CN113494510A - 螺纹紧固件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种紧固件具有一头部及自该头部处的一第一端延伸至一第二端的一轴，该第二端形成一尖端。该轴具有一第一螺纹部分及一第二螺纹部分。该第一螺纹部分设置于该尖端处。该第一螺纹部分的一硬度高于该第二螺纹部分的一硬度。

Description

螺纹紧固件及其制作方法
技术领域
本发明是关于一种螺纹紧固件，具体而言是关于一种用于车辆底板（beds ofvehicles）的紧固件。这些螺纹紧固件被安装并能承受在所有方向上的各种力。
背景技术
紧固件在各领域中都能有效使用，但一些现有的紧固件在各种力的作用下会发生断裂。当然，我们并不希望出现紧固件发生断裂的情况。因此，本发明旨在解决与传统紧固件相关的一个或多个缺点。
发明内容
本发明提供一种新的紧固件。相比于传统紧固件，本发明的螺纹紧固件具有更高的强度。本发明的螺纹紧固件在有使传统紧固件断裂趋势的力的作用下可抗断裂。
通常来说，本发明的紧固件包括一头部及由该头部处的一第一端延伸至一第二端的一轴，该第二端形成一尖端。该轴具有一第一螺纹部分及一第二螺纹部分。该第一螺纹部分设置于该尖端处。该第一螺纹部分的硬度高于该第二螺纹部分的硬度。
因此，在第一实施方案中，本发明为一种紧固件，该紧固件具有一头部及自该头部处的一第一端延伸至一第二端的一轴，该第二端形成该轴的一尖端。该头部包括用于连接适配的驱动工具的一凹陷部分。该轴具有一第一部分及一第二部分，且该第一部分及该第二部分均带有螺纹。该第一部分设置于该轴的该尖端处，且该第二部分沿着该紧固件的纵向轴线设置于该第一部分与该头部之间。该第一部分的硬度高于该第二部分的硬度。
该第一部分可具有沿着该紧固件的该纵向轴线在由该尖端至该头部的一方向上增加的一外径。该第二部分可具有一恒定的外径。
该紧固件可由4037合金钢制成。
该第一部分可具有一第一螺纹数，且该第二部分可具有一第二螺纹数。该第二螺纹数可与该第一螺纹数相同。
该轴也可包括设置于该第二部分与该头部之间的一第三部分。该第三部分可具有不具螺纹的一外表面。该第一部分的该硬度可高于该第三部分的一硬度。
在一第一硬化工艺中可处理该第一部分及该第二部分，并且在一第二硬化工艺中可仅处理该第一部分。该第一硬化工艺可为热处理。该第二硬化工艺可为表面硬化（casehardening）。
该紧固件可例如镀覆有锌。
因此，在一第二实施方案中，本发明为一种制作一紧固件的方法。该紧固件包括一头部及自该头部处的一第一端延伸至一第二端的一轴，该第二端形成该轴的一尖端。该轴具有一第一部分及一第二部分，该第一部分及该第二部分均带有螺纹。该第一部分设置于该轴的该尖端处，且该第二部分沿着该紧固件的纵向轴线设置于该第一部分与该头部之间。该方法包括：对该紧固件进行处理以使该紧固件具有一第一硬度，然后仅对该紧固件的该第一部分进行处理以获得高于该第一硬度的一第二硬度。该第二部分可具有该第一硬度。
该第一硬度可通过热处理来获得。该第二硬度可通过表面硬化来获得。该第一部分及该第二部分均可利用该热处理进行处理，并且仅该第一部分可利用该表面硬化进行处理。该方法可还包括在该表面硬化后，在该紧固件上镀锌。
基于对附图的以下说明及对较佳实施方式的详细说明，本领域技术人员将理解本发明的上述及其他方面与实施方式。
附图说明
结合附图参照以下说明，可最佳地了解本发明的技术方案、目的及优点，在各个附图中，相同的附图标记指示相同的元件，且在附图中：
图1为根据本发明一或多个实施方式的螺纹紧固件的侧视图；
图2为图1的紧固件的正视图。
附图标记说明
10 紧固件
12 头部
14 轴
16 尖端
18 凹陷部分
