專利名稱：螺釘緊固構(gòu)造、螺釘以及螺釘緊固工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺釘緊固構(gòu)造，特別是，涉及能夠抑制螺釘緊固工具的滑脫(come-out),防止凹槽(recess)的變形、嵌合凸部的破損和磨損等，并且能夠容易地以較大的安裝扭矩緊固螺釘?shù)穆葆斠约奥葆斁o固工具。
背景技術(shù)：
公知一種螺釘緊固構(gòu)造，該螺釘緊固構(gòu)造(a)由設(shè)在螺釘上的凹陷狀的凹槽、和設(shè)在緊固該螺釘?shù)穆葆斁o固工具上的嵌合凸部構(gòu)成，(b)這些凹槽和嵌合凸部分別具有以等角度的間隔向外周側(cè)突出的3個(gè)以上的扭矩傳遞部，而使這些凹槽和嵌合凸部彼此同心地嵌合，(C)通過使上述螺釘緊固工具旋轉(zhuǎn)，自上述嵌合凸部的上述扭矩傳遞部經(jīng)由上述凹槽的上述扭矩傳遞部而將安裝扭矩傳遞到上述螺釘(參照專利文獻(xiàn)1、2)。
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圖10是上述這種螺釘緊固構(gòu)造的一例，在設(shè)在螺釘100的頭部的凹槽102具有3個(gè)扭矩傳遞部108，螺釘緊固工具104的嵌合凸部106具有3個(gè)扭矩傳遞部110的情況下，它們與上述螺釘100和螺釘緊固工具104的中心線01和中心線02同心地設(shè)置。并且，上述凹槽102和嵌合凸部106彼此同心地嵌合，通過使螺釘緊固工具104繞中心線02順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，3個(gè)嵌合凸部106的扭矩傳遞部110的外周側(cè)端部分別與凹槽102的扭矩傳遞部108的側(cè)壁面抵接，經(jīng)由作為該抵接部的載荷作用點(diǎn)Q將安裝扭矩傳遞到螺釘100。載荷作用點(diǎn)Q位于凹槽102在螺釘100的頭部的端面112開口的開口端部(圖10的(a)的紙面上的位置)。螺釘緊固工具104是螺釘?shù)?、鉆頭等。圖10的(a)是與中心線01、02成直角的橫剖視圖，相當(dāng)于(b)中的XA-XA截面，圖10的(b)是包含中心線01、02的縱剖視圖，相當(dāng)于(a)中的XB-XB截面。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特許第3026965號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2009-8134號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，上述這種以往的螺釘緊固構(gòu)造在包括上述載荷作用點(diǎn)Q的與中心線01成直角的凹槽102的端面形狀中，當(dāng)將該載荷作用點(diǎn)Q處的與凹槽102的側(cè)壁垂直的面垂直力F的方向自以該中心線01為中心的載荷作用點(diǎn)Q的切線方向(箭頭N所示的方向)傾斜的角度設(shè)為驅(qū)動(dòng)角Θ時(shí)，該驅(qū)動(dòng)角Θ以朝向切線方向的外側(cè)為正，為0° < Θ。在上述專利文獻(xiàn)1、2的任一方從附圖判斷驅(qū)動(dòng)角Θ時(shí)，專利文獻(xiàn)I中的驅(qū)動(dòng)角Θ為+20°左右，專利文獻(xiàn)2中的驅(qū)動(dòng)角Θ為+3°左右。另外，圖10(a)的箭頭N是作為扭矩而傳遞到螺釘100上的切線方向的力，利用面垂直力F和驅(qū)動(dòng)角Θ表示為下述式(I)。N = F* cos Θ ... (I)
并且，在上述這樣地使驅(qū)動(dòng)角Θ為朝向外側(cè)的正的情況下，在載荷作用點(diǎn)Q處相對性地產(chǎn)生使凹槽102向外周側(cè)逃逸的方向的分力，因此螺釘緊固工具104自凹槽102脫出的滑脫容易發(fā)生，很難施加較大的扭矩，并且有時(shí)凹槽102的槽變形或磨削，或者螺釘緊固工具104的嵌合凸部106的扭矩傳遞部110缺損或磨損。本發(fā)明是以上述情況為背景而做成的，其目的在于能夠抑制螺釘緊固工具的滑脫，防止凹槽的變形、嵌合凸部的破損等，并且能夠容易地利用較大的安裝扭矩緊固螺釘。用于解決問題的方案為了達(dá)到該目的，第I技術(shù)方案的螺釘緊固構(gòu)造，(a)由設(shè)在螺釘上的凹陷狀的凹槽，和設(shè)在緊固該螺釘?shù)穆葆斁o固工具上的嵌合凸部構(gòu)成，(b)上述凹槽和嵌合凸部分別具有以等角度的間隔向外周側(cè)突出的3個(gè)以上的扭矩傳遞部，上述凹槽和嵌合凸部彼此同心地嵌合，(C)通過使上述螺釘緊固工具旋轉(zhuǎn)，自上述嵌合凸部的上述扭矩傳遞部經(jīng)由上述凹槽的上述扭矩傳遞部將安裝扭矩傳遞到上述螺釘，該螺釘緊固構(gòu)造的特征在于，(d)上述嵌 合凸部的上述扭矩傳遞部的外周側(cè)端部與上述凹槽的上述扭矩傳遞部的側(cè)壁面抵接，經(jīng)由作為該抵接部的載荷作用點(diǎn)Q將上述安裝扭矩傳遞到上述螺釘，并且(e)在包括該載荷作用點(diǎn)Q的與上述凹槽的中心線01成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，在將該載荷作用點(diǎn)Q處的與該凹槽的側(cè)壁垂直的面垂直力F的方向自以該中心線01為中心的載荷作用點(diǎn)Q的切線方向傾斜的角度設(shè)為驅(qū)動(dòng)角Θ時(shí)，該驅(qū)動(dòng)角Θ以朝向該切線方向的外側(cè)為正，為 Θ < O。。第2技術(shù)方案在第I技術(shù)方案的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，在包括上述載荷作用點(diǎn)Q的與上述凹槽的中心線01成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，該凹槽的上述3個(gè)以上的扭矩傳遞部借助圓形或橢圓形的凹圓弧形狀部而彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部構(gòu)成該扭矩傳遞部的側(cè)壁的一部分或全部，載荷作用點(diǎn)Q存在于該凹圓弧形狀部上。第3技術(shù)方案在第2技術(shù)方案的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，在包括上述載荷作用點(diǎn)Q的與上述凹槽的中心線01成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，上述凹圓弧形狀部是半徑為R的圓弧，在將該凹槽的上述扭矩傳遞部的外徑設(shè)為G時(shí)，該半徑R在O. 15G彡R彡O. 30G的范圍內(nèi)，該半徑為R的上述凹圓弧形狀部的中心點(diǎn)Pl位于以上述中心線01為中心在O. 85G彡GR彡O. 95G的范圍內(nèi)的中心點(diǎn)直徑為GR的圓周上，該凹圓弧形狀部的上述載荷作用點(diǎn)Q側(cè)的端部到達(dá)該載荷作用點(diǎn)Q。第4技術(shù)方案在第3技術(shù)方案的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，在包括上述載荷作用點(diǎn)Q的與上述凹槽的中心線01成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，以該中心線Ol為中心的凹槽的上述扭矩傳遞部的角度φ 以及該扭矩傳遞部之間的分開角度φ2，在使扭矩傳遞部的比率λ￥=φ1/ ( φ1+φ2 )時(shí)，滿足O. 35 < W < O. 50的關(guān)系。第5技術(shù)方案在第4技術(shù)方案的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，上述載荷作用點(diǎn)Q存在于上述凹槽的開口端部，上述外徑G、半徑R、中心點(diǎn)直徑GR和角度φ 、φ2是該凹槽的開口端部的尺寸。第6技術(shù)方案在第3技術(shù)方案 第5技術(shù)方案中任一項(xiàng)的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，在包括上述載荷作用點(diǎn)Q的與上述凹槽的中心線01成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，該凹槽的上述扭矩傳遞部的外周壁構(gòu)成上述外徑為G的圓弧形狀，該外周壁與上述載荷作用點(diǎn)Q側(cè)的上述凹圓弧形狀部之間，由具有Re < (G-GR)/2的關(guān)系的半徑為Re的圓弧平滑地相連接。