專利名稱：具有保持陰螺紋成形屑功能的螺釘?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基于日本的第2002-193781號專利申請，其內(nèi)容在這里作為參考。
<發(fā)明的背景>
(1)發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及擰入形成于工件上的螺紋底孔內(nèi)的螺釘，特別是涉及能粘著陰螺紋成形屑的螺釘，所述螺釘在擰入已經(jīng)形成陰螺紋的螺紋底孔時，可以防止擰入時成形屑的下落，當(dāng)然也包括在比較軟質(zhì)的工件上一面形成這種螺紋底孔一面擰入螺釘?shù)那闆r。
(2)相關(guān)技術(shù)近年來，隨著電子器械部件的增加，安裝中部件與蓋的安裝大多使用螺釘，在這種情況下，一般如

圖12所示，在工件上開設(shè)螺紋底孔(圖中未示出)之后，將自攻絲螺釘101擰入螺紋底孔中時，在該螺紋底孔上由腿部103的螺紋牙110形成陰螺紋121。
作為這種工件120的材料，考慮到輕量化以及近來的環(huán)境問題，大多使用回收再利用性較高的材料，例如鋁合金或鎂合金等。
特別是最近，使用這種材料的個人計算機、便攜式電話等通信設(shè)備、數(shù)字照相機·數(shù)字電視攝像機·微型盤等數(shù)字家用電器設(shè)備、與高級道路交通系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備、汽車部件等越來越多。但是，目前的現(xiàn)狀是，一方面大量用于這些制品的由前述材料構(gòu)成的工件在輕量化和緊湊化方面不斷發(fā)展；另一方面，由于作為電子設(shè)備部件使用的電子電路要輕量化而形成小型化的電路，螺釘也越來越小型化。其中，由于鎂合金在輕量化和節(jié)能等方面優(yōu)點很多，所以，前面所述的制品對這種鎂合金的要求急劇增高。
但是，在把這種小型的部件固定到軟質(zhì)的工件上時，由于是一面利用自攻絲螺釘在工件的螺紋底孔上形成陰螺紋一面擰入而將部件固定，所以，在擰入作業(yè)中陰螺紋成形時，因摩擦力和陰螺紋成形時超過工件的屈服點使螺紋底孔變形產(chǎn)生的摩擦粉或者剝離片成為成形屑而落到部件上；另一方面，在拔出螺釘時，附著在螺紋牙上的成形屑會下落，因此，它們落到印刷電路基板化的電子電路上，存在著使電路短路將設(shè)備破壞且有時會發(fā)生火災(zāi)等危險性。
此外，由于工件是軟質(zhì)材料，所以在用自攻絲螺釘成形陰螺紋時，因通常的自攻絲螺釘中螺紋溝底的間隔狹窄等原因，容易產(chǎn)生摩擦熱，自攻絲螺釘在中途與工件燒粘在一起而不能擰入，螺釘頭部的接合面不能與工件接觸，產(chǎn)生所謂的螺釘浮起的狀態(tài)。特別是，鎂合金是軟質(zhì)的并且是脆性的，所以，會產(chǎn)生細的粉末，在擰入作業(yè)中，粘著在自攻絲螺釘?shù)穆菁y牙之間，因此不能獲得一面成形出陰螺紋一面擰入的所謂自攻的效果，必須要預(yù)先在螺紋底孔內(nèi)形成陰螺紋。
但是，即使這樣預(yù)先在工件的螺紋底孔上形成陰螺紋之后，再擰入通常的螺釘將部件固定到工件上，與工件之間也會發(fā)生稍許成形屑落下，依然成為電子設(shè)備故障的主要起因。而且，由于需要預(yù)先形成陰螺紋的組裝工序，存在著會使制造成本上升，對提供廉價的產(chǎn)品產(chǎn)生限制等問題。
<發(fā)明的概述>
