本實用新型涉及用于將兩種材料鉚接、尤其熱鉚接在一起的結構，該結構能夠防止剪切載荷變化而導致失效的情況發生。

背景技術：

在工業領域廣泛采用熱鉚接技術將兩種材料固定在一起。例如，在汽車電子工業中，為了相對于PCB電路板來固定用于容納其它電子器件的塑料殼體，通常會在二者之間采用熱鉚接技術進行固定連接。具體地，在PCB電路板上設有一通孔，塑料殼體由熱塑性塑料制成，且其上一體地預設有鉚柱。令鉚柱自一側穿過通孔，并在另一側紅外加熱鉚柱的端部。當鉚柱的端部軟化后，用冷模對鉚柱擠壓，使其在PCB電路板上形成鉚釘頭，從而進行固定。當這種熱鉚接完成后，熱塑性材料在錨固點處會充滿通孔。

為了提高牢固性，PCB電路板與塑料殼體之間的錨固點為多個。當采用這種熱鉚接技術固定的結構在較大溫差(例如從-40℃至150℃)時材料因熱脹冷縮會產生(例如在PCB電路板所在的平面方向上)平移。但是，PCB電路板與塑料殼體的熱膨脹系數并不相同，因此在不同的錨固點處會產生不同的材料膨脹量，由此導致大小不同的剪切力，進而導致在塑料殼體中產生不利的剪切效應。當這種剪切效應的力超過預定的閾值時，甚至會造成錨固點處的剪切斷裂。應當清楚，動態變化較大的載荷也同樣會對這種錨固結構產生類似的剪切效應。

因此，為了盡量避免這種不利的剪切效應影響，在設計塑料殼體以及PCB電路板時，通常會盡量減小各錨固點之間的設計距離，大多數情況下會降低相關零部件的設計靈活性。此外，為了避免熱膨脹量不同而導致的不同剪切力，在對塑料殼體進行材料選型時也非常不便。除了PCB電路板以外，熱塑性塑料與其它部件例如金屬、塑料部件的 熱錨固連接也同樣會有這種設計靈活性不便和材料選型不便的問題。

技術實現要素：

為了避免熱塑性塑料制成的部件與其它部件之間進行多點熱錨固后因工況變化導致材料位移而產生的不利的剪切效應、以及由此帶來的設計靈活性不高的問題，本實用新型提供了一種新穎的能夠防止剪切失效的熱鉚接結構。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種熱鉚接結構，其包括令第一部件與第二部件之間鉚接固定的至少兩個錨固點，所述第二部件由熱塑性塑料形成，在每個錨固點處，所述熱鉚接結構包括自所述第二部件延伸的填充部以及鉚釘頭，所述填充部穿過所述第一部件的通孔，并且所述鉚釘頭在所述通孔外被擠壓后施加將所述第二部件固定至所述第一部件的夾持力，

其中，在每個錨固點處，在所述第二部件與所述第一部件之間夾置有一襯墊件，在與所述通孔的縱向軸線垂直的橫截面中觀察，所述通孔具有允許所述填充部攜帶著所述襯墊件整體一起移動的尺寸。

可選地，所述襯墊件與所述通孔的內壁之間具有允許所述填充部攜帶著所述襯墊件整體一起移動的間距。

可選地，所述襯墊件包括筒形部，所述筒形部位于所述通孔中，并且所述間距為所述筒形部與所述通孔的內壁之間的距離。

可選地，所述襯墊件還包括自所述筒形部徑向向外延伸的凸緣部，所述凸緣部在所述鉚釘頭與所述第一部件之間平坦地接觸。

可選地，所述鉚釘頭的外邊緣距所述通孔的內壁之間的距離大于所述間距。

可選地，所述鉚釘頭僅與所述襯墊件接觸，并且在所述通孔中，所述填充部僅與所述襯墊件接觸。

可選地，所述襯墊件的強度大于或等于所述第一部件的強度。

可選地，所述第一部件由非金屬材料制成或表面涂覆有非金屬材料，所述襯墊件的材料強度與大于所述第一部件的材料強度。

可選地，所述填充部以及所述鉚釘頭自所述第二部件一體形成。

根據本實用新型的另一個方面，提供了一種鉚接結構，其包括令第一部件與第二部件之間鉚接固定的至少兩個錨固點，在每個錨固點處，所述鉚接結構包括自所述第二部件延伸的填充部以及鉚釘頭，所述填充部穿過所述第一部件的通孔，并且所述鉚釘頭在所述通孔外被擠壓后施加將所述第二部件固定至所述第一部件的夾持力，

