TW202010605A

TW202010605A - 六角起子

Info

Publication number: TW202010605A
Application number: TW108131602A
Authority: TW
Inventors: 本傑明Ｔ舒爾茨
Original assignee: 美商施耐寶公司
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2020-03-16
Also published as: US20200070321A1; CN110871416B; GB202013939D0; CN110871416A; AU2019213405A1; US10960520B2; AU2019213405B2; AU2021218156A1; CA3052755C; TWI735941B; GB2578360B; GB2587711B; GB2578360A; CA3052755A1; GB201912264D0; GB2587711A; AU2021218156B2

Abstract

本發明涉及工具，例如適於接合緊固件的六角形起子和鑽頭。該工具包括外部幾何形狀，與使用點型接觸的現有設計相比，該外部幾何形狀適於以更大面積與緊固件的內壁或平面接合。這減少了施加在緊固件上的應力及對緊固件內壁的損壞或變形。

Description

六角起子

本申請一般涉及用於驅動緊固件的工具，尤其涉及驅動工具，以及用於工具的起子和套筒。

通常使用各種扳手和工具向工件（例如螺紋緊固件）施加扭矩。該工件可以是任何數量的不同大小和形狀及配件。因此，許多工具包括起子，該起子適於接合和旋轉不同工件。例如，對於具有內六角頭部的典型螺栓或螺釘，成六角形形狀的起子的外壁以點接觸的方式接合緊固件的內六角壁，從而允許工具向工件施加扭矩。然而，由於該點接觸接合，緊固件可能因在接觸點處緊固件的內六角壁上賦予的高應力集中而變得過早疲勞、剝離和失效。

本發明廣泛地涉及工具，例如適於接合緊固件的六角形起子和鑽頭。在一個實施例中，該工具廣泛地包括外部幾何形狀，與使用點型接觸的現有設計相比，該外部幾何形狀適於以較大面積與緊固件的內壁或平面接合。這減少了施加在緊固件上的應力及對緊固件內壁的損壞或變形，例如剝離。在一個實施例中，本發明的外部幾何形狀可以包括大致六邊形的形狀，該六邊形形狀具有六（6）個角和六（6）個基本非線性的側壁。每個側壁通常包括由線性段斷開的第一非線性或彎曲段和第二非線性或彎曲段。特別地，每個側壁具有第一角平面，該第一角平面延伸到第一彎曲部分（即，半徑段），該第一彎曲部分合併於橫向平面中。所述橫向平面延伸到第二彎曲部分（即，半徑段），該第二彎曲部分合併於第二角平面中。當與緊固件接合時，外六角起子的形狀提供從緊固件的平面起約0度至約8度的偏移角度（總共約60度至約60），更特別是約4度的偏移角度（總共約為64度）。這允許角平面接合在緊固件上而不是單個接觸點。

在一個實施例中，本發明廣泛地涉及一種工具，該工具適於接合具有大致六邊形形狀的凹部。在一個實施例中，工具廣泛地包括主體部分，該主體部分具有第一角和第二角以及在第一角和第二角之間延伸的側壁。所述側壁包括從所述第一角延伸的第一基本筆直部分、從所述第一基本筆直部分延伸的第一彎曲部分、從所述第一彎曲部分延伸的第二彎曲部分、從所述第二彎曲部分延伸的基本筆直橫向平面、從所述基本筆直橫向平面延伸的第三彎曲部分、從所述第三彎曲部分延伸的第四彎曲部分，以及從所述第四彎曲部分延伸到所述第二角的第二基本筆直部分。

在一個實施例中，本發明廣泛地涉及一種工具，該工具適於接合具有大致六邊形形狀的凹部。在一個實施例中，該工具廣泛地包括主體部分，該主體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間延伸的側壁。所述側壁包括從所述第一角延伸的第一基本筆直部分，其中所述第一基本筆直部分相對於所述第一角的中心以約64度的角度設置。所述側壁包括從所述第二角延伸的第二基本筆直部分，其中所述第一基本筆直部分相對於所述第二角的中心以約60度至約60度的角度設置，並且更特別地，以約64度的角度設置。

