TWI804525B - 在滾花區域中具有兩組肋的螺釘和其用法 - Google Patents

Abstract

一種螺釘，特別是用於木料的螺釘，其具有滾花區域(10)。該滾花區域具有兩組(11A,11B)彼此以一方位角偏移的肋(11)。兩組肋例如從滾花區域(10)的兩相對端(10A,10B)朝向彼此延伸，且只在滾花區域之中段處的重疊區域(12)內相互捲繞。

Description

在滾花區域中具有兩組肋的螺釘和其用法

本發明關於一種螺釘，特別是關於具有滾花區域的木螺釘。

為了將螺釘適當且順暢地驅使進入材料內，尤其是撓性材料(例如木料)內，在實務上提供了具有滾花區域的柄，以將螺釘所形成的孔加以擴大，並使摩擦最小化。螺釘上存在各類型的滾花，例如直的或扭曲的鋸齒、單一滾花區域或多個滾花區域、和各種形狀的鋸齒。已發展出不同的類型用於不同的材料。

專利文件WO 2010-034390,US 6,000,892,US 6,616,391,US 9,709,086,US 2007-237606,US 2015-184685,US 2014-294534,EP 2,458,233,EP 2,522,864,DE 102,004,018,069,DE 102,005,039,744,DE 102,008,057,678，和DE 202,004,011,145 U1可提供範例。

儘管螺釘上的滾花已存在很多年，但是仍然不斷地藉 由提供改良的滾花區域來將螺釘最佳化。

本發明的目的在於針對先前技藝進行改良，特別是提供一種螺釘，其具有改善轉動螺旋進入含纖維的材料[尤其是木料]內的能力。以下文更詳細說明的螺釘來達成此目地。特別地，下文所描述的螺釘在木料和其他含纖維的材料中具有增強的銑削效率。

螺釘包含：在螺釘之第一端的螺釘頭、和從螺釘頭朝向螺釘之相對的第二端延伸的柄部。螺釘具有在第一端和第二端之間延伸的縱長中心軸線。螺紋設在柄部的第二端處或在第二端附近，用於藉由緊固工具轉動螺釘進入材料內。

在螺紋和螺釘頭之間，設有滾花區域。滾花區域具有第一端、與第一端相對的第二端、和在第一端與第二端之間的中段。滾花區域的長度L相對於螺釘的總長度，典型地在1~40%的範圍內。

第一組和第二組的滾花肋設在滾花區域的第一端和第二端之間。其中的第一組相對於第二組偏移至少10度的方位角。如果每相鄰兩肋之間的角距離相同，則該偏移典型地為該角距離的一半。

第一組從第一端朝向第二端延伸，但是沒有一直延伸至第二端。換言之，第一組的肋在遠離第二端處就終止。例如當沿著中心軸線測量時，第一組肋的長度小於滾花區 域之長度的90%，選擇性地小於80%，或甚至小於70%。第一組和第二組肋只在重疊區域內相互捲繞。因為第一組的肋沒有延伸至滾花區域的第二端，所以重疊區域係遠離第二端。

在一些實施例中，第二組的肋從滾花區域的第二端一直延伸至第一端，但是第一組從第一端延伸只至遠離第二端的位置。在此情況中，重疊區域從第一端延伸至第一組的肋終止的位置，且該終止位置遠離第二端。

在其它實施例中，第二組的肋從第二端朝向第一端延伸，但是並沒有一直延伸至第一端，以致於重疊區域不只遠離滾花區域的第二端，而且遠離滾花區域的第一端。在此情況中，兩組的肋從滾花區域的兩相對端朝向彼此而延伸，且在遠離該兩端的重疊區域內相互捲繞。例如重疊區域以滾花區域的中段為中心。選擇性地，當沿著中心軸線測量時，第二組之肋的長度小於滾花區域之長度的90%，選擇性地小於80%，或甚至小於70%。

選擇性地，螺釘具有一或更多個下列參數。

(1)重疊區域的長度在滾花區域之長度L的3~30%範圍內；(2)第一組和/或第二組之肋的數目在3~12的範圍內；(3)第一組和第二組之肋的數目一樣；(4)第一組的肋和第二組的肋之間的角距離一樣；選擇性地，第一組和第二組之間偏移的方位角是該等肋之間的角距離的一半； (5)兩組的肋都圍繞著滾花區域部份內的柄部螺旋地扭曲；選擇性地，相對於中心軸線扭曲的螺旋角V1在20~75度的範圍內；選擇性地為30~60度；(6)滾花區域設在緊接螺紋的延伸部內；(7)滾花區域設在遠離螺釘頭達一距離Z，其中Z在螺釘之長度的5~90%範圍內；(8)肋具有三角形橫截面，該三角形橫截面具有角跨度(span)V2，V2在20~90度的範圍內，例如在30~80度的範圍內，或甚至40~70度；(9)螺釘的總長度在10~1000毫米的範圍內。

