一种内紧式定向螺钉 【技术领域】
本发明涉及一种螺钉，特别是涉及一种内紧式定向螺钉，属于紧固件领域。
背景技术
螺钉是一种常用的紧固件，其种类很多，如组合螺钉、自攻螺钉(如盘头自攻、沉头自攻、大扁头自攻等)、自攻自钻螺钉等。大部分螺钉的钉头上均开有呈一字、十字或者六角形的插口，该插口用于与电动螺丝刀的刀头相插接，从而进行紧固或者拆卸操作。
但是在紧固过程中，由于螺钉的插口与螺丝刀头插接不可靠，操作时一只手要握住螺丝刀，使螺丝刀头与螺钉的插口相插接，另一只手还需扶住紧固工具上靠近螺钉的部分，不然螺钉在转动过程中就会摇晃，特别是在刚开始转动时，作用在螺钉上的力不能过大，否则摇晃会更厉害，甚至导致无法操作；另外，为了便于螺钉与螺丝刀头快速相插接，在螺钉的槽口内壁与螺丝刀头之间留有一定的间隙，但是在使用过程中，由于该间隙导致螺钉的纵轴线与螺丝刀头的纵轴线难以保持一致，也就无法使螺钉在行进过程中垂直于工件表面，即出现打偏的现象，这在连接固定建筑木模板上尤为突出，并且还会使螺钉弯曲，造成报废，或者使所需连接的工件受到破坏，影响外观质量；此外，螺钉的插口较小，特别是在建筑工程中，很容易被混凝土等异物堵住，致使螺丝刀头无法插入，从而无法利用螺丝刀头将其完好地拆卸下来，若通过强行拆卸，同样会造成螺钉和工件的损坏。
【发明内容】
本发明的目的是为了克服现有螺钉存在的问题，而提供了一种能使螺钉的插孔与紧固工具紧密配合，从而更好地控制螺钉的拧入方向的内紧式定向螺钉。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种内紧式定向螺钉，包括固连成一体的钉头和钉体，钉头位于钉体的一端，钉体的另一端具有钉尖，在钉体的表面具有螺纹，其特征在于，所述的钉头上开有插孔，所述插孔的中部呈槽底向着槽口方向渐大的圆锥形榫孔，在插孔的周边为若干个以圆锥形榫孔的中心为圆心向周围发散的卡口。
本内紧式定向螺钉，在钉头上开有由位于中心的圆锥形榫孔和位于周边的若干个卡口组成的插孔，圆锥形榫孔易使紧固工具的头部快速插入，各个卡口具有周向定位作用。在实际紧固或者拆卸操作时，需采用配套的紧固工具来完成，即所采用的紧固工具需具有与插孔相配合的插接头，该插接头由中心锥杆和分布在锥杆外表面的若干个卡条组成，锥杆对应圆锥形榫孔，卡条对应卡口，利用卡条与卡口的配合来实现周向定位作用，保证螺钉随着紧固工具同步旋转。
在上述的内紧式定向螺钉中，所述圆锥形榫孔的锥度为3°～16°。榫孔的锥度小，有利于使其与紧固工具连接牢靠。
在上述的内紧式定向螺钉中，所述圆锥形榫孔的深度大于2毫米。榫孔的实际深度取决于钉头的厚度、颈部抗扭抗拉的强度等各方面因素，取最大值为佳，但一般来说须大于2毫米(钉头的厚度一般都大于2毫米)，深度大的榫孔有利于使其与紧固工具配合紧密，防止在拧入过程中出现晃动。
在上述的内紧式定向螺钉中，所述圆锥形榫孔的深度是卡口的深度的1倍-2倍。即圆锥形榫孔的深度大于卡口的深度，且卡口的深度一般不超过钉头的厚度，从而能够使圆锥形榫孔深入到钉体中，有利于使螺钉与紧固工具可靠连接。
在上述的内紧式定向螺钉中，所述卡口地宽度由外向内逐渐缩小。该卡口不仅会与紧固工具形成渐增压力的耦接，还会使钉头与紧固工具之间的接触面积增大，使得扭力传递更加均匀、可靠，并减少螺钉与紧固工具之间的磨损，从而延长使用寿命，同时该卡口与紧固工具配合后还能进一步促进对螺钉的定向作用。
在上述的内紧式定向螺钉中，所述卡口的数量为2个-6个。卡口的数量可根据钉头的直径大小和制造难易程度来确定。
在上述的内紧式定向螺钉中，所述的钉头是由钉体向外逐渐扩张的圆台。在紧固螺钉时，有利于将钉头完全拧入工件内，即使得钉头的外端面与工件的表面相平，从而防止当在该工件外安装其它工件时受到露在工件外的钉头的干涉。
在上述的内紧式定向螺钉中，所述钉体的表面还具有由钉尖沿钉体轴向延伸的刃口。有了刃口，可减少螺钉进入工件时的摩擦力。
在上述的内紧式定向螺钉中，所述的刃口是由两个相交刃面组成的双刃口。可进一步减少与工件的摩擦阻力。
在上述的内紧式定向螺钉中，所述双刃口的两个刃面之间的夹角小于90°。可降低对工件的破坏程度，保证与工件之间具有一定的连接强度。