本發(fā)明的目的是，在解決上述問題的同時，可以高效率地進行可靠的螺釘擰入作業(yè)，并且，始終粘著保持擰入螺釘時產(chǎn)生的成形屑，在電子設(shè)備的組裝過程中能提高組裝的可靠性。
上述目的通過以下結(jié)構(gòu)達到，即，在具有與改錐配合的驅(qū)動部的頭部和與之成一整體形成螺紋牙的腿部構(gòu)成的、擰入工件的螺紋底孔中的螺釘中，在相對于形成了螺紋牙的腿部的整個長度、從腿部的前端起至少60％以上的部分上，利用含有封入規(guī)定粘度的粘著液的微型膠囊的被覆膜被覆。
借此，在用螺釘將部件固定在軟質(zhì)工件上時，即使一面在工件的螺紋底孔上直接形成陰螺紋一面擰入，在擰入作業(yè)中發(fā)生的摩擦粉末或者剝離片等成形屑也會粘著在從被覆膜內(nèi)的微型膠囊中流出的粘著液上，不會從螺紋底孔中落下，被可靠地保持。
此外，通過防止該成形屑的下落，成形屑不會下落并附著在精密電子部件上，在消除了引起電子設(shè)備的電路短路等故障的起因的同時，也不會成為火災(zāi)的原因。另一方面，在拔出該螺釘時，消除附著在螺紋牙上的成形屑的下落，在設(shè)備維修時，完全不會引發(fā)故障。
這里，可以在腿部處形成一個螺紋牙之內(nèi)的陰螺紋成形部，其中螺紋牙角度β要大于頭部側(cè)的柱體部的螺紋牙角度α，或者該螺紋牙外徑A要大于柱體部的螺紋牙外徑B，或者螺紋牙角度及螺紋牙外徑均大于柱體部的螺紋牙角度和外徑。
借此，可以使螺釘相對于陰螺紋的螺紋牙的間隙比較寬，成形屑進入該間隙內(nèi)并被上述粘著液充分粘著保持。此外，在減少擰入作業(yè)中擰入阻力并減少產(chǎn)生的摩擦熱的同時，由于軟質(zhì)材料的工件的陰螺紋的復(fù)原現(xiàn)象，在一旦將擰入的螺釘放松時，因阻力變大能獲得防止松動的效果。
這里，通過令前述腿部3的螺紋牙角度在50°以下，或?qū)⒙菁y牙的螺紋溝的間隔形成得較寬，進而，也可以使壓力側(cè)牙形半角θ1小于前進側(cè)牙形半角θ2。
借此，在利用自攻絲螺釘相對于軟質(zhì)材料制的工件成形陰螺紋時，不容易產(chǎn)生摩擦熱，在擰入的過程當(dāng)中，不會燒接在工件上，抑制粘合現(xiàn)象，消除螺釘?shù)念^部接合面從工件上浮起的所謂螺釘浮起現(xiàn)象。特別是，鎂合金具有軟質(zhì)而且脆的性質(zhì)，會生成細粉，但由于被可靠地粘著，所以在擰入作業(yè)中摩擦產(chǎn)生的熱不會使腿部的螺紋牙和陰螺紋粘合，可以一面成形陰螺紋一面擰入，無需預(yù)先在螺紋底孔上形成陰螺紋。借此，由于無需預(yù)先形式陰螺紋的組裝工序，所以可以降低產(chǎn)品的制造成本，提供廉價的制品。
進而，這里優(yōu)選被覆膜具有從螺紋牙的螺紋溝底部到螺紋牙的高度的30～90％的厚度。
此外，這里優(yōu)選封入微型膠囊的粘著液具有200～500cP的粘度。
進而，優(yōu)選上述粘著液具有從最初的螺釘使用時至少6個月之間以上的流動性。通過具有這樣長時間的流動性，在將螺釘擰入工件之后，依然能順利地固定且粘著成形屑，即使在將該螺釘拔出再次擰入的情況下，也可以長時間地持續(xù)成形屑的粘著作用，能夠再利用。
此外，優(yōu)選上述粘著液著火點在260℃以上的。從而，即使由于擰入時的摩擦等發(fā)熱也不會著火，提高防止火災(zāi)等安全性。
