CN1914427A - 自攻螺钉 - Google Patents

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Abstract

一种用于易碎材料(1)中的自攻螺钉(10)，包括：主体(12)，其具有中心轴(13)、带有凸缘的后端部(14)、用于钻孔的前端部(16)和位于所述后端部和前端部之间的通常为圆柱状的部分(18)，所述圆柱状部分(18)的外表面(20)上布置有螺纹(22)，其中主体从距离带有凸缘的后端部的预定的距离(SD)处开始分叉为第一腿(24)和第二腿(26)，第一腿向前伸入钻孔尖端(28)，并且具有相对于中心轴向外成钝角的通常面向后的肩部(30)，主体(12)具有容纳细长状紧固件(2)的轴向孔(32)，轴向孔(32)基本延伸穿过带有凸缘的端部(14)和通常为圆柱状的部分(18)，并且通向通常面向后的肩部(30)，螺钉(10)具有钻孔状态和固定状态，在钻孔状态，第二腿(26)套在第一腿(24)的通常面向后的肩部(30)之后，并且在固定状态，腿彼此转动分离。

Description

自攻螺钉
技术领域
本发明涉及一种用于易碎材料中的螺钉，特别是用在补墙板中的自攻螺钉。
背景技术
由于补墙板为易碎材料，因此将物体安装到补墙板上很困难。过去使用自攻螺钉。然而，众所周知，自攻螺钉的抗拔强度仅为大约50到70磅。
对于较重的载荷，通常使用系墙螺栓。众所周知，系墙螺栓很贵、不可靠，并且由于其通常不能自攻而难于安装。
因此，需要一种用于易碎材料的螺钉，所述螺钉易于安装，并且具有较高的抗拔强度，可用于重载荷。
发明内容
一种用于易碎材料中的自攻螺钉，该螺钉包括主体，主体具有中心轴、带有凸缘的后端部、用于钻孔的前端部和位于所述后端部和前端部之间的通常为圆柱状的部分，所述圆柱状部分的外表面上布置有螺纹，其中，主体从距离带有凸缘的后端部的预定距离处开始分叉为第一腿和第二腿，第一腿向前伸入钻孔尖端，并且具有相对于中心轴向外成钝角的通常面向后的肩部，其中，主体具有用来容纳细长状紧固件的轴向孔，轴向孔基本延伸穿过带有凸缘的端部和通常为圆柱状的部分，并且通向通常面向后的肩部，其中，螺钉具有钻孔状态和固定状态，处于钻孔状态中的第二腿布置在第一腿的通常面向后的肩部的后面，并且处于固定状态中的腿彼此转动分离。
自攻螺钉可包括其它方面，如第一腿和所述第二腿由一对裂缝彼此分开，该裂缝开始于分叉处，并且基本延伸穿过通常为圆柱状的部分的外表面和螺纹，其中，该裂缝位于外表面的通常相对的侧部。该裂缝可具有Z字形状，在腿上形成鳄口状接合齿。
在一个实施例中，一种用于易碎材料中的自攻螺钉，包括主体，主体具有中心轴、带有凸缘的后端部、用于钻孔的前端部和位于所述后端部和前端部之间的通常为圆柱状的部分，所述圆柱状部分的表面上布置有螺纹，所述用于钻孔的前端部包括通常扁平的刀片，所述扁平的刀片包括：具有第一倾斜切割边缘和第一侧部切割边缘的第一部分，和具有第二倾斜切割边缘和第二侧部切割边缘的第二部分，其中，所述第一和第二倾斜切割边缘形成尖端，所述第一和第二部分形成在共同直线上，并且沿穿过所述圆柱状部分的直径的平面彼此相对错开，其中所述主体沿一对Z字形裂缝从距离所述带有凸缘的后端部的预定距离处开始分叉为第一腿和第二腿，其中，所述Z字形裂缝在所述腿上形成鳄口状接合齿，所述第一腿向前伸入所述通常扁平的刀片，并且具有相对于所述中心轴向外成钝角的通常面向后的肩部，其中，所述裂缝的每一个最向前的部分沿所述通常面向后的肩部的周边基本到达所述通常面向后的肩部的最向前和最向外的端部，在所述主体中的同轴中心孔用来容纳细长状紧固件，所述中心孔基本延伸穿过所述带有凸缘的后端部和所述通常为圆柱状的部分，并且通向所述通常面向后的肩部，其中，所述螺钉具有钻孔状态和固定状态，所述钻孔状态中的所述第二腿布置在所述第一腿的所述通常面向后的肩部的后面，所述固定状态中的所述腿彼此转动分离。
