CN110871416A - 六角起子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工具,例如适于接合紧固件的六角形起子和钻头。该工具包括外部几何形状,与使用点型接触的现有设计相比,该外部几何形状适于以更大面积与紧固件的内壁或平面接合。这减少了施加在紧固件上的应力及对紧固件内壁的损坏或变形。
Description
技术领域
本申请一般涉及用于驱动紧固件的工具,尤其涉及驱动工具,以及用于工具的起子和套筒。
背景技术
通常使用各种扳手和工具向工件(例如螺纹紧固件)施加扭矩。该工件可以是任何数量的不同大小和形状及配件。因此,许多工具包括起子,该起子适于接合和旋转不同工件。例如,对于具有内六角头部的典型螺栓或螺钉,成六角形形状的起子的外壁以点接触的方式接合紧固件的内六角壁,从而允许工具向工件施加扭矩。然而,由于该点接触接合,紧固件可能因在接触点处紧固件的内六角壁上赋予的高应力集中而变得过早疲劳、剥离和失效。
发明内容
本发明广泛地涉及工具,例如适于接合紧固件的六角形起子和钻头。在一个实施例中,该工具广泛地包括外部几何形状,与使用点型接触的现有设计相比,该外部几何形状适于以较大面积与紧固件的内壁或平面接合。这减少了施加在紧固件上的应力及对紧固件内壁的损坏或变形,例如剥离。在一个实施例中,本发明的外部几何形状可以包括大致六边形的形状,该六边形形状具有六(6)个角和六(6)个基本非线性的侧壁。每个侧壁通常包括由线性段断开的第一非线性或弯曲段和第二非线性或弯曲段。特别地,每个侧壁具有第一角平面,该第一角平面延伸到第一弯曲部分(即,半径段),该第一弯曲部分合并于横向平面中。所述横向平面延伸到第二弯曲部分(即,半径段),该第二弯曲部分合并于第二角平面中。当与紧固件接合时,外六角起子的形状提供从紧固件的平面起约0度至约8度的偏移角度(总共约60度至约60),更特别是约4度的偏移角度(总共约为64度)。这允许角平面接合在紧固件上而不是单个接触点。
在一个实施例中,本发明广泛地涉及一种工具,该工具适于接合具有大致六边形形状的凹部。
在一个实施例中,工具广泛地包括主体部分,该主体部分具有第一角和第二角以及在第一角和第二角之间延伸的侧壁。所述侧壁包括从所述第一角延伸的第一基本笔直部分、从所述第一基本笔直部分延伸的第一弯曲部分、从所述第一弯曲部分延伸的第二弯曲部分、从所述第二弯曲部分延伸的基本笔直横向平面、从所述基本笔直横向平面延伸的第三弯曲部分、从所述第三弯曲部分延伸的第四弯曲部分,以及从所述第四弯曲部分延伸到所述第二角的第二基本笔直部分。
在一个实施例中,本发明广泛地涉及一种工具,该工具适于接合具有大致六边形形状的凹部。
在一个实施例中,该工具广泛地包括主体部分,该主体部分具有第一角和第二角以及在所述第一角和所述第二角之间延伸的侧壁。所述侧壁包括从所述第一角延伸的第一基本笔直部分,其中所述第一基本笔直部分相对于所述第一角的中心以约64度的角度设置。所述侧壁包括从所述第二角延伸的第二基本笔直部分,其中所述第一基本笔直部分相对于所述第二角的中心以约60度至约60度的角度设置,并且更特别地,以约64度的角度设置。
在一个实施例中,本发明广泛地涉及一种工具,该工具适于接合具有大致六边形形状的凹部。
在一个实施例中,所述工具广泛地包括主体部分,该主体部分具有第一角和第二角以及在所述第一角和第二角之间延伸的侧壁。所述侧壁包括从所述第一角延伸的第一基本笔直部分、从所述第一基本笔直部分延伸的第一弯曲段、以及从所述第一弯曲段向所述第二角延伸的基本笔直横向平面。所述第一弯曲段可包括不同的第一熔接半径和第二熔接半径,第一熔接半径和第二熔接半径将第一基本笔直部分熔接到基本笔直横向平面中。
附图说明
出于便于理解要保护的主题的目的,在附图中示出了其实施例,通过对这些附图的观察,当结合以下描述进行考虑时,要保护的主题、其结构和操作以及其许多优点应容易被理解和领会。
图1是根据本申请的实施例的外六角起子的前视平面图,该外六角起子与典型的内六角形螺栓或螺钉头接合。
图2A是根据本申请的一个实施例的图1的起子的侧壁的半轮廓或半几何形状的放大截面平面俯视图。
图2B是根据本申请的一个实施例的图1的起子的角的半轮廓或几何形状的放大截面平面俯视图。
图3是根据本申请的一个实施例的并入了外六角起子的工具钻头的透视图。
图4是图3的工具钻头的侧视图。
