JP2017538902A - 頭部穴付き固締具とドライバの組み合わせ - Google Patents

Abstract

ネジ穴およびドライバの組み合わせは、楕円であるドライバ／穴の接触面を提供するために異なる円錐の様々な錐台の使用を含む。【選択図】図９

Description

関連出願
本願は、２０１４年１２月１７に出願された米国仮特許出願第６２／０９３２３６号の恩典を請求しており、これによってその内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

発明の背景
従来技術は、十字形穴の駆動（ドライブ）機構を有することの利点を認識している。様々な代替案を説明する例示的な交付済み特許は、以下のものを含む。即ち、
Phillips他による「SCREW」と題する米国特許第２０４６８３９号（良く知られたプラスのネジ頭のネジに関連する）
Phippardによる「RECESSED HEAD FASTENER」と題する米国特許第２５９２４６２号^＊＊
GKN Screws and Fasteners, Ltd.による「IMPROVEMENTS IN OR RELATING TO SCREW THREADED FASTENERS ANDDRIVERS FOR USE THEREWITH」と題する英国特許第１００６５０９号（所謂POZIDRIV（登録商標）穴）^＊＊
GKN Fasteners Ltd.による「THREADED FASTENER」と題する英国特許第１５２１１４１号（所謂SUPARIV（登録商標）穴）
Gillによる「FASTENERS AND DRIVER COMBINATION」と題する米国特許第４４６４９５７号^＊＊。

これら列挙された特許のそれぞれは、独自のやり方で、ネジが組立体（アセンブリ）に影響を及ぼすように駆動される際に、ドライバ／穴（recess：くぼみ、凹部）の分離の悪影響を最小限にする必要性の理解を与える。当業者には認識されるように、この現象は、用語「カムアウト」により知られている。

図１の従来技術において看取されるように、十字形機構、及びネジを駆動するための手段として半径方向の溝が設けられた、関連する３ウイング機構は、ドライバの外側円錐角と穴ウイングの円錐角との間にばらつきを与える必要があり、ドライバの円錐角６が穴の円錐角５より大きくなり且つ駆動機構７の上部外面／エッジにおいてドライバの接触が生じるようにする必要があるという認識が更に与えられている。これは、ネジを駆動するための最良の許容可能な接触を提供すると言われており、カムアウトの最小化への援助になり、スピニングとして知られている現象から穴に生じるかもしれない損傷の影響を更に低減する。十字形駆動機構は更に、図２の従来技術に示されているように、ドライバと穴との間で起こる係合のために穴ウイングとドライバウイングとの間のクリアランスの必要性を認識している。これらクリアランスは、駆動（ドライブ）トルクが印加された際に、力が点１０５を通じてのみ印加されるように、クリアランス１０４によりドライバと穴との間で相対運動が可能となることを示す。

更に、アスタリスク（^＊＊）でマーキングされた特許は、組立体に対するネジの配置をより容易にするように穴とドライバとの間の機械的付着の形態の必要性を認識している。これは、図３の従来技術に示されたように、ドライバと穴が最初に係合した際の「くさび」作用により達成されている。このくさび作用は、穴１０７の底部において起きると考えられ、カムアウトの抵抗への援助になるとも言われている。

Gillによる英国特許第１５２１１４１号によれば、穴とドライバウイングとの間のクリアランスは、ドライバの軸と穴の軸との位置がずれることを可能にすることによって、その結果、ウイングの１つがネジの軸と平行になるためにいっそう近くに近づくドライバの円錐角を備えて、且つカムアウトを最小限にすることに関して当該機構を更に強化することをもたらすために使用される。

発明の概要
本発明は、参照される特許の従来技術により示唆された特質を認識し、更にドライバと穴の双方の実質的に適合（matching：整合、一致）する構成を有するネジ穴およびドライバの組み合わせによりネジが効果的に駆動され得る発明的技術を提供する。ドライバ／穴の組み合わせの進歩を提供する発明的特徴は、３ウイング機構を用いて考察される。しかしながら、中央コアから放射状に広がる３ウイングを有することによる使用された方法は、２つの放射状に広がるウイング又は４つの放射状に広がるウイングを有する機構に適用可能である。これら変形の何れかが考察される場合、２つのウイング機構は、長円形の中央コアを必要とし、４つのウイング機構は４つのローブ状中央コアを必要とする。ネジとドライバを安定させるための援助として使用されるウイングの先端および円錐台は、図示されたような特性内に包含され、図５、図６、図７、及び図９に関連して後述される。

