CN1061839A - 槽头螺钉及与之相配的螺丝起子 - Google Patents

Abstract

一种槽头螺钉，头部有可与螺丝起子配接的凹 槽，凹槽由弧形啮合壁和角槽限定。每个啮合壁是朝 凹槽底向内倾斜的圆锥面的一部分。角槽从相邻啮 合壁径向向外伸出。一对平行螺钉轴线的垂直侧壁 限定每个角槽。起子有可紧密插配到凹槽中的凸出 部。凹槽由两重叠方孔构成，两孔关于螺钉轴线对称 且偏差45°相角。啮合壁位于侧壁交汇的地方。起 子有柄部和头部，头部有8个轴向V形槽，在两V形 槽间形成8个刀口。V形槽底或刀口顶有可与啮合 壁紧密接触的弧形壁。

Description

本发明涉及一种槽头螺钉，其头部成形有凹槽，该凹槽可配接一个螺丝起子，本发明特别涉及对该凹槽形状的改进。

本发明还涉及到与带有这种改进形状的凹槽的槽头螺钉相配用的螺丝起子。

成形在螺钉头上用于与螺丝起子接配的常用凹槽是一种称为菲利普型的凹槽，即凹槽是十字形的。十字形凹槽具有的扭矩传递壁是朝着槽底向内倾斜的。十字形凹槽的这种倾斜壁容易引起螺丝起子“跳槽”，即当强大的旋拧扭矩加到起子上时，起子易于与凹槽脱离接触并从槽中跳出。除此之外，由于起子仅有四个刀口或棱边，所以也不能向起子施加足够强大的扭矩。

至今也已提出过使用某些具有改进形状的凹槽，包括用六角形凹槽代替十字形凹槽，以便能向改进的凹槽施加比十字形凹槽要大的扭矩。在图9和10中示出了一种改进的凹槽的例子，其中，螺钉头1具有一个可与螺丝起子配接的凹槽2，凹槽2由两个横断面为方形的孔构成，这两个孔分别由虚线“A”和“B”所示。两方孔相互重叠，它们都对称于螺钉的轴线，但彼此偏差45°相角。分别由每对侧壁4，4共限定出8个角槽3，每对侧壁相互垂直并朝着凹槽2的槽底5延伸（例如参见美国专利第3，604，305和4，384，812号）。

可是值得注意的是，上述改进的凹槽2的侧壁4也象十字形凹槽一样，朝着槽底5向内倾斜。这种倾斜壁易于将螺丝起子卡在或咬在凹槽中，而且也不可避免地会导致所述的“跳槽”问题。

为了避免跳槽，就要考虑使侧壁4不是倾斜而是平行于螺钉轴线直线延伸。这种假想的形状将会有效地传递较高的扭矩，以提供一较大的旋拧力。然而，为了使螺丝起子滑顺地插入凹槽，必须使凹槽具有微小的余隙，但这样做的缺点是将使插入凹槽2中的起子处于摇晃的状态。这样在使用自攻螺钉时（自攻螺钉要求起子以较高的速度旋拧），很可能会使起子滑出所述假设的凹槽。另外，螺丝起子在凹槽中的初始啮合会变得如此差，以至难于利用自动工具进行旋拧操作。

鉴于先有技术的槽头螺钉中存在的上述问题，本发明的目的就是提供一种改进的槽头螺钉以及与之配接的螺丝起子，此槽头螺钉中的凹槽的形状能确保螺丝起子滑顺及坚固的初始啮合或咬合，并且即使是传递大扭矩时也不会发生跳槽现象，由此起子就能实现高速旋拧，而不会出现任何问题。

本发明提供了一种槽头螺钉，其头部具有可与一个螺丝起子配接的凹槽;凹槽由多个啮合壁和多个径向槽限定，其中每个啮合壁是朝着凹槽槽底向内倾斜的圆锥面的一部分;而每个径向槽位于两相邻啮合壁之间，从啮合壁径向向外延伸，并由平行于槽头螺钉轴线的一个垂直壁限定。

