专利名称：自攻螺钉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自攻螺钉。
背景技术：
已知;^走拧进形成在待紧固部件内的导向孔中以通过塑性变形在导向孔 的表面上形成内螺紋的自攻螺钉。作为这种自攻螺钉，存在一种已知的技 术，其中在锥形螺紋区域上设有用于形成内螺紋的突出部，并通过该突出 部在导向孔的表面内形成与圆柱螺杆/平行螺杆(parallel screw )螺玟接合 的内螺紋(见专利文献1至3)。还已知一种技术，其中(螺钉)杆部在 其末端部设有基本上为圆柱形的加工螺紋，该加工螺紋的直径比标准螺紋 的直径大与弹性回复(springback)相对应的量(见专利文献4)。在这种自攻螺钉中，圆柱螺杆(标准螺杆)的外螺紋在旋拧运动期间 与通过突出部形成的内螺紋螺紋接合。因此，如果旋柠到内螺紋中的外螺 紋的螺紋数量增加，则摩擦阻力增加，且由此旋柠转矩与旋柠深度成比例 地增加。因此，当需要将外螺紋旋拧到深的导向孔中时，旋拧转矩变得过 高并且可操作性降低。这样，无法获得充分的轴向力，并且存在紧固状态 变得不够稳固的不利可能性。对于传统的自攻螺钉，即使将公称直径与由自攻螺钉形成的内螺故相 同的螺栓S走拧到孔内，由于内螺紋的内径小，故而外螺紋和内螺紋相互干 涉。这样，在一次紧固的自攻螺钉脱开后，如果将普通螺栓紧固到由自攻 螺钉形成的内螺紋内，则不像普通螺栓和螺母那样能获得稳定的紧固轴向 力。专利文献1:特爿>昭62-55005号^Hl
专利文献2:特公昭39-14383号公报 专利文献3:特开平8-338412号公才艮 专利文献4:特开2000-35016号公报发明内容本发明要解决的问题本发明的目的是提供一种即使在其旋柠到深的导向孔内时也能够防止 旋拧转矩过度增加的自攻螺钉。解决问题的手段本发明采用以下手段来实现所述目的。 也就是，本发明提供这样一种自攻螺钉，包括 圓柱螺杆/圆柱螺紋，设置成比所述圆柱螺杆更靠近自攻螺钉的末端部的锥形螺紋，以及沿螺紋顶点和螺紋两侧的侧面部分地突出并在形成于待紧固部件中的 导向孔的表面上形成内螺紋的多个突出部，其中所述多个突出部从设置所述锥形螺紋的区域设置到设置所述圆柱螺杆 的区域的一部分，并且与包括设在设置所述圆柱螺杆的区域内的突出部的一些突出部的末端 接触的虚拟圆柱的直径大于所述圓柱螺杆的外螺紋的外径。根据本发明，与包括设在设置所述圓柱螺杆的区域内的突出部的一些 突出部的末端接触的虛拟圆柱的直径大于所述圆柱螺杆的外螺紋的外径。 因此，由所述突出部形成的内螺紋的内径变得大于所迷圆柱螺杆的外螺紋 的外径。因此，在内螺紋的旋拧运动过程中(在产生轴向力之前)，圆柱 螺杆不抵靠内螺紋。这样，在旋拧运动过程中，圆柱螺杆不增加旋柠转矩。 由于内螺紋的内径大于圆柱螺杆的外螺紋的外径，所以即使是在自攻螺钉 脱开后再紧固普通螺栓，也可防止普通螺栓的螺紋和所形成的内螺紋的螺 紋相互干涉。
优选地，将所有突出部的末端布置在一虚拟螺旋线上，该螺旋线的直径从(螺^r)杆部的末端部朝一头部逐渐增大。这样，可平滑地形成内螺紋直到内螺紋成形为其最终形状。 还优选地，与设在设置圆柱螺杆的区域内的多个突出部的末端接触的虛拟圆柱的轴线设置成与杆部的轴线一致。本发明的效果如上所述，根据本发明，可提供一种即使在其旋拧到深的导向孔内时 也能够防止旋拧转矩过度增加的自攻螺钉。这样，可增强紧固操作。可实现稳定的紧固状态。此外，由于内螺紋 的内径大于圓柱螺杆的外螺紋的外径，所以即使是在自攻螺钉脱开后再紧 固普通螺栓，也可防止普通螺栓的螺紋和所形成的内螺紋的螺紋相互干涉。
