專利名稱：頭部開槽螺絲和與之相配的螺絲刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頭部開槽螺絲以及可與該螺絲的開槽頭部配合的螺絲刀，該頭部中有可承受螺絲刀轉(zhuǎn)矩的十字槽。
Phillip十字槽在許多國家中被用在某些類型螺絲中，現(xiàn)已在全世界流行開來。其頭部有公知十字槽的這些螺絲靠其十字槽確保轉(zhuǎn)矩的傳遞。螺絲刀可緊密、牢靠地插入十字槽中，從而高效旋緊或旋下這些螺絲。
但值得注意的是，對于某些淬火、硬化的自攻絲螺絲或自鉆孔螺絲會產(chǎn)生某些問題。這些螺絲在旋緊時需要很大推力。被廣泛使用的十字槽的螺絲刀附著區(qū)一般在所述槽的中心區(qū)域，因此推力承受面積較小。因此，旋緊轉(zhuǎn)矩生成的很大彎矩主要作用在每一開槽螺絲頭的這類很小區(qū)域上。但是，所述螺絲頭很硬，造成螺絲刀的十字槽附著部過早嚴重磨損，使得螺絲刀與十字頭的附著嚙合的可靠性降低。另一個問題是，電動機驅(qū)動或自動螺絲刀常常會由于由非熟練工造成的轉(zhuǎn)矩過大而發(fā)生斷裂和/或滑牙。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)所固有的問題，已有人提出用改進的十字槽取代螺絲頭的這種簡單十字槽，螺絲刀也相應(yīng)作出改進。螺絲頭中經(jīng)改進的槽可傳遞更大轉(zhuǎn)矩(例如見日本專利公開公報No.3-292407、日本專利公報No.737805和美國專利No.5,020,954)。
鑒于上述背景，本發(fā)明的一個目的是提供其頭部開槽的一種螺絲及相配螺絲刀，螺絲頭中的十字槽稍加改進，但可傳遞更大轉(zhuǎn)矩，同時附著區(qū)增大，以承受更大推力。
為了實現(xiàn)這一目的，螺絲頭頂部中的十字槽包括一中心區(qū)和從所述中心區(qū)沿徑向伸展、圍繞該區(qū)的四個凹槽，每一凹槽向一位于該中心區(qū)徑向外部的錐形底面斜行而減小其寬度。每一凹槽由互相面對、傳遞轉(zhuǎn)矩的兩側(cè)壁和該錐形底面構(gòu)成，該錐形底面互連兩側(cè)壁的外邊緣。所述錐形底面的寬度大于具有相同凹槽長度的公知標準十字槽中的凹槽的錐形底壁的相應(yīng)寬度。本發(fā)明十字槽的兩側(cè)壁的徑向長度(或深度)小于錐形底面的寬度。各由相鄰凹槽的相鄰側(cè)壁的交線構(gòu)成的兩內(nèi)邊緣之間的距離至少為錐形底面寬度的1.5倍。該十字槽的每一凹槽的兩側(cè)壁之一位于與該螺絲軸線平行的一平面內(nèi)，該側(cè)壁處于螺絲旋緊方向上的前方。每一凹槽的錐形底面最好與螺絲軸線斜交成一約為5°的角，從而形成一錐形附著面。
或者，處于螺絲旋緊方向后方的另一側(cè)壁也可與螺絲軸線斜交成一約為10°的角。該側(cè)壁也形成一代替該錐形底面的附著平面，也實現(xiàn)上述同一目的。
也由本發(fā)明提供的螺絲刀包括一與十字槽中心區(qū)配合的尖端和從該尖端外周伸展、與十字槽中的四個凹槽配合的四個凸起(即傳動翼片)。
在旋緊本發(fā)明螺絲時，必須使用專門設(shè)計成與該螺絲配合的螺絲刀。但是，在因維修或拆卸而旋松螺絲時，可不使用本發(fā)明螺絲刀，而使用任何公知十字頭或方頭螺絲刀。
圖1為其頭部中有本發(fā)明十字槽的螺絲的俯視圖；圖2為該螺絲的局部剖視的局部正視圖；圖3為用來旋緊該螺絲的螺絲刀的局部正視圖；圖4為螺絲刀插入螺絲的十字槽中時的局部剖視的局部正視圖；圖5為公知螺絲的俯視圖，其頭部中有公知十字槽；圖6a為具有本發(fā)明十字槽的螺絲的俯視圖；圖6b為具有公知十字槽的公知螺絲的俯視圖，以與本發(fā)明十字頭螺絲作比較；圖7為用公知十字頭螺絲刀旋松本發(fā)明十字頭螺絲的俯視圖，該公知十字頭螺絲刀用其橫截面表示；圖8為與圖7對應(yīng)的正視圖，但該螺絲用其垂直截面表示；圖9為用公知方頭螺絲刀旋松本發(fā)明十字頭螺絲的俯視圖，該公知方頭螺絲刀用其橫截面表示；圖10為本發(fā)明另一實施例的十字頭螺絲的俯視圖；圖11為圖10螺絲的局部垂直剖視的局部正視圖；以及圖12為用于該另一實施例的螺絲的螺絲刀的局部正視圖。