图5是与紧固件接合的图3的工具钻头的透视图。
图6是连接至工具的图3的工具钻头的透视图。
具体实施方式
虽然本发明容许许多不同形式的实施例,但是在附图中示出并且将在本文中详细描述的是本发明的实施例,包括优选实施例,应理解本公开将被认为是本发明原理的示例,而不旨在将本发明的宽泛方面限制于所示的实施例。如本文所使用的,术语“本发明”不旨在限制要求保护的发明的范围,而是仅出于解释目的被用于讨论本发明的示例性实施例的术语。
本发明广泛地涉及工具,例如适于接合紧固件的六角形起子和钻头。在一个实施例中,该工具广泛地包括外部几何形状,与使用点型接触的现有设计相比,该外部几何形状适于以较大面积与紧固件的内壁或平面接合。这减少了施加在紧固件上的应力及对紧固件内壁的损坏或变形,例如剥离。
在一个实施例中,外部几何形状可以包括大致六角形形状,该六角形形状具有六(6)个角和六(6)个基本非线性的侧壁。每个侧壁通常包括由线性段断开的第一非线性或弯曲段和第二非线性或弯曲段。特别地,所述侧壁具有第一角平面,该第一角平面延伸到第一弯曲部分(即,半径段),该第一弯曲部分熔接到横向平面中。横向平面延伸到第二弯曲部分(即,半径段),该第二弯曲部分熔接到第二角平面中。当与紧固件接合时,外六角起子的形状提供从紧固件的平面起约0度至约8度的偏移角度(总共约60度至约68度),更特别是约4度的偏移角度(总共约为64度)。这允许角平面接合在紧固件上而不是单个接触点。
如图1所示,工具100具有六个角104a-f(可以称为第一角至第六角104a-f)和六个分别在角104a-f之间延伸的基本非线性的侧壁106a-f(可以称为第一侧壁至第六侧壁106a-f)。例如,第一侧壁106a在第一角104a和第二角104b之间延伸;第二侧壁106b在第二角104b和第三角104c之间延伸;第三侧壁106c在第三角104c和第四角104d之间延伸;第四侧壁106d在第四角104d和第五角104e之间延伸;第五侧壁106e在第五角104e和第六角104f之间延伸;以及第六侧壁106f在第六角104f和第一角104a之间延伸。
工具100的主体部分102的至少一个端部部分适于插入紧固件(例如图5中所示的紧固件400)中的凹形六角形凹部200并与凹形六角形凹部200配合,该紧固件具有分别在角202之间延伸的六个角202和六个基本笔直的侧壁204(也称为齿面204)。当插入凹部200中时,每个角104a-f基本与角202中的一个对齐。工具100以及由此主体部分102可以旋转以将旋转扭矩施加到紧固件。当工具100旋转时,侧壁106a-f接合或接触紧固件的凹部200的一个或多个相应的侧壁202以施加扭矩。
应当理解,第一角至第六角104a-f中的每一个具有相同的几何形状,并且第一侧壁至第六侧壁106a-f中的每一个具有相同的几何形状。为了简洁,详细描述了第一侧壁106a,应理解,对于其他每个侧壁106a-f,几何形状是复制的。
如图所示,第一侧壁106a包括在第一角104a和第一弯曲部分110a(也称为第一半径部分110a)之间延伸的第一基本笔直部分108a(也称为第一角平面108a)。第一弯曲部分110a在第一角平面108a和第二弯曲部分112a(也称为第二半径部分112a)之间延伸。第二弯曲部分112a在第一弯曲部分110a和第二基本笔直部分114(也称为横向平面114)之间延伸。如图所示,第一弯曲部分110a沿第一方向弯曲,并且第二弯曲部分112a沿基本与所述第一方向相反的第二方向弯曲。
第一横向平面114从第二弯曲部分112a向第二角104b延伸。如图所示,横向平面114在第二弯曲部分112a和第三弯曲部分112b(也称为第三半径部分112b)之间延伸。第三弯曲部分112b具有与第二弯曲部分112a类似的曲率,并且在横向平面114和第四弯曲部分110b(也称为第四半径部分110b)之间延伸。第四弯曲部分110b具有与第一弯曲部分110a类似的曲率,并且在第三弯曲部分112b和第三基本笔直部分108b(也称为第二角平面108b)之间延伸。第二角平面108b具有与第一角平面108a类似的几何形状,并且在第四弯曲部分110b和第二角104b之间延伸。
如图1所示,横向平面114相对于第一角平面108a和第二角平面108b凹陷。这允许角平面108a和108b的角度偏移约4度,如下面进一步详细描述。
