CN102486196A - 紧固件、与其配合的驱动件及成型该紧固件的冲子 - Google Patents

紧固件、与其配合的驱动件及成型该紧固件的冲子 Download PDF

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郭先东
陈清云
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Abstract

一种紧固件，其包括连接部及与连接部相连的头部，头部开设有配合槽，配合槽内形成多个向头部的中轴线凸出的凸齿，相邻凸齿之间形成向远离紧固件的头部的中轴线的方向凹陷的凹槽，凹槽内形成至少一个向头部的中轴线凸出的凸起。本发明还提供与该紧固件配合的驱动件及成型该紧固件的冲子。本发明的紧固件使用寿命较长且不易失效。

Description

紧固件、与其配合的驱动件及成型该紧固件的冲子
技术领域
本发明涉及一种紧固件、与该紧固件配合的驱动件及成型该紧固件的冲子。
背景技术
紧固件作为标准通用零件，广泛应用于机械行业的各个领域。常见的紧固件的头部包括内六角结构、梅花结构及近年来发展较快的TORX(增强型内梅花头)结构。
为使紧固件与驱动其转动的驱动工具配合时驱动角较小，以便使扭矩损失较小，从而达到较好的驱动效果，梅花头紧固件，尤其是TORX紧固件头部的凹槽包括间隔向头部中轴线凸出的多个凸齿，多个凸齿之间形成弧形凹槽。使用外轮廓与紧固件头部的凹槽结构相应的驱动件与紧固件配合，通过驱动件的外侧对紧固件头部的凹槽的内侧壁的抵推力驱动紧固件转动。然而，驱动件的外侧仅与紧固件头部的凹槽内每个凸齿的一个侧壁接触并对其施加抵推力，当使用一段时间后，由于驱动件及紧固件头部的凹槽内壁的磨损，二者之间配合时间隙过大，驱动件无法有效驱动紧固件转动，使用寿命较短。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种使用寿命较长且不易失效的紧固件，并提供一种与该紧固件配合的驱动件及成型该紧固件的冲子。
一种紧固件，其包括连接部及头部，头部开设有配合槽，配合槽内形成多个向头部的中轴线凸出的凸齿，相邻凸齿之间形成向远离紧固件的头部的中轴线的方向凹陷的凹槽，凹槽内形成至少一个向头部的中轴线凸出的凸起。
一种驱动件，其包括杆部及驱动部，其中驱动部具有与上述紧固件的配合槽结构相匹配的外轮廓。
一种冲子，其具有冲头，且该冲头具有与上述紧固件的配合槽结构相匹配的外轮廓。
所述紧固件的头部的配合槽内形成的多个凹槽内还设置向头部的中轴线凸出的凸起，驱动件与此结构的紧固件配合时，驱动力作用于该多个凸起上，当使用一段时间导致紧固件或驱动件发生一定磨损后，驱动件与紧固件的配合槽内的凸起脱离，此时驱动件的驱动力作用于凸齿的侧壁上，仍可有效驱动紧固件。因此，本发明的紧固件可使用较长时间且不易失效。
附图说明
图1为本发明实施方式的紧固件和驱动件的立体图。
图2为图1中紧固件和驱动件的剖视图。
图3为图1中紧固件和驱动件配合的剖视图。
图4为图1中驱动件端面示图。
图5为成型图1中紧固件的冲子。
图6为图1中紧固件和驱动件配合的另一状态的剖视图。
主要元件符号说明
  紧固件   100
  头部   11
  连接部   13
  端面   111
  配合槽   113
  螺纹   131
  环形斜面   15
  凸齿   114
  凹槽   115
  凸起   116
  侧壁   1141
  连接壁   1143
  底壁   1151
  驱动件   200
  杆部   21
  驱动部   23
  连接端部   211
  轴肩   213
  配合齿   231
  容纳槽   233
  外侧面   2311
  凹陷部   2313
  抵持侧面   2315
  冲子   300
  本体   31
  冲头   33
  切削刃   331
  切削槽   333
  凹谷   3311
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式对本发明的紧固件、驱动该紧固件的驱动件及成型该紧固件的冲子作进一步的详细说明。
请参阅图1及图2，紧固件100包括头部11及与头部11相连的连接部13，头部11远离连接部13的一端具有端面111，且从端面111的中心部位向内凹陷形成配合槽113。连接部13为杆状结构，其上开设有螺纹131。头部11和连接部13之间具有一个环形斜面15，头部11和连接部13通过该环形斜面15连接。
