一種自攻螺釘以及制造所述自攻螺釘?shù)姆椒?br>【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自攻螺釘以及制造所述自攻螺釘?shù)姆椒?。根?jù)本發(fā)明的自攻螺釘包括頭部和從頭部延伸出的桿。桿包括緊接在頭部下方的圓柱形桿和跟隨圓柱形桿的端部的截錐形桿，圓柱形桿設(shè)置有多個第一外螺紋，截錐形桿設(shè)置有跟隨第一外螺紋的多個第二外螺紋，并且第二外螺紋中的每一個的頂部設(shè)置有具有凹凸形式的咬合表面。
【專利說明】
一種自攻螺釘以及制造所述自攻螺釘?shù)姆椒?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種自攻螺釘，所述自攻螺釘設(shè)置有外螺紋，所述外螺紋用于在導向孔的內(nèi)周表面上塑性地形成內(nèi)螺紋。
【背景技術(shù)】
[0002]在旋擰開始時，這種自攻螺釘迫使其首先與無內(nèi)螺紋的導向孔的內(nèi)周表面接觸的外螺紋咬合進內(nèi)周表面，使得自攻螺釘在保持其旋擰姿勢的同時平滑地引導隨后的外螺紋，并在導向孔的內(nèi)周表面上塑性地形成內(nèi)螺紋。
[0003]JP 3338649 BI公開了一種自攻螺釘，所述自攻螺釘?shù)臈U形成為使得桿的橫截面從緊接在頭部之下部分的圓形橫截面變化為端部部分的等邊三角形橫截面，所述自攻螺釘?shù)脑跅U的具有等邊三角形橫截面的端部側(cè)的外周表面上形成的外螺紋頂部形成為平坦的表面形狀，其完整性隨著接近桿端部而降低，并且所述自攻螺釘改善了在通過使用具有平坦表面形狀頂部的外螺紋進行旋擰的開始時刻的咬合性能并保持了旋擰姿勢。
[0004]然而，在JP3338649 BI中公開的自攻螺釘中，首先與導向孔的內(nèi)周表面接觸的具有平坦表面形狀頂部的外螺紋沒有被足夠地升高以使其被稱為“陽螺紋”，并且其只不過是被升高以稍微增大桿端部的外徑的帶狀。因此，雖然改善了初始咬合性能，但是其效果是有限的。
[0005]如上所述，這種平坦表面形狀的頂部可能無法塑性地形成合適的內(nèi)螺紋并且平滑地引導隨后的外螺紋。
[0006]此外，具有平坦表面形狀頂部的外螺紋形成在具有等邊三角形橫截面的桿的外周上，使得只有在等邊三角形的頂點處的外螺紋部分有助于塑性成形，以便形成內(nèi)螺紋。同樣就此而言，可能無法通過塑性成形形成合適的內(nèi)螺紋。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明提供了一種自攻螺釘以及制造所述自攻螺釘?shù)姆椒?，所述自攻螺釘和制造所述自攻螺釘?shù)姆椒ㄓ行У亟鉀Q了上述傳統(tǒng)自攻螺釘?shù)膯栴}并且改善了初始咬合性能。
[0008]簡言之，根據(jù)本發(fā)明的自攻螺釘包括頭部和從頭部延伸出的桿;所述桿包括緊接在頭部下方的圓柱形桿和跟隨圓柱形桿的端部的截錐形桿;圓柱形桿設(shè)置有多個第一外螺紋;截錐形桿設(shè)置有跟隨所述第一外螺紋的多個第二外螺紋;每一個第二外螺紋的頂部均設(shè)置有呈凹凸形式的咬合表面;并且所述咬合表面構(gòu)造成咬入導向孔的內(nèi)周表面，因此，初始咬合性能通過咬合表面而改善并且保持了適當?shù)男龜Q姿勢。