第一侧壁106a还可以被描述为包括从第一角104a延伸的第一角平面108a、第一非线性或弯曲段(包括第一弯曲部分110a和第二弯曲部分112a)、横向平面、第二非线性或弯曲段(包括第三弯曲部分110b和第四弯曲部分112b)、以及从第二角104b延伸的第二角平面108b。应当理解,角104a-f和侧壁106a-f中的每一个的每一半均具有相似的几何形状。例如,第一角平面108a和第二角平面108b具有类似的几何形状;第一弯曲部分110a和第四弯曲部分110b具有类似的几何形状;并且第二弯曲部分112a和第三弯曲部分112b具有类似的几何形状。为了简洁,详细描述了第一角104a和第一侧壁106a的一半,应理解为对于角104a-104f和侧壁106a-f的每一半,几何形状是复制的。
如图2A所示,如美国国家标准协会(American National Standards Institute,ANSI)所定义,紧固件的凹部200具有最小的螺栓对边尺寸(Bolt Across Flat Dimension,BAF)。使用BAF作为参考,所有其他尺寸都相对于BAF呈现。因此,可基于凹部200的大小来测量尺寸。例如,如图所示,横向平面114向第二角104b延伸,并且在齿面中心处具有六角对边(Hex Across Flat,HAF),六角对边为约(0.95)BAF。
参照图2A和2B,第一角104a在六角对边处具有角半径(Corner Radius,CR)。CR限定角104a在与第一角平面108a熔接时的曲率半径。如图所示,CR约为(0.05)BAF。第一角104a还具有角半径偏移(Corner Radius Offset,CRO),角半径偏移限定CR的起点。如图所示,CRO约为(0.02)BAF。
参照图2B,第一角104a的一半包括基本平坦的角部分116a和弯曲角部分118a。弯曲角部分118a具有CR并将角部分116a熔接到第一角平面108a中。应当理解,在第一角104a的另一半上,该几何形状是复制的,并且其他角104b-104f中的每一个具有与第一角104a的几何形状类似的几何形状。虽然第一角104a被描述为包括角部分116a和118a,但是第一角104a(以及其他角104b-104f)可以是圆形的、平坦的、尖的,或者具有为上述的CR而提供的任何其他类型的峰或真正的角形状。还应当理解,对于其他每个角104b-104f,参照第一角104a描述的几何形状是复制的。
参照图2A和2B,第一角平面108a具有角角度(Corner Angle,CA),该角角度限定第一角平面108a相对于第一角104a的中心的倾斜度。如图所示,CA为64度。这提供了约0度至约8度、约2度至8度,以及更特别地,约4度的角角度偏移(Corner Angle Offset,CAO)。例如,传统的六角形在相邻平面之间包括120度的角度,该角度限定了两个半角传统角度(Traditional Angles,TA)为60度。本发明的CA为约60度至约68度、62度至约68度,以及更特别地,约64度,相对于传统六角形提供约0度至约8度、2度至约8度,以及更特别地,约4度的偏移(CAO)。因此,相邻的角平面(例如由第一角104a连接的角平面)之间限定的角度为约120度至约136度、约124度至约136度,并且更特别地,约128度。
参照图2A,第一弯曲部分110a具有第一熔接半径(Blend Radius,BRA),第一熔接半径限定第一弯曲部分110a将第一角平面108a熔接到第二弯曲部分112a中时的曲率半径。例如,BRA是从齿面中心的平面到接触点的曲率半径。如图所示,角度约为10度的中心点(CP)限定BRA的中心点,并且BRA约为(0.10)BAF。
第二弯曲部分112a具有第二熔接半径(BRB),第二熔接半径限定第二弯曲部分112a将第一弯曲部分110a熔接到横向平面114中时第二弯曲部分112a的曲率半径。例如,BRB是从齿面中心的平面到BRA的曲率半径。如图所示,BRB约为(0.20)BAF。因此,BRB不同于BRA,并且BRB大于BRA。换句话说,BRA和BRB彼此不同,BRA小于BRB或比BRB小。
进一步地,侧壁106a的一半具有三个半径。第一半径对应于第一角104a的CR。第二半径对应于第一弯曲部分110a的BRA。类似地,第三半径对应于第二弯曲部分112a的BRB。