雖然此螺釘可被用於各種材料，尤其式含纖維的材料，但是此螺釘用於轉動螺旋進入木料內特別有用。

在一些實施例中，螺紋延伸至第二端。選擇性地，螺紋具有切削缺口，其沿著螺紋縱向地延伸，例如平行於中心軸線。在其它實施例中，鑽削點設置在第二端，使轉動螺旋順暢進入材料內。

螺釘頭具有上側和下側。上側包括工具接收部，用於嚙合緊固工具。

如果螺釘頭的下側包括銑削肋或鋸齒，則有利於埋頭。例如下側是平的或傾斜的或兩者的組合，且銑削肋或鋸齒被設置在平坦部上或傾斜部上或兩者上。

在一些實施例中，在螺釘頭之下側的表面是傾斜的，選擇性地為截頭圓錐形。相對於縱向軸線之傾斜角的值是20~60度。因此傾斜區域(例如截頭圓錐區域)總共橫跨 40~120度。但是也可能是比較圓弧的傾斜表面，例如外凸的傾斜表面，包括橢球形傾斜表面、或半球形表面、或內凹形傾斜表面。傾斜表面通常是一迴轉的立體，雖然此並非絕對需要。例如傾斜表面在垂直於中心軸線的平面內具有非圓形剖面。

1:螺釘

1a:(螺釘的)第一端

1b:(螺釘的)第二端

2:螺釘頭

3:柄部

5:螺紋

5A:捲繞圈

6:中心軸線

7:傾斜表面

8:銑削肋

9:切削邊緣

9A:缺口

10:滾花區域

10A:(滾花區域的)第一端

10B:(滾花區域的)第二端

10C:中段

11:肋

11A:第一組

11B:第二組

12:重疊區域

13A:(肋的)末端

13B:(肋的)末端

D:(滾花區域的)直徑

d:(平滑部的)直徑

L:總長度

L1:距離

V1:螺旋角

V2:角跨度

X1:長度

Z:距離

將參考圖式更詳細地描述本發明。圖式包括：圖1是第一實施例之螺釘的範例；圖2是第二實施例之螺釘的範例；圖3以相關參數例示第一實施例。

圖1例示螺釘1的各種視圖。螺釘1包含在螺釘之第一端1a的螺釘頭2和從螺釘頭2朝向螺釘1之相對的第二端1b延伸的柄部3。螺釘頭2具有朝向柄部3傾斜表面7，其例示為截頭圓錐形。在螺釘頭2的下側，多個銑削肋8被設置在傾斜表面7上。從第二端1b延伸的螺紋5被設置在柄部3上，用於轉動螺釘1進入材料內。

為了使螺釘1較易於切削進入材料內，螺釘1選擇性地包含在螺紋5內的切削邊緣9。切削邊緣9沿著柄部3延伸，且被例示成圖1中的缺口9A，缺口9A延伸在螺紋5的七個捲繞圈5A上且具有銳利邊緣。缺口9A可在更少或更多的捲繞圈上延伸。

再者，螺釘1包含在柄部3上的滾花區域10，以在螺釘1被驅使進入材料(例如木料)內時，減少阻力。轉動螺旋進入木料會造成在柄部3上的摩擦。藉由增設滾花區域，滾花區域會在木料中銑削出一個孔，該孔的直徑稍為大於柄部的直徑，給予柄部3更多的空間，以便貫穿進入木料內。如同圖3所更詳細例示者，滾花區域10的直徑D大於螺釘頭2附近之平滑柄部3的直徑d，以產生比柄部3更寬的孔。

滾花區域的長度相對於螺釘的總長度，典型地在1~40%的範圍內。

滾花區域10典型地設置在緊接螺紋5的延伸部。參考圖1，滾花區域具有第一端10A、相對的第二端10B、和在第一端10A和第二端10B之間的中段10C。

滾花區域10包含第一組11A的肋11和第二組11B的肋11。第一組11A和第二組11B的肋11繞著滾花區域10中的柄部3部份螺旋地扭曲。第一組11A的肋11從滾花區域10的第一端10A朝向第二端10B延伸，且越過中段10C，但沒有完全延伸至滾花區域10的第二端10B。第二組11B的肋11從滾花區域10的第二端10B朝向第一端10A延伸，且越過中段10C，但沒有完全延伸至滾花區域10的第一端10A。因為第一組11A和第二組11B的肋11等長，所以產生以滾花區域10之中段10C為中心且圍繞中段10C的重疊區域12。

但是要特別指出，重疊區域12的中心可比較靠近第一 端10A或比較靠近第二端10B。

兩組肋11因為有重疊區域12，所以具有在木料和其它含纖維的材料內提升銑削效率的優點。

第一組11A的複數肋11在旋轉方向偏移達一方位角(旋轉角)，該方位角對應於各條肋11之間的角距離的一半。例如第一組11A的複數肋11包括四條肋11，以致於各條肋11之間的角是90度。在此情況的偏移角是45度。但是肋11的數目可變化。如圖1所示的實施例，第一組11A和第二組11B的肋11都是四條；相較之下，如圖2所示的實施例，第一組11A和第二組11B的肋11都是六條。在後者情況中，第一組11A的相鄰肋11之間的角度是60度，而第二組11B的肋11相對於第一組11A的肋11在旋轉方向以30度的方位角偏移。肋的數目典型地在3~12的範圍內。

