錐形帶凸角驅動器及緊固件的製作方法

2023-08-08 08:55:36 1

本國際申請請求享有在2014年9月11日提交的美國非臨時專利申請14/483,498的優先權，該美國非臨時專利通過引用併入本文中。

本發明涉及一種扭矩傳送驅動器，其用於從扭矩發生源(諸如動力驅動器)將扭矩傳送至緊固件來用於結構或裝置的組裝。

背景技術：

用於扭矩傳送系統的扭矩傳送驅動器以及那些系統中使用的緊固件是本領域熟知的。驅動器的鑽頭具有特定形狀的凹口或突起，其匹配緊固件中的互補形狀的突起或凹口。更常規公知的扭矩傳送系統之一是市場上稱為phillips®(菲利普)驅動系統的十字型驅動系統。參見例如，美國專利號2,046,837。已經提出了許多形式和形狀的扭矩傳送驅動系統。參見例如美國專利號2,397,216。

四凸角、五凸角和六凸角的花鍵型扭矩傳送系統是已知的。在美國專利號2,969,250；3,187,790;3,584,667;4,970,922和5,279,190中描述了這些四凸角、五凸角和六凸角扭矩傳送系統以及它們的緊固件和驅動器的範例。較早版本的此類花鍵型扭矩傳送驅動系統具有正方的轉角，用於其的對應的緊固件凹口是製作起來困難且昂貴的，並且導致緊固件和/或驅動器中的應力，應力隨重複使用而引起疲勞失效。稍後版本的五凸角和六凸角花鍵型扭矩驅動系統具有多個交叉（intersecting）相對彎曲表面，它們圍繞緊固件頭或驅動器鑽頭的360°周界均勻地分布來形成一系列交替的凸角和溝槽(flutes)。這些稍後的扭矩驅動系統克服了最早的花鍵型系統中固有的一些問題，但通常不能保持小於五度的凸角驅動角。在較高扭矩的應用中，力分量將提高，這導致凸角失效或從緊固件或驅動器中脫落(stripout)。這些稍後的花鍵型扭矩驅動系統中的一個版本在市場上稱為torx®驅動系統，其具有基於匹配的弧形表面的六凸角和五凸角構造，其設計成取得在10°至20°的範圍內的驅動角。參見美國專利號3,584,667。

稍後版本的這類花鍵型扭矩傳送驅動系統通過使由第一系列的橢圓形彎曲表面形成的緊固件頭的從動(driven)表面和扭矩驅動器的驅動表面兩者帶有在它們之間交替的第二系列的橢圓形彎曲表面來將驅動角減小至零。這些橢圓形彎曲表面中的一個系列是凸形的，同時橢圓形彎曲表面中的交替的系列是凹形的。交替的凸形和凹形的橢圓形彎曲表面平緩且相切地合併以限定系列的交替的溝槽和凸角，溝槽和凸角圍繞緊固件頭或驅動器鑽頭的360°周界延伸。緊固件頭和驅動器鑽頭的凸角和溝槽兩者都是橢圓形彎曲截面的。並且，由於這些部件的交替的特性，故橢圓形彎曲凸角的中心和橢圓形彎曲溝槽的對應的中心設置在正六邊形(但不是同一個六邊形)的頂端。參見專利5,279,190。這種帶凸角扭矩傳送驅動系統的一個實施例已作為torxplus®驅動系統在市場上銷售。

某些現有扭矩傳送驅動器受限於它們專用於一種或有限數量的尺寸的具有驅動表面的緊固件，該緊固件帶有與驅動器的尺寸對應的凹口或突起。例如，以商品名torx®銷售的帶凸角緊固件需要一定直徑的單獨的驅動器來配合每個尺寸的對應緊固件。這意味著組裝者在現場必須保持一組(set)驅動器，並且每次在安裝不同尺寸的緊固件時，不同尺寸的鑽頭從該組中取出且安裝在扭轉槍上。例如需要t-1torx®驅動器來驅動t-1torx®緊固件，而需要t-2torx®驅動器來驅動t-2torx®緊固件，依此類推。其它緊固件系統，例如，以商標名phillips®出售的十字型系統可驅動多於一種尺寸的緊固件，但是這些系統易於發生驅動器從緊固件滑出(cam-out)。滑出是旋轉抬升的運動，通過該運動驅動器抬升出緊固件凹口，這在緊固件和驅動器具有能致使表面之間的滑動運動的成角的表面時引起。由現有扭矩傳送系統的滑出導致對緊固件和驅動器的損害，阻礙緊固件上緊至適當的扭矩，以及發生組件中的受損部件的刨邊(shavings)和毛刺(burrs)。

