组装改进型低质量紧固件头.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980130608.3

申请日:

2009.07.31

公开号:

CN102112758A

公开日:

2011.06.29

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16B 23/00申请日:20090731|||公开

IPC分类号:

F16B23/00

主分类号:

F16B23/00

申请人:

麦斯莱德有限公司

发明人:

迈克尔·加弗

地址:

美国密歇根州

优先权:

2008.07.31 US 61/085,219

专利代理机构:

北京律盟知识产权代理有限责任公司 11287

代理人:

孟锐

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内容摘要

本发明涉及一种较容易处置且减少在制造紧固件时需要的材料量的组装改进型较低质量紧固件头,其包括围绕带螺纹主体的轴成60度的倍数的三个凸耳。可移除六角形头的对于扭矩的施加及传输不必要、对于抵抗轴向负荷不必要、对于使所述紧固件头轴向稳定于当前驱动工具内不必要的那些部分。维持与现有六角形头工具的兼容性,同时改进组装者对所述紧固件的处置并减少在所述紧固件头中使用的材料。

权利要求书

1: 一种紧固件, 其包括 : 带螺纹栓体, 其具有纵向轴 ; 三个凸耳, 其从所述带螺纹栓体的一端延伸且定位于所述端上, 围绕所述带螺纹栓体 的所述纵向轴成约 0、 120 及 240 度, 其中所述凸耳中的每一者包括 : 结构肋 ; 上紧区域 ; 及 松开区域, 其中所述上紧及松开区域适于啮合常规六角形头工具 ; 及 三个凹形表面, 其中每一凹形表面分别延伸于所述三个凸耳的邻近对之间。
2: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其中所述凹形表面适于与人手指舒适地配合。
3: 根据权利要求 2 所述的紧固件, 其中所述凹形表面中的至少一者与人拇指舒适地配 合。
4: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其中所述凹形表面为弯曲的。
5: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其中所述凹形表面中的每一者由布置为弯曲部的多 个平坦表面构成。
6: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其中所述凹形表面由布置为弯曲部的多个平坦表面 及多个弯曲表面构成。
7: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其中所述凹形表面的最内部分之间的距离与带螺纹 部分的中径大致相同。
8: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其中所述凹形表面的所述最内部分之间的所述距离 大于所述带螺纹部分的所述中径。
9: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其进一步包括负荷承载平台, 其中所述带螺纹栓体 从所述平台的一侧延伸且所述凸耳从所述平台的相对侧延伸。
10: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其中所述负荷承载平台的位于所述三个凸耳之间 的中心部分为敞口的。
11: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其中所述负荷承载平台的直径与所述三个凸耳的 外部部分大致相同。
12: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其中所述负荷承载平台的直径大于所述三个凸耳 的外部部分。
13: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其进一步包括位于所述带螺纹部分的远端处的抗 交叉螺纹。
14: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其进一步包括所述三个凸耳的顶部表面, 其中所述 顶部表面共同地界定假想圆锥形状。
15: 根据权利要求 1 所述的紧固件, 其进一步包括头的位于所述三个凸耳之间的呈三 角牙形状的挖空的中心部分。
16: 一种紧固件, 其包括 : 带螺纹栓体, 其具有纵向轴 ; 多个凸耳, 其从所述带螺纹栓体的一端延伸, 其中所述多个凸耳包括选自 2、 3、 4、 5及 6 的整数个凸耳, 其中所述凸耳围绕所述带螺纹栓体的所述纵向轴定位于选自 0、 60、 120、 180、 240 及 300 度的角度位置处, 其中所述凸耳中的每一者包括 : 结构肋 ; 上紧区域 ; 及松 开区域, 其中所述上紧及松开区域适于啮合常规六角形头工具 ; 及 小面表面, 其中每一小面表面延伸于所述凸耳的邻近对之间。 2
17: 根据权利要求 16 所述的紧固件, 其进一步包括负荷承载平台, 其中所述带螺纹栓 体从所述平台的一侧延伸且所述凸耳从所述平台的相对侧延伸。
18: 根据权利要求 16 所述的紧固件, 其中所述负荷承载平台的位于所述凸耳之间的中 心部分为敞口的。
19: 根据权利要求 16 所述的紧固件, 其中所述负荷承载平台的直径与所述凸耳的外部 部分大致相同。
20: 根据权利要求 16 所述的紧固件, 其中所述负荷承载平台的直径大于所述凸耳的外 部部分。
21: 根据权利要求 16 所述的紧固件, 其进一步包括位于带螺纹部分的远端处的抗交叉 螺纹。
22: 根据权利要求 16 所述的紧固件, 其进一步包括所述三个凸耳的顶部表面, 其中所 述顶部表面共同地界定假想圆锥形状。
23: 根据权利要求 16 所述的紧固件, 其进一步包括头的位于所述多个凸耳之间的挖空 的中心部分, 其中所述挖空的中心部分具有类似由所述多个凸耳及小面表面形成的形状的 形状。

