TW202325486A - 順序扭矩施加保持系統 - Google Patents

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威廉 Ｍ 傑克森
雷蒙 Ｓ 里克森
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美商雷森公司
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Abstract

一種順序扭矩施加保持系統包含：一驅動器機構(起子/扳手)，其具有一軸桿；一中心驅動件，其耦接至一頭端；一外側驅動件，其耦接至該頭端；一螺絲，其包含具有一中心接收部之一螺絲頭，該中心接收部對應於該中心驅動件，該中心接收部經構形以接收該中心驅動件；一對外側接收部，其等形成於對應於該外側驅動件之該螺絲頭中，該對外側接收部經構形以接收該外側驅動件；其中該中心驅動件回應於一初始扭矩而在該中心接收部處與該螺絲頭接合且該外側驅動件回應於一後續扭矩而在該對外側接收部處與該螺絲頭接合；且其中該外側接收部經定位使得其等不會回應於該初始扭矩而與該外側驅動件接合。

Description

順序扭矩施加保持系統
本發明係針對改良之緊固件及緊固件驅動器系統。
普遍使用要求一小尺寸之高扭矩之緊固件。過去嘗試已利用習知開槽螺絲、Philips®、Torx®及其他凹入形狀，當扭矩工具與中心軸線不對準或相對於頭部定向時，所有此等均失效。常見故障模式係扭矩工具放置成與緊固件頭部軸向失準及滑出失準。過去緊固件經由與螺絲之軸線對準之一單一驅動特徵施加扭矩(例如，TORX梅花螺絲)。所有扭矩均使用此單一特徵施加。
需要一種經構形以在一中心驅動件特徵與外側驅動件特徵之間順序驅動扭矩之驅動器系統及緊固件。
根據本發明，提供一種順序扭矩施加保持系統，其包括：一驅動器機構，其具有含一柄端及與該柄端相對之一頭端之一軸桿；一中心驅動件，其耦接至該頭端；一外側驅動件，其耦接至該頭端；一螺絲，其包含一螺絲頭；一中心接收部，其形成於該螺絲頭中，該中心接收部對應於該中心驅動件，該中心接收部經構形以接收該中心驅動件；一對外側接收部，其等形成於對應於該外側驅動件之該螺絲頭中，該對外側接收部經構形以接收該外側驅動件；其中該中心驅動件回應於一初始扭矩而在該中心接收部處與該螺絲頭接合且該外側驅動件回應於一後續扭矩而在該對外側接收部處與該螺絲頭接合；且其中該外側接收部經定位使得其等不會回應於該初始扭矩而與該外側驅動件接合。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該順序扭矩施加保持系統進一步包括形成於該頭端中之一插口，該插口經構形以接收一可插入起子頭，其中該可插入起子頭被採用作為該中心驅動件。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該外側驅動件構形為沿該軸桿之一共同徑向軸線徑向隔開設置且對準之一對外側驅動件。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該插口經構形以接收具有預定大小及形狀之可互換可插入起子頭以與該驅動器機構一起採用。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該等可互換可插入起子頭之各者包含一長度尺寸及一直徑尺寸，該長度尺寸及直徑尺寸之各者由一預定初始扭矩值及一預定後續扭矩值判定，使得該可插入起子頭可回應於該後續扭矩以一旋轉方式圍繞該可插入起子頭之該軸線偏轉。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該可插入起子頭包含該中心驅動件及該外側驅動件。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該螺絲頭包含兩對外側接收部。