本発明の例示的な実施形態は、ネジとして本明細書で定義される固締具に関し、それはネジの頭部に穴を有し、ドライバは、組立体に影響を及ぼすようにネジを駆動（ドライブ）するためにネジに印加されるべき回転を可能にするように当該穴に係合する。本明細書で使用される限り、組立体は、２つ又はそれより多い構成要素部品を互いに接合することからなる。本発明の例示的な実施形態による、ドライバは、ネジの頭部の内部穴の発明的形態に実質的に適合する外形を有するものである。

穴およびドライバの形態の発明的特徴は、１つのドライバが様々な頭部の形式およびネジサイズに対処する複数の穴深さで使用されることを可能にする。認識されるべきは、様々な頭部の形式およびネジサイズがドライバの１つのサイズにより駆動されることに関して際限ないわけではなく、全ての頭部の形式および全てのサイズのネジを駆動するための必要性を満たすために開発された可変サイズの限られた数のドライバが必要である。

本発明によれば、ネジ部分１１、及び駆動（ドライブ）穴１３を組み込む頭部１２を含むネジ１０が提供される（図４）。従来のように、組み立てるために必要な回転運動およびトルクをネジに提供するために穴に係合する適合構成のドライバが存在する（図４ａ）。穴とドライバはそれぞれ、ネジの中央キャビティから延びる、及びドライバの中央コアから延びる同様の数の半径方向溝を含む。溝は、１２０°（度）で等しく間隔１９９をおいて配置される（図５）。

ネジ頭部の上面１４において、穴のキャビティウイング３０１（図９）の先端に及ぶ外接円２０３が存在する。各キャビティウイングは、角度αで切断された円錐１９８を用いることで作られる。次いで、結果としての円錐台がネジの頭部に再現され、この場合、それは深さ２０７に対して９０−βの角度で挿入される（図６）。ウイングの構築に選択された円錐角Φは、好適には８°（度）である。

この構成を用いることにより、キャビティウイングのそれぞれは、楕円形１９６（図５）であるように見られ、各楕円のサイズは、穴の深さが増大するにつれて小さくなる。独立型の特徴として、認識されることは、従来の頭付けプロセスによってこのウイング構成を作成し、適合構成のドライバを今まで述べた形態の穴へ挿入することはできない。

革新的な穴のコアの追加は、上述した関心事の双方を払いのけ、更にαの効果的な特徴に追加する（図５）。角度αの成果は、図７ａに関連して以下で分析されて提供される。

中央円錐台３０２の高さは再度、以下で詳述される。この段階では、入口直径２０４、円錐角α、及び中央円錐台の高さ３０５を使用することにより、穴の中央ローブ状（lobular：小葉の）キャビティの内接円３０６に関連する物理的寸法が決定されるとしてイノベーションを提示することで十分である。このローブ状キャビティの外接円３０７は、ねじりモーメント、即ちトルクにさらされた際にネジ及び頭部の強度から撓まない限界の間にあると考えられる。

ローブ（lobe：小葉）の相対的角度位置は、ウイングの中心に関連している場合、各ウイングの半径方向の仮想の中心と一致する外接直径３０７に属するローブを有するものである。

