CN113557364B - 具有连续缓和部区域的紧固件 - Google Patents

Abstract

一种紧固件(100)，包括具有第一端(115)和第二端(125)的杆部(110)。该紧固件(100)还包括设置在杆部(110)上的螺纹(130)，该螺纹包括具有第一螺纹角(A1)的第一区域(116)和具有第二螺纹角(A2)的第二区域，该螺纹的至少一部分具有所述第一螺纹角。所述紧固件还包括在杆部中位于各圈螺纹之间的弧形缓和部区域(300)。

Description

具有连续缓和部区域的紧固件

背景技术

紧固件设计已用于改善不同材料的紧固件的特定特性。最终，紧固件需要安全高效地将一种材料结合到另一种材料上。螺钉型紧固件通常包括螺纹杆，该螺纹杆的一端具有尖端，另一端具有头部。该头部适于由工具驱动以旋转紧固件。某些头部设计为凹入到被紧固的材料中，而另一些头部设计为夹紧材料，使得头部突出在被结合的材料的表面上方。

在紧固件进入待紧固的某些材料时，会产生微粒。微粒会阻碍紧固件在材料中的前进。

发明内容

在本文中说明的技术提供了一种独特的紧固件。该紧固件包括具有限定长度的第一端和第二端的杆部。该紧固件还包括设置在杆部上的螺纹，该螺纹包括具有第一螺纹角的第一区域和具有第二螺纹角的第二区域，该螺纹的至少一部分具有所述第一螺纹角。所述紧固件还包括在杆部中位于各圈螺纹之间的弧形缓和部区域。

实施方式可包括以下特征之中的一个或多个。在所述紧固件中，缓和部被杆部的圆形横截面从各圈螺纹分开。在所述紧固件中，缓和部被缓和部的第一侧和缓和部的第二侧的圆形横截面通过平坦分隔区域从各圈螺纹分开。在所述紧固件中，缓和部的长度至少是分隔区域的长度的两倍。在所述紧固件中，杆部具有小直径，并且弧形缓和部的最低点具有小于杆部的小直径的更小直径。在所述紧固件中，所述小直径比所述更小直径大1.125倍。在所述紧固件中，缓和部与杆部的圆形横截面之间的过渡包括圆边。在所述紧固件中，弧形缓和部区域由大约0.09英寸的半径限定。在所述紧固件中，螺纹的第一区域具有对称的横截面，而第二区域具有不对称的横截面。

一个总体方面包括一种紧固件，该紧固件包括：杆部，该杆部具有位于第一端的前端和位于第二端的头部、以及具有小直径的表面。所述紧固件还包括连续的螺旋螺纹，该螺旋螺纹的螺纹直径大于所述小直径，并且在杆部上位于第一端与第二端之间。所述紧固件还包括位于各圈螺旋螺纹之间的连续螺旋弧形缓和部区域，所述缓和部具有小于杆部的小直径的更小直径。

实施方式可包括以下特征之中的一个或多个。在所述紧固件中，缓和部被杆部表面的平坦分隔区域从各圈螺纹分开。在所述紧固件中，缓和部的长度至少是分隔区域的长度的两倍。在所述紧固件中，弧形缓和部的最低点具有更小直径。在所述紧固件中，所述小直径比所述更小直径大1.125倍。在所述紧固件中，弧形缓和部区域由大约0.09英寸的半径限定。在所述紧固件中，缓和部与杆部的圆形横截面之间的过渡包括圆边。在所述紧固件中，螺纹在邻近第一端的第一区域中具有对称的螺纹角，在第二区域中具有不对称的螺纹角，第一区域的螺纹具有大于第二区域的第二螺纹角的第一螺纹角，连续螺旋螺纹的至少一部分包括锯齿边。

本节的目的是简要介绍将在下面的“具体实施方式”一节中进一步描述的一些概念。本节并非旨在确定所要保护的主题的关键特征或基本特征，也并非旨在用作确定所要保护的主题的范围的辅助手段。

附图说明

图1示出了本技术的紧固件的第一实施例的平面图，包括细节B处的局部截面图，该部分在图5中被放大示出；

图2示出了紧固件的端视图；

图3是沿图2中的C-C线截取的局部截面图；

图4是沿图1中的A-A线截取的截面图；

图5是图1中的细节区域B的放大局部截面图。

具体实施方式

在本文中说明的技术是一种紧固件，该紧固件具有允许将元件固定在木材、复合材料或其它材料中并提供改良的性能的特征。

本技术包括一种螺纹紧固件100，该螺纹紧固件100具有变化的螺纹角，并在杆部110中具有灰尘(或碎屑)槽道(或缓和部)300，以去除在紧固件插入到材料中时产生的微粒。螺纹的第一部分形成有第一螺纹角A1，螺纹的第二部分形成有第二螺纹角A2。在一个实施例中，第一螺纹角大于第二螺纹角，并且形成在紧固件的前端或第一端的螺纹中。在各圈螺纹之间形成有灰尘槽道或缓和部150。