说明书


组装改进型低质量紧固件头

    相关专利申请案
     本申请案主张迈克尔·贾维尔 (Michael Garver) 在 2008 年 7 月 31 日提出申请 的标题为 “组装改进型低质量紧固件头 (Assembly Improving, Low Mass, Fastener Head)” 的序列号为 61/085,219 的共同拥有的美国临时专利申请案的优先权 ; 且所述临时专利申 请案出于各种目的而特此以引用的方式并入本文中。
     技术领域 本发明涉及带螺纹紧固件, 且更特定来说涉及一种具有在制造紧固件时需要的相 对较低的材料量且具有较容易处置的紧固件头几何形状的低质量紧固件头。
     背景技术
     当前在紧固件工业中, 最常见类型的紧固件头样式为 “带凸缘六角形头” 及 “六角 形头” 。参考图 1(a) 及 1(b), “带凸缘六角形头” 及 “六角形头” 分别由编号 100a 及 100b 大 体表示。这些头样式两者均利用六角形形状头 102 来施加驱动扭矩。所述带凸缘六角形头利用六角形形状头 102 的基部处的集成式凸缘 104 来增强因螺纹 106 与工件 ( 未展示 ) 的 内部螺纹的啮合而导致的紧固件 100 的夹紧负荷的施加及分布。
     在常见六角形头的情况下, 六角形体的每一小面中仅一极小部分可用于扭矩施 加。这是由于以下事实 : 用于驱动六角形头的工具也为六角形形状的 ( 一些工具为十二面 的或其它变化形式 )。由于工具的内部六角形体在尺寸上可稍微大于紧固件的六角形体 ( 为了在其上自由滑动 ), 因此在初始驱动期间所述工具在其接触紧固件六角形体之前会 稍微旋转 ( 参见图 2(a) 及 2(b))。
     当进行此接触时, 沿图 2 中所展示的紧固件轴观看, 最初可仅存在紧固件六角形 体 102 的拐角 210 与工具的内部小面之间的 “点” 接触 208。随着扭矩施加继续, 紧固件的 六角形体拐角 210 的局部变形可导致此接触扩展为更大程度上是所述工具的内部小面与 紧固件六角形体 102 的变形小面 314 之间的矩形接触点 ( 展示于图 3 中 )。小面 316 的矩 形区域 312 在大小及形状上变化, 此视紧固件冶金性质、 紧固件 100 中的锥形量及工具 220 与六角形头 102 的小面 316 之间的初始间隙而定。此接触的面积可能不多于每一小面 316 的表面积的 10%, 且其从六角形头 102 的任一拐角 ( 小面 316 接合在一起的地方 ) 可不延 伸超过约 10%。
     在紧固件 100 的松开 ( 例如, 与上紧方向相反的旋转方向 ) 期间可进行类似接触, 只不过此接触可在每一六角形体小面 312 的相对端的区域 314 上发生。因此, 用于松开紧 固件 100 的接触区域 314 可为上紧区域 312 的镜像, 但位于邻近于每一拐角 ( 小面 316 相 交的地方 ) 的每一小面 316 的相对端处。在安装与拆卸期间, 工具 220 可不接触小面 316 的中心及所述中心周围的区域。因此, 六角形头小面 316 的表面积的大部分可从未被利用 且对于上紧或松开紧固件 100 来说可能并非必要的。
     向六角形形状紧固件头施加扭矩的目的是使紧固件 100 轴向绕转, 因此致使配合部件的螺纹螺旋线啮合。遗憾地, 如此施加的负荷通过紧固件 100 传输到其承载表面, 从而 在紧固接合中形成弹簧负荷。由于仅需要紧固件六角形头 102 的一小部分 ( 例如, 小面部 分 312 及 314), 因此目前技术紧固件六角形头 102 含有比此目的所需的多得多的材料, 其中 所述材料位于几乎不理想的位置中。 举例来说, 在许多紧固件使用中, 通过用一只手的手指 固持紧固件 100 来将紧固件 100 呈现到其配合的内部带螺纹部件 ( 未展示 )。通常, 此通过 将其夹持于拇指、 食指与中指的尖端之间来实现。 六角形体的表面并不理想地适于此目的。
     此外, 紧固件头的形状对于操作员处理所述头的容易性可为重要的。现在参考图 4, 其描绘正由一只手的手指的表示抓握的六角形头紧固件的示意性平面图。六角形头 402 可由一只手 ( 未展示 ) 的拇指 404、 食指 406 与中指 408 抓握 ( 例如, 夹持 )。 在用手指 404、 406 与 408 夹持任一小物件期间, 手指 404、 406 与 408 的呈现到六角形头 402 的表面为可变 大小的基本上凸形弯曲表面。这些表面通常经呈现而以使得其分开约 120 度地基本上相等 地分布于六角形头 402 周围的方式夹持六角形头 402。在抓握六角形头 402 时, 手指 404、 406 及 408 的凸形弯曲表面可变形以匹配正被抓握的表面的轮廓使得其可为相对较 “手指 友好的” 。
     这些问题尤其导致比必要的更重、 更昂贵且不适于手工及工具组装两者的紧固 件。 尽管一些其它现有技术已通过形成特殊工具及驱动表面来解决效率低下负荷施加的现 象, 且其它技术已通过经由各种手段挖空六角形头 102 的中心来解决材料减少, 同时又一 些技术已形成三拐角头与特殊驱动工具, 但考虑到六角形头生产部件的实际当前形状以及 其与所述工业中的工具的相互作用这些技术均尚未总体上解决六角形头 102。当前技术六 角形头含有比其既定目的可能需要的多得多的材料, 且其中材料位于对于处置以及成本及 重量减少来说几乎不理想的位置中。 发明内容 根据本发明的教示内容, 一种紧固件头可仅需要置于适当位置中的足够材料, 使 得其能够抵抗所施加扭矩而不会发生故障且传输此扭矩以抵抗轴向负荷。
     根据本发明的一个方面, 提供一种头配置, 其较容易用一只手的拇指、 食指及中指 夹持以进行手工插入, 同时维持当前组装工具中的六角型头所经历的性能。此设计可减少 当前紧固件头技术的成本 ( 材料为紧固件成本的大约 50%到 60% )。 根据本发明的教示内 容, 可形成对于与人手接触可为较友好的表面, 同时移除六角形头的对于扭矩的施加及传 输可能不必要、 对于抵抗轴向负荷可能不必要、 对于使紧固件头轴向稳定于当前驱动工具 内可能不必要的那些部分。
     根据本发明的特定实例性实施例, 一种紧固件包括 : 带螺纹部分 ; 负荷承载平台, 其附接到所述带螺纹部分的近端 ; 三个凸耳, 其附接到所述负荷承载平台且定位于其上, 围 绕穿过所述带螺纹部分的纵向轴成约 0、 120 及 240 度 ; 及凹形表面, 其位于所述三个凸耳之 间。
     附图说明
     通过结合附图参考下文说明可获取对本发明的更全面理解, 在附图中 :
     图 1(a) 及 1(b) 是现有技术带凸缘六角形头紧固件及六角形头紧固件的示意性正交图 ;
     图 2(a) 及 2(b) 是现有技术六角形头及用于旋转所述六角形头的工具的示意性平面图 ; 图 3 是现有技术六角形头紧固件的示意性正交图, 其展示用于上紧及松开所述紧 固件的接触区域 ;
     图 4 是六角形头紧固件与手的手指之间的相互关系的示意性平面图 ;
     图 5 及 6 是根据本发明特定实例性实施例的三点式紧固件头的示意性平面图 ;
     图 7 是根据本发明特定实例性实施例的图 5 及 6 中所展示的紧固件头的示意性正 交图 ;
     图 8(a)、 8(b)、 9 及 10 展示根据本发明特定实例性实施例的三点式紧固件头的示 意性正交图及平面图 ;
     图 11 是根据本发明特定实例性实施例附接到紧固件的带螺纹部分的负荷承载平 台的示意性立面图 ;
     图 12 是根据本发明另一特定实例性实施例与抗交叉螺纹主体组合的三点式紧固 件头的示意性立面图 ;
     图 13 展示根据本发明特定实例性实施例本发明的六点式紧固件头的平面图 ;
     图 14(a) 是本发明的三点式紧固件头的平面图, 其中所述紧固件头不具有平台 ;
     图 14(b) 是图 14(a) 的紧固件的正交视图 ;
     图 15(a) 是本发明的三点式紧固件头的平面图, 其中所述紧固件头确实具有平 台, 所述平台具有小于包围所述紧固件头的点的圆的半径 ;
     图 15(b) 是图 15(a) 的紧固件的正交视图 ;
     图 16 是本发明的三点式紧固件头的平面图, 其中点或拐角之间的小面包括平坦 表面 ;
     图 17 是本发明的两点式紧固件头的平面图, 其中点或拐角之间的小面包括凸形 表面 ; 且
     图 18 是本发明的四点式紧固件头的平面图, 其中凹部及凹形小面延伸于点或拐 角之间。
     图 19 展示根据本发明特定实例性实施例的三点式紧固件头的示意性正交图, 其 中拐角的上部表面界定圆锥形状。
     图 20 展示根据本发明特定实例性实施例的三点式紧固件头的示意性正交图, 其 中所述头的挖空的部分具有三角形或三角牙形状。
     尽管本发明易于作出各种修改及替代形式, 但在图式中是展示并在本文中详细描 述其特定实例性实施例。 然而, 应理解, 本文对特定实例性实施例的说明并非打算将本发明 限定于本文所揭示的特定形式, 而是相反, 本发明打算涵盖所附权利要求书所界定的所有 修改及等效形式。
     具体实施方式