[0009]自攻螺釘優(yōu)選構(gòu)造成使得在圓柱形桿的端部部分上形成的多個第一外螺紋沿圓周方向以規(guī)則的間隔設(shè)置有多個無螺紋部，并且使得在截錐形桿上形成的多個第二外螺紋沿圓周方向以規(guī)則的間隔設(shè)置有多個無螺紋部，因此，第一外螺紋上的無螺紋部和第二外螺紋上的無螺紋部兩者均在不降低咬合表面的初始咬合性能的情況下減小初始扭矩，并且平滑地引導隨后的外螺紋，從而允許平滑的塑性成形以形成內(nèi)螺紋。
[0010]還提供了一種制造根據(jù)本發(fā)明的自攻螺釘?shù)姆椒ǎ鲎怨ヂ葆敯^部和從頭部延伸出的桿，并且所述自攻螺釘構(gòu)造成使得桿包括緊接在頭部下方的圓柱形桿和跟隨圓柱形桿的端部的截錐形桿，圓柱形桿設(shè)置有多個第一外螺紋，截錐形桿設(shè)置有跟隨第一外螺紋的多個第二外螺紋，并且所述第二外螺紋中的每一個的頂部設(shè)置有具有凹凸形式的咬合表面。所述制造自攻螺釘?shù)姆椒?其包括下列步驟A至D)可容易地并適當?shù)匦纬傻诙饴菁y。
[0011]A)形成設(shè)置有桿的坯件，所述桿包括圓柱形桿和截錐形桿，
[0012]B)在一對滾壓模板件(rolling die plate)的每個相對的滾壓表面上形成豎直表面和傾斜表面，所述傾斜表面跟隨豎直表面的下端部并且被傾斜成使其與另一個相對的滾壓表面的間隙變窄，
[0013]C)將滾壓表面的傾斜表面的錐角設(shè)定為比坯件的截錐形桿的錐角小，和
[0014]D)在所述滾壓表面的傾斜表面與在所述一對滾壓模板件的滾壓表面之間的所述截錐形桿的外周表面上的外螺紋起點位置相接觸的狀態(tài)下執(zhí)行滾壓，并且通過滾壓形成第一外螺紋和具有咬合表面的第二外螺紋。
[0015]優(yōu)選地，坯件沿圓周方向以規(guī)則的間隔設(shè)置有跨越圓柱形桿和截錐形桿的多個平坦部分。平坦部分用于沿著圓周方向以規(guī)則的間隔在圓柱形桿的端部部分的多個第一外螺紋上形成多個無螺紋部，并且用于沿圓周方向以規(guī)則的間隔在截錐形桿的多個第二外螺紋上形成多個無螺紋部。
[0016]本發(fā)明能夠提供一種自攻螺釘，所述自攻螺釘利用在桿端部處具有咬合表面的第二外螺紋獲得適當?shù)某跏家Ш闲阅?。具有咬合表面的第二外螺紋能夠以適當?shù)厣叩姆绞叫纬伞?br>[0017]另外，由于咬合表面不會無意中損壞導向孔的內(nèi)周表面，因此可以有效地防止碎肩的產(chǎn)生。
[0018]通過在具有咬合表面的第二外螺紋上形成多個無螺紋部，能夠獲得初始咬合性能的改善和初始扭矩的降低。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的自攻螺釘?shù)那耙晥D；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明的自攻螺釘?shù)耐敢晥D；
[0021 ]圖3是桿的放大剖視圖；
[0022]圖4A示出了當桿端部插入導向孔的內(nèi)周表面時外螺紋與導向孔的內(nèi)周表面的接合，圖4B示出了當桿從圖4A所示位置旋轉(zhuǎn)180度時外螺紋與導向孔的內(nèi)周表面的接合，并且圖4C示出了當桿從圖4A所示位置旋轉(zhuǎn)360度時外螺紋與導向孔的內(nèi)周表面的接合；
[0023]圖5A是坯件(即螺釘材料)的前視圖，而圖5B是坯件的仰視圖；
[0024]圖6A至圖6C示出了以下情況:通過將坯件的桿夾在一對滾壓模板件之間進行滾壓來制成外螺紋，其中，圖6A示出了滾壓開始的情況，圖6B示出了執(zhí)行滾壓的情況，和圖6C示出了滾壓完成的情況；
