CN104411986B - 自攻螺钉 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使旋入部件和被紧固部件的厚度薄也能够确保充分的紧固力的自攻螺钉。一种自攻螺钉(100)，具有切削升程相差180°相位的第1螺纹牙(11)和第2螺纹牙(12)，其通过旋入到预先设置在旋入部件上的底孔中，将被紧固部件与该旋入部件紧固，其特征在于，在与第1螺纹牙(11)和第2螺纹牙(12)分别相差90°相位的区域，且紧固完成时入位到所述底孔的区域，分别设置有设定成比第1螺纹牙(11)和第2螺纹牙(12)的平行螺纹部的完全螺纹部的外径小、比底孔的内径大的第1紧固力提高螺纹牙(13)和第2紧固力提高螺纹牙(14)。

Description

自攻螺钉

技术领域

本发明涉及能够良好用于薄板钢板的自攻螺钉。

背景技术

一般的自攻螺钉存在无法对板厚不足1mm那样的薄板钢板适当紧固的情况。关于其理由，参照图11～图15进行说明。图11是以往的例子涉及的自攻螺钉的主视图。图12是图11中的CC剖视图。图13～图15是表示以往例的自攻螺钉的紧固时的状况的图。

自攻螺钉500由形成有螺纹牙的轴部510和头部520构成。通常，形成在自攻螺钉500的轴部510上的螺纹牙为1条，如图12的剖视图所示，剖面形状成为牙顶的圆和牙底的圆合成得到的非圆形剖面。此外，图12中的实线V相当于牙底径，实线S相当于螺纹牙的外形。在使用如此构成的自攻螺钉500对例如两个板状的部件进行固定(将被紧固部件与旋入部件固定)时，在旋入部件上预先形成底孔，在被紧固部件上预先形成插通孔。然后，通过经由设置在被紧固部件侧的插通孔向旋入部件的底孔旋入自攻螺钉，能够将所述两部件固定。在这种情况下，如果旋入部件的厚度充分厚，即使轴部510的剖面是非圆形剖面，螺纹牙的1周量以上的区域与底孔接触的同时，成为连续的螺旋状而形成雌螺纹，因此，轴部510保持与两个部件垂直的状态而被旋入。

相对于此，如图13～图15所示，对要将第2薄板钢板300固定到板厚小的第1薄板钢板200上的情况中假设使用如上构成的自攻螺钉500的情况进行说明。在第1薄板钢板200上预先形成有底孔210，在第2薄板钢板300上预先形成有插通自攻螺钉500的轴部510的插通孔310。由于第1薄板钢板200厚度薄(例如，0.4mm左右)，因此形成在自攻螺钉500的轴部510的螺纹牙与底孔210接触的区域不足1周，成形为螺旋状的雌螺纹的长度例如为半周左右。因此，如上所述，轴部510的剖面为非圆形剖面，因此在旋入时，轴部510将保持相对于第1薄板钢板200和第2薄板钢板300倾斜地倾倒的状态。另外，在头部520的支承面521与第2薄板钢板300抵接时，螺纹牙也是仅半周左右与底孔210接触，因此，不仅自攻螺钉500处于倾倒的状态，而且不能获得充分的紧固力。

另外，通常，位于雄螺纹部件的基部附近的螺纹部是不完全螺纹部，该螺纹部的齿形不完整。如上所述，在将板厚小的两个薄板钢板彼此紧固时，该不完全螺纹部有可能成为嵌合到所成形的雌螺纹部中的状态。在这种情况下，雄螺纹部和雌螺纹部之间的嵌合部相对于轴向的载荷的强度显著下降。伴随于此，引起紧固时作业性恶化，并且即使是比较小的外力也有可能破坏雌螺纹部。另外，还有可能引起松脱的发生。

由上可知，当旋入部件和被紧固部件是如薄板钢板那样厚度薄的部件时，不能直接使用自攻螺钉500。因此，例如，使用螺栓和螺母进行固定，或者在对薄板钢板实施冲缘加工，增加雄螺纹牙数的基础上，使用自攻螺钉。