現有系統造成安裝不同尺寸的緊固件的組裝者的低效率，組裝者必須拿一種驅動器來安裝一種尺寸的緊固件並拿另一個驅動器來安裝另一種尺寸的緊固件，或替代地嘗試利用錯誤尺寸的驅動器或滑出的驅動器來驅動緊固件，這就算可行也增加了困難。用對於緊固件過大或過小的驅動器來驅動緊固件阻礙驅動器的適當就位，增加了驅動器從緊固件滑出、緊固件的凹口或突起的脫落或剪切和/或不適當扭矩的緊固件安裝的可能性(prospect)。這表現為安裝中的低效率和浪費以及提高的在組件中誤安裝緊固件以及組件失效的發生率。在十字型例如phillips®驅動器之前的錐形驅動系統被熟知的是在扭矩下從緊固件滑出，導致緊固件和驅動器的損害和浪費，伴隨降低的效率和增高的誤安裝緊固件和誤組裝產品、裝置和機器的發生率。此外，現有的花鍵型系統是對於螺紋形成和螺紋切削(cutting)緊固件較低效的，因為驅動器趨於從緊固件中滑出並且驅動器在緊固件中晃動不維持軸向對準。所有這些問題在極小尺寸的緊固件頭和扭轉驅動器中更嚴重，特別對於帶有小於0.063英寸（1.6毫米）的主螺紋直徑的緊固件，且更特別對於具有小於大約0.039英寸(1.0毫米)的主螺紋直徑的緊固件。除了上述的問題外，由於所涉及的小的緊固件尺寸、凸角尺寸和間隙公差，故這些小緊固件趨於在使用中變形，。

技術實現要素：

公開了一種扭矩傳送驅動器，其具有：

主體，主體具有第一端部分和第二端部分，

第一端部分適於接收並傳送來自扭矩發生源的扭矩，

第二端部分與第一端部分相對，第二端部分包括錐形形狀的鑽頭，鑽頭具有驅動表面，驅動表面包括圍繞旋轉軸線的一系列交替的五個或六個凸角和凹槽，凸角和凹槽具有錐形驅動表面，錐形驅動表面帶有自旋轉軸線的15至65°之間的錐度角，錐形驅動表面可操作地接合多個至少兩個尺寸的緊固件中的類似形狀和錐度的對應的驅動表面，

鑽頭的錐形驅動表面包括第一錐形部分和第二錐形部分，第一錐形部分可操作地接合第一尺寸緊固件的驅動表面，第二錐形部分可操作地接合第二尺寸緊固件的驅動表面，第二尺寸緊固件的驅動表面大於第一尺寸緊固件的驅動表面，每個凸角具有漸縮的高度和寬度，具有基本上恆定的凸角寬度與高度比。

在一個替代方案中，驅動表面可具有四個凸角和凹槽。

鑽頭驅動表面包括在每個凸角和每個凸角的至少一側上的凹槽之間的驅動側過渡段，驅動側過渡段具有適於接合對應的緊固件表面的驅動角。驅動側過渡段的驅動角可在0°至5°之間。在一些實施例中，驅動角可小於零度，例如在0°至-10°之間，或者例如在-2°至-10°之間。驅動側過渡段可在凸角高度的大約20%至60%之間。

緊固件驅動表面可形成凹口，並且錐形鑽頭可操作地接合至少兩個尺寸的緊固件驅動表面。在替代方案中，緊固件驅動表面形成突起，並且錐形鑽頭可操作地接合至少兩個尺寸的緊固件驅動表面。

扭矩傳送驅動器的錐形驅動表面可具有自旋轉軸線的20°至40°之間的、自旋轉軸線的30°至40°之間的、自旋轉軸線的45°至65°之間的、自旋轉軸線的55°至65°之間的、自旋轉軸線的45°至55°之間的、或自旋轉軸線的50°至55°之間的錐度角。

