CN106133345A - 自攻螺钉及其紧固结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供自攻螺钉及其紧固结构，该自攻螺钉即使不能获得足够的座面面积和足够的螺纹牙啮合数目，其也能够增加拖曳转矩。所述自攻螺钉具有头部(10)和螺钉杆部(20)，其特征在于，通过使头部(10)的座面(16)成为具有细微凹凸的粗糙面，增加摩擦系数并在形成阴螺纹时不改变驱动转矩而提高拖曳转矩。

Description

自攻螺钉及其紧固结构
技术领域
本发明涉及通过使被加工材料自身塑性变形形成阴螺纹并进行紧固的自攻螺钉，尤其涉及适用于被加工材料的板厚为薄板时的自攻螺钉及其紧固结构。
背景技术
迄今为止，该类自攻螺钉被设定成拖曳转矩和驱动转矩的差值较大，即使拧紧力矩有差异，也能够可靠地拧紧。
但是，由于近几年要求部件节省空间，对头部有限制，因而有时不能增大座面的面积。但如果座面面积较小，由于在拧紧时座面接触变小，导致拖曳转矩变低。
另一方面，尽管用于自攻螺钉啮合的螺纹牙数目较多则能够较高地维持拖曳转矩，但因近几年阴螺纹材料的薄板化，使得拧紧时啮合的螺纹牙数目变少，从而导致拖曳转矩的降低。虽然也可以考虑通过改变螺纹牙形状而增大接触面积，但仅通过改变螺纹形状的应对具有局限性。
尽管在使螺纹牙的啮合数目增多这一点上，通过在缩颈处设置凹陷并将阳螺纹延长至头部附近较为有效，但仅使设置有凹陷的部分的座面面积小，仅通过该方法并不能提高拖曳转矩。
专利文献1：日本专利第3017331号公报
发明内容
本发明人等专心研究的结果，获得了通过调整头部座面的摩擦系数而能够增加拖曳转矩的发明。
作为在头部座面设置凹凸的技术，例如专利文献1记载的技术已为公众所知，但该专利文献记载的是用于锁定而设置的技术，并非着眼于拖曳转矩。
本发明的目的在于提供一种自攻螺钉，即使不能获得足够的座面面积和足够的螺纹牙啮合数目，也能够使拖曳转矩提高。
为了实现上述目的，本发明的自攻螺钉具有头部和螺钉杆部，其特征在于，使所述头部的座面为具有细微凹凸的粗糙面，从而提高摩擦系数而提高拖曳转矩。
而且，另一发明为一种自攻螺钉的螺钉紧固结构，所述自攻螺钉具有头部和具备螺纹牙的螺钉杆部，利用所述螺钉杆部的螺纹牙在被加工材料的定位孔中形成阴螺纹并进行紧固，
使所述头部成为具有细微凹凸的粗糙面，提高摩擦系数而提高拖曳转矩。
头部的缩颈根部设置有凹陷部，所述座面被设置成圆环状，以环绕凹陷部，座面的表面粗糙度被设定为大于凹陷部的表面粗糙度。
所述座面的外径小于头部外周的最大直径。
为了提高工具寿命，在头部外周生成头部成型塌边，使头部外周的最大直径小于座面的外径，从而使得头部座面面积变小，但通过使座面成为粗糙面，能够不损害工具寿命而提高拖曳转矩。
若预先通过维持座面平面度而设置座面的细微凹凸，则能够均匀地接触整个座面。
座面的表面粗糙度为最大高度粗糙度Rz，优选为15μm～50μm。
本发明通过使头部座面成为粗糙面而提高摩擦系数，即使不能充分获得座面面积、螺纹牙的啮合数目，也能够提高拖曳转矩，从而能够可靠地进行紧固。
附图说明
图1的(A)为用于表示本发明实施方式所涉及的自攻螺钉的整体图，(B)为(A)中的B-B线剖面图，(C)为(A)的局部放大图。
图2为用于表示将图1的头部座面的表面粗糙度同常规产品进行比较的曲线图。
图3为用于表示座面粗糙度与拖曳转矩之间关系的曲线图。
图4为用于表示图1的自攻螺钉的紧固状态的示意图。
附图标号的说明
1 自攻螺钉
10 头部
12 凹陷部
14 头部成型塌边
16 座面
20 螺钉杆
21 螺纹牙
22 平行螺纹部
24 锥形螺纹部
110 被紧固材料
120 阴螺纹材料
具体实施方式
下面，根据图示的实施方式而详细地对本发明进行说明。
图1表示本发明实施方式的自攻螺钉。图中的1表示自攻螺钉，该自攻螺钉1包括头部10和从头部10延伸的螺钉杆20，还包括：平行螺纹部22，其在螺钉杆20上形成有完全螺纹牙形状的螺纹牙21；锥形螺纹部24，其在平行螺纹部22的顶端一侧朝向顶端逐渐成为小径。
