弹性可变形对准紧固件和系统的制作方法

弹性可变形对准紧固件和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及弹性可变形对准紧固件和系统。弹性可变形对准紧固件具有整体物体的形式，该整体物体具有头部和一体成形的主体部分。主体部分具有弹性可变形凸角型中空管，其具有接近头部的近端和轴向离开头部的远端。凸角型中空管具有外表面，其具有被定向成沿中空管的长度提供多个径向延伸接合表面的一个或更多个固位特征。头部具有界定凸角型中空管的近端的凸缘。当被插入到第一和第二部件的圆形孔内时弹性可变形凸角型中空管的部分弹性地变形成弹性平均最终构造，其沿四个平面正交方向对准第一和第二部件。
【专利说明】弹性可变形对准紧固件和系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及对准系统的领域，更具体地涉及弹性平均对准系统（elastically averaged alignment system),甚至更具体地涉及提供配合部件的紧固和四路对准的弹性 平均对准系统中所用的弹性平均对准紧固件，其中对准系统被结合在所述配合部件上。

【背景技术】
[0002] 当前，在制造过程中被配合且紧固在一起的部件，具体是例如机动车辆中存在的 那些车辆部件，通过对准特征相对彼此被相互定位，所述对准特征是过尺寸和/或尺寸不 足的，以便提供使部件相对于彼此自由运动的间距从而在不在其间产生会妨碍制造过程的 干涉的情况下对准它们。一种示例包括在每个部件内的两路和/或四路阴型对准特征，通 常是圆形孔，其被对准以便接收对应的阳型对准和附接特征。在阳型对准特征及其相应阴 型对准特征之前存在间隙，其被预先确定成匹配阳型和阴型对准特征由于制造(或生产）偏 差而导致的预期尺寸和位置变化公差。因此，显著的位置变化可能出现在具有上述对准特 征的配合的第一和第二部件之间，这会导致所述部件的对准中存在不良的较大对准变化， 特别是就其间的间隙和间距而言。在这些未对准部件也是另一组件的一部分的情况下，这 样的未对准也能够影响整个组件的功能和/或美学外观。不管这样的未对准是被限于两个 部件还是整个组件，其均能够不利地影响功能并导致察觉低劣品质。
[0003] 为了对准和固定部件，上述阳型和阴型对准特征可以与用于将部件固定到彼此的 单独按钉部件相结合使用。在这样的组件中，配合部件由对准特征相对彼此定位，并且由单 独按钉部件相对彼此固定。使用单独的对准特征和按钉部件，一个用于对准且另一个用于 固定，则会限制各自在给定组件上的有效性，因为在使用固定部件的情况下不能使用对准 特征。
[0004] 因此，能够通过提供精确对准和紧固系统来改进对准和紧固系统的技术，其中所 述系统能够借助于被设置成与对应单个对准特征紧固接合的单个弹性可变形对准紧固件 的弹性平均来确保两个部件的精确四路对准和紧固。


【发明内容】

[0005] 在本发明的一种示例性实施例中，弹性可变形对准紧固件被提供成具有头部和一 体成形的主体部分的整体物体的形式。主体部分具有弹性可变形凸角型中空管，其具有接 近头部的近端和轴向离开头部的远端。凸角型中空管具有外表面，其具有被定向成沿中空 管的长度提供多个径向延伸接合表面的一个或更多个固位特征。头部具有界定凸角型中空 管的近端的凸缘。当被插入到第一和第二部件的圆形孔内时弹性可变形凸角型中空管的部 分弹性地变形成弹性平均最终构造，其沿四个平面正交方向对准第一和第二部件。
[0006] 在本发明的另一示例性实施例中，提供具有第一部件、第二部件和弹性可变形对 准紧固件的弹性平均对准系统。第一部件具有第一对准构件和第一孔。第二部件具有第二 对准构件和第二孔，第二孔被构造且布置成当第一和第二部件被组装在一起时对准于第一 孔。弹性可变形对准紧固件是具有头部和一体成形的主体部分的整体物体的形式。主体部 分具有弹性可变形凸角型中空管，其具有接近头部的近端和轴向离开头部的远端。凸角型 中空管具有外表面，其具有被定向成沿中空管的长度提供多个径向延伸接合表面的一个或 更多个固位特征。头部具有界定凸角型中空管的近端的凸缘。当被插入到第一和第二部件 的第一和第二孔内时弹性可变形凸角型中空管的部分弹性地变形成弹性平均最终构造，其 沿至少两个平面正交方向对准第一和第二部件。
