TW202006225A - 用於水泥板的螺釘式緊固件 - Google Patents

Abstract

水泥板螺釘包括高螺紋，其在錐形端上開始，延伸至釘身上且沿 著釘身終止於第一軸向位置。高螺紋界定高周圍邊緣，在此前導螺腹及後引螺腹在高周圍邊緣處相會並一起界定於約30度及約55度之間的高螺紋角。低螺紋在錐形端上開始，延伸至釘身上且實質上沿著釘身終止於第一軸向位置，使得低螺紋之軸向長度實質上與高螺紋的軸向長度相同並與高螺紋之軸向長度相鄰。低螺紋包括前導螺腹及後引螺腹，它們在低周圍邊緣處相會並一起界定於約50度及約70度之間的低螺紋角。

Description

用於水泥板的螺釘式緊固件

本申請案大致上有關用於水泥板應用的螺釘式緊固件，且更特別地是有關多螺紋水泥板螺釘。

典型之螺釘組構包括細長釘身，其在螺釘之驅動頭及螺釘的尖銳端(pointed end)之間延伸。釘身的至少一部分是具有螺旋形螺紋。已知具有諸多組構之水泥板螺釘。然而，持續地尋求改良。

將期望的是提供一種水泥板螺釘組構，其有助於在相對低之扭矩需求下快速且有效地安裝，且在安裝之後產生高的拉出阻力。

於一態樣中，水泥板螺釘包括有利之性能特徵。

在另一態樣中，水泥板螺釘包括頭端、釘身、及錐形端，頭端包括工具嚙合部分，頭端坐落於釘身的一端，且錐形端坐落在釘身之相反端部。沿著釘身形成高螺紋，其中高螺紋在錐形端上開始，延伸至釘身上且沿著釘身終止於第一軸向位置。高螺紋界定高周圍邊緣，其中高螺紋包括前導螺腹及後引螺腹，它們在高周圍邊緣處相會並一起界定於約30度及約55度之間的高螺紋角。沿著釘身形成之低螺紋延伸至釘身上且實質上在沿著釘身的第一軸向位置處終止，使得低螺紋之軸向長度實質上與高螺紋的軸向長度相同並與高螺紋的軸向長度相鄰，其中低螺紋於錐形端上開 始。低螺紋界定低周圍邊緣，其中低螺紋包括前導螺腹及後引螺腹，它們在低周圍邊緣處相會並一起界定於約50度及約70度之間的低螺紋角。

在另一態樣中，水泥板螺釘包括頭端、釘身、及錐形端，所述頭端包括工具嚙合部分，頭端坐落於釘身的一端，且錐形端坐落在釘身之相反端部。沿著釘身形成高螺紋，其中高螺紋在錐形端上開始，延伸至釘身上且沿著釘身終止於第一軸向位置。高螺紋界定高周圍邊緣，其中高螺紋包括前導螺腹及後引螺腹，它們在高周圍邊緣處相會並一起界定高螺紋角。第一軸向位置與頭端隔開。沿著釘身形成低螺紋，其中低螺紋在錐形端上開始，延伸至釘身上且實質上在沿著釘身的第一軸向位置處終止，使得低螺紋之軸向長度實質上與高螺紋的軸向長度相同並與高螺紋的軸向長度相鄰。低螺紋界定低周圍邊緣，其中低螺紋包括前導螺腹及後引螺腹，它們在低周圍邊緣處相會並一起界定低螺紋角。低螺紋角大於高螺紋角。釘身上之一組對應螺紋從靠近第一軸向位置延伸朝頭端，對應螺紋具有與高螺紋及低螺紋的螺旋方向相反之螺旋方向。