[0025]圖7是滾壓模板件的滾壓表面的放大表面視圖；
[0026]圖8是滾壓模板件的滾壓表面的放大剖視圖；和
[0027]圖9A和圖9B示出了坯件和一對滾壓模板件之間的關(guān)系，其中，圖9A示出了滾壓開始的情況，并且圖9B示出了滾壓完成的情況。
【具體實施方式】
[0028]現(xiàn)在將參考圖1至圖9A和圖9B描述本發(fā)明的最佳模式。
[0029]如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的自攻螺釘具有以下基本結(jié)構(gòu):其包括頭部I和桿2，頭部I具有與螺絲刀刀頭的頂端接合的接合槽，桿2從頭部I的下表面的中心延伸出，桿2的外周表面設(shè)置有單個外螺紋3。
[0030]桿2包括緊接在頭部下方的圓柱形桿2a和跟隨圓柱形桿2a的端部(即下端部)的截錐形桿2b。因此，根據(jù)本發(fā)明的自攻螺釘?shù)臈U2在圓柱形桿2a中具有從其近端到其遠端直徑相同的、垂直于桿2的圓形橫截面，并且在截錐形桿2b中具有朝向其端部直徑越來越小的、垂直于桿2的圓形橫截面。
[0031]外螺紋3包括形成在圓柱形桿2a的外周表面上的多個第一外螺紋3a和形成在截錐形桿2b的外周表面上的多個第二外螺紋3b，其中，第一外螺紋3a和第二外螺紋3b是連續(xù)的。
[0032]此外，第二外螺紋3b中的每一個的頂部設(shè)置有具有凹凸形式的咬合表面4。如圖3所示，咬合表面4具有在上端部處的上凸部4a和在下端部處的下凸部4b并且具有在上凸部4a和下凸部4b之間的凹部4c，其中，凹部4c還具有微觀不規(guī)則的粗糙表面，從而有助于改善初始咬合性能并通過使導向孔的內(nèi)周表面適當?shù)厮苄宰冃味乐够驕p少碎肩的產(chǎn)生。上凸部4a稍微地突出到下凸部4b的外側(cè)。
[0033]優(yōu)選地，第二外螺紋3b形成為使得其高度朝著截錐形桿2b的端部降低，并且在第二外螺紋3b的頂部上的咬合表面4的上凸部4a和下凸部4b的突出高度也形成為朝著其端部降低，從而改善初始咬合性能并降低初始扭矩。
[0034]而且，如圖1和圖2所示，在圓柱形桿2a的端部部分上形成的多個第一外螺紋3a和在截錐形桿2b上形成的多個第二外螺紋3b沿圓周方向以規(guī)則的間隔設(shè)置有多個無螺紋部5。
[0035]更具體地，在圓柱形桿2a的端部部分上形成的第一外螺紋3a沿圓周方向以規(guī)則的間隔設(shè)置有頂部以凹曲面狀凹進的第一無螺紋部5a，并且，跟隨具有無螺紋部5a的第一外螺紋3a的第二外螺紋3b設(shè)置有頂部或上下側(cè)面(flanks)以凹曲面狀凹進的第二無螺紋部5b ο
[0036]第一無螺紋部5a和第二無螺紋部5b形成為布置在桿2的相同母線上，在各第一無螺紋部5a之間和在各第二無螺紋部5b之間具有相同的周向間隔。本實施例示出了:對一個第一外螺紋3a而言，以120度間隔形成了三個第一無螺紋部5a;并且同樣地，對一個第二外螺紋3b而言，以120度間隔形成了三個第二無螺紋部5b。
[0037]第二無螺紋部5b防止因第二外螺紋3b的咬合表面4而導致的初始扭矩的增加，而第一無螺紋部5a有助于減小跟隨第二外螺紋3b的第一外螺紋3a的旋擰扭矩。