     现在参考图式, 其示意性地图解说明特定实例性实施例的细节。 图式中, 相同的元 件将由相同的编号表示, 且相似的元件将由带有不同小写字母后缀的相同编号表示。当用人手的手指固持紧固件头时, 手指的凸形弯曲表面可变形以匹配正被抓握的 表面的轮廓, 使得其可为较 “手指友好的” 。尽管可因此通过此变形来实现各种形状, 但用 于夹持的形状可通过手指 406 及 408 或拇指 404 的坚硬部分 ( 例如其相应指骨骨骼 ) 来确 定。 这些骨骼中的每一者在形状上为基本上圆柱形且手指的软组织可往往形成环绕其的相 当均匀的层。既定与这些手指接触的表面因此可镜射手指形状, 以便使负荷较相等地分布 于手指 / 拇指表面周围。
     现在参考图 5, 其描绘根据本发明特定实例性实施例的紧固件头的示意性平面图。 由编号 500 大体表示的紧固件具有带有经成形以在紧固件 500 的手工组装期间由每一手指 404 到 408 接触的表面的头。紧固件 500 的头可具备三个表面 502、 504 及 506, 每一表面具 有基本上镜射人手指的形状的凹形弯曲表面。优选地, 所述凹形弯曲表面中的每一者大到 足以使其将与人拇指中的最大者舒适地配合, 以便大的手指不会在弯曲部的极端处感到过 多负荷。预期以下情况且其在本发明的范围内 : 此弯曲部可具有基本上凹形的任一轮廓或 者可由在紧固件头的拐角 ( 点 ) 之间形成基本上凹形弯曲表面的弯曲表面及 / 或平坦部的 任一组合构成。 由于在紧固件的手工组装期间可利用布置成沿直径对置的图案的两个手指 及一拇指来进行抓握并驱动, 因此 ( 例如但不限于 ) 三个表面 502、 504 及 506 以约 120 度 的间隔定位于紧固件 500 的轴周围。 现在参考图 6, 其描绘根据图 5 的紧固件头的示意性平面图。 紧固件 500 可优选地 配置为, 其中其头的凹形表面中的每一者使得任一此弯曲部的最内点可不到达比以所述头 的轴为中心的圆 606 更靠近于所述轴的点, 所述圆的直径 (PD) 由紧固件 500 的螺纹的中径 界定 ( 参见图 7)。此配置可允许以较低成本容易地进行制造, 但预期以下情况且其在本发 明的范围内 : 所述点可落在距所述轴的界定凹形表面的任一距离处。
     三个表面 502、 504 及 506 中的每一者的顶部边缘上的特定边缘配置可促进手指 404、 406 及 408 的指骨骨骼以此种方式对准, 使得在其接近手指 404、 406 及 408 中的每一 者的根部时, 每一手指指向紧固件 500 的轴。因此, 在借助手指 404、 406 及 408 施加力以驱 动 ( 旋转 ) 表面 502、 504 及 506 的以上组合时, 指骨骨骼可与其对准。此对准可最小化覆 盖手指骨骼的软组织的任一部分上的点负荷。
     现在参考图 7, 其描绘图 5 及 6 中所展示的紧固件头的示意性正交图。 上文所述的 三个驱动表面中的每一者的顶部边缘可截头成如图 7 中所展示的平滑弯曲边缘, 这些平滑 弯曲边缘由编号 710、 712 及 714 表示。这些边缘 710、 712 及 714 中的每一者可形成浮突, 其弯曲部从表面拐角 ( 例如, 拐角 716) 的顶部端处的高点横越到靠近于相应驱动面表面的 面的中心 ( 例如, 中心 718) 的最小高度且又返回到邻近面表面 ( 例如, 拐角 720) 的顶部的 相对端上的类似高点。本文中涵盖以下情况且其在本发明的范围内 : 此浮突弯曲部可由呈 现可为 “手指友好” ( 例如, 对于与手指的软组织接触为舒适 ) 的边缘的弯曲部及平坦部的 任一组合构成。
     如上文所提及, 在现有技术六角形形状紧固件 100( 图 1 到 4) 的紧固及解开期间, 外部工具 220 与紧固件六角形头 102 之间的接触可仅在直接邻近于六角形体拐角的区域中 的小面的面积的约 10% ( 例如, 矩形区域 312 及 314) 上发生。如此, 可仅需要原始小面区 域的此部分来维持目前技术六角形头紧固件的优点及功能。因此, 可需要六角形体的现有 拐角加上邻近于所述拐角中的每一者的小额外区域 ( 既定用以对材料及尺寸变化进行补
     偿 ) 来进行工具接触。这些区域在图 3 中针对当前技术六角形头紧固件来展示且针对组装 ( 紧固 ) 由编号 312 表示而针对拆卸 ( 解开 ) 由编号 314 表示。
     现在参考图 8(a) 及 8(b), 同样地, 由编号 840、 842 及 844 表示的拐角的任一侧上 均存在区域 812 及 814。涵盖以下情况且其在本发明的范围内 : 此类区域可呈有效地提供 用于标准工具的充足接触区域的任一形状及 / 或可为显著更大。设计及制造紧固件领域中 的且受益于本发明的技术人员将理解小面表面的无限的各种形状的益处, 其可用来减少在 制造紧固件时所必需的材料量同时仍维持与现有驱动器工具的兼容性。
     在现有六角形紧固件技术中所描述的六个平面上的工具接触使紧固件稳定, 使得 在借助当前组装工具安装期间其不会明显地摇动。 所述紧固件相对于所述工具的稳定性可 受到这些平面与所述工具的相互作用的影响。如果平面的角度显著地改变 ( 例如 ) 五度或 五度以上或者减小使得仅可能有点接触, 那么可能发生不稳定性。 因此, 根据本发明的教示 内容, 此稳定性不会因将接触平面的数目从六个减少到三个而显著降级, 特别是在其以相 等间隔保持于紧固件头的外围周围的情况下。举例来说, 在图 8(a) 及 8(b) 中所图解说明 的实施例中, 拐角 840、 842 及 844 定位成彼此相距大约 120 度。如此, 消除了常规六角形头 紧固件中存在的驱动平面中的三者。 从常规六角形头紧固件移除若干接触平面可未必需要向剩余的三个平面中的任 一者添加额外接触区域, 因为剩余的表面能够传输所需的扭矩而不会发生显著额外变形。 如此, 根据本发明的教示内容, 本文中所描述的三个沿直径对置的手指接触表面 502、 504 及 506( 图 5 及 6) 与三个拐角 840、 842 及 844( 每一拐角具有区域 812 及 814) 的组合使用 可足以改进手工组装同时不会使工具组装性能降级。 手工组装的另一舒适改进可为弯曲边 缘 710、 712 及 714 的添加。与常规六角形头相比, 这些头配置还可用更少材料来制造。
     现在参考图 9, 另外, 施加到三个剩余平面的扭矩的传输可不导致紧固件头的变形 或故障。因此, 多个局部化结构肋 950、 952、 954、 956、 958 及 960( 每一肋经定位使得其对抗 施加到如上所述的矩形区域 812 及 814 中的每一者的负荷 ) 的形成涵盖于本文中且在本发 明的范围内。在所述头的每一拐角中, 为便于描述, 组装 ( 紧固 ) 及拆卸 ( 解开 ) 区域 812 及 814 与支撑结构肋 950 到 960 的组合在下文中将称为 “凸耳” 962、 964 及 966。
     每一结构肋 ( 例如, 肋 950) 可优选地定位于一个凸耳 964 的上紧 ( 紧固 ) 区域 ( 平面 )812 与来自另一凸耳 962 的松开 ( 解开 ) 区域 ( 平面 )814 之间。展示特定实例性 配置, 其中可支撑凸耳 962 的松开 ( 解开 ) 区域 ( 平面 )814 的肋 950 与既定用以支撑来自 凸耳 964 的上紧的肋 952 等集成在一起, 因此在每一凸耳之间形成共用肋。本文中涵盖以 下情况且其在本发明的范围内 : 这些集成式肋的最外表面可为凹形, 例如图 5 中所展示的 表面 502、 504 及 506。
     肋 950 到 960 的最内表面可呈与最外凹形表面组合会产生能够抵抗施加到凸耳 962、 964 及 966 中的每一者的最大组装或拆卸扭矩的肋的任一形状。本文中涵盖以下情况 且其在本发明的范围内 : 举例来说, 肋 950 还可与毗连肋 952 完全分离, 只要其充分地支撑 对施加到其相应凸耳的区域 812 及 814( 平面 ) 的扭矩的抵抗即可。在一些情况下, 此特定 实例性实施例可比非集成式肋实施例更易于制造。
     现在参考图 10, 其描绘根据本发明特定实例性实施例的紧固件头的示意性平面 图。 凸耳 962、 964 及 966 优选地在其顶部表面 1068、 1070 及 1072 处截头成基本上相切于大
     致垂直于螺纹轴的位于所述紧固件的顶部处的平面以及基本上相切于由组装 ( 紧固 ) 区域 ( 平面 )812 与其相应邻近拆卸 ( 解开 ) 区域 ( 平面 )814 的对的相交形成的线 1074、 1076 及 1078 的凸形弯曲部。此类弯曲部可帮助将所述头插入到组装工具中, 且根据本发明的教 示内容, 涵盖以下情况且其在本发明的范围内 : 此类弯曲部可呈任一基本上凸形三维形状。
     如图 5 及 10 中所展示, 有九个外部表面 502、 504、 506 以及 812 及 814( 乘以三 ), 其中穿过所述紧固件的任一轴向截面产生基本上平行于所述轴的相交线。 本文中涵盖以下 情况且其在本发明的范围内 : 本文中所描述的所有此类外部表面可随着其接近头的顶部而 稍微向内侧 ( 朝向紧固件轴 ) 倾斜以便在每一者上形成拔模角度, 因此允许更有效的制造。