其中，在每個錨固點處，在所述第二部件與所述第一部件之間夾置有一襯墊件，在與所述通孔的縱向軸線垂直的橫截面中觀察，所述通孔具有允許所述填充部攜帶著所述襯墊件整體一起移動的尺寸。

可選地，所述襯墊件與所述通孔的內壁之間具有允許所述填充部攜帶著所述襯墊件整體一起移動的間距。

可選地，所述襯墊件包括筒形部，所述筒形部位于所述通孔中，并且所述間距為所述筒形部與所述通孔的內壁之間的距離。

可選地，所述襯墊件還包括自所述筒形部徑向向外延伸的凸緣部，所述凸緣部在所述鉚釘頭與所述第一部件之間平坦地接觸。

可選地，所述鉚釘頭的外邊緣距所述通孔的內壁之間的距離大于所述間距。

可選地，所述鉚釘頭僅與所述襯墊件接觸，并且在所述通孔中，所述填充部僅與所述襯墊件接觸。

可選地，所述襯墊件的強度大于或等于所述第一部件的強度。

可選地，所述填充部以及所述鉚釘頭自所述第二部件一體形成。

采用本實用新型的技術手段，鉚接結構的每個錨固點均配置有防止剪切失效的襯墊件，因此提高了對相關零部件的設計靈活性以及材料選型靈活性，并且也提高了鉚接的長期可靠性。

附圖說明

從后述的詳細說明并結合下面的附圖將能更全面地理解本實用新型的前述及其它方面。需要指出的是，各附圖的比例出于清楚說明的目的有可能不一樣，但這并不會影響對本實用新型的理解。在附圖中：

圖1a和1b示意性示出了兩個部件之間未采用本實用新型的熱鉚接技術的鉚接固定；并且

圖2示意性示出了兩個部件之間采用本實用新型的熱鉚接技術的鉚接固定。

具體實施方式

在本申請的各附圖中，結構相同或功能相似的特征由相同的附圖標記表示。

圖1a和1b示意性示出了兩個部件10和20之間的傳統的熱鉚接固定。第一部件10例如為一板材，可以由金屬或者塑料制成，或者也可以是一PCB電路板或者任何其它合適材料的板材。第二部件20由熱塑性塑料制成，例如可以是用于容納電子元器件的塑料殼體。

自第二部件20延伸有一鉚柱21，優選地一體形成。如圖1a所示，在第一部件10內設有一通孔11。該鉚柱21能夠穿過所述通孔11被定位。然后，例如采用諸如紅外加熱的任何合適的加熱方式對鉚柱21的暴露的端部進行加熱。在鉚柱21受熱足夠軟化后，用一冷模擠壓鉚柱21的端部使其如圖1b所示地受力壓靠著第一部件10，從而形成鉚釘頭22，同時第二部件20的材料塞滿通孔11因而形成鉚釘的填充部23，這樣形成了一個錨固點，第一部件10和第二部件20在該錨固點處被彼此相對固定。

通常，在第一部件10和第二部件20存在多個這樣的錨固點，而這兩個部件10和20之間的熱膨脹系數并不相同。因此，當出現溫差較大的工況時，由于熱膨脹的差異導致這兩個部件之間會存在相對材料位移，即各錨固點處的填充部膨脹不同。因錨固時填充部23已經塞滿通孔11，所以這種材料位移超過臨界的閾值時會在錨固點處(尤其填充部23處)產生不利的剪切效應。同樣，由于外部動態載荷的強烈變化，也同樣可以造成上述的材料相對位移。

為了避免由于材料相對于位移造成的這種不利的剪切效應，本實用新型提出了一種改進的熱鉚接結構，其一個示意性實施例在圖2中示出。

與現有技術不同的是，根據本實用新型的熱鉚接結構在第一部件10與第二部件20之間設有一襯墊件。該襯墊件包括筒形部31以及自 該筒形部31的一端(圖2中為上端)徑向向外延伸的凸緣部32。為了確保當鉚釘的填充部出現材料位移時能夠整體攜帶著襯墊件一起移動，該襯墊件的強度應大于或等于第一部件10的強度。這里的強度可以指的是襯墊件通過造型所具有的結構強度。例如，這可以通過加大襯墊件的尺寸形狀如厚度等參數或設置可以提高結構強度的特征來實現。替代地，這也可以采用強度大與第一部件10的材料制造襯墊件來實現。作為替代地，這里的強度也可以指的是襯墊件本身的材料強度。