さて、本発明の例示的な実施形態が、添付図面に関連して一例として説明される。当該図面において、同様の参照符号は、同一の又は実質的に同一の特徴要素を示す。

ドライバ／穴の円錐角におけるばらつきが、満たされるために従来技術の条件を許容する使用法を示す、従来技術の条件の立断面図である。 穴とドライバの半径方向のウイング間のクリアランスが或る点での接触の条件を引き起こす場合の使用法を示す従来技術の条件の平面図であり、この場合、印可されたトルクは穴の上面とドライバウイング先端のエッジとの間で伝達される。 ドライバと穴との間で「くさび作用」が起きる点を示す従来技術の穴を貫く断面図である。 本発明の例示的な実施形態による、穴を組み込むネジの概略図である。 穴に対する嵌合構成を有するドライバの概略図である。 本発明の例示的な実施形態による、ネジ頭と穴を示す、輪郭図で示された図である。 本発明の例示的な実施形態による、形状の構築を示す穴ウイングを貫く断面図である。 穴の外側円錐角の作成を示す図である。 穴の外側円錐角の作成を示す図である。 図８は、中央の円錐台とローブ状の内側コアを強調表示する、穴の断面図であり、図９は、楕円形半径方向ウイング、穴のテーパ付き円錐形中央上部端部、及び穴のローブ状中央内側コアの組み合わせを示すネジの頭部の平面図である。 機械的付着が穴とドライバとの間で起こる位置を示す、ネジの頭部を貫く部分断面図である。 半径方向に延びるウイングが十字形からなり、中央コアがローブ状の正方形断面からなるネジの頭部の平面図である。

例示的な実施形態の詳細な説明
本発明の例示的な実施形態を構成する特徴要素の組み合わせを説明するために、制限された数のネジサイズに適切な機構が選択されている。説明の目的だけのために、一般に知られていて、「メートル法の平頭ネジ」が使用されることに関連する頭部形式に更に限定されている。他のネジサイズ及び頭部形式が、本発明の革新的な特徴から除外されず、設計の原理は、穴駆動（ドライブ）機構を組み込み且つ本発明から恩恵を受けることができる全てのネジサイズ及び頭部形式に関係するものとみなされるべきである。

従って、サイズの範囲および頭部の形式は、説明のために、Ｍ３．５からＭ５のサイズ範囲として選択され、頭部の形式は、ASME.B18.6.7M-1998に定義されているような９０°皿頭を有する「平頭（皿頭）」からなるものとして選択された。この範囲は、識別のために＃２と呼ばれる同じドライバを使用する穴の深さを網羅する。

本発明の穴に使用するための最良の効果を達成するために本発明が使用され得るもの以外の構成のドライバは意図されていない。

さて、図４を参照すると、ネジ付きシャンク１１を有するネジ１０が示されている。シャンク（胴部）上のネジ山は、実例的に中央コアの周りの螺旋形状からなる。ネジ山の形状は、任意の既知の設計からなることができ、組立体に影響を及ぼすためにネジの回転を必要とする特別な設計からなってもよい。ネジ１２の頭部は、本発明の実施形態の形態からなる内部駆動穴を含み、当該穴は、ネジのネジ山が予想されるように動作することを可能にする回転運動を、穴１３の形態と対応する形態からなるドライバ９（図４ａ）が提供することができるキャビティを提供するように設計される。

さて、革新的な穴が詳細に説明され、３つの半径方向ウイング３０１（図９）が頭部１４の上部外面において如何にして中央キャビティ３０２（図８及び図９）と組み合わせるかを示し、その形成は、円錐台からなり、中央ローブ状コア３０３（図８及び図９）と更に組み合わせて、ネジ穴とドライバ機構のための新規で革新的な方法が開発された。新規なウイングの開発（作成）は、ドライバと穴との間の抵触（interference：締めしろ、干渉）区域２１０（図５）をそれ自体で形成する。

図８及び図９を参照することにより、穴の中央コアが、この悪条件を取り除くために及び組み合わせされた穴およびドライバ（ネジの組み立てための工具として）の機能を更に強化するために如何にして使用されるかが明らかにされる。中央キャビティ３０２の錐台は、角度を付けたウイング円錐の中心がネジ頭部の表面に接触する位置１９５（図６）から拡張された大きさを有する大きな直径２０４を有する。円錐（錐体）の角度αは、穴のウイング（図６）の円錐角のために拡張されたものである。