这些和其它特征和优点将通过以下参考附图对本发明的描述而变得明显。
附图说明
图1是处于钻孔状态的自攻螺钉的侧视图；
图2是处于钻孔状态的自攻螺钉的平面图；
图3是自攻螺钉带有凸缘的后端部的正视图；
图4是沿图2中的4-4线的处于钻孔状态中的自攻螺钉的剖视图；
图5是沿图1中的5-5线的处于钻孔状态中的自攻螺钉的剖视图；
图6是安装在易碎材料中的自攻螺钉的局部侧面剖视图，其中细长的紧固件正在将螺钉的腿转动到紧固状态；
图7是带有将螺钉的腿转动到紧固状态的细长紧固件的自攻螺钉的侧视图。
具体实施方式
参考图1和7，图中所示为用于易碎材料，如补墙板中的自攻螺钉10。螺钉10包括具有中心轴13的主体12、带有凸缘的后端部14、用于钻孔的前端部16和位于两者之间的通常为圆柱状的中心部分，所述中心部分具有外表面20，上面设置有螺纹22，其中主体12从距离凸缘后端部14的预定距离SD出开始，分叉为第一腿24和第二腿26，第一腿24向前伸入钻孔尖端28中，并且具有通常向后延伸的关于中心轴13向外为成钝角的肩部30，其中主体12具有用来容纳细长状安装紧固件2的轴向孔32，轴向孔32基本延伸穿过带有凸缘的端部14和中心部分18，并且通向肩部30，其中螺钉10具有钻孔状态和固定状态，其中处于钻孔状态中的第二腿26放置在第一腿24的肩部30的后面，如图1中所示，处于固定状态中的腿24，26相互转动分离。
螺钉10用于如补墙板1等易碎材料中，将物体3安装到补墙板1上。如图1中所示，螺钉10可在钻孔状态形成并且最初处于钻孔状态，这使得螺钉10可钻入补墙板1中，并且将外部螺纹22与补墙板1结合，从而将螺钉10以增加的抗拔强度保持在补墙板1中。在将螺钉10安装后，将紧固件2穿过物体3插入螺钉10的轴向孔32中，所以紧固件2能够支撑物体3。如图6和7中所示，紧固件2将腿24，26向外转动到固定状态中，从而增加了螺钉10的抗拔强度。螺钉10比单独的紧固件2具有与补墙板1更强的接合和更高的的抗拔强度和抗剪切强度。
易碎材料可以是用于建筑行业的几种易碎材料中的一种，其中为了增加能够安装到易碎材料上的承载量，要求将物体3安装到易碎材料上。石膏基补墙板1为易碎材料的一个例子，如美国石膏公司出售的SHEETROCK商标的石膏补墙板。补墙板1的厚度T通常为英寸或5/8英寸，但可得到其它厚度的补墙板，例如厚度为3/8英寸。
转到图6和7，紧固件2优选为螺纹紧固件，例如安装螺钉，固件2具有细长状的杆4，头部6位于一个端部，尖端8位于另一个端部。紧固件2的杆4包括螺纹9，所述螺纹9同螺钉10的轴向孔32接合。紧固件2的螺纹9可为标准螺纹形式，例如为统一的标准粗齿螺纹(UNC)或统一的标准细齿螺纹(UNF)，或者螺纹9也可为专用螺纹。例如，紧固件2可为标准的6号、7号或8号UNC螺纹，并且紧固件2在头部6具有十字凹槽。
紧固件2可具有不同长度来适应物体3的不同厚度AT。优选地，紧固件2具有足够的长度，能够延伸穿过物体3和轴向孔32，从而紧固件2与肩部30接合并且将腿24，26向外侧旋转楔入补墙板1中。紧固件2也可将第二腿26向外旋转楔入补墙板1中。例如，对于长度大约为1.67英寸的螺钉10，紧固件2的长度可在大约1英寸到大约2英寸之间，优选为在大约11/4英寸到大约13/4英寸之间，最优为大约1英寸。
螺钉
