專利名稱：螺釘?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種整體式螺釘，尤其是一種木螺釘，包括一帶螺紋的桿部，此桿部具有一自由端和一底端，此底端與沿軸向從所述底端外伸的一同軸的具有截頭圓錐形狀的部分的小端形成一體且直徑與之一致，以及一靠近截頭圓錐部分大端的外形凸出的頭段，所述頭段具有設(shè)置在正中的螺釘擰動(dòng)工具嚙合凹槽，與用于擰動(dòng)所述螺釘?shù)念A(yù)定工具相配合。
木螺釘屬于最為廣泛地用于許多不同場(chǎng)合中的緊固件。比如，經(jīng)常要求一只木螺釘能夠牢固地安裝五金器件，諸如鉸鏈翼板或鐵路壓板。經(jīng)常提出的另一要求是，在一上緊的螺釘?shù)穆葆旑^下面作用的軸向比壓在確保安裝牢固的情況下盡可能地小，再一要求是，螺釘能夠在使用時(shí)不需埋頭，因埋頭可能要求至少對(duì)各連接部分之一作額外機(jī)加工。另外，還經(jīng)常要求，就位的螺釘在表面上盡可能是不礙事的，以避免對(duì)于比如動(dòng)物圍欄中的動(dòng)物、對(duì)于兒量和對(duì)于一般用戶的傷害危險(xiǎn)。
已有的各種型式的螺釘，目的在于滿足上述一項(xiàng)或多項(xiàng)要求。比如，已有的Manfroni的意大利專利475002號(hào)提供一種鐵路壓板緊固木螺釘，在螺釘桿螺紋部分以上和緊挨螺釘頭以下包括一螺釘桿圓柱部分。圓柱部分與鐵路壓板中的一孔眼緊密配合，螺釘穿過此孔眼進(jìn)入木制軋枕以壓住壓板。從本發(fā)明的立場(chǎng)看，此螺釘?shù)娜秉c(diǎn)是，在螺釘頭下面的比壓較大，以及需要一軸向向上突出的部分，用于與一扭矩施加工具，在此情況下即一套筒板手，相嚙合。因而，這種類型的螺釘不適合要求比壓必須很低、緊固力必須很大和螺釘頭表面必須盡可能平齊以避免或至少顯著地減少對(duì)于兒童或動(dòng)物的傷害危險(xiǎn)的各種應(yīng)用場(chǎng)合。
與扭矩施加工具嚙合的突出部分可以用各種與諸如改錐等工具配合的切口來代替，現(xiàn)有的這種切口是各種各樣的，從Rogers的加拿大專利27387號(hào)中的平直溝槽直到示于比如Nagoshi等人的美國(guó)專利5249882號(hào)、Purtell的加拿大專利400454號(hào)、Rockenfeller等人的加拿大專利1248374號(hào)或已公布的Goss的加拿大專利申請(qǐng)2094478中的比較復(fù)雜的槽口。
先前技術(shù)的螺釘通常不適合使用機(jī)動(dòng)工具，因?yàn)槟菚r(shí)螺釘往往必須承受較大的扭矩，同時(shí)又要求當(dāng)緊固件牢固就位時(shí)螺釘頭下面的比壓很低。具有凸出形狀螺釘頭的螺釘往往以可能導(dǎo)致傷害的礙事的和潛藏危險(xiǎn)的方式突出在工件表面以上。
本發(fā)明的目的是，提供一種螺釘，可承受由機(jī)動(dòng)工具所施加的較大扭矩；需要時(shí)能夠配合諸如一鉸鏈翼板這種五金器件上的一孔眼的預(yù)定尺寸；在木螺釘?shù)那闆r下，使用時(shí)可以勿需預(yù)先機(jī)加工工件表面以適應(yīng)螺釘頭；以及，在螺釘頭下面作用較小的比壓并具有以不礙事的方式從工件表面突出的一種外形，排除了或顯著地減小了對(duì)于具體工件的用戶造成傷害的可能性。
按照本發(fā)明的一個(gè)特征，本發(fā)明提供一種前述類型的螺釘，其中頭段包括一微凸的頭部，與一墊圈部分形成一體。墊圈部分包括一平坦底面和一平坦的環(huán)形上部端面，與頭部同心，并且小直徑等于頭部的直徑而大直徑大于頭部的直徑。
優(yōu)選的是，一整體圓柱部分位于截頭圓錐部分的大端與平坦底面之間，以便不僅加強(qiáng)螺釘結(jié)構(gòu)，使之更適合機(jī)動(dòng)工具驅(qū)動(dòng)，而且還提供一個(gè)圓柱形導(dǎo)引表面，以配合比如鉸鏈翼板之中的預(yù)機(jī)加工的孔眼。