如上所述,角104a-f和侧壁106a-f中的每个的每一半均具有类似的几何形状。因此,每个几何形状可描述如下:HAF-约(0.95)BAF、BRA-约(0.10)BAF、BRB-约(0.20)BAF、CR-约(0.05)BAF、CRO-约(0.02)BAF、CA-约60度至约68(更特别地,约62度至约68度,并且更特别地,约64度)、CAO-约0度至约8度(更特别地,约2度至约8度,并且更特别地约4度),和CP-大约10度。
在一些实施例中,工具100可以是工具,例如螺丝刀、六角扳手(例如“L”形六角扳手)、适于连接到另一工具的钻头套筒等。应当理解,螺丝刀的一部分或整个轴、一部分或整个六角扳手,和/或一部分或整个钻头可具有上述几何形状。在其他实施例中,工具100可以是钻头或钻头套筒,该钻头或钻头套筒适于连接到另一工具的配合凹部或凸耳,例如螺丝刀、套筒、套筒或棘轮扳手、钻子、冲击枪、扭矩扳手、管扳手等。
根据图3-6示出并描述了并入了上述外部几何形状的钻头300的示例。如上所述,钻头300包括主体部分102,主体部分102具有六个角104a-f和分别在角104a-f之间延伸的六个基本非线性的侧壁106a-f。如上所述,并参考图5,主体部分102适于插入紧固件400中的凹形六角形凹部200中并与凹形六角形凹部200配合,该紧固件400具有六个角202和分别在角202之间延伸的六个基本笔直的侧壁204(也称为齿面204)。当插入凹部200中时,每个角104a-f基本与角202中的一个对齐。钻头300以及由此主体部分102可以旋转以将旋转扭矩施加到紧固件400。当钻头300旋转时,侧壁106a-f接合或接触紧固件400的凹部200的一个或多个相应的侧壁202以施加扭矩。
工具300还包括工具接合部分302,工具接合部分302适于插入并接合另一工具的相应凹部,另一工具例如螺丝刀、套筒、套筒扳手、动力工具等。工具接合部分302从工具300的第一端部延伸,并过渡到主体部分102中。参照图6,在一个示例中,工具接合部分302可以插入起子工具500的凹部506中或与起子工具500的凹部506接合。如图所示,起子工具500可包括手柄502、从手柄502延伸的轴504,以及凹部506,凹部506延伸到轴504的与手柄502相对的端部中。当工具接合部分302与凹部506接合时,手柄502可以旋转以旋转工具钻头300,从而将扭矩施加到紧固件或与工具钻头300的主体部分102接合的其他物体。
如图所示,工具接合部分302具有六角形形状。然而,工具接合部分302可以具有其他形状,例如大致正方形、矩形、三角形、圆形和其他适于接合另一工具、紧固件或装置等的相应凹部的形状。
工具300还可以具有倒角的端,以允许更容易地将主体部分102的端部插入六角形凹部中,并且更容易将工具接合部分302的端部插入另一工具、紧固件或设备等的相应凹部中。
此外,本文描述的工具的外表面的几何形状(主体部分102)可以应用于其他类型的工具,用于向紧固件施加扭矩。例如,套筒、扳手或管扳手可以包括与本文公开的外部几何形状相对应的内部几何形状,以允许扳手或管扳手与具有外部六角形几何形状的紧固件接合。类似地,其他工具和/或紧固件可包括本文公开的几何形状。
如本文所使用的,术语“连接”及其功能性等同物不旨在必然限于两个或更多个部件的直接机械连接。相反,术语“连接”及其功能性等同物旨在表示两个或更多个物体、特征、工件和/或环境物质之间的任何直接或间接的机械、电气或化学连接。在一些示例中,“连接”还旨在表示一个物体与另一个物体一体形成。
仅通过说明的方式而不是作为限制来提供前面的描述和附图中阐述的内容。虽然已经示出和描述了特定实施例,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离发明人的贡献的较宽泛方面的情况下,可以进行改变和修改。当基于现有技术以适当的视角观察时,所寻求的保护的实际范围旨在在权利要求中限定。此外,除非特别说明,否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何顺序或重要性,相反术语第一、第二等仅用于将一个元件与另一个元件区分开。
Claims (20)
1.一种适于接合具有大致六角形形状的凹部的工具,所述工具包括:
