CN104564972A - 具有t柱的一体式流钻螺钉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有T柱的一体式流钻螺钉。流钻螺钉包括杆部，杆部沿旋转轴线延伸。杆部包括流钻部分和螺纹部分。头部在杆部的第二轴向端处邻近螺纹部分附接到杆部。附接部分沿旋转轴线从头部远离螺纹部分延伸。附接部分可包括T柱连接器，且可操作为将装置附接至其。驱动工具包括敞开的内部区域，敞开的内部区域用于在其中接收附接部分。流钻螺钉的头部包括外驱动接合部，外驱动接合部径向地围绕旋转轴线布置在头部的外表面上，外驱动接合部与驱动工具的内驱动接合部配合以在其之间传递扭矩。

Description

具有T柱的一体式流钻螺钉

技术领域

本发明总体涉及流钻螺钉。

背景技术

流钻螺钉是包括流钻部分和螺纹部分的紧固件。流钻部分包括圆锥形尖端，圆锥形尖端用于摩擦钻穿一个或多个板件金属基板。摩擦钻孔是在由摩擦产生的热的辅助下，通过将材料推离路径而在板件金属基板中形成孔的方法。流钻部分的圆锥形尖端在以高的速度旋转时以及在高压力下被压抵板件金属基板，由此产生来自于摩擦的热量，该热量软化或塑化板件金属基板的靠近流钻部分的一部分。流钻部分随后“下沉”或被按压穿过塑化的材料，由此形成孔。随着流钻螺钉紧靠板件金属基板紧固，螺纹部分在板件金属基板的塑化材料中形成螺纹。流钻螺钉可用来将一个或多个板件金属基板附接到结构构件。

车辆通常包括附接到基板的连接器，比如T柱连接器。T柱连接器用来附接装置、物体或部件到基板。例如，连接器可用来附接内装饰面板、隔音面板、电气线束、电气模块等到基板。

发明内容

流钻螺钉包括杆部，其沿旋转轴线延伸。杆部包括流钻部分和螺纹部分。流钻部分布置在杆部的第一轴向端处。螺纹部分布置在杆部的第二轴向端处。头部在杆部的第二轴向端处邻近螺纹部分附接到杆部。附接部分沿旋转轴线从头部且远离螺纹部分延伸。附接部分可操作为将装置附接至其。

还提供了一种用于将流钻螺钉附接到板件金属基板的组件系统。该组件系统包括流钻螺钉和驱动工具。流钻螺钉包括沿旋转轴线延伸的杆部，且包括流钻部分和螺纹部分。流钻部分布置在杆部的第一轴向端处。螺纹部分布置在杆部的第二轴向端处。头部在杆部的第二轴向端处邻近螺纹部分附接到杆部。附接部分沿旋转轴线从头部且远离螺纹部分延伸。附接部分可操作为将装置附接至其。头部包括外表面，该外表面围绕旋转轴线径向地设置。头部的外表面限定外驱动接合部。驱动工具可相对于流钻螺钉沿旋转轴线轴向地运动。驱动工具包括径向内表面，径向内表面围绕旋转轴线径向地布置。驱动工具的径向内表面限定内驱动接合部，内驱动接合部对应于头部的外驱动接合部且布置为与之配合接合，以在其之间传递扭矩。

优选地，其中头部的外驱动接合部和驱动工具的内驱动接合部包括六边形驱动部。

优选地，其中头部的外表面限定垂直于旋转轴线测量的最小头部宽度，且附接部分限定垂直于旋转轴线测量的最大连接器宽度，且其中最大连接器宽度小于最小头部宽度。

优选地，其中驱动工具的径向内表面限定垂直于旋转轴线测量的最小内工具宽度，且其中最小内工具宽度大于最大连接器宽度和最小头部宽度。

优选地，其中驱动工具包括远端和敞开的内部区域，所述敞开的内部区域沿旋转轴线从远端延伸用于将附接部分接收在其中的深度。

优选地，其中附接部分包括T柱，该T柱具有轴部分和连接器部分，所述轴部分附接到头部并从头部延伸，所述连接器部分附接到轴的远端且沿旋转轴线与头部间隔开，以限定最大分开距离，且其中内部区域的深度大于最大分开距离。

优选地，其中连接器部分限定最大连接器宽度，且其中轴限定轴直径，该轴直径小于最大连接器宽度。

优选地，其中流钻部分包括圆锥形尖端，其可操作为，当以高的旋转速度和高的压力被压抵板件金属基板时，在板件金属基板中形成孔。

还提供了一种车辆。该车辆包括结构构件，和布置为与该结构构件螺纹接合的流钻螺钉。流钻螺钉包括沿旋转轴线延伸的杆部，且包括流钻部分和螺纹部分。流钻部分布置在杆部的第一轴向端处，且螺纹部分布置在杆部的第二轴向端处。螺纹部分布置为与结构构件螺纹接合。头部在杆部的第二轴向端处邻近螺纹部分附接到杆部。附接部分沿旋转轴线从头部远离螺纹部分延伸。装置附接到附接部分，使得流钻螺钉的附接部分将该装置附接到结构构件。

