CN101589238A - 具有凹槽的紧固件 - Google Patents

Abstract

一种钉子(10)，其具有多个凹槽(14)，该凹槽配置成减少生产钉子所需的材料数量，并增加钉子的保持力，同时仅“最小化地影响钉子的弯曲屈服强度和其他重要特性”。所述钉子包括相对多数量的凹槽，该凹槽具有相对浅的深度，从而保持杆(12)的横截面几何结构，该杆允许具有足够大直径的完全圆形的头构造，从而不会显著地影响钉子的贯穿阻力。揭示了这种钉子的各种实施例。在第一实施例中，凹槽为半圆形，并且围绕杆的圆周被均匀、对称地设置。在第二实施例中，在多个凹槽中的每一个的一个切点(拐角)处形成凸起。在第三实施例中，在多个凹槽中的每一个的每个切点处形成凸起。在另一个实施例中，凹槽可以围绕杆的圆周被不均匀、不对称地设置，凹槽可以包括非半圆形的几何构造，并且凹槽可以包括变形。

Description

具有凹槽的紧固件

技术领域

本发明涉及紧固件。更特别地，本发明涉及杆上具有多个凹槽的钉子，所述凹槽配置用于降低制造钉子所需的材料数量并增加钉子的保持力，以及最小限度地影响钉子的弯曲屈服强度(bending yield strength)和其他重要特性。

背景技术

圆钉(具有柱状杆的钉子)已经被制造了百余年。这不仅由于圆钉是最容易制造的钉子的类型，还由于其可以广泛地被应用，因为圆钉具有对称的形状，这使将圆钉驱动进入木头中时，圆钉在各个方向均能够提供可预期的、相同的特性。这些特性包括保持力和弯曲屈服强度。

保持力或者拉拔强度(withdrawal strength)涉及钉子对抗轴向力(与钉杆相平行的负荷)的阻力。保持力不仅包括对抗将钉子从其被驱动进入的基板拉出的阻力，还包括对抗“拉穿”的钉子的阻力。当钉头被拉动穿过连接到基板的结构组件时，会发生拉穿。弯曲屈服强度涉及钉子对抗弯曲(垂直于钉杆的负荷)的阻力。

多数圆钉是由钢制成的。据估计，用于制造钉子的全部造价的70％-80％以上来自用于制造钉子的原材料。由于用于制造钉子的钢和其他原材料的造价持续上升，因此希望通过生产采用较少材料且不会严重影响钉子的预期物理特性的钉子，预期物理特性如保持力和弯曲屈服强度。此外，期望这种材料的减少不会影响钉子头的几何构造，这样可以采用完全的圆形钉头以保持充足的高拉穿阻力。

为了增加保持力，在现有技术中已经改变了钉杆的形状。例如，Leistner etal.的美国专利5,143,501、“Grooved Nail and Strip”中公开了一种沿钉杆形成凹槽的钉子。在几种公开的实施例中凹槽的形状及数量并不相同。类似的还有，Potucek的美国专利4,755,091、“Star fastener”及4,815,910、“collated nail strip”，其分别公开了具有星型形状钉杆的钉子。

如上文所述，希望采用具有完全圆形钉头的钉子是为了提供增强了的拉穿阻力。此外，具有放大了的完全圆形钉头的钉子甚至提供了更大的拉穿阻力。这种具有放大了的完全圆形钉头的钉子的示例被以下文献公开：Lat et al.的美国专利5,741,104、“Steel Fastener Having Grooved Shank”及Sutt，Jr.的美国专利6,758,018、“Power Driven Nail for Sheathing Having Enlarged Diameter Headsfor Enhanced Retention and Method”。

在已公开的现有技术的杆设计试图增加钉子的保持力时，这种现有技术的钉子与不具有凹槽的钉子相比不具有在各个方向均相同的弯曲屈服强度和其他重要特性。此外，由于现有技术的设计采用相对少数量的相对大的凹槽，该凹槽深深地延伸进入杆，因此这种现有钉子的头的形状和大小是受到限制的。然而，如果形成在杆中的凹槽过多地延伸进入杆体，最终的杆的几何构造将不允许钉子具有完全的圆形钉头，或者具有足够尺寸以提供预期拉穿阻力的头。

