夹子组件和夹子的制作方法
【专利摘要】一种夹子组件，用于将包括第一材料的第一构件连接于包括不同于第一材料的第二材料的第二构件，该夹子组件包括具有第一支部、第二支部以及位于第一支部和第二支部之间的中间部分的夹子。该夹子具有包括第一材料的内侧和包括第二材料的外侧。其中，第一材料和第二材料为不同的金属。该夹子与第一构件和第二构件中的一个对齐，以便该夹子的内侧接触第一构件和第二构件中的一个且夹子的外侧接触第一构件和第二构件中的另一个。还提供了另一种夹子组件和一种用于将包括第一材料的第一构件连接于包括不同于第一材料的第二材料的第二构件的夹子。本实用新型的夹子组件和夹子能够防止通过其进行连接的材料不同的金属件之间接触并产生电化学腐蚀。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型总的来说涉及车辆领域，更具体地，涉及一种用于将零件连接在一起 的夹子。 夹子组件和夹子
【背景技术】
[0002] 包括U形夹或J形夹在内的多种类型的夹子通常已知被用于将多个零件连接和/ 或紧固在一起以形成连接件或接头。一种已知类型的车辆是具有非承载式车身结构的皮卡 车。在一种通常已知的应用中，皮卡车的货箱底板支撑在车辆框架上。减轻皮卡车的重量 的尝试包括由诸如铝的轻质材料制造皮卡车的货箱底板框架。然而，形成接头的不同材料 (支撑在钢制框架件上的铝制横梁）有可能导致电化学反应和腐蚀。通常而言，会在不同材 料件之间设置绝缘层件，以便接头的各部分之间的接触仅发生于相似材料之间，从而降低 导致缩短使用寿命的电化学作用和腐蚀的可能性。还可能为接头的各构件的各部分涂覆绝 缘层以降低由不同材料制成的构件之间相互作用的可能性。
[0003] 有时，使用机械紧固件或连接件来紧固皮卡车的货箱底板框架（由诸如铝的一种 材料制成）与车辆框架（由诸如铁素体钢的另一种材料制成）之间的接头。由于机械紧固 件或连接件也可仅由这些金属材料中的一种制成（且不含另一种材料），那么它的一部分 必然与由不同材料制成的构件接触，从而有可能导致电化学腐蚀。避免不同材料之间的接 触的尝试包括涂覆这些紧固件和连接件以及形成更复杂的装置。然而，这些方法需要优质 的初始生产安装并可能由于产品生命周期内的不定期保养而被中断，在保养期间，意在防 止不同金属材料之间的接触的涂层或其它材料可能被损坏、移除或省去。 实用新型内容
[0004] 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夹子，使得在通过 其对材料不同的金属件进行连接时，能够防止金属件之间接触并产生电化学腐蚀。
[0005] 根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于将包括第一材料的第一构件连接于 包括不同于所述第一材料的第二材料的第二构件的夹子组件，夹子组件包括：
[0006] 夹子，具有第一支部、第二支部和位于第一支部与第二支部之间的中间部分，夹子 具有包括第一材料的内侧和包括第二材料的外侧，并且，第一材料和第二材料为不同的金 属；以及
[0007] 其中，夹子在第一构件与第二构件中的一个上对齐，以便夹子的内侧接触第一构 件和第二构件中的其中一个，且夹子的外侧接触第一构件和第二构件中的另一个。
[0008] 根据本实用新型的一个实施例，第一材料包括铁素体钢且第二材料包括铝。
[0009] 根据本实用新型的一个实施例，第二材料为5052铝。
[0010] 根据本实用新型的一个实施例，第一材料包括铁素体钢合金。
[0011] 根据本实用新型的一个实施例，第一材料和第二材料在接触时经受电化学腐蚀。 [0012] 根据本实用新型的一个实施例，第一材料和第二材料滚轧复合至夹子。