     在一些实施例中, 可除清本文中所述的紧固件头的中心部分中的不实质促成上文 所述的功能及 / 或不用于结构目的的材料。此可通过利用挖空所述头的中心因此节省材料 及重量的任一几何形状来完成。
     现在参考图 11, 其描绘根据本发明特定实例性实施例的附接到紧固件的带螺纹部 分的负荷承载平台的示意性立面图。根据本发明的教示内容, 所述头的所有上述特征可置 于附接到紧固件的带螺纹部分的负荷承载平台的上部表面上。 出于说明性目的展示此平台 1180 及邻近带螺纹主体 1182, 而未展示如上文所述的头。在本发明的特定实例性实施例 中, 此平台 1180 的构造可具有由编号 1184 表示的大致圆柱形形状, 其具有与上文更全面描 述的紧固件头相交的圆锥形上部部分 1186。在优选构造中, 圆柱形形状平台 1180 的下部 表面 1188 可稍微呈圆锥形且可沿半径与螺纹主体 1182 相交 ( 由编号 1190 表示 )。涵盖 以下情况且其在本发明的范围内 : 顶部表面 1192 的轮廓及圆锥形性质、 外部边缘 1194 的形 状、 下部表面 1188 的斜度及轮廓以及与螺纹主体 1182 相交的手段可根据个别设计要求而 变化, 如带螺纹紧固件设计领域中的且受益于本发明的技术人员将容易明了。圆柱形平台 1180 的直径可在从由大约紧固件栓体的直径确定的最小值到圆的直径的大约两倍的最大 值 ( 例如, 类似于图 1 中所展示的集成式凸缘 104) 之间变化。在一些实施例中, 圆柱形平 台 1180 的直径可大于由头的拐角 ( 区域 812 与 814 的相交 ) 外接的圆。
     平台 1180 可为足够厚以便能够抵抗与带螺纹主体 1182 相关联的设计负荷而不发 生故障, 然而, 本文中涵盖以下情况且其在本发明的范围内 : 其可按个别设计要求所确定的 那样而厚得多。
     本文中涵盖以下情况且其在本发明的范围内 : 大致所有当前螺纹设计及点样式 均可组合上文所揭示的紧固件头使用, 特别是例如 ISO 及 IFI 的国际标准中所描述的标 准螺纹。改进组装效率的特别有效性是根据本发明教示内容的头样式与如图 12 中所展 示并更全面地描述于第 5,730,566、 5,791,849、 5,836,731、 5,997,231 及 6,162,001 号美 国专利 ( 所有这些美国专利出于所有目的而以引用的方式并入本文中 ) 中且以商标名称 及 ( 密歇根州 48393 威克瑟姆大橡树法院 28061 的 MAThread 公司 的注册商标 ) 出售的抗交叉螺纹设计 1296 以及其它类似设计的集成。
     现在参考图 13, 其描绘根据本发明特定实例性实施例的紧固件头的示意性平面 图。本发明的此实施例为六点式或六凸耳式头, 其具有用于与常规套筒扳手或套管工具啮 合的六个拐角 840、 841、 842、 843、 844 及 845。 在拐角与相对的组装 ( 紧固 ) 区域 ( 平面 )812 及拆卸 ( 解开 ) 区域 ( 平面 )814 之间, 与常规六角形头中的小面相比, 不存在材料, 使得形 成凹部 825。具有许多数目在一个与六个之间的凹部 825 的实施例。六点式头实施例可或可不采用平台 1180。在头的中心部分中, 实施例可具有或可不具有材料。
     现在参考图 14(a) 及 14(b), 其图解说明三点式或三凸耳式实施例的平面图及透 视图。此实施例类似于相对于图 8(a) 及 8(b) 描述的包括三个点或拐角 840、 842 及 844 的 那些实施例, 只不过此实施例不包括平台 1180( 参见图 11)。在所述头的中心部分中, 实施 例可具有或可不具有材料。
     现在参考图 15(a) 及 15(b), 其图解说明三点式或三凸耳式实施例的平面图及透 视图。此实施例类似于相对于图 8(a) 及 8(b) 描述的包括三个点或拐角 840、 842 及 844 的 那些实施例, 只不过此实施例包括平台 1180, 其具有介于中径与由所述头的拐角 ( 区域 812 与 814 的相交 ) 外接的圆之间的直径。在所述头的中心部分中, 实施例可具有或可不具有 材料。
     现在参考图 16, 其图解说明三点式或三凸耳式实施例的平面图。此实施例类似于 相对于图 8(a) 及 8(b) 描述的包括三个点或拐角 840、 842 及 844 的那些实施例, 只不过此 实施例包括平台 1180, 其具有约等于由所述头的拐角 ( 区域 812 与 814 的相交 ) 外接的圆 的直径, 且所述拐角之间的小面 (502、 504、 506) 为大致平面的。然而, 在替代实施例中, 这 些表面可为笔直表面或凸形表面或若干表面的任一组合。在所述头的中心部分中, 实施例 可具有或可不具有材料。 现在参考图 17, 其图解说明两点式或两凸耳式实施例的平面图。此实施例仅具有 两个拐角 841 及 844, 其中拐角 841 与 844 定位成彼此相距大约 180 度。每一拐角 841 及 844 由区域 812 与 814 的相交形成。不同的两点式实施例可根本不具有平台且其它实施例 可具有任一直径的平台 1180。在所图解说明的实施例中, 延伸于相对区域 812 与 814 之间 的小面为平面的, 但在其它实施例中, 所述小面可为任一形状。在所述头的中心部分中, 实 施例可具有或可不具有材料。
     现在参考图 18, 其图解说明四点式或四凸耳式实施例的平面图。此实施例具有四 个拐角 840、 841、 843 及 844, 其中拐角 840、 841、 843 及 844 经定位而分别成 0 度、 60 度、 180 度及 240 度。每一拐角 840、 841、 843 及 844 由区域 812 与 814 的相交形成。不同的四点式 实施例可根本不具有平台且其它实施例可具有任一直径的平台 1180。 在所图解说明的实施 例中, 延伸于一对相对邻近拐角 (840 与 841 作为第一对, 且 843 与 844 作为第二对 ) 的相 对区域 812 与 814 之间的表面形成凹部 825, 使得与常规六角形头中的小面相比不存在材 料。在所图解说明的实施例中, 延伸于一对相对对置拐角 (840 与 844 作为第一对, 且 841 与 843 作为第二对 ) 的相对区域 812 与 814 之间的表面 508 及 504 为凹形。然而, 在替代 实施例中, 这些表面可为笔直表面或凸形表面或若干表面的任一组合。在所述头的中心部 分中, 实施例可具有或可不具有材料。
     现在参考图 19, 其图解说明三点式或三凸耳式实施例的透视图。此实施例类似于 相对于图 8(a) 及 8(b) 描述的包括三个点或拐角 840、 842 及 844 的那些实施例。此实施例 的特定特征为, 所述凸耳的顶部表面 1900、 1902 及 1904 与其它所图解说明实施例的那些凸 耳的顶部表面相比为相对较平面的。特定来说, 图 19 中所展示的顶部表面 1900、 1902 及 1904 稍微呈圆锥形, 其中其共同地界定圆锥形形状的若干部分, 使得如果人们想象成放置 于所述头顶部上的圆锥形结构 ( 如灯罩 ), 那么其将接触所述凸耳的顶部表面 1900、 1902 及 1904 的所有点。此外, 此实施例将所述头的中心部分中的材料挖空。
     现在参考图 20, 其图解说明三点式或三凸耳式实施例的透视图, 其中所述头的挖 空的部分具有稍微三角形或三角牙形状。特定来说, 所述挖空的部分的内部侧 2002、 2004 及 2006 稍微平行于外部小面 502、 504 及 506。
     用于制造螺栓 ( 特定来说为螺栓头 ) 的工艺涉及将金属坯件挤压到模具中。在将 金属坯件挤压到模具中时, 金属流动到所述模具的最深裂缝及拐角中以形成所述头的凸耳 的最远离平台的最远端部分。 本发明中所图解说明的所述头的位于凸耳之间的挖空的部分 可通过使金属从所述头的中心向外朝向所述凸耳的远端部分移位的模具来形成。当然, 所 述模具的中心部分的形状相反地界定所述头的挖空的中心部分的形状。 所述模具的中心部 分的形状及因此所述头的挖空的中心部分的形状可呈任一形状。如图 19 中所展示, 所述形 状为圆锥形。如图 20 中所展示, 所述形状为稍微三角形或三角牙形且所述挖空的部分的内 部侧 2002、 2004 及 2006 稍微平行于外部小面 502、 504 及 506。此三角形或三角牙形的挖空 的部分可为有利的, 因为其允许来自坯件的金属均匀且完全地流动以形成所述头的从平台 1180 延伸的最远端部分。
     在不同实施例中, 由内部侧 2002、 2004 及 2006 以及外部小面 502、 504 及 506 形成 的头壁的高度可不同于凸耳的高度。 在一些实施例中, 所述头壁的高度比所述凸耳矮, 而在 其它实施例中, 所述头壁比所述凸耳高。 在又一些实施例中, 所述头壁与所述凸耳为相同高 度。 虽然已参考本发明的实例性实施例来描绘、 描述及界定本发明的各实施例, 但此 参考并不意味着限定本发明, 且不应推断出存在此限定。能够在形式及功能上对所揭示的 标的物作出大量的修改、 更改及等效形式, 所属领域的且受益于本发明的技术人员将会联 想出这些修改、 更改及等效形式。 所描绘及所描述的本发明的各实施例仅作为实例, 而并非 是对本发明范围的穷尽性说明。
    

