CN102554109A - 连接螺钉的制造方法及连接螺钉 - Google Patents

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Abstract

一种连接螺钉的制造方法及连接螺钉，能够缩短螺钉拧紧时间，且能够得到规定的连接力、抑制螺钉的松动。连接螺钉的制造方法包括如下工序：预镦锻工序，借助具有自平坦状的端面突出的凸部的模具和具有杯状的凹陷的第一冲头对自模具的凸部突出的材料线材的顶端进行锻造，在作为连接螺钉的接合面的外周缘残留有弯曲部地成形具有凹部的头部；终镦锻工序，借助模具和具有用于在头部上成形凹陷的凸部的第二冲头，对头部进行锻造，成形不与头部的凹部干涉的凹陷；螺纹成形工序，对从头部延伸的腿部进行加工来成形螺纹。

Description

连接螺钉的制造方法及连接螺钉
技术领域
本发明涉及用于以规定的连接力将例如零件等连接于工件上的连接螺钉的制造方法及连接螺钉。
背景技术
在近些年大量普及的例如便携式电话、个人计算机和便携式音乐播放器等电子产品或汽车零件等中，由于其轻量化、薄型化和小型化等，所以采用将零件固定于厚度较薄的工件而成的结构。在这样的零件固定结构中，主要采用连接螺钉来固定该零件。
在该固定构造上所采用的连接螺钉中，有如下例子：在与头部一体的杯状的凸缘上形成有多个突片，该突片沿杯状的凸缘的周缘延伸且随着朝向松动方向而自接合面突出地倾斜，并且该突片的松动方向的端面相对于接合面大致垂直设立，该突片沿接合面的周缘隔开等间隔地形成有多个(引用文献1)。
另外，关于连接螺钉，有如下例子：该连接螺钉中，在头部的接合面上形成凹部，这种连接螺钉即使对厚度较薄的工件，也能不发生倾斜地拧入，在拧入操作中，不会发生内螺纹变形、螺纹底孔变形的情况(引用文献2)。
专利文献1：日本特开平9-14248；
专利文献2：日本特开2007-321930。
在引用文献1的连接螺钉中，在拧紧时可能发生沿接合面的周缘隔开等间隔地形成的多个的突片嵌入工件，或者使工件变形，从而无法得到规定的连接力。
此外，引用文献2的连接螺钉存在如下问题：由于在头部的接合面上形成凹部，即使能够以适当的连接力将零件固定于工件上，螺钉的头部的接合面在就位于零件上的状态下也无法可靠地在头部外周与零件连接，螺钉容易产生松动，随着时间的推移，螺钉松动，被固定的零件就会相对于工件产生错位等。
发明内容
本发明是鉴于以上情况而做出的，其目的是提供一种能够缩短连接螺钉的制造工序的连接螺钉的制造方法，此外，其目的还在于提供一种能够提高紧固力的连接螺钉。
为了解决上述问题且达到上述目的，本发明由以下技术方案构成。
技术方案1所记载的技术方案为：一种连接螺钉的制造方法，其特征在于，包括如下工序：预镦锻工序，借助具有自平坦状的端面突出的凸部的模具和具有杯状凹陷的第一冲头对材料线材的自上述模具的凸部突出的顶端进行锻造，以在作为连接螺钉的外周缘的位于接合面一侧的部分留有弯曲部的状态成形具有凹部的头部；终镦锻工序，借助上述模具和具有用于在上述头部成形凹陷(recess)的凸部的第二冲头对上述头部进行锻造，从而成形不与上述头部的凹部干涉的凹陷；螺纹成形工序，对自上述头部延长的腿部进行加工来成形螺纹。
技术方案2所记载的技术方案以上述第1技术方案记载的连接螺钉的制造方法为基础，其特征在于，包括在上述预镦锻工序之前进行切割而得到规定尺寸的材料线材的材料成形工序。
