САМОНАРЕЗАЮЩИЙ ВИНТ
SELF-TAPPING SCREW

Область техники
Настоящее изобретение относится к самонарезающему винту, который ввинчивается в безрезьбовое отверстие, сформированное в заготовке, с формированием внутренней резьбы в отверстии.
Уровень техники
В общем, самонарезающие винты ввинчиваются в заготовки, выполненные из мягкого материала, такого как композитный материал, алюминиевый сплав и т.д. Характерный пример таких самонарезающих винтов был предложен в японском патенте №3290362. В таком самонарезающем винте наружная резьба спирально сформирована на внешней периферийной поверхности ножки. Посредством наружной резьбы самонарезающий винт формирует внутреннюю резьбу в отверстии, выполненном в заготовке, в процессе ввинчивания самонарезающего винта в отверстие. Кроме того, участки гребня наружной резьбы вырезаются в том же направлении, в котором проходит ось самонарезающего винта таким образом, чтобы образовать стружечные канавки. Участки заготовки, сжимаемые наружной резьбой в процессе формирования внутренней резьбы, заделываются в стружечные канавки, тем самым оказывая противодействующее ослаблению воздействие.
[Документ из уровня техники]
[Патентный документ]
Патентный документ 1: патент Японии №3290362
Изобретение
Постановка задачи
Поскольку обычный самонарезающий винт не может удовлетворительным образом оказывать противодействующее ослаблению воздействие, гарантированное предотвращение нежелательного ослабления самонарезающего винта, является сложной задачей.
Решение задачи
Для того чтобы преодолеть данную проблему, настоящее изобретение предоставляет самонарезающий винт, содержащий: ножку и нормальную резьбу, сформированную на внешней периферийной поверхности ножки, в котором стружечная канавка сформирована путем вырезания части гребня нормальной резьбы и зацепляющий выступ предусмотрен на дне стружечной канавки вдоль части или всего края дна так, что он непрерывно продолжается из боковой поверхности нормальной резьбы.
Самонарезающий винт может оказывать препятствующее ослаблению воздействие не только по причине того, что часть заготовки заделывается в стружечную канавку, но также и препятствующее ослаблению воздействие, обусловленное зацепляющим выступом, заделываемым в ту часть заготовки, которая заделана в стружечную канавку.
Нормальная резьба может иметь асимметричную форму, и зацепляющий выступ может быть предусмотрен на краю дна стружечной канавки так, что он продолжается непрерывно из боковой поверхности, имеющей меньший угол наклона.
В самонарезающем винте, имеющем описанную выше конструкцию, участок обрабатываемой детали, который сдавливается наружной резьбой в процессе формирования внутренней резьбы в отверстии заготовки, заделывается в каждую стружечную канавку. В данном случае в большей степени участок заготовки заделывается со стороны, которая имеет меньший боковой угол наклона. Таким образом, в случае если зацепляющий выступ предусмотрен на краю дна стружечной канавки так, что он продолжается непрерывно из боковой поверхности, имеющей меньший угол наклона, то противодействующее ослаблению воздействие может быть дополнительно увеличено.
Ножка может иметь форму поперечного сечения, образованную так, что множество дугообразных частей, имеющих разные радиусы кривизны, соединены друг с другом.
В этом случае участки заготовки, которые сжимаются наружной резьбой в процессе формирования внутренней резьбы в отверстии, заделываются в периферийную поверхность ножки, таким образом дополнительно увеличивая противодействующее ослаблению воздействие.
Полезные эффекты
Самонарезающий винт согласно настоящему изобретению обладает превосходным противодействующим ослаблению воздействием, даже если заготовка расширяется, дает усадку или подвергается вибрации.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид спереди, показывающий первый вариант осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 представляет собой увеличенный вид спереди основной части первого варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 представляет собой вид в разрезе по линии А-А на фиг.2;
Фиг.4 представляет собой увеличенный вид продольного разреза основной части первого варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5 представляет собой увеличенный вид спереди основной части второго варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6 представляет собой увеличенный вид в продольном разрезе основной части второго варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.7 представляет собой увеличенный вид спереди, показывающий основную часть третьего варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.8 представляет собой увеличенный вид в продольном разрезе основной части третьего варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9 представляет собой увеличенный вид спереди, показывающий основную часть четвертого варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.10 представляет собой увеличенный вид в продольном разрезе основной части четвертого варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.11 представляет собой увеличенное поперечное сечение, показывающее основную часть пятого варианта осуществления настоящего изобретения.
