具有一体化紧固件的薄板 本发明涉及具有把薄板料固定于结构件的一体化紧固件的薄板材料。本发明一个方面的特点是涉及具有一体化紧固件的隔音垫，该紧固件可使隔音垫紧固在车辆防火壁上。本发明另一方面的特点是涉及把一薄板材料装配到一结构壁上的方法。本发明还有另一方面的特点是关于包含一结构壁及紧固于该结构壁上的一薄板材料的结构壁组件。在大多数现代汽车中，发动机舱与乘员舱之间由一钢防火壁分隔开。为降低从发动机舱经防火壁传导到乘员舱内的声响，一块音障垫(或隔音垫)安装在防火壁上，实质上该隔音垫是覆盖住防火壁的。
隔音垫被安装在一组化防火壁表面延伸出的柱销上。隔音垫安装在防火壁上的典型结构是：在隔音垫上具有与柱销对准的相应孔，安装时柱销延伸穿过这些孔而使隔音垫悬挂在防火壁上。
通常在隔音垫上附连一块吸音垫。当把隔音垫安装到防火壁上时，吸音垫减少了隔音垫与防火壁之间的接触面积。隔音垫铺设在毡层下面并向外延伸超出毡层直至防火壁的顶部。为使隔音垫紧固在防火壁上，在柱销上装配分离的紧固件。紧固件可防止意外发生地移动或用来使隔音垫及下面铺垫的吸音垫重新就位。
一种用来使诸如装饰条之类物品与汽车车身相连接的紧固件已在1994年3月8日由鲍姆等人的5,291,6392号美国专利中公开。鲍姆的紧固件是一种塑料的按钮式紧固件，它由一具有一环状芯柱的拱顶状头部构成，环状芯柱的一端被一环状裙边所接纳。一对弹性指状件(或指状部)伸入芯柱的一轴向孔内。为使紧固件与车辆相连接，在车身上安装有一螺柱，该螺柱被接纳在芯柱的轴向孔内。在按钮上作用一压力，芯柱被压在柱销上而使指状件挠曲变形从而与柱销的螺纹啮合，这样就使紧固件与车身板固定连接，拱顶状头部抵压住装饰条以使装饰条被夹持在车身上。
另外一些类似的紧固件已在1989年10月17日公布的No.4,874,276号美国专利；1991年5月14日公布的No.5,014,369美国专利；1993年3月23日公布的No.5,195,793号美国专利和1916年9月12日公布的No.1,197,906号专利揭示出。
按照本发明，一安装在有一柱销在其上伸出的壁上的薄板材料具有一与薄板材料一体形成的紧固件和一适于接纳柱销的孔，柱销穿过该孔而使紧固件卡持在柱销上。紧固件具有一形成突起部的拱顶，在拱顶的中央部位有开孔。在一实施例中，该拱顶呈半球形，而在另一实施例中拱顶呈锥形。
最好紧固件的开孔呈狭缝状并限定出许多折叶(或折片)，当把柱销推入并穿过紧固件开孔时这些折叶能变形。典型结构是：柱销带螺纹，折叶与柱销的螺纹相啮合，于是拱顶就牢固地安装在柱销上。最好拱顶内形成折叶的部分其厚度比拱顶的其余部分大而增强折叶的刚性。拱顶最好具有一中空的内腔。
在一实施例中，紧固件借助一柔性连接板(条)与薄板有分隔间距，这样紧固件可转动至位于薄板上方位置。在另一实施例中，紧固件是在薄板内一体化形成，当薄板安装在壁上时紧固件就可接纳柱销。
本发明也考虑了一结构壁组件，它包括：一具有至少一个柱销从其上伸出的结构壁和一安装在结构壁上的上述薄板材料。
在一个实施例中，柱销具有螺纹，紧固件与柱销的螺纹相啮合。在另一实施例中，柱销包含一T形凸缘而紧固件具有一狭缝，该狭缝相对于紧固件所处的平面呈锐角。
再者，按照本发明把一块具有至少一个孔的薄板材料装配在具有至少一个柱销从其上伸出的结构壁上的方法包括如下步骤：在一薄板材料上一体化形成一紧固件，该紧固件具有一个接纳所述至少一个柱销的孔；通过使至少一个孔与至少一个柱销相对齐，并使薄板材料移向结构壁而使至少一个柱销插入穿过至少一个孔而把薄板材料装配在结构壁上，随后通过使紧固件的开孔与至少一个柱销对齐并使紧固件移向结构壁而使至少一个柱销插入并穿过紧固件的开孔而把薄板材料固定在结构壁上。最好薄板料是注塑而成的。
