TW202313228A - 減少剝離之工具和緊固件 - Google Patents

Abstract

一種緊固件被設計成可減少或消除該緊固件之剝離(例如，由於該緊固件被鑽入或鑽出材料期間的滑脫)。再者，一種驅動件鑽頭尖端被設計成可與緊固件鎖定地嚙合，以及被設計成用以形成該緊固件的工具。

Description

減少剝離之工具和緊固件

相關申請案之交叉參考

本申請案主張於2021年7月2日申請之美國臨時申請案第63/217,907號之權利及優先權，該案之揭示內容以全文併入援引為參考。

本發明係關於緊固件系統，且更特定言之係關於用於形成可減少或消除緊固件之剝離的新緊固件設計之工具。

諸如螺釘及螺栓之緊固件通常具有頭部凹口圖案，驅動件鑽頭可插入該凹口圖案中且轉動以將緊固件驅入至(或驅出)工件。若緊固件在驅動程序期間經歷不小的阻抗(例如由於諸如緊固件之長度及/或規格的因素、緊固件欲驅入之材料的硬度及/或孔阻抗或基於任何其他理由)，驅動件鑽頭之此扭轉動作可能會造成鑽頭跳出緊固件的凹口(有時稱之為滑脫)且逐漸剝除緊固件之頭部上的緊固件材料或者另外使凹口圖案變形。若凹口圖案過度受損，則驅動件鑽頭可能無法再插入其中或者無法驅動地嚙合緊固件。在這些情況下，緊固件稱之為被剝離。剝離的緊固件難以移除或繼續作用且持續成為問題。

及

本文中描述用以減少或消除緊固件之剝離的技術。緊固件被組構成用以減少或消除在緊固件驅入或驅出材料的驅動期間的滑脫，這接著可減少或消除緊固件之剝離。在本文中亦描述用以與緊固件鎖定地嚙合之驅動件鑽頭尖端設計，以及用以形成抗剝離緊固件之工具設計，以及形成該抗剝離緊固件之方法。在緊固件與驅動件鑽頭之間的鎖定嚙合提供「插入｣介面。如下文進一步所描述，此一「插入｣介面允許在給定驅動操作期間使用低至零操作者驅動力，或甚至負操作者驅動力，只要緊固件在驅動方向上確實拉出插入之鑽頭。

在一實施例中，一種用以形成抗剝離緊固件之頭部形狀的衝壓工具設計包含：本體，其具有第一端及相對第二端；驅動件，其被至少部分地安置在該本體內且具有從該本體之該第一端朝外延伸之第一端及在該本體內之相對第二端；彈簧，其被至少部分地安置在該本體內且耦接至該驅動件之該第二端；滾珠，其被安置在沿著該驅動件之一部分延伸的軌道內，使得滾珠回應於該彈簧被按壓而沿著該軌道移動；及衝壓尖頭，其被安置在該驅動件之該第一端上。該衝壓尖頭包含一或多個翼部，其延伸遠離該驅動件且被配置成類似於先前形成在該緊固件之頭部上之凹口圖案的圖案(例如，該衝壓尖頭圖案可至少插入該凹口圖案內)。另外，該衝壓尖頭包含肋部，其出現在該一或多個翼部之至少一者上，該肋部從該一或多個翼部之該至少一者的側壁橫向延伸。在一些實施例中，該衝壓尖頭略凹陷於該驅動件之該頂部表面下方，使得僅該衝壓尖頭之一部分向外延伸超過該驅動件之頂部表面。在操作中，衝壓尖頭與先前形成在緊固件之頭部上的凹口圖案嚙合，且回應於衝壓工具由傳遞至本體之第二端的力被衝擊，該衝壓尖頭因此扭轉而造成一或多個肋部以在凹口圖案中形成橫向凹口。在另一實施例中，衝壓尖頭可以任何標準或適當的衝擊式驅動件工具。

依照另一實施例，螺絲驅動件或驅動件鑽頭包含柄部及位於柄部之一端部的尖端。該尖端包括延伸遠離該柄部之一或多個翼部，且該一或多個翼部之至少一者包含從該一或多個翼部之該至少一者之側壁橫向延伸遠離的肋部。此一螺絲驅動件或驅動件鑽頭可被用以驅動抗剝離緊固件，如本文中的各種描述。

依照另一實施例，抗剝離緊固件包含柄部及位於柄部之一端部的頭部。頭部包括凹口圖案，其包含具有從頭部朝向柄部延伸之側壁的一或多個翼部凹口。凹口圖案可為任何數量的緊固件頭部圖案，諸如十字形(例如，Phillips)圖案、直線圖案或六邊圖案，僅列舉數例。在任何此處例子中，凹口圖案之側壁的至少一者包含沿著側壁之至少一者之部分的橫向凹口。此抗剝離緊固件可由具有尖端之螺絲驅動件或驅動件鑽頭驅動，該尖端包含一或多個翼部以嚙合凹口圖案，該翼部之一或多者進一步具有肋部，其橫向遠離延伸以與抗剝離緊固件之橫向凹口嚙合，如在本文中各種提供的。標準螺絲驅動件或驅動件鑽頭亦可被用以驅動抗剝離緊固件，但在此等例子中，並沒有橫向遠離延伸以與抗剝離緊固件之橫向凹口嚙合的肋部。以此方式，抗剝離緊固件是與標準或專門的驅動件逆向相容的。

依照另一實施例，一種形成緊固件之方法包含：將緊固件材料毛坯對準於衝模上方，該衝模經形塑以形成緊固件之部分；使用第一吹製總成將材料毛坯衝壓至衝模中以部分地形成該緊固件；利用第二吹製總成衝壓該部分形成的緊固件以形成緊固件之頭部中的凹口圖案；將衝壓尖頭嚙合至形成在該緊固件之頭部中的凹口圖案；及扭轉在形成於該緊固件之頭部中之凹口圖案內的衝壓尖頭以在凹口圖案中施加一或多個橫向凹口。在一些此實施例中，待被形成的該緊固件被固持在一個位置中，且各種衝壓操作被切換至或切換出位置。在其他實施例中，該衝壓操作被固定在位置中且待被形成的該緊固件從一個衝壓操作移動至下一個操作。又其他實施例可包含組合，其中一些形成操作係固定在位置中且該緊固件被移動至這些位置，且一些形成操作被移動至固定的緊固件位置。