下面結(jié)合


本發(fā)明一些優(yōu)選實施例。
圖1和2示出了帶有根據(jù)本發(fā)明形成的開槽頭部的一螺絲1。螺絲桿2頂部上的螺絲頭3的頂面上刻有一具有本發(fā)明所要說明的十字槽4。十字槽4包括一中心區(qū)5，從該中心區(qū)以90°等角距沿徑向向外伸出4個凹槽6。每一凹槽6由兩相對側(cè)壁7和8以及一位于中心區(qū)徑向外部的錐形底面9構(gòu)成。錐形底面9互連兩側(cè)壁，這兩側(cè)壁用來傳遞轉(zhuǎn)矩。這些特征與圖5中所示的廣泛使用的具有十字槽104的公知標準螺絲所固有的特征幾乎是一致的。但是，如果與具有與本發(fā)明螺絲十字槽相同長度M的十字槽104、且由一中心區(qū)105和凹槽106構(gòu)成的公知螺絲相比較，本發(fā)明螺絲具有下文詳述的特征。
十字槽4中每一凹槽6的錐形底面9的寬度A大于公知的標準十字槽104中每一凹槽106的相應(yīng)錐形底面109的寬度a。在本發(fā)明中，每一凹槽6的兩側(cè)壁的徑向長度(或深度)B小于寬度A。各由相鄰凹槽6的相鄰側(cè)壁7和8的交線構(gòu)成的兩內(nèi)邊緣之間的距離C等于或大于寬度A的1.5倍。因此，陡斜側(cè)壁7和8各正對部分之間的寬度向著中心區(qū)5不是逐漸變大，而是急劇變大。因此，本發(fā)明中心區(qū)5比公知十字槽104的中心區(qū)105大得多。
從圖6a和6b可看到，本發(fā)明十字槽4(圖6a)的形狀和大小與公知十字槽104(圖6b)明顯不同。兩種十字槽的長度M相同，都為4.5mm，公知十字槽104符合日本工業(yè)標準(JIS)，并廣泛使用。
每一凹槽6的至少一個側(cè)壁7位于一與具有本發(fā)明十字槽4的螺絲的軸線平行的平面內(nèi)。使用時，一側(cè)壁7抵靠旋緊螺絲的螺絲刀。在圖1和2所示螺絲1中，在使用時抵靠旋松所述螺絲的螺絲刀的另一側(cè)壁8同樣位于與螺絲軸線平行的另一平面中。另一方面，其中心線與螺絲軸線對齊的凹槽錐形底面9與螺絲軸線斜交成一約為5°、最好為5°46′的角α(見圖2)，以便形成一錐形附著面。
圖3所示本發(fā)明螺絲刀20插入螺絲十字槽4中專用于旋緊螺絲1。該螺絲刀包括其形狀與十字槽的中心區(qū)5相配的一尖端21和4個與該尖端的外周連成一體的凸脊(即傳動翼片)22。與4個凹槽6中任一個凹槽嚙合的每一凸脊包括兩相對側(cè)面23、24，這兩個側(cè)面以與每一凹槽兩側(cè)壁7、8的相同角度傾斜。每一凸脊22的一外表面25為一錐形面的一部分，該錐形面以與凹槽6的錐形底面9的相同角度α傾斜。每一凸脊22的相對兩根部之間的寬度C大于該外表面的寬度而與每一凹槽兩內(nèi)邊緣之間的距離C一致。
圖4示出螺絲刀20插入十字槽4中，以便旋緊螺絲1。十字槽的凹槽6的錐形底面9為一錐形面的一部分，該錐形面的中心線與螺絲軸線對齊。同樣，螺絲刀的凸脊(即傳動翼片)22的外表面25為同一錐形面的一部分，其軸線與螺絲刀20的軸線對齊。因此，即使每一凸脊22的側(cè)面23或24與每一凹槽6的側(cè)壁7或8之間存在微小間隙，所有凸脊22也會在圓周方向上沿各自的錐形底面9滑動。因此外表面25與凹槽6的寬大錐形底面保持良好接觸。從而確保螺絲刀與十字槽有很大附著面積以承受很大推力。同時，螺絲刀旋緊螺絲的4個凸脊(即傳動翼片)22的‘前方’側(cè)面23抵靠被旋緊螺絲中的凹槽6的面向‘后方’的側(cè)壁7。術(shù)語‘前方’和‘后方’是指螺絲在旋緊方向上的位置。從而位于一與螺絲軸線平行的平面中的側(cè)壁7承受并傳遞很大轉(zhuǎn)矩，力幾乎無任何損耗，也不用害怕螺絲刀20會發(fā)生所謂的‘滑牙’。