在一個實施例中，本發明廣泛地涉及一種工具，該工具適於接合具有大致六邊形形狀的凹部。在一個實施例中，所述工具廣泛地包括主體部分，該主體部分具有第一角和第二角以及在所述第一角和第二角之間延伸的側壁。所述側壁包括從所述第一角延伸的第一基本筆直部分、從所述第一基本筆直部分延伸的第一彎曲段、以及從所述第一彎曲段向所述第二角延伸的基本筆直橫向平面。所述第一彎曲段可包括不同的第一熔接半徑和第二熔接半徑，第一熔接半徑和第二熔接半徑將第一基本筆直部分熔接到基本筆直橫向平面中。

雖然本發明容許許多不同形式的實施例，但是在附圖中示出並且將在本文中詳細描述的是本發明的實施例，包括優選實施例，應理解本公開將被認為是本發明原理的示例，而不旨在將本發明的寬泛方面限制於所示的實施例。如本文所使用的，術語「本發明」不旨在限制要求保護的發明的範圍，而是僅出於解釋目的被用於討論本發明的示例性實施例的術語。

本發明廣泛地涉及工具，例如適於接合緊固件的六角形起子和鑽頭。在一個實施例中，該工具廣泛地包括外部幾何形狀，與使用點型接觸的現有設計相比，該外部幾何形狀適於以較大面積與緊固件的內壁或平面接合。這減少了施加在緊固件上的應力及對緊固件內壁的損壞或變形，例如剝離。

在一個實施例中，外部幾何形狀可以包括大致六角形形狀，該六角形形狀具有六（6）個角和六（6）個基本非線性的側壁。每個側壁通常包括由線性段斷開的第一非線性或彎曲段和第二非線性或彎曲段。特別地，所述側壁具有第一角平面，該第一角平面延伸到第一彎曲部分（即，半徑段），該第一彎曲部分熔接到橫向平面中。橫向平面延伸到第二彎曲部分（即，半徑段），該第二彎曲部分熔接到第二角平面中。當與緊固件接合時，外六角起子的形狀提供從緊固件的平面起約0度至約8度的偏移角度（總共約60度至約68度），更特別是約4度的偏移角度（總共約為64度）。這允許角平面接合在緊固件上而不是單個接觸點。

如圖1所示，工具100具有六個角104a-104f（可以稱為第一角104a至第六角104f）和六個分別在角104a-104f之間延伸的基本非線性的側壁106a-106f（可以稱為第一側壁106a至第六側壁106f）。例如，第一側壁106a在第一角104a和第二角104b之間延伸；第二側壁106b在第二角104b和第三角104c之間延伸；第三側壁106c在第三角104c和第四角104d之間延伸；第四側壁106d在第四角104d和第五角104e之間延伸；第五側壁106e在第五角104e和第六角104f之間延伸；以及第六側壁106f在第六角104f和第一角104a之間延伸。

工具100的主體部分102的至少一個端部部分適於插入緊固件（例如圖5中所示的緊固件400）中的凹形六角形凹部200並與凹形六角形凹部200配合，該緊固件具有分別在角202之間延伸的六個角202和六個基本筆直的側壁204（也稱為齒面204）。當插入凹部200中時，每個角104a-104f基本與角202中的一個對齊。工具100以及由此主體部分102可以旋轉以將旋轉扭矩施加到緊固件。當工具100旋轉時，側壁106a-106f接合或接觸緊固件的凹部200的一個或多個相應的側壁202以施加扭矩。

應當理解，第一角至第六角104a-104f中的每一個具有相同的幾何形狀，並且第一側壁至第六側壁106a-106f中的每一個具有相同的幾何形狀。為了簡潔，詳細描述了第一側壁106a，應理解，對於其他每個側壁106a-106f，幾何形狀是複製的。

如圖所示，第一側壁106a包括在第一角104a和第一彎曲部分110a（也稱為第一半徑部分110a）之間延伸的第一基本筆直部分108a（也稱為第一角平面108a）。第一彎曲部分110a在第一角平面108a和第二彎曲部分112a（也稱為第二半徑部分112a）之間延伸。第二彎曲部分112a在第一彎曲部分110a和第二基本筆直部分114（也稱為橫向平面114）之間延伸。如圖所示，第一彎曲部分110a沿第一方向彎曲，並且第二彎曲部分112a沿基本與所述第一方向相反的第二方向彎曲。

