TWI622439B - 衝頭銷及相關連的緊固件 - Google Patents

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TWI622439B
TWI622439B TW103135065A TW103135065A TWI622439B TW I622439 B TWI622439 B TW I622439B TW 103135065 A TW103135065 A TW 103135065A TW 103135065 A TW103135065 A TW 103135065A TW I622439 B TWI622439 B TW I622439B
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傑洛德 羅斯
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艾克曼智慧財產有限責任公司
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B23/00—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool
    • F16B23/0007—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool characterised by the shape of the recess or the protrusion engaging the tool
    • F16B23/003—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool characterised by the shape of the recess or the protrusion engaging the tool star-shaped or multi-lobular, e.g. Torx-type, twelve-point star
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/34—Perforating tools; Die holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/44—Making machine elements bolts, studs, or the like
    • B21K1/46—Making machine elements bolts, studs, or the like with heads
    • B21K1/463—Making machine elements bolts, studs, or the like with heads with recessed heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/02—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed
    • B26F1/14—Punching tools; Punching dies

Abstract

一種衝頭銷，其具有外延的波瓣(lobe)且其被設計來衝製具有較深的凹槽(flute)的插口，同時不會讓該等波瓣更向該緊固件的中心軸延伸。使用此衝頭銷來形成一在緊固件內的插口可提供該被製造的插口具有比用其它方式所製造的凹槽更深的凹槽，而無須提供相應之更向該緊固件的中心軸延伸的波瓣。該等凹槽的此額外的深度有助於提供額外的空間來讓塗層沉積。

Description

衝頭銷及相關連的緊固件 〔相關申請案〕
此申請案和2013年10月10日提申之美國暫時申請案第61/889,367號有關，該案內容藉此參照被併於本文中。
本發明係有關於用來形成在緊固件頭內的驅動構型的衝頭銷。更具體地，本發明係關於用來形成在小尺寸緊固件頭內的驅動構型(其在成形之後將被塗佈)的衝頭銷、該等衝頭銷形成之小尺寸、和形成及塗佈該等小尺寸緊固件頭部的方法。
由於其發明的關係，TORX PLUS®品牌的驅動系統一直以來都比市面上的每一種其它驅動系統性能更佳。它較長的工具壽命及最佳的扭矩傳遞都提高了產品的 可靠性、提高了生產性、及降低了在全球的的多個企業中的組裝線上的總組裝成本。該TORX PLUS®品牌的驅動系統具有一以橢圓形為主的形狀、零度的驅動角度、六個具有大的截面積的波瓣、垂直的側壁及小的凹口衰退(fallaway)、並大幅地提高強度及可靠性。該TORX PLUS®品牌的驅動系統亦可和它前面世代的工具，TORX®品牌的驅動系統，相容。和TORX PLUS®品牌的驅動系統相反地，該TORX®品牌的驅動系統具有一以圓柱形為主的形狀。該TORX®品牌的驅動系統被描述及例示在美國專利第3,584,667號中且該TORX PLUS®品牌的驅動系統則被描述及例示在美國專利第5,207,132號及第5,279,190號中。這三個美國專利藉此參照而被併於本文中。TORX®及TORX PLUS®在美國及國外有數個註冊商標且是由本案申請人Acument Intellectual Properties,LLC所擁有。