[0007] 本发明还提供了以下技术方案。
[0008] 方案1. 一种弹性可变形对准紧固件，包括： 具有头部和一体成形的主体部分的整体物体； 其中所述主体部分包括弹性可变形凸角型中空管，所述凸角型中空管具有接近所述头 部的近端和轴向离开所述头部的远端； 其中所述凸角型中空管具有外表面，所述外表面包括被定向成沿所述中空管的长度提 供多个径向延伸接合表面的一个或更多个固位特征； 其中所述头部包括界定所述凸角型中空管的近端的凸缘；以及 其中当被插入到第一和第二部件的圆形孔内时所述弹性可变形凸角型中空管的部分 弹性地变形成弹性平均最终构造，所述弹性平均最终构造沿四个平面正交方向对准所述第 一和第二部件。
[0009] 方案2.根据方案1所述的弹性可变形对准紧固件，其中： 所述凸角型中空管是三凸角型的。
[0010] 方案3.根据方案1所述的弹性可变形对准紧固件，其中： 所述多个径向延伸接合表面被置于所述凸角型中空管的每个凸角的外表面上。
[0011] 方案4.根据方案1所述的弹性可变形对准紧固件，其中： 所述凸角型中空管的远端包括锥体。
[0012] 方案5.根据方案1所述的弹性可变形对准紧固件，其中： 所述固位特征包括肋、凸起、槽口、凹口、锯齿或者肋、凸起、槽口、凹口和锯齿的任意组 合。
[0013] 方案6.根据方案1所述的弹性可变形对准紧固件，其中： 所述凸角型中空管包括管壁，所述管壁具有绕所述凸角型中空管的中心轴线均匀分布 的三个顶点壁部分和在其间互连的三个连接壁部分，其中所述三个顶点壁部分被定尺寸为 干涉地、可变形地且配合地装配在所述第一部件的限定圆形孔内，其中所述连接壁部分被 定尺寸为装配在所述限定圆形孔内且其间具有间隙，以及其中所述连接壁部分被构造成当 所述凸角型中空管接合于所述第一和第二部件的圆形孔且相对于所述圆形孔弹性变形时 朝向所述凸角型中空管的中心轴线、背离所述凸角型中空管的中心轴线或者以包括朝向和 背离所述凸角型中空管的中心轴线的弹性变形的组合方式弹性变形。
[0014] 方案7.根据方案6所述的弹性可变形对准紧固件，其中所述三个连接壁部分各 自包括朝向所述凸角型中空管的中心轴线向内弯曲的壁表面。
[0015] 方案8.根据方案6所述的弹性可变形对准紧固件，其中所述三个连接壁部分各 自包括背离所述凸角型中空管的中心轴线向外弯曲的壁表面。
[0016] 方案9?一种弹性平均对准系统，包括： 第一部件，所述第一部件包括第一对准构件和第一孔； 第二部件，所述第二部件包括第二对准构件和第二孔，所述第二孔被构造且布置成当 所述第一和第二部件被组装在一起时对准于所述第一孔；以及 弹性可变形对准紧固件，所述弹性可变形对准紧固件包括具有头部和一体成形的主体 部分的整体物体； 其中所述主体部分包括弹性可变形凸角型中空管，所述凸角型中空管具有接近所述头 部的近端和轴向离开所述头部的远端； 其中所述凸角型中空管具有外表面，所述外表面包括被定向成沿所述中空管的长度提 供多个径向延伸接合表面的一个或更多个固位特征； 其中所述头部包括界定所述凸角型中空管的近端的凸缘；以及 其中当被插入到所述第一和第二部件的第一和第二孔内时所述弹性可变形凸角型中 空管的部分弹性地变形成弹性平均最终构造，所述弹性平均最终构造沿至少两个平面正交 方向对准所述第一和第二部件。
[0017] 方案10.根据方案9所述的弹性平均对准系统，其中： 所述第一和第二孔中的每个均是圆形孔；以及 当被插入到所述第一和第二部件的第一和第二圆形孔内时所述弹性可变形凸角型中 空管的部分弹性地变形成弹性平均最终构造，所述弹性平均最终构造沿四个平面正交方向 对准所述第一和第二部件。