第一橫向平面114從第二彎曲部分112a向第二角104b延伸。如圖所示，橫向平面114在第二彎曲部分112a和第三彎曲部分112b（也稱為第三半徑部分112b）之間延伸。第三彎曲部分112b具有與第二彎曲部分112a類似的曲率，並且在橫向平面114和第四彎曲部分110b（也稱為第四半徑部分110b）之間延伸。第四彎曲部分110b具有與第一彎曲部分110a類似的曲率，並且在第三彎曲部分112b和第三基本筆直部分108b（也稱為第二角平面108b）之間延伸。第二角平面108b具有與第一角平面108a類似的幾何形狀，並且在第四彎曲部分110b和第二角104b之間延伸。

如圖1所示，橫向平面114相對於第一角平面108a和第二角平面108b凹陷。這允許角平面108a和108b的角度偏移約4度，如下面進一步詳細描述。

第一側壁106a還可以被描述為包括從第一角104a延伸的第一角平面108a、第一非線性或彎曲段（包括第一彎曲部分110a和第二彎曲部分112a）、橫向平面、第二非線性或彎曲段（包括第三彎曲部分110b和第四彎曲部分112b）、以及從第二角104b延伸的第二角平面108b。

應當理解，角104a-104f和側壁106a-106f中的每一個的每一半均具有相似的幾何形狀。例如，第一角平面108a和第二角平面108b具有類似的幾何形狀；第一彎曲部分110a和第四彎曲部分110b具有類似的幾何形狀；並且第二彎曲部分112a和第三彎曲部分112b具有類似的幾何形狀。為了簡潔，詳細描述了第一角104a和第一側壁106a的一半，應理解為對於角104a-104f和側壁106a-106f的每一半，幾何形狀是複製的。

如圖2A所示，如美國國家標準協會（American National Standards Institute，ANSI）所定義，緊固件的凹部200具有最小的螺栓對邊尺寸（Bolt Across Flat Dimension，BAF）。使用BAF作為參考，所有其他尺寸都相對於BAF呈現。因此，可基於凹部200的大小來測量尺寸。例如，如圖所示，橫向平面114向第二角104b延伸，並且在齒面中心處具有六角對邊（Hex Across Flat，HAF），六角對邊為約（0.95）BAF。

參照圖2A和2B，第一角104a在六角對邊處具有角半徑（Corner Radius，CR）。CR限定角104a在與第一角平面108a熔接時的曲率半徑。如圖所示，CR約為（0.05）BAF。第一角104a還具有角半徑偏移（Corner Radius Offset，CRO），角半徑偏移限定CR的起點。如圖所示，CRO約為（0.02）BAF。

參照圖2B，第一角104a的一半包括基本平坦的角部分116a和彎曲角部分118a。彎曲角部分118a具有CR並將角部分116a熔接到第一角平面108a中。應當理解，在第一角104a的另一半上，該幾何形狀是複製的，並且其他角104b-104f中的每一個具有與第一角104a的幾何形狀類似的幾何形狀。雖然第一角104a被描述為包括角部分116a和118a，但是第一角104a（以及其他角104b-104f）可以是圓形的、平坦的、尖的，或者具有為上述的CR而提供的任何其他類型的峰或真正的角形狀。還應當理解，對於其他每個角104b-104f，參照第一角104a描述的幾何形狀是複製的。

參照圖2A和2B，第一角平面108a具有角角度（Corner Angle，CA），該角角度限定第一角平面108a相對於第一角104a的中心的傾斜度。如圖所示，CA為64度。這提供了約0度至約8度、約2度至8度，以及更特別地，約4度的角角度偏移（Corner Angle Offset，CAO）。例如，傳統的六角形在相鄰平面之間包括120度的角度，該角度限定了兩個半角傳統角度（Traditional Angles，TA）為60度。本發明的CA為約60度至約68度、62度至約68度，以及更特別地，約64度，相對於傳統六角形提供約0度至約8度、2度至約8度，以及更特別地，約4度的偏移（CAO）。因此，相鄰的角平面（例如由第一角104a連接的角平面）之間限定的角度為約120度至約136度、約124度至約136度，並且更特別地，約128度。