一典型的標準尺寸的TORX PLUS®品牌的凹口緊固件20被例示在圖1中。該緊固件20包括一細長的柄部22，其上形成有螺紋24。該緊固件20的一端設有一加大的部分或頭部26，其上形成有一凹口或驅動插口(socket)28。該凹口或驅動插口28具有一內部構型，其由一系列交替的大致橢圓地彎曲的波瓣34及大致橢圓地彎曲的凹槽36所界定。該等波瓣34係徑向地朝內，而該等凹槽36則被反向地形成，因而界定出在下文中所稱的TORX PLUS®品牌的驅動系統的內部構型。該等凹槽36及波瓣34被等間距地設在該插口28的壁的周圍且在被例 示的實施例中，有六個波瓣34及凹槽36被提供。
圖2例示一衝頭銷40，其被用來製造該緊固件20的該插口28的內部構型。該衝頭銷40被有效地衝入到該緊固件20的頭部26中，用以將該插口28形成在該緊固件20的該頭部26內。圖3例示該衝頭銷40的端視圖且更清楚地顯示工作端面42的輪廓。更具體地，該衝頭銷40具有一系列被徑向地設置且被朝外地定向的波瓣44，它們被橢圓地彎曲(一相應的代表性的橢圓的其餘部分在圖3中以虛線77標示)，及和其交替地出現的是一系列相應的被大致橢圓地彎曲的凹槽46(一相應的代表性橢圓的其餘部分在圖3中係以虛線79標示)。當該衝頭銷40的工作端面42被衝入到該緊固件20的該頭部26內時，該衝頭銷40的波瓣44形成該緊固件20的凹槽36的形狀，而該衝頭銷40的凹槽46則形成該緊固件20的波瓣34的形狀。
如圖3所示，該衝頭銷40的工作端面42的每一凹槽46及波瓣44具有一長軸(major axis)及一短軸(minor axis)。相鄰的凹槽46及波瓣44的長軸係在位置TREF相切。每一波瓣44的短軸大致延伸至位置LREF及每一凹槽46的短軸係大致延伸至位置FREF。一從一波瓣44的位置LREF通過中心點CREF到一相反的波瓣44的位置LREF的直線距離大致被界定為該衝頭銷40的工作端面42的AREF尺寸(即，主要直徑)。一從一凹槽46的位置FREF通過中心點CREF到一相反的凹槽46的位置FREF的直線距 離大致被界定為該衝頭銷40的工作端面42的BREF尺寸(即，最小直徑)。位置TREF有效地界定出每一凹槽46和相鄰的波瓣44相交會處。
每一波瓣44的中心點LCREF亦由每一波瓣44的長軸和短軸相交會處來界定。一從該波瓣44的中心點LCREF到位置LREF的直線距離被界定為距離Fa-REF。一從該波瓣44的中心點LCREF到位置TREF的直線距離被界定為距離Fb-REF。類似地，凹槽46的中心點FCREF是由凹槽46的長軸及短軸的交會點來界定。一從該凹槽46的中心點FCREF到位置FREF的直線距離被界定為距離Ea-REF。一從該凹槽46的中心點FCREF到位置TREF的直線距離被界定為距離Eb-REF。
此外，如圖3所示，界定凹槽46及波瓣44的形狀的橢圓77，79的中心點101形成一圓，如虛線103所表示。該圓103的中心是CREF。
圖4提供圖1中所示的緊固件20的頭部26的頂視圖。如圖4所示，該緊固件20的每一凹槽36及波瓣34是由具有長軸及短軸的該衝頭銷40所形成的。相鄰的凹槽36及波瓣34的長軸係大致在位置TREF處相切。每一波瓣34的短軸大致延伸至位置LREF及每一凹槽36的短軸係大致延伸至位置FREF。一從一凹槽36的位置FREF通過中心點CREF到一相反的凹槽36的位置FREF的直線距離大致被界定為該緊固件20的插口28的AREF尺寸(即，主要直徑)。一從一波瓣34的位置LREF通過中心點 CREF到一相反的波瓣34的位置LREF的直線距離大致被界定為該緊固件20的插口28的BREF尺寸(即，最小直徑)。
該波瓣34的中心LCREF亦由每一波瓣34的長軸和短軸的交會點來界定。一從該波瓣34的中心點LCREF到位置LREF的直線距離被界定為距離Fa-REF。一從該波瓣34的中心點LCREF到位置TREF的直線距離被界定為距離Fb-REF。類似地，凹槽36的中心點FCREF是由凹槽36的長軸及短軸的交會點來界定。一從該凹槽36的中心點FCREF到位置FREF的直線距離被界定為距離Ea-REF。一從該凹槽36的中心點FCREF到位置TREF的直線距離被界定為距離Eb-REF。位置TREF有效地界定出每一凹槽36和相鄰的波瓣34相交會處。
該緊固件20具有一系列的波瓣34，其被橢圓地彎曲(一相應的代表性的橢圓的其餘部分在圖4中以虛線177標示)，及和其交替地出現的是一系列相應的被大致橢圓地彎曲的凹槽36(一相應的代表性橢圓的其餘部分在圖4中係以虛線179標示)。此外，和衝頭銷40類似地，該緊固件20提供的是，界定凹槽36及波瓣34的形狀的橢圓177，179的中心點105形成一圓，如虛線107所表示。該圓的中心是CREF。
一典型的標準尺寸的TORX®品牌的凹口緊固件60被例示在圖5中。和該緊固件20一樣，緊固件60包括一細長的柄部(雖然緊固件60的柄部及螺紋未被示出，但應被瞭解的是，它們和緊固件20的柄部22及螺紋 24相同)。該緊固件60的一端設有一加大的部分或頭部66，其上形成有一凹口或驅動插口68。該凹口或驅動插口68具有一內部構型，其由一系列交替的被大致圓柱形地彎曲的波瓣74及被大致圓柱形地彎曲的凹槽76所界定。該等波瓣74係徑向地朝內，而該等凹槽76則被反向地形成，因而界定出在下文中所稱的TORX®品牌的驅動系統的內部構型。該等凹槽76及波瓣74被等間距地設在該插口68的壁的周圍且在被例示的實施例中，有六個波瓣74及凹槽76被提供。
