CN1625654A - 具有带凹入下侧面头的螺钉 - Google Patents

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Abstract

一种整体成型的螺钉，例如具有螺纹圆柱杆和头(9)的木螺钉。该头(9)的至少一部分(25)是浅凸弯的并设有一螺丝起子的凹槽(26)。该头(9)具有环形的、浅凹入下侧面(22)，以适合接纳相对软的、聚合物垫圈(27)。

Description

具有带凹入下侧面头的螺钉
技术领域
本发明涉及如木螺钉那样的整体成型的螺钉。
背景技术
木螺钉已被使用在许多不同的应用场合。有一些应用则要求木螺钉与一软的、聚合物的垫圈相组合应用。在这些应用中，经常需要的是，当螺钉和聚合物的垫圈被安放到位时，该螺钉的头尽可能的不突出，以便防止当工作在那种螺钉头突出的表面上时，例如当从屋顶铲雪的时候对螺钉头产生破坏或者出现其它问题。
已知的螺钉具有一个与聚合物的垫圈相接合的平坦下侧面。该平坦的下侧面经常导致软垫圈的一种不均匀的变形，因此垫圈的密封性或锁紧性就会丧失或者下降。
我的美国专利NO.5,919,020中描述了一种木螺钉，其中，在一工件上通过螺钉头施加的比压是相对低的，但紧固力高且头的顶表面相对不突出。这是通过使一个圆头螺钉的形状结合一类似具有平坦下侧面的垫圈的整体成型径向延伸部来实现的。虽然这种类型的螺钉获得了相当可观的商业成功，但在与聚合物例如橡胶垫圈的使用中将会遇到上述段落中提及的那些缺点。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种螺钉，特别是但并非唯一的是提供一种木螺钉，其能避免或者至少可减少不希望的软垫圈受压时缺乏均匀性的问题，同时确保在完全应用的条件下不突出的状态，以及提供与电动螺丝起子使用的足够强度。
在广义上说，本发明提供一种整体成形的螺钉，其具有一限定一圆周边缘的圆形头，和一整体成型的杆，杆包括在其至少一部分上构成的螺纹。杆具有一在螺钉头上的根端和一自由端部分。该头包括一从其中伸出该杆的下侧面。头的顶表面部分面向远离杆的方向包括一与螺丝起子接合的凹槽。头的环形下侧面安置在杆的根端周围。按照本发明，头的下侧面限定一与杆共轴线的浅凹入环状部分，并且在朝向头的圆周沿径向深度减少。
附图说明
现在本发明将通过优选的和示范性的具体实例进行描述，应当理解，在没有脱离本发明的条件下可存在许多不同于这些已描述的其它的具体实施方案。
附图中：
图1是包括本发明特征组合的木螺钉的不按比例放大的局部剖示意侧视图；
图2是用于图1螺钉的聚合物垫圈的横截面视图；
图3是类似于图1的视图，但显示了本发明一改型的示范性的具体实例；和
图4是类似于图1的示意简化视图，其显示了本发明螺钉的不同尺寸的近似方案。
具体实施方式
附图中所示的螺钉是一个整体成型的产品，一般由合适的钢材制造，应当理解，某些应用可能允许或者要求不同的材质，例如尼龙。
附图中所示螺钉包括一个杆，在显示的具体实施例中，其具有一圆柱状的部分10(也可称其为“主体部分”)。如已知的那样，该杆具有一自由端部分11，其在显示的具体实例中是尖锐的。杆的相反端被显示为根端12。在显示的具体实例中，杆的大部分是圆柱形的，除了在头的加强部分和在锥形的尖锐的自由端部分11处以外。从杆的表面上突出一螺旋状的螺纹13。该螺纹从尖锐的自由端部分11起延伸并且终止在螺纹13的一根端部分14处，其与杆的加强的根端12间隔开。
作为优选但不是必须的，该杆的加强部分包括一截头圆锥体部分16的小的基底端15。截头圆锥体部分16的相反端限定一大的基底端18。在所示的具体实施例中，该大的基底端18与一圆柱体部分20是相一致的，因此具有相同的直径。参考编号15，16，18和20于是结合一起形成一通常称为杆的加强部分的具体结构。