參照圖2A，第一彎曲部分110a具有第一熔接半徑（Blend Radius，BRA），第一熔接半徑限定第一彎曲部分110a將第一角平面108a熔接到第二彎曲部分112a中時的曲率半徑。例如，BRA是從齒面中心的平面到接觸點的曲率半徑。如圖所示，角度約為10度的中心點（CP）限定BRA的中心點，並且BRA約為（0.10）BAF。

第二彎曲部分112a具有第二熔接半徑（BRB），第二熔接半徑限定第二彎曲部分112a將第一彎曲部分110a熔接到橫向平面114中時第二彎曲部分112a的曲率半徑。例如，BRB是從齒面中心的平面到BRA的曲率半徑。如圖所示，BRB約為（0.20）BAF。因此，BRB不同於BRA，並且BRB大於BRA。換句話說，BRA和BRB彼此不同，BRA小於BRB或比BRB小。

進一步地，側壁106a的一半具有三個半徑。第一半徑對應於第一角104a的CR。第二半徑對應於第一彎曲部分110a的BRA。類似地，第三半徑對應於第二彎曲部分112a的BRB。

如上所述，角104a-104f和側壁106a-106f中的每個的每一半均具有類似的幾何形狀。因此，每個幾何形狀可描述如下：HAF-約（0.95）BAF、BRA-約（0.10）BAF、BRB-約（0.20）BAF、CR-約（0.05）BAF、CRO-約（0.02）BAF、CA-約60度至約68（更特別地，約62度至約68度，並且更特別地，約64度）、CAO-約0度至約8度（更特別地，約2度至約8度，並且更特別地約4度），和CP-大約10度。

在一些實施例中，工具100可以是工具，例如螺絲刀、六角扳手（例如「L」形六角扳手）、適於連接到另一工具的鑽頭套筒等。應當理解，螺絲刀的一部分或整個軸、一部分或整個六角扳手，和/或一部分或整個鑽頭可具有上述幾何形狀。在其他實施例中，工具100可以是鑽頭或鑽頭套筒，該鑽頭或鑽頭套筒適於連接到另一工具的配合凹部或凸耳，例如螺絲刀、套筒、套筒或棘輪扳手、鑽子、衝擊槍、扭矩扳手、管扳手等。

根據圖3-6示出並描述了併入了上述外部幾何形狀的鑽頭300的示例。如上所述，鑽頭300包括主體部分102，主體部分102具有六個角104a-104f和分別在角104a-104f之間延伸的六個基本非線性的側壁106a-106f。如上所述，並參考圖5，主體部分102適於插入緊固件400中的凹形六角形凹部200中並與凹形六角形凹部200配合，該緊固件400具有六個角202和分別在角202之間延伸的六個基本筆直的側壁204（也稱為齒面204）。當插入凹部200中時，每個角104a-104f基本與角202中的一個對齊。鑽頭300以及由此主體部分102可以旋轉以將旋轉扭矩施加到緊固件400。當鑽頭300旋轉時，側壁106a-106f接合或接觸緊固件400的凹部200的一個或多個相應的側壁202以施加扭矩。

工具300還包括工具接合部分302，工具接合部分302適於插入並接合另一工具的相應凹部，另一工具例如螺絲刀、套筒、套筒扳手、動力工具等。工具接合部分302從工具300的第一端部延伸，並過渡到主體部分102中。參照圖6，在一個示例中，工具接合部分302可以插入起子工具500的凹部506中或與起子工具500的凹部506接合。如圖所示，起子工具500可包括手柄502、從手柄502延伸的軸504，以及凹部506，凹部506延伸到軸504的與手柄502相對的端部中。當工具接合部分302與凹部506接合時，手柄502可以旋轉以旋轉工具鑽頭300，從而將扭矩施加到緊固件或與工具鑽頭300的主體部分102接合的其他物體。

如圖所示，工具接合部分302具有六角形形狀。然而，工具接合部分302可以具有其他形狀，例如大致正方形、矩形、三角形、圓形和其他適於接合另一工具、緊固件或裝置等的相應凹部的形狀。

工具300還可以具有倒角的端，以允許更容易地將主體部分102的端部插入六角形凹部中，並且更容易將工具接合部分302的端部插入另一工具、緊固件或設備等的相應凹部中。