下面将参照图1-5说明本技术。

在一个实施例中，紧固件100包括杆部110，该杆部110在前端或第一端具有尖端115，在头端或第二端具有头部125。杆部110包括螺纹区域120和无螺纹区域122。连续的螺旋螺纹130从尖端115朝第二端形成，在第一螺纹区域116中具有从第一端开始并朝第二端延伸的第一对称螺纹角A1，并在第二螺纹区域118中具有与第一螺纹角相邻并从第一端朝第二端延伸的第二不对称螺纹角A2。第一螺纹角A1大于第二螺纹角A2，并且具有不对称螺纹角的螺纹(130b)包括锯齿边。在一个实施例中，A1大约为60度，A2大约为40度，A3大约为30度，A4大约为10度(均在±3-5度的变化范围内)。

杆部可由镀锌钢形成，当然，也可使用其它材料。第一螺纹区域116从尖端115延伸到第二螺纹区域118。第二螺纹区域118从第一螺纹区域116延伸到无螺纹区域122。无螺纹区域122中的杆部是具有圆形横截面的圆柱形，并且在此实施例中包括无螺纹区域。

杆部的主体在螺纹区域120中具有小直径D2(图3)。无螺纹区域122的直径可大于或等于D2。

杆部的第一螺纹区域116包括形成在杆部110上从尖端104延伸的螺旋螺纹130的第一部分130a。螺纹130的直径D1大约是D2的1.4-1.75倍。螺纹130在杆部上方在螺纹区域120中的有效螺纹高度(H)等于((D1-D2)/2)，并且其螺距P大约是该有效螺纹高度的17-18倍。

在一个实施例中，螺纹130具有总长度L2和不对称螺纹的第二长度L3。因此，第一螺纹区域116的长度是L2-L3，而L2大约是第一螺纹区域116的长度的三倍。螺纹130b包括由图2所示的多个齿限定的锯齿边。也可使用其它锯齿结构。

在本技术的另一个独特方面中，所述杆部包括在各圈螺纹130之间形成的除尘缓和部300。缓和部300是形成在杆部中并且交错在各圈螺纹130之间并与之相匹配的连续螺旋结构。如图1和图3所示，缓和部300沿着杆部的一部分长度或整个长度在螺纹区域120中布置在各圈螺纹之间以及在螺纹130a的对称螺纹角部分与螺纹130b的不对称螺纹角部分之间。所述缓和部形成为相对于杆部具有凹入的弧形形状，该弧形形状由半径R限定，在一个实施例中，该半径R为0.090英寸(±0.10英寸)。从图3的截面图能看出，缓和部300具有长度L5，并且通过具有杆部表面的长度L4的分隔区域312、314从各圈螺纹130分开。分隔区域312、314位于小直径D2处，并且包括各圈螺纹之间的杆部的平坦表面部分(如图1、3和5所示)。在一个实施例中，L5大约是L4的两倍。分隔区域312、314在这些区域与缓和部300之间形成平滑过渡310(例如通过圆边实现)。

缓和部的深度由小直径D2与更小直径D3之间的差值限定。在一个实施例中，D2:D3的比值是1.125。

在多个实施例中，紧固件的总长度L1可在2.75-4英寸之间变化，长度L2可以是1.75英寸。在这样的实施例中，所述小直径D2可以是0.135英寸，所述更小直径可以是0.120英寸，从而每个缓和部的深度为0.00075英寸。

头部125可以是适于接收能够向紧固件提供扭矩的工具的任何标准头部，但是在图1-5的实施例中，使用六角螺母头。

除了安装紧固件时产生的碎屑之外，缓和部的灰尘槽道还容纳在混凝土或砖石上钻孔时产生的碎屑。通过实验，已经确定当将紧固件插入到诸如混凝土和砖石等材料中时缓和部区域的平滑弧形形状显著改善了微粒保持能力。在紧固木材和复合材料时也能看到这种改善。在紧固件被插入到待紧固的材料中时，缓和部的弧形特点允许微粒停留在其中，从而不会阻碍紧固件的前进。在一个实施例中，与没有灰尘槽道的类似螺钉相比，灰尘槽道使安装工作量减少了大约15％。

本技术的实施例包括一种紧固件，该紧固件包括具有限定长度的第一端和第二端的杆部；设置在杆部上的螺纹，该螺纹包括具有第一螺纹角的第一区域和具有第二螺纹角的第二区域，该螺纹的至少一部分具有所述第一螺纹角；以及在杆部中位于各圈螺纹之间的弧形缓和部区域。

所述紧固件可包括前述紧固件，其中，所述缓和部被杆部的圆形横截面从各圈螺纹分开。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述缓和部被缓和部的第一侧和缓和部的第二侧的圆形横截面通过平坦分隔区域从各圈螺纹分开。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述缓和部的长度至少是分隔区域的长度的两倍。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述杆部具有小直径，并且所述弧形缓和部的最低点具有小于杆部的小直径的更小直径。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述小直径比所述更小直径大1.125倍。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述弧形缓和部区域由大约0.09英寸的半径限定。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述缓和部与所述杆部的圆形横截面之间的过渡包括圆边。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，螺纹的第一区域具有对称的横截面，而第二区域具有不对称的横截面。