圖6例示一衝頭銷80的端視圖，其被用來製造該緊固件60的該插口68的內部構型，其清楚地顯示出一工作端面82的輪廓。更具體地，該衝頭銷80具有一系列被徑向地設置且被朝外地定向的波瓣84，它們被圓柱形地彎曲(一相應的代表性的橢圓的其餘部分係以虛線87標示)，及和其交替地出現的是一系列相應的被大致圓柱形地彎曲的凹槽86(一代表性圓柱形的其餘部分係以虛線89標示)。當該衝頭銷80的工作端面82被衝入到該緊固件60的該插口68內時，該衝頭銷80的波瓣84形成該緊固件60的凹槽76的形狀，而該衝頭銷80的凹槽86則形成該緊固件60的波瓣74的形狀。
如圖6所示，每一凹槽86及波瓣84具有一長軸(major axis)及一短軸(minor axis)。相鄰的凹槽86及波瓣84的長軸係在位置TREF相切。每一波瓣84的短軸大致延伸至位置LREF及每一凹槽86的短軸係大致延伸至 位置FREF。一從一波瓣84的位置LREF通過中心點CREF到一相反的波瓣84的位置LREF的直線距離大致被界定為該衝頭銷80的工作端面82的AREF尺寸(即，主要直徑)。一從一凹槽86的位置FREF通過中心點CREF到一相反的凹槽86的位置FREF的直線距離大致被界定為該衝頭銷80的工作端面82的BREF尺寸(即，最小直徑)。
每一波瓣84的中心點LCREF亦由每一波瓣84的長軸和短軸相交會處來界定。一從該波瓣84的中心點LCREF到位置LREF的直線距離被界定為距離Fa-REF。一從該波瓣84的中心點LCREF到位置TREF的直線距離被界定為距離Fb-REF。類似地，凹槽86的中心點FCREF是由凹槽86的長軸和短軸的交會點來界定。一從該凹槽86的中心點FCREF到位置FREF的直線距離被界定為距離Ea-REF。一從該凹槽86的中心點FCREF到位置TREF的直線距離被界定為距離Eb-REF。位置TREF有效地界定出每一凹槽86和相鄰的波瓣84相交會處。
應指出的是，如美國專利第3,584,667號中所描述的，較佳地TORX®品牌的緊固件具有被圓柱形地彎曲的凹槽及波瓣。因此，較佳地，衝頭銷80的相應的凹槽86及波瓣84亦被圓柱形地彎曲。因此，即使是凹槽86及波瓣84的軸線已在上文中被描述為是“長軸”及“短軸”，每一波瓣84的軸線較佳地係實際地彼此大致相同，及較佳地每一凹槽86的軸線係實質地彼此大致相同。換言之，較佳地，Fa-REF等於Fb-REF，及Ea-REF等於Eb-REF，而 TREF界定每一凹槽86及波瓣84之間的界限(demarcation)。
如圖5所示，由衝頭銷80所形成的緊固件60的每一凹槽76及波瓣74亦具有一長軸及一短軸。相鄰的凹槽76及波瓣74的長軸係在位置TREF相切。每一波瓣74的短軸大致延伸至位置LREF及每一凹槽76的短軸係大致延伸至位置FREF。一從一凹槽76的位置FREF通過中心點CREF到一相反的凹槽76的位置FREF的直線距離大致被界定為該緊固件60的插口68的AREF尺寸(即，主要直徑)。一從一波瓣74的位置LREF通過中心點CREF到一相反的波瓣74的位置LREF的直線距離大致被界定為該緊固件60的插口68的BREF尺寸(即，最小直徑)。
每一波瓣74的中心點LCREF亦由每一波瓣74的長軸和短軸相交會處來界定。一從該波瓣74的中心點LCREF到位置LREF的直線距離被界定為距離Fa-REF。一從該波瓣74的中心點LCREF到位置TREF的直線距離被界定為距離Fb-REF。類似地，凹槽76的中心點FCREF是由凹槽76的長軸和短軸的交會點來界定。一從該凹槽76的中心點FCREF到位置FREF的直線距離被界定為距離Ea-REF。一從該凹槽76的中心點FCREF到位置TREF的直線距離被界定為距離Eb-REF。位置TREF有效地界定出每一凹槽76和相鄰的波瓣74相交會處。
應被瞭解的是，衝頭銷40，80的工作端面42，82的大小及尺寸主宰緊固件20，60的插口28，68的內部構型的大小及尺寸。如之前提到的，如美國專利第 3,584,667號中所描述的，較佳地TORX®品牌的緊固件具有被圓柱形地彎曲的凹槽及波瓣。因此，較佳地，衝頭銷60的相應的凹槽76及波瓣74亦被圓柱形地彎曲(這兩個代表性的圓柱形狀的其餘部分在圖5中以虛線91來標示)。因此，即使是凹槽76及波瓣74的軸線已在上文中被描述為是“長軸”及“短軸”，但每一波瓣74的軸線較佳地係實際地彼此大致相同，及較佳地每一凹槽76的軸線係實際地彼此大致相同。換言之，較佳地，Fa-REF等於Fb-REF，及Ea-REF等於Eb-REF，而TREF界定每一凹槽76及波瓣74之間的界限。