此外，本文描述的工具的外表面的幾何形狀（主體部分102）可以應用於其他類型的工具，用於向緊固件施加扭矩。例如，套筒、扳手或管扳手可以包括與本文公開的外部幾何形狀相對應的內部幾何形狀，以允許扳手或管扳手與具有外部六角形幾何形狀的緊固件接合。類似地，其他工具和/或緊固件可包括本文公開的幾何形狀。

如本文所使用的，術語「連接」及其功能性等同物不旨在必然限於兩個或更多個部件的直接機械連接。相反，術語「連接」及其功能性等同物旨在表示兩個或更多個物體、特徵、工件和/或環境物質之間的任何直接或間接的機械、電氣或化學連接。在一些示例中，「連接」還旨在表示一個物體與另一個物體一體形成。

僅通過說明的方式而不是作為限制來提供前面的描述和附圖中闡述的內容。雖然已經示出和描述了特定實施例，但是對於本領域技術人員來說顯而易見的是，在不脫離發明人的貢獻的較寬泛方面的情況下，可以進行改變和修改。當基於現有技術以適當的視角觀察時，所尋求的保護的實際範圍旨在申請專利範圍中限定。此外，除非特別說明，否則術語第一、第二等的任何使用不表示任何順序或重要性，相反術語第一、第二等僅用於將一個元件與另一個元件區分開。

100:工具 102:主體部分 104a:第一角 104b:第二角 104c:第三角 104d:第四角 104e:第五角 104f:第六角 106a:第一側壁 106b:第二側壁 106c:第二側壁 106d:第四側壁 106e:第五側壁 106f:第六側壁 108a:第一角平面 108b:第二角平面 110a:第一彎曲部分 110b:第四彎曲部分 112a:第二彎曲部分 112b:第三彎曲部分 116a、118a:角部分 114:橫向平面 200、506:凹部 202:角 204:側壁 300:鑽頭 302:工具接合部分 400:緊固件 500:起子工具 502:手柄 504:軸 BAF:螺栓對邊尺寸 BRA:第一熔接半徑 BRB:第二熔接半徑 CA:角角度 CAO:角角度偏移 CP:中心點 CR:角半徑 CRO:角半徑偏移 HAF:六角對邊 TA:傳統角度

出於便於理解要保護的主題的目的，在附圖中示出了其實施例，通過對這些附圖的觀察，當結合以下描述進行考慮時，要保護的主題、其結構和操作以及其許多優點應容易被理解和領會。圖1是根據本申請的實施例的外六角起子的前視平面圖，該外六角起子與典型的內六角形螺栓或螺釘頭接合。圖2A是根據本申請的一個實施例的圖1的起子的側壁的半輪廓或半幾何形狀的放大截面平面俯視圖。圖2B是根據本申請的一個實施例的圖1的起子的角的半輪廓或幾何形狀的放大截面平面俯視圖。圖3是根據本申請的一個實施例的併入了外六角起子的工具鑽頭的透視圖。圖4是圖3的工具鑽頭的側視圖。圖5是與緊固件接合的圖3的工具鑽頭的透視圖。圖6是連接至工具的圖3的工具鑽頭的透視圖。