根據本發明，提供一種順序扭矩施加保持系統，其包括：一驅動器機構，其具有含一六角柄端及與該六角柄端相對之一頭端之一軸桿；一插口，其形成於該頭端中，該插口經構形以接收經由一固定螺絲可移除地耦接至該插口之一可插入起子頭；一中心驅動件，其由該可插入起子頭形成；一外側驅動件，其形成於該頭端中；該外側驅動件包含一對外側驅動件短柱，其沿該軸桿之一共同徑向軸線徑向隔開設置且對準；一螺絲，其包含一螺絲頭；一中心接收部，其形成於該螺絲頭中，該中心接收部對應於該中心驅動件，該中心接收部經構形以接收該中心驅動件；一對外側接收部，其等形成於對應於該外側驅動件之該螺絲頭中，該對外側接收部經構形以接收該等外側驅動件短柱之各者；其中該中心驅動件回應於一初始扭矩而在該中心接收部處與該螺絲頭接合且該外側驅動件回應於一後續扭矩而在該對外側接收部處與該螺絲頭接合；且其中該等外側接收部經定位使得其等不會回應於該初始扭矩而而與該外側驅動件接合。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該可插入起子頭被採用作為該中心驅動件。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該插口經構形以接收具有預定大小及形狀之可互換可插入起子頭以與該驅動器機構一起採用。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包括該等可互換可插入起子頭之各者包含一長度尺寸及一直徑尺寸，該長度尺寸及直徑尺寸之各者由一預定初始扭矩值及一預定後續扭矩值判定，使得該可插入起子頭可回應於該後續扭矩而經由圍繞該可插入起子頭之該軸線之扭轉而偏轉。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該可插入起子頭包含該中心驅動件及該外側驅動件。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該中心接收部可插入該螺絲頭中。
根據本發明，提供一種用於使用如技術方案1之一順序扭矩施加保持系統緊固一螺絲之方法，該方法包括：將一可插入起子頭插入形成於該頭端中之一插口中，該插口經構形以接收該可插入起子頭；在該中心接收部處施加使該中心驅動件與該螺絲頭接合之一初始扭矩；及在該對外側接收部處施加使該外側驅動件與該螺絲頭接合之一後續扭矩；且其中該外側驅動件回應於該初始扭矩而不與該對外側接收部處之該螺絲頭接合。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該外側驅動件構形為沿該軸桿之一共同徑向軸線徑向隔開設置且對準之一對外側驅動件。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該可插入起子頭係具有一第一預定大小及一第一預定形狀之一第一可插入起子頭，該方法進一步包括自該插口移除該第一可插入起子頭且將具有一第二預定大小及一第二預定形狀之一第二可插入起子頭插入該插口中。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該可插入起子頭包含一長度尺寸及一直徑尺寸；回應於一預定初始扭矩值及一後續扭矩值而變動該長度尺寸及直徑尺寸之至少一者；回應於該後續扭矩而使圍繞該可插入起子頭之該軸線扭轉之該可插入起子頭偏轉。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該方法進一步包括針對預定大小及形狀構形該可互換可插入起子頭以與該驅動器機構一起採用。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該可插入起子頭包含該中心驅動件及該外側驅動件。
前述實施例之任何者之一進一步實施例可另外及/或替代地包含該方法進一步包括減小該螺絲頭之一外徑同時維持該等外側接收部。
以下詳細描述及附圖中闡述順序扭矩施加保持系統之其他細節，其中相同元件符號描繪相同元件。
現參考圖1至圖4，圖中繪示一例示性順序扭矩施加保持系統10。順序扭矩施加保持系統10包含一驅動器機構12及螺絲14。驅動器機構12具有含一六角柄端18及與六角柄端18相對之一頭端20之一軸桿16。六角柄端18經構形以附接有用於將扭矩施加於驅動器機構之一卡盤(圖中未展示)。一指示符(一直線)19可設置於軸桿16上，其經構形以指示驅動器機構12相對於螺絲14之對準。頭端20包含一插口22。插口22經構形以接收一可插入起子頭24。可插入起子頭24可被採用作為一中心驅動件26。除中心驅動件26之外，可採用一外側驅動件28。如圖中所見，可存在徑向隔開設置之一對外側驅動件短柱29。外側驅動件短柱29可沿軸桿16之一共同直徑/徑向軸線30對準，如圖3中所見。外側驅動件短柱29可設定至頭端20之軸桿16中。
