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CN102741569B - 具有底面刀具和容器的螺钉 - Google Patents

具有底面刀具和容器的螺钉 Download PDF

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Abstract

一种具有大致平坦的垫圈状头部的螺钉。所述头部的底面上具有围绕所述螺钉的柄部周向地设置的多个刀具或切削边缘。当所述螺钉插入纤维材料如木材时，所述刀具切除或去除材料，以便于所述螺钉的头部的沉埋。所述刀具为三角楔形或四边楔形。从所述刀具径向向内设置一个或多个容器，以用于容纳纤维材料，以便将所述螺钉锁定到位，即防止所述螺钉随时间流逝而松动。这些容器可以为围绕所述柄部周向地设置的圆形容器。可选地，可围绕所述柄部设置单个环形容器。

Description

具有底面刀具和容器的螺钉
技术领域
本发明总体涉及螺纹紧固件，尤其涉及平头螺钉。
背景技术
2002年4月16日发布的申请人所有的加拿大专利No.2198832(Walther(沃尔特)等人)公开了用于纤维材料例如木材、仿木材料及复合材料的自沉埋(self-countersinking)螺钉。该自沉埋螺钉包括倒锥形头部，该倒锥形头部具有容纳螺丝刀尖端的腔，并且具有锥形底部，锥形底部具有多个三角形凹槽，每个三角形凹槽的侧边分别向内延伸以形成锋利的边缘以及容纳切屑的空间。锋利的边缘用于在螺钉钻入工件时形成埋头孔。因此，可有效、容易地插入该自沉埋螺钉。
木材螺钉(或用于任何其它纤维材料的螺钉)的固有问题是它们具有随着时间流逝就会松动的倾向。因此迫切需要针对纤维材料提供一种改善的螺钉，其不仅能自行沉埋，还不易松动。
发明内容
广义地说，本发明提供了一种新型螺钉，其具有位于螺钉头部的底面上的多个刀具以及一个或多个容器。螺钉插入时，刀具在与螺钉头部抵靠的工件表面上刮掉或切掉材料，以便沉埋该头部。所述一个或多个容器用于容纳来自于插入了该螺钉的工件上的材料，从而将螺钉锁定到位。进入容器的材料能够防止螺钉松动。
因此，本发明的一个主要方面是一种螺钉，所述螺钉包括伸长的柄部，所述柄部在其至少一部分上具有多条螺纹，所述螺纹终止于所述柄部的第一端部处的尖端。所述螺钉具有头部，所述头部位于所述柄部的第二端部并具有大致平坦的底面。多个刀具在所述头部的底面上周向地设置。所述刀具适用于通过在插入螺钉的纤维材料的表面上切割材料来促进所述头部的沉埋。至少一个容器与所述刀具径向地隔开，用于当螺钉插入所述纤维材料时容纳至少部分所述纤维材料。
本发明的另一主要方面是一种用于将螺钉紧固至一片纤维材料的方法。所述方法需要将所述螺钉的尖端抵靠所述纤维材料的表面定位并且向所述螺钉施加扭矩，使得所述螺钉攻入所述纤维材料，直到所述螺钉的头部的底面上的刀具从所述表面上切下部分所述纤维材料为止，以便将所述螺钉的所述头部沉埋到所述纤维材料的所述表面中。直到部分所述纤维材料进入形成在所述螺钉的所述头部的底面上的一个或多个容器中时停止施加所述扭矩。
本发明的又一主要方面是一种螺纹紧固件。所述螺纹紧固件包括：柄部和位于所述柄部的一端的头部。所述头部具有底面，所述底面中设置了多个刀具以将所述头部沉埋到纤维材料的表面中。所述头部还包括围绕所述柄部设置并从所述刀具径向向内设置的至少一个容器，以用于在紧固件被插入时容纳部分所述纤维材料。
附图说明
本发明的其它特征和优点将可结合所附附图而由以下详细说明变得明显易知，在附图中：
图1是根据本发明第一实施方式的一种新型螺钉的头部的底面的等轴(isometric)视图；
图2是图1的螺钉的俯视图；
图3是图1的螺钉的侧视图；
图4是图1的螺钉沿截面4-4截得的截面图；
图5是图1的螺钉的仰视图；
图6是图1的螺钉的局部放大截面图；
图7是根据本发明第二实施方式的一种新型螺钉的头部的底面的等轴视图；
图8是图7的螺钉的俯视图；
图9是图7的螺钉的侧视图；
图10是图7的螺钉沿截面10-10截得的截面图；
图11是图7的螺钉的仰视图；
图12是图7的螺钉的局部放大截面图；
图13是根据本发明第三实施方式的一种新型螺钉的头部的底面的等轴视图；
图14是图13的螺钉的俯视图；
图15是图13的螺钉的侧视图；
图16是图13的螺钉沿截面16-16截得的截面图；
图17是图13的螺钉的仰视图；
图18是图13的螺钉的局部放大截面图。