在使用螺栓和螺母的紧固方法中部件个数增加，在实施冲缘加工的方法中加工作业增加，模具也变得复杂，因此这两者都是成本提高的原因。另外，在薄板的冲缘加工中，还产生无法充分地确保冲缘的高度的问题。因此，期望获得即使对薄的旋入部件和被紧固部件不实施冲缘加工等也能够使用的自攻螺钉。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－150534号公报

专利文献2：日本特开平10－131932号公报

专利文献3：日本专利第4260624号公报

专利文献4：日本专利第4480395号公报

发明内容

本发明所要解决的问题

本发明的目的是提供即使旋入部件和被紧固部件的厚度很薄也能够确保充分的紧固力的自攻螺钉。

用于解决问题的手段

本发明为了解决上面的问题，采用以下的手段。

即，本发明提供一种自攻螺钉，其具有切削升程相差180°相位的2条螺纹牙，其通过旋入到预先设置在旋入部件上的底孔中，将被紧固部件与该旋入部件紧固，所述自攻螺钉的特征在于，

在与所述2条螺纹牙分别相差90°相位，且紧固完成时入位到所述底孔的区域，分别设置有紧固力提高螺纹牙，所述紧固力提高螺纹牙设定成比所述2条螺纹牙的平行螺纹部的完全螺纹部的外径小，比所述底孔的内径大。

根据本发明，即使旋入部件和被紧固部件的厚度很薄，在紧固完成时，通过2条螺纹牙以及两个位置处的紧固力提高螺纹牙，在总计四个位置处，各螺纹牙也将被旋入设置在旋入部件上的底孔中。此外，在圆周方向上，每隔90°，螺纹牙或紧固力提高螺纹牙被旋入到底孔中。因此，能够确保充分的紧固力。

另外，在距所述2条螺纹牙上作为在被旋入所述底孔时的切入部的位置相差90°相位的区域，分别设置有防倾突起部，所述防倾突起部设定成比所述底孔的内径小。

由此，在将轴部旋入底孔中时，在相差180°相位的位置上分别通过切入部形成雌螺纹，同时在距作为切入部的两处的位置相差90°相位的区域设置防倾突起部，由此能够抑制(防止)轴部倾倒。

对于所述2条螺纹，将整条螺纹的螺纹牙的导程设定成所述旋入部件的板厚以上。

由此，能够抑制(防止)由第1条牙形成的雌螺纹和由第2条牙形成的雌螺纹发生干涉。

此外，上述各结构能够尽可能组合使用。

发明效果

如上所述，根据本发明，即使旋入部件和被紧固部件的厚度很薄，也能够确保充分的紧固力。

附图说明

图1是本发明实施例的自攻螺钉的主视图。

图2是本发明实施例的自攻螺钉的立体图。

图3是图1中的AA剖视图。

图4是本发明实施例的自攻螺钉的紧固力提高螺纹牙的配置说明图。

图5是图1中的BB剖视图。

图6是本发明实施例的自攻螺钉的倾斜防止突起部的配置说明图。

图7是表示本发明实施例的自攻螺钉的紧固开始时的情形的图。

图8是图7的局部放大图。

图9是表示本发明实施例的自攻螺钉的紧固完成时的情形的图。

图10是图9的局部放大图。

图11是现有技术例中的自攻螺钉的主视图。

图12是图11中的CC剖视图。

图13是表示现有技术例中的自攻螺钉在紧固时的情形的图。

图14是表示现有技术例中的自攻螺钉在紧固时的情形的图。

图15是表示现有技术例中的自攻螺钉在紧固时的情形的图。

符号说明

10轴部

11第1螺纹牙

12第2螺纹牙

13第1紧固力提高螺纹牙

14第2紧固力提高螺纹牙

15第1防倾突起部

16第2防倾突起部

20头部

21支承面

200第1薄板钢板

210底孔

300第2薄板钢板

310插通孔

具体实施方式

以下，参照附图，基于实施例，对用于实施本发明的方式例示性地进行详细说明。但是，除非有特定的记载，否则本发明的范围并不限定于本实施例中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等。

(实施例)