[0018] 方案11.根据方案10所述的弹性平均对准系统，其中： 所述第一部件包括板材金属； 所述第二部件包括可压缩材料；以及 所述弹性可变形对准紧固件干涉地、可变形地且配合地接合于所述第一部件以在所述 凸缘和所述一个或更多个固位特征之间将所述第二部件紧固到所述第一部件。
[0019] 方案12.根据方案11所述的弹性平均对准系统，其中： 所述第一部件包括车辆的门组件；以及 所述第二部件包括吸声材料。
[0020] 方案13.根据方案9所述的弹性平均对准系统，还包括： 被置于所述第一和第二部件之间的至少第三部件，所述第三部件包括第三孔，所述第 三孔被构造且布置成当所述第一、第二和至少所述第三部件被组装在一起时对准于所述第 一和第二孔。
[0021] 方案14.根据方案9所述的弹性平均对准系统，其中： 所述第一部件包括多个所述第一孔； 所述第二部件包括多个所述第二孔，每个均被构造且布置成当所述第一和第二部件被 组装在一起时对准于所述多个第一孔中的相应第一孔；并且还包括： 被置于相应成对的所述第一和第二孔内的多个弹性可变形对准紧固件。
[0022] 方案15.根据方案9所述的弹性平均对准系统，其中： 所述弹性可变形对准紧固件干涉地、可变形地且配合地接合于所述第一部件以在所述 凸缘和所述一个或更多个固位特征之间将所述第二部件紧固到所述第一部件。
[0023] 方案16.根据方案15所述的弹性平均对准系统，其中： 所述第一孔具有第一直径；以及 所述第二孔具有大于所述第一直径的第二直径。
[0024] 当结合附图时从本发明的下述具体描述中将显而易见到本发明的上述特征和优 点以及其他特征和优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0025] 其他特征、优点和细节仅通过示例方式显示于实施例的下述具体描述中，具体描 述参考附图，在附图中： 图1示出了根据本发明实施例的具有弹性平均对准紧固件的弹性平均对准系统的未 组装组件的等轴立体图； 图2示出了根据本发明实施例的弹性平均对准紧固件的等轴立体图； 图3示出了根据本发明实施例的另一弹性平均对准紧固件的等轴立体图； 图4示出了根据本发明实施例的另一弹性平均对准紧固件的等轴立体图； 图5示出了根据本发明实施例的另一弹性平均对准紧固件的等轴立体图； 图6示出了根据本发明实施例的图1的系统的一部分的平面后视图； 图7示出了根据本发明实施例的图1的系统的一部分的替代性平面后视图； 图8示出根据本发明实施例的类似于图6但示出了处于完全变形状态的图3的弹性平 均对准紧固件的平面后视图； 图9示出根据本发明实施例的类似于图8但示出了处于变形的最终接合后状态的弹性 平均对准紧固件的平面后视图； 图10示出了根据本发明实施例的弹性平均对准紧固件的三凸角型主体的平面后视 图； 图11示出了根据本发明实施例的弹性平均对准紧固件的另一三凸角型主体的平面后 视图；以及 图12示出了根据本发明实施例的使用具有弹性平均对准紧固件的弹性平均对准系统 的车辆的门组件。

【具体实施方式】
[0026] 下述描述实质上仅是示例性的并且不试图限制本公开、其应用或使用。例如，所 示实施例包括车身面板，不过对准系统可以与任意适当部件一起使用以便提供用于精确定 位、对准和紧固所有形式的配合部件和部件应用的弹性平均，所述部件和部件应用包括许 多工业、消费者产品(例如消费者电子器件、各种应用等)、运输、能量和空间应用，并且具体 地包括许多其他类型的车辆部件和应用，例如各种内部、外部和发动机罩下的车辆部件和 应用。应该理解，在所有附图中，对应附图标记指代同样的或对应的零件和特征。
[0027] 如这里所用，术语"弹性可变形"指的是部件或者部件的部分，包括部件特征，包含 具有总体弹性变形特性的材料，其中该材料被设置成响应于力的施加经历其形状、大小或 两者的弹性可逆变化。导致材料的弹性可逆或弹性变形的力可以包括拉伸、压缩、剪切、弯 曲或扭转力或者这些力的各种组合。弹性可变形材料可以呈现线性弹性变形，例如根据胡 克定律所述的变形，或者呈现非线性弹性变形。
