专利名称：螺钉紧固构造、螺钉以及螺钉紧固工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种螺钉紧固构造，特别是，涉及能够抑制螺钉紧固工具的滑脱(come-out),防止凹槽(recess)的变形、嵌合凸部的破损和磨损等，并且能够容易地以较大的安装扭矩紧固螺钉的螺钉以及螺钉紧固工具。
背景技术：
公知一种螺钉紧固构造，该螺钉紧固构造(a)由设在螺钉上的凹陷状的凹槽、和设在紧固该螺钉的螺钉紧固工具上的嵌合凸部构成，(b)这些凹槽和嵌合凸部分别具有以等角度的间隔向外周侧突出的3个以上的扭矩传递部，而使这些凹槽和嵌合凸部彼此同心地嵌合，(C)通过使上述螺钉紧固工具旋转，自上述嵌合凸部的上述扭矩传递部经由上述凹槽的上述扭矩传递部而将安装扭矩传递到上述螺钉(参照专利文献1、2)。
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图10是上述这种螺钉紧固构造的一例，在设在螺钉100的头部的凹槽102具有3个扭矩传递部108，螺钉紧固工具104的嵌合凸部106具有3个扭矩传递部110的情况下，它们与上述螺钉100和螺钉紧固工具104的中心线01和中心线02同心地设置。并且，上述凹槽102和嵌合凸部106彼此同心地嵌合，通过使螺钉紧固工具104绕中心线02顺时针旋转，3个嵌合凸部106的扭矩传递部110的外周侧端部分别与凹槽102的扭矩传递部108的侧壁面抵接，经由作为该抵接部的载荷作用点Q将安装扭矩传递到螺钉100。载荷作用点Q位于凹槽102在螺钉100的头部的端面112开口的开口端部(图10的(a)的纸面上的位置)。螺钉紧固工具104是螺钉刀、钻头等。图10的(a)是与中心线01、02成直角的横剖视图，相当于(b)中的XA-XA截面，图10的(b)是包含中心线01、02的纵剖视图，相当于(a)中的XB-XB截面。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特许第3026965号公报专利文献2 :日本特开2009-8134号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，上述这种以往的螺钉紧固构造在包括上述载荷作用点Q的与中心线01成直角的凹槽102的端面形状中，当将该载荷作用点Q处的与凹槽102的侧壁垂直的面垂直力F的方向自以该中心线01为中心的载荷作用点Q的切线方向(箭头N所示的方向)倾斜的角度设为驱动角Θ时，该驱动角Θ以朝向切线方向的外侧为正，为0° < Θ。在上述专利文献1、2的任一方从附图判断驱动角Θ时，专利文献I中的驱动角Θ为+20°左右，专利文献2中的驱动角Θ为+3°左右。另外，图10(a)的箭头N是作为扭矩而传递到螺钉100上的切线方向的力，利用面垂直力F和驱动角Θ表示为下述式(I)。N = F* cos Θ ... (I)
并且，在上述这样地使驱动角Θ为朝向外侧的正的情况下，在载荷作用点Q处相对性地产生使凹槽102向外周侧逃逸的方向的分力，因此螺钉紧固工具104自凹槽102脱出的滑脱容易发生，很难施加较大的扭矩，并且有时凹槽102的槽变形或磨削，或者螺钉紧固工具104的嵌合凸部106的扭矩传递部110缺损或磨损。本发明是以上述情况为背景而做成的，其目的在于能够抑制螺钉紧固工具的滑脱，防止凹槽的变形、嵌合凸部的破损等，并且能够容易地利用较大的安装扭矩紧固螺钉。用于解决问题的方案为了达到该目的，第I技术方案的螺钉紧固构造，(a)由设在螺钉上的凹陷状的凹槽，和设在紧固该螺钉的螺钉紧固工具上的嵌合凸部构成，(b)上述凹槽和嵌合凸部分别具有以等角度的间隔向外周侧突出的3个以上的扭矩传递部，上述凹槽和嵌合凸部彼此同心地嵌合，(C)通过使上述螺钉紧固工具旋转，自上述嵌合凸部的上述扭矩传递部经由上述凹槽的上述扭矩传递部将安装扭矩传递到上述螺钉，该螺钉紧固构造的特征在于，(d)上述嵌 合凸部的上述扭矩传递部的外周侧端部与上述凹槽的上述扭矩传递部的侧壁面抵接，经由作为该抵接部的载荷作用点Q将上述安装扭矩传递到上述螺钉，并且(e)在包括该载荷作用点Q的与上述凹槽的中心线01成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，在将该载荷作用点Q处的与该凹槽的侧壁垂直的面垂直力F的方向自以该中心线01为中心的载荷作用点Q的切线方向倾斜的角度设为驱动角Θ时，该驱动角Θ以朝向该切线方向的外侧为正，为 Θ < O。。第2技术方案在第I技术方案的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，在包括上述载荷作用点Q的与上述凹槽的中心线01成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，该凹槽的上述3个以上的扭矩传递部借助圆形或椭圆形的凹圆弧形状部而彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部构成该扭矩传递部的侧壁的一部分或全部，载荷作用点Q存在于该凹圆弧形状部上。第3技术方案在第2技术方案的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，在包括上述载荷作用点Q的与上述凹槽的中心线01成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，上述凹圆弧形状部是半径为R的圆弧，在将该凹槽的上述扭矩传递部的外径设为G时，该半径R在O. 15G彡R彡O. 30G的范围内，该半径为R的上述凹圆弧形状部的中心点Pl位于以上述中心线01为中心在O. 85G彡GR彡O. 95G的范围内的中心点直径为GR的圆周上，该凹圆弧形状部的上述载荷作用点Q侧的端部到达该载荷作用点Q。第4技术方案在第3技术方案的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，在包括上述载荷作用点Q的与上述凹槽的中心线01成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，以该中心线Ol为中心的凹槽的上述扭矩传递部的角度φ 以及该扭矩传递部之间的分开角度φ2，在使扭矩传递部的比率λ￥=φ1/ ( φ1+φ2 )时，满足O. 35 < W < O. 50的关系。第5技术方案在第4技术方案的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，上述载荷作用点Q存在于上述凹槽的开口端部，上述外径G、半径R、中心点直径GR和角度φ 、φ2是该凹槽的开口端部的尺寸。