你知道這個世界上為何需要這麼多種不同的螺絲頭形狀種類?你知道電子產品上該如何依據不同的螺絲頭形狀選擇一款適合的螺絲嗎?在解答這個問題前,我們必須得先了解不同的螺絲頭形狀的用途。
螺絲頭的形狀大致上可以分成盤頭/扁頭(Pan head)、圓頭(Round Head)、扁圓頭(Truss Head)、平頭(Flat/Countersunk Head)、皇冠頭/半圓頭/橢圓頭(Oval Head)…等。
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(圖片來自維基百科)
圓頭螺絲(Round Head Scerw)
「圓頭螺絲」顧名思義是因為螺絲鎖付後會在被鎖緊物的表面呈現出一個半圓球形而得名。
「圓頭螺絲」一般被應用在機械螺絲上面,用來鎖付鐵件,尤其是傳統的大型機件設備上,因為圓形的螺絲頭可以降低螺絲頭受到撞擊時衝力,圓滑的頭型在受到撞擊時可以順利滑開,避免受到過大的撞擊力。
扁圓頭螺絲(Truss Head Screw)
隨著時代演進,工作熊現在還真的很鮮少在機器設備或是電子產品上見到真正的「圓頭螺絲」,它們幾乎都已經被「扁圓頭螺絲(Truss Head screw)」給取代了。
「扁圓頭螺絲(Truss)」又稱為「蘑菇頭螺絲(Mushroom)」。
「扁圓頭螺絲」應該可以算是「圓頭螺絲」的改良版,因為傳統圓頭螺絲的頭型太高了,不利現在短小輕薄的使用趨勢,使用上也經常容易被其他物品或不小心撞到,於是保留了圓頭螺絲的圓頭外型,但是把圓弧加大、高度降低,螺絲頭的底面依然保持平面以限制螺絲鎖過頭的問題。
圓頭螺絲及扁圓頭螺絲因為其圓弧外型的先天限制,基本上不利在螺絲頭上製作複雜的槽型,而且隨著螺絲的尺寸越小,圓頭及圓扁頭螺絲的應用就會越少,所以你幾乎不會在手機的產品內看到這類螺絲。
盤頭螺絲(PAN head screw)
「盤頭螺絲」又稱「扁頭螺絲」,其特徵是螺絲頭的上平面與垂直面的交接處會有個R角,這個R角的大小其實並沒有明確的規定,所以不同螺絲廠打出來同一個型號的盤頭螺絲經常會發現有不同圓角的現象,但是R角如果大到整個垂直面,則會變成圓頭螺絲。
中文之所以命名為「盤」頭,應該是取「PAN」的中文發音而得,而且似乎是大陸用語,因為怎麼看都跟把頭髮盤起來沒什麼太大關係。不過把它看成是一個倒扣的盤子或許還可以說得通。
「盤頭螺絲」應該也是「圓頭螺絲」的改良版螺絲之一,因為當螺絲頭的尺寸的越做越小,圓頭螺絲的圓弧頭型邊緣其實不利刻劃螺絲頭的凹槽深度,凹槽淺了使用上就容易造成螺絲頭滑牙問題,於是把螺絲頭的頂部改成平面並增加邊緣厚度,取圓頭螺絲的圓頭優點側面的地方加點圓角就成了改良的重點,這樣依然可以起到螺絲受到撞擊時滑開的作用,但是卻可以改善增加小螺絲頭的凹槽深度,降低滑牙/滑絲的機率。
就因為盤頭螺絲改良了圓頭螺絲及扁圓頭螺絲在小螺絲的缺點且保留其優點,所以盤頭螺絲被大量運用在一般的小型電子產品的鎖緊工件上,尤其是內裝沒有外觀或高度限制的地方,而且不論是用於塑膠的自攻螺絲或是埋入的機械螺絲都可以看到他的身影,使用非常廣泛,特別是在M3以下的螺絲尺寸。
平頭螺絲(Flat head screw)與橢圓頭螺絲/皇冠頭螺絲(Oval head screw)
平頭螺絲(Flat head screw)及皇冠頭螺絲(Oval head screw)與其他螺絲的最大差異是它們被鎖緊後,其螺絲頭會沉入被鎖緊物的表面,使用得當時螺絲頭的頂面會與被鎖物齊平,這種螺絲可以在組裝有限的空間中達到鎖緊並避免螺絲干涉的問題。
平頭螺絲最早期被廣泛的應用在木工的作業當中,如房門鉸鍊在門房關合後不允許有凸出干涉的位置,或是桌面這類不允許有螺絲突起的位置等。不過木工上的螺絲大多使用在自攻牙螺絲上。
隨著電子產品的發達與製作工藝精度的提昇,平頭螺絲的沉頭與被鎖物表面齊平的特性被現代電子產品開發者所喜愛,現在也被大量運用在小型的電子產品中,因為其不但美觀而且不佔用表面空間。不過電子產品內的「平頭螺絲」大多使用在機械牙螺絲上用來鎖付薄鐵片(sheet metal)等工件,因為我們可以透過鐵件的製作工藝,預先設計出螺絲孔與錐形凹槽導角來配合平頭螺絲頭的錐形底面,達到控制這種螺絲頭鎖緊後的高度。
不過有一點要特別注意的是,平頭螺絲鎖緊後因為其螺絲頭底面的錐形斜面容易對被鎖緊物產生較大的應力,甚至使其變形,所以需要較精準的設計與製作工藝配合,也因此較不適合將其鎖緊在塑膠件上,因為塑膠件一般較軟,較無法控制鎖付時的扭力與鎖付後的螺絲高度,也就無法有效控制薄鐵片上所承受的應力。
就因為「平頭螺絲」有著許多不容易克服的缺點,所以如果設計許可的情況下,一般機構設計師大多會使用「盤頭螺絲」來取代「平頭螺絲」,然後在鎖螺絲的地方預設凹孔,來克服盤頭螺絲頭浮出鎖付表面的問題,也因為盤頭螺絲頭底部為平面,可以確保螺絲鎖付至下死點時不會再往下鎖,鎖付後的螺絲頭保持力也相對較佳。這也是為何小巧的手持電子產品(如手機、數位相機)當中反而更常見到盤頭螺絲。
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