專利名稱：自攻螺釘?shù)闹谱鞣椒?br> 技術領域：
本發(fā)明涉及一種自攻螺釘，用于當在配對件中形成的導向孔處攻出內(nèi)螺紋的同時 進行固定。
背景技術：
近年來，在廣泛分布于市場中的電子裝置、通信裝置、辦公設備等中，自攻螺釘經(jīng) 常用于將附件例如部件附接在由合成樹脂或金屬制造的配對件上，該自攻螺釘能夠省去在 配對件上預先攻出內(nèi)螺紋的過程。通常希望這樣的自攻螺釘，當將附件與配對件固定時，在以可能最小的旋擰力矩 以高精度攻內(nèi)螺紋時獲得較大的緊固力。在日本實用新型3140074中所披露的自攻螺釘中，特別是在權利要求1的自攻螺 釘中，其沒有限定間隙形成于螺釘桿周向面(即根部面)和導向孔內(nèi)周面之間，外螺紋形 成為兩階段形，構成為具有頂部部分(crest portion)，該頂部部分具有銳角三角形形狀截 面；以及螺紋擴大本體部分，該螺紋擴大本體部分在頂部部分的下面，具有兩側(cè)引導支腿部 分(即傾斜平面)，該兩側(cè)引導支腿部分分開，從而在從螺釘桿的尖端至螺釘頭正下方部分 的整個外螺紋上以比頂部部分更大的角度連接到根部面上。不過，對于具有兩階段形外螺紋的自攻螺釘，有這樣的問題，在擰入導向孔時的初 始旋擰力矩(也就是當兩階段形外螺紋的第一部分在導向孔的內(nèi)周面上攻出兩階段形內(nèi) 螺紋時的力矩)增加。此外，對于上述結構的自攻螺釘，材料流在滾軋時并不平滑運動到外螺紋的頂部 部分的各側(cè)面和螺紋擴大本體部分的各引導支腿部分。因此，有在根部面上、外螺紋的頂部 部分的各側(cè)面上和螺紋擴大本體部分的各引導支腿部分上產(chǎn)生表面粗糙和毛刺的問題，或 者在外螺紋的頂部部分處產(chǎn)生裂紋的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種自攻螺釘，它能夠有效解決相關技術中的自攻螺釘?shù)纳鲜鰡栴}。簡要地說，本發(fā)明的自攻螺釘包括具有恒定高度外螺紋的多個螺齒，它們各自有 相同的螺齒高度，形成于螺釘桿的、恰好在螺釘頭下面延伸的部分處；以及具有減小高度外 螺紋的多個螺齒，它們的螺齒高度朝著桿頂端部分的端面逐漸降低，它們在螺釘桿的桿頂 端部分處與恒定高度外螺紋連續(xù)地形成。然后，微小弧形面在降低高度外螺紋的上部和下 部的根部面與上部和下部的側(cè)面的各連接部分處連續(xù)地形成，且微小弧形面形成為至少沿 恒定高度外螺紋端部螺齒的下部根部面和下部側(cè)面的連接部分延伸，該恒定高度外螺紋端 部螺齒與減小高度外螺紋連續(xù)。優(yōu)選是，在減小高度外螺紋和恒定高度外螺紋端部螺齒處形成的微小弧形面具有 在從0. 2至0. 6mm范圍內(nèi)的曲率半徑。
除了上述結構，與減小高度外螺紋連續(xù)的恒定高度外螺紋具有雙向?qū)ΨQ形狀截 面，其中，螺紋角度(thread angle)在從48至52度的范圍內(nèi)。而且，螺釘桿為圓柱形桿，在其整個長度上具有恒定直徑；減小高度外螺紋形成于 具有恒定直徑的桿頂端部分處。根據(jù)本發(fā)明，由于在形成高度逐漸降低的減小高度外螺紋以及形成在減小高度外 螺紋和恒定高度外螺紋端部螺齒處的微小弧形面之間的協(xié)調(diào)作用，在旋擰的初始階段作用 在配對件上的應力可以釋放，內(nèi)螺紋可以平滑形成。因此，可以降低在初始階段的旋擰力矩。