特征在于，还包括设置在所述第一螺栓上的第三螺纹轴，所述第三螺纹轴容纳在由所述物体形成的螺纹孔中。
7.根据权利要求1所述的紧固件组件，其特征在于，还包括在所述第一螺栓上形成的突环上方装配至所述第一螺栓的保持卡扣，所述保持卡扣延伸穿过所述外面板中的开口并将所述紧固件组件和所述物体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将所述物体拉向所述外面板直到所述止动件与所述槽孔接合。
8.一种组合件，其特征在于，包括: 形成有第一开口的容纳件； 物体，所述物体附接至所述容纳件和形成有第二开口并与所述容纳件间隔开的次表面结构； 塔螺栓组件，包括: 第一螺栓，装配至所述物体以通过所述第一开口将所述物体连接至所述容纳件； 第二螺栓，通过第一螺纹连接装配至所述第一螺栓并延伸穿过所述次表面结构中的所述第二开口； 止动件，设置在所述第二螺栓上并容纳在所述第二开口中以停止所述第二螺栓的旋转；以及 螺母，装配至所述第二螺栓，所述螺母被转动以旋转所述第二螺栓，从而引起所述塔螺栓组件延伸并占用所述容纳件和所述次表面结构之间形成的空间，直到所述止动件与所述第二开口接合，在与所述次表面结构接合之后的所述螺母的继续旋转引起所述物体被拉向所述容纳件。
9.根据权利要求8所述的组合件，其特征在于，还包括密封件，在所述第二螺栓沿第一方向的继续旋转将所述物体拉向所述容纳件的过程中，压缩所述物体和所述容纳件之间的所述密封件。
10.根据权利要求8所述的组合件，其特征在于，所述第一螺纹连接的螺纹沿第一方向，且所述螺母通过第二螺纹连接与所述第二螺栓连接，其中，所述第一螺纹连接和所述第二螺纹连接的螺纹旋向相反。
【文档编号】B60R9/058GK203937588SQ201420151721
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2013年4月3日
【发明者】戴维·詹姆斯·斯波尔加 申请人:福特环球技术公司