円錐の中心の深さ３０５は、計算され、＃２の穴およびドライバ機構を利用する最も大きい直径の頭部と、＃２の穴およびドライバ機構を利用する最も小さい直径の頭部との高さの差に基づいている。図７（２０２）を参照。実際の問題として、円錐の実際の高さ３０５は、２０２に関して計算された値の約１．２５倍である。２０２に関して計算された値を超える、３０５におけるこの増加を有することの背景にある目的は、円錐の中心がネジのサイズ及び頭部の形式の全てにおいて生じることを確実にするためである。円錐の高さ３０５における円錐の内径３０６は以下の式から求められる。即ち、
内側の円錐直径３０６＝２０３−（２（３０５／ｔａｎα））
我々は、ローブ状内側コアの内接する寸法＝３０６を設定できる立場にある。

ローブ状コアの外接円３０７は、円錐形ウイングの点の内側円錐と対応するものである（図６に示された３０７も参照）。しかしながら、ローブ状コアのこの外接寸法が１０％から１２％だけ増加する場合に好都合であると考えられる。これは、ローブ状コアのトーションドライバの強度を改善し、ネジの、組み立て中に伝達される力のより効果的な分散を行う。ローブ状コアの、その基部の頂点３０９における深さ３０８は、最も小さい頭部の直径（説明する実施形態に選択されたようなＭ３．５のネジ）が、頭部とネジのシャンクとの間の接合点（例えば、図８に示されたような３１１を参照）と交わる場所よりも深くないように制御される。コアの深さ頂点の角度３１０は、１２０°であると述べられるが、製造条件を満たすために変更してもよい。

本発明の更なる例示的な実施形態は、図１０に関連して示される。中央円錐角αの値の間には、制御された相違がある。穴の角度は、α＋０＋１°の制限内に制御され、ドライバの円錐角＝α＋０−１°である。これは、図１０の点３１２において、ドライバと穴との間に機械的付着の小さな特徴を提供する。実例として、これは、ネジがその穴を介してドライバに「くっつく」ことを可能にする。

設計の新規な特徴によって認識されることは、この制限は、ドライバのウイング円錐が穴のウイング円錐から離れて、関連する楕円形の駆動平面間に小さなクリアランスを形成することを可能にする条件をもたらすことができるということである。

しかしながら、円錐（又は円錐台）の周りで生じる付着に起因して、クリアランスが関連する楕円のウイングにおいて吸収されて接触が達成されることを可能にするように、ドライバに印加されている回転力のせいで「滑り」が生じることを可能にされる。特に、係る特徴は、従来技術の機構の半径方向ウイングの底部において機械的付着を適用することによって達成されることができない。

上記の説明から、ネジの穴の革新的な構築および適合するドライバは、使用中の十字形または３ウイングの機構に優る以下の利点を提供する。即ち、
「ネジの駆動（ドライブ）」の特徴として必要とされる回転力を伝達し、嵌合する楕円形およびローブ状の構造を通じてそのように行う駆動機構；
関連する穴とドライバのウイング及び穴のコア特徴要素の厳格な許容誤差を設定する必要なしに、ネジの穴とドライバが軸平面において穴に近づくドライバと係合することを可能にする機構；
ウイングの接触が好適な駆動区域において生じることを可能にするために、穴とドライバとの間で、穴からドライバを後退させる必要がない機械的付着を提供するドライバと穴の機構。

機構の構築における新規性の理解を強化し、イノベーションが如何にして拡張され得るかを力説するために、ネジの穴の物理的サイズ、及び推論によって＃２サイズのドライバ及び穴の作成に関する対応するドライバ寸法を決定する数学的な解析を続ける。