第7技術(shù)方案在第I技術(shù)方案 第6技術(shù)方案中任一項(xiàng)的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，在包括上述載荷作用點(diǎn)Q的與上述嵌合凸部的中心線02成直角的該嵌合凸部的截面形狀或端面形狀上，該嵌合凸部的上述3個(gè)以上的扭矩傳遞部借助圓形或橢圓形的凹圓弧形狀部而彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部構(gòu)成該扭矩傳遞部的側(cè)壁的一部分或全部。第8技術(shù)方案在第3技術(shù)方案 第6技術(shù)方案中任一項(xiàng)的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，(a)在包括上述載荷作用點(diǎn)Q的與上述嵌合凸部的中心線02成直角的該嵌合凸部的截面形狀或端面形狀上，該嵌合凸部的上述3個(gè)以上的扭矩傳遞部借助與上述半徑R具有r > R的關(guān)系的半徑為r的凹圓弧形狀部而彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部構(gòu)成該扭矩傳遞部的側(cè)壁的一部分或全部，另一方面，(b)在將該嵌合凸部的上述扭矩傳遞部的外徑設(shè)為g時(shí)，上述半徑r在O. 17g ^ r ^ O. 33g的范圍內(nèi)，該半徑為r的上述凹 圓弧形狀部的中心點(diǎn)P2位于以上述中心線02為中心在O. 94g ^ gr ^ I. 06g的范圍內(nèi)的中心點(diǎn)直徑為gr的圓周上，該凹圓弧形狀部的上述載荷作用點(diǎn)Q側(cè)的端部到達(dá)該載荷作用點(diǎn)Q。第9技術(shù)方案在第8技術(shù)方案的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，上述嵌合凸部的上述扭矩傳遞部的外徑g在O. 87G < g < O. 93G的范圍內(nèi)。第10技術(shù)方案在第8技術(shù)方案或第9技術(shù)方案的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，在包括上述載荷作用點(diǎn)Q的與上述嵌合凸部的中心線02成直角的該嵌合凸部的截面形狀或端面形狀上，該嵌合凸部的上述扭矩傳遞部的外周壁構(gòu)成上述外徑為g的圓弧形狀，該外周壁與上述凹圓弧形狀部相交的角部，是與上述凹槽的上述扭矩傳遞部的側(cè)壁面抵接的上述載荷作用點(diǎn)Q。第11技術(shù)方案在第I技術(shù)方案 第10技術(shù)方案中任一項(xiàng)的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，(a)上述凹槽的位于上述多個(gè)扭矩傳遞部之間的最小直徑部分隨著朝向孔底側(cè)，以T以下的傾斜角度α I接近該凹槽的中心線01地傾斜，并且，(b)上述嵌合凸部的位于上述多個(gè)扭矩傳遞部之間的最小直徑部分隨著朝向前端側(cè)，以V以下的傾斜角度α 2接近該嵌合凸部的中心線02地傾斜，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徑部分的前端與上述凹槽的上述最小直徑部分的中途卡合。第12技術(shù)方案在第11技術(shù)方案的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，(a)上述凹槽的上述扭矩傳遞部的最大直徑部分隨著朝向孔底側(cè)靠近，以15°以下的傾斜角度ε 接近該凹槽的中心線01地傾斜，并且，(b)上述嵌合凸部的上述扭矩傳遞部的最大直徑部分隨著朝向前端側(cè)，以15°以下的傾斜角度ε 2接近該嵌合凸部的中心線02地傾斜，且，(C) ε I = ε 2。第13技術(shù)方案在第I技術(shù)方案 第12技術(shù)方案中任一項(xiàng)的螺釘緊固構(gòu)造的基礎(chǔ)上，其特征在于，(a)上述驅(qū)動(dòng)角Θ在-24.6° ^θ^0°的范圍內(nèi)，(b)上述凹槽的上述扭矩傳遞部和上述嵌合凸部的上述扭矩傳遞部的數(shù)量是3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)中的任意數(shù)量。第14技術(shù)方案的螺釘?shù)奶卣髟谟冢哂械贗技術(shù)方案 第13技術(shù)方案中任一項(xiàng)的螺釘緊固構(gòu)造所述的凹槽。
第15技術(shù)方案的螺釘緊固工具的特征在于，具有第I技術(shù)方案 第13技術(shù)方案中任一項(xiàng)的螺釘緊固構(gòu)造所述的上述嵌合凸部。發(fā)明的效果第I技術(shù)方案的螺釘緊固構(gòu)造在嵌合凸部的扭矩傳遞部的外周側(cè)端部與凹槽的扭矩傳遞部的側(cè)壁面抵接，而經(jīng)由作為該抵接部的載荷作用點(diǎn)Q將安裝扭矩傳遞到螺釘?shù)那闆r下，在包括該載荷作用點(diǎn)Q的與凹槽的中心線01成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，該載荷作用點(diǎn)Q處的與凹槽的側(cè)壁垂直的面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角Θ以朝向切線方向的外側(cè)為正，是Θ ^ 0°，因此面垂直力F沿以中心線01為中心的切線方向或向內(nèi)側(cè)施加于凹槽的側(cè)壁。由此，與以往那樣地使力向外側(cè)施加于凹槽的側(cè)壁的情況(0° < Θ)相比，螺釘緊固工具自凹槽脫出的滑脫很難發(fā)生，能夠抑制凹槽的變形、嵌合凸部的破損和磨損等，并且能夠比較容易地以較大的安裝扭矩緊固螺釘。特別是在Θ <0°的情況下，產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)引入凹槽的側(cè)壁的方向的分力，因此嵌合凸部與凹槽咬合，更加適當(dāng)?shù)匾种苹摱股鲜鲂Ч黠@。
在第2技術(shù)方案中，凹槽的3個(gè)以上的扭矩傳遞部借助圓形或橢圓形的凹圓弧形狀部而彼此相連接，利用該凹圓弧形狀部構(gòu)成扭矩傳遞部的側(cè)壁的一部分或全部，載荷作用點(diǎn)Q存在于該凹圓弧形狀部上，因此通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該凹圓弧形狀部的圓弧的大小、中心點(diǎn)(凹圓弧形狀部的中心點(diǎn)Pl)等，能夠使上述載荷作用點(diǎn)Q處的面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角Θ為O。以下。另外，能夠通過計(jì)算而容易地設(shè)計(jì)凹槽的形狀，以使驅(qū)動(dòng)角Θ為O。以下的規(guī)定角度。第3技術(shù)方案在上述凹圓弧形狀部是半徑為R的圓弧的情況下，當(dāng)將凹槽的扭矩傳遞部的外徑設(shè)為G時(shí)，該半徑R在O. 15G < R < O. 30G的范圍內(nèi)，該半徑R的凹圓弧形狀部的中心點(diǎn)Pl位于O. 85G彡GR彡O. 95G的范圍內(nèi)的中心點(diǎn)直徑為GR的圓周上，該凹圓弧形狀部到達(dá)載荷作用點(diǎn)Q，因此在該載荷作用點(diǎn)Q位于以中心線01為中心的O. 9G左右的圓周上的通常的螺釘緊固構(gòu)造的情況下，能夠使上述面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角Θ為O。以下。另夕卜，在該情況下，能夠使驅(qū)動(dòng)角Θ在-24. 6° ^ Θ ^O0的范圍內(nèi)，使面垂直力F與載荷作用點(diǎn)Q處的切線方向的力N的比F/N，即F/FCOS0 = Ι/cos Θ在I. O I. 10的范圍內(nèi)，能夠?qū)⒂沈?qū)動(dòng)角Θ產(chǎn)生的扭矩的傳遞損耗抑制在10%以內(nèi)。在第4技術(shù)方案中，凹槽的扭矩傳遞部(槽部分)的比率W在0.35 <W< 0.50的范圍內(nèi)，因此能夠滿足第3技術(shù)方案的數(shù)值范圍的必要條件地，設(shè)定上述半徑R和中心點(diǎn)直徑GR，能夠使驅(qū)動(dòng)角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范圍內(nèi)。