优选地，其中头部包括绕旋转轴线径向地设置的外表面，且其中头部的外表面限定外驱动接合部。

优选地，其中头部的外表面限定垂直于旋转轴线测量的最小头部宽度，且附接部分限定垂直于旋转轴线测量的最大连接器宽度，且其中最大连接器宽度小于最小头部宽度。

优选地，其中流钻螺钉的杆部、头部和附接部分一起以单个部件一体地形成。

因此，流钻螺钉可用来将一个板件金属基板附接到另一个，或附接到结构构件，且流钻螺钉的附接部分用来将装置附接到板件金属基板。流钻螺钉并入或整合有装置连接器，即附接部分，由此消除了与流钻螺钉分开地安装连接器的需要。

当结合附图理解时，本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述变得显而易见。

附图说明

图1是流钻螺钉的示意性平面图。

图2是接合流钻螺钉的驱动工具的示意性剖视图。

图3是通过流钻螺钉将板件金属基板附接至其的车辆的结构构件的示意性透视图，并显示了附接到流钻螺钉的附接部分的装置。

具体实施方式

本领域技术人员将理解，诸如“上”、“下”、“向上”、“向下”、“顶”、“底”等术语用于描述附图，不代表本对发明保护范围的限制，所述保护范围由所附的权利要求来限定。此外，这里可能根据功能和/或逻辑框部件和/或各种处理步骤描述本发明。应意识到，这种框部件可包括配置为执行特定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件。

参考附图，其中相同的附图标记在几幅图中指代相同的部件，流钻螺钉在20处大致示出。参考图1和2，流钻螺钉20包括沿旋转轴线24延伸的杆部22。杆部22包括流钻部分26和螺纹部分28。流钻部分26布置在杆部22的第一轴向端30处，且螺纹部分28布置在杆部22的第二轴向端32处。头部34在杆部22的第二轴向端32处邻近螺纹部分28附接到杆部22。

流钻部分26包括圆锥形尖端36，圆锥形尖端36可操作为通过摩擦钻孔而在板件金属基板40(在图2中示出)中形成孔38(在图2中示出)。当以高的旋转速度和以高的压力被压抵金属基板40时，圆锥形尖端36产生摩擦力，该摩擦力在邻近圆锥形尖端36的区域中加热板件金属基板40并将其塑化。圆锥形尖端36则可下沉，或被按压穿过板件金属基板40的塑化部分，由此将杆部22周围的塑化材料移走，以在板件金属基板40中形成孔38。随着杆部22在旋转时被按压穿过孔38，螺纹部分28在塑化材料中围绕杆部22形成螺纹，由此形成板件金属基板40与流钻螺钉20之间的螺纹接合。

头部34包括外表面42，其围绕旋转轴线24径向地设置。头部34的外表面42限定外驱动接合部44，外驱动接合部44用于接合驱动工具46(如图2中所示)。外驱动接合部44是由头部34的外径向表面限定的接合表面。优选地，外驱动接合部44限定六边形驱动部，然而，可以意识到，外驱动接合部44可限定某一其他方式的驱动接合部，比如但不限于方形驱动部。

流钻螺钉20包括附接部分48。附接部分48可操作为将装置82附接至其，即附接到流钻螺钉20。附接部分48沿旋转轴线24从头部34并远离螺纹部分28延伸。优选地，且如图所示，附接部分48包括T柱。T柱包括轴部分50和连接器部分52。轴部分50沿旋转轴线24附接到头部34，并从头部延伸。连接器部分52附接到轴部分50的远端54。连接器部分52与头部34沿旋转轴线24轴向地分隔，以限定最大分开距离56。最大分开距离56是连接器部分52的远端表面58与头部34的上表面59之间的最大距离。尽管附接部分48被显示和描述为T柱连接器，但应意识到附接部分48可配置为某一其他类型和/或形式的连接器。

头部34的外表面42限定最小头部宽度60，最小头部宽度60垂直于旋转轴线24测量。最小头部宽度60是垂直于旋转轴线24跨头部34的最短距离。附接部分48限定最大连接器宽度62，最大连接器宽度62也垂直于旋转轴线24测量。最大连接器宽度62是垂直于旋转轴线24跨附接连接器部分52的最长距离。最大连接器宽度62小于最小头部宽度60。这样，装置82连接器部分52径向小于头部34。如图所示，T柱连接器的连接器部分52限定最大连接器宽度62。T柱连接器的轴限定轴直径64。轴直径64小于最大连接器宽度62。

