WO2010041437A1 - 螺子におけるドライバービット嵌合用十字溝の構造 - Google Patents

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cross
screw
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inner surfaces
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小川暢宏
横山直希
Original Assignee
クラウン精密工業株式会社
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B23/00Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool
    • F16B23/0007Specially 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
    • F16B23/0023Specially 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 substantially cross-shaped
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B23/00Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool
    • F16B23/0061Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool with grooves, notches or splines on the external peripheral surface designed for tools engaging in radial direction

Definitions

  • the present invention relates to a structure of a cross groove for screwdriver bit fitting in the screw when the screw is screwed by fitting a cross screw bit into a cross groove formed in the screw head.
  • Patent Document 1 the inner surface pair of the first to fourth wing grooves excluding the tip portions forming the cross grooves are parallel to each other, the tip portions are inclined outward, and all of the first to fourth wing grooves are further formed. It proposes a cross groove structure with the inner surface vertical. JP 2000-230526 A
  • the present invention provides a cross-groove structure for screwdriver bit fitting in a screw that can efficiently transmit the rotational force of the screwdriver bit to the screw while obtaining an effect of improving the biting with the driver bit.
  • the cross groove for screwdriver bit fitting in the screw according to the present invention has the following configurations A to F.
  • a head portion is provided at one end of the screw shaft portion, and a cross groove for screwdriver bit fitting is formed on the top surface of the head portion.
  • the left and right inner surfaces of the first to fourth wing grooves of the cross groove are partitioned into a pair of proximal end inner surfaces, a pair of intermediate inner surfaces, and a pair of distal end inner surfaces.
  • the base end portion inner surface is bent outward with respect to the base end portion inner surface of the adjacent wing groove, the intermediate portion inner surface is bent outward with respect to the base end portion inner surface, and the tip end inner surface is It is bent outward with respect to the inner side surface of the intermediate part.
  • Each of the bending angles (inner angles) is set such that the bending angle of the inner surface of the base end portion ⁇ the bending angle of the inner surface of the intermediate portion ⁇ the bending angle of the inner surface of the distal end portion.
  • the base end portion inner surface, the intermediate portion inner surface, and the tip end inner surface all have elevation angles that expand toward the opening surface of the cross groove.
  • a configuration that is partitioned into three inner surfaces that is, the inner surface of the base end portion, the inner surface of the intermediate portion, and the inner surface of the tip portion, a configuration in which each inner surface is provided with a bending angle, and an elevation angle on each inner surface.
  • the rotational force of the driver bit with respect to the screw can be transmitted efficiently, and in addition, a good biting effect can be obtained when the driver bit is fitted into the cross groove. It is possible to provide a screw having a cross groove for screwdriver bit fitting that can easily center and screw the screw.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1
  • B is a cross-sectional view taken along line BB
  • C is a cross-sectional view taken along line CC
  • D is a cross-sectional view taken along line DD.
  • the longitudinal cross-sectional view of the cross groove which a driver bit fits.
  • the longitudinal cross-sectional view which shows the state which the driver bit fitted in the said cross groove.
  • the cross-sectional view along the screw head part top surface which shows the state which the driver bit fitted in the said cross groove, and its partial enlarged view.
  • A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 5
  • B is a cross-sectional view taken along the line BB
  • C is a cross-sectional view taken along the line CC
  • D is a cross-sectional view taken along the line DD.
  • the screw 1 has a head portion 3 having a circular shape in plan view around the axis of the screw shaft 2 at one end of the screw shaft portion 2.
  • a central hole 4 centered on the axis is formed at the center of the upper surface of the head portion 3, and first to fourth wing grooves 5, 6, 7, 8 are formed on the inner peripheral wall of the central hole 4 at intervals of 90 degrees. .
  • the central hole 4 and the first to fourth wing grooves 5, 6, 7, and 8 converge gradually toward the lower end, gradually expand upward, and open at the top surface of the head portion 3.
  • a conical hole 17 that terminates on the axis is provided at the lower end of the central hole 4, and the lower ends of the first to fourth wing grooves 5, 6, 7, 8 are terminated at the upper end of the conical hole 17.
  • a cross groove 10 for fitting a triver bit 9 is formed by the central hole 4 and the first to fourth wing grooves 5, 6, 7, 8.
  • the corresponding left and right inner side surfaces of the first to fourth wing grooves 5, 6, 7, and 8 are partitioned into a pair of base end portion inner side surfaces 11, a pair of intermediate portion inner side surfaces 12, and a pair of distal end portion inner side surfaces 13. .
