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，用于当在配对件中形成的导向孔处攻出内螺纹的同时 进行固定。
背景技术：
近年来，在广泛分布于市场中的电子装置、通信装置、办公设备等中，自攻螺钉经 常用于将附件例如部件附接在由合成树脂或金属制造的配对件上，该自攻螺钉能够省去在 配对件上预先攻出内螺纹的过程。通常希望这样的自攻螺钉，当将附件与配对件固定时，在以可能最小的旋拧力矩 以高精度攻内螺纹时获得较大的紧固力。在日本实用新型3140074中所披露的自攻螺钉中，特别是在权利要求1的自攻螺 钉中，其没有限定间隙形成于螺钉杆周向面(即根部面)和导向孔内周面之间，外螺纹形 成为两阶段形，构成为具有顶部部分(crest portion)，该顶部部分具有锐角三角形形状截 面；以及螺纹扩大本体部分，该螺纹扩大本体部分在顶部部分的下面，具有两侧引导支腿部 分(即倾斜平面)，该两侧引导支腿部分分开，从而在从螺钉杆的尖端至螺钉头正下方部分 的整个外螺纹上以比顶部部分更大的角度连接到根部面上。不过，对于具有两阶段形外螺纹的自攻螺钉，有这样的问题，在拧入导向孔时的初 始旋拧力矩(也就是当两阶段形外螺纹的第一部分在导向孔的内周面上攻出两阶段形内 螺纹时的力矩)增加。此外，对于上述结构的自攻螺钉，材料流在滚轧时并不平滑运动到外螺纹的顶部 部分的各侧面和螺纹扩大本体部分的各引导支腿部分。因此，有在根部面上、外螺纹的顶部 部分的各侧面上和螺纹扩大本体部分的各引导支腿部分上产生表面粗糙和毛刺的问题，或 者在外螺纹的顶部部分处产生裂纹的问题。
发明内容
本发明提供了 一种自攻螺钉，它能够有效解决相关技术中的自攻螺钉的上述问题。简要地说，本发明的自攻螺钉包括具有恒定高度外螺纹的多个螺齿，它们各自有 相同的螺齿高度，形成于螺钉杆的、恰好在螺钉头下面延伸的部分处；以及具有减小高度外 螺纹的多个螺齿，它们的螺齿高度朝着杆顶端部分的端面逐渐降低，它们在螺钉杆的杆顶 端部分处与恒定高度外螺纹连续地形成。然后，微小弧形面在降低高度外螺纹的上部和下 部的根部面与上部和下部的侧面的各连接部分处连续地形成，且微小弧形面形成为至少沿 恒定高度外螺纹端部螺齿的下部根部面和下部侧面的连接部分延伸，该恒定高度外螺纹端 部螺齿与减小高度外螺纹连续。优选是，在减小高度外螺纹和恒定高度外螺纹端部螺齿处形成的微小弧形面具有 在从0. 2至0. 6mm范围内的曲率半径。
除了上述结构，与减小高度外螺纹连续的恒定高度外螺纹具有双向对称形状截 面，其中，螺纹角度(thread angle)在从48至52度的范围内。而且，螺钉杆为圆柱形杆，在其整个长度上具有恒定直径；减小高度外螺纹形成于 具有恒定直径的杆顶端部分处。根据本发明，由于在形成高度逐渐降低的减小高度外螺纹以及形成在减小高度外 螺纹和恒定高度外螺纹端部螺齿处的微小弧形面之间的协调作用，在旋拧的初始阶段作用 在配对件上的应力可以释放，内螺纹可以平滑形成。因此，可以降低在初始阶段的旋拧力矩。由于由减小高度外螺纹和恒定高度外螺纹端部螺齿的微小弧形面形成的稍微凸 形弯曲面，材料可以平滑地运动到随后的恒定高度外螺纹的根部面和侧面的拐角，从而能 够以高精度形成内螺纹。因此，在恒定高度外螺纹和内螺纹之间能够获得可靠啮合，并获得 较大的紧固力。而且，因为可以将断裂力矩(也就是使得内螺纹断裂的力矩)设置为较大，初始旋 拧力矩设置成较小，因此旋拧力矩范围可以加宽。因此，可以保证对于由树脂或金属制造的 配对件的共同力矩带，这样，旋拧操作可以对于任何材料稳定进行。而且，根据本发明，可以有效防止在相关技术中当两阶段形外螺纹滚转时产生的、 在外螺纹顶部部分处的表面粗糙和断裂。
图1是本发明的自攻螺钉的侧视图；图2是自攻螺钉的螺钉杆的放大截面图；图3是自攻螺钉的微小弧形面的放大截面图；图4A至4D是解释图，它们顺序表示了本发明的自攻螺钉的旋拧状态；图5是表示本发明的自攻螺钉的初始旋拧力矩和断裂力矩的曲线图；图6是表示比较示例的自攻螺钉的初始旋拧力矩和断裂力矩。