相应地，需要一种具有以下配置的钉子，其配置用于降低生产钉子所需的材料数量，同时，增强保持力并且仅最低限度地影响钉子的弯曲屈服强度。所期望的是，这种钉子包括相对多数量的相对浅的凹槽，该凹槽围绕杆的圆周设置。更加期望的是，凹槽的形成不会改变杆的几何构造，以造成钉子无法具有完全的圆形钉头。仍然期望的是，凹槽可以具有变形以增加钉子的保持力。最为期望的是，凹槽可以与从杆向外延伸的凸起相配合，从而提高钉子的惯性力矩，并进一步增强钉子的保持力和弯曲屈服强度。

发明内容

本发明涉及一种具有杆的钉子，该杆形成有相对大数量的相对浅的凹槽，所述凹槽配置用于同时降低制造钉子所需的材料数量(与杆不具有凹槽的现有技术的钉子相比)，并且仅最小化地影响钉子的弯曲屈服强度和其他重要特性。此外，将相对多数量的凹槽与相对浅深度的凹槽相结合，能够允许所期望的、具有充足的大直径的、完全圆形的头构造，从而不会严重地影响拉穿阻力。

优选的是，沿杆的纵轴配置所述凹槽，使其从钉子的钉头延伸到尖。然而，在一些实施例中，凹槽可以被中断和/或者可以不延伸从钉子的头到尖的整个距离。

揭示了这种钉子的各种实施例。在一种实施例中，凹槽为半圆形形状，并且围绕杆的圆周对称地布置偶数数量的凹槽。在第二实施例中，在每个半圆形凹槽的一个切点处(拐角)形成凸起。在第三实施例中，在每个半圆形凹槽的每个切点处形成凸起。在第二和第三实施例中，这种凸起优选为半圆形形状，并且从杆向外延伸。

与不具有凹槽的现有技术的圆钉相比，钉子中的凹槽构造带来了钉子的延长和约6％的相应的钉子重量的减少。然而与不具有凹槽的现有技术的圆钉相比，钉子的弯曲屈服强度仅降低了约3％。

此外，凹槽用于增加杆的表面面积，从而与不具有凹槽的现有技术的圆钉相比，增加钉子与将其驱动进入的基板之间的接触面积。这种接触面积的增加可以带来钉子的拉拔强度的增加。

此外，杆中的凹槽的构造在杆的外直径与凹槽的交叉点处产生了加工硬化的效果。这种局部的加工硬化效果有益地增加了钉子的弯曲屈服强度，从而与不具有凹槽的现有技术的圆钉相比，与形成凹槽相关的材料的减少不会严重影响钉子的总体弯曲屈服强度。

类似的，本发明第二及第三实施例中的凸起的构造进一步增加了杆的表面面积(与本发明的第一实施例的钉子相比)，从而额外地增加钉子与将其驱动进入的基板之间的接触面积的数量。增加接触面积可能会带来钉子的拉拔强度的进一步增加。此外，凸起的构造将材料向钉子的外部末端移动，从而增加钉子的惯性力矩，并且从而增加弯曲屈服强度。

杆中的凸起构造同样在凹槽的切点处产生了进一步的局部加工硬化效果，并进一步提高了钉子的弯曲屈服强度。通过增加用于形成钉子的钢的化学性质和/或者在制造钉子时进行钢的热处理，可以获得弯曲屈服强度的额外增加。

在一些实施例中，可以围绕杆的圆周不对称地布置奇数个凹槽。在这种实施例中，垂直并且集中地施加到凹槽的弯曲或者剪切力，通过杆的非凹槽部分，在杆的相对侧被抵抗。这种抵抗进一步提高钉子的弯曲屈服强度。