请同时参阅图3，紧固件100的头部11的配合槽113内形成多个向头部11的中轴线(图未标)凸出的凸齿114，相邻凸齿114之间形成向远离头部11的中轴线的方向凹陷的凹槽115，凹槽115内形成向头部11的中轴线凸出的凸起116。
凸齿114包括两侧的两个侧壁1141及连接两个侧壁1141的连接壁1143。侧壁1141与连接壁1143平滑连接，且侧壁1141与过头部11的中轴线的面重合，即侧壁1141沿头部11的半径方向延伸。凹槽115具有底壁1151，该底壁1151与凸齿114的侧壁1141平滑连接，且凹槽115靠近头部11的中轴线处的开口沿圆周方向的宽度L1小于底壁1151沿圆周方向的宽度L2。凸起116从底壁1151向头部11的中轴线凸出，且凸起116与底壁1151也为平滑连接。本实施方式中，凸齿114的侧壁1141与连接壁1143、凹槽115的底壁1151与凸齿114的侧壁1141和凸起116均通过圆角连接。配合槽113内形成六个沿着同一圆周均匀分布的凸齿114及六个凹槽115，每个凹槽115内形成一个凸起116，且凸起116为弧形结构。当然，配合槽113内也可形成三个、四个等其他数目的凸齿114与凹槽115，每个凹槽115内也可形成多个凸起116，且凸起116可为棱角经过圆角化处理的矩形块等其他结构。
驱动件200包括杆部21及与杆部21相连的驱动部23。杆部21包括连接端部211及形成于连接端部211远离驱动部23的一侧的轴肩213，连接端部211的外径略大于或等于驱动部23的外轮廓尺寸且小于轴肩213的外径。
请同时参阅图4，驱动部23的外部轮廓与紧固件100的头部11的配合槽113的结构相匹配。驱动部23包括沿圆周方向均匀分布的多个配合齿231及形成于相邻配合齿231之间的容纳槽233。配合齿231远离驱动部23的中轴线的外侧面2311向内凹陷形成凹陷部2313，且配合齿231两侧还形成与外侧面2311连接的抵持侧面2315。配合齿231的根部沿圆周方向的宽度C1小于配合齿231的末端沿圆周方向的宽度C2。配合齿231的外侧面2311与配合齿231的抵持侧面2315为平滑连接。抵持侧面2315与过驱动件200的驱动部23的中轴线的面C重合。
驱动件200的驱动部23的配合齿231及容纳槽233的所有连接过渡部位均为圆角，且相同结构圆角处的圆心位于以驱动部23的中轴线为中心的同一圆周上。此结构的驱动件200的成型工序较为简单。
本实施方式中，驱动部23包括六个配合齿231及六个容纳槽233，每个配合齿231上开设一个凹陷部2313，凹陷部2313为弧形凹槽结构，且配合齿231的外侧面2311与其两侧为圆角连接。当然，驱动部23的具体结构与紧固件100的头部11的配合槽113的结构匹配，故驱动部23也可包括三个、四个等配合齿231和容纳槽233，每个配合齿231上也可开设多个凹陷部2313，且凹陷部2313也可为棱角处圆角化的矩形凹槽等结构。
请参阅图5，冲子300包括本体31及从本体31一端凸伸形成的冲头33。本体31为圆柱体结构，当然也可为横截面为矩形或其他形状的杆状结构。冲头33的具体结构与紧固件100的头部11的配合槽113结构相对应，其包括于圆周方向均匀分布的多个齿状结构的切削刃331，相邻切削刃331之间形成切削槽333。
切削刃331的外侧开设向内凹陷的凹谷3311，且切削刃331的根部沿圆周方向的宽度小于末端沿圆周方向的宽度。切削刃331的两侧与外侧平滑连接。本实施方式中，切削刃331和切削槽333的数目均为六个，且每个切削刃331上开设一个凹谷3311，且凹谷3311为弧形槽，切削刃331的两侧与外侧通过圆角连接。当然，切削刃331和切削槽333的数目也可为三个、四个等其他数目，凹谷3311也可为棱角处圆角化的矩形槽等其他结构。
请同时参阅图1至图6，当使用驱动件200驱动紧固件100时，驱动件200的驱动部23插入紧固件100的头部11的配合槽113内，其中驱动部23的配合齿231的凹陷部2313与紧固件100的头部11的凹槽115内的凸起116配合，并通过配合齿231对凸起116施加圆周方向的抵推力，从而使紧固件100与驱动件200同步转动。当使用一段时间后，由于使用过程中的磨损，配合齿231及凸起116的外轮廓尺寸减小，导致配合齿231与凸起116脱离，此时，配合齿231的抵持侧面2315直接对凸齿114的侧壁1141施加圆周方向的抵推力，从而驱动紧固件100转动。