本发明提供了把诸如一吸音垫之类薄板材料安装在一诸如汽车中的防火壁之类的结构壁上的快捷、便宜的方法。本发明取消了需要把薄板安装在壁上后再用分离式紧固件与柱销相固定的方法，紧固件与薄板材料一体化的特性提供了一种把薄板材料装在一壁上的节省费用的有效方法。
现参阅附图对本发明进行描述。
图1是按本发明的一带有一体化紧固件的车辆隔音垫的透视图；
图2是非安装状态的一紧固件的一截面图；
图3是图2所示非安装状态下的一体化紧固件第一实施例的一平面图；
图4是图2的一体化紧固件在紧固位置时的一竖向剖面图；
图5是按本发明一体化紧固件第二实施例的一平面图；
图6是沿图5中6-6线剖取的一剖面图；
图7是按本发明的一体化紧固件的第三实施例在非安装状态下的一竖向剖面图；
图8是图7所示一体化紧固件的一平面图；和
图9是图7所示一体化紧固件在紧固位置时的一竖向剖面图。
图1示出了按本发明的一带有一体化紧固件30的一典型防火壁组件10。防火壁组件10包含一把汽车的发动机舱与乘员舱分隔开的防火壁12。防火壁12通常用钢制成并在其上伸出一组带螺纹的柱销或柱头螺栓14，柱销14经常是沿防火壁12的周边布置，然而根据不同应用情况，柱销14也可位于防火壁12的内部。
防火壁12实质上被一吸音垫16盖住，吸音垫16上有一组与柱销14对应并相互对齐的孔18。吸音垫16相对于防火壁12定向使其孔18与柱销14对齐。当吸音垫16放置并抵靠在防火壁12上时，柱销14延伸穿过孔18，于是吸音垫16悬挂在柱销14上。
一最好由热塑性烯烃制成的隔音垫22覆盖住吸音垫并把吸音垫16与一层朝向乘员舱的毡层24分隔开。隔音垫22与吸音垫类似具有一组穿过柱销14的孔26，延伸出的柱销把隔音垫22悬挂在防火壁12上。隔音垫22具有许多一体化的紧固件30，每个紧固件与隔音垫上的孔26相配合。
现参阅图2至4，一体化的紧固件30包含一通过连接板(或条)34与隔音垫22相连的紧固件或罩盖32，罩盖32与连接条34是隔音垫22的一部分，最好用注塑方法做成一个整件。
在这最佳形式中，中空半球状拱顶36的罩盖32具有一圆形敞开底38和一位于拱顶36顶端的十字形孔40，十字形孔40在拱顶36的表面内限定出多片折叶42，折叶相对拱顶36而言是柔性的。拱顶36的厚度大致是均匀的，仅在围绕折叶42的拱顶36的部位包括折叶42在内厚度较大使折叶的刚性较大，孔40的直径小于柱销的直径。
在装配防火壁组件10时，隔音垫22和吸音垫16一起相对防火壁12放置就位而使隔音垫的孔26与柱销14对齐。隔音垫22装在防火壁12上时柱销延伸穿过隔音垫孔26。一旦隔音垫22悬挂在柱销14上就可把各紧固件30安装在对应的各柱销14上，通过把紧固件的拱顶36放置在柱销14上方后把拱顶36往下压，迫使柱销14穿过十字形孔40。向下压拱顶的力使折叶42挠曲变形偏离达到一足够大的距离从而使柱销14延伸穿过拱顶36的十字形孔40。折叶42的固有弹性使得折叶42压抵住柱销14的四周，于是折叶与柱销的螺纹相啮合而起到防止拱顶36发生意外移动。
十分有利的是由于紧固件借助连接条34而与隔音垫22呈一体化连接，紧固件32总是处于安装者易于触及的位置上，这样就可实现隔音垫简捷快速的安装。而且安装者也不需要堆存一堆散装紧固件，也就免除了安装时紧固件掉落或放错位置。