在某些環境中，TORX PLUS®品牌的凹口緊固件20及TORX®品牌的凹口緊固件60在其插口28，68的內部構型被一衝頭銷(譬如分別被圖3及6中所示的衝頭銷40，80)形成在緊固件20，60的頭部26，66內之後其上必須被施加一塗層(譬如，鋅片塗層(zinc-flake coating))。已被決定的是，當某些塗層(譬如，鋅片塗層)被施加至較小的TORX PLUS®品牌的凹口緊固件20時，例如被建構來承接TORX PLUS®品牌的7IP至10IP尺寸的驅動器的凹口緊固件(其對於熟習此技藝者而言是習知的)，或被施加至較小的TORX ®品牌的凹口緊固件60時，例如被建構來承接TORX ®品牌的T7至T10尺寸的驅動器的凹口緊固件(其對於熟習此技藝者而言是習知的)，該凹口壁的塗層厚度是不均勻的，也許是因為旋轉操作所造成的塗層表面張力的關係。更具體地，該塗層沿 著凹槽36，76的厚度比沿著波瓣34，74的厚度厚。沿著凹槽36，76的此一較厚的塗層變成較不深，藉此，造成該適當的驅動工具(未示出)或適當的測量儀器(其被用來確保該等插口28，68的內部構型被作成適當的尺寸)不能被插入到緊固件20，60的插口28，68內的結果。
一種可能的解決方案將會是製造一種具有過大尺寸的插口(即，一種具有一插口的緊固件，該插口在AREF及BREF這兩個尺寸上都比標準尺寸大)。然而，這將會造成驅動工具亦不能插入到緊固件的插口內的結果。詳言之，驅動工具在使用期間將會在該等緊固件的插口的內部構型內搖擺。
因此，對於能夠克服其上施加有一塗層(譬如，鋅片塗層)的先前技術之較小的TORX PLUS®品牌的凹口緊固件及先前技術之較小的TORX®品牌的凹口緊固件的缺點的解決方案存在著需求。本發明提供此一解決方案，而這是所不想要的。
20‧‧‧緊固件
22‧‧‧細長的柄部
24‧‧‧螺紋
26‧‧‧頭部
28‧‧‧插口
36‧‧‧凹槽
40‧‧‧衝頭銷
42‧‧‧工作端面
44‧‧‧波瓣
77‧‧‧虛線(橢圓)
46‧‧‧凹槽
34‧‧‧波瓣
79‧‧‧虛線(橢圓)
101‧‧‧中心點
103‧‧‧圓
105‧‧‧中心點
107‧‧‧圓
177‧‧‧虛線(橢圓)
179‧‧‧虛線(橢圓)
60‧‧‧緊固件
74‧‧‧波瓣
76‧‧‧凹槽
66‧‧‧頭部
80‧‧‧衝頭銷
82‧‧‧工作端面
87‧‧‧虛線
89‧‧‧虛線
84‧‧‧波瓣
86‧‧‧凹槽
140‧‧‧衝頭銷
142‧‧‧工作端面
144‧‧‧波瓣
146‧‧‧凹槽
277‧‧‧虛線(橢圓)
279‧‧‧虛線(橢圓)
203‧‧‧圓
205‧‧‧中心點
207‧‧‧圓
201‧‧‧中心點
120‧‧‧緊固件
134‧‧‧波瓣
136‧‧‧凹槽
128‧‧‧插口
377‧‧‧橢圓
379‧‧‧橢圓
303‧‧‧圓
305‧‧‧中心點
307‧‧‧圓
301‧‧‧中心點
186‧‧‧凹槽
180‧‧‧衝頭銷
182‧‧‧工作端面
184‧‧‧波瓣
160‧‧‧緊固件
174‧‧‧波瓣
176‧‧‧凹槽
168‧‧‧插口
本發明的結構及操作的組織及方式以及本發明的其它目的及好處可藉由參考下面配合附圖的描述而被最佳地瞭解，在圖中相同的標號代表相同的元件，其中：圖1是標準尺寸的TORX PLUS®品牌凹口緊固件；圖2例示一衝頭銷，其被用來製造圖1所示的緊固件 的內部構型；圖3例示圖2所示的衝頭銷的工作端表面；圖4例示圖1所示的緊固件的頭的頂視圖；圖5例示一典型的標準尺寸的TORX®品牌凹口緊固件；圖6例示一衝頭銷的端視圖，其被用來製造圖5所示的緊固件的內部構型；圖7例示一依據本發明的一實施例的衝頭銷的工作端表面；圖8例示圖7所示的衝頭銷的工作端表面和圖2所示的衝頭銷的工作端表面的比較；圖9例示一典型的小尺寸TORX PLUS®品牌凹口緊固件的頂視圖；圖10例示圖9所示的緊固件的插口和圖1所示的緊固件的插口的比較；圖11例示一依據本發明的一實施例的衝頭銷的工作端表面；圖12例示圖11所示的衝頭銷的工作端表面和圖6所示的衝頭銷的工作端表面的比較；圖13例示一小尺寸(典型地為T7至T10)TORX®凹口緊固件的頂視圖；及圖14例示圖13所示的緊固件的插口和圖5所示的緊固件的插口的比較。
【發明內容及實施方式】
雖然本發明可以有不同形式的實施例，在圖式中顯示的及將在本文詳下描述的是特定實施例，但應瞭解的是此揭示內容應被視為是本發明的原理的一範例，且不是要用來將本發明侷限在本文中所例示及描述的內容。
圖7例示一依據本發明的實施例的衝頭銷140的一工作端面142。該衝頭銷140被用來製造一將被形成在較小的尺寸(典型地7IP至10IP)的TORX PLUS®品牌的凹口緊固件120內的插口的內部構型。和先前技術的衝頭銷40一樣，該衝頭銷140包含一系列被徑向地設置且被朝外地定向的波瓣144，它們被橢圓地彎曲(一相應的代表性的橢圓的其餘部分在圖7中以虛線277標示)，及和其交替地出現的是一系列相應的被大致橢圓地彎曲的凹槽146(一相應的代表性橢圓的其餘部分在圖7中係以虛線279標示)。
如圖7所示，該衝頭銷140的每一凹槽146及波瓣144具有一長軸及一短軸。相鄰的凹槽146及波瓣144的長軸係大致在位置T’REF相切。每一波瓣144的短軸大致延伸至位置L’REF及每一凹槽146的短軸係大致延伸至位置F’REF。一從一波瓣144的位置L’REF通過中心點C’REF到一相反的波瓣144的位置L’REF的直線距離大致被界定為該衝頭銷140的工作端面142的A’REF尺寸。一從一凹槽146的位置F’REF通過中心點C’REF到一相反的凹槽146的位置F’REF的直線距離大致被界定為該衝頭銷 140的工作端面142的B’REF尺寸。