圆柱部分20在一汇合点21处接合一浅的凹入成型的、面向下的下侧面22，也可称之为“浅凹入环状部分22”，其包括一垫圈部分23的下侧面。
应强调的是，该加强部分的主要目的是提供给螺钉以适当强度，以便使用一电动螺丝起子。因此，加强部分的实际尺寸或者形状是可选择的，并且在没有脱离本发明的保护范围下可以不同于附图中所示的情况。在特定的具体实施例中，它可能甚至是完全地被去除，以使圆柱体部分10的直径均匀一致地到达头的下侧面22。
术语“浅的”凹入成型涉及一环状凹入下侧面22，其在螺钉中具有约0.5mm量级的深度D1，它的头9具有约12mm的外直径B1，垫圈部分23的厚度A2(图4)在约1.5到约2mm的量级之间。因此，所述浅凹入环状下侧面22的深度D1是螺钉头9外直径B1的约6％到8％。该垫圈部分23的顶部限定一薄的通常截头圆锥形的环状上表面部分24。有关“通常”的截头圆锥形的参考基准包括(如附图中所示的)一些具体结构，其中，该表面由于在制造加工螺钉时的滚轧工艺可能实际上是稍微凸出的圆形。在图1和图4的具体实施例中，该通常截头圆锥形部分的轴向高度D2大约是1mm。应强调的是，该尺寸数字涉及一木螺钉的典型尺寸，并且不能认为将本发明限定到这些特定的尺寸范围上。
参考标号17表明了垫圈部分23的边缘。该边缘17限定了螺钉头9的外直径B1。该浅凹入下侧面22的最深部分安置在一垂直于螺钉杆的第一参考平面P1上。该边缘17最低部分19或者锐棱体现了头9的一部分，其被定位在一平行于第一参考平面P1且轴向上与其间隔的第二参考平面P2上。该第二参考平面P2比第一参考平面P1更接近尖端11。上面提到的约0.5mm的深度D1是参考平面P1，P2之间的轴向距离。该深度D1例如是通过滚轧垫圈部分23的顶面24以便由一平面来改变其形状到达通常截头圆锥形而提供的。
一个在中央设置的，同轴的浅凸起头部分或者中央部分25具有外直径或者边界B2(图4)，其从上表面部分24向上凸起。该头部分25设有在中央安置的与螺丝起子接合的凹槽26。
术语“浅凸起”在中央部分25的范围内，表明一个配置结构，其中该浅凸起头部分25的最大轴向厚度A1只比垫圈部分23的厚度A2稍微大一点。在所示的具体实例中，厚度A1是约3mm到4mm。
本发明的螺钉打算与并不构成本发明一部分的聚合物垫圈27一起使用，本发明的螺钉可容易地在商业上购买。该垫圈27的尺寸被选择为其具有的内直径要基本符合于加强部分12的最大直径。该垫圈在其面对螺钉下侧面22的端部最好设置成倾斜的。
具体参考图4，表1提供了本发明螺钉不同尺寸的具体实施方案的三个例子，其具有典型的实体尺寸。所表明的这三个具体实例是6，7和8mm，其基本符合1/4”；5/16”和3/8”的木螺钉，每一个木螺钉分别具有约80mm的总长度。该螺钉的各个尺寸细节如下：
                        表1
本发明螺钉的附加实施例的近似尺寸数据(单位mm)
螺钉尺寸                      8            7             6
头25的厚度范围A1              2.4          2             1.6
垫圈部分23的厚度范围A2        1.8-1.5      1.6-1.3       1.4-1
截头圆锥形部分16的长度A4      2            2             1.5
垫圈部分23的直径范围B1        18.5-16      16.5-14       14-12.5
头部分25的直径范围B2          10.5-10      10-9.7        9-8.7
螺纹13的外直径范围B3          8-7.5        7.2-6.7       6.2-5.7
