專利名稱：槽頭螺釘及與之相配的螺絲起子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種槽頭螺釘，其頭部成形有凹槽，該凹槽可配接一個螺絲起子，本發(fā)明特別涉及對該凹槽形狀的改進。
本發(fā)明還涉及到與帶有這種改進形狀的凹槽的槽頭螺釘相配用的螺絲起子。
成形在螺釘頭上用于與螺絲起子接配的常用凹槽是一種稱為菲利普型的凹槽，即凹槽是十字形的。十字形凹槽具有的扭矩傳遞壁是朝著槽底向內(nèi)傾斜的。十字形凹槽的這種傾斜壁容易引起螺絲起子“跳槽”，即當強大的旋擰扭矩加到起子上時，起子易于與凹槽脫離接觸并從槽中跳出。除此之外，由于起子僅有四個刀口或棱邊，所以也不能向起子施加足夠強大的扭矩。
至今也已提出過使用某些具有改進形狀的凹槽，包括用六角形凹槽代替十字形凹槽，以便能向改進的凹槽施加比十字形凹槽要大的扭矩。在圖9和10中示出了一種改進的凹槽的例子，其中，螺釘頭1具有一個可與螺絲起子配接的凹槽2，凹槽2由兩個橫斷面為方形的孔構(gòu)成，這兩個孔分別由虛線“A”和“B”所示。兩方孔相互重疊，它們都對稱于螺釘?shù)妮S線，但彼此偏差45°相角。分別由每對側(cè)壁4，4共限定出8個角槽3，每對側(cè)壁相互垂直并朝著凹槽2的槽底5延伸(例如參見美國專利第3，604，305和4，384，812號)。
可是值得注意的是，上述改進的凹槽2的側(cè)壁4也象十字形凹槽一樣，朝著槽底5向內(nèi)傾斜。這種傾斜壁易于將螺絲起子卡在或咬在凹槽中，而且也不可避免地會導致所述的“跳槽”問題。
為了避免跳槽，就要考慮使側(cè)壁4不是傾斜而是平行于螺釘軸線直線延伸。這種假想的形狀將會有效地傳遞較高的扭矩，以提供一較大的旋擰力。然而，為了使螺絲起子滑順地插入凹槽，必須使凹槽具有微小的余隙，但這樣做的缺點是將使插入凹槽2中的起子處于搖晃的狀態(tài)。這樣在使用自攻螺釘時(自攻螺釘要求起子以較高的速度旋擰)，很可能會使起子滑出所述假設(shè)的凹槽。另外，螺絲起子在凹槽中的初始嚙合會變得如此差，以至難于利用自動工具進行旋擰操作。
鑒于先有技術(shù)的槽頭螺釘中存在的上述問題，本發(fā)明的目的就是提供一種改進的槽頭螺釘以及與之配接的螺絲起子，此槽頭螺釘中的凹槽的形狀能確保螺絲起子滑順及堅固的初始嚙合或咬合，并且即使是傳遞大扭矩時也不會發(fā)生跳槽現(xiàn)象，由此起子就能實現(xiàn)高速旋擰，而不會出現(xiàn)任何問題。
本發(fā)明提供了一種槽頭螺釘，其頭部具有可與一個螺絲起子配接的凹槽;凹槽由多個嚙合壁和多個徑向槽限定，其中每個嚙合壁是朝著凹槽槽底向內(nèi)傾斜的圓錐面的一部分;而每個徑向槽位于兩相鄰嚙合壁之間，從嚙合壁徑向向外延伸，并由平行于槽頭螺釘軸線的一個垂直壁限定。
具體地說，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，凹槽是由橫截面為方形的兩個重疊的方孔構(gòu)成的，兩方孔關(guān)于螺釘軸線對稱且相互偏差45°相角，以便提供8個作為徑向槽的角槽，其中作為垂直壁的每對側(cè)壁用于構(gòu)成平行于螺釘軸線的每個角槽，由此在構(gòu)成一個角槽的一個側(cè)壁與構(gòu)成與之相鄰的另一角槽的另一側(cè)壁的交匯處形成錐狀的弧形嚙合壁，每一個嚙合壁是朝著凹槽槽底向內(nèi)傾斜的圓錐面的一部分。