若干實施例將鑑於本揭示內容而瞭解。 總體概述

如先前所述，關於使用緊固件存在許多複雜的問題。例如，若緊固件頭部由於驅動件鑽頭(例如，基於鑽鑿之鑽頭或基於螺絲驅動件的鑽頭)之滑脫而剝離，則緊固件會極難以適當地安座至工件材料或從工件材料移除。在緊固件頭部中精密加工可防止滑脫之特別的凹口形狀可能是一個可行的解決方案，但此解決方案通常對於大量製造緊固件並不務實。

因此，根據本發明之一實施例，揭示可被用於標準冷鍛成型機中之衝壓工具，其可形成具有頭部設計之緊固件，該頭部設計可消除或者減少剝離。在一實例中，衝壓工具利用衝擊式驅動件之設計來施加扭轉運動至衝壓尖頭以在緊固件頭部上之一或多個翼部凹口內形成橫向凹口。這些橫向凹口提供凹槽，對應的肋部可插入該凹槽中，其中，該肋部從位在驅動件鑽頭或螺絲驅動件鑽頭之端部處之翼部之一或多者延伸出，因此將鑽頭鎖定在定位，同時扭轉緊固件之頭部且防止滑脫。在此意義上，鑽頭在驅動程序期間可有效且有利地「插入｣，或者減少滑脫。此外，當緊固件螺合至工件時，由於鑽頭之一或多個肋部被捕捉在緊固件頭部之橫向凹口內，因此不需要很大的正向力來維持鑽頭與緊固件頭部之間的接觸(亦即，操作者不必在驅動方向上推動旋轉工具)。舉例而言，依照一些實施例，在給定驅動操作期間，鑽頭經由該一或多個肋部(「插入｣」被鎖定至緊固件頭部，且在緊固件鑽入至工件時，螺絲連同螺紋緊固件之柄部的扭轉運動將確實拉住插入鑽頭。以此方式，在驅動操作期間可能使用低至零操作者驅動力，或甚至負操作者驅動力，只要緊固件在驅動方向上確實拉住插入之鑽頭。相比而言，習知配置在驅動方向上需要連續且較大的操作者驅動力以在將緊固件推入工件的同時保持鑽頭嚙合緊固件頭部。應注意，如本文中所描述之此一鎖定或插入配置並不與在驅動件鑽頭上採用水平或傾斜肋部及在緊固件頭部內之垂直肋部的滑脫減少系統相混淆。此一配置可有助於減少滑脫，但不提供允許插入之鎖定介面，如本文中所描述。此配置亦未如鎖定介面那樣多地減少所需要的操作者驅動力。

圖1A及1B繪示依照一些實施例之衝壓工具100的橫截面視圖。衝壓工具100包含本體102，其包圍彈簧104及耦接至彈簧104之一端部的驅動件106兩者。彈簧104之一部分可從本體102之後端朝外延伸。同樣地，驅動件106之一部分可從本體102之前端朝外延伸。驅動件106被組構成當彈簧104被按壓時(例如，經由從彈簧104後端所接收的衝力)用以橫向向前衝壓且亦扭轉。驅動件106之扭轉運動由出現在沿著驅動件106之一部分延伸的軌道109中的滾珠軸承108促進。根據一些實施例，滾珠軸承108回應於由按壓彈簧104施加的橫向力而沿著軌道109移動，其造成驅動件106繞著通過驅動件106之中心且沿著衝壓工具100之長度的軸線旋轉。軌道109可在跨驅動件106之外壁的對角線方向延伸。

衝壓尖頭110被定位在驅動件106之一端部處。衝壓尖頭110包含特定形狀，其用以形成具有橫向凹口之緊固件頭部中之凹口圖案的至少部分，如將在連續圖式中詳細顯示的。衝壓尖頭110之進一步實例細節將參考圖3A-3C描繪及討論。應注意，另一衝壓工具或其他形成工具可用以在給定緊固件上在使用所描繪的衝壓工具100之前形成整體頭部形狀及其中的標準凹口圖案。在此情況中，衝壓工具100接著可被用於在預形成的凹口圖案內施加一或多個橫向凹口。

衝壓工具100之各種不同尺寸取決於應用而不同。然而，在一些實例中，衝壓工具100具有在約2”至約3”之間(諸如約2.5”)的長度d ₁，及在約1”至約2”之間(諸如約1.5”)的寬度或直徑d ₂。彈簧104可具有在約0.6”至約1.0”之間(諸如約0.875”)的總寬度或直徑d ₃。驅動件106之末端可以約0.8”至約1.4”之間(諸如約0.115”)的距離d ₄延伸超過本體102之末端。衝壓尖頭110可以約0.075”至約0.125”之間(諸如約0.094”)的高度d ₅延伸於驅動件106之末端上方。

圖2繪示依照一些實施例之另一衝壓工具200的截面圖。衝壓工具200類似於圖1中所繪示的，除了衝壓工具200包含在外殼204內之較小的驅動件202。亦繪示在衝模208中使用在驅動件202之遠端處的衝壓尖頭210而待被形成的緊固件206。關於在冷鍛成型機中使用衝壓工具來形成緊固件的進一步細節係參考圖9A-9G來提供。