螺釘?shù)膹?qiáng)度和易使用性由于本發(fā)明的另一特征而進(jìn)一步得到改進(jìn)，即截頭圓錐部分的小端直徑與桿部的直徑一致，而截頭圓錐部分的大端直徑與圓柱部分的一致。
頭部的軸向長(zhǎng)度大于墊圈部分的厚度，最好是成一比例，從而墊圈部分的厚度是頭部長(zhǎng)度的大約0.75至大約0.9。這一比例，與螺釘頭上凹下的改錐咬合穴孔相結(jié)合，提供了一種光滑和安全的表面，此時(shí)螺釘頭與墊圈都不會(huì)是傷害等事件的潛在根源。
另外優(yōu)選的是，圓柱部分的直徑大于其軸向長(zhǎng)度，以便一方面提高圓柱部分的強(qiáng)度和長(zhǎng)度，以安全地配合比如說鉸鏈翼板的預(yù)機(jī)加工的孔眼，另一方面又避免需要在底面機(jī)加工出一個(gè)凹槽來安放圓柱部分的加大直徑。
本發(fā)明的其他各項(xiàng)特征和優(yōu)點(diǎn)，從以下參照附圖所作的關(guān)于本發(fā)明螺釘結(jié)構(gòu)的幾項(xiàng)實(shí)施例的說明中，會(huì)顯而易見，同時(shí)應(yīng)理解，組合結(jié)構(gòu)的原理可以用于其他各種類型的螺釘或螺栓。
附圖中

圖1是一種包括根據(jù)本發(fā)明綜合特征的木螺釘?shù)氖疽庑苑糯髠?cè)視圖；圖2是類似于圖1的視圖，其中一具有可比尺寸、帶有六角頭的先前技術(shù)的螺釘?shù)耐庑我蕴摼€畫出，以便與專利申請(qǐng)的螺釘?shù)耐庑螌?duì)比；圖3是一種包括本發(fā)明綜合特征的螺釘?shù)氖疽庑詡?cè)視圖，其中標(biāo)出某些量度以提供具有許多尺寸變動(dòng)的實(shí)例；圖4是圖3的頂視圖；圖5是類似于圖3的視圖，但表明本發(fā)明的另一實(shí)施例；以及圖6是圖5的頂視圖。
附圖中所示的螺釘是一種由適當(dāng)鋼材制成的整體式產(chǎn)品，同時(shí)要理解，某些應(yīng)用場(chǎng)合可能應(yīng)當(dāng)或要求使用不同的材料，比如尼龍。
附圖中所示的螺釘包括一桿部10。一如所知，此桿部具有一自由端部分11，在圖示實(shí)施例中，它是帶尖的。桿部10的另一端稱作底端12。桿部10的大部分是圓柱形，唯一差異是在帶尖的自由端11處形狀為圓錐形。螺旋狀螺紋13從桿部10的表面伸出。它從帶尖的自由端11伸展并終結(jié)在螺紋13的一底端部分14，它與桿部10的底端12間隔開。
桿部10的底端12與一截頭圓錐部分16的小端15形成一體。底端12的直徑與小端15相同。因而，截頭圓錐部分16沿軸向從底端12突出并圍繞螺釘?shù)囊还餐S線17與該底端共軸。
截頭圓錐部分16的另一端是大端18。在圖示的實(shí)施例中，大端18重合于一圓柱底部20的一第一端19，并因而具有與之相同的直徑。而部位18、19是一體的并與軸線17和彼此同共軸。
圓柱底部20的另一端21與墊圈部分23的一平面環(huán)形的、面朝下的底面22匯合，它與圓柱部分20形成一體。圖3和4表明，直徑B1(圖4)是第二圓柱部分20的直徑B3(圖3)的倍數(shù)。
墊圈部分23形成一平面的、環(huán)形上部端面部分24。它與底面22平行并在其背面。
一正中設(shè)置的、共軸線的、略凸的頭部25從上部端面部分24向上突出。此頭部25配有正中設(shè)置的擰動(dòng)工具嚙合凹槽26。凹槽在平面上的具體外形示于圖6。不過，應(yīng)當(dāng)理解，凹槽26的具體類型不是本發(fā)明的一部分，而是任由選擇的。它應(yīng)當(dāng)與用于把螺釘擰進(jìn)一底座的預(yù)定工具相配，并且最好是適合于當(dāng)螺釘要被用于制作家具，木結(jié)構(gòu)或需要機(jī)動(dòng)式螺釘擰動(dòng)工具的其它產(chǎn)品時(shí)與機(jī)動(dòng)工具一起使用。
