稳定的面板紧固件的制作方法

本专利申请要求在2014年3月19日提交的题为“稳定的面板紧固件”、申请号为61/955,473的美国临时专利申请的优先权，并将这申请的内容结合入本申请作为参考。

技术领域

本发明涉及金属束缚式面板紧固件。更具体地说，本发明涉及用于电子产业中取放组装加工的束缚式面板紧固件。

发明背景

在电子产业中，面板紧固件通常由机器人取放机器将该紧固件插入电路板的接收孔而组装到印刷电路板。此步骤最常连同表面安装焊接加工一起进行。即使具有这些机器所提供的精确度，只因面板紧固件的组件松弛地接合而可发生组装错误。

面板紧固件通常包括坐落于箍圈内的一个可伸缩螺丝。螺丝通过轻质螺旋弹簧保持在缩回位置，该螺旋弹簧可操作地定位成在螺丝的头部与所述箍圈的顶部之间围绕螺丝的柄部。在现有技术中，螺丝的外表面与箍圈的内壁之间存在大侧壁间隙，该侧壁间隙适应电路板与电路板所附着的结构之间的一些未对准。然而，侧壁间隙存在问题，因为它导致取放机器处理零件的不稳定。在组装过程中，取放机器由通过螺丝的头部保持紧固件，并在组装期间迅速地加速紧固件，这导致螺丝与箍圈之间的相对运动。在组装过程中，这种快速运动可导致箍圈与电路板接收孔未对准。

美国专利第8,113,755号揭示了上述的组装问题连同一种提出的解决方案，其揭示了于箍圈的下侧使用螺母或附着到螺丝的O形圈，以保持螺丝于如图1所示的向下压缩的配置中。该配置消除了螺丝与箍圈之间的运动。当紧固件被机器人组装到电路板后，压紧螺母或O形圈会被移除，以允许所述紧固件返回到其正常的缩回自由状态。然而，这种解决方案也有缺点，包括螺母或O形圈的额外成本，以及在电路板组装后需要移除及处理这些零件。因此，想要的是提供一种比现有技术更不复杂及更便宜的面板紧固件和面板紧固件组装方法，并且可以成功地与高速取放机器人组装机器和方法结合使用。

技术实现要素：

本发明利用了与现有技术不同的策略来实现紧固件组件稳定性所期望的结果。对螺丝在其缩回自由状态提供稳定性，而不是用伸长的螺丝使紧固件组件保持压缩。这个功能通过使用套环和于螺纹的正上方的螺柄的底部处的凸缘来实现。这些结构结合弹簧使用，该弹簧优选地比现有技术的面板紧固件所使用的弹簧更强。套环的尺寸设定成基本上封闭了螺丝与箍圈之间的间隙，但仅封闭位于箍圈束缚圈的区域。应当发现的是，通过添加这套环和使用更强的弹簧，可提供足够的稳定性来满足高速机器人组装设备的要求。因为套环是短，且局限于束缚圈周围的区域，因此，在螺丝的极短延伸后仍允许由通常较大的间隙提供的未对准补偿。较强的弹簧不会负面影响任何大程度操纵螺丝的容易性。

更具体地说，本发明提供了一种用于束缚式面板紧固件的螺丝结构，该螺丝结构包括具有扩大头部的螺丝，该头部具有向其施加旋转力的构件。螺丝的柄部包括直径减小的颈部，该颈部向下延伸至头部的正下方，该颈部是螺丝的直径最小的部分。短套环位于颈部末端的底部。凸缘从套环的底部径向向外延伸。柄部的螺纹部分从套环向下延伸到螺丝的远端。

在面板紧固件的组装件中，螺丝束缚于箍圈，并通过弹簧保持于缩回位置，该弹簧在螺丝的头部与箍圈之间操作。当螺丝处于缩回位置时，套环只占据毗邻箍圈的内环形束缚圈的箍圈的轴向区域。凸缘直接抵靠于束缚圈来提供止动，以防止螺丝脱落。弹簧优选地是螺旋弹簧，其可抵住箍圈的外凸缘操作。