第6技术方案在第3技术方案 第5技术方案中任一项的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，在包括上述载荷作用点Q的与上述凹槽的中心线01成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，该凹槽的上述扭矩传递部的外周壁构成上述外径为G的圆弧形状，该外周壁与上述载荷作用点Q侧的上述凹圆弧形状部之间，由具有Re < (G-GR)/2的关系的半径为Re的圆弧平滑地相连接。第7技术方案在第I技术方案 第6技术方案中任一项的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，在包括上述载荷作用点Q的与上述嵌合凸部的中心线02成直角的该嵌合凸部的截面形状或端面形状上，该嵌合凸部的上述3个以上的扭矩传递部借助圆形或椭圆形的凹圆弧形状部而彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部构成该扭矩传递部的侧壁的一部分或全部。第8技术方案在第3技术方案 第6技术方案中任一项的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，(a)在包括上述载荷作用点Q的与上述嵌合凸部的中心线02成直角的该嵌合凸部的截面形状或端面形状上，该嵌合凸部的上述3个以上的扭矩传递部借助与上述半径R具有r > R的关系的半径为r的凹圆弧形状部而彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部构成该扭矩传递部的侧壁的一部分或全部，另一方面，(b)在将该嵌合凸部的上述扭矩传递部的外径设为g时，上述半径r在O. 17g ^ r ^ O. 33g的范围内，该半径为r的上述凹 圆弧形状部的中心点P2位于以上述中心线02为中心在O. 94g ^ gr ^ I. 06g的范围内的中心点直径为gr的圆周上，该凹圆弧形状部的上述载荷作用点Q侧的端部到达该载荷作用点Q。第9技术方案在第8技术方案的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，上述嵌合凸部的上述扭矩传递部的外径g在O. 87G < g < O. 93G的范围内。第10技术方案在第8技术方案或第9技术方案的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，在包括上述载荷作用点Q的与上述嵌合凸部的中心线02成直角的该嵌合凸部的截面形状或端面形状上，该嵌合凸部的上述扭矩传递部的外周壁构成上述外径为g的圆弧形状，该外周壁与上述凹圆弧形状部相交的角部，是与上述凹槽的上述扭矩传递部的侧壁面抵接的上述载荷作用点Q。第11技术方案在第I技术方案 第10技术方案中任一项的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，(a)上述凹槽的位于上述多个扭矩传递部之间的最小直径部分随着朝向孔底侧，以T以下的倾斜角度α I接近该凹槽的中心线01地倾斜，并且，(b)上述嵌合凸部的位于上述多个扭矩传递部之间的最小直径部分随着朝向前端侧，以V以下的倾斜角度α 2接近该嵌合凸部的中心线02地倾斜，且，(C) α2彡α 1，以及a 1-ci2彡3°，上述嵌合凸部的上述最小直径部分的前端与上述凹槽的上述最小直径部分的中途卡合。第12技术方案在第11技术方案的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，(a)上述凹槽的上述扭矩传递部的最大直径部分随着朝向孔底侧靠近，以15°以下的倾斜角度ε 接近该凹槽的中心线01地倾斜，并且，(b)上述嵌合凸部的上述扭矩传递部的最大直径部分随着朝向前端侧，以15°以下的倾斜角度ε 2接近该嵌合凸部的中心线02地倾斜，且，(C) ε I = ε 2。第13技术方案在第I技术方案 第12技术方案中任一项的螺钉紧固构造的基础上，其特征在于，(a)上述驱动角Θ在-24.6° ^θ^0°的范围内，(b)上述凹槽的上述扭矩传递部和上述嵌合凸部的上述扭矩传递部的数量是3个、4个、5个、6个中的任意数量。第14技术方案的螺钉的特征在于，具有第I技术方案 第13技术方案中任一项的螺钉紧固构造所述的凹槽。
第15技术方案的螺钉紧固工具的特征在于，具有第I技术方案 第13技术方案中任一项的螺钉紧固构造所述的上述嵌合凸部。发明的效果第I技术方案的螺钉紧固构造在嵌合凸部的扭矩传递部的外周侧端部与凹槽的扭矩传递部的侧壁面抵接，而经由作为该抵接部的载荷作用点Q将安装扭矩传递到螺钉的情况下，在包括该载荷作用点Q的与凹槽的中心线01成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，该载荷作用点Q处的与凹槽的侧壁垂直的面垂直力F的驱动角Θ以朝向切线方向的外侧为正，是Θ ^ 0°，因此面垂直力F沿以中心线01为中心的切线方向或向内侧施加于凹槽的侧壁。由此，与以往那样地使力向外侧施加于凹槽的侧壁的情况(0° < Θ)相比，螺钉紧固工具自凹槽脱出的滑脱很难发生，能够抑制凹槽的变形、嵌合凸部的破损和磨损等，并且能够比较容易地以较大的安装扭矩紧固螺钉。特别是在Θ <0°的情况下，产生向内侧引入凹槽的侧壁的方向的分力，因此嵌合凸部与凹槽咬合，更加适当地抑制滑脱而使上述效果明显。
在第2技术方案中，凹槽的3个以上的扭矩传递部借助圆形或椭圆形的凹圆弧形状部而彼此相连接，利用该凹圆弧形状部构成扭矩传递部的侧壁的一部分或全部，载荷作用点Q存在于该凹圆弧形状部上，因此通过适当地设定该凹圆弧形状部的圆弧的大小、中心点(凹圆弧形状部的中心点Pl)等，能够使上述载荷作用点Q处的面垂直力F的驱动角Θ为O。以下。另外，能够通过计算而容易地设计凹槽的形状，以使驱动角Θ为O。以下的规定角度。第3技术方案在上述凹圆弧形状部是半径为R的圆弧的情况下，当将凹槽的扭矩传递部的外径设为G时，该半径R在O. 15G < R < O. 30G的范围内，该半径R的凹圆弧形状部的中心点Pl位于O. 85G彡GR彡O. 95G的范围内的中心点直径为GR的圆周上，该凹圆弧形状部到达载荷作用点Q，因此在该载荷作用点Q位于以中心线01为中心的O. 9G左右的圆周上的通常的螺钉紧固构造的情况下，能够使上述面垂直力F的驱动角Θ为O。以下。另夕卜，在该情况下，能够使驱动角Θ在-24. 6° ^ Θ ^O0的范围内，使面垂直力F与载荷作用点Q处的切线方向的力N的比F/N，即F/FCOS0 = Ι/cos Θ在I. O I. 10的范围内，能够将由驱动角Θ产生的扭矩的传递损耗抑制在10%以内。