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1、10申请公布号CN102112758A43申请公布日20110629CN102112758ACN102112758A21申请号200980130608322申请日2009073161/085,21920080731USF16B23/0020060171申请人麦斯莱德有限公司地址美国密歇根州72发明人迈克尔加弗74专利代理机构北京律盟知识产权代理有限责任公司11287代理人孟锐54发明名称组装改进型低质量紧固件头57摘要本发明涉及一种较容易处置且减少在制造紧固件时需要的材料量的组装改进型较低质量紧固件头,其包括围绕带螺纹主体的轴成60度的倍数的三个凸耳。可移除六角形头的对于扭矩的施加及传输不必要。

2、、对于抵抗轴向负荷不必要、对于使所述紧固件头轴向稳定于当前驱动工具内不必要的那些部分。维持与现有六角形头工具的兼容性,同时改进组装者对所述紧固件的处置并减少在所述紧固件头中使用的材料。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011013186PCT申请的申请数据PCT/US2009/0523712009073187PCT申请的公布数据WO2010/014881EN2010020451INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图13页CN102112762A1/2页21一种紧固件,其包括带螺纹栓体,其具有纵向轴;三个凸耳,其从所述带螺纹栓体的一端延伸。

3、且定位于所述端上,围绕所述带螺纹栓体的所述纵向轴成约0、120及240度,其中所述凸耳中的每一者包括结构肋;上紧区域;及松开区域,其中所述上紧及松开区域适于啮合常规六角形头工具;及三个凹形表面,其中每一凹形表面分别延伸于所述三个凸耳的邻近对之间。2根据权利要求1所述的紧固件,其中所述凹形表面适于与人手指舒适地配合。3根据权利要求2所述的紧固件,其中所述凹形表面中的至少一者与人拇指舒适地配合。4根据权利要求1所述的紧固件,其中所述凹形表面为弯曲的。5根据权利要求1所述的紧固件,其中所述凹形表面中的每一者由布置为弯曲部的多个平坦表面构成。6根据权利要求1所述的紧固件,其中所述凹形表面由布置为弯曲部。

4、的多个平坦表面及多个弯曲表面构成。7根据权利要求1所述的紧固件,其中所述凹形表面的最内部分之间的距离与带螺纹部分的中径大致相同。8根据权利要求1所述的紧固件,其中所述凹形表面的所述最内部分之间的所述距离大于所述带螺纹部分的所述中径。9根据权利要求1所述的紧固件,其进一步包括负荷承载平台,其中所述带螺纹栓体从所述平台的一侧延伸且所述凸耳从所述平台的相对侧延伸。10根据权利要求1所述的紧固件,其中所述负荷承载平台的位于所述三个凸耳之间的中心部分为敞口的。11根据权利要求1所述的紧固件,其中所述负荷承载平台的直径与所述三个凸耳的外部部分大致相同。12根据权利要求1所述的紧固件,其中所述负荷承载平台的。

5、直径大于所述三个凸耳的外部部分。13根据权利要求1所述的紧固件,其进一步包括位于所述带螺纹部分的远端处的抗交叉螺纹。14根据权利要求1所述的紧固件,其进一步包括所述三个凸耳的顶部表面,其中所述顶部表面共同地界定假想圆锥形状。15根据权利要求1所述的紧固件,其进一步包括头的位于所述三个凸耳之间的呈三角牙形状的挖空的中心部分。16一种紧固件,其包括带螺纹栓体,其具有纵向轴;多个凸耳,其从所述带螺纹栓体的一端延伸,其中所述多个凸耳包括选自2、3、4、5及6的整数个凸耳,其中所述凸耳围绕所述带螺纹栓体的所述纵向轴定位于选自0、60、120、180、240及300度的角度位置处,其中所述凸耳中的每一者包。

6、括结构肋;上紧区域;及松开区域,其中所述上紧及松开区域适于啮合常规六角形头工具;及小面表面,其中每一小面表面延伸于所述凸耳的邻近对之间。权利要求书CN102112758ACN102112762A2/2页317根据权利要求16所述的紧固件,其进一步包括负荷承载平台,其中所述带螺纹栓体从所述平台的一侧延伸且所述凸耳从所述平台的相对侧延伸。18根据权利要求16所述的紧固件,其中所述负荷承载平台的位于所述凸耳之间的中心部分为敞口的。19根据权利要求16所述的紧固件,其中所述负荷承载平台的直径与所述凸耳的外部部分大致相同。20根据权利要求16所述的紧固件,其中所述负荷承载平台的直径大于所述凸耳的外部部分。

7、。21根据权利要求16所述的紧固件,其进一步包括位于带螺纹部分的远端处的抗交叉螺纹。22根据权利要求16所述的紧固件,其进一步包括所述三个凸耳的顶部表面,其中所述顶部表面共同地界定假想圆锥形状。23根据权利要求16所述的紧固件,其进一步包括头的位于所述多个凸耳之间的挖空的中心部分,其中所述挖空的中心部分具有类似由所述多个凸耳及小面表面形成的形状的形状。权利要求书CN102112758ACN102112762A1/8页4组装改进型低质量紧固件头0001相关专利申请案0002本申请案主张迈克尔贾维尔MICHAELGARVER在2008年7月31日提出申请的标题为“组装改进型低质量紧固件头ASSEM。

8、BLYIMPROVING,LOWMASS,FASTENERHEAD”的序列号为61/085,219的共同拥有的美国临时专利申请案的优先权;且所述临时专利申请案出于各种目的而特此以引用的方式并入本文中。技术领域0003本发明涉及带螺纹紧固件,且更特定来说涉及一种具有在制造紧固件时需要的相对较低的材料量且具有较容易处置的紧固件头几何形状的低质量紧固件头。背景技术0004当前在紧固件工业中,最常见类型的紧固件头样式为“带凸缘六角形头”及“六角形头”。参考图1A及1B,“带凸缘六角形头”及“六角形头”分别由编号100A及100B大体表示。这些头样式两者均利用六角形形状头102来施加驱动扭矩。所述带凸缘。

9、六角形头利用六角形形状头102的基部处的集成式凸缘104来增强因螺纹106与工件未展示的内部螺纹的啮合而导致的紧固件100的夹紧负荷的施加及分布。0005在常见六角形头的情况下,六角形体的每一小面中仅一极小部分可用于扭矩施加。这是由于以下事实用于驱动六角形头的工具也为六角形形状的一些工具为十二面的或其它变化形式。由于工具的内部六角形体在尺寸上可稍微大于紧固件的六角形体为了在其上自由滑动,因此在初始驱动期间所述工具在其接触紧固件六角形体之前会稍微旋转参见图2A及2B。0006当进行此接触时,沿图2中所展示的紧固件轴观看,最初可仅存在紧固件六角形体102的拐角210与工具的内部小面之间的“点”接触。