進而，優(yōu)選上述粘著液具有耐銅板腐蝕性、對樹脂材料的耐應(yīng)力破裂性、絕緣性、潤滑性、防銹效果、斥水性。借此，不會因樹脂相對安裝到工件上的印刷線路基板等滲透而造成變脆等惡劣影響，能提高產(chǎn)品的可靠性。
此外，優(yōu)選這種微型膠囊的粒徑為100～300μm。被覆膜的大部分附著在螺釘?shù)穆菁y溝底部，內(nèi)裝粘著液的微型膠囊也大多在溝底部，能夠可靠地將成形屑粘著在溝底部。此外，即使將這種被覆膜形成在通常的螺釘上且擰入預(yù)先形成的陰螺紋中，也會將與工件之間產(chǎn)生的少量的成形屑粘著，同樣可以事先消除電子設(shè)備產(chǎn)生故障的主要因素。
進而，在這里，被覆膜是將以微型膠囊和樹脂系粘結(jié)劑及顏料為主成分的被覆材料涂布到螺釘?shù)耐炔可闲纬傻摹?br> 借此，可以進行螺釘?shù)淖R別，如果根據(jù)其用途或公稱直徑等改變顏色的話，可以簡單地區(qū)分使用螺釘。此外，作為被覆膜的原料的被覆材料不使用有機溶劑等，所以，對人體和大氣不會造成惡劣的影響，在安全衛(wèi)生方面和環(huán)境問題方面是優(yōu)選的。
進而，由于在使用這種螺釘?shù)墓ぜ?，在擰入的螺紋底孔的擰入側(cè)形成比該螺紋底孔的直徑大、比螺釘頭部的直徑小的锪孔，所以，當(dāng)將一度擰入的螺釘拔取出來時，粘著在其上的成形屑和螺紋牙一起被一步步地往上推，由于該锪孔將屑滯留，所以，摩擦粉及剝離片等成形屑也不會飛濺到工件上，可以獲得根據(jù)需要很容易地將其除去等特有的效果。
<附圖的簡單說明>
本發(fā)明的這些目的和其它目的，優(yōu)點以及特征，根據(jù)下面表示本發(fā)明特定實施形式的附圖進行描述，將會變得更加清楚，所述附圖為圖1是表示本發(fā)明的實施形式的螺釘正視圖。
圖2是圖1的主要部分放大正視圖。
圖3是表示本發(fā)明的另一種實施形式的主要部分放大正視圖。
圖4是表示本發(fā)明的又一種實施形式的主要部分放大正視圖。
圖5是表示圖1所示螺紋牙和螺紋底孔的擰入狀態(tài)的主要部分剖面圖。
圖6是表示將非對稱螺紋牙擰入螺紋底孔內(nèi)的狀態(tài)的主要部分剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明的再一種實施形式的底面圖。
圖8是沿圖7的X-X線的放大展開剖面圖。
圖9是表示圖2所示的螺釘與工件的擰入狀態(tài)的放大剖面圖。
圖10是表示圖7所示螺釘與工件的擰入狀態(tài)的放大剖面圖。
圖11是表示將本發(fā)明的螺釘從工件中拔出狀態(tài)的主要部分剖面圖。
圖12是表示將現(xiàn)有技術(shù)的自攻絲螺釘擰入工件中的狀態(tài)剖面圖。
<優(yōu)選實施形式的描述>
下面，基于圖1至圖11說明本發(fā)明的實施形式。
在圖1和圖2中，1是由頭部2和具有與之成一整體地且外周上具有螺紋牙10的腿部3構(gòu)成的自攻絲螺釘。
在該自攻絲螺釘1的頭部2上，位于腿部3中心線處形成與改錐(圖中未示出)配合的、構(gòu)成驅(qū)動部的十字圓錐槽狀的驅(qū)動孔4。該驅(qū)動部為十字圓錐狀的驅(qū)動孔4，但除此之外，例如也可以是四角、六角形的或者其它形狀的槽或者孔形，一般地，只要是普及的形狀，并不局限于此。
此外，在該頭部2的接合面5上，成一整體地形成比頭部2的直徑小的圓柱形的腿部3，在腿部3上成形具有規(guī)定螺距的螺紋牙10。腿部3的螺紋牙10，其螺紋牙的角度在50°以下，螺紋牙10的螺距形成得較大，螺釘1的螺紋溝底部6的間隔比通常的小螺釘?shù)拈g隔寬。