与多种现有技术的凹槽设计相比，半圆形凹槽的几何构造能够带来从杆的最大的材料移除，因此优选采用半圆形凹槽，并期望允许采用完全的圆形头，在一些实施例中可以采用其他几何构造形成凹槽。例如，在一个实施例中，以去顶棱柱形成凹槽，其能够进一步优化临近钉子的质量中心的材料的减少。在另一个实施例中，凹槽形成为V形几何构造。

此外，在一些实施例中，凹槽可以具有变形，从而增强钉子的拉拔强度和弯曲屈服强度。这种变形可以包括螺纹、锯齿、嵌入的塑料珠或其他类型的变形。

凹槽配置成将紧固件轻松地驱动进入基板。可以对紧固件施加涂层，从而降低驱动紧固件所需的力，并降低紧固件的保持力。

结合权利要求及后文本的详细说明和附图，本发明的这些及其他优势将更为明显。

附图说明

参照下文中的具体说明及附图，相关领域的技术人员将更容易理解本发明的好处及优点，在附图中：

图1为本发明第一实施例中的钉杆的横截面图；

图2为本发明第二实施例中的钉杆的横截面图；

图3为本发明第三实施例中的钉杆的横截面图；

图4为图1的钉子的侧视图；

图5为本发明的可选实施例中的钉杆的横截面图；

图6为本发明的可选实施例中的钉杆的横截面图；

图7为在可选实施例中的图1所示的钉子的侧视图；

图8为本发明的可选实施例中的钉杆的横截面图；以及

图9为在显示具有变形凹槽的本发明的可选实施例中的钉子的放大的、局部侧视图。

具体实施方式

本发明可以通过各种形式的实施例来实现，因此，附图中所示出的、及下文中所说明的多个优选实施例应当被理解为本发明的示例，而并不用于将本发明限制在示出的特定实施例中。

需要进一步理解的是，说明书的本部分的名称，即“发明的详细说明”，与美国专利局的要求相关，并不意味着或者被理解为用于限制文中揭露的主题。

本发明涉及具有在钉杆上形成相对多数目的相对浅的凹槽的钉子，其配置用于同时降低生产钉子所需的材料数量(相对于不具有凹槽的现有技术的钉子)，并可以提高钉子的保持力，而且仅最小限度地影响钉子的弯曲屈服强度以及其他重要特性。此外，将相对多数目的凹槽与相对浅深度的凹槽相结合，允许足够大直径的期望的完整的圆形钉头构造，这样将不会对钉子的拉穿阻力造成严重影响。此外，已经发现的是，凹槽配置使紧固件更容易地被驱动进入基板中。在采用无线工具甚至空气(气动)工具时这点是很重要的，因为这与将紧固件驱动进入基板中所需要的较小的力相互关联。这可以允许采用小型工具，或者在无线电池动力工具仅充电一次时便能够驱动大量的紧固件。

如图4所示，本发明第一实施例中的钉子10包括头11、细长的杆12及尖13。头11优选为圆形，并且可以以杆12(图中示出)为中心或者偏移(未示出)。然而，可以理解的是，头11可以以其他形状及几何构造形成。

杆12通常为圆柱状，并且从头11向下延伸到尖13。尖13形成在钉子10的底部，并包括配置用于使钉子10轻松进入基板的通常尖的尖端，所述基板可以是木头。这种钉子结构是本领域技术人员熟知的。可以理解的是，如图4所示的钉子的通常设计是本发明的钉子的每个实施例的基础。

如图1、4所示，本发明第一实施例的钉子10配置具有多个凹槽14。优选地，凹槽14被配置成沿杆12的纵轴从钉子10的头11纵向延伸到尖13。然而，需要理解的是，在钉子10的一些实施例中，凹槽14可以被中断和/或者可以不从头11沿杆12的整个距离延伸到尖13。