参照图1～图10，对本发明实施例的自攻螺钉进行说明。

＜自攻螺钉的结构＞

特别地，参照图1和图2，对本发明实施例的自攻螺钉的结构进行说明。本实施例涉及的自攻螺钉100包括轴部10和头部20。轴部10上形成有2条螺纹牙。这2条螺纹牙的齿高和齿形相同。为了便于说明，将这2条螺纹牙分别称作第1螺纹牙11和第2螺纹牙12。第1螺纹牙11的切削升程11a(切り上がり)和第2螺纹牙12的切削升程12a相差180°相位。另外，在本实施例中，第1螺纹牙11和第2螺纹牙12的各导程均设定成旋入部件的板厚以上(在此，2.0mm以上)，以使由各螺纹牙在底孔上形成的雌螺纹不发生干涉。

另外，这些齿形形成为非对称齿形，设定压力侧齿侧面的角度为非承压侧齿侧面的角度的1/2，且全角为45°。由此，能够获得在抑制松脱、紧固保持力方面优异的特性。即，通过将压力侧齿侧面的角度设定成非承压侧齿侧面的角度的1/2，抑制在负载载荷时形成的雌螺纹在向雄螺纹的外径方向扩展的方向上受到的应力。另外，通过设定得比通常JIS自攻螺钉的螺纹牙角度60°小，即使是相同的导程，也能将齿高设定得很高，因此能够将对于薄板特别重要的螺纹旋合率也设定得很大，关于形成雌螺纹的底孔的内径，能够使螺钉的螺纹牙底部不发生干涉地设定得很小。

并且，在本实施例涉及的自攻螺钉100中，在轴部10的基部的附近设置有第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14。另外，在轴部10的前端附近设置有第1防倾突起部15和第2防倾突起部16。

＜紧固力提高螺纹牙＞

特别地，参照图3和图4对紧固力提高螺纹牙(第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14)进行详细说明。

图3是图1的AA剖视图。在图3中，实线D1相当于轴部10的螺纹牙底径，虚线D2相当于本实施例涉及的自攻螺钉100将被旋入的旋入部件(下述的第1薄板钢板200)上形成的底孔的内径。另外，关于第1螺纹牙11和第2螺纹牙12，表示平行螺纹部(完全螺纹部)的部分的外形。从该图中可知，第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14设定为比第1螺纹牙11和第2螺纹牙12的平行螺纹部的完全螺纹部的外径小、比底孔的内径(虚线D2)大。但是，为了使紧固时即将紧固入位之前的旋入时的扭矩不会过度增大，期望第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14的高度设定成第1螺纹牙11和第2螺纹牙12的平行螺纹部齿高的60％以下。

另外，所述第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14被设置在相对于各第1螺纹牙11和第2螺纹牙12相差90°相位的区域、且在紧固状态下入位到底孔的区域。

关于此点，更具体地进行说明。当在与轴心垂直的AA剖面上观察时，考虑尺寸误差，在图4中将有可能存在第1螺纹牙11和第2螺纹牙12的范围分别设为S1和S2。此外，由于第1螺纹牙12的切削升程11a和第2螺纹牙12的切削升程12a相差180°相位，因此范围S1和范围S2相对于中心点呈对称关系。并且，关于各范围S1、S2，以包含从与一个端部相差90°相位的位置至与另一端部相差90°相位的位置的范围T1、T2的方式，设置有第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14。由此，第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14设置在相对于各第1螺纹牙11和第2螺纹牙12相差90°相位的区域。

另外，由于将第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14设置于在紧固状态下入位到底孔的区域，因此根据被固定的2部件(下述的第1薄板钢板200和第2薄板钢板300)的厚度来设定距离头部20的支承面21的距离即可。另外，在说明中，考虑在将第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14入位到底孔的轴向(厚度方向)的整个区域时，使第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14在圆周上延伸多大的设置角度X合适。例如，将第1螺纹牙11和第2螺纹牙12的导程(对于1条螺纹牙来说相当于旋转360°时前进的距离)设为2.0mm。另外，将旋入部件(下述的第1薄板钢板200)的板厚设为0.4mm。如此，由于转动360°则前进2.0mm、转动X则前进为0.4mm，因此X＝360°×(0.4mm÷2.0mm)＝72°。因此，在这种情况下，通过将第1紧固力提高螺纹牙13及第2紧固力提高螺纹牙14分别以72°以上的范围进行设置，能够使其在底孔的厚度方向的整个区域上进行入位。