當旋松和旋下如此旋緊的螺絲1時，最好使用本發(fā)明專門設(shè)計的螺絲刀20，但也可使用任何其他公知的標準十字頭之類螺絲刀。
圖7和圖8示出了一廣泛使用的十字頭螺絲刀30插入在螺絲1的十字槽4中。該螺絲刀的4個凸脊(或傳動翼片)31很薄，因此它們與凹槽的相對側(cè)壁7和8之間有很大間隙。當轉(zhuǎn)動十字頭螺絲刀30旋松螺絲1時，每一凸脊31的外端抵靠其時在螺絲被旋松方向上位于‘前方’的側(cè)壁8。由于旋松螺絲所需轉(zhuǎn)矩比旋緊螺絲時小，因此象螺絲刀30之類的公知螺絲刀可承受旋松轉(zhuǎn)矩。
圖9示出一廣泛使用的方頭螺絲刀40插入螺絲1的十字槽4中。該十字槽4的中心區(qū)5足夠大，因此其尺寸大到足以傳遞旋松該螺絲所需轉(zhuǎn)矩的方頭螺絲刀可插入其中。
圖10和圖11示出本發(fā)明一修正的螺絲11，其十字槽與上述不同。該螺絲11的結(jié)構(gòu)與圖1和2所示螺絲基本相同，因此用同一標號表示的相同或相似部件而不再贅述。在螺絲旋松方向上每一凹槽6中一‘前方’側(cè)壁8’位于另一側(cè)壁的前方。這樣的前方側(cè)壁在該例中用作附著面取代上述實施例螺絲1的凹槽6中的錐形附著面或底面9。
確切說，凹槽6的‘前方’側(cè)壁8’與螺絲軸線斜交成一約為10°的角β，從而形成附著平面。該例中每一凹槽的錐形底面9’與所述螺絲軸線斜交成一約為15-20°的角γ。這些錐形底面9’用來引導螺絲刀20’平滑地插入十字槽中。
圖12示出專用于插入螺絲11的十字槽4中旋緊該螺絲的螺絲刀20’。該螺絲刀20’的結(jié)構(gòu)與圖3所示螺絲刀20基本相同，因此用同一標號表示的相同或相似部件而不再贅述。
該螺絲刀20’的4個凸脊(即傳動翼片)22的‘前方’側(cè)面24’同樣與螺絲軸線斜交成一約為10°的角β，以與螺絲11的側(cè)壁8’一致。該例中各凸脊的外表面25’與該螺絲刀20’的軸線斜交成一約為15-20°的角γ。
因此，當螺絲刀20’插入十字槽4中旋緊螺絲11時，4個凸脊22的傾斜側(cè)面24’將與凹槽6在旋松方向上位于前方的傾斜側(cè)壁8’保持良好接觸。從而確保螺絲刀與十字槽有很大附著面積以承受很大推力。同時，螺絲刀旋緊螺絲的4個凸脊(即傳動翼片)22的‘前方’側(cè)面23抵靠被旋緊螺絲中的凹槽6的面向‘后方’的側(cè)壁7。‘前方’和‘后方’指螺絲旋緊方向上的位置。從而位于一與螺絲軸線平行的平面中的側(cè)壁7承受并傳遞很大轉(zhuǎn)矩，力幾乎無任何損耗，也不用害怕螺絲刀20’會發(fā)生所謂的‘滑牙’。
當旋松和旋下如此旋緊的螺絲11時，與上面第一實施例所述螺絲1一樣，最好使用本發(fā)明專門設(shè)計的螺絲刀20’，但也可使用任何其他標準十字頭30、方頭40等公知螺絲刀。
總之，本發(fā)明螺絲十字頭中的4個凹槽較之廣泛使用的標準十字槽中的凹槽淺而寬。特別是，各由相鄰凹槽的相鄰側(cè)壁的交線構(gòu)成的兩內(nèi)邊緣之間的距離或?qū)挾缺裙萁z大得多。依靠這一特征，與本發(fā)明十字槽嚙合的本發(fā)明螺絲刀的凸脊(即傳動翼片)的厚度足以能傳遞和承受與一更大推力相伴的更大轉(zhuǎn)矩。兩相對側(cè)壁中位于旋緊方向前方的一側(cè)壁位于一與螺絲軸線平行的平面中，因此所傳遞的更大轉(zhuǎn)矩不會造成螺絲刀‘滑牙’問題。
此外，在本發(fā)明中，4個凹槽的錐形底面或在旋緊方向上的后方側(cè)壁總的來說用作附著面。該附著面比公知十字槽中位于該十字槽的中心區(qū)處的附著面大得多。因此，螺絲刀可更牢靠地‘附著’于本發(fā)明的十字槽。根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案限定的一個方面，該錐形底面用作該附著面，每一凸脊的側(cè)面與每一凹槽的側(cè)壁之間可以有微小間隙。由于所有凸脊分別在圓周方向上沿各自的錐形底面滑動，因此間隙決無不利影響，從而確保獲得滿意的附著效果。
