專利名稱：驅動器,緊固件和成形工具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及驅動系統(tǒng)，其中第一組件，如緊固件驅動器，將驅動力矩加在第二組件，如帶螺紋的緊固件上，和第三組件，如成形工具，在所述第一或第二組件中用變形的多邊形配件(interfit)形成凹槽。
三十年代初-四十年代末在工廠組裝線上動力緊固件引入和大量使用后，發(fā)生了人類的最古老的機械發(fā)明之一的革命。有限的變化是由動力緊固件驅動器施加大力矩。由于較廉價和便攜式緊固件驅動器的優(yōu)點，過去的十年間經(jīng)歷了動力緊固件驅動器普及到每個工人和業(yè)余動手的大量出現(xiàn)。
現(xiàn)有技術所確定的最終動力驅動器和螺絲的參數(shù)如下1)鉆頭能發(fā)出高力矩力，并且?guī)菁y的緊固件能接受高力矩力；2)驅動器鉆頭具有大的中心部，它能可靠重復傳遞高力矩力；3)驅動器鉆頭和中間配接的帶螺紋緊固件的結構受到低的磨成凸輪的磨損(cam-out，rock-out)；4)驅動器和帶螺紋緊固件的配件具有高的粘附性，不必用磁化的鉆頭，避免由此伴隨的問題。
本發(fā)明公開與動力緊固件驅動器的位能相匹配的緊固件驅動器鉆頭和帶螺紋的緊固件。
本發(fā)明的目的是提供一種能向帶螺紋的緊固件的頭部傳遞高力矩驅動力的緊固件驅動器鉆頭，帶螺紋的緊固件具有獨特的幾何形狀的凹槽或外頭部結構接受高力矩力，所述獨特幾何形狀凹槽或外頭部結構在此被稱為“變形的多邊形”，在更特定的例子中是“變形的方形”。
另一目的是提供一種能可靠并反復地向帶螺紋的緊固件傳遞高力矩的緊固件驅動器鉆頭，這是由于在凹槽或外頭部中具有很大的中心部分，而且還有以很大的支撐面為后盾的驅動壁。
另一目的是提供一種使凸輪磨損最低的緊固件驅動器鉆頭和配接的帶螺紋緊固件凹槽頭部結構，這主要是由于不對稱的結構。
另一目的是提供一種在緊固件驅動時，使緊固件和驅動器間的擺動最小的驅動器鉆頭和配接的帶螺紋緊固件結構。
另一目的是提供一種在驅動器鉆頭和帶螺紋緊固件間的“粘附”，可避免磁化鉆頭的必要，這主要是由于寬大的軸向帶錐度壁的配合。
另一目的是提供一種能夠廉價可靠地大量生產(chǎn)緊固件驅動器鉆頭和帶螺紋緊固件的結構。
另一目的是提供一種驅動器鉆頭和配接的帶螺紋緊固件的結構，其中緊固件可快速方便地裝在驅動器鉆頭上，被攜帶到緊固件的定位處，由動力鉆插入并下入到所希望的位置，并且能從帶螺紋緊固件方便地松開驅動器鉆頭。


圖1是本發(fā)明驅動工具的部分前視圖，驅動工具直線定位以便插入到本發(fā)明的緊固件的凹槽中，緊固件部分剖視以明示本發(fā)明；圖2是圖1的驅動工具和緊固件完全接合的前視圖，驅動工具和緊固件部分移開以便明示本發(fā)明；圖3是從圖1的線3-3所得的本發(fā)明頂視平面圖，螺絲頭部剖開，虛線方形重疊在螺絲凹槽上，表示凹槽“變形的方形”結構，由虛線表示的方形也示出緊固件由具有方結構的驅動器旋轉的可能性；圖3A是在圖3的四個位置中沿3A-3A線取的剖面圖；圖3B是在圖3的三個位置中沿3B-3B線取的剖面圖；圖4是從圖2的線4-4取的本發(fā)明頂視平面圖，螺絲頭部和驅動器部分剖開，由虛線表示的方形重疊在剖面上，表示本發(fā)明“變形的方形”與幾何方形的關系；圖4A是在圖4的四個位置中沿4A-4A線取的剖面圖；圖4B是在圖4的三個位置中沿4B-4B線取的剖面圖；圖5是本發(fā)明緊固件一實例的側面圖，頭部剖視以更清晰地表示本發(fā)明；圖6是從圖5的線6-6的箭頭方向觀察時緊固件的頭部頂視平面圖，用虛線表示的方形重疊在螺絲凹槽上，表示本發(fā)明“變形的凹槽”與幾何方形的比較；圖7是具有本發(fā)明端部結構的驅動器一例側視圖；圖8是從圖7的線8-8箭頭方向觀察時圖7所示驅動器的側視圖；圖9是從圖7的線9-9箭頭方向觀察時圖7所示驅動器的端視圖，虛線方形重疊在凹槽上，表示本發(fā)明“變形的多邊形”凹槽與幾何方形的比較；圖10是在本發(fā)明的緊固件頭部中形成的凹槽件使用的成形工具，沖壓器或本體的側視圖，部分剖視以更清晰地說明本發(fā)明；圖11是從圖10的線11-11箭頭方向觀察時圖10所示成形工具的端視圖，同樣的原因虛線方形重疊在緊固件凹槽內(nèi)，圖的部分在圖10的成形工具的線11-11處剖視；圖12是與圖10的成形工具相似的成形工具一實例的側視圖，部分剖視以更好地表示成形工具的端部結構；圖13是取自圖12的沿線13-13的箭頭方向的成形工具端視圖，因為上述原因虛線方形重疊在本發(fā)明的“變形方形凹槽”上；圖14是剖面圖，示出圖12的成形工具是如何與其它刀具(剖面示出)一起用在緊固件例中形成本發(fā)明的凹槽的；圖15是帶有頭部的緊固件的另一形式側視圖，示出本發(fā)明的外部形式，頭部的部分剖視示出緊固件頭部結構；圖16是取自圖15的線16-16的箭頭方向的緊固件端視圖；圖17是一螺母的側視圖，螺母具有本發(fā)明外部結構的驅動表面，部分剖視；