在所附圖式及以下敘述中提出一或多個實施例的細節。其他特徵、目的及優點將由說明書及圖式、以及申請專利範圍而變得明顯。

10‧‧‧螺釘

12‧‧‧頭端

14‧‧‧釘身

15‧‧‧楔形切口

16‧‧‧錐形端

18‧‧‧端面

20‧‧‧驅動凹部

22‧‧‧尖端

30‧‧‧高螺紋

32‧‧‧軸向位置

34‧‧‧周圍邊緣

36‧‧‧前導螺腹

38‧‧‧後引螺腹

50‧‧‧螺釘軸線

60‧‧‧低螺紋

62‧‧‧軸向位置

64‧‧‧周圍邊緣

66‧‧‧前導螺腹

68‧‧‧後引螺腹

80‧‧‧對應螺紋

80A‧‧‧後引螺腹

80B‧‧‧前導螺腹

81‧‧‧線

82‧‧‧大凸棱

82A‧‧‧第一凸棱部分

82B‧‧‧第二凸棱部分

83‧‧‧線

84‧‧‧小凸棱

86‧‧‧外下部

88‧‧‧內下部

90‧‧‧前導面

92‧‧‧圓角接合部

94‧‧‧未切成圓角之接合部

96‧‧‧後引面

圖1顯示水泥板螺釘之一實施例的側視圖；

圖2及3顯示螺釘之立體圖；

圖4顯示取自沿著螺釘軸線所在平面的螺釘之局部橫剖面圖；

圖5及6顯示螺釘的頭端之局部立體圖；

圖7顯示頭端的橫剖面圖；

圖8及9顯示頭端之放大視圖；

圖10及11顯示錐形端的局部立體圖；

圖12顯示高螺紋之放大視圖；

圖13顯示沿著螺釘軸線在螺釘的錐形端所觀看之視圖；及

圖14顯示螺釘沿著垂直於螺釘的中心軸線且在對應螺紋區域中之平面的局部橫剖面圖。

參考圖1-13，顯示水泥板螺釘10之一實施例。水泥板螺釘包括頭端12、釘身或芯部14、及錐形端16。頭端12包括具有驅動凹部20的端面18(例如星形凹部或任何其它合適之驅動凹部)。端面可包括如所示的紋理化表面特徵、諸如凹部圖案或其他紋理。如本文所用，釘身一詞意指螺釘的細長芯部或軸桿，其可包括有螺紋及無螺紋部分。錐形端16坐落於釘身14之相反端部及終止在尖點或尖端22中。當作範例，界定尖點22的錐角α1可為於約十五度及約二十五度之間(諸如約十八至二十三度)。錐形端亦可包括如所示之楔形切口15。楔形切口從尖端開始並延伸錐形端的整個軸向範圍。

高螺紋30在錐形端16上開始(例如，較佳地是略微短於尖端，如藉由圖11中之間距X所描述、或在尖端處)，延伸至釘身14上並沿著釘身終止於軸向位置32處。間距X可為例如0.10至0.90英寸(例如，0.030英寸至0.070英寸、或0.40至0.060英寸)的範圍。高螺紋30是如所示之右旋螺紋，且具有形成在前導螺腹36與後引螺腹38相會之處的周圍邊緣34，它們一起界定了於約三十五度與約五十五度之間(例如，在四十度及五十度之間)的高螺紋角α2。於一實施方案中，高螺紋是不對稱的，具有不同之前 導螺腹角θ1及後引螺腹角θ2。特別地是，後引螺腹角小於前導螺腹角。譬如，後引螺腹角可為不超過二十度(例如，在十五度及二十度之間)，且前導螺腹角可為不小於二十五度(例如，在二十五度及三十五度之間)。高周圍邊緣34可為以於約0.002“及約0.008”之間的半徑界定，在此所述半徑接合螺紋之前導面及後引面。

螺釘10具有界定於錐形端16的尖端22及端面18之間的穿透軸向長度LP。軸向距離DH界定在錐形端16之尖端22及軸向位置32之間。在此，軸向距離DH至少是螺釘之穿透軸向長度LP的百分之七十。然而，變動是可能的(例如，距離DH為長度LP的至少百分之七十五或至少百分之八十)。

低螺紋60於錐形端16上開始(例如較佳地是略微短於尖端或在尖端處)，延伸至釘身14並沿著釘身終止於軸向位置62。在此，軸向位置62與軸向位置32實質上相同，且低螺紋的軸向長度與高螺紋之軸向長度實質上相同並鄰接。低螺紋30是如所示的右旋螺紋，並具有形成在前導螺腹66與後引螺腹68相會之處的周圍邊緣64，它們一起界定了於約五十度與約七十度之間(例如，在五十五度及六十五度之間)的低螺紋角α4。在一實施方案中，低螺紋是對稱的，具有兩者皆相同之前導螺腹角及後引螺腹角。