衝壓工具200之各種不同尺寸取決於應用而不同。然而，在一些實例中，外殼204具有約2”至約3”之間(諸如約2.5”)之總長度d ₆。驅動件202可耦接至平台212，其在外殼204內一起具有約1.1”至約1.6”之間(諸如約1.375”)的總長度d ₇。驅動件202之末端可以約0.05”至約0.15”之間(諸如約0.1”)的距離d ₈延伸超過本體204之末端。

圖3A-3D繪示依照一些實施例之衝壓工具的若干視圖，其中更詳細顯示在驅動件304之遠端處的衝壓尖頭302。如圖所示，在圖3B-3D更詳細顯示，衝壓尖頭302包含一或多個翼部306，其以特別圖案從驅動件304之遠端向上且遠離延伸。根據一些實施例，翼部306之圖案匹配定位在緊固件頭部中之凹口圖案，使得在形成程序期間衝壓尖頭302之翼部306插入至緊固件頭部之凹口圖案。

如進一步所示，翼部306之一或多者包含肋部308，其從任一給定翼部306之側壁橫向延伸而出。在此特定實例中，呈十字圖案之四個不同翼部306的各者(例如，Phillips頭部圖案)包含從相關翼部306之一部分橫向延伸的肋部308。不同翼部306之肋部308可各定位在沿各翼部306之相同高度處。雖然繪示在一給定翼部306上之每翼部306僅一個肋部308，但在一些實例中，各翼部306可包含任何數目的橫向突出肋部308。在一些實例中，肋部308可出現在給定翼部306之兩側壁之各者上或僅在給定翼部306之一個側壁上。雖然肋部308被繪示為被定位成較靠近衝壓尖頭302之頂部，但任何肋部308可被定位於沿任何給定翼部306之高度的任何位置處。一旦衝壓尖頭302已被驅入緊固件頭部之對應的匹配凹口圖案，扭轉運動可造成各肋部308在緊固件頭部之凹口圖案之翼部凹口側壁中形成凹口，如圖8A及8B詳細所示。

雖然所繪示之衝壓尖頭302具有呈十字圖案之四個翼部，但亦可使用任何其他的圖案。可使用一字頭(例如，單一翼部)圖案以及六邊形圖案，僅舉數例。此外，應注意，肋部308可不被視為如其在圖式中般那麼原始，鑑於歸屬於基於衝壓程序的真實世界程序限制。例如，取代如描繪具有脆弱或尖銳邊角，如本文中所描述般形成的肋部308可具有修圓邊角，及/或可不運行於給定翼部306之全部長度。為此，如可理解的，肋部308並不一定要具有高度加工的外觀及觸感。

圖3C繪示衝壓尖頭302之俯視圖。衝壓尖頭302之各種尺寸可取決於應用而不同。然而，在一些實例中，衝壓尖頭302具有約0.150”至約0.300”之間(諸如約0.222”)之總長度d ₉。衝壓尖頭302之頂部表面可具有在約0.025”至約0.075”之間(諸如約0.050”)的寬度d ₁₀。各翼部306可具有約0.010”至約0.020”之間(諸如約0.016”)的寬度d ₁₁。

圖3D繪示沿衝壓尖頭302之其中一翼部306截取之側視截面圖。根據一些實施例，肋部308從翼部306之側壁遠離延伸在約0.005”至約0.015”之間(諸如約0.010”)之尺寸(高度)d ₁₂。肋部308可具有在約0.010”至約0.020”之間(諸如約0.014”)的尺寸(寬度)d ₁₃且可被定位在距翼部306之頂部的給定距離d ₁₄，其中d ₁₄在約0.040”至約0.065”之間(諸如約0.052”)。根據一些實施例，肋部308包含朝向翼部306延伸之向外斜角或錐形側壁。該斜角側壁形成一角度θ，其在約25˚至約55˚之間(諸如約40˚)。根據一些實施例，肋部308之尺寸d ₁₂(例如，肋部308從翼部306之側壁延伸多遠)及翼部306之寬度d ₁₁之間的比值在約1:5至約1:1之間，或在約1:2至約1:1之間，諸如約1:1.5。再者，在翼部306之寬度d ₁₁與肋部308之尺寸d ₁₃(例如，肋部308之寬度)之間的比值在約1:0.65至約1:1之間，或在約1:0.8至約1:1之間，諸如約1:0.875或1:1。

圖4繪示依照一些實施例之實例緊固件402的視圖，其包含利用衝壓工具形成之獨特凹口圖案。另外，亦繪示用於螺絲驅動件或旋轉裝置之驅動件鑽頭尖端404，其插入至緊固件402之頭部406以扭轉緊固件402進出於材料。

如圖所示，緊固件402包含柄部408(細長本體，且大部分未顯示)，其在一端部(未圖示)具有尖端且在相對端處具有頭部406。頭部406包含由一或多個翼部凹口410形成的凹口圖案。在所繪示之實例中，四個翼部凹口410在頭部406中形成十字圖案。如進一步所示，翼部凹口410之一或多者包含沿著翼部凹口410之側壁之一部分的橫向凹口412。不同翼部凹口410之橫向凹口412可被定位在沿各翼部凹口410之相同高度處。雖然繪示每翼部凹口410僅有一橫向凹口412，但在一些實例中，各翼部凹口410可包含任何數量的橫向凹口412。橫向凹口412可出現在給定翼部凹口410之兩側壁的各者上或給定翼部凹口410之僅一個側壁上。橫向凹口412可被定位在沿任何給定翼部凹口410之高度的任何位置處。

