CN105697499B - 防水组合自攻螺钉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防水组合自攻螺钉，包括螺头、螺杆和螺牙，螺头与螺杆相连接的颈部位置设有硅胶垫圈，所述螺牙包括靠近自攻螺钉尾部一侧的第一接触面，以及靠近自攻螺钉头部一侧的第二接触面，第一接触面和第二接触面之间形成牙型角，所述牙型角为15°‑45°；所述螺牙第一接触面根部通过弧形过渡段与螺杆轴向相连接；所述螺牙第二接触面根部直接与螺杆轴向相连接，两者直线交汇形成钝角。在螺头与螺杆连接颈部装配硅胶垫圈，当自攻螺钉完全锁入连接材料内时起到防水密封效果；在螺牙的第一接触面侧增加弧形过渡段、而螺牙的第二接触面侧保持其直线连接并形成钝角，达到自攻螺钉锁入“易进难出”的自攻效果。

Description

防水组合自攻螺钉

技术领域

本发明涉及自攻螺钉技术领域，特别公开一种防水组合自攻螺钉。

背景技术

自攻螺钉，英文名为Self-tapping Screw，是在金属或非金属材料之预钻孔中自行攻钻出所配合阴螺纹之一种有螺纹扣件。自攻螺钉多用于薄的金属板(钢板、锯板等)之间的连接。连接时，先对被连接件制出螺纹底孔，再将自攻螺钉拧入被连接件的螺纹底孔中。由于自攻螺钉的螺纹表面具有较高的硬度(≥45HRC)，可在被连接件的螺纹底孔中攻出内螺纹，从而形成连接。

随着使用范围的广泛性，特别是露置室外、甚至水下作用环境对设备的防水性能提出了更高的要求。螺钉作为设备连接中常用的紧固件，其本身的防水功能也被广泛的研究。比如，专利CN 204127069U公开了一种防水螺钉组件，包括螺钉、防水弹片以及防水密封圈，通过在防水弹片相对防水密封圈一侧设置容纳槽，使防水密封圈设置在所述容纳槽内，限制防水密封圈的弹性张力；其具有良好的防水密封效果，且结构简单，成本低廉，能够广泛适用。专利CN203161761U公开了一种防水螺钉，其包括螺钉杆和螺钉头，所述螺钉杆的一端与螺钉头的内侧面连接，所述螺钉头的内侧面设置有与螺钉头同心的圆环形凹槽，所述圆环形凹槽的内周面为外大内小的圆台面。圆环形凹槽的设计与组立物件的配合可以达到防水的效果，从而省掉橡胶圈，进一步节省了成本。

但是对于自攻螺丝的防水性能的研究则相当少，反而主要集中在：追求以小旋拧力矩精确地攻出内螺纹时能够获得较大紧固力的技术方向上。技术上的主要改进点集中在螺牙的结构和排布上。比如，专利CN103562571A公开的自攻螺钉，在所普通螺纹牙中切削其顶部形成退刀槽，在所述退刀槽的底面沿着连接所述普通螺纹牙的侧面的端部的一部分或全部使啮合突出部成型。其根据所述自攻螺钉嵌进了退刀槽的工件的多余厚度部嵌入啮合突出部中，这样即使工件发生膨胀、收缩或者振动也能良好地发挥防止松动的效果。又如，专利CN202187994U公开的自攻螺钉，在螺杆上设置凸起不均匀的螺牙，以降低自攻螺钉的切削面积和径向力以降低对干脆性材料设备和薄壁设备的破坏力，增加排屑空间、提高导向性并且具有抗震防松性能。