具体地说，在本发明的一个优选实施例中，凹槽是由横截面为方形的两个重叠的方孔构成的，两方孔关于螺钉轴线对称且相互偏差45°相角，以便提供8个作为径向槽的角槽，其中作为垂直壁的每对侧壁用于构成平行于螺钉轴线的每个角槽，由此在构成一个角槽的一个侧壁与构成与之相邻的另一角槽的另一侧壁的交汇处形成锥状的弧形啮合壁，每一个啮合壁是朝着凹槽槽底向内倾斜的圆锥面的一部分。

用于将槽头螺钉拧入工件中的螺丝起子基本上必须包括可插配到凹槽中的凸出部。然而对用于上述优选形式的槽头螺钉来说，螺丝起子可以包括一个柄部和一个从柄部伸出的头部，头部的终端有一中心尖顶。头部由8个沿螺丝起子轴向延伸的V形槽构成，从而在两两相邻V形槽之间共限定了8个刀口或棱边。每个V形槽的槽底，即从相邻刀口的根部的伸延部，也是一个锥状的弧形壁，它可与螺钉凹槽中的任何啮合壁的锥面紧密接触。

在本发明的一个可选择的实施例中，凹槽内的每个锥状弧形啮合壁可以成形为径向角槽的槽底，在此槽底，每个角槽的一对垂直侧壁彼此相交。相应地，螺丝起子的刀口顶部具有锥状弧形壁，它可与凹槽中的弧形啮合壁紧密接合。

由于相互配合的元件具有如上所述的形状，所以当螺丝起子插入螺钉的凹槽时，螺丝起子的锥状弧形壁能与凹槽中的啮合壁紧密接合，从而一开始就确保了螺丝起子的紧固啮合即咬紧，并且此后一直保持这种状态而不会使之破坏。

在使用中，将一个扭矩施加到如此插配好的螺丝起子上，由此在紧密接触的表面之间产生一定强度的摩擦力。此后，当施加一个超过该摩擦力的较高的扭矩时，螺丝起子将转动一个非常小的角度，使得8个刀口的侧面与螺钉凹槽中角槽的相应侧壁进入接触，由此传递足够的扭矩，以有力地旋拧槽头螺钉。

图1是本发明第一实施例的槽头螺钉的平面图;

图2是图1所示槽头螺钉的部分垂直剖面图;

图3是可与图1所示槽头螺钉配接的螺丝起子的部分透视图;

图4和图5是放大的截面图，表示了图3中的螺丝起子插配并旋拧槽头螺钉的状态;

图6是本发明第二实施例的槽头螺钉的平面图;

图7是图6所示槽头螺钉的部分垂直剖面图;

图8是可与图6所示槽头螺钉配接的螺丝起子的部分透视图;

图9是先有技术的槽头螺钉的平面图;

图10是先有技术的槽头螺钉的部分垂直剖面图。

下面结合附图对本发明的实施例进行说明。

在图1和图2中，示出了一个槽头螺钉10的主要部分，而图3示出了一个可与成形在该槽头螺钉中的凹槽12配接的螺丝起子20（以下简称起子）。

成形在螺钉头部中用于接纳起子的凹槽12具有8个角槽13，它们由两个相互重叠的孔“A”和“B”构成，这两个孔的横截面是方形的且绕槽头螺钉的轴线O-O相互偏差45°相角。与图9和图10所示的先有技术的槽头螺钉类似，每个角槽13基本上由一对侧壁14a和14b限定，侧壁14a和14b彼此垂直且延伸到凹槽12的锥形槽底15。

