專利名稱：緊固件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如螺釘?shù)木o固件的驅(qū)動頭部領(lǐng)域，以及一種用于這些緊 固件的旋具(例如螺勿^旋具)。更具體地說，本發(fā)明涉及小的并具有薄的頭部的微型螺釘(下文稱 為緊固件)。
背景技術(shù)：
近來，諸如電腦、手機及PDAs (個人數(shù)碼助手)之類的電器及智 能裝置的性能已經(jīng)提升，并且它們的尺寸開始變得相對較小。在我們生 活的這個現(xiàn)代化社會中，許多人總是處于移動之中。因此，擁有這種尺 寸較小的電氣和智能裝置是方便的，從而使攜帶它們變得不那么麻煩。 諸如電子袖珍書、筆記本電腦、以及手機之類的薄而輕的電子裝置由于 其便攜性已經(jīng)迅速普及。這些裝置必須盡可能地輕并且薄以確保其便攜 性。作為一個自然結(jié)果，隨著消費品的尺寸變得越來越薄且越來越小， 需要與組裝這些產(chǎn)品相關(guān)的較小的緊固件。這種需要對于那些通過自動 工序生產(chǎn)并組裝的設(shè)備來說尤其迫切。諸如螺栓或螺釘?shù)木o固件具有各種用途。通常，緊固件具有螺紋桿 部和驅(qū)動頭部。將扭矩施加到驅(qū)動頭部以使螺紋桿與螺帽或另一螺紋表 面相接合。為了旋動緊固件，驅(qū)動頭部可具有諸如飛利浦型(Phillips type)的 凹陷狹縫或狹槽，從而工具可插入凹槽中以便將扭矩施加到緊固件?；?者，驅(qū)動頭部上可具有多邊形凹槽以便將扭矩施加到緊固件。為了獲得更薄、更小的器件和裝置，緊固件必須具有更薄的驅(qū)動頭 部以適應(yīng)產(chǎn)品的組裝。外螺紋的大直徑為2mm或更小的微型緊固件或 螺釘已經(jīng)用于組裝這種產(chǎn)品。在組裝產(chǎn)品的組裝線上，組裝速度對于決 定產(chǎn)品的生產(chǎn)效率至關(guān)重要。在這種情況下，薄頭緊固件必須能夠吸收 并承受因旋具的旋轉(zhuǎn)速度而導(dǎo)致的高瞬時扭矩。對于無人操作的全自動 化組裝線，由任何情形導(dǎo)致的組裝線停機將使整個組裝線需要重新設(shè)
置。重新設(shè)置將使吸入式旋具預(yù)先保持的所有緊固件全部棄入容器中并 拾取新的緊固件。這種重新設(shè)置將使組裝線上的、包括扭力旋具在內(nèi)的 所有運動機構(gòu)必須重新設(shè)置在起始點上。起始位置就是旋具的扭力刀頭 沒有任何螺釘?shù)奈恢谩Ｔ谄鹗嘉恢脹]有任何螺釘附著到扭力刀頭上非常 重要，否則會在拾取新螺釘?shù)倪^程中發(fā)生事故。理想地，緊固系統(tǒng)允許快速插入以使該工序所需的時間最小化，并 且緊固系統(tǒng)與插入設(shè)備充分接合以防止位置偏差，例如旋具從緊固件滑 脫，這種滑脫可使緊固件不適當(dāng)?shù)囟ㄎ缓?或?qū)е聦Ξa(chǎn)品造成附加損傷。 在最短的時間內(nèi)使緊固件適當(dāng)?shù)亟雍系叫叩额^上也是獲得竟?fàn)幜Φ?首要因素。而且，當(dāng)前微型緊固件用于將部件固定到高速電機上，因此 期望獲得最大扭矩以實現(xiàn)最佳緊固強度。先前所做的制造能夠承受高扭力的微型緊固件的努力沒有實效。通 常情況下，薄頭螺釘?shù)陌疾鄄荒艹惺芨吲ちΓ诘额^插入方面有困難， 因而在自動化制造環(huán)境下沒有實效。在某些微型緊固件中，驅(qū)動頭部上 的內(nèi)凹槽是幫助旋動緊固件的狹縫。 一個例子就是十字凹槽或平狹槽(struck slot recess )，十字凹槽在其十字構(gòu)造中具有4條狹縫，平狹槽 具有一條^f吏緊固件能夠被旋動的狹縫。