专利名称：自锁螺丝及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有防松弛功能的自锁螺丝及其制造方法。更具体地说，涉及把自锁螺丝的螺纹沟底扩大、使螺纹牙的齿腹容易弹性变形、提高自锁效果的自锁螺丝及其制造方法。
这样，可采用与通常螺丝滚压成形时同样的模具，沿着螺纹牙顶部形成缝隙时，不一定能将缝隙形成得足够深。因此，缝隙两侧的齿腹的刚性大，齿腹的弹性变形量小，弹性变形的反力对螺丝的锁定效果(弹回效果)不够大。
为此，本申请人提出了日本专利申请公报特开平7-139537号揭示的方法。该方法中，在第1滚压成形中，将浅螺纹沟与深螺纹沟交替配置地形成螺纹沟。再在第2滚压成形中，将深螺纹沟作为缝隙形成。这样，可形成足够深的缝隙。
日本专利申请公报特开平7-139537号公开的制造方法中，为了交替配置浅螺纹沟和深螺纹沟，需要特殊的滚压成形模具，增大了滚压成形模具的制作成本。另外，用该滚压成形模具进行的螺丝滚压成形加工中，不容易对螺丝坯材进行均匀的滚压，加工困难。另外，在第2滚压成形中，当滚压成形模与螺纹沟的相位配合相反时，缝隙的深度反而变浅，所以，必须小心地注意相位配合。因此，在进行第1、第2滚压成形时，需要高度的熟练技术。另外，产品的合格率也低。
本发明的目的是提供一种自锁螺丝，通过扩大自锁螺丝的螺纹沟，不需要高度熟练的加工技术，就能将缝隙的深度形成得较深，使螺纹牙齿腹容易弹性变形，提高自锁效果。
另外，上述自锁螺丝中，从螺纹牙的横断面看，上述宽底凹部最好为略矩形。从螺纹牙的横断面看，上述宽底凹部的底面是平坦面。
另外，上述自锁螺丝中，从螺纹牙的横断面看，上述宽底凹部的底面略为圆弧形。或者，从螺纹牙的横断面看，上述宽底凹部的底面，是中央部平坦、两端部附近为略圆弧形的形状。由于螺纹牙的沟底部是宽底凹部，曲率比较平滑地变化，所以在沟底部不容易产生应力集中，不容易产生应力破坏和疲劳破坏。
另外，上述的自锁螺丝中，从螺纹牙的横断面看，上述缝隙的底面是略圆弧形。由于缝隙的断面形状为底部较大凹入的圆弧形，所以齿腹更容易弹性变形，提高回弹效果。另外，把齿腹角成形为大于通常齿腹角，可提高与有公差的阴螺纹的配合性。
另外，本发明自锁螺丝的制造方法，具有第1滚压成形工序和第2滚压成形工序，在第1滚压成形工序，在螺丝坯材上滚压成形出数条螺纹槽，该螺纹槽的间距为所需间距的1/2，其条数为所需要条数的2倍；在第2滚压成形工序，对在第1滚压成形工序中形成的螺纹槽，每隔一个地将其沟底附近成形为从齿腹的延长面向内侧凹入的宽底凹部，把在第1滚压成形工序成形的2条螺纹牙集合起来，成形为沿顶部具有缝隙的一条螺纹牙。通过用第2滚压成形工序在螺纹牙沟底附近成形宽底凹部，可将螺纹牙顶部的缝隙深度形成得较深，所以齿腹容易弹性变形，提高回弹效果，提高螺丝的防松弛效果。另外，即使螺丝坯材的直径是标准尺寸的坯材，也可以制造出标准螺丝尺寸的带缝隙自锁螺丝。不需要特别尺寸的坯材，可使用通用的标准尺寸的坯材，可减低制造成本。
上述自锁螺丝制造方法中，在第1滚压成形工序成形的螺纹牙的齿腹角可以比第2滚压成形工序中成形的螺纹牙的齿腹角小。这样，可将螺纹牙顶部的缝隙深度形成得较深，所以提高齿腹的回弹效果，即提高螺丝的防松弛效果。
另外，上述自锁螺丝的制造方法中，在第1滚压成形工序，可将螺纹牙横断面中的沟部的曲率半径成形为大于顶部的曲率半径。这样，缝隙的断面形状是，缝隙底部为凹入的大圆弧形，齿腹更容易弹性变形，提高回弹效果。另外，把齿腹角成形为大于通常的齿腹角，可提高与具有公差的阴螺纹的配合性。