該腿部3，在頭部側(cè)設(shè)置外徑相同的柱體部7，在該腿部3的前端側(cè)設(shè)置與柱體部7連續(xù)的、以螺紋牙角度β比柱體部7的螺紋牙角度α稍大形成的陰螺紋成形部8，可以在該螺紋牙角度α與β之間設(shè)置10°左右的差值而使陰螺紋成形部8的螺紋牙角度β加大。前述陰螺紋成形部8在一個螺紋牙之內(nèi)，在其前端側(cè)形成螺紋牙高度低于柱體部7的螺紋牙高度的螺紋牙10，制成擰入時容易進入工件的螺紋底孔(圖中未示出)的形狀。利用這些結(jié)構(gòu)，可以緩和在自攻絲螺釘1擰入時在工件2的螺紋底孔上形成陰螺紋21時產(chǎn)生的摩擦。
進而，在前述腿部3的前端至頭部側(cè)，直到其全長的至少60％以上的位置的部分上，在其整個外周上涂布不使用有機溶劑的、例如水溶性的被覆材料，形成被覆膜9。
該被覆膜9附著形成在螺紋牙10的齒側(cè)面11和溝底部6上。把該被覆膜9附著在從螺紋牙10和螺紋牙10間的溝底至螺紋牙高度的30％-90％之處最合適。該被覆膜9含有以高密度分布的微型膠囊(圖中未示出)，在這些微型膠囊中封入具有長時間流動性(潤濕性)的液體狀粘著液。該粘著液其粘度為200～500cP，該粘度是足以將陰螺紋成形屑粘著的粘度。當(dāng)粘度比該粘度低時，在被覆材料的涂布過程中會下落；當(dāng)粘度過高時，會隆起附著在螺紋牙之間。該粘度范圍具有即使在外界溫度高達130℃時，也可以長時間保持流動性的性能。并且，具有該流動性的期間，具體地說，優(yōu)選為從最初使用螺釘時起至少為6個月，更優(yōu)選為5年左右。
此外，這種粘著液的蒸發(fā)溫度·著火點在260℃以上，該液體耐銅板腐蝕性及對樹脂的耐應(yīng)力破損性優(yōu)異，而且具有絕緣性，潤滑性、防銹效果，以及斥水性。另一方面，前述微型膠囊，其粒徑作為在螺釘1的螺距內(nèi)供應(yīng)最大限度的粘著液的合適的大小，為100～300μm。作為這種微型膠囊和與之接合的接合劑及顏料的主成分的被覆材料的粘度在常溫下約為110cP，該被覆材料根據(jù)需要可以用著色的顏料著色，通過這種著色，可以迅速地確認螺釘1的腿部3是否已經(jīng)進行過被覆處理。將具有這樣涂布被覆材料構(gòu)成的被覆膜9的螺釘1擰入工件20的螺紋底孔中，利用陰螺紋成形時產(chǎn)生的壓力，破壞前述微型膠囊，粘著液漏出，將成形時的摩擦粉及剝離片等成形屑23粘著保持在螺紋牙10上。因此，當(dāng)用前述腿部3的陰螺紋成形部8在工件的螺紋底孔中形成陰螺紋21時，如圖5所示，在陰螺紋21和柱體部7的螺紋牙10之間產(chǎn)生間隙，在該部分利用從微型膠囊中出來的粘著液粘著保持成形屑23。
進而，在圖3及圖4中，表示將前述結(jié)構(gòu)的自攻絲螺釘1的螺紋牙的形狀稍作變更的形狀。在圖3中，柱體部7的螺紋牙角度α與前述實施形式一樣，在50°以下，與柱體部7連續(xù)的腿部前端側(cè)的陰螺紋成形部8的螺紋牙角度β和柱體部螺紋牙角度α以相同的角度形成。另一方面，陰螺紋成形部8的螺紋牙外徑A稍大于柱體部7的螺紋牙外徑B，該陰螺紋成形部8也形成在一個螺紋牙內(nèi)。借此，與前面所述一樣，將降低擰入時的阻力的同時，用涂布到螺紋牙10上的被覆膜9將成形屑23可靠地粘著保持在腿部3的螺紋牙10上。此外，圖4是將上述實施形式中所示的陰螺紋成形部8的結(jié)構(gòu)組合起來的形狀，在令陰螺紋成形部8的螺紋牙角度β稍大于柱體部7的螺紋牙角度α的同時，陰螺紋成形部8的螺紋牙外徑A也稍大于柱體部7的螺紋牙外徑B。借此，可以獲得同樣的作用。