Лучший вариант осуществления изобретения
Далее, первый вариант осуществления настоящего изобретения будет подробно описан со ссылкой на фигуры 1-4. Обращаясь к фиг.1, позицией 1 обозначен самонарезающий винт, включающий головку 2 и ножку 3, которая выполнена как единое целое с головкой 2. Например, самонарезающий винт 1 изготовлен из углеродистой стали. Головка 2 на своей поверхности имеет шлиц (не показан), при этом сила ввертывания винта передается на самонарезающий винт 1 от завинчивающей насадки (не показана). Нормальная резьба 10 сформирована на наружной периферийной поверхности ножки 3, выполненной как единое целое с головкой 2.
Направляющая резьба 11, имеющая меньший диаметр, чем у нормальной резьбы 10, сформирована на внешней круговой поверхности переднего конца ножки 3 и непрерывно переходит в нормальную резьбу 10. Направляющая резьба 11 имеет диаметр, который равен или немного больше, чем диаметр отверстия 41, выполненного в заготовке 40. Таким образом, самонарезающий винт 1 сконфигурирован так, что после того как передний конец ножки 3 вставляется в отверстие 41, самонарезающий винт 1 ввинчивается в заготовку 40 в процессе формирования направляющей резьбой 11 и нормальной резьбой 10 внутренней резьбы в отверстии 41 заготовки 40. Заготовка 40 выполнена из мягкого материала, такого как композитный материал или алюминиевый сплав.
Как показано на фиг.1, нормальная резьба 10 несет в себе множество стружечных канавок 20, которые образуются путем вырезания части гребня обычной резьбы 10. Стружечные канавки 20 расположены по линии L1, проходящей в том же направлении, что и ось самонарезающего винта 1. Как показано на фиг.3, стружечные канавки 20 размещаются в разнесенных друг от друга на равные промежутки положениях по отношению к окружному направлению нормальной резьбы 10. Глубина каждой стружечной канавки 20 задается равной примерно 2/3 высоты нормальной резьбы 10. Участки заготовки 40, сжимаемые посредством наружной резьбы, когда внутренняя резьба формируется в заготовке 40, заделываются в стружечные канавки 20, оказывая таким образом препятствующее ослаблению воздействие.
Как показано на фиг.1, стружечные канавки 20 могут быть расположены по линии L2, проходящей в направлении, перпендикулярном направлению касательной к винтовой линии нормальной резьбы 10. Таким образом, сопротивление извлечению самонарезающего винта 1 усиливается, так что самонарезающий винт 1, который был ввинчен в заготовку 40, может быть надежно предотвращен от нежелательного извлечения из нее.
Как показано на фиг.4, нормальная резьба 10 выполнена таким образом, что она имеет асимметричную форму, такую что угол α наклона набегающей боковой стороны больше, чем угол β наклона опорной боковой стороны, для предотвращения самонарезающего винта 1 от ослабления.
Как показано на фигурах 2 и 4, зацепляющий выступ 30 предусмотрен на краю дна 21 стружечной канавки 20, который продолжается из опорной боковой поверхности 11 нормального витка 10. Зацепляющий выступ 30 выступает за дно 21 стружечной канавки 20 и имеет обратное V-образное поперечное сечение. Высота зацепляющего выступа 30 задается равной максимально примерно 1/5 глубины стружечной канавки 20. Участки заготовки 40, которые сжимаются внешней резьбой, в процессе формирования внутренней резьбы в заготовке 40 глубоко заделываются в стружечные канавки 20 к дну 21 посредством упругого последействия. В этом случае зацепляющие выступы 30 заделываются в участки заготовки 40, таким образом дополнительно увеличивая препятствующее ослаблению воздействие.
На сторонах, на которых расположены опорная боковая поверхность 11 и набегающая боковая поверхность 12, часть участка заготовки, которая заделывается в стружечную канавку 20 на стороне, имеющей меньший боковой угол α или β наклона, больше, чем на стороне, имеющей больший боковой угол α или β наклона. Таким образом, место, в котором расположен зацепляющий выступ 30, определяется в зависимости от задания угла α наклона набегающей боковой стороны и угла β наклона опорной боковой стороны. В случае самонарезающего винта 1 по первому варианту осуществления настоящего изобретения, в котором угол β наклона опорной боковой стороны меньше угла α наклона набегающей боковой стороны (β<α), зацепляющий выступ 30 предусмотрен вдоль края дна 21 так, что он продолжается непрерывно из опорной боковой поверхности 11. Когда резьбовое соединение завершено, опорная боковая поверхность 11 с силой давит на внутреннюю резьбовую часть. Таким образом, упругое последействие обусловливается внутренней резьбовой частью так, что зацепляющиеся выступы 30 заделываются во внутреннюю резьбовую часть. В результате препятствующее ослаблению воздействие может быть заметно увеличено.