由于由減小高度外螺紋和恒定高度外螺紋端部螺齒的微小弧形面形成的稍微凸 形彎曲面，材料可以平滑地運動到隨后的恒定高度外螺紋的根部面和側(cè)面的拐角，從而能 夠以高精度形成內(nèi)螺紋。因此，在恒定高度外螺紋和內(nèi)螺紋之間能夠獲得可靠嚙合，并獲得 較大的緊固力。而且，因為可以將斷裂力矩(也就是使得內(nèi)螺紋斷裂的力矩)設置為較大，初始旋 擰力矩設置成較小，因此旋擰力矩范圍可以加寬。因此，可以保證對于由樹脂或金屬制造的 配對件的共同力矩帶，這樣，旋擰操作可以對于任何材料穩(wěn)定進行。而且，根據(jù)本發(fā)明，可以有效防止在相關技術中當兩階段形外螺紋滾轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的、 在外螺紋頂部部分處的表面粗糙和斷裂。


圖1是本發(fā)明的自攻螺釘?shù)膫?cè)視圖；圖2是自攻螺釘?shù)穆葆敆U的放大截面圖；圖3是自攻螺釘?shù)奈⑿』⌒蚊娴姆糯蠼孛鎴D；圖4A至4D是解釋圖，它們順序表示了本發(fā)明的自攻螺釘?shù)男龜Q狀態(tài)；圖5是表示本發(fā)明的自攻螺釘?shù)某跏夹龜Q力矩和斷裂力矩的曲線圖；圖6是表示比較示例的自攻螺釘?shù)某跏夹龜Q力矩和斷裂力矩。
具體實施例方式本發(fā)明的自攻螺釘包括螺釘桿，該螺釘桿從螺釘頭向下延伸；恒定高度外螺紋 的多個螺齒，這些螺齒各自有相同的螺齒高度，形成于螺釘桿的、恰好在螺釘頭下面延伸的 螺釘桿的一部分處；以及減小高度外螺紋的多個螺齒，這些螺齒有朝著桿頂端部分的端面 逐漸減小的螺齒高度，它們形成為在螺釘桿的桿頂端部分處與恒定高度外螺紋連續(xù)。然后， 微小弧形面在減小高度外螺紋的上部和下部的根部面和上部和下部的側(cè)面的各連接部分 處連續(xù)地形成，且微小弧形面形成為至少沿恒定高度外螺紋端部螺齒的下部根部面和下部 側(cè)面的連接部分延伸，所述恒定高度外螺紋端部螺齒與減小高度外螺紋連續(xù)。下面將參考附圖根據(jù)優(yōu)選實施例詳細介紹本發(fā)明。如圖1中所示，本發(fā)明的自攻 螺釘基本設置成包括螺釘頭1和螺釘桿2，該螺釘桿2由從螺釘頭1的底面中心向下延伸的 圓柱形桿而形成，與相關技術中的自攻螺釘類似。如圖2中所示，特征點如下。螺釘桿2形 成為在它的整個長度上具有恒定直徑。分別有相同螺齒高度的、恒定高度外螺紋3的多個 螺齒形成于螺釘桿2的、恰好在螺釘頭1的下面延伸的部分處。減小高度的外螺紋4的多個螺齒具有朝著桿頂端部分的端面逐漸降低的螺齒高度，其形成為在螺釘桿2的桿頂端部 分處與恒定高度外螺紋的脊3連續(xù)。微小弧形面7在減小高度外螺紋4的上部和下部的根 部面6與上部和下部的側(cè)面5的各連接部分處連續(xù)形成，且微小弧形面7形成為在恒定高 度外螺紋端部螺齒3a處至少沿下部側(cè)面5和下部根部面6的連接部分延伸，該恒定高度外 螺紋端部螺齒3a與減小高度的外螺紋4連續(xù)。這里，在根據(jù)本發(fā)明實施例的自攻螺釘中，沿減小高度的外螺紋4的高度的方向 逐漸降低得到的角度α設置在從6至12度的范圍內(nèi)。側(cè)面5形成為直面截面，根部面6 與螺釘桿2的軸線平行。各外螺紋3、4通過平行根部面6以預定節(jié)距設置。各外螺紋3、4的脊線形成為尖的脊線，或者是各自具有稍微平面11 (包括圓面) 的脊線，如圖所示。在本實施例中，微小弧形面7并不在恒定高度外螺紋端部螺齒3a處形成于上部側(cè) 面5和上部根部面6的連接部分上。