主体部分,所述主体部分具有第一角和第二角,以及在第一角和第二角之间延伸的侧壁,其中所述侧壁包括:
第一基本笔直部分,所述第一基本笔直部分从所述第一角延伸,其中所述第一基本笔直部分相对于所述第一角的中心以约62度至约68度的角度设置;及
第二基本笔直部分,所述第二基本笔直部分从所述第二角延伸,其中所述第二基本笔直部分相对于第二角的中心以约62度至约68度的角度设置。
2.根据权利要求1所述的工具,其特征在于,所述侧壁还包括基本笔直横向平面,所述基本笔直横向平面设置在所述第一基本笔直部分和所述第二基本笔直部分之间。
3.根据权利要求2所述的工具,其特征在于,所述基本笔直横向平面相对于所述第一基本笔直部分和所述第二基本笔直部分凹陷。
4.根据权利要求2所述的工具,其特征在于,所述侧壁还包括从所述第一基本笔直部分延伸的第一弯曲部分,以及在所述第一弯曲部分和所述基本笔直横向平面之间延伸的第二弯曲部分。
5.根据权利要求4所述的工具,其特征在于,所述第一弯曲部分沿第一方向弯曲,并且所述第二弯曲部分沿基本与所述第一方向相反的第二方向弯曲。
6.根据权利要求5所述的工具,其特征在于,所述第一弯曲部分具有第一熔接半径,并且所述第二弯曲部分具有与所述第一熔接半径不同的第二熔接半径。
7.根据权利要求6所述的工具,其特征在于,所述第一熔接半径比所述第二熔接半径小。
8.根据权利要求1所述的工具,其特征在于,所述第一基本笔直部分相对于所述第一角的中心以约64度的角度设置,并且所述第二基本笔直部分相对于所述第二角的中心以约64度的角度设置。
9.一种适于接合具有大致六角形形状的凹部的工具,所述工具包括:
主体部分,所述主体部分具有第一角和第二角,以及在第一角和第二角之间延伸的侧壁,其中所述侧壁包括:
从所述第一角延伸的第一基本笔直部分;
从所述第一基本笔直部分延伸的第一弯曲部分;
从所述第一弯曲部分延伸的第二弯曲部分;
从所述第二弯曲部分延伸的基本笔直横向平面;
从所述基本笔直横向平面延伸的第三弯曲部分;
从所述第三弯曲部分延伸的第四弯曲部分;以及
从所述第四弯曲部分延伸至所述第二角的第二基本笔直部分。
10.根据权利要求9所述的工具,其特征在于,所述第一弯曲部分和所述第四弯曲部分具有第一熔接半径。
11.根据权利要求10所述的工具,其特征在于,所述第二弯曲部分和所述第三弯曲部分具有不同于所述第一熔接半径的第二熔接半径。
12.根据权利要求11所述的工具,其特征在于,所述第一熔接半径比所述第二熔接半径小。
13.根据权利要求9所述的工具,其特征在于,所述基本笔直横向平面相对于所述第一基本笔直部分和所述第二基本笔直部分凹陷。
14.根据权利要求9所述的工具,其特征在于,所述第一基本笔直部分相对于所述第一角的中心以约62度至约68度的角度设置,并且所述第二基本笔直部分相对于所述第二角的中心以约62度至约38度的角度设置。
15.根据权利要求14所述的工具,其特征在于,所述第一基本笔直部分相对于所述第一角的中心以约64度的角度设置,并且所述第二基本笔直部分相对于所述第二角的中心以约64度的角度设置。
16.根据权利要求9所述的工具,其特征在于,所述第一弯曲部分沿第一方向弯曲,并且所述第二弯曲部分沿基本与所述第一方向相反的第二方向弯曲。
17.一种适于接合具有大致六角形形状的凹部的工具,所述工具包括:
主体部分,所述主体部分具有第一角和第二角,以及在所述第一角和所述第二角之间延伸的侧壁,其中所述侧壁包括:
从所述第一角延伸的第一基本笔直部分;
从所述第一基本笔直部分延伸的第一弯曲段;及
从所述第一弯曲段向所述第二角延伸的基本笔直横向平面,
其中,所述第一弯曲段包括不同的第一熔接半径和第二熔接半径,第一熔接半径和第二熔接半径将所述第一基本笔直部分熔接到所述基本笔直横向平面中。
18.根据权利要求17所述的工具,其特征在于,所述第一弯曲段包括第一弯曲部分和第二弯曲部分,所述第一弯曲部分沿第一方向弯曲,所述第二弯曲部分沿基本与所述第一方向相反的第二方向弯曲。
19.根据权利要求17所述的工具,其特征在于,所述第一基本笔直部分相对于所述第一角的中心以约62度至约68度的角度设置。
20.根据权利要求19所述的工具,其特征在于,所述第一基本笔直部分相对于所述第一角的中心以约64度的角度设置。
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