高螺紋30的螺距PH沿著螺紋之長度實質上係均勻的，低螺紋60之螺距PL也是如此，且低螺紋螺距PL與高螺紋螺距PH實質上相同。低螺紋60的每匝圈實質上坐落於高螺紋30的相鄰匝圈之間的軸向中點處。實質上均勻之螺距PH及PL可以例如在約0.080英寸及約0.140英寸之間(例如於約0.100英寸及約0.120英寸之間)。

高螺紋30包括小徑Dm及大徑DMH，且低螺紋60包括相 同的小徑Dm及大徑DML。沿著釘身14之每一螺紋的高度定義為大徑減去小徑。釘身14沿著高螺紋及低螺紋實質上是直圓柱體，且錐形端16之橫剖面是圓形的，在此橫剖面位在垂直於螺釘軸線50之任何平面中。

軸向位置32、62與頭端12隔開，且釘身14包括在釘身上的一組對應螺紋80，在此對應螺紋從軸向位置32、62附近朝頭端12延伸。作為鉸孔螺紋(reaming threads)操作之對應螺紋80具有與高螺紋及低螺紋的螺旋方向相反之螺旋方向。對應螺紋80的大徑DMC小於高螺紋之大徑DMH且大於低螺紋的大徑DML。對應螺紋之小徑Dmc大於高螺紋及低螺紋兩者的小徑Dm。在此，該組對應螺紋藉由六條對應螺紋所形成，其中每一對應螺紋螺旋地延伸不超過一百二十圓周度。然而，具有更多或更少對應螺紋之變動是可能的。例如，該組對應螺紋可以藉由不超過四條對應螺紋所形成，其中每一對應螺紋螺旋地延伸不超過一百二十圓周度。無論對應螺紋之數量如何，對應螺紋80具有如所示繞著釘身的實質上均勻之圓周間距。

如圖14的端視圖局部橫剖面中所最佳看出，在垂直於螺釘之中心軸線50且沿著對應螺紋的軸向長度之任何給定平面中，每一對應螺紋80的後引螺腹80A實質上根據線81徑向地延伸，且前導螺腹80B在根據線83的朝後引螺腹80A之方向中從徑向偏離的方向中延伸。於橫剖面之垂直平面中，藉由兩個螺腹80A及80B所圍起之角度φ4在約30度及約40度之間(例如，約35度)。

頭端形成為埋頭組構，使其截頭圓錐形下部具有複數凸棱，包括複數大凸棱82及複數小凸棱84，在此複數多數小凸棱如所示設置於連續的大凸棱之間。頭端包括外下部86及內下部88。外下部86界定截頭圓錐形錐角φ1，且內下部界定截頭圓錐形錐角φ2，在此錐角φ1大於錐角φ2。 於一實施方案中，錐角φ2至少是錐角φ2的兩倍。當作範例，φ2可為在六十五至七十五度之範圍內。

小凸棱82實質上界定於外下部86上(例如，從頭部周邊延伸至內下部88)。大凸棱82界定在外下部86及內下部88兩者上。大凸棱藉由外下部86上的第一凸棱部分82A及內下部88上之第二凸棱部分82B所界定。第一部分82A及第二凸棱部分82B相會並界定在約三十五度及約五十度之間的內凸棱角φ3。大凸棱82具有均勻之圓周間距。複數個大凸棱可以藉由不超過六個大凸棱(例如，彼此隔開90度的四個大凸棱、或彼此隔開120度之三個大凸棱)所形成。每一大凸棱82包括於圓角接合部92處接合下部的前導面90及在未切成圓角之接合部94處接合下部的後引面96。

按照圖1-11中所描繪之組構的水泥板螺釘之諸多實施方案是可能的。當作範例，下面之表1及表2提出此一螺釘實施方案的一範例，在此高螺紋及低螺紋包括小徑Dm，高螺紋包括大徑DMH，低螺紋包括小徑DML，高螺紋包括螺距PH，低螺紋包括螺距PL，高螺紋包括釘身上之高螺紋高度HTH，低螺紋包括沿著釘身的低螺紋高度LTH。用於此螺釘之典型軸向穿透長度LP可以在約1英寸與約2.5英寸的範圍內，但是其他變動也是可能的。

主題水泥板螺釘包括改善性能之有利特徵。特別地是，不對稱的高螺紋輪廓改良抗拔阻力，包括高螺紋及低螺紋使得更硬之水泥板及木間柱更光滑，具有尖銳尖端的楔形切口很好地穿透進入更硬之水泥板及更堅硬的木材及金屬間柱中，對應螺紋壓碎水泥板纖維並使表面更光滑，具紋理之螺釘頭端面允許精加工材料、黏著劑、石膏、及填料接合，較大的頭部凸棱在就坐期間咬入水泥板，而減少對座部之扭矩，且較小的凸棱有助於使表面變光滑及使座部齊平。