此外，當第一部件10為金屬時，該襯墊件也可以采用同樣的金屬材質或者強度更高的不同種類的金屬材質。但當第一部件10為非金屬、例如其它塑料時，該襯墊材料的強度應當大于第一部件10的材料強度。

例如，襯墊件可以在鉚柱21(圖1a)置入到第一部件10的通孔11中之前或之后被放置到通孔內，使得鉚柱21能夠穿過筒形部31的中空內部空間。該襯墊件的凸緣部32優選地平躺在第一部件10的側面上。在鉚柱21的端部受熱足夠軟化后，以冷模對其沖壓，如圖2所示形成鉚釘頭22。由此，可視為在該處形成一令兩個部件鉚接固定的錨固點。也就是說，在第一部件10與第二部件20之間存在多個、尤其至少兩個此類的錨固點，令二者之間鉚接固定。

根據本實用新型，在每個錨固點處，鉚釘的填充部23′并未充滿通孔11，而是充滿筒形部31的內部空間。此外，在筒形部31的筒形外壁與通孔11的內壁之間存在一間隙，即筒形部31的筒形外壁與通孔11的內壁之間無接觸。這樣，當第二部件20(尤其鉚釘的填充部23′)因溫差變化或受外力載荷變化而出現(尤其水平方向的)材料位移時，第二部件20的填充部23′能夠攜帶著襯墊件在該間隙所限定的范圍內整體自由移動，以此來減小或甚至消除剪切效應對鉚釘的不利影響。

為了確保填充部23′能夠攜帶著襯墊件不受阻礙地整體移動，鉚釘頭22的外邊緣未直接接觸到第一部件10，優選地鉚釘頭22的外邊緣未超過凸緣部32的外邊緣。

筒形部31的筒形外壁與通孔11的內壁之間的間距(優選最小間距)定位為D1。襯墊件的凸緣部32的自通孔11的內壁起至鉚釘頭22 的外邊緣之間的、平行于第一部件10所在平面的方向上的距離定義為D2。為了在垂直于第一部件10所在平面的方向上提供足夠的鉚接力，D2應大于D1，優選地是D1的三倍以上。例如，可以想到的是設計成，筒形部31的筒形外壁的直徑與通孔11的內壁直徑之差小于鉚釘頭22的外邊緣直徑與通孔11的內壁直徑之差?？梢韵氲降氖牵梢栽谕残尾?1的筒形外壁與通孔11的內壁之間可選地布置一能夠變形的彈性套，以此來確保它們之間的間距滿足上述要求，從而當填充部23′攜帶著襯墊件整體移動時，該彈性套相應變形而不會影響它們的整體移動。

總之，根據本實用新型的技術方案，在與通孔11的縱向軸線垂直的橫截面中觀察，通孔11應當具有允許填充部23′攜帶著襯墊件整體一起移動的尺寸。

此外，筒形部31的高度(即沿軸線方向的長度)應當小于或等于鉚釘的填充部23′的高度，即筒形部31的與凸緣部32相反的端部可以未接觸或恰好接觸第二部件20。

應當清楚的是盡管在本說明書的附圖中僅以半球鉚接的形式說明了本實用新型的實施例，但是本領域技術人員應當清楚鉚接還可以是埋頭鉚接、翻邊鉚接等任何其它合適的鉚接形式，只要在鉚接頭與被鉚接的部件(例如圖中的第一部件10)之間能夠夾置根據本實用新型的襯墊件即可。此外，本領域技術人員應當清楚，襯墊件也不限于如圖所示的形狀，任何可以允許第一與第二部件之間在錨固之后能夠相對移動的形狀均可以在它們之間采用。

此外，本領域技術人員應當清楚本實用新型的這種熱鉚接結構也不限于塑料件與另一部件的鉚接固定。作為替代地，例如兩個金屬件例如鋁件之間的鉚接也可以采用類似的襯墊件來允許鉚接的兩個部件之間的材料相對移位，從而避免極端情況下不利的剪切內應力的產生。

采用本實用新型的技術手段，在兩個鉚接部件之間的多個錨固點的每個處均設置襯墊件，從而允許錨固點處可以有相對材料位移，避免因溫差或外力變化而導致不利的剪切效應產生，提高了鉚接可靠性，同時因無需刻意再將各錨固點之間的距離縮小，提高了零部件的設計靈活性以及材料選型靈活性。

盡管這里詳細描述了本實用新型的特定實施方式，但它們僅僅是為了解釋的目的而給出的，而不應認為它們對本實用新型的范圍構成限制。在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，各種替換、變更和改造可被構想出來。