類似的，微小弧形面7并不形成于恒定高度外螺紋3 的其余部分的、上部和下部根部面6與上部和下部側(cè)面5的各連接部分處。也就是，在各種 情況下，側(cè)面5和根部面6分別由成鈍角相交的直面構成。這里，存在著與比微小弧形面7 小的弧形面連接的情況，這種情況在機加工中不可避免。優(yōu)選是，減小高度外螺紋4和恒定高度外螺紋端部螺齒3a的微小弧形面7 (在圖 3中)的曲率半徑R相應于螺釘桿的直徑而設置在從0.2至0.6mm的范圍內(nèi)。除了上述結 構，恒定高度外螺紋3的截面形狀形成為雙向?qū)ΨQ，螺紋角度β設置在從48至52度的范 圍內(nèi)，如圖2中所示。根據(jù)本發(fā)明，可以有效防止在相關技術中當滾軋兩階段形外螺紋時產(chǎn)生的、在外 螺紋頂部部分處的表面粗糙和破裂。在實際使用時，首先，配對件8和附件10相互交疊，同時配對件8的導向孔8a (即 具有與螺釘桿2直徑相同的完全圓形孔)與附件10的附接孔IOa對齊。然后，螺釘桿2的 桿頂端部分從附件10的安裝孔IOa側(cè)被擰入配對件8的導向孔8a中。這時，如圖4A和4B 中所示，由于在形成高度逐漸降低的減小高度外螺紋4以及形成在減小高度外螺紋4和恒 定高度外螺紋端部螺齒3a處的微小弧形面7之間的協(xié)調(diào)作用，在旋擰的初始階段，可以釋 放作用在配對件8上的應力，內(nèi)螺紋9可以平滑形成。因此，可以降低在初始階段的旋擰力 矩。當進一步旋擰螺釘桿2時，恒定高度外螺紋3又將從恒定高度外螺紋端部螺齒3a 側(cè)被擰入由減小高度外螺紋4(具有形成的微小弧形面7)形成的內(nèi)螺紋9中。這時，如圖 4C和4D中所示，由于由減小高度外螺紋4(具有形成的微小弧形面7)形成的稍微凸形彎曲 面9a，材料可以平滑地運動到隨后的恒定高度外螺紋3的側(cè)面5和根部面6的拐角，從而能 夠以高精度形成內(nèi)螺紋9。因此，在恒定高度外螺紋3和內(nèi)螺紋9之間能夠獲得可靠嚙合， 并獲得較大的緊固力。此外，因為微小弧形面7沿恒定高度外螺紋端部螺齒3a形成，減小 高度的外螺紋4可以平滑地過渡到恒定高度外螺紋3，并可以降低在過渡部分處施加在配 對件上的應力。另外，因為可以將斷裂力矩設置為較大，初始旋擰力矩設置成較小，因此可以加寬 旋擰力矩的范圍。因此，可以保證對于由樹脂或金屬制造的配對件的共同力矩帶，這樣，對 于任何材料可以穩(wěn)定進行旋擰操作。
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下面將根據(jù)驗證試驗的結果來介紹本發(fā)明優(yōu)選實施例的自攻螺釘?shù)男Ч?。圖5表示了對于分別由不同材料(即金屬鋼板、ABB樹脂材料、聚碳酸酯和ABS樹 脂的聚合材料以及聚碳酸酯和AS樹脂的聚合材料)制造的四種配對件，本發(fā)明的自攻螺釘 的初始旋擰力矩和斷裂力矩的測量結果。圖6表示了在沒有形成本發(fā)明的減小高度外螺紋 4和微小弧形面7的情況下對比示例的自攻螺釘?shù)某跏夹龜Q力矩和斷裂力矩的測量結果。如圖5和6已知，可以證實對于各種配對件，本發(fā)明的自攻螺釘?shù)某跏夹龜Q力矩小 于對比示例的自攻螺釘?shù)男龜Q力矩。而且，可以證實對于各種配對件，本發(fā)明的自攻螺釘?shù)?斷裂力矩大于對比示例的自攻螺釘?shù)臄嗔蚜亍Ｓ蓤D5可清楚地看出，對于本發(fā)明的自攻螺釘，因為它能夠如上述增大斷裂力矩 和減小初始旋擰力矩，因此旋擰力矩的范圍可以加寬。