[0013] 根据本实用新型的一个实施例，第一材料的厚度大致等于第二材料的厚度。
[0014] 根据本实用新型的一个实施例，夹子包括位于第二支部中的孔，孔与第二支部上 的螺母中的螺纹孔对齐，以用于容纳连接第一构件、第二构件和夹子的紧固件，而同时保持 第一材料与第二材料间隔开并因此避免电化学腐蚀。
[0015] 根据本实用新型的一个实施例，该夹子组件还包括连接于第一支部的外侧的螺 母。
[0016] 根据本实用新型的一个实施例，螺母与夹子整体形成。
[0017] 根据本实用新型的一个实施例，螺母包括螺纹孔。
[0018] 根据本实用新型的一个实施例，螺母包括光孔。
[0019] 根据本实用新型的另一个方面，提供了一种夹子组件，包括：至少部分地由第一材 料形成的第一构件；至少部分地由第二材料形成的第二构件，其中，第二材料不同于第一材 料；夹子，具有第一支部、第二支部和位于第一支部与第二支部之间的中间部分，夹子具有 包括第一材料的内侧和包括第二材料的外侧，并且第一材料和第二材料为不同的金属；以 及其中，夹子在第一构件和第二构件中的一个上对齐，以便夹子的内侧接触第一构件和第 二构件中的一个且夹子的外侧接触第一构件和第二构件中的另一个。
[0020] 根据本实用新型的一个实施例，第一材料和第二材料在接触时产生电化学腐蚀。
[0021] 根据本实用新型的一个实施例，夹子的第一材料和第二材料滚轧复合至该夹子。
[0022] 根据本实用新型的一个实施例，夹子的第一材料的厚度大致等于夹子的第二材料 的厚度、或根据所需功能与夹子的第二材料的厚度成任意比例。
[0023] 根据本实用新型的一个实施例，夹子包括位于第二支部中的孔，该孔与第二支部 上的螺母中的螺纹孔对齐，以用于容纳连接第一构件、第二构件和夹子的紧固件，而同时保 持第一材料与第二材料间隔开并因此避免电化学腐蚀。
[0024] 根据本实用新型的一个实施例，夹子包括连接于第一支部的外侧的螺母。
[0025] 根据本实用新型的一个实施例，螺母与夹子整体形成并包括螺纹孔和光孔中的至 少一种。
[0026] 根据本实用新型的又一个方面，提供了一种用于将包括第一材料的第一构件连接 于包括不同于第一材料的第二材料的第二构件的夹子，夹子包括：第一支部；形成有孔的 第二支部；位于第一支部与第二支部之间的中间部分；第一支部、第二支部和中间部分各 自具有包括第一材料的内侧和包括第二材料的外侧，其中，第一材料和第二材料为在彼此 接触时产生电化学腐蚀的不同的金属，并且第一材料滚轧复合至第一支部、第二支部和中 间部分的内侧，且第二材料滚轧复合至第一支部、第二支部和中间部分的外侧，第一材料的 厚度大致等于第二材料的厚度；以及
[0027] 螺母，设置在第一支部的外侧上或与第一支部的外侧整体成形，螺母构造成容纳 连接第一构件和第二构件的紧固件而同时将第一构件的第一材料与第二构件的第二材料 间隔开。
[0028] 本实用新型的有益效果在于，所提供的夹子组件中的夹子具有内侧和外侧，内侧 和外侧包括不同的金属材料，在对材料不同的构件进行连接时，内侧与其中一个与其材料 相似的构件连接，外侧与另一个与其材料相似的构件连接，从而避免了梁构件直接接触产 生电化学腐蚀。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1是根据本实用新型的示例性实施例的双金属夹子的平面立体图；
[0030] 图2是图1中双金属夹子的替代平面立体图；
[0031] 图3是车辆框架的局部立体图，其包括安装其上的根据本实用新型的示例性实施 例的双金属夹子；
[0032] 图4是根据本实用新型的示例性实施例的车辆框架和支架的局部立体图，其包括 安装其上的图3中的双金属夹子并示出增添了皮卡车的货箱底板的铝制横梁；