然而值得注意的是，在槽头螺钉10中构成每个角槽13的每对侧壁14a和14b是平行于螺钉轴线O-O延伸的。

本发明的槽头螺钉10的另一个特征是，属于两个相邻角槽13和13的侧壁14a和14b彼此相交，以在其间形成一个脊部。这些脊部向凹槽12的内部凸出，提供弧形的啮合壁16，啮合壁16以平缓的角度（例如大约10°或更小）朝着凹槽12的槽底15逐渐向内倾斜。弧形的啮合壁16能加强起子20的咬紧功能，这一点下面将要说明。如图1和2的虚线所示，每个啮合壁16是一个圆锥表面“C”的一部分，该圆锥表面有一条与螺钉轴线O-O重合的中心线，啮合壁16朝着凹槽12的槽底15向内倾斜。

因此，每个弧形啮合壁16的横向宽度从其上端17朝其下端18是逐渐减小的，在下端18处，啮合壁汇合到凹槽的槽底15。由于要根据螺钉头11的厚度来适当地设计凹槽12的深度，所以弧形啮合壁16的下端18在每个壁16与槽底的交界处仍具有一定的宽度。

起子20在使用时必须与槽头螺钉10中的凹槽12紧紧地接合，以便旋拧螺钉。因此起子必须具有类似于凹槽12的形状，如图3所示。

起子包括一个柄部21和一个从柄部整体伸出的头部，头部的顶端是一个中心尖顶22。位于尖顶22和柄部21之间的头部成形为具有8个V形槽，这些V形槽沿起子的轴向延伸。这样就形成了8个在横截面上呈倒V字形的刀口23，用于与凹槽12中的角槽13配接。每个刀口23的侧面24a和24b彼此垂直，这与角槽13的侧壁14a和14b（如上所述，它们是相互垂直的）相类似。在每个V形槽的底部-属于相邻刀口23和23的侧壁24a和24b在此处相互连接，有一个连接面25。这些连接面25是锥状弧形壁，它们可与凹槽12中的类似的弧形啮合壁16配接。换句话说，连接面（即弧形壁）25是凹槽12中弧形啮合壁16所在的同一圆锥面“C”的一部分。

在使用槽头螺钉10时，它以图4所示的状态接纳插入凹槽12中的起子20。螺钉10的弧形啮合壁16与起子20的连接面（即弧形壁）25构成紧密接合，所有这些壁都是同一公共圆锥面“C”的一部分。因此，在所述壁16和25之间产生咬紧作用，而同时在角槽13的每个侧壁14a或14b和每个对应的侧面24a或24b之间形成一个间隙“e”。间隙“e”可使起子滑顺地插入凹槽12中。在初始咬紧状态，加到起子20上的初始扭矩将由于相互咬住的起子和凹槽间的摩擦力而传递到槽头螺钉10上。当作用在起子20上的扭矩超过这个摩擦力时，起子相对于槽头螺钉10仅作小的转动并占据图5所示的位置。在这个状态，8个刀口23的侧面24a的外边缘与构成角槽13的侧壁14a接触。在此阶段以后，所需强度的推进扭矩将施加到槽头螺钉10上。由于扭矩传递侧面24a和扭矩接收侧壁14a都平行于轴线O-O延伸，所以不会产生沿起子20轴线方向的分力。也就是说，起子20只将旋拧扭矩施加到槽头螺钉10上。显然，起子20的强有力的转动决不会导致起子“跳槽”，它能够有效地传递必需的扭矩。因此，即使是当起子20高速转动时，也能防止起子滑出凹槽12。

图6和图7示出了本发明第二实施例所提供的槽头螺钉30。用于产生咬紧作用的啮合壁31形成在每个角槽13的侧壁14a和14b彼此交汇的地方，即在角槽13最外侧的区域。此处的啮合壁31是圆锥面“C”的一部分，圆锥面“C”朝着凹槽12的槽底15向内倾斜并且有一条与螺钉轴线O-O重合的轴线，这一点与图1-3所示的槽头螺钉10类似。每个啮合壁31在它与凹槽12的槽底15连接的下端33宽度最宽，而其上端汇入相邻角槽13的两个上侧边缘。