10、208。随着扭矩施加继续,紧固件的六角形体拐角210的局部变形可导致此接触扩展为更大程度上是所述工具的内部小面与紧固件六角形体102的变形小面314之间的矩形接触点展示于图3中。小面316的矩形区域312在大小及形状上变化,此视紧固件冶金性质、紧固件100中的锥形量及工具220与六角形头102的小面316之间的初始间隙而定。此接触的面积可能不多于每一小面316的表面积的10,且其从六角形头102的任一拐角小面316接合在一起的地方可不延伸超过约10。0007在紧固件100的松开例如,与上紧方向相反的旋转方向期间可进行类似接触,只不过此接触可在每一六角形体小面312的相对端的区域314上发生。因。

11、此,用于松开紧固件100的接触区域314可为上紧区域312的镜像,但位于邻近于每一拐角小面316相交的地方的每一小面316的相对端处。在安装与拆卸期间,工具220可不接触小面316的中心及所述中心周围的区域。因此,六角形头小面316的表面积的大部分可从未被利用且对于上紧或松开紧固件100来说可能并非必要的。0008向六角形形状紧固件头施加扭矩的目的是使紧固件100轴向绕转,因此致使配合说明书CN102112758ACN102112762A2/8页5部件的螺纹螺旋线啮合。遗憾地,如此施加的负荷通过紧固件100传输到其承载表面,从而在紧固接合中形成弹簧负荷。由于仅需要紧固件六角形头102的一小部分。

12、例如,小面部分312及314,因此目前技术紧固件六角形头102含有比此目的所需的多得多的材料,其中所述材料位于几乎不理想的位置中。举例来说,在许多紧固件使用中,通过用一只手的手指固持紧固件100来将紧固件100呈现到其配合的内部带螺纹部件未展示。通常,此通过将其夹持于拇指、食指与中指的尖端之间来实现。六角形体的表面并不理想地适于此目的。0009此外,紧固件头的形状对于操作员处理所述头的容易性可为重要的。现在参考图4,其描绘正由一只手的手指的表示抓握的六角形头紧固件的示意性平面图。六角形头402可由一只手未展示的拇指404、食指406与中指408抓握例如,夹持。在用手指404、406与408夹持。

13、任一小物件期间,手指404、406与408的呈现到六角形头402的表面为可变大小的基本上凸形弯曲表面。这些表面通常经呈现而以使得其分开约120度地基本上相等地分布于六角形头402周围的方式夹持六角形头402。在抓握六角形头402时,手指404、406及408的凸形弯曲表面可变形以匹配正被抓握的表面的轮廓使得其可为相对较“手指友好的”。0010这些问题尤其导致比必要的更重、更昂贵且不适于手工及工具组装两者的紧固件。尽管一些其它现有技术已通过形成特殊工具及驱动表面来解决效率低下负荷施加的现象,且其它技术已通过经由各种手段挖空六角形头102的中心来解决材料减少,同时又一些技术已形成三拐角头与特殊驱动。

14、工具,但考虑到六角形头生产部件的实际当前形状以及其与所述工业中的工具的相互作用这些技术均尚未总体上解决六角形头102。当前技术六角形头含有比其既定目的可能需要的多得多的材料,且其中材料位于对于处置以及成本及重量减少来说几乎不理想的位置中。发明内容0011根据本发明的教示内容,一种紧固件头可仅需要置于适当位置中的足够材料,使得其能够抵抗所施加扭矩而不会发生故障且传输此扭矩以抵抗轴向负荷。0012根据本发明的一个方面,提供一种头配置,其较容易用一只手的拇指、食指及中指夹持以进行手工插入,同时维持当前组装工具中的六角型头所经历的性能。此设计可减少当前紧固件头技术的成本材料为紧固件成本的大约50到60。

15、。根据本发明的教示内容,可形成对于与人手接触可为较友好的表面,同时移除六角形头的对于扭矩的施加及传输可能不必要、对于抵抗轴向负荷可能不必要、对于使紧固件头轴向稳定于当前驱动工具内可能不必要的那些部分。0013根据本发明的特定实例性实施例,一种紧固件包括带螺纹部分;负荷承载平台,其附接到所述带螺纹部分的近端;三个凸耳,其附接到所述负荷承载平台且定位于其上,围绕穿过所述带螺纹部分的纵向轴成约0、120及240度;及凹形表面,其位于所述三个凸耳之间。附图说明0014通过结合附图参考下文说明可获取对本发明的更全面理解,在附图中0015图1A及1B是现有技术带凸缘六角形头紧固件及六角形头紧固件的示意性正。

16、说明书CN102112758ACN102112762A3/8页6交图;0016图2A及2B是现有技术六角形头及用于旋转所述六角形头的工具的示意性平面图;0017图3是现有技术六角形头紧固件的示意性正交图,其展示用于上紧及松开所述紧固件的接触区域;0018图4是六角形头紧固件与手的手指之间的相互关系的示意性平面图;0019图5及6是根据本发明特定实例性实施例的三点式紧固件头的示意性平面图;0020图7是根据本发明特定实例性实施例的图5及6中所展示的紧固件头的示意性正交图;0021图8A、8B、9及10展示根据本发明特定实例性实施例的三点式紧固件头的示意性正交图及平面图;0022图11是根据本发明。

17、特定实例性实施例附接到紧固件的带螺纹部分的负荷承载平台的示意性立面图;0023图12是根据本发明另一特定实例性实施例与抗交叉螺纹主体组合的三点式紧固件头的示意性立面图;0024图13展示根据本发明特定实例性实施例本发明的六点式紧固件头的平面图;0025图14A是本发明的三点式紧固件头的平面图,其中所述紧固件头不具有平台;0026图14B是图14A的紧固件的正交视图;0027图15A是本发明的三点式紧固件头的平面图,其中所述紧固件头确实具有平台,所述平台具有小于包围所述紧固件头的点的圆的半径;0028图15B是图15A的紧固件的正交视图;0029图16是本发明的三点式紧固件头的平面图,其中点或拐。

18、角之间的小面包括平坦表面;0030图17是本发明的两点式紧固件头的平面图,其中点或拐角之间的小面包括凸形表面;且0031图18是本发明的四点式紧固件头的平面图,其中凹部及凹形小面延伸于点或拐角之间。0032图19展示根据本发明特定实例性实施例的三点式紧固件头的示意性正交图,其中拐角的上部表面界定圆锥形状。0033图20展示根据本发明特定实例性实施例的三点式紧固件头的示意性正交图,其中所述头的挖空的部分具有三角形或三角牙形状。0034尽管本发明易于作出各种修改及替代形式,但在图式中是展示并在本文中详细描述其特定实例性实施例。然而,应理解,本文对特定实例性实施例的说明并非打算将本发明限定于本文所揭。

19、示的特定形式,而是相反,本发明打算涵盖所附权利要求书所界定的所有修改及等效形式。具体实施方式0035现在参考图式,其示意性地图解说明特定实例性实施例的细节。图式中,相同的元件将由相同的编号表示,且相似的元件将由带有不同小写字母后缀的相同编号表示。说明书CN102112758ACN102112762A4/8页70036当用人手的手指固持紧固件头时,手指的凸形弯曲表面可变形以匹配正被抓握的表面的轮廓,使得其可为较“手指友好的”。尽管可因此通过此变形来实现各种形状,但用于夹持的形状可通过手指406及408或拇指404的坚硬部分例如其相应指骨骨骼来确定。这些骨骼中的每一者在形状上为基本上圆柱形且手指的。

20、软组织可往往形成环绕其的相当均匀的层。既定与这些手指接触的表面因此可镜射手指形状,以便使负荷较相等地分布于手指/拇指表面周围。0037现在参考图5,其描绘根据本发明特定实例性实施例的紧固件头的示意性平面图。由编号500大体表示的紧固件具有带有经成形以在紧固件500的手工组装期间由每一手指404到408接触的表面的头。紧固件500的头可具备三个表面502、504及506,每一表面具有基本上镜射人手指的形状的凹形弯曲表面。优选地,所述凹形弯曲表面中的每一者大到足以使其将与人拇指中的最大者舒适地配合,以便大的手指不会在弯曲部的极端处感到过多负荷。预期以下情况且其在本发明的范围内此弯曲部可具有基本上凹。

