彈性可變形對準(zhǔn)緊固件和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及彈性可變形對準(zhǔn)緊固件和系統(tǒng)。彈性可變形對準(zhǔn)緊固件具有整體物體的形式，該整體物體具有頭部和一體成形的主體部分。主體部分具有彈性可變形凸角型中空管，其具有接近頭部的近端和軸向離開頭部的遠(yuǎn)端。凸角型中空管具有外表面，其具有被定向成沿中空管的長度提供多個徑向延伸接合表面的一個或更多個固位特征。頭部具有界定凸角型中空管的近端的凸緣。當(dāng)被插入到第一和第二部件的圓形孔內(nèi)時彈性可變形凸角型中空管的部分彈性地變形成彈性平均最終構(gòu)造，其沿四個平面正交方向?qū)?zhǔn)第一和第二部件。
【專利說明】彈性可變形對準(zhǔn)緊固件和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對準(zhǔn)系統(tǒng)的領(lǐng)域，更具體地涉及彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)（elastically averaged alignment system),甚至更具體地涉及提供配合部件的緊固和四路對準(zhǔn)的彈性 平均對準(zhǔn)系統(tǒng)中所用的彈性平均對準(zhǔn)緊固件，其中對準(zhǔn)系統(tǒng)被結(jié)合在所述配合部件上。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，在制造過程中被配合且緊固在一起的部件，具體是例如機(jī)動車輛中存在的 那些車輛部件，通過對準(zhǔn)特征相對彼此被相互定位，所述對準(zhǔn)特征是過尺寸和/或尺寸不 足的，以便提供使部件相對于彼此自由運(yùn)動的間距從而在不在其間產(chǎn)生會妨礙制造過程的 干涉的情況下對準(zhǔn)它們。一種示例包括在每個部件內(nèi)的兩路和/或四路陰型對準(zhǔn)特征，通 常是圓形孔，其被對準(zhǔn)以便接收對應(yīng)的陽型對準(zhǔn)和附接特征。在陽型對準(zhǔn)特征及其相應(yīng)陰 型對準(zhǔn)特征之前存在間隙，其被預(yù)先確定成匹配陽型和陰型對準(zhǔn)特征由于制造(或生產(chǎn)）偏 差而導(dǎo)致的預(yù)期尺寸和位置變化公差。因此，顯著的位置變化可能出現(xiàn)在具有上述對準(zhǔn)特 征的配合的第一和第二部件之間，這會導(dǎo)致所述部件的對準(zhǔn)中存在不良的較大對準(zhǔn)變化， 特別是就其間的間隙和間距而言。在這些未對準(zhǔn)部件也是另一組件的一部分的情況下，這 樣的未對準(zhǔn)也能夠影響整個組件的功能和/或美學(xué)外觀。不管這樣的未對準(zhǔn)是被限于兩個 部件還是整個組件，其均能夠不利地影響功能并導(dǎo)致察覺低劣品質(zhì)。
[0003] 為了對準(zhǔn)和固定部件，上述陽型和陰型對準(zhǔn)特征可以與用于將部件固定到彼此的 單獨(dú)按釘部件相結(jié)合使用。在這樣的組件中，配合部件由對準(zhǔn)特征相對彼此定位，并且由單 獨(dú)按釘部件相對彼此固定。使用單獨(dú)的對準(zhǔn)特征和按釘部件，一個用于對準(zhǔn)且另一個用于 固定，則會限制各自在給定組件上的有效性，因?yàn)樵谑褂霉潭ú考那闆r下不能使用對準(zhǔn) 特征。
[0004] 因此，能夠通過提供精確對準(zhǔn)和緊固系統(tǒng)來改進(jìn)對準(zhǔn)和緊固系統(tǒng)的技術(shù)，其中所 述系統(tǒng)能夠借助于被設(shè)置成與對應(yīng)單個對準(zhǔn)特征緊固接合的單個彈性可變形對準(zhǔn)緊固件 的彈性平均來確保兩個部件的精確四路對準(zhǔn)和緊固。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在本發(fā)明的一種示例性實(shí)施例中，彈性可變形對準(zhǔn)緊固件被提供成具有頭部和一 體成形的主體部分的整體物體的形式。主體部分具有彈性可變形凸角型中空管，其具有接 近頭部的近端和軸向離開頭部的遠(yuǎn)端。凸角型中空管具有外表面，其具有被定向成沿中空 管的長度提供多個徑向延伸接合表面的一個或更多個固位特征。頭部具有界定凸角型中空 管的近端的凸緣。當(dāng)被插入到第一和第二部件的圓形孔內(nèi)時彈性可變形凸角型中空管的部 分彈性地變形成彈性平均最終構(gòu)造，其沿四個平面正交方向?qū)?zhǔn)第一和第二部件。
[0006] 在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，提供具有第一部件、第二部件和彈性可變形對 準(zhǔn)緊固件的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)。第一部件具有第一對準(zhǔn)構(gòu)件和第一孔。第二部件具有第二 對準(zhǔn)構(gòu)件和第二孔，第二孔被構(gòu)造且布置成當(dāng)?shù)谝缓偷诙考唤M裝在一起時對準(zhǔn)于第一 孔。彈性可變形對準(zhǔn)緊固件是具有頭部和一體成形的主體部分的整體物體的形式。主體部 分具有彈性可變形凸角型中空管，其具有接近頭部的近端和軸向離開頭部的遠(yuǎn)端。凸角型 中空管具有外表面，其具有被定向成沿中空管的長度提供多個徑向延伸接合表面的一個或 更多個固位特征。頭部具有界定凸角型中空管的近端的凸緣。當(dāng)被插入到第一和第二部件 的第一和第二孔內(nèi)時彈性可變形凸角型中空管的部分彈性地變形成彈性平均最終構(gòu)造，其 沿至少兩個平面正交方向?qū)?zhǔn)第一和第二部件。