然而，狹縫型凹槽對于薄頭緊固 件沒有效用，因為螺釘頭與桿部之間的缺少材料并且凹槽深度太小，而 凹槽深度對于與旋具刀頭的有效接合是重要的。已經(jīng)知道，增加驅(qū)動頭部上的凹槽中的狹縫數(shù)目將使緊固件更好地 接合到旋具刀頭。然而，對于具有薄的驅(qū)動頭部的微型緊固件來說，凹 槽中的狹縫數(shù)目的增加將導(dǎo)致驅(qū)動頭部結(jié)構(gòu)弱化，因為螺釘?shù)念i部區(qū)域 留下較少材料。因此，需要一種改進(jìn)的微型緊固件，其具有較薄的驅(qū)動頭部，同時 能夠承受旋具刀頭施加的扭矩以滿足當(dāng)前要求的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明提供一種包括驅(qū)動頭部和桿部的緊固件，其中所述驅(qū)動 頭部包括用于容納旋具刀頭的凹槽，該凹槽具有頂部和底部，所述凹槽 進(jìn)一步包括從其底部延伸的鄰接部，并且所述鄰接部沿該凹槽周邊布 設(shè)。因此，相對于常規(guī)的緊固件/旋具系統(tǒng)，該緊固件能夠由旋具更快
速地插入和去除，同時減少滑脫、破裂、或其它危險的、非期望的旋具 與緊固件的位置偏差的可能性。優(yōu)選地，所述鄰接部僅沿所述凹槽的周邊的一部分布設(shè)。優(yōu)選地，所述鄰接部不延伸出所述凹槽的頂部。優(yōu)選地，所述凹槽是角形的。優(yōu)選地，所述凹槽的構(gòu)造總體上呈三角形并且所述鄰接部位于所述 三角形凹槽的每個角處。優(yōu)選地，所述凹槽朝所述緊固件的桿部內(nèi)逐漸變細(xì)。優(yōu)選地，所述桿部是帶螺紋的桿部。所述凹槽的構(gòu)造在自動組裝工序中產(chǎn)生效用。其使薄頭緊固件傳遞 更高的扭矩以使微型組件中能夠產(chǎn)生更大的夾緊力。還使旋具刀頭與螺 釘凹槽之間的接合與分離變得容易。在本發(fā)明的另一方面，提供一種與緊固件一起使用的、具有刀頭的 旋具，該刀頭的形狀與所述緊固件的凹槽形狀互補。所述凹槽的構(gòu)造使旋具刀頭易于制造。其形狀能夠通過成形或機加 工而成。在本發(fā)明的再一方面，提供一種用于形成緊固件的成形工具，該成 形工具具有形狀與該緊固件的預(yù)期凹槽形狀互補的沖頭。所述凹槽的構(gòu)造使成形工具易于制造。其形狀能夠通過成形或機加 工而成。


圖l是緊固件沿圖2中的X-X線的剖視圖； 圖2是緊固件的俯視圖，示出驅(qū)動頭部表面上的凹槽； 圖3是與圖1所示緊固件一起使用的旋具的立體圖； 圖3a-3c示出將刀頭置入螺釘內(nèi)的順序； 圖3d-3f示出用于螺釘拾取及放落的吸入工序的示意圖； 圖4a-4c示出用于形成圖1所示緊固件的成形工具。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參看本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述優(yōu)選實施方式的實例 示出在附圖中。本發(fā)明在其最寬泛的方面不限于這些優(yōu)選實施方式。相 反，本發(fā)明意在覆蓋可包括在權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)的替代方 式、改型和等同技術(shù)方案。再者，在下面對實施方式的詳細(xì)描述中，詳 細(xì)描述許多具體細(xì)節(jié)以便理解本發(fā)明的實施方式。圖1示出本發(fā)明的緊固件的實施方式的截面圖(沿圖2中的X-X 線)，從頂部觀察，該緊固件具有位于驅(qū)動螺釘頭部40處的凹槽。