現(xiàn)在說明示意性地示于圖3和4的螺釘各已述部分不同尺寸的一些實(shí)例。
雖然某些應(yīng)用場(chǎng)合可能有另外要求，但一般最好是，圓柱底部20的軸向長(zhǎng)度A3小于其直徑B3(圖3)，由于這種安排有助于螺釘在不需在工件中預(yù)先鉆出孔眼的情況下應(yīng)用，而且這還會(huì)提高螺釘?shù)目古?qiáng)度。
另一優(yōu)選特征是，雖然頭部25的特征直徑B2當(dāng)然小于墊圈部分23的直徑B1，但它大于圓柱底部20的直徑B3。后一直徑B3可以決定于螺釘要與之一起使用的五金器件諸如鉸鏈板的孔眼尺寸。
頭部的略凸形狀與墊圈部分23的具體的實(shí)際結(jié)構(gòu)相結(jié)合以形成在工件表面上方的比較光滑、逐漸升高的螺釘頭部，不帶有突然升高的棱角，以免可能造成比如對(duì)于動(dòng)物圍欄中動(dòng)物的傷害。用于描述頭部25的“略”凸一詞，表示一般的狀況，即頭部25的軸向長(zhǎng)度A1與其直徑B2的比值處于大約0.2到0.25的范圍之內(nèi)，換句話說，頭部25在墊圈部分23上方的軸向高度一般小于在墊圈部分23的上部端面處的頭部25直徑的大約1/4。另外，最好是，墊圈部分23厚度A2對(duì)于頭部25軸向長(zhǎng)度A1的比值處于大約0.75到大約0.9的范圍之內(nèi)，換句話說，墊圈部分23的厚度A2小于凸形頭部25的高度A1。
具體參照?qǐng)D3和4，以下的表格1提供了本發(fā)明螺釘?shù)牟煌瑢?shí)施例的三個(gè)例子，螺釘各個(gè)部分具有典型的實(shí)際尺寸。所示三種實(shí)施例是6、7和8mm的，粗略地分別對(duì)應(yīng)于各自具有總長(zhǎng)度大約為80mm的1/4＂、5/16＂和3/8＂的木螺釘。本發(fā)明的螺釘?shù)母鱾€(gè)尺寸細(xì)節(jié)采用圖3和4的參考符號(hào)表示。
表1本發(fā)明螺釘三個(gè)實(shí)施例的尺寸(單位mm)螺釘尺寸 8 76頭部25高度A12.42 1.6墊圈23厚度范圍A21.8-1.5 1.6-1.3 1.4-1圓柱底部20軸向長(zhǎng)度A32(最大) 2(最大) 1.5(最大)截頭圓錐部16軸向長(zhǎng)度A4 2(最大) 2(最大) 1.5(最大)墊圈部分23直徑范圍B118.5-16 16.5-14 14-12.5頭部25直徑范圍B210.5-10 10-9.7 9-8.7圓柱底部20直徑范圍B39.4-8.9 7.8-7.3 6.3-5.9
螺紋13的外徑范圍B48-7.5 7.2-6.7 6.2-5.7桿部10的直徑范圍B554-5.1 4.82-4.79 4.24-4.18從上面得出，可以生產(chǎn)范圍很寬的符合本發(fā)明的螺釘。
這樣的一個(gè)實(shí)施例，一般對(duì)應(yīng)于示于前述表格的各項(xiàng)實(shí)施例，示意性地示于圖5和6。為簡(jiǎn)單起見，圖5和6的實(shí)施例的各對(duì)應(yīng)部分的編號(hào)為圖1-4中相同的參考編號(hào)再加上100。就象圖1-4的實(shí)施例那樣，一桿部110具有一帶尖的自由端111和一底端112。
與第一組實(shí)施例的不同之處在于，圓柱桿部110長(zhǎng)些，而螺旋狀螺紋分為兩段在頂尖111處的113a和在底端112處的113b。中段113c是圓柱形。
雖然，圖5和6(以及當(dāng)然還有圖1-4)的螺釘尺寸都是任由選擇的，但應(yīng)當(dāng)注意，尺寸C1-D4通常大體上對(duì)應(yīng)于圖1-4的A1-B1的尺寸。不過，桿部110一般會(huì)較長(zhǎng)，從大約135mm到大約340mm。在此范圍內(nèi)，帶螺紋部分113a的長(zhǎng)度會(huì)是大約50-75mm，中間的不帶螺紋部分113c會(huì)是大約50-220mm長(zhǎng)，而帶螺紋的上部113b會(huì)是大約30-45mm。