图8示出了用于拧紧槽头螺钉30的螺丝起子40，其中每个刀口23的顶部成形为锥状的弧形壁41，它可与弧形的啮合壁31紧密啮合。与啮合壁31类似，弧形壁41也是圆锥面“C”的一部分。

利用起子40拧紧槽头螺钉30的操作基本上与图1-3所示的用起子20拧紧螺钉10的操作相同。通过使弧形壁41与相应的啮合壁31相接触就产生了咬紧作用。8个刀口23的侧面的最外边缘也将类似地与8个角槽13的侧壁14a接触，以便能把足够的扭矩施加到螺钉30上，而不会导致起子40跳槽。

总之，上述改进的槽头螺钉和可与之配接的螺丝起子能有效地确保在螺钉和起子之间提供充分强大的咬紧作用，同时能在其间传递大的扭矩，而不会使起子“跳槽”。因此，起子可以高速转动，决不会产生任何问题。

本发明的槽头螺钉和与之配接的螺丝起子的特点最适用于需要用大扭矩以非常高的速度旋拧的自攻螺钉。

Claims (6)

1、一种槽头螺钉，包括：

一个成形在螺钉的头部中并可与一个螺丝起子配接的凹槽，

该凹槽由多个啮合壁和多个径向槽限定，

每个啮合壁是一个朝着凹槽的槽底向内倾斜的圆锥面的一部分，

每个径向槽位于两相邻啮合壁之间，从该啮合壁径向向外延伸，并由平行于槽头螺钉轴线的一个垂直壁限定。

2、一种螺丝起子，它具有可紧密地插配在如权利要求1所限定的凹槽中的凸出部。

3、一种槽头螺钉，包括：

一个凹槽，它由横截面为方形的两个重叠的方孔构成，

两个方孔关于槽头螺钉轴线对称设置且相互偏差45°相角，所述凹槽具有：

8个角槽，每个角槽由一对侧壁限定且平行于槽头螺钉的轴线延伸，

锥状的弧形啮合壁，每个啮合壁成形在构成一个角槽的一个侧壁与构成与之相邻的另一角槽的另一侧壁交汇的地方，

其中，每个啮合壁是一个朝着凹槽槽底向内倾斜的圆锥面的一部分。

4、一种可紧密地插配到如权利要求3所限定的槽头螺钉的凹槽中的螺丝起子，包括：

一个柄部，

一个从柄部伸出的头部，其顶端有一中心尖顶，

该头部包括：

8个沿螺丝起子轴向延伸的V形槽，

8个刀口，每个刀口限定在两个相邻的V形槽之间，

形成在每个V形槽槽底的连接面，用于连接相邻刀口的根部，

其中每个连接面是锥状的弧形壁，它能与所述螺钉的凹槽中的任何啮合壁的圆锥面紧密接触。

5、一种槽头螺钉，包括：

一个凹槽，它由横截面为方形的两个重叠的方孔构成，

两方孔关于槽头螺钉轴线对称地设置且相互偏差45°相角，所述凹槽具有：

8个角槽，每个角槽由一对侧壁限定且平行于槽头螺钉的轴线延伸，

锥状的弧形啮合壁，每个啮合壁成形在构成每个角槽的侧壁相互交汇的地方，

其中，每个啮合壁是朝着凹槽槽底向内倾斜的圆锥面的一部分。

6、一种可紧密插配到如权利要求5所限定的槽头螺钉的凹槽中的螺丝起子，包括：

一个柄部，

一个从柄部伸出的头部，头部的顶端有一个中心尖顶，

该头部包括：

8个沿螺丝起子轴向延伸的V形槽，

8个刀口，每个刀口限定在两相邻V形槽之间，

其中，每个刀口的顶部是一个锥状的弧形壁，它能与所述螺钉的凹槽中的任何啮合壁的圆锥面紧密接触。

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