因此，本发明提供了一种廉价而有效的面板紧固件来解决想要的目的，本发明的面板紧固件具有足够的组件稳定性，能成功地与高速组装设备结合使用。

附图说明

图1是现有技术的面板紧固件的正视图；

图2是根据本发明的优选实施例的面板紧固件的正视图；

图3是图2所示的紧固件的螺丝的正视图；以及

图4是图2所示的紧固件的剖视图。

具体实施方式

图2至图4示出了根据本发明的优选实施例的面板紧固件并一般以附图标记8表示。参照图2，面板紧固件8包括若干组件的组装件，该组装件包含螺丝10、压缩弹簧15和箍圈17。螺丝10坐落在箍圈17中，并且通过螺旋或压缩弹簧15保持在缩回位置中，该螺旋或压缩弹簧15可操作地定位成围绕柄部12的颈部13和箍圈17。

螺丝10一般包括扩大头部11和细长柄部12，该柄部12固定到头部11的平面并横向于头部11的平面延伸。在优选的实施例中，螺丝头部11包括握持部13，诸如包覆成型的塑料覆盖物，这有助于用手动握持及转动螺丝10。握持部13优选地具有有凸边的、锯齿形的或者有织纹的外环形表面。

参照图3，柄部12从固定到扩大头部11的近端延伸到带螺纹的远端。柄部12一般具有分离的部分，其包含颈部13、套环14和在头部11与螺纹19中间的凸缘16。关于图2至图4所示的定向，颈部13、套环14和凸缘16相邻地布置在头部11的下方但在螺纹19的上方。在优选的实施例中，颈部13、套环14和凸缘16形成一整体，但在其它的实施例中可包括个别元件。螺丝10的螺纹19从凸缘16向下延伸到其远端(与头部相对)。

箍圈11具有大致圆柱形的基部20、轴向内孔21和在基部20的外表面上径向延伸的肩部22。内孔21靠近远端(相对于螺丝头部11)具有径向增大的锥度。环形束缚圈18固定于接近近端(相对于螺丝头部11)的中心孔21的内表面，并自中心孔21的内表面径向向内延伸。在优选的实施例中，束缚圈18通过沿基部20径向向内卷曲箍圈在预定的轴向位置形成。可选择地，束缚圈18可包括插入到内孔21的个别组件。

压缩弹簧15可操作地定位成围绕颈部12和箍圈17。弹簧15的一端紧靠螺丝头部11的下侧，而另一端紧靠肩部22的邻接面(相对于螺丝头部)。如图2所示，压缩弹簧15用延伸远离箍圈17的螺丝头部11将螺丝10保持在图2所示的缩回位置中。

螺丝10坐落于箍圈17中并被箍圈17捕获。参照图4，完全组装的紧固件的横截面显示处于紧固件的缩回自由状态。图4还示出了螺丝套环14在箍圈17的孔21内的位置。由于束缚圈18的内径比环形凸缘16的外径小。结果，螺丝的外凸缘16不能在内孔中平移越过束缚圈18。由于束缚圈18位于外凸缘16的近侧上(相对于螺丝头部)，所述束缚圈18抵抗弹簧15的力，将螺丝10保持在箍圈17内。

套环14的外径大于柄部12的颈部13但稍稍小于束缚圈18的内径。优选地，套环14的尺寸设定成提供套环的外表面与束缚圈18之间的最小可能间隙。束缚圈18与套环14之间的极小的间隙紧密地保持螺丝，并防止螺丝10在孔21内径向移动。套环14的轴向长度与颈部13的长度相比相对地短。因此，当螺丝10缩回时，套环14配置成与束缚圈18操作性地接合。换言之，套环14和束缚圈18仅与柄部12的一段短长度轴向对准。在优选的实施例中，压缩弹簧15较现有技术的面板紧固件的弹簧更硬。

已经发现，藉此组合，能够达到螺丝10与箍圈17之间的机械稳定关系，其足以满足高速取放组装机器和组装方法的要求。与现有技术相比，申请人的结构不需要固定O形圈或压紧螺母；因此，申请人的结构节提供劳力和材料两者的成本节省。因此，本领域的技术人员应当明白，本发明的目的已经实现。

上文仅说明本发明的实施例。此外，本领域的技术人员将容易想到许多的修改和变化，所以不希望将本发明限定于所图示的及所描述的确切结构和操作。相应地，所有适当的修改和等同物可诉诸于落入本发明的范围之内，本发明的范围应当仅由以下权利要求及其合法等同物来确定。