具有防旋轉(zhuǎn)特征的鉚釘?shù)闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】提供一種具有防旋轉(zhuǎn)特征的鉚釘。半空芯自沖鉚釘和實心鉚釘設(shè)置有表面特征，例如，凹入和突出部。凹入或者突出部與通過鉚釘接合的面板接合，以在鉚釘插入之后防止一個面板或者兩個面板旋轉(zhuǎn)。凹入或者突出部可設(shè)置在鉚釘?shù)念^部端或者尖端處，或者可設(shè)置在鉚釘?shù)念^部端和尖端二者處。
【專利說明】具有防旋轉(zhuǎn)特征的鉚釘

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種實心、半空芯、空芯或抽芯鉚釘，所述鉚釘具有用于與通過所述鉚釘緊固的多個面板的頂部件或者底部件互鎖的表面特征。

【背景技術(shù)】
[0002]招密集的車輛(aluminum-1ntensive vehicle)的車身結(jié)構(gòu)可使用鉚釘來實現(xiàn)所需的接合強度、耐用性和大批量生產(chǎn)。在大批量生產(chǎn)中使用的鉚釘?shù)念愋偷囊粋€示例是自沖鉚釘(SPR)。如在實驗室掛片試驗(laboratory test coupon)中所測量的,SPR接合在非軸向搭接剪切(uniaxial lap shear)方位和剝離(coach peel)方位提供足夠的強度。然而，由于圓形鉚釘呈軸對稱，所以當(dāng)扭轉(zhuǎn)負載施加到通過SPR接合的面板時，所述面板容易旋轉(zhuǎn)。當(dāng)單個鉚釘或者少量鉚釘用于將組件的部件緊固到一起時，上述情況尤其真切。在這種情況下，接合的面板可相對于彼此旋轉(zhuǎn)(即，頂層可以相對于底層旋轉(zhuǎn))。在一組件被制造成剛性體結(jié)構(gòu)時，在具有多個鉚釘?shù)恼w結(jié)構(gòu)中，相對旋轉(zhuǎn)被消除。然而，在空白車身組件(body-1n-white assembly)的幾何學(xué)設(shè)置或者早期階段期間，安裝較少的SPR,并且會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形(即，“匹配扭動”(match boxing))
[0003]可通過下面概括的該公開來解決上述問題和其他問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]如今，存在兩種用于提供鉚接選擇的基本幾何結(jié)構(gòu)，其包括:I)半空芯或者空芯鉚釘，在設(shè)置過程期間，向外張開，并在底層形成扣緊件(button) ;2)實心鉚釘，穿過金屬板堆，并且鄰近的材料在二次沖制操作中變形。在第一種情況下，鉚釘首先變形。在第二種情況下，金屬板首先變形，使得金屬板形成為鉚釘形狀的輪廓。
[0005]該公開提供具有響應(yīng)于可施加到被接合面板的扭轉(zhuǎn)負載而抵抗旋轉(zhuǎn)的表面特征的新型鉚釘幾何結(jié)構(gòu)的一個示例。這樣的表面特征的示例可包括沿著鉚釘?shù)膱A柱體的頂部或者底部布置的凹入窩或者突起的突出部。所述表面特征用于去除由傳統(tǒng)的鉚釘提供的圓形軸承狀表面。所述表面特征抵抗所施加的扭轉(zhuǎn)負載并“鎖定”堆疊的金屬板組件的上板、下板或上板和下板二者，用于防止旋轉(zhuǎn)。
[0006]根據(jù)該公開的一方面，公開的鉚釘用于接合包括頂部件和底部件的多個部件。鉚釘包括圓柱體，圓柱體具有設(shè)置在主體的第一端處的頭部和設(shè)置在主體的第二端處的尖端。多個表面特征在主體與頭部接合的接合處設(shè)置在第一端處。表面特征沿著主體延伸到限定程度并僅與頂部件接合。