一体化的紧固件30在柱销14位于靠近隔音垫22的周边位置的情况下最为适用。然而在某些应用场合希望柱销位于隔音垫22周边之内的位置。在这些情况之下，柱销14可从防火壁12里面的部位延伸出。图5和6示出了本发明一体化紧固件的第二实施例，这种结构更好地适用于隔音垫22安装在位于防火壁12周边内侧位置的柱销上的场合。在所描述的第二实施例中，许多零件是与第一实施例中相同，因此相同零件采用相同的标号。
第二实施例的一体化紧固件50包含有形成于隔音垫22内的杯形凹腔52，杯形凹腔52具有环状侧壁54，侧壁在底壁56处终止，一具有锥形部58的拱顶从底壁处延伸出，该锥形部58在其上端被截顶并形成一孔60。最好孔60的直径比带螺纹的柱销(螺柱)14的直径稍大，当螺柱插入穿过孔60时，形成锥形部58的材料发生变形而使隔音垫22固紧在柱销14上。
使用一体化紧固件50的防火壁组件10的安装与上述第一实施例中一体化紧固件30的安装基本上相同。唯一实质上的差异在于一体化紧固件50的锥形部58上的孔60与一柱销1 4相对齐。对齐后向下压一体化紧固件50使之抵靠在柱销14上并迫使螺柱14穿过锥形部的孔60而使包括锥形部在内的材料发生变形，从而把隔音垫22紧固在螺柱14上。
虽然一体化紧固件30与一体化紧固件30相比更好地适用于柱销位于防火壁周边内侧位置情况下的安装，一体化紧固件50也适用于柱销位于防火壁周边上时的安装。当在柱销位于防火壁周边上这一情况下进行安装时，仅需使一体化紧固件50模塑在隔音垫的周边位置上即可，第二实施例也能改善隔音垫在防火壁上的定位。
第一和第二实施例中的一体化紧固件是安装在从防火壁延伸出的螺柱上，然而，在某些应用场合希望使用带凸缘的或其他类似的平面型元件来取代柱销。图7至图9示出了第三实施例一体化紧固件80，这种结构是为用来在一具有用以取代柱销的凸缘的支持壁或盒形件上进行安装而专门设计的。第三实施例中许多零件与第一和第二实施例中相同，因此相同零件采用相同的标号。
在第三实施例中，一壁70具有直立式柱销或凸缘72，凸缘72的头部形成有朝外的支耳74使凸缘72呈现为一T形轮廓，连接两支耳74的连线限定出一条横向中心线。吸音垫16在壁上的安装与上述第一实施例的安装方式相同，不同之处仅在于孔18已由狭缝76所取代，同样在隔音垫22上也有适合于接纳凸缘72的狭缝78。
一体化或整体式紧固件80是与隔音垫22整体模塑而成，它包括一紧固件82和一连接条84，连接条84把紧固件与隔音垫22连成一体。紧固件82大致呈平面状并有一夹持缝86，该缝的方向相对于凸缘72的横向中心线成锐角。
使用时通过把凸缘72插入穿过吸音垫16的狭缝76而把吸音垫16安装在壁70上。隔音垫22的安装也是一同样，凸缘72插入穿过隔音垫22的狭缝78。随后把紧固件82放置在凸缘72的上面，转动紧固件82使得夹持缝86与凸缘72的横向轴线对齐，然后把紧固件向下压在凸缘72上使支耳74延伸穿过夹持缝86。在放松开紧固件82时，由于包括一体化紧固件80在内的材料的固有弹性而在紧固件82上作用一力矩或扭转运动，使得夹持缝相对于凸缘72转动从而两者不再对齐。在此位置下紧固件82很难会产生相对凸缘72的偶然移动。
所有这三种一体化紧固件的实施例都可实现防火壁组件快速、简捷的安装并使隔音垫固定于防火壁上。与分离式紧固件不同，按本发明的一体化紧固件可免除堆放一堆分离式紧固件以及不会因分离式紧固件的掉落或错装而减缓了安装进度。
在对本发明的一些特定实施例作了描述后应该理解，本发明并不受这些实施例所制约，因为对熟悉本专业的人来说按上述的构思作出种种修改是很容易做到的。因此在不背离本发明精神实质的情况下，在本发明所揭示的上述内容范围内可作出各种合理的变化和改变。