20 第一部分
22 第二部分
24 第三部分
26 黏着剂
A1-A1 纵向轴线。
具体实施方式
如上所述，本发明提供一种紧固件，该紧固件相比于具有类似大小的传统紧固件更坚固。
基于所述一般原则，将描述本发明的一个或多个实施方式，且应理解本发明的保护范围不受以下说明的限制。
图1及图2示出一螺纹紧固件10，螺纹紧固件10具有一头部12以及远离头部12延伸并终止于一尖端16的一轴14。轴14沿着紧固件10的纵向轴线A1-A1延伸。
紧固件10的头部12包括一凹陷部分18，该凹陷部分18的大小及形状被调整成用于配装旋转驱动螺纹紧固件10的一工具。所述的凹陷部分18用于适配TORX®或等效的驱动工具，但应设想，凹陷部分18可适于或被成形为用于连接任何适配的驱动工具，例如飞利浦螺丝起子（Phillips screwdriver）、平头螺丝起子、内六角扳手（Allen wrench）或套筒扳手。
轴14包括带螺纹的一第一部分20及同样带螺纹的一第二部分22。第一部分20位于轴14的尖端16处并与紧固件10的头部12相对。第二部分22沿着紧固件10的纵向轴线A1-A1的轴向设置于第一部分20与头部12之间。一第三部分24可沿着紧固件10的纵向轴线A1-A1的轴向设置于第二部分22与头部12之间。与第一部分20及第二部分22不同，第三部分24不带螺纹，并且可包括一光滑或有纹理的表面。
紧固件10通过第一部分20驱动至一材料中。第一部分20具有沿着轴线A1-A1在由尖端16至头部12的一方向上增加的一外径。第二部分22较佳地具有一大致恒定的外径。第二部分22可以18螺纹／英寸的螺纹数进行生产，并且第一部分20可具有大于、小于或等于第二部分22的螺纹数的螺纹数。
轴14上的螺纹可通过如冷轧或热轧等辊轧工艺形成。轴14上也可包括一黏着剂26，用以将紧固件10固定在材料中。因此，黏着剂26可在紧固件10被安装后硬化。
相比于第二部分22，第一部分20具有一更高的硬度（HRC）值。本发明中所使用的“硬度”是指根据洛氏硬度C（“Hardness Rockwell C，HRC”）标度及测试的硬度。举例而言，第二部分22可具有介于25至40之间或介于33至39之间的一硬度（核心至外表面），而第一部分20可具有硬度大于40、例如为约45或50的一外表面。
因此，紧固件10可经过如热处理等第一硬化工艺，以获得第二部分22的一硬度值。举例而言，热处理可包括退火、回火及淬火。然后，仅紧固件10的尖端16、且具体而言仅第一部分20可经过例如表面硬化工艺等第二硬化工艺，使得紧固件10的第一部分20获得具有比紧固件10的未经过第二硬化工艺的其他部分（如第二部分22、第三部分24及头部12）更高的硬度值的一外表面。若整个紧固件10皆经过第二硬化工艺，则紧固件10将会太脆并且不够柔韧。因此，其可能会在仅弯曲几度后便断裂。
紧固件10可由通常不用于此种紧固件10的套筒品质（socket quality）的4037合金钢制成。在第一硬化工艺及第二硬化工艺之后，也可例如对紧固件10镀锌。
特别较佳的是第二部分22的外径为11/32英寸，每英寸18个螺纹。已发现，此种尺寸的紧固件具有强度足够高能够钻入材料的一尖端，并且轴柔韧性能足够以使得紧固件能够经受的不同的力。通过在轴中具有一定的可挠性，紧固件可弯曲（在一些情况下弯曲高达30度）而不会断裂。因此，本发明的紧固件可用于常常会使传统紧固件断裂的应用中。
本发明主张在2020年3月18日提出申请的美国第62/991,143号临时专利申请案的优先权，该美国临时专利申请案的全部内容以引用方式并入本发明中。
如自前述说明书中显而易见，本发明易于利用各种改变及修改来实施，这些改变及修改都属于本发明保护的范围中。