上述专利技术是将螺牙作为整体加以优化设计，通过增加的退刀槽结构、不等高螺牙设计等手段加以改善。所以，改善仅限于对螺牙整体排布加以优化，而螺牙本身的结构考虑较少。其实，在自攻螺钉拧入金属薄板等连接材料时，螺牙的尾端作为拧入时自攻的一侧，需要在较小的旋拧力就可以快速进入连接材料内；而螺牙的头端则是自攻螺钉退出时的前端，反而需要防止在较小的旋拧力下就能退出，以避免自攻螺钉的松脱。此外，更没有兼顾提高自攻螺钉的防水性能来寻求解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防水组合自攻螺钉，在螺头与螺杆连接颈部装配硅胶垫圈，当自攻螺钉完全锁入连接材料内时起到防水密封效果；同时优化螺牙本身的结构，在螺牙的第一接触面侧增加弧形过渡段、而螺牙的第二接触面侧保持其直线连接并形成钝角，达到自攻螺钉锁入“易进难出”的自攻效果。

本发明提供一种防水组合自攻螺钉，包括：

螺头，位于自攻螺钉的头部；

螺杆，与螺头相连接；

螺牙，设置于螺杆的周圈上；和

硅胶垫圈，设置于螺头与螺杆相连接的颈部位置；

所述螺牙包括靠近自攻螺钉尾部一侧的第一接触面，以及靠近自攻螺钉头部一侧的第二接触面，

第一接触面和第二接触面之间形成牙型角，所述牙型角为15°-45°；

所述螺牙第一接触面根部通过弧形过渡段与螺杆轴向相连接；所述螺牙第二接触面根部直接与螺杆轴向相连接，两者直线交汇形成钝角。

较佳的，硅胶垫圈靠近螺头的一侧还设有平垫片，螺头、平垫片和硅胶垫圈依次顺序连接。

较佳的，所述牙型角为30°-32°。

螺牙采用较小的牙型角，特别是相当于现有技术中三角形螺纹的牙型角通常在60°的一半左右，在螺钉攻入时，可使螺牙能承受较大的轴向分力，并能减少螺钉装配时的径向张力，以保证足够的轴向作用力产生连接材料位移，而使金属薄板等连接材料的流动方便，易攻入螺钉，同时也因径向张力较小，保证金属薄板等连接材料不被损坏，故在很好的满足连接需要的同时，也增加多次连接的稳定性，故重复安装性好，能延长使用寿命。

螺牙根部采用钝角的较大牙型角，能允许金属薄板等连接材料更好的与螺纹接触，能防止螺纹受压断裂，而提高了螺牙根部的安全性与抗疲劳性，避免螺牙损坏。

较佳的，所述螺牙第一接触面根部的弧形过渡段对应的垂向高度，占所述螺牙牙长的比例不超过50％，优选占比为20％-25％，即1/5至1/4。

较佳的，所述螺牙的牙间距大于所述螺牙第一接触面根部的弧形过渡段的弧形对应圆的半径。

较佳的，以牙型角的顶点作垂直于螺杆轴向的垂线，所述第一接触面与所述垂线形成的夹角为第一倾斜角，所述第二接触面与所述垂线形成的夹角为第二倾斜角，第一倾斜角和第二倾斜角的角度相等。

螺牙的两侧采用相同的倾斜角，可平衡两侧的安装深度，并取得较大的侧面覆盖，提升螺纹接触覆盖面的解除压力，从而提高自攻螺钉的抗拉强度、抗扭强度以及抗疲劳强度，同时制造成本也相应降低。

为避免自攻螺钉露置户外时非预期的开启，即提升自攻螺钉的防盗功能，所述螺头上开设有安装孔，安装孔的轴心线，偏离于螺杆的中心轴线且与螺杆的中心轴线平行。

较佳的，所述螺杆的尾部呈锥形缩尾，便于自攻。

本发明的有益效果有：

1、在螺牙的第一接触面侧(即螺钉攻入时前端方向)增加R角(即弧形过渡)、而螺牙的第二接触面侧(即螺钉退出时前端方向)保持其直线连接并形成钝角，达到螺钉锁入“易进难出”的效果；螺牙的牙型角比常规的60°更小并优选设定为32°，使其受力面也随之变小，可配合螺钉锁入时力矩更小。

2、在自攻螺钉螺头与螺杆连接颈部装配硅胶垫圈，当自攻螺钉完全锁入金属薄板等连接材料内时起到防水密封效果。

3、自攻螺钉螺头上的安装孔部槽型采用偏心圆柱孔设计，使得目前市面上常规的螺丝刀等拆卸工具都不具备其拆卸功能，需定制特制拆卸工具才能完成拆卸，从而达到露置室外时的防盗效果。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例1的自攻螺钉的剖视结构示意图。