在第4技术方案中，凹槽的扭矩传递部(槽部分)的比率W在0.35 <W< 0.50的范围内，因此能够满足第3技术方案的数值范围的必要条件地，设定上述半径R和中心点直径GR，能够使驱动角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范围内。另外，螺钉紧固工具通常由比螺钉的强度高的材料构成，因此通过使凹槽的扭矩传递部的比率W小于O. 50，能够与螺钉紧固工具平衡良好地提高凹槽的强度，抑制该凹槽的变形等，并且能够以较大的安装扭矩进行紧固。第6技术方案在凹槽的扭矩传递部的外周壁构成上述外径G的圆弧形状的情况下，该外周壁和载荷作用点Q侧的凹圆弧形状部之间由规定的半径为Re的圆弧平滑地相连接，因此在利用穿孔机塌陷地形成该凹槽的情况下，与将该凹槽形成为尖角的情况相比，能够以高精度适当地形成该凹槽，并且能够提高该穿孔机的耐久性。在第7技术方案中，嵌合凸部的3个以上的扭矩传递部借助圆形或椭圆形的凹圆弧形状部而彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部构成该扭矩传递部的侧壁的一部分或全部，因此通过适当地设定该凹圆弧形状部的圆弧的大小、中心点(凹圆弧形状部的中心点P2)等，能够使嵌合凸部的扭矩传递部的外周侧端部与凹槽的扭矩传递部的侧壁面抵接，而经由作为该抵接部的载荷作用点Q将安装扭矩传递到螺钉。另外，能够考虑凹槽的形状，通过计算来容易地设计嵌合凸部的形状。第8技术方案在上述凹圆弧形状部是与上述半径R具有r SR的关系的半径为r的圆弧的情况下，当将嵌合凸部的扭矩传递部的外径设为g时，该半径r在O. 17g^r^ O. 33g的范围内，该半径r的凹圆弧形状部的中心点P2位于O. 94g ^ gr ^ I. 06g的范围内的中心点直径为gr的圆周上，该凹圆弧形状部的载荷作用点Q侧的端部到达该载荷作用点Q，即到达扭矩传递部的外周侧端部，因此嵌合凸部形成为与上述凹槽类似的形状，能够容易地设计嵌合凸部的形状以使嵌合凸部的扭矩传递部的外周侧端部与凹槽的扭矩传递部的侧壁面抵接。在第9技术方案中，上述嵌合凸部的扭矩传递部的外径g相对于凹槽的扭矩传递 部的外径G，在O. 87G彡g彡O. 93G的范围内，因此例如即使在如第6技术方案那样地，利用规定的半径为Re的圆弧连接凹槽的外周壁与凹圆弧形状部之间的情况下，也能使嵌合凸部的扭矩传递部的外周侧端部与由凹圆弧形状部构成的扭矩传递部的侧壁面抵接，适当地传递扭矩。另外，由于外径g为O. 87G以上，因此能够使嵌合凸部的扭矩传递部的外周侧端部与凹槽的扭矩传递部的外周侧部分(O. 87G的外侧)抵接，能够利用较大的安装扭矩紧固螺钉，并且在为相同大小的扭矩时，能够减小面垂直力F，抑制凹槽的变形、嵌合凸部的破损和磨损等。上述外径g的范围是假设通常的螺钉紧固构造中的载荷作用点Q的位置相对于凹槽的外径G为O. 9G左右而设定的，考虑到制造上的误差等，设为O. 87G ^ g ^ O. 93G。在第10技术方案中，嵌合凸部的扭矩传递部的外周壁构成上述外径为g的圆弧形状，该外周壁与凹圆弧形状部相交的角部是与上述凹槽的扭矩传递部的侧壁面抵接的载荷作用点Q，因此能够使该载荷作用点Q尽量位于凹槽的扭矩传递部的外周侧。由此，能够利用与第9技术方案同样大小的安装扭矩紧固螺钉，并且在相同大小的扭矩时，能够减小面垂直力F，抑制凹槽的变形、嵌合凸部的破损和磨损等。第11技术方案在嵌合凸部的最小直径部分的前端与凹槽的最小直径部分的中途卡合的情况下，上述最小直径部分的倾斜角度α I、α 2分别为7°以下，且α 2 < α 1，以及α1-α2^3°，因此在上述最小直径部分之间产生较大的静摩擦，易于将螺钉保持(附着)在螺钉紧固工具上，能够实施由机器人进行的螺钉的自动紧固。在第12技术方案中，凹槽的最大直径部分的倾斜角度ε I和嵌合凸部的最大直径部分的倾斜角度ε2分别为15°以下，且ε = ε 2，因此在利用由冲压进行的锻造加工等，成形上述凹槽和嵌合凸部时，倾斜角度ε I、ε 2成为起模坡度，能够容易地以高精度成形。在第13技术方案中，面垂直力F的驱动角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范围内，因此滑脱很难发生，能够抑制凹槽的变形、嵌合凸部的破损和磨损等，并且能够比较容易地以较大的安装扭矩紧固螺钉，另一方面，能够使面垂直力F与载荷作用点Q处的切线方向的力N的比F/N在I. O I. 10的范围内，将由驱动角Θ产生的扭矩的传递损耗抑制在10%以内。
第14技术方案的螺钉和第15技术方案的螺钉紧固工具实际上能够获得与第I技术方案 第13技术方案的螺钉紧固构造同样的作用效果。
图I是表示在作为本发明的一实施例的扭矩传递部为5个的情况下的螺钉紧固构造的图，(a)是与中心线01、02成直角的横剖视图，是相当于(b)中的IA-IA截面的图，(b)是包括中心线01、02的纵剖视图，是相当于(a)中的IB-IB截面的图。图2是表示驱动角Θ和面垂直力F与切线方向的力N的比F/N的关系的图。图3是说明对驱动角Θ，凹槽的凹圆弧形状部的半径R，和该圆弧形状部的中心点Pl所在的圆周的中心点直径GR的关系进行了研究后得到的结果的图，(a)是用表格来表示该结果，(b)是用曲线图来表示该结果。图4是说明对3个槽 6个槽的凹槽的凹圆弧形状部的半径R，该圆弧形状部的中 心点Pl所在的圆周的中心点直径GR，和扭矩传递部(槽部分)的比率W的关系进行了研究后得到的结果的图。图5用曲线图表示图4的结果。图6是表示在使嵌合凸部的外径g相对于凹槽的外径G为O. 9G的情况下，将凹槽的半径R和中心点直径GR，换算成嵌合凸部的半径r和中心点直径gr后得到的值的图。图7是说明扭矩传递部为3个的情况的实施例的图，是与图I的(a)相对应的剖视图。图8是说明扭矩传递部为4个的情况的实施例的图，是与图I的(a)相对应的剖视图。图9是说明扭矩传递部为6个的情况的实施例的图，是与图I的(a)相对应的剖视图。图10是说明以往的螺钉紧固构造的一例的图，是与图I相对应的剖视图。