[0007] 本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案。
[0008] 方案1. 一種彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，包括： 具有頭部和一體成形的主體部分的整體物體； 其中所述主體部分包括彈性可變形凸角型中空管，所述凸角型中空管具有接近所述頭 部的近端和軸向離開所述頭部的遠(yuǎn)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長度提 供多個徑向延伸接合表面的一個或更多個固位特征； 其中所述頭部包括界定所述凸角型中空管的近端的凸緣；以及 其中當(dāng)被插入到第一和第二部件的圓形孔內(nèi)時所述彈性可變形凸角型中空管的部分 彈性地變形成彈性平均最終構(gòu)造，所述彈性平均最終構(gòu)造沿四個平面正交方向?qū)?zhǔn)所述第 一和第二部件。
[0009] 方案2.根據(jù)方案1所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中： 所述凸角型中空管是三凸角型的。
[0010] 方案3.根據(jù)方案1所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中： 所述多個徑向延伸接合表面被置于所述凸角型中空管的每個凸角的外表面上。
[0011] 方案4.根據(jù)方案1所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中： 所述凸角型中空管的遠(yuǎn)端包括錐體。
[0012] 方案5.根據(jù)方案1所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中： 所述固位特征包括肋、凸起、槽口、凹口、鋸齒或者肋、凸起、槽口、凹口和鋸齒的任意組 合。
[0013] 方案6.根據(jù)方案1所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中： 所述凸角型中空管包括管壁，所述管壁具有繞所述凸角型中空管的中心軸線均勻分布 的三個頂點(diǎn)壁部分和在其間互連的三個連接壁部分，其中所述三個頂點(diǎn)壁部分被定尺寸為 干涉地、可變形地且配合地裝配在所述第一部件的限定圓形孔內(nèi)，其中所述連接壁部分被 定尺寸為裝配在所述限定圓形孔內(nèi)且其間具有間隙，以及其中所述連接壁部分被構(gòu)造成當(dāng) 所述凸角型中空管接合于所述第一和第二部件的圓形孔且相對于所述圓形孔彈性變形時 朝向所述凸角型中空管的中心軸線、背離所述凸角型中空管的中心軸線或者以包括朝向和 背離所述凸角型中空管的中心軸線的彈性變形的組合方式彈性變形。
[0014] 方案7.根據(jù)方案6所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中所述三個連接壁部分各 自包括朝向所述凸角型中空管的中心軸線向內(nèi)彎曲的壁表面。
[0015] 方案8.根據(jù)方案6所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中所述三個連接壁部分各 自包括背離所述凸角型中空管的中心軸線向外彎曲的壁表面。
[0016] 方案9?一種彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)，包括： 第一部件，所述第一部件包括第一對準(zhǔn)構(gòu)件和第一孔； 第二部件，所述第二部件包括第二對準(zhǔn)構(gòu)件和第二孔，所述第二孔被構(gòu)造且布置成當(dāng) 所述第一和第二部件被組裝在一起時對準(zhǔn)于所述第一孔；以及 彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，所述彈性可變形對準(zhǔn)緊固件包括具有頭部和一體成形的主體 部分的整體物體； 其中所述主體部分包括彈性可變形凸角型中空管，所述凸角型中空管具有接近所述頭 部的近端和軸向離開所述頭部的遠(yuǎn)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長度提 供多個徑向延伸接合表面的一個或更多個固位特征； 其中所述頭部包括界定所述凸角型中空管的近端的凸緣；以及 其中當(dāng)被插入到所述第一和第二部件的第一和第二孔內(nèi)時所述彈性可變形凸角型中 空管的部分彈性地變形成彈性平均最終構(gòu)造，所述彈性平均最終構(gòu)造沿至少兩個平面正交 方向?qū)?zhǔn)所述第一和第二部件。
[0017] 方案10.根據(jù)方案9所述的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中： 所述第一和第二孔中的每個均是圓形孔；以及 當(dāng)被插入到所述第一和第二部件的第一和第二圓形孔內(nèi)時所述彈性可變形凸角型中 空管的部分彈性地變形成彈性平均最終構(gòu)造，所述彈性平均最終構(gòu)造沿四個平面正交方向 對準(zhǔn)所述第一和第二部件。