例如，在图7所示的可选实施例中，形成凹槽14，其并不沿杆12的整个距离延伸到钉70的头11。在这个实施例中，直接在头11下面的杆12的上部71不被开槽。

与结合相对少数量的、深入杆内部的、相对大的凹槽的现有的钉子设计不同，本发明的钉子10结合相对多数量的相对浅的凹槽14，该凹槽不深入杆12中。

凹槽14被配置用于从钉子中移除一定充足量的材料，从而带来有效的重量减轻(大约6％，并可能达到10％)，但并不会由于减少了这些材料而无法获得头11的预期形状和尺寸。即，凹槽14的配置允许杆12保持其横截面几何构造，该几何构造足以支撑头10，该头10具有预期的足够大直径的完整圆形形状，从而钉子10的拉穿阻力不被严重地影响。然而可以理解的是，杆12的横截面几何构造同样可以支撑具有其他形状和几何构造的头。

如图1所示，第一实施例中的凹槽14为完全的半圆形(即，每个凹槽14包括180度的半圆，与一些由小于180度的弓形几何构造构成的现有凹槽设计相比)。优选半圆形几何构造的凹槽14是由于与现有技术的钉子的设计相比，这种几何构造使从杆12去除的材料最大化，并且期望通过保持杆12的充足的横截面几何构造以支持完整的圆形头，从而允许完整的圆形头的使用。如上文所述，完整圆形头的优势在于其提供高的拉穿阻力(但是需要理解的是，可以采用其他头形状和几何构造)。通过最小化凹槽的数量，以及通过保持凹槽深度浅，可以期望钉子结合完整的圆头。已经发现6个或更多凹槽能够提供充分完整的圆形钉头。

然而，在本发明的一些实施例中，采用其他非半圆形的凹槽几何构造可能是有利的，如各种“锯齿”形的凹槽。例如，如图5所示，在本发明的一个可选实施例中，钉子50包括多个具有去顶棱柱几何构造的凹槽14。这种几何构造进一步优化了临近钉子50的质量中心的材料的减少。采用比较的方式，图5示出了凹槽14，其相对于根据本发明第一实施例的示例性半圆形凹槽51的位置。可以看到，在本发明的这种可选实施例中的凹槽14的结构与半圆形凹槽相比，带来了相似的材料及重量的减少。

如图6所示，在本发明的另一个可选实施例中，钉子60包括多个具有V形几何构造的凹槽14。采用比较的方式，图6示出了相对于根据本发明第一实施例的半圆形凹槽61的位置的凹槽14。可以看到，在本发明的这种可选实施例中的凹槽结构与半圆形凹槽相比，带来了材料及重量的基本上更少的减少。

如图4所示，可以围绕杆12的圆周均匀、对称地设置偶数个(在示例性实施例中为10)凹槽14。这种配置在所有方向上提供相同的钉子的特性。

然而，可以理解的是，在钉子10的一些实施例中，可以优选围绕杆12的圆周不对称地设置奇数个凹槽14。例如图8所示，钉子80可以形成有不对称地围绕杆12设置的奇数个(在示例性实施例中为5个)凹槽。在这个实施例中，在每个凹槽14的位置处的杆12的直径都不会被减小超过任一单个凹槽14的深度。

此外，垂直并且集中地施加到特定凹槽14的弯曲或者剪切力由杆12的非凹槽部分在杆的相对一侧抵抗。可以期望这种抵抗增加钉子10的弯曲屈服强度。可以理解的是，在这种具有奇数凹槽的实施例中，每个凹槽具有最低点(在凹槽中的最低点)，并且最低点并不相互直径方向地相对。这样防止了无意中使钉杆过细，并且同时提高了弯曲屈服以及剪切强度。

如图1、4所示，在本发明的第一实施例中的钉子10的示例性实施例中，钉子10的钉杆12的直径为0.129英寸，即通常的钉子尺寸。在这种示例性实施例中，围绕杆12的圆周设置全部10个凹槽14，并且每个凹槽14具有0.007英寸的半径(深度)和0.014英寸的直径(宽度)。凹槽14被均匀、对称地围绕杆12的圆周布置，并且相互之间间隔0.0263英寸。与本发明的目标一致，采用相对多数目(10)的相对浅(0.007英寸)的凹槽保证了杆12的几何构造，从而可以在钉子10上形成具有充分大直径的完整的圆形钉头。多个凹槽的另一个优势在于，其提供多个加工硬化点，从而改善强度，特别是在钉子的化学性质(chemistry)增加时。