還公開了一種緊固件系統，其包括：

多個緊固件，多個緊固件具有混合的至少兩個尺寸的錐形驅動表面，每個緊固件具有驅動端部分和引導端部分，驅動端部分帶有錐形驅動表面，

每個緊固件的驅動端部分可操作地接合扭矩傳送驅動器，並且引導部分可操作地使緊固件緊固，

緊固件驅動表面包括圍繞旋轉軸線的一系列交替的五個或六個緊固件凸角和緊固件凹槽並且具有自旋轉軸線的15至65°之間的錐度角，緊固件驅動表面可操作地接合扭矩傳送驅動器上的類似形狀和錐度的對應驅動表面，驅動表面的每個緊固件凸角具有漸縮的高度和寬度，具有基本上恆定的凸角寬度與高度比，

扭矩傳送驅動器，扭矩傳送驅動器包括主體，主體具有第一端部分和第二端部分，

第一端部分適於接收並傳送來自扭矩發生源的扭矩，

第二端部分與第一端部分相對，第二端部分包括錐形形狀的鑽頭，鑽頭包括圍繞旋轉軸線的一系列交替的五個或六個驅動器凸角和驅動器凹槽，從而形成錐形鑽頭驅動表面，錐形鑽頭驅動表面具有自旋轉軸線的15至65°之間的錐度角，錐形鑽頭驅動表面可操作地接合多個緊固件的至少兩個尺寸的驅動表面，

鑽頭的錐形驅動表面具有第一錐形部分以及第二錐形部分，第一錐形部分可操作地接合第一尺寸緊固件的驅動表面，第二錐形部分適於接合第二尺寸緊固件中的驅動表面，第二尺寸緊固件的驅動表面大於第一尺寸緊固件的驅動表面，每個驅動器凸角具有漸縮的高度和寬度，具有基本上恆定的凸角寬度與高度比，

驅動器的驅動器凸角和凹槽互補地接合緊固件的緊固件凹槽和凸角。

在一個替代方案中，鑽頭驅動表面和對應的緊固件驅動表面可具有四個凸角和凹槽。

至少兩個尺寸的緊固件驅動表面中的每個可具有基本上相同的至少一個截面。鑽頭驅動表面包括在每個凸角和每個凸角的至少一側上的凹槽之間的驅動側過渡段，驅動側過渡段具有適於接合對應的緊固件表面的驅動角。驅動側過渡段的驅動角可在0°至5°之間。在一些實施例中，驅動角可小於零度，例如在0°至-10°之間、或在-2°至-10°之間。驅動側過渡段可在凸角高度的大約20%至60%之間。

緊固件驅動表面可形成凹口，並且錐形鑽頭可操作地接合至少兩個尺寸的緊固件驅動表面。在一個替代方案中，緊固件驅動表面形成突起，並且錐形鑽頭可操作地接合至少兩個尺寸的緊固件驅動表面。

在一些實施例中，扭矩傳送驅動器的錐形驅動表面可具有自旋轉軸線的20°至40°之間的、自旋轉軸線的30°至40°之間的、自旋轉軸線的45°至55°之間的、自旋轉軸線的50°至55°之間的、自旋轉軸線的55°至65°之間的、或自旋轉軸線的45°至65°之間的錐度角。在一些實施例中，扭矩傳送驅動器的錐形驅動表面可具有標稱為45°或標稱為52°的錐度角。

另外地，本公開內容包括一種多個緊固件的選集，其包括：

多個緊固件，多個緊固件具有混合的至少兩個尺寸的錐形驅動表面，至少兩個尺寸的驅動表面中的每個具有類似的截面形狀，每個緊固件具有驅動端部分和引導端部分，

每個緊固件的驅動端部分可操作地接合扭矩傳送驅動器，並且引導部分可操作地使緊固件緊固，

每個緊固件的驅動端部分包括圍繞旋轉軸線的一系列交替的五個或六個凸角和凹槽，從而形成錐形驅動表面，錐形驅動表面具有自旋轉軸線的15至65°之間的錐度角，錐形驅動表面可操作地接合扭矩傳送驅動器上的類似形狀和錐度的對應驅動表面，驅動表面的每個凸角具有漸縮的高度和寬度，具有基本上恆定的凸角寬度與高度比。