具体实施例方式本发明的自攻螺钉包括螺钉杆，该螺钉杆从螺钉头向下延伸；恒定高度外螺纹 的多个螺齿，这些螺齿各自有相同的螺齿高度，形成于螺钉杆的、恰好在螺钉头下面延伸的 螺钉杆的一部分处；以及减小高度外螺纹的多个螺齿，这些螺齿有朝着杆顶端部分的端面 逐渐减小的螺齿高度，它们形成为在螺钉杆的杆顶端部分处与恒定高度外螺纹连续。然后， 微小弧形面在减小高度外螺纹的上部和下部的根部面和上部和下部的侧面的各连接部分 处连续地形成，且微小弧形面形成为至少沿恒定高度外螺纹端部螺齿的下部根部面和下部 侧面的连接部分延伸，所述恒定高度外螺纹端部螺齿与减小高度外螺纹连续。下面将参考附图根据优选实施例详细介绍本发明。如图1中所示，本发明的自攻 螺钉基本设置成包括螺钉头1和螺钉杆2，该螺钉杆2由从螺钉头1的底面中心向下延伸的 圆柱形杆而形成，与相关技术中的自攻螺钉类似。如图2中所示，特征点如下。螺钉杆2形 成为在它的整个长度上具有恒定直径。分别有相同螺齿高度的、恒定高度外螺纹3的多个 螺齿形成于螺钉杆2的、恰好在螺钉头1的下面延伸的部分处。减小高度的外螺纹4的多个螺齿具有朝着杆顶端部分的端面逐渐降低的螺齿高度，其形成为在螺钉杆2的杆顶端部 分处与恒定高度外螺纹的脊3连续。微小弧形面7在减小高度外螺纹4的上部和下部的根 部面6与上部和下部的侧面5的各连接部分处连续形成，且微小弧形面7形成为在恒定高 度外螺纹端部螺齿3a处至少沿下部侧面5和下部根部面6的连接部分延伸，该恒定高度外 螺纹端部螺齿3a与减小高度的外螺纹4连续。这里，在根据本发明实施例的自攻螺钉中，沿减小高度的外螺纹4的高度的方向 逐渐降低得到的角度α设置在从6至12度的范围内。侧面5形成为直面截面，根部面6 与螺钉杆2的轴线平行。各外螺纹3、4通过平行根部面6以预定节距设置。各外螺纹3、4的脊线形成为尖的脊线，或者是各自具有稍微平面11 (包括圆面) 的脊线，如图所示。在本实施例中，微小弧形面7并不在恒定高度外螺纹端部螺齿3a处形成于上部侧 面5和上部根部面6的连接部分上。类似的，微小弧形面7并不形成于恒定高度外螺纹3 的其余部分的、上部和下部根部面6与上部和下部侧面5的各连接部分处。也就是，在各种 情况下，侧面5和根部面6分别由成钝角相交的直面构成。这里，存在着与比微小弧形面7 小的弧形面连接的情况，这种情况在机加工中不可避免。优选是，减小高度外螺纹4和恒定高度外螺纹端部螺齿3a的微小弧形面7 (在图 3中)的曲率半径R相应于螺钉杆的直径而设置在从0.2至0.6mm的范围内。除了上述结 构，恒定高度外螺纹3的截面形状形成为双向对称，螺纹角度β设置在从48至52度的范 围内，如图2中所示。根据本发明，可以有效防止在相关技术中当滚轧两阶段形外螺纹时产生的、在外 螺纹顶部部分处的表面粗糙和破裂。在实际使用时，首先，配对件8和附件10相互交叠，同时配对件8的导向孔8a (即 具有与螺钉杆2直径相同的完全圆形孔)与附件10的附接孔IOa对齐。然后，螺钉杆2的 杆顶端部分从附件10的安装孔IOa侧被拧入配对件8的导向孔8a中。这时，如图4A和4B 中所示，由于在形成高度逐渐降低的减小高度外螺纹4以及形成在减小高度外螺纹4和恒 定高度外螺纹端部螺齿3a处的微小弧形面7之间的协调作用，在旋拧的初始阶段，可以释 放作用在配对件8上的应力，内螺纹9可以平滑形成。因此，可以降低在初始阶段的旋拧力 矩。当进一步旋拧螺钉杆2时，恒定高度外螺纹3又将从恒定高度外螺纹端部螺齿3a 侧被拧入由减小高度外螺纹4(具有形成的微小弧形面7)形成的内螺纹9中。这时，如图 4C和4D中所示，由于由减小高度外螺纹4(具有形成的微小弧形面7)形成的稍微凸形弯曲 面9a，材料可以平滑地运动到随后的恒定高度外螺纹3的侧面5和根部面6的拐角，从而能 够以高精度形成内螺纹9。因此，在恒定高度外螺纹3和内螺纹9之间能够获得可靠啮合， 并获得较大的紧固力。此外，因为微小弧形面7沿恒定高度外螺纹端部螺齿3a形成，减小 高度的外螺纹4可以平滑地过渡到恒定高度外螺纹3，并可以降低在过渡部分处施加在配 对件上的应力。另外，因为可以将断裂力矩设置为较大，初始旋拧力矩设置成较小，因此可以加宽 旋拧力矩的范围。因此，可以保证对于由树脂或金属制造的配对件的共同力矩带，这样，对 于任何材料可以稳定进行旋拧操作。