转到图1和4，螺钉10包括主体12，所述主体12具有带有凸缘的后端部14、通常与带有凸缘的端部14相对的用于钻孔的前端部16以及位于带有凸缘的端部14和用于钻孔的端部16之间的通常为圆柱状的中间部分18。螺钉主体12具有壁34，壁34围绕着通常用来容纳紧固件2的轴向孔32，其中轴向孔32具有通常为细长圆柱状的部分。优选地，螺钉10由重型塑料制成，例如玻璃充填纤维强化尼龙或聚醚酰亚胺玻璃充填增强ULTEM，然而螺钉10可由其它材料制成，只要它具有足够的强度来抵抗拔出力和其它螺钉10受到的力。
螺钉10具有轴向长度L，该长度由颈部60的长度N、螺纹22的长度TL和钻孔尖端28(在下文描述)的长度DL组成。只要每个N、TL和DL足够长，优选使用较短的螺钉10，如下文描述，因为其制造更便宜，更容易操作和在安装过程中保持稳定，并且它具有更短的安装时间，从而使用者可在相对短的时间内以最少的劳动量安装多个螺钉10。在一个实施例中，螺钉10的长度L在大约1.5英寸到大约2英寸之间，优选为在大约1.6英寸到大约1.7英寸之间，最优选为大约1.67英寸。
轴向孔32的尺寸制成能够容纳紧固件2。优选地，轴向孔32具有足够大的直径，能够容纳8号螺钉或具有较小直径的紧固件。轴向孔32延伸穿过带有凸缘的端部14和中间部分18，到达肩部30。图4和5所示的一个实施例中，靠近肩部30的轴向孔32的部分98朝向肩部30成锥形，从而在紧固件2和腿24，26之间提供更好的接合，从而将腿24，25更有效地向外转动。锥形部分98可关于中心轴13形成大约5°和大约25°之间的锥度，优选为在大约10°和大约20°之间，最优选为大约15°，并且锥形部分98可从距离肩部30的轴向长度为大约0.1英寸和大约0.3英寸之间处开始，优选为在大约0.15英寸到0.17英寸之间，最优选为大约0.16英寸。
壁34可包括一组至少3个，优选为4个，沿径向向轴向孔32内伸出的键槽36，其中键槽36适于接合紧固件2。紧固件螺纹9在键槽36中攻出配合螺纹，从而紧固件2通过攻出的螺纹与键槽36接合。键槽36基本延伸穿过整个轴向孔32的长度。
带有键槽36的轴向孔32的有效内径应小于紧固件2的外径或齿顶直径，但大于紧固件2的齿底直径，从而键槽36由紧固件2攻出螺纹，形成配合螺纹。优选地，键槽36距离壁34的内部的高度可选，从而轴向孔32的有效内径能够足够小，从而6号紧固件2的螺纹，外径大约0.136英寸，能够在键槽3上攻出螺纹于，并且因此壁34的内径能够足够大，从而8号紧固件2的螺纹，外交大约0.164英寸，能够只在键槽36上攻出螺纹而不会壁34上攻出螺纹。在优选实施例中，在壁34处的孔32的内径在大约0.17英寸到大约0.21英寸之间，优选为在大约0.18英寸到大约0.2英寸之间，最优选为大约0.19英寸，并且键槽36的高度在大于0.015英寸到大约0.045英寸之间，优选为在大约0.025英寸到大约0.035英寸之间，最优选为大约0.03英寸，所以在键槽36处的孔32的有效内径在大约0.11英寸到大约0.16英寸之间，优选为在大约0.12英寸到大约0.145英寸之间，最优选为大约0.13英寸。
优选地，键槽36具有能够容纳多种螺纹直径的安装紧固件的结构。如共同转让的McElderry的美国专利5558479中的键槽，其公开在此作为引用并入本文中。
螺钉主体12的带有凸缘的端部14包括凸缘38，其中具有扭矩传递表面，通过螺丝刀(没有显示)区动，例如十字形凹槽40中的表面42，所述螺丝刀可用以是十字形螺丝刀，以尽可能减小滑出。螺钉10优选为可通过手动螺丝刀手动驱动，所述螺钉10可由十字形螺丝刀或类似物来驱动，或通过动力工具来驱动。