具体实施例方式包括载荷作用点Q的与凹槽的中心线01成直角的该凹槽的形状可以是截面形状，也可以是端面形状。该形状根据载荷作用点Q的位置而定，例如在螺钉紧固工具的嵌合凸部自凹槽突出的情况下，载荷作用点Q通常存在于凹槽的开口端部，上述凹槽的形状是指端面形状。在螺钉紧固工具的嵌合凸部埋设在凹槽的内部的情况下，载荷作用点Q通常位于该嵌合凸部的上端面部分，载荷作用点Q存在于凹槽的深度方向的中间部分，上述凹槽的形状是指截面形状。在第7技术方案等中，包括载荷作用点Q的与嵌合凸部的中心线02成直角的嵌合凸部的形状也可以根据载荷作用点Q的位置，是截面形状或端面形状。另外，载荷作用点Q未必一定是I个点，例如也有沿凹槽的深度方向呈线状连续存在的情况，最好所有的该载荷作用点Q满足本发明的必要条件，但也可以是某一部分的载荷作用点Q满足本发明的必要条件的情况。驱动角Θ为O。以下较好，但驱动角Θ越向负侧变大，F/N越大，扭矩的传递损耗增加，另一方面多要求安装扭矩为±10%以下的精度，因此最好也将扭矩的传递损耗抑制在10%以内，为此需要使驱动角Θ为-24.6°以上。另外，也可以考虑该传递损耗地控制扭矩，因此也可以采用驱动角Θ小于-24. 6°的那样的螺钉紧固构造。在使驱动角Θ为例如-17° ^θ^0°时，能够使扭矩的传递损耗为5%以下，另一方面在使Θ < 0°时，产生向内侧引入凹槽的侧壁的方向的分力，能够更加适当地抑制滑脱等，可以根据传递损耗、滑脱等适当地设定驱动角Θ。本发明使紧固螺钉时抵接的载荷作用点Q处的面垂直力F的驱动角Θ为0°以下，但为了在松动螺钉时也能获得同样的作用效果，最好将凹槽的扭矩传递部和嵌合凸部的扭矩传递部沿中心线01、02的周向形成 为对称形状。但是，由于紧固时和松动时所需的扭矩等不同，因此上述扭矩传递部也可以形成为非对称的形状。在第2技术方案中，凹槽的3个以上的扭矩传递部借助圆形或椭圆形的凹圆弧形状部而彼此相连接，通过适当地改变该凹圆弧形状部的圆弧的大小、中心点的位置等，能够容易地调整驱动角Θ，通过计算能够容易地设计凹槽的形状，但在实施第I技术方案时，至少载荷作用点Q处的面垂直力F的驱动角Θ为O。以下较好，可以采用圆弧形状以外的各种形状。关于嵌合凸部，也最好如第7技术方案那样使扭矩传递部借助圆形或椭圆形的凹圆弧形状部而彼此相连接，但可以采用圆弧形状以外的各种形状。特别是，嵌合凸部在规定的载荷作用点Q处与凹槽抵接较好，由于嵌合凸部与驱动角Θ没有直接关系，因此嵌合凸部的形状设计等也比较容易。另外，在扭矩传递部借助圆形或椭圆形的凹圆弧形状部而相连接的第2技术方案、第7技术方案的情况下，也可以制作圆弧的大小、中心点的位置不同的各种试验品，通过反复试验进行形状设计等，可以采用各种设计方法。第3技术方案在凹圆弧形状部是半径为R的圆弧的情况下，当将凹槽的外径设为G时，半径R在O. 15G彡R彡O. 30G的范围内，中心点Pl所在的圆周的中心点直径GR在O. 85G彡GR彡O. 95G的范围内，凹圆弧形状部到达载荷作用点Q，但这是以载荷作用点Q位于以中心线01为中心的O. 9G左右的圆周上的通常的螺钉紧固构造为前提，在使驱动角0为-24.6° ( Θ ^ 0°的范围内的基础上的适当的范围。因而，在载荷作用点Q自以中心线01为中心的O. 9G的圆周大幅偏离的情况下，使驱动角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范围内的半径R、中心点直径GR可能不在上述数值范围内。另外，在载荷作用点Q的位置为O. 9G左右的情况下，即使根据半径R的大小的不同而使中心点直径GR超出上述范围，也能使驱动角Θ在-24.6° ( Θ ^O0的范围内，即使根据中心点直径GR的大小的不同而使半径R超出上述范围，也能使驱动角Θ在-24. 6° ^θ^0°的范围内。另外，在实施第2技术方案时，也可以采用凹圆弧形状部，该凹圆弧形状部是通过将能够与圆形同样地通过计算而求出切线方向等的椭圆形的一部分切掉而成。在第4技术方案中，凹槽的扭矩传递部(槽部分)的比率W在0.35 <W< O. 50的范围内，但可以根据螺钉的材质而适当地设定该比率W，例如在不锈钢、有色金属等通常的螺钉的情况下，该螺钉比螺钉紧固工具脆弱，因此最好使上述比率W比较小，例如为O. 35 O. 40左右。在合金刚等高强度的螺钉的情况下，最好考虑与螺钉紧固工具的强度的平衡地，使上述比率W较大，为O. 40 O. 50左右。根据条件的不同，也可以超出上述数值范围地设定比率W。也可以根据凹槽的形状适当地设定螺钉紧固工具的嵌合凸部的形状。在第6技术方案中，凹槽的扭矩传递部的外周壁构成外径G的圆弧形状，该外周壁利用具有Re < (G-GR)/2的关系的半径为Re的圆弧，与上述半径为R的凹圆弧形状部(扭矩传递部的侧壁)平滑地相连接，但也可以代替半径为Re的圆弧地，利用平坦面、圆弧以外的弯曲面来进行连接，也可以将外周壁形成为平坦面等，可以采用各种结构。第8技术方案也以载荷作用点Q位于以中心线01为中心的O. 9G左右的圆周上的通常的螺钉紧固构造为前提，与第3技术方案的凹槽形状相对应地，设定半径r和中心点直径gr的范围。因而，在载荷作用点Q自以中心线01为中心的O. 9G的圆周大幅偏离的情况下，可能发生半径r、中心点直径gr不在上述数值范围内的情况等，根据各种条件适当地改变半径r和中心点直径gr。另外，在实施第7技术方案时，也可以代替半径为r的圆弧地，采用将椭圆形的一部分切掉而成的凹圆弧形状部，在实施第I技术方案 第6技术方案时，也可以利用圆形、椭圆形的圆弧形状以外的形状连接嵌合凸部的相邻的扭矩传递部。第9技术方案也是假设载荷作用点Q位于以中心线01为中心的O. 9G左右的圆周上的通常的螺钉紧固构造，使嵌合凸部的外径g相对于凹槽的外径G在O. 87G^g^0. 93G的范围内，最好使g = O. 9G，但依据需要，也可以超出上述数值范围地设定外径g。在第10技术方案中，嵌合凸部的扭矩传递部的外周壁构成外径g的圆弧形状，该外周壁与凹圆弧形状部相交的角部是载荷作用点Q，但也可以利用规定的圆弧、倒角状的平坦面等，连接外周壁和凹圆弧形状部，或者也可以将外周壁形成为平坦面等等，可以进行适 当的变更。在第11技术方案和第12技术方案中，凹槽的最小直径部分与中心线01成倾斜角度α I地倾斜，凹槽的最大直径部分与中心线01成倾斜角度ε I地倾斜，嵌合凸部的最小直径部分与中心线02成倾斜角度α 2地倾斜，嵌合凸部的最大直径部分与中心线02成倾斜角度ε 2地倾斜，但也可以采用与中心线01、02平行的直线形状的凹槽、嵌合凸部。也可以只将凹槽和嵌合凸部中的任一方形成为直线形状。另外，在附着性、锻造成形性等方面，倾斜角度α I、α 2在3° 7°左右的范围内是适当的，倾斜角度ε1、ε2在10° 15°左右的范围内是适当的。另外，也可以超出第11技术方案和第12技术方案的数值范围地，设定上述倾斜角度α I、α 2、ε I、ε 2,也可以使α 2 > α I,或者使ε I关ε 2。本发明适合应用在凹槽、嵌合凸部的扭矩传递部的数量为3个 6个的情况中，但也能应用在扭矩传递部的数量为7个以上的情况中。另外，采用本发明，能够抑制凹槽的变形、嵌合凸部的破损和磨损等，能够利用较大的安装扭矩紧固螺钉，还具有在安装扭矩相同时，可以将上述螺钉的材质改变成便宜的材质的优点等。