[0007]根據(jù)該公開的一方面，鉚釘可具有沿著主體延伸或者設(shè)置在不連續(xù)區(qū)域中的表面特征。表面特征可以是由頭部和主體限定的凹入窩。所述凹入窩可包括局部球形表面?？蛇x地，所述表面特征可以是形成在頭部和主體的接合處的突起的突出部。所述突起的突出部可以包括局部球形表面。所述主體可以是鉚釘?shù)膶嵭膱A柱形部分或者是鉚釘?shù)目招拘螤畈糠只蛘甙肟招拘螤畈糠帧?br> [0008]根據(jù)該公開的另一方面，公開的鉚釘用于非旋轉(zhuǎn)地接合包括頂部件和底部件的多個部件。鉚釘包括圓柱體，圓柱體具有設(shè)置在主體的第一端處的頭部和設(shè)置在主體的第二端處的尖端。多個表面特征可設(shè)置地第二端處。所述多個表面特征沿著主體延伸到限定程度并僅與底部件接合。
[0009]根據(jù)該公開的另一方面，公開的鉚釘用于接合包括頂部件和底部件的多個部件。鉚釘包括圓柱體，圓柱體具有設(shè)置在主體的第一端處的頭部和設(shè)置在主體的第二端處的尖端。在主體與頭部接合的接合處，多個頭部端表面特征設(shè)置在第一端處，所述多個頭部端表面特征沿著主體延伸到限定程度，并僅與頂部件接合。多個尖端表面特征設(shè)置在第二端處，所述多個尖端表面特征沿著主體延伸到限定程度，并僅與底部件接合。
[0010]參照附圖，該公開的上述方面和其他方面將在下面被更具體地描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是將兩個面板接合在一起的半空芯自沖鉚釘?shù)慕孛鎴D，所述半空芯自沖鉚釘具有用于防止所述面板旋轉(zhuǎn)的凹入部；
[0012]圖2是在圖1中示出的半空芯自沖鉚釘?shù)膫?cè)視圖；
[0013]圖3是將兩個面板接合在一起的半空芯自沖鉚釘?shù)目蛇x實施例的截面圖，所述半空芯自沖鉚釘具有用于防止所述面板旋轉(zhuǎn)的突出部；
[0014]圖4是在圖3中示出的半空芯自沖鉚釘?shù)膫?cè)視圖；
[0015]圖5是半空芯自沖鉚釘?shù)膫?cè)視圖，該半空芯自沖鉚釘在該半空芯自沖鉚釘?shù)念^部端具有突出部；
[0016]圖6是沿著圖5中的6-6線截取的截面圖；
[0017]圖7是具有凹入側(cè)壁的實心自沖鉚釘?shù)膫?cè)視圖，該實心自沖鉚釘具有設(shè)置在該實心自沖鉚釘?shù)念^部附近的多個突出部；
[0018]圖8是沿著圖7中的8-8線截取的截面圖；
[0019]圖9是具有凹入側(cè)壁的實心自沖鉚釘?shù)膫?cè)視圖，該實心自沖鉚釘具有形成在該實心自沖鉚釘?shù)募舛烁浇亩鄠€凹入；
[0020]圖10是沿著圖9中的10-10線截取的截面圖；
[0021]圖11是鉚釘?shù)膫?cè)視圖，該鉚釘具有形成在該鉚釘?shù)念^部附近的凹入。

【具體實施方式】
[0022]以下提供對本發(fā)明的示出的實施例的詳細描述。所公開的實施例是可以以多種和可替代的形式實施的本發(fā)明的示例。附圖無需按比例繪制。可放大或最小化一些特征以顯示特定部件的細節(jié)。在該申請中公開的具體結(jié)構(gòu)和功能性細節(jié)不應(yīng)解釋為限定，而僅為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0023]參照圖1和圖2，示出了半空芯自沖鉚釘(SPR)1，所述SPRlO用于將頂面板12(或插入側(cè)面板)和底面板14 (或背板)接合在一起。SPRlO具有位于管體18或鉚釘管的一端的頭部16。尖端20設(shè)置在管體18的與頭部16相對的端部上。SPRlO具有多個頭部端凹入22，所述多個頭部端凹入22位于管體18和頭部16的接合處或者所述接合處附近。SPRlO還具有形成在尖端20處或者尖端20附近的多個尖端凹入24。