螺钉杆10的直径范围B4          5.4-5.1      4.82-4.79     4.24-4.18
浅凹入下侧面22的深度D1        1.2          1.1           0.9
截头圆锥形部分24的轴向高度D2  1.4          1.2           1.1
从上面得出，利用本发明能够生产宽广范围的螺钉。
现在简要地转向图3所示的这个示范性具体实施例，该凹入成型的下侧面22被安置在一连续突出的圆形头28的下面，而不是图1中描述的一组合的头和垫圈部分。
如上所述，在不脱离本发明所附权利要求中描述的保护范围条件下，本发明可以不同于所揭示的具体实施例而在一定程度上进行修改。

Claims (18)

1、一种整体成型的螺钉，具有一包括圆周边缘的圆形头和一包括在其至少一部分上形成螺纹的杆；
(a)该杆具有一根端和一相反的自由端部分；
(b)该头包括一远离杆的顶表面部分和包括一与螺丝起子接合的凹槽；以及一安置在杆根端周围的环状下侧面；
(c)该下侧面限定一浅凹入环状部分，其与所述杆共轴线，并且在朝着所述边缘的径向方向上逐渐地减少深度。
2、按照权利要求1的螺钉，其中所述根端在一汇合处接合于下侧面，该汇合处位于垂直于杆的第一参考平面(P1)上，并且该边缘最接近杆自由端部分的一部分限定与平行于所述第一参考平面(P1)的第二参考平面(P2)相重合一致的圆周部分；因此汇合点和圆周部分分别地形成所述浅凹入环形部分的一径向内界限和一径向外界限。
3、按照权利要求1的螺钉，其中所述浅凹入环形部分的深度是所述头直径的约6％到8％。
4、按照权利要求1的螺钉，其中所述浅凹入环形部分的深度约0.5mm，且所述头直径约12mm。
5、按照权利要求2的螺钉，其中在所述杆根端处的杆，包括一具有其径向横截面积大于杆其余部分的径向横截面积的加强部分，所述加强部分与在所述第一参考平面上的头部分的下侧面相汇合。
6、按照权利要求1的螺钉，其中所述根端在限定垂直于杆的第一参考平面(P1)的圆形汇合处接合头的下侧面，并且边缘最靠近自由端部分的圆周部分与限定平行于所述第一参考平面(P1)的第二参考平面(P2)的圆形周边相重合，所述第二参考平面(P2)更接近于自由端部分，在第一和第二参考平面(P1，P2)之间的距离限定所述浅凹入环状部分的深度；并且其中头的顶表面部分包括一带有与螺丝起子接合的凹槽的凸弯的中央凸起。
7、按照权利要求6的螺钉，其中所述中央凸起具有一比所述头最大直径(B1)小的预定的外部直径(B2)，头的顶表面还包括一安置在中央凸起周围并且大致沿径向远离中央凸起的环形垫圈部分，所述垫圈部分具有与所述中央凸起的外直径(B2)相重合的小直径，以及限定头的外直径(B1)的大直径。
8、按照权利要求7的螺钉，其中所述垫圈部分是浅的一般凸弯的或浅的一般截头圆锥形的，所述下侧面是浅凹入的，从而限定所述浅凹入环状部分的至少一部分。
9、按照权利要求8的螺钉，其中所述浅凹入环状部分的深度是所述头外直径(B1)的约8％到约10％。
10、按照权利要求8的螺钉，其中所述头的外直径(B1)约12mm，所述浅凹入环状部分的深度(D1)约0.5mm。
11、一种整体成型的螺钉，包括一头和一杆；
(a)所述的杆包括：
(i)一通常圆柱状杆部分，其具有一锥形的、尖锐的自由端部分和一根端；
(ii)一从圆柱状杆部分的表面突出的螺旋状螺纹，且延伸过所述锥形的、尖锐的自由端部分的至少一部分，并延伸过安置在所述锥形尖锐自由端部分和所述根端之间的圆柱状杆部分整个长度的至少一部分；
(iii)所述根端包括一具有在径向上的横截面积比圆柱状杆部分横截面积大的加强部分；
(b)所述头包括：
(i)一下侧面；
(ii)一远离杆的通常凸起的上部分和一具有一边缘的垫圈部分，该边缘限定头的最大直径(B1)；
(iii)所述垫圈部分包括远离所述下侧面的一浅突起、通常截头圆锥形的环形上表面部分，和一浅凹入环状的下侧面，垫圈部分具有一是加强部分几倍的大直径；