Фигуры 5 и 6 иллюстрируют самонарезающий винт 1a согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Самонарезающий винт 1a устанавливается таким образом, что угол β наклона опорной боковой стороны больше, чем угол α наклона сбегающей боковой стороны (β>α). Таким образом, зацепляющий выступ 30a предусмотрен на краю дна 21 так, что он продолжается непрерывно из набегающей боковой поверхности 12.
Фигуры 7 и 8 иллюстрируют самонарезающий винт 1b согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Самонарезающий винт 1b задается таким образом, что угол β наклона опорной боковой стороны равен углу α наклона набегающей боковой стороны (β=α). Таким образом, зацепляющиеся выступы 30b и 31b соответственно расположены на противоположных краях дна 21 так, что они продолжаются из опорной боковой поверхности 11 и сбегающей боковой поверхности 12.
Фигуры 9 и 10 иллюстрируют самонарезающий винт 1c согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. Зацепляющий выступ 30c образован выступающей частью края дна 21 так, что он продолжается непрерывно из опорной боковой поверхности 11. В этом случае зацепляющий выступ 30c может быть также заделан в участок заготовки 40, который был заделан в стружечную канавку 20, таким образом оказывая препятствующее ослаблению воздействие.
Между тем, как показано на фиг.3, дно 21 стружечной канавки 20 имеет изогнутую поверхность. Набегающая боковая стенка 22 и сбегающая боковая стенка 23 соответственно предусмотрены на противоположных концах дна 21, образуя стружечную канавку 20, в которой набегающая боковая стенка 22 расположена на передней стороне по отношению к направлению, в котором затягивается самонарезающий винт 1, а сбегающая боковая стенка 23 расположена на задней стороне. На фиг.3 место соединения набегающей боковой стенки 22 и дна 21 обозначено ссылочной позицией P, а место соединения сбегающей боковой стенки 23 и дна 21 обозначено ссылочной позицией Q. Место, в котором касательные к дну 21 в местах соединений P и Q пересекаются друг с другом, обозначается точкой пересечения O.
В данном случае набегающая боковая стенка 22 задана таким образом, что угол θ1 между ней и линией OP составляет 90° или острый угол, хотя это и не видно из чертежа. С другой стороны, сбегающая боковая стенка 23 задана таким образом, что угол θ2 между ней и линией OQ является тупым углом. Поэтому, когда самонарезающий винт 1 вращается в направлении (обозначенном стрелкой Y2), в котором он ослабляется, набегающая боковая стенка 22 блокируется участком заготовки 40, который был заделан в стружечную канавку 20. Таким образом может быть оказано противодействующее ослаблению воздействие. Между тем, когда самонарезающий винт 1 вращается в направлении (обозначенного стрелками Y1), в котором он затягивается в процессе формирования внутренней резьбы, сбегающая боковая стенка 23 не блокируется участком заготовки 40, в результате чего самонарезающий винт 1 может быть плавно ввинчен в заготовку 40.
Фиг.11 иллюстрирует самонарезающий винт 1d согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения. Форма поперечного сечения ножки 3e выполнена таким образом, что дугообразные части 25d и 26d, имеющие различные радиусы кривизны, попеременно соединены друг с другом. Таким образом, участки заготовки 40, которые сжаты внешней резьбой, в процессе формирования внутренней резьбы заделаны в участки соединения дугообразных частей 25d и 26d, при этом противодействующее ослаблению воздействие может быть дополнительно увеличено.
Описание условных обозначений на чертежах
1, 1a, б, 1c, 1d самонарезающий винт
2 головка
3, 3e ножка
9 направляющий виток
10 нормальный виток
11 опорная боковая поверхность
12 набегающая боковая поверхность
20 стружечная канавка
21 углубление
22 набегающая боковая стенка
23 сбегающая боковая стенка
25d, 26d дугообразные части
30, 30a, 30b, 31b, 30c зацепляющий выступ
40 заготовка
41 отверстие