图1是本发明的实施例1的自攻螺钉的正视图；图2是示出本发明的实施例1的自攻螺钉的螺紋和突出部之间的位置 关系的说明性图示；图3是本发明的实施例1的自攻螺钉的设有用于形成内螺紋的突出部 的部分的示意性剖视图；图4是本发明的实施例1的自攻螺钉的设有在紧固操作时用于形成内 螺紋的突出部的部分的示意性剖视图；图5是本发明的实施例1的自攻螺钉的设有用于形成内螺紋的突出部 的部分的示意性剖视图；图6是本发明的实施例1的自攻螺钉的设有在紧固操作时用于形成内 螺紋的突出部的部分的示意性剖视图；图7是示出本发明的实施例1的自攻螺钉处在被旋拧状态的示意图；图8是本发明的实施例1的自攻螺钉处在紧固状态的示意图；图9是示出旋拧特性的曲线图； 图10是根据本发明的实施例2的自攻螺钉的正视图；以及 图11是示出本发明的实施例2的自攻螺钉的螺紋和突出部之间的位置 关系的说明性图示。附图标记i兌明10 头部11 凸缘20 杆部21 圆柱部22 圆柱螺杆23 锥形螺紋30, 31， 32， 33 突出部 40, 41, 42, 43 突出部 100， 200 自攻螺4丁500 第一部件501 导向孔600 第二部件601 通孔具体实施方式
参照附图基于实施例对本发明的最佳实施方式进行详细说明。除非另 外指明，本发明的范围不限于在实施例中所述的组成部分的尺寸、材料、 形状、相对布置等。 实施例1参照图1至9对本发明的实施例1的自攻螺钉进行说明。图1是本发 明的实施例1的自攻螺钉的正视图。图2是示出本发明的实施例1的自攻 螺钉的螺紋和突出部之间的位置关系的说明性图示。图3和5是本发明的 实施例1的自攻螺钉的设有用于形成内螺紋的突出部的部分的示意性剖;f见 图(沿杆部的轴线截取的剖视图)。图4和6是本发明的实施例1的自攻 螺钉的设有在紧固操作时用于形成内螺紋的突出部的部分的示意性剖视图 (沿杆部的轴线截取的剖视图)。图7是示出本发明的实施例1的自攻螺 钉处在被旋拧状态的示意图。图8是本发明的实施例1的自攻螺钉处在紧 固状态的示意图。图9是示出旋柠特性的曲线图。 <自攻螺钉的轮廓结构>特别参照图1对自攻螺钉的轮廓结构进行说明。该实施例的自攻螺钉 100包括具有凸缘11的头部10和杆部20。杆部20以从头部10 —侧向自 攻螺钉100的末端部的顺序包括圆柱部21、圆柱螺杆22和锥形螺紋23。 杆部20 "&有多个用于在设于待紧固部件中的导向孔的表面上形成内螺紋 的突出部30。在该实施例中，所述多个突出部30从自攻螺钉的设置锥形螺紋23的 区域设置到自攻螺钉的设置圆柱螺杆22的区域的一部分。更具体地，突出 部30从自攻螺钉的靠近锥形螺紋23的末端的部分成螺旋状地每120°地连 续地设置到圓柱螺杆22的第一条螺紋。 <对突出部的详细说明>特别参照图2至6对突出部30进行详细说明。图2A是从最靠近头部 的突出部31开始沿图1中的线A-A成螺旋状地截取的横剖视图。图2B示 出圓柱螺杆22的外螺紋的外径DO和与从最靠近头部10设置的突出部中 选出的三个突出部30 (为易于理解将这三个突出部称作突出部31、 32和 33)的末端接触的虚拟圆柱(该圆柱的轴线与杆部20的轴线平行)的直径 Dl之间的关系。在图2A中，符号X0和XI表示螺紋的谷底，而Y0和 Yl表示螺紋的顶点。虛线X0和Y0分别表示圓柱螺杆22中螺紋的谷底和 顶点。如图3至6所示，突出部30设置成沿螺紋顶点和螺紋两侧的侧面(前 导侧面和后随侧面)部分地突出。关于突出部30的形状，突出部30可如 图3和4所示地具有相对于两个侧面而言均一的厚度，或者如图5和6所 示，在旋拧时由于推进所施加的力而承受较大压力的前导侧面可比后随侧 面厚。在该实施例中，在所有突出部30中从螺紋表面的突出高度(厚度)相 等。在该实施例中，只有最靠近头部10的突出部31设在设置圆柱螺杆22 的区域中。这样，如果从最靠近末端部的突出部开始按该顺序连接突出部 30的所有末端，则可形成直径从末端部向头部10逐渐增大的螺旋形状。 