依照一些實施例，驅動件鑽頭尖端404包含用以形成緊固件頭部之類似於衝頭尖端設計的設計。因此，驅動件鑽頭尖端404包含配置成匹配形成在緊固件頭部406上之凹口圖案的給定圖案之一或多個翼部414。翼部414可從通過鑽頭尖端404之軸向中心的縱軸415向外延伸。翼部414之一或多者包含肋部416，其從翼部414之側壁橫向延伸出。在一些實例中，驅動件鑽頭尖端404之翼部414及肋部416包含與上文針對衝壓尖頭302描述之翼部306及肋部308相同的尺寸。在一些實施例中，肋部416被設計成小於對應的橫向凹口412，使得存在一些裕度來使肋部416插入至其相關的橫向凹口412中(諸如其中肋部416具有類似形狀但為橫向凹口412之寬度的50%至90%的實例)。在所繪示之實例中，在十字圖案(例如，Phillips頭部圖案)之至少兩個不同的翼部414包含從相關翼部414之一部分橫向延伸的肋部416。不同翼部414之肋部416可各定位在沿各翼部414相同的高度處。雖然繪示每翼部414僅一個肋部416，但在一些實例中，各翼部414可包含任何數目的橫向突出肋部416以匹配緊固件頭部406中之對應的橫向凹口圖案。肋部416可出現在給定翼部414之兩側壁之各者上或僅在給定翼部414之一個側壁上。雖然肋部416被繪示為被定位成較靠近鑽頭尖端404之遠端，但肋部416可被定位於沿任何給定翼部414之高度的任何位置處(且對應於沿緊固件頭部406中之翼部凹口410的橫向凹口412之位置)。一旦鑽頭尖端404已被插入至緊固件頭部406之凹口圖案中，鑽頭尖端404被扭轉以將各肋部416嚙合至對應的橫向凹口412。在此時，當拴緊或旋鬆緊固件402時，鑽頭尖端404被「插入｣或者鎖定在定位而不會滑脫。鑽頭尖端404可位在柄部末端(未圖示)，其從鑽頭尖端404延伸遠離以更容易與例如旋轉工具耦接。

圖5A-5C繪示依照一些實施例之另一實例緊固件502之不同視圖，其包含配置在緊固件頭部506之外側周圍上之一或多個雙重用途肋部504。雙重用途肋部504可彼此等距隔開且可使用任何數目的雙重用途肋部504。雙重用途肋部504可用於典型緊固件頭部肋部的用途，其當緊固件502被驅入至工件時用以從頭部506周圍清除工作材料。然而，雙重用途肋部504通常大於或比標準緊固件頭部肋部更堅固(例如，至少3倍厚及/或3倍寬)，其進一步允許雙重用途肋部504在冷鍛成型程序期間將緊固件502牢固在定位，使得用以形成橫向凹口之驅動件工具之扭轉運動不會也扭轉緊固件502。標準肋部並未提供此功能，因為它們可能會由於扭轉力而剪切或者崩潰。

圖5B繪示實例緊固件502之側視圖。根據一些實施例，緊固件頭部506可具有最大直徑(亦即，緊固件頭部506相較於緊固件頭部506之任何其他部分具有最大直徑之部分)d ₁₅，其在約0.250”至約0.500”之間，諸如約0.375”。柄部408可具有在約0.075”至約0.225”之間，諸如約0.146”的直徑d ₁₆。亦可使用較大的柄部直徑。

圖5C繪示柄部408之中心軸線向下的視圖，其中顯示在頭部506底側的雙重用途肋部504。根據一些實施例，雙重用途肋部504具有約0.01”至約0.05”之間，諸如約0.03”之寬度d ₁₇。在一些實例中，雙重用途肋部504之寬度d ₁₇與柄部408之直徑d16之間的比值是約1:15至約1:2之間，或約1:10至約1:5之間，諸如約1:5之比值。在一些實例中，雙重用途肋部504之寬度d ₁₇與緊固件頭部506之最大直徑d ₁₅之間的比值是約1:30至約1:5之間，或約1:20至約1:10之間，諸如約1:12的比值。

雖然實例絕對尺寸值及範圍在此為給定且在其他位置中，然而該技術可被使用具有任何緊固件尺寸，其具有任何數量的各種各樣的尺寸，範圍從極小、至小、至中等、至大及至極大緊固件。在任何此等例子中，應注意，實例尺寸比值仍可適用。在更一般的意義上，該技術可應用於任何緊固件及鑽頭構形，其在將緊固件完全驅動至給定工件內的定位及/或從該工件移除緊固件時允許插入及減少操作者驅動力。進一步應注意，可使用任何不同的尺寸比值，只要針對一給定應用的驅動操作期間互鎖特徵(例如，鑽頭尖端之肋部及對應的緊固件頭部之凹口)多於可維持其完整性即可。

圖6繪示用於使用在衝壓工具內之驅動件600的另一設計之立體圖。根據一些實施例，驅動件600包含外殼體602，其包覆固定在外殼體602內之內部驅動件之幾乎整個長度。在內部驅動件之遠端處是衝壓尖頭604，其可類似於參考圖3A-3C所描述之衝壓尖頭302。根據一些實施例，衝壓尖頭604之一部分凹陷於外殼體602之遠端表面606下方。因此，只有衝壓尖頭604的一部分延伸高於外殼體602之遠端表面606。此設計可有利地減少在扭轉運動期間作用在衝壓尖頭604上的剪應力，因為其在給定的緊固件頭部內形成橫向凹口。

圖7A及7B繪示驅動件600之橫截面視圖。根據一些實施例，內部驅動件702經由沿著外殼體602之內腔之一或多個階部從背側滑入外殼體602且被固持在外殼體602內，如圖7A所示。因此，依照一些實施例，內部驅動件702可藉由將其從外殼體602向後滑出而移除。以此方式，外殼體602可與可被插入至外殼體602的任何數目的內部驅動件重複使用。如上文所述，內部驅動件702位在外殼體602內，使得衝壓尖頭604略微凹陷於外殼體602之遠端表面606下方。凹入距離d ₁₈可在約0.020”至約0.040”之間，諸如約0.031”。