在一個替代方案中，錐形驅動表面可具有四個凸角和凹槽。

至少兩個尺寸的錐形驅動表面中的每個可具有基本上相同的至少一個截面。緊固件驅動表面包括在每個凸角和每個凸角的至少一側上的凹槽之間的驅動側過渡段，驅動側過渡段具有適於接合對應驅動器表面的驅動角。驅動側過渡段的驅動角可在0°至5°之間。在一些實施例中，驅動角可小於零度，例如在0°至-10°之間、或在-2°至-10°之間。驅動側過渡段可在凸角高度的大約20%至60%之間。

緊固件驅動表面可形成凹口。替代地，緊固件驅動表面形成突起。錐形驅動表面可具有自旋轉軸線的20°至40°之間的錐度角。在一些實施例中，錐形驅動表面可具有自旋轉軸線的20°至40°之間的、自旋轉軸線的30°至40°之間的、自旋轉軸線的45°至55°之間的、自旋轉軸線的50°至55°之間的、自旋轉軸線的55°至65°之間的、或自旋轉軸線的45°至65°之間的錐度角。在一些實施例中，錐形驅動表面可具有標稱為45°或標稱為52°的錐度角。

還公開了一種扭矩傳送驅動器，其具有

主體，主體具有第一端部分和第二端部分；

第一端部分適於接收並傳送來自扭矩發生源的扭矩；

第二端部分與第一端部分相對，第二端部分包括錐形形狀的鑽頭，錐形形狀的鑽頭對應於多個不同尺寸的緊固件中的類似形狀和錐度的凹口，其中，錐形形狀的鑽頭具有自旋轉軸線的15°至65°之間的錐度角；

其中，錐形形狀的鑽頭包括對應於第一扭矩方向的驅動表面，驅動表面適於以小於2°的升角接合對應的錐形緊固件表面。

扭矩傳送驅動器的第二端部分可為連續地減縮的。

錐形形狀的鑽頭可包括多個凸角，凸角包括驅動表面和對應於第二扭矩方向的後表面（trailingsurface）。驅動表面可大致平行於錐形形狀鑽頭的徑向。驅動表面和後表面之間的距離沿錐形形狀鑽頭的錐度而減小。替代地或另外地，錐形形狀鑽頭的錐度可不同於對應緊固件凹口的錐度。

在又一個方面中，公開了一種驅動器，驅動器包括中心軸，中心軸具有圍繞軸線的逐漸漸縮的直徑並適於接合多個不同緊固件尺寸以將扭矩施加至緊固件，驅動器具有：

凸角輪廓，凸角輪廓用於接合所述緊固件上的凹口，所述凸角輪廓具有多個凸角，每個凸角具有驅動側和後側，其中，凸角輪廓具有自驅動器的旋轉軸線的15°至65°之間的錐度角；