[0018] 方案11.根據(jù)方案10所述的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中： 所述第一部件包括板材金屬； 所述第二部件包括可壓縮材料；以及 所述彈性可變形對準(zhǔn)緊固件干涉地、可變形地且配合地接合于所述第一部件以在所述 凸緣和所述一個或更多個固位特征之間將所述第二部件緊固到所述第一部件。
[0019] 方案12.根據(jù)方案11所述的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中： 所述第一部件包括車輛的門組件；以及 所述第二部件包括吸聲材料。
[0020] 方案13.根據(jù)方案9所述的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)，還包括： 被置于所述第一和第二部件之間的至少第三部件，所述第三部件包括第三孔，所述第 三孔被構(gòu)造且布置成當(dāng)所述第一、第二和至少所述第三部件被組裝在一起時對準(zhǔn)于所述第 一和第二孔。
[0021] 方案14.根據(jù)方案9所述的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中： 所述第一部件包括多個所述第一孔； 所述第二部件包括多個所述第二孔，每個均被構(gòu)造且布置成當(dāng)所述第一和第二部件被 組裝在一起時對準(zhǔn)于所述多個第一孔中的相應(yīng)第一孔；并且還包括： 被置于相應(yīng)成對的所述第一和第二孔內(nèi)的多個彈性可變形對準(zhǔn)緊固件。
[0022] 方案15.根據(jù)方案9所述的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中： 所述彈性可變形對準(zhǔn)緊固件干涉地、可變形地且配合地接合于所述第一部件以在所述 凸緣和所述一個或更多個固位特征之間將所述第二部件緊固到所述第一部件。
[0023] 方案16.根據(jù)方案15所述的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中： 所述第一孔具有第一直徑；以及 所述第二孔具有大于所述第一直徑的第二直徑。
[0024] 當(dāng)結(jié)合附圖時從本發(fā)明的下述具體描述中將顯而易見到本發(fā)明的上述特征和優(yōu) 點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 其他特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)僅通過示例方式顯示于實(shí)施例的下述具體描述中，具體描 述參考附圖，在附圖中： 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有彈性平均對準(zhǔn)緊固件的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)的未 組裝組件的等軸立體圖； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的彈性平均對準(zhǔn)緊固件的等軸立體圖； 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一彈性平均對準(zhǔn)緊固件的等軸立體圖； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一彈性平均對準(zhǔn)緊固件的等軸立體圖； 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一彈性平均對準(zhǔn)緊固件的等軸立體圖； 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1的系統(tǒng)的一部分的平面后視圖； 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1的系統(tǒng)的一部分的替代性平面后視圖； 圖8示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的類似于圖6但示出了處于完全變形狀態(tài)的圖3的彈性平 均對準(zhǔn)緊固件的平面后視圖； 圖9示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的類似于圖8但示出了處于變形的最終接合后狀態(tài)的彈性 平均對準(zhǔn)緊固件的平面后視圖； 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的彈性平均對準(zhǔn)緊固件的三凸角型主體的平面后視 圖； 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的彈性平均對準(zhǔn)緊固件的另一三凸角型主體的平面后 視圖；以及 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用具有彈性平均對準(zhǔn)緊固件的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng) 的車輛的門組件。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下述描述實(shí)質(zhì)上僅是示例性的并且不試圖限制本公開、其應(yīng)用或使用。例如，所 示實(shí)施例包括車身面板，不過對準(zhǔn)系統(tǒng)可以與任意適當(dāng)部件一起使用以便提供用于精確定 位、對準(zhǔn)和緊固所有形式的配合部件和部件應(yīng)用的彈性平均，所述部件和部件應(yīng)用包括許 多工業(yè)、消費(fèi)者產(chǎn)品(例如消費(fèi)者電子器件、各種應(yīng)用等)、運(yùn)輸、能量和空間應(yīng)用，并且具體 地包括許多其他類型的車輛部件和應(yīng)用，例如各種內(nèi)部、外部和發(fā)動機(jī)罩下的車輛部件和 應(yīng)用。應(yīng)該理解，在所有附圖中，對應(yīng)附圖標(biāo)記指代同樣的或?qū)?yīng)的零件和特征。