实施例下面，参照附图详细地说明本发明的实施例。图I是表示作为本发明的一实施例的螺钉紧固构造8的图，在设于螺钉10的头部的凹陷状的凹槽12具有以等角度的间隔向外周侧突出的5个扭矩传递部18，设于螺钉紧固工具14的嵌合凸部16具有以等角度的间隔向外周侧突出的5个扭矩传递部20的情况下，它们与上述螺钉10和螺钉紧固工具14的中心线01和中心线02同心地设置。并且，上述凹槽12和嵌合凸部16彼此同心地嵌合，通过使螺钉紧固工具14绕中心线02顺时针旋转，使嵌合凸部16的5个扭矩传递部20的外周侧端部分别与凹槽12的扭矩传递部18的侧壁面抵接，而经由作为该抵接部的载荷作用点Q将安装扭矩传递到螺钉10。载荷作用点Q存在于凹槽12在螺钉10的头部的端面22开口的开口端部(图I的(a)的纸面上的位置)，但最好朝向螺钉紧固工具14的前端侧(图I的(b)的下方)呈线状存在。螺钉紧固工具14是螺钉刀、钻头等。图I的(a)是与中心线01、02成直角的横剖视图，相当于(b)中的IA-IA截面，图I的(b)是包括中心线01、02的纵剖视图，相当于(a)中的IB-IB截面。这里，以下述方式设定该凹槽12的形状，即，在包括上述载荷作用点Q的与中心线01成直角的凹槽12的端面形状上，在将该载荷作用点Q处的与凹槽12的侧壁垂直的面垂直力F的方向自以该中心线01为中心的载荷作用点Q的切线方向(图I的(a)中用箭头N表示的方向)倾斜的角度设为驱动角Θ时，驱动角Θ以朝向切线方向的外侧为正，在-24. 6°彡Θ彡0°的范围内。即，在图I的(a)所示的凹槽12的端面形状上，凹槽12的5个扭矩传递部(槽部分)18分别借助半径为R的凹圆弧形状部24而彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部24构成扭矩传递部18的侧壁的大致全部。另外，在将凹槽12的扭矩传递部18的外径设为G时，半径R在O. 15G彡R彡O. 30G的范围内，半径R的凹圆弧形状部24的中心点Pl位于以中心线01为中心在O. 85G彡GR彡O. 95G的范围内的中心点直径为GR的圆周上，凹圆弧形状部24设至稍微超过载荷作用点Q的位置，载荷作用点Q存在于该凹圆弧形状部24上。通过使上述驱动角Θ为O。以下，与以往那样地使面垂直力F朝向外侧(0° < Θ)的情况(参照图10)相比，螺钉紧固工具14自凹槽12脱出的滑脱很难发生，但驱动角Θ越向负侧变大，面垂直力F与载荷作用点Q处的切线方向的力N的比F/N越大，扭矩的传递损耗增加。而且，多要求安装扭矩为土 10%以下的精度，因此为使扭矩的传递损耗在10%以下，在本实施例中使F/N为I. 10以下地将驱动角Θ设为-24. 6°以上。图2是表示驱动角Θ与F/N的关系的图,切线方向的力N如上述式(I)所示表示为F cos Θ，因此F/N = Ι/cos Θ。另外，在使驱动角Θ为例如-17° ^θ^0°时，能够使扭矩的传递损耗为5%以下等，考虑传递损耗、滑脱的发生容易度地适当设定驱动角Θ。另外，将载荷作用点Q、即嵌合凸部16的扭矩传递部20的外周侧端部的直径尺寸，假定为与通常的螺钉紧固构造相同的O. 90G，且使驱动角Θ在-24.6° ( Θ ^O0的范围内地，设定半径R和中心点Pl所在的中心点直径GR的数值范围。详细而言，如图3所示，在适当地设定半径R和中心点直径GR，求得载荷作用点Q、即O. 90G的位置的面垂直力F的驱动角Θ时，得知当半径R为O. 15G彡R彡0.30G，且中心点直径GR在O. 85G彡GR彡O. 95G的范围内时，能够使驱动角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范围内。在图3的(b)的曲线图中用点划线圈起来的范围是半径R为O. 15G彡R彡O. 30G且驱动角Θ为-24.6°彡Θ彡0°的区域。该半径R、中心点直径GR和驱动角Θ的关系与扭矩传递部18的数量(槽的数量)无关地成立。另外，根据图3的(b)的曲线图可明确得知，即使半径R不在O. 15G彡R彡O. 30G的范围内，或中心点直径GR不在O. 85G ^ GR ^ O. 95G的范围内，也能使驱动角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范围内。在本实施例中，如图I所示，当半径R = O. 16G，中心点直径GR = O. 90G，将载荷作用点Q、即嵌合凸部16的扭矩传递部20的外周侧端部的直径尺寸设为与通常的螺钉紧固构造相同的O. 90G时，驱动角Θ ^ -10°。另一方面，在图I的(a)所示的凹槽12的端面形状上，以在使扭矩传递部的比率(以下称作槽部比率)λ￥=φ1/ ( φ1+φ2 )时满足O. 35 < W < O. 50的关系的方式，设定以中心线01为中心的凹槽12的扭矩传递部18的角度φ 和扭矩传递部18之间的分开角度φ2。槽部比率w通常根据螺钉10的材质、即强度而设定，但也有根据该槽部比率w的不同，扭矩传递部18的形状变化，而不能以满足上述半径R为O. 15G ^ R ^ O. 30G以及中心点直径GR为O. 85G彡GR彡O. 95G的条件的方式设定该扭矩传递部18的形状的情况。上述槽部比率W在如下范围内，S卩，考虑到螺钉10的材质、强度比螺钉紧固工具14脆弱的情况而能获得规定的强度，且能以满足半径R为O. 15G彡R彡O. 30G以及中心点直径GR为O. 85G ^ GR ^ O. 95G的条件的方式设定扭矩传递部18的形状的范围。图4是根据作为扭矩传递部18的数量的槽的数量(3个槽 6个槽)，改变半径R和中心点直径GR，计算上述槽部比率W而得到的表格，图5是在槽部比率W和驱动角Θ的二维坐标上绘制图4的计算结果而成的曲线图。图4的表格中的“NG”是指槽部比率W为负值而不能构成形状。图5中用点划线圈起来的范围是槽部比率W为O. 35 < W < O. 50，且驱动角Θ为-24. 6°彡Θ彡0°的区域，得知当槽部比率W在0.35 <W< O. 50的范围内时，能够满足半径R为O. 15G彡R彡O. 30G以及中心点直径GR为O. 85G彡GR彡O. 95G的条件地，设定扭矩传递部18的形状。另外，在半径R为O. IOG的情况下，参照上述图4和图5，在扭矩传递部为3 6中的任一数量的槽的情况下，在中心点直径GR为O. 85G O. 95G中的任一数值的情况下，槽部比率W均远大于O. 5，在强度等方面不适合，这从上述图3也可适当地看到。