其中，每個凸角的驅動側沿所述逐漸漸縮的直徑在大致恆定的徑向位置處；並且

其中，每個凸角的驅動側以減小的升角接合緊固件，以由此減少滑出。

驅動器的驅動側和後側之間的距離可沿逐漸漸縮的直徑而減小。替代地或另外地，升角可在0至2度之間。在一個替代方案中，升角可在0至1度之間。

附圖說明

圖1a-1d是扭矩傳送驅動器的概略圖示，扭矩傳送驅動器接合多個緊固件中的類似形狀和錐度的對應凹口，

圖2是扭矩傳送驅動器的側視圖，

圖3是圖2的扭矩傳送驅動器的端視圖，

圖4是從截面線4-4穿過圖2的扭矩傳送驅動器的截面視圖，

圖5是從圖4的截面視圖截取的細節視圖，

圖6是從截面線4-4穿過圖2的扭矩傳送驅動器的替代截面視圖，

圖7是從圖6的截面視圖截取的細節視圖，

圖8是緊固件頭的頂視圖，

圖9是穿過圖8的緊固件的局部截面視圖，

圖10是從截面線10-10穿過圖9的緊固件的截面視圖，

圖11是穿過圖2的截面線4-4的替代截面視圖，

圖12是穿過圖2的截面線4-4的另一個替代截面視圖，

圖13是本公開內容的替代緊固件的透視圖，

圖14a是圖2的扭矩傳送驅動器的細節視圖，以及

圖14b是本公開內容的替代扭矩傳送驅動器的細節視圖，

圖15是用於錐形帶凸角驅動器和緊固件系統的所選擇實施例的測試數據的圖表。

具體實施方式

現在參看圖1a-1d，示出了扭矩傳送驅動器20的概略圖示，扭矩傳送驅動器20與具有不同凹口尺寸42、44、46的多個緊固件32、34、36中類似形狀和錐度的對應凹口接合。諸如圖1a-1d中所示，鑽頭（bit）的錐形驅動表面可包括可操作地接合第一緊固件32中的第一尺寸的凹口42的第一錐形部分52、可操作地接合第二緊固件34中的第二尺寸的凹口44的第二錐形部分54、以及可操作地接合第三緊固件36中的第三尺寸的凹口46的第三錐形部分56。如圖1d中所示，在該應用中，第三緊固件36的第三尺寸的凹口46比第二緊固件34的第二尺寸的凹口44更大，而第二緊固件34的第二尺寸的凹口44要比第一緊固件32的第一尺寸的凹口42更大。如此，扭矩傳送驅動器20適於有效地驅動多於一種尺寸的緊固件。儘管圖1a-1d中所示的扭矩傳送驅動器20可操作地有效接合併驅動三種不同尺寸緊固件凹口，但扭矩傳送驅動器20可適用於期望的多種緊固件凹口尺寸和緊固件尺寸。如下文所述，扭矩傳送驅動器典型地可有效接合併驅動2個至4個之間的不同緊固件驅動表面，例如凹口或突起。

如圖2中所示，扭矩傳送驅動器20包括主體60，主體60具有第一端部分62和第二端部分64。第一端部分62適於從扭矩發生源(例如，動力驅動器、手動操作的驅動器柄、鑽機馬達或如期望的其它扭矩發生源)接收並傳送扭矩。如圖2和3中所示，第二端部分64與第一端部分62相對，第二端部分64包括錐形形狀的鑽頭66，鑽頭66具有圍繞如圖2中a所示旋轉軸線的一系列的六個凸角70和凹槽72。如圖2中所示，六個凸角70和凹槽72圍繞旋轉軸線對稱布置，具有自旋轉軸線的15°到65°之間的錐度角θ。在一個應用中，該錐度角θ為大約35°。替代地，錐度角為大約40°。在又一個應用中，錐度角選自25°至40°之間的角。在又一應用中，錐度角選自45°至60°之間的角。在又一個應用中，錐度角選自45°至55°之間的角、50°至55°之間的角、或55°至65°之間的角。在又一個應用中，錐度角近似是45°或近似是52°。增大的錐度角可以將更大的強度提供到凹口，從而減少緊固件和驅動器的磨損和失效。

圖3和圖4中所示的扭矩傳送驅動器20為六凸角驅動器。在一個替代方案中，扭矩傳送驅動器20和對應的緊固件可包括通過圖11的截面為範例示出的五凸角扭矩傳送系統，或可為通過圖12的截面為範例示出的四凸角扭矩傳送系統。在一個應用中，具有小於大約0.039英寸(1.0毫米)的主螺紋直徑的小緊固件可利用四凸角扭矩傳送系統。替代地，具有小於大約0.063英寸(1.6毫米)的主螺紋直徑的小緊固件可利用四凸角扭矩傳送系統。在另一個應用中，具有小於大約0.039英寸(1.0毫米)的主螺紋直徑的小緊固件可利用五凸角扭矩傳送系統。在又另一替代方案中，具有小於大約0.063英寸(1.6毫米)的主螺紋直徑的小緊固件可利用五凸角扭矩傳送系統。

在穿過錐形鑽頭66的任何截面處，諸如圖4中所示的截面，每個凸角70的最外末端形成凸角外徑74，且每個凹槽72的根部形成內徑76。凸角外徑74的半徑和內徑76的半徑之間的差是凸角高度78。另外地，每個凸角具有寬度80。隨鑽頭66向第二端呈錐形，每個凸角具有漸縮的高度和寬度。對於每個漸縮的凸角，凸角寬度與高度比對每個凸角隨其沿軸線漸縮時是基本相同的。

主體60可為六角形杆（shank），其具有可操作地安裝在扭矩發生源中或以其他方式接合扭矩發生源(例如，動力驅動器)的長度和截面尺寸。例如，在常規應用中，主體可具有5/16英寸的六角形截面。替代地，主體可具有1/4六角形截面。如期望，主體60可具有對應於應用中所需要的扭矩發生源的任何截面形狀和尺寸。替代地，主體可包括插口(未示出)來接收在扭矩發生源上的對應接合部。