[0033] 图5是安装有双金属夹子的车辆框架和支架的另一示例性实施例的局部立体图， 其公开了安装于其上的双金属夹子的替代实施例，其中，双金属夹子的螺母由根据本公开 的替代示例性实施例的夹子的第二支部中的突出孔形成；
[0034] 图6是图5中的双金属夹子的替代平面立体图。
【具体实施方式】
[0035] 整体参照全部附图并具体参照图1和图2,示出了根据本实用新型的示例性实施 例的夹子。该夹子通常可为U形制品并可以替代地称为J形夹。该夹子在将部件或横梁连 接于框架时或在使用紧固件（包括螺纹紧固件）将零件连接于另一零件的情况下尤为具有 实用性。这种夹子的一种示例性实施方式可以作为用于将皮卡框架连接于车辆框架的紧固 件或接头的一部分。皮卡货箱通常包括框架，该框架具有优选地由轻质材料制成的横梁。这 种皮卡货箱或框架通常可安装在通常已知为非承载式车身车辆（诸如皮卡客运车辆或具 有多种用途的其它已知车辆）的车辆框架上。车辆框架通常可由强度高且耐用并满足多种 工业标准和需求的材料制成，例如钢或合金钢。
[0036] 这种夹子在将皮卡货箱框架的铝制横向框架件连接于与框架相连的支架时尤其 具有实用性，其中，该支架（和框架）可由铁素体钢材料制成。因为车辆框架（和/或支 架）由可包括铁素体钢的第一材料制成且横梁可由可包括铝金属的第二材料制成，如果允 许这两件制品接触，那么这两件制品会随着时间出现电化学腐蚀。然而，由于本实用新型的 示例性实施例的夹子的独特结构，其可将铝制横向框架与铁素体钢支架和车辆框架件分隔 开且避免电化学腐蚀。
[0037] 参考图1和图2,夹子100包括由中间部分或弯曲部分115间隔开的第一支部105 和第二支部110。第一支部105通常在与第二支部110平行对齐的平面中延伸，第二支部 110同样在大致平行的平面中延伸。在一种示例性方法中，夹子100可由包含两种材料的层 状复合坯料制成。当由两种材料制成该坯料后，则可进一步将其成形为夹子。当该坯料成 形为夹子时，坯料的一个层可为夹子的内侧部分120或内层，而该坯料的第二层可为该夹 子的外侧部分125或外层。在一种示例性方法中，该坯料的一个层可为含铁金属而该坯料 的第二层可为铝材料。针对特殊应用，可颠倒该坯料的各层。还可以或替代地选择任意材 料作为该坯料的第一层而选择其它任意材料作为该坯料的第二层。
[0038] 用以制造夹子100的层状复合坯料或带卷可采用冷轧复合（CRB)工艺形成、制造 或生产。CRB是可在室温下实施的采用滚压工艺接合不同金属的固相法。CRB工艺可设计 成得到由第一材料制成的第一材料件或第一述料以及由不同于第一材料的第二材料制成 的第二材料件或第二坯料。可选地，可使用任何其它已知或合适的工艺形成层状坯料，包括 但不限于可用以在高温下以滚压工艺接合不同金属的热轧复合工艺。产生层状坯料后，则 可将其成形为大致U形的中间制品。
[0039] 该层状坯料或中间制品还可进一步成形为包括其它结构特征。如图1最佳示出 地，第二支部110还包括折叠边或斜边。另外地，在形成坯料之前、期间和/或之后，可为该 坯料增加其它结构特征和细节。例如，如图1和图2最佳示出的，在层状坯料形成中间制品 之前或在层状坯料形成中间制品的部分过程中，可在第一支部105和第二支部110上冲压 或形成孔130且在第一支部105、中间部分115和第二支部110上冲压或形成通道135。