亦參考圖5及圖6。螺絲14可經構形具有一螺絲頭34中之一對應成形接收部32。例如，圖中所展示之螺絲14包含經構形以匹配中心驅動件26之一中心接收部33及經構形以匹配成形外側驅動件器28之一對外側接收部35。經審慎考慮接收部32、33、35可以依多種設計成形(包含開槽、六角形、星形、十字形、方形、橢圓形、圓形及其類似者)以匹配驅動器26、28之形狀。
可將一固定螺絲36擰入相對於可插入起子頭24正交定向之頭端20中。固定螺絲36可調整以將可插入起子頭24固定在插口22中。可插入起子頭22可互換以允許多種大小及形狀與驅動器機構12一起採用。
亦參考圖6，圖中展示頭端20之截面。中心驅動件26之可插入起子頭24由固定螺絲36保持在插口22中。可插入起子頭24之長度L可變動。藉由變動可插入起子頭24之長度，可變動中心驅動件26之扭矩值。可插入起子頭24之直徑亦可變動。中心驅動件26越長/越短或越厚/越薄，中心驅動件26之可插入起子頭24之扭轉或旋轉偏轉RD將越回應於一給定扭矩值。藉由變動圍繞可插入起子頭24之軸線A之旋轉偏轉RD之值，可變動且調整由中心驅動件26施加之扭矩之量以匹配螺絲14及緊固應用。旋轉偏轉可理解為扭轉，其係歸因於施加之一扭矩而使一物件扭轉。
順序扭矩施加系統10藉由使用中心驅動件26基於起子頭24之長度L施加一第一或初始扭矩值而起作用。一第二扭矩值或後續扭矩值可回應於外側驅動件28抵靠由外側驅動件28接合之螺絲頭34中之接收部32之接合而施加於螺絲14。因此，施加於螺絲14之扭矩可依一序列。中心驅動件26以初始扭矩值旋轉螺絲14，接著當螺絲14擰緊時，獲得一第二或後續扭矩值且中心驅動件26偏轉。接著，外側驅動件28接合接收部以在螺絲頭34上起始後續扭矩且完成緊固螺絲14。外側驅動件28在初始扭矩施加期間不接合對應接收部32。
亦參考圖7至圖10，圖中可見驅動器機構12之一例示性實施例。圖中所展示之實施例包含一修改可插入起子頭24。可插入起子頭包含一中心驅動件26及一外側驅動件28兩者。中心驅動件26構形為在螺絲14之頭部34中具有對應狹槽之一平頭。經審慎考慮外側驅動件28可包含一對或甚至兩對38驅動器28。一第一對40外側驅動件28可附接至頭端20且一第二對42外側驅動件28可附接至可插入起子頭24。可插入起子頭24可包含自中心驅動件26徑向遠端延伸之一T形部分44。T形部分44可支撐第二對42外側驅動件28。包含具有可插入起子頭24之第二對42外側驅動件28允許採用額外形狀及大小以提供更多多功能性。
亦參考圖11至圖12，,可看見可插入起子頭24之互換性。如圖11及圖12中所見，可插入起子頭24可被移除且與另一可插入起子頭46交換。此構形允許為相同驅動器機構12採用多種大小及樣式之中心驅動件26。
亦參考圖13及圖14，採用順序扭矩施加系統10，可修改螺絲頭34。與圖14中之螺絲頭34相比，已修改圖13中之螺絲頭部34。直徑D 1大於直徑D 2。因為順序扭矩施加系統10可用於順序施加扭矩，因此接收部32可順序接合。外側驅動件28在一接觸點48處與接合對應接收部32。因此，接收部32之外部50不需要保持。減小外徑D 2允許在不損及螺絲14之完整性之情況下減小螺絲14之重量及大小。可回應於一給定螺絲設計之應力分析而減小外徑D 1。
亦參考圖15及圖16，圖中展示例示性螺絲頭34之接收部32設計。與外側驅動件28對應之接收部32不必受限於圓形、橢圓形。此等接收部32可為具有所利用之諸多其他幾何形狀之多種形狀。在一例示性實施例中，與中心驅動件26相關聯之接收部32可互換以更改接收部32之大小。接收部32可具有螺紋以便於插入及移除。中心驅動件26之大小可減小。因此，對應於中心驅動件26之接收部32可減小尺寸且自螺絲頭34移除更少材料以提供一更強螺絲14。