[0027] 如這里所用，術(shù)語"彈性可變形"指的是部件或者部件的部分，包括部件特征，包含 具有總體彈性變形特性的材料，其中該材料被設(shè)置成響應(yīng)于力的施加經(jīng)歷其形狀、大小或 兩者的彈性可逆變化。導(dǎo)致材料的彈性可逆或彈性變形的力可以包括拉伸、壓縮、剪切、彎 曲或扭轉(zhuǎn)力或者這些力的各種組合。彈性可變形材料可以呈現(xiàn)線性彈性變形，例如根據(jù)胡 克定律所述的變形，或者呈現(xiàn)非線性彈性變形。
[0028] 彈性平均（elastic averaging)提供了配合部件之間的界面的彈性變形， 其中平均變形提供了精確對準(zhǔn)，制造位置偏差被最小化為xmin，其被定義成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是插入的特征數(shù)。為了獲得彈性 平均，彈性可變形部件被構(gòu)造成具有至少一個特征及其接觸表面，所述接觸表面是過約束 的（over-constrained)并且提供與另一部件及其接觸表面的配合特征的干涉配合。過約束 條件和干涉配合使所述至少一個特征或配合特征中的至少一者或兩者特征彈性可逆地(彈 性地)變形。部件的這些特征的彈性可逆性質(zhì)允許可重復(fù)插入和撤回部件，這有助于它們的 組裝和拆分。部件的位置偏差會導(dǎo)致變化的力被施加于在以干涉條件插入部件期間被過約 束且接合的接觸表面的區(qū)域上。應(yīng)意識到，單個插入部件可以相對于該部件的周邊的長度 被彈性平均。彈性平均的原理被具體描述在 申請人:共有的未決美國專利申請?zhí)?3/187, 675 中，該申請的全部公開內(nèi)容在此被并入本文以供參考。上面公開的實(shí)施例提供了將不適用 于上述彈性平均原理或需要包括如這里公開的四路彈性平均緊固系統(tǒng)來進(jìn)一步輔助的現(xiàn) 有部件轉(zhuǎn)換成有助于彈性平均及其相關(guān)益處的組件。
[0029] 任意合適的彈性可變形材料可以被用于這里公開并在下文進(jìn)一步討論的配合部 件和對準(zhǔn)特征，具體是當(dāng)形成為這里描述的特征時可彈性可變形的那些材料。這包括各種 金屬、聚合物、陶瓷、無機(jī)材料或玻璃或者任意上述材料的復(fù)合物或者適用于這里公開的目 的的任意其他組合?？梢韵氲皆S多復(fù)合材料，包括各種填充聚合物，包括玻璃、陶瓷、金屬和 無機(jī)材料填充的聚合物，具體是玻璃、金屬、陶瓷、無機(jī)或碳纖維填充的聚合物?？梢允褂萌?意合適的填充物形態(tài)，包括所有形狀和尺寸的顆?；蚶w維。更具體地，可以使用任意合適類 型的纖維，包括連續(xù)的和不連續(xù)的纖維、編織和無紡布、氈或落纖、或者它們的組合?？梢允?用任意合適的金屬，包括各種等級的鋼及其合金、鑄鐵、鋁、鎂或鈦、或其復(fù)合物或其任意其 他組合。聚合物可以包括熱塑性聚合物或熱固性聚合物或者其復(fù)合物或其任意其他組合， 包括各種各樣的共聚物和聚合物共混物。在一種實(shí)施例中，優(yōu)選的塑料材料是一種具有彈 性性質(zhì)以便彈性變形而不斷裂的材料，例如包含丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS)聚合物且更具 體地聚碳酸脂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適當(dāng)工 藝成形或制造，包括沖壓或成形金屬、復(fù)合物或其他板材、鍛件、擠制零件、壓制零件、鑄件、 或模塑零件等等，以便包括這里描述的可變形特征。彈性可變形對準(zhǔn)特征及相關(guān)部件可以 以任意適當(dāng)方式成形。例如，彈性可變形對準(zhǔn)特征及相關(guān)部件可以一體成形，或者它們可以 完全獨(dú)立地成形并且隨后附接在一起。當(dāng)被一體成形時，它們可以由例如塑料注射成型機(jī) 成形為單個零件。當(dāng)被單獨(dú)成形時，例如，它們可以由不同材料成形以便提供預(yù)定彈性響應(yīng) 特性。一種或多種材料可以被選擇以便提供彈性可變形對準(zhǔn)特征、相關(guān)部件或配合部件中 的任一者或全部的預(yù)定彈性響應(yīng)特性。預(yù)定彈性響應(yīng)特性可以包括例如預(yù)定彈性模量。