與前面所述的實施形式中螺紋牙10的壓力側(cè)的牙形半角與前進側(cè)牙形半角相等的角度形態(tài)相對應(yīng)，圖6表示構(gòu)成螺紋牙10的壓力側(cè)牙形半角θ1小于前進側(cè)牙形半角θ2、構(gòu)成不等角螺紋牙的螺紋牙10，將該不等角螺紋牙10形成在柱體部7上，和前面所述的實施形式一樣，與該螺紋牙10連續(xù)地使螺紋牙成形部8的螺紋牙角度β比柱體部7的螺紋牙角度α大10°左右，或者，令柱體部7和陰螺紋成形部8的螺紋牙角度相等，使陰螺紋成形部8的螺紋牙外徑稍大于柱體部7的螺紋牙外徑，將這些結(jié)構(gòu)組合的情況也和前面所述一樣。借此，可以獲得更優(yōu)異的防止松動的效果。
圖7及圖8表示非圓形的螺釘1的腿部3與螺紋牙10的展開剖面圖，該螺紋牙10在其旋轉(zhuǎn)1圈的過程中，即，構(gòu)成每一個螺距中具有3個成為頂點的最大螺紋牙半徑的所謂飯團子狀，在該螺紋牙頂點12之間，具有最小螺紋牙半徑的退避部13。該退避部13在從腿部3的中心起同一個半徑的軌跡的圓上比3個頂點部的螺紋牙的厚度薄，成為圖8所示截面形狀。在用該螺釘1在工件20的螺紋底孔上形成陰螺紋21時，由于用前述3個螺紋牙頂點12形成陰螺紋21，所以在退避部13和陰螺紋21之間形成間隙。在螺紋牙10上，也同樣涂布具有相同主成分的被覆膜9，所以，如圖10所示，在利用螺釘1形成陰螺紋21時產(chǎn)生的成形屑23被粘著保持在退避部13上。
此外，除這些結(jié)構(gòu)的腿部形狀之外，圖中沒有示出，在該腿部3的螺紋牙10的一個螺距內(nèi)形成4個凹槽(圖中未示出)，利用多個凹槽，將成形屑粘著保持在該凹槽上，通過形成這種螺紋牙的形狀，可以粘著保持更多的成形屑23。
當(dāng)使用這樣獲得的自攻絲螺釘1擰入預(yù)先形成在工件20上的螺紋底孔內(nèi)時，一面利用該螺釘1的螺紋牙10形成陰螺紋21一面擰入。這時生成的成形屑23如圖9和圖10所示，全部被涂布到螺紋牙10上的被覆膜9粘著保持在螺紋牙10的齒側(cè)面11、溝底部6、退避部13或者凹槽上。借此，在擰入或者在拔出該螺釘1時產(chǎn)生的成形屑23不會落到部件上。
另一方面，一旦在松開拔出擰入的螺釘1時，涂布在該螺釘1的腿部3上的被覆膜9在粘著保持有成形屑23的狀態(tài)下，與螺紋牙10一起一點點往上推，從陰螺紋21中拔出。這時，如圖11所示，粘著在被覆膜9上的成形屑23能滯留在锪孔22內(nèi)，該锪孔22的直徑比預(yù)先形成在螺釘1擰入的螺紋底孔的擰入側(cè)的螺紋底孔直徑大、比螺釘1的頭部直徑小，從而阻止螺釘1拔出時成形屑23的飛濺。
此外，在上述實施形式中，對特殊的螺紋牙的自攻絲螺釘1進行了說明，但除此之外，也可以預(yù)先在工件20的螺紋底孔上形成陰螺紋21，將螺釘1擰入該陰螺紋21內(nèi)。在這種情況下，成形屑23不太容易出來，但通過在該自攻絲螺釘1上腿部3處涂布同樣的被覆膜9，能夠更可靠地防止成形屑23落到電子器械的印刷電路基板上。
盡管參照附圖以舉例的方式對本發(fā)明進行了全部描述，但應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，很明顯，可以進行各種改變和改型。