应该注意的是，上文所述的实施例是多个可能的实施例中的一个，并且仅用于示例。可以理解在本发明的其他实施例中，依靠杆12的直径、预期的材料和重量的节约以及钉子10的预期物理特征，凹槽14的数量、凹槽14的直径和深度以及凹槽14间的距离可以发生变化，所述物理特征例如预期的拉拔强度和弯曲屈服强度。

仅采用举例的方式，可以想象对于具有杆直径为0.129英寸的钉子，凹槽14的数目可以在大约4个至大约16个之间变化。再一次，可以理解的是，依靠钉子10的特定杆直径，前述凹槽数量的范围可以发生变化，并且所有这些范围均包括在本发明的公开范围之内。

如上文所述，凹槽14用于增加杆12的表面面积，从而增加在钉子10与钉子10将被驱动进入的基板之间的接触面积(例如，与杆不具有凹槽的钉子相比)。这种被增大的接触面积可以带来钉子的拉拔强度的增大。此外，杆12中的凹槽构造在杆12的外部直径和凹槽1 4之间的交叉点(切点)处产生了局部的加工硬化效果。图1标出了两个示例性切点15。然而，可以预料的是，在钉子或者凹槽中施加涂层(例如，粘合剂)可以增加拉拔强度。

位于切点15的局部加工硬化效果有利地增加了钉子10的弯曲屈服强度，这样，与具有没有凹槽的圆杆的现有技术的钉子相比，与形成凹槽14相关的材料的减少并不会严重地影响钉子10的整体弯曲屈服强度。此外，由于凹槽14相对小且浅，由凹槽14产生的局部加工硬化效果帮助保持韧性，从而允许在钉子上的圆形钉头结构。

一种样品钉子采用低碳钢并遵循本发明第一实施例的原理制成。样品钉子形成有0.129英寸的杆直径。样品钉子包括围绕杆圆周设置的10个完全半圆形的凹槽。每个凹槽具有0.007英寸的半径和0.014英寸的直径(宽度)。凹槽围绕杆的圆周被均匀、对称地设置，并且凹槽之间相互间隔0.0263英寸的距离。与标准的现有技术的钉子相对比，对样品钉子进行了测试和分析，所述现有技术的钉子具有无凹槽的直径为0.129英寸的圆形杆。

与无凹槽的现有技术的钉子的重量相比，样品钉子中的凹槽构造将样品钉的重量减少了6％。为了进行对比，依靠凹槽的角度，相近深度的V形凹槽仅将钉子的重量减少了少于1％至少于3％。因此，与V形凹槽相比，采用半圆形的凹槽提供相当大地增加重量的减少。

尽管样品钉子比无凹槽的现有技术的钉子轻6％，但与现有技术的钉子的弯曲屈服强度相比，样品钉子的弯曲屈服强度仅被降低了3％。样品钉子重量的显著地减少弥补了弯曲屈服强度的相对较小的减少。可以预料的是，通过调整形成钉子的钢的化学性质和/或在形成钉子的过程中进行钢的热处理，可以将样品钉子的弯曲屈服强度增加到与现有技术的圆钉十分接近或者更高的程度。

在本发明的钉子的一些实施例中，凹槽14可以被形成有变形，从而进一步提高钉子的拉拔强度和弯曲屈服强度。这种变形可以包括螺纹、锯齿、嵌入的塑料珠或者在凹槽14中形成非平滑表面的其他类型的变形。然而，所述变形应当足够小，从而获得高的屈服强度。图9示出了这种变形的一个示例性实施例。