另一方面，在旋松或旋下旋緊的螺絲時不僅可使用本發(fā)明專用螺絲刀，也可使用任何公知十字頭螺絲刀。由于本發(fā)明十字槽的中心區(qū)很大，因此可使用方頭扳手旋松本發(fā)明螺絲，因此本發(fā)明螺絲的使用更方便。
權(quán)利要求
1.一種頭部開槽螺絲，該螺絲包括一形成在該頭部的頂部中的十字槽，該十字槽包括一中心區(qū)和從該中心區(qū)徑向伸展的四個凹槽，其特征在于，每一凹槽呈錐形，從而其寬度向一位于該中心區(qū)徑向外部的錐形底面減小，每一凹槽由互相面對、傳遞轉(zhuǎn)矩的兩側(cè)壁和該錐形底面構(gòu)成，該錐形底面互連兩側(cè)壁的外邊緣，該錐形底面的寬度(A)大于具有相同凹槽長度(M)的公知標準十字槽中的各凹槽的相應(yīng)錐形底部的寬度(a)；兩側(cè)壁的徑向長度(B)小于寬度(A)；以及，各由相鄰凹槽的相鄰側(cè)壁的交線構(gòu)成的兩內(nèi)邊緣之間的距離(C)至少為寬度(A)的1.5倍，每一凹槽的兩側(cè)壁之一位于一與該螺絲軸線平行的平面內(nèi)，該側(cè)壁在螺絲旋緊方向上位于前方，而且，每一凹槽的錐形底面與螺絲軸線斜交成一約為5°的角，從而形成一錐形附著面。
2.一種螺絲刀，其特征在于，包括一與根據(jù)權(quán)利要求1所述的十字槽的中心區(qū)相配的尖端和從該尖端外周伸展、與根據(jù)權(quán)利要求1所述的四個凹槽相配的四個凸起。
3.一種頭部開槽螺絲，該螺絲包括一形成在該頭部的頂部中的十字槽，該十字槽包括一中心區(qū)和從該中心區(qū)徑向伸展的四個凹槽，其特征在于，每一凹槽呈錐形，從而其寬度向一位于該中心區(qū)徑向外部的錐形底面減小，每一凹槽由互相面對、傳遞轉(zhuǎn)矩的兩側(cè)壁和該錐形底面構(gòu)成，該錐形底面互連兩側(cè)壁的外邊緣，該錐形底面的寬度(A)大于具有相同凹槽長度(M)的公知標準十字槽中的各凹槽的相應(yīng)錐形底部的寬度(a)；兩側(cè)壁的徑向長度(B)小于寬度(A)；以及，各由相鄰凹槽的相鄰側(cè)壁的交線構(gòu)成的兩內(nèi)邊緣之間的距離(C)至少為寬度(A)的1.5倍，每一凹槽的兩側(cè)壁之一位于一與該螺絲軸線平行的平面內(nèi)，該側(cè)壁在螺絲旋緊方向上位于前方，而且，在旋緊方向上位于后方的另一側(cè)壁位于另一平面中，該另一平面與螺絲軸線斜交成一約為10°的角，從而形成一附著平面。
4.一種螺絲刀，其特征在于，包括一與根據(jù)權(quán)利要求3所述的十字槽的中心區(qū)相配的尖端和從該尖端外周伸展、與根據(jù)權(quán)利要求3所述的四個凹槽相配的四個凸起。
全文摘要
一種頭部開槽螺絲包括一個十字槽,該槽包括一中心區(qū)和四個凹槽。凹槽寬度向一外部錐形底面減小,該底面和兩相對側(cè)壁構(gòu)成凹槽。錐形底面寬度A大于長度M相同的標準十字槽中的寬度a。兩側(cè)壁的長度B小于寬度A,側(cè)壁交線間距離C等于或大于寬度A的1.5倍。一側(cè)壁位于與螺絲軸線平行的平面內(nèi),并在旋緊方向上位于前方。錐形底面與螺絲軸線斜交成5°。該改進的十字槽被一與其相配的螺絲刀轉(zhuǎn)動時可傳遞更大轉(zhuǎn)矩、提供更大附著面。
文檔編號F16B23/00GK1257971SQ99125478
公開日2000年6月28日 申請日期1999年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者新城克己 申請人:有限會社新城制作所