＜防倾突起部＞

特别地，参照图5和图6对防倾突起部(第1防倾突起部15和第2防倾突起部16)进行详细说明。

图5是图1的BB剖视图。图5中，实线D1相当于轴部10的底径，虚线D2相当于本实施例涉及的自攻螺钉100被旋入的旋入部件(下述的第1薄板钢板200)上形成的底孔的内径。另外，关于第1螺纹牙11和第2螺纹牙12，表示平行螺纹部(完全螺纹部)的部分的外形。从该图可知，第1防倾突起部15和第2防倾突起部16被设定得比底孔的内径小。此外，为了能充分发挥防倾功能，期望将这些第1防倾突起部15和第2防倾突起部16的高度设定成第1螺纹牙11和第2螺纹牙12的平行螺纹部齿高的15％以上。另外，在本实施例中，将一对作为1组，设置总计2组的第1防倾突起部15和第2防倾突起部16。更具体而言，在平行螺纹部与锥形螺纹部的边界所在的位置设置一对第1防倾突起部15和第2防倾突起部16，并在该边界的1节距量的前端侧的位置也设置一对第1防倾突起部15和第2防倾突起部16。

另外，所述第1防倾突起部15和第2防倾突起部16被设置在，距第1螺纹牙11和第2螺纹牙12上作为在被旋入底孔时的切入部的两处位置分别相差90°相位的区域。

关于此点，更具体地进行说明。首先，轴部10的前端是锥形螺纹，并且被构成为随着从前端向头部20直径增大。因此，根据底孔的内径来确定第1螺纹牙11和第2螺纹牙12上作为被旋入底孔时的切入部的两处位置。但是，这两处位置因旋入部件的底孔的内径而发生变化。因此，当在与轴心垂直的剖面上观察时，考虑该内径，而设定作为切入部的范围分别是图6中的U1和U2。此外，由于第1螺纹牙12的切削升程11a和第2螺纹牙12的切削升程12a相差180°相位，因此范围U1和范围U2相对于中心点呈对称关系。并且，对于各范围U1、U2，以包含从距一方端部相差90°相位的位置至距另一端部相差90°相位的位置的范围V1、V2的方式，分别设置有第1防倾突起部15和第2防倾突起部16。此外，当螺纹的标称直径为4mm时，通过将第1防倾突起部15和第2防倾突起部16分别设置为经过110°的范围，从而在螺纹的标称直径4mm时可适用于作为适宜底孔范围的2.9mm～3.3mm左右的底孔内径。

＜紧固时的机械结构＞

具体地，参照图7～图10对使用本实施例涉及的自攻螺钉进行紧固时的机械结构进行说明。

＜＜紧固开始时＞＞

图7是表示使用本实施例涉及的自攻螺钉100进行紧固开始时的情形的图，图8是将图7中的圆圈包围的附近放大后的图。在此，对在板厚小的第1薄板钢板(旋入部件)200上固定第2薄板钢板(被紧固部件)300的情况进行说明。此外，第1薄板钢板200的板厚例如是0.4mm。在第1薄板钢板200上预先形成有底孔210，在第2薄板钢板300上预先形成有插通自攻螺钉500的轴部510的插通孔310。

然后，在以使底孔210的中心与插通孔310的中心一致的方式，将第2薄板钢板300重叠在第1薄板钢板200上的状态下，从插通孔310侧插入自攻螺钉100的轴部10。如此，在轴部10的前端的锥形螺纹部中，在与底孔210的内径为相同直径的附近，第1螺纹牙11和第2螺纹牙12的外周面与底孔210的内周面接触(图7和图8所示的状态)。这两个位置处的接触部成为上述的切入部。此外，这两个位置处的接触部处于偏移180°的位置关系。

另外，如上所述，在分别距上述的两个位置处的切入部的位置分别90°相位的区域设置第1防倾突起部15和第2防倾突起部16。因此，利用这些切入部抑制自攻螺钉100向两个位置处的切入部方向的倾斜，并利用第1防倾突起部15和第2防倾突起部16抑制自攻螺钉100向与该方向垂直的方向的倾斜。

在该状态下，将自攻螺钉100旋入时，在第1薄板钢板200的底孔210的内周面上通过第1螺纹牙11和第2螺纹牙12形成2条雌螺纹。在经过了锥形螺纹部之后，平行螺纹部沿着已经形成的雌螺纹行进。