用于將槽頭螺釘擰入工件中的螺絲起子基本上必須包括可插配到凹槽中的凸出部。然而對用于上述優(yōu)選形式的槽頭螺釘來說，螺絲起子可以包括一個柄部和一個從柄部伸出的頭部，頭部的終端有一中心尖頂。頭部由8個沿螺絲起子軸向延伸的V形槽構(gòu)成，從而在兩兩相鄰V形槽之間共限定了8個刀口或棱邊。每個V形槽的槽底，即從相鄰刀口的根部的伸延部，也是一個錐狀的弧形壁，它可與螺釘凹槽中的任何嚙合壁的錐面緊密接觸。
在本發(fā)明的一個可選擇的實施例中，凹槽內(nèi)的每個錐狀弧形嚙合壁可以成形為徑向角槽的槽底，在此槽底，每個角槽的一對垂直側(cè)壁彼此相交。相應(yīng)地，螺絲起子的刀口頂部具有錐狀弧形壁，它可與凹槽中的弧形嚙合壁緊密接合。
由于相互配合的元件具有如上所述的形狀，所以當螺絲起子插入螺釘?shù)陌疾蹠r，螺絲起子的錐狀弧形壁能與凹槽中的嚙合壁緊密接合，從而一開始就確保了螺絲起子的緊固嚙合即咬緊，并且此后一直保持這種狀態(tài)而不會使之破壞。
在使用中，將一個扭矩施加到如此插配好的螺絲起子上，由此在緊密接觸的表面之間產(chǎn)生一定強度的摩擦力。此后，當施加一個超過該摩擦力的較高的扭矩時，螺絲起子將轉(zhuǎn)動一個非常小的角度，使得8個刀口的側(cè)面與螺釘凹槽中角槽的相應(yīng)側(cè)壁進入接觸，由此傳遞足夠的扭矩，以有力地旋擰槽頭螺釘。
圖1是本發(fā)明第一實施例的槽頭螺釘?shù)钠矫鎴D;
圖2是圖1所示槽頭螺釘?shù)牟糠执怪逼拭鎴D;
圖3是可與圖1所示槽頭螺釘配接的螺絲起子的部分透視圖;
圖4和圖5是放大的截面圖，表示了圖3中的螺絲起子插配并旋擰槽頭螺釘?shù)臓顟B(tài);
圖6是本發(fā)明第二實施例的槽頭螺釘?shù)钠矫鎴D;
圖7是圖6所示槽頭螺釘?shù)牟糠执怪逼拭鎴D;
圖8是可與圖6所示槽頭螺釘配接的螺絲起子的部分透視圖;
圖9是先有技術(shù)的槽頭螺釘?shù)钠矫鎴D;
圖10是先有技術(shù)的槽頭螺釘?shù)牟糠执怪逼拭鎴D。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
在圖1和圖2中，示出了一個槽頭螺釘10的主要部分，而圖3示出了一個可與成形在該槽頭螺釘中的凹槽12配接的螺絲起子20(以下簡稱起子)。
成形在螺釘頭部中用于接納起子的凹槽12具有8個角槽13，它們由兩個相互重疊的孔“A”和“B”構(gòu)成，這兩個孔的橫截面是方形的且繞槽頭螺釘?shù)妮S線O-O相互偏差45°相角。與圖9和圖10所示的先有技術(shù)的槽頭螺釘類似，每個角槽13基本上由一對側(cè)壁14a和14b限定，側(cè)壁14a和14b彼此垂直且延伸到凹槽12的錐形槽底15。
然而值得注意的是，在槽頭螺釘10中構(gòu)成每個角槽13的每對側(cè)壁14a和14b是平行于螺釘軸線O-O延伸的。
本發(fā)明的槽頭螺釘10的另一個特征是，屬于兩個相鄰角槽13和13的側(cè)壁14a和14b彼此相交，以在其間形成一個脊部。這些脊部向凹槽12的內(nèi)部凸出，提供弧形的嚙合壁16，嚙合壁16以平緩的角度(例如大約10°或更小)朝著凹槽12的槽底15逐漸向內(nèi)傾斜。弧形的嚙合壁16能加強起子20的咬緊功能，這一點下面將要說明。如圖1和2的虛線所示，每個嚙合壁16是一個圓錐表面“C”的一部分，該圓錐表面有一條與螺釘軸線O-O重合的中心線，嚙合壁16朝著凹槽12的槽底15向內(nèi)傾斜。
因此，每個弧形嚙合壁16的橫向?qū)挾葟钠渖隙?7朝其下端18是逐漸減小的，在下端18處，嚙合壁匯合到凹槽的槽底15。由于要根據(jù)螺釘頭11的厚度來適當?shù)卦O(shè)計凹槽12的深度，所以弧形嚙合壁16的下端18在每個壁16與槽底的交界處仍具有一定的寬度。
