专利名称：头部开槽螺丝和与之相配的螺丝刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种头部开槽螺丝以及可与该螺丝的开槽头部配合的螺丝刀，该头部中有可承受螺丝刀转矩的十字槽。
Phillip十字槽在许多国家中被用在某些类型螺丝中，现已在全世界流行开来。其头部有公知十字槽的这些螺丝靠其十字槽确保转矩的传递。螺丝刀可紧密、牢靠地插入十字槽中，从而高效旋紧或旋下这些螺丝。
但值得注意的是，对于某些淬火、硬化的自攻丝螺丝或自钻孔螺丝会产生某些问题。这些螺丝在旋紧时需要很大推力。被广泛使用的十字槽的螺丝刀附着区一般在所述槽的中心区域，因此推力承受面积较小。因此，旋紧转矩生成的很大弯矩主要作用在每一开槽螺丝头的这类很小区域上。但是，所述螺丝头很硬，造成螺丝刀的十字槽附着部过早严重磨损，使得螺丝刀与十字头的附着啮合的可靠性降低。另一个问题是，电动机驱动或自动螺丝刀常常会由于由非熟练工造成的转矩过大而发生断裂和/或滑牙。
为了解决现有技术所固有的问题，已有人提出用改进的十字槽取代螺丝头的这种简单十字槽，螺丝刀也相应作出改进。螺丝头中经改进的槽可传递更大转矩(例如见日本专利公开公报No.3-292407、日本专利公报No.737805和美国专利No.5,020,954)。
鉴于上述背景，本发明的一个目的是提供其头部开槽的一种螺丝及相配螺丝刀，螺丝头中的十字槽稍加改进，但可传递更大转矩，同时附着区增大，以承受更大推力。
为了实现这一目的，螺丝头顶部中的十字槽包括一中心区和从所述中心区沿径向伸展、围绕该区的四个凹槽，每一凹槽向一位于该中心区径向外部的锥形底面斜行而减小其宽度。每一凹槽由互相面对、传递转矩的两侧壁和该锥形底面构成，该锥形底面互连两侧壁的外边缘。所述锥形底面的宽度大于具有相同凹槽长度的公知标准十字槽中的凹槽的锥形底壁的相应宽度。本发明十字槽的两侧壁的径向长度(或深度)小于锥形底面的宽度。各由相邻凹槽的相邻侧壁的交线构成的两内边缘之间的距离至少为锥形底面宽度的1.5倍。该十字槽的每一凹槽的两侧壁之一位于与该螺丝轴线平行的一平面内，该侧壁处于螺丝旋紧方向上的前方。每一凹槽的锥形底面最好与螺丝轴线斜交成一约为5°的角，从而形成一锥形附着面。
或者，处于螺丝旋紧方向后方的另一侧壁也可与螺丝轴线斜交成一约为10°的角。该侧壁也形成一代替该锥形底面的附着平面，也实现上述同一目的。
也由本发明提供的螺丝刀包括一与十字槽中心区配合的尖端和从该尖端外周伸展、与十字槽中的四个凹槽配合的四个凸起(即传动翼片)。
在旋紧本发明螺丝时，必须使用专门设计成与该螺丝配合的螺丝刀。但是，在因维修或拆卸而旋松螺丝时，可不使用本发明螺丝刀，而使用任何公知十字头或方头螺丝刀。
图1为其头部中有本发明十字槽的螺丝的俯视图；图2为该螺丝的局部剖视的局部正视图；图3为用来旋紧该螺丝的螺丝刀的局部正视图；图4为螺丝刀插入螺丝的十字槽中时的局部剖视的局部正视图；图5为公知螺丝的俯视图，其头部中有公知十字槽；图6a为具有本发明十字槽的螺丝的俯视图；图6b为具有公知十字槽的公知螺丝的俯视图，以与本发明十字头螺丝作比较；图7为用公知十字头螺丝刀旋松本发明十字头螺丝的俯视图，该公知十字头螺丝刀用其横截面表示；图8为与图7对应的正视图，但该螺丝用其垂直截面表示；图9为用公知方头螺丝刀旋松本发明十字头螺丝的俯视图，该公知方头螺丝刀用其横截面表示；图10为本发明另一实施例的十字头螺丝的俯视图；图11为图10螺丝的局部垂直剖视的局部正视图；以及图12为用于该另一实施例的螺丝的螺丝刀的局部正视图。