  • the base end portion inner side surface 11 bends outward ⁇ 1 with respect to the base end portion inner side surface 11 of the adjacent wing groove
  • the intermediate portion inner side surface 12 bends outward ⁇ 2 with respect to the base end portion inner side surface 11, and the tip
  • the inner part side surface 13 bends ⁇ 3 outward with respect to the intermediate part inner side surface 12.
  • the above bending angles are set such that the bending angle ⁇ 1 of the proximal end inner surface 11 ⁇ the bending angle ⁇ 2 of the intermediate inner surface 12 ⁇ the bending angle ⁇ 3 of the distal inner surface 13.
  • the bending angle ⁇ 1 is 140 degrees
  • ⁇ 2 is 156 degrees
  • ⁇ 3 is 164 degrees.
  • a trapezoidal base end groove 14 that gradually expands toward the central hole 4 of the cross groove 10 is defined by the face of the base end inner surface 11, and an inverted trapezoid that gradually expands toward the front by the face of the tip inner surface 13.
  • a front end groove 16 is defined, and a substantially parallel intermediate groove 15 is defined between the base end groove 14 and the front end groove 16 by the facing of the intermediate inner surface 12.
  • the base end portion inner side surface 11, the intermediate portion inner side surface 12, and the tip end portion inner side surface 13 all have an elevation angle that expands toward the opening surface of the cross groove 10.
  • FIG. 2A is a sectional view taken along line AA in FIG. 1
  • FIG. 2B is a sectional view taken along line BB
  • FIG. 2C is a sectional view taken along line CC
  • FIG. 2D is a sectional view taken along line DD.
  • the elevation angle ⁇ 4 with respect to the bottom surface of the wing groove of the base end portion inner surface 11 is 95 to 96 degrees
  • the bottom surface of the intermediate portion inner surface 12 with respect to the bottom surface of the wing groove is set to 94 ° to 95 °
  • the elevation angle ⁇ 6 with respect to the bottom surface of the wing groove of the inner end surface 13 is set to 92 ° to 93 °.
  • each elevation angle is an obtuse angle and is set to have a relationship of ⁇ 4> ⁇ 5> ⁇ 6.
  • the tip inner surface 13 is wide (corresponding to the length of the ridge line) at the edge on the ridge line side that is continuous with the intermediate inner surface 12, and is composed of an acute triangular plane that converges gradually toward the tip and terminates.
  • a cross-sectional view taken along the line -C is a cross-sectional view of an intermediate portion of the inner side surface 13 of the tip, and a cross-sectional view taken along the line DD is a cross-sectional view near the tip.
  • the intermediate inner surface 12 is slightly wide at the edge of the ridge line side connected to the proximal inner surface 11 (corresponding to the length of the ridge line).
  • the proximal inner surface 11 communicates with the adjacent proximal inner surface 11. It is slightly wide at the end of the ridge line side to be provided (corresponding to the length of the ridge line), and each is composed of a plane of a substantially parallelogram.
  • the height of each of the inner surfaces is set to the base end inner surface 11> intermediate inner surface 12> tip inner surface 13.
  • the drawing shows the relative ratios of the heights of the respective inner side surfaces
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state in which the driver bit 9 is fitted in the cross groove 10
  • FIG. 5 is a cross-sectional view along the top surface of the head portion 3 showing the state in which the driver bit 9 is fitted in the cross groove 10.
  • the driver bit 9 has first to fourth wing teeth 19, 20, 21, 22 protruding from the peripheral surface of the center portion 18 at 90 ° intervals in four directions, and the center hole 4 And the cruciform groove formed by the first to fourth wing grooves 5, 6, 7, and 8, and the wing teeth 19, 20, 21, and 22 are within the wing grooves 5, 6, 7, and 8.
  • a proximal end outer surface 23 corresponding to the side surfaces 11, 12, and 13, an intermediate portion outer surface 24, and a distal end portion outer surface 25 are provided.
  • the first to fourth wing teeth 19, 20, 21, and 22 are fitted into the first to fourth wing grooves 5, 6, 7, and 8 as shown in FIGS. 6A to 6D.
  • FIG. 6A is a sectional view taken along line AA in FIG. 5
  • FIG. 6B is a sectional view taken along line BB
  • FIG. 6C is a sectional view taken along line CC
  • FIG. 6D is a sectional view taken along line DD.
  • Each cross-section indicating line is at the same position as that in FIG. 6C and 6D are cross-sectional views of the middle portion of the tip inner surface 13 and the vicinity of the tip, similar to FIGS. 2C and D.
  • the inner side surface 13 and the outer side surface 25 of the distal end portion of the wing tooth are in close contact or substantially in close contact with each other.
  • At least the proximal inner surface 11 of the wing groove and the proximal outer surface 23 of the wing tooth, and the intermediate inner surface 12 of the wing groove and the intermediate outer surface 24 of the wing tooth are in close contact or substantially in close contact with each other.
  • the driver bit 9 When the driver bit 9 is rotated clockwise or counterclockwise, the wing teeth of the driver bit 9 are efficiently transmitted to the proximal inner surface 11, the intermediate inner surface 12, and the distal inner surface 13 of the wing groove. Reliable fastening by rotation is achieved. Therefore, the intended fastening purpose can be achieved without requiring the driver bit 9 to be pushed into the cross groove 10 deeply.