接下来看图1，4和6，螺纹22布置在中间部分18的外表面20上，并且设置用于当螺钉10安装后与补墙板1接合，从而物体3的载荷将由补墙板1支撑。螺纹22在补墙板1中攻出配合螺纹44，从而实现在螺纹22和补墙板1之间的接合。螺纹22通常优选为螺旋状，并且包括具有大径C的齿顶46和具有小径R的齿底48，其中齿顶46和齿底48之间的距离，或螺纹高度H，相对大，从而最大化与补墙板1接合的螺纹22的表面面积，增加抗拔强度。螺纹2的齿顶直径C可沿螺纹22的整个长度基本上保持相同。在一个实施例中，如图2所示，齿顶直径C在靠近钻孔尖端28处形成较小的锥度。在一个实施例中，齿顶46的直径C大约为齿底48的直径R的两倍。
已发现，与位于补墙板1的后表面54上的纸56的接合，在螺钉10和补墙板1之间提供了坚固的抓持部分，因此优选螺纹22的轴向长度TL(图2)足够长，从而至少大约3/4圈的螺纹22与补墙板1的后部接合，从而当推动螺钉10进入固定状态时，螺纹22在补墙板后表面54上与纸56接合。在一个实施例中，螺纹22的轴向长度TL在大约0.6英寸到大约1英寸之间，优选在在大约0.7英寸到大约0.8英寸之间，最优选为大约3/4英寸。
转到图2和6，螺纹22的上端部58与凸缘38间隔开，在凸缘38和螺纹端部58之间形成颈部60。颈部60使得凸缘38的上表面能够固定在补墙板前表面50的平面上或下，如图6中所示，由于到达凸缘38之前，在颈部60处螺纹22终止，因此在补墙板配合螺纹44中形成空间，使得凸缘38能够将相邻的补墙板1压缩。而且，颈部60确保螺纹22与补墙板前表面50上的纸52间隔开，从而螺纹22不与纸52接合并且没有将其扭弯，从而没有在补墙板前表面50形成不良外观。颈部60能够具有在大约0.03英寸到大约0.1英寸之间的长度N，优选为大约0.07英寸。
转回图1和2，用于钻孔的端部16通常位于带有凸缘的端部14的相对端部上。钻孔尖端28在用于钻孔的端部16处与主体相连接，以使螺钉10随着使用者的驱动钻通补墙板1，从而不需要单独的钻孔步骤。钻孔尖端28从第一腿向前延伸，所以钻孔尖端28为第一腿24的一部分。
钻孔尖端28可以是多种结构中的一种，如通常为圆柱状的钻头，具有用来将补墙板1的钻屑排出的一个或多个螺旋槽，但是优选使用扁平的钻孔刀片62，因为其能够更有效地在补墙板1中把孔铰大并且清除铰屑。钻孔刀片62可具有一对侧部分64，其中每个侧部分64具有一个倾斜切割边缘66和一个侧部切割边缘68。优选地，侧部切割边缘68通常优选为大体平行于螺钉轴13，并且倾斜切割边缘66一起向前面在侧部向内侧偏转角度，形成尖端70。尖端70相对锋利，从而防止在螺钉10的安装过程中，沿补墙板前表面50移动。在安装过程中，为了切割和去除补墙板，侧部切割边缘68和倾斜切割边缘66相对锋利。
侧部分64形成在一个平面上，并且相对于彼此沿该平面偏转，所述平面穿过螺钉主体12的直径，其中该平面通常平行于钻孔刀片62。侧部分64的偏转趋向形成凹槽72，该凹槽72布置在每个侧部分64的下侧，其中每个凹槽72沿对应的侧部切割边缘68和倾斜切割边缘66的长度延伸。凹槽72也有助于从在补墙板1中钻的孔中快速去除材料，如石膏灰等。优选的钻孔刀片的例子描述在共同转让的Hempfling的美国专利63828932中，其公开在此作为引用并入本文中。
优选地，钻孔尖端28的轴向长度DL至少与补墙板1的厚度T大小一样，从而钻孔尖端28将在螺纹22开始接合补墙板1之前完成它的钻孔。优选为这样，因为钻入材料中趋向于轴向前进穿过材料的速度基本比通过螺纹驱动穿过材料的速度慢。优选为补墙板1的钻孔过程在螺纹22与补墙板1接合之前完成，从而螺纹22在补墙板1中不必铰孔。在一个实施例中，钻孔尖端28的长度DL在大约0.6英寸和大约1英寸之间，优选为在大约0.7英寸和大约0.8英寸之间，最优选为大约3/4英寸。