この目的のために、図７及び図７ａを最初に参照しなくてはならない。

ステージ１
最初の目的は、９０°皿頭形式のＭ３．５からＭ５のネジ頭部寸法に適切であるように述べられた角度αの大きさを確立することである。
頭部の寸法２００（図７）は、Ｍ５ネジのものを表す（選択されたサイズは９．３ｍｍの直径）。
頭部寸法２０１（図７）は、Ｍ３．５ネジのものを表す（選択されたサイズは７．３ｍｍの直径）。
これは、３．５ｍｍのネジが、図７の２０２で示された、５ｍｍ直径のネジの頭部高さより下１．００ｍｍである頭部高さを有する（図７ａに示されるように１４の位置より下の１４ａの位置）。
Ｍ５のネジに関して、穴のウイングの外周に関係する外接円の直径２０３（図５）は、５．６０ｍｍであるように選択される。
Ｍ３．５の直径のネジに関して、穴のウイングの外周に関係する外接円の直径は、４．５８ｍｍであるように選択される。
これら外接円の直径の選択は、本イノベーションをこれらの数値に制限しない。それらは、本イノベーションの要素のそれぞれにより形成された関係の説明のために選択された。
かくして、角度αの正接（タンジェント）は以下から展開され、
ｔａｎα＝（５．６−４．５８）／２＝０．５０９＝２７°、及びドライバ及び穴ウイングの円錐内角は５４°である。

ステージ２
この次のステージは、穴ウイングの形状および構築を創り出すことである。Ｍ５のネジに関してウイング幅の選択は、１．６５ｍｍの大きさを有するものである。上述したように、当該選択は、やはり実証のためであり、本イノベーションに対する制限と考えられるべきではない。半径方向ウイングの形状は、円錐から創り出された。
円錐は、穴の幅１．６５ｍｍに関して選択された幅に等しい底面の直径を有する（図６の２０５）。また、この図は、本イノベーションに対する制限と考えられるべきではない。
円錐角は、実証のために包括的に８°（図６のΦ）であるように選択されたが、ドライバにおける整合角が同じ選択された値に維持されるという条件で４°〜８°の範囲内にあることができる。
角度βは、当該角度に対する垂線が、ウイングがネジの頭部内へプレスされる方向をネジの軸に対して制御する角度である角度に直接的に関係している。
かくして、β＝α−（Φ／２）＝２３°（８°の円錐角に関して、及び４°の円錐角に関しては２５°）
実際上は、円錐台のより小さい直径が頭部を貫通するはずである高さ２１１（図６）がＭ５の直径のネジの頭部高さよりも大きくなるべきではない（２．７０ｍｍ）。及び
貫通深さ２０７（図６）＝（２１１／ｃｏｓα）（ｃｏｓ（Φ／２））
＝（２．７０／０．８９１０）（０．９９７６）＝３．０２ｍｍ
円錐台の小さい直径２０６（図６）は以下のように計算される。即ち、
２０６＝２０５−（２×（２０７×（ｔａｎ（Φ／２））））
＝１．６５−（２×（３．０２（０．０６９９）））＝１．２３
これら計算は、穴の半径方向外側ウイングの形状を設定する。
本イノベーションのこの断面の上面が楕円形であるように見えることが看取される。それは、ドライバと穴との間の整合楕円駆動面であり、トルクの有利な伝達を行う。

ステージ３
本開発において、我々は、穴の上部において区域を構成する円錐台を考察する。この開発は、穴を強化するために多数のことを行う。即ち、
ａ）図５の２１０として示されている抵触（interference：締めしろ、干渉）領域が取り除かれる；
ｂ）穴の深さを検査するために使用され得る場所が当該穴内に形成される；
ｃ）穴とドライバとの間で機械的付着の場所を可能にする；
頭部の上面における円錐の直径の寸法は、以下から展開される、即ち
直径２０４（図８）＝２０３−２０５（図５及び図６）
２０４＝５．６−１．６５＝３．９５ｍｍ
円錐台の深さ３０５＝１．２５×高さの差２０２（図７）
＝１．２５×１．００＝１．２５ｍｍ
実例として、この高さは、１．２５と１．５０との間で変動してもよい。どんなものが選択されても、ローブ状の中央の内接円に対して行われるべき調整を必要とする。
実証の目的で、円錐角αは、２７°の選択値のままである。円錐台のより小さい直径３０６（図８）は、以下のように計算される。即ち、
直径３０６＝直径２０４−（２×（３０５ｔａｎα））
＝３．９５−（２×（１．２５×０．５０９５））
＝３．９５−１．２７４＝２．６８ｍｍ
この計算された値は、穴のローブ状内側コアの内接円３０６になる。
ローブ状コアの外接円３０７（図９）は、トルクが印加される際にドライバと穴との間でのすべりを防止するために適切であると認識される選択値である。
実証の目的で、外接円３０７の値は、以下であるように選択される。即ち、
３．１３７ｍｍ
かくして、内側コアのローブ状の形状は、実例としてTRILOBULAR（登録商標）構成の形状であり、以下の特性を有する。即ち
３０７外接円＝３．１３７ｍｍ
３０６内接円＝２．６８。