下面结合
本发明一些优选实施例。
图1和2示出了带有根据本发明形成的开槽头部的一螺丝1。螺丝杆2顶部上的螺丝头3的顶面上刻有一具有本发明所要说明的十字槽4。十字槽4包括一中心区5，从该中心区以90°等角距沿径向向外伸出4个凹槽6。每一凹槽6由两相对侧壁7和8以及一位于中心区径向外部的锥形底面9构成。锥形底面9互连两侧壁，这两侧壁用来传递转矩。这些特征与图5中所示的广泛使用的具有十字槽104的公知标准螺丝所固有的特征几乎是一致的。但是，如果与具有与本发明螺丝十字槽相同长度M的十字槽104、且由一中心区105和凹槽106构成的公知螺丝相比较，本发明螺丝具有下文详述的特征。
十字槽4中每一凹槽6的锥形底面9的宽度A大于公知的标准十字槽104中每一凹槽106的相应锥形底面109的宽度a。在本发明中，每一凹槽6的两侧壁的径向长度(或深度)B小于宽度A。各由相邻凹槽6的相邻侧壁7和8的交线构成的两内边缘之间的距离C等于或大于宽度A的1.5倍。因此，陡斜侧壁7和8各正对部分之间的宽度向着中心区5不是逐渐变大，而是急剧变大。因此，本发明中心区5比公知十字槽104的中心区105大得多。
从图6a和6b可看到，本发明十字槽4(图6a)的形状和大小与公知十字槽104(图6b)明显不同。两种十字槽的长度M相同，都为4.5mm，公知十字槽104符合日本工业标准(JIS)，并广泛使用。
每一凹槽6的至少一个侧壁7位于一与具有本发明十字槽4的螺丝的轴线平行的平面内。使用时，一侧壁7抵靠旋紧螺丝的螺丝刀。在图1和2所示螺丝1中，在使用时抵靠旋松所述螺丝的螺丝刀的另一侧壁8同样位于与螺丝轴线平行的另一平面中。另一方面，其中心线与螺丝轴线对齐的凹槽锥形底面9与螺丝轴线斜交成一约为5°、最好为5°46′的角α(见图2)，以便形成一锥形附着面。
图3所示本发明螺丝刀20插入螺丝十字槽4中专用于旋紧螺丝1。该螺丝刀包括其形状与十字槽的中心区5相配的一尖端21和4个与该尖端的外周连成一体的凸脊(即传动翼片)22。与4个凹槽6中任一个凹槽啮合的每一凸脊包括两相对侧面23、24，这两个侧面以与每一凹槽两侧壁7、8的相同角度倾斜。每一凸脊22的一外表面25为一锥形面的一部分，该锥形面以与凹槽6的锥形底面9的相同角度α倾斜。每一凸脊22的相对两根部之间的宽度C大于该外表面的宽度而与每一凹槽两内边缘之间的距离C一致。
图4示出螺丝刀20插入十字槽4中，以便旋紧螺丝1。十字槽的凹槽6的锥形底面9为一锥形面的一部分，该锥形面的中心线与螺丝轴线对齐。同样，螺丝刀的凸脊(即传动翼片)22的外表面25为同一锥形面的一部分，其轴线与螺丝刀20的轴线对齐。因此，即使每一凸脊22的侧面23或24与每一凹槽6的侧壁7或8之间存在微小间隙，所有凸脊22也会在圆周方向上沿各自的锥形底面9滑动。因此外表面25与凹槽6的宽大锥形底面保持良好接触。从而确保螺丝刀与十字槽有很大附着面积以承受很大推力。同时，螺丝刀旋紧螺丝的4个凸脊(即传动翼片)22的‘前方’侧面23抵靠被旋紧螺丝中的凹槽6的面向‘后方’的侧壁7。术语‘前方’和‘后方’是指螺丝在旋紧方向上的位置。从而位于一与螺丝轴线平行的平面中的侧壁7承受并传递很大转矩，力几乎无任何损耗，也不用害怕螺丝刀20会发生所谓的‘滑牙’。