技术方案3所记载的技术方案以上述第1技术方案记载的连接螺钉的制造方法为基础，其特征在于，包括在上述预镦锻工序之前由较粗的杆部或者较粗的材料通过挤压而得到规定尺寸的材料线材的材料成形工序。
技术方案4所记载的技术方案为，一种连接螺钉，该连接螺钉在头部的接合面上留有外周缘的弯曲部且具有不与凹陷干涉的凹部，上述头部的支承面由上述外周缘的弯曲部构成。
技术方案5所记载的发明以上述第4技术方案的连接螺钉为基础，其特征在于，上述凹部具有朝向上述凹陷的底部的倾斜面。
技术方案1所记载的技术方案中，在预镦锻工序中，利用模具和第一冲头对材料线材的顶端进行锻造，以在连接螺钉的外周缘的靠接合面一侧的部分留有弯曲部的状态成形具有凹部的头部，因此在终镦锻工序中，利用模具和第二冲头对头部进行锻造，仅成形不与头部的凹部干涉的凹陷，能够缩短制造工序。
在技术方案2所记载的技术方案中，包含在预镦锻工序之前进行切割而得到规定尺寸的材料线材的切割工序，从而能够较容易地得到连接螺钉的材料线材。
在技术方案3所记载的技术方案中，包含在预镦锻工序之前由较粗的杆部或者较粗的材料通过挤压而得到规定尺寸的材料线材的挤压工序，从而能够较容易地得到连接螺钉的材料线材。
在技术方案4所记载的发明中，在头部的接合面上，留有外周缘的弯曲部且具有不与凹陷干涉的凹部，上述头部的支承面由上述外周缘的弯曲部构成，在拧紧时，弯曲部的外周缘接触到安装面，因此不会嵌入拧紧面而与之触碰，能够提高紧固力。
在技术方案5所记载的发明中，凹部具有朝向凹陷底部的倾斜面，从而能够不损害头部强度地形成支承面。
附图说明
图1是说明连接螺钉的制造方法的图。
图2是说明预镦锻工序的图。
图3是连接螺钉的主视图。
图4是连接螺钉的局部截面放大图。
图5是表示拧入状态的主要部分的截面放大图。
图6是连接螺钉的其它实施方式的局部截面放大图。
图7是连接螺钉的其它实施方式的局部截面放大图。
图8是表示实施方式的连接螺钉的转矩与时间的关系的图。
图9是表示以往的连接螺钉的转矩与时间的关系的图。
具体实施方式
以下，对本发明的连接螺钉的制造方法及连接螺钉的实施方式进行说明。本发明的实施方式表示发明的最优选方式，本发明并不限于此。
(连接螺钉的制造方法)
基于图1对本实施方式的连接螺钉的制造方法进行说明。该实施方式的连接螺钉的制造方法包含：材料成形工序A、预镦锻工序B、终镦锻工序C以及螺纹成形工序D。
在材料成形工序A中，包括进行切割而得到规定尺寸的材料线材的工序或由较粗的杆部或者较粗的材料通过挤压而得到规定尺寸的材料线材的工序。在利用切割而得到规定尺寸的材料线材的工序中，将材料线材供给至镦锻机，使材料线材通过矫正辊之间而变直后，将材料线材1的顶端抵接于止挡件10，利用切削夹具11和切刀12将材料线材1切割成规定的尺寸。另外，在由较粗的杆部或者较粗材料通过挤压而得到规定尺寸的材料线材的工序中，当头部直径相对于螺钉直径(杆径)过大时，由于不能完全成形头部，所以，由较粗的杆部、较粗的材料以成为螺纹的较细的部分借助单独挤压的方式成形的方式，得到规定尺寸的材料线材1。
在预镦锻工序B中，使用第一冲头20和模具21进行用于成形连接螺钉头部的预镦锻。第一冲头20具有杯状的凹陷20a，模具21具有自平坦状的端面21a突出的凸部21b。借助具有自该平坦状的端面21a突出的凸部21b的模具21，以及具有杯状的凹陷20a的第一冲头20，对材料线材1的自模具21的凸部21b突出的顶端进行锻造，成形具有凹部1d的头部1a，同时在作为连接螺钉的接合面的外周缘留有弯曲部1b。