转回图1，螺钉主体12在裂缝80的第一端部82分叉(在下文描述)为第一腿24和第二腿26，第一端部82与带有凸缘的端部14隔开预定的距离SD。如图4中所示，第一腿24向前延伸到钻孔尖端28中，并且通常包括面向后的肩部30，其相对于中心轴13向外成钝角。当螺钉10处于钻孔状态时，第二腿26放置在第一腿24的后面，从而第二腿26不会阻碍将螺钉10驱动进入补墙板1的过程。
在一个实施例中，第一腿24基本由延伸穿过螺钉墙34的外表面20及螺纹22的一对裂缝80与第二腿26分开，其中一条裂缝80通常位于与另一条裂缝80的外表面20相对的侧上。在一个实施例中，在外壁34上，裂缝80彼此为大约180°。在一个实施例中，裂缝80将螺钉壁34和螺纹22分裂，从而螺纹22的部分100a，100b在每个腿24，26(见图6)上。
裂缝80通常从与带有凸缘的端部14隔开预定距离SD的第一端部82沿主体12轴向延伸到靠近用于钻孔的端部16的第二端部84。每个裂缝80的最前面的部分86通常沿肩部30的周边侧向基本延伸到肩部30在外壁34上的最前和最外端部96。主体12沿裂缝80分叉为第一腿24和第二腿26。如图1中所示，裂缝80可延伸到接近外表面20的位置，从而在裂缝80的第二端部84处具有第一腿24和第二腿26之间的连接或凸起，但是优选在第二端部84处裂缝80完全延伸穿过壁34到达外表面20，从而当将紧固件2驱动穿过螺钉10时，腿24，26能够更容易地转动分离。
在一个实施例中，每一个裂缝80通常具有Z字形的形状，该形状在腿24，26上限定了多个鳄口状接合齿90。每个裂缝80包括多个通常为直线的部分，其中每个部分相对于其邻接部分成锐角。在图1中所示的实施例中，第一直线部分92a从裂缝80的第二端部82开始延伸并且相对于螺钉壁34成锐角，从而第一部分92a从螺钉壁34向后和在侧面向内侧延伸，第二部分92b相对于第一部分92a成锐角，从而第二部分92b向后但在侧部以与第一部分92a的相反方向延伸，并且第三部分92c相对于第二部分92b成锐角，从而第三部分92c向后但是在侧部以与第二部分92b的相反方向，或在侧部以与第一部分92a相同的方向延伸。在一个实施例中，Z字形裂缝80的每个部分92a、92b和92c等以大约45°到大约85°之间的角度与邻接部分形倾斜，优选为在大约50°到大约75°之间，最优选为大约65°。在一个实施例中，裂缝80的第一部分92a在第一腿24上限定了通常面向后的肩部30。
继续图1，当螺钉10处于钻孔状态时，齿90互相咬合在一起并且相互作用。互相咬合的齿90有助于使螺钉主体12稳定，并且防止其在将螺钉10驱动进入补墙板1中时扭曲或弯曲，同时仍可使腿24，26转动分离并且楔入补墙板1中。也可认为，当螺钉10处于固定状态时，齿90通过在外表面20处与补墙板1接合，增加了抗拔强度。
由于齿90能够安装在紧固件2的相邻的螺纹9之间，从而齿90与紧固件2接合，并且将齿90楔入在位，因此齿90也可在螺钉10的抗拔强度方面起作用，如图7所示的齿90a。以该方式，齿90作为螺纹锁位于紧固件2的两侧上，其使紧固件2与螺钉10更紧固地接合，有助于阻止紧固件2从与螺钉10的接合中拔出。紧固件螺纹9通过接合和推压齿90，使腿24，26进一步向外转动楔入补墙板1中，使抗拔强度增加。