另外，本发明的自锁螺丝的制造方法，具有第1滚压成形工序和第2滚压成形工序，在第1滚压成形工序，在螺丝坯材上滚压成形出数条螺纹槽，该螺纹槽的间距为所需间距的1/2，其条数为所需要条数的2倍；在第2滚压成形工序，对在第1滚压成形工序中形成的螺纹槽，每隔一个地成形为沟底，把在第1滚压成形工序成形的2条螺纹牙集合起来，成形为沿顶部具有缝隙的一条螺纹牙；在第1滚压成形工序中成形的螺纹牙的齿腹角小于第2滚压成形工序中成形的螺纹牙的齿腹角。由于在第1滚压成形工序成形的螺纹牙的齿腹角小，所以，能把螺纹牙顶部的缝隙深度形成得较深，可提高齿腹的回弹效果，即提高螺丝的防松弛效果。
图2是表示螺纹牙的放大横断面形状的断面图。
图3是表示第1滚压成形工序的断面图。
图4是表示第2滚压成形用模具断面形状的断面图。
图5是表示第2滚压成形用模具断面形状另一例的断面图。
图6是表示第2滚压成形用模具断面形状又一例的断面图。
图7是表示第2实施例中、第1滚压成形工序后的螺纹牙断面形状的断面图。
图8是表示第2实施例中、第2滚压成形工序后的螺纹牙断面形状的断面图。
图9是表示第3实施例中、第1滚压成形工序后的螺纹牙断面形状的断面图。
图10是表示第3实施例中、第2滚压成形工序后的螺纹牙断面形状的断面图。
螺纹牙2形成为具有所需的间距P。螺纹牙2两侧齿腹21的交叉角度即齿腹角A也形成为所需的值。齿腹角A通常设定为60度。螺丝的有效直径D的位置如双点划线所示。螺纹牙2的沟部，从有效直径D处到沟底，从齿腹21的延长面向内侧凹入，形成宽底凹部。宽底凹部的底面23比现有的螺丝沟宽，成形为比较平坦的面。另外，宽底凹部的侧面22的交叉角度设定为小于齿腹角。当齿腹角A为60度时，侧面22的交叉角例如为20～40度(最好为25～35度)。由于侧面22的交叉角相当小，所以，宽底凹部从螺丝牙2的横断面看略呈矩形。
下面说明具有顶部缝隙3和宽底凹部的螺丝牙2的制造方法。先将螺丝坯材上滚压成形出数条螺纹牙，该螺纹牙的间距为最终产品螺丝的间距的1/2，该螺纹的条数为最终产品螺丝的螺纹条数的2倍。下面将该工序称为第1滚压成形工序。然后，每隔一个第1滚压成形工序形成的螺纹沟，将沟底附近成形为从齿腹延长面向内侧凹入的宽底凹部，将第1滚压成形工序成形的2条螺纹牙集合，成形为沿顶部具有缝隙的一条螺纹牙。下面将该工序称为第2滚压成形工序。在第1滚压成形工序成形的螺纹牙的条数是产品螺丝的2倍，例如，如果产品螺丝是1条螺纹时，则为其2倍是2条。如果产品螺丝是2条螺纹时，则为其2倍是4条。
图3是表示第1滚压成形工序的螺纹牙和第1滚压成形用模具5的断面图。对自锁螺丝1的螺丝坯材，用第1滚压成形用模具5进行滚压成形加工，形成多条螺纹牙。由第1滚压成形工序形成的螺纹牙的齿腹角A，与产品螺丝的齿腹角为相同角度。第1滚压成形工序的螺纹牙的间距为产品螺丝的间距P的1/2。第1滚压成形工序的螺纹牙的条数是产品螺丝的螺纹条数的2倍。如果产品螺丝为1条，则第1滚压成形工序的螺纹牙的条数为2条。因此，螺丝的导角与产品螺丝相等。
图4表示第2滚压成形用模具6的断面形状。用第2滚压成形用模具6把在第1滚压成形工序中形成的2个相邻螺纹集合起来，滚压成形加工出顶部具有缝隙3的一个螺纹牙。第2滚压成形用模具6的螺纹牙的齿腹角A和间距P与产品螺丝相同。在第2滚压成形用模具6上设有宽底成形部60，用于成形自锁螺丝1的宽底凹部。宽底成形部60对在第1滚压成形工序形成的螺纹，每隔一个成形螺丝牙的沟部(螺纹槽)，作为宽底凹部。