图2为实施例1的自攻螺钉的螺牙结构示意图。

图3为实施例2的自攻螺钉的剖视结构示意图。

图4为实施例2的自攻螺钉的左视结构示意图。

图5为实施例2的自攻螺钉的螺牙结构示意图。

图中，1-螺头，2-螺杆，3-螺牙，4-硅胶垫圈，5-平垫片，6-第一接触面，7-第二接触面，8-弧形过渡段，9-安装孔。

具体实施方式

通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得的。

实施例1

请结合参看附图1和2，本实施例的防水组合自攻螺钉，包括：

螺头1，位于自攻螺钉的头部；

螺杆2，与螺头1相连接，位于自攻螺钉的尾部；

螺牙3，设置于螺杆2的周圈上；

硅胶垫圈(未图示)，设置于螺头1与螺杆2相连接的颈部位置，用于防水；和

平垫片5，设置于螺头1与螺杆2相连接的颈部位置，且靠近螺头1的一侧；螺头1、平垫片5和硅胶垫圈(未图示)依次顺序连接；

所述螺牙3包括靠近自攻螺钉尾部一侧的第一接触面6，以及靠近自攻螺钉头部一侧的第二接触面7，

第一接触面6和第二接触面7之间形成牙型角，所述牙型角为32°；

所述螺牙第一接触面6根部通过弧形过渡段8与螺杆轴向相连接；所述螺牙第二接触面7根部直接与螺杆轴向相连接，两者直线交汇形成钝角；

具体的，所述螺牙3的牙间距大于所述螺牙第一接触面6根部的弧形过渡段8的弧形对应圆的半径R；

所述螺牙3第一接触面6根部的弧形过渡段8对应的垂向高度，占所述螺牙3牙长的比例约为20％-25％，即1/5至1/4；

以牙型角的顶点作垂直于螺杆轴向的垂线，所述第一接触面与所述垂线形成的夹角为第一倾斜角，所述第二接触面与所述垂线形成的夹角为第二倾斜角，第一倾斜角和第二倾斜角的角度相等。

螺牙采用较小的牙型角，特别是相当于现有技术中三角形螺纹的牙型角通常在60°的一半左右，在螺钉攻入时，可使螺牙能承受较大的轴向分力，并能减少螺钉装配时的径向张力，以保证足够的轴向作用力产生连接材料位移，而使金属薄板等连接材料的流动方便，易攻入螺钉，同时也因径向张力较小，保证金属薄板等连接材料不被损坏，故在很好的满足连接需要的同时，也增加多次连接的稳定性，故重复安装性好，能延长使用寿命。

螺牙根部采用钝角的较大牙型角，能允许金属薄板等连接材料更好的与螺纹接触，能防止螺纹受压断裂，而提高了螺牙根部的安全性与抗疲劳性，避免螺牙损坏。

螺牙的两侧采用相同的倾斜角，可平衡两侧的安装深度，并取得较大的侧面覆盖，提升螺纹接触覆盖面的解除压力，从而提高自攻螺钉的抗拉强度、抗扭强度以及抗疲劳强度，同时制造成本也相应降低。