[0024]當(dāng)SPRlO插入到頂面板12和底面板14中時,來自所述面板的材料流入到所述多個頭部端凹入22和所述多個尖端凹入24中。所述多個頭部端凹入22和所述多個尖端凹入24中的面板材料防止所述面板12和14相對旋轉(zhuǎn)。
[0025]如上所描述和示出的半空芯自沖鉚釘10旨在是示例，所要求保護的構(gòu)思不限于半空芯自沖鉚釘。在實施所要求的構(gòu)思時也可使用其他類型的鉚釘，例如，實心鉚釘(有時稱為“插針包”鉚釘)、空芯鉚釘或抽芯鉚釘(blind/break stem rivet)。此外，實心鉚釘可包括凹入側(cè)壁。環(huán)繞的凹槽也可形成在包括所要求保護的防旋轉(zhuǎn)表面特征的鉚釘?shù)募舛烁浇?br> [0026]參照圖3和圖4，示出了空芯SPR30的可選實施例，用于將頂面板32和底面板34接合。在圖1和圖3中對于頂部和底部的指示指的是如圖所示的它們的方位。應(yīng)該理解SPRlO和SPR30可以沿著任何方位(反向方位、側(cè)向方位或者任何其他角度方位)被插入。如在該申請的權(quán)利要求書和說明書中在此所使用的，術(shù)語“頂部”和“底部”分別指背板和SPR被插入到其中的組件的側(cè)部。當(dāng)SPR30被推入頂面板32和底面板34中時，頭部端突出部42分別隱藏在頂面板32中。部端突出部42防止頂面板32旋轉(zhuǎn)。
[0027]繼續(xù)參照圖3和圖4，SPR30包括位于管體38的一端的頭部36。尖端40設(shè)置在管體38的與頭部36相對的端部上。多個頭部端突出部42設(shè)置在頭部36和管體38的接合處或者所述接合處附近。所述多個頭部端突出部42可以位于鉚釘30的頭部36的曲率半徑之下。
[0028]頭部端凹入22和尖端凹入24以及頭部端突出部42通常可被限定成“表面特征”。參照圖5至圖11的實施例描述的凹入和突出部通常也可被稱為用于抑制面板旋轉(zhuǎn)的表面特征和功能。
[0029]參照圖5和圖6，示出了與在圖3和圖4中示出的空芯SPR30相似的空芯SPR30。如上面參照圖3和圖4所描述的，空芯SPR30包括頭部36、管體38和尖端?？招維PR30還包括兩個頭部端突出部42，以代替在圖4中示出的四個頭部端突出部。在管體38上的橫截面中示出了兩個頭部端突出部42。管體38限定中心盲孔46 (在圖5中以虛線示出)，該中心盲孔46從尖端40延伸并部分地穿過管體38。中心盲孔46在半空芯實施例中并不延伸穿過頭部36，但是可延伸穿過空芯鉚釘?shù)恼麄€主體和頭部。
[0030]參照圖7，示出了實心鉚釘50，實心鉚釘50包括位于圓柱體54的一端處的頭部52。在頭部52和圓柱體54的接合處，多個頭部端突出部56形成在鉚釘50上。尖端58設(shè)置在圓柱體54的與頭部52相對的端部上。
[0031]參照圖8，示出了從圓柱體54向外延伸的頭部端突出部56。圓柱體54是實心的，并不包括中心盲孔46 (在圖5中示出)。
[0032]參照圖9和圖10，示出了實心鉚釘60的另一可選的實施例。實心鉚釘60包括位于包括凹入側(cè)壁的凹入主體64的一端處的頭部62。在鉚釘60的尖端68附近，多個尖端凹Λ 66形成在所述凹入主體64中。如圖10中所示,尖端凹入66延伸至所述凹入主體64中至限定程度。