被宽底成形部60挤压的螺丝坯材的材料，朝着螺纹牙2顶部塑性流动，所以与无宽底凹部时相比，可将缝隙3的深度形成得更深。因此，齿腹21容易弹性变形，提高回弹效果。另外，螺丝坯材的直径即使是一般尺寸的坯材，也能制造出与无缝隙的通常螺丝对应尺寸的、顶部带缝隙的自锁螺丝。因此，不需要特别尺寸的坯材，可使用通用的坯材，可降低制作成本。另外，螺纹牙的沟底部是比较宽的宽底凹部，曲率变化比较平滑，所以在沟底部不容易产生应力集中，不容易产生应力破坏和疲劳破坏。
该第2滚压成形用模具6的宽底成形部60，其成形宽底凹部的底面23的部分，中央部做成为平坦部61，平坦部61的两侧角部做成为圆弧形角部62。这时，自锁螺丝1的宽底凹部的底面23的形状也成为对应的形状。图5、图6表示第2滚压成形用模具6的其它形状例。图5所示第2滚压成形用模具6，成形宽底成形部60的底面23的部分，仅由平坦部61构成。这时，模具形状简单，减少制作成本。图6所示第2滚压成形用模具6，成形宽底成形部60的底面23的部分做成为圆弧形部63。第2滚压成形用模具6的形状为上述形状时，自锁螺丝1的宽底凹部的底面23的形状也成为对应的形状。
可以将第1滚压成形用模具5和第2滚压成形用模具6分开设置，依次进行第1滚压成形工序和第2滚压成形工序。也可以将第1滚压成形用模具5和第2滚压成形用模具6设成为一体的一个模具，用一次滚压成形加工将第1滚压成形工序和第2滚压成形工序连续起来进行。
下面，说明作为本发明第2实施例的自锁螺丝制造方法。与第1实施例同样地，用第1滚压成形工序、第2滚压成形工序这样2个工序进行螺纹牙的成形。图7是表示第2实施例中的、第1滚压成形工序后的螺纹牙断面形状。由第1滚压成形工序制作的螺纹牙的间距是产品螺丝的间距P的1/2，由第1滚压成形工序制作的螺纹牙的齿腹角B小于产品螺丝的齿腹角A。
因此，螺纹牙的高度比齿腹角为A时的螺纹牙高，但当齿腹角为A时的螺纹牙高度的2倍以内地决定齿腹角B。如果产品的齿腹角A为60度，则齿腹角B可为45度。第1滚压成形用模具的形状做成为可成形上述螺纹形状的形状。
图8表示第2实施例中的、第2滚压成形工序后的螺纹牙的断面形状。进行第2滚压成形工序的第2滚压成形用模具与第1实施例中的相同，如图4所示形状。但是，第1滚压成形工序中的螺纹牙高度比第1实施例中的高，所以缝隙3的深度也比第1实施例中的深。齿腹角A为60度、齿腹角B为45度时，缝隙3的深度为第1实施例中的1.4倍。
因此，齿腹容易弹性变形，提高回弹效果。该第2实施例中，第2滚压成形工序用于成形宽底凹部，但第2滚压成形工序也可以用于成形通常的螺纹牙的沟部。这时，也能得到比现有自锁螺丝更深的缝隙，提高回弹效果。
下面，说明作为本发明第3实施例的自锁螺丝制造方法。与第1实施例同样地，用第1滚压成形工序、第2滚压成形工序这样2个工序进行螺纹牙的成形。图9是表示第3实施例中的、第1滚压成形工序后的螺纹牙断面形状。由第1滚压成形工序制作的螺纹牙的间距是产品螺丝的间距P的1/2。由第1滚压成形工序制作的螺纹牙的齿腹角C小于产品螺丝的齿腹角A。另外，该螺纹牙形状是，沟部12的曲率半径大于顶部11的曲率半径。将第1滚压成形用模具的形状做成为能成形上述螺纹牙形状的形状。
