平头螺钉的制作方法
【专利说明】平头螺钉
[0001]相关申请
[0002]本专利申请涉及于2012年7月17日所申请的题为“平头螺钉”的美国临时专利申请第61/672，320号，并要求其优先权。
技术领域
[0003]本发明涉及铆接式紧固件。更具体地说，它涉及一种压入式平头销，因为在销件的柄部有螺纹球状体，该螺纹球状体使平头销可以通过拧出而被卸除，故可卸除平头销而不会显着损害安装孔。
【背景技术】
[0004]平头销是自铆接式金属紧固件，其通过使第二金属片材的金属冷流进入并接收在销件的柄部上的底切部，从而有效地将第一薄片钉至第二金属片。平头销较被它们压入的面板更硬，因此平头销是一种用于接附薄金属组件的强固手段。对于相同的接合深度，平头销可具有较螺钉更大的拔出强度。平头销的另一个优点是，它们可以通过机器简单地将零件压在头部上来进行自动安装。因为平头销被流入头部和柄部之间的底切部的金属保持，因而不需要进行扭矩调节或螺纹锁紧。
[0005]然而，因为标准平头销的附接是永久性而存在一个问题。目前还没有非破坏性且受控的手段来卸除这些零件。卸除平头销实际上会破坏安装孔，使安装孔不能再使用，且再组装时需要形成新的安装孔。因此，在本技术领域中需要一种压入铆接式紧固件，其可被非破坏性地卸除和再安装。
【发明内容】
[0006]根据本发明的螺钉的一个实施例，在类似于美国专利第8，297，899号的平头销的柄部上的球状体加设螺纹，该美国专利结合入本申请作为参照，就如同在本文中做了充分阐述一样。螺钉可像销件一样被压入，接着旋松并再使用而不破坏接纳部分。在安装期间，金属流入零件的底切部以及流入在球状体的螺纹谷。可通过诸如使用六角头和互补工具起子的多种特性将平头螺钉简单拧出来卸除平头螺钉。
[0007]当平头螺钉被拧出时，在柄部球状体上的螺纹会以足够的力将平头销往上推以克服底切部的箝锁，也在已被推到一旁的底切部材料上切割出额外的螺纹。在拧出平头螺钉的过程中，于底部片材形成可再使用的螺纹孔。由这些特征可理解的是，本平头螺钉的主要优点是它允许对组件进行非破坏性再加工。
[0008]用于将顶部片材固定到底部片材的本平头螺钉的主要特征包括:
[0009]I)头部，所述头部通过对准安装孔使顶部片材保持抵靠底部片材；
[0010]2)肩部，所述肩部与顶部片材在垂直方向上存在高度差；
[0011]3)置换部，所述置换部由所述肩部的底部提供，用于将螺钉铆入底部片材，所述肩部的底部的大小与安装孔的大小相配合；
[0012]4)底切部，所述底切部位于所述肩部下面，所述底切部由所述底部片材的被置换金属填充，从而使所述螺钉保持在底部片材中；
[0013]5)柄部，所述柄部包括螺纹球状体，所述螺纹球状体的大小相对于所述底部片材的安装孔设定，以使所述螺纹球状体与所述底部片材的安装孔能产生轻微的过盈配合；以及
[0014]6)锥状尖部，所述锥状尖部有助于平头销进入安装孔内时的对准。
[0015]根据本发明的一个实施例，可通过简单按下头部，促使螺钉的柄部穿过待接合的片材的对准孔来快速安装本平头螺钉。当金属从底部片材流入底切部时，金属也流入柄部球状体上的螺旋状螺纹。由于在球状体的上面有已填充的底切部，本发明的平头螺钉将自锁定且不会松动。由于在球状体上的螺纹中会有金属，可以通过经头部沿与螺纹方向相反的方向转动平头螺钉来卸除平头螺钉。在卸除平头螺钉的过程中，还在先前被压入底切部的安装孔的顶部上形成可用的螺纹。可以通过将同一平头螺钉拧入现变成有螺纹的安装孔中来重新安装该平头螺钉或者可拧入新螺钉。这种性能通过适当选择的螺钉硬度和附接片材的材料及它们个别尺寸来实现。
[0016]在此方面，在详细地说明本发明的至少一实施例的前，需理解的是本发明在其应用上并不被限定在结构的细部以及诸被提出于以下说明或显示于附图中的组件的配置。本发明可有其他的实施例且可用其他不同的方式予以实施并实现。同样可被理解的是，在此所用的措辞与术语是为了说明之便，因而不应视为限定。
[0017]就此而论，那些熟习本领域的人士将可察觉到，本发明所据的观念可轻易地被利用作为一用于设计其他结构的基础。因此，重要的是权利要求应被视为包括这些等同结构，只要它们不背离本发明的精神和范围。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的仰视左前视方向的等角视图；
[0019]图2是本发明的正视剖视图；
[0020]图3是本发明的正视剖视图；以及
[0021]图4是本发明的正视剖视图。
【具体实施方式】
[0022]现参照图1，将根据其从顶部到底部顺序显示的各种特征来说明本发明的平头螺钉10的一个实施例。所述螺钉是带六角形头部11金属紧固件，该六角形头部是紧固件的最大直径并且用于抵靠顶部片材以进行压入安装，从而将顶部片材抵住底部片材而固定。在六角形头部11的侧边包括平坦部12以提供可拧动的表面，如有必要的话在安装后将销件拧出。肩部13位于所述头部的正下方。所述肩部的长度与顶部片材在垂直方向上存在高度差且大约等于所述顶部片材的宽度与所述肩部穿入底部片材的深度的总和。由于螺钉被压入，所述肩部的底部15将底部片材的金属置换入所述肩部的正下方的底切部17，也进入底切部17下面的螺纹19。由于平头螺钉被压入，底切部17由底部片材的金属冷流填充。这能够使销件保持在所述底部片材中并防止螺纹19的任何松动。螺钉的柄部大体上为筒状并包括大致弯曲的纵向轮廓，该轮廓限定所述柄部的球状形状。在柄部中段上的球状体的最大直径的上方和下方向内渐细，并沿球状体的表面带有一体成型的螺纹。球状体是柄部的最大直径。锥状尖部23位于平头销的底部，该锥状尖部有助于将零件导入安装孔。