另一个实施例包括一种紧固件，该紧固件包括杆部，该杆部具有位于第一端的前端和位于第二端的头部，以及具有小直径的表面；连续的螺旋螺纹，该螺旋螺纹的螺纹直径大于所述小直径，并且在杆部上位于第一端与第二端之间；以及位于各圈螺旋螺纹之间的连续螺旋弧形缓和部区域，所述缓和部具有小于杆部的小直径的更小直径。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述缓和部被杆部表面的平坦分隔区域从各圈螺纹分开。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述缓和部的长度至少是分隔区域的长度的两倍。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述弧形缓和部的最低点具有更小直径。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述小直径比所述更小直径大1.125倍。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述弧形缓和部区域由大约0.09英寸的半径限定。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述缓和部与所述杆部的圆形横截面之间的过渡包括圆边。

所述紧固件可包括任何上述紧固件，其中，所述螺纹在邻近第一端的第一区域中具有对称的螺纹角，在第二区域中具有不对称的螺纹角，第一区域的螺纹具有大于第二区域的第二螺纹角的第一螺纹角，连续螺旋螺纹的至少一部分包括锯齿边。

一种紧固装置可包括杆部以及用于在紧固件进入待紧固的材料时去除微粒的装置。该装置可包括与紧固件的杆部上的螺旋螺纹交错的缓和部300。

虽然本发明的主题是使用特定于结构特征和/或方法动作的语言说明的，但是应理解，在所附权利要求中限定的主题不必限于上述特定特征或动作。相反，上述特征特征和动作是作为实施权利要求的示例形式公开的。

Claims (13)

1.一种紧固件，包括：

具有限定长度的第一端和第二端的杆部；以及

设置在杆部上的螺纹，该螺纹包括具有第一螺纹角的第一区域和具有第二螺纹角的第二区域，该螺纹的至少一部分具有所述第一螺纹角；

在杆部中位于各圈螺纹之间的平滑弧形缓和部区域，螺纹的所述圈限定了螺距，弧形缓和部区域位于相应圈之间的中心并且通过平坦分隔区域从各圈螺纹分开，其中在各圈之间的所述弧形缓和部区域的长度至少是相应圈和缓和部区域之间的分隔区域的长度的两倍。

2.如权利要求1所述的紧固件，其中，所述缓和部被杆部的圆形横截面从各圈螺纹分开。

3.如权利要求1或2所述的紧固件，其中，所述缓和部被缓和部的第一侧和缓和部的第二侧的圆形横截面通过平坦分隔区域从各圈螺纹分开。

4.如权利要求1或2所述的紧固件，其中，所述杆部具有小直径，并且所述弧形缓和部的最低点具有小于杆部的小直径的更小直径。

5.如权利要求4所述的紧固件，其中，所述小直径比所述更小直径大1.125倍，并且所述弧形缓和部区域由0.09英寸的半径限定。

6.如权利要求5所述的紧固件，其中，所述缓和部与所述杆部的圆形横截面之间的过渡包括圆边。

7.如权利要求1或2所述的紧固件，其中，螺纹的第一区域具有对称的横截面，而第二区域具有不对称的横截面。

8.一种紧固件，包括：

杆部，该杆部具有位于第一端的前端和位于第二端的头部，以及具有小直径的表面；

连续的螺旋螺纹，该螺旋螺纹的螺纹直径大于所述小直径，并且在杆部上位于第一端与第二端之间；以及

在杆部中位于各圈螺旋螺纹之间的连续平滑螺旋弧形缓和部区域，所述缓和部具有小于杆部的小直径的更小直径，螺纹的所述圈限定了螺距，弧形缓和部区域位于相应圈之间的中心并且通过平坦分隔区域从各圈螺纹分开，其中在各圈之间的所述弧形缓和部区域的长度至少是相应圈和缓和部区域之间的分隔区域的长度的两倍。

9.如权利要求8所述的紧固件，其中，所述缓和部被杆部表面的平坦分隔区域从各圈螺纹分开。

10.如权利要求8所述的紧固件，其中，所述弧形缓和部的最低点具有更小直径。

11.如权利要求10所述的紧固件，其中，所述小直径比所述更小直径大1.125倍，并且其中所述弧形缓和部区域由0.09英寸的半径限定。

12.如权利要求11所述的紧固件，其中，所述缓和部与所述杆部的圆形横截面之间的过渡包括圆边。

13.如权利要求8至12中任一项所述的紧固件，其中，所述螺纹在邻近第一端的第一区域中具有对称的螺纹角，在第二区域中具有不对称的螺纹角，第一区域的螺纹具有大于第二区域的第二螺纹角的第一螺纹角，连续螺旋螺纹的至少一部分包括锯齿边。