[0038]第一外螺紋3a中的除了具有第一無螺紋部5a的第一外螺紋3a之外的其它多個第一外螺紋3a在圓柱形桿2a的外周表面上形成為相同的螺紋高度(如圖1至圖3所示)，并且跟隨第二外螺紋3b和具有第一無螺紋部5a的第一外螺紋3a而旋擰。因此，通過塑性成形而形成精確的內(nèi)螺紋。根據(jù)一些方面，除了具有第一無螺紋部5a的第一外螺紋3a之外的其它第一外螺紋3a的部分可以任意地設(shè)置有稍微向外突出的膨脹頂部。
[0039]下文描述在使用根據(jù)本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的自攻螺釘時咬合進導向孔的內(nèi)周表面的初始咬合性能。
[0040]在使用根據(jù)本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的自攻螺釘時，桿2的端部(S卩，截錐形桿2b的端部)首先插入導向孔11的內(nèi)周表面Ila(如圖4A所示)，并且，在形成在截錐形桿2b上的第二外螺紋3b的頂部處的咬合表面4與導向孔的內(nèi)周表面11 a接合。
[0041]S卩，根據(jù)導向孔的內(nèi)周表面Ila的內(nèi)徑，第二外螺紋3b中的任一個的咬合表面4牢固地咬入導向孔的內(nèi)周表面11a，從而適當?shù)乇３肿怨ヂ葆數(shù)男龜Q姿勢。
[0042]此時，咬合表面4的上凸部4a或上凸部4a與下凸部4b這兩個凸部咬入導向孔的內(nèi)周表面I Ia，通過咬合而塑性地變形的內(nèi)周表面I Ia的材料的部分與凹部4c接觸并接合，并且包括上凸部4a和下凸部4b以及凹部4c的咬合表面4咬入導向孔的內(nèi)周表面11a。這防止了導向孔的內(nèi)周表面Ila無意中被損壞，并同時實現(xiàn)了適當?shù)某跏家Ш闲阅堋?br>[0043]如上所述，第二外螺紋3b設(shè)置有第二無螺紋部5b，這允許咬合表面4獲得初始咬合性能并減小初始扭矩。
[0044]然后，當自攻螺釘如圖4B和圖4C所示被轉(zhuǎn)動和旋擰時，咬入導向孔的內(nèi)周表面IIa的第二外螺紋3b塑性地形成內(nèi)螺紋并將隨后的第一外螺紋3a引導入塑性地形成的內(nèi)螺紋中。就此而言，跟隨第二外螺紋3b的第一外螺紋3a設(shè)置有如上所述的第一無螺紋部5a，并且第一無螺紋部5a允許以小扭矩旋擰第一外螺紋3a。
[0045]此后，不具有第一無螺紋部5a的第一外螺紋3a繼續(xù)塑性地形成精確的內(nèi)螺紋，并且完成旋抒，使得第一外螺紋3a被一直抒到桿2的近端。
[0046]如上所述，本發(fā)明的自攻螺釘不僅能夠通過第二外螺紋3b獲得初始咬合性能，而且不會無意中損壞導向孔的內(nèi)周表面11a，從而防止或減少碎肩的產(chǎn)生。自攻螺釘在用第二外螺紋3b對內(nèi)螺紋進行粗加工的同時引導隨后的第一外螺紋3a，并且第一外螺紋3a塑性地形成精確的內(nèi)螺紋。
[0047]現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的制造具有上述結(jié)構(gòu)的自攻螺釘?shù)姆椒ā?br>[0048]圖5示出了用來制造螺釘?shù)呐骷?。坯件包括頭部I和桿2，頭部I具有與螺絲刀刀頭的頂端接合的接合槽，桿2從頭部I的下表面的中心延伸出，并且桿2形成為具有這樣的結(jié)構(gòu)，其包括緊接在頭部I下方的圓柱形桿2a和跟隨圓柱形桿2a的端部的截錐形桿2b。坯件通過已知的鐓鍛法(heading method)形成。