另外，螺釘緊固工具通常由比螺釘?shù)膹?qiáng)度高的材料構(gòu)成，因此通過使凹槽的扭矩傳遞部的比率W小于O. 50，能夠與螺釘緊固工具平衡良好地提高凹槽的強(qiáng)度，抑制該凹槽的變形等，并且能夠以較大的安裝扭矩進(jìn)行緊固。第6技術(shù)方案在凹槽的扭矩傳遞部的外周壁構(gòu)成上述外徑G的圓弧形狀的情況下，該外周壁和載荷作用點(diǎn)Q側(cè)的凹圓弧形狀部之間由規(guī)定的半徑為Re的圓弧平滑地相連接，因此在利用穿孔機(jī)塌陷地形成該凹槽的情況下，與將該凹槽形成為尖角的情況相比，能夠以高精度適當(dāng)?shù)匦纬稍摪疾?，并且能夠提高該穿孔機(jī)的耐久性。在第7技術(shù)方案中，嵌合凸部的3個(gè)以上的扭矩傳遞部借助圓形或橢圓形的凹圓弧形狀部而彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部構(gòu)成該扭矩傳遞部的側(cè)壁的一部分或全部，因此通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該凹圓弧形狀部的圓弧的大小、中心點(diǎn)(凹圓弧形狀部的中心點(diǎn)P2)等，能夠使嵌合凸部的扭矩傳遞部的外周側(cè)端部與凹槽的扭矩傳遞部的側(cè)壁面抵接，而經(jīng)由作為該抵接部的載荷作用點(diǎn)Q將安裝扭矩傳遞到螺釘。另外，能夠考慮凹槽的形狀，通過計(jì)算來容易地設(shè)計(jì)嵌合凸部的形狀。第8技術(shù)方案在上述凹圓弧形狀部是與上述半徑R具有r SR的關(guān)系的半徑為r的圓弧的情況下，當(dāng)將嵌合凸部的扭矩傳遞部的外徑設(shè)為g時(shí)，該半徑r在O. 17g^r^ O. 33g的范圍內(nèi)，該半徑r的凹圓弧形狀部的中心點(diǎn)P2位于O. 94g ^ gr ^ I. 06g的范圍內(nèi)的中心點(diǎn)直徑為gr的圓周上，該凹圓弧形狀部的載荷作用點(diǎn)Q側(cè)的端部到達(dá)該載荷作用點(diǎn)Q，即到達(dá)扭矩傳遞部的外周側(cè)端部，因此嵌合凸部形成為與上述凹槽類似的形狀，能夠容易地設(shè)計(jì)嵌合凸部的形狀以使嵌合凸部的扭矩傳遞部的外周側(cè)端部與凹槽的扭矩傳遞部的側(cè)壁面抵接。在第9技術(shù)方案中，上述嵌合凸部的扭矩傳遞部的外徑g相對于凹槽的扭矩傳遞 部的外徑G，在O. 87G彡g彡O. 93G的范圍內(nèi)，因此例如即使在如第6技術(shù)方案那樣地，利用規(guī)定的半徑為Re的圓弧連接凹槽的外周壁與凹圓弧形狀部之間的情況下，也能使嵌合凸部的扭矩傳遞部的外周側(cè)端部與由凹圓弧形狀部構(gòu)成的扭矩傳遞部的側(cè)壁面抵接，適當(dāng)?shù)貍鬟f扭矩。另外，由于外徑g為O. 87G以上，因此能夠使嵌合凸部的扭矩傳遞部的外周側(cè)端部與凹槽的扭矩傳遞部的外周側(cè)部分(O. 87G的外側(cè))抵接，能夠利用較大的安裝扭矩緊固螺釘，并且在為相同大小的扭矩時(shí)，能夠減小面垂直力F，抑制凹槽的變形、嵌合凸部的破損和磨損等。上述外徑g的范圍是假設(shè)通常的螺釘緊固構(gòu)造中的載荷作用點(diǎn)Q的位置相對于凹槽的外徑G為O. 9G左右而設(shè)定的，考慮到制造上的誤差等，設(shè)為O. 87G ^ g ^ O. 93G。在第10技術(shù)方案中，嵌合凸部的扭矩傳遞部的外周壁構(gòu)成上述外徑為g的圓弧形狀，該外周壁與凹圓弧形狀部相交的角部是與上述凹槽的扭矩傳遞部的側(cè)壁面抵接的載荷作用點(diǎn)Q，因此能夠使該載荷作用點(diǎn)Q盡量位于凹槽的扭矩傳遞部的外周側(cè)。由此，能夠利用與第9技術(shù)方案同樣大小的安裝扭矩緊固螺釘，并且在相同大小的扭矩時(shí)，能夠減小面垂直力F，抑制凹槽的變形、嵌合凸部的破損和磨損等。第11技術(shù)方案在嵌合凸部的最小直徑部分的前端與凹槽的最小直徑部分的中途卡合的情況下，上述最小直徑部分的傾斜角度α I、α 2分別為7°以下，且α 2 < α 1，以及α1-α2^3°，因此在上述最小直徑部分之間產(chǎn)生較大的靜摩擦，易于將螺釘保持(附著)在螺釘緊固工具上，能夠?qū)嵤┯蓹C(jī)器人進(jìn)行的螺釘?shù)淖詣?dòng)緊固。在第12技術(shù)方案中，凹槽的最大直徑部分的傾斜角度ε I和嵌合凸部的最大直徑部分的傾斜角度ε2分別為15°以下，且ε = ε 2，因此在利用由沖壓進(jìn)行的鍛造加工等，成形上述凹槽和嵌合凸部時(shí)，傾斜角度ε I、ε 2成為起模坡度，能夠容易地以高精度成形。在第13技術(shù)方案中，面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范圍內(nèi)，因此滑脫很難發(fā)生，能夠抑制凹槽的變形、嵌合凸部的破損和磨損等，并且能夠比較容易地以較大的安裝扭矩緊固螺釘，另一方面，能夠使面垂直力F與載荷作用點(diǎn)Q處的切線方向的力N的比F/N在I. O I. 10的范圍內(nèi)，將由驅(qū)動(dòng)角Θ產(chǎn)生的扭矩的傳遞損耗抑制在10%以內(nèi)。
第14技術(shù)方案的螺釘和第15技術(shù)方案的螺釘緊固工具實(shí)際上能夠獲得與第I技術(shù)方案 第13技術(shù)方案的螺釘緊固構(gòu)造同樣的作用效果。


圖I是表示在作為本發(fā)明的一實(shí)施例的扭矩傳遞部為5個(gè)的情況下的螺釘緊固構(gòu)造的圖，(a)是與中心線01、02成直角的橫剖視圖，是相當(dāng)于(b)中的IA-IA截面的圖，(b)是包括中心線01、02的縱剖視圖，是相當(dāng)于(a)中的IB-IB截面的圖。圖2是表示驅(qū)動(dòng)角Θ和面垂直力F與切線方向的力N的比F/N的關(guān)系的圖。圖3是說明對驅(qū)動(dòng)角Θ，凹槽的凹圓弧形狀部的半徑R，和該圓弧形狀部的中心點(diǎn)Pl所在的圓周的中心點(diǎn)直徑GR的關(guān)系進(jìn)行了研究后得到的結(jié)果的圖，(a)是用表格來表示該結(jié)果，(b)是用曲線圖來表示該結(jié)果。圖4是說明對3個(gè)槽 6個(gè)槽的凹槽的凹圓弧形狀部的半徑R，該圓弧形狀部的中 心點(diǎn)Pl所在的圓周的中心點(diǎn)直徑GR，和扭矩傳遞部(槽部分)的比率W的關(guān)系進(jìn)行了研究后得到的結(jié)果的圖。圖5用曲線圖表示圖4的結(jié)果。圖6是表示在使嵌合凸部的外徑g相對于凹槽的外徑G為O. 9G的情況下，將凹槽的半徑R和中心點(diǎn)直徑GR，換算成嵌合凸部的半徑r和中心點(diǎn)直徑gr后得到的值的圖。圖7是說明扭矩傳遞部為3個(gè)的情況的實(shí)施例的圖，是與圖I的(a)相對應(yīng)的剖視圖。圖8是說明扭矩傳遞部為4個(gè)的情況的實(shí)施例的圖，是與圖I的(a)相對應(yīng)的剖視圖。圖9是說明扭矩傳遞部為6個(gè)的情況的實(shí)施例的圖，是與圖I的(a)相對應(yīng)的剖視圖。圖10是說明以往的螺釘緊固構(gòu)造的一例的圖，是與圖I相對應(yīng)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式包括載荷作用點(diǎn)Q的與凹槽的中心線01成直角的該凹槽的形狀可以是截面形狀，也可以是端面形狀。該形狀根據(jù)載荷作用點(diǎn)Q的位置而定，例如在螺釘緊固工具的嵌合凸部自凹槽突出的情況下，載荷作用點(diǎn)Q通常存在于凹槽的開口端部，上述凹槽的形狀是指端面形狀。在螺釘緊固工具的嵌合凸部埋設(shè)在凹槽的內(nèi)部的情況下，載荷作用點(diǎn)Q通常位于該嵌合凸部的上端面部分，載荷作用點(diǎn)Q存在于凹槽的深度方向的中間部分，上述凹槽的形狀是指截面形狀。在第7技術(shù)方案等中，包括載荷作用點(diǎn)Q的與嵌合凸部的中心線02成直角的嵌合凸部的形狀也可以根據(jù)載荷作用點(diǎn)Q的位置，是截面形狀或端面形狀。另外，載荷作用點(diǎn)Q未必一定是I個(gè)點(diǎn)，例如也有沿凹槽的深度方向呈線狀連續(xù)存在的情況，最好所有的該載荷作用點(diǎn)Q滿足本發(fā)明的必要條件，但也可以是某一部分的載荷作用點(diǎn)Q滿足本發(fā)明的必要條件的情況。驅(qū)動(dòng)角Θ為O。以下較好，但驅(qū)動(dòng)角Θ越向負(fù)側(cè)變大，F(xiàn)/N越大，扭矩的傳遞損耗增加，另一方面多要求安裝扭矩為±10%以下的精度，因此最好也將扭矩的傳遞損耗抑制在10%以內(nèi)，為此需要使驅(qū)動(dòng)角Θ為-24.6°以上。