当旋松和旋下如此旋紧的螺丝1时，最好使用本发明专门设计的螺丝刀20，但也可使用任何其他公知的标准十字头之类螺丝刀。
图7和图8示出了一广泛使用的十字头螺丝刀30插入在螺丝1的十字槽4中。该螺丝刀的4个凸脊(或传动翼片)31很薄，因此它们与凹槽的相对侧壁7和8之间有很大间隙。当转动十字头螺丝刀30旋松螺丝1时，每一凸脊31的外端抵靠其时在螺丝被旋松方向上位于‘前方’的侧壁8。由于旋松螺丝所需转矩比旋紧螺丝时小，因此象螺丝刀30之类的公知螺丝刀可承受旋松转矩。
图9示出一广泛使用的方头螺丝刀40插入螺丝1的十字槽4中。该十字槽4的中心区5足够大，因此其尺寸大到足以传递旋松该螺丝所需转矩的方头螺丝刀可插入其中。
图10和图11示出本发明一修正的螺丝11，其十字槽与上述不同。该螺丝11的结构与图1和2所示螺丝基本相同，因此用同一标号表示的相同或相似部件而不再赘述。在螺丝旋松方向上每一凹槽6中一‘前方’侧壁8’位于另一侧壁的前方。这样的前方侧壁在该例中用作附着面取代上述实施例螺丝1的凹槽6中的锥形附着面或底面9。
确切说，凹槽6的‘前方’侧壁8’与螺丝轴线斜交成一约为10°的角β，从而形成附着平面。该例中每一凹槽的锥形底面9’与所述螺丝轴线斜交成一约为15-20°的角γ。这些锥形底面9’用来引导螺丝刀20’平滑地插入十字槽中。
图12示出专用于插入螺丝11的十字槽4中旋紧该螺丝的螺丝刀20’。该螺丝刀20’的结构与图3所示螺丝刀20基本相同，因此用同一标号表示的相同或相似部件而不再赘述。
该螺丝刀20’的4个凸脊(即传动翼片)22的‘前方’侧面24’同样与螺丝轴线斜交成一约为10°的角β，以与螺丝11的侧壁8’一致。该例中各凸脊的外表面25’与该螺丝刀20’的轴线斜交成一约为15-20°的角γ。
因此，当螺丝刀20’插入十字槽4中旋紧螺丝11时，4个凸脊22的倾斜侧面24’将与凹槽6在旋松方向上位于前方的倾斜侧壁8’保持良好接触。从而确保螺丝刀与十字槽有很大附着面积以承受很大推力。同时，螺丝刀旋紧螺丝的4个凸脊(即传动翼片)22的‘前方’侧面23抵靠被旋紧螺丝中的凹槽6的面向‘后方’的侧壁7。‘前方’和‘后方’指螺丝旋紧方向上的位置。从而位于一与螺丝轴线平行的平面中的侧壁7承受并传递很大转矩，力几乎无任何损耗，也不用害怕螺丝刀20’会发生所谓的‘滑牙’。
当旋松和旋下如此旋紧的螺丝11时，与上面第一实施例所述螺丝1一样，最好使用本发明专门设计的螺丝刀20’，但也可使用任何其他标准十字头30、方头40等公知螺丝刀。
总之，本发明螺丝十字头中的4个凹槽较之广泛使用的标准十字槽中的凹槽浅而宽。特别是，各由相邻凹槽的相邻侧壁的交线构成的两内边缘之间的距离或宽度比公知螺丝大得多。依靠这一特征，与本发明十字槽啮合的本发明螺丝刀的凸脊(即传动翼片)的厚度足以能传递和承受与一更大推力相伴的更大转矩。两相对侧壁中位于旋紧方向前方的一侧壁位于一与螺丝轴线平行的平面中，因此所传递的更大转矩不会造成螺丝刀‘滑牙’问题。
