[发明专利]高强度紧固件、螺丝刀及紧固件系统

说明书

构造了紧固件、螺丝刀和紧固件系统，其中，示例紧固件在紧固件杆端上或内具有多个螺丝刀啮合面。还包括这样一些示例实施例，其中，安装面和移除面二者至少之一构造成限定了螺旋节段。还包括这样一些示例实施例，其中，安装驱动面和移除驱动面在相邻翼的安装面与移除面之间延伸的内过渡面中与扩大芯直径相交。一些实施例包括这样的紧固件，在紧固件杆端上或内具有安装驱动面和移除驱动面。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月17日提交的美国临时专利申请序列号62/351,540的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

所公开的实施例大体上涉及紧固件系统，包括紧固件、螺丝刀、制造方法以及相关工具和加工，尤其是涉及具有螺旋形驱动面和移除面的紧固件，能够对螺旋形驱动面和移除面施加高的锁紧扭矩，而不会在紧固件和螺丝刀上有过大的应力。

背景技术

具有至少部分地由螺旋节段限定的螺丝刀啮合面的紧固件在使用中具有良好的效果。这种紧固件系统描述于授予Stacy的美国专利5,957,645、6,234,914和6,367,358(Stacy专利)以及授予Dilling的美国专利7,891,274、8,171,826和8,387,491(Dilling专利)中，这些专利都是本申请人共同拥有的。这些专利的全部公开内容以引用的方式并入本文中。Stacy专利的驱动面构造成在安装和移除期间使扭矩传递最大化，同时将驱动载荷分散在宽的螺丝刀/紧固件界面上。这些教导的主旨是扩大驱动面的面积。Dilling专利讨论了通过用增大的芯直径来增大螺丝刀强度和锁紧扭矩能力。

最近，已发现某些应用需要对紧固件施加高锁紧扭矩。此扭矩会超过用于锁紧紧固件的螺丝刀的强度极限，因此导致螺丝刀断裂或紧固件损坏。因此，需要进行改进来提供改进的螺丝刀/紧固件界面，以增大紧固件系统的可用锁紧扭矩特性，而不会对紧固件或螺丝刀产生不利影响。

发明内容

本文所公开的实施例包括紧固件、螺丝刀、紧固件系统以及形成紧固件和螺丝刀的方法。在一个示例中，紧固件系统可以包括具有头部、杆部和凹部的紧固件，并且凹部包括多个螺丝刀啮合面，螺丝刀啮合面限定了从中心芯径向延伸的多个翼。在一个示例中，紧固件系统可以包括螺丝刀，其端部构造成具有配合面，用于与紧固件凹部的螺丝刀啮合面啮合，并且配合面限定了从中心芯径向延伸的多个突起以与翼匹配。并且在又一个示例中，凹部的每个翼包括横截面形状，横截面形状包括安装面、外过渡面和移除面，它们共同限定了翼，并且各个翼通过在相邻翼的安装面与移除面之间延伸的内过渡面而彼此连接。并且在一个示例中，横截面形状包括具有宽度和高度的翼，翼高与翼宽之比约等于或小于0.4。在一个示例中，凹部的螺丝刀啮合面构造成接收螺丝刀的配合面。

本文所公开的实施例包括紧固件系统，其示例包括具有第一半径的凹部中心芯以及具有第二半径的外过渡面，第一半径与第二半径之比大于0.70。在一个示例中，凹部中心芯具有第一半径，外过渡面具有第二半径，第一半径与第二半径之比大于0.77。并且在另一个示例中，凹部中心芯具有第一半径，外过渡面具有第二半径，第一半径与第二半径之比在约0.77与约0.78的范围内。并且在另一个示例中，螺丝刀啮合面构造成螺旋形节段的形状，并且配合面具有匹配的形状。并且在又一个示例中，翼布置成五叶构型。

在一个示例中，凹部和/或螺丝刀包括五个翼。并且在另一个示例中，杆部是螺纹杆部，螺纹杆部在与头部相反的紧固件端部具有杆端，并且凹部凹入在杆端中。在一个示例中，配合面是螺丝刀端部上的外表面。并且在又一个示例中，螺丝刀啮合面是杆端的外表面，并且配合面凹入在螺丝刀端部中。在一个示例中，内过渡面符合中心芯的圆周。并且在又一个示例中，螺纹杆部包括外螺纹，外螺纹具有在螺纹顶部处的大径和在螺纹根部处的小径，紧固件具有在内过渡面处的中心芯直径，并且中心芯直径与大径之比大于约0.3。