另外，也可以考慮該傳遞損耗地控制扭矩，因此也可以采用驅(qū)動(dòng)角Θ小于-24. 6°的那樣的螺釘緊固構(gòu)造。在使驅(qū)動(dòng)角Θ為例如-17° ^θ^0°時(shí)，能夠使扭矩的傳遞損耗為5%以下，另一方面在使Θ < 0°時(shí)，產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)引入凹槽的側(cè)壁的方向的分力，能夠更加適當(dāng)?shù)匾种苹摰龋梢愿鶕?jù)傳遞損耗、滑脫等適當(dāng)?shù)卦O(shè)定驅(qū)動(dòng)角Θ。本發(fā)明使緊固螺釘時(shí)抵接的載荷作用點(diǎn)Q處的面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角Θ為0°以下，但為了在松動(dòng)螺釘時(shí)也能獲得同樣的作用效果，最好將凹槽的扭矩傳遞部和嵌合凸部的扭矩傳遞部沿中心線01、02的周向形成 為對稱形狀。但是，由于緊固時(shí)和松動(dòng)時(shí)所需的扭矩等不同，因此上述扭矩傳遞部也可以形成為非對稱的形狀。在第2技術(shù)方案中，凹槽的3個(gè)以上的扭矩傳遞部借助圓形或橢圓形的凹圓弧形狀部而彼此相連接，通過適當(dāng)?shù)馗淖冊摪紙A弧形狀部的圓弧的大小、中心點(diǎn)的位置等，能夠容易地調(diào)整驅(qū)動(dòng)角Θ，通過計(jì)算能夠容易地設(shè)計(jì)凹槽的形狀，但在實(shí)施第I技術(shù)方案時(shí)，至少載荷作用點(diǎn)Q處的面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角Θ為O。以下較好，可以采用圓弧形狀以外的各種形狀。關(guān)于嵌合凸部，也最好如第7技術(shù)方案那樣使扭矩傳遞部借助圓形或橢圓形的凹圓弧形狀部而彼此相連接，但可以采用圓弧形狀以外的各種形狀。特別是，嵌合凸部在規(guī)定的載荷作用點(diǎn)Q處與凹槽抵接較好，由于嵌合凸部與驅(qū)動(dòng)角Θ沒有直接關(guān)系，因此嵌合凸部的形狀設(shè)計(jì)等也比較容易。另外，在扭矩傳遞部借助圓形或橢圓形的凹圓弧形狀部而相連接的第2技術(shù)方案、第7技術(shù)方案的情況下，也可以制作圓弧的大小、中心點(diǎn)的位置不同的各種試驗(yàn)品，通過反復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行形狀設(shè)計(jì)等，可以采用各種設(shè)計(jì)方法。第3技術(shù)方案在凹圓弧形狀部是半徑為R的圓弧的情況下，當(dāng)將凹槽的外徑設(shè)為G時(shí)，半徑R在O. 15G彡R彡O. 30G的范圍內(nèi)，中心點(diǎn)Pl所在的圓周的中心點(diǎn)直徑GR在O. 85G彡GR彡O. 95G的范圍內(nèi)，凹圓弧形狀部到達(dá)載荷作用點(diǎn)Q，但這是以載荷作用點(diǎn)Q位于以中心線01為中心的O. 9G左右的圓周上的通常的螺釘緊固構(gòu)造為前提，在使驅(qū)動(dòng)角0為-24.6° ( Θ ^ 0°的范圍內(nèi)的基礎(chǔ)上的適當(dāng)?shù)姆秶?。因而，在載荷作用點(diǎn)Q自以中心線01為中心的O. 9G的圓周大幅偏離的情況下，使驅(qū)動(dòng)角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范圍內(nèi)的半徑R、中心點(diǎn)直徑GR可能不在上述數(shù)值范圍內(nèi)。另外，在載荷作用點(diǎn)Q的位置為O. 9G左右的情況下，即使根據(jù)半徑R的大小的不同而使中心點(diǎn)直徑GR超出上述范圍，也能使驅(qū)動(dòng)角Θ在-24.6° ( Θ ^O0的范圍內(nèi)，即使根據(jù)中心點(diǎn)直徑GR的大小的不同而使半徑R超出上述范圍，也能使驅(qū)動(dòng)角Θ在-24. 6° ^θ^0°的范圍內(nèi)。另外，在實(shí)施第2技術(shù)方案時(shí)，也可以采用凹圓弧形狀部，該凹圓弧形狀部是通過將能夠與圓形同樣地通過計(jì)算而求出切線方向等的橢圓形的一部分切掉而成。在第4技術(shù)方案中，凹槽的扭矩傳遞部(槽部分)的比率W在0.35 <W< O. 50的范圍內(nèi)，但可以根據(jù)螺釘?shù)牟馁|(zhì)而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該比率W，例如在不銹鋼、有色金屬等通常的螺釘?shù)那闆r下，該螺釘比螺釘緊固工具脆弱，因此最好使上述比率W比較小，例如為O. 35 O. 40左右。在合金剛等高強(qiáng)度的螺釘?shù)那闆r下，最好考慮與螺釘緊固工具的強(qiáng)度的平衡地，使上述比率W較大，為O. 40 O. 50左右。根據(jù)條件的不同，也可以超出上述數(shù)值范圍地設(shè)定比率W。也可以根據(jù)凹槽的形狀適當(dāng)?shù)卦O(shè)定螺釘緊固工具的嵌合凸部的形狀。在第6技術(shù)方案中，凹槽的扭矩傳遞部的外周壁構(gòu)成外徑G的圓弧形狀，該外周壁利用具有Re < (G-GR)/2的關(guān)系的半徑為Re的圓弧，與上述半徑為R的凹圓弧形狀部(扭矩傳遞部的側(cè)壁)平滑地相連接，但也可以代替半徑為Re的圓弧地，利用平坦面、圓弧以外的彎曲面來進(jìn)行連接，也可以將外周壁形成為平坦面等，可以采用各種結(jié)構(gòu)。第8技術(shù)方案也以載荷作用點(diǎn)Q位于以中心線01為中心的O. 9G左右的圓周上的通常的螺釘緊固構(gòu)造為前提，與第3技術(shù)方案的凹槽形狀相對應(yīng)地，設(shè)定半徑r和中心點(diǎn)直徑gr的范圍。因而，在載荷作用點(diǎn)Q自以中心線01為中心的O. 9G的圓周大幅偏離的情況下，可能發(fā)生半徑r、中心點(diǎn)直徑gr不在上述數(shù)值范圍內(nèi)的情況等，根據(jù)各種條件適當(dāng)?shù)馗淖儼霃絩和中心點(diǎn)直徑gr。另外，在實(shí)施第7技術(shù)方案時(shí)，也可以代替半徑為r的圓弧地，采用將橢圓形的一部分切掉而成的凹圓弧形狀部，在實(shí)施第I技術(shù)方案 第6技術(shù)方案時(shí)，也可以利用圓形、橢圓形的圓弧形狀以外的形狀連接嵌合凸部的相鄰的扭矩傳遞部。第9技術(shù)方案也是假設(shè)載荷作用點(diǎn)Q位于以中心線01為中心的O. 9G左右的圓周上的通常的螺釘緊固構(gòu)造，使嵌合凸部的外徑g相對于凹槽的外徑G在O. 87G^g^0. 93G的范圍內(nèi)，最好使g = O. 9G，但依據(jù)需要，也可以超出上述數(shù)值范圍地設(shè)定外徑g。在第10技術(shù)方案中，嵌合凸部的扭矩傳遞部的外周壁構(gòu)成外徑g的圓弧形狀，該外周壁與凹圓弧形狀部相交的角部是載荷作用點(diǎn)Q，但也可以利用規(guī)定的圓弧、倒角狀的平坦面等，連接外周壁和凹圓弧形狀部，或者也可以將外周壁形成為平坦面等等，可以進(jìn)行適 當(dāng)?shù)淖兏?。在?1技術(shù)方案和第12技術(shù)方案中，凹槽的最小直徑部分與中心線01成傾斜角度α I地傾斜，凹槽的最大直徑部分與中心線01成傾斜角度ε I地傾斜，嵌合凸部的最小直徑部分與中心線02成傾斜角度α 2地傾斜，嵌合凸部的最大直徑部分與中心線02成傾斜角度ε 2地傾斜，但也可以采用與中心線01、02平行的直線形狀的凹槽、嵌合凸部。也可以只將凹槽和嵌合凸部中的任一方形成為直線形狀。另外，在附著性、鍛造成形性等方面，傾斜角度α I、α 2在3° 7°左右的范圍內(nèi)是適當(dāng)?shù)?，傾斜角度ε1、ε2在10° 15°左右的范圍內(nèi)是適當(dāng)?shù)?。另外，也可以超出?1技術(shù)方案和第12技術(shù)方案的數(shù)值范圍地，設(shè)定上述傾斜角度α I、α 2、ε I、ε 2,也可以使α 2 > α I,或者使ε I關(guān)ε 2。本發(fā)明適合應(yīng)用在凹槽、嵌合凸部的扭矩傳遞部的數(shù)量為3個(gè) 6個(gè)的情況中，但也能應(yīng)用在扭矩傳遞部的數(shù)量為7個(gè)以上的情況中。另外，采用本發(fā)明，能夠抑制凹槽的變形、嵌合凸部的破損和磨損等，能夠利用較大的安裝扭矩緊固螺釘，還具有在安裝扭矩相同時(shí)，可以將上述螺釘?shù)牟馁|(zhì)改變成便宜的材質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)等。