[0023]现参照图2，图中示出了本发明的平头螺钉的预安装对准。螺钉10通过冲压机20分别穿过顶部片材31和底部片材33的对准孔被安装，所述顶部片材和底部片材由砧座35支撑于相对侧上。所述柄部的球状体21的最大直径的大小设定成所述球状体与所述底部片材的安装孔的侧壁能产生轻微的过盈配合。
[0024]现参照图3，图中说明了被完全安装的平头螺钉。在这里，平头螺钉的头部11压迫顶部片材31使顶部片材31抵靠在底部片材33上。通过所述肩部的底部的按压力所引起的从所述底部片材的孔的侧壁流入底切部17和螺纹19的凹槽的金属冷流，使平头螺钉保持到所述底部片材。孔的侧壁因而围绕螺纹成型，从而形成有对应的内螺纹轮廓，这使得销件可通过拧出而被卸除。底部片材33优选是金属而顶部片材31则可以是任何适当的组合物。如图4所示，图中说明了螺钉被拧开后将之前被底切部的材料占据的孔的上部切割出额外的内螺纹30，留下可再使用的螺纹。
[0025]因此，前述内容仅被视为本发明的原理的说明。另外，因为许多的修改及变更对于熟习本领域的人士而言是可轻易思及的，因此本发明并不受限于本文中所示及所述的确定结构及操作，且所有适当的修改及均等型式因此都可被归类成落在本发明的范围内。
【主权项】
1.一种附接到金属片材的金属铆接式平头螺钉，所述螺钉包括: 位于最顶端处的头部，所述头部是所述螺钉的最大直径； 肩部，所述肩部从所述头部轴向向下延伸且位于所述头部的正下方，所述肩部具有底表面，用于将金属片材的材料置换入所述肩部的安装处； 筒状柄部，所述筒状柄部由所述肩部的正下方起始，并且进一步具有弧形纵向截面的侧边，所述侧边在中段球状体的上方和下方向内渐细； 一体成型的螺旋状螺纹，所述螺旋状螺纹设在所述球状体的外表面上；以及底切部，所述底切部位于所述肩部的底部与所述球状体之间，所述底切部适于接收由所述肩部的底表面所置换的材料。
2.根据权利要求1所述的螺钉，其特征在于，所述柄部还包括锥形底部，所述锥形底部从所述球状体向下延伸到所述螺钉的端部。
3.根据权利要求2所述的螺钉，其特征在于，所述球状体的直径小于所述肩部的直径。
4.一种由面对面紧密接合第一和第二片材构成的组件，包括: 位于最顶端处的头部，所述头部是所述螺钉的最大直径； 肩部，所述肩部从所述头部轴向向下延伸且位于所述头部的正下方，所述肩部具有底表面，用于将金属片材的材料置换入所述肩部的安装处； 筒状柄部，所述筒状柄部由所述肩部的正下方起始，并且进一步具有弧形纵向截面的侧边，所述侧边在中段球状体的上方和下方向内渐细； 一体成型的螺旋状螺纹，所述螺旋状螺纹设在所述球状体的外表面上； 底切部，所述底切部位于所述肩部的底部与所述球状体之间，所述底切部适于接收由所述肩部的底表面所置换的材料； 第一片材，所述第一片材具有第一孔，所述第一孔的大小设定成紧密接纳所述螺钉的肩部；以及 第二片材，所述第二片材具有与所述第一孔对准的第二孔，其中通过轴向按压所述肩部的底部进入所述第二片材引起材料冷流，使所述材料冷流从所述第二片材进入并接收在所述底切部以及从所述第二孔的侧壁进入并接收在所述螺钉的螺纹，从而将所述螺钉的柄部刚性地固定到所述第二片材。
5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述第二片材的所述孔是盲孔。
6.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，当旋转卸除所述螺钉时，所述螺钉的螺纹适于在所述第二片材的上部切割出对应的螺纹。
7.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述肩部的长度等于所述顶部片材的宽度与所述肩部穿入所述第二片材的深度的总和。
8.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述柄部的球状体的最大直径的大小设定成所述球状体与所述第二片材的侧壁能产生轻微的过盈配合。
【专利摘要】本发明的铆接式螺钉可通过如平头销的简单压入应用，穿过金属片材中的孔被固定。在头部的正下方的螺钉柄部上并在所述柄部的螺纹球状体部分上面的底切部铆接式特征通过使片材材料冷流进入底切部而将螺钉固定到片材。同时，片材材料也在球状体螺纹周围和之间流动，所述球状体螺纹在片材孔的侧壁形成部分内螺纹，并提供额外的拔出阻力。接着，可简单拧开螺钉而将螺钉卸除。在这情况下，当螺纹球状体向上移动并接着离开孔时，在孔的侧壁的上部切割出额外的内螺纹。在片材中留下可重复使用的螺纹孔。
【IPC分类】F16B35-04
【公开号】CN104620000
【申请号】CN201380047325
【发明人】M·马隆尼
【申请人】Pem管理股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年7月9日
【公告号】CA2879801A1, EP2875244A1, US20140023452, WO2014014699A1