100:工具

102:主體部分

104a:第一角

104b:第二角

104c:第三角

104d:第四角

104e:第五角

104f:第六角

106a:第一側壁

106b:第二側壁

106c:第二側壁

106d:第四側壁

106e:第五側壁

106f:第六側壁

108a:第一角平面

108b:第二角平面

110a:第一彎曲部分

110b:第四彎曲部分

112a:第二彎曲部分

112b:第三彎曲部分

114:橫向平面

200:凹部

202:角

204:側壁

Claims

一種適於接合具有大致六角形形狀的凹部的工具，所述工具包括：主體部分，所述主體部分具有第一角和第二角，以及在第一角和第二角之間延伸的側壁，其中所述側壁包括：第一基本筆直部分，所述第一基本筆直部分從所述第一角延伸，其中所述第一基本筆直部分相對於所述第一角的中心以約62度至約68度的角度設置；以及第二基本筆直部分，所述第二基本筆直部分從所述第二角延伸，其中所述第二基本筆直部分相對於第二角的中心以約62度至約68度的角度設置。
如申請專利範圍第1項所述的工具，其中所述側壁還包括基本筆直橫向平面，所述基本筆直橫向平面設置在所述第一基本筆直部分和所述第二基本筆直部分之間。
如申請專利範圍第2項所述的工具，其中所述基本筆直橫向平面相對於所述第一基本筆直部分和所述第二基本筆直部分凹陷。
如申請專利範圍第2項所述的工具，其中所述側壁還包括從所述第一基本筆直部分延伸的第一彎曲部分，以及在所述第一彎曲部分和所述基本筆直橫向平面之間延伸的第二彎曲部分。
如申請專利範圍第4項所述的工具，其中所述第一彎曲部分沿第一方向彎曲，並且所述第二彎曲部分沿基本與所述第一方向相反的第二方向彎曲。
如申請專利範圍第5項所述的工具，其中所述第一彎曲部分具有第一熔接半徑，並且所述第二彎曲部分具有與所述第一熔接半徑不同的第二熔接半徑。
如申請專利範圍第6項所述的工具，其中所述第一熔接半徑比所述第二熔接半徑小。
如申請專利範圍第1項所述的工具，其中所述第一基本筆直部分相對於所述第一角的中心以約64度的角度設置，並且所述第二基本筆直部分相對於所述第二角的中心以約64度的角度設置。
一種適於接合具有大致六角形形狀的凹部的工具，所述工具包括：主體部分，所述主體部分具有第一角和第二角，以及在第一角和第二角之間延伸的側壁，其中所述側壁包括：從所述第一角延伸的第一基本筆直部分；從所述第一基本筆直部分延伸的第一彎曲部分；從所述第一彎曲部分延伸的第二彎曲部分；從所述第二彎曲部分延伸的基本筆直橫向平面；從所述基本筆直橫向平面延伸的第三彎曲部分；從所述第三彎曲部分延伸的第四彎曲部分；以及從所述第四彎曲部分延伸至所述第二角的第二基本筆直部分。
如申請專利範圍第9項所述的工具，其中所述第一彎曲部分和所述第四彎曲部分具有第一熔接半徑。
如申請專利範圍第10項所述的工具，其中所述第二彎曲部分和所述第三彎曲部分具有不同於所述第一熔接半徑的第二熔接半徑。
如申請專利範圍第11項所述的工具，其中所述第一熔接半徑比所述第二熔接半徑小。
如申請專利範圍第9項所述的工具，其中所述基本筆直橫向平面相對於所述第一基本筆直部分和所述第二基本筆直部分凹陷。
如申請專利範圍第9項所述的工具，其中所述第一基本筆直部分相對於所述第一角的中心以約62度至約68度的角度設置，並且所述第二基本筆直部分相對於所述第二角的中心以約62度至約38度的角度設置。
如申請專利範圍第14項所述的工具，其中所述第一基本筆直部分相對於所述第一角的中心以約64度的角度設置，並且所述第二基本筆直部分相對於所述第二角的中心以約64度的角度設置。
如申請專利範圍第9項所述的工具，其中所述第一彎曲部分沿第一方向彎曲，並且所述第二彎曲部分沿基本與所述第一方向相反的第二方向彎曲。
一種適於接合具有大致六角形形狀的凹部的工具，所述工具包括：主體部分，所述主體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間延伸的側壁，其中所述側壁包括：從所述第一角延伸的第一基本筆直部分；從所述第一基本筆直部分延伸的第一彎曲段；以及從所述第一彎曲段向所述第二角延伸的基本筆直橫向平面，其中，所述第一彎曲段包括不同的第一熔接半徑和第二熔接半徑，第一熔接半徑和第二熔接半徑將所述第一基本筆直部分熔接到所述基本筆直橫向平面中。
如申請專利範圍第17項所述的工具，其中所述第一彎曲段包括第一彎曲部分和第二彎曲部分，所述第一彎曲部分沿第一方向彎曲，所述第二彎曲部分沿基本與所述第一方向相反的第二方向彎曲。
如申請專利範圍第17項所述的工具，其中所述第一基本筆直部分相對於所述第一角的中心以約62度至約68度的角度設置。
如申請專利範圍第19項所述的工具，其中所述第一基本筆直部分相對於所述第一角的中心以約64度的角度設置。