實(shí)施例下面，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖I是表示作為本發(fā)明的一實(shí)施例的螺釘緊固構(gòu)造8的圖，在設(shè)于螺釘10的頭部的凹陷狀的凹槽12具有以等角度的間隔向外周側(cè)突出的5個(gè)扭矩傳遞部18，設(shè)于螺釘緊固工具14的嵌合凸部16具有以等角度的間隔向外周側(cè)突出的5個(gè)扭矩傳遞部20的情況下，它們與上述螺釘10和螺釘緊固工具14的中心線01和中心線02同心地設(shè)置。并且，上述凹槽12和嵌合凸部16彼此同心地嵌合，通過使螺釘緊固工具14繞中心線02順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使嵌合凸部16的5個(gè)扭矩傳遞部20的外周側(cè)端部分別與凹槽12的扭矩傳遞部18的側(cè)壁面抵接，而經(jīng)由作為該抵接部的載荷作用點(diǎn)Q將安裝扭矩傳遞到螺釘10。載荷作用點(diǎn)Q存在于凹槽12在螺釘10的頭部的端面22開口的開口端部(圖I的(a)的紙面上的位置)，但最好朝向螺釘緊固工具14的前端側(cè)(圖I的(b)的下方)呈線狀存在。螺釘緊固工具14是螺釘?shù)?、鉆頭等。圖I的(a)是與中心線01、02成直角的橫剖視圖，相當(dāng)于(b)中的IA-IA截面，圖I的(b)是包括中心線01、02的縱剖視圖，相當(dāng)于(a)中的IB-IB截面。這里，以下述方式設(shè)定該凹槽12的形狀，即，在包括上述載荷作用點(diǎn)Q的與中心線01成直角的凹槽12的端面形狀上，在將該載荷作用點(diǎn)Q處的與凹槽12的側(cè)壁垂直的面垂直力F的方向自以該中心線01為中心的載荷作用點(diǎn)Q的切線方向(圖I的(a)中用箭頭N表示的方向)傾斜的角度設(shè)為驅(qū)動(dòng)角Θ時(shí)，驅(qū)動(dòng)角Θ以朝向切線方向的外側(cè)為正，在-24. 6°彡Θ彡0°的范圍內(nèi)。即，在圖I的(a)所示的凹槽12的端面形狀上，凹槽12的5個(gè)扭矩傳遞部(槽部分)18分別借助半徑為R的凹圓弧形狀部24而彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部24構(gòu)成扭矩傳遞部18的側(cè)壁的大致全部。另外，在將凹槽12的扭矩傳遞部18的外徑設(shè)為G時(shí)，半徑R在O. 15G彡R彡O. 30G的范圍內(nèi)，半徑R的凹圓弧形狀部24的中心點(diǎn)Pl位于以中心線01為中心在O. 85G彡GR彡O. 95G的范圍內(nèi)的中心點(diǎn)直徑為GR的圓周上，凹圓弧形狀部24設(shè)至稍微超過載荷作用點(diǎn)Q的位置，載荷作用點(diǎn)Q存在于該凹圓弧形狀部24上。通過使上述驅(qū)動(dòng)角Θ為O。以下，與以往那樣地使面垂直力F朝向外側(cè)(0° < Θ)的情況(參照圖10)相比，螺釘緊固工具14自凹槽12脫出的滑脫很難發(fā)生，但驅(qū)動(dòng)角Θ越向負(fù)側(cè)變大，面垂直力F與載荷作用點(diǎn)Q處的切線方向的力N的比F/N越大，扭矩的傳遞損耗增加。而且，多要求安裝扭矩為土 10%以下的精度，因此為使扭矩的傳遞損耗在10%以下，在本實(shí)施例中使F/N為I. 10以下地將驅(qū)動(dòng)角Θ設(shè)為-24. 6°以上。圖2是表示驅(qū)動(dòng)角Θ與F/N的關(guān)系的圖,切線方向的力N如上述式(I)所示表示為F cos Θ，因此F/N = Ι/cos Θ。另外，在使驅(qū)動(dòng)角Θ為例如-17° ^θ^0°時(shí)，能夠使扭矩的傳遞損耗為5%以下等，考慮傳遞損耗、滑脫的發(fā)生容易度地適當(dāng)設(shè)定驅(qū)動(dòng)角Θ。另外，將載荷作用點(diǎn)Q、即嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的外周側(cè)端部的直徑尺寸，假定為與通常的螺釘緊固構(gòu)造相同的O. 90G，且使驅(qū)動(dòng)角Θ在-24.6° ( Θ ^O0的范圍內(nèi)地，設(shè)定半徑R和中心點(diǎn)Pl所在的中心點(diǎn)直徑GR的數(shù)值范圍。詳細(xì)而言，如圖3所示，在適當(dāng)?shù)卦O(shè)定半徑R和中心點(diǎn)直徑GR，求得載荷作用點(diǎn)Q、即O. 90G的位置的面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角Θ時(shí)，得知當(dāng)半徑R為O. 15G彡R彡0.30G，且中心點(diǎn)直徑GR在O. 85G彡GR彡O. 95G的范圍內(nèi)時(shí)，能夠使驅(qū)動(dòng)角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范圍內(nèi)。在圖3的(b)的曲線圖中用點(diǎn)劃線圈起來的范圍是半徑R為O. 15G彡R彡O. 30G且驅(qū)動(dòng)角Θ為-24.6°彡Θ彡0°的區(qū)域。該半徑R、中心點(diǎn)直徑GR和驅(qū)動(dòng)角Θ的關(guān)系與扭矩傳遞部18的數(shù)量(槽的數(shù)量)無關(guān)地成立。另外，根據(jù)圖3的(b)的曲線圖可明確得知，即使半徑R不在O. 15G彡R彡O. 30G的范圍內(nèi)，或中心點(diǎn)直徑GR不在O. 85G ^ GR ^ O. 95G的范圍內(nèi)，也能使驅(qū)動(dòng)角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，如圖I所示，當(dāng)半徑R = O. 16G，中心點(diǎn)直徑GR = O. 90G，將載荷作用點(diǎn)Q、即嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的外周側(cè)端部的直徑尺寸設(shè)為與通常的螺釘緊固構(gòu)造相同的O. 90G時(shí)，驅(qū)動(dòng)角Θ ^ -10°。另一方面，在圖I的(a)所示的凹槽12的端面形狀上，以在使扭矩傳遞部的比率(以下稱作槽部比率)λ￥=φ1/ ( φ1+φ2 )時(shí)滿足O. 35 < W < O. 50的關(guān)系的方式，設(shè)定以中心線01為中心的凹槽12的扭矩傳遞部18的角度φ 和扭矩傳遞部18之間的分開角度φ2。槽部比率w通常根據(jù)螺釘10的材質(zhì)、即強(qiáng)度而設(shè)定，但也有根據(jù)該槽部比率w的不同，扭矩傳遞部18的形狀變化，而不能以滿足上述半徑R為O. 15G ^ R ^ O. 30G以及中心點(diǎn)直徑GR為O. 85G彡GR彡O. 95G的條件的方式設(shè)定該扭矩傳遞部18的形狀的情況。上述槽部比率W在如下范圍內(nèi)，S卩，考慮到螺釘10的材質(zhì)、強(qiáng)度比螺釘緊固工具14脆弱的情況而能獲得規(guī)定的強(qiáng)度，且能以滿足半徑R為O. 15G彡R彡O. 30G以及中心點(diǎn)直徑GR為O. 85G ^ GR ^ O. 95G的條件的方式設(shè)定扭矩傳遞部18的形狀的范圍。圖4是根據(jù)作為扭矩傳遞部18的數(shù)量的槽的數(shù)量(3個(gè)槽 6個(gè)槽)，改變半徑R和中心點(diǎn)直徑GR，計(jì)算上述槽部比率W而得到的表格，圖5是在槽部比率W和驅(qū)動(dòng)角Θ的二維坐標(biāo)上繪制圖4的計(jì)算結(jié)果而成的曲線圖。圖4的表格中的“NG”是指槽部比率W為負(fù)值而不能構(gòu)成形狀。圖5中用點(diǎn)劃線圈起來的范圍是槽部比率W為O. 35 < W < O. 50，且驅(qū)動(dòng)角Θ為-24. 6°彡Θ彡0°的區(qū)域，得知當(dāng)槽部比率W在0.35 <W< O. 50的范圍內(nèi)時(shí)，能夠滿足半徑R為O. 15G彡R彡O. 30G以及中心點(diǎn)直徑GR為O. 85G彡GR彡O. 95G的條件地，設(shè)定扭矩傳遞部18的形狀。另外，在半徑R為O. IOG的情況下，參照上述圖4和圖5，在扭矩傳遞部為3 6中的任一數(shù)量的槽的情況下，在中心點(diǎn)直徑GR為O. 85G O. 95G中的任一數(shù)值的情況下，槽部比率W均遠(yuǎn)大于O. 5，在強(qiáng)度等方面不適合，這從上述圖3也可適當(dāng)?shù)乜吹健?