該凹 槽的輪廓(從該截面?zhèn)扔^察)具有頂部11和底部12并用于容納旋具刀 頭。階梯IO形式的鄰接部從凹槽的底部12延伸。在該實施方式中，臺 階10在大體上呈三角形的凹槽的每個角處都存在。該圖示出薄的螺釘 頭厚度30、必須的螺紋50以及驅(qū)動槽，所述驅(qū)動槽的鄰接部形成階梯 10，所述驅(qū)動槽的內(nèi)表面20用作旋具刀頭的支持面。在本實施方式中， 臺階10在三角形凹槽的每個角處都存在，而面向鄰接部臺階20的凹部 25向下朝桿部逐漸變細(xì)。該桿部是螺紋桿部并在50處示出，薄的螺釘 頭厚度在30處示出。圖2示出圖1所示緊固件從頂部觀察的視圖。該凹部的構(gòu)造大體上 為三角形。盡管該凹部的構(gòu)造大體上為三角形，但是該凹部也可以是任 何形狀或形狀的組合。臺階10提升扭轉(zhuǎn)性能(torque capability )，并且三角形的角不延伸 到驅(qū)動頭部40的邊緣。三角形的角為圓角以防止緊固件粘結(jié)配合到旋 具，這種粘結(jié)特征不利于自動化生產(chǎn)。本文中的"扭轉(zhuǎn)性能"意指旋具刀頭更好地接合到緊固件的凹部中， 這又使得能夠產(chǎn)生更好的夾持作用以便將緊固件旋入螺紋孔部件中。由 于旋具刀頭與該凹部之間具有深的接合深度并具有高的表面接觸區(qū)域/ 最寬的接觸表面，所以該凹部的這種獨特構(gòu)造使得能夠產(chǎn)生更好的接 合。這種高的接觸表面使旋具和緊固件之間的接合深度最大化并使旋扭 力分布在表面區(qū)域，延長工具壽命并使扭矩傳遞最大化。這對于微型螺
釘來說很難實現(xiàn)，因為如果這種螺釘?shù)陌疾看嬖谔嗒M縫或狹槽的話， 螺釘頭表面將不會剩下太多材料。在本發(fā)明中，扭轉(zhuǎn)性能獲得了提升， 而且螺釘頭和螺紋桿部部分剩有足夠多的材料。這還導(dǎo)致產(chǎn)生強度更大 的螺釘，強度更大的螺釘又減少工具滑脫以及對緊固件和周圍區(qū)域的大 的、令人不快的損壞。在圖3b處，旋具刀頭在該凹部的內(nèi)表面處與螺釘凹槽相接觸。旋具刀頭或螺釘旋具必須將螺釘50的帶螺故桿部旋入螺紋孔部件 中，例如旋入螺帽中，直到達(dá)到所需的扭矩。旋具刀頭的制造是相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的。需要注意的是凹槽端部的構(gòu)造75。 對于這種'J、螺釘來說，螺釘與旋具刀頭之間的公差和間隙對于在旋入過 程中避免凹槽破裂或滑脫是非常重要。旋具刀頭的構(gòu)造是這樣其端部 必須與螺釘?shù)陌疾巯嗥ヅ湟员苊庠跈幘o螺釘?shù)倪^程中旋具刀頭滑脫。本 發(fā)明使旋具刀頭與螺釘之間在不產(chǎn)生完全的粘結(jié)配合(stick-fit)的情 況下更好地配合。旋具端部構(gòu)造75使螺釘能夠以足夠接觸區(qū)域合適地 置于旋具刀頭上。這將使螺釘在自動化工序中與組裝產(chǎn)品更好地對準(zhǔn)。 這還將使螺釘能夠以特別是無人操作自動化組裝工序中所需的更高的 精度擰緊。圖3d-f示出自動化工序中用于拾取和放落螺釘?shù)奈牍ば虻氖疽?圖。旋具刀頭85 (以虛線示出)位于套筒80中。當(dāng)螺釘靠近旋具刀頭 85時，空氣在套筒80與旋具刀頭85之間的間隙90處被吸入套筒80 中。 一旦螺釘被擰緊并且達(dá)到所需扭矩，吸入動作將停止。由于不產(chǎn)生 粘結(jié)配合效應(yīng)，所以必要時僅通過停止吸入動作便能將螺釘棄入廢料箱 中。這樣做的優(yōu)點是整個工序是自動化的并且無需手工地將螺釘從旋 具刀頭85上移除。