[0040] 在一个示例性实施方式中，双金属夹子100的第二支部110可包括螺母140或凸 台件，其采用任意合适的连接、成形或联接结构和/或材料连接至第二支部110或与其共同 形成。螺母140可采用铆固工艺（staking process)连接至第二支部110。螺母140或凸 台件可包括中央光孔，其可与第二支部110中的孔130对齐。第二支部110中的孔130可 与第一支部105中的孔130对齐。在两支部中的孔130对齐的情况下，螺栓或其它紧固件 可穿过第一支部105中的孔130和第二支部110中的孔130,然后可与螺母140的光孔130 接合。尽管可使用任意紧固件，但为了装配过程的简易性和稳固性，可使用无螺纹螺母140， 且螺栓的螺纹"切出"螺母140中的孔130中的螺纹。可使用替代的紧固件，包括带有螺纹 的螺母以及可由双金属夹子100自身的材料形成的"突出"螺母。当夹子100完全形成且 螺母140连接至第二支部110后，则可使用任意材料对夹子100进行涂覆，用于抑制和/或 防止夹子的金属氧化。双金属夹子100中由第一材料制成的内层120可与双金属夹子100 中由第二材料制成的外层125间隔开。当双金属夹子100完全形成后，则其可如图3至图 5所示进行安装和/或应用于接头或其它连接件。因此，双金属夹子100可尤其有益于具 有不同材料的连接件。正如上文指出的，在另一替代方式中，双金属夹子100可在成形过程 中使第二支部110的一部分从双金属板的材料中拔出或挤压出，以提供可使螺纹紧固件敲 入和连接的结构，以此来替代铆固螺母140。如图5和图6最佳示出的，该示例性突出螺母 140是对其它附图中的各螺母140的替代。
[0041] 参照图3,双金属夹子100被示出安装在与车辆框架150相连接的支架或支撑件 145的上表面上。支架的上表面位于车辆框架150上，用于接收并支撑皮卡的货箱底板框 架。在一种示例性实施方式中，支架或支撑件145由铁素体钢制成，而货箱底板框架横梁 155由铝金属或金属合金制成。在一种可能的方法中，支架或支撑件145由高强度低合金 铁素体钢制成，而皮卡货箱底板框架横梁155由5000系列铝制成，但也可能由任何已知或 合适的铝或铝合金以及其他类似材料制成。支架145的上表面可由支撑件145的大致平坦 部分形成，其包括位于支撑件145的一侧的边缘。第一孔邻近支撑件145的上述边缘，而第 二孔远离上述边缘和第一孔。双金属夹子100位于或安装在支撑件145的平坦部分的边缘 上，使得双金属夹子100的第一和第二孔130可与支撑件145中的第二孔对齐，且双金属夹 子100的通道135与支撑件145的平坦部分的第一孔对齐。
[0042] 皮卡货箱底板框架的横梁155具有限定了中间表面160的大致U形或倒置礼帽截 面结构。底板框架横梁155可包括位于中间表面160中或横梁155的任意部分中的孔，该 孔与双金属夹子100的第一和第二孔130及连接于车辆框架150的支撑件145的第二孔对 齐。尽管图中仅示出了底板框架横梁155,但横梁155可连接至皮卡车的整个皮卡货箱。连 接至支架支撑件145和/或车辆框架150的横梁155设计成并意在支撑整个底板。底板框 架的其它部分可类似地连接至其它支架支撑件（未示出）和/或车辆框架150。具体参考 图4,双金属夹子100的内层120的材料与支架支撑件145的材料相同，且双金属夹子100 的外层125的材料与底板框架横梁155的材料相同。双金属夹子100的第一支部105位于 支架支撑件145的上表面与横梁155的下表面之间，以在横梁155与支撑件145之间提供 间隔。因此，夹子100将不同材料物理上地间隔开且避免了电化学腐蚀的可能性。