亦參考圖17及圖18，可看見順序扭矩施加系統扭矩分離之圖式。在圖17中，扭矩作為全負載之一百分比展示在Y軸上，負載百分比展示在X軸上。如上文所描述，當驅動器機構12與螺絲14接合且施加扭矩時，初始扭矩值透過中心驅動件26施加於螺絲14。外側驅動件28未接合。所有施加之扭矩均透過中心驅動件26。圖表展現各驅動器26、28之扭矩值。當中心驅動件26之起子頭24偏轉時，中心驅動件26之扭矩值自一初始扭矩值增加至點T 1(後續扭矩值)。在點T 1處，外側驅動件28接合螺絲頭34接收部32。當施加更多扭矩時，中心驅動件26及外側驅動件28兩者接合且將扭矩施加於螺絲頭34。中心驅動件26扭矩在圖表上展示為恒定。外側驅動件28扭矩繼續增加，如圖表上所展示。總扭矩TT在圖表上展示為增加。
圖18展現圖表可藉由使用一不同可插入起子頭24而改變。若可插入起子頭24改變，則可使得可插入起子頭24之偏轉在一相對較高扭矩值下發生。因此，比較圖17及圖18之圖表，點T 1處之扭矩值係30%。圖18在一點T 2處展示為40%。因此，使用變動之可插入起子頭24可改變驅動器機構12之性質。扭矩值可調整為匹配螺絲14及緊固件應用。
所揭示之順序扭矩施加保持系統之一技術優點包含採用順序扭矩驅動特徵來施加扭矩同時降低螺絲之頭部中之應力。
所揭示之順序扭矩施加保持系統之另一技術優點包含允許中心驅動件起子頭撓曲以限制由中心驅動件起子頭施加之扭矩同時透過外側驅動件施加剩餘扭矩。
所揭示之順序扭矩施加保持系統之另一技術優點包含將施加之扭矩分佈在多個驅動特徵上。
所揭示之順序扭矩施加保持系統之另一技術優點包含允許減小螺絲頭之厚度。
所揭示之順序扭矩施加保持系統之另一技術優點包含減小中心驅動件特徵之大小且增加螺絲之強度之能力。
所揭示之順序扭矩施加保持系統之另一技術優點包含實現防破壞緊固件之多種設計可能性。
已提供一種順序扭矩施加保持系統。儘管已在其特定實施例之上下文中描述順序扭矩施加保持系統，但已閱讀簽前述描述之熟習技術者可易於明白其他不可預見之替代方案、修改及變動。因此，易於涵蓋落入隨附申請專利範圍之廣泛範疇內之該等替代方案、修改及變動。
10:順序扭矩施加保持系統 12:驅動器機構 14:螺絲 16:軸桿 18:六角柄端 19:指示器 20:頭端 22:插口 24:可插入起子頭 26:中心驅動件 28:外側驅動件 29:外側驅動件短柱 30:共同直徑/徑向軸線 32:對應成形接收部 33:接收部 34:中心接收部 35:外側接收部 36:固定螺絲 38:兩對 40:第一對 42:第二對 44:T形部分 46:可插入起子頭 48:接觸點 50:外部 A:軸線 D 1:直徑/外徑 D 2:直徑/外徑 L:長度 RD:旋轉偏轉 TT:總扭矩 T 1:點 T 2:點
圖1係具有例示性螺絲之一例示性驅動器機構之一等角視圖。
圖2係圖1之一放大部分視圖。
圖3係圖1之一放大截面部分視圖。
圖4係圖1之一放大截面部分視圖。
圖5係一例示性螺絲之一等角視圖。
圖6係一例示性驅動器接收部之一截面部分視圖。
圖7係具有例示性螺絲之一例示性驅動器機構之一等角部分視圖。
圖8係圖7之一部分截面圖。
圖9係圖7之一部分截面圖。
圖10係一例示性螺絲之一等角視圖。
圖11係一例示性驅動起子頭及驅動器機構之一部分視圖。
圖12係一例示性驅動起子頭及驅動器機構之一部分視圖。
圖13係一例示性螺絲之一等角視圖。
圖14係一例示性螺絲之一等角視圖。
圖15係一例示性螺絲之一等角視圖。
圖16係一例示性螺絲之一等角視圖。
圖17係例示性驅動器機構之扭矩v負載之一圖表。
圖18係例示性驅動器機構之扭矩v負載之一圖表。
10:順序扭矩施加保持系統
12:驅動器機構
14:螺絲
16:軸桿
18:六角柄端
19:指示器
20:頭端
24:可插入起子頭
28:外側驅動件
36:固定螺絲

Claims (20)

  1. 一種順序扭矩施加保持系統，其包括： 一驅動器機構，其具有含一柄端及與該柄端相對之一頭端之一軸桿； 一中心驅動件，其耦接至該頭端； 一外側驅動件，其耦接至該頭端； 一螺絲，其包含一螺絲頭； 一中心接收部，其形成於該螺絲頭中，該中心接收部對應於該中心驅動件，該中心接收部經構形以接收該中心驅動件； 一對外側接收部，其等形成於對應於該外側驅動件之該螺絲頭中，該對外側接收部經構形以接收該外側驅動件； 其中該中心驅動件回應於一初始扭矩而在該中心接收部處與該螺絲頭接合且該外側驅動件回應於一後續扭矩而在該對外側接收部處與該螺絲頭接合；且 其中該外側接收部經定位使得其等不會回應於該初始扭矩而與該外側驅動件接合。