头部10为锅状，并在顶部设置有起子头孔18，在头部10的背面一侧设置有用于在紧固时固定在被紧固材料的座面16。在本实施方式中，在头部背面且在螺钉杆20的缩颈与头部连接的根部周围设置有凹陷部12，座面16在整个周向上形成为圆环状，以环绕凹陷部12。
并且，头部10的外周侧面呈直径缩小的头部成型塌边14，自高度方向中央部朝向头部背面逐渐成为小径。座面16的外径小于头部10外周的最大直径，其减小的部分相当于该头部成型塌边14的直径缩小部分。
本发明通过使座面16成为具有细微凹凸的粗糙面，增加摩擦系数，从而增加拖曳转矩。座面16的表面粗糙度被设定为大于凹陷部12。凹陷部12的表面粗糙度与头部10的表面粗糙度大致相同，座面16的表面粗糙度大于头部10的表面粗糙度。
图2为用于表示将本发明实施产品同常规产品进行比较的粗糙度曲线图。其中的(A)为本发明实施产品的放大立体图、(B)为其粗糙度曲线图、(C)常规产品的放大照片、(D)为其粗糙度曲线图。
如图2的(B)所示，本发明实施产品在0.25mm之间的最大波峰和最大波谷的峰值小于5个。由于当为5个以上的小峰值时对摩擦力的影响不大，优选0.25mm之间的最大波峰和最大波谷的峰值小于5个。
如图2的(D)所示，常规产品座面的表面粗糙度为Rz(最大高度粗糙度、日本工业标准JISB0601,2001修订)且小于10μm(基准长度为0.25mm)。
图4表示将本实施方式的自攻螺钉同薄板的被紧固材料110和阴螺纹材料120重叠并进行紧固的紧固结构。尽管未特别图示，但在被紧固材料110和阴螺纹材料上设置有定位孔，在紧固初期，螺钉杆部20的螺纹牙21在定位孔中形成阴螺纹，接着通过紧固使头部的座面16固定在被紧固材料110上，并紧固至拖曳转矩以下的规定扭矩，然后结束紧固作业。
尽管固定之后的紧固使得座面16被逐渐紧固，但由于在本实施方式中的座面16上设置有细微的凹凸，摩擦系数较高，从而使得座面16与被紧固材料110之间的摩擦扭矩变高，该部分也使拖曳转矩变高。即，仅通过使座面16成为粗糙面，就能够使驱动转矩与拖曳转矩之间的差值变大，并通过设定适当的紧固转矩，能够在不损害螺钉的情况下可靠地进行紧固。
尤其是，本实施方式设置有凹陷部12，并尽可能地靠近头部形成螺钉杆20的螺纹牙21，增多用于啮合的螺纹牙数目，从而能够进一步增大拖曳转矩。在图示例中，通过凹陷部12，使2牙的啮合数目多出1牙而成为3牙。
并且，虽然通过设置凹陷部12而使得座面面积变窄，但实际同在未设置凹陷部12且未使座面16成为粗糙面的常规产品进行比较之后，即使本发明的座面面积窄小，但做成粗糙面使得拖曳转矩变大。
而且，即使保留头部成型塌边14也能够增大拖曳转矩，因此具有能够增加工具寿命的优点。
图3表示座面粗糙度与拖曳转矩之间的关系。
座面粗糙度为最大高度粗糙度Rz(日本工业标准JISB0601,2001修订、基准长度为0.25mm)，且表示5μm～50μm范围的数据。如曲线图所示，当初5μm时为2.7[N·m]左右，而在10μm时为3.0[N·m]、15μm时为3.2[N·m]、30μm时为3.7[N·m]、40μm～50μm时为3.8～3.9[N·m]。
根据该结果，只要最大高度粗糙度Rz超过10μm，才开始显现效果，因此在10μm～50μm范围内，能够充分增加拖曳转矩，15μm以上则更为有效。而且，由于超过30μm时的拖曳转矩与50μm的拖曳转矩大致同等程度，优选15μm～30μm的范围。座面16基本为平面，并通过维持座面平面度而设置细微的凹凸。
尤其是，即使在如图4所示的3牙左右，例如仅能确保2牙至5牙左右啮合数目的情况下，通过将最大高度粗糙度Rz的范围设定在上述范围10μm～50μm、优选15μm～30μm内，能够增大拖曳转矩，从而能够以适当的紧固转矩进行紧固。当然，螺纹牙的啮合数目并不限定于2牙至5牙左右，既可以是5牙以上，也可以根据情况是2牙以下。
此外，尽管在上述的实施方式中设置有凹陷部，但既可以是不设置凹陷部的结构，也可以是没有头部成型塌边的结构。
头部形状不限于锅形，可以应用各种头部形状。