5
下面将根据验证试验的结果来介绍本发明优选实施例的自攻螺钉的效果。图5表示了对于分别由不同材料(即金属钢板、ABB树脂材料、聚碳酸酯和ABS树 脂的聚合材料以及聚碳酸酯和AS树脂的聚合材料)制造的四种配对件，本发明的自攻螺钉 的初始旋拧力矩和断裂力矩的测量结果。图6表示了在没有形成本发明的减小高度外螺纹 4和微小弧形面7的情况下对比示例的自攻螺钉的初始旋拧力矩和断裂力矩的测量结果。如图5和6已知，可以证实对于各种配对件，本发明的自攻螺钉的初始旋拧力矩小 于对比示例的自攻螺钉的旋拧力矩。而且，可以证实对于各种配对件，本发明的自攻螺钉的 断裂力矩大于对比示例的自攻螺钉的断裂力矩。由图5可清楚地看出，对于本发明的自攻螺钉，因为它能够如上述增大断裂力矩 和减小初始旋拧力矩，因此旋拧力矩的范围可以加宽。因此，对于由合成树脂或金属制造的 配对件，可以充分保证共同的力矩带Sl，这样，对于任何材料都可以稳定地进行旋拧操作。同时，如从图6中清楚地看出的，对于对比示例的自攻螺钉，因为在断裂力矩和初 始旋拧力矩之间的范围较窄，如上所述，对于由合成树脂或金属制造的配对件来说不能充 分保证共同的力矩带S2，这样，对于各材料必须使用专用螺钉。对于本发明的自攻螺钉，在以较小的旋拧力矩以高精度攻出内螺纹时可以获得更 大的紧固力。因此，其优选是用于将附件例如部件附接在电子装置、通信装置、办公设备等 中由合成树脂或金属制造的配对件上。
权利要求
一种自攻螺钉，包括螺钉杆，该螺钉杆从螺钉头向下延伸；具有恒定高度外螺纹的多个螺齿，所述多个螺齿各自具有相同的螺齿高度，并形成于螺钉杆的在螺钉头正下方延伸的部分处；以及具有减小高度外螺纹的多个螺齿，所述具有减小高度外螺纹的多个螺齿的高度朝着杆顶端部分的端面逐渐降低，并在螺钉杆的杆顶端部分处与恒定高度外螺纹连续地形成；其中，微小弧形面在减小高度外螺纹的上部和下部的根部面与上部和下部的侧面的各连接部分处连续地形成；以及微小弧形面形成为至少沿恒定高度外螺纹端部螺齿的下部根部面与下部侧面的连接部分延伸，该恒定高度外螺纹端部螺齿与减小高度外螺纹连续。
2.根据权利要求1所述的自攻螺钉，其中形成于减小高度外螺纹和恒定高度外螺纹端部螺齿处的微小弧形面具有从0. 2mm至 0. 6mm范围内的曲率半径。
3.根据权利要求1或2所述的自攻螺钉，其中与减小高度外螺纹连续的恒定高度外螺纹具有双向对称形状截面，其中，螺纹角度在 从48度至52度的范围内。
4.根据权利要求1至3中任意一个所述的自攻螺钉，其中螺钉杆为圆柱形杆，其在整个长度上具有恒定直径；减小高度外螺纹形成于具有恒定直径的杆顶端部分处。
全文摘要
本发明公开了一种自攻螺钉，其在以小旋拧力矩精确地攻出内螺纹时能够获得较大紧固力，包括螺钉杆(2)，其从螺钉头向下延伸；恒定高度外螺纹(3)的多个螺齿，各自有相同的螺齿高度，形成于螺钉杆的在螺钉头正下方延伸的部分处；以及减小高度外螺纹(4)的多个螺齿，其螺齿高度朝着杆顶端部分的端面逐渐降低，它们在螺钉杆的杆顶端部分处与恒定高度外螺纹连续地形成；以及微小弧形面(7)，其在减小高度外螺纹的上部和下部根部面(6)与上部和下部侧面(5)的各连接部分处连续形成，微小弧形面形成为至少沿恒定高度外螺纹端部螺齿(3)的下部根部面(6)与下部侧面(5)的连接部分延伸，恒定高度外螺纹端部螺齿与减小高度外螺纹连续。
文档编号F16B33/02GK101956749SQ20101023289
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者林正一, 菅原幸彦 申请人:株式会社东京兼;株式会社纳泰克