在圖1的側視圖中，螺旋角V1代表肋11和螺釘1的中心軸線6之間的角度。此螺旋角典型地在20~75度的範圍內，例如在30~60度的範圍內。

在圖1的C-C剖視圖中，將肋11例示為三角形，其具有角跨度V2。此角跨度V2典型地在20~90度的範圍內，例如在30~80度的範圍內，或甚至40~70度。

如同圖3所例示，重疊區域12的長度X1實質上比滾花區域10的總長度L還短，且甚至比總長度L的一半還短。重疊區域的長度X1是從第一組11A和第二組11B中相互捲繞之肋11的各自末端13A、13B起開始測量。在某些實施例中，長度X1在滾花區域10的總長度L的3~30%範圍內。

在例示的實施例中，重疊區域12以滾花區域10的中段10C為中心。但是此並非絕對需要。例如此重疊區域12可從該中段偏移，例如可達滾花區域10的總長度L的25%以上。但是該偏移典型地使得第一組11A和第二組11B中任一組的肋11不會從滾花區域10的第一端10A延伸至相對的第二端10B。

如同圖3所例示，肋11在重疊區域12內的尺寸變小。此外，也例示了距離L1，在距離L1內的肋具有恆定的厚度。

1:螺釘

1a:(螺釘的)第一端

1b:(螺釘的)第二端

2:螺釘頭

3:柄部

5:螺紋

5A:捲繞圈

6:中心軸線

7:傾斜表面

8:銑削肋

9:切削邊緣

9A:缺口

10:滾花區域

10A:(滾花區域的)第一端

10B:(滾花區域的)第二端

10C:中段

11:肋

11A:第一組

11B:第二組

12:重疊區域

13A:(肋的)末端

13B:(肋的)末端

V2:角跨度

Claims (10)

1. 一種螺釘(1)，包含：在螺釘(1)之第一端(1a)的螺釘頭(2)；和從該螺釘頭(2)朝向該螺釘(1)之相對的第二端(1b)延伸的柄部(3)；其中，螺紋(5)被設置在該柄部(3)上，用於轉動該螺釘(1)進入材料內；其中，滾花區域(10)被設置在該螺紋(5)和該螺釘頭(2)之間，該滾花區域(10)具有第一端(10A)和第二端(10B)；其中，該滾花區域(10)包括第一組(11A)和第二組(11B)的滾花肋(11)，其中該第一組(11A)相對於該第二組(11B)偏移達至少10度的方位角；其中，該第一組(11A)從該第一端(10A)朝向該第二端(10B)延伸，但是沒有到達該第二端(10B)；其中，該第一組(11A)和該第二組(11B)只在重疊區域(12)內相互捲繞，該重疊區域(12)遠離該第二端(10B)。
2. 如申請專利範圍第1項之螺釘，其中該第二組(11B)從該第二端(10B)朝向該第一端(10A)延伸，但是沒有到達該第一端(10A)，和其中該重疊區域(12)也遠離該第一端(10A)。
3. 如申請專利範圍第2項之螺釘，其中該滾花區域(10)具有在該第一端(10A)和該第二端(10B)之間的中段(10C)，和其中該重疊區域(12)以該中段(10C)為中心而圍繞該中段(10C)。
4. 如申請專利範圍第2或3項之螺釘，其中該肋(11)在該重疊區域(12)內的尺寸變小。
5. 如申請專利範圍第1、2、或3項之螺釘，其中該重疊區域(12)的長度是在該滾花區域(10)之總長度(L)的3~30%範圍內，其中該重疊區域(12)的該長度(X1)從該第一組(11A)的末端(13A)和該第二組(11B)的末端(13B)量起。
6. 如申請專利範圍第1、2、或3項之螺釘，其中該第一組(11A)和該第二組(11B)具有在數目3~12範圍內相同數目的肋，其中該第一組(11A)和該第二組(11B)的該等肋(11)之間具有相同的角距離，其中該第一組(11A)相對於該第二組(11B)偏移的方位角等於該等肋(11)之間的該角距離之一半。
7. 如申請專利範圍第1、2、或3項之螺釘，其中該第一 組(11A)和該第二組(11B)的該等肋(11)在該滾花區域(10)內繞著部份該柄部(3)螺旋地扭曲。
8. 如申請專利範圍第7項之螺釘，其中該等肋(11)相對於中心軸線扭曲的螺旋角(V1)在20~75度的範圍內。
9. 如申請專利範圍第1、2、或3項之螺釘，其中該滾花區域(10)被設置在該螺紋(5)的延伸部中，且遠離該螺釘頭(2)達一距離(Z)，其中該距離(Z)在該螺釘(1)之長度的5~90%的範圍內。
10. 一種螺釘的用法，用於在木料內轉動請求項1~9中任一項的螺釘。

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