[发明专利]具有全表面驱动接触的驱动系统

说明书

具有全表面驱动接触的驱动系统。所述驱动系统易于在典型的钻头‑凹部反作用(驱动)扭矩值下使表面接触图案或面积最大化，从而易于使钻头‑凹部表面接触应力、涂层损坏、凹部扩孔和过早钻头疲劳失效最小化。所述驱动系统包括具有由多边形渐开线或单弧结构形成的驱动表面的紧固件和/或钻头。还提供一种冲头，用于在所述紧固件或所述钻头中形成凹部，其中所述冲头具有相应的表面。

相关申请(优先权要求)

本申请是2016年3月16日提交的美国专利申请序列号15/072,028的部分继续申请，其要求2015年3月19日提交的美国临时申请序列号62/135,390的权益，两者的全部内容通过引用并入本文。本申请还要求2016年9月15日提交的美国临时申请序列号62/395,096的权益，该临时申请也通过引用整体并入本文。

背景技术

本发明一般涉及驱动系统，如涉及钻头(bit)和紧固件的驱动系统，以及用于在紧固件中形成凹部的冲头(punch)。

典型的紧固件驱动系统设计或几何形状导致驱动工具(即，钻头)和紧固件驱动特征(即凹部)之间的各种表面接触图案。例如，一些驱动系统的几何形状导致“点”接触表面图案，这意味着当钻头旋转到与凹部初始接触时(具有接近零的反作用扭矩)，它以一点(凹部周围的多个点)接触凹部。

其他驱动系统几何形状导致“线”接触表面图案，这意味着当钻头旋转到初始接触时，它以多条线接触凹部。为了将钻头放置在紧固件中的凹部内，钻头和凹部之间必须存在某种间隙。当钻头旋转时，钻头和凹部之间的间隙变窄，直到与凹部的侧壁线接触。点和线接触系统都会在整个驱动系统中产生高应力，并且还会增加钻头故障。

另外的驱动系统几何形状导致从钻头的端部到凹部的顶部的“区域”接触表面图案。通常，“区域”接触表面图案比“线”接触表面图案更有利，并且“线”接触表面图案比“点”接触表面图案更有利。

然而，即使对于“区域”接触表面图案，随着钻头-凹部反作用扭矩(即，驱动扭矩)增加，驱动钻头几何形状弹性变形(即，扭转和压缩)，并且凹部几何形状(即，压缩)使得钻头-凹部接触表面图案改变并从钻头的端部向凹部的顶部转移。随着反作用扭矩增加，表面接触图案面积趋于减小，因此进一步增加了钻头-凹部接触应力。在凹部的顶部增加的接触应力可能损坏紧固件表面(即，涂层)，并可能导致凹部失效(扩孔)。钻头上增加的接触应力(和扭转)可能导致过早磨损、凹部失效和疲劳失效。

发明内容

本发明的一个实施例的目的是提供一种具有全表面驱动接触的驱动系统。

本发明的一个实施例的目的是提供一种驱动系统，该驱动系统易于在典型的钻头-凹部反作用(驱动)扭矩值下使表面接触图案或面积最大化，从而易于使钻头-凹部表面接触应力、涂层损坏、凹部扩孔和过早钻头疲劳失效最小化。

简而言之，本发明的一个实施例提供一种包括紧固件的驱动系统，其中所述紧固件包括由一个或多个弧形成的多边形渐开线形成的驱动表面，或者是单弧结构。对于限定所述驱动表面的弧，优选地，每个弧具有恒定的半径(即，是圆的一部分)。

本发明的另一个实施例提供一种钻头，该钻头包括由一个或多个弧形成的多边形渐开线形成的驱动表面，或者是单弧结构。对于限定所述驱动表面的弧，优选地，每个弧具有恒定的半径(即，是圆的一部分)。

本发明的另一个实施例提供一种冲头，该冲头包括由一个或多个弧形成的多边形渐开线形成的表面，或者是单弧结构。对于限定所述表面的弧，优选地，每个弧具有恒定的半径(即，是圆的一部分)。

附图说明

通过参考以下结合附图的描述，可以最好地理解本发明的结构和操作的组织和方式及其进一步的目的和优点，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1示出根据本发明的一个实施例的凹部(或冲头)；

图2是与图1中所示的凹部对应的钻头的截面图；