每一波瓣144的中心點LC’REF亦由每一波瓣144的長軸和短軸相交會處來界定。一從該波瓣144的中心點LC’REF到位置L’REF的直線距離被界定為距離F’a-REF。一從該波瓣144的中心點LC’REF到位置T’REF的直線距離被界定為距離F’b-REF。類似地，凹槽146的中心點FC’REF是由凹槽146的長軸及短軸的交會點來界定。一從該凹槽146的中心點FC’REF到位置F’REF的直線距離被界定為距離E’a-REF。一從該凹槽146的中心點FC’REF到位置T’REF的直線距離被界定為距離E’b-REF。
本發明的衝頭銷140和先前技術之標準尺寸的衝頭銷40之間的差異在於：(1)距離F’a-REF和距離Fa-REF之間的差異；(2)距離F’b-REF和距離Fb-REF之間的差異；(3)距離E’b-REF和距離Eb-REF之間的差異；及(4)A’REF和AREF之間的結果差異。更具體地，在較佳的實施例中，該距離F’a-REF較佳地比距離Fa-REF大0.025mm，該距離F’b-REF較佳地比距離Fb-REF大0.025mm，該距離E’b-REF較佳地比距離Eb-REF小0.025mm，該距離A’REF較佳地比距離AREF大0.05mm。對於衝頭銷40，140的其它尺寸並沒有作必要的改變。例如，距離B’REF和距離BREF較佳地是相同的，尺寸E’a-REF和Ea-REF較佳地是相同的。為了參考的目的，圖8例示衝頭銷140的工作端面142相比於衝頭銷40的工作端面42的比較。
如圖7中所示，因為距離E’b-REF被作得比距 離E’a-REF小，所以形成該等凹槽146的橢圓279變得較不橢圓(即，變得較為圓柱形)，且較佳地比形成波瓣144的橢圓277更不橢圓。此外，當界定凹槽146的形狀的橢圓279的中心點201形成一個圓(如虛線203所標示者)時，界定波瓣144的形狀的橢圓279的中心點205則形成另一個圓(如虛線207所標示者)，其比圓203更遠離中心軸C’REF。
如之前提過的，圖8例示衝頭銷140的工作端面142相比於衝頭銷40的工作端面42的比較。如圖所示，雖然衝頭銷40的波瓣44及凹槽46的中心點是沿著同一圓103且衝頭銷140的凹槽146的中心點是沿著同一圓203的，但衝頭銷140的波瓣144的中心點則是沿著一不同的圓205，圓205係更遠離該中心軸。衝頭銷140的波瓣144比衝頭銷40的波瓣44延伸的更遠離該中心軸，但衝頭銷140的凹槽146沒有比衝頭銷40的凹槽46更徑向朝內地朝向中心軸延伸。
如將被描述地，在該衝頭銷140的波瓣144被有效地移動更遠離該中心軸C’REF的同時該衝頭銷140的凹槽146會較不橢圓(即，凹槽146較不內凹)的此一事實所提供的是，被衝入到該緊固件120的頭部中的凹槽136會比以其它方式所形成的凹槽更深，而無須提供更朝向該緊固件的中心軸C’REF延伸之相對應的波瓣134。如將被描述的，凹槽136的此一額外的深度有助於提供額外的空間來沉積一塗層，譬如鋅片塗層。
該衝頭銷140然後被用來製造TORX PLUS®品牌的凹口緊固件120的插口128的內部構型(參見圖9)。更具體地，該工作端面142被驅動，或被衝壓至該緊固件120的頭部內以形成插口128。因此，衝頭銷140的波瓣144形成該緊固件120的凹槽136的形狀，而衝頭銷140的凹槽146則形成該緊固件120的波瓣134的形狀。因為衝頭銷140的工作端面142的改變，所以所獲得之TORX PLUS®品牌的凹口緊固件120的插口128的內部構型亦將以一相對應的方式改變。
如圖9中所示，被衝頭銷140形成的該緊固件120的凹槽136及波瓣134具有長軸及短軸。相鄰的凹槽136及波瓣134的長軸係大致在位置T’REF相切。每一波瓣134的短軸大致延伸至位置L’REF及每一凹槽136的短軸係大致延伸至位置F’REF。一從一凹槽136的位置F’REF通過中心點C’REF到一相反的凹槽136的位置F’REF的直線距離大致被界定為該緊固件120的插口128的A’REF尺寸(即，主要直徑)。一從一波瓣134的位置L’REF通過中心點C’REF到一相反的波瓣134的位置L’REF的直線距離大致被界定為該緊固件120的插口128的B’REF尺寸(即，最小直徑)。
每一波瓣134的中心點LC’REF亦由每一波瓣134的長軸和短軸相交會處來界定。一從該波瓣134的中心點LC’REF到位置L’REF的直線距離被界定為距離F’a-REF。一從該波瓣134的中心點LC’REF到位置T’REF的 直線距離被界定為距離F’b-REF。類似地，凹槽136的中心點FC’REF是由凹槽136的長軸和短軸的交會點來界定。一從該凹槽136的中心點FC’REF到位置F’REF的直線距離被界定為距離E’a-REF。一從該凹槽136的中心點FC’REF到位置T’REF的直線距離被界定為距離E’b-REF。
本發明的緊固件120和先前技術之緊固件20之間的差異在於：(1)距離E’a-REF和距離Ea-REF之間的差異；(2)距離E’b-REF和距離Eb-REF之間的差異；(3)距離F’b-REF和距離Fb-REF之間的差異；及(4)距離A’REF和AREF之間差異。更具體地，在較佳的實施例中，該距離E’a-REF較佳地比距離Ea-REF大0.025mm，該距離E’b-REF較佳地比距離Eb-REF大0.025mm，該距離E’b-REF較佳地比距離Eb-REF小0.025mm，該距離A’REF較佳地比距離AREF大0.05mm。對於緊固件20，120的其它尺寸並沒有作其它必要的改變。例如，距離B’REF和BREF較佳地是相同的，尺寸F’a-REF和Fa-REF較佳地是相同的。為了參考的目的，圖10例示緊固件120的插口128相比於緊固件20的插口28的比較。