图10是表示第3实施例中的、第2滚压成形工序后的螺纹牙断面形状。进行第2滚压成形工序的第2滚压成形用模具与第1实施例的相同，为图4所示形状。第1滚压成形工序中的螺纹牙形状，由于沟部12的曲率半径大，所以，第2滚压成形工序后的缝隙3的断面形状是，缝隙3的底部呈大大凹入的圆弧形。另外，缝隙3内部槽宽大于缝隙3的开口部宽度。
因此，齿腹容易弹性变形，提高回弹效果。另外，由于齿腹容易弹性变形，所以，即使将齿腹角成形大于通常的齿腹角(例如60度)，也能与对应的阴螺纹螺合。把齿腹角成形为比通常的齿腹角大时，能适合于公差大的阴螺纹，提高适用性，可大量生产。
上述实施例中，对自锁螺丝是阳螺纹的情形作了说明，但自锁螺丝也适用于阴螺纹。另外，螺丝的材料可以是一般螺丝所用的任何材料，例如，可以采用不锈钢、钢、其它金属、塑料等。上述实施例中，作为制造方法是说明了滚压成形，但也可用射出成形等其它制造工序成形本发明的自锁螺丝的螺纹牙形状。工业实用性如上所述，根据本发明自锁螺丝的制造方法，可制造防松弛效果好的自锁螺丝，用该制造方法制造出的本发明自锁螺丝，可使用于一般螺丝应用的产品上。尤其适用于安装可动部件的场合、固定振动大螺丝容易松弛的部件的场合、及螺丝尺寸小不能加在紧固力的场合等。例如，最适合于眼镜架可动部的安装螺丝等。
权利要求
1.一种自锁螺丝的制造方法，其特征在于，具有第1滚压成形工序和第2滚压成形工序；在第1滚压成形工序，在螺丝坯材上滚压成形出数条螺纹槽，该螺纹槽的间距为所需间距的1/2，其条数为所需要条数的2倍，并且各螺纹槽形状相同；在第2滚压成形工序，对在第1滚压成形工序中形成的螺纹槽，每隔一个地将其沟底附近成形为从齿腹(21)的延长面向内侧凹入的宽度凹部(22、23)，把在第1滚压成形工序成形的2条螺纹牙集合起来，成形为沿顶部具有缝隙(3)的一条螺纹牙(2)。
2.如权利要求1所述的自锁螺丝的制造方法，其特征在于，在第1滚压成形工序成形的螺纹牙的齿腹角(B)比第2滚压成形工序中成形的螺纹牙(2)的齿腹角A小。
3.如权利要求1所述的自锁螺丝的制造方法，其特征在于，在第1滚压成形工序，将螺纹牙横断面中的沟部(12)的曲率半径成形为大于顶部(11)的曲率半径。
4.一种自锁螺丝的制造方法，其特征在于，具有第1滚压成形工序和第2滚压成形工序，在第1滚压成形工序，在螺丝坯材上滚压成形出数条螺纹槽，该螺纹槽的间距为所需间距的1/2，其条数为所需要条数的2倍，各螺纹槽的形状相同；在第2滚压成形工序，对在第1滚压成形工序中形成的螺纹槽，每隔一个地成形为沟底，把在第1滚压成形工序成形的2条螺纹牙集合起来，成形为沿顶部具有缝隙(3)的一条螺纹牙(2)；在第1滚压成形工序中成形的螺纹牙的齿腹角(B)小于第2滚压成形工序中成形的螺纹牙的齿腹角(A)。
全文摘要
本发明提供的自锁螺丝，不需要高度熟练技术就可以形成深的缝隙深度，使螺栓峰齿腹容易弹性变形，提高锁定效果。沿着螺丝牙(2)顶部设置分割螺丝牙两侧齿腹(21)的缝隙，螺丝牙沟底附近成形为从齿腹延长面向内侧凹入的宽底凹部(22、23)。通过在螺丝牙沟底附近设置宽底凹部，可形成深的螺丝顶部的缝隙深度，齿腹容易弹性变形，提高回弹效果。因此，也提高螺丝的防松弛效果。
文档编号B21H3/06GK1439468SQ0310542
公开日2003年9月3日 申请日期2003年2月20日 优先权日1997年8月6日
发明者桥本秀生 申请人:理想设计技术株式会社