圖7B繪示實例內部驅動件702，其已從外殼體602移除。內部驅動件702之各種尺寸可取決於應用而不同。然而，在一些實例中，內部驅動件702具有約1”至約2”之間(諸如約1.460”)之總長度d ₁₉。內部驅動件702可包含寬基底區域704，其被設計成用以捕捉在外殼體602內的階部上。在一些實例中，基底區域704具有約0.3”至約0.7”之間的長度d ₂₁，諸如約0.5”。內部驅動件702之中間部分706可具有約0.250”至約0.500”之間的寬度或直徑d ₂₂，諸如約0.375”。內部驅動件702之遠端部分708可具有約0.450”至約0.650”之間的長度d ₂₃，諸如約0.563”。從內部驅動件702之遠端延伸遠離之衝壓尖頭604之高度d ₂₄可在約0.075”至約0.175”之間，諸如約0.124”。

圖8A繪示依照一些實施例之鑽頭尖端404插入至抗剝離緊固件頭部406之凹口圖案中的俯視圖及側視圖。在所繪示之實例中，鑽頭尖端404之四個翼部414之各者插入至抗剝離緊固件頭部406之四個對應翼部凹口410中。側視圖繪示插入至翼部凹口410之一者中之其中一翼部414，且在翼部414上之肋部416看似對準於在翼部凹口410內之橫向凹口412。

圖8B繪示鑽頭尖端404及抗剝離緊固件頭部406在鑽頭尖端404已被扭轉以將鑽頭尖端404之任何翼部414上的任何肋部416嚙合於抗剝離緊固件頭部406之對應橫向凹口412的俯視圖及側視圖。在實例側視圖中，翼部414在翼部凹口410內已被扭轉，使得肋部416移動至橫向凹口412中。

圖9A-9G繪示依照本發明之一些實施例之用於製造緊固件之冷鍛成型製程。在圖9A中，材料毛坯902對準於衝模904上方，該衝模904具有模具以成形該緊固件之細長部分及頭部。毛坯902可為緊固件所要成為的一部分材料，諸如不同類型的鋼。模具904包含具有模具形狀之開口，以在材料毛坯902被迫入至其內後形成緊固件。在一些實例中，衝模904包含銷906，其插塞該開口之一端部且可用以將緊固件在其被形成之後從衝模904頂出。在一些實施例中，在模具之頭部處之衝模模具形狀包含模製凹口以在緊固件之頭部周圍形成雙重用途肋部，如圖5所示。第一吹製總成908在冷鍛成型機中被對準於毛坯902上方(或毛坯902對準於第一吹製總成908上方)。第一吹製總成908可具有第一吹製衝頭910，其提供被設計以衝擊毛坯902且將其推入至衝模904中的表面。

在圖9B中，第一吹製總成908被向前推且將毛坯902衝壓至衝模904中。此動作留下曝露材料之團塊911附著於衝模904外部，而其餘材料被迫入至衝模模具中且向上抵頂銷906，其形成緊固件之柄部及緊固件之頭部的至少部分。

在圖9C中，第二吹製總成912被帶至對準於毛坯902上方，其已被楔入衝模904中(或毛坯902對準於第二吹製總成912上方)。第二吹製總成912包含第二衝壓頭部914，其具有用以形成可被使用在緊固件之頭部上的凹口圖案之特別形狀。在一實例中，第二衝壓頭部914包含凸出的十字圖案以在緊固件頭部中形成對應的凹口圖案。

在圖9D中，第二吹製總成914被向前推且將曝露材料團塊911衝壓成用於緊固件之頭部的所要形狀，其包含形成緊固件之頭部中之凹口圖案(例如，一或多個翼部凹口)。在一些實施例中，形成緊固件之頭部包含在頭部之外側表面周圍形成雙重用途肋部，例如，如圖5所示。

在圖9E中，第三吹製總成916被帶至對準於仍被楔入於衝模904中之所形成的緊固件頭部918上方(或所形成的緊固件頭部918被帶至與第三吹製總成916對準)。在一些實施例中，所形成的緊固件從衝模移除且被放置於第二衝模中，該第二衝模對準於第三吹製總成916。根據一些實施例，在所形成的緊固件頭部918上之雙重用途肋部可與衝模904中之對應凹口嚙合以將所形成的緊固件頭部918對準於正確的對準以從第三吹製總成916接納衝壓尖頭920。根據一些實施例，第三吹製總成916具有本文中描述之衝壓工具之任何一者的設計。因此，第三吹製總成916包含在第三吹製總成916之一端部處的衝壓尖頭920。在一些實施例中，衝壓尖頭920在驅動件922之遠端上被分段。根據一些實施例，驅動件922具有本文中描述之驅動件之任何一者的設計。衝壓尖頭920包含從驅動件922遠離延伸且配置成匹配所形成的緊固件頭部918上之凹口圖案的圖案之一或多個翼部，且肋部出現在該一或多個翼部之至少一者上且從該一或多個翼部之該至少一者的側壁橫向延伸。

在圖9F中，第三吹製總成916被向前推使得衝壓尖頭920被插入至緊固件頭部918上的對應凹口圖案中。

在圖9G中，第三吹製總成916被旋轉使得衝壓尖頭920亦旋轉且沿著翼部凹口之一或多者的側壁形成橫向凹口，其依照一些實施例構成緊固件頭部918上的凹口圖案。在一些實施例中，第三吹製總成916之衝擊造成驅動件922隨其向前推入緊固件頭部918而壓縮，且該壓縮造成驅動件922之對應旋轉。在一些其他實施例中，在第三吹製總成916之後端上的尖銳衝擊造成驅動件922之旋轉。 進一步實例實施例

以下實例屬於進一步實施例，可由其瞭解到許多排列組合及構形。

實例1係一種用於形成緊固件之頭部形狀的衝壓工具。該衝壓工具包含：本體，具有第一端及相對第二端；驅動件，其至少部分地安置在該本體內且在該本體內具有第一端及相對第二端；彈簧，其至少部分地安置在該本體內且耦接至該驅動件之該第二端；滾珠，其安置在沿著該驅動件之部分延伸的軌道內，使得該滾珠回應於該彈簧被按壓而沿著該軌道移動；及衝壓尖頭，其被安置在該驅動件之該第一端。該衝壓尖頭進一步包含一或多個翼部，其延伸遠離該驅動件且被配置成匹配在該緊固件之頭部上之凹口圖案的圖案，及肋部，其出現在該一或多個翼部之至少一者上。該肋部從該一或多個翼部之該至少一者的側壁橫向延伸。