采用第一冲头20和模具21对材料线材1的顶端进行锻造，然而如图2所示，模具21的凸部21b的立设部的直径D2形成为比第一冲头20的杯状凹陷20a的直径D1小，当借助具有杯状的凹陷20a的第一冲头20，对材料线材1的自模具21的凸部21b突出的顶端进行锻造时，材料线材1的顶端被杯状的凹陷20a推压，材料线材1的顶端部成为杯状的凹陷20a的形状；另一方面，利用模具21的凸部21b成形凹部1d。此时，虽然材料线材1的顶端部被模具21的凸部21b推压，但由于模具21的凸部21b的立设部直径D2形成为比第一冲头20的杯状的凹陷20a的直径D1小，因此顶端部发生凹陷，成形该凹部1d，从而在作为连接螺钉的接合面的外周缘上成形弯曲部1b。
在终镦锻工序C中，使用第二冲头30和模具21进行用于成形连接螺钉的头部1a的终镦锻。第二冲头30在凹部30a中形成有用于在头部1a上成形凹陷1c的凸部30b，模具21使用预镦锻工序B中所使用的模具21，借助第二冲头30和模具21对头部1a进行锻造，成形不与头部1a的凹部1d干涉的凹陷1c。
螺纹成形工序D中，使用加工装置40对自头部1a延神的腿部1e进行加工而成形螺纹。加工装置40优选采用滚轧成形加工装置，优选利用滚轧成形加工来成形螺纹。
由此，在本实施方式的连接螺钉的制造方法中，在预镦锻工序B中，借助模具21和第一冲头20对材料线材1的顶端进行锻造，在作为连接螺钉的接合面的外周缘上留有弯曲部1b地成形具有凹部1d的头部1a，因此在终镦锻工序C中，利用模具21和第二冲头30对头部1a进行锻造，仅成形不与头部1a的凹部1d干涉的凹陷1c，能够缩短制造工序。
另外，在预镦锻工序B之前，还包括材料成形工序A，该材料成形工序A是进行切割而得到规定尺寸的材料线材的工序，或者是由较粗的杆部、或者较粗的材料通过挤压而得到规定尺寸的材料线材的工序，从而能够容易地得到连接螺钉的材料线材1。
(连接螺钉)
基于图3至图9对本实施方式的连接螺钉进行说明。本实施方式的连接螺钉101利用图1和图2所示的实施方式的连接螺钉的制造方法成形，然而，本实施方式的连接螺钉101不限于利用该连接螺钉的制造方法所制造出的螺钉。
该连接螺钉101是由头部102和与该头部102一体地形成的腿部103构成，在头部102上成形有用于传递来自螺丝刀(未图示)的拧入驱动力的凹陷120。该凹陷120为十字状但不限定于此形状。
在与头部102一体的腿部103上，从头部102的接合面121附近到腿部103的顶端形成两条螺纹牙130，该腿部103从头部侧到顶端部分为相同的截面形状，然而也可以略微地逐渐地变细。此外，在腿部103上形成有两条螺纹牙130，也可以不限于此而在腿部103上形成三条螺纹等多条螺纹。
此外，于腿部103上形成的两条螺纹牙130中，具有等间隔的螺距，使头部侧的不完整螺纹部103a的长度X比顶端侧的螺纹导引部103b的长度Y短。
如图4所示，在连接螺钉101的头部102的接合面121上，形成有具有倾斜面123a的圆锥的凹部123，该倾斜面123a自头部102的外周缘122至中心朝向头部102的凹陷120的底部方向以角度θ倾斜。
由此，连接螺钉101具有形成有凹陷120的头部102，该连接螺钉101在头部102的接合面121上形成不与凹陷120干涉的凹部123，同时留有外周缘122的弯曲部，头部102的支承面124由外周缘122的弯曲部构成。该凹部123利用朝向凹陷120底部的倾斜面123a形成，由此，能够不损害头部102强度地形成支承面123a。