如圖9中所示，因為距離F’b-REF被作得比距離F’a-REF小，所以形成該等波瓣134的橢圓379變得較不橢圓(即，變得較像圓柱形)，且較佳地比形成凹槽136的橢圓377更不橢圓。此外，當界定凹槽136的形狀的橢圓377的中心點301形成一個圓(如虛線303所標示者)時，界定波瓣134的形狀的橢圓379的中心點305則形成 另一個圓(如虛線307所標示者)，其比圓303更接近中心軸C’REF。
如之前提過的，圖10例示緊固件120的插口128相比於緊固件20的插口28的比較。如圖所示，雖然緊固件20的插口28的波瓣34及凹槽36的中心點是沿著同一圓107且緊固件120的插口128的波瓣134的中心點是沿著一非常近似的圓307，但緊固件120的插口128的凹槽136的中心點則是沿著一不同的圓303，圓303係更遠離該中心軸。插口128的凹槽136比插口28的凹槽36延伸的更遠離該中心軸，但插口128的波瓣134沒有比插口28的波瓣34更徑向朝內地朝向中心軸延伸。
在形成凹槽136的橢圓377被有效地移動更遠離該中心軸C’REF的同時形成波瓣134的橢圓379會較不橢圓的此一事實所提供的是，凹槽136可被設置得更深，同時無須提供更朝向該緊固件的中心軸C’REF延伸的波瓣134。凹槽136的此一額外的深度有助於提供額外的空間來沉積一塗層，譬如鋅片塗層。
因此，當該鋅片塗層被施加至用衝頭銷140形成的較小的TORX PLUS®品牌的凹口緊固件120時，該等凹槽136較深但該等波瓣134沒有較靠近該中心軸C’REF。因此，沿著凹槽136的塗層比沿著波瓣134的塗層厚的事實對於是使用一適當的驅動工具或是一適當的測量儀器而言都將不再造成任何問題。
在衝頭銷140的A’REF尺寸上的增加造成在緊 固件120的A’REF尺寸上的增加，因而把和該鋅片塗層處理有關的問題考量進去並加以解決，且沒有對用該衝頭銷140形成的該緊固件120產生其它問題，使得該驅動工具及該適當的測量儀器可被用在該等緊固件上，儘管在該等凹槽136內的塗層的厚度增加亦然。
圖11例示一依據本發明的實施例的衝頭銷180的工作端面182。該衝頭銷180被用來製造一將被形成在小尺寸(典型地T7至T10)TORX®品牌的凹口緊固件160中的插口的內部構型(參見圖13)。和先前技術的衝頭銷80一樣，該衝頭銷180包含一系列被徑向地設置且被朝外地定向的波瓣184及凹槽186。
如圖11所示，該衝頭銷180的每一凹槽186及波瓣184具有一長軸及一短軸。相鄰的凹槽186及波瓣184的長軸係在位置T’REF相切。每一波瓣184的短軸大致延伸至位置L’REF及每一凹槽186的短軸係大致延伸至位置F’REF。一從一波瓣184的位置L’REF通過中心點C’REF到一相反的波瓣184的位置L’REF的直線距離大致被界定為該衝頭銷180的工作端面182的A’REF尺寸(即，主要直徑)。一從一凹槽186的位置F’REF通過中心點C’REF到一相反的凹槽186的位置F’REF的直線距離大致被界定為該衝頭銷180的工作端面182的B’REF尺寸(即，最小直徑)。
每一波瓣184的中心點LC’REF亦由每一波瓣184的長軸和短軸相交會處來界定。一從該波瓣184 的中心點LC’REF到位置L’REF的直線距離被界定為距離F’a-REF。一從該波瓣184的中心點LC’REF到位置T’REF的直線距離被界定為距離F’b-REF。類似地，凹槽186的中心點FC’REF是由凹槽186的長軸及短軸的交會點來界定。一從該凹槽186的中心點FC’REF到位置F’REF的直線距離被界定為距離E’a-REF。一從該凹槽186的中心點FC’REF到位置T’REF的直線距離被界定為距離E’b-REF。
本發明的衝頭銷180和先前技術之標準尺寸的衝頭銷80之間的差異在於：(1)距離F’a-REF和距離Fa-REF之間的差異；(2)距離F’b-REF和距離Fb-REF之間的差異；(3)距離E’b-REF和距離Eb-REF之間的差異；及(4)距離A’REF和距離AREF之間的差異。更具體地，在較佳的實施例中，該距離F’a-REF較佳地比距離Fa-REF大0.025mm，該距離F’b-REF較佳地比距離Fb-REF距離大0.025mm，該距離E’b-REF較佳地比距離Eb-REF距離小0.025mm，及該距離A’REF較佳地比距離AREF大0.05mm。對於衝頭銷80，180的其它尺寸並沒有作必要的改變。例如，距離B’REF和距離BREF較佳地是相同的，及距離E’a-REF和距離Ea-REF較佳地是相同的。為了參考的目的，圖12例示衝頭銷180的工作端面182相比於衝頭銷80的工作端面82的比較。
即使是該等波瓣184的軸線已在上文中被描述為是“長軸”及“短軸”，但較佳地該等軸線實際地彼此大致相同。換言之，較佳地，F’a-REF等於F’b-REF。F’a-REF及 F’b-REF尺度較佳地彼此相等，藉以提供該衝頭銷180的工作端面182大致圓柱形地彎曲的波瓣184及凹槽186。