[0033]參照圖11，示出了鉚釘70，鉚釘70包括位于圓柱體74的一端處的頭部72。多個頭部端凹入76形成在圓柱體74和頭部72之間的接合處或者所述接合處附近。鉚釘70的尖端78或者端面設(shè)置在圓柱體74的與頭部72相對的端部。
[0034]雖然上文描述了示例性實施例，但是并不意味著這些實施例描述了所公開的設(shè)備和方法的所有可能的形式。相反，在說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限制性詞語，并且應(yīng)理解在不脫離所要求的本公開的精神和范圍的情況下，可作出各種改變?？山M合多種實施實施例的特征以形成所公開的構(gòu)思的進一步的實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于接合多個部件的鉚釘，所述多個部件包括頂部件和底部件，所述鉚釘包括: 主體； 頭部，設(shè)置在主體的第一端處； 尖端，設(shè)置在主體的第二端處； 多個表面特征，在主體與頭部接合的接合處，設(shè)置在第一端處， 其中，所述多個表面特征沿著主體延伸到限定程度，并僅與頂部件接合。
2.如權(quán)利要求1所述的鉚釘，其中，所述多個表面特征是由頭部和主體限定的凹入窩。
3.如權(quán)利要求2所述的鉚釘，其中，所述凹入窩包括局部球形表面。
4.如權(quán)利要求1所述的鉚釘，其中，所述多個表面特征是形成在頭部和主體的接合處的突起的突出部。
5.如權(quán)利要求4所述的鉚釘，其中，所述突起的突出部包括局部球形表面。
6.如權(quán)利要求1所述的鉚釘，其中，所述鉚釘?shù)闹黧w是鉚釘?shù)陌肟招拘螤畹牟糠帧?br> 7.一種用于接合多個部件的鉚釘，所述多個部件包括頂部件和底部件，所述鉚釘包括: 主體； 頭部，設(shè)置在主體的第一端處； 尖端，設(shè)置在主體的第二端處； 多個表面特征，設(shè)置在第二端處，其中，所述多個表面特征沿著主體延伸到限定程度，并僅與底部件接合。
8.如權(quán)利要求7所述的鉚釘，其中，所述多個表面特征是由頭部和主體限定的凹入窩。
9.如權(quán)利要求8所述的鉚釘，其中，所述凹入窩包括局部球形表面。
10.如權(quán)利要求7所述的鉚釘，其中，所述鉚釘?shù)闹黧w是鉚釘?shù)陌肟招拘螤畈糠只蛘呖招拘螤畈糠帧?br> 11.一種用于接合多個部件的鉚釘，所述多個部件包括頂部件和底部件，所述鉚釘包括: 主體； 頭部，設(shè)置在主體的第一端處； 尖端，設(shè)置在主體的第二端處； 多個頭部端表面特征，在主體與頭部接合的接合處，設(shè)置在第一端處，其中，所述多個頭部端表面特征沿著主體延伸到限定程度，并僅與頂部件接合； 多個尖端表面特征，設(shè)置在第二端處，其中，所述多個尖端表面特征沿著主體延伸到限定程度，并僅與底部件接合。
12.如權(quán)利要求11所述的鉚釘,其中，頭部端表面特征和尖端表面特征通過主體的一部分分開。
13.如權(quán)利要求11所述的鉚釘，其中，所述頭部端表面特征是由頭部和主體限定的凹入窩，并且尖端表面特征是形成在尖端處的凹入窩。
14.如權(quán)利要求11所述的鉚釘，其中，所述頭部端表面特征是形成在頭部和主體的接合處的突起的突出部，并且尖端表面特征是形成在尖端處的凹入窩。
【文檔編號】F16B5/04GK104047945SQ201410093101
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月13日
【發(fā)明者】安德里亞·麥凱維·坎貝爾, 邁克爾·威廉·丹由 申請人:福特全球技術(shù)公司