除了上述桿部110結(jié)構(gòu)方面的區(qū)別之外，圖5和6的螺釘?shù)钠溆嗖糠只臼堑谝粚?shí)施例的復(fù)制品桿部110的底端112與一截頭圓錐部分116的小端115成一體，此截頭圓錐部分116沿軸向從底端112突出并圍繞螺釘?shù)囊还餐S線117與底端共軸。大端118重合于一圓柱底部120的一第一端119。
圓柱底部120的另一端與一墊圈部分123的平面狀底面122匯合。墊圈部分123具有一上部端面部分124。
一頭部125從上部端面部分124突出。此頭部125具有正中設(shè)置的擰動(dòng)工具嚙合凹槽126。
在使用中，螺釘可以或者用人力或是用機(jī)動(dòng)工具擰動(dòng)就位。當(dāng)充分?jǐn)Q進(jìn)時(shí)，墊圈部分23、123及其有關(guān)頭部25、125盡量少地突出在一工件的表面上。另外，中間的結(jié)構(gòu)部分16、20、116、120都提供了所需的強(qiáng)度，即使螺釘很小而且設(shè)有一工具嚙合凹坑。這樣基本上排除了在裝配作業(yè)期間發(fā)生既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的螺釘破損現(xiàn)象和在最終產(chǎn)品上所造成的質(zhì)量缺陷。如果需要，圓柱部分20、120可以提供所需的與有待固定于某一木結(jié)構(gòu)的部件(例如，支架或鉸鏈)上的孔眼相配合的表面。墊圈部分23、123的加大表面即使在螺釘強(qiáng)烈上緊時(shí)也可在工件表面上保持較低的比壓。
在使用圖5和6的實(shí)施例時(shí)，還增加了一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。此實(shí)施例在以下場(chǎng)合中特別有用，即一層比如說隔熱層要夾置在兩塊木板之間，以及各木板要保持某一預(yù)定的間隔。螺釘擰進(jìn)第一木板，再穿入隔熱層。進(jìn)一步穿入第二木板并不會(huì)壓扁隔熱層或使之變形，因?yàn)槁葆數(shù)南露?13a逐漸移動(dòng)而脫出與隔熱層的接觸，而同時(shí)，螺紋的上或底部113b只嚙合第一木板而不嚙合隔熱層。
已經(jīng)確定，在以上的偏差之內(nèi)制成的本發(fā)明的螺釘，所具有的抗扭強(qiáng)度使之適合于利用擰動(dòng)工具嚙合凹坑或凹槽26、126，采用機(jī)動(dòng)螺釘擰動(dòng)工具的場(chǎng)合?？梢哉J(rèn)為，這是由于本發(fā)明的一個(gè)特征，即截頭圓錐部分16、116的長(zhǎng)度一般對(duì)應(yīng)于圓柱底部20、120的長(zhǎng)度這一情況所造成的。
本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員將容易理解，可以對(duì)于本發(fā)明的螺釘作出不同于所述各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)而不偏離本發(fā)明的范疇的各種各樣的修改。因而，我們希望通過可能就此申請(qǐng)而頒發(fā)的專利證書來保護(hù)確切地屬于我們對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)的范疇之內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種整體式螺釘，尤其是一種木螺釘，包括一帶螺紋的桿部(10、110)，此桿部具有一自由端(11、111)和一底端(12、112)，此底端與沿軸向從所述底端(12、112)外伸的一共軸截頭圓錐部分(16、116)的小端形成一體且直徑與之一致；一外形凸出的靠近截頭圓錐部分(16、116)