頭部の表面から、このローブ状内側コアの深さ（Ｍ５サイズの製品）は、固締具のトーションにおける強度がネジを駆動するのに適切に維持されることを可能にする深さである。この実証のために、穴の深さ３０８（図８）の値は、頭部の高さ２０８＋２５％であると考えられる。これは、５ｍｍのネジに対して３．３８ｍｍに等しい。

明細書の上記におけるステージ１、２及び３の下で実行された計算は、機構の発明的特徴を考察している。

製造公差の要件の考察において、必要性の要件を設定するために、数値の幾つかを変更する必要がある。ドライバ穴の係合を可能にするために整合円錐の新規性を使用することが適切であるが、当業者は、適切な制御（管理）なしに幾つかの寸法を残すためにそれを認識し、機構の製造業者に、適切な寸法の選択において過度の許容範囲を与える。

幾つかの製造管理の考察において、本発明に不利益なく許容され得る、検討された許容誤差バンドが示される。

製造の考察
当業者にとって、同一のサイズ及び構成を有するドライバ及び穴をもたらすように、且つ本発明の考えられる最良の使用法を疑いなく提供するように寸法の制御をすることは明らかである。また、明らかであるように、本発明は、円錐に対する変更に基づいた形状の新規な使用を用いて、既知の十字形および３ウイングの機構の直線状の面を持つ半径方向ウイングでもって達成されない、ドライバの形状と穴の形状の嵌合において達成されるべき一貫性を可能にし、POZIDRIV（登録商標）、SUPADRIV（登録商標）又はPHILLIPS（登録商標）の穴またはドライバの外側円錐角になされる変更は、本発明に利用された方法および手法と同程度の効果を達成しない。

しかしながら、認識されなければならないことは、たとえ寸法の精度および制御において進歩したとしても、穴は１９３０年代にもたらされたので、大量生産の産業に関連した機能、能力、及び品質管理を達成するために許容誤差がなされることは避けられないことである。

考察１は、本発明の半径方向ウイングの最初の基礎である円錐台に関連する。ドライバと穴の嵌合に関連した目的は、達成されるべき考えられる最大深さの係合を有することである。係る状態を達成するために、製造公差を考慮に入れる際、ドライバの構成が穴の製造公差よりも小さくなる必要がある。
更に認識されることは、最も効果的な方法でトルクを伝達するために、及び適用されるべき寸法公差の考察において、目的とされる接触は、穴の上部の外側の場所に近接するべきである。
かくして、最初の接触がドライバと穴の中心部に近い深さの位置で生じることを避けるために、ウイングの円錐角が、穴内のその個々の対応部分よりも大きい大きさからなることが許容可能である。
穴のウイングの円錐角は以下であると考えられる。即ち、
８°＋０／−１°内角、及び
ドライバのウイングの円錐角は以下であると考えられる。即ち、
８°−０／＋１°内角。

考察２は、ウイングの錐台および後続のウイングの楕円形状が創り出される円錐の寸法に与えられる許容誤差に関する。
利点は、我々が再び、ドライバを穴の最大深さまで穴内に入れることができる場合に達成される。これは、穴の理論的な円錐の底面寸法よりも小さい、ドライバの円錐の底面寸法を有することにより達成される。
穴の理論的な円錐の底面寸法が以下であると考える、即ち
１．６５ｍｍ−０＋０．０４ｍｍ
ドライバに関する理論的な円錐の底面寸法は以下である、即ち
１．６５ｍｍ−０．０４＋０ｍｍ。