[0028] 弹性平均（elastic averaging)提供了配合部件之间的界面的弹性变形， 其中平均变形提供了精确对准，制造位置偏差被最小化为xmin，其被定义成x min=x/ j N，其中X是配合部件的定位特征的制造位置偏差并且N是插入的特征数。为了获得弹性 平均，弹性可变形部件被构造成具有至少一个特征及其接触表面，所述接触表面是过约束 的（over-constrained)并且提供与另一部件及其接触表面的配合特征的干涉配合。过约束 条件和干涉配合使所述至少一个特征或配合特征中的至少一者或两者特征弹性可逆地(弹 性地)变形。部件的这些特征的弹性可逆性质允许可重复插入和撤回部件，这有助于它们的 组装和拆分。部件的位置偏差会导致变化的力被施加于在以干涉条件插入部件期间被过约 束且接合的接触表面的区域上。应意识到，单个插入部件可以相对于该部件的周边的长度 被弹性平均。弹性平均的原理被具体描述在 申请人:共有的未决美国专利申请号13/187, 675 中，该申请的全部公开内容在此被并入本文以供参考。上面公开的实施例提供了将不适用 于上述弹性平均原理或需要包括如这里公开的四路弹性平均紧固系统来进一步辅助的现 有部件转换成有助于弹性平均及其相关益处的组件。
[0029] 任意合适的弹性可变形材料可以被用于这里公开并在下文进一步讨论的配合部 件和对准特征，具体是当形成为这里描述的特征时可弹性可变形的那些材料。这包括各种 金属、聚合物、陶瓷、无机材料或玻璃或者任意上述材料的复合物或者适用于这里公开的目 的的任意其他组合。可以想到许多复合材料，包括各种填充聚合物，包括玻璃、陶瓷、金属和 无机材料填充的聚合物，具体是玻璃、金属、陶瓷、无机或碳纤维填充的聚合物。可以使用任 意合适的填充物形态，包括所有形状和尺寸的颗粒或纤维。更具体地，可以使用任意合适类 型的纤维，包括连续的和不连续的纤维、编织和无纺布、毡或落纤、或者它们的组合。可以使 用任意合适的金属，包括各种等级的钢及其合金、铸铁、铝、镁或钛、或其复合物或其任意其 他组合。聚合物可以包括热塑性聚合物或热固性聚合物或者其复合物或其任意其他组合， 包括各种各样的共聚物和聚合物共混物。在一种实施例中，优选的塑料材料是一种具有弹 性性质以便弹性变形而不断裂的材料，例如包含丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS)聚合物且更具 体地聚碳酸脂ABS聚合物共混物（PC/ABS)的材料。材料可以是任意形式并且由任意适当工 艺成形或制造，包括冲压或成形金属、复合物或其他板材、锻件、挤制零件、压制零件、铸件、 或模塑零件等等，以便包括这里描述的可变形特征。弹性可变形对准特征及相关部件可以 以任意适当方式成形。例如，弹性可变形对准特征及相关部件可以一体成形，或者它们可以 完全独立地成形并且随后附接在一起。当被一体成形时，它们可以由例如塑料注射成型机 成形为单个零件。当被单独成形时，例如，它们可以由不同材料成形以便提供预定弹性响应 特性。一种或多种材料可以被选择以便提供弹性可变形对准特征、相关部件或配合部件中 的任一者或全部的预定弹性响应特性。预定弹性响应特性可以包括例如预定弹性模量。
[0030] 如这里所用，术语车辆不仅限于汽车、卡车、货车或者运动型多用途车，而是包括 适于运输载荷的任意自推进式或牵引式运输工具。
[0031] 根据本发明的示例性实施例并且参考图1，弹性平均对准系统10包括：第一部件 100,其具有第一对准构件102和具有第一直径160的第一孔104 ;第二部件200,其具有第 二对准构件202和具有第二直径260的第二孔204 ;以及弹性可变形对准紧固件300,其被 形成为具有头部302和一体成形的主体部分304的整体物体。当第一和第二部件100、200 被组装在一起时，如点划组装线400所示，第二孔204被构造且布置成对准于第一孔104。 在实施例中，第一和第二孔1〇4、204是圆形孔。第三部件50在图1中以双点划线被示出， 并且代表在弹性平均对准系统10中除了第一和第二部件100、200之外还包括一个或更多 个附加部件。在实施例中，第三部件50包括第三孔52,其被构造且布置成当第一、第二和第 三部件100、200、50被组装在一起时对准于第一和第二孔104、204。