10‧‧‧螺釘

12‧‧‧頭端

14‧‧‧釘身

16‧‧‧錐形端

22‧‧‧尖端

30‧‧‧高螺紋

32‧‧‧軸向位置

50‧‧‧螺釘軸線

60‧‧‧低螺紋

62‧‧‧軸向位置

80‧‧‧對應螺紋

Claims (27)

1. 一種水泥板螺釘，包含：

   一頭端、一釘身及一錐形端，該頭端包括一工具嚙合部分，該頭端坐落於該釘身的一端，且該錐形端坐落在該釘身之一相反端部；

   一高螺紋，沿著該釘身形成，其中該高螺紋在該錐形端上開始，延伸至該釘身上且沿著該釘身終止於一第一軸向位置，其中該高螺紋界定一高周圍邊緣，其中該高螺紋包括一前導螺腹及一後引螺腹，它們在該高周圍邊緣處相會並一起界定於約30度及約55度之間的一高螺紋角；

   一低螺紋，沿著該釘身形成，其中該低螺紋在該錐形端上開始，延伸至該釘身上且實質上於沿著該釘身之第一軸向位置處終止，使得該低螺紋的一軸向長度實質上與該高螺紋之一軸向長度相同並與該高螺紋的軸向長度相鄰，其中該低螺紋界定一低周圍邊緣，其中該低螺紋包括一前導螺腹及一後引螺腹，它們在該低周圍邊緣處相會並一起界定於約50度及約70度之間的一低螺紋角。
2. 如申請專利範圍第1項之水泥板螺釘，其中：

   該水泥板螺釘具有一穿透軸向長度；及

   該錐形端的尖端及該第一軸向位置之間的一第一軸向距離是該穿透軸向長度的至少百分之七十。
3. 如申請專利範圍第2項之水泥板螺釘，其中該第一軸向距離是該穿透軸向長度的至少百分之八十。
4. 如申請專利範圍第1項之水泥板螺釘，其中該高螺紋是一不對稱的螺紋。
5. 如申請專利範圍第4項之水泥板螺釘，其中該低螺紋是一對稱的螺紋。
6. 如申請專利範圍第4項之水泥板螺釘，其中該高螺紋的一後引螺腹角小於該高螺紋之一前導螺腹角。
7. 如申請專利範圍第6項之水泥板螺釘，其中該後引螺腹角不大於20度，且該前導螺腹角不小於25度。
8. 如申請專利範圍第1項之水泥板螺釘，其中該高螺紋及該低螺紋包括在約0.100英寸及約0.120英寸之間的一共同且實質上均勻之螺距。
9. 如申請專利範圍第8項之水泥板螺釘，其中該低螺紋的每一匝圈實質上坐落於該高螺紋的相鄰匝圈之間的一中點處。
10. 如申請專利範圍第1項之水泥板螺釘，其中：

    該頭端包括在其中形成有一驅動凹部的一端面；

    該頭端形成為一埋頭組構(countersunk head configuration)，其一截頭圓錐形下部具有複數個凸棱；

    該頭端之端面包括一紋理化表面特徵。
11. 如申請專利範圍第1項之水泥板螺釘，其中該第一軸向位置係與該頭端隔開，且該釘身包括在該釘身上及由該第一軸向位置附近朝該頭端延伸的一組對應螺紋，該對應螺紋具有與該高螺紋及該低螺紋之一螺旋方向相反的一螺旋方向。
12. 如申請專利範圍第11項之水泥板螺釘，其中該對應螺紋的一大徑小於該高螺紋之一大徑。
13. 如申請專利範圍第12項之水泥板螺釘，其中該對應螺紋的一小徑大於該高螺紋及該低螺紋兩者之一小徑。
14. 如申請專利範圍第11項之水泥板螺釘，其中該組對應螺紋藉由不超過六條對應螺紋所形成，其中每一對應螺紋螺旋地延伸經過不超過一百二十圓周度。
15. 如申請專利範圍第11項之水泥板螺釘，其中該組對應螺紋藉由不超過四條對應螺紋所形成，其中每一對應螺紋螺旋地延伸經過不超過一百二十圓周度。
16. 如申請專利範圍第11項之水泥板螺釘，其中每一對應螺紋包括一前導螺腹及一後引螺腹，且用於每一對應螺紋：