在图9中，钉子90包括沿杆12形成的凹槽14。在凹槽14中形成螺纹91。螺纹91用于增加杆12的表面面积，从而增加在钉子90与钉子90被驱动进入的基板之间的接触面积。增加接触面积导致进一步提高钉子90的拉拔强度。可以理解的是，只要这些变形用于增加杆的表面面积并且变形足够小以获得高的屈服强度，可以采用形成在凹槽中的任意类型的变形，并且所有这些变形均包含在本发明的范围之内。

如图2所示，本发明第二实施例中的钉子20被配置有与第一实施例的钉子10类似的多个凹槽14。凹槽14被配置成沿着杆12的纵向轴从钉子20的头延伸到尖。然而，可以理解的是，在钉子20的一些实施例中，凹槽14可以被中断和/或者可以不从钉子的头11到尖13延伸整个距离(如上文参照第一实施例的钉子10所讨论的)。凹槽14优选为完全半圆性的形状，并且围绕杆12的圆周被均匀并对称地设置。然而可以理解的是，如在第一实施例中，为了上文中所讨论的原因，凹槽14可以围绕杆12的圆周被非对称地设置。

与本发明第一实施例的钉子10不同，钉子20包括多个围绕杆12的圆周设置、并从杆12向外延伸的多个凸起16。在优选实施例中，凸起16为完全的半圆形，并且与每个凹槽14的一个切点15一体形成(在图2中示出了两个示例性的切点15)。因此，在每个凹槽14之间设置一个凸起16。

在钉子20的示例性实施例中，当钉子20的杆12的直径为0.129英寸时，总共10个凹槽14围绕杆的圆周被设置。每个凹槽14具有0.007英寸的半径和0.014英寸的直径(宽度)。在示例性实施例中，凹槽14围绕杆12的圆周被均匀、对称地设置，并且相互之间间隔0.0263英寸的距离。凸起16具有0.005英寸的半径以及0.010英寸的直径。

如图3所示，本发明第三实施例中的钉子30被配置有多个凹槽14，类似于第二实施例中的钉子20和第一实施例中的钉子10。凹槽14被配置成沿着杆12的纵轴从钉子30的头延伸到尖。然而，可以理解的是，在钉子30的一些实施例中，凹槽14可以被中断和/或可以不从钉头11到钉尖13延伸整个距离(如上文参照钉子10所讨论的)。凹槽14优选为完全的半圆形形状，并且围绕杆12的圆周被均匀、对称地设置。然而，可以理解的是，如第一和第二实施例，为了上文所讨论的原因，凹槽14可以围绕杆12的圆周被非对称地设置。

钉子30进一步包括多个围绕杆12的圆周设置、并且从杆12向外延伸的凸起16。在优选实施例中，凸起16为完全的半圆性，并与每个凹槽14的每个切点15(在图3中示出了两个示例性切点)一体形成。因此，在每个凹槽14之间设置两个凸起16。

在钉子30的示例性实施例中，当钉子30的杆12的直径为0.129英寸时，围绕杆12的圆周总共设置10个凹槽14。每个凹槽14具有0.007英寸的半径和0.014英寸的直径(宽度)。在示例性实施例中，凹槽14围绕杆12的圆周被均匀、对称地设置，并且相互之间间隔0.0263英寸的距离。凸起16具有0.005英寸的半径和0.010英寸的直径。

在本发明第二和第三实施例中的钉子20和30中的凸起16，分别用于进一步增加杆12的表面面积(与本发明第一实施例的钉子10相比)，从而额外地增加钉子20、30与钉子20、30被驱动进入的基板之间的接触面积。与现有技术的钉子相比，增加接触面积会使钉子20、30的拉拔强度进一步增加。

在本发明第二和第三实施例中的钉子20、30中的凸起16的构造，同样分别用于从钉子20和30的杆向外移除材料，从而增强钉子20和30的弯曲屈服强度和惯性力矩。

此外，与现有技术的钉子相比，在本发明第二及第三实施例中的钉子20和30的杆12中的凸起16的构造，分别在凹槽14的切点15产生进一步的加工硬化效果，并进一步增加钉子20和30的弯曲屈服强度。