[0032] 为了讨论目的，在图1中可见的第一对准构件102的配合侧面被标为12,并且在图 1中可见的第二对准构件202的非配合侧面被标为21。图1中被隐藏的第一和第二对准构 件102、202的不可见侧面在此被分别标为附图标记11和22。为了讨论目的，从第二部件 200的侧面21观察的弹性平均对准系统10的平面图在此被称为主视图，并且从第一部件 100的侧面11观察的弹性平均对准系统10的平面图在此被称为后视图。
[0033] 主体部分304具有弹性可变形凸角型中空管（elastically deformable lobular hollow tube)的形式，其具有接近头部302的近端306和轴向离开头部302的远端308。在 实施例中，在此也被附图标记304指代的凸角型中空管还可以包括在远端308处的锥体，这 可以由例如被设置成模制弹性可变形对准紧固件300的塑料注射成型机的壁上形成的拔 模角产生，或者可以由在凸角型中空管304的远端308上形成的斜面产生。根据本发明的 实施例，凸角型中空管304具有外表面310,其具有被定向成沿凸角型中空管304的长度提 供多个径向延伸接合表面的一个或更多个固位特征312. 1、312. 2、312. 3、312. 4 (最佳参考 图2-5)。头部302包括界定凸角型中空管304的近端306的凸缘314。当被插入到第一和 第二部件100、200的第一和第二孔104、204内时弹性可变形凸角型中空管304的部分弹性 地变形成弹性平均最终构造，根据第一和第二孔1〇4、204分别是圆形孔还是开槽孔，该构 造沿四个或两个平面正交方向(例如正交坐标系的+/- x方向和/或+/- y方向)精确对准 第一和第二部件100、200,其在这里被称为四路和两路对准。
[0034] 在实施例中，且参考图2,凸角型中空管304具有三个凸角（lobe)(在此也被称为 顶点壁部分）304. 1、304. 2、304. 3,其绕凸角型中空管304的中心轴线316 (最佳参考图6) 均匀分布并且由三个连接壁部分304. 4、304. 5、304. 6互连，这在此被称为三凸角型中空管 304。
[0035] 一个或更多个固位特征312. 1、312. 2、312. 3、312. 4可以采取如下形式：肋或锯齿 312. 1 (例如见图2)、槽口或凹口 312. 2 (例如见图3)、凸起312. 3 (例如见图4)、螺旋肋或 槽口 312. 4 (例如见图5)或者适用于在凸角型中空管304的每个凸角304. 1、304. 2、304. 3 的至少外表面上提供径向延伸接合表面的肋、锯齿、槽口、凹口、凸起或螺旋肋或槽口的任 意组合。
[0036] 图6和图7各自示出了从图1所示的第一部件100的侧面11观察的处于组装状 态的弹性平均对准系统10的部分平面后视图，其中第二部件200经由弹性可变形对准紧 固件300被紧固到第一部件100,该弹性可变形对准紧固件300干涉地、可变形地且配合地 接合于第一部件100的圆形孔104。虽然为了清楚从图6和图7省略了固位特征312. 1、 312. 2、312. 3、312. 4,不过将意识到根据本发明的实施例可以使用任意前述固位特征。在图 6和图7中，虚线代表弹性可变形对准紧固件300的三凸角型中空管304的预接合形状，并 且相关实线代表组装的具体阶段期间三凸角型中空管304的完全变形形状。根据本发明 的实施例，三个顶点壁部分304. 1、304. 2、304. 3的外表面被定尺寸为产生与第一对准构件 102的圆形孔104的干涉配合，这能够从三凸角型中空管304的预接合形状看出，其在三个 顶点壁部分304. 1、304.2、304. 3和圆形孔104之间具有干涉尺寸170,其中尺寸170大于 零(尺寸170>0)。在实施例中，第一部件100的材料是薄规格板材金属，并且相应固位特征 312. 1、312. 3中相邻特征之间的间距340 (例如见图4)或者相应固位特征312. 2、312. 4的 宽度350 (例如见图3)被适当地定尺寸为：当弹性可变形对准紧固件300被分别按压通过 第二和第一部件200、100的圆形孔204、104时接合于板材金属并且在顶点壁部分上的固位 特征和圆形孔104的内直径之间提供卡扣配合型接合。