圖18是取自圖17的線18-18表示螺母的剖視圖；圖19是本發(fā)明的另一應用的分解側視圖，示出具有帶本發(fā)明外部結構的頭部的緊固件，它由一插口件驅動，插口件設有本發(fā)明的內(nèi)凹槽，另一端帶本發(fā)明結構的凹槽，上部件是插入插口件上凹槽的驅動器；圖20是沿圖19的線20-20取的插口件頂視平面圖；圖21是沿圖19的線20-20取的剖視圖；圖22是表示本發(fā)明變化形式，具有凹槽的緊固件的頂視平面圖；圖22A是在圖22中的四個不同位置沿線22A-22A取的剖面圖；圖22B是在圖22中的三個不同位置沿線22B-22B取的剖面圖；圖23是表示本發(fā)明另一變化形式，具有凹槽的緊固件的頂視平面圖；圖23A是在圖23中的兩個不同位置沿線23A-23A取的剖面圖；圖23B是在圖23中的兩個不同位置沿線23B-23B取的剖面圖；圖24是表示本發(fā)明另一變化形式，具有凹槽的緊固件的頂視平面圖；圖24A是在圖24的五個不同位置沿線24A-24A取的剖面圖；圖24B是在圖24的五個不同位置沿線24B-24B取的剖面圖；圖25是表示本發(fā)明另一變化形式，具有凹槽的緊固件的頂視平面圖；圖25A是在圖25的二個不同位置沿線25A-25A取的剖面圖；圖25B是在圖25的三個不同位置沿線25B-25B取的剖面圖；圖26是表示本發(fā)明另一變化形式，具有凹槽的緊固件的頂視平面圖；圖26A是在圖25上沿線26A-26A取的剖面圖；圖26B是在圖26二個不同位置沿線26B-26B取的剖面圖。
在此說明書中驅動器一詞一般指的是固定式或移動式的動力驅動器，固定式的用在裝配線上，由電源供電，普通工人使用，移動式的由電池供電，由專業(yè)人員和非專業(yè)人員使用。驅動器也是手動工具。驅動器也用于驅動螺絲和螺栓，與一凹入或凸起的外結構結合。
帶螺紋的緊固件包括具有凹或凸結構的螺絲和螺栓。
在本文中所述的成形工具是沖壓類工具，用于在緊固件或驅動器中形成凹槽。圖10示出成成形工具的一實施例。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例在圖1-11中示出，將主要參照這些圖說明本發(fā)明。
針對緊固件和驅動工具，附圖表示出本發(fā)明的一個具體應用，其中緊固件帶有一凹槽或插口，根據(jù)本發(fā)明的原理它具有一內(nèi)結構，同時互補形狀的外組件呈驅動工具形。業(yè)內(nèi)人士易于了解這種情況可以顛倒，即，緊固件使用本發(fā)明的外部結構，而驅動工具是具有互補形狀內(nèi)結構的插口件。
見圖1和2，在此示出一根據(jù)本發(fā)明原理而提出的緊固件和驅動工具的組合形式。緊固件或本體1包括-其上設有螺紋3的長柄2和軸線4。緊固件1的端部5帶有一加大的或形成頂部的、具有凹槽的部位6，或者設有在其內(nèi)形成的驅動插口7。也示出驅動工具或本體1’，它具有-端8’，它的輪廓與凹槽7互補，因此可接合在其中，使得驅動工具1’可向緊固件1施加驅動力。
見圖10，示出一成形工具，沖壓器或本體1”，它具有帶端5”的端部10”，端5”的結構是為了在緊固件1中形成凹槽。
在以下說明中，為了減少部件編號數(shù)目并為了說明方便，采取以下常規(guī)作法。即，對于緊固件、驅動器和成形工具的相同部件采用相同編號，但對驅動器附加單個撇號(’)，對成形工具附加雙撇號(”)加以區(qū)分。在圖1-11中嚴格采用這個方法。
在傳遞力矩的系統(tǒng)或這種系統(tǒng)的部件制造中用的制造件包括本體1、1’或1”，它包括軸線8、8’或8”；本體1、1’或1”，它具有變形的多邊形截面11、11’或11”，由周邊壁12、12’或12”限定；多邊形中心部13、13’或13”，設在周邊壁12、12’或12”內(nèi)，具有比變形的多邊形截面11、11’或11”小的面積；驅動壁141、142、143、144、14’或14”形成周邊壁12、12’或12”的一部分，在從多邊形中心部13、13’或13”向外的一平面上從近端15、15’或15”到遠端16、16’或16”伸出；第一外壁17、17’或17”，形成周邊壁12、12’或12”的另一部分，并與驅動壁141、142、143、144、14’或14”成一角度，并具有在周邊壁12、12’或12”終止的遠端20、20’或20”，和連接驅動壁141、142、143、144、14’或14”的遠端16、16’或16”的近端18、18’或18”。每個緊固件的驅動壁加以標記。為了簡便起見，驅動器1’的驅動壁僅由一個標記14’表示。工具1”的驅動壁僅由一個標記14”表示。應理解，最好驅動器1’具有與緊固件1相同的驅動壁數(shù)碼。當然，工具1”也具有與緊固件1相同的驅動壁數(shù)碼。
最好參照一種帶螺紋的緊固件，即圖1、2和3中所示的螺絲理解上一段的說明。上一段的說明也涉及一種驅動器形式，即，機動驅動器(未示出)的螺絲驅動器鉆頭。在圖1和2中所示的驅動器的相同部件以相同數(shù)碼表示時，除了它們標記撇(’)外，不重復說明。上一段的說明也涉及一種工具形式，即，在螺絲緊固件中形成凹槽的沖壓器。在圖10和11中所示的沖壓器的相同部件以相同數(shù)碼表示時，除了它們標記撇(”)外，不重復說明。
緊固件1的多邊形中心部分一般用虛線和數(shù)字13表示，如圖3中的131和圖4中的13’1所示，可以由任何數(shù)目的不同長度的直線構成，但最好，多邊形中心部13分帶有對稱形狀輪廓。這個形狀可以是三角形、五邊形、六邊形或更多直線形狀，但對緊固件1、驅動器1’和工具1”優(yōu)選實施例是方形。