[0030] 如這里所用，術(shù)語車輛不僅限于汽車、卡車、貨車或者運(yùn)動型多用途車，而是包括 適于運(yùn)輸載荷的任意自推進(jìn)式或牽引式運(yùn)輸工具。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例并且參考圖1，彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)10包括：第一部件 100,其具有第一對準(zhǔn)構(gòu)件102和具有第一直徑160的第一孔104 ;第二部件200,其具有第 二對準(zhǔn)構(gòu)件202和具有第二直徑260的第二孔204 ;以及彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300,其被 形成為具有頭部302和一體成形的主體部分304的整體物體。當(dāng)?shù)谝缓偷诙考?00、200 被組裝在一起時，如點(diǎn)劃組裝線400所示，第二孔204被構(gòu)造且布置成對準(zhǔn)于第一孔104。 在實(shí)施例中，第一和第二孔1〇4、204是圓形孔。第三部件50在圖1中以雙點(diǎn)劃線被示出， 并且代表在彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)10中除了第一和第二部件100、200之外還包括一個或更多 個附加部件。在實(shí)施例中，第三部件50包括第三孔52,其被構(gòu)造且布置成當(dāng)?shù)谝?、第二和?三部件100、200、50被組裝在一起時對準(zhǔn)于第一和第二孔104、204。
[0032] 為了討論目的，在圖1中可見的第一對準(zhǔn)構(gòu)件102的配合側(cè)面被標(biāo)為12,并且在圖 1中可見的第二對準(zhǔn)構(gòu)件202的非配合側(cè)面被標(biāo)為21。圖1中被隱藏的第一和第二對準(zhǔn)構(gòu) 件102、202的不可見側(cè)面在此被分別標(biāo)為附圖標(biāo)記11和22。為了討論目的，從第二部件 200的側(cè)面21觀察的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)10的平面圖在此被稱為主視圖，并且從第一部件 100的側(cè)面11觀察的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)10的平面圖在此被稱為后視圖。
[0033] 主體部分304具有彈性可變形凸角型中空管（elastically deformable lobular hollow tube)的形式，其具有接近頭部302的近端306和軸向離開頭部302的遠(yuǎn)端308。在 實(shí)施例中，在此也被附圖標(biāo)記304指代的凸角型中空管還可以包括在遠(yuǎn)端308處的錐體，這 可以由例如被設(shè)置成模制彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300的塑料注射成型機(jī)的壁上形成的拔 模角產(chǎn)生，或者可以由在凸角型中空管304的遠(yuǎn)端308上形成的斜面產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)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的長度提 供多個徑向延伸接合表面的一個或更多個固位特征312. 1、312. 2、312. 3、312. 4 (最佳參考 圖2-5)。頭部302包括界定凸角型中空管304的近端306的凸緣314。當(dāng)被插入到第一和 第二部件100、200的第一和第二孔104、204內(nèi)時彈性可變形凸角型中空管304的部分彈性 地變形成彈性平均最終構(gòu)造，根據(jù)第一和第二孔1〇4、204分別是圓形孔還是開槽孔，該構(gòu) 造沿四個或兩個平面正交方向(例如正交坐標(biāo)系的+/- x方向和/或+/- y方向)精確對準(zhǔn) 第一和第二部件100、200,其在這里被稱為四路和兩路對準(zhǔn)。
[0034] 在實(shí)施例中，且參考圖2,凸角型中空管304具有三個凸角（lobe)(在此也被稱為 頂點(diǎn)壁部分）304. 1、304. 2、304. 3,其繞凸角型中空管304的中心軸線316 (最佳參考圖6) 均勻分布并且由三個連接壁部分304. 4、304. 5、304. 6互連，這在此被稱為三凸角型中空管 304。
[0035] 一個或更多個固位特征312. 1、312. 2、312. 3、312. 4可以采取如下形式：肋或鋸齒 312. 1 (例如見圖2)、槽口或凹口 312. 2 (例如見圖3)、凸起312. 3 (例如見圖4)、螺旋肋或 槽口 312. 4 (例如見圖5)或者適用于在凸角型中空管304的每個凸角304. 1、304. 2、304. 3 的至少外表面上提供徑向延伸接合表面的肋、鋸齒、槽口、凹口、凸起或螺旋肋或槽口的任 意組合。
[0036] 圖6和圖7各自示出了從圖1所示的第一部件100的側(cè)面11觀察的處于組裝狀 態(tài)的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)10的部分平面后視圖，其中第二部件200經(jīng)由彈性可變形對準(zhǔn)緊 固件300被緊固到第一部件100,該彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300干涉地、可變形地且配合地 接合于第一部件100的圓形孔104。雖然為了清楚從圖6和圖7省略了固位特征312. 1、 312. 2、312. 3、312. 4,不過將意識到根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以使用任意前述固位特征。在圖 6和圖7中，虛線代表彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300的三凸角型中空管304的預(yù)接合形狀，并 且相關(guān)實(shí)線代表組裝的具體階段期間三凸角型中空管304的完全變形形狀。