在圖3-5的範例中，在每個凸角70和每個凸角70的至少一側上的凹槽72之間的過渡段形成在外過渡段半徑94和內過渡段半徑96之間延伸的驅動側過渡段82。如圖5所示，在驅動側過渡段82和從旋轉軸線a延伸並與內過渡段半徑96相切的徑向線98之間測量驅動角α。驅動側過渡段82適於接合對應緊固件表面來用於從驅動器向緊固件傳遞扭矩。驅動側過渡段典型地在凸角高度的大約20%至60%之間。替代地，驅動側過渡段在凸角高度的大約10%至80%之間。在又一替代方案中，驅動側過渡段在凸角高度的大約20%至40%之間。如圖5中所示，驅動側過渡件82形成在0°至5°之間的驅動角α。替代地，如圖6和7中所示，在每個凸角和每個凸角70的至少一側上的凹槽之間的過渡段形成具有負驅動角的驅動側過渡段82，其中驅動角α在0°至-10°之間。在一個應用中，驅動角α在-2°至-10°之間。替代地，驅動角α在-3°至-10°之間。在又一替代方案中，驅動側過渡段可形成0°至-3°之間的驅動角。在本文使用時，正驅動角被定義成向外成角的驅動側過渡段表面，使得從該表面垂直延伸的線指向內徑76的外側或遠離內徑76。相反，負驅動角被定義成向內成角的驅動側過渡段表面，使得從該表面垂直延伸的線指向內徑76的內側或向著內徑76。零度的驅動角提供了垂直於驅動側過渡段表面的線，該線平行於凸角內徑和/或外徑的切線。典型地，緊固件驅動角與鑽頭驅動角近似相同，來提供表面與表面的接觸。替代地，如期望，緊固件驅動角可大於或小於鑽頭驅動角，來容納緊固件與驅動器之間的間隙。

在公-母接合（male-femaleengagement）中，錐形驅動器20可操作地驅動緊固件中的對應驅動表面。在一個應用中，如上文所述和圖8-10中所示，緊固件36具有驅動端部分86和引導端部分88。驅動端部分86可操作地接合扭矩傳送驅動器而引導部分88例如通過螺紋來可操作地使緊固件緊固。驅動端部分86具有驅動表面40，驅動表面40包括圍繞旋轉軸線的一系列的五個或六個緊固件凸角90和緊固件凹槽92，緊固件凸角90和緊固件凹槽92具有自旋轉軸線的15°至65°之間的錐形驅動表面γ。緊固件凸角90和緊固件凹槽92可操作地接合驅動器上的類似形狀和錐度的對應的驅動表面。每個緊固件凸角90具有漸縮的高度和寬度，其中凸角的寬度與高度之比是恆定的。在緊固件凹口中，凸角90突入凹口以接合驅動器上的驅動器凹槽72。類似地，驅動器上的驅動器凸角70接合緊固件凹口中的緊固件凹槽92。

在另一個替代方案中，例如圖13中所示，緊固件驅動表面40包括四個、五個或六個凸角和凹槽的突起，來與驅動器（未示出）中的對應凹口接合。期望的是，本申請中描述對應於諸如圖9中所示的緊固件中的凹口的驅動器鑽頭的驅動表面的論述和引用也應用於諸如圖13中所示的緊固件上的作為突起的驅動表面。類似地，本申請中描述諸如圖9中所示的緊固件中的凹口的驅動表面的論述和引用也應用於用於驅動諸如圖13中所示的緊固件上的突起的驅動器中的凹口中的驅動表面。

凸角和凹槽呈錐形地進入凹口，至少到圖9中以"p"指示的底平面。底平面p在本文使用時是對應的驅動器可插入凹口中的近似深度。在底平面p的下方，凹口的底部可為圓錐形的、半球形的、半球體形的、平的或如期望的任何其它弧形或成角度的形狀來用於形成凹口。從底平面p，凹口的截面帶凸角形狀向具有錐度角γ的緊固件凹口的頂部向外呈錐形。凹口錐度角γ可與驅動器錐度角θ近似相同。替代地，凹口錐度角γ可略微大於驅動器錐度角θ以用於製造公差。在另一個替代方案中，凹口錐度角γ可比驅動器錐度角θ大0.5°至5°之間。如一個範例中，凹口錐度角γ可指定為35°至36°之間，且驅動器錐度角θ指定為34°至35°之間，其中凹口錐度角γ和驅動器錐度角θ標稱都為35°。在另一示例中，凹口錐度角γ可指定為52°至53°之間，且驅動器錐度角θ指定為51°至52°之間，其中凹口錐度角γ和驅動器錐度角θ標稱各自為52°。在另一示例中，凹口錐度角γ可指定為45°至46°之間，且驅動器錐度角θ指定為44°至45°之間，其中凹口錐度角γ和驅動器錐度角θ標稱各自為45°。然而，凹口錐度角γ和驅動器錐度角θ可為如期望的自旋轉軸線的15°至65°之間的任何角。