与头部10 —侧的三个突出部31至33的末端接触的虛拟圆柱(该圆柱的轴 线与杆部20的轴线平行)的直径D1大于圆柱螺杆22的外螺紋的外径DO (见图2)。 <关于41柠运动>尤其参照图3至8对具有上述结构的自攻螺钉100的旋柠运动进行说 明。如图7所示，自攻螺钉100被旋拧成这样的状态，其中设在作为待紧 固部件的第一部件500上的导向孔501和形成在固定于第一部件500上的 第二部件600中的通孔601相互对准。这样，自攻螺钉100在旋入的同时 通过塑性变形在设于第一部件500中的导向孔501的表面上形成内螺紋 502。图8示出旋拧运动完成的状态。在该实施例中，第一部件500由软材 料如轻合金和轻金属制成，深的导向孔501形成在第一部件500中。 一般 说来，自攻螺钉旋扞到形成在薄板内的导向孔中，并且螺钉的末端部从所 述板突出，但是在该实施例的情况下，如图所示，自攻螺钉旋拧到深的导 向孔501中，并且螺钉的末端部嵌埋在导向孔501中。在该实施例中，如上所述，与头部10—側的三个突出部31至33的末 端接触的虛拟圆柱的直径D1大于圆柱螺杆22的外螺紋的外径DO。因此，于圆柱螺杆22的外螺紋的山形部(mountain)(内螺紋502的内径大于 圆柱螺杆22的外螺紋的外径)。因此，在旋拧运动的过程中(在产生轴向力之前)，圆柱螺杆22不抵 靠内螺紋502 (见图4和6)。在头部10的凸缘11抵靠第二部件600并且 在杆部20上施加张力且产生了大于给定值的轴向力后，圆柱螺杆22和内 螺紋502相互接触。这样，在产生了大于给定值的轴向力后，可如普通的
螺栓和螺母之间的关系那样获得充分的紧固力。 <本实施例的自攻螺钉的优点>根据本实施例的自攻螺钉100，在旋拧运动过程中，圆柱螺杆22不抵 靠内螺紋502。为此，在旋拧运动过程中，圆柱螺杆22与旋拧转矩无关。 这样，在通过最靠近头部10的突出部31进行的内螺紋的形成操作开始之 后旋拧转矩可变得均匀。因此，可抑制旋拧转矩随旋拧深度成比例地增大 的传统现象。图9是示出旋柠特性的曲线图。水平轴线示出旋拧深度，竖直轴线示 出旋拧转矩。在图中，符号X表示本实施例的自攻螺钉的情形，符号Y表 示如在专利文献1至3中那样只在锥形螺紋上设有用于形成内螺紋的突出 部的自攻螺钉的情形，符号Z表示如在专利文献4中那样与标准螺故相比 在末端侧上设有基本上为圆柱形的加工螺紋的情形。如从该曲线图中可发现，对于本实施例的自攻螺钉，如果旋柠深度超 过预定量，则旋拧转矩变得恒定。对于形成为外螺紋与内螺紋螺紋接合的 传统示例Y，即使旋拧深度超过预定量，旋拧转矩也随旋柠深度成比例地 增大。在该实施例中，螺紋逐渐地形成。对于传统示例Z，由于加工螺紋 部分的最大直径从其末端部开始，故而旋拧转矩突然增大。由于加工螺紋 部分的接触面积大，因而旋柠转矩变得高，末端部无法捕捉导向孔的中心， 且由此轴线易于偏斜，并且随着旋拧深度增加，旋拧转矩增大。鉴于上述原因，根据本实施例的自攻螺钉，即使在导向孔深时也可防 止旋拧转矩过度增加。这样，可增强紧固操作。可与普通螺栓和螺母的紧 固控制一致地控制紧固状态，并实现产生稳定轴向力的紧固状态。由本实 施例的自攻螺钉100形成的内螺紋的谷部大于圆柱螺杆22的外螺紋。因此， 可将公称直径与内螺紋相同的普通螺栓紧固到像正常螺母那样的取出自攻 螺钉100后的内螺紋中。这样，可紧固成与普通螺栓和螺母相同的紧固状 态，并获得稳定的紧固力。 实施例2图10和11示出本发明的实施例2。在该实施例中，与实施例l的结