  2. 如請求項1之順序扭矩施加保持系統，其進一步包括： 一插口，其形成於該頭端中，該插口經構形以接收一可插入起子頭，其中該可插入起子頭被採用作為該中心驅動件。
  3. 如請求項1之順序扭矩施加保持系統，其中該外側驅動件構形為沿該軸桿之一共同徑向軸線徑向隔開設置且對準之一對外側驅動件。
  4. 如請求項2之順序扭矩施加保持系統，其中該插口經構形以接收具有預定大小及形狀之可互換可插入起子頭以與該驅動器機構一起採用。
  5. 如請求項4之順序扭矩施加保持系統，其中該等可互換可插入起子頭之各者包含一長度尺寸及一直徑尺寸，該長度尺寸及直徑尺寸之各者由一預定初始扭矩值及一預定後續扭矩值判定，使得該可插入起子頭可回應於該後續扭矩以一旋轉方式圍繞該可插入起子頭之該軸線偏轉。
  6. 如請求項2之順序扭矩施加保持系統，其中該可插入起子頭包含該中心驅動件及該外側驅動件。
  7. 如請求項1之順序扭矩施加保持系統，其中該螺絲頭包含兩對外側接收部。
  8. 一種順序扭矩施加保持系統，其包括： 一驅動器機構，其具有含一六角柄端及與該六角柄端相對之一頭端之一軸桿； 一插口，其形成於該頭端中，該插口經構形以接收經由一固定螺絲可移除地耦接至該插口之一可插入起子頭； 一中心驅動件，其由該可插入起子頭形成； 一外側驅動件，其形成於該頭端中；該外側驅動件包含一對外側驅動件短柱，其沿該軸桿之一共同徑向軸線徑向隔開設置且對準； 一螺絲，其包含一螺絲頭； 一中心接收部，其形成於該螺絲頭中，該中心接收部對應於該中心驅動件，該中心接收部經構形以接收該中心驅動件； 一對外側接收部，其等形成於對應於該外側驅動件之該螺絲頭中，該對外側接收部經構形以接收該等外側驅動件短柱之各者； 其中該中心驅動件回應於一初始扭矩而在該中心接收部處與該螺絲頭接合且該外側驅動件回應於一後續扭矩而在該對外側接收部處與該螺絲頭接合；且 其中該等外側接收部經定位使得其等不會回應於該初始扭矩而而與該外側驅動件接合。
  9. 如請求項8之順序扭矩施加保持系統，其中該可插入起子頭被採用作為該中心驅動件。
  10. 如請求項8之順序扭矩施加保持系統，其中該插口經構形以接收具有預定大小及形狀之可互換可插入起子頭以與該驅動器機構一起採用。
  11. 如請求項10之順序扭矩施加保持系統，其中該等可互換可插入起子頭之各者包含一長度尺寸及一直徑尺寸，該長度尺寸及直徑尺寸之各者由一預定初始扭矩值及一預定後續扭矩值判定，使得該可插入起子頭可回應於該後續扭矩而經由圍繞該可插入起子頭之該軸線之扭轉而偏轉。
  12. 如請求項8之順序扭矩施加保持系統，其中該可插入起子頭包含該中心驅動件及該外側驅動件。
  13. 如請求項8之順序扭矩施加保持系統，其中該中心接收部可插入該螺絲頭中。
  14. 一種用於使用如請求項1之一順序扭矩施加保持系統緊固一螺絲之方法，該方法包括： 將一可插入起子頭插入形成於該頭端中之一插口中，該插口經構形以接收該可插入起子頭； 在該中心接收部處施加使該中心驅動件與該螺絲頭接合之一初始扭矩；及 在該對外側接收部處施加使該外側驅動件與該螺絲頭接合之一後續扭矩；且 其中該外側驅動件回應於該初始扭矩而不與該對外側接收部處之該螺絲頭接合。
  15. 如請求項14之方法，其中該外側驅動件構形為沿該軸桿之一共同徑向軸線徑向隔開設置且對準之一對外側驅動件。
  16. 如請求項14之方法，其中該可插入起子頭係具有一第一預定大小及一第一預定形狀之一第一可插入起子頭，該程序進一步包括： 自該插口移除該第一可插入起子頭且將具有一第二預定大小及一第二預定形狀之一第二可插入起子頭插入該插口中。
  17. 如請求項14之方法，其中該可插入起子頭包含一長度尺寸及一直徑尺寸； 回應於一預定初始扭矩值及一後續扭矩值而變動該長度尺寸及直徑尺寸之至少一者； 回應於該後續扭矩而使圍繞該可插入起子頭之該軸線扭轉之該可插入起子頭偏轉。
  18. 如請求項14之方法，其進一步包括： 針對預定大小及形狀構形該可互換可插入起子頭以與該驅動器機構一起採用。
  19. 如請求項14之方法，其中該可插入起子頭包含該中心驅動件及該外側驅動件。
  20. 如請求項19之方法，其進一步包括： 減小該螺絲頭之一外徑同時維持該等外側接收部。
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