實例2包含實例1之衝壓工具，其中，該衝壓工具被組構成用於冷鍛成型機中。

實例3包含實例1或2之衝壓工具，其中，該一或多個翼部被配置成十字圖案。

實例4包含實例1-3中任一項之衝壓工具，其中，該驅動件進一步包括外殼體及內部驅動件，使得該內部驅動件可從該外殼體移除。

實例5包含實例4之衝壓工具，其中，該衝壓尖頭被安置在該內部驅動件之遠端，且其中，該衝壓尖頭之至少部分被凹陷於該外殼體之遠端下方。

實例6包含實例1-5中任一項之衝壓工具，其中，該驅動件之該第一端延伸超過該本體之該第一端。

實例7包含實例1-6中任一項之衝壓工具，其中，該一或多個翼部之各者包含從該對應翼部之側壁橫向延伸的肋部。

實例8包含實例7之衝壓工具，其中，該肋部之各者位在沿著其對應翼部與各其他肋部相同的高度處。

實例9係一種用於形成緊固件之頭部形狀的衝壓工具。該衝壓工具包含：驅動件，其具有第一端及第二端；及衝壓尖頭，其被安置在該驅動件之該第一端上。該衝壓尖頭包含一或多個翼部，其延伸遠離該驅動件且被配置成匹配在該緊固件之頭部上之凹口圖案的圖案，及肋部，其出現在該一或多個翼部之至少一者上。該肋部從該一或多個翼部之該至少一者的側壁橫向延伸。

實例10包含實例9之衝壓工具，其進一步包括其圍繞該驅動件之至少一部分安置之本體及耦接至該驅動件之該第二端且被至少部分地安置在該本體內的彈簧。

實例11包含實例9或10之衝壓工具，其中，該一或多個翼部之各者包含從該對應翼部之側壁橫向延伸的肋部。

實例12包含實例11之衝壓工具，其中，該肋部之各者位在沿著其對應翼部與各其他肋部相同的高度處。

實例13包含實例9-12中任一項之衝壓工具，其中，該驅動件進一步包括外殼體及內部驅動件，使得該內部驅動件可從該外殼體移除。

實例14包含實例13之衝壓工具，其中，該衝壓尖頭被安置在該內部驅動件之遠端，且其中，該衝壓尖頭之至少部分被凹陷於該外殼體之遠端下方。

實例15包含實例9-14中任一項之衝壓工具，其中，該一或多個翼部被配置成十字圖案。

實例16係一種鑽頭，其包含：位於柄部之一端部的尖端。該尖端包含延伸遠離該尖端之中央縱軸的一或多個翼部。該一或多個翼部之至少一者包含從該一或多個翼部之該至少一者之側壁橫向延伸遠離的肋部。該鑽頭是螺絲驅動件或旋轉工具之部分或可附接至螺絲驅動件或旋轉工具。

實例17包含實例16之鑽頭，其中，該一或多個翼部之各者包含從該對應翼部之側壁橫向延伸的肋部。

實例18包含實例17之鑽頭，其中，該肋部之各者位在沿著其對應翼部與各其他肋部相同的高度處。

實例19包含實例16-18中任一項之鑽頭，其中，該一或多個翼部之至少一者包含多於一個的肋部。

實例20包含實例16-19中任一項之鑽頭，其中，該一或多個翼部被配置成十字圖案。

實例21包含實例16-20中任一項之鑽頭，其中，在該一或多個翼部之該至少一者之寬度與沿著該側壁之該肋部的寬度之間的比值是在約1:0.8及約1:1之間。

實例22係一種緊固件，其包含：柄部及位於該柄部之一端部的頭部。該頭部包含凹口圖案，其包含具有從該頭部朝向該柄部延伸之側壁的一或多個翼部凹口。該側壁之至少一者包含沿著該側壁之該至少一者之一部分的橫向凹口。

實例23包含實例22之緊固件，其中，該凹口圖案是十字形圖案、直線圖案或六邊圖案。

實例24包含實例22或23之緊固件，其中，該橫向凹口是複數個橫向凹口中之一者。

實例25包含實例22-24中任一項之緊固件，其中，翼部凹口之各者包含至少一個橫向凹口。

實例26包含實例22-25中任一項之緊固件，其進一步包括配置在該頭部之外側表面上的一或多個雙重用途肋部。

實例27包含實例26之緊固件，其中，在給定的雙重用途肋部之寬度與該頭部之最大直徑之間的比值是在約1:20與1:10之間。

實例28包含實例26或27之緊固件，其中，在給定的雙重用途肋部之寬度與該柄部之寬度之間的比值是在約1:10與1:5之間。

實例29是一種形成緊固件之方法。該方法包含：將材料毛坯對準於衝模上方，該衝模經形塑以形成該緊固件之部分；使用第一吹製總成將該材料毛坯衝壓至該衝模中；將該第一吹製總成移位離開且將第二吹製總成移位於該材料毛坯上方；利用該第二吹製總成衝壓該材料毛坯以在該緊固件之頭部中形成凹口圖案；將該第二吹製總成移位離開且將具有衝壓尖頭之第三吹製總成移位於該緊固件之該頭部上方；將該衝壓尖頭驅動至該緊固件之該頭部中；及在該緊固件之該頭部中扭轉該衝壓尖頭。