對于緊固件由141、142、143、144表示的，對于驅動器用14’，對于工具用14”表示的術語“驅動壁”，在這個說明中，用于表示傳遞或接受力矩的主壁。對于工具，驅動器壁14”表示與緊固件的主力矩接受壁相應的壁。驅動壁的位置決定在向緊固件傳遞旋轉力矩中驅動系統(tǒng)的效率。雖然幾乎所有的驅動壁的位置都會傳遞一些力矩，但在驅動壁141、142、143、144、14’和14”分別基本在緊固件的軸線4的、驅動器的軸線4’、和工具的軸線4”的徑向軸線221或222、221’或222’、和221”或222”上的平面上時，力矩最佳。在圖3中示出了最大的力，其中力的矢量9表示由驅動器(未示出)在壁143施加的力的大小和方向。相同的力9也加在驅動壁141、142和144上。
本發(fā)明的周邊壁12、12’或12”不限于側面的任何具體數(shù)目。最好周邊壁12、12’或12”包括多個驅動壁141、142、143、144、14’或14”，它們最好如上所述設在徑向軸線平面22、22’或22”上。也可存在從1到6或更多的數(shù)目，但已發(fā)現(xiàn)四個驅動壁141、142、143、144、14’或14”是有滿意結果的數(shù)目。最好對于每個驅動壁141、142、143、144、14’或14”有一個第一外壁17、17’或17”，每個近端15、15’或15”分別連接各驅動壁141、142、143、144、14’或14”的遠端16、16’或16”。最好是，多個第二外壁23、23’或23”的近端24、24’或284”分別連接第一外壁17、17’或17”的每個遠端20、20’或20”，而其遠端25、25’或25”分別連接每個順序驅動壁141、142、143、144、14’或14”的近端15、15’或15”。
已發(fā)現(xiàn)，如圖所示，周邊壁12、12’或12”由四個驅動壁141、142、143、144、14’或14”，和四個第一外壁17、17’或17”構成效果良好。
作為周邊壁12的本發(fā)明輪廓的固有優(yōu)點，本發(fā)明力矩系統(tǒng)顯示出對所謂“搖擺rock-out”的磨成凸輪狀的良好抵抗力。在I．A．Smith的美國文獻授權號為24,878，題為“帶特殊補償槽的Philips型頭(PhilipsType head with special offset)”中說明了這個現(xiàn)象。鑒于在文獻24,878中已闡明的解釋，不必再進一步說明。只要看到這點就夠了，即，直接相對的一付驅動壁141、142、143、144和第一外壁17相對地設置，使得驅動器1’被鎖在凹槽7中，抵抗除了在大體軸線方向抽出外的任何相對移動。在本發(fā)明中，通過僅將周邊壁12構成非對稱的幾何結構便取得抗磨損成凸輪狀的效果。
本發(fā)明的另一特征是螺絲能粘到驅動器上的能力，而不使用磁化驅動器或螺絲。這個特征的取得是由于使緊固件1的凹槽7的周邊壁12的至少一部分在向內(nèi)方向帶錐度，與在驅動器1’的周邊壁12’上相匹配的相似帶錐度壁緊密配合。
本發(fā)明權利要求沒有要求保護“粘附配合”本身的發(fā)明，因為“粘附配合”的現(xiàn)象在緊固件技術中是周知的。但本發(fā)明要求保護緊固件凹槽結構，它取得比以前所用的更大的“粘附配合”的效果。另外，本發(fā)明發(fā)明提供了新型的緊固件結構，它比以前使用驅動器插入螺絲的更多的使用次數(shù)上，有更大的“粘附配合”效果。在現(xiàn)有技術系統(tǒng)中，當反復使用驅動器插入數(shù)百次緊固件時，用于取得“粘附配合”用的驅動器面的磨損，取得“粘附配合”要求的嚴格的公差配合緩慢地消失。本發(fā)明取得長期持久“粘附配合”的可能性是由周邊壁12的獨特結構所致，它包括至少一個壁，它具有比不用作主驅動器壁的驅動壁的表面積更大的表面積。當然，本發(fā)明提供的驅動器1’也具有至少一個壁，它具有比在緊固件凹槽中與相似壁緊密配合的驅動壁更大的表面積。
為了說明上述問題，作為比較的例子是美國專利US5,509,338所提出的緊固件凹槽結構，它是在由獲得保護的美國US5,279,190專利所提出的已在市場上馳名的螺絲的基礎上授與專利的。在這兩個專利間唯一不同是，通過對美國5,279,190的周邊壁的簡單修改，附加了在美國5,509,338專利中的小三角形“粘附配合”壁。這個小的修改產(chǎn)生了“粘附配合”，它本身是美國專利5,279,190的主要改進。
但是專利US5,509,338和本發(fā)明間的區(qū)別是，本發(fā)明提供粘附配合的壁的面積比美國專利5,509,338的大的多。而且，本發(fā)明的結構是這樣的粘附配合壁，它也可以是不用作主驅動器壁的壁，因此磨損的沒有驅動器壁那么快。本發(fā)明的“粘附配合”壁也可具有比主驅動器壁大的多的面積。最后，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，驅動器能夠插入到螺絲凹槽中，即使由驅動器在螺絲上加很小的力，螺絲也會粘到驅動器上，螺絲尖不接觸正在被打入的工件。例如，如果螺絲要打入在工作面下凹陷的表面中，驅動器接合由塑料帶固定在自動進給裝置中的螺絲中的凹槽。螺絲將僅以使螺絲從標準的螺絲進給帶松開所需的力粘到驅動器上。即使以高轉速旋轉，即使螺絲必須在到達工件前有一距離，螺絲也會粘到驅動器上。尚不知道有其它的螺絲和驅動器組合會以如此低的螺絲和驅動器的接合壓力取得如此大的粘附效果。