与现有技术相比，本内紧式定向螺钉的钉头上开有由位于中部的圆锥形榫孔和位于周边的卡口组成的插孔，且榫孔具有一定的深度和较小的锥度，当具有这种插孔结构的螺钉与紧固工具耦接时，不仅使两者配合紧密，还能保证紧固工具的转动中心线与螺钉的纵轴线完全一致，即使有外力沿着垂直于螺钉的纵轴线方向作用于螺钉上时，也不会使两者之间产生丝毫的晃动，螺钉前进的方向完全掌握在紧握紧固工具的操作者手上，从而达到定向的目的，极有利于提高操作效率，使每一颗螺钉发挥应有的效能，此外，卡口的宽度由外向内逐渐缩小，能够增大钉头与紧固工具之间的接触面积，使得扭力传递更加均匀、可靠，并减少螺钉与紧固工具之间的磨损，从而延长使用寿命，同时该卡口与紧固工具配合后还能进一步促进对螺钉的定向作用；特别是在建筑木模板的施工领域中，不仅能够避免因打偏而造成螺钉的弯曲甚至报废，从而提高螺钉重复使用的次数，还能尽量减少对木模板的损坏，另外，榫孔的深度较大且呈圆锥形，不易被混凝土等异物堵住，便于正常装卸。
【附图说明】
图1是本发明内紧式定向螺钉的立体结构示意图；
图2是图3的B向结构示意图；
图3是图2的A-A剖视结构示意图；
图4是本发明内紧式定向螺钉的刃口剖视示意图。
图中，1钉头；1a圆锥形榫孔；1b卡口；2钉体；2a钉尖；2b刃口；3螺纹；α锥度；β双刃口之间的夹角；B圆锥形榫孔的深度；C卡口的深度；D卡口的宽度。
【具体实施方式】
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本内紧式定向螺钉包括固连成一体的钉头1和钉体2，钉头1位于钉体2的一端，钉体2的另一端具有钉尖2a，在钉体2的表面具有螺纹3，螺纹可环绕整个钉体，也可以环绕钉体的一部分，图中所示的螺纹3是由钉尖2a环绕至钉体2的中部，如果将螺钉作为连接固定木质材料使用时，可使螺纹的螺距宽一些，深度大一些，使该螺钉成为一种木螺钉；相反，如果将螺钉作为连接固定金属材料使用时，可使螺纹的螺距相对窄一些，深度小一些，并设置扁平状的钉尖，使该螺钉成为一种自攻自钻螺钉；钉头1上开有由位于中部且呈槽底向着槽口方向渐大的圆锥形榫孔1a和位于周边的3个以圆锥形榫孔1a的中心为圆心向周围发散的卡口1b组成的插孔，如图3所示，圆锥形榫孔1a的锥度α较小，一般选在3°～16°之间，圆锥形榫孔的深度B需根据钉头1的厚度、颈部抗扭抗拉的强度等各方面因素来确定，取最大值为佳，但一般来说须大于2毫米(钉头的厚度一般都大于2毫米)，卡口的深度C一般不超过钉头的厚度，但由于圆锥形榫孔1a位于各个卡口1b的中部，因此可深入到直径较小的钉体2中，一般来说，取圆锥形榫孔的深度B为卡口的深度C的1倍-2倍之间，由图2所知，卡口的宽度D由外向内逐渐缩小，卡口往周边散发的距离随钉头1的公称直径大小成正比例变化，锥度的大小应保持恒定，而与卡口的数量、宽度和深度等因素无关。
当然，卡口1b的数量可根据钉头1的公称直径大小和制造难易程度来确定，一般取2个-6个，但综合考虑，取3个最佳。
为了使螺钉在不允许钉头露出工件表面的场合中使用时，可将钉头1制成由钉体2向外逐渐扩张的圆台，即呈喇叭形，当所需连接的工件是软质材料如木板时，可直接将钉头拧入木板内，若所需连接的工件是硬质材料如铁板时，需先在铁板上加工出与该钉头相配合的具有锥度的孔，就能把螺钉的钉头完全拧入。而在允许钉头露出工件表面的场合下使用时，可把钉头制成外六角头、半圆头等头形。
为了加快螺钉进入工件的速度，如图1和图4所示，在钉体2的表面还具有由钉尖2a沿钉体轴向延伸、且由两个相交刃面组成的双刃口，每个刃面的外侧边是具有切削作用的刃口2b，为了保证螺钉与工件的连接强度，应使两个刃面之间的夹角β小于90°。
本螺钉需与专用的紧固工具配套使用，若采用电钻作为紧固工具，则需使电钻具有与榫孔相配合的呈圆锥形的螺丝刀头，并在螺丝刀头外具有与卡口数量相同、大小相应的卡条，当螺钉与螺丝刀头耦接时，圆锥形的螺丝刀头与榫孔及卡条与卡口完全吻合，传递可靠，易于使螺钉定向进入工件；在实际制造时，应使螺丝刀头的结构、大小与生产该螺钉的冷墩模具的冲头一致，这样就能保证两者之间的紧配合。此外，还可在螺丝刀头上增设磁性环，当螺钉与带有磁性的螺丝刀头一接触，便会紧紧吸附在螺丝刀头上，当作用在螺钉上的力越大，它们的连接就越可靠，使得螺钉的纵轴线与紧固工具的转动中心线完全一致，这样，螺钉的旋入方向完全掌握在操作者手中，从而达到定向紧固螺钉的目的。