构相比加工突出部一直设置到圆柱螺杆的第二螺紋。由于其它结构和功能 与实施例1的相同，因而相同的组成部分用相同的符号表示并省略其说明。图10是根据本发明的实施例2的自攻螺钉的正视图。图11是示出本 发明的实施例2的自攻螺钉的螺紋和突出部之间的位置关系的说明性图 示。该实施例的自攻螺钉200基本上具有与实施例1的自攻螺钉100相同 的结构，但对于实施例2，用于在设于待紧固部件中的导向孔的表面上形 成内螺紋的多个突出部40的数量比实施例1中的大。参照图11对所述突 出部进行说明。图11A是从最靠近头部的突出部41开始沿图10中的线B-B成螺旋状 地截取的横剖视图。图11B示出圆柱螺杆22的外螺紋的外径D0和与从最 靠近头部10设置的突出部中选出的三个突出部40 (为易于理解将这三个 突出部称作突出部41、 42和43)的末端接触的虚拟圆柱(该圆柱的轴线 与杆部20的轴线平行)的直径D2之间的关系。在图11A中，符号X2表 示螺紋的谷底，而Y2表示螺紋的顶点。除了头部10—侧上的突出部41、 42和43外，实施例2的突出部40 具有与实施例i的自攻螺钉100的突出部30相同的结构。对于实施例2，突出部41、 42和43都设在设置圓柱螺杆22的区域内。 因此，与突出部41、 42和43的末端接触的虚拟圆柱的轴线与杆部20的轴 线一致。此外，与突出部41、 42和43的末端接触的虛拟圓柱的直径D2 大于实施例1中的直径D1。对于该实施例2的自攻螺钉200，同样可获得与实施例1的自攻螺钉 IOO相同的效果。在实施例2中，由于与突出部41、 42和43的末端接触 的虚拟圓柱的直径D2大于实施例1中的直径，故而由实施例2的自攻螺 钉200形成的内螺紋的谷部大于实施例1中的谷部。这样，在旋柠运动过 程中，由圆柱螺杆22形成的内螺紋的外径变大，并且即使在普通螺栓的螺 紋外径增大时，也可为紧固到所形成的内螺紋中的外螺紋提供恒定的间隙。根据该实施例，由于与突出部41、 42和43的末端接触的虛拟圆柱的
轴线与杆部20的轴线一致，因此在紧固自攻螺钉200时相对于内螺紋的同 心度可进一步提高。 (其它)尽管在上述实施例中每隔120。地设置突出部(即， 一圏内有三个突出 部)，但是突出部的布置和数量显然不受限于这些实施例。
权利要求
1、一种自攻螺钉，包括圆柱螺杆；设置成比所述圆柱螺杆更靠近所述自攻螺钉的末端部的锥形螺纹；以及沿螺纹顶点和螺纹两侧的侧面部分地突出并在形成于待紧固部件中的导向孔的表面上形成内螺纹的多个突出部，其中所述多个突出部从设置所述锥形螺纹的区域设置到设置所述圆柱螺杆的区域的一部分，并且与包括设在设置所述圆柱螺杆的区域内的突出部的一些突出部的末端接触的虚拟圆柱的直径大于所述圆柱螺杆的外螺纹的外径。
2、 根据权利要求1所述的自攻螺钉，其特征在于，所有突出部的末端 布置在一虚拟螺旋线上，该螺旋线的直径从一杆部的末端部朝一头部逐渐 增大。
3、 根据权利要求1所述的自攻螺钉，其特征在于，与设在设置所述圆 柱螺杆的区域内的多个突出部的末端接触的虚拟圆柱的轴线与一杆部的轴 线一致。
全文摘要
本发明涉及一种即使在其旋拧到深的导向孔内时也能够抑制旋拧转矩过度增加的自攻螺钉。该自攻螺钉(100)包括圆柱螺杆(22)；设置成比所述圆柱螺杆(22)更靠近所述自攻螺钉的末端部的锥形螺纹(23)；以及沿螺纹顶点和螺纹两侧的侧面部分地突出并在形成于待紧固部件中的导向孔的表面上形成内螺纹的多个突出部(30)。所述多个突出部(30)从设置所述锥形螺纹(23)的区域设置到设置所述圆柱螺杆(22)的区域的一部分，并且与包括设在设置所述圆柱螺杆(22)的区域内的突出部(30)的一些突出部的末端接触的虚拟圆柱的直径大于所述圆柱螺杆(22)的外螺纹的外径。
文档编号F16B25/02GK101166909SQ200580049530
公开日2008年4月23日 申请日期2005年7月21日 优先权日2005年5月31日
发明者八卷幸士 申请人:株式会社托普拉