多邊形中心部13、13’或13”最好形成一對稱結構，以便于驅動器插入緊固件的凹槽中。
如圖所示，多邊形中心部13、13’或13”是方形。方形結構允許帶有本發(fā)明凹槽結構的緊固件與具有標準方形結構的驅動器安裝在一起。雖然這不是插入本發(fā)明緊固件的最理想方法，如果工作者碰巧不具有本發(fā)明所述結構的驅動器的話，也可允許工作者使用方形驅動器。
如圖3所示，最好是緊固件的驅動壁141、142、143、144位于基本在緊固件本體1的軸線221的徑向軸線上的平面上。這個結構確保驅動器1’的最大力矩通過驅動器的驅動器14’傳遞到緊固件的驅動壁141、142、143、144。
雖然本發(fā)明的力矩傳遞系統(tǒng)可在僅有單一驅動壁的情況下工作，但顯然兩個或更多的驅動壁可形成更大力矩傳遞。如圖3所示，周邊壁12在徑向的軸向平面上，如徑向軸線221和222，包括多個驅動壁141、142、143、144，即四個。同樣，最好周邊壁12，包括多個第-外壁17，每個近端18分別連接多個驅動壁141、142、143、144的遠端18；多個第二外壁23，近端分別連接每個第一外壁17的遠端20，遠端25分別連接每個順序驅動器壁141、142、143、144的近端。為清楚起見，每個驅動壁141、142、143、144在圖上標出，但在周邊12上的僅有一組其它的壁標出。同樣，在圖4-11上標出在驅動器和工具中的一組壁。
如圖1-11所示，圖示的本發(fā)明所有形式具有不對稱的周邊壁12、12’或12”。相對照，在美國專利5,207,132中的緊固件凹槽具有形成對稱凹槽內(nèi)輪廓的壁。在所述的本發(fā)明結構形式中，例如在緊固件的凹槽上驅動器的力在正、反時針方向上旋轉是顯著不同的，而在專利5,207,132中的由驅動器在緊固件的凹槽上施加的力不管是正、反時針方向旋轉都是相同的。
如圖1-11所示，也可以見到，緊固件凹槽中周邊壁12的至少一部分，在與驅動器周邊上相匹配的相似帶錐度的壁12’緊密配合中，在軸向是向內(nèi)帶錐度的。如圖3所示，最好是，驅動器壁141、142、143、144不帶錐度，而同時第一外17壁和第二外壁23帶錐度。帶錐度壁的數(shù)目，取決于具體應用中所需求的“粘附配合”量可以減少。如圖4B所示，這個錐度例如可以是3度。
帶錐度的緊固件的周邊壁12的部分最好是驅動器壁14’以外的壁。這樣增加施加力矩力的驅動器壁14’的面積。
為了使“粘附配合”最大，周邊壁12的數(shù)目和面積應增加。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在很多應用中，為了提供足夠的“粘附配合”并提供施加力矩的足夠面積，除了垂直于緊固件軸線平面上的驅動壁141、142、143、144和14’外，在周邊壁12和12’的所有部分帶錐度。
緊固件和配合的驅動器的周邊壁的基本非驅動的部分具有的面積顯著大于緊固件和配合的驅動器的驅動壁面積。例如圖3所示，第和第二外壁17和23相結合的面積大于驅動壁141、142、143、144的面積。因為產(chǎn)生“粘附配合”的帶錐度的壁17和23不用于傳遞力矩，在這些壁上僅發(fā)生很小的磨損，因此“粘附配合”的功能在驅動工具多次重復使用中能夠繼續(xù)存在。
見圖15-16，示出的緊固件螺栓26帶有螺紋27、頭部凸緣28和驅動頭29，驅動頭29具有周邊壁112，它的外輪廓與圖3所示凹槽內(nèi)輪廓相同。
所制造的在力矩傳遞中使用的緊固件螺拴26包括一設有軸線104的本體101；本體101具有一由周邊壁112限定的變形的多邊形截面111；多邊形中心部113位于周邊壁112內(nèi)，具有比變形的多邊形截面111的面積更小的面積；驅動壁114形成周邊壁112的一部分，由多邊形中心部113向外從近端115向遠端116伸；第一外壁117，形成周邊壁112的另一部分，與驅動壁114的設置成一角度119，并具有在周邊壁112上終止的遠端120和連接驅動壁114遠端116的近端118。
見圖17和18，示出的緊固件螺母36帶內(nèi)螺紋37、頭部凸緣38和驅動頭39，驅動頭39具有周邊壁212，并帶有與圖3所示凹槽內(nèi)輪廓相同的，并與圖15中驅動頭29外輪廓相同的外輪廓。
所制造的在力矩傳遞中使用的緊固件螺母36包括一設有軸線204的本體201；本體201具有一由周邊壁212限定的變形的多邊形截面211；多邊形中心部213位于周邊壁212內(nèi)，具有比變形的多邊形截面211的面積更小的面積；驅動壁214形成周邊壁212的一部分，由多邊形中心部213向外從近端215向遠端216伸；第一外壁217，形成周邊壁212的另一部分，與驅動壁214的設置成一角度219，具有在周邊壁212上終止的遠端220和連接驅動壁214遠端216的近端218。可以理解，凸緣38不屬于本發(fā)明，在此示出僅是為了說明。驅動頭39也可以是直壁，就象在大多數(shù)內(nèi)螺紋驅動螺母上見到的那樣。