根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例，三個頂點(diǎn)壁部分304. 1、304. 2、304. 3的外表面被定尺寸為產(chǎn)生與第一對準(zhǔn)構(gòu)件 102的圓形孔104的干涉配合，這能夠從三凸角型中空管304的預(yù)接合形狀看出，其在三個 頂點(diǎn)壁部分304. 1、304.2、304. 3和圓形孔104之間具有干涉尺寸170,其中尺寸170大于 零(尺寸170>0)。在實(shí)施例中，第一部件100的材料是薄規(guī)格板材金屬，并且相應(yīng)固位特征 312. 1、312. 3中相鄰特征之間的間距340 (例如見圖4)或者相應(yīng)固位特征312. 2、312. 4的 寬度350 (例如見圖3)被適當(dāng)?shù)囟ǔ叽鐬椋寒?dāng)彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300被分別按壓通過 第二和第一部件200、100的圓形孔204、104時接合于板材金屬并且在頂點(diǎn)壁部分上的固位 特征和圓形孔104的內(nèi)直徑之間提供卡扣配合型接合。
[0037] 現(xiàn)在結(jié)合圖6參考圖8和圖9,其中圖8和圖9示出了處于變形的完全變形狀態(tài) (圖8)和變形的最終接合后狀態(tài)（圖9)的從第一對準(zhǔn)構(gòu)件102的側(cè)面22觀察的與圖6類 似的平面后視圖，并且其以虛線示出了三凸角型中空管304的隱藏固位特征312. 2(例如見 圖3)。在實(shí)施例中，干涉尺寸170 (見圖6)可以被定尺寸成使得隨著彈性可變形對準(zhǔn)緊固 件300干涉地接合于圓形孔104,三凸角型中空管304首先從預(yù)接合形狀(在圖6中的虛線 表示）變形到完全變形形狀(在圖6中的實(shí)線表示，和圖8的圖示)，并且之后隨著固位特征 312. 2對準(zhǔn)于圓形孔104的邊緣、在彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300安放在固位特征312. 2中時 朝著預(yù)接合形狀卡合回接近預(yù)接合形狀且具有稍稍的干涉（圖9)。這樣，當(dāng)固位特征312. 2 接合于圓形孔104的邊緣時，三凸角型中空管304的最終接合后形狀（圖9)可以具有在預(yù) 接合形狀(在圖6中的虛線表不）和完全變形形狀(在圖6中的實(shí)線表不，和圖8的圖不）之 間的形狀，從而導(dǎo)致三凸角型中空管304至少部分變形（圖9)以便提供緊固設(shè)置，其中當(dāng)將 第二部件200固定到第一部件100時彈性可變形緊固件300保持干涉地、可變形地且配合 地接合于第一部件100。
[0038] 雖然圖6和圖7針對三個頂點(diǎn)壁部分304. 1、304. 2、304. 3中的每個描述了干涉尺 寸170,從而暗示每個具有相等的干涉尺寸，但是將意識到本發(fā)明的范圍不限于此，并且還 涵蓋了針對三個頂點(diǎn)壁部分304. 1、304. 2、304. 3中的每個分別包括不同的干涉情況170a、 170b、170c，這仍會導(dǎo)致使用多個彈性可變形緊固件300的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)10(例如參見 示出了多個彈性可變形緊固件300的圖12)。
[0039] 雖然圖8和圖9示出了圖3的三凸角型中空管304的固位特征312. 2,不過將意識 到本發(fā)明的范圍不限于此，并且預(yù)接合形狀、完全變形形狀和最終接合后形狀的前述描述 可以等同地分別應(yīng)用到如圖2、圖4和圖5所示的其他固位特征312. 1、312. 3和312. 4。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例并且返回參考圖6,連接壁部分304. 4、304. 5、304. 6被定尺 寸為裝配到圓形孔104內(nèi)且其間具有間隙尺寸180(圖6中僅在一個部位示出，不過應(yīng)理解 這應(yīng)用于所有三個類似部位)，其中尺寸180等于或大于零(尺寸180 > 0)。在圖6所示的 實(shí)施例中，連接壁部分304. 4、304. 5、304. 6被構(gòu)造成背離三凸角型中空管304的中心軸線 316彈性變形。在圖7的實(shí)施例中，連接壁部分304. 4、304. 5、304. 6被構(gòu)造成朝向三凸角型 中空管304的中心軸線316彈性變形。
[0041] 雖然圖6和圖7均描繪了連接壁部分304. 4、304. 5、304. 6均沿相同方向（在圖6 中全向外，在圖7中全向內(nèi)）變形，不過將意識到，本發(fā)明的范圍不限于此，并且也涵蓋了連 接壁部分304. 4、304. 5、304. 6被構(gòu)造成以組合設(shè)置的方式彈性變形的實(shí)施例，其中該組合 設(shè)置包括朝向和背離三凸角型中空管304的中心軸線316的彈性變形。