考察３は、ドライバと穴との間の接触面の寸法および機能の考察における中央円錐台およびこの円錐の相対的要件に関する。
機能は、ドライバと穴との間で或る程度の安定性を提供することであるが、更にドライバと穴との間で機械的付着を達成することである（この付着は、組立体の位置に与えられている間にネジがドライバから落ちることを阻止する特徴を提供するためだけである）。ひとたびネジが適切な位置に置かれて、駆動が行われると、この特徴はもはや必要とされない。穴の上部外側位置における寸法は、３．９５ｍｍの直径として計算され、下側の直径では２．６８ｍｍとして計算された。円錐台の開先角度（included angle：狭角、内角）は５４°である。
目的は、この角度に関して、１°未満だけ増加させることである。
かくして、穴の中央円錐角は、以下の範囲内に含まれる。即ち
５４°＋１°−０ 及び
このデータにおけるドライバの円錐角は、以下の範囲内に含まれる。即ち
５４°＋０−１°
これは、円錐（錐台）の中心部に近い区域の方へ、穴とドライバの接触（付着）区域を向ける。
テーパ上のこの中心部に近い接触場所は、期待されている付着を与えるが、ドライバと穴との間の安定性も維持し、２°を超えるドライバと穴の軸のずれが生じないようになっている。
内側円錐台の目的寸法は、２．６８ｍｍのままであるが、ローブ状コアの実際の内接円の直径は、制限内にある。
かくして、内接円＝２．６８＋０．０２／−０
かくして、ドライバの円錐との交差点におけるドライバの内接円は、以下である。即ち、
２．８６ｍｍ−０．０２／−０．０４。

これは、穴のローブ状の内側コアと対応するドライバの点との間に少量のクリアランスを形成する。ドライバ／穴の組み合わせのこの領域における付着の目的は実際には、ウイングがドライバと穴の完全な係合を実現することを阻止する。それらは、中央コアにおいて、くさび作用により阻止される。

しかしながら、ひとたびトルクがドライバに印加されると、穴がネジの駆動機能を実行するために係るトルクを必要とする場合に、穴およびドライバの中央円錐は、互いに対して「すべり」、楕円駆動面において潜在的に生じるクリアランスが吸収される。実例として、ドライバと穴の「すべり」間の単なる制限は、ウイングのクリアランス及び／又はローブ状のコアのクリアランスが吸収された時である。

上記の説明は、特定の実施形態を対象とした。しかしながら、明らかなように、他の変更および変形が、それらの利点の幾つか及び全ての獲得と共に、説明された実施形態になされ得る。よって、本説明は、単なる例示として解釈されるべきであり、その他によって本明細書の実施形態の範囲を制限しない。従って、添付の特許請求の範囲の目的は、真の思想および本明細書の実施形態の範囲内に入るように係る変更および変形の全てを網羅することである。

ドライバ／穴の円錐角におけるばらつきが、満たされるために従来技術の条件を許容する使用法を示す、従来技術の条件の立断面図である。 穴とドライバの半径方向のウイング間のクリアランスが或る点での接触の条件を引き起こす場合の使用法を示す従来技術の条件の平面図であり、この場合、印可されたトルクは穴の上面とドライバウイング先端のエッジとの間で伝達される。 ドライバと穴との間で「くさび作用」が起きる点を示す従来技術の穴を貫く断面図である。 本発明の例示的な実施形態による、穴を組み込むネジの概略図である。 穴に対する嵌合構成を有するドライバの概略図である。 本発明の例示的な実施形態による、ネジ頭と穴を示す、輪郭図で示された図である。 本発明の例示的な実施形態による、形状の構築を示す穴ウイングを貫く断面図である。 穴の外側円錐角の作成を示す図である。 穴の外側円錐角の作成を示す図である。 図８は、中央の円錐台とローブ状の内側コアを強調表示する、穴の断面図であり、図９は、楕円形半径方向ウイング、穴のテーパ付き円錐形中央上部端部、及び穴のローブ状中央内側コアの組み合わせを示すネジの頭部の平面図である。 機械的付着が穴とドライバとの間で起こる位置を示す、ネジの頭部を貫く部分断面図である。 半径方向に延びるウイングが十字形からなり、中央コアがローブ状の正方形断面からなるネジの頭部の平面図である。 TRILOBULAR（登録商標）形式の固締具に関するＣ _Theoretical の計算を示 す図である。