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Abstract

ドライバービットが螺子の十字溝に良好に食い付く効果を得ながら、螺子に対するドライバービットの回転力が効率良く伝達できるようにした螺子を提供する。 螺子1のヘッド部3に設けた十字溝10を形成する第一乃至第四ウイング溝5乃至8の各左右内側面を一対の基端部内側面11と一対の中間部内側面12と一対の先端部内側面13とに区画し、上記基端部内側面11の屈曲角α1<中間部内側面12の屈曲角α2<先端部内側面13の屈曲角α3の関係に設定し、上記基端部内側面11の対面によって台形の基端部溝14を画成し、上記先端部内側面11の対面によって逆台形の先端部溝16を画成し、上記中間部内側面12の対面によって上記基端部溝11と先端部溝間13に略平行な中間部溝15を画成し、上記各内側面11,12,13は何れも十字溝10の開口面へ向け拡開する仰角を付与した螺子におけるドライバービット嵌合用十字溝の構造。

Description

螺子におけるドライバービット嵌合用十字溝の構造
 本発明は螺子ヘッドに形成された十字溝に十字形ドライバービットを嵌合して螺子をねじ込む場合における、同螺子におけるドライバービット嵌合用十字溝の構造に関する。
 特許文献1は十字溝を形成する第一乃至第四ウイング溝の先端部を除く部分の内側面対を平行にし、先端部を外側方へ向け斜めにし、更に第一乃至第四ウイング溝の全内側面を垂直にした十字溝の構造について提案している。
特開2000-230526号公報
 然しながら第一乃至第四ウイング溝の全内側面を垂直面とした場合には、ドライバービットを回転した時に上方への滑り(ドライバービットの上方への逃げ)に起因するカムアウトが発生し難くなると言えるが、ドライバービットを十字穴に嵌合した時の食い付き効果に欠け、即ちドライバービットから螺子が脱落する問題を招来する。
 又ドライバービットの第一乃至第四ウイング歯と第一乃至第四ウイング溝の垂直な全内側面において過度の間隙が生成されて、下穴に対するねじの芯出しに狂いを生じ、ドライバービットによる下穴入口に対するねじの整合作業が円滑に行い難くなったり、延いては斜め締めの問題を派生する恐れがある。
 本発明はドライバービットとの食い付きを良好にする効果を得ながら、螺子に対するドライバービットの回転力が効率良く伝達できるようにした、螺子におけるドライバービット嵌合用十字溝の構造を提供する。
 本発明に係る螺子におけるドライバービット嵌合用十字溝は下記のA乃至Fの構成を有する。
 A:螺軸部の一端にヘッド部を有し、該ヘッド部の頭頂面にドライバービット嵌合用十字溝が形成されている。
 B:上記十字溝の第一乃至第四ウイング溝の各左右内側面は一対の基端部内側面と一対の中間部内側面と一対の先端部内側面とに区画されている。
 C:上記基端部内側面は隣接するウイング溝の上記基端部内側面に対し外側方へ屈曲し、上記中間部内側面は上記基端部内側面に対し外側方へ屈曲し、上記先端部内側面は上記中間部内側面に対し外側方へ屈曲している。
 D:上記各屈曲角(内角)は基端部内側面の屈曲角<中間部内側面の屈曲角<先端部内側面の屈曲角の関係に設定されている。
 E:上記基端部内側面の対面によって十字溝の中央穴へ向け漸次拡大する台形の基端部溝を画成し、上記先端部内側面の対面によって先方へ向け漸次拡大する逆台形の先端部溝を画成し、上記中間部内側面の対面によって上記基端部溝と先端部溝間に略平行な中間部溝を画成している。
 F:上記基端部内側面と中間部内側面と先端部内側面とは何れも十字溝の開口面へ向け拡開する仰角を有している。
 本発明によれば、上記基端部内側面と中間部内側面と先端部内側面の三つの内側面に区画した構成と、各内側面に屈曲角を具有させた構成と、各内側面に仰角を持たせた構成とが協働して、螺子に対するドライバービットの回転力が効率良く伝達でき、加えてドライバービットを十字溝内へ嵌合した時の良好な食い付き効果が得られ、更には下穴に対する螺子の芯出しとねじ込みを容易に行えるドライバービット嵌合用十字溝を有する螺子を提供できる。
本発明に係る螺子におけるドライバービット嵌合用十字溝の構造の平面図とその部分拡大図。 Aは図1におけるA-A線断面図、Bは同B-B線断面図、Cは同C-C線断面図、Dは同D-D線断面図。 ドライバービットが嵌合する十字溝の縦断面図。 上記十字溝にドライバービットが嵌合した状態を示す縦断面図。 上記十字溝にドライバービットが嵌合した状態を示す螺子ヘッド部頂面に沿った横断面図とその部分拡大図。 Aは図5におけるA-A線断面図、Bは同B-B線断面図、Cは同C-C線断面図、Dは同D-D線断面図。
 以下本発明を実施するための最良の形態を図1乃至図6に基づき説明する。
 図1,図3,図4に示すように、螺子1は螺軸部2の一端に螺軸2の軸線を中心とする平面視円形のヘッド部3を有する。
 上記ヘッド部3の上面中心に上記軸線を中心とする中央穴4を有し、該中央穴4の内周壁に90度間隔で第一乃至第四ウイング溝5,6,7,8を形成する。
 上記中央穴4と第一乃至第四ウイング溝5,6,7,8は下端へ向け漸次収斂し、上方へ向け漸次拡大してヘッド部3の頭頂面において開放している。
 上記中央穴4の下端に上記軸線上で終端する錐形穴17を設け、上記第一乃至第四ウイング溝5,6,7,8の下端を該錐形穴17の上端で終端せしめる。
 上記中央穴4と第一乃至第四ウイング溝5,6,7,8でトライバービット9嵌合用十字溝10を形成する。