如之前提過的，圖12例示衝頭銷180的工作端面182相比於衝頭銷80的工作端面82的比較。如圖所示，衝頭銷180的波瓣184比衝頭銷80的波瓣84延伸的更遠離該中心軸，但衝頭銷180的凹槽186沒有比衝頭銷80的凹槽86更徑向朝內地朝向中心軸延伸。這提供的是，被衝入到該緊固件180的頭部中的凹槽176會比以其它方式所形成的凹槽更深，而無須提供更朝向該緊固件的中心軸C’REF延伸之相對應的波瓣174。如將被描述的，凹槽176的此一額外的深度有助於提供額外的空間來沉積一塗層，譬如鋅片塗層。
該衝頭銷180然後被用來製造小尺寸的TORX®品牌的凹口緊固件160的插口168的內部構型。更具體地，該工作端面182被驅動，或被衝壓至該緊固件160的頭部內(參見圖13)。因此，衝頭銷180的波瓣184形成該緊固件160的凹槽176的形狀，而衝頭銷180的凹槽186則形成該緊固件160的波瓣174的形狀。因為衝頭銷180的工作端面182的改變，所以所獲得之小尺寸的TORX®品牌的凹口緊固件160的插口168的內部構型亦將以一相對應的方式改變。
如圖13中所示，被衝頭銷180形成的該緊固件160的凹槽176及波瓣174的每一者具有長軸及短軸。相鄰的凹槽176及波瓣174的長軸係大致在位置T’REF相 切。每一波瓣174的短軸大致延伸至位置L’REF及每一凹槽176的短軸係大致延伸至位置F’REF。一從一凹槽176的位置F’REF通過中心點C’REF到一相反的凹槽176的位置F’REF的直線距離大致被界定為該緊固件160的插口168的A’REF尺寸(即，主要直徑)。一從一波瓣174的位置L’REF通過中心點C’REF到一相反的波瓣174的位置L’REF的直線距離大致被界定為該緊固件160的插口168的B’REF尺寸(即，最小直徑)。
每一波瓣174的中心點LC’REF亦由每一波瓣174的長軸和短軸相交會處來界定。一從該波瓣174的中心點LC’REF到位置L’REF的直線距離被界定為距離F’a-REF。一從該波瓣174的中心點LC’REF到位置T’REF的直線距離被界定為距離F’b-REF。類似地，凹槽176的中心點FC’REF是由凹槽176的長軸及短軸的交會點來界定。一從該凹槽176的中心點FC’REF到位置F’REF的直線距離被界定為距離E’a-REF。一從該凹槽176的中心點FC’REF到位置T’REF的直線距離被界定為距離E’b-REF。
本發明的緊固件160和先前技術之緊固件60之間的差異在於：(1)距離E’a-REF和距離Ea-REF之間的差異；(2)距離E’b-REF和距離Eb-REF之間的差異；(3)距離F’b-REF和距離Fb-REF之間的差異；及(4)距離A’REF和距離AREF之間差異。更具體地，在較佳的實施例中，該距離E’a-REF較佳地比距離Ea-REF大0.025mm，該距離E’b-REF較佳地比距離Eb-REF大0.025mm，該距離F’b-REF較佳地比距 離Fb-REF小0.025mm，該距離A’REF較佳地比距離AREF大0.05mm。對於緊固件60，160的其它尺寸並沒有作其它必要的改變。例如，距離B’REF和BREF較佳地是相同的，且該距離F’a-REF和距離Fa-REF較佳地是相同的。為了參考的目的，圖14例示緊固件160的插口168相比於緊固件60的插口68的比較。
即使是該等凹槽176的軸線已在上文中被描述為是“長軸”及“短軸”，但較佳地該等軸線實際地彼此大致相同。換言之，較佳地，E’a-REF等於E’b-REF。
如之前提過的，圖14例示緊固件160的插口168相比於緊固件60的插口68的比較。插口168的凹槽176比插口68的凹槽76延伸的更遠離該中心軸，但插口168的波瓣174沒有比插口68的波瓣74更徑向朝內地朝向中心軸延伸。
凹槽176會比用其它方式所形成的凹槽被設置得更深，而無須提供更朝向該緊固件160的中心軸C’REF延伸之相對應的波瓣174。凹槽176的此一額外的深度有助於提供額外的空間來沉積一塗層，譬如鋅片塗層。因此，沿著凹槽176的塗層比沿著波瓣174的塗層厚的事實對於是使用一適當的驅動工具或是一適當的測量儀器而言都將不再造成任何問題。
在衝頭銷180的A’REF尺寸上的增加造成在緊固件160的A’REF尺寸上的增加，因而把和該鋅片塗層處理有關的問題考量進去並加以解決，且沒有對用該衝頭銷 180形成的該緊固件160產生其它問題，使得該驅動工具及該適當的測量儀器可被用在該等緊固件上，儘管在該等凹槽176內的塗層的厚度增加亦然。
雖然美國專利第3,584,667號實際地揭示了主要直徑(在此專利中係以標號25來標示)比最小直徑(在此專利中係以標號26來標示)大25-30%，但較佳地，本發明的一實施例(不論是體現為一緊固件或是一衝頭銷一參見圖11及13)提供的是，主要直徑(即，A’REF尺寸)比最小直徑(即，B’REF尺寸)至少大40%(換言之，是最小直徑的140%)，且更佳地係比最小直徑(即，B’REF尺寸)至少大42%至49%之間(換言之，是最小直徑的142%至149%之間)。藉由讓A’REF尺寸比B’REF尺寸大那麼多，相較於美國專利第3,584,667號所揭露的，本發明提供的緊固件的插口更適合接納一塗層譬如，鋅片塗層)且之後具有一更有利的公差。