[0043] 具体参照图4,铝制横梁155由双金属夹子100的第一支部105支撑在支架支撑件 145的上表面上。可使用带有螺纹的螺栓或其它紧固件或连接件（未示出）将底板框架和 横梁155安装或紧固至支架支撑件145。由于带有螺纹的螺栓（未示出）的端部可容纳在 连接至夹子的第二支部110的外表面的螺母140(参见图1)中的螺纹孔中，因此螺栓可由 与螺母140相同或相似的材料制成。具体地，零件可由不会导致电化学腐蚀的类似材料制 成。双金属夹子100可提供一种在具有不同金属材料的零件的连接中避免和/或消除电化 学腐蚀的独特又高效的制品和方法。双金属夹子100在与其它限制和/或防止电化学腐蚀 的方法结合使用时会尤其有益，这些方法具体来讲包括涂覆金属以防止氧化。
[0044] 在一种可能的方法中，由于双金属夹子100的独特结构，双金属夹子100可提供并 确保其在货箱框架横梁与支架支撑件145之间的准确定位和安装。如果双金属夹子100并 未安装（或安装不当），则货箱底板框架的横梁155可能无法紧固至车辆框架150。与双金 属夹子的安装类似，可对用以制造双金属夹子100的设备进行改造以在成形操作期间对双 金属夹子100的两种材料进行磁性和/或目视检测以提供区别的检测，从而确保提供至成 形设备的材料恰当定向。由于铁素体钢和铝具有不同的磁性和颜色属性，有可能包括磁性 检测电路和/或视觉电路，其可在双金属夹子100的加工过程中确定材料的合适定向，在安 装双金属夹子期间可类似地操作。因此，如果双金属夹子100已经恰当地制造完成，则通过 这种定位技术可固有地对双金属夹子100在车辆中的安装进行防错。
[0045] 本公开意在进行说明而非限制。对于本领域技术人员而言，在理解了本公开的前 提下，除所提供实例外的很多实施例以及很多应用将是显而易见的。因此，所要求保护的发 明的范围不应局限于参照详细描述和附图来确定，而是应当参照所附权利要求及其等效描 述所包含的整个范围来确定。任何公开的文章或参考文献（包括专利申请书和公开文本） 都出于所有目的而包含在本文中用作参考。本文所公开主题的任意方面的从属权利要求中 的省略并非该主题的放弃权项。
[0046] 本文或附图中提及的任意数值意在包括从较小值至较大值之间的所有值，假定较 小值与较大值之间的间隔至少为两个单元，则以一个单位递增。作为一个示例，如果指出部 件的数量或者过程变量（诸如温度、压力、时间等）的值例如从1至90,优选为20至80， 更优选为30至70,则意味着在本说明书中详细列举出了诸如15至85、22至68、43至51、 30至32等的值。对于小于1的值，根据需要，一个单位可被认为是0. 0001、0. 001、0. 01或 0. 1。这些仅仅是具体解释的示例，所列举的最小值与最大值之间的所有可能数值的组合被 可被认为以相似的方式在本申请中明确指出。可以看出，本文中表述为"重量份数"的数值 的说法还指代与术语重量百分比所表示的相同的范围。因此，本实用新型的【具体实施方式】 中的关于范围的表述"由此产生的聚合物共混物组合物的'X'重量份数"还指代相同提及 的数量的范围占由此产生的聚合物共混物组合物的'X'重量百分比的说法。
[0047] 除非明确说明，否则整个范围意在包括两个端点及端点之间的所有数值。"大约" 或"大致"与范围的联用适用于该范围的两端点。因此，"约20至30"意在覆盖"约20至约 30"，并至少包括指定的端点。
[0048] 描述组成的术语"主要包含"的使用应当包括确定的元素、成分、组分或步骤以及 并不对组成的基本和新颖特征产生实质影响的其它元素、成分、组分或步骤。本文中描述元 素、成分、组分或步骤的组成的术语"包含"或"包括"的使用还将主要由元素、成分、组分或 步骤组成的实施例考虑在内。本文通过使用术语"可"，意指"可"被包括的任意所述属性均 可为可选的，除非明确说明或另有必要。