 上記第一乃至第四ウイング溝5,6,7,8の対応する各左右内側面を一対の基端部内側面11と、一対の中間部内側面12と、一対の先端部内側面13とに区画する。
 上記基端部内側面11は隣接するウイング溝の上記基端部内側面11に対し外側方へ屈曲α1し、上記中間部内側面12は上記基端部内側面11に対し外側方へ屈曲α2し、上記先端部内側面13は上記中間部内側面12に対し外側方へ屈曲α3する。
 上記各屈曲角(内角)は基端部内側面11の屈曲角α1<中間部内側面12の屈曲角α2<先端部内側面13の屈曲角α3の関係に設定する。
 一具体例として、上記屈曲角α1を140度、α2を156度、α3を164度とする。
 実施の範囲としては、各屈曲角α1,α2,α3を±1度~8度の範囲で設定する。即ちα1=140度±1度~8度、α2=156度±1度~8度、α3=164度±1度~8度の範囲で設定し、上記大きさの関係を持たせる。
 上記基端部内側面11の対面によって十字溝10の中央穴4へ向け漸次拡大する台形の基端部溝14を画成し、上記先端部内側面13の対面によって先方へ向け漸次拡大する逆台形の先端部溝16を画成し、上記中間部内側面12の対面によって上記基端部溝14と先端部溝16間に略平行な中間部溝15を画成する。
 上記基端部内側面11と中間部内側面12と先端部内側面13とは何れも十字溝10の開口面へ向け拡開する仰角を有している。
 図2Aは図1におけるA-A線断面図、図2Bは同B-B線断面図、図2Cは同C-C線断面図、図2Dは同D-D線断面図である。
 一具体例として図2Aに示すように、上記基端部内側面11のウイング溝の底面に対する仰角α4は95度~96度、図2Bに示すように、上記中間部内側面12のウイング溝の底面に対する仰角α5は94度~95度、図2Cと図2Dに示すように、上記先端部内側面13のウイング溝の底面に対する仰角α6は92度~93度に設定する。
 上記各数値で例示するように、各仰角は何れも鈍角で、α4>α5>α6の関係となるように設定する。
 上記先端部内側面13は中間部内側面12と連設する稜線側端部で幅広(稜線の長さに相当)であり、先端側へ向け漸次収斂し終端する鋭角の三角形の平面から成り、上記C-C線断面図は該先端部内側面13の中間部の断面図、D-D線断面図は同先端部付近の断面図である。
 又上記中間部内側面12は基端部内側面11と連設する稜線側端部で僅かに幅広(稜線の長さに相当)、同様に基端部内側面11は隣接する基端部内側面11と連設する稜線側端部で僅かに幅広(稜線の長さに相当)であり、何れも略平行四辺形の平面から成る。
 又図2の各断面図の対比から明らかなように、上記各内側面の高さは、上記基端部内側面11>中間部内側面12>先端部内側面13に設定する。
 一具体例として、図面は各内側面の高さの相対比を、上記基端部内側面11:中間部内側面12:先端部内側面13の中間部:先端部内側面13の先端付近=1:0.94:0.61:0.31に設定した場合を示している。
 図4は上記十字溝10にドライバービット9を嵌合した状態を示す縦断面図、図5は同十字溝10にドライバービット9を嵌合した状態を示すヘッド部3の頭頂面に沿った横断面図である。
 同図に示すように、ドライバービット9は中央部18の周面から90度間隔で四方に突設された第一乃至第四ウイング歯19,20,21,22を有し、上記中央穴4と第一乃至第四ウイング溝5,6,7,8で形成する十字溝と略同一形状であり、各ウイング歯19,20,21,22は各ウイング溝5,6,7,8の内側面11,12,13に対応する基端部外側面23と、中間部外側面24と、先端部外側面25を有する。
 上記第一乃至第四ウイング歯19,20,21,22は上記第一乃至第四ウイング溝5,6,7,8内に、図6A乃至Dに示すように嵌合する。
 図6Aは図5におけるA-A線断面図、図6Bは同B-B線断面図、図6Cは同C-C線断面図、図6Dは同D-D線断面図である。各断面指示線は図2のそれと同一位置である。図6C,Dは図2C,Dと同様、先端部内側面13の中間部と先端部付近の各断面図である。
 図6A乃至Dに示すように、上記ウイング溝の基端部内側面11とウイング歯の基端部外側面23、ウイング溝の中間部内側面12とウイング歯の中間部外側面24、ウイング溝の先端部内側面13とウイング歯の先端部外側面25は互いに密接乃至略密接状態にする。
 好ましくは、少なくとも上記ウイング溝の基端部内側面11とウイング歯の基端部外側面23、ウイング溝の中間部内側面12とウイング歯の中間部外側面24が密接乃至略密接状態になるように製造する。
 ドライバービット9を右回転又は左回転させると、ドライバービット9のウイング歯が上記ウイング溝の基端部内側面11と中間部内側面12と先端部内側面13に回転力が効率良く伝達され、螺子1の回転による確かな締結が図られる。よってドライバービット9を徒に強く十字溝10内奥へ押し込むことを要せずに、所期の締結目的が達成できる。
 1…螺子、2…螺軸部、3…ヘッド部、4…中央穴、5…第一ウイング溝、6…第二ウイング溝、7…第三ウイング溝、8…第四ウイング溝、9…ドライバービット、10…十字溝、11…基端部内側面、12…中間部内側面、13…先端部内側面、14…基端部溝、15…中間部溝、16…先端部溝、17…錐形穴、18…ドライバービットの中央部、19…第一ウイング歯、20…第二ウイング歯、21…第三ウイング歯、22…第四ウイング歯、23…基端部外側面、24…中間部外側面、25…先端部外側面、α1,α2,α3…屈曲角、α4,α5,α6…仰角。