在图I的(a)所示的凹槽12的端面形状上，凹槽12的扭矩传递部18的外周壁26形成为外径为G的圆弧形状，该外周壁26与载荷作用点Q侧的凹圆弧形状部24之间，由具有Rc< (G-GR)/2的关系的半径为Re的圆弧平滑地相连接。凹圆弧形状部24绕中心线01形成为对称形状，载荷作用点Q的相反侧的端部也利用上述半径Re的圆弧与外周壁26平滑地相连接。即，载荷作用点Q是紧固螺钉10时的抵接部，在松动螺钉10时与嵌合凸部16卡合的相反侧也同样(对称)地构成，能够获得与紧固螺钉10时相同的作用效果。同样，螺钉紧固工具14的嵌合凸部16的扭矩传递部20也沿中心线02的周向形成为对称形状。关于螺钉紧固工具14的嵌合凸部16，在包括载荷作用点Q的与嵌合凸部16的中心线02成直角的截面形状、即图I的(a)所示的截面形状上，扭矩传递部20的外径g相对于上述凹槽的外径G在O. 87G ^ g ^ O. 93G的范围内。假设通常的螺钉紧固构造中的载荷作用点Q的位置相对于凹槽12的外径G为O. 9G左右，而设定该外径g的范围，考虑到制造上的误差等，将该外径g的范围设为O. 87G ^ g ^ O. 93G，在本实施例中，g ^ O. 90G。另外，5个扭矩传递部(翼部)20分别借助半径为r的凹圆弧形状部28而彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部28构成扭矩传递部20的侧壁的全部。半径r与上述半径R具有r > R的关系，并且凹圆弧形状部28的最小直径b与凹槽12的凹圆弧形状部24的最小直径B具有b < B的关系。另外，半径r与半径R相对应地在O. 17g ^ r ^ O. 33g的范围内，该半径r的凹圆弧形状部28的中心点P2位于以中心线02为中心在O. 94g彡gr彡I. 06g的范围内的中心点直径为gr的圆周上。S卩，在使g = O. 90G，将上述半径R = O. 15G O. 30G换算为半径r时，如图6的(a)所示，r = O. 17g O. 33g，在将中心点直径GR = O. 85G O. 95G换算为中心点直径gr时,如图6的(b)所示,gr = O. 94g I. 06g。在本实施例中，如图I所示，半径r = O. 21g且比上述半径R = O. 90G大，中心点直径gr = I. 03g且比上述中心点直径GR = O. 90G大。另外，在图I的(a)所示的截面形状上，嵌合凸部16的扭矩传递部20的外周壁30形成为上述外径为g的圆弧形状，该外周壁30与上述凹圆弧形状部28相交的角部就是与上述凹槽12的扭矩传递部18的侧壁面抵接的抵接部，即上述载荷作用点Q。即，凹圆弧形状部28沿中心线02的周向对称地形成，凹圆弧形状部28的两端部均到达至扭矩传递部20的外周侧端缘(外径g = 0. 90G)，与外周壁30相交成锐角。上述凹槽12的位于多个扭矩传递部18之间的最小直径部分、即上述凹圆弧形状部24的中央部分，随着朝向该凹槽12的孔底侧(图I的(b)中的下方)，以3° 7°的范围内的倾斜角度a I接近中心线01地傾斜。嵌合凸部16的位于多个扭矩传递部20之间的最小直径部分、即凹圆弧形状部28的中央部分，也随着朝向前端侧(图I的(b)中的下方)，以3° 7°以下的倾斜角度a 2接近中心线02地傾斜。另外，上述倾斜角度a I、a 2具有a2彡a I且a l-a2彡3°的关系，在本实施例中，a l_a2 ^ 2°。由此，嵌合凸部16的上述最小直径部分的前端与凹槽12的上述最小直径部分的中途卡合，在该状态下通过使螺钉紧固工具14绕中心线02顺时针旋转，如图I的(a)所示，扭矩传递部20的外周侧端缘与凹槽12的扭矩传递部18的侧壁抵接而传递安装扭矩。图I的(b)的点A是嵌合凸部16的最小直径部分的前端与凹槽12的最小直径部分的中途卡合的接触点，由于al-a2^3°，因此能够以比较大的静摩擦使嵌合凸部16的上述前端附着于凹槽12的上述中途。另外，凹槽12的扭矩传递部18的最大直径部分，详细而言是绕中心线01的外周·壁26的中央部分随着朝向孔底侧(图I的(b)中的下方)，以10° 15°的范围内的倾斜角度e I接近中心线01地傾斜。嵌合凸部16的扭矩传递部20的最大直径部分，详细而言是绕中心线02的外周壁30的中央部分也随着朝向前端侧(图I的(b)中的下方)，以10° 15°的范围内的倾斜角度e 2接近中心线02地傾斜。上述倾斜角度el、e2在本实施例中为el= e 2。在上述这种本实施例的螺钉紧固构造8中，在嵌合凸部16的扭矩传递部20的外周侧端部与凹槽12的扭矩传递部18的侧壁面抵接，而经由作为该抵接部的载荷作用点Q将安装扭矩传递到螺钉10的情况下，在包括该载荷作用点Q的与凹槽12的中心线01成直角的端面形状上，由于面垂直力F的驱动角0为O。以下，因此面垂直力F沿以中心线01为中心的切线方向或向内侧施加于凹槽12的侧壁。由此，与以往那样地使面垂直力F向外侧(0° < 0 )施加于凹槽的侧壁的情况(參照图10)相比，螺钉紧固工具14自凹槽12脱出的滑脱很难发生，能够抑制凹槽12的变形、嵌合凸部16的破损和磨损等，并且能够比较容易地利用较大的安装扭矩紧固螺钉10。特别是在0 <0°的情况下，产生向内侧引入凹槽12的侧壁的方向的分力，因此使嵌合凸部16与凹槽12咬合，更加适当地抑制滑脱，上述效果明显。另外，凹槽12的5个扭矩传递部18借助半径为R的凹圆弧形状部24而彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部24构成扭矩传递部18的侧壁的大致全部，载荷作用点Q存在于该凹圆弧形状部24上，因此通过适当地设定该凹圆弧形状部24的半径R、中心点Pl，能够使上述载荷作用点Q处的面垂直力F的驱动角0为O。以下。由于凹圆弧形状部24是半径为R的圆弧，因此能够通过计算而容易地求出载荷作用点Q处的切线方向等，能够通过计算容易地设定凹槽12的形状，以使驱动角0是0°以下的规定角度。另外，上述半径R在0. 15G彡R彡0. 30G的范围内，该半径为R的凹圆弧形状部24的中心点Pl位于0. 85G彡GR彡0. 95G的范围内的中心点直径为GR的圆周上，该凹圆弧形状部24到达载荷作用点Q，另ー方面，该载荷作用点Q位干与通常的螺钉紧固构造同样地以中心线Ol为中心的0.9G左右的圆周上，因此能够使上述面垂直力F的驱动角0为O。以下。另外，在该情况下，能够使驱动角0在-24. 6° ^ 9 ^O0的范围内，使面垂直力F与载荷作用点Q处的切线方向的力N的比F/N在I. 0 I. 10的范围内，能够将由驱动角0产生的扭矩的传递损耗抑制在10%以内。另夕卜，由于使凹槽12的槽部比率W〔 =(pl/ ( (pl+(p2 )〕在0. 35 < W