起子20在使用時必須與槽頭螺釘10中的凹槽12緊緊地接合，以便旋擰螺釘。因此起子必須具有類似于凹槽12的形狀，如圖3所示。
起子包括一個柄部21和一個從柄部整體伸出的頭部，頭部的頂端是一個中心尖頂22。位于尖頂22和柄部21之間的頭部成形為具有8個V形槽，這些V形槽沿起子的軸向延伸。這樣就形成了8個在橫截面上呈倒V字形的刀口23，用于與凹槽12中的角槽13配接。每個刀口23的側(cè)面24a和24b彼此垂直，這與角槽13的側(cè)壁14a和14b(如上所述，它們是相互垂直的)相類似。在每個V形槽的底部-屬于相鄰刀口23和23的側(cè)壁24a和24b在此處相互連接，有一個連接面25。這些連接面25是錐狀弧形壁，它們可與凹槽12中的類似的弧形嚙合壁16配接。換句話說，連接面(即弧形壁)25是凹槽12中弧形嚙合壁16所在的同一圓錐面“C”的一部分。
在使用槽頭螺釘10時，它以圖4所示的狀態(tài)接納插入凹槽12中的起子20。螺釘10的弧形嚙合壁16與起子20的連接面(即弧形壁)25構(gòu)成緊密接合，所有這些壁都是同一公共圓錐面“C”的一部分。因此，在所述壁16和25之間產(chǎn)生咬緊作用，而同時在角槽13的每個側(cè)壁14a或14b和每個對應(yīng)的側(cè)面24a或24b之間形成一個間隙“e”。間隙“e”可使起子滑順地插入凹槽12中。在初始咬緊狀態(tài)，加到起子20上的初始扭矩將由于相互咬住的起子和凹槽間的摩擦力而傳遞到槽頭螺釘10上。當作用在起子20上的扭矩超過這個摩擦力時，起子相對于槽頭螺釘10僅作小的轉(zhuǎn)動并占據(jù)圖5所示的位置。在這個狀態(tài)，8個刀口23的側(cè)面24a的外邊緣與構(gòu)成角槽13的側(cè)壁14a接觸。在此階段以后，所需強度的推進扭矩將施加到槽頭螺釘10上。由于扭矩傳遞側(cè)面24a和扭矩接收側(cè)壁14a都平行于軸線O-O延伸，所以不會產(chǎn)生沿起子20軸線方向的分力。也就是說，起子20只將旋擰扭矩施加到槽頭螺釘10上。顯然，起子20的強有力的轉(zhuǎn)動決不會導致起子“跳槽”，它能夠有效地傳遞必需的扭矩。因此，即使是當起子20高速轉(zhuǎn)動時，也能防止起子滑出凹槽12。
圖6和圖7示出了本發(fā)明第二實施例所提供的槽頭螺釘30。用于產(chǎn)生咬緊作用的嚙合壁31形成在每個角槽13的側(cè)壁14a和14b彼此交匯的地方，即在角槽13最外側(cè)的區(qū)域。此處的嚙合壁31是圓錐面“C”的一部分，圓錐面“C”朝著凹槽12的槽底15向內(nèi)傾斜并且有一條與螺釘軸線O-O重合的軸線，這一點與圖1-3所示的槽頭螺釘10類似。每個嚙合壁31在它與凹槽12的槽底15連接的下端33寬度最寬，而其上端匯入相鄰角槽13的兩個上側(cè)邊緣。
圖8示出了用于擰緊槽頭螺釘30的螺絲起子40，其中每個刀口23的頂部成形為錐狀的弧形壁41，它可與弧形的嚙合壁31緊密嚙合。與嚙合壁31類似，弧形壁41也是圓錐面“C”的一部分。
利用起子40擰緊槽頭螺釘30的操作基本上與圖1-3所示的用起子20擰緊螺釘10的操作相同。通過使弧形壁41與相應(yīng)的嚙合壁31相接觸就產(chǎn)生了咬緊作用。8個刀口23的側(cè)面的最外邊緣也將類似地與8個角槽13的側(cè)壁14a接觸，以便能把足夠的扭矩施加到螺釘30上，而不會導致起子40跳槽。