雖然本發明係配合TORX PLUS®及TORX®品牌的驅動系統來描述，但可想到的是，本發明亦同樣地適用於其它系統，譬如其它的直壁驅動系統。因此，本發明不一定要被體現為具有交替的凹槽及波瓣的結構，而是只要該結構具有某種類型的交替表面即可。無論如何，較佳地，一種依據本發明的設備具有交替的結構，且該等結構界定主要直徑或尺寸(即，“A”)及一最小或短軸直徑或尺寸(即，“B”)，且較佳地該A尺寸是特大號(oversized)，使得該設備特別適合接納一塗層且仍保持在可接受的最終公 差之內。該A尺寸例如可以比該B尺寸大至少百分之40。較佳地，該A尺寸比該B尺寸大百分之42-49，且甚至可以是比B尺寸大百分之46-49。
應瞭解的是，本案的圖式並非按照彼例來繪製。
雖然本發明的較佳實施例被顯示及描述，但可想到的是，熟習此技藝者可在不偏離本發明的精神及範圍下完成本發明的各種改變。

Claims (20)

  1. 一種具有一工作端面的衝頭銷，其中該工作端面包含多個交替的結構，該等交替的結構具有一延伸在一第一組相反的結構之間的主要直徑，及一延伸在一第二組相反的結構之間的最小直徑，其中該主要直徑比該最小直徑至少大42-49%。
  2. 如申請專利範圍第1項之衝頭銷，其中該主要直徑比該最小直徑至少大46-49%。
  3. 如申請專利範圍第1項之衝頭銷，該工作端面包含多個波瓣及多個凹槽，其中每一凹槽及波瓣係被橢圓地彎曲，其中界定該等凹槽的該等橢圓的中心點界定一第一圓，其中界定該等波瓣的該等橢圓的中心點界定一第二圓，其中該第二圓大於該第一圓，及其中該第一圓比該第二圓更靠近該衝頭銷的中心軸。
  4. 如申請專利範圍第3項之衝頭銷，其中界定該等凹槽的該等橢圓比界定該等波瓣的該等橢圓較不橢圓形。
  5. 一種有一插口形成於其內的緊固件，其中該插口包含多個交替的結構，該等交替的結構具有一延伸在一第一組相反的結構之間的主要直徑，及一延伸在一第二組相反的結構之間的最小直徑，其中該主要直徑比該最小直徑至少大42-49%。
  6. 如申請專利範圍第5項之緊固件，其中該主要直徑比該最小直徑至少大46-49%。
  7. 如申請專利範圍第5項之緊固件，該插口包含多個波瓣及多個凹槽，該插口具有一延伸在相反的凹槽之間的主要直徑及一延伸在相反的波瓣之間的最小直徑。
  8. 如申請專利範圍第5項之緊固件，該插口包含多個波瓣及多個凹槽，其中每一凹槽及波瓣係被橢圓地塑形，其中界定該等波瓣的該等橢圓的中心點界定一第一圓，其中界定該等凹槽的該等橢圓的中心點界定一第二圓，其中該第二圓大於該第一圓，及其中該第一圓比該第二圓更靠近該緊固件的中心軸。
  9. 如申請專利範圍第8項之緊固件，其中界定該等波瓣的該等橢圓比界定該等凹槽的該等橢圓較不橢圓形。
  10. 一種有插口形成於其內的緊固件，該插口包含多個波瓣及多個凹槽，該插口具有一延伸在相反的凹槽之間的主要直徑及一延伸在相反的波瓣之間的最小直徑，其中該主要直徑比該最小直徑大46-49%。
  11. 如申請專利範圍第10項之緊固件，其中其中每一凹槽及波瓣係被橢圓地塑形，其中界定該等波瓣的該等橢圓的中心點界定一第一圓，其中界定該等凹槽的該等橢圓的中心點界定一第二圓，其中該第二圓大於該第一圓，其中該第二圓比該第一圓大，及其中該第一圓比該第二圓更靠近該緊固件的中心軸。
  12. 如申請專利範圍第11項之緊固件，其中界定該等波瓣的該等橢圓比界定該等凹槽的該等橢圓較不橢圓形。
  13. 一種具有一工作端面的衝頭銷，該工作端面包含多個波瓣及多個凹槽，其中每一凹槽及波瓣係被橢圓地彎曲，其中界定該等凹槽的該等橢圓的中心點界定一第一圓，其中界定該等波瓣的該等橢圓的中心點界定一第二圓，其中該第二圓比該第一圓大46-49%，及其中該第一圓比該第二圓更靠近該衝頭銷的中心軸。
  14. 如申請專利範圍第13項之衝頭銷，其中界定該等凹槽的該等橢圓比界定該等波瓣的該等橢圓較不橢圓形。
  15. 一種具有一工作端面的衝頭銷，其中該工作端面包含多個交替的結構，該等交替的結構具有一延伸在一第一組相反的結構之間的主要直徑，及一延伸在一第二組相反的結構之間的最小直徑，其中該主要直徑比該最小直徑大42-49%。
  16. 如申請專利範圍第15項之衝頭銷，其中該主要直徑比該最小直徑大46-49%。
  17. 一種有一插口形成於其內的緊固件，其中該插口包含多個交替的結構，該等交替的結構具有一延伸在一第一組相反的結構之間的主要直徑，及一延伸在一第二組相反的結構之間的最小直徑，其中該主要直徑比該最小直徑大42-49%。
  18. 如申請專利範圍第17項之緊固件，其中該主要直徑比該最小直徑大46-49%。
  19. 如申請專利範圍第17項之緊固件，其中每一凹槽及波瓣係被橢圓地塑形，其中界定該等波瓣的該等橢圓的中心點界定一第一圓，其中界定該等凹槽的該等橢圓的中心點界定一第二圓，其中該第二圓大於該第一圓，及其中該第一圓比該第二圓更靠近該緊固件的中心軸。
  20. 如申請專利範圍第19項之緊固件，其中該第二圓比該第一圓大46-49%，及其中該第一圓比該第二圓更靠近該衝頭銷的中心軸。
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