< 0. 50的范围内，因此能够满足上述半径R为0. 15G彡R彡0. 30G以及中心点直径GR为0. 85G彡GR彡0. 95G地设计形状，使驱动角0在-24. 6°彡0彡0°的范围内。而且，通常，螺钉紧固工具14由比螺钉10的強度高的材料构成，因此通过使凹槽12的槽部比率W小于0. 50，能够与螺钉紧固工具14平衡良好地提高凹槽12的強度，抑制该凹槽12的变形等，并且能够以较大的安装扭矩进行紧固。
另外，凹槽12的扭矩传递部18的外周壁26形成为外径为G的圆弧形状，该外周壁26与凹圆弧形状部24之间由规定的半径为Re的圆弧平滑地相连接，因此在利用穿孔机塌陷地形成该凹槽12的情况下，与将该凹槽12形成为尖角的情况相比，能够以高精度适当地形成，并且提高该穿孔机的耐久性。另外，嵌合凸部16的5个扭矩传递部20借助半径为r的凹圆弧形状部28彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部28构成扭矩传递部20的侧壁的全部，因此通过适当地设定该凹圆弧形状部28的圆弧的半径r、中心点P2等，能够使嵌合凸部16的扭矩传递部20的外周侧端部与凹槽12的扭矩传递部18的侧壁面抵接，而经由作为该抵接部的载荷作用点Q将安装扭矩传递到螺钉10。由于凹圆弧形状部28是半径为r的圆弧，因此能够考虑凹槽12的形状，通过计算而容易地设计嵌合凸部16的形状。另夕卜，上述半径r与上述半径R具有r SR的关系，并且上述半径r在0. 17g彡r彡0. 33g的范围内，该半径为r的凹圆弧形状部28的中心点P2位于0. 94g 5 gr ^ I. 06g的范围内的中心点直径为gr的圆周上,该凹圆弧形状部28的端部到达载荷作用点Q、即扭矩传递部20的外周侧端部，因此嵌合凸部16形成为与上述凹槽12类似的形状，能够容易地设计嵌合凸部16的形状以使嵌合凸部16的扭矩传递部20的外周侧端部与凹槽12的扭矩传递部18的侧壁面抵接。另外，由于使上述嵌合凸部16的扭矩传递部20的外径g在0. 87G < g < 0. 93G的范围内，因此，即使在凹槽12的外周壁26与凹圆弧形状部24之间由规定的半径为Re的圆弧相连接的情况下，也能使嵌合凸部16的扭矩传递部20的外周侧端部与由凹圆弧形状部24构成的扭矩传递部18的侧壁面抵接，而适当地传递扭矩。而且，由于外径g为0. 87G以上，因此，能够使嵌合凸部16的扭矩传递部20的外周侧端部与凹槽12的扭矩传递部18的外周侧部分(0. 87G的外侧)抵接，能够以较大的安装扭矩紧固螺钉10，并且在为相同大小的扭矩时，能够减小面垂直力F，抑制凹槽12的变形、嵌合凸部16的破损和磨损等。另外，嵌合凸部16的扭矩传递部20的外周壁30形成为外径为g的圆弧形状，该外周壁30与凹圆弧形状部28相交的角部是载荷作用点Q，因此能够使该载荷作用点Q尽量位于凹槽12的扭矩传递部18的外周侧。由此，能够利用较大的安装扭矩紧固螺钉10，并且在为相同大小的扭矩时，能够减小面垂直力F，抑制凹槽12的变形、嵌合凸部16的破损和磨损等。另外，通过使嵌合凸部16的最小直径部分的前端与凹槽12的最小直径部分的中途卡合，决定嵌合凸部16与凹槽12的轴向的嵌合位置(插入位置)，由于上述最小直径部分的倾斜角度a I、a 2均为7°以下，且a 2彡a I以及a I-a 2彡3°，因此在嵌合凸部16与凹槽12之间产生较大的静摩擦，易于将螺钉10保持(附着)于螺钉紧固工具14，能够实施由机器人进行的螺钉10的自动紧固。另外，由于凹槽12的最大直径部分的倾斜角度e I和嵌合凸部16的最大直径部分的倾斜角度e 2均为15°以下且e I = e 2，因此在利用由冲压进行的锻造加工等成形上述凹槽12和嵌合凸部16吋，倾斜角度el、e 2成为起模坡度，能够容易地以高精度成形。另外，上述实施例是凹槽12的扭矩传递部18和嵌合凸部16的扭矩传递部20为5个的情况，但在上述扭矩传递部18、20为3个、4个、6个的情况下，也能较佳地应用本发明。图7 图9的螺钉紧固构造40、42、44是扭矩传递部18、20分别为3个、4个、6个的情况下的实施例，图7 图9均是与上述图I的(a)相对应的剖视图。在这些实施例中，凹槽12的半径R、中心点直径GR、角部的半径Re、槽部比率W、倾斜角度a I、e 1，和嵌合凸部16的外径g、半径r、中心点直径gr、倾斜角度a 2、e 2等与上述实施例同样地设定,能够使载 荷作用点Q处的面垂直力F的驱动角0在-24. 6°彡0彡0°的范围内。因而，能够获得与上述实施例同样的作用效果。以上，根据附图详细说明了本发明的实施例，但上述实施例只不过是一个实施方式，能够以根据本领域技术人员的知识而实施了各种变更、改良的形态来实施本发明。附图标记说明8、40、42、44、螺钉紧固构造；10、螺钉；12、凹槽；14、螺钉紧固工具；16、嵌合凸部；18、凹槽的扭矩传递部；20、嵌合凸部的扭矩传递部；24、凹槽的凹圆弧形状部；26、凹槽的外周壁；28、嵌合凸部的凹圆弧形状部；30、嵌合凸部的外周壁；01、凹槽的中心线；02、嵌合凸部的中心线；Q、载荷作用点；P1、凹槽的凹圆弧形状部的中心点；P2、嵌合凸部的凹圆弧形状部的中心点；F、面垂直力；0、驱动角；W、槽部比率(扭矩传递部的比率)。
权利要求
1.一种螺钉紧固构造，其由设在螺钉上的凹陷状的凹槽，和设在紧固该螺钉的螺钉紧固工具上的嵌合凸部构成； 该凹槽和该嵌合凸部均具有以等角度的间隔向外周侧突出的3个以上的扭矩传递部，该凹槽和嵌合凸部彼此同心地嵌合； 通过使所述螺钉紧固工具旋转，自所述嵌合凸部的所述扭矩传递部经由所述凹槽的所述扭矩传递部将安装扭矩传递到所述螺钉，其特征在于， 所述嵌合凸部的所述扭矩传递部的外周侧端部与所述凹槽的所述扭矩传递部的侧壁面抵接，经由作为该抵接部的载荷作用点Q将所述安装扭矩传递到所述螺钉； 并且，在包括该载荷作用点Q的与所述凹槽的中心线Ol成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，在将该载荷作用点Q处的与该凹槽的侧壁垂直的面垂直力F的方向自以该中心线01为中心的该载荷作用点Q的切线方向倾斜的角度设为驱动角Θ时，该驱动角Θ以朝向该切线方向的外侧为正，为Θ <0°。
2.根据权利要求I所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 在包括所述载荷作用点Q的与所述凹槽的中心线01成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，该凹槽的所述3个以上的扭矩传递部借助圆形或椭圆形的凹圆弧形状部而彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部构成该扭矩传递部的侧壁的一部分或全部，所述载荷作用点Q存在于该凹圆弧形状部上。