使用冲子300成型紧固件100时，利用冲头对圆柱状的头部11进行冲压，进而成型出头部11的配合槽113。
由于驱动件200的配合齿231先与紧固件100的凸起116配合，当彼此之间产生较大磨损后，再与凸齿114配合，故相对以往的紧固件与驱动件之间仅允许发生一次磨损而言，可具有较长的使用寿命且不易失效。
驱动件200的配合齿231的抵持侧面2315抵持于紧固件100的配合槽113内的凸齿114的侧壁1141以驱动紧固件100转动时，抵持侧面2315与侧壁1141为面接触，且接触面与过驱动件200的中轴线及紧固件100的中轴线的面重合。因此，抵持侧面2315与侧壁1141之间的驱动角，即二者切线与过切线处的直径的夹角，为0度，故驱动件200在抵持侧面2315与侧壁1141的切线的法线方向的分力F为最大，由此可传递最大扭矩，具有较高驱动效率。
此外，由于以往驱动工具与紧固件通过弧形凸起及弧形凹槽接触时的线接触，当驱动工具及紧固件磨损或变形后驱动角发生改变，传递效率降低。本发明中，由于抵持侧面2315与侧壁1141为面接触且接触面与过驱动件200的中轴线及紧固件100的中轴线的面重合，因此二者即使磨损后仍可保持为面接触或至少可以保持接触部位仍处于驱动件200的中轴线及紧固件100的中轴线的面内，进而可始终传递最大扭矩。
紧固件100的配合槽113的凹槽115靠近头部11的中轴线处的开口沿圆周方向的宽度L1小于底壁1151沿圆周方向的宽度L2，且驱动件200的配合齿231的根部沿圆周方向的宽度C1小于配合齿231的末端沿圆周方向的宽度C2，可保证驱动件200的配合齿231不易从紧固件100的配合槽113的凹槽115内脱离，进一步提高了配合的可靠性。
紧固件100的凸齿114的侧壁1141与连接壁1143、凹槽115的底壁1151与凸齿114的侧壁1141和凸起116均为平滑连接，驱动件200的配合齿231的外侧面2311与配合齿231的两侧为平滑连接，可防止应力集中，且可减少配合时的磨损与刮擦。
驱动件200的驱动部23和轴肩213之间通过连接端部211过渡，且连接端部211的外径略大于或等于驱动部23的外轮廓尺寸且小于轴肩213的外径，可减小驱动部23与杆部21连接部位的应力集中，防止驱动部23与杆部21断裂。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种紧固件，其包括连接部及头部，所述头部开设有配合槽，其特征在于：所述配合槽内形成多个向所述头部的中轴线凸出的凸齿，所述相邻凸齿之间形成向远离所述紧固件的头部的中轴线的方向凹陷的凹槽，所述凹槽内形成至少一个向所述头部的中轴线凸出的凸起。
2.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于：所述凹槽内的凸起为弧形凸起，且每个凹槽内的凸起结构相同。
3.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于：所述头部的配合槽内的凸齿包括位于两侧的凹槽内的侧壁及位于两个侧壁之间的连接壁，所述侧壁与连接壁平滑连接。
4.如权利要求3所述的紧固件，其特征在于：所述凸齿的侧壁与过所述紧固件头部的中轴线的面重合。
5.如权利要求3所述的紧固件，其特征在于：所述凹槽具有底壁，所述凸起形成于所述凹槽的底壁，所述凹槽的底壁与所述凸齿的侧壁平滑连接。
6.如权利要求5所述的紧固件，所述凹槽的靠近头部的中轴线处的开口沿圆周方向的宽度小于所述凹槽的底壁沿圆周方向的宽度。
7.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于：所述紧固件的头部与连接部之间具有一个环形斜面，所述头部与连接部通过所述环形斜面连接。
8.一种驱动件，其包括杆部及与杆部相连的驱动部，其特征在于：所述驱动部具有与权利要求1至7中任意一项所述紧固件的配合槽结构相匹配的外轮廓。
9.如权利要求8所述的驱动件，其特征在于：所述杆部包括连接端部及和连接端连接的轴肩，所述驱动部形成于所述连接端部远离轴肩的一端，且所述连接端部的外径小于轴肩的外径。
10.一种冲子，其具有冲头，其特征在于：所述冲头具有与权利要求1至7中任意一项所述紧固件的配合槽结构相匹配的外轮廓。
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