转到图4和6，第一腿24包括通常面向后的肩部30，从而随紧固件2驱动穿过螺钉10，肩部30通过与紧固件2的接合使第一腿24转动，与第二腿26分离。由于紧固件2使第一腿24偏转，由此第一腿24楔入补墙板1中，从而提供比第一腿24保持不转动的情况下更高的抗拔强度。肩部30相对于中心轴13向外成钝角，所以紧固件尖端9能够沿肩部30滑动，并且使第一腿24偏转，因此使其从紧固件2侧向转动分离。
肩部30从最后和最内端部94侧向向外延伸到位于裂缝80的第二端部84的越过轴向孔32的最前和最外端部96。肩部30确保紧固件2不旋入钻孔尖端28，否则将阻止第一腿24转动。
位于带有凸缘的端部14和肩部30之间的轴向长度可选择，从而优化腿24，26的转动，以产生最高抗拔强度。位于带有凸缘的端部14和肩部20之间的轴向长度可在大约3/4英寸到大约1英寸之间，优选为在大约0.8英寸到大约0.9英寸之间，最优选为大约0.83英寸。
在一个实施例中，肩部30为通常相对于螺钉轴13向外成钝角的表面，所以肩部30向前和侧向向外侧延伸。在一个实施例中，肩部30从中心轴13的一个侧面延伸基本穿过轴向孔32到达中心轴13的另一侧，从而在驱动紧固件2时，尖端8接触肩部30的倾斜的部分，以确保尖端8沿肩部30滑动，从而使第一腿侧向向外偏转和转动。在一个实施例中，肩部30通常为平面，并且当螺钉处于钻孔状态(图1和4)时，相对于中心轴13形成在大约100°和大约130°之间的角度，优选为在大约120°和大约150°之间，最优选为大约130°。肩部30应光滑并且基本无缺陷，从而紧固件尖端8易于沿肩部30滑动，而不被抓住或卡住，否则可能使紧固件2旋入第一腿24中。
接下来看图6，紧固件2也使第二腿26偏转，从而也将第二腿26楔入补墙板1中，以增加螺钉10的抗拔强度。如图4和5所示，在一个实施例中，靠近用于钻孔的端部16的螺钉轴向孔32的侧部分98朝向钻孔尖端28变成锥形，从而当将紧固件2驱动穿过轴向孔32时，其与锥形部分98接合，以更有效地将腿24，26从紧固件2侧向向外偏转远离。
如图7中所示，当腿24，26通过紧固件2互相转动远离时，它们与补墙板1接合并且楔入其中。当腿24，26楔入补墙板1中时，螺钉10更能抵抗拔出。优选地，位于每个腿24，26上的螺纹22的部分100a，100b也楔入补墙板后表面54中，从而螺纹部分100a，100b能够作为倒钩用来与补墙板后表面54的纸56更紧地接合，以提供更强的抗拔力。
令人惊讶的是，已发现，带有由紧固件2向外偏转的腿24，26的螺钉10使螺钉10在补墙板1中可获得的抗拔强度变成双倍，或在一些情况中变成三倍。众所周知，具有相似的尺寸但没有与紧固件2相接合的从而使腿24，26向外转动的肩部30的螺钉，其可获得的最大抗拔强度大约为70磅，大多数螺钉通常能够承受大约50磅的抗拔强度。通过试验已发现，螺钉10能够获得高达大约170磅的抗拔强度，实验中的平均抗拔强度大约为145磅。
再转到图1，如果在每个裂缝80的第一端部82和带有凸缘的端部14之间选择的隔开距离SD太小，则第一端部82将太接近带有凸缘的端部14，并且腿24，26将趋向于向外转动太远，并且太接近补墙板的前表面50，以至于会使补墙板损坏，例如弯曲，并且螺钉10和紧固件2会过早地脱出。如果选择的距离SD太大，则第一端部82将距离带有凸缘的端部14太远，并且腿24，26将向外转动不够远，从而腿24，26将不能与补墙板1充分接合，并且将不能使螺钉10获得的抗拔强度最优化。裂缝80的第一端部82与带有凸缘的端部14隔开的距离SD可以是螺钉总长度L的大约20％到大约50％，优选为在大约25％和大约40％之间，最优选为螺钉10的总长度L的30％。理想的是，将第一端部82定位在补墙板1中的一定深度，从而隔开的距离SD可以在补墙板1厚度T的大约75％和大约125％之间，优选为在90％和大约105％之间，最优选为补墙板1厚度T的大约100％。第一端部82可与带有凸缘的端部14隔开的距离SD在大约1/4英寸和大约3/4英寸之间，优选为在大约0.4英寸和大约0.55英寸之间，最优选为大约英寸。