可提供緊固系統，藉助於緊固系統，一個扭矩傳送驅動器20可操作地驅動多個不同尺寸的緊固件32、34、36。錐形驅動器20可構造成利用相同尺寸的鑽頭66驅動兩個或更多不同尺寸的緊固件。在圖1a-1d的範例中，錐形鑽頭的末端部分具有截面尺寸，其形成可操作地接合對應於第一錐形部分尺寸的緊固件的第一錐形部分52。第二錐形部分54可處於錐形鑽頭上的鄰近第一錐形部分52的位置，第二錐形部分54具有大於第一錐形部分的截面尺寸。第二錐形部分54可操作地接合對應於第二錐形部分的尺寸的緊固件。類似地，第三錐形部分56鄰近第二錐形部分54，第三錐形部分56可操作地接合對應於第三錐形部分的尺寸的緊固件。例如，一個驅動器可適於驅動相關尺寸的6、8和10螺絲，其中鑽頭的第一錐形部分52適於#6螺絲，第二錐形部分54適於#8螺絲並且第三錐形部分56適於#10螺絲。在其它替代方案中，一個驅動器可適於驅動相關尺寸的8、10和12螺絲，並且另一個驅動器適於驅動相關的1/4英寸、5/16英寸和3/8英寸的螺絲。替代地，驅動器可適於驅動多個小緊固件，例如與驅動器相關的尺寸#0和#1的緊固件或更小。如期望的，驅動器可適於驅動兩個或更多相繼尺寸的相關緊固件。

對於一個驅動器20驅動多個不同尺寸的緊固件32、34、36，每個緊固件都具有對應於驅動器的驅動表面40，使得不同尺寸的驅動表面具有至少一個在尺寸和形狀上基本相同截面。特別地，參看圖1a-1d，於與期望的驅動鑽頭20相關的每個緊固件，在底平面p處的凹口42、44、46的截面的尺寸和形狀是近似相同的。另外地，驅動器20的在第二端64處的對應截面尺寸和形狀與底平面p處的緊固件尺寸和形狀近似相同。對於某些應用，驅動器20的在第二端64處的截面尺寸和形狀小於在底平面p處的緊固件尺寸和形狀，從而易於驅動器插入凹口和從凹口除去。替代地，驅動器20的在第二端64處的截面尺寸和形狀略微大於在底平面p處的緊固件尺寸和形狀，使得驅動器和緊固件之間的幹涉(interference)導致緊固件可釋放地卡住(stick)驅動器，從而組裝者不必須將緊固件保持到驅動器上。

緊固件的驅動表面和對應構造的鑽頭驅動表面構造成用於使緊固件驅動表面與對應的鑽頭驅動表面接合至足以允許從驅動器鑽頭至緊固件的良好扭矩施加的接合深度。例如，具有小於約0.039英寸(1.0mm)的主螺紋直徑的小緊固件可具有小於0.010英寸(0.25毫米)的驅動表面的有效接合深度。對於例如具有大於大約0.236英寸(6.0毫米)的主螺紋直徑的較大的緊固件，有效接合深度可為0.06英寸(1.5毫米)或更大。

對於某些較大緊固件應用，錐形緊固件驅動表面和相關驅動器可使用傳統的冷鍛和/或機加工技術製造。然而，較小的緊固件趨於需要增高的精度。在一個應用中，通過衝壓來將緊固件驅動表面壓出或模壓到緊固件上。對於某些應用，例如對於具有小於大約0.039英寸(1.0毫米)的主螺紋直徑或替代地具有小於大約0.063英寸（1.6毫米）的主螺紋直徑的小緊固件，驅動器可通過電子放電加工（edm）或電化學加工（ecm）來製造。可構想出，滾銑（hobbing）也可用於某些適合的幾何形狀。