見圖15-18，本發(fā)明的周邊壁112和212不限于任何特定數(shù)目的側面。最好周邊壁112和212包括多個驅動壁114和214，如上所述，它們最好設在徑向軸向平面122和222上。可以有1-6或更多的任何數(shù)目，但已發(fā)現(xiàn)四個驅動壁114或214能具有滿意結果。最好是，多個第二外壁123或232的近端124或224分別連接第一外壁117或217每個遠瑞120或220，遠端125或225分別連接順序驅動壁114或214每個的近端115或215。
見圖19-21，示出的制件用于在一端與一驅動器301’耦接，在另一端與一具有從外部構成驅動頭29的緊固件螺栓26耦接，其中制件是一耦接插口件41，它具有一對相對的在軸線上的凹槽307和307’，其中一個凹槽307與驅動器301’耦接，另一凹槽307’與緊固件螺栓26的驅動頭29耦接。
耦接插口件41包括設有軸線304的本體301和301’；每個本體301和301’具有分別由周邊壁312和312’限定的變形的多邊形截面311和311’；多邊形中心部313和313’位于各周邊壁312和312’內(nèi)，具有比各變形的多邊形截面311和311’的面積更小的面積；驅動壁314和314’形成各周邊壁312和312’的一部分，由多邊形中心部313和313’向外從近端315和315’向遠端316和316’延伸；第一外壁317和317’形成周邊壁312和312’的另一部分，具有以角度319和319’與各驅動壁314和314’的遠端316和316’連接的近端318和318’，和終止在周邊壁312和312’上的遠端320和320’。
見圖19和21，本發(fā)明的周邊壁312和312’是不限于任何特定數(shù)目的側面。最好周邊壁312和312’包括多個驅動壁314和314’，如上所述，它們最好在徑向軸向平面322和322’上?？梢杂?-6或更多的任何數(shù)目，但已發(fā)現(xiàn)四個驅動壁314或314’能具有滿意的效果。最好是，多個第二外壁323或323’的近端324或324’分別連接第一外壁317或317’每個遠瑞320或320’，遠端325或325’分別連接順序驅動壁314和314’各自的近端315和315’。
圖22、22A和22B示出上述本發(fā)明五種變化形式的第一種。雖然改變了本發(fā)明的幾何形狀，但本發(fā)明的實質保持不變。所有本發(fā)明五種變化形式都是根據(jù)權利要求1，下面說明一些不同點。因為本發(fā)明的本質是相同的，為簡化起見，在此僅完整地說明緊固件。之所以沒有示出五種變化形式的驅動器和驅動工具制品，是因為它們也遵循了上述本發(fā)明優(yōu)選實施例中緊固件制品的原理。也就是說，在要示出的所有變化形式中，驅動器制品的結構與在緊固件制品中的凹槽配合，軀動工具制品或常說的沖壓器是在緊固件制品中形成凹槽的結構形式。
現(xiàn)在見圖22、22A和22B，在力矩傳遞系統(tǒng)中或在這樣的系統(tǒng)組件制造中使用的制造件包括一設有軸線404的本體401；本體401具有由周邊壁412限定的變形的多邊形截面411；多邊形中心部413位于周邊壁412內(nèi)，具有比變形的多邊形截面411的面積更小的面積；驅動壁4141、4142、4143、4144形成周邊壁412的一部分，由多邊形中心部413向外從近端415向遠端416伸；第一外壁417，形成周邊壁412的另一部分，以一角度419分布在驅動壁4141、4142、4143、4144上，遠端420終止在周邊壁412上，近端418連接驅動壁4141、4142、4143、4144的遠端416。
圖22中示出的獨特結構是，驅動壁4141、4142、4143、4144的遠端416和第一外壁417的遠端420設在共有的大圓421上，其軸線4041與本體401的軸線404重合；驅動壁4141、4142、4143、4144基本平行于等分鄰近多邊形中心部413的壁的軸線4221或4222。因此如圖22所示，驅動壁4141平行于等分周線4131的軸向平面4221；驅動壁4142平行等分周邊線4132的軸向平面4222；驅動壁4143平行于等分周邊線4133的軸向平面4223；驅動壁4144平行等分周邊線4134的軸向平面4222。上述結構使驅動器在螺絲上施加的力矩最大，因為驅動壁進一步離開上述緊固件中的旋轉中心。
力矢量426表示由驅動器(未示出)施加的力沿徑向軸向平面429徑向向外相對于緊固件凹槽407的側面的分力，它與驅動壁4141、4142、4143、4144和第一外壁417的相交線相交，但不影響向緊固件傳輸?shù)娜魏涡D力。矢量427表示合力作用線，矢量428表示驅動器(未示出)在緊固件本體401上施加的旋轉力的大小。
圖22所示緊固件的另一結構特征是，由多個第二外壁423形成凹槽，第二外壁823的近端828分別連接每個第一外壁417，遠端425分別連接每個順序驅動壁4141、4142、4143、4144的近端，并且第一外壁417明顯比第二外壁423長。這個結構使驅動器(未示出)中的材料量最大。因此驅動器具有的材料處在由形成驅動壁4141的線、形成多邊形中心部413的一側的虛線4131和第一外壁417的線包圍的域內(nèi)。