[〇〇49] 本公开中描述元素、成分、组分或步骤的"一个"并不意在排除其它元素、成分、组 分或步骤。多个元素、成分、组分或步骤能够由单个整体的元素、成分、组分或步骤提供。可 选地，单个集成的元素、成分、组分或步骤可能被分成多个独立的元素、成分、组分或步骤。
【权利要求】
1. 一种用于将包括第一材料的第一构件连接于包括不同于所述第一材料的第二材料 的第二构件的夹子组件，其特征在于，所述夹子组件包括： 夹子，具有第一支部、第二支部和位于所述第一支部与所述第二支部之间的中间部分， 所述夹子具有包括所述第一材料的内侧和包括所述第二材料的外侧，并且，所述第一材料 和所述第二材料为不同的金属；以及 其中，所述夹子在所述第一构件与所述第二构件中的一个上对齐，以便所述夹子的内 侧接触所述第一构件和所述第二构件中的其中一个，且所述夹子的外侧接触所述第一构件 和所述第二构件中的另一个。
2. 根据权利要求1所述的夹子组件，其特征在于，所述第一材料的厚度等于所述第二 材料的厚度。
3. 根据权利要求1所述的夹子组件，其特征在于，所述夹子包括位于所述第二支部中 的孔，所述孔与所述第二支部上的螺母中的螺纹孔对齐，以容纳连接所述第一构件、所述第 二构件和所述夹子的紧固件，且同时保持所述第一材料与所述第二材料间隔开。
4. 根据权利要求1所述的夹子组件，其特征在于，还包括连接于所述第一支部的外侧 的螺母。
5. 根据权利要求4所述的夹子组件，其特征在于，所述螺母与所述夹子整体形成。
6. 根据权利要求4所述的夹子组件，其特征在于，所述螺母包括螺纹孔。
7. 根据权利要求4所述的夹子组件，其特征在于，所述螺母包括光孔。
8. -种夹子组件，其特征在于，包括： 至少部分地由第一材料形成的第一构件； 至少部分地由第二材料形成的第二构件，其中，所述第二材料不同于所述第一材料； 夹子，具有第一支部、第二支部和位于所述第一支部与所述第二支部之间的中间部分， 所述夹子具有包括所述第一材料的内侧和包括所述第二材料的外侧，并且所述第一材料和 所述第二材料为不同的金属；以及 其中，所述夹子在所述第一构件和所述第二构件中的一个上对齐，以便所述夹子的内 侧接触所述第一构件和所述第二构件中的一个且所述夹子的外侧接触所述第一构件和所 述第二构件中的另一个。
9. 根据权利要求8所述的夹子组件，其特征在于，所述夹子包括位于所述第二支部中 的孔，所述孔与所述第二支部上的螺母中的螺纹孔对齐，以容纳连接所述第一构件、所述第 二构件和所述夹子的紧固件，而同时保持所述第一材料与所述第二材料间隔开。
10. -种用于将包括第一材料的第一构件连接于包括不同于所述第一材料的第二材料 的第二构件的夹子，其特征在于，所述夹子包括： 第一支部； 形成有孔的第二支部； 位于所述第一支部与所述第二支部之间的中间部分； 所述第一支部、所述第二支部和所述中间部分各自具有包括所述第一材料的内侧和包 括所述第二材料的外侧，其中，所述第一材料和所述第二材料为在彼此接触时产生电化学 腐蚀的不同金属，并且所述第一材料滚轧复合至所述第一支部、所述第二支部和所述中间 部分的内侧，且所述第二材料滚轧复合至所述第一支部、所述第二支部和所述中间部分的 外侧，所述第一材料的厚度等于所述第二材料的厚度；以及 螺母，设置在所述第一支部的外侧上或与所述第一支部的外侧整体成形，所述螺母构 造成容纳连接所述第一构件和所述第二构件的紧固件而同时将所述第一构件的所述第一 材料与所述第二构件的所述第二材料间隔开。
【文档编号】B62D21/00GK203888878SQ201420256373
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2013年5月22日
【发明者】布鲁斯·弗雷德里克·皮尔斯, 约翰·查尔斯·卡里斯, 阿杰伊·库马尔·古普塔 申请人:福特环球技术公司