Claims (12)

1. 固締具であって、
   頭部と、
   前記頭部内の中央キャビティと、前記中央キャビティが前記固締具の前記頭部内で末端をなす溝からなる３つの放射部を更に含むことと、
   前記中央キャビティが、半径方向に延びる前記溝の仮想の中心と一致して配置された最大外接円を有する３つのローブを有するローブ状内側区域を含むことと、
   前記半径方向に延びる溝が、円錐台から作られ、その中心線が前記固締具の軸に平行である中心線から離れて傾斜しており且つウイングが前記固締具の前記頭部内へ進む際に楕円形で内向きにテーパ状をなす楕円セクションを提供する結果をもたらす穴の内向きにテーパ状をなす外側円錐角を提供することと、
   前記ローブ状内側区域の内接円において最高点に達する円錐台として構築されている前記キャビティの追加の中央部分とを含む、固締具。
2. 前記穴のウイングの前記外側円錐角が、前記固締具の軸に対して２７°の角度である、請求項１に記載の固締具。
3. 前記ウイングの前記外側円錐角が、前記固締具の軸に対して２５°から２７°の角度である、請求項１に記載の固締具。
4. 前記穴の半径方向のウイングを作るために使用された円錐台が、８°の円錐内角を有する、請求項１に記載の固締具。
5. 前記穴の半径方向のウイングを作るために使用された円錐台が、４°から８°の範囲内にある内角を有する、請求項１に記載の固締具。
6. 前記半径方向のウイングを作るために使用された前記円錐台の前記中心線が、請求項２又は請求項３に記載された前記穴の外側円錐角に適合するために前記キャビティの半径方向の最も外側の側部を提供するようになっている、請求項１に記載の固締具。
7. 前記頭部の上面に隣接する前記中央キャビティにおける前記円錐台が、半径方向の前記ウイングの楕円形上部エッジの最大幅未満で、半径方向の前記ウイングの最も外側の位置の外接円に等しい大きさを有する、請求項１に記載の固締具。
8. 前記円錐台の内角は５４°であり、前記頭部の表面において最大直径から内向きにテーパ状をなす、請求項１に記載の固締具。
9. 前記円錐台の円錐角が、５４°から５５°の範囲内にある、請求項８に記載の固締具。
10. 前記円錐台から作られる際に前記中央キャビティの深さが、前記ローブ状中央キャビティの内接円直径において末端をなす
11. 特定の種類の固締具であって、前記固締具の頭部内で末端をなす溝からなる４つの放射部を更に含む前記頭部の中央キャビティにより特徴付けられ、前記中央キャビティが、半径方向に延びる前記溝の仮想の中心と一致して配置された最大外接円を有する４つのローブを有するローブ状内側区域を含み、前記半径方向に延びる溝が、円錐台から作られ、その中心線が前記固締具の軸に平行である中心線から離れて傾斜しており且つウイングが前記固締具の前記頭部内へ進む際に楕円形で内向きにテーパ状をなす楕円セクションを提供する結果をもたらす穴の内向きにテーパ状をなす外側円錐角を提供し、
    前記キャビティの追加の中央部分が、前記ローブ状内側区域の内接円において最高点に達する円錐台として構築されている、固締具。
12. 特定の種類の固締具であって、前記固締具の頭部内で末端をなす２つの直径方向に対向する半径方向溝を更に含む前記頭部の中央キャビティにより特徴付けられ、前記中央キャビティが、前記直径方向に対向する溝の仮想の中心線と一致して配置された最大の外接する直径を有する長円形内側区域を含み、前記直径方向に対向する溝が、円錐台から作られ、その中心線が前記固締具の軸に平行である中心線から離れて傾斜しており且つウイングが前記固締具の前記頭部内へ進む際に楕円形で内向きにテーパ状をなす楕円セクションを提供する結果をもたらす穴の内向きにテーパ状をなす外側円錐角を提供し、
    前記キャビティの追加の中央部分が、前記長円形内側区域の内接円において最高点に達する円錐台として構築されている、固締具。