因此，對于由合成樹脂或金屬制造的 配對件，可以充分保證共同的力矩帶Sl，這樣，對于任何材料都可以穩(wěn)定地進行旋擰操作。同時，如從圖6中清楚地看出的，對于對比示例的自攻螺釘，因為在斷裂力矩和初 始旋擰力矩之間的范圍較窄，如上所述，對于由合成樹脂或金屬制造的配對件來說不能充 分保證共同的力矩帶S2，這樣，對于各材料必須使用專用螺釘。對于本發(fā)明的自攻螺釘，在以較小的旋擰力矩以高精度攻出內(nèi)螺紋時可以獲得更 大的緊固力。因此，其優(yōu)選是用于將附件例如部件附接在電子裝置、通信裝置、辦公設備等 中由合成樹脂或金屬制造的配對件上。
權利要求
一種自攻螺釘，包括螺釘桿，該螺釘桿從螺釘頭向下延伸；具有恒定高度外螺紋的多個螺齒，所述多個螺齒各自具有相同的螺齒高度，并形成于螺釘桿的在螺釘頭正下方延伸的部分處；以及具有減小高度外螺紋的多個螺齒，所述具有減小高度外螺紋的多個螺齒的高度朝著桿頂端部分的端面逐漸降低，并在螺釘桿的桿頂端部分處與恒定高度外螺紋連續(xù)地形成；其中，微小弧形面在減小高度外螺紋的上部和下部的根部面與上部和下部的側(cè)面的各連接部分處連續(xù)地形成；以及微小弧形面形成為至少沿恒定高度外螺紋端部螺齒的下部根部面與下部側(cè)面的連接部分延伸，該恒定高度外螺紋端部螺齒與減小高度外螺紋連續(xù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的自攻螺釘，其中形成于減小高度外螺紋和恒定高度外螺紋端部螺齒處的微小弧形面具有從0. 2mm至 0. 6mm范圍內(nèi)的曲率半徑。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的自攻螺釘，其中與減小高度外螺紋連續(xù)的恒定高度外螺紋具有雙向?qū)ΨQ形狀截面，其中，螺紋角度在 從48度至52度的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求1至3中任意一個所述的自攻螺釘，其中螺釘桿為圓柱形桿，其在整個長度上具有恒定直徑；減小高度外螺紋形成于具有恒定直徑的桿頂端部分處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自攻螺釘，其在以小旋擰力矩精確地攻出內(nèi)螺紋時能夠獲得較大緊固力，包括螺釘桿(2)，其從螺釘頭向下延伸；恒定高度外螺紋(3)的多個螺齒，各自有相同的螺齒高度，形成于螺釘桿的在螺釘頭正下方延伸的部分處；以及減小高度外螺紋(4)的多個螺齒，其螺齒高度朝著桿頂端部分的端面逐漸降低，它們在螺釘桿的桿頂端部分處與恒定高度外螺紋連續(xù)地形成；以及微小弧形面(7)，其在減小高度外螺紋的上部和下部根部面(6)與上部和下部側(cè)面(5)的各連接部分處連續(xù)形成，微小弧形面形成為至少沿恒定高度外螺紋端部螺齒(3)的下部根部面(6)與下部側(cè)面(5)的連接部分延伸，恒定高度外螺紋端部螺齒與減小高度外螺紋連續(xù)。
文檔編號F16B33/02GK101956749SQ20101023289
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權日2009年7月16日
發(fā)明者林正一, 菅原幸彥 申請人:株式會社東京兼;株式會社納泰克