圖4a示出用于形成該緊固件的成形工具。這是一種用于通常所說 的冷鐓工藝的標(biāo)準(zhǔn)沖頭，冷鐓工藝通常用于形成螺釘凹槽。沖頭在稱為 螺釘坯件的部件上鐓出所述形狀，螺釘坯件是無螺紋的螺釘。沖頭65 具有沖頭端部70,沖頭端部70的形狀與將最終沖入螺釘坯件55中的預(yù) 期凹槽的形狀互補。沖頭端部70能夠通過機加工或冷成型(銑刀)制 造。在冷成型工藝中，往復(fù)式?jīng)_頭65將靠近由鐓鍛模60保持的螺釘坯 件55并將預(yù)期凹槽沖入螺釘坯件55中。
權(quán)利要求
1.一種緊固件，其包括驅(qū)動頭部和桿部，其中，所述驅(qū)動頭部包括具有頂部和底部并用于容納旋具刀頭的凹槽，所述凹槽進(jìn)一步包括從所述凹槽的底部延伸的鄰接部，并且所述鄰接部沿所述凹槽的周邊布設(shè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的緊固件，其中，所述鄰接部沿所述凹槽 的部分周邊布"^殳。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其中，所述鄰接部不延伸 出所述凹槽的頂部。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述凹槽是 角形的。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述凹槽的 構(gòu)造總體上呈三角形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的緊固件，其中，所述鄰接部位于所述總 體上呈三角形的凹槽的至少一個角處。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的緊固件，其中，所述鄰接部位于所述總 體上呈三角形的凹槽的每個角處。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述凹槽朝 所述桿部內(nèi)逐漸變窄。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述桿部帶 有螺紋。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述驅(qū)動頭 部具有倒角邊緣。
11. 一種與前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件一起使用的旋具，所述旋具具有形狀與所述緊固件的凹槽形狀互補的刀頭。
12. —種用于形成權(quán)利要求1-10中任一項所述的緊固件的成形工 具，所述成形工具具有形狀與所述緊固件的預(yù)期凹槽形狀互補的沖頭。
全文摘要
一種緊固件，其包括薄的驅(qū)動頭部(40)和帶螺紋桿部(50)，其中，頭部(40)包括具有頂部(11)和底部(12)并用于容納旋具刀頭的凹槽(25)。凹槽(25)進(jìn)一步包括從凹槽(25)的底部(12)延伸的鄰接部或臺階(10)，鄰接部(10)沿凹槽(25)的周邊布設(shè)。優(yōu)選地，凹槽(25)具有錐形壁并且具有三角形構(gòu)造，鄰接部(10)位于每個角的位置。所述緊固件可以是用于諸如電腦和手機的電氣或電子設(shè)備的微型螺釘。
文檔編號F16B23/00GK101163893SQ200580049027
公開日2008年4月16日 申請日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者林金山 申請人:實保威工業(yè)私人有限公司