[0037] 现在结合图6参考图8和图9,其中图8和图9示出了处于变形的完全变形状态 (图8)和变形的最终接合后状态（图9)的从第一对准构件102的侧面22观察的与图6类 似的平面后视图，并且其以虚线示出了三凸角型中空管304的隐藏固位特征312. 2(例如见 图3)。在实施例中，干涉尺寸170 (见图6)可以被定尺寸成使得随着弹性可变形对准紧固 件300干涉地接合于圆形孔104,三凸角型中空管304首先从预接合形状(在图6中的虚线 表示）变形到完全变形形状(在图6中的实线表示，和图8的图示)，并且之后随着固位特征 312. 2对准于圆形孔104的边缘、在弹性可变形对准紧固件300安放在固位特征312. 2中时 朝着预接合形状卡合回接近预接合形状且具有稍稍的干涉（图9)。这样，当固位特征312. 2 接合于圆形孔104的边缘时，三凸角型中空管304的最终接合后形状（图9)可以具有在预 接合形状(在图6中的虚线表不）和完全变形形状(在图6中的实线表不，和图8的图不）之 间的形状，从而导致三凸角型中空管304至少部分变形（图9)以便提供紧固设置，其中当将 第二部件200固定到第一部件100时弹性可变形紧固件300保持干涉地、可变形地且配合 地接合于第一部件100。
[0038] 虽然图6和图7针对三个顶点壁部分304. 1、304. 2、304. 3中的每个描述了干涉尺 寸170,从而暗示每个具有相等的干涉尺寸，但是将意识到本发明的范围不限于此，并且还 涵盖了针对三个顶点壁部分304. 1、304. 2、304. 3中的每个分别包括不同的干涉情况170a、 170b、170c，这仍会导致使用多个弹性可变形紧固件300的弹性平均对准系统10(例如参见 示出了多个弹性可变形紧固件300的图12)。
[0039] 虽然图8和图9示出了图3的三凸角型中空管304的固位特征312. 2,不过将意识 到本发明的范围不限于此，并且预接合形状、完全变形形状和最终接合后形状的前述描述 可以等同地分别应用到如图2、图4和图5所示的其他固位特征312. 1、312. 3和312. 4。
[0040] 根据本发明的实施例并且返回参考图6,连接壁部分304. 4、304. 5、304. 6被定尺 寸为装配到圆形孔104内且其间具有间隙尺寸180(图6中仅在一个部位示出，不过应理解 这应用于所有三个类似部位)，其中尺寸180等于或大于零(尺寸180 > 0)。在图6所示的 实施例中，连接壁部分304. 4、304. 5、304. 6被构造成背离三凸角型中空管304的中心轴线 316弹性变形。在图7的实施例中，连接壁部分304. 4、304. 5、304. 6被构造成朝向三凸角型 中空管304的中心轴线316弹性变形。
[0041] 虽然图6和图7均描绘了连接壁部分304. 4、304. 5、304. 6均沿相同方向（在图6 中全向外，在图7中全向内）变形，不过将意识到，本发明的范围不限于此，并且也涵盖了连 接壁部分304. 4、304. 5、304. 6被构造成以组合设置的方式弹性变形的实施例，其中该组合 设置包括朝向和背离三凸角型中空管304的中心轴线316的弹性变形。