實例30係形成緊固件之另一方法。該方法包含將緊固件材料毛坯對準於衝模上方，該衝模經形塑以形成該緊固件之部分；使用第一吹製總成將該材料毛坯衝壓至該衝模中以部分地形成該緊固件；利用第二吹製總成衝壓該部分形成的緊固件以在該緊固件之頭部中形成凹口圖案；將衝壓尖頭嚙合至形成在該緊固件之該頭部中的凹口圖案中；及扭轉在形成於該緊固件之該頭部中之該凹口圖案內的衝壓尖頭以在該凹口圖案中施加一或多個橫向凹口。

實例31包含實例30之方法，其中，待被形成的該緊固件被固持在一個位置中，且該第一吹製總成及第二吹製總成被切換至或切換出位置。

實例32包含實例30之方法，其中，該衝壓操作被固定在位置中且待被形成的該緊固件從一個操作移動至下一個操作。

實例33包含實例30-32中任一項之方法，其進一步包括使用被配置在該緊固件之該頭部之外側表面上的一或多個雙重用途肋部來固定該緊固件，使得該緊固件在該衝壓尖頭之扭轉期間不會扭轉。

本發明之實例實施例的前述描述已針對繪示說明之目的來提出。其不意欲為詳盡的或將本發明限制在所揭示之精確形式。鑑於本揭示內容，許多修改及變動係可行的。吾人意欲本發明之範疇未侷限於此詳細說明，而是由隨附的申請專利範圍限制。

100:衝壓工具 102:本體 104:彈簧 106:驅動件 108:滾珠軸承 109:軌道 110:衝壓尖頭 200:衝壓工具 202:驅動件 204:外殼 206:緊固件 208:衝模 210:衝壓尖頭 212:平台 302:衝壓尖頭 304:驅動件 306:翼部 308:肋部 402:緊固件 404:驅動件鑽頭尖端 406:緊固件頭部 408:柄部 410:翼部凹口 412:橫向凹口 414:翼部 415:縱軸 416:肋部 502:緊固件 504:雙重用途肋部 506:緊固件頭部 600:驅動件 602:外殼體 604:衝壓尖頭 606:遠端表面 702:內部驅動件 704:基底區域 706:中間部分 708:遠端部分 902:材料毛坯 904:衝模 906:銷 908:第一吹製總成 910:第一吹製衝頭 911:團塊 912:第二吹製總成 914:第二衝壓頭部 916:第三吹製總成 918:緊固件頭部 920:衝壓尖頭 922:驅動件 d ₁:長度 d ₂:寬度或直徑 d ₃:總寬度或直徑 d ₄:距離 d ₅:高度 d ₆:總長度 d ₇:總長度 d ₈:距離 d ₉:總長度 d ₁₀:寬度 d ₁₁:寬度 d ₁₂:尺寸(高度) d ₁₃:尺寸(寬度) d ₁₄:距離 d ₁₅:最大直徑 d ₁₆:直徑 d ₁₇:寬度 d ₁₈:凹入距離 d ₁₉:總長度 d ₂₁:長度 d ₂₂:寬度或直徑 d ₂₃:長度 d ₂₄:高度

[圖1A及1B]繪示依照本發明之一些實施例用於形成抗剝離緊固件之頭部凹口圖案的衝壓工具之不同橫截面視圖。

[圖2]繪示依照本發明之一些實施例用於形成抗剝離緊固件之頭部凹口圖案的另一衝壓工具之橫截面圖。

[圖3A-3D]繪示依照本發明之一些實施例之衝壓頭部及在衝壓頭部上之衝壓尖頭的不同視圖。

[圖4]繪示依照本發明之一些實施例的實例抗剝離緊固件頭部凹口圖案及被組構以在驅動操作期間牢固地嚙合緊固件頭部凹口圖案之驅動件鑽頭尖端的立體圖。

[圖5A-5C]繪示依照本發明之一些實施例之另一實例抗剝離緊固件的視圖。

[圖6]繪示依照本發明之一些實施例用於形成抗剝離緊固件之頭部凹口圖案的另一衝壓工具之立體圖。

[圖7A及7B]繪示依照本發明之一些實施例之圖6之衝壓工具的不同橫截面視圖。

[圖8A及8B]繪示依照本發明之一些實施例回應於由驅動件鑽頭尖端執行之扭轉驅動運動以與緊固件頭部凹口圖案嚙合而在抗剝離緊固件頭部凹口圖案與驅動件鑽頭尖端之間發生的實例嚙合。

[圖9A-9G]整體繪示依照本發明之一些實施例用於形成抗剝離緊固件之製造程序。

402:緊固件

404:驅動件鑽頭尖端

406:緊固件頭部

408:柄部

410:翼部凹口

412:橫向凹口

414:翼部

415:縱軸

416:肋部

Claims (33)