(iv)一从所述上表面部分凸出的中央安置的浅凸起中央部分，并且具有一与所述垫圈部分的环形顶表面部分的小直径相重合的通常圆形的外边界；
(v)所述浅凸起中央部分设有一与螺丝起子接合的凹槽。
12、按照权利要求11的螺钉，其中所述根端在垂直于杆的第一参考平面(P1)上汇合于头的下侧面，并且所述边缘最靠近杆自由端部分的一部分限定一圆形周边，其与平行所述第一参考平面的第二参考平面相重合；所述第二参考平面(P2)比第一参考平面更接近杆的自由端部分，因此，该汇合点和圆形周边分别限定所述浅凹入环形下侧面的一径向内界限和一径向外界限。
13、按照权利要求11的螺钉，其中所述浅凹入环形下侧面的深度是所述头部分最大直径(B1)的约6％到8％。
14、按照权利要求11的螺钉，其中所述浅凹入环形下侧面的深度约0.5mm，并且所述头部分的直径是12mm。
15、一种整体成型的螺钉，在组合中包括：
(a)一杆，其包括一与一锥形的、尖锐的自由端部分汇合的圆柱形主体部分，和一根端；
(b)一从主体部分的表面突出的螺旋状螺纹，该螺纹延伸过所述自由端部分的至少一部分，直到与所述根端隔开的地点；
(c)所述根端由加强部分限定，其在截头圆锥形部分的小基底端与主体部分汇合；
(d)所述截头圆锥形部分还包括一与所述小基底端间隔的大基底端，所述大基底端与加强部分的圆柱体部分的直径相对应并且与圆柱体部分的第一端相重合；
(e)圆柱体部分的第二端与螺钉头的浅凹入环形下侧面相重合，所述头包括一具有圆形边缘的垫圈部分，该边缘的直径是所述圆柱体部分的几倍；
(f)所述圆柱体部分限定一从所述圆柱体部分的第一端到其第二端贯通延伸的连续圆柱体壁；
(g)所述垫圈部分包括一通常截头圆锥形的、环状上表面部分，其远离所述的浅凹入环状下侧面，以及包括一边缘，其限定该头的最大直径；和
(h)一在中央安置的、浅凸起的头部分，其被安置在头的中央并设有一与螺丝起子接合的凹槽；
(i)所述浅凸起头部分具有一与所述环形上表面部分的内径相重合的外周边(B2)。
16、按照权利要求15的螺钉，其中：
(a)所述浅凹入环形下侧面的深度约0.5mm；
(b)圆柱体部分的第二端在限定垂直于螺钉杆的第一参考平面(P1)的汇合处汇合于浅凹入环形下侧面；
(c)所述边缘最接近杆自由端部分的一部分限定一下边棱，其与平行于所述第一参考平面(P1)的第二参考平面(P2)相重合；
(d)所述第二参考平面(P2)比第一参考平面(P1)更靠近杆的自由端部分；
(e)汇合点和下边棱分别构成所述浅凹入环珍下侧面的一径向内界限和一径向外界限。
17、一种整体成型的螺钉，在组合中包括：
(a)一杆，具有一锥形的、尖锐的自由端部分，一通常圆柱形主体部分和一根端；
(b)一从自由端部分的至少一部分表面上突出、并延伸过所述主体部分的至少一部分的螺旋状螺纹；
(c)所述根端包括一截头圆锥形部分，其具有一与靠近杆根端的主体部分相重合的小基底端，和一与通常圆柱体部分的第一端相重合的大底端；
(e)通常圆柱体部分的第二端与垫圈部分的浅凹入环形下侧面相重合，该垫圈部分具有一圆柱体部分几倍的直径；
(g)所述垫圈部分包括与所述下侧面远离的通常截头圆锥形的上表面部分；
(h)所述上表面部分在其内直径(B2)上汇合一浅凸形的中央凸起，其设有一与螺丝起子相接合的凹槽；和
(i)所述中央部分的轴向长度(A1)只是所述环形上中央部分内直径(B2)的一部分。
18、按照权利要求17的螺钉，其中所述中央部分的轴向长度(A1)相对垫圈部分的所述环形上表面部分的内直径(B2)的比率约0.2到约0.5，环形上表面部分的内径(B2)和外径(B1)之间的轴向距离约1mm，并且所述浅凹入环形下侧面的深度约0.5mm。
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