[0049]在圖5A中，Θ1表示截錐形桿2b的錐角，并且O表示外螺紋起點位置，S卩，外螺紋3(第二外螺紋3b)在截錐形桿2b的外周表面上起始的水平面。外螺紋起點位置O沒必要位于截錐形桿2b的外周表面的端部處，并且其根據(jù)一些方面可以任意地設(shè)置在外周表面的中間部分處。
[0050]跨越圓柱形桿2a和截錐形桿2b的部分，S卩，跨越圓柱形桿2a的遠端側(cè)(下側(cè))和截錐形桿2b的近端側(cè)(上側(cè))的部分沿圓周方向以規(guī)則的間隔設(shè)置有用于形成無螺紋部5的多個平坦部分6。平坦部分6的寬度、面積或數(shù)量根據(jù)期望的無螺紋部5的尺寸、形狀和數(shù)量適當?shù)卣{(diào)整。
[0051]在本發(fā)明中，通過在桿2(圓柱形桿2a和截錐形桿2b)的外周表面上滾壓而形成單獨的外螺紋3。即，如圖6所示，安裝在滾壓機上的一對滾壓模板件21A、21B通過在滾壓模板件21A、21B的滾壓表面22之間滾壓坯件的桿2而在桿2的外周表面上形成外螺紋3。
[0052 ]更具體地，一個模板件21A被稱為移動側(cè)模板件而另一個模板件21B被稱為固定側(cè)模板件。如圖6A所示，固定側(cè)模板件21B的滾壓表面22的左端部與移動側(cè)模板件21A的滾壓表面22的右端部相對，并且相對的滾壓表面22將坯件的桿2保持在它們之間。然后，如圖6B所示，通過將移動側(cè)模板件21A向右移動，桿2的外周表面上的坯件材料塑性地變形以在桿2的外周表面上形成外螺紋3。隨后，如圖6C所示，當移動側(cè)模板件21A的滾壓表面22已經(jīng)通過固定側(cè)模板件21B的右端部時滾壓完成。
[0053]如圖7所示，所述一對滾壓模板件21A、21B的兩個滾壓表面22均設(shè)置有用于形成外螺紋的多個槽23，其中，槽23以導程角α傾斜。通過調(diào)整槽23的寬度、深度、間距等在坯件的桿2上形成期望的外螺紋3。
[0054]在本發(fā)明中，如圖8所示，滾壓表面22設(shè)置有豎直表面22a和傾斜表面22b，傾斜表面22b跟隨豎直表面22a的下端部并且被傾斜成使其與另一個相對的滾壓表面22的間隙變窄。
[0055]傾斜表面22b的錐角Θ2被設(shè)定為比坯件的截錐形桿2b的上述錐角Θ1小。傾斜表面22b的豎直長度被適當?shù)卣{(diào)整，使得傾斜表面22b能夠與截錐形桿2b的外周表面上的外螺紋起點位置O接觸。
[0056]因此，如圖9A所示，在每個滾壓表面22的傾斜表面22b與坯件的截錐形桿2b的外周表面上的外螺紋起點位置O接觸的狀態(tài)下開始滾壓。
[0057]當以如圖6A-6C所述的方式執(zhí)行滾壓時，在高于外螺紋起點位置O的高度上的截錐形桿2b的圓周上的坯件材料塑性地變形，以形成第二外螺紋3b，如圖9B所示，并且在圓柱形桿2a的圓周上的坯件材料也塑性地變形，以形成第一外螺紋3a。
[0058]由于傾斜表面22b的錐角Θ2比截錐形桿2b的錐角Θ1小，所以截錐形桿2b的圓周表面從傾斜表面22b接收的壓力朝著截錐形桿2b的端部逐漸減小，并且在截錐形桿2b的更遠端部上，用于形成外螺紋的槽23在滾壓時所填充的坯件材料較少。因此，形成了第二外螺紋3b，其包含具有上述凹凸形式的咬合表面4，即，如圖3所示，形成的咬合表面4具有在上端部處的上凸部4a，在下端部處的下凸部4b，和在上凸部4a與下凸部4b之間的凹部4c，凹部4c是具有微觀不規(guī)則性的粗糙表面。