[0042] 在圖6所示的實(shí)施例中，其中在第一和第二部件100、200組裝期間連接壁部分 304. 4、304. 5、304. 6均向外變形，將意識到，實(shí)施例涉及一種設(shè)置，其中預(yù)接合的三凸角型 中空管304的外周邊318 (最佳參考圖2)必須具有小于圓形孔104的周長的長度，以便即 使在彈性平均變形的情況下當(dāng)三凸角型中空管104干涉地、可變形地且配合地接合于圓形 孔104且連接壁部分304. 4、304. 5、304. 6向外變形時仍允許三凸角型中空管304插入到圓 形孔104中。即，當(dāng)三凸角型中空管304的連接壁部分304. 4、304. 5、304. 6由于頂點(diǎn)壁部分 304. 1、304. 2、304. 3的壓縮而向外變形以致連接壁部分和頂點(diǎn)壁部分完全填充圓形孔104 的開口時，已完全變形的三凸角型中空管304的外周邊318必須被定尺寸為裝配到圓形孔 104的開口中，并且因此三凸角型中空管304的外周邊318在長度上必須小于圓形孔104的 周長以便避免接合表面的線對線（line-on-line)干涉情況。
[0043] 現(xiàn)在參考圖10和圖11，其示出了根據(jù)這里公開的本發(fā)明實(shí)施例的替代性三凸角 型中空管304'、304"的遠(yuǎn)端平面圖。兩個版本的三凸角型中空管304'、304"均具有連接壁 部分304. 4、304. 5、304. 6,其在中間區(qū)段比在端部區(qū)段更薄，如附圖標(biāo)記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。在圖10的實(shí)施例中， 連接壁部分304. 4、304. 5、304. 6的外表面相對于三凸角型中空管304'的中心軸線316是 凸起的，可以想到這有助于圖7中所示的三凸角型中空管304'的彈性變形。在圖11的實(shí) 施例中，連接壁部分304. 4、304. 5、304. 6的內(nèi)表面相對于三凸角型中空管304"的中心軸線 316是凹入的，可以想到這有助于圖6中所示的三凸角型中空管304"的彈性變形。通過控 制連接壁部分304. 4、304. 5、304. 6的彈性變形的方向（例如向內(nèi)或向外)，可以想到相比于 具有沿隨機(jī)方向彈性變形的系統(tǒng)而言，彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)10所實(shí)現(xiàn)的總體彈性平均將更 加可預(yù)測。
[0044] 根據(jù)前述描述，將意識到可以存在許多應(yīng)用，其中一個或更多個彈性可變形對準(zhǔn) 緊固件300可以被用于彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)10以便不僅對準(zhǔn)第一和第二部件100、200而且 將第一和第二部件100、200緊固在一起。在一種實(shí)施例中，且參考圖12,不例性第一部件可 以是由例如板材金屬形成的且其內(nèi)形成有多個第一圓形孔104 (最佳參考圖1)的車輛門組 件150,并且示例性第二部件可以是具有在其內(nèi)形成的且設(shè)置成對準(zhǔn)于所述多個第一圓形 孔104的多個第二圓形孔204 (最佳參考圖1)的吸聲材料250。以在此公開的方式并且根 據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，多個彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300被用于干涉地、可變形地且配合地接 合于門150的板材金屬，以便在凸緣314和所述多個彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300中的每個 的一個或更多個固位特征312之間將吸聲材料250緊固到門150。通過使用多個彈性可變 形對準(zhǔn)緊固件300,能夠?qū)е略黾拥谝缓偷诙考?00、200對準(zhǔn)的精確性。
[0045] 雖然在此已經(jīng)參考作為彈性平均對準(zhǔn)特征的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300描述且 示出了實(shí)施例，不過將意識到本發(fā)明的范圍不限于彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300本身的使 用，而是還涵蓋與其他彈性平均對準(zhǔn)特征相結(jié)合的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300的使用，例 如 申請人:共有的未決美國專利申請?zhí)?3/187,675中所公開的那些對準(zhǔn)特征。
[0046] 在實(shí)施例中，在第一部件100中的第一孔104的第一直徑160小于在第二部件200 中的第二孔的第二直徑260,即第一直徑160〈第二直徑260,這允許固位特征312. 1、312. 2、 312. 3、312. 4卡扣配合地接合于第一孔104且同時滑動地接合第二孔204。在另一實(shí)施例 中，第二部件200中的第二孔204的第二直徑260被定尺寸為在一個或更多個部位(具體參 考圖12中所示的多個彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300)與彈性可變形對準(zhǔn)緊固件300產(chǎn)生干涉 配合以便更好地將第二部件200對準(zhǔn)于第一部件100。