＜＜紧固完成时＞＞

图9是表示使用本实施例涉及的自攻螺钉100进行紧固完成时的情形的图，图10是将图9中的圆圈包围的附近放大后的图。当自攻螺钉100的旋入进行，直至接近头部20的支承面21接触第2薄板钢板300时，第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14的外周面接触底孔210的内周面。然后，自攻螺钉100的旋入进一步进行，从而通过所述第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14在底孔210的内周面上重新形成雌螺纹。由于所述第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14被设置在相对于各第1螺纹牙11和第2螺纹牙12相差90°相位的区域上，因此在与已经形成的2条雌螺纹相位不同的位置又新形成了雌螺纹。

＜本实施例涉及的自攻螺钉的优点＞

根据本实施例涉及的自攻螺钉100，采用具有切削升程11a、12a相差180°相位的2条螺纹牙(第1螺纹牙11和第2螺纹牙12)的结构，因此，与1条螺纹的情况相比，能够抑制在紧固时自攻螺钉100成为倾斜状态的情况

另外，根据本实施例涉及的自攻螺钉100，即使第1薄板钢板200的厚度很薄，在紧固完成时，通过第1螺纹牙11以及第2螺纹牙12和第1紧固力提高螺纹牙13以及第2紧固力提高螺纹牙14，在总计四个位置处，各螺纹牙被旋入到设置在第1薄板钢板200上的底孔210中。此外，在圆周方向上，每隔90°，所述螺纹牙被旋入到底孔210中。由此，能够确保充分的紧固力、保持力以及空转扭矩(雌螺纹破坏扭矩)。另外，通常，基部附近的螺纹牙为不完全螺纹、紧固力等下降，但是关于这些方面，能够通过第1紧固力提高螺纹牙13和第2紧固力提高螺纹牙14得以补偿。

此外，第1紧固力提高螺纹牙13以及第2紧固力提高螺纹牙14与第1螺纹牙11以及第2螺纹牙12相比，齿高较低，能够抑制旋入扭矩过度增大。

另外，根据本实施例涉及的自攻螺钉100，在距作为切入部的两个位置相差90°相位的区域设置第1防倾突起部15和第2防倾突起部16。因此，能够抑制(防止)刚开始旋入之后轴部10发生倾倒。即，在本实施例涉及的自攻螺钉100的情况，如上所述，采用具有2条螺纹牙的结构，因此，与通常的1条螺纹相比不易发生倾斜，然而却容易在距各条螺纹相差90°相位的方向上发生倾斜。对此，在本实施例的自攻螺钉100的情况下，通过设置第1防倾突起部15和第2防倾突起部16，能够抑制向该方向的倾斜，由此能够有效地(对所有的方向)抑制自攻螺钉100倾斜。此外，由于第1防倾突起部15和第2防倾突起部16比底孔210的内径小，因此，不会在底孔210上形成雌螺纹，引起扭矩增加。

另外，在本实施例中，第1螺纹牙11和第2螺纹牙12的导程均设定成第1薄板钢板(旋入部件)200的板厚以上。因此，能够抑制(防止)由第1螺纹牙11形成的雌螺纹和由第2螺纹牙12形成的雌螺纹发生干涉。

Claims (3)

1.一种自攻螺钉，其具有切削升程相差180°相位的2条螺纹牙，通过旋入到预先设置在旋入部件上的底孔中，将被紧固部件与该旋入部件紧固，所述自攻螺钉的特征在于，

在与所述2条螺纹牙分别相差90°相位，且紧固完成时入位到所述底孔的区域，分别设置有紧固力提高螺纹牙，所述紧固力提高螺纹牙设定成比所述2条螺纹牙的平行螺纹部的完全螺纹部的外径小，比所述底孔的内径大。

2.根据权利要求1所述的自攻螺钉，其特征在于，

在距所述2条螺纹牙上作为在被旋入所述底孔时的切入部的位置相差90°相位的区域，分别设置有防倾突起部，所述防倾突起部设定成比所述底孔的内径小。

3.根据权利要求1或2所述的自攻螺钉，其特征在于，

对于所述2条螺纹，将整条螺纹的螺纹牙的导程设定成所述旋入部件的板厚以上。