21、形的任一轮廓或者可由在紧固件头的拐角点之间形成基本上凹形弯曲表面的弯曲表面及/或平坦部的任一组合构成。由于在紧固件的手工组装期间可利用布置成沿直径对置的图案的两个手指及一拇指来进行抓握并驱动,因此例如但不限于三个表面502、504及506以约120度的间隔定位于紧固件500的轴周围。0038现在参考图6,其描绘根据图5的紧固件头的示意性平面图。紧固件500可优选地配置为,其中其头的凹形表面中的每一者使得任一此弯曲部的最内点可不到达比以所述头的轴为中心的圆606更靠近于所述轴的点,所述圆的直径PD由紧固件500的螺纹的中径界定参见图7。此配置可允许以较低成本容易地进行制造,但预期以下情况且其在本。

22、发明的范围内所述点可落在距所述轴的界定凹形表面的任一距离处。0039三个表面502、504及506中的每一者的顶部边缘上的特定边缘配置可促进手指404、406及408的指骨骨骼以此种方式对准,使得在其接近手指404、406及408中的每一者的根部时,每一手指指向紧固件500的轴。因此,在借助手指404、406及408施加力以驱动旋转表面502、504及506的以上组合时,指骨骨骼可与其对准。此对准可最小化覆盖手指骨骼的软组织的任一部分上的点负荷。0040现在参考图7,其描绘图5及6中所展示的紧固件头的示意性正交图。上文所述的三个驱动表面中的每一者的顶部边缘可截头成如图7中所展示的平滑弯曲边缘,。

23、这些平滑弯曲边缘由编号710、712及714表示。这些边缘710、712及714中的每一者可形成浮突,其弯曲部从表面拐角例如,拐角716的顶部端处的高点横越到靠近于相应驱动面表面的面的中心例如,中心718的最小高度且又返回到邻近面表面例如,拐角720的顶部的相对端上的类似高点。本文中涵盖以下情况且其在本发明的范围内此浮突弯曲部可由呈现可为“手指友好”例如,对于与手指的软组织接触为舒适的边缘的弯曲部及平坦部的任一组合构成。0041如上文所提及,在现有技术六角形形状紧固件100图1到4的紧固及解开期间,外部工具220与紧固件六角形头102之间的接触可仅在直接邻近于六角形体拐角的区域中的小面的面积的。

24、约10例如,矩形区域312及314上发生。如此,可仅需要原始小面区域的此部分来维持目前技术六角形头紧固件的优点及功能。因此,可需要六角形体的现有拐角加上邻近于所述拐角中的每一者的小额外区域既定用以对材料及尺寸变化进行补说明书CN102112758ACN102112762A5/8页8偿来进行工具接触。这些区域在图3中针对当前技术六角形头紧固件来展示且针对组装紧固由编号312表示而针对拆卸解开由编号314表示。0042现在参考图8A及8B,同样地,由编号840、842及844表示的拐角的任一侧上均存在区域812及814。涵盖以下情况且其在本发明的范围内此类区域可呈有效地提供用于标准工具的充足接触区。

25、域的任一形状及/或可为显著更大。设计及制造紧固件领域中的且受益于本发明的技术人员将理解小面表面的无限的各种形状的益处,其可用来减少在制造紧固件时所必需的材料量同时仍维持与现有驱动器工具的兼容性。0043在现有六角形紧固件技术中所描述的六个平面上的工具接触使紧固件稳定,使得在借助当前组装工具安装期间其不会明显地摇动。所述紧固件相对于所述工具的稳定性可受到这些平面与所述工具的相互作用的影响。如果平面的角度显著地改变例如五度或五度以上或者减小使得仅可能有点接触,那么可能发生不稳定性。因此,根据本发明的教示内容,此稳定性不会因将接触平面的数目从六个减少到三个而显著降级,特别是在其以相等间隔保持于紧固件。

26、头的外围周围的情况下。举例来说,在图8A及8B中所图解说明的实施例中,拐角840、842及844定位成彼此相距大约120度。如此,消除了常规六角形头紧固件中存在的驱动平面中的三者。0044从常规六角形头紧固件移除若干接触平面可未必需要向剩余的三个平面中的任一者添加额外接触区域,因为剩余的表面能够传输所需的扭矩而不会发生显著额外变形。如此,根据本发明的教示内容,本文中所描述的三个沿直径对置的手指接触表面502、504及506图5及6与三个拐角840、842及844每一拐角具有区域812及814的组合使用可足以改进手工组装同时不会使工具组装性能降级。手工组装的另一舒适改进可为弯曲边缘710、712。

27、及714的添加。与常规六角形头相比,这些头配置还可用更少材料来制造。0045现在参考图9,另外,施加到三个剩余平面的扭矩的传输可不导致紧固件头的变形或故障。因此,多个局部化结构肋950、952、954、956、958及960每一肋经定位使得其对抗施加到如上所述的矩形区域812及814中的每一者的负荷的形成涵盖于本文中且在本发明的范围内。在所述头的每一拐角中,为便于描述,组装紧固及拆卸解开区域812及814与支撑结构肋950到960的组合在下文中将称为“凸耳”962、964及966。0046每一结构肋例如,肋950可优选地定位于一个凸耳964的上紧紧固区域平面812与来自另一凸耳962的松开解开。

28、区域平面814之间。展示特定实例性配置,其中可支撑凸耳962的松开解开区域平面814的肋950与既定用以支撑来自凸耳964的上紧的肋952等集成在一起,因此在每一凸耳之间形成共用肋。本文中涵盖以下情况且其在本发明的范围内这些集成式肋的最外表面可为凹形,例如图5中所展示的表面502、504及506。0047肋950到960的最内表面可呈与最外凹形表面组合会产生能够抵抗施加到凸耳962、964及966中的每一者的最大组装或拆卸扭矩的肋的任一形状。本文中涵盖以下情况且其在本发明的范围内举例来说,肋950还可与毗连肋952完全分离,只要其充分地支撑对施加到其相应凸耳的区域812及814平面的扭矩的抵抗。

29、即可。在一些情况下,此特定实例性实施例可比非集成式肋实施例更易于制造。0048现在参考图10,其描绘根据本发明特定实例性实施例的紧固件头的示意性平面图。凸耳962、964及966优选地在其顶部表面1068、1070及1072处截头成基本上相切于大说明书CN102112758ACN102112762A6/8页9致垂直于螺纹轴的位于所述紧固件的顶部处的平面以及基本上相切于由组装紧固区域平面812与其相应邻近拆卸解开区域平面814的对的相交形成的线1074、1076及1078的凸形弯曲部。此类弯曲部可帮助将所述头插入到组装工具中,且根据本发明的教示内容,涵盖以下情况且其在本发明的范围内此类弯曲部可呈。

30、任一基本上凸形三维形状。0049如图5及10中所展示,有九个外部表面502、504、506以及812及814乘以三,其中穿过所述紧固件的任一轴向截面产生基本上平行于所述轴的相交线。本文中涵盖以下情况且其在本发明的范围内本文中所描述的所有此类外部表面可随着其接近头的顶部而稍微向内侧朝向紧固件轴倾斜以便在每一者上形成拔模角度,因此允许更有效的制造。0050在一些实施例中,可除清本文中所述的紧固件头的中心部分中的不实质促成上文所述的功能及/或不用于结构目的的材料。此可通过利用挖空所述头的中心因此节省材料及重量的任一几何形状来完成。0051现在参考图11,其描绘根据本发明特定实例性实施例的附接到紧固件。

31、的带螺纹部分的负荷承载平台的示意性立面图。根据本发明的教示内容,所述头的所有上述特征可置于附接到紧固件的带螺纹部分的负荷承载平台的上部表面上。出于说明性目的展示此平台1180及邻近带螺纹主体1182,而未展示如上文所述的头。在本发明的特定实例性实施例中,此平台1180的构造可具有由编号1184表示的大致圆柱形形状,其具有与上文更全面描述的紧固件头相交的圆锥形上部部分1186。在优选构造中,圆柱形形状平台1180的下部表面1188可稍微呈圆锥形且可沿半径与螺纹主体1182相交由编号1190表示。涵盖以下情况且其在本发明的范围内顶部表面1192的轮廓及圆锥形性质、外部边缘1194的形状、下部表面1。