应当注意的是，在所有附图中，采用相同的附图标记表示相同的特征。还应当注意的是，附图不一定按比例绘制。
具体实施方式
通过介绍的方式，本发明总体上提供一种新型螺钉，其头部的底面具有多个刀具以及一个或多个容器。当所述头部与一个表面抵靠时，所述刀具从所述表面刮下或切下材料以帮助沉埋所述头部。所述容器容纳来自于所述螺钉所进入的工件的材料，以将所述螺钉锁定到位，即进入所述容器的材料阻止，或至少抑制所述螺钉随着时间的流逝而松动。
图1-图18描述了本发明的三个实施方式，其通过示例来说明本发明。图1-图6描述了本发明的第一实施方式，在该第一实施方式中螺钉具有形状类似于四边楔形的多个刀具以及环绕螺钉的柄部设置的单个环形容器。图7-图12描述了本发明的第二实施方式，在该第二实施方式中螺钉具有位于头部底面的多个圆形容器。图13-图18描述了本发明第的三实施方式，在该第三实施例中的刀具为三角楔形。
如图1-图6所示，通常由附图标记10表示的螺钉具有伸长的柄部12，柄部具有至少位于其一部分之上的多条螺纹14，螺纹终止于柄部的第一端部18处的尖端16。换言之，柄部(杆部)可以具有螺纹部和非螺纹部。螺钉还具有设置在柄部的第二端部22处的头部20，头部具有大致平坦的底面24。如图所示，柄部与头部之间为逐渐变细的(平头锥形(frusta-conical))中间(颈)部。
头部的底面上周向地设置多个刀具(切削齿)26。刀具具有锋利的切削边缘，当刀具抵靠纤维材料(例如木材、复合材料以及类似产品)的表面转动时，锋利的刀刃被定向并被用于切除(切掉或刮掉)这种类型的纤维材料。因此，刀具有助于头部的沉埋。当抵靠表面转动时，刀具也会附带地产生碎片或切屑。
至少一个容器28与刀具径向隔开，以用于在螺钉进入纤维材料时容纳部分纤维材料。容器可为任何合适的用于容纳材料的凹槽、孔或腔。在一些情况下，纤维材料的碎屑、突起或其它组成会伸入或进入容器，这样有助于在螺钉转动时锁定螺钉。在其它的情况下，根据所讨论的纤维材料的性质，表面的某些纤维材料可能会部分地伸入容器内。此外，也可能会在这些容器中收集(刀具在表面上转动时产生的)部分碎屑。这些碎屑可以有助于将纤维材料填充到容器中以进一步紧固螺钉防止不想要的松动。
第一实施方式中的容器是围绕柄部(杆部)的环形凹槽(环形容器)，并且沿着刀具的径向向内设置。在图1-图6具体描述的实施方式中，刀具26为四边楔形。在一个特定实施方式中，共有十四(14)个刀具26，应当理解，刀具26的数量可以变化。螺钉还包括插口30，螺丝刀的相应成形的刀头可以插入其中，以施加扭矩来转动螺钉。附图中描述了插口的一个示例。然而，应当理解本发明的实施方式可使用任意类型的插口。
在图7-图12描述的第二实施方式中，螺钉10具有多个分散的容器28，而非环形凹槽(环形容器)。如第二实施方式所示，容器28可为圆形。应当理解，分散的容器28可为方形、矩形、长方形、椭圆形或其它任何合适的形状，以用于容纳纤维材料和/或附带地收集和存储碎屑。
在图13-图18描述的第三实施方式中，螺钉具有形状类似于三角楔形的刀具26，而圆形容器28与第二实施方式所示的圆形容器相同。应当理解，可以采用其它任何合适的刀具形状来替代此处的四边楔形和三角楔形。只要能保持其功能，即容易且清洁地切削沉埋孔的能力，刀具可采用任何合适的形状。同理，如前所述，只要能在螺钉进入工件表面时容纳部分材料，容器可采用任何合适的形状。通过在容器中容纳部分材料，螺钉不太可能随着时间的流逝而松动。
上文所述的和在附图中描绘的螺钉主要设计为用于纤维材料，例如木材、复合材料或其它木质纤维材料。本发明的实施方式还能潜在地应用于其它类型的紧固件和材料，其中刀具进行沉埋并且容器容纳用于锁定螺钉防止不想要的松动的材料。因此，本发明可用于提供如下紧固件，所述紧固件具有柄部(或杆部)以及位于所述柄部一端的头部，所述头部的底面上设置了多个用于沉埋的刀具，以及围绕所述柄部并且从所述刀具径向向内设置的至少一个容器，当所述紧固件被插入时，所述容器容纳材料。尽管主要的意图是将本技术应用于螺钉，但理论上也可将其应用于其它类型的螺纹紧固件。
根据仅为示例性或说明性的特定实施方式、示例、实现方法和配置，对本发明进行了描述。对于已通过阅读本公开文本而受益的本领域技术人员来说，该创造性技术的更改、变型、提炼和应用是显而易见的。这些更改、变型、提炼和应用落入本发明的界限和范围。因此，申请人所要求的本发明的专有权的范围仅由所附权利要求及其法律等效物限定。