[0042] 在图6所示的实施例中，其中在第一和第二部件100、200组装期间连接壁部分 304. 4、304. 5、304. 6均向外变形，将意识到，实施例涉及一种设置，其中预接合的三凸角型 中空管304的外周边318 (最佳参考图2)必须具有小于圆形孔104的周长的长度，以便即 使在弹性平均变形的情况下当三凸角型中空管104干涉地、可变形地且配合地接合于圆形 孔104且连接壁部分304. 4、304. 5、304. 6向外变形时仍允许三凸角型中空管304插入到圆 形孔104中。即，当三凸角型中空管304的连接壁部分304. 4、304. 5、304. 6由于顶点壁部分 304. 1、304. 2、304. 3的压缩而向外变形以致连接壁部分和顶点壁部分完全填充圆形孔104 的开口时，已完全变形的三凸角型中空管304的外周边318必须被定尺寸为装配到圆形孔 104的开口中，并且因此三凸角型中空管304的外周边318在长度上必须小于圆形孔104的 周长以便避免接合表面的线对线（line-on-line)干涉情况。
[0043] 现在参考图10和图11，其示出了根据这里公开的本发明实施例的替代性三凸角 型中空管304'、304"的远端平面图。两个版本的三凸角型中空管304'、304"均具有连接壁 部分304. 4、304. 5、304. 6,其在中间区段比在端部区段更薄，如附图标记360和370所指示 的，其中厚度360〈厚度370,或者更一般地其中厚度360尹厚度370。在图10的实施例中， 连接壁部分304. 4、304. 5、304. 6的外表面相对于三凸角型中空管304'的中心轴线316是 凸起的，可以想到这有助于图7中所示的三凸角型中空管304'的弹性变形。在图11的实 施例中，连接壁部分304. 4、304. 5、304. 6的内表面相对于三凸角型中空管304"的中心轴线 316是凹入的，可以想到这有助于图6中所示的三凸角型中空管304"的弹性变形。通过控 制连接壁部分304. 4、304. 5、304. 6的弹性变形的方向（例如向内或向外)，可以想到相比于 具有沿随机方向弹性变形的系统而言，弹性平均对准系统10所实现的总体弹性平均将更 加可预测。
[0044] 根据前述描述，将意识到可以存在许多应用，其中一个或更多个弹性可变形对准 紧固件300可以被用于弹性平均对准系统10以便不仅对准第一和第二部件100、200而且 将第一和第二部件100、200紧固在一起。在一种实施例中，且参考图12,不例性第一部件可 以是由例如板材金属形成的且其内形成有多个第一圆形孔104 (最佳参考图1)的车辆门组 件150,并且示例性第二部件可以是具有在其内形成的且设置成对准于所述多个第一圆形 孔104的多个第二圆形孔204 (最佳参考图1)的吸声材料250。以在此公开的方式并且根 据本发明的实施例，多个弹性可变形对准紧固件300被用于干涉地、可变形地且配合地接 合于门150的板材金属，以便在凸缘314和所述多个弹性可变形对准紧固件300中的每个 的一个或更多个固位特征312之间将吸声材料250紧固到门150。通过使用多个弹性可变 形对准紧固件300,能够导致增加第一和第二部件100、200对准的精确性。
[0045] 虽然在此已经参考作为弹性平均对准特征的弹性可变形对准紧固件300描述且 示出了实施例，不过将意识到本发明的范围不限于弹性可变形对准紧固件300本身的使 用，而是还涵盖与其他弹性平均对准特征相结合的弹性可变形对准紧固件300的使用，例 如 申请人:共有的未决美国专利申请号13/187,675中所公开的那些对准特征。
[0046] 在实施例中，在第一部件100中的第一孔104的第一直径160小于在第二部件200 中的第二孔的第二直径260,即第一直径160〈第二直径260,这允许固位特征312. 1、312. 2、 312. 3、312. 4卡扣配合地接合于第一孔104且同时滑动地接合第二孔204。在另一实施例 中，第二部件200中的第二孔204的第二直径260被定尺寸为在一个或更多个部位(具体参 考图12中所示的多个弹性可变形对准紧固件300)与弹性可变形对准紧固件300产生干涉 配合以便更好地将第二部件200对准于第一部件100。
[0047] 虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，不过本领域技术人员将理解在不背离 本发明范围的情况下可以做出各种修改并且其要素可以被等价物替代。此外，在不背离本 发明实质范围的情况下可以对本发明的教导做出许多改良以便适应具体情况或材料。因 此，本发明不旨在被限制于所公开的具体实施例，而是本发明将包括落入本申请范围内的 所有实施例。