可以预料的是，通过增加用于形成样品钉子的钢的化学性质和/或在形成样品钉子的过程中进行热处理，钉子20和30的弯曲屈服强度可以被进一步增加。

钉子20和30的两个前述示例性实施例仅用于示例，可以理解的是，依靠杆12的直径、预期的材料和重量的节约及钉子20和30的预期物理特性，凹槽14的数量、凹槽14的深度和直径及凹槽之间的距离均可以发生变化，所述预期物理特性如预期的拉拔强度和弯曲屈服强度。

仅作为示例，在本发明的第二及第三实施例中，可以预料的是，对于具有直径为0.129英寸的杆的钉子，凹槽14的数量可以在约5个到约15个之间变化。再一次，可以理解的是，依靠钉子20和30的特定杆直径，上文所述的凹槽数量的范围可以变化，并且所有这些范围都包括在本发明的公开范围之内。

可以预料的是，可以采用各种圆铁钉制造中的公用技术来制造本发明的钉子，例如采用滚筒或者模具。在一种这类方法中，钢丝被传送穿过金属丝形成设备，在该设备中金属丝被拉伸或辊压，从而形成预期的形状和直径，并且随后被盘绕。盘绕后的金属丝随后被运到切割金属丝、形成头和尖的钉子制作设备。

为了制作本发明的钉子，一种这类金属丝形成设备可以配备有一组滚筒，该滚筒形成有向外延伸的凸起。凸起被配置以接合金属丝，并且通过在金属丝上施加压缩力，以在金属丝通过滚筒时，在金属丝中生成预期数量、形状和尺寸的凹槽。在另一种方法中，同样可以通过将金属丝拉过模具或相似的设备以从凹槽切割或者移除材料，从而形成凹槽。具有凹槽的金属丝随后被运送到钉子制造设备，以形成上述讨论的钉子。

在一些实施例中，形成在滚筒上的凸起可以是非连续的。也就是说，凸起并不完全围绕滚筒的圆周延伸。在这种实施例中，当金属丝穿过滚筒时，一段长度的金属丝不与凸起相接触，在这段长度上不形成凹槽。随后，可以由钉子制造设备在非凹槽段之前将金属丝切割，并将非凹槽段构造成为钉子的头。

如上文所述，在其他实施例中，形成在滚筒上的凸起可以包括在形成凹槽时，在凹槽中形成变形的机构。例如，凸起可以包括齿或者其他配置成在凹槽中形成螺纹、锯齿或者其他变形的切割部件。

如上文所述，已经发现具有凹槽的配置易于将紧固件驱动进入基板中。在采用无线工具乃至空气(气动)工具时这是特别显著的，因为这和需要较少的动力将紧固件驱动进入基板相关。这样或许能够允许使用较小的工具，或者能够在无线电池供电工具仅充电一次的情况下驱动大量的紧固件。

通过对钉子施加涂层，同样可以提高保持力并且降低驱动紧固件所需的力。这点可以与当前的具有凹槽的紧固件相结合，从而提供重量较轻、驱动力需求较低并且具有增强的保持力的钉子。

在本发明的公开中，词语“一”或“一个”包括单数及复数两者。相反的，任何复数术语的引用，在适当的时候，也包括单数。

无论在本公开的文本中是否进行了明确地引用，本文提到的所有专利，在此均作为参考引入。

从上文可见，在不脱离本发明新颖观念的实质和范围的情况下，可以实施多种修改和变形。需要理解的是，对于所示的特定实施例，无意于也不应当被理解为进行限制。公开旨在通过所附的权利要求覆盖落入权利要求的范围内的所有形式。

Claims (25)