對於應用，如期望的，本扭矩傳送驅動器可為鋼或鋁合金。在一個替代方案中，鋼是中碳鋼，例如aisis2,6150,8650,8660或如期望的為具有可硬化性和強度的其它工具鋼組分或合金鋼組分。中碳鋼可在驅動器製成後被硬化。在扭矩傳送驅動器形成後，鋼驅動器可被硬化至58-62hrc的硬度。替代地，鋼驅動器可被硬化至大於52hrc的硬度。

如上文所述，例如圖3中所示的驅動器的凸角70隨鑽頭66漸縮而漸縮。在這些實施例中，當鑽頭（見圖2-4）的截面尺寸減小時，凸角70與凹槽72的比例將保持基本相同。因為凸角是錐形的，來自緊固件的對驅動器凸角所施加的反作用力示意地示為圖14a中的「fr」，fr包括升角β。反作用力fr包括沿驅動器軸線的分量，示意地示為圖14a中的「fv」，其在緊固件的驅動期間沿趨於抬升驅動器20和減少驅動器在緊固件凹口中的接合的方向。該過程被稱為「滑出（camout）」，因為隨驅動扭矩增加而分力fv也增加，當與分力fv相對的力沒有施加時，驅動器可沿遠離緊固件凹口的方向抬升，並且在一些情況下，驅動器可抬升至足以與緊固件凹口脫離。

本公開的緊固件系統抑制滑出，並且對於某些應用可期望進一步減小導致滑出的力。在圖14b中所示的一個範例中，驅動器66'的驅動表面102可被修改，同時後表面104可如先前闡述的那樣呈錐形。如圖14b中所示，驅動表面102可基本平行於驅動器的旋轉軸線，取決於製造公差，將升角β減小至等於或接近零度。在一個替代方案中，驅動表面102上的升角可在0°至2°之間。該升角可被選擇來減少當扭矩通過驅動器施加至緊固件時作用在驅動器上的豎直力的量。隨扭矩需求的增加，會期望升角等於或接近零度。由應用來決定，在低扭矩布置中，升角可不需要被高度地約束。在圖14b所示的具有驅動側角近似為零度的布置中，當使用驅動器來使緊固件與對應的凹口上緊時，升角β將接近零，這減少了在緊固期間發生滑出的可能性。當圖14b中所示的驅動器被使用於鬆開緊固件時，在驅動緊固件的除去的後表面104上的升角可大於零。緊固件可設計成容納單獨的驅動器來用於緊固件的安裝和除去，這對於防擅動(tamper-resistant)應用會是期望的。

圖14b中所示的驅動器66′使在緊固件凹口中的凸角的對應驅動側上錐度能夠更小，這增加了緊固件的凸角中的材料的量，從而使緊固件更強。緊固件凸角中所增加的材料可導致驅動器和緊固件之間的扭矩差在量上接近，這進一步有助於抑制滑出並改善驅動器的維護。

現在參看圖15，執行了對所公開的錐形凸角驅動器和緊固件系統的測試。在各種情況中，使具有所選錐度角的一組錐形凸角驅動鑽頭與對應的凹口接合。如圖15中所述，三次測試包括：五凸角驅動鑽頭和具有35°的錐度角的凹口、具有45°的錐度角的六凸角驅動系統、以及具有52°的錐度角的六凸角驅動系統。驅動鑽頭各自扭轉，直到驅動系統不能確定該系統的強度。另外地，在標準的緊固件凹口以及形成於具有顯著增加的強度的高速鋼中的凹口兩者中對驅動鑽頭進行測試，以便單獨地對驅動鑽頭的強度進行分析。黑色參考線表示現有技術可商購六凸角直壁（straight-walled）驅動鑽頭的規定的驅動鑽頭強度。如所示，具有45°和52°的錐度角的六凸角驅動鑽頭兩者都超越六凸角直壁驅動鑽頭的驅動鑽頭強度。因此，錐形凸角驅動器和緊固件提供驅動系統強度的改善連同對於多尺寸緊固件使用單個驅動器的能力，這些都同時降低在緊固期間發生滑出的可能性。

儘管在附圖中和上述描述中已經詳細示出了並描述了本發明，但本發明應被視為在特徵上是示意性而非限制性的，應當理解，僅已示出並描述了優選的實施例，並且期望的是落在本發明的精神範圍內的所有改變和修改都通過所附的權利要求和其等同方案來保護。