[發明專利]具有穩定的接合和卡緊配合的緊固件系統

有效

• 申請號: 201080065022.6
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN102791432A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: B·J·休斯;G·迪林
• 申請（專利權）人: 菲利普螺絲公司
• 主分類號: B25B23/00
• 分類號: B25B23/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 羅聞

技術領域

本申請整體上涉及用于螺紋緊固件的驅動系統、用于制造該驅動系統的工具、以及用于將扭矩施加到這種緊固件上的起子。更具體地，本申請涉及構造有直壁凹槽的緊固件。具體地，緊固件系統被構造，其中，起子和緊固件接合而改進了軸向對準和卡緊配合的穩定性。

背景技術

在工業應用中常用的螺紋緊固件通常由高速和高扭矩載荷下的電動工具驅動。這種情況存在困難的設計考慮，特別是關于驅動系統，并且更具體地是對于下述螺紋緊固件：該螺紋緊固件具有位于緊固件頭部中的可與起子相接合的凹槽或緊固件頭部的可與起子相接合的外部輪廓。理想地，關于凹槽和頭部幾何結構以及用于形成緊固件頭部的關聯工具和用于與凹槽或頭部幾何結構相接合的起子而言，這種驅動系統需要易于制造。緊固件頭部的強度不應當被凹槽不利地影響。起子在配合時應當使應力載荷均勻分布以避免形成高的局部應力區域，高的局部應力可能導致起子表面、或起子、或這兩者的變形，從而引起驅動系統的過早故障。

緊固件系統應當在緊固件被驅動時抵抗起子從凹槽中滑出。在很多應用中，非常重要的是緊固件必須能夠耐受若干循環，正如在緊固件必須被拆卸以修理或更換零件或者拆卸和更換接入板的應用中。緊固件驅動系統理想地應該能夠進行這種反復循環，特別是在凹槽在使用時可能受污染、涂繪、腐蝕或其他不利影響的環境中。在這些情況下，重要的是驅動系統在沿拆卸方向施加扭矩的同時維持驅動接合。對于驅動系統而言可能必要的是在拆卸緊固件時能夠施加更高水平的扭矩，如同當緊固件在初始組裝期間被過緊固時、或者當腐蝕在接合螺紋的接口處發展時、或者當組裝部件的熱循環已經將增大的應力置于緊固件時發生的。這些和其他特征常常提出了競爭的考慮因素；并且可能必須妥協一個以有利于另一個。

多種凹槽和起子配置被普遍使用，包括多種十字凹槽，例如在美國專利Re.24,878（史密斯（Smith）等）、美國專利3,237,506（明興格爾（Muenchinger））和美國專利2,474,994（Tomalis）中所述的那些。其他緊固件幾何結構包括在美國專利3,763,725（賴蘭（Reiland））中所述類型的多葉片幾何結構和如在美國專利4,187,892（西蒙斯（Simmons））中所述的帶肋驅動系統。“艾倫（Allen）”系統也在常見凹槽構型中，所述系統基本上是適于接收相似形狀起子的直壁式六邊形承座。美國專利5,957,645（斯泰西（Stacy））中描述了一種具有多葉片的緊固件系統，所述葉片具有螺旋構型的驅動表面。

除了帶肋系統以外，起子和凹槽的壁和面通常設計為彼此緊密配合，以盡力實現驅動表面與從動表面的面-面接觸。使用十字凹槽緊固件，這種面-面接合（如果發生的話）僅能夠在起子正確地對準和安置在凹槽內時發生。但是，作為實際的問題，為了使起子能夠被插入凹槽內，在起子與凹槽之間必須存在一些間隙。

這種間隙的必要性對于具有基本軸向對準的（直）驅動壁的凹槽（如在賴蘭的’725專利和Allen頭部系統中）而言甚至更關鍵。在所有這些系統中，這種間隙的必要性的實際結果是：很少實現（如果有的話）起子與凹槽表面之間的基本面-面的寬區域接觸。對于用于螺紋緊固件的大多數驅動系統，起子與頭部中的凹槽以導致點接觸或線接觸而非面-面的寬區域接觸的方式相匹配。接觸的實際面積通常明顯小于完全的面-面接觸。由此，當由起子施加扭矩時，施加到螺紋頭部上的力趨于集中在局部區域中而導致高的局部應力和不穩定的軸向對準。這種局部化的高應力能夠使凹槽塑性變形，從而形成導致起子從凹槽中過早意外脫離的斜面或其他形變。

斯泰西’645專利中描述了用于使起子與驅動表面之間的可接合表面積最大化的緊固件系統，該專利與本主題申請是共同擁有的?！?45專利的公開通過參引的方式并入本申請?！?45專利的凹槽和起子構造為具有螺旋構型的接合表面，并且可以總體歸類為直壁式緊固件系統，該接合表面基本平行于緊固件的軸線布置。美國專利申請公布2009-0104002（迪林（Dilling））（與本主題申請共同擁有）中描述了螺旋驅動式緊固件系統的更堅固的實施例。迪林申請的公開也通過參引的方式并入本文。