在圖I的(a)所示的凹槽12的端面形狀上，凹槽12的扭矩傳遞部18的外周壁26形成為外徑為G的圓弧形狀，該外周壁26與載荷作用點(diǎn)Q側(cè)的凹圓弧形狀部24之間，由具有Rc< (G-GR)/2的關(guān)系的半徑為Re的圓弧平滑地相連接。凹圓弧形狀部24繞中心線01形成為對稱形狀，載荷作用點(diǎn)Q的相反側(cè)的端部也利用上述半徑Re的圓弧與外周壁26平滑地相連接。即，載荷作用點(diǎn)Q是緊固螺釘10時(shí)的抵接部，在松動(dòng)螺釘10時(shí)與嵌合凸部16卡合的相反側(cè)也同樣(對稱)地構(gòu)成，能夠獲得與緊固螺釘10時(shí)相同的作用效果。同樣，螺釘緊固工具14的嵌合凸部16的扭矩傳遞部20也沿中心線02的周向形成為對稱形狀。關(guān)于螺釘緊固工具14的嵌合凸部16，在包括載荷作用點(diǎn)Q的與嵌合凸部16的中心線02成直角的截面形狀、即圖I的(a)所示的截面形狀上，扭矩傳遞部20的外徑g相對于上述凹槽的外徑G在O. 87G ^ g ^ O. 93G的范圍內(nèi)。假設(shè)通常的螺釘緊固構(gòu)造中的載荷作用點(diǎn)Q的位置相對于凹槽12的外徑G為O. 9G左右，而設(shè)定該外徑g的范圍，考慮到制造上的誤差等，將該外徑g的范圍設(shè)為O. 87G ^ g ^ O. 93G，在本實(shí)施例中，g ^ O. 90G。另外，5個(gè)扭矩傳遞部(翼部)20分別借助半徑為r的凹圓弧形狀部28而彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部28構(gòu)成扭矩傳遞部20的側(cè)壁的全部。半徑r與上述半徑R具有r > R的關(guān)系，并且凹圓弧形狀部28的最小直徑b與凹槽12的凹圓弧形狀部24的最小直徑B具有b < B的關(guān)系。另外，半徑r與半徑R相對應(yīng)地在O. 17g ^ r ^ O. 33g的范圍內(nèi)，該半徑r的凹圓弧形狀部28的中心點(diǎn)P2位于以中心線02為中心在O. 94g彡gr彡I. 06g的范圍內(nèi)的中心點(diǎn)直徑為gr的圓周上。S卩，在使g = O. 90G，將上述半徑R = O. 15G O. 30G換算為半徑r時(shí)，如圖6的(a)所示，r = O. 17g O. 33g，在將中心點(diǎn)直徑GR = O. 85G O. 95G換算為中心點(diǎn)直徑gr時(shí),如圖6的(b)所示,gr = O. 94g I. 06g。在本實(shí)施例中，如圖I所示，半徑r = O. 21g且比上述半徑R = O. 90G大，中心點(diǎn)直徑gr = I. 03g且比上述中心點(diǎn)直徑GR = O. 90G大。另外，在圖I的(a)所示的截面形狀上，嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的外周壁30形成為上述外徑為g的圓弧形狀，該外周壁30與上述凹圓弧形狀部28相交的角部就是與上述凹槽12的扭矩傳遞部18的側(cè)壁面抵接的抵接部，即上述載荷作用點(diǎn)Q。即，凹圓弧形狀部28沿中心線02的周向?qū)ΨQ地形成，凹圓弧形狀部28的兩端部均到達(dá)至扭矩傳遞部20的外周側(cè)端緣(外徑g = 0. 90G)，與外周壁30相交成銳角。上述凹槽12的位于多個(gè)扭矩傳遞部18之間的最小直徑部分、即上述凹圓弧形狀部24的中央部分，隨著朝向該凹槽12的孔底側(cè)(圖I的(b)中的下方)，以3° 7°的范圍內(nèi)的傾斜角度a I接近中心線01地傾斜。嵌合凸部16的位于多個(gè)扭矩傳遞部20之間的最小直徑部分、即凹圓弧形狀部28的中央部分，也隨著朝向前端側(cè)(圖I的(b)中的下方)，以3° 7°以下的傾斜角度a 2接近中心線02地傾斜。另外，上述傾斜角度a I、a 2具有a2彡a I且a l-a2彡3°的關(guān)系，在本實(shí)施例中，a l_a2 ^ 2°。由此，嵌合凸部16的上述最小直徑部分的前端與凹槽12的上述最小直徑部分的中途卡合，在該狀態(tài)下通過使螺釘緊固工具14繞中心線02順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如圖I的(a)所示，扭矩傳遞部20的外周側(cè)端緣與凹槽12的扭矩傳遞部18的側(cè)壁抵接而傳遞安裝扭矩。圖I的(b)的點(diǎn)A是嵌合凸部16的最小直徑部分的前端與凹槽12的最小直徑部分的中途卡合的接觸點(diǎn)，由于al-a2^3°，因此能夠以比較大的靜摩擦使嵌合凸部16的上述前端附著于凹槽12的上述中途。另外，凹槽12的扭矩傳遞部18的最大直徑部分，詳細(xì)而言是繞中心線01的外周·壁26的中央部分隨著朝向孔底側(cè)(圖I的(b)中的下方)，以10° 15°的范圍內(nèi)的傾斜角度e I接近中心線01地傾斜。嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的最大直徑部分，詳細(xì)而言是繞中心線02的外周壁30的中央部分也隨著朝向前端側(cè)(圖I的(b)中的下方)，以10° 15°的范圍內(nèi)的傾斜角度e 2接近中心線02地傾斜。上述傾斜角度el、e2在本實(shí)施例中為el= e 2。在上述這種本實(shí)施例的螺釘緊固構(gòu)造8中，在嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的外周側(cè)端部與凹槽12的扭矩傳遞部18的側(cè)壁面抵接，而經(jīng)由作為該抵接部的載荷作用點(diǎn)Q將安裝扭矩傳遞到螺釘10的情況下，在包括該載荷作用點(diǎn)Q的與凹槽12的中心線01成直角的端面形狀上，由于面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角0為O。以下，因此面垂直力F沿以中心線01為中心的切線方向或向內(nèi)側(cè)施加于凹槽12的側(cè)壁。由此，與以往那樣地使面垂直力F向外側(cè)(0° < 0 )施加于凹槽的側(cè)壁的情況(參照圖10)相比，螺釘緊固工具14自凹槽12脫出的滑脫很難發(fā)生，能夠抑制凹槽12的變形、嵌合凸部16的破損和磨損等，并且能夠比較容易地利用較大的安裝扭矩緊固螺釘10。特別是在0 <0°的情況下，產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)引入凹槽12的側(cè)壁的方向的分力，因此使嵌合凸部16與凹槽12咬合，更加適當(dāng)?shù)匾种苹?，上述效果明顯。另外，凹槽12的5個(gè)扭矩傳遞部18借助半徑為R的凹圓弧形狀部24而彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部24構(gòu)成扭矩傳遞部18的側(cè)壁的大致全部，載荷作用點(diǎn)Q存在于該凹圓弧形狀部24上，因此通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該凹圓弧形狀部24的半徑R、中心點(diǎn)Pl，能夠使上述載荷作用點(diǎn)Q處的面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角0為O。以下。由于凹圓弧形狀部24是半徑為R的圓弧，因此能夠通過計(jì)算而容易地求出載荷作用點(diǎn)Q處的切線方向等，能夠通過計(jì)算容易地設(shè)定凹槽12的形狀，以使驅(qū)動(dòng)角0是0°以下的規(guī)定角度。另外，上述半徑R在0. 15G彡R彡0. 30G的范圍內(nèi)，該半徑為R的凹圓弧形狀部24的中心點(diǎn)Pl位于0. 85G彡GR彡0. 95G的范圍內(nèi)的中心點(diǎn)直徑為GR的圓周上，該凹圓弧形狀部24到達(dá)載荷作用點(diǎn)Q，另ー方面，該載荷作用點(diǎn)Q位干與通常的螺釘緊固構(gòu)造同樣地以中心線Ol為中心的0.9G左右的圓周上，因此能夠使上述面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角0為O。以下。另外，在該情況下，能夠使驅(qū)動(dòng)角0在-24. 6° ^ 9 ^O0的范圍內(nèi)，使面垂直力F與載荷作用點(diǎn)Q處的切線方向的力N的比F/N在I. 0 I. 10的范圍內(nèi)，能夠?qū)⒂沈?qū)動(dòng)角0產(chǎn)生的扭矩的傳遞損耗抑制在10%以內(nèi)。另夕卜，由于使凹槽12的槽部比率W〔 =(pl/ ( (pl+(p2 )〕在0. 35 < W