作为本实施例的优选方案，螺杆的尾部呈锥形缩尾，便于自攻。

实施例2

请结合参看附图3至5，本实施例的防水组合自攻螺钉，包括：

螺头1，位于自攻螺钉的头部；

螺杆2，与螺头1相连接，位于自攻螺钉的尾部；螺杆的尾部呈锥形缩尾，便于自攻；

螺牙3，设置于螺杆2的周圈上；

硅胶垫圈4，设置于螺头1与螺杆2相连接的颈部位置，用于防水；和

平垫片5，设置于螺头1与螺杆2相连接的颈部位置，且靠近螺头1的一侧；螺头1、平垫片5和硅胶垫圈4依次顺序连接；

所述螺头1上开设有安装孔9，安装孔9的轴心线，偏离于螺杆2的中心轴线且与螺杆2的中心轴线平行，使得目前市面上常规的螺丝刀等拆卸工具都不具备其拆卸功能；

所述螺牙3包括靠近自攻螺钉尾部一侧的第一接触面6，以及靠近自攻螺钉头部一侧的第二接触面7，

第一接触面6和第二接触面7之间形成牙型角，所述牙型角为30°；

所述螺牙第一接触面6根部通过弧形过渡段8与螺杆轴向相连接；所述螺牙第二接触面7根部直接与螺杆轴向相连接，两者直线交汇形成钝角；

具体的，所述螺牙3的牙间距大于所述螺牙第一接触面6根部的弧形过渡段8的弧形对应圆的半径；

所述螺牙第一接触面6根部的弧形过渡段对应的垂向高度，占所述螺牙牙长的比例约为20％-25％，即1/5至1/4。

螺牙采用较小的牙型角，特别是相当于现有技术中三角形螺纹的牙型角通常在60°的一半，在螺钉攻入时，可使螺牙能承受较大的轴向分力，并能减少螺钉装配时的径向张力，以保证足够的轴向作用力产生连接材料位移，而使金属薄板等连接材料的流动方便，易攻入螺钉，同时也因径向张力较小，保证金属薄板等连接材料不被损坏，故在很好的满足连接需要的同时，也增加多次连接的稳定性，故重复安装性好，能延长使用寿命。

螺牙根部采用钝角的较大牙型角，能允许金属薄板等连接材料更好的与螺纹接触，能防止螺纹受压断裂，而提高了螺牙根部的安全性与抗疲劳性，避免螺牙损坏。

作为本实施例的优选方案，以牙型角的顶点作垂直于螺杆轴向的垂线，所述第一接触面与所述垂线形成的夹角为第一倾斜角，所述第二接触面与所述垂线形成的夹角为第二倾斜角，第一倾斜角和第二倾斜角的角度相等。

螺牙的两侧采用相同的倾斜角，可平衡两侧的安装深度，并取得较大的侧面覆盖，提升螺纹接触覆盖面的解除压力，从而提高自攻螺钉的抗拉强度、抗扭强度以及抗疲劳强度，同时制造成本也相应降低。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (1)

1.一种防水组合自攻螺钉，包括：螺头，位于自攻螺钉的头部；螺杆，与螺头相连接；和螺牙，设置于螺杆的周圈上；其特征在于：还包括硅胶垫圈，设置于螺头与螺杆相连接的颈部位置；所述螺牙包括靠近自攻螺钉尾部一侧的第一接触面，以及靠近自攻螺钉头部一侧的第二接触面，第一接触面和第二接触面之间形成牙型角，所述牙型角为30°-32°；

所述螺牙第一接触面根部通过弧形过渡段与螺杆轴向相连接；所述螺牙第二接触面根部直接与螺杆轴向相连接，两者直线交汇形成钝角，在螺牙的第一接触面侧，也即在螺钉攻入时前端方向增加弧形过渡、而螺牙的第二接触面侧，也即螺钉退出时前端方向保持其直线连接并形成钝角，达到螺钉锁入“易进难出”的效果；

硅胶垫圈靠近螺头的一侧还设有平垫片，螺头、平垫片和硅胶垫圈依次顺序连接；所述螺牙第一接触面根部的弧形过渡段对应的垂向高度，占所述螺牙牙长的比例为20%-25%，即1/5至1/4；所述螺牙的牙间距大于所述螺牙第一接触面根部的弧形过渡段的弧形对应圆的半径；以牙型角的顶点作垂直于螺杆轴向的垂线，所述第一接触面与所述垂线形成的夹角为第一倾斜角，所述第二接触面与所述垂线形成的夹角为第二倾斜角，第一倾斜角和第二倾斜角的角度相等；所述螺头上开设有安装孔，安装孔的轴心线，偏离于螺杆的中心轴线且与螺杆的中心轴线平行；所述螺杆的尾部呈锥形缩尾。