圖22A示出驅動壁，如驅動壁4141，它們平行緊固件本體的軸線404。圖22B示出在周邊壁412上的第一和第二外壁417和423傾斜大約3度，使待緊固件本體401會“粘附”到驅動器(未示出)，而不必磁化驅動器。
力矢量430、431和432表示在第一外壁417給定點上相對于軸線433施加的力的分力。矢量線430表示相對于緊固件本體401的凹槽邊緣施加的力，它不會使緊固件本體801旋轉。力矢量431是合力，而力矢量432是驅動器(未示出)相對于第一外壁施加的力，它造成緊固件本體401的旋轉。也可以理解，力矢量432在顛倒180度時是在緊固件本體401卸出時由驅動器(未示出)在特定點上施加的力。
圖23示出的結構與圖22的結構是相同的，但驅動壁5141，5142、5143和5144設在從本體軸線504伸出的徑向軸向平面534上。徑向軸向平面534可以與徑向軸向平面5221構成各種角度535，徑向軸向平面522等分多邊形中心部513的周邊線5131，如圖23所示，22度的角535工作的效果很理想。
為了簡明起見，除了在圖22中以“400”數(shù)碼系列標出，圖23中以“500”數(shù)碼系列標出外，圖23相同的件標以圖22的相同數(shù)碼。不重復對圖23、23A和23B的說明。
如力矢量509所示的，由驅動器(未示出)在驅動壁5141，5142、5143和5144上施加的旋轉力達到最大，因為它作用在與徑向軸向平面534成直角的方向。
現(xiàn)在參見圖25，在此示出本發(fā)明的另一形式。圖25所示結構與圖3所示結構相似，為簡明起見，不重復說明相同的部分。在圖25中的相同部分標以與圖3中相同的數(shù)碼，但在圖25中的數(shù)碼是以“600”系列標出的。
在圖3所示結構的基礎上，圖25結構的不同之處在于，驅動壁6141，6142、6143和6144的遠端616和第一壁617的遠端620處在大圓621上，大圓621的軸線與本體601的軸線604重合。與圖3所示相同，驅動壁6141，6142、6143和6144設在處于徑向軸線6221或6222之上的平面上。這形成比圖3的驅動壁141，142、143和144的長度更長的驅動壁6141，6142、6143和6144，因此在驅動器(未示出)和緊固件間向緊固件傳遞旋轉力的接觸面的面積更大。
見圖26，在此示出本發(fā)明的另一變化形式。如圖26所示，除了驅動壁7141，7142、7143和7144帶5度角外，這個變化形式與圖25的相同。為簡明起見，圖26中相同部分標以與圖25中相同的數(shù)碼，但圖26的部件是以“700”系列編號，而不是“600”，不進行重復的說明。例如，在觀看圖26中的部件時，為了確定部件標志和說明，只留意后兩位數(shù)并參見在本說明中的那個編號。
更具體地說，在圖26中的本體701和圖25中的本體601間的區(qū)別是，驅動壁7141是從徑向軸向平面7221在順時針方向大約以5度的角7451傾斜，徑向軸向平面7221等分多邊形中心部713的周線7131。以相同方式，驅動壁7142是從徑向軸向平面7222在順時針方向大約以5度的角7452傾斜，徑向軸向平面7222等分多邊形中心部713的周線7132。驅動壁7143是從徑向軸向平面7221在順時針方向大約以5度的角7453傾斜，徑向軸向平面7221等分多邊形中心部713的周線7133。驅動壁7144是從徑向軸向平面7222在順時針方向大約以5度的角7454傾斜，徑向軸向平面7222等分與多邊形中心部713的周線7134。
見圖24、24A和24B，在此示出本發(fā)明的另一變化形式。在原理上這個變化形式與示出的本發(fā)明所有其它形式相同，為了簡要起見，圖24中的相同部件標以其它圖中的相同的兩位數(shù)碼，但在圖24中的部件的編碼是在“800”的系列中，前面的數(shù)碼是“8”。不重復說明這些相同的部件。例如，在觀看圖24中的部件時，為了確定部件標記和說明，只留意后兩位數(shù)并參見在本說明較早部分中的那個編號。進一步的澄清是，圖24的周邊壁812與3圖的周邊壁12、圖16的周邊壁112、圖18的周邊壁212、圖22的周邊壁412、圖23的周邊壁512、圖25的周邊壁612和圖26的712相似。
圖24的結構與本發(fā)明的其它形式相比其獨特之處是，周邊壁812以軸線8041對稱，形成大體雙向相等的力矩傳遞力。即，因為緊固件和匹配的驅動器的凹槽的結構，由插入緊固件的驅動器向螺絲緊固件傳遞的力與從工件卸出螺絲緊固件的力相同。
圖24所示的本發(fā)明結構形式的另一特征是，能使用標準方形結構的驅動器插入或卸開圖24所示的緊固件。由多邊形中心部813示出這個很實用的特征，中心部813形成一完整的方形，例如一標準的方形柄的驅動器。
具體的說，見圖24，在力矩傳遞系統(tǒng)或這種系統(tǒng)的組件制造中使用的制件包括一設有軸線804的本體801；本體801具有由周邊壁812限定的變形的多邊形截面811；多邊形中心部813位于周邊壁812內(nèi)，具有比變形的多邊形截面811的面積更小的面積；驅動壁8141，8142、8143和8144形成周邊壁812的一部分，由多邊形中心部813向外從近端815向遠端816延伸；第一外壁817，形成周邊壁812的另一部分，與驅動壁8141，8142、8143和8144成一角819，遠端820終止在周邊壁812上，近端818連接驅動壁8141，8142、8143和8144的遠端816。如前所述，圖24的螺絲緊固件的結構也能選取在螺絲緊固件中形成凹槽用的驅動器或工具的形式。