< 0. 50的范圍內(nèi)，因此能夠滿足上述半徑R為0. 15G彡R彡0. 30G以及中心點(diǎn)直徑GR為0. 85G彡GR彡0. 95G地設(shè)計(jì)形狀，使驅(qū)動(dòng)角0在-24. 6°彡0彡0°的范圍內(nèi)。而且，通常，螺釘緊固工具14由比螺釘10的強(qiáng)度高的材料構(gòu)成，因此通過使凹槽12的槽部比率W小于0. 50，能夠與螺釘緊固工具14平衡良好地提高凹槽12的強(qiáng)度，抑制該凹槽12的變形等，并且能夠以較大的安裝扭矩進(jìn)行緊固。
另外，凹槽12的扭矩傳遞部18的外周壁26形成為外徑為G的圓弧形狀，該外周壁26與凹圓弧形狀部24之間由規(guī)定的半徑為Re的圓弧平滑地相連接，因此在利用穿孔機(jī)塌陷地形成該凹槽12的情況下，與將該凹槽12形成為尖角的情況相比，能夠以高精度適當(dāng)?shù)匦纬桑⑶姨岣咴摯┛讬C(jī)的耐久性。另外，嵌合凸部16的5個(gè)扭矩傳遞部20借助半徑為r的凹圓弧形狀部28彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部28構(gòu)成扭矩傳遞部20的側(cè)壁的全部，因此通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該凹圓弧形狀部28的圓弧的半徑r、中心點(diǎn)P2等，能夠使嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的外周側(cè)端部與凹槽12的扭矩傳遞部18的側(cè)壁面抵接，而經(jīng)由作為該抵接部的載荷作用點(diǎn)Q將安裝扭矩傳遞到螺釘10。由于凹圓弧形狀部28是半徑為r的圓弧，因此能夠考慮凹槽12的形狀，通過計(jì)算而容易地設(shè)計(jì)嵌合凸部16的形狀。另夕卜，上述半徑r與上述半徑R具有r SR的關(guān)系，并且上述半徑r在0. 17g彡r彡0. 33g的范圍內(nèi)，該半徑為r的凹圓弧形狀部28的中心點(diǎn)P2位于0. 94g 5 gr ^ I. 06g的范圍內(nèi)的中心點(diǎn)直徑為gr的圓周上,該凹圓弧形狀部28的端部到達(dá)載荷作用點(diǎn)Q、即扭矩傳遞部20的外周側(cè)端部，因此嵌合凸部16形成為與上述凹槽12類似的形狀，能夠容易地設(shè)計(jì)嵌合凸部16的形狀以使嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的外周側(cè)端部與凹槽12的扭矩傳遞部18的側(cè)壁面抵接。另外，由于使上述嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的外徑g在0. 87G < g < 0. 93G的范圍內(nèi)，因此，即使在凹槽12的外周壁26與凹圓弧形狀部24之間由規(guī)定的半徑為Re的圓弧相連接的情況下，也能使嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的外周側(cè)端部與由凹圓弧形狀部24構(gòu)成的扭矩傳遞部18的側(cè)壁面抵接，而適當(dāng)?shù)貍鬟f扭矩。而且，由于外徑g為0. 87G以上，因此，能夠使嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的外周側(cè)端部與凹槽12的扭矩傳遞部18的外周側(cè)部分(0. 87G的外側(cè))抵接，能夠以較大的安裝扭矩緊固螺釘10，并且在為相同大小的扭矩時(shí)，能夠減小面垂直力F，抑制凹槽12的變形、嵌合凸部16的破損和磨損等。另外，嵌合凸部16的扭矩傳遞部20的外周壁30形成為外徑為g的圓弧形狀，該外周壁30與凹圓弧形狀部28相交的角部是載荷作用點(diǎn)Q，因此能夠使該載荷作用點(diǎn)Q盡量位于凹槽12的扭矩傳遞部18的外周側(cè)。由此，能夠利用較大的安裝扭矩緊固螺釘10，并且在為相同大小的扭矩時(shí)，能夠減小面垂直力F，抑制凹槽12的變形、嵌合凸部16的破損和磨損等。另外，通過使嵌合凸部16的最小直徑部分的前端與凹槽12的最小直徑部分的中途卡合，決定嵌合凸部16與凹槽12的軸向的嵌合位置(插入位置)，由于上述最小直徑部分的傾斜角度a I、a 2均為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與凹槽12之間產(chǎn)生較大的靜摩擦，易于將螺釘10保持(附著)于螺釘緊固工具14，能夠?qū)嵤┯蓹C(jī)器人進(jìn)行的螺釘10的自動(dòng)緊固。另外，由于凹槽12的最大直徑部分的傾斜角度e I和嵌合凸部16的最大直徑部分的傾斜角度e 2均為15°以下且e I = e 2，因此在利用由沖壓進(jìn)行的鍛造加工等成形上述凹槽12和嵌合凸部16吋，傾斜角度el、e 2成為起模坡度，能夠容易地以高精度成形。另外，上述實(shí)施例是凹槽12的扭矩傳遞部18和嵌合凸部16的扭矩傳遞部20為5個(gè)的情況，但在上述扭矩傳遞部18、20為3個(gè)、4個(gè)、6個(gè)的情況下，也能較佳地應(yīng)用本發(fā)明。圖7 圖9的螺釘緊固構(gòu)造40、42、44是扭矩傳遞部18、20分別為3個(gè)、4個(gè)、6個(gè)的情況下的實(shí)施例，圖7 圖9均是與上述圖I的(a)相對應(yīng)的剖視圖。在這些實(shí)施例中，凹槽12的半徑R、中心點(diǎn)直徑GR、角部的半徑Re、槽部比率W、傾斜角度a I、e 1，和嵌合凸部16的外徑g、半徑r、中心點(diǎn)直徑gr、傾斜角度a 2、e 2等與上述實(shí)施例同樣地設(shè)定,能夠使載 荷作用點(diǎn)Q處的面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角0在-24. 6°彡0彡0°的范圍內(nèi)。因而，能夠獲得與上述實(shí)施例同樣的作用效果。以上，根據(jù)附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的實(shí)施例，但上述實(shí)施例只不過是一個(gè)實(shí)施方式，能夠以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識而實(shí)施了各種變更、改良的形態(tài)來實(shí)施本發(fā)明。附圖標(biāo)記說明8、40、42、44、螺釘緊固構(gòu)造；10、螺釘；12、凹槽；14、螺釘緊固工具；16、嵌合凸部；18、凹槽的扭矩傳遞部；20、嵌合凸部的扭矩傳遞部；24、凹槽的凹圓弧形狀部；26、凹槽的外周壁；28、嵌合凸部的凹圓弧形狀部；30、嵌合凸部的外周壁；01、凹槽的中心線；02、嵌合凸部的中心線；Q、載荷作用點(diǎn)；P1、凹槽的凹圓弧形狀部的中心點(diǎn)；P2、嵌合凸部的凹圓弧形狀部的中心點(diǎn)；F、面垂直力；0、驅(qū)動(dòng)角；W、槽部比率(扭矩傳遞部的比率)。
權(quán)利要求