1. 一種用於形成緊固件之頭部形狀的衝壓工具，該衝壓工具包括： 本體，具有第一端及相對第二端； 驅動件，其至少部分地安置在該本體內且在該本體內具有第一端及相對第二端； 彈簧，其至少部分地安置在該本體內且耦接至該驅動件之該第二端； 滾珠，其安置在沿著該驅動件之部分延伸的軌道內，使得該滾珠回應於該彈簧被按壓而沿著該軌道移動；及 衝壓尖頭，其被安置在該驅動件之該第一端，該衝壓尖頭包括 一或多個翼部，其延伸遠離該驅動件且被配置成匹配在該緊固件之頭部上之凹口圖案的圖案，及 肋部，其出現在該一或多個翼部之至少一者上，該肋部從該一或多個翼部之該至少一者的側壁橫向延伸。
2. 如請求項1之衝壓工具，其中，該衝壓工具被組構成用於冷鍛成型機中。
3. 如請求項1之衝壓工具，其中，該一或多個翼部被配置成十字圖案。
4. 如請求項1之衝壓工具，其中，該驅動件進一步包括外殼體及內部驅動件，使得該內部驅動件可從該外殼體移除。
5. 如請求項4之衝壓工具，其中，該衝壓尖頭被安置在該內部驅動件之遠端，且其中，該衝壓尖頭之至少部分被凹陷於該外殼體之遠端下方。
6. 如請求項1之衝壓工具，其中，該驅動件之該第一端延伸超過該本體之該第一端。
7. 如請求項1之衝壓工具，其中，該一或多個翼部之各者包含從該對應翼部之側壁橫向延伸的肋部。
8. 如請求項7之衝壓工具，其中，該肋部之各者位在沿著其對應翼部與各其他肋部相同的高度處。
9. 一種用於形成緊固件之頭部形狀的衝壓工具，該衝壓工具包括： 驅動件，其具有第一端及第二端；及 衝壓尖頭，其被安置在該驅動件之該第一端上，該衝壓尖頭包含 一或多個翼部，其延伸遠離該驅動件且被配置成匹配在該緊固件之頭部上之凹口圖案的圖案，及 肋部，其出現在該一或多個翼部之至少一者上，該肋部從該一或多個翼部之該至少一者的側壁橫向延伸。
10. 如請求項9之衝壓工具，其進一步包括其圍繞該驅動件之至少一部分安置之本體及耦接至該驅動件之該第二端且被至少部分地安置在該本體內的彈簧。
11. 如請求項9之衝壓工具，其中，該一或多個翼部之各者包含從該對應翼部之側壁橫向延伸的肋部。
12. 如請求項11之衝壓工具，其中，該肋部之各者位在沿著其對應翼部與各其他肋部相同的高度處。
13. 如請求項9之衝壓工具，其中，該驅動件進一步包括外殼體及內部驅動件，使得該內部驅動件可從該外殼體移除。
14. 如請求項13之衝壓工具，其中，該衝壓尖頭被安置在該內部驅動件之遠端，且其中，該衝壓尖頭之至少部分被凹陷於該外殼體之遠端下方。
15. 如請求項9之衝壓工具，其中，該一或多個翼部被配置成十字圖案。
16. 一種鑽頭，包括： 尖端，位於柄部之一端部，其中，該尖端包括延伸遠離該尖端之中央縱軸的一或多個翼部，且其中，該一或多個翼部之至少一者包含從該一或多個翼部之該至少一者之側壁橫向延伸遠離的肋部；且 其中，該鑽頭是螺絲驅動件或旋轉工具之部分或可附接至螺絲驅動件或旋轉工具。
17. 如請求項16之鑽頭，其中，該一或多個翼部之各者包含從該對應翼部之側壁橫向延伸的肋部。
18. 如請求項17之鑽頭，其中，該肋部之各者位在沿著其對應翼部與各其他肋部相同的高度處。
19. 如請求項16之鑽頭，其中，該一或多個翼部之至少一者包含多於一個的肋部。
20. 如請求項16之鑽頭，其中，該一或多個翼部配置成十字圖案。
21. 如請求項16之鑽頭，其中，在該一或多個翼部之該至少一者之寬度與沿著該側壁之該肋部的寬度之間的比值是在約1：0.8及約1：1之間。
22. 一種緊固件，包括： 柄部；及 頭部，位於該柄部之一端部，其中，該頭部包括凹口圖案，其包含具有從該頭部朝向該柄部延伸之側壁的一或多個翼部凹口，且其中，該側壁之至少一者包含沿著該側壁之該至少一者之一部分的橫向凹口。
23. 如請求項22之緊固件，其中，該凹口圖案是十字形圖案、直線圖案或六邊圖案。
24. 如請求項22之緊固件，其中，該橫向凹口是複數個橫向凹口中之一者。
25. 如請求項22之緊固件，其中，該翼部凹口之各者包含至少一個橫向凹口。
26. 如請求項22之緊固件，其進一步包括配置在該頭部之外側表面上的一或多個雙重用途肋部。
27. 如請求項26之緊固件，其中，在給定的雙重用途肋部之寬度與該頭部之最大直徑之間的比值是在約1:20與1:10之間。
28. 如請求項26之緊固件，其中，在給定的雙重用途肋部之寬度與該柄部之寬度之間的比值是在約1:10與1:5之間。
29. 一種形成緊固件之方法，該方法包括： 將材料毛坯對準於衝模上方，該衝模經形塑以形成該緊固件之部分； 使用第一吹製總成將該材料毛坯衝壓至該衝模中； 將該第一吹製總成移位離開且將第二吹製總成移位於該材料毛坯上方； 利用該第二吹製總成衝壓該材料毛坯以在該緊固件之頭部中形成凹口圖案； 將該第二吹製總成移位離開且將具有衝壓尖頭之第三吹製總成移位於該緊固件之該頭部上方； 將該衝壓尖頭驅動至該緊固件之該頭部中；及 在該緊固件之該頭部中扭轉該衝壓尖頭。
30. 一種形成緊固件之方法，該方法包括： 將緊固件材料毛坯對準於衝模上方，該衝模經形塑以形成該緊固件之部分； 使用第一吹製總成將該材料毛坯衝壓至該衝模中以部分地形成該緊固件； 利用第二吹製總成衝壓該部分形成的緊固件以在該緊固件之頭部中形成凹口圖案； 將衝壓尖頭嚙合至形成在該緊固件之該頭部中的凹口圖案中；及 扭轉在形成於該緊固件之該頭部中之該凹口圖案內的衝壓尖頭以在該凹口圖案中施加一或多個橫向凹口。
31. 如請求項30之方法，其中，待被形成的該緊固件被固持在一個位置中，且該第一吹製總成及第二吹製總成被切換至或切換出位置。
32. 如請求項30之方法，其中，該衝壓操作被固定在位置中且待被形成的該緊固件從一個操作移動至下一個操作。
33. 如請求項30之方法，其進一步包括使用被配置在該緊固件之該頭部之外側表面上的一或多個雙重用途肋部來固定該緊固件，使得該緊固件在該衝壓尖頭之扭轉期間不會扭轉。

Images