Claims (20)

1.一种紧固件，其特征在于，包括：
一个头部，该头部包括用于连接适配的驱动工具的凹陷部分；以及
一个轴，自该头部处的第一端延伸至第二端，该第二端形成该轴的尖端，
其中该轴具有第一部分及第二部分，该第一部分及该第二部分均带有螺纹，该第一部分设置于该轴的该尖端处，且该第二部分沿着该紧固件的纵向轴线设置于该第一部分与该头部之间，且
其中该第一部分的硬度高于该第二部分的硬度。
2.如权利要求1所述的紧固件，其特征在于，其中该第一部分具有沿着该紧固件的纵向轴线在由该尖端至该头部的方向上增加的外径。
3.如权利要求2所述的紧固件，其特征在于，其中该第二部分具有恒定的外径。
4.如权利要求1至3中任一项所述的紧固件，其特征在于，其中该紧固件由4037合金钢制成。
5.如权利要求1至3中任一项所述的紧固件，其特征在于，其中该第一部分具有第一螺纹数，且该第二部分具有第二螺纹数，并且
其中该第二螺纹数与该第一螺纹数相同。
6.如权利要求1至3中任一项所述的紧固件，其特征在于，其中该轴还包括设置于该第二部分与该头部之间的第三部分。
7.如权利要求6所述的紧固件，其特征在于，其中该第三部分包括不具螺纹的外表面。
8.如权利要求7所述的紧固件，其特征在于，其中该第一部分的硬度高于该第三部分的硬度。
9.如权利要求1至3中任一项所述的紧固件，其特征在于，其中在第一硬化工艺中处理该第一部分及该第二部分，并且
其中在第二硬化工艺中仅处理该第一部分。
10.如权利要求9所述的紧固件，其特征在于，其中该第一硬化工艺包括热处理。
11.如权利要求10所述的紧固件，其特征在于，其中该第二硬化工艺包括表面硬化。
12.如权利要求9所述的紧固件，其特征在于，其中该第二硬化工艺包括表面硬化。
13.如权利要求1至3中任一项所述的紧固件，其特征在于，其中该紧固件经镀覆。
14.如权利要求13所述的紧固件，其特征在于，其中该紧固件镀覆有锌。
15.一种制作紧固件的方法，其特征在于，该紧固件具有一个头部及自该头部处的第一端延伸至第二端的一个轴，该第二端形成该轴的尖端，其中该轴具有第一部分及第二部分，该第一部分及该第二部分均带有螺纹，该第一部分设置于该轴的该尖端处，且该第二部分沿着该紧固件的纵向轴线设置于该第一部分与该头部之间，且其中该方法包括：
对该紧固件进行处理以为该紧固件提供第一硬度；以及
然后，仅对该紧固件的该第一部分进行处理以获得高于该第一硬度的第二硬度，
其中该第二部分具有该第一硬度。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，其中该第一硬度通过热处理来获得。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，其中该第二硬度通过表面硬化来获得。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，其中该第一部分及该第二部分均利用该热处理进行处理，并且
其中仅该第一部分利用该表面硬化进行处理。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，其中该第二硬度通过表面硬化来获得。
20.如权利要求17至19中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
在该表面硬化后，在该紧固件上镀锌。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6213884B1 (en) * 1999-10-20 2001-04-10 Daimlerchrysler Corporation Case hardened self-drilling, self-tapping, self-piercing fasteners and process for making the same
US6338600B2 (en) * 1999-11-15 2002-01-15 Ejot Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Self-tapping, corrosion-resistant screw with hardened tip
DE10315957A1 (de) * 2003-04-08 2004-10-28 Ejot Gmbh & Co. Kg Schraube mit einer partiell gehärteten Funktionsspitze und Verfahren zu ihrer Herstellung
US20070243043A1 (en) * 2006-04-17 2007-10-18 Acument Intellectual Properties, Llc High performance thread forming screw

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