在一个实施例中，每个裂缝80的第一端部82为圆形，以避免在第一端部82形成应力集中，应力集中将会在腿24，26向外转动时导致位于第一端部82和带有凸缘的端部14之间的主体12裂开或分裂。螺钉10在第一端部82也可包括小孔102。如图1所示，小孔102可通常为圆形、椭圆形或其它通常的圆弧形几何图形。优选地，小孔102大于裂缝80，从而在主体12开始裂开前，腿24，26能够稍微过度转动。在一个实施例中，小孔102的直径大约是每个裂缝80的宽度的大约1.5到大约4倍之间，优选为在大约2到大约3倍之间，最优选每个裂缝80的宽度的大约2.5倍。在一个实施例中，小孔102的直径大约为0.05英寸，并且裂缝的宽度大约为0.02英寸。
使用方法
螺钉10的使用方法包括以下步骤：当处于钻孔状态时，将螺钉10驱动进入补墙板1中，从而钻孔尖端28钻穿补墙板1；将外螺纹22与补墙板1接合；将细长状的紧固件2插入到螺钉轴向孔32中，从而紧固件尖端8与肩部30接合并且沿肩部30滑动；继续驱动紧固件2穿过螺钉10，从而紧固件2在通常向前的方向继续前进，使肩部30和第一腿24向外转动，使腿24，26互相转动分离，直到将腿24，26推入到固定状态的转动位置中，并且将腿24，26楔入补墙板1，这可增加螺钉10的抗拔强度。
将螺钉10驱动进入补墙板1中通常通过以下步骤实现：将钻孔尖端放置在补墙板前表面50上的期望位置中，将旋转驱动工具(没有显示)中的一种螺丝刀，例如十字螺丝刀，与扭矩传输表面42相接合，例如通过将螺丝刀插入到凸缘38中的凹槽40中，并且旋转螺钉10，从而使驱动尖端28钻入补墙板1中。最终，钻孔尖端28钻穿补墙板1，并且螺钉的外螺纹22与补墙板1接合，从而在补墙板1中攻出配合螺纹44，这将继续驱动螺顶10向前，直到凸缘38碰到补墙板1，在该处凸缘38可嵌入到补墙板1中，从而螺钉10相对于补墙板前表面50与之平齐或在其下面。
通过将紧固件尖端8放入到凹槽40中，将紧固件2插入轴向孔32中。紧固件2由旋转驱动工具转动，例如螺丝刀，从而紧固件螺纹9与键槽36接合，以在键槽36中形成配合螺纹，驱动紧固件2穿过螺钉孔32。
最后，当将紧固件2驱动穿过孔32时，紧固件尖端9将在螺钉孔32的端部与肩部30相遇。随着将紧固件2在向前方向进一步驱动，紧固件尖端9沿肩部30滑动，使肩部30侧向向外偏转远离紧固件2，从而第一腿24转动远离紧固件2。紧固件2的一部分也使第二腿26向外偏转。在一种方法中，紧固件2的一部分与孔32的锥形部分98接合，以使第二腿26向外转动远离紧固件2。当腿24，26向外偏转时，将它们楔入补墙板1，使螺钉螺纹22进一步与补墙板1接合，增加螺钉10的抗拔强度。优选地，螺纹22轴向设置在螺钉主体12上，从而如图7所示，楔入步骤包括将位于腿24，26中的至少一条腿上的螺纹22的部分100a，100b楔入到补墙板1中。
本发明的自攻螺钉提供了一种易于安装的设备，从而不需要用于常规自攻螺钉的附加步骤，同时提供与系墙螺栓或其它更复杂的设备相比增加的抗拔强度。这对于使用者来说具有显著的优点，因为其安装方法基本与自攻螺钉的一样，但是却能提供与难于安装的系墙螺栓相关的高的抗拔强度而不增加安装难度。
本发明前述的书面描述能够使本领域的技术人员制造并使用本发明的目前被认为是最佳的方式，但是本领域的技术人员将可理解并意识到，还会存在对本文具体的示例性的实施例和方法的改变、结合和等同替换。因此本发明应不受上述的实施例和方法的限定，而是由所有的包括在本发明所要求的范围和宗旨内的所有实施例和方法限定。