3.根据权利要求2所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 在包括所述载荷作用点Q的与所述凹槽的中心线01成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，所述凹圆弧形状部是半径为R的圆弧，在将该凹槽的所述扭矩传递部的外径设为G时，该半径R在O. 15G < R < O. 30G的范围内，该半径为R的所述凹圆弧形状部的中心点Pl位于以所述中心线01为中心在O. 85G彡GR彡O. 95G的范围内的中心点直径为GR的圆周上，该凹圆弧形状部的所述载荷作用点Q侧的端部到达该载荷作用点Q。
4.根据权利要求3所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 在包括所述载荷作用点Q的与所述凹槽的中心线01成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，以该中心线01为中心的该凹槽的所述扭矩传递部的角度φ 以及该扭矩传递部之间的分开角度φ2,在该扭矩传递部的比率λ￥=φ1/ ( φ1+φ2 )时，满足O. 35 < W< O. 50的关系。
5.根据权利要求4所述的螺钉紧固构造，其特征在于，所述载荷作用点Q存在于所述凹槽的开口端部，所述外径G、半径R、中心点直径GR和角度φ 、φ2是该凹槽的开口端部的尺寸。
6.根据权利要求3 5中任一项所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 在包括所述载荷作用点Q的与所述凹槽的中心线01成直角的该凹槽的截面形状或端面形状上，该凹槽的所述扭矩传递部的外周壁构成所述外径为G的圆弧形状，该外周壁与所述载荷作用点Q侧的所述凹圆弧形状部之间，由具有Re < (G-GR)/2的关系的半径为Re的圆弧平滑地相连接。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 在包括所述载荷作用点Q的与所述嵌合凸部的中心线02成直角的该嵌合凸部的截面形状或端面形状上，该嵌合凸部的所述3个以上的扭矩传递部借助圆形或椭圆形的凹圆弧形状部而彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部构成该扭矩传递部的侧壁的一部分或全部。
8.根据权利要求3 6中任一项所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 在包括所述载荷作用点Q的与所述嵌合凸部的中心线02成直角的该嵌合凸部的截面形状或端面形状上，该嵌合凸部的所述3个以上的扭矩传递部借助与所述半径R具有r > R的关系的半径为r的凹圆弧形状部而彼此相连接，并且利用该凹圆弧形状部构成该扭矩传递部的侧壁的一部分或全部； 另一方面，在将该嵌合凸部的所述扭矩传递部的外径设为g时，所述半径r在O.17g^r^ O. 33g的范围内，该半径为r的所述凹圆弧形状部的中心点P2位于以所述中心线02为中心在O. 94g ^ gr ^ I. 06g的范围内的中心点直径为gr的圆周上,该凹圆弧形状部的所述载荷作用点Q侧的端部到达该载荷作用点Q。
9.根据权利要求8所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 所述嵌合凸部的所述扭矩传递部的外径g在O. 87G < g < O. 93G的范围内。
10.根据权利要求8或9所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 在包括所述载荷作用点Q的与所述嵌合凸部的中心线02成直角的该嵌合凸部的截面形状或端面形状上，该嵌合凸部的所述扭矩传递部的外周壁构成所述外径为g的圆弧形状，该外周壁与所述凹圆弧形状部相交的角部是与所述凹槽的所述扭矩传递部的侧壁面抵接的所述载荷作用点Q。
11.根据权利要求I 10中任一项所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 所述凹槽的位于所述多个扭矩传递部之间的最小直径部分随着朝向孔底侧，以7°以下的倾斜角度α I接近该凹槽的中心线01地倾斜；并且， 所述嵌合凸部的位于所述多个扭矩传递部之间的最小直径部分随着朝向前端侧，以V以下的倾斜角度α 2接近该嵌合凸部的中心线02地倾斜； 且，α 2 < α I以及α 1-α 2 < 3°，所述嵌合凸部的所述最小直径部分的前端与所述凹槽的所述最小直径部分的中途卡合，在该状态下传递所述安装扭矩。
12.根据权利要求11所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 所述凹槽的所述扭矩传递部的最大直径部分随着朝向孔底侧，以15°以下的倾斜角度ε I接近该凹槽的中心线01地倾斜； 并且，所述嵌合凸部的所述扭矩传递部的最大直径部分随着朝向前端侧，以15°以下的倾斜角度ε 2接近该嵌合凸部的中心线02地倾斜； 且，ε I = ε 2ο
13.根据权利要求I 12中任一项所述的螺钉紧固构造，其特征在于， 所述驱动角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范围内； 所述凹槽的所述扭矩传递部和所述嵌合凸部的所述扭矩传递部的数量是3个、4个、5个、6个中的任意数量。
14.一种螺钉，其特征在于， 该螺钉具有权利要求I 13中任一项记载的所述凹槽。
15.一种螺钉紧固工具，其特征在于，该螺钉紧固 工具具有权利要求I 13中任一项记载的所述嵌合凸部。
全文摘要
在嵌合凸部(16)的扭矩传递部(20)的外周侧端部与凹槽(12)的扭矩传递部(18)的侧壁面抵接，而经由作为该抵接部的载荷作用点Q将安装扭矩传递到螺钉(10)的情况下，在包括该载荷作用点Q的与凹槽(12)的中心线O1成直角的端面形状上，能够使面垂直力F的驱动角θ为0°以下，因此，面垂直力F沿以中心线O1为中心的切线方向或向内侧施加于凹槽(12)的侧壁。由此，与以往那样地使面垂直力F向外侧(0°＜θ)施加于凹槽的侧壁的情况相比，螺钉紧固工具(14)自凹槽(12)脱出的滑脱很难发生，能够抑制凹槽(12)的变形、嵌合凸部(16)的破损和磨损等，并且能够比较容易地利用较大的安装扭矩紧固螺钉(10)。
文档编号F16B23/00GK102803758SQ20098016003
公开日2012年11月28日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日
发明者影山昭博, 山本幸三 申请人:Osg系统产品株式会社