因此，這些改變和改型被看作包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，除非這種改變和改型超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種擰入到工件(20)的螺紋底孔中的螺釘，包括以下結(jié)構(gòu)頭部(2)，它具有改錐配合的驅(qū)動部(4)；腿部(3)，其上形成螺紋牙(10)，前述頭部(2)和腿部(3)是一整體形成的；被覆膜(9)，相對于形成了螺紋牙(10)的腿部(3)的全長，被覆在從腿部(3)的前端起至少60％以上的部分上；這里，前述被覆膜(9)含有封入具有規(guī)定粘度的粘著液的微型膠囊。
2.如權(quán)利要求1所述的螺釘，在前述腿部(3)上，在其前端側(cè)形成螺紋牙為一個牙之內(nèi)的陰螺紋成形部(8)。
3.如權(quán)利要求2所述的螺釘，前述陰螺紋成形部(8)的螺紋牙角度β比頭部側(cè)的柱體部(7)的螺紋牙角度α大。
4.如權(quán)利要求2所述的螺釘，前述陰螺紋成形部(8)的螺紋牙外徑A比頭部側(cè)的柱體部(7)的螺紋牙外徑B大。
5.如權(quán)利要求2所述的螺釘，前述陰螺紋成形部(8)的螺紋牙角度β比頭部側(cè)的柱體部(7)的螺紋牙角度α大，并且前述陰螺紋形成部(8)的螺紋牙外徑A比前述的柱體部(7)的螺紋牙外徑B大。
6.如權(quán)利要求1所述的螺釘，設(shè)置在前述腿部(3)上的螺紋牙(10)的螺紋牙角度在50°以下。
7.如權(quán)利要求1所述的螺釘，前述螺紋牙(10)是壓力側(cè)牙形半角θ1小于前進側(cè)牙形半角θ2。
8.如權(quán)利要求1所述的螺釘，前述被覆膜(9)的厚度為自螺紋牙(10)的溝底部(6)算起的前述螺紋牙高度的30～90％。
9.如權(quán)利要求1所述的螺釘，封入前述微型膠囊的粘著液具有200～500cP的粘度。
10.如權(quán)利要求1所述的螺釘，前述粘著液具有從最初的螺釘使用時起至少6個月的流動性。
11.如權(quán)利要求1所述的螺釘，封入前述微型膠囊的粘著液著火點在260℃以上。
12.如權(quán)利要求1所述的螺釘，封入前述微型膠囊的粘著液具有耐銅板腐蝕性、對樹脂材料的耐應(yīng)力破裂性、絕緣性、潤滑性、防銹效果及斥水性。
13.如權(quán)利要求1所述的螺釘，前述微型膠囊其粒徑為100～300μm。
14.如權(quán)利要求1所述的螺釘，前述被覆膜(9)是通過將以微型膠囊和樹脂系接合劑以及顏料為主成分的被覆材料涂布到前述腿部(3)上形成的。
15.如權(quán)利要求1所述的螺釘，在前述工件(20)上，在螺釘(1)擰入的螺紋底孔的擰入側(cè)處，形成比該螺紋底孔的直徑大、比螺釘頭部的直徑小的锪孔(22)。
全文摘要
在由頭部(2)和形成了螺紋牙(10)的腿部(3)構(gòu)成的螺釘(1)中，在從腿部(3)的前端起至少60％以上的范圍內(nèi)，用含有封入適當(dāng)粘度的粘著液的微型膠囊的被覆膜(9)被覆。在螺釘擰入時產(chǎn)生的工件摩擦粉或者剝離屑等成形屑(23)由從微型膠囊流出的粘著液粘著保持在腿部(3)的表面上，不會下落。
文檔編號F16B35/00GK1495369SQ0315867
公開日2004年5月12日 申請日期2003年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月2日
發(fā)明者阪本裕行 申請人:日東精工株式會社