總之，上述改進的槽頭螺釘和可與之配接的螺絲起子能有效地確保在螺釘和起子之間提供充分強大的咬緊作用，同時能在其間傳遞大的扭矩，而不會使起子“跳槽”。因此，起子可以高速轉(zhuǎn)動，決不會產(chǎn)生任何問題。
本發(fā)明的槽頭螺釘和與之配接的螺絲起子的特點最適用于需要用大扭矩以非常高的速度旋擰的自攻螺釘。
權(quán)利要求
1.一種槽頭螺釘，包括一個成形在螺釘?shù)念^部中并可與一個螺絲起子配接的凹槽，該凹槽由多個嚙合壁和多個徑向槽限定，每個嚙合壁是一個朝著凹槽的槽底向內(nèi)傾斜的圓錐面的一部分，每個徑向槽位于兩相鄰嚙合壁之間，從該嚙合壁徑向向外延伸，并由平行于槽頭螺釘軸線的一個垂直壁限定。
2.一種螺絲起子，它具有可緊密地插配在如權(quán)利要求1所限定的凹槽中的凸出部。
3.一種槽頭螺釘，包括一個凹槽，它由橫截面為方形的兩個重疊的方孔構(gòu)成，兩個方孔關(guān)于槽頭螺釘軸線對稱設(shè)置且相互偏差45°相角，所述凹槽具有8個角槽，每個角槽由一對側(cè)壁限定且平行于槽頭螺釘?shù)妮S線延伸，錐狀的弧形嚙合壁，每個嚙合壁成形在構(gòu)成一個角槽的一個側(cè)壁與構(gòu)成與之相鄰的另一角槽的另一側(cè)壁交匯的地方，其中，每個嚙合壁是一個朝著凹槽槽底向內(nèi)傾斜的圓錐面的一部分。
4.一種可緊密地插配到如權(quán)利要求3所限定的槽頭螺釘?shù)陌疾壑械穆萁z起子，包括一個柄部，一個從柄部伸出的頭部，其頂端有一中心尖頂，該頭部包括8個沿螺絲起子軸向延伸的V形槽，8個刀口，每個刀口限定在兩個相鄰的V形槽之間，形成在每個V形槽槽底的連接面，用于連接相鄰刀口的根部，其中每個連接面是錐狀的弧形壁，它能與所述螺釘?shù)陌疾壑械娜魏螄Ш媳诘膱A錐面緊密接觸。
5.一種槽頭螺釘，包括一個凹槽，它由橫截面為方形的兩個重疊的方孔構(gòu)成，兩方孔關(guān)于槽頭螺釘軸線對稱地設(shè)置且相互偏差45°相角，所述凹槽具有8個角槽，每個角槽由一對側(cè)壁限定且平行于槽頭螺釘?shù)妮S線延伸，錐狀的弧形嚙合壁，每個嚙合壁成形在構(gòu)成每個角槽的側(cè)壁相互交匯的地方，其中，每個嚙合壁是朝著凹槽槽底向內(nèi)傾斜的圓錐面的一部分。
6.一種可緊密插配到如權(quán)利要求5所限定的槽頭螺釘?shù)陌疾壑械穆萁z起子，包括一個柄部，一個從柄部伸出的頭部，頭部的頂端有一個中心尖頂，該頭部包括8個沿螺絲起子軸向延伸的V形槽，8個刀口，每個刀口限定在兩相鄰V形槽之間，其中，每個刀口的頂部是一個錐狀的弧形壁，它能與所述螺釘?shù)陌疾壑械娜魏螄Ш媳诘膱A錐面緊密接觸。
全文摘要
一種槽頭螺釘，頭部有可與螺絲起子配接的凹槽，凹槽由弧形嚙合壁和角槽限定。每個嚙合壁是朝凹槽底向內(nèi)傾斜的圓錐面的一部分。角槽從相鄰嚙合壁徑向向外伸出。一對平行螺釘軸線的垂直側(cè)壁限定每個角槽。起子有可緊密插配到凹槽中的凸出部。凹槽由兩重疊方孔構(gòu)成，兩孔關(guān)于螺釘軸線對稱且偏差45°相角。嚙合壁位于側(cè)壁交匯的地方。起子有柄部和頭部，頭部有8個軸向V形槽，在兩V形槽間形成8個刀口。V形槽底或刀口頂有可與嚙合壁緊密接觸的弧形壁。
文檔編號F16B23/00GK1061839SQ9111110
公開日1992年6月10日 申請日期1991年11月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月26日
發(fā)明者新城克己 申請人:有限會社新城制作所