Claims (1)

  1. 下記のA乃至Fの構成を有する螺子におけるドライバービット嵌合用十字溝の構造。
     A:螺軸部の一端にヘッド部を有し、該ヘッド部の頭頂面にドライバービット嵌合用十字溝が形成されている。
     B:上記十字溝の第一乃至第四ウイング溝の各左右内側面は一対の基端部内側面と一対の中間部内側面と一対の先端部内側面とに区画されている。
     C:上記基端部内側面は隣接するウイング溝の上記基端部内側面に対し外側方へ屈曲し、上記中間部内側面は上記基端部内側面に対し外側方へ屈曲し、上記先端部内側面は上記中間部内側面に対し外側方へ屈曲している。
     D:上記各屈曲角は基端部内側面の屈曲角<中間部内側面の屈曲角<先端部内側面の屈曲角の関係に設定されている。
     E:上記基端部内側面の対面によって十字溝の中央穴へ向け漸次拡大する台形の基端部溝を画成し、上記先端部内側面の対面によって先方へ向け漸次拡大する逆台形の先端部溝を画成し、上記中間部内側面の対面によって上記基端部溝と先端部溝間に略平行な中間部溝を画成している。
     F:上記基端部内側面と中間部内側面と先端部内側面とは何れも十字溝の開口面へ向け拡開する仰角を有している。
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