    該後引螺腹實質上在垂直於該螺釘的一中心軸線之一平面中徑向地延伸。
17. 如申請專利範圍第16項之水泥板螺釘，其中，用於每一對應螺紋：

    該前導螺腹係徑向地偏置及在朝該後引螺腹的一方向中延伸。
18. 如申請專利範圍第1項之水泥板螺釘，其中該高螺紋及低螺紋包括一小徑Dm，該高螺紋包括一大徑DMH，該低螺紋包括一小徑DML，該高螺紋包括一螺距PH，該低螺紋包括一螺距PL，該高螺紋包括在該釘身上的一高螺紋高度HTH，該低螺紋包括沿著該釘身之一低螺紋高度LTH，

    其中該水泥板螺釘滿足以下準則：

    

    及

    該錐形端包括一楔形切口。
19. 如申請專利範圍第1項之水泥板螺釘，其中：

    該頭端包括在其中形成有一驅動凹部的一端面；

    該頭端形成為一埋頭組構，使其一截頭圓錐形下部具有複數個凸棱，包括第一複數大凸棱及第二複數複數小凸棱，其中多數小凸棱設置於連續的大凸棱之間。
20. 如申請專利範圍第19項之水泥板螺釘，其中：

    該頭端包括一外下部及一內下部，該外下部界定一第一截頭圓錐形錐角，且該內下部界定一第二截頭圓錐形錐角，其中該第一截頭圓錐形錐角大於該第二截頭圓錐形錐角；

    該等小凸棱實質上界定在該外下部上；

    該等大凸棱界定於該外下部及該內下部兩者上。
21. 如申請專利範圍第20項之水泥板螺釘，其中該大凸棱藉由該外下部上的一第一凸棱部分及該內下部上之一第二凸棱部分所界定，其中該第一凸棱部分及該第二凸棱部分相會及界定在約35度與約50度之間的一內部凸棱角。
22. 如申請專利範圍第20項之水泥板螺釘，其中該第一截頭圓錐形錐角至少是該第二截頭圓錐形錐角的兩倍。
23. 如申請專利範圍第19項之水泥板螺釘，其中：

    該複數個大凸棱具有一均勻的圓周間距；

    該複數個大凸棱藉由不超過六個大凸棱所形成。
24. 如申請專利範圍第19項之水泥板螺釘，其中該等大凸棱的每一個包括於一圓角接合部接合該下部之一前導面、及在未切成圓角的一接合部接合該下部之一後引面。
25. 如申請專利範圍第1項之水泥板螺釘，其中該錐形端包括在約15度及約25度之間的一尖端角。
26. 如申請專利範圍第1項之水泥板螺釘，其中該高周圍邊緣界定為具有於約0.002”及約0.008”之間的一半徑。
27. 一種水泥板螺釘，包含有：

    一頭端、一釘身及一錐形端，該頭端包括一工具嚙合部分，該頭端坐落於該釘身的一端，且該錐形端坐落在該釘身之一相反端部；

    一高螺紋，沿著該釘身形成，其中該高螺紋在該錐形端上開始，延伸至該釘身上且沿著該釘身終止於一第一軸向位置，其中該高螺紋界定一高周圍邊緣，其中該高螺紋包括一前導螺腹及一後引螺腹，它們在該高周圍邊緣處相會並一起界定一高螺紋角，其中該第一軸向位置與該頭端隔開；

    一低螺紋，沿著該釘身形成，其中該低螺紋在該錐形端上開始，延伸至該釘身上且實質上在沿著該釘身的第一軸向位置處終止，使得該低螺紋之一軸向長度實質上與該高螺紋的一軸向長度相同並與該高螺紋之軸向長度相鄰，其中該低螺紋界定一低周圍邊緣，其中該低螺紋包括一前導螺腹及一後引螺腹，它們在低周圍邊緣處相會並一起界定一低螺紋角，其中該低螺紋角大於該高螺紋角；

    該釘身上的一組對應螺紋從靠近該第一軸向位置延伸朝該頭端，該等對應螺紋具有與該高螺紋及該低螺紋之一螺旋方向相反的一螺旋方向。

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