[0047] 雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，不過本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在不背離 本發(fā)明范圍的情況下可以做出各種修改并且其要素可以被等價物替代。此外，在不背離本 發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的情況下可以對本發(fā)明的教導(dǎo)做出許多改良以便適應(yīng)具體情況或材料。因 此，本發(fā)明不旨在被限制于所公開的具體實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入本申請范圍內(nèi)的 所有實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1. 一種彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，包括： 具有頭部和一體成形的主體部分的整體物體； 其中所述主體部分包括彈性可變形凸角型中空管，所述凸角型中空管具有接近所述頭 部的近端和軸向離開所述頭部的遠(yuǎn)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長度提 供多個徑向延伸接合表面的一個或更多個固位特征； 其中所述頭部包括界定所述凸角型中空管的近端的凸緣；以及 其中當(dāng)被插入到第一和第二部件的圓形孔內(nèi)時所述彈性可變形凸角型中空管的部分 彈性地變形成彈性平均最終構(gòu)造，所述彈性平均最終構(gòu)造沿四個平面正交方向?qū)?zhǔn)所述第 一和第二部件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中： 所述凸角型中空管是三凸角型的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中： 所述多個徑向延伸接合表面被置于所述凸角型中空管的每個凸角的外表面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中： 所述凸角型中空管的遠(yuǎn)端包括錐體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中： 所述固位特征包括肋、凸起、槽口、凹口、鋸齒或者肋、凸起、槽口、凹口和鋸齒的任意組 合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中： 所述凸角型中空管包括管壁，所述管壁具有繞所述凸角型中空管的中心軸線均勻分布 的三個頂點(diǎn)壁部分和在其間互連的三個連接壁部分，其中所述三個頂點(diǎn)壁部分被定尺寸為 干涉地、可變形地且配合地裝配在所述第一部件的限定圓形孔內(nèi)，其中所述連接壁部分被 定尺寸為裝配在所述限定圓形孔內(nèi)且其間具有間隙，以及其中所述連接壁部分被構(gòu)造成當(dāng) 所述凸角型中空管接合于所述第一和第二部件的圓形孔且相對于所述圓形孔彈性變形時 朝向所述凸角型中空管的中心軸線、背離所述凸角型中空管的中心軸線或者以包括朝向和 背離所述凸角型中空管的中心軸線的彈性變形的組合方式彈性變形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中所述三個連接壁部分各自包括 朝向所述凸角型中空管的中心軸線向內(nèi)彎曲的壁表面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，其中所述三個連接壁部分各自包括 背離所述凸角型中空管的中心軸線向外彎曲的壁表面。
9. 一種彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)，包括： 第一部件，所述第一部件包括第一對準(zhǔn)構(gòu)件和第一孔； 第二部件，所述第二部件包括第二對準(zhǔn)構(gòu)件和第二孔，所述第二孔被構(gòu)造且布置成當(dāng) 所述第一和第二部件被組裝在一起時對準(zhǔn)于所述第一孔；以及 彈性可變形對準(zhǔn)緊固件，所述彈性可變形對準(zhǔn)緊固件包括具有頭部和一體成形的主體 部分的整體物體； 其中所述主體部分包括彈性可變形凸角型中空管，所述凸角型中空管具有接近所述頭 部的近端和軸向離開所述頭部的遠(yuǎn)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長度提 供多個徑向延伸接合表面的一個或更多個固位特征； 其中所述頭部包括界定所述凸角型中空管的近端的凸緣；以及 其中當(dāng)被插入到所述第一和第二部件的第一和第二孔內(nèi)時所述彈性可變形凸角型中 空管的部分彈性地變形成彈性平均最終構(gòu)造，所述彈性平均最終構(gòu)造沿至少兩個平面正交 方向?qū)?zhǔn)所述第一和第二部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的彈性平均對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中： 所述第一和第二孔中的每個均是圓形孔；以及 當(dāng)被插入到所述第一和第二部件的第一和第二圓形孔內(nèi)時所述彈性可變形凸角型中 空管的部分彈性地變形成彈性平均最終構(gòu)造，所述彈性平均最終構(gòu)造沿四個平面正交方向 對準(zhǔn)所述第一和第二部件。
【文檔編號】F16B5/00GK104421259SQ201410430041
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】S.E.莫里斯, M.J.塔努斯, M.E.麥圭爾, J.P.拉瓦爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司