此外，该凹部123利用朝向凹陷120底部的倾斜面123a形成，本实施方式的凹部123呈圆锥形，然而如图6所示，也可以形成为凹部123的倾斜面123a的角度θ较大的圆锥形，还可以形成为凹部123的顶部为平面的圆锥台形等。
另外，如图7所示，凹部123形成为具有低部面123b的盘形，由于形成有凹部123，支承面124由外周缘122的弯曲部构成。
接下来，基于图5对由连接螺钉101进行紧固来进行说明。当连接螺钉101被拧入从而头部102的接合面121落位时，外周缘122的支承面124最先落位，在头部102的外周缘122上所形成的支承面124的作用下，从而在拧入后规定的轴向力持续地作用于连接螺钉101。
即，在头部102的接合面121上留有头部102的外周缘122地形成凹部123，在外周缘122上形成有支承面124，从而在拧紧时支承面124碰到于零件150的拧紧面，不嵌入零件150的拧紧面地顺利地滑动并旋转，能够在短时间内以适当的紧固力将零件150固定于工件151上。而且，由于在支承面124落位于零件150的状态下，支承面124与零件150可靠地接触，因支承面124而使得按压零件150的按压面面积变大，从而螺钉难以产生松动。
另外，通过使腿部103的靠头部一侧的不完整螺纹部103a的长度X比腿部103的靠顶端一侧的螺纹导引部103b的长度Y短，从而容易在腿部103的靠头部一侧处得到规定的拧紧转矩，而且也不容易引起松动。
在图8和图9中表示本实施方式的连接螺钉和以往的紧固螺钉的破坏转矩测定。图8表示实施方式的连接螺钉的转矩与时间的关系。图9表示以往的紧固螺钉的转矩与时间的关系，紧固的实验设备采用日本友好制造的delvo DLV815-EKN，转速为450rpm。
在该破坏转矩测定中，将实施方式的连接螺钉同以往的紧固螺钉相比较，对紧固破坏转矩而言，实施方式的连接螺钉的最大值为20.00Kgf·cm，与此相对地，以往的紧固螺钉的最大值为18.34Kgf·cm，能够提高拧紧力。
工业实用性
本发明能适用于利用将零件等以规定的连接力连接至工件上的连接螺钉的制造方法及连接螺钉，能够缩短螺钉拧紧时间、且能够得到规定的连接力，抑制螺钉的松动。

Claims (5)

1.一种连接螺钉的制造方法，其特征在于，
包括如下工序：
预镦锻工序，借助具有自平坦状端面突出的凸部的模具和具有杯状凹陷的第一冲头对材料线材的自上述模具的凸部突出的顶端进行锻造，以在连接螺钉的外周缘的位于接合面一侧的部分留有弯曲部的状态成形具有凹部的头部；
终镦锻工序，借助上述模具和具有用于在上述头部上成形凹陷的凸部的第二冲头对上述头部进行锻造，成形不与上述头部的凹部干涉的凹陷；
螺纹成形工序，对从上述头部延伸的腿部进行加工来成形螺纹。
2.根据权利要求1所述的连接螺钉的制造方法，其特征在于，
包括在上述预镦锻工序之前进行切割而得到规定尺寸的材料线材的材料成形工序。
3.根据权利要求1所述的连接螺钉的制造方法，其特征在于，
包括在上述预镦锻工序之前由较粗的杆部或者较粗的材料通过挤压而得到规定尺寸的材料线材的材料成形工序。
4.一种连接螺钉，其特征在于，
在头部的接合面上留有外周缘的弯曲部地具有不与凹陷干涉的凹部，上述头部的支承面由上述外周缘的弯曲部构成。
5.根据权利要求4所述的连接螺钉，其特征在于，
上述凹部具有朝向上述凹陷的底部的倾斜面。
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