Claims (12)

1.一种自攻螺钉，具有头部和螺钉杆部，其特征在于，
使所述头部的座面为具有细微凹凸的粗糙面，从而提高摩擦系数而提高拖曳转矩。
2.根据权利要求1所述的自攻螺钉，其特征在于，
在所述头部的缩颈根部设置有凹陷部，所述座面被设置成圆环状，以环绕凹陷部，所述座面的表面粗糙度被设定成大于凹陷部的表面粗糙度。
3.根据权利要求1或2所述的自攻螺钉，其特征在于，
所述座面的外径小于头部外周的最大直径。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的自攻螺钉，其特征在于，
维持座面平面度而设置所述座面的细微凹凸。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的自攻螺钉，其特征在于，
所述座面的表面粗糙度为最大高度粗糙度Rz，且为10μm～50μm。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的自攻螺钉，其特征在于，
所述座面的表面粗糙度大于头部外周的表面粗糙度。
7.一种自攻螺钉的螺钉紧固结构，所述自攻螺钉具有头部和具备螺纹牙的螺钉杆部，利用所述螺钉杆部的螺纹牙在被加工材料的定位孔中形成阴螺纹并进行紧固，其特征在于，
使所述头部成为具有细微凹凸的粗糙面，提高摩擦系数而提高拖曳转矩。
8.根据权利要求7所述的自攻螺钉的螺钉紧固结构，其特征在于，
与阴螺纹的啮合牙数为2牙至5牙，所述座面的表面粗糙度为最大高度粗糙度Rz且为10μm～50μm。
9.根据权利要求7或8所述的自攻螺钉的螺钉紧固结构，其特征在于，
在所述头部的缩颈根部设置有凹陷部，所述座面被设置成圆环状，以环绕凹陷部，座面的表面粗糙度被设定成大于凹陷部的表面粗糙度。
10.根据权利要求7至9中任一权利要求所述的自攻螺钉的螺钉紧固结构，其特征在于，
所述座面的外径小于头部外周的最大直径。
11.根据权利要求7至10中任一权利要求所述的自攻螺钉的螺钉紧固结构，其特征在于，
维持座面平面度而设置所述座面的细微凹凸。
12.根据权利要求7至11中任一权利要求所述的自攻螺钉的螺钉紧固结构，其特征在于，
所述座面的表面粗糙度大于头部外周的表面粗糙度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111981015A (zh) * 2019-05-21 2020-11-24 株式会社托普拉 外螺纹部件

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230087369A1 (en) * 2021-09-21 2023-03-23 Caterpillar Inc. Track shoe or track bolt with increased surface roughness

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07217634A (ja) * 1994-02-07 1995-08-15 Calsonic Corp 樹脂部材固着用のねじ
JP3017331B2 (ja) * 1991-08-16 2000-03-06 株式会社スズキ螺子製作所 弛み防止ねじ
US6361259B1 (en) * 1996-04-17 2002-03-26 Sfs Industrie Holding Ag Screw for torque-limited fastening
JP2002122113A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Max Co Ltd 鋼板用ネジ
CN1477315A (zh) * 2002-07-18 2004-02-25 ����ŵ˹AFC���޹�˾ 螺钉
JP2006308079A (ja) * 2005-03-30 2006-11-09 Sun Wave Ind Co Ltd 木ねじ
JP2007321851A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Abc Trading Co Ltd ねじ及び動力回転工具用のビット及び建築用意匠金具の施工方法
CN201037494Y (zh) * 2007-05-16 2008-03-19 杭州华星特种标准件有限公司 防松自攻螺丝
JP2009150534A (ja) * 2007-11-30 2009-07-09 Nitto Seiko Co Ltd 部品締結用タッピンねじ
CN201843879U (zh) * 2010-11-12 2011-05-25 浙江宏星紧固件有限公司 自攻螺钉
CN102753843A (zh) * 2010-01-06 2012-10-24 阿诺德成形技术有限责任两合公司 形成螺纹的螺钉和其应用

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3017331B2 (ja) * 1991-08-16 2000-03-06 株式会社スズキ螺子製作所 弛み防止ねじ
JPH07217634A (ja) * 1994-02-07 1995-08-15 Calsonic Corp 樹脂部材固着用のねじ
US6361259B1 (en) * 1996-04-17 2002-03-26 Sfs Industrie Holding Ag Screw for torque-limited fastening
JP2002122113A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Max Co Ltd 鋼板用ネジ
CN1477315A (zh) * 2002-07-18 2004-02-25 ����ŵ˹AFC���޹�˾ 螺钉
JP2006308079A (ja) * 2005-03-30 2006-11-09 Sun Wave Ind Co Ltd 木ねじ
JP2007321851A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Abc Trading Co Ltd ねじ及び動力回転工具用のビット及び建築用意匠金具の施工方法
CN201037494Y (zh) * 2007-05-16 2008-03-19 杭州华星特种标准件有限公司 防松自攻螺丝
JP2009150534A (ja) * 2007-11-30 2009-07-09 Nitto Seiko Co Ltd 部品締結用タッピンねじ
CN102753843A (zh) * 2010-01-06 2012-10-24 阿诺德成形技术有限责任两合公司 形成螺纹的螺钉和其应用
CN201843879U (zh) * 2010-11-12 2011-05-25 浙江宏星紧固件有限公司 自攻螺钉

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111981015A (zh) * 2019-05-21 2020-11-24 株式会社托普拉 外螺纹部件
CN111981015B (zh) * 2019-05-21 2022-06-14 株式会社托普拉 外螺纹部件

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Publication number Publication date
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CN106133345B (zh) 2020-07-31

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