Claims (10)

1.一种用于易碎材料中的自攻螺钉，包括：
主体，主体具有中心轴、带有凸缘的后端部、用于钻孔的前端部和位于所述后端部和前端部之间的通常为圆柱状的部分，所述圆柱状部分的外表面上布置有螺纹；
其中，所述主体从距离所述带有凸缘的后端部的预定距离处开始分叉为第一腿和第二腿，所述第一腿向前伸入钻孔尖端，并且具有相对于所述中心轴向外成钝角的通常面向后的肩部；
所述主体具有用来容纳细长状紧固件的轴向孔，所述轴向孔基本延伸穿过所述带有凸缘的端部和所述通常为圆柱状的部分，并且通向所述通常面向后的肩部；
所述螺钉具有钻孔状态和固定状态，在钻孔状态，所述第二腿套在所述第一腿的所述通常面向后的肩部之后，并且在固定状态，所述腿彼此转动分离。
2.根据权利要求1所述的自攻螺钉，其中，所述第一腿和所述第二腿由一对裂缝彼此分开，所述裂缝开始于所述分叉处，并且基本延伸穿过所述通常为圆柱状的部分的所述外表面和所述螺纹，所述裂缝位于所述外表面的通常相对的侧部。
3.根据权利要求2所述的自攻螺钉，其中，所述裂缝具有Z字形状，在所述腿上形成鳄口状接合齿，并且所述裂缝的每一个最向前的部分沿所述通常面向后的肩部的周边基本到达所述通常面向后的肩部的最向前和最向外的端部。
4.根据权利要求3所述的自攻螺钉，其中所述细长状紧固件包括螺纹，当所述自攻螺钉处于所述固定状态时，所述鳄口状齿与所述细长状紧固件螺纹接合。
5.根据权利要求2所述的自攻螺钉，其中所述一对裂缝中的每一个的最后端部为圆的。
6.根据权利要求2所述的自攻螺钉，其中，所述一对裂缝中的每一个的最后端部包括小孔。
7.根据权利要求1所述的自攻螺钉，其中，所述钻孔尖端包括具有切割表面和锐利尖端的通常扁平的钻孔刀片。
8.根据权利要求1所述的自攻螺钉，其中，所述细长状紧固件插入所述轴向孔，直到所述细长状紧固件的尖端与所述通常面向后的肩部接合并沿所述肩部滑动，并且继续以通常向前的方向前进，直到将所述腿推入所述固定状态中。
9.根据权利要求1所述的自攻螺钉，其中，所述轴向孔的靠近所述通常面向后的肩部的部分朝向所述通常面向后的肩部变成锥形。
10.一种用于易碎材料中的自攻螺钉，包括：
主体，主体具有中心轴、带有凸缘的后端部、用于钻孔的前端部和位于所述后端部和前端部之间的通常为圆柱状的部分，所述圆柱状部分的表面上布置有螺纹；
所述用于钻孔的前端部包括通常扁平的刀片，所述刀片包括：具有第一倾斜切割边缘和第一侧部切割边缘的第一部分，和具有第二倾斜切割边缘和第二侧部切割边缘的第二部分，其中，所述第一和第二倾斜切割边缘形成尖端，所述第一和第二部分形成在共同直线上，并且沿穿过所述圆柱状部分的直径的平面彼此相对错开；
其中所述主体沿一对Z字形裂缝从距离所述带有凸缘的后端部为预定距离处开始分叉为第一腿和第二腿，所述Z字形裂缝在所述腿上形成鳄口状接合齿；
所述第一腿向前伸入所述通常扁平的刀片中，并且具有相对于所述中心轴向外成钝角的通常面向后的肩部，其中，所述裂缝的每一个最向前的部分沿所述通常面向后的肩部的周边基本到达所述通常面向后的肩部的最向前和最向外的端部；
在所述主体中的同轴中心孔用来容纳细长状紧固件，所述中心孔基本延伸穿过所述带有凸缘的后端部和所述通常为圆柱状的部分，并且通向所述通常面向后的肩部；
其中，所述螺钉具有钻孔状态和固定状态，在所述钻孔状态，所述第二腿套在所述第一腿的所述通常面向后的肩部之后，在所述固定状态，所述腿彼此转动分离。
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