圖24中示出的結構的特獨之處是驅動壁8141，8142、8143和8144的遠端816和第一外壁817的遠端820設在共有大圓821上，大圓821的軸線8041與本體801的軸線804重合；驅動壁8141大體平行徑向軸向平面8221，軸向平面8221等分多邊形中心部的鄰近壁。因此如圖24所示，驅動壁8141平行于等分周線8131的軸向平面8221；驅動壁8142平行于等分周線8132的軸向平面8222；驅動壁8143平行于等分周線8133的軸向平面8221；驅動壁8144平行于等分周線8134的軸向平面8222。上述結構使驅動器在螺絲上施加的力矩最大，因為除了圖22所示的緊固件外，與前述的緊固件相比驅動壁更遠離旋轉中心。
力矢量826表示驅動器(末示出)施加的力沿徑向軸向平面829徑向向外相對緊固件的凹槽807的側面的分力，它相交驅動壁8141和第一外壁817的相交線，但不引起任何旋轉力轉移到緊固件。矢量827表示合力線，矢量828表示由驅動器(未示出)在緊固件本體801 上施加的旋轉力的大小。
形成雙向力矩傳遞的圖24示出了緊固件的另一結構特征是，凹槽是由多個第二外壁823形成，第二外壁823的近端824分別連接每個第一外壁817的遠端820。如圖24所示，第二外壁823基本平行驅動壁814。圖24所示的本發(fā)明的結構形式與本發(fā)明的前述結構形式進一步的不同之處是，第三外壁846具有連接第二外壁823的遠端825的近端847和遠端848。第三外壁846的遠端848和第四外壁849的近端850基本上設在共有大圓821上。
周邊壁812也可以還包括第四外壁849，它具有連接第三外壁848的遠端848的近端850和遠端851；第四驅動壁8144具有連接第四外壁849遠端851的近端852和在大圓821上的遠端853；第四驅動壁8144基本平行于等分多邊形中心部813鄰近壁8134的軸線8222。
圖24A示出驅動壁8141、8142、8143和8144平行于緊固件本體的軸線804，圖24B示出凹槽807的第一外壁8171、8172、8173和8174，第三外壁846和第四外壁849大約傾斜3度，使緊固件本體“粘附”到驅動器(未示出)，而不必磁化。
力矢量830、831和832表示相對于徑向軸向平面833在第三外壁846給定點上施加的力的分力。矢量線830表示相對于緊固件本體801的凹槽的邊施加的力，它對緊固件本體801的旋轉沒有影響。力矢量831是合力，力矢量832表示由驅動器(未示出)相對于第三外壁846施加的力，它使緊固件本體801旋轉。也可以理解，力矢量832在顛倒180度時是當卸開緊固件本體801時驅動器(未示出)在這特定點施加的力。
根據(jù)本發(fā)明在圖5中示出使用本發(fā)明的例子。其中，緊固件本體1，如帶有頭6的自鉆螺紋螺絲，設有凹槽7。如圖6所示，緊固件第一外壁17可具有與周邊線131相關的可變角度，在此示出的角是10度。同樣，由緊固件第二外壁234形成的角54也是可變角，但示出的是5度。
本發(fā)明的另一應用是將它應用到將緊固件插入到工件中的驅動器本體1’。驅動器1’的端5’的結構如在本發(fā)明中所述的。驅動器的端的錐度角56’可改變，在此示出是3度。最好是，驅動器的端5’的尖帶有一圓錐形，其中角57’可變化，而在此示出的是20度。
權利要求
1．一種用于力矩傳遞系統(tǒng)或這種系統(tǒng)組件制造的制件包括a．本體，包括軸線；b．所述本體具有周邊壁限定的變形的多邊形截面；c．位于所述周邊壁內(nèi)的多邊形中心部，具有的面積小于變形的多邊形截面的面積；d．形成所述周邊壁部分的驅動壁，在一平面上從所述多邊形中心部從近端到遠端延伸；e．形成所述周邊壁的另一部分的第一外壁，具有以一角度連接所述驅動壁遠端的近端和終止在所述周邊壁上的遠端。
2．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述多邊形中心部帶有一對稱結構。
3．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述多邊形中心部是一方形。
4．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述驅動壁設在基本上處于所述本體所述軸線的徑向軸線上的平面上。
5．根據(jù)權利要求4所述的制件，其特征在于a．所述周邊壁包括多個驅動壁，每個驅動壁在徑向軸向平面上；b．所述周邊壁包括多個所述第一外壁，每個第一外壁近端分別連接所述多個驅動壁的遠端；c．多個第二外壁，其近端分別連接所述第一外壁的每個遠端，遠端分別連接所述順序驅動壁的近端。
6．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述周邊壁包括四個驅動壁和四個第一外壁。
7．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述周邊壁形成一不對稱的幾何結構。