32、188的斜度及轮廓以及与螺纹主体1182相交的手段可根据个别设计要求而变化,如带螺纹紧固件设计领域中的且受益于本发明的技术人员将容易明了。圆柱形平台1180的直径可在从由大约紧固件栓体的直径确定的最小值到圆的直径的大约两倍的最大值例如,类似于图1中所展示的集成式凸缘104之间变化。在一些实施例中,圆柱形平台1180的直径可大于由头的拐角区域812与814的相交外接的圆。0052平台1180可为足够厚以便能够抵抗与带螺纹主体1182相关联的设计负荷而不发生故障,然而,本文中涵盖以下情况且其在本发明的范围内其可按个别设计要求所确定的那样而厚得多。0053本文中涵盖以下情况且其在本发明的范围内大致所。

33、有当前螺纹设计及点样式均可组合上文所揭示的紧固件头使用,特别是例如ISO及IFI的国际标准中所描述的标准螺纹。改进组装效率的特别有效性是根据本发明教示内容的头样式与如图12中所展示并更全面地描述于第5,730,566、5,791,849、5,836,731、5,997,231及6,162,001号美国专利所有这些美国专利出于所有目的而以引用的方式并入本文中中且以商标名称及密歇根州48393威克瑟姆大橡树法院28061的MATHREAD公司的注册商标出售的抗交叉螺纹设计1296以及其它类似设计的集成。0054现在参考图13,其描绘根据本发明特定实例性实施例的紧固件头的示意性平面图。本发明的此实施。

34、例为六点式或六凸耳式头,其具有用于与常规套筒扳手或套管工具啮合的六个拐角840、841、842、843、844及845。在拐角与相对的组装紧固区域平面812及拆卸解开区域平面814之间,与常规六角形头中的小面相比,不存在材料,使得形成凹部825。具有许多数目在一个与六个之间的凹部825的实施例。六点式头实施例可或说明书CN102112758ACN102112762A7/8页10可不采用平台1180。在头的中心部分中,实施例可具有或可不具有材料。0055现在参考图14A及14B,其图解说明三点式或三凸耳式实施例的平面图及透视图。此实施例类似于相对于图8A及8B描述的包括三个点或拐角840、842。

35、及844的那些实施例,只不过此实施例不包括平台1180参见图11。在所述头的中心部分中,实施例可具有或可不具有材料。0056现在参考图15A及15B,其图解说明三点式或三凸耳式实施例的平面图及透视图。此实施例类似于相对于图8A及8B描述的包括三个点或拐角840、842及844的那些实施例,只不过此实施例包括平台1180,其具有介于中径与由所述头的拐角区域812与814的相交外接的圆之间的直径。在所述头的中心部分中,实施例可具有或可不具有材料。0057现在参考图16,其图解说明三点式或三凸耳式实施例的平面图。此实施例类似于相对于图8A及8B描述的包括三个点或拐角840、842及844的那些实施例。

36、,只不过此实施例包括平台1180,其具有约等于由所述头的拐角区域812与814的相交外接的圆的直径,且所述拐角之间的小面502、504、506为大致平面的。然而,在替代实施例中,这些表面可为笔直表面或凸形表面或若干表面的任一组合。在所述头的中心部分中,实施例可具有或可不具有材料。0058现在参考图17,其图解说明两点式或两凸耳式实施例的平面图。此实施例仅具有两个拐角841及844,其中拐角841与844定位成彼此相距大约180度。每一拐角841及844由区域812与814的相交形成。不同的两点式实施例可根本不具有平台且其它实施例可具有任一直径的平台1180。在所图解说明的实施例中,延伸于相对区。

37、域812与814之间的小面为平面的,但在其它实施例中,所述小面可为任一形状。在所述头的中心部分中,实施例可具有或可不具有材料。0059现在参考图18,其图解说明四点式或四凸耳式实施例的平面图。此实施例具有四个拐角840、841、843及844,其中拐角840、841、843及844经定位而分别成0度、60度、180度及240度。每一拐角840、841、843及844由区域812与814的相交形成。不同的四点式实施例可根本不具有平台且其它实施例可具有任一直径的平台1180。在所图解说明的实施例中,延伸于一对相对邻近拐角840与841作为第一对,且843与844作为第二对的相对区域812与814之。

38、间的表面形成凹部825,使得与常规六角形头中的小面相比不存在材料。在所图解说明的实施例中,延伸于一对相对对置拐角840与844作为第一对,且841与843作为第二对的相对区域812与814之间的表面508及504为凹形。然而,在替代实施例中,这些表面可为笔直表面或凸形表面或若干表面的任一组合。在所述头的中心部分中,实施例可具有或可不具有材料。0060现在参考图19,其图解说明三点式或三凸耳式实施例的透视图。此实施例类似于相对于图8A及8B描述的包括三个点或拐角840、842及844的那些实施例。此实施例的特定特征为,所述凸耳的顶部表面1900、1902及1904与其它所图解说明实施例的那些凸耳。

39、的顶部表面相比为相对较平面的。特定来说,图19中所展示的顶部表面1900、1902及1904稍微呈圆锥形,其中其共同地界定圆锥形形状的若干部分,使得如果人们想象成放置于所述头顶部上的圆锥形结构如灯罩,那么其将接触所述凸耳的顶部表面1900、1902及1904的所有点。此外,此实施例将所述头的中心部分中的材料挖空。说明书CN102112758ACN102112762A8/8页110061现在参考图20,其图解说明三点式或三凸耳式实施例的透视图,其中所述头的挖空的部分具有稍微三角形或三角牙形状。特定来说,所述挖空的部分的内部侧2002、2004及2006稍微平行于外部小面502、504及506。0。

40、062用于制造螺栓特定来说为螺栓头的工艺涉及将金属坯件挤压到模具中。在将金属坯件挤压到模具中时,金属流动到所述模具的最深裂缝及拐角中以形成所述头的凸耳的最远离平台的最远端部分。本发明中所图解说明的所述头的位于凸耳之间的挖空的部分可通过使金属从所述头的中心向外朝向所述凸耳的远端部分移位的模具来形成。当然,所述模具的中心部分的形状相反地界定所述头的挖空的中心部分的形状。所述模具的中心部分的形状及因此所述头的挖空的中心部分的形状可呈任一形状。如图19中所展示,所述形状为圆锥形。如图20中所展示,所述形状为稍微三角形或三角牙形且所述挖空的部分的内部侧2002、2004及2006稍微平行于外部小面502。

41、、504及506。此三角形或三角牙形的挖空的部分可为有利的,因为其允许来自坯件的金属均匀且完全地流动以形成所述头的从平台1180延伸的最远端部分。0063在不同实施例中,由内部侧2002、2004及2006以及外部小面502、504及506形成的头壁的高度可不同于凸耳的高度。在一些实施例中,所述头壁的高度比所述凸耳矮,而在其它实施例中,所述头壁比所述凸耳高。在又一些实施例中,所述头壁与所述凸耳为相同高度。0064虽然已参考本发明的实例性实施例来描绘、描述及界定本发明的各实施例,但此参考并不意味着限定本发明,且不应推断出存在此限定。能够在形式及功能上对所揭示的标的物作出大量的修改、更改及等效形式。

42、,所属领域的且受益于本发明的技术人员将会联想出这些修改、更改及等效形式。所描绘及所描述的本发明的各实施例仅作为实例,而并非是对本发明范围的穷尽性说明。说明书CN102112758ACN102112762A1/13页12图1现有技术图2现有技术说明书附图CN102112758ACN102112762A2/13页13图3现有技术图4现有技术图5说明书附图CN102112758ACN102112762A3/13页14图6说明书附图CN102112758ACN102112762A4/13页15图7说明书附图CN102112758ACN102112762A5/13页16图8说明书附图CN10211275。

43、8ACN102112762A6/13页17图9说明书附图CN102112758ACN102112762A7/13页18图10说明书附图CN102112758ACN102112762A8/13页19图11图12说明书附图CN102112758ACN102112762A9/13页20图13图14A图14B说明书附图CN102112758ACN102112762A10/13页21图15A图15B说明书附图CN102112758ACN102112762A11/13页22图16图17说明书附图CN102112758ACN102112762A12/13页23图18图19说明书附图CN102112758ACN102112762A13/13页24图20说明书附图CN102112758A。

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