1.一种钉子，包括：

头；

尖；

从头延伸到尖的杆，该杆具有圆周及纵轴；以及

形成在所述杆中、并沿着所述杆的纵轴纵向延伸的多个凹槽，

其中，所述凹槽被配置成减少生产所述钉子所需的材料数量，并且配置成仅最小化地影响所述钉子的弯曲屈服强度。

2.根据权利要求1所述的钉子，其中，所述凹槽围绕所述杆的圆周被均匀地布置。

3.根据权利要求1所述的钉子，其中，所述凹槽围绕所述杆的圆周被不对称地布置。

4.根据权利要求1所述的钉子，其中，至少一个所述凹槽在所述钉子的头与所述钉子的尖之间沿所述杆的纵轴延伸。

5.根据权利要求1所述的钉子，其中，所述凹槽为半圆形。

6.根据权利要求1所述的钉子，其中，所述头为圆形。

7.根据权利要求1所述的钉子，其中，所述凹槽相互之间基本上相同。

8.根据权利要求3所述的钉子，其中，没有两个所述凹槽彼此相对180度。

9.根据权利要求1所述的钉子，其中，所述钉子进一步包括多个凸起，所述凸起围绕所述杆的圆周布置并且从所述杆向外延伸。

10.根据权利要求9所述的钉子，其中，所述凸起为半圆形。

11.根据权利要求9所述的钉子，其中，至少一个所述凸起被布置于多个所述凹槽中的每个之间。

12.根据权利要求9所述的钉子，其中，每个所述凸起被布置在所述凹槽的切点处。

13.根据权利要求1所述的钉子，其中，所述钉子被热处理。

14.根据权利要求1所述的钉子，其中，与相当的不具有凹槽的钉子相比，生产所述钉子所需的材料的数量被降低了约百分之六。

15.根据权利要求1所述的钉子，其中，与相当的不具有凹槽的钉子相比，弯曲屈服强度被降低了约百分之三。

16.根据权利要求1所述的钉子，其中，至少一个所述凹槽包括平滑的表面。

17.根据权利要求1所述的钉子，其中，至少一个所述凹槽包括非平滑的表面。

18.一种钉子，包括：

头；

尖；

从头延伸到尖的杆，该杆具有圆周及纵轴；以及

形成在所述杆中、并沿着所述杆的纵轴纵向延伸的多个凹槽，

其中，配置所述凹槽，使得所述钉子的横截面面积比相当的不具有凹槽的钉子的横截面面积小约百分之六。

19.根据权利要求18所述的钉子，其中，所述钉子的弯曲强度比相当的不具有凹槽的钉子的弯曲强度小约百分之三。

20.根据权利要求18所述的钉子，其中，每个所述凹槽限定最低点，并且其中，所述最低点彼此之间不相互直径方向地相对。

21.根据权利要求18所述的钉子，其中，所述凹槽围绕所述杆被平均地周向隔开。

22.根据权利要求21所述的钉子，其中，所述凹槽的数量为奇数。

23.一种形成钉子的方法，所述钉子具有头、尖、从头延伸到尖的杆和多个凹槽，所述杆具有圆周和纵轴，所述多个凹槽形成在所述杆中并沿所述杆的纵轴纵向延伸，其中，所述凹槽被配置成减少生产所述钉子所需的材料的数量、并增加所述钉子的保持力、以及仅最小化地影响所述钉子的弯曲屈服强度，所述方法包括以下步骤：

提供金属丝；

提供金属丝成形设备，所述金属丝成形设备包括一对滚筒，该滚筒配置有形成在滚筒上、并且从滚筒向外延伸的凸起；

将所述金属丝传送通过所述一对滚筒，从而所述凸起形成所述凹槽；

将所述金属丝切割成为期望的长度；

形成所述钉子的头、杆及尖。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，在所述滚筒上的凸起是非连续的。

25.一种用于形成钉子的方法，包括：

提供金属丝；

在所述金属丝上周向地、彼此间隔地形成纵向变形，以将所述金属丝的横截面面积减小约百分之六，

将所述金属丝切割成为期望的长度；

形成头；以及

形成尖，其中与非变形的钉子相比，所述钉子的弯曲强度仅被最小化地影响。

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