8．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述周邊壁的至少一部分，在所述驅動器的所述周邊上，與一匹配的相似帶錐度壁的緊密配合中，在軸向向內(nèi)帶錐度。
9．根據(jù)權利要求8所述的制件，其特征在于a．帶錐度的所述周邊壁的所述部分是除驅動器壁之外的一壁。b．所述驅動壁設在基本平行所述緊固件的所述軸線的平面上。
10．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于除了設在與所述緊固件的所述軸線垂直的平面上的所述驅動器壁外，所述周邊壁的所有部分都帶錐度。
11．根據(jù)權利要求8所述的制件，其特征在于所述緊固件和所述配合驅動器的所述周邊壁的所述基本非驅動部分具有的面積明顯大于所述緊固件和所述配合驅動器的所述驅動壁。
12．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述制件是接合相應形狀驅動工具的螺絲緊固件。
13．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述制件是接合相應形狀緊固件的驅動工具。
14．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述制件是在所述緊固件本體中形成凹槽的成形工具，具有限定的周邊壁結構。
15．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述制件是在其上具有驅動頭部的緊固件，所述驅動頭部具有外部結構，所述周邊壁在所述外部結構內(nèi)。
16．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述制件是用于螺拴的帶螺紋的螺母，所述螺拴具有其內(nèi)包含所述周邊壁的外部結構。
17．用于一端耦接驅動器另一端耦接緊固件的根據(jù)權利要求1所述的制件，所述緊固件具有外結構的驅動頭部，其特征在于所述制件是一具有一對相對的在軸向上設置的凹槽的耦接插口件，其中一個所述的凹槽與所述驅動器耦接，另一凹槽與所述緊固件的所述驅動頭部耦接。
18．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于a．所述驅動壁的遠端和所述第一外壁的遠端基本上處在共有的大圓上，大圓的軸線與所述本體的所述軸線重合b．所遠驅動壁大體平行于等分所述多邊形中心部鄰近壁的軸線。
19．根據(jù)權利要求18所述的制件，包括a．多個第二外壁，具有的近端分別連接每個所述第一外壁的遠端，遠端分別連接每個所述順序驅動壁的近端；b．所述第一外壁明顯比第二外壁長。
20．根據(jù)權利要求1所述的制件，包括a．所述驅動壁的遠端和所述第一外壁的遠端基本設在共有的大圓上，所述大圓的軸線與所述本體軸線重合；b．所述驅動壁設在所述本體軸線的徑向軸線上的平面上；c．多個第二外壁，具有的近端分別連接每個所述第一外壁的遠端，遠端分別連接每個所述順序驅動壁的近端；d．在所述第一外壁明顯比第二外壁長。
21．根據(jù)權利要求1所述的制件，包括a．所述驅動壁的遠端和所述第一外壁的遠端基本上設在共有的大圓上，所述大圓的軸線與所述本體軸線重合；b．所述驅動壁設在所述本體軸線的徑向軸線上的平面上。
22．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述驅動壁在順時針方向從等分所述多邊形中心部的鄰近壁的一軸線以大約5度角傾斜。
23．根據(jù)權利要求1所述的制件，其特征在于所述周邊壁相對所述軸線對稱，形成大體相等的兩個方向力矩傳遞力。
24．根據(jù)權利要求1所述的制件，包括a．所述驅動壁的遠端和所述第一外壁的遠端基本設在共有的大圓上，所述大圓的軸線與所述本體軸線重合；b．所述驅動壁基本平行于等分所述多邊形中心部的鄰近壁的一軸線；c．第二外壁具有的近端連接所述第一外壁的遠端，并具有遠端；d．所述第二外壁基本平行所述驅動壁。
25．根據(jù)權利要求1所述的制件，包括a．第三外壁，具有連接所述第二外壁遠端的近端，遠端基本處在所述共有的大圓上；b．第四外壁，具有連接所述第三外壁遠端的近端，和遠端；c．第四驅動壁，具有連接所述第四外壁遠端的近端，和處在所述大圓上的遠端；d．第四驅動壁基本平行于等分所述多邊形中心部的鄰近壁的軸線。
全文摘要
緊固件驅動系統(tǒng)的力矩傳遞或耦接裝置,其中各外和內(nèi)結構組件包括具有軸線的本體,其中本體具有周邊壁限定的變形的多邊形截面。設在周邊壁內(nèi)的多邊形中心部的面積小于變形的多邊形截面的面積。驅動壁形成周邊壁的部分,從多邊形中心部由近端向遠端延伸。形成周邊壁另一部分的第一外壁具有的近端以—角度連接驅動壁的遠端,遠端終止在周邊壁上。這系統(tǒng)包括緊固件驅動器、帶螺紋的緊固件和在緊固件中成形凹槽的成形工具。
文檔編號B25B23/00GK1287034SQ00100210
公開日2001年3月14日 申請日期2000年1月10日 優(yōu)先權日1999年3月8日
發(fā)明者約翰·B·瓦格納 申請人:約翰·B·瓦格納