优选地，杆部22、头部34、和附接部分48全部一起由金属材料以单个部件一体地形成。流钻部分26可涂覆有耐热材料，比如但不限于硬质合金。

用于将流钻螺钉20附接到板件金属基板40的组件系统包括如上所述的流钻螺钉20和驱动工具46。参考图2，驱动工具46可包括任何类型的工具，其用于接合流钻螺钉20、绕旋转轴线24旋转该流钻螺钉20、和沿旋转轴线24施加轴向压力。驱动工具46可统称为套筒扳手(socket)。然而应意识到，驱动工具46可以以某一其它方式配置。驱动工具46可相对于流钻螺钉20沿旋转轴线24轴向地运动。驱动工具46可相对于流钻螺钉20以任何方式运动。例如，驱动工具46可附接到可相对于流钻螺钉20运动的机械手。

驱动工具46包括径向内表面66，径向内表面66围绕旋转轴线24径向地布置。驱动工具46的径向内表面66限定内驱动接合部68，内驱动接合部68对应于头部34的外驱动接合部44且可布置为与之配合接合，以在其之间传递扭矩。如上所述，头部34的外驱动接合部44和驱动工具46的内驱动接合部68每个优选地包括六边形驱动部。然而，无论驱动工具46和头部34包括的驱动接合部的配置如何，应意识到，头部34的外驱动接合部44和驱动工具46的内驱动接合部68彼此对应且配合。

驱动工具46包括远端70，并限定敞开的内部区域72。敞开的内部区域72沿旋转轴线24从远端70延伸深度74，以在其中接收附接部分48。因此，敞开的内部区域72的深度74是沿旋转轴线测量的敞开的内部区域72的长度。内部区域的深度74大于流钻螺钉20的最大分开距离56。这样，在将流钻螺钉20安装到板件金属基板40期间，当驱动工具46与流钻螺钉20接合时，敞开的内部区域72提供用于附接部分48的足够的轴向空间。

驱动工具46的径向内表面66限定最小内工具宽度76，最小内工具宽度76垂直于旋转轴线24测量。最小内工具宽度76大于最大连接器宽度62和最小头部宽度60，从而装置82连接器部分52可穿过并进入驱动工具46的敞开的内部区域72。

参考图3，流钻螺钉20可用来将板件金属基板40附接到车辆80的结构构件78。如上所述，流钻部分26钻穿板件金属基板40和结构构件78，同时螺纹部分28将螺纹形成到板件金属基板40和结构构件78内，如上所述，由此与板件金属基板40和结构构件78形成螺纹附接部，并将板件金属基板40附接到结构构件78。装置82则可附接到流钻螺钉20的附接部分48。装置82可包括但不限于一个或多个内装饰面板、隔音面板、电气线束、电器模块等。因此，附接部分48被用来将装置82附接到板件金属基板40和/或结构构件78。

详细描述和附图或视图支持和描述本发明，但是本发明的范围仅由权利要求限定。尽管已详细描述了用于执行要求保护的本发明的最佳模式中的一些和其他实施例，但仍存在各种替换涉及和实施例，用于实践限定在所附权利要求中的本发明。

Claims (8)

1.一种流钻螺钉，包括：

杆部，沿旋转轴线延伸，且包括布置在杆部的第一轴向端处的流钻部分和邻近流钻部分的螺纹部分；

头部，附接到杆部，邻近螺纹部分；和

附接部分，沿旋转轴线从头部且远离螺纹部分延伸，其中附接部分可操作为将装置附接至其。

2.如权利要求1所述的流钻螺钉，其中头部包括绕旋转轴线径向地布置的外表面，且其中头部的外表面限定外驱动接合部。

3.如权利要求2所述的流钻螺钉，其中外驱动接合部包括六边形驱动部。

4.如权利要求2所述的流钻螺钉，其中头部的外表面限定垂直于旋转轴线测量的最小头部宽度，且附接部分限定垂直于旋转轴线测量的最大连接器宽度，且其中最大连接器宽度小于最小头部宽度。

5.如权利要求1所述的流钻螺钉，其中附接部分包括T柱，该T柱具有轴部分和连接器部分，所述轴部分附接到头部并从头部延伸，所述连接器部分附接到轴的远端且沿旋转轴线与头部轴向间隔开，以限定最大分开距离。

6.如权利要求5所述的流钻螺钉，其中连接器部分限定最大连接器宽度，且其中轴限定轴直径，轴直径小于最大连接器宽度。

7.如权利要求1所述的流钻螺钉，其中流钻部分包括圆锥形尖端，圆锥形尖端可操作为，当以高的旋转速度和高的压力被压抵板件金属基板时，在板件金属基板中形成孔。

8.如权利要求1所述的流钻螺钉，其中杆部、头部和附接部分一起以单个部件一体地形成。