此外，在本发明中，4个凹槽的锥形底面或在旋紧方向上的后方侧壁总的来说用作附着面。该附着面比公知十字槽中位于该十字槽的中心区处的附着面大得多。因此，螺丝刀可更牢靠地‘附着’于本发明的十字槽。根据本发明技术方案限定的一个方面，该锥形底面用作该附着面，每一凸脊的侧面与每一凹槽的侧壁之间可以有微小间隙。由于所有凸脊分别在圆周方向上沿各自的锥形底面滑动，因此间隙决无不利影响，从而确保获得满意的附着效果。
另一方面，在旋松或旋下旋紧的螺丝时不仅可使用本发明专用螺丝刀，也可使用任何公知十字头螺丝刀。由于本发明十字槽的中心区很大，因此可使用方头扳手旋松本发明螺丝，因此本发明螺丝的使用更方便。
权利要求
1.一种头部开槽螺丝，该螺丝包括一形成在该头部的顶部中的十字槽，该十字槽包括一中心区和从该中心区径向伸展的四个凹槽，其特征在于，每一凹槽呈锥形，从而其宽度向一位于该中心区径向外部的锥形底面减小，每一凹槽由互相面对、传递转矩的两侧壁和该锥形底面构成，该锥形底面互连两侧壁的外边缘，该锥形底面的宽度(A)大于具有相同凹槽长度(M)的公知标准十字槽中的各凹槽的相应锥形底部的宽度(a)；两侧壁的径向长度(B)小于宽度(A)；以及，各由相邻凹槽的相邻侧壁的交线构成的两内边缘之间的距离(C)至少为宽度(A)的1.5倍，每一凹槽的两侧壁之一位于一与该螺丝轴线平行的平面内，该侧壁在螺丝旋紧方向上位于前方，而且，每一凹槽的锥形底面与螺丝轴线斜交成一约为5°的角，从而形成一锥形附着面。
2.一种螺丝刀，其特征在于，包括一与根据权利要求1所述的十字槽的中心区相配的尖端和从该尖端外周伸展、与根据权利要求1所述的四个凹槽相配的四个凸起。
3.一种头部开槽螺丝，该螺丝包括一形成在该头部的顶部中的十字槽，该十字槽包括一中心区和从该中心区径向伸展的四个凹槽，其特征在于，每一凹槽呈锥形，从而其宽度向一位于该中心区径向外部的锥形底面减小，每一凹槽由互相面对、传递转矩的两侧壁和该锥形底面构成，该锥形底面互连两侧壁的外边缘，该锥形底面的宽度(A)大于具有相同凹槽长度(M)的公知标准十字槽中的各凹槽的相应锥形底部的宽度(a)；两侧壁的径向长度(B)小于宽度(A)；以及，各由相邻凹槽的相邻侧壁的交线构成的两内边缘之间的距离(C)至少为宽度(A)的1.5倍，每一凹槽的两侧壁之一位于一与该螺丝轴线平行的平面内，该侧壁在螺丝旋紧方向上位于前方，而且，在旋紧方向上位于后方的另一侧壁位于另一平面中，该另一平面与螺丝轴线斜交成一约为10°的角，从而形成一附着平面。
4.一种螺丝刀，其特征在于，包括一与根据权利要求3所述的十字槽的中心区相配的尖端和从该尖端外周伸展、与根据权利要求3所述的四个凹槽相配的四个凸起。
全文摘要
一种头部开槽螺丝包括一个十字槽,该槽包括一中心区和四个凹槽。凹槽宽度向一外部锥形底面减小,该底面和两相对侧壁构成凹槽。锥形底面宽度A大于长度M相同的标准十字槽中的宽度a。两侧壁的长度B小于宽度A,侧壁交线间距离C等于或大于宽度A的1.5倍。一侧壁位于与螺丝轴线平行的平面内,并在旋紧方向上位于前方。锥形底面与螺丝轴线斜交成5°。该改进的十字槽被一与其相配的螺丝刀转动时可传递更大转矩、提供更大附着面。
文档编号F16B23/00GK1257971SQ99125478
公开日2000年6月28日 申请日期1999年12月6日 优先权日1998年12月18日
发明者新城克己 申请人:有限会社新城制作所