[0059]在截錐形桿2b的外周表面上的外螺紋起點位置O接觸每個滾壓表面22的傾斜表面22b的狀態(tài)下執(zhí)行滾壓，使得第二外螺紋3b能夠通過從其起點安全地并適當?shù)厣邅硇纬伞?br>[0060]此外，在與坯件的桿2上形成的平坦部分6對應的位置處形成上述第一無螺紋部5a和第二無螺紋部5b。
[0061 ]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的自攻螺釘具有咬合表面4，咬合表面4具有在桿2的端部側(cè)中的截錐形桿2b上形成的第二外螺紋3b的頂部上的凹凸形式，并且咬合表面4允許有效地獲得初始咬合性能。此外，咬合表面4的凹凸形式能夠使導向孔的內(nèi)周表面適當?shù)厮苄宰冃?，從而防止或減少碎肩的產(chǎn)生。
[0062]形成在第二外螺紋3b上的第二無螺紋部5b允許咬合表面4獲得初始咬合性能并減小初始扭矩。
[0063]此外，根據(jù)本發(fā)明的制造自攻螺釘?shù)姆椒軌蛲ㄟ^適當?shù)厣叩诙饴菁y3b來形成具有咬合表面4的第二外螺紋3b。
【主權(quán)項】
1.一種自攻螺釘，所述自攻螺釘包括: 頭部;和 從所述頭部延伸出的桿， 所述桿包括緊接在所述頭部下方的圓柱形桿和跟隨所述圓柱形桿的端部的截錐形桿， 所述圓柱形桿設(shè)置有多個第一外螺紋， 所述截錐形桿設(shè)置有跟隨所述第一外螺紋的多個第二外螺紋， 所述第二外螺紋中的每一個的頂部設(shè)置有具有凹凸形式的咬合表面，其中 所述咬合表面咬入導向孔的內(nèi)周表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自攻螺釘，其中: 在所述圓柱形桿的端部部分上形成的多個第一外螺紋沿圓周方向以規(guī)則的間隔設(shè)置有多個無螺紋部，并且 在所述截錐形桿上形成的多個第二外螺紋沿圓周方向以規(guī)則的間隔設(shè)置有多個無螺紋部。3.一種制造如權(quán)利要求1所述的自攻螺釘?shù)姆椒?，所述方法包括以下步驟: A)形成具有桿的坯件，所述桿包括圓柱形桿和截錐形桿， B)在一對滾壓模板件的每個相對的滾壓表面上形成豎直表面和傾斜表面，所述傾斜表面跟隨所述豎直表面的下端部并且被傾斜成使其與另一個相對的滾壓表面的間隙變窄， C)將所述滾壓表面的所述傾斜表面的錐角設(shè)定為比所述坯件的所述截錐形桿的錐角小，和 D)在所述滾壓表面的所述傾斜表面與在所述一對滾壓模板件的滾壓表面之間的所述截錐形桿的外周表面上的外螺紋起點位置相接觸的狀態(tài)下執(zhí)行滾壓，并且通過滾壓形成第一外螺紋和具有咬合表面的第二外螺紋。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造所述自攻螺釘?shù)姆椒ǎ渲? 所述坯件沿圓周方向以規(guī)則的間隔設(shè)置有跨越所述圓柱形桿和所述截錐形桿的多個平坦部分，和 所述平坦部分用于沿圓周方向以規(guī)則的間隔在所述圓柱形桿的端部部分的多個第一外螺紋上形成多個無螺紋部，并且用于沿圓周方向以規(guī)則的間隔在所述截錐形桿的所述多個第二外螺紋上形成多個無螺紋部。
【文檔編號】F16B25/02GK105937534SQ201510853845
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年11月30日
【發(fā)明人】小川暢宏, 橫山直希
【申請人】王冠精密工業(yè)株式會社