大端(18，118)的頭段(23-25、123-125)，所述頭段(23-25、123-125)設(shè)有設(shè)置在正中的螺釘擰動(dòng)工具嚙合凹槽(26、126)，其與用于擰動(dòng)所述螺釘?shù)念A(yù)定工具相配合；此螺釘?shù)奶卣髟谟冢^段(23-25、123-125)包括一略凸的頭部(25、125)，與一墊圈部分(23、123)形成一體，此墊圈部分包括一平直底面(22、122)和一與頭部(25、125)同心的平直環(huán)形上部端面(24、124)，該環(huán)形上端面具有一小直徑，等于頭部(25、125)的直徑，以及一大直徑，大于頭部(25、125)的直徑。
2.按照權(quán)利要求1所述的螺釘，其特征在于，一整體式圓柱部分(20、120)位于所述大端(18、118)與平直底面(22、122)之間。
3.按照權(quán)利要求2所述的螺釘，其特征在于，所述截頭圓錐部分(16、116)的小端(15、115)在直徑上對(duì)應(yīng)于桿部(10、110)，而截頭圓錐部分(16、116)的大端(18、118)在直徑上對(duì)應(yīng)于圓柱部分(20、120)。
4.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的螺釘，其特征在于，墊圈部分厚度(A2、C2)與頭部(25、125)軸向長(zhǎng)度(A1、C1)的比值小于1，最好是從大約0.75到大約0.9。
5.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的螺釘，其特征在于，頭部(25、125)的直徑(B2、D2)與其軸向長(zhǎng)度(A1、C1)的比值是大約0.15到大約0.25。
6.按照權(quán)利要求2-5中任何一項(xiàng)所述的螺釘，其特征在于，圓柱部分(20、120)的直徑(B3、D3)大于其軸向長(zhǎng)度(A4、C4)。
7.按照權(quán)利要求2-6中任何一項(xiàng)所述的螺釘，其特征在于，頭部(25、125)的直徑(B2、D2)大于圓柱部分(20、120)的直徑(B3、D3)。
8.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的螺釘，其特征在于，桿部(110)包括一自由端帶螺紋段(113a)、一底端帶螺紋段(113b)和一大體上光滑的、圓柱形中間部分(113C)，中間部分(113C)的直徑(D5)大體上等于所述帶螺紋各段(113a、113b)的螺紋根部直徑。
9.按照權(quán)利要求2-8中任何一項(xiàng)所述的螺釘，其特征在于，截頭圓錐部分(16、116)的軸向長(zhǎng)度大體上等于圓柱部分(20、120)的長(zhǎng)度。
全文摘要
一種螺釘,尤其是一種木螺釘,具有一帶螺紋的圓柱形桿部(10、110),經(jīng)過一倒置截頭圓錐部分(16、116)與一大直徑圓柱部分(20、120)相匯合,此圓柱部分與一大直徑墊圈部分(23、123)的底面形成一體,此墊圈部分本身又與一略凸的頭部(25、125)形成一體。本發(fā)明用于通常大約6mm級(jí)的木螺釘,并通過螺釘頭與其所在的平直表面的平滑匯合而減少了傷害的機(jī)會(huì)。另外,該螺釘具有改進(jìn)了的扭矩特性,使之適合于與機(jī)動(dòng)螺釘擰動(dòng)工具一起使用。另一優(yōu)點(diǎn)在于,由于螺釘頭下面的比壓減小而減少了因螺釘強(qiáng)烈上緊所造成的對(duì)于工件的損傷。
文檔編號(hào)F16B5/02GK1176682SQ96192242
公開日1998年3月18日 申請(qǐng)日期1996年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月18日
發(fā)明者尤利·沃爾瑟 申請(qǐng)人:Grk加拿大有限公司, 尤利·沃爾瑟