Claims (18)

1.一种螺钉，所述螺钉包括：
伸长的柄部，所述柄部在其至少一部分上具有多条螺纹，所述螺纹终止于所述柄部的第一端部处的尖端；
头部，所述头部位于所述柄部的第二端部并具有大致平坦的底面；
多个刀具，所述多个刀具在所述头部的底面上周向地设置，所述刀具通过在插入螺钉的纤维材料的表面上切割材料来促进所述头部的沉埋；以及
多个容器，所述多个容器与所述刀具隔开并且沿着刀具的径向向内设置，以用于当所述螺钉插入所述纤维材料时容纳至少部分所述纤维材料。
2.如权利要求1所述的螺钉，其中，所述容器为环形容器。
3.如权利要求1所述的螺钉，其中，所述容器围绕所述柄部周向地设置。
4.如权利要求3所述的螺钉，其中，所述刀具的数量大于所述容器的数量。
5.如权利要求4所述的螺钉，其中，所述刀具与所述容器的比例为2:1。
6.如权利要求5所述的螺钉，其中，所述螺钉包括14个刀具和7个容器。
7.如权利要求1-6中任一项所述的螺钉，其中，所述刀具为四边楔形。
8.如权利要求1-6中任一项所述的螺钉，其中，所述刀具为三角楔形。
9.一种用于将螺钉紧固至一片纤维材料的方法，所述方法包括：
将所述螺钉的尖端抵靠所述纤维材料的表面定位；以及
向所述螺钉施加扭矩，使得所述螺钉攻入所述纤维材料，直到所述螺钉的头部的大致平坦的底面上的刀具从所述表面上切下部分所述纤维材料为止，以便将所述螺钉的所述头部沉埋到所述纤维材料的所述表面中，直到部分所述纤维材料进入形成在所述螺钉的所述头部的底面上的容器中时停止施加所述扭矩，其中所述容器与所述刀具隔开并且沿着刀具的径向向内设置。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述容器为环形容器。
11.如权利要求9或10所述的方法，其中，所述刀具为四边楔形。
12.一种螺纹紧固件，所述螺纹紧固件包括：
柄部；以及
头部，所述头部位于所述柄部的一端，所述头部具有底面，所述底面中设置了多个刀具以将所述头部沉埋到纤维材料的表面中，所述头部还包括围绕所述柄部设置的多个容器，所述容器与所述刀具隔开并从所述刀具径向向内设置，所述多个容器用于在所述紧固件插入时容纳部分所述纤维材料。
13.如权利要求12所述的紧固件，其中，所述刀具为三角楔形形状的刀具。
14.如权利要求12所述的紧固件，其中，所述刀具为四边楔形形状的刀具。
15.如权利要求12所述的紧固件，其中，所述容器围绕所述柄部周向地设置。
16.如权利要求14所述的紧固件，其中，所述容器围绕所述柄部周向地设置。
17.如权利要求12-16中任一项所述的紧固件，其中，所述刀具与所述容器的比例为2:1。
18.如权利要求12-16中任一项所述的紧固件，其中，所述紧固件包括14个刀具和7个容器。
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