1.一種螺釘緊固構(gòu)造，其由設(shè)在螺釘上的凹陷狀的凹槽，和設(shè)在緊固該螺釘?shù)穆葆斁o固工具上的嵌合凸部構(gòu)成； 該凹槽和該嵌合凸部均具有以等角度的間隔向外周側(cè)突出的3個(gè)以上的扭矩傳遞部，該凹槽和嵌合凸部彼此同心地嵌合； 通過使所述螺釘緊固工具旋轉(zhuǎn)，自所述嵌合凸部的所述扭矩傳遞部經(jīng)由所述凹槽的所述扭矩傳遞部將安裝扭矩傳遞到所述螺釘，其特征在于， 所述嵌合凸部的所述扭矩傳遞部的外周側(cè)端部與所述凹槽的所述扭矩傳遞部的側(cè)壁面抵接，經(jīng)由作為該抵接部的載荷作用點(diǎn)Q將所述安裝扭矩傳遞到所述螺釘； 并且，在包括該載荷作用點(diǎn)Q的與所述凹槽的中心線Ol成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，在將該載荷作用點(diǎn)Q處的與該凹槽的側(cè)壁垂直的面垂直力F的方向自以該中心線01為中心的該載荷作用點(diǎn)Q的切線方向傾斜的角度設(shè)為驅(qū)動(dòng)角Θ時(shí)，該驅(qū)動(dòng)角Θ以朝向該切線方向的外側(cè)為正，為Θ <0°。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 在包括所述載荷作用點(diǎn)Q的與所述凹槽的中心線01成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，該凹槽的所述3個(gè)以上的扭矩傳遞部借助圓形或橢圓形的凹圓弧形狀部而彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部構(gòu)成該扭矩傳遞部的側(cè)壁的一部分或全部，所述載荷作用點(diǎn)Q存在于該凹圓弧形狀部上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 在包括所述載荷作用點(diǎn)Q的與所述凹槽的中心線01成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，所述凹圓弧形狀部是半徑為R的圓弧，在將該凹槽的所述扭矩傳遞部的外徑設(shè)為G時(shí)，該半徑R在O. 15G < R < O. 30G的范圍內(nèi)，該半徑為R的所述凹圓弧形狀部的中心點(diǎn)Pl位于以所述中心線01為中心在O. 85G彡GR彡O. 95G的范圍內(nèi)的中心點(diǎn)直徑為GR的圓周上，該凹圓弧形狀部的所述載荷作用點(diǎn)Q側(cè)的端部到達(dá)該載荷作用點(diǎn)Q。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 在包括所述載荷作用點(diǎn)Q的與所述凹槽的中心線01成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，以該中心線01為中心的該凹槽的所述扭矩傳遞部的角度φ 以及該扭矩傳遞部之間的分開角度φ2,在該扭矩傳遞部的比率λ￥=φ1/ ( φ1+φ2 )時(shí)，滿足O. 35 < W< O. 50的關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于，所述載荷作用點(diǎn)Q存在于所述凹槽的開口端部，所述外徑G、半徑R、中心點(diǎn)直徑GR和角度φ 、φ2是該凹槽的開口端部的尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5中任一項(xiàng)所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 在包括所述載荷作用點(diǎn)Q的與所述凹槽的中心線01成直角的該凹槽的截面形狀或端面形狀上，該凹槽的所述扭矩傳遞部的外周壁構(gòu)成所述外徑為G的圓弧形狀，該外周壁與所述載荷作用點(diǎn)Q側(cè)的所述凹圓弧形狀部之間，由具有Re < (G-GR)/2的關(guān)系的半徑為Re的圓弧平滑地相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 在包括所述載荷作用點(diǎn)Q的與所述嵌合凸部的中心線02成直角的該嵌合凸部的截面形狀或端面形狀上，該嵌合凸部的所述3個(gè)以上的扭矩傳遞部借助圓形或橢圓形的凹圓弧形狀部而彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部構(gòu)成該扭矩傳遞部的側(cè)壁的一部分或全部。
8.根據(jù)權(quán)利要求3 6中任一項(xiàng)所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 在包括所述載荷作用點(diǎn)Q的與所述嵌合凸部的中心線02成直角的該嵌合凸部的截面形狀或端面形狀上，該嵌合凸部的所述3個(gè)以上的扭矩傳遞部借助與所述半徑R具有r > R的關(guān)系的半徑為r的凹圓弧形狀部而彼此相連接，并且利用該凹圓弧形狀部構(gòu)成該扭矩傳遞部的側(cè)壁的一部分或全部； 另一方面，在將該嵌合凸部的所述扭矩傳遞部的外徑設(shè)為g時(shí)，所述半徑r在O.17g^r^ O. 33g的范圍內(nèi)，該半徑為r的所述凹圓弧形狀部的中心點(diǎn)P2位于以所述中心線02為中心在O. 94g ^ gr ^ I. 06g的范圍內(nèi)的中心點(diǎn)直徑為gr的圓周上,該凹圓弧形狀部的所述載荷作用點(diǎn)Q側(cè)的端部到達(dá)該載荷作用點(diǎn)Q。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 所述嵌合凸部的所述扭矩傳遞部的外徑g在O. 87G < g < O. 93G的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 在包括所述載荷作用點(diǎn)Q的與所述嵌合凸部的中心線02成直角的該嵌合凸部的截面形狀或端面形狀上，該嵌合凸部的所述扭矩傳遞部的外周壁構(gòu)成所述外徑為g的圓弧形狀，該外周壁與所述凹圓弧形狀部相交的角部是與所述凹槽的所述扭矩傳遞部的側(cè)壁面抵接的所述載荷作用點(diǎn)Q。
11.根據(jù)權(quán)利要求I 10中任一項(xiàng)所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 所述凹槽的位于所述多個(gè)扭矩傳遞部之間的最小直徑部分隨著朝向孔底側(cè)，以7°以下的傾斜角度α I接近該凹槽的中心線01地傾斜；并且， 所述嵌合凸部的位于所述多個(gè)扭矩傳遞部之間的最小直徑部分隨著朝向前端側(cè)，以V以下的傾斜角度α 2接近該嵌合凸部的中心線02地傾斜； 且，α 2 < α I以及α 1-α 2 < 3°，所述嵌合凸部的所述最小直徑部分的前端與所述凹槽的所述最小直徑部分的中途卡合，在該狀態(tài)下傳遞所述安裝扭矩。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 所述凹槽的所述扭矩傳遞部的最大直徑部分隨著朝向孔底側(cè)，以15°以下的傾斜角度ε I接近該凹槽的中心線01地傾斜； 并且，所述嵌合凸部的所述扭矩傳遞部的最大直徑部分隨著朝向前端側(cè)，以15°以下的傾斜角度ε 2接近該嵌合凸部的中心線02地傾斜； 且，ε I = ε 2ο
13.根據(jù)權(quán)利要求I 12中任一項(xiàng)所述的螺釘緊固構(gòu)造，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)角Θ在-24. 6°彡Θ彡0°的范圍內(nèi)； 所述凹槽的所述扭矩傳遞部和所述嵌合凸部的所述扭矩傳遞部的數(shù)量是3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)中的任意數(shù)量。
14.一種螺釘，其特征在于， 該螺釘具有權(quán)利要求I 13中任一項(xiàng)記載的所述凹槽。
15.一種螺釘緊固工具，其特征在于，該螺釘緊固 工具具有權(quán)利要求I 13中任一項(xiàng)記載的所述嵌合凸部。
全文摘要
在嵌合凸部(16)的扭矩傳遞部(20)的外周側(cè)端部與凹槽(12)的扭矩傳遞部(18)的側(cè)壁面抵接，而經(jīng)由作為該抵接部的載荷作用點(diǎn)Q將安裝扭矩傳遞到螺釘(10)的情況下，在包括該載荷作用點(diǎn)Q的與凹槽(12)的中心線O1成直角的端面形狀上，能夠使面垂直力F的驅(qū)動(dòng)角θ為0°以下，因此，面垂直力F沿以中心線O1為中心的切線方向或向內(nèi)側(cè)施加于凹槽(12)的側(cè)壁。由此，與以往那樣地使面垂直力F向外側(cè)(0°＜θ)施加于凹槽的側(cè)壁的情況相比，螺釘緊固工具(14)自凹槽(12)脫出的滑脫很難發(fā)生，能夠抑制凹槽(12)的變形、嵌合凸部(16)的破損和磨損等，并且能夠比較容易地利用較大的安裝扭矩緊固螺釘(10)。
文檔編號F16B23/00GK102803758SQ20098016003
公開日2012年11月28日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者影山昭博, 山本幸三 申請人:Osg系統(tǒng)產(chǎn)品株式會社