【权利要求】
1. 一种弹性可变形对准紧固件，包括： 具有头部和一体成形的主体部分的整体物体； 其中所述主体部分包括弹性可变形凸角型中空管，所述凸角型中空管具有接近所述头 部的近端和轴向离开所述头部的远端； 其中所述凸角型中空管具有外表面，所述外表面包括被定向成沿所述中空管的长度提 供多个径向延伸接合表面的一个或更多个固位特征； 其中所述头部包括界定所述凸角型中空管的近端的凸缘；以及 其中当被插入到第一和第二部件的圆形孔内时所述弹性可变形凸角型中空管的部分 弹性地变形成弹性平均最终构造，所述弹性平均最终构造沿四个平面正交方向对准所述第 一和第二部件。
2. 根据权利要求1所述的弹性可变形对准紧固件，其中： 所述凸角型中空管是三凸角型的。
3. 根据权利要求1所述的弹性可变形对准紧固件，其中： 所述多个径向延伸接合表面被置于所述凸角型中空管的每个凸角的外表面上。
4. 根据权利要求1所述的弹性可变形对准紧固件，其中： 所述凸角型中空管的远端包括锥体。
5. 根据权利要求1所述的弹性可变形对准紧固件，其中： 所述固位特征包括肋、凸起、槽口、凹口、锯齿或者肋、凸起、槽口、凹口和锯齿的任意组 合。
6. 根据权利要求1所述的弹性可变形对准紧固件，其中： 所述凸角型中空管包括管壁，所述管壁具有绕所述凸角型中空管的中心轴线均匀分布 的三个顶点壁部分和在其间互连的三个连接壁部分，其中所述三个顶点壁部分被定尺寸为 干涉地、可变形地且配合地装配在所述第一部件的限定圆形孔内，其中所述连接壁部分被 定尺寸为装配在所述限定圆形孔内且其间具有间隙，以及其中所述连接壁部分被构造成当 所述凸角型中空管接合于所述第一和第二部件的圆形孔且相对于所述圆形孔弹性变形时 朝向所述凸角型中空管的中心轴线、背离所述凸角型中空管的中心轴线或者以包括朝向和 背离所述凸角型中空管的中心轴线的弹性变形的组合方式弹性变形。
7. 根据权利要求6所述的弹性可变形对准紧固件，其中所述三个连接壁部分各自包括 朝向所述凸角型中空管的中心轴线向内弯曲的壁表面。
8. 根据权利要求6所述的弹性可变形对准紧固件，其中所述三个连接壁部分各自包括 背离所述凸角型中空管的中心轴线向外弯曲的壁表面。
9. 一种弹性平均对准系统，包括： 第一部件，所述第一部件包括第一对准构件和第一孔； 第二部件，所述第二部件包括第二对准构件和第二孔，所述第二孔被构造且布置成当 所述第一和第二部件被组装在一起时对准于所述第一孔；以及 弹性可变形对准紧固件，所述弹性可变形对准紧固件包括具有头部和一体成形的主体 部分的整体物体； 其中所述主体部分包括弹性可变形凸角型中空管，所述凸角型中空管具有接近所述头 部的近端和轴向离开所述头部的远端； 其中所述凸角型中空管具有外表面，所述外表面包括被定向成沿所述中空管的长度提 供多个径向延伸接合表面的一个或更多个固位特征； 其中所述头部包括界定所述凸角型中空管的近端的凸缘；以及 其中当被插入到所述第一和第二部件的第一和第二孔内时所述弹性可变形凸角型中 空管的部分弹性地变形成弹性平均最终构造，所述弹性平均最终构造沿至少两个平面正交 方向对准所述第一和第二部件。
10.根据权利要求9所述的弹性平均对准系统，其中： 所述第一和第二孔中的每个均是圆形孔；以及 当被插入到所述第一和第二部件的第一和第二圆形孔内时所述弹性可变形凸角型中 空管的部分弹性地变形成弹性平均最终构造，所述弹性平均最终构造沿四个平面正交方向 对准所述第一和第二部件。
【文档编号】F16B5/00